[发明专利]半导体器件

说明书

本发明构思的方面提供了一种半导体器件，该半导体器件能够通过包括氧化物半导体层的晶体管中的源/漏工程来提高性能和可靠性。该半导体器件包括：衬底；设置在衬底上的金属氧化物层；源/漏图案，与金属氧化物层接触，并且包括从金属氧化物层的顶表面突出的部分；多个栅结构，设置在金属氧化物层上，使源/漏图案介于其间，并且每个栅结构包括栅间隔部和绝缘材料层，绝缘材料层与金属氧化物层接触，并且不沿着源/漏图案的顶表面延伸；以及设置在源/漏图案上的接触部，接触部连接到源/漏图案。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年6月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0067692的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明构思涉及半导体器件，更具体地，涉及包括氧化物半导体层的半导体器件。

背景技术

作为被用作晶体管半导体层的硅层，根据目的而使用非晶硅层或多晶硅层。当晶体管包括在大型显示设备中时，即使在大面积形成时也可以使用能够具有相对均匀特性的非晶硅层。

另一方面，当晶体管包括在驱动电路等中时，可以使用能够表现出高场效应迁移率的多晶硅层。为了形成多晶硅层，可以对非晶硅层进行高温热处理或激光处理。

近来，已经提出了使用氧化物半导体作为晶体管的沟道层。然而，在制造和/或后退火工艺期间，氢可以容易地扩散到氧化物半导体层中，结果，可能由于短沟道效应而导致晶体管性能下降。

发明内容

本发明构思的方面提供了一种半导体器件，该半导体器件能够通过包括氧化物半导体层的晶体管中的源/漏工程来提高性能和可靠性。

本发明构思的方面还提供了一种半导体器件，该半导体器件能够通过在包括氧化物半导体层的晶体管中的栅结构中使用具有铁电特性的绝缘层来提高性能。

然而，本发明构思的方面不限于本文阐述的内容。通过参考下文给出的对本发明构思的详细描述，本发明构思的以上和其他方面对于本发明构思所属领域的普通技术人员将变得更加清楚。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；设置在衬底上的金属氧化物层；源/漏图案，与金属氧化物层接触，并且包括从金属氧化物层的顶表面突出的部分；多个栅结构，设置在金属氧化物层上，使源/漏图案介于其间，并且每个栅结构包括栅间隔部和绝缘材料层，绝缘材料层与金属氧化物层接触，并且不沿着源/漏图案的顶表面延伸；以及设置在源/漏图案上的接触部，接触部连接到源/漏图案。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；设置在衬底上的金属氧化物层；多个栅结构，彼此间隔开并且设置在金属氧化物层上；设置在栅结构之间的源/漏图案，源/漏图案连接到金属氧化物层，并且包括元素半导体材料图案和IV族-IV族化合物半导体材料图案中的至少一项；以及设置在源/漏图案上的接触部，接触部连接到源/漏图案。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：硅衬底；设置在硅衬底上的缓冲绝缘层，缓冲绝缘层沿着硅衬底的顶表面延伸；设置在缓冲绝缘层上的金属氧化物层，金属氧化物层包括In-Ga-Zn基氧化物；彼此间隔开的多个栅结构，每个栅结构包括栅电极和栅电极上的封盖图案；设置在栅结构之间的源/漏图案，源/漏图案与金属氧化物层接触，并且包括沿着栅结构的侧壁延伸的侧壁部分和沿着硅衬底的顶表面延伸的底部部分；层间绝缘层，覆盖源/漏图案和栅结构，并且包括暴露源/漏图案的至少一部分的接触孔；以及接触部，填充接触孔并连接到源/漏图案。

根据本发明构思的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；设置在衬底上的金属氧化物层；设置在金属氧化物层上的栅结构，栅结构包括绝缘材料层和设置在绝缘材料层上的栅电极，绝缘材料层包括铁电材料层；层间绝缘层，覆盖栅结构并且设置在金属氧化物层上；以及接触部，设置在层间绝缘层中并且连接到金属氧化物层。