[发明专利]半导体装置、具有半导体装置的液晶显示装置、半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用于微小的半导体器件的布线膜的领域，特别是涉及与氧化物半导体接触的电极层的技术领域。

背景技术

平板显示器(FPD，Flat Panel Display)或薄膜太阳能电池等近年来所制造的电气产品有必要在宽广的基板上同样地配置晶体管，因此，使用可以在大面积基板上形成特性均匀的半导体层的(氢化)非晶硅等。

非晶硅能以低温形成，对于其他材料不会造成不良影响，但有电子迁移率低的缺点，能以低温形成且将高迁移率的薄膜形成为大面积基板的氧化物半导体受到瞩目。

另一方面，近年来在半导体集成电路、FPD中的晶体管的电极、布线上开始使用低电阻的铜薄膜，以谋求提高数字信号的传达速度，或减低电力损失而达成耗电量的降低。

然而铜薄膜与氧化物半导体或氧化物薄膜的密接性较差，此外铜薄膜的构成物质的铜原子会扩散至氧化物半导体中或氧化物薄膜中，成为可靠性降低的原因。

特别是氧化物半导体和铜薄膜接触，或者由氧化物构成的层间绝缘膜和铜薄膜接触时，铜原子往氧化物中的扩散成为大问题。

在此情况下，在铜薄膜、及与铜薄膜接触的半导体或绝缘膜等之间，需要设置具有对扩散的阻挡性，或者增大铜布线的附着强度的密接性的辅助膜。辅助膜例如有TiN膜、W膜等。

铜薄膜难以干蚀刻，一般使用湿蚀刻法，但铜薄膜的蚀刻液与辅助膜的蚀刻液不同，所以不能在一次的蚀刻工序蚀刻辅助膜和铜薄膜的双层结构的布线膜。

因此，寻求具有阻挡性、密接性，并且能通过与铜薄膜相同的蚀刻液来蚀刻的辅助膜。

专利文献1：日本特开2009-99847号公报

专利文献2：日本特开2007-250982号公报

发明内容

本发明为了解决上述现有技术的不良情形而创作的，其目的在于提供密接性高、铜原子不会扩散至氧化物半导体或氧化物薄膜的电极膜。

为了解决上述课题，本发明的半导体装置，具有氧化物半导体层、及与所述氧化物半导体层接触的电极层，所述电极层包括与所述氧化物半导体层接触的高密接性阻挡膜和与所述高密接性阻挡膜接触的铜薄膜，所述高密接性阻挡膜含有铜、镁、和铝，在铜、镁、和铝的合计原子数为100at％(原子百分比)时，镁的范围为0.5at％以上5at％以下，铝的范围为5at％以上15at％以下。

本发明的半导体装置中，所述电极层具有互相分离的源极电极层和漏极电极层，所述源极电极层和所述漏极电极层，分别与所述氧化物半导体层的源极区域和漏极区域接触，是在所述源极区域和所述漏极区域之间的沟道区域，将栅极绝缘膜夹在中间而配置了栅极电极层的晶体管。

本发明的半导体装置中，在所述氧化物半导体层上配置有由氧化物构成的绝缘膜，所述源极电极层和所述漏极电极层配置在所述绝缘膜的表面，在所述绝缘膜的连接孔的内周面配置有所述源极电极层和所述漏极电极层的高密接性阻挡膜，所述绝缘膜形成在所述源极区域上和所述漏极区域上。

本发明的液晶显示装置，其中包括：半导体装置、像素电极、配置在所述像素电极上的液晶、以及位于所述液晶上的上部电极，所述像素电极与所述电极层电连接。

本发明的半导体装置的制造方法，其中所述半导体装置包括：氧化物半导体层；以及与所述氧化物半导体层接触的电极层，所述电极层包括与所述氧化物半导体层接触的高密接性阻挡膜和与所述高密接性阻挡膜接触的铜薄膜，所述高密接性阻挡膜，含有铜、镁、和铝，在铜、镁、和铝的合计原子数为100at％时，镁的范围为0.5at％以上5at％以下，铝的范围为5at％以上15at％以下，在所述半导体装置的制造方法中，在所述氧化物半导体层的表面形成氧化物薄膜，部分除去所述氧化物薄膜而形成由所述氧化物薄膜构成的停止层，在除去了所述氧化物薄膜的部分使所述氧化物半导体层露出，在所述停止层上和所述源极区域上和所述漏极区域上，形成与露出的所述氧化物半导体层的表面接触的所述高密接性阻挡膜，在所述高密接性阻挡膜上形成所述铜薄膜而形成所述电极层。

本发明的半导体装置的制造方法中，在所述氧化物半导体层的所述源极区域和所述漏极区域之间的沟道区域上形成栅极绝缘膜，在所述栅极绝缘膜上配置栅极电极层，在使所述氧化物半导体层的所述源极区域和所述漏极区域露出的状态下，与所述源极区域和所述漏极区域接触地形成所述电极层的所述高密接性阻挡膜。

(发明效果)

因为电极膜的高密接性阻挡膜对氧化物半导体层的密接性与阻挡性较高，所以能够将电极膜使用于源极电极或漏极电极上。