[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

本申请题为“半导体装置的制造方法”。在包括氧化物半导体膜的晶体管中，形成与氧化物半导体膜接触并且覆盖源电极及漏电极的用来防止带电的金属氧化物膜，然后进行热处理。通过该热处理，从氧化物半导体膜中有意地去除氢、水分、羟基或者氢化物等杂质，以高度纯化氧化物半导体膜。通过设置金属氧化物膜，可以防止在晶体管中的氧化物半导体膜的背沟道侧产生寄生沟道。

技术领域

本分案申请的母案申请日为2011年3月11日、申请号为201180016196.8、发明名称为“半导体装置的制造方法”。本发明的一个实施方式涉及一种半导体装置及半导体装置的制造方法。

在本说明书中，半导体装置一般是指能够通过利用半导体特性而工作的装置，因此电光装置、半导体电路以及电子装置都是半导体装置。

背景技术

通过利用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜来构成晶体管（也称为薄膜晶体管（TFT））的技术引人注目。这种晶体管应用在诸如集成电路（IC）或图像显示装置（显示装置）等各式各样的电子装置。作为可以应用于晶体管的半导体薄膜，硅类半导体材料是公知的。但是，作为其他材料，氧化物半导体受到关注。

例如，公开其有源层具有包括铟（In）、镓（Ga）和锌（Zn）并且其电子载流子浓度低于10¹⁸/cm³的非晶氧化物的晶体管（参照专利文献1）。

[参考]

[专利文献]

[专利文献1] 日本专利申请公开2006-165528

然而，当在形成薄膜的步骤中发生由于氧的过多或过少而引起的与化学计量组成的偏离或者形成电子施主的氢或水分进入氧化物半导体时，氧化物半导体的导电率变化。这种现象成为包括氧化物半导体的晶体管的电特性变动的一个因素。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供包括氧化物半导体的半导体装置，其具有稳定的电特性和高的可靠性。

此外，本发明的目的之一是防止在氧化物半导体膜的背沟道侧产生寄生沟道。

为了抑制包括氧化物半导体膜的晶体管的电特性变动而从氧化物半导体膜中有意地去除引起变动的诸如氢、水分、羟基或者氢化物（也称为氢化合物）等杂质。此外，供给在去除杂质的步骤中减少且作为氧化物半导体的主要成分的氧，因此使氧化物半导体膜高度纯化且在电性上i型（本征）化。

i型（本征）的氧化物半导体是如下一种氧化物半导体，即通过以从氧化物半导体中去除作为n型杂质的氢以便尽可能少地包含氧化物半导体的主要成分以外的杂质的方式进行高度纯化，实现i型（本征）或实质上i型（本征）。也就是说，特征是不通过添加杂质，而是通过尽可能多地去除诸如氢或水等杂质来获得高度纯化的i型（本征）氧化物半导体或与其接近的氧化物半导体。这使费密能级（Ef）能够在与本征费密能级（Ei）相同的能级。

在包括氧化物半导体膜的晶体管中，具有防止带电功能的金属氧化物膜在氧化物半导体膜之上形成并且与氧化物半导体膜接触，在金属氧化物膜之上形成绝缘层，然后进行热处理。

通过热处理，有意地从氧化物半导体膜中去除氢、水分、羟基或者氢化物（也称为氢化合物）等杂质，由此高度纯氧化物半导体膜。通过该热处理，可以使作为杂质的氢或羟基以水的形式被消除。

氧化物半导体膜与包含氧的金属氧化物膜在接触的状态下进行热处理，所以可以从包含氧的金属氧化物膜中将作为氧化物半导体的主要成分材料之一且在去除杂质的步骤中减少的氧供给到氧化物半导体膜。因此，氧化物半导体膜被更高度纯化，而在电性上成为i型（本征）。

在包括氧化物半导体膜的晶体管中，在氧化物半导体膜之上且与氧化物半导体膜接触地形成具有带电防止功能的氧化物层，然后进行热处理。