[发明专利]半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及具有含薄膜晶体管(下文称为TFT)的电路的半导体器件以及其制造方法。例如，本发明涉及含有其中安装了电光器件(以含有有机发光元件的液晶显示面板或发光显示设备为代表)作为其组件的电子设备。

在此说明书中，半导体器件意味着通过利用半导体特性而可起作用的所有类型的器件，且电泳器件、半导体电路，以及电子器件都是半导体器件。

背景技术

近年来，通过使用在衬底上形成的半导体薄膜(具有约数纳米到数百纳米的厚度)而制造具有绝缘表面的薄膜晶体管(TFT)的技术吸引了人们的注意力。薄膜晶体管被应用于广泛的电子器件，诸如IC或电光器件，且特别是用作图像显示设备中的开关元件的薄膜晶体管，快速地得以发展。

多种金属氧化物存在并被用作各种应用。氧化铟是已知材料，且被用作液晶显示器等所必须的透光电极材料。一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的示例为氧化钨、氧化锡、氧化铟、和氧化锌等。已知其中使用这种具有半导体特性的金属氧化物来形成沟道形成区的薄膜晶体管(专利文献1和专利文献2)。

[参考文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本公开专利申请No.2007-123861

[专利文献2]日本公开专利申请No.2007-096055

本发明的公开内容

本发明的一个实施例的目的在于，在含氧化物半导体层的薄膜晶体管中，减少该氧化物半导体层与电连接至该氧化物半导体层的源和漏电极层之间的接触电阻。

另一个目的是，在含有氧化物半导体层的薄膜晶体管中，来拓宽源和漏电极层的材料的选择。

说明书中所公开的本发明的一个实施例是一半导体器件，其中在具有绝缘表面的衬底上形成的源和漏电极层具有两层或更多层的层叠结构，且在该层叠结构中，使用其功函数低于氧化物半导体层的功函数的金属或含有这样的金属的合金来制成薄层。与该氧化物半导体层相接触的层被使用其功函数低于该氧化物半导体层的功函数的金属或含有这样的金属的合金所制成，所以可形成与该氧化物半导体层接触的最优状态。进一步，可拓宽源和漏电极层的材料的选择。例如，在使用其功函数低于该氧化物半导体层的功函数的金属或含有这样的金属的合金所制成的层上可提供由具有高耐热性的金属材料形成的层，藉此可升高工艺过程的温度上限。可使用钨或钼用作具有高耐热性的金属材料。

本发明的另一个实施例是一半导体器件，其中在具有绝缘表面的衬底上形成的源和漏电极层具有两层或更多层的层叠结构，且在该层叠结构中，使用其功函数低于氧化物半导体层的电子亲和力的金属或含有这样的金属的合金来制成薄层。与该氧化物半导体层相接触的层被使用其功函数低于该氧化物半导体层的电子亲和力的金属或含有这样的金属的合金所制成，所以可形成与该氧化物半导体层接触的最优状态。进一步，可拓宽源和漏电极层的材料的选择。例如，在使用其功函数低于该氧化物半导体层的电子亲和力的金属或含有这样的金属的合金所制成的层上可提供由具有高耐热性的金属材料形成的层，藉此可升高之后要执行的工艺过程的温度上限。

数种金属材料的功函数列表于表1中，不过所使用的材料并不限于此。

[表1]

例如，与氧化物半导体层相接触的层被用铟(In)层或含有铟的合金层所形成，藉此在含有氧化铟的半导体氧化物材料被用作氧化物半导体层的材料的情况下可形成接触的最优状态。在这个情况下，可减少接触电阻。重要的是仅含有其功函数低于含有氧化铟的氧化物半导体材料的功函数的铟的区域或者含有大量铟的区域被故意地提供在氧化物半导体层与源电极层之间的界面处以及在氧化物半导体层与漏电极层之间的界面处。

进一步，可使用锌(Zn)代替铟。本发明的另一个实施例是一半导体器件，其中在具有绝缘表面的衬底上提供氧化物半导体层、源电极层、以及漏电极层，该源电极层和漏电极层具有层叠结构，且在该层叠结构中，与氧化物半导体层相接触的层被用锌层或含有锌的合金层所形成。与氧化物半导体层相接触的层被用锌层或含有锌的合金层所形成，藉此在含有氧化锌的半导体氧化物材料被用作氧化物半导体层的材料的情况下可形成接触的最优状态。例如，可减少接触电阻。