[发明专利]半导体装置、pH传感器、生物传感器以及半导体装置的制造方法

说明书

本发明提供一种半导体装置，其特征在于，该半导体装置具有第1电极、第2电极、以及与第1电极和第2电极相接的半导体层，半导体层为包含锌(Zn)和镓(Ga)的尖晶石型的氧化物。

技术领域

本发明涉及半导体装置、pH传感器、生物传感器以及半导体装置的制造方法。本发明要求2016年8月3日提交的日本专利的申请号2016-152721的优先权，对于认可基于文献参考的方式进行内容插入的指定国，通过参考的方式将该申请记载的内容插入到本申请中。

背景技术

作为在薄膜晶体管(TFT)等半导体装置中使用的半导体材料，例如使用含有In、Ga和Zn的氧化物(IGZO；In-Ga-Zn-O)等无定形氧化物(参见专利文献1)。这样的现有半导体材料的化学耐久性不足，因而在制造半导体装置时，设置一种保护半导体材料免受化学损伤的结构来进行蚀刻工序等处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-051421号公报

发明内容

本发明的第一方式涉及一种半导体装置，其具有第1电极、第2电极、以及与第 1电极和第2电极相接的半导体层，半导体层为包含锌(Zn)和镓(Ga)的尖晶石型的氧化物。

本发明的第二方式涉及一种pH传感器，其具备第一方式的半导体装置。

本发明的第三方式涉及一种生物传感器，其具备第一方式的半导体装置。

本发明的第四方式涉及一种半导体装置的制造方法，其包括下述工序：形成半导体层的工序；在半导体层上形成导电性层的工序；以及与规定的图案对应地对导电性层进行蚀刻，形成第1电极和第2电极的工序。

附图说明

图1是用于说明本实施方式的制造方法的合适示例的示意图。

图2是实施例1的ZnGa₂O₄烧结体的XRD测定的衍射图谱。

图3是表示实施例1的半导体特性的测定结果的曲线图。

图4是实施例1的pH传感器的示意性截面图。

图5是表示实施例1的pH传感器的测定结果的曲线图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式(以下简称为“本实施方式”)进行详细说明。以下的本实施方式是用于说明本发明的例示，并非旨在将本发明限定于以下的内容。需要说明的是，在附图中，只要不特别声明，则上下左右等的位置关系基于附图所示的位置关系。另外，附图的尺寸比例并不限于图示的比例。

本实施方式的半导体装置具有第1电极、第2电极、以及与第1电极和第2电极相接的半导体层，半导体层为包含锌(Zn)和镓(Ga)的尖晶石型的氧化物。本实施方式的半导体装置通过使用晶体结构为尖晶石型的氧化物，具有不需要额外的制造工序或额外的结构来防止因酸所致的化学损伤的优点。因此，作为本实施方式的半导体装置的结构，可以为不具有用于保护半导体层的保护层的结构。

以往，作为氧化物半导体的材料，使用ZnO、In₂O₃、Ga₂O₃、InGaZnO等，这些材料尽管显示出了高半导体特性，但对酸、碱的耐性不足。例如，在pH4以下的强酸或pH10以上的强碱的条件下，氧化物半导体被侵蚀。若为上述氧化物，则不论为无定形氧化物还是为结晶氧化物，这样的对酸、碱的耐性弱的问题均存在，人们希望上述氧化物对宽pH区域稳定。关于这一点，本实施方式的半导体装置对强酸、强碱具有高稳定性，在宽pH区域中具有高稳定性。