[发明专利]层叠的氧化物材料、半导体器件、以及用于制造该半导体器件的方法

说明书

层叠的氧化物材料、半导体器件、以及用于制造该半导体器件的方法。一个实施例是用于制造层叠的氧化物材料的方法，包括步骤：在基底组件上形成氧化物组分；通过热处理形成从氧化物组分表面向内生长的第一氧化物结晶组分，并在基底组件表面正上方留有非晶组分；以及在该第一氧化物结晶组分上层叠第二氧化物结晶组分。特定地，第一氧化物结晶组分和第二氧化物结晶组分具有共同的c‑轴。在共晶生长或异晶生长的情况下导致同轴(轴向)生长。

本申请是申请日为2010年11月2日、申请号为“201080052958.5”、发明名称为“层叠的氧化物材料、半导体器件、以及用于制造该半导体器件的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及通过溅射法层叠经受结晶化热处理的膜而形成的层叠的氧化物材料，且该层叠的氧化物材料被用于制造半导体器件。例如，提供了适于被用作晶体管、二极管等中所包含的半导体的材料。此外，本发明涉及包含用诸如晶体管之类的半导体元件制成的电路的半导体器件，以及制造该半导体器件的方法。例如，本发明涉及被安装在电源电路上的电源器件；包含存储器、半导体闸流管、转换器、图像传感器等的半导体集成电路；以及在其上安装了电光器件(以包含有机发光元件的液晶显示面板或发光显示设备为代表)作为其组件的电子器具。

在此说明书中，半导体器件一般地意味着可通过利用半导体特性而工作的器件，并且电光器件、半导体电路，以及电子器具都是半导体器件。

背景技术

尽管Si是典型的半导体材料，SiC、GaN等也已经被研究作为除了Si之外的半导体材料。然而，SiC、GaN等需要在高于或等于1500℃的温度下经受处理，从而被结晶化且被用作单晶组件；因此，这些半导体材料不可被用于薄膜器件或三维器件。

另一方面，近年来，在相对低温下使用在具有绝缘表面的衬底上形成的半导体薄膜(具有约数纳米到数百纳米的厚度)形成晶体管的技术已经引起了注意。这些晶体管被广泛地应用于诸如IC和电光器件之类的电子器件，且已经特别地期待它们发展作为图像显示设备的开关元件。

有被用于广泛应用的多种金属氧化物。氧化铟是已知材料，且被用作液晶显示器等所必须的透光电极材料。一些金属氧化物具有半导体特性。具有半导体特性的金属氧化物的示例为氧化钨、氧化锡、氧化铟、和氧化锌等。已知有其中使用这种具有半导体特性的金属氧化物来形成沟道形成区的晶体管(专利文献1和专利文献2)。

[参考文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本公开专利申请No.2007-123861

[专利文献2]日本公开专利申请No.2007-096055

发明内容

本发明的实施例的一个目的在于通过使用溅射法提供适于被用作包含在晶体管、二极管等中的材料。

本发明的实施例的一个目的在于提供具有高场效应迁移率以及低截止电流的晶体管。此外，本发明的实施例的一个目的在于获得被称为常态截止的开关元件并提供具有低功耗的半导体器件。进一步，本发明的实施例的一个目的在于提供具有高晶体管性能和高可靠性的晶体管。

此外，本发明的实施例的一个目的在于提供多产的制造工艺，通过其可用低成本获得包含诸如晶体管之类的半导体元件的半导体器件。

进一步，本发明的实施例的一个目的在于提供具有高可靠性的晶体管。

本说明书中所公开的本发明的一个实施例是用于制造层叠的氧化物材料的方法，包括在基底基底组分上形成氧化物组分的步骤；通过热处理形成第一氧化物结晶组分的步骤，所述第一氧化物结晶组分从表面朝着氧化物组分内部生长；以及在该第一氧化物结晶组分上层叠第二氧化物结晶组分的步骤。特定地，第一氧化物结晶组分和第二氧化物结晶组分具有共同的c-轴。在共晶生长或异晶生长的情况下导致同轴(的)生长。