半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供一种可靠性高的半导体装置的制造方法。半导体装置具有：氧化物半导体层、与氧化物半导体层对置的栅电极、氧化物半导体层和栅电极之间的栅极绝缘层、氧化物半导体层的下层的第1屏障层、在氧化物半导体层的上层包围氧化物半导体层的上方及侧方且在氧化物半导体层的周围与第1屏障层相接的第2屏障层、配置在氧化物半导体层和第1屏障层之间的第1氧化层、配置在氧化物半导体层和第2屏障层之间的第2氧化层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。
技术介绍
近年来，在显示装置或个人计算机等驱动电路中，作为微细的开关元件使用晶体管、二极管等半导体装置。特别是，在显示装置中，半导体装置不仅用作供给与各像素的灰度相应的电压或电流的选择晶体管，还用作用于选择供给电压或电流的像素的驱动电路。根据用途不同，对半导体装置要求的特性也不同。例如，作为选择晶体管使用的半导体装置，要求截止电流低且半导体装置间的特性偏差小。此外，作为驱动电路使用的半导体装置，要求高的导通电流。在上述那样的显示装置中，以往开发了将非晶硅或低温多晶硅、单晶硅用于沟道的半导体装置。将非晶硅或低温多晶硅用于沟道的半导体装置能够通过600℃以下的低温工艺来形成，所以能够使用玻璃基板来形成半导体装置。特别是，将非晶硅用于沟道的半导体装置能够通过更简单的构造且400℃以下的低温工艺来形成，所以能够使用例如被称作第8代(2160×2460mm)的大型玻璃基板来形成。但是，将非晶硅用于沟道的半导体装置的移动度低而无法应用于驱动电路。此外，将低温多晶硅或单晶硅用于沟道的半导体装置，与将非晶硅用于沟道的半导体装置相比移动度较高，所以不仅是选择晶体管，还能够应用于驱动电路的半导体装置。但是，将低温多晶硅或单晶硅用于沟道的半导体装置在构造及工艺上较为复杂。此外，必须通过500℃以上的高温工艺来形成半导体装置，所以无法使用上述那样的大型玻璃基板来形成半导体装置。此外，将非晶硅或低温多晶硅、单晶硅用于沟道的半导体装置的截止电流都很高，将这些半导体装置用于选择晶体管的情况下，难以长时间保持所施加的电压。于是，最近开发了取代非晶硅或低温多晶硅或单晶硅而将氧化物半导体用于沟道的半导体装置(例如特开2010-062229号公报)。将氧化物半导体用于沟道的半导体装置与将非晶硅用于沟道的半导体装置同样，能够通过简单的构造且低温工艺来形成半导体装置，并且与将非晶硅用于沟道的半导体装置相比具有高的移动度。此外，已知将氧化物半导体用于沟道的半导体装置的截止电流非常低。但是，氧化物半导体容易受到水分或杂质的影响。特别是，水分或杂质进入到沟道所使用的氧化物半导体层时，会产生半导体装置的特性变动的问题。为了解决上述的问题，考虑在氧化物半导体层的下方及上方形成具有能够阻拦水分和杂质的屏障层。但是，对于从侧方进入的水分或杂质的阻拦性并不充分，存在半导体装置的可靠性下降的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况，其目的在于提供一种可靠性高的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的半导体装置具有：氧化物半导体层；与氧化物半导体层对置的栅电极、氧化物半导体层与栅电极之间的栅极绝缘层、氧化物半导体层的下层的第1屏障层、以及在氧化物半导体层的上层包围氧化物半导体层的上方及侧方且在氧化物半导体层的周围与第1屏障层相接的第2屏障层。本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法，形成第1屏障层，在第1屏障层的上方形成第1氧化层，在第1氧化层的上方形成氧化物半导体层，对于从氧化物半导体层露出的第1氧化层进行使用了含氟的气体的氟蚀刻而露出第1屏障层，在氧化物半导体层的上方形成使氧化物半导体层的一部分露出的第2氧化层，在包围氧化物半导体层的区域形成与露出的第1屏障层相接的第2屏障层。本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法，形成第1屏障层，在第1屏障层的上方形成第1氧化层，在第1氧化层的上方形成氧化物半导体层，在氧化物半导体层的上方形成第2氧化层，对于从覆盖氧化物半导体层的一部分区域的掩膜露出的第2氧化层和从氧化物半导体层露出的第1氧化层进行使用了含氟的气体的氟蚀刻而使第1屏障层露出，在包围氧化物半导体层的区域形成与露出的第1屏障层相接的第2屏障层。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的概要的平面图。图2A是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的概要的A-A’截面图。图2B是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的概要的A”-A”’截面图。图3是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成栅电极的工序的平面图。图4是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成栅电极的工序的A-A’截面图。图5是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成栅极绝缘层的工序的A-A’截面图。图6是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成氧化物半导体层的工序的平面图。图7是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成氧化物半导体层的工序的A-A’截面图。图8是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中对第1氧化层进行蚀刻而使第1屏障层露出的工序的A-A’截面图。图9是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成第2氧化层的工序的平面图。图10是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成第2氧化层的工序的A-A’截面图。图11是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成源电极及漏电极的工序的平面图。图12是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成源电极及漏电极的工序的A-A’截面图。图13是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成第2屏障层的工序的平面图。图14是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成第2屏障层的工序的A-A’截面图。图15是表示本专利技术的一个实施方式的变形例的半导体装置的制造方法中形成第2氧化层的工序的A-A’截面图。图16是表示本专利技术的一个实施方式的变形例的半导体装置的制造方法中对第1氧化层进行蚀刻而使第1屏障层露出的工序的A-A’截面图。图17是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的概要的平面图。图18A是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的概要的B-B’截面图。图18B是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的概要的B”-B”’截面图。图19是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成下底层的工序的B-B’截面图。图20是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成氧化物半导体层的工序的平面图。图21是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成氧化物半导体层的工序的B-B’截面图。图22是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中对第1氧化层进行蚀刻而使第1屏障层露出的工序的B-B’截面图。图23是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成栅电极及栅极绝缘层的工序的平面图。图24是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成栅电极及栅极绝缘层的工序的B-B’截面图。图25是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成第2屏障层的工序的平面图。图26是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中形成第2屏障层的工序的B-B’截面图。图27是表示本专利技术的一个实施方式的变形例的半导体装置的制造方法中形成栅电极及栅极绝缘层的工序的B-B’截面图。图28是表示本专利技术的一个实施方式的变形例的半导体装置的制造方法中对第1氧化层进行蚀刻而使第1屏障层露出的工序的B-B’截面图。符号的说明：10半导体装置；100基板；110下底层；120栅电极；130第1屏障层；140第1氧化层；150氧化物半导体层；152抗蚀掩膜；154端部；160第2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有：氧化物半导体层；与所述氧化物半导体层对置的栅电极；所述氧化物半导体层与所述栅电极之间的栅极绝缘层；所述氧化物半导体层的下层的第1屏障层；以及在所述氧化物半导体层的上层包围所述氧化物半导体层的上方及侧方且在所述氧化物半导体层的周围与所述第1屏障层相接的第2屏障层。

【技术特征摘要】
2015.08.20 JP 2015-1624211.一种半导体装置，其特征在于，具有：氧化物半导体层；与所述氧化物半导体层对置的栅电极；所述氧化物半导体层与所述栅电极之间的栅极绝缘层；所述氧化物半导体层的下层的第1屏障层；以及在所述氧化物半导体层的上层包围所述氧化物半导体层的上方及侧方且在所述氧化物半导体层的周围与所述第1屏障层相接的第2屏障层。2.如权利要求1所述的半导体装置，所述第1屏障层及所述第2屏障层含有氮。3.如权利要求2所述的半导体装置，还具有：所述氧化物半导体层和所述第1屏障层之间的第1氧化层；以及所述氧化物半导体层和所述第2屏障层之间的第2氧化层。4.如权利要求3所述的半导体装置，所述栅电极处于所述氧化物半导体层的下方，所述栅极绝缘层包含所述第1屏障层及所述第1氧化层。5.如权利要求4所述的半导体装置，所述第1氧化层在俯视时与所述氧化物半导体为大致同一图案，从所述第1氧化层露出的区域中的所述第1屏障层的膜厚，比所述第1氧化层的下方的区域中的所述第1屏障层的膜厚更薄。6.如权利要求4所述的半导体装置，在所述第2氧化层和所述第2屏障层之间，还具有与所述氧化物半导体层连接的源电极及漏电极。7.如权利要求3所述的半导体装置，所述栅电极处于所述氧化物半导体层的上方，所述栅极绝缘层包含所述第2氧化层。8.如权利要求7所述的半导体装置，所述第2屏障层处于所述氧化物半导体层、所述栅极绝缘层及所述栅电极的上方。9.如权利要求8所述的半导体装置，从所述第2氧化层露出的区域的所述氧化物半导体层与所述第2屏障层相接。10.如权利要求9所述的半导体装置，从所述第2氧化层露出的区域中的所述氧化物半导体层的电阻率，比所述第2氧化层的下方的区域中的所述氧化物半导体层的电阻率更低。11.如权利要求8所述的半导体装置，所述第1氧化层在俯视时具有与所述氧化物半导体层大致相同的图案，从所述第1氧化层露出的区域中的所述第1屏障层的膜厚，比所述第1氧化层的下方的区域中的所述第1屏障层的膜厚更薄。12.如权利要求8所述的半导体装置，还具有与所述氧化物半导体层的源极区域及漏极区域连接的源电极及漏电极，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木俊成，铃村功，
申请(专利权)人：株式会社日本显示器，
类型：发明
国别省市：日本;JP