[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

所公开的发明涉及一种半导体装置及其制造方法。这里，半导体装置是指通过利用半导体特性而操作的一般的元件及装置。

背景技术

金属氧化物的种类繁多，且这样的金属氧化物用途广泛。作为液晶显示装置等中所需的透明电极材料，氧化铟是公知的材料。

一些金属氧化物具有半导体特性。作为具有半导体特性的金属氧化物，例如可以举出氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌等。并且已知将这种金属氧化物用于沟道形成区的薄膜晶体管（例如，参照专利文献1至专利文献4、非专利文献1，等）。

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，作为包含In、Ga及Zn的多元氧化物半导体，具有同系物（homologous phase）的InGaO₃（ZnO）_m（m:自然数）是周知的（参照非专利文献2至非专利文献4）。

并且，已经确认到可以将包括这样的In-Ga-Zn类氧化物的氧化物半导体用于薄膜晶体管的沟道形成区（例如，参照专利文献5、非专利文献5及非专利文献6等）。

另外，为了实现晶体管的操作的高速化等，要求晶体管的微型化。例如，专利文献6公开了使用将沟道层的厚度设定为10nm左右以下的氧化物半导体的薄膜晶体管，并且非专利文献7公开了使用将沟道长度设定为2μm至100μm的氧化物半导体的薄膜晶体管。

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2010-21170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 °C, 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