半导体装置及其制造方法与流程

本发明的一实施方式涉及半导体装置。特别地，本发明的一实施方式涉及使用氧化物半导体作为沟道的半导体装置。另外，本发明的一实施方式涉及半导体装置的制造方法。

背景技术：

1、近年来，代替使用非晶硅、低温多晶硅及单晶硅等的硅半导体膜，使用氧化物半导体膜作为沟道的半导体装置的开发不断发展(例如，参见专利文献1～6)。与包含非晶硅膜的半导体装置同样地，包含氧化物半导体膜的半导体装置能够以简单的结构且以低温工艺形成。已知包含氧化物半导体膜的半导体装置具有比包含非晶硅膜的半导体装置高的场效应迁移率。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2021-141338号公报

5、专利文献2：日本特开2014-099601号公报

6、专利文献3：日本特开2021-153196号公报

7、专利文献4：日本特开2018-006730号公报

8、专利文献5：日本特开2016-184771号公报

9、专利文献6：日本特开2021-108405号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、氧化物半导体膜在可见光区域具有透光性，因此包含氧化物半导体膜的半导体装置与包含硅半导体膜的半导体装置相比，光劣化小。然而，在包含氧化物半导体膜的半导体装置中，也期望进一步抑制光劣化。

3、本发明的一实施方式的目的之一在于提供抑制光劣化的半导体装置。另外，本发明的一实施方式的目的之一在于提供抑制光劣化的半导体装置的制造方法。

4、用于解决课题的手段

5、本发明的一实施方式涉及的半导体装置包含：栅电极；栅电极上的栅极绝缘层；栅极绝缘层上的具有多晶结构的氧化物半导体层；氧化物半导体层上的源电极及漏电极；和覆盖源电极及漏电极、且与氧化物半导体层相接的层间绝缘层，s值为1.5v/dec以上2.5v/dec以下。

6、本发明的一实施方式涉及的半导体装置的制造方法包括：形成栅电极，在栅电极上形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成具有多晶结构的氧化物半导体层，在氧化物半导体层上将导电膜成膜，通过蚀刻将导电膜图案化，形成源电极及漏电极，在源电极及漏电极的形成后，对表面从源电极及漏电极露出的氧化物半导体层进行退火处理，在退火处理后，形成覆盖源电极及漏电极、且与氧化物半导体层相接的层间绝缘层。

技术特征：

1.半导体装置，其包含：

2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述氧化物半导体层包含：

3.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述氧化物半导体层包含铟及与所述铟不同的至少一种以上的金属元素，

4.如权利要求1所述的半导体装置，其还包含所述栅极绝缘层与所述氧化物半导体层之间的金属氧化物层。

5.如权利要求4所述的半导体装置，其中，所述金属氧化物层的膜厚为10nm以下。

6.如权利要求4所述的半导体装置，其中，所述金属氧化物层的端面与所述氧化物半导体层的端面大致一致。

7.如权利要求5所述的半导体装置，其场效应迁移率为20cm2/vs以上。

8.半导体装置的制造方法，其包括：

9.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中，所述半导体装置的s值为1.5v/dec以上2.5v/dec以下。

10.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中，所述氧化物半导体层包含：

11.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中，所述氧化物半导体层包含铟及与所述铟不同的至少一种以上的金属元素，

12.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中，所述退火处理在大气气氛中进行。

13.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中，进一步地，在所述退火处理前，使用规定的气体对所述表面露出的所述氧化物半导体层进行等离子体处理。

14.如权利要求13所述的半导体装置的制造方法，其中，所述规定的气体为氩气或氮气。

15.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其还包括：

16.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其中，所述金属氧化物层的膜厚为10nm以下。

17.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其中，所述半导体装置的场效应迁移率为20cm2/vs以上。

技术总结
本发明涉及半导体装置及其制造方法。提供抑制光劣化的半导体装置。半导体装置包含：栅电极；栅电极上的栅极绝缘层；栅极绝缘层上的具有多晶结构的氧化物半导体层；氧化物半导体层上的源电极及漏电极；和覆盖源电极及漏电极、且与氧化物半导体层相接的层间绝缘层，S值为1.5V/dec以上2.5V/dec以下。氧化物半导体层包含：与源电极及漏电极中的一者重叠的第1区域；和与层间绝缘层相接的第2区域，第1区域的膜厚与第2区域的膜厚之差可以为5nm以下。

技术研发人员：渡壁创,津吹将志,佐佐木俊成,田丸尊也,望月真里奈,渡部将弘
受保护的技术使用者：株式会社日本显示器
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6