[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

说明书

提供一种可靠性高的半导体装置，并且提供该半导体装置的制造方法。以高成品率制造可靠性高的半导体装置，而可以实现高生产化。在具有接触于氧化物半导体膜上地设置源电极层及漏电极层的晶体管的半导体装置中，抑制杂质混入到该氧化物半导体膜的侧面端部中、以及发生氧缺陷。由此在该氧化物半导体膜的侧面端部形成寄生沟道而防止该晶体管的电特性变动。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及半导体装置的制造方法。

在本说明书中，半导体装置指的是能够通过利用半导体特性而工作的所有装置，因此电光装置、半导体电路及电子设备都是半导体装置。

背景技术

使用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜构成晶体管的技术受到关注。该晶体管被广泛地应用于电子装置如集成电路(IC)、图像显示装置(有时简称为显示装置)等。作为可以应用于晶体管的半导体薄膜，硅类半导体材料被广泛地周知。但是，作为其他材料，氧化物半导体受到关注。

例如，已公开了使用由包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的非晶氧化物(In-Ga-Zn-O类非晶氧化物)构成的半导体薄膜的晶体管(参照专利文献1)。此外，专利文献2公开一种技术，其中制造如上同样的晶体管，并将该晶体管用于显示装置的像素的开关元件等。

另外，对于用于这种晶体管的氧化物半导体，已有如下说明：“氧化物半导体对杂质是不敏感的，即使在氧化物半导体膜中包含大量金属杂质也没有问题，因此，也可以使用包含大量如钠等碱金属的廉价的钠钙玻璃”(参照非专利文献1)。

[专利文献1]日本专利申请公开2006-165529号公报

[专利文献2]日本专利申请公开2006-165528号公报

[非专利文献1]神谷、野村、细野“非晶氧化物半导体的物性及装置开发的现状”、日本固体物理、2009年9月号、第44卷、第621-633页

但是，当根据氧化物半导体对杂质是不敏感的技术认识而设计使用氧化物半导体的晶体管的装置结构及制造工序时，产生在该晶体管的电特性中发生异常电特性的问题。例如，存在有如下问题，即：晶体管的电流-电压特性曲线在比原来的阈值电压低的栅极电压时上升而电流一时稳定之后，在原来的阈值电压时再次上升而成为隆起(Hump)。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供具有良好的晶体管特性且使用氧化物半导体的晶体管。另外，本发明的目的之一是提供具有使用氧化物半导体的晶体管的可靠性高的半导体装置。

另外，本发明的目的之一是以高成品率制造可靠性高的半导体装置，而实现高生产化。

于是，在具有接触于氧化物半导体膜上地设置源电极层及漏电极层的晶体管的半导体装置中，抑制杂质混入到该氧化物半导体膜的侧面端部中、以及发生氧缺陷。由此在该氧化物半导体膜的侧面端部形成寄生沟道而防止该晶体管的电特性变动。更具体地说，例如可以采用下面方式。

本发明所公开的一个方式是一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：在具有绝缘表面的衬底上形成栅电极层；在上述栅电极层上形成栅极绝缘膜；在上述栅极绝缘膜上形成其侧面端部具有锥形状的岛状的氧化物半导体膜；形成覆盖上述岛状的氧化物半导体膜的导电膜；通过使用包含卤素的蚀刻气体的等离子体处理对所述导电膜进行加工，以至少重叠于上述栅电极层的一部的方式形成源电极层及漏电极层；通过对上述岛状的氧化物半导体膜的侧面端部的露出区域进行杂质去除处理，去除上述蚀刻气体所包含的元素；对上述岛状的氧化物半导体膜的侧面端部的露出区域进行第一氧添加处理；以及覆盖上述岛状的氧化物半导体膜、上述源电极层及上述漏电极层地形成第一保护绝缘膜。