半导体装置和半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置及其制造方法。该半导体装置提高半导体装置(薄膜晶体管)的特性。半导体装置构成如下：具有形成在基板(SUB)上的栅电极(GE)、在其上面隔着栅绝缘膜(GI)形成的第1金属氧化物半导体膜(MO1)、形成在其上面的第2金属氧化物半导体膜(MO2)、以及形成在其上面的源、漏电极(SD)。并且，使第1金属氧化物半导体膜(MO1)的端部与第2金属氧化物半导体膜(MO2)的端部相比后退。根据这样的构成，能够确保下层的第1金属氧化物半导体膜(MO1)与源、漏电极(SD)的距离。由此，能够防止源、漏电极(SD)与下层的第1金属氧化物半导体膜(MO1)的短路，能够提高晶体管特性。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置和半导体装置的制造方法
本专利技术涉及一种半导体装置和半导体装置的制造方法，特别是涉及一种适用于将由金属氧化物构成的半导体膜用作沟道层的具有场效应晶体管的半导体装置的有效技术。
技术介绍
作为一种场效应晶体管的薄膜晶体管(ThinFilmTransistor；TFT)为在电子学技术中承担重要作用的器件，用于液晶显示器的像素开关等。目前，作为薄膜晶体管的沟道层材料，广泛使用非晶硅(无定型硅)，但近年来，作为这些硅材料的替代材料，将由金属氧化物构成的半导体膜用作沟道层的薄膜晶体管广受关注。例如，日本特开2006-165532号公报(专利文献1)中公开了一种使用了包含In、Ga和Zn的氧化物的半导体器件。另外，日本特开2008-243928号公报(专利文献2)中公开了一种使用了含有铟、锡、锌和氧的非晶氧化物的薄膜晶体管。另外，日本特开2012-033699号公报(专利文献3)中公开了一种使用由以氧化锌和氧化锡作为主要材料的氧化物烧结体构成的氧化物半导体靶，制造薄膜晶体管的技术。另外，日本专利第5503667号公报(专利文献4)中公开了一种氧化物半导体TFT，其具有以铟氧化物作为主要成分的第1半导体层、以及在第1半导体层上以不包含铟的锌和锡氧化物作为主要成分的第2半导体层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-165532号公报专利文献2：日本特开2008-243928号公报专利文献3：日本特开2012-033699号公报专利文献4：日本专利第5503667号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术人等从事薄膜晶体管、适合用于该晶体管的金属氧化物材料的研究、开发。然而，对于用于薄膜晶体管的金属氧化物材料，只是将开发材料应用于以往的结构、制造工序中，有时反而会引起特性的劣化。详细内容后述。因此，除了开发材料的特性提高以外，还期望综合研究其应用部位、制造工序等，找到最优的结构、制法。本专利技术的上述目的和其它目的与新的特征由本申请说明书的记载和附图阐明。用于解决问题的方法如果对本申请所公开的专利技术中的代表性内容进行简单说明，则如下所述。本申请所公开的专利技术中，代表性的实施方式所示的半导体装置具有：形成在基板上的栅电极、在栅电极上隔着栅绝缘膜形成的第1半导体膜、形成在第1半导体膜上的第2半导体膜、以及形成在第2半导体膜上的源、漏电极。并且，第1半导体膜的端部与第2半导体膜的端部相比后退。本申请所公开的专利技术中，代表性的实施方式所示的半导体装置的制造方法具有对第1半导体膜和第2半导体膜的层叠膜进行蚀刻的工序。并且，该蚀刻工序具有使用第1蚀刻液对层叠膜进行蚀刻的工序，以及在该工序后，使用第2蚀刻液从层叠膜的侧壁对第1半导体膜进行蚀刻的工序。专利技术的效果本申请所公开的专利技术中，根据以下所示的代表实施方式所示的半导体装置，能够提高其特性。本申请所公开的专利技术中，根据以下所示的代表实施方式所示的半导体装置的制造方法，能够制造特性良好的半导体装置。附图说明图1是表示实施方式1的半导体装置的构成的截面图。图2是表示实施方式1的半导体装置的构成的截面图。图3是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的截面图。图4是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的截面图，是表示紧接着图3的工序的截面图。图5是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的截面图，是表示紧接着图4的工序的截面图。图6是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的截面图，是表示紧接着图5的工序的截面图。图7是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的截面图，是表示紧接着图6的工序的截面图。图8是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的截面图，是表示紧接着图7的工序的截面图。图9是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的截面图，是表示紧接着图8的工序的截面图。图10是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的截面图，是表示紧接着图9的工序的截面图。图11是表示实施方式1的比较例的半导体装置的构成的截面图。图12是表示比较例的半导体装置的构成的图。图13是表示比较例的半导体装置的电流-电压特性的图。图14是表示实施方式1的半导体装置的构成的图。图15是表示实施方式1的半导体装置的电流-电压特性的图。图16是表示实施方式1的半导体装置的其它构成的截面图。图17是表示实施方式2的第1例的半导体装置的电流-电压特性的图。图18是表示实施方式2的第2例的半导体装置的电流-电压特性的图。图19是表示有源矩阵基板的构成的电路图。图20是表示有源矩阵基板的构成的平面图。符号说明DDC数据线驱动电路；DL数据线；GDC栅线驱动电路；GE栅电极；GI栅绝缘膜；GL栅线；L1距离；L2距离；MF金属膜；MO层叠膜；MO1第1金属氧化物半导体膜；MO2第2金属氧化物半导体膜；PE像素电极；PR1光致抗蚀膜；PR2光致抗蚀膜；PRO保护膜；SD源、漏电极；SP空隙；SUB基板；T薄膜晶体管具体实施方式在以下的实施方式中，在提到要素的数量等(包含个数、数值、量、范围等)的情况下，除特别明示的情况和原理上明确地限于特定数量的情况等以外，不限于其特定数量，可以是特定数量以上也可以是特定数量以下。另外，在以下的实施方式中，“第1”、“第2”、“第3”等表述是为了识别构成要素而赋予的标记，并不一定限定数量或顺序。另外，附图等中所示的各构成的位置、大小、范围等不一定与实际器件对应，为了使说明容易理解，有时适当变更位置、大小、范围等而显示。(实施方式1)下面，一边参照附图一边对本实施方式的半导体装置进行详细说明。[结构说明]图1和图2是表示本实施方式的半导体装置的构成的截面图。图2是图1的部分放大图。图1所示的半导体装置为薄膜晶体管。而且，该薄膜晶体管为所谓的底栅/顶接触(Bottomgate/Topcontact)结构的晶体管。该底栅结构是指：栅电极GE配置在与形成沟道的半导体膜(沟道层，在这里为第1金属氧化物半导体膜MO1和第2金属氧化物半导体膜MO2的层叠膜MO)相比更靠下层的结构。另外，顶接触是指：源、漏电极SD配置在与上述半导体膜(在这里为上述层叠膜MO)相比更靠上层的结构。即，如图1所示，本实施方式的薄膜晶体管配置在基板SUB的主表面。具体地说，本实施方式的薄膜晶体管具有：配置在基板SUB上的栅电极GE、在栅电极GE上隔着栅绝缘膜GI配置的作为半导体膜的上述层叠膜MO、以及配置在该层叠膜MO上的源、漏电极SD。该源、漏电极SD在栅电极GE与层叠膜MO的重叠区域上隔着预定的间隔配置。该预定的间隔部分成为沟道区域。这里，上述层叠膜MO具有第1金属氧化物半导体膜(第1半导体膜)MO1、以及配置在其上方的第2金属氧化物半导体膜(第2半导体膜)MO2。第1金属氧化物半导体膜(第1半导体膜)MO1为至少含有In元素和O元素作为主要成分的金属氧化物。第2金属氧化物半导体膜(第2半导体膜)MO2为至少含有Zn元素和O元素作为主要成分且不含In元素作为主要成分的金属氧化物。这里，本申请的主要成分是指：不是作为杂质而含有的元素，而是10原子％以上的含有率的元素。例如，第1金属氧化物半导体膜(第1半导体膜)MO1的载流子密度为1×1018cm-3以上1×1021cm-3以下，第2金属氧化物半导体膜(第2半导体膜)MO2的载流子密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其具有：形成在基板上的栅电极、在所述栅电极上隔着栅绝缘膜形成的由含有第1金属氧化物的半导体构成的第1半导体膜、形成在所述第1半导体膜上的由含有第2金属氧化物的半导体构成的第2半导体膜、以及形成在所述第2半导体膜上的源、漏电极，所述第1金属氧化物至少含有In元素和O元素，所述第2金属氧化物至少含有Zn元素和O元素，所述第1半导体膜的端部与所述第2半导体膜的端部相比后退。

【技术特征摘要】
2016.01.29 JP 2016-015091;2016.11.02 JP 2016-215161.一种半导体装置，其具有：形成在基板上的栅电极、在所述栅电极上隔着栅绝缘膜形成的由含有第1金属氧化物的半导体构成的第1半导体膜、形成在所述第1半导体膜上的由含有第2金属氧化物的半导体构成的第2半导体膜、以及形成在所述第2半导体膜上的源、漏电极，所述第1金属氧化物至少含有In元素和O元素，所述第2金属氧化物至少含有Zn元素和O元素，所述第1半导体膜的端部与所述第2半导体膜的端部相比后退。2.根据权利要求1所述的半导体装置，在所述第2半导体膜下面的所述第1半导体膜的端部与所述第2半导体膜的端部之间具有空隙。3.根据权利要求2所述的半导体装置，所述第1半导体膜的载流子密度为1×1018cm-3以上1×1021cm-3以下，所述第2半导体膜的载流子密度为1×1015cm-3以上1×1017cm-3以下。4.根据权利要求2所述的半导体装置，所述第1金属氧化物含有ITO即铟锡复合氧化物、IZO即铟锌复合氧化物和IGZO即铟镓锌复合氧化物中的任一种。5.根据权利要求4所述的半导体装置，所述第2金属氧化物含有ZTO即锌锡复合氧化物。6.一种半导体装置，其具有：形成在基板上的栅电极、在所述栅电极上隔着栅绝缘膜形成的由含有第1金属氧化物的半导体构成的第1半导体膜、形成在所述第1半导体膜上的由含有第2金属氧化物的半导体构成的第2半导体膜、以及形成在所述第2半导体膜上的覆盖所述第2半导体膜的侧壁的源、漏电极，所述第1金属氧化物至少含有In元素和O元素，所述第2金属氧化物至少含有Zn元素和O元素，所述第1半导体膜的端部与所述源、漏电极之间相离。7.根据权利要求6所述的半导体装置，在所述第2半导体膜下面的所述第1半导体膜的端部与所述源、漏电极之间具有空隙。8.根据权利要求7所述的半导体装置，所述第1半导体膜的载流子密度为1×1018...

【专利技术属性】
技术研发人员：内山博幸，藤崎寿美子，森塚翼，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP