半导体器件的制造方法与流程

本发明的实施方式之一涉及半导体器件及半导体器件的制造方法。特别地，本发明的实施方式之一涉及使用氧化物半导体作为沟道的半导体器件及半导体器件的制造方法。

背景技术：

1、近年来，代替无定形硅、低温多晶硅、及单晶硅，将氧化物半导体用于沟道的半导体器件的开发不断发展(例如，专利文献1～6)。将氧化物半导体用于沟道的半导体器件与将无定形硅用于沟道的半导体器件同样地，能够以简单的结构和低温制程形成。已知将氧化物半导体用于沟道的半导体器件具有比将无定形硅用于沟道的半导体器件更高的迁移率。

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、然而，就以往的含有氧化物半导体层的薄膜晶体管的场效应迁移率而言，即使在使用具有结晶性的氧化物半导体层的情况下，也不那么大。因此，期望对薄膜晶体管中使用的氧化物半导体层的晶体结构进行改良，使薄膜晶体管的场效应迁移率提高。

3、已知通过使氧化物半导体层中包含的铟元素的比率相对地提高，可得到具有高的迁移率的半导体器件，但容易在氧化物半导体层中形成氧缺陷。若形成于氧化物半导体层的沟道中存在大量氧缺陷，则成为半导体器件的电特性变动的原因。

4、本发明的实施方式之一的一个目的在于提供可靠性及迁移率高的半导体器件。

5、用于解决课题的手段

6、本发明的一实施方式涉及的半导体器件包括：在基板之上将以铝作为主成分的第1金属氧化物膜成膜；在第1金属氧化物膜之上，在氧分压为3％以上5％以下的条件下，将无定形的氧化物半导体膜成膜；将氧化物半导体膜加工为图案状的氧化物半导体层；通过对图案状的氧化物半导体层进行第1加热处理，从而使氧化物半导体层结晶化；将经结晶化的氧化物半导体层作为掩模，对第1金属氧化物膜进行加工；在氧化物半导体层之上将栅极绝缘膜成膜；在栅极绝缘膜之上形成栅电极，其中，氧化物半导体膜的膜厚大于10nm且为30nm以下。

技术特征：

1.半导体器件的制造方法，其包括：

2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，将所述氧化物半导体膜成膜时的温度为100℃以下。

3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其中，进行所述第1加热处理时的温度为300℃以上500℃以下。

4.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述第1金属氧化物膜的膜厚为1nm以上50nm以下。

5.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在将所述栅极绝缘膜成膜后，将以铝作为主成分的第2金属氧化物膜成膜，进行第2加热处理。

6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述氧化物半导体层包含铟元素及至少一种以上的金属元素，

7.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述经结晶化的氧化物半导体层具有多晶结构。

技术总结
本发明涉及半导体器件的制造方法。本发明的课题在于提供可靠性及迁移率高的半导体器件。半导体器件包括：在基板之上将以铝作为主成分的第1金属氧化物膜成膜；在第1金属氧化物膜之上，在氧分压为3％以上5％以下的条件下，将无定形的氧化物半导体膜成膜；将氧化物半导体膜加工为图案状的氧化物半导体层；通过对图案状的氧化物半导体层进行第1加热处理，从而使氧化物半导体层结晶化；将经结晶化的氧化物半导体层作为掩模，对第1金属氧化物膜进行加工；在氧化物半导体层之上将栅极绝缘膜成膜；在栅极绝缘膜之上形成栅电极，其中，氧化物半导体膜的膜厚大于10nm且为30nm以下。

技术研发人员：渡壁创,津吹将志,佐佐木俊成,田丸尊也
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：2024/3/31