[发明专利]半导体装置及该半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及该半导体装置的制造方法。

背景技术

近年来，使用氧化物半导体来制造薄膜晶体管(也称为TFT) 并且将其应用于电子设备等的技术引人注目。例如，专利文件1和专 利文件2公开有如下技术：将氧化锌、In-Ga-Zn-O类氧化物半导体 等用于氧化物半导体层，以制造图像显示装置的开关元件等。

此外，作为使用氧化物半导体层的晶体管的结构，提案了各种各 样的结构，例如，上述的专利文件2和专利文件3示出有底栅·底接触 型结构，其中在设置于栅极绝缘层上的源电极层及漏电极层上形成氧 化物半导体层。

[专利文件1]日本专利申请公开2007-123861号公报

[专利文件2]日本专利申请公开2007-96055号公报

[专利文件3]日本专利申请公开2007-305658号公报

一般地，为了降低晶体管的驱动电压并进行高速工作，将栅极绝 缘层的膜厚度形成得薄很有效。然而，当在底栅·底接触型结构中隔着 栅极绝缘层而栅电极层和源电极层及漏电极层的一部分重叠时，随着 栅极绝缘层的膜厚度变薄，而在栅电极层和源电极层及漏电极层之间 产生寄生电容，因此对元件特性产生影响。其结果，有如下忧虑：在 元件特性上产生不均匀性，而元件的可靠性降低。

此外，在隔着栅极绝缘层而覆盖栅电极层的端部地设置有源电极 层、漏电极层的情况下，若覆盖栅电极层的端部的栅极绝缘层的膜厚 度变薄，则发生如下问题：容易在栅电极层和源电极层、漏电极层之 间产生泄漏。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的之一在于即使在栅电极层、源电极 层及漏电极层上设置半导体层的情况下，也提高元件特性和元件的可 靠性。

在包括栅电极层、设置在栅电极层上的栅极绝缘层、隔着该栅极 绝缘层而重叠于栅电极层的一部分地设置的源电极层及漏电极层、设 置在栅极绝缘层、源电极层及漏电极层上的半导体层的结构中，将位 于源电极层和漏电极层之间的区域的栅极绝缘层的膜厚度设定得薄 于设置在栅电极层和源电极层之间的栅极绝缘层或者设置在栅电极 层和漏电极层之间的栅极绝缘层的膜厚度。在此情况下，可以降低产 生在源电极层及漏电极层和栅电极层之间的寄生电容，并且可以提高 元件特性。

此外，所公开的发明的一种方式包括：设置在衬底上的栅电极层； 设置在栅电极层上的栅极绝缘层；隔着栅极绝缘层而重叠于栅电极层 的一部分地设置的源电极层及漏电极层；在栅电极层的上方并与位于 源电极层和漏电极层之间的区域的栅极绝缘层接触地设置并且设置 在源电极层及漏电极层上的氧化物半导体层，其中，在栅电极层的上 方并位于源电极层和漏电极层之间的区域的栅极绝缘层的膜厚度薄 于设置在栅电极层和源电极层之间的栅极绝缘层或者设置在栅电极 层和漏电极层之间的栅极绝缘层的膜厚度。

此外，所公开的发明的一种方式包括：设置在衬底上的栅电极层； 设置在栅电极层上的第一绝缘层；第一绝缘层上的与栅电极层的一部 分重叠地设置的第二绝缘层；隔着第一绝缘层及第二绝缘层而重叠于 栅电极层的一部分地设置的源电极层及漏电极层；在栅电极层的上方 并与位于源电极层和漏电极层之间的区域的第一绝缘层接触地设置 并且设置在源电极层及漏电极层上的氧化物半导体层。注意，也可以 将在栅电极层的上方并位于源电极层和漏电极层之间的区域的第一 绝缘层的膜厚度也可以薄于设置在栅电极层和源电极层之间的第一 绝缘层或者设置在栅电极层和漏电极层之间的第一绝缘层的膜厚度。

此外，所公开的发明的一种方式包括：设置在衬底上的栅电极层； 在栅电极层上依次层叠地设置的第一绝缘层和第二绝缘层；隔着第一 绝缘层及第二绝缘层而重叠于栅电极层的一部分地设置的源电极层 及漏电极层；在栅电极层的上方并与源电极层和漏电极层之间的区域 的第二绝缘层接触地设置并且设置在源电极层及漏电极层上的氧化 物半导体层，其中，在栅电极层的上方并位于源电极层和漏电极层之 间的区域的第二绝缘层的膜厚度薄于设置在栅电极层和源电极层之 间的第二绝缘层及设置在栅电极层和漏电极层之间的第二绝缘层的 膜厚度。