[发明专利]制造半导体装置的方法

说明书

可以使用更大的衬底，并且通过形成具有高结晶性程度的氧化物半导体层，可以制造具有所希望的高场效应迁移率的晶体管，由此可以实现大型显示装置或高性能半导体装置等的实用化。在衬底上形成第一多元氧化物半导体层，以及在第一多元氧化物半导体层上形成单元氧化物半导体层；然后，通过在500℃以上1000℃以下，优选为550℃以上750℃以下进行加热处理从表面向内部进行结晶生长，使得形成包含单晶区域的第一多元氧化物半导体层及包含单晶区域的单元氧化物半导体层；以及在包含单晶区域的单元氧化物半导体层上层叠包含单晶区域的第二多元氧化物半导体层。

技术领域

本发明涉及包括作为元件包含晶体管等至少一个半导体元件的电路的半导体装置及其制造方法。例如，本发明涉及作为部件包括安装在电源电路中的功率器件、包括存储器、闸流晶体管、转换器、图像传感器等的半导体集成电路、以液晶显示面板为代表的电光学装置和包括发光元件的发光显示装置中的任何一种的电子装置。

在本说明书中，半导体装置一般是指能够通过利用半导体特性而工作的装置，因此电光装置、半导体电路及电子装置都是半导体装置。

背景技术

如通常在液晶显示装置中所见到的那样，使用非晶硅、多晶硅等来制造在玻璃衬底等上形成的晶体管。虽然使用非晶硅制造的晶体管具有低场效应迁移率，但是它具有能够在更大玻璃衬底上形成的优点。另外，虽然使用多晶硅制造的晶体管具有高场效应迁移率，但是它具有不合适于更大玻璃衬底的缺点。

与使用硅制造的晶体管不同，使用氧化物半导体制造晶体管，并将其应用于电子装置或光装置的技术受到注目。例如，专利文献1和专利文献2公开了使用氧化锌或基于In-Ga-Zn-O的氧化物作为氧化物半导体来制造晶体管并将这种晶体管用作显示装置的像素的开关元件等的技术。

【参考】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利申请公开2007-123861号公报

【专利文献2】日本专利申请公开2007-96055号公报。

发明内容

另外，大型显示装置已经变得越来越普及。显示屏幕的对角为40英寸至50英寸的家庭用电视机也已开始广泛使用。

使用常规氧化物半导体制造的晶体管的场效应迁移率为10cm²/Vs至20cm²/Vs。因为使用氧化物半导体制造的晶体管的场效应迁移率是使用非晶硅制造的晶体管的的场效应迁移率10倍以上，所以即使在大型显示装置中使用氧化物半导体制造的晶体管也能够提供作为像素的开关元件充分的性能。

但是，将使用氧化物半导体制造的晶体管用作半导体装置的驱动器件，例如大型显示装置等的驱动电路中的开关元件时，有一定的限制。

本发明的一个实施方式的目的在于：通过形成具有高结晶性的程度的氧化物半导体层来实现更大衬底和制造具有所希望的高场效应迁移率的晶体管，并且还实现大型显示装置或高性能的半导体装置等的实用化。