[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用氧化物半导体的半导体装置、一种使用该半导体装置的显示装置以及一种该半导体装置及该显示装置的制造方法。

背景技术

多样地存在的金属氧化物用于各种各样的用途。氧化铟是公知材料，它用作在液晶显示器等中所需要的具有透光性的电极材料。

有的金属氧去化物呈现半导体特性。作为呈现半导体特性的金属氧化物，可以举出如氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌等，并且已知以这种呈现半导体特性的金属氧化物为沟道形成区的晶体管(专利文献1至4、非专利文献1)。

另外，作为金属氧化物不仅已知一元氧化物，还已知多元氧化物。例如，已知的是，具有同系物(homologous compound)的InGaO₃(ZnO)_m(m为自然数)是具有In、Ga及Zn的多元氧化物半导体(非专利文献2至4)。

已确认了可以将如上所述的由In-Ga-Zn类氧化物构成的氧化物半导体用作晶体管的沟道层(专利文献5、非专利文献5和6)。

特别是，由于In-Ga-Zn类氧化物具有高迁移率、透光性、可以低温进行成膜等的性质，因此作为以柔性显示器为代表的下一代的显示器的像素晶体管的材料引人注目。

另一方面，由于构成In-Ga-Zn类氧化物的In及Ga是稀有金属，因此其价格非常高且会导致晶体管的成本增大。再者，In及Ga有资源本身缺乏的忧虑，所以从环境保护的观点来看需要找到替代材料。

[专利文献1]日本专利申请公开昭60-198861号公报

[专利文献2]日本专利申请公开平8-264794号公报

[专利文献3]日本PCT国际申请翻译平11-505377号公报

[专利文献4]日本专利申请公开2000-150900号公报

[专利文献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-film transistor″(透明铁电薄膜晶体管)，Appl.Phys.Lett.，17 June 1996，Vol.68 p.3650-3652

[非专利文献2]M.Nakamura，N.Kimizuka，and T.Mohri，″ThePhase Relations in 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

[非专利文献3]N.Kimizuka，M.Isobe，and M.Nakamura，″Syntheses and Single-Crystal Data of Homologous Compounds，In₂O₃(ZnO)_m(m＝3，4，and 5)，InGaO₃(ZnO)₃，and Ga₂O₃(ZnO)_m(m＝7，8，9，and 16)in the In₂O₃-ZnGa₂O₄-ZnO System″(同系物的合成和单晶数据，In₂O₃-ZnGa₂O₄-ZnO类的In₂O₃(ZnO)_m(m＝3，4，and 5)，InGaO₃(ZnO)₃，and Ga₂O₃(ZnO)_m(m＝7，8，9，and 16))，J.Solid State Chem.，1995，Vol.116，p.170-178