[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

半导体器件及其制造方法。提供了一种包括薄膜晶体管的半导体器件，该薄膜晶体管具有氧化物半导体层和优秀的电特性。此外，提供了一种用于制造半导体器件的方法，其中在一个衬底上形成多种类型的不同结构的薄膜晶体管以形成多种类型的电路，而且其中没有显著增加步骤数量。在绝缘表面上形成金属薄膜之后，在该金属薄膜上形成氧化物半导体层。然后，执行诸如热处理之类的氧化处理以部分或全部地氧化该金属薄膜。此外，在诸如逻辑电路之类强调操作速度的电路与矩阵电路之间，薄膜晶体管的结构不同。

本申请为申请日为2009年12月25日、申请号为201110144092.7、发明名称为“半导体器件及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。申请号为201110144092.7的发明专利申请是申请日为2009年12月25日、申请号为200910262560.3、发明名称为“半导体器件及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有利用薄膜晶体管(下文称为TFT)形成的电路的半导体器件及其制造方法。例如，本发明涉及其中安装了以液晶显示面板作为代表的电光器件或包括有机发光元件的发光显示器件作为其部件的电子器件。

注意此说明书中的半导体器件指的是可使用半导体特性操作的所有器件，而且光电器件、半导体电路以及电子器件都是半导体器件。

背景技术

针对多种应用使用多种金属氧化物。氧化铟是众所周知的材料，且用作液晶显示器等所必需的透明电极材料。

某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是一种类型的化合物半导体。化合物半导体是利用结合到一起的两种或多种类型的半导体形成的半导体。一般而言，金属氧化物变成绝缘体。然而，已知金属氧化物根据金属氧化物中包括的元素的组合而变成半导体。

例如，已知氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌等是具有半导体特性的金属氧化物。公开了其中利用这样的金属氧化物形成的透明半导体层作为沟道形成区的一种薄膜晶体管(专利文献1到4与非专利文献1)。

此外，已知作为金属氧化物的不仅有单组分氧化物而且有多组分氧化物。例如，作为同系化合物的InGaO₃(ZnO)_m(m为自然数)是已知的材料(非专利文献2到4)。

而且，已经确认这样的In-Ga-Zn基氧化物可应用于薄膜晶体管的沟道层(专利文献5和非专利文献5和6)。

此外，一种利用氧化物半导体制造薄膜晶体管、并将该薄膜晶体管应用于电子器件或光学器件的技术已经引起人们的注意。例如，专利文献6和专利文献7公开了使用氧化锌或In-Ga-Zn-O基氧化物半导体作为氧化物半导体膜来制造薄膜晶体管的技术，而且用这样的晶体管作为图像显示器件的开关元件等。

[专利文献]

[专利文献1]日本已公开专利申请No.S60-198861

[专利文献2]日本已公开专利申请No.H8-264794

[专利文献3]PCT国际申请No.H11-505377的日文译文

[专利文献4]日本已公开专利申请No.2000-150900

[专利文献5]日本已公开专利申请No.2004-103957

[专利文献6]日本已公开专利申请No.2007-123861

[专利文献7]日本已公开专利申请No.2007-096055

[非专利文献]