[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法，以及半导体装置

说明书

本发明的目的之一在于防止薄膜晶体管的截止电流的增加或阈值电压的负向漂移。在薄膜晶体管中，在源电极层及漏电极层与氧化物半导体层之间设置有缓冲层。缓冲层在氧化物半导体层的中央部上具有作为绝缘体或半导体的金属氧化物层。金属氧化物层用作抑制杂质侵入到氧化物半导体层的保护层。因此，可以防止薄膜晶体管的截止电流的增加或阈值电压的负向偏移。

本申请是2015年4月10提交的申请201510170872.7的分案申请，而申请201510170872.7是于2010年2月10日提交的、申请号为“201010116532.3”发明名称为“薄膜晶体管及其制造方法，以及半导体装置”的申请之分案申请。

技术领域

本发明涉及使用氧化物半导体层形成的薄膜晶体管及其制造方法。另外，本发明还涉及使用该薄膜晶体管制造的半导体装置。

注意，在本说明书中，半导体装置指的是能够通过利用半导体特性工作的所有装置，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用途广泛。氧化铟为较普遍的材料，其被用作液晶显示器等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。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，并且将这些呈现半导体特性的金属氧化物用作沟道形成区的薄膜晶体管已经是众所周知的(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，作为包含In、Ga及Zn的多元氧化物，同系物(homologous series) 的InGaO₃(ZnO)_m(m:自然数)是周知的(非专利文献2至4)。

并且，已经确认到可以将上述那样的由In-Ga-Zn类氧化物构成的氧化物半导体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)。

[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

[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-filmtransistor(透明铁电薄膜晶体管), Appl.Phys.Lett.,17June 1996,Vol.68p.3650-3652

[非专利文献2]M.Nakamura,N.Kimizuka,and T.Mohri,The Phase Relationsin 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