[发明专利]半导体元件及其制造方法

权利要求书

1.一种用于制造氧化物半导体元件的方法，包括以下步骤：

在基板上形成栅电极；

在所述栅电极上形成栅绝缘膜；

在所述栅电极上隔着所述栅绝缘膜形成氧化物半导体层；

形成源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极与所述氧化物半导体层接触，并且所述源电极和所述漏电极的端部与所述栅电极重叠；以及

在所述源电极和所述漏电极之间形成覆盖所述氧化物半导体层的氧化物绝缘层，

其中所述基板被保持在维持在减压状态中的第一反应室中，

其中所述基板被加热到低于或等于600℃的温度，

其中通过在去除了所述第一反应室中剩余的水分时引入溅射气体、并且使用设置在所述第一反应室中的第一靶，在所述基板上形成所述栅绝缘膜，并且

其中通过使用设置在第二反应室中的金属氧化物作为第二靶在所述栅绝缘膜上形成所述氧化物半导体层。

2.如权利要求1所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，所述溅射气体的纯度为99.9999％或更高。

3.如权利要求1所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，通过使用低温泵排空来去除剩余水分。

4.如权利要求1所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，所述第二靶是包含氧化锌作为主要组分的金属氧化物。

5.如权利要求1所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，所述第二靶是包含铟、镓和锌的金属氧化物。

6.如权利要求1所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，在形成所述栅绝缘膜之后形成所述氧化物半导体层而不暴露给空气。

7.一种用于制造氧化物半导体元件的方法，包括以下步骤：

在基板上形成栅电极；

在所述栅电极上形成栅绝缘膜；

在所述栅电极上隔着所述栅绝缘膜形成氧化物半导体层；

形成源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极与所述氧化物半导体层接触，并且所述源电极和所述漏电极的端部与所述栅电极重叠；以及

在所述源电极和所述漏电极之间形成覆盖所述氧化物半导体层的氧化物绝缘层，

其中在其上形成有所述栅绝缘膜的所述基板被保持在维持在减压状态中的加热室中，

其中所述基板在去除所述加热室中剩余的水分时被预热到低于或等于400℃的温度，

其中所述基板被保持在维持在减压状态中的反应室中，

其中所述基板被加热到低于或等于600℃的温度，并且

其中通过使用设置在所述反应室中的金属氧化物作为靶在所述栅绝缘膜上形成所述氧化物半导体层。

8.如权利要求7所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，通过使用低温泵排空来去除剩余水分。

9.如权利要求7所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，所述靶是包含氧化锌作为主要组分的金属氧化物。

10.如权利要求7所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，所述靶是包含铟、镓和锌的金属氧化物。

11.如权利要求7所述的用于制造氧化物半导体元件的方法，其特征在于，在形成所述栅绝缘膜之后形成所述氧化物半导体层而不暴露给空气。

12.一种薄膜晶体管，包括：

基板上的栅电极；

所述栅电极上的栅绝缘膜；

所述栅电极上隔着所述栅绝缘膜的氧化物半导体层；

源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极与所述氧化物半导体层接触，并且所述源电极和所述漏电极的端部与所述栅电极重叠；以及

在所述源电极和所述漏电极之间形成的覆盖所述氧化物半导体层的氧化物绝缘层，

其中所述氧化物半导体层和所述氧化物绝缘层之间的界面处的氢浓度大于或等于5×10¹⁹cm^-3且小于或等于1×10²²cm^-3，

13.如权利要求12所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体层包含锌。

14.如权利要求12所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体层是In-Ga-Zn-O基膜。