[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

本发明涉及一种使用氧化物半导体的半导体装置、使用该半导体装置的显示装置及它们的制造方法。

背景技术

多样地存在的金属氧化物被使用于各种各样的用途。氧化铟是公知材料，它用作在液晶显示器等中所需要的具有透光性的电极材料。

在金属氧化物中存在呈现半导体特性的金属氧化物。作为呈现半导体特性的金属氧化物，例如有氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌等。已知将这种呈现半导体特性的金属氧化物用于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，作为金属氧化物，不仅已知一元氧化物，而且还已知多元氧化物。例如，具有同源相(homologous series)的InGaO₃(ZnO)_m(m为自然数)是作为包含In、Ga及Zn的多元氧化物半导体而已知的(非专利文献2至4)。

并且，已确认了可以将如上所述的由In-Ga-Zn类氧化物构成的氧化物半导体应用于薄膜晶体管的沟道层(专利文献5、非专利文献5及6)。

现有的设置在有源矩阵型液晶显示器的各像素中的薄膜晶体管(TFT)使用非晶硅或多晶硅，但是使用如上所述的金属氧化物半导体而代替这些硅材料来制造薄膜晶体管的技术引人注目。例如，在专利文献6及专利文献7中公开作为金属氧化物半导体膜而使用氧化锌、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作图像显示装置的开关元件等的技术。

[专利文献1]日本专利申请公开昭60-198861号公报

[专利文献2]日本专利申请公开平8-264794号公报

[专利文献3]日本PCT国际申请翻译平11-505377号公报

[专利文献4]日本专利申请公开2000-150900号公报

[专利文献5]日本专利申请公开2004-103957号公报

[专利文献6]日本专利申请公开2007-123861号公报

[专利文献7]日本专利申请公开2007-96055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 ferroelectrictransparent thin-film transistor”(透明铁电薄膜晶体管)，Appl.Phys.Lett.，17 June 1996，Vol.68p.3650-3652

[非专利文献2]M.Nakamura，N.Kimizuka，and T.Mohri，“ThePhase Relations in the In₂O₃-Ga₂ZnO₄-ZnO System at 1350℃”(In₂O₃-Ga2ZnO₄-ZnO类在1350℃时的相位关系)，J.Solid State Chem.，1991，Vol.93，p.298-315