[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有由薄膜晶体管(以下，称为TFT)构成的电路 的半导体装置及其制造方法。例如，本发明涉及一种电子设备，其中 安装以液晶显示面板为代表的电光装置或具有有机发光元件的发光显 示装置作为部件。

另外，本说明书中，半导体装置是指通过利用半导体特性而能够 发挥其功能的所有装置，因此电光装置、半导体电路以及电子设备都 是半导体装置。

背景技术

金属氧化物的种类繁多且其用途广泛。氧化铟为较普遍的材料而 被用作液晶显示器等中所需要的透明电极材料。

在金属氧化物中存在呈现半导体特性的金属氧化物。呈现半导体 特性的金属氧化物是化合物半导体的一种。化合物半导体是指两种以 上的原子进行结合而形成的半导体。通常，金属氧化物成为绝缘体。 但是，已知也存在如下情况：即根据构成金属氧化物的元素的组合金 属氧化物会成为半导体。

例如，已知在金属氧化物中，氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌 等呈现半导体特性。并且，已公开将由该种金属氧化物构成的透明半 导体层用作沟道形成区的薄膜晶体管(专利文献1至4、非专利文献1)。

另外，已知金属氧化物不仅有一元氧化物还有多元氧化物。例如， 具有同系物(homologous compounds)的InGaO₃(ZnO)_m(m：自然数) 为公知的材料(非专利文献2至4)。

并且，已经确认可以将上述那样的In-Ga-Zn类氧化物用于薄膜晶 体管的沟道层(专利文献5、非专利文献5以及6)。

此外，通过使用氧化物半导体制造薄膜晶体管，并且将该薄膜晶 体管应用于电子器件和光器件的技术受到关注。例如，专利文献6及 专利文献7公开作为氧化物半导体膜使用氧化锌、In-Ga-Zn-O类氧化 物半导体来制造薄膜晶体管，并将该薄膜晶体管用于图像显示装置的 开关元件等的技术。

[专利文件1]日本专利申请公开昭60-198861号公报

[专利文件2]日本专利申请公开平8-264794号公报

[专利文件3]日本PCT国际申请翻译平11-505377号公报

[专利文件4]日本专利申请公开2000-150900号公报

[专利文件5]日本专利申请公开2004-103957号公报

[专利文件6]日本专利申请公开2008-72025号公报

[专利文件7]日本专利申请公开2007-096055号公报

[非专利文献1]M.W.Prins，K.O.Grosse-Holz，G.Muller，J. F.M.Cillessen，J.B.Giesbers，R.P.Weening，and R.M.Wolf， ″A ferroelectric transparent thin-film transistor″，Appl.Phys. Lett.，17 June 1996，Vol.68 p.3650-3652

[非专利文献2]M.Nakamura，N.Kimizuka，and T.Mohri，″The Phase Relations in the In₂O₃-Ga₂ZnO₄-ZnO System at 1350℃″，J. Solid State Chem.，1991，Vol.93，p.298-315

[非专利文献3]N.Kimizuka，M.Isobe，and M.Nakamura， ″Syntheses and Single-Crystal Data of Homologous Compounds， In₂O₃(ZnO)_m(m＝3，4，and 5)，InGaO₃(ZnO)₃，and Ga₂O₃(ZnO)_m(m＝7，8， 9，and 16)in the In₂O₃-ZnGa₂O₄-ZnO System″，J.Solid State Chem.， 1995，Vol.116，p.170-178