專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法,以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用氧化物半導(dǎo)體層形成的薄膜晶體管及其制造方法。另外，本發(fā)明 還涉及使用該薄膜晶體管制造的半導(dǎo)體裝置。注意，在本說明書中，半導(dǎo)體裝置指的是能夠通過利用半導(dǎo)體特性工作的所有裝 置，因此，電光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
金屬氧化物的種類繁多且用途廣泛。氧化銦為較普遍的材料，其被用作液晶顯示 器等所需要的透明電極材料。在金屬氧化物中存在呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物。作為呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬 氧化物，例如有氧化鎢、氧化錫、氧化銦、氧化鋅等，并且將這些呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化 物用作溝道形成區(qū)的薄膜晶體管已經(jīng)是眾所周知的(專利文獻(xiàn)1至4、非專利文獻(xiàn)1)。另外，已知金屬氧化物不僅有一元氧化物還有多元氧化物。例如，作為包含In、Ga 及Zn的多元氧化物，同系物(homologous series)的InGaO3(ZnO)m(m 自然數(shù))是周知的 (非專利文獻(xiàn)2至4)。并且，已經(jīng)確認(rèn)到可以將上述那樣的由In-Ga-Zn類氧化物構(gòu)成的氧化物半導(dǎo)體 用于薄膜晶體管的溝道層(專利文獻(xiàn)5、非專利文獻(xiàn)5以及6)。[專利文件1]日本專利申請公開昭60-198861號公報(bào)[專利文件2]日本專利申請公開平8-264794號公報(bào)[專利文件3]日本PCT國際申請翻譯平11-505377號公報(bào)[專利文件4]日本專利申請公開2000-150900號公報(bào)[專利文件5]日本專利申請公開2004-103957號公報(bào)[非專利文獻(xiàn) 1]M. W. Prins, K. 0. Grosse-Holz, G. Muller, J. F. Μ. Cillessen, J. B.Giesbers, R. P.Weening, and R. M. Wolf, " Aferroelectric transparent thin-film transistor "(透明鐵電薄膜晶體管)，Appl. Phys. Lett.，17June 1996， Vol. 68p. 3650-3652[2]M. Nakamura,N. Kimizuka,and T. Mohri, “ ThePhase Relations in the In2O3-Ga2ZnO4-ZnO System at 13500C" (In2O3-Ga2ZnO4-ZnO 類在 1350°C 時(shí)的相位 關(guān)系)，J. Solid StateChem.，1991，Vol. 93，p. 298-315[非專禾丨J 文獻(xiàn) 3]N. Kimizuka, Μ. Isobe, and Μ. 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 系物的合成和單晶數(shù)據(jù)，In2O3-ZnGa2O4-ZnO 類的 In2O3(ZnO)m(m = 3,4, and 5)， InGaO3 (ZnO) 3，and Ga2O3 (ZnO)m (m = 7，8，9，and 16)) ,J. Solid StateChem.，1995，Vol. 116， p.170-178[非專利文獻(xiàn)4]中村真佐樹、君琢?xí)N、毛利尚彥、磯部光正，“*^ 口力 1相、InFeO3 (ZnO)m(m:自然數(shù))i同型化合物 合成fci t/結(jié)晶構(gòu)造〃(同系物、銦鐵鋅氧化物(InFeO3(ZnO)m) (m為自然數(shù))及其同型化合物的合成以及結(jié)晶結(jié)構(gòu))，固體物理(SOLID STATE PHYSICS)，1993，Vol. 28，No. 5，p.317-327[非專禾Ij 文 M 5] K. Nomura, H. Ohta, K. Ueda, Τ. Kamiya, Μ. Hirano, and H. Hosono, " Thin-film transistor fabricated insingle-crystalline transparent oxide semiconductor"(由單晶透明氧化物半導(dǎo)體制造的薄膜晶體管)，SCIENCE, 2003, Vol. 300，p.1269-1272[ # 專禾Ij 文 ^ 6] K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, Τ. Kamiya, Μ. Hirano, and H. Hosono, " Room-temperature fabrication oftransparent flexible thin-film transistors using amorphous oxidesemiconductors“(室溫下的使用非晶氧化物半導(dǎo) 體的透明柔性薄膜晶體管的制造)，NATURE, 2004，Vol. 432p. 488-49
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于防止薄膜晶體管的截止電流的增加或閾值電 壓的負(fù)向漂移。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于使薄膜晶體管的源電極層及漏電極層與 氧化物半導(dǎo)體層的接合成為歐姆接合。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于高效地制造一種高功能的薄膜晶體管， 其防止薄膜晶體管的截止電流的增加或閾值電壓的負(fù)向漂移。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于高效地制造一種高功能的薄膜晶體管， 其防止薄膜晶體管的截止電流的增加或閾值電壓的負(fù)向漂移，并且，薄膜晶體管的源電極 層及漏電極層與氧化物半導(dǎo)體層的接合是歐姆接合。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于提供高品質(zhì)或高可靠性的一種半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式是一種反交錯(cuò)型的薄膜晶體管，其中，在氧化物半導(dǎo)體層上設(shè) 置有緩沖層，并且在該緩沖層上設(shè)置有源電極層及漏電極層。另外，該緩沖層包括設(shè)置在 氧化物半導(dǎo)體層的雙端部上的一對導(dǎo)電層；以及設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層的中央部上的具有 與一對導(dǎo)電層相同金屬元素且其氧濃度高于一對導(dǎo)電層的夾在所述一對導(dǎo)電層之間的作 為絕緣體或半導(dǎo)體的金屬氧化物層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種薄膜晶體管，其除了包括上述結(jié)構(gòu)之外，其所包括 的所述緩沖層包括設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層的雙端部上的一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體 層；以及在該一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層上設(shè)置的一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層。另外，在本說明書中，絕緣體是指其電阻率是106(Ω .m)以上的物質(zhì)，半導(dǎo)體是指 其電阻率是10_3(Ω .m)以上且低于106(Ω.Π1)的物質(zhì)，并且導(dǎo)電體是指其電阻率是低于 10_3(Ω.ΠΙ)的物質(zhì)。本發(fā)明的一個(gè)方式是一種薄膜晶體管的制造方法，其中，通過對在與氧化物半導(dǎo) 體層同一工序中形成的導(dǎo)電層進(jìn)行氧化處理來形成金屬氧化物層。另外，在該氧化處理中 將用來形成源電極層及漏電極層的抗蝕劑轉(zhuǎn)用作掩模。因此，該導(dǎo)電層的雙端部不被該氧 化處理氧化而殘留。其結(jié)果是，通過該氧化處理形成一對導(dǎo)電層、以及夾在該一對導(dǎo)電層之間的金屬氧化物層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種薄膜晶體管的制造方法，其中，通過對在與氧化物半導(dǎo)體層同一工序中形成的導(dǎo)電層進(jìn)行氧化處理來形成金屬氧化物層，接著，通過熱處理 的氧擴(kuò)散而形成一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層及一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種薄膜晶體管的制造方法，其中，通過進(jìn)行熱氧化處 理形成金屬氧化物層、一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層及一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體 層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種薄膜晶體管的制造方法，其中，通過進(jìn)行氧化處理 及熱氧化處理形成金屬氧化物層、一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層及一對氧濃度降低的氧化 物半導(dǎo)體層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置，其包括該薄膜晶體管以及設(shè)置在該 薄膜晶體管上的層間絕緣層。本發(fā)明的一個(gè)方式是一種反交錯(cuò)型的薄膜晶體管，其中，在氧化物半導(dǎo)體層的中 央部上具有作為絕緣體或半導(dǎo)體的金屬氧化物層。該金屬氧化物層用作抑制雜質(zhì)(氫或水 等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層的保護(hù)層。因此，可以防止薄膜晶體管的截止電流的增加或閾 值電壓的負(fù)向漂移。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種反交錯(cuò)型的薄膜晶體管，其中，在氧化物半導(dǎo)體層 的雙端部和設(shè)置在該氧化物半導(dǎo)體層的雙端部上的一對導(dǎo)電層之間具有一對以高濃度含 有氧的導(dǎo)電層及一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層。一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層的 電阻低于氧化物半導(dǎo)體層的電阻。因此，可以使源電極層及漏電極層與氧化物半導(dǎo)體層的 接合成為歐姆接合。另外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，使用在與氧化物半導(dǎo)體層同一工序中形成的導(dǎo)電 層來形成該金屬氧化物層。因此，可以高效地形成高功能的薄膜晶體管。另外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，使用在與氧化物半導(dǎo)體層同一工序中形成的導(dǎo)電 層來形成該金屬氧化物層，并且通過使氧擴(kuò)散到該導(dǎo)電層來形成該一對氧濃度降低的氧化 物半導(dǎo)體層。因此，可以高效地形成高功能的薄膜晶體管。另外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，作為半導(dǎo)體裝置所具有的薄膜晶體管，使用具有抑 制雜質(zhì)(氫或水等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層的保護(hù)層的薄膜晶體管。由此，設(shè)置在薄膜晶 體管上的層間絕緣層可以根據(jù)使用目的選擇各種材料、制造方法。換言之，可以提供高品質(zhì) 或高可靠性的半導(dǎo)體裝置。


圖IA和圖IB是在實(shí)施方式1中說明的薄膜晶體管的截面圖；圖2A至圖2D是示出在實(shí)施方式2中說明的薄膜晶體管的制造工序的截面圖；圖3A至圖3D是示出在實(shí)施方式2中說明的薄膜晶體管的制造工序的截面圖；圖4是示出在實(shí)施方式3中說明的液晶顯示裝置的像素的俯視圖；圖5是示出在實(shí)施方式3中說明的液晶顯示裝置的像素的截面圖；圖6是示出在實(shí)施方式3中說明的液晶顯示裝置的像素的等效電路圖；圖7是示出在實(shí)施方式4中說明的發(fā)光顯示裝置的像素的俯視圖8是示出在實(shí)施方式4中說明的發(fā)光顯示裝置的像素的截面圖；圖9是示出在實(shí)施方式4中說明的發(fā)光顯示裝置的像素的等效電路圖；圖10是在實(shí)施方式5中說明的電子紙的截面圖；圖IlA至圖IlC是通過在實(shí)施例1中說明的計(jì)算求出的態(tài)密度圖；圖12A至12C是通過在實(shí)施例1中說明的計(jì)算求出的態(tài)密度圖；圖13A和圖13B是通過在實(shí)施例1中說明的計(jì)算求出的態(tài)密度圖；圖14A和圖14B是示出通過在實(shí)施例1中說明的計(jì)算求出的鈦層和In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體層的接合界面中的熱處理前后的原子配置的圖；圖15是示出通過在實(shí)施例1中說明的計(jì)算求出的鈦層和In-Ga-Zn-O類氧化物半 導(dǎo)體層的接合界面中的熱處理前后的鈦濃度及氧濃度的圖；圖16A和16B是示出通過在實(shí)施例1中說明的計(jì)算求出的鈦氧化物層和 In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體層的接合界面中的熱處理前后的原子配置的圖；圖17示出通過在實(shí)施例1中說明的計(jì)算求出的鈦氧化物層和In-Ga-Zn-O類氧化 物半導(dǎo)體層的接合界面中的熱處理前后的鈦濃度及氧濃度的圖。
具體實(shí)施例方式以下使用附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下的說明， 只要是本領(lǐng)域的技術(shù)人員就容易理解一個(gè)事實(shí)是其形態(tài)和細(xì)節(jié)可以在不脫離本發(fā)明的宗 旨及其范圍的條件下作各種各樣的變換。因此，公開的發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限于以下所 示的實(shí)施方式的記載內(nèi)容。另外，有時(shí)為了明確起見，夸大表示在各實(shí)施方式的附圖等中所示的各結(jié)構(gòu)的尺 寸、層的厚度或區(qū)域等。因此，不一定限定于其尺寸。另外，本說明書中使用的“第一”、“第 二”、“第三”等序數(shù)是為了避免結(jié)構(gòu)要素的混同，而不是為了在數(shù)目方面上限定。實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，使用圖1A、圖IB說明本發(fā)明的一個(gè)方式的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。 接著，說明該薄膜晶體管所具有的特性。圖IA示出形成在襯底100上的薄膜晶體管150的截面圖。薄膜晶體管150包括 設(shè)置在襯底100上的柵電極層101 ；設(shè)置在柵電極層101上的柵極絕緣層102 ；設(shè)置在柵極 絕緣層102上的氧化物半導(dǎo)體層103 ；設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層103上的具有作為導(dǎo)電體的 一對導(dǎo)電層104a、104b及作為絕緣體或半導(dǎo)體的金屬氧化物層105的緩沖層106 ；設(shè)置在 導(dǎo)電層104a(—對導(dǎo)電層104a、104b中的一方)上的源電極層107a ；以及設(shè)置在導(dǎo)電層 104b (—對導(dǎo)電層104a、104b中的另一方)上的漏電極層107b。另外，一對導(dǎo)電層104a、 104b設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層103的雙端部上，并且金屬氧化物層105設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體 層103的中央部上。換言之，圖IA的薄膜晶體管150是一種反交錯(cuò)型的薄膜晶體管，其中，在氧化物半 導(dǎo)體層103與源電極層107a及漏電極層107b之間包括設(shè)置有一對導(dǎo)電層104a、104b及金 屬氧化物層105的緩沖層106。圖IB示出形成在襯底上的薄膜晶體管151的截面圖。薄膜晶體管151除了包括 圖IA所示的薄膜晶體管150的結(jié)構(gòu)以外還包括設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層103的雙端部上的一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b以及設(shè)置在一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b上的一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層109a、109b。換言之，圖IB的薄膜晶體管151是一種反交錯(cuò)型的薄膜晶體管，其中，在氧化物半 導(dǎo)體層103與源電極層107a及漏電極層107b之間包括緩沖層110，該緩沖層110設(shè)置有 一對導(dǎo)電層104a、104b ；金屬氧化物層105 ；—對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b ； 以及一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層109a、109b。作為襯底100，可以使用鋇硼硅酸鹽玻璃、硼硅酸鋁玻璃等玻璃襯底等。作為柵電極層101，可以使用選自鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬 (Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素；以上述元素為成分的合金；或者以上述元素為成 分的氮化物。另外，也可以使用這些材料的疊層結(jié)構(gòu)。作為絕緣層102，可以使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鉭等 絕緣體。另外，也可以采用由這些絕緣體構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。注意，氧氮化硅指的是如下物質(zhì) 在組成方面上氧的含量比氮的含量多，并且在濃度范圍上，在包含55原子％至65原子％的 氧、1原子％至20原子％的氮、25原子％至35原子％的硅、0. 1原子％至10原子％的氫的 范圍中，以使總和成為100原子％的方式且以任意濃度包含各元素。另外，氮氧化硅指的是 如下物質(zhì)在組成方面上氮的含量比氧的含量多，并且在濃度范圍上，在包含15原子％至 30原子％的氧、20原子％至35原子％的氮、25原子％至35原子％的硅、15原子％至25原 子％的氫的范圍中，以使總和成為100原子％的方式且以任意濃度包含各元素。作為氧化物半導(dǎo)體層103，可以使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-Zn-O類 氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-O類氧化物半導(dǎo) 體、Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體或Zn-O類氧化物半導(dǎo)體等氧化物半導(dǎo)體。另外，也可以使用 對這些氧化物半導(dǎo)體添加有氮(N)、硅(Si)的氧化物半導(dǎo)體。另外，也可以使用這些材料的 疊層結(jié)構(gòu)。作為一對導(dǎo)電層104a、104b，可以使用鈦(Ti)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鋁(Al)等。另外， 也可以使用具有上述金屬元素的合金。并且，也可以使用這些材料的疊層結(jié)構(gòu)。作為金屬氧化物層105，可以使用與一對導(dǎo)電層104a、104b相同的材料。但是，金 屬氧化物層105的氧濃度比一對導(dǎo)電層104a、104b的氧濃度高。換言之，金屬氧化物層105 具有與一對導(dǎo)電層104a、104b相同的金屬元素，并且金屬氧化物層105的氧濃度比導(dǎo)電層 104a、104b的氧濃度高。作為源電極層107a及漏電極層107b，可以使用選自鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭 (Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素；以上述元素為成分的合金；或者 以上述元素為成分的氮化物。另外，也可以使用這些材料的疊層結(jié)構(gòu)。作為一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b，可以使用與氧化物半導(dǎo)體層 103相同的材料。但是一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b的氧濃度比氧化物半 導(dǎo)體層103的氧濃度低。換言之，一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b具有與氧 化物半導(dǎo)體層103相同的金屬元素，并且一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b的 氧濃度比氧化物半導(dǎo)體層103的氧濃度低。作為一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層109a、109b，可以使用與一對導(dǎo)電層104a、 104b及金屬氧化物層105相同的材料。但是一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層109a、109b的氧濃度比一對導(dǎo)電層104a、104b的氧濃度高，并比金屬氧化物層105的氧濃度低。換言之，一 對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層109a、109b具有與一對導(dǎo)電層104a、104b及金屬氧化物層105 相同的金屬元素，并且一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層109a、109b的氧濃度比導(dǎo)電層104a、 104b的氧濃度高并比金屬氧化物層105的氧濃度低。在圖IA所示的薄膜晶體管150中，在源電極層107a及漏電極層107b與氧化物半導(dǎo)體層103之間設(shè)置有緩沖層106。緩沖層106在氧化物半導(dǎo)體層103的中央部上具有作 為絕緣體或半導(dǎo)體的金屬氧化物層105。金屬氧化物層105用作抑制雜質(zhì)(氫或水等)侵 入到氧化物半導(dǎo)體層103的保護(hù)層。因此，可以防止薄膜晶體管150的截止電流的增加或 閾值電壓的負(fù)向漂移。圖IB所示的薄膜晶體管151的緩沖層110包括防止截止電流的增加或閾值電壓 的負(fù)向漂移的金屬氧化物層105 ；以及氧化物半導(dǎo)體層103的雙端部上的一對氧濃度降低 的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b。一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層108a、108b的電阻比氧 化物半導(dǎo)體層103的電阻低。因此，可以使源電極層107a及漏電極層107b與氧化物半導(dǎo) 體層103的接合成為歐姆接合。實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，使用圖2A至圖3D說明在實(shí)施方式1中說明的薄膜晶體管的制 造方法的一例。另外，在本實(shí)施方式中，“膜”是指形成在襯底的整個(gè)面上的物體，雖然其根據(jù)之后 進(jìn)行的光刻工序等被加工為所希望的形狀，但這里指的是加工前的狀態(tài)。并且，“層”是指由 “膜”通過光刻工序等加工成所希望的形狀而形成的物體，以及以形成在襯底的整個(gè)面上為 目的的物體。在襯底200上形成第一導(dǎo)電膜201?？梢詫⒁詾R射法、真空蒸鍍法、脈沖激光沉積 法、離子電鍍法、有機(jī)金屬氣相生長法等為代表的薄膜沉積法用于第一導(dǎo)電膜201的形成。 接著，在第一導(dǎo)電膜201上形成第一抗蝕劑202。完成到此為止的工序的截面圖相當(dāng)于圖 2A。接著，通過將第一抗蝕劑202用作掩模并對第一導(dǎo)電膜201選擇性地進(jìn)行蝕刻，來 形成柵電極層203。另外，因?yàn)樽鳛橐r底200及第一導(dǎo)電膜201(柵電極層203)的材料可以 使用在實(shí)施方式1中舉出的材料，所以在此援用上述說明。另外，在形成柵電極層203之后 去除第一抗蝕劑202。完成到此為止的工序的截面圖相當(dāng)于圖2B。接著，在襯底200及柵電極層203上形成柵極絕緣層204?？梢詫⒁詾R射法、真空 蒸鍍法、脈沖激光沉積法、離子電鍍法、有機(jī)金屬氣相生長法、等離子體CVD法等為代表的 薄膜沉積法用于柵極絕緣層204的形成。接著，形成氧化物半導(dǎo)體膜205。可以將以濺射法、真空蒸鍍法、脈沖激光沉積法、 離子電鍍法、有機(jī)金屬氣相生長法等為代表的薄膜沉積法用于氧化物半導(dǎo)體膜205的形 成。在使用濺射法形成In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體的情況下，優(yōu)選使用燒結(jié)有In203、Ga203、 ZnO的靶材。作為濺射氣體，使用以氬為代表的稀有氣體。使用濺射法的成膜條件之一是如 下條件使用將ln203、Ga20dnZn0(l 1 1)混合并將其燒結(jié)的靶材；壓力是0. 4Pa ；直 流(DC)電源是500W ；氬流量是30sCCm ；并且氧氣體流量是15sCCm。另外，優(yōu)選在形成氧化 物半導(dǎo)體膜205之后進(jìn)行100°C至600°C，典型是200°C至400°C的熱處理。通過該熱處理進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體的原子級的重新排列。從可以消除阻礙氧化物半導(dǎo)體膜205中的載流子移動的歪斜的觀點(diǎn)而言，該熱處理(還包括光退火等)很重要。接著，在氧化物半導(dǎo)體膜205上形成第二導(dǎo)電膜206?？梢詫⒁詾R射法、真空蒸鍍 法、脈沖激光沉積法、離子電鍍法、有機(jī)金屬氣相生長法等為代表的薄膜沉積法用于第二導(dǎo) 電膜206的形成。作為第二導(dǎo)電膜206的材料，可以使用鈦(Ti)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鋁(Al) 等。另外，也可以使用具有上述金屬元素的合金。進(jìn)而，也可以使用這些材料的疊層結(jié)構(gòu)。 接著，在第二導(dǎo)電膜206上形成第二抗蝕劑207。完成到此為止的工序的截面圖相當(dāng)于圖 2C0接著，通過將第二抗蝕劑207用作掩模并對氧化物半導(dǎo)體膜205及第二導(dǎo)電膜206 選擇性地進(jìn)行蝕刻，來形成氧化物半導(dǎo)體層208及導(dǎo)電層209。另外，因?yàn)樽鳛闁艠O絕緣層 204及氧化物半導(dǎo)體膜205(氧化物半導(dǎo)體層208)的材料可以使用在實(shí)施方式1中舉出的 材料，所以在此援用上述說明。另外，在形成氧化物半導(dǎo)體層208及導(dǎo)電層209之后去除第 二抗蝕劑207。完成到此為止的工序的截面圖相當(dāng)于圖2D。接著，在柵極絕緣層204及導(dǎo)電層209上形成第三導(dǎo)電膜210?？梢詫⒁詾R射法、 真空蒸鍍法、脈沖激光沉積法、離子電鍍法、有機(jī)金屬氣相生長法等為代表的薄膜沉積法用 于第三導(dǎo)電膜210的形成。接著，在第三導(dǎo)電膜210上形成第三抗蝕劑211a、211b。完成到 此為止的工序的截面圖相當(dāng)于圖3A。接著，通過將第三抗蝕劑211a、211b用作掩模對第三導(dǎo)電膜210選擇性地進(jìn)行蝕 亥IJ，來形成源電極層212a及漏電極層212b。另外，在該蝕刻工序中，不重疊于源電極層212a 及漏電極層212b的區(qū)域(露出部)的導(dǎo)電層209的一部分也被蝕刻，而在不重疊于源電極 層212a及漏電極層212b的區(qū)域(露出部)中形成具有凹部的導(dǎo)電層213。另外，因?yàn)樽鳛?第三導(dǎo)電膜210(源電極層212a及漏電極層212b)的材料可以使用在實(shí)施方式1中舉出的 材料，所以在此援用上述說明。完成到此為止的工序的截面圖相當(dāng)于圖3B。接著，將第三抗蝕劑211a、211b用作掩模進(jìn)行氧化處理。作為該氧化處理，可以使 用氧化氣氛下的熱氧化處理、等離子體氧化處理、氧離子注入等。另外，也可以如在進(jìn)行氧 化氣氛下的熱氧化處理之后進(jìn)行等離子體氧化處理那樣組合上述多個(gè)處理。另外，作為進(jìn) 行熱氧化處理的氧化氣氛，可以采用干燥氧氣氛、氧及稀有氣體的混合氣氛、大氣氣氛等。 通過該氧化處理，使設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層208上的導(dǎo)電層213的中央部(露出部)氧化， 而形成作為絕緣體或半導(dǎo)體的金屬氧化物層214。另外，隨著金屬氧化物層214的形成，在 氧化物半導(dǎo)體層208的雙端部上形成一對導(dǎo)電層215a、215b。具體而言，源電極層212a及 漏電極層212b以及第三抗蝕劑211a、2111b保護(hù)重疊于源電極層212a及漏電極層212b的 區(qū)域(非露出部)的導(dǎo)電層213免受氧化。其結(jié)果是，一對導(dǎo)電層215a、215b殘留。另外， 通過該氧化處理，被氧化的區(qū)域的體積增大。換言之，金屬氧化物層214的體積比氧化前的 導(dǎo)電層213的中央部的體積大。完成到此為止的工序的的截面圖相當(dāng)于圖3C。另外，完成 到此為止的工序也就完成了圖IA所示的薄膜晶體管150。另外，本實(shí)施方式的薄膜晶體管不局限于圖1A、圖3C所示的結(jié)構(gòu)。具體而言，雖然 在圖1A、圖3C中示出了通過該氧化處理，只有不重疊于源電極層212a及漏電極層212b的 區(qū)域(中央部)的導(dǎo)電層213被氧化而形成金屬氧化物層214的薄膜晶體管，但是本實(shí)施 方式的薄膜晶體管還包括其他區(qū)域被氧化的薄膜晶體管。例如，本實(shí)施方式的薄膜晶體管還包括通過該氧化處理，不由第三抗蝕劑211a、211b覆蓋的源電極層212a及漏電極層212b 的側(cè)部被氧化的薄膜晶體管。另外，在源電極層212a及漏電極層212b的側(cè)面被氧化的情 況下，通過只在側(cè)部表面區(qū)域中進(jìn)行該氧化，可以將源電極層212a及漏電極層212b用作電 極。與此同樣，本實(shí)施方式的薄膜晶體管還包括通過該氧化處理，重疊于源電極層212a及 漏電極層212b的區(qū)域(非露出部)的導(dǎo)電層213的一部分的內(nèi)部被氧化的薄膜晶體管。另外，雖然在圖1A、圖3C中示出了利用該氧化處理形成的金屬氧化物層214的厚 度比一對導(dǎo)電層215a、215b的厚度厚的薄膜晶體管，但是本實(shí)施方式的薄膜晶體管還包括 金屬氧化物層214的厚度比一對導(dǎo)電層215a、215b的厚度薄的薄膜晶體管。另外，通過對 具有凹部的導(dǎo)電層213進(jìn)行氧化處理，來形成金屬氧化物層214。另外，該凹部是當(dāng)進(jìn)行形 成源電極層212a及漏電極層212b的蝕刻工序時(shí)形成的。換言之，通過控制形成源電極層 212a及漏電極層212b的蝕刻工序的條件，可以控制金屬氧化物層214的厚度。具體而言， 通過將形成源電極層212a及漏電極層212b時(shí)的過蝕刻的時(shí)間設(shè)定得長，可以將該凹部形 成得深。由此，可以使金屬氧化物層214的厚度薄于一對導(dǎo)電層215a、215b的厚度。在制造圖IB所示的薄膜晶體管151的情況下，接著進(jìn)行100°C至600°C，典型為 200°C至400°C的熱處理。通過該熱處理，氧化物半導(dǎo)體層208中的氧擴(kuò)散到一對導(dǎo)電層 215a、215b。另外，當(dāng)比較該氧的向一對導(dǎo)電層215a、215b的擴(kuò)散和向金屬氧化物層214的 擴(kuò)散時(shí)，向一對導(dǎo)電層215a、215b擴(kuò)散的氧量多于向金屬氧化物層214擴(kuò)散的氧量。因此， 在氧化物半導(dǎo)體層208的雙端部上形成一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層216a、216b，并 且在一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層216a、216b上形成一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層 2 17a、217b。然后，去除第三抗蝕劑211a、212b。完成到此為止的工序的截面圖相當(dāng)于圖3D。雖然在此示出了在進(jìn)行氧化處理之后進(jìn)行在制造圖IB所示的薄膜晶體管151的 情況下進(jìn)行的熱處理的制造工序，但是只要在形成第二導(dǎo)電膜206之后進(jìn)行該熱處理，就 對該熱處理的時(shí)序沒有特別的限制。另外，該熱處理可以兼作用于上述氧化物半導(dǎo)體層208 的原子級的重新排列的熱處理。另外，從形成的薄膜晶體管的特性的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選在進(jìn)行氧化處理之后進(jìn)行熱 處理。這是因?yàn)槿缦戮壒十?dāng)在進(jìn)行氧化處理之前(在形成金屬氧化物層214之前)進(jìn)行 熱處理時(shí)，不僅在氧化物半導(dǎo)體層208的上方雙端部上，而且在氧化物半導(dǎo)體層208的上方 整體上形成氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層，由此所形成的薄膜晶體管的截止電流增加。另外，從制造工序的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選進(jìn)行如下熱氧化處理作為上述氧化處理，即 在形成一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層216a、216b以及一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層 217a、217b的溫度下且氧化氣氛下的熱氧化處理。這是因?yàn)榭梢栽谕还ば蛑行纬山饘傺?化物層214、氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層216a、216b及以高濃度含有氧的導(dǎo)電層217a、 217b的緣故。兼作該氧化處理和該熱處理的處理?xiàng)l件之一是在干燥氧氣氛下以350°C進(jìn)行 1小時(shí)的熱氧化處理。另外，從形成的薄膜晶體管的可靠性的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選將熱氧化處理和氧化處理 組合而進(jìn)行。這是因?yàn)橥ㄟ^將金屬氧化物層214的厚度設(shè)定得厚，可以提高其用作抑制雜 質(zhì)(氫或水等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層208的保護(hù)層的功能的緣故。因?yàn)樵诒∧ぞw管150中，使用在與氧化物半導(dǎo)體層208同一工序中形成的導(dǎo)電 層209 (導(dǎo)電層213)來形成具有防止截止電流的增加或閾值電壓的負(fù)向漂移的功能的金屬氧化物層214，所以可以高效地形成高功能的薄膜晶體管。與此同樣，因?yàn)樵诒∧ぞw管151中，使用與形成氧化物半導(dǎo)體層208同一工序中形成的導(dǎo)電層209(導(dǎo)電層213)來形成 具有防止截止電流的增加或閾值電壓的負(fù)向漂移的功能的金屬氧化物層214，并通過氧擴(kuò) 散到一對導(dǎo)電層215a、215b而形成具有使氧化物半導(dǎo)體層208與源電極層212a及漏電極 層212b進(jìn)行歐姆接合的功能的一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層216a、216b，所以可以高 效地形成高功能的薄膜晶體管。實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，示出使用在實(shí)施方式1中所說明的薄膜晶體管制造的半導(dǎo)體裝 置的一例。具體而言，圖4至圖6示出將該薄膜晶體管應(yīng)用于設(shè)置在有源矩陣襯底的像素 部中的薄膜晶體管的液晶顯示裝置。接著，說明該液晶顯示裝置。另外，因?yàn)樵诎雽?dǎo)體裝置中，薄膜晶體管的源極及漏極根據(jù)工作條件等交替，所以 難以特定哪個(gè)是源極或漏極。于是，以下將源電極層及漏電極層中的一方稱為第一電極層， 并且將源電極層及漏電極層中的另一方稱為第二電極層，來進(jìn)行區(qū)別。圖4是示出有源矩陣襯底的一個(gè)像素的俯視圖。本實(shí)施方式的液晶顯示裝置的像 素包括三個(gè)子像素。在每個(gè)子像素中設(shè)置對薄膜晶體管300及液晶層施加電壓的像素電極 301。在實(shí)施方式1中示出的薄膜晶體管可以應(yīng)用于圖4中的薄膜晶體管300。在像素部 中設(shè)置有多個(gè)上述像素。另外，設(shè)置有多個(gè)柵極布線302、多個(gè)源極布線303、多個(gè)電容布線 304。圖5是對應(yīng)于圖4的A-B線的截面圖。包括在圖5中的薄膜晶體管450是圖IA所 示的薄膜晶體管。換言之，薄膜晶體管450是一種薄膜晶體管，包括設(shè)置在襯底400上的 柵電極層401 ；設(shè)置在柵電極層401上的柵極絕緣層402 ；設(shè)置在柵極絕緣層402上的氧化 物半導(dǎo)體層403 ；設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層403上的具有一對導(dǎo)電層404a、404b及金屬氧化 物層405的緩沖層406 ；設(shè)置在導(dǎo)電層404a上的第一電極層407a ；以及設(shè)置在導(dǎo)電層404b 上的第二電極層407b。因?yàn)樽鳛榭梢詰?yīng)用于襯底400至第一電極層407a及第二電極層407b的材料及制 造方法可以使用在實(shí)施方式1中說明的材料及在實(shí)施方式2中說明的制造方法，所以在此 援用上述說明。另外，子像素具有電容元件451。電容元件451包括其材料與薄膜晶體管450的柵 電極層401相同的電容布線408、柵極絕緣層402以及延伸到子像素的薄膜晶體管450的第 二電極層407b。在薄膜晶體管450及電容元件451上設(shè)置層間絕緣層409。因?yàn)樵趫D5所示的薄 膜晶體管450中設(shè)置有抑制雜質(zhì)(氫或水等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層403的金屬氧化物層 405，所以作為層間絕緣層409可以使用各種材料、制造方法。例如，可以使用等離子體CVD 法或?yàn)R射法形成氧化硅層、氧氮化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層等作為層間絕緣層409。另 夕卜，也可以使用聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸樹脂或環(huán)氧等有機(jī)材 料；硅氧烷樹脂等硅氧烷材料；或噁唑樹脂等且通過旋涂法等的涂敷法來形成層間絕緣層 409。硅氧烷材料相當(dāng)于包含Si-O-Si鍵的材料。硅氧烷的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(0)的 鍵構(gòu)成。作為取代基，可以使用有機(jī)基(例如烷基或芳烴)、氟基。有機(jī)基也可以包含氟基。 另外，在設(shè)置于層間絕緣層209中的接觸孔410中，薄膜晶體管450的第二電極層407b電連接到像素電極411。圖6是對應(yīng)于圖4的子像素的等效電路圖。薄膜晶體管500的柵電極電連接到柵 極布線501，并且第一電極電連接到源極布線502。電容元件503的一方的電極電連接到薄 膜晶體管500的第二電極，并且另一方的電極電連接到電容布線504。通過像素電極被施加 電壓的液晶層505電連接到薄膜晶體管500的第二電極及電容元件503的一方的電極。液晶顯示裝置包括由有源矩陣襯底和其表面上設(shè)置有對置電極的對置襯底夾持 的液晶層。利用施加在有源矩陣襯底的像素電極和對置襯底的對置電極之間的電壓控制構(gòu) 成液晶層的液晶分子的取向。液晶顯示裝置通過該液晶層的液晶分子的取向來透過光或進(jìn) 行遮光而進(jìn)行圖像的顯示。在液晶顯示裝置中，有源矩陣襯底的像素部的薄膜晶體管是控 制施加到液晶層的電壓的開關(guān)元件。在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置中，將在氧化物半導(dǎo)體層403上設(shè)置有金屬氧化物 層405的薄膜晶體管450用于有源矩陣襯底的像素部的薄膜晶體管。金屬氧化物層405用 作抑制雜質(zhì)(氫或水等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層403的保護(hù)層。因此，可以根據(jù)使用目的 選擇層間絕緣層409的材料、制造方法。其結(jié)果是，可以提供高品質(zhì)或高可靠性的液晶顯示 裝置。另外，雖然在此示出應(yīng)用了圖IA所示的薄膜晶體管的液晶顯示裝置，但是在采用圖 IB所示的薄膜晶體管的情況下也有同樣的效果。實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，示出使用在實(shí)施方式1中所說明的薄膜晶體管制造的半導(dǎo)體裝 置的一例。具體而言，圖7至圖9示出將該薄膜晶體管用于設(shè)置在有源矩陣襯底的像素部 中的薄膜晶體管的發(fā)光顯示裝置。接著，說明本實(shí)施方式的發(fā)光顯示裝置。另外，作為本實(shí) 施方式的發(fā)光顯示裝置所具有的顯示元件，示出利用電致發(fā)光的發(fā)光元件。根據(jù)其發(fā)光材 料是有機(jī)化合物還是無機(jī)化合物對利用電致發(fā)光的發(fā)光元件進(jìn)行區(qū)別，而一般將前者稱為 有機(jī)EL元件，而將后者稱為無機(jī)EL元件。在有機(jī)EL元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴從一對電極分別注入到 包含發(fā)光有機(jī)化合物的層，于是，電流流過。而且，通過這些載流子(電子和空穴)重新結(jié) 合，發(fā)光有機(jī)化合物形成激發(fā)態(tài)，并且當(dāng)該激發(fā)態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時(shí)獲得發(fā)光。根據(jù)該機(jī)理，這 種發(fā)光元件稱為電流激發(fā)型的發(fā)光元件。無機(jī)EL元件根據(jù)其元件結(jié)構(gòu)分類為分散型無機(jī)EL元件和薄膜型無機(jī)EL元件。分 散型無機(jī)EL元件包括在粘合劑中分散有發(fā)光材料的粒子的發(fā)光層，并且其發(fā)光機(jī)理是利 用施主能級和受主能級的施主_受主重新結(jié)合型發(fā)光。薄膜型無機(jī)EL元件具有利用電介 質(zhì)層夾持發(fā)光層并進(jìn)一步用電極夾持該夾有發(fā)光層的電介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，并且其發(fā)光機(jī)理是 利用金屬離子的內(nèi)層電子躍遷的定域型發(fā)光。另外，在此使用有機(jī)EL元件作為發(fā)光元件而 進(jìn)行說明。圖7是示出有源矩陣襯底的一個(gè)像素的俯視圖。本實(shí)施方式的發(fā)光顯示裝置的像 素包括三個(gè)子像素。在每個(gè)子像素中設(shè)置有薄膜晶體管600、601、對發(fā)光元件施加電壓的像 素電極602(為了方便起見，像素電極602的一部分未圖示出)。在實(shí)施方式1中所示的薄 膜晶體管可以用于圖6中的薄膜晶體管600、601。在像素部中設(shè)置有多個(gè)上述像素。另外， 設(shè)置有多個(gè)柵極布線603、多個(gè)源極布線604、多個(gè)電源線605。另外，對電源線605設(shè)定高 電源電位VDD。
圖8是對應(yīng)于圖7的C-D線、E-F線的截面圖。薄膜晶體管750、751是圖IA所示的薄膜晶體管。換言之，薄膜晶體管750、751是一種薄膜晶體管，包括設(shè)置在襯底700上 的柵電極層701 ；設(shè)置在柵電極層701上的柵極絕緣層702 ；設(shè)置在柵極絕緣層702上的氧 化物半導(dǎo)體層703 ；設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層703上的具有導(dǎo)電層704a、704b及金屬氧化物 層705的緩沖層706 ；設(shè)置在導(dǎo)電層704A上的第一電極層707a ；以及設(shè)置在導(dǎo)電層704B上 的第二電極層707b。因?yàn)樽鳛橛糜谝r底700至第一電極層707a及第二電極層707b的材料及制造方法 可以使用在實(shí)施方式1中所說明的材料及在實(shí)施方式2中說明的制造方法，所以在此援用 上述說明。另外，子像素具有電容元件752。電容元件752包括其材料與薄膜晶體管750、751 的柵電極層701相同的電容布線708、柵極絕緣層702以及延伸到子像素的薄膜晶體管751 的第一電極層707a。在薄膜晶體管750、751及電容元件752上設(shè)置有層間絕緣層709。因?yàn)樵趫D8所 示的薄膜晶體管750、751中設(shè)置有抑制雜質(zhì)(氫或水等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層703的 金屬氧化物層705，所以作為層間絕緣層709可以使用各種材料、制造方法。例如，可以使 用等離子體CVD法或?yàn)R射法形成氧化硅層、氧氮化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層等作為層 間絕緣層709。另外，也可以使用聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸樹脂 或環(huán)氧等有機(jī)材料；硅氧烷樹脂等硅氧烷材料；或噁唑樹脂等且通過旋涂法等的涂敷法來 形成層間絕緣層709。硅氧烷材料相當(dāng)于包含Si-O-Si鍵的材料。硅氧烷的骨架結(jié)構(gòu)由硅 (Si)和氧(0)的鍵構(gòu)成。作為取代基，可以使用有機(jī)基(例如烷基或芳烴)、氟基。有機(jī)基 也可以包含氟基。另外，在層間絕緣層709中設(shè)置有多個(gè)接觸孔710a、710b、710c。在接觸 孔710c中薄膜晶體管751的第二電極層707b電連接到像素電極711。圖9是對應(yīng)于圖7的子像素的等效電路圖。薄膜晶體管800的柵電極電連接到柵 極布線801，并且第一電極電連接到源極布線802。電容元件803的一方的電極電連接到薄 膜晶體管800的第二電極，并且另一方的電極電連接到電源線804。薄膜晶體管805的柵電 極電連接到薄膜晶體管800的第二電極，并且第一電極連接到電源線804及電容元件803 的另一方的電極。通過像素電極被施加電壓的有機(jī)EL元件806電連接到薄膜晶體管805 的第二電極。發(fā)光顯示裝置包括設(shè)置在有源矩陣襯底的像素電極上的有機(jī)EL元件和設(shè)置在該 有機(jī)EL元件上的共同電極。另外，對共同電極設(shè)定低電源電位VSS。當(dāng)對該有機(jī)EL元件施 加通過薄膜晶體管施加到像素電極的高電源電位VDD和施加到共同電極的低電源電位VSS 的電位差的電壓時(shí)電流流過，而得到發(fā)光。在發(fā)光顯示裝置中，有源矩陣襯底的像素部的薄 膜晶體管是控制流過有機(jī)EL元件的電流的開關(guān)元件。在本實(shí)施方式的發(fā)光顯示裝置中，將在氧化物半導(dǎo)體層703上設(shè)置有金屬氧化物 層705的薄膜晶體管750、751用于有源矩陣襯底的像素部的薄膜晶體管。金屬氧化物層 705用作抑制雜質(zhì)(氫或水等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層703的保護(hù)層。因此，可以根據(jù)使用 目的選擇層間絕緣層709的材料、制造方法。其結(jié)果是，可以提供高品質(zhì)或高可靠性的發(fā)光 顯示裝置。另外，雖然在此示出了應(yīng)用圖IA所示的薄膜晶體管的發(fā)光顯示裝置，但是在采 用圖IB所示的薄膜晶體管的情況下也有同樣的效果。
實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，示出使用在實(shí)施方式1中所說明的薄膜晶體管制造的半導(dǎo)體裝 置的一例。具體而言，圖10示出將該薄膜晶體管用于設(shè)置在有源矩陣襯底上的薄膜晶體管 的電子紙。接著，說明本實(shí)施方式的電子紙。圖10是有源矩陣型的電子紙的截面圖。設(shè)置在第一襯底(有源矩陣襯底)900上的薄膜晶體管950是在圖IA中示出的薄膜晶體管。換言之，薄膜晶體管950是一種薄膜晶 體管，包括設(shè)置在第一襯底900上的柵電極層901 ；設(shè)置在柵電極層901上的柵極絕緣層 902 ；設(shè)置在柵極絕緣層902上的氧化物半導(dǎo)體層903 ；設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層903上的具 有一對導(dǎo)電層904a、904b及金屬氧化物層905的緩沖層906 ；設(shè)置在導(dǎo)電層904a上的第一 電極層907a ；以及設(shè)置在導(dǎo)電層904b上的第二電極層907b。因?yàn)樽鳛榭梢詰?yīng)用于襯底900至第一電極層907a及第二電極層907b的材料及制 造方法可以使用在實(shí)施方式1中所說明的材料及在實(shí)施方式2中說明的制造方法，所以在 此援用上述說明。在薄膜晶體管950上設(shè)置有層間絕緣層908。因?yàn)樵趫D10所示的薄膜晶體管950 中設(shè)置有抑制雜質(zhì)(氫或水等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層903的金屬氧化物層905，所以作為 層間絕緣層908可以使用各種材料、制造方法。例如，可以使用等離子體CVD法或?yàn)R射法形 成氧化硅層、氧氮化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層等作為層間絕緣層908。另外，也可以使 用聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸樹脂或環(huán)氧等有機(jī)材料；硅氧烷樹 脂等硅氧烷材料；或噁唑樹脂等且通過旋涂法等的涂敷法來形成層間絕緣層908。硅氧烷 材料相當(dāng)于包含Si-O-Si鍵的材料。硅氧烷的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(0)的鍵構(gòu)成。作 為取代基，可以使用有機(jī)基(例如烷基或芳烴)、氟基。有機(jī)基也可以包含氟基。另外，在 層間絕緣層908中設(shè)置有接觸孔909。在接觸孔909中薄膜晶體管950的第二電極層907b 電連接到像素電極910。在像素電極910和設(shè)置在第二襯底911上的共同電極912之間設(shè)置有扭轉(zhuǎn)球915， 該扭轉(zhuǎn)球915分別具有黑色區(qū)913a、白色區(qū)913b、以及空洞914，其中的空洞914位于黑色 區(qū)913a和白色區(qū)913b的周圍，并充滿了液體。并且，扭轉(zhuǎn)球915的周圍填充有樹脂等的填 充材料916。本實(shí)施方式的電子紙使用扭轉(zhuǎn)球顯示方式。該電子紙?jiān)谙袼仉姌O及共同電極之間 具有被涂成白色和黑色的扭轉(zhuǎn)球。扭轉(zhuǎn)球通過根據(jù)施加到第一襯底的像素電極及第二襯底 的共同電極之間的電壓控制方向來進(jìn)行顯示。在電子紙中，有源矩陣襯底的薄膜晶體管是 控制施加到扭轉(zhuǎn)球的電壓的開關(guān)元件。在本實(shí)施方式的發(fā)光顯示裝置中，將在氧化物半導(dǎo)體層903上設(shè)置有金屬氧化物 層905的薄膜晶體管950用于有源矩陣襯底的薄膜晶體管。金屬氧化物層905用作抑制雜 質(zhì)(氫或水等)侵入到氧化物半導(dǎo)體層903的保護(hù)層。因此，可以根據(jù)使用目的選擇層間 絕緣層908的材料、制造方法。其結(jié)果是，可以提供高品質(zhì)或高可靠性的電子紙。另外，雖 然在此示出了使用圖IA所示的薄膜晶體管的電子紙，但是在采用圖IB所示的薄膜晶體管 的情況下也有同樣的效果。實(shí)施例1在此，示出關(guān)于如下的計(jì)算結(jié)果鈦及鈦氧化物的電子狀態(tài)的根據(jù)不同氧含量的變化；氧化物半導(dǎo)體層的電子狀態(tài)的根據(jù)氧缺損的變化；熱處理中的鈦層和氧化物半導(dǎo)體 層的接合界面近旁的氧的行動；以及熱處理中的鈦氧化物層及氧化物半導(dǎo)體層的接合界面 近旁的氧的行動。接著，驗(yàn)證作為緩沖層的構(gòu)成材料使用了鈦的實(shí)施方式1的薄膜晶體管。首先，驗(yàn)證鈦及鈦氧化物的電子狀態(tài)的根據(jù)不同氧含量的變化。在此，示出通過 根據(jù)第一原理計(jì)算的結(jié)構(gòu)最適化而求出的鈦及多個(gè)鈦氧化物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的能態(tài)密度的結(jié) 果，在該第一原理計(jì)算中使用基于密度泛函理論(Density Functional Theory =DFT)的平 面波贗勢方法。具體而言，示出在對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行最適化之后的態(tài)密度圖，該結(jié)構(gòu)是Ti、 TiO (NaCl 型),Ti2O3 (Al2O3 型),TiO2 (Anatase 型),TiO2 (Rutile 型)及 TiO2 (Brookite 型) 的結(jié)構(gòu)。另外，作為計(jì)算程序使用CASTEP，并且作為交換相關(guān)泛函使用GGA-PBE。圖11A、圖 11B、圖 IlC 分別是 Ti、TiO(NaCl 型)、Ti203(Al203 型)的態(tài)密度圖。在 圖11A、圖11B、圖IlC中沒有帶隙。換言之，Ti、TiO(NaCl型)Ji2O3(Al2O3S)是導(dǎo)電體。圖 12A、圖 12B、圖 12C 分別是 Ti02(Anatase 型)、TiO2(Rutile 型)及 TiO2(Brookite型)的態(tài)密度圖。圖12A、圖12B、圖12C的費(fèi)密能級(OeV)存在于價(jià)電子帶 的上端，并且有帶隙。換言之，TiO2 (Anatase型)、TiO2 (Ruti Ie型)及TiO2 (Brookite型) 分別是絕緣體或半導(dǎo)體。根據(jù)圖IlA至圖12C，可知即使鈦含有一定量以下的氧，鈦也是導(dǎo)電體；并且若鈦 含有一定量以上的氧，鈦被絕緣體化或半導(dǎo)體化。接著，驗(yàn)證氧化物半導(dǎo)體層的電子狀態(tài)的根據(jù)氧缺乏的變化。在此，對于作為氧化 物半導(dǎo)體層使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體材料(In Ga Zn 0 = 1 1 1 4) 的情況進(jìn)行計(jì)算。首先，使用根據(jù)經(jīng)典分子動力學(xué)(Classical Molecular Dynamics)的熔融淬冷法 (melt-quenching method)制造In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體的非晶結(jié)構(gòu)。另外，在此制造 的非晶結(jié)構(gòu)是總原子數(shù)是84個(gè)且密度是5. 9g/cm3的結(jié)構(gòu)。另外，至于原子間勢，在金屬-氧 間及氧_氧間使用Born-Mayer-Huggins型勢，并且在金屬-金屬間使用Lennard-Jones型 勢，并且通過NVT系綜(正則系綜；canonicalensemble)進(jìn)行計(jì)算。作為計(jì)算程序，使用 Materials Explorer。然后，在室溫(298K)下對通過上述計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行利用第一原理分子動力 學(xué)法(First Principle Molecular Dynamics ；以下稱為第一原理MD)的退火，該第一原理 MD使用基于密度泛函理論(Density Functional Theory :DFT)的贗勢平面波方法。然后 對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行最適化，并求出態(tài)密度。另外，對隨機(jī)地去除了一個(gè)氧原子的結(jié)構(gòu)(氧缺損結(jié) 構(gòu))也進(jìn)行第一原理MD計(jì)算和最適化，并計(jì)算態(tài)密度。另外，作為計(jì)算程序使用CASTEPJt 為交換相關(guān)泛函使用GGA-PBE，并且對NVT系綜進(jìn)行第一原理MD。圖13A、圖13B是通過上述計(jì)算得到的In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體的態(tài)密度圖。 圖13A是沒有氧缺損的結(jié)構(gòu)的態(tài)密度圖，而圖13B是氧缺損結(jié)構(gòu)的態(tài)密度圖。在圖13A中 費(fèi)密能級(OeV)存在于價(jià)電子帶的上端并且具有帶隙，而在圖13B中費(fèi)密能級(OeV)存在 于傳導(dǎo)帶內(nèi)。換言之，可知氧缺損結(jié)構(gòu)的電阻低于沒有氧缺損的結(jié)構(gòu)的電阻。接著，驗(yàn)證熱處理中的鈦層和氧化物半導(dǎo)體層的接合界面近旁的氧的行動。在此， 在通過上述第一原理計(jì)算得到的In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體的非晶結(jié)構(gòu)上層疊鈦，并對 該結(jié)構(gòu)進(jìn)行最適化，然后通過NVT系綜進(jìn)行第一原理MD計(jì)算。作為計(jì)算程序使用CASTEP，并且作為交換相關(guān)泛函使用GGA-PBE。另外，將溫度條件設(shè)定為350°C (623K)。圖14示出實(shí)施第一原理MD前后的結(jié)構(gòu)。圖14A是實(shí)施第一原理MD之前的結(jié)構(gòu)， 而圖14B是實(shí)施第一原理MD之后的結(jié)構(gòu)。并且，圖15示出實(shí)施第一原理MD前后的鈦以及 氧在c軸方向上的密度。圖15是對圖14A和圖14B的各原子分配高斯分布密度并將所有 的原子加起來而求出的密度分布。另外，圖15的橫軸表示原子密度，而縱軸表示c軸。圖 15中的各曲線分別表示實(shí)施第一原理MD之前的鈦密度(Ti_before)、實(shí)施第一原理MD之 后的鈦密度(Ti_after)、實(shí)施第一原理MD之前的氧密度(0_before)、實(shí)施第一原理MD之 后的氧密度(0_after)。根據(jù)圖15，0_after位于比0_before更偏向c軸的正值方向一側(cè)， 而可知在實(shí)施第一原理MD之后包含在鈦中的氧濃度增加。換言之，可知通過350°C (623K) 的熱處理，氧化物半導(dǎo)體層中的氧擴(kuò)散到鈦層。接著，驗(yàn)證熱處理中的鈦氧化物(在此，使用TiO2(RutileS))層及氧化物半導(dǎo)體 層的接合界面近旁的氧的行動。在此，在通過上述第一原理計(jì)算得到的In-Ga-Zn-O類氧化 物半導(dǎo)體的非晶結(jié)構(gòu)上層疊TiO2 (Rutile型)，并對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行最適化，然后通過NVT系綜 進(jìn)行第一原理MD計(jì)算。作為計(jì)算程序使用CASTEP，并且作為交換相關(guān)泛函使用GGA-PBE。 另外，將溫度條件設(shè)定為700°C (973K)。圖16示出實(shí)施第一原理MD前后的結(jié)構(gòu)。圖16A是實(shí)施第一原理MD之前的結(jié)構(gòu)， 而圖16B是實(shí)施第一原理MD之后的結(jié)構(gòu)。并且圖17示出實(shí)施第一原理MD前后的鈦以及 氧在c軸方向上的密度，圖17是對圖16的各原子分派高斯分 布密度并將所有的原子加起 來而求出的密度分布。另外，圖17的橫軸表示原子密度，而縱軸表示c軸。圖17中的各曲 線分別表示實(shí)施第一原理MD之前的鈦密度(Ti_before)、實(shí)施第一原理MD之后的鈦密度 (Ti_after)、實(shí)施第一原理MD之前的氧密度(0_before)、實(shí)施第一原理MD之后的氧密度 (0_after)。在圖17中，在0_after和0_before之間沒有如在圖15中觀察到的那樣的大 的差異。換言之，可知即使進(jìn)行700°C (973K)的熱處理，氧化物半導(dǎo)體層和Ti02(Rutile 型)層之間的氧的擴(kuò)散也沒有進(jìn)行350°C的熱處理時(shí)氧化物半導(dǎo)體層和鈦層之間的擴(kuò)散那 樣活躍。以下總結(jié)在本實(shí)施例中進(jìn)行的計(jì)算結(jié)果。根據(jù)圖IlA至12C，可知多個(gè)鈦氧化物的電子狀態(tài)分別不同，并且當(dāng)其氧濃度增 高時(shí)其被絕緣體化或半導(dǎo)體化。具體而言，可知TiO(NaClS)Ji2O3(Al2O3S)是導(dǎo)電體， 并且TiO2 (Anatase型)、Ti02 (Rutile型)及TiO2 (Brookite型)是絕緣體或半導(dǎo)體。換言 之，可知鈦氧化物當(dāng)氧含量多時(shí)被絕緣體化或半導(dǎo)體化，并且其電子狀態(tài)根據(jù)氧的比率變 化。根據(jù)圖13A和圖13B可知通過使In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體成為氧缺損結(jié) 構(gòu)，其電子狀態(tài)變化并被低電阻化。另外，在圖13A和圖13B中，比較其總原子數(shù)是84個(gè) (In Ga Zn 0 = 1 1 1 4)的非晶結(jié)構(gòu)和從該結(jié)構(gòu)去除一個(gè)氧原子的結(jié)構(gòu)的 電子狀態(tài)。換言之，比較氧濃度是大約57. Iat. % (氧原子數(shù)48/全原子數(shù)84)的結(jié)構(gòu)和 氧濃度是大約56. 6at. % (氧原子數(shù)47/全原子數(shù)83)的結(jié)構(gòu)。由此，可以說與上述鈦相 比，In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體是氧濃度的變化對電子狀態(tài)影響大的材料。根據(jù)圖14A、圖14B及圖15，可知當(dāng)對鈦層及In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體層的疊 層進(jìn)行350°C的熱處理時(shí)，In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體層中的氧擴(kuò)散到鈦層。換言之，可知通過熱處理，形成比熱處理之前的鈦層含有高濃度的氧的鈦層和其氧濃度比熱處理之前的氧化物半導(dǎo)體層的氧濃度低的氧化物半導(dǎo)體層。另外，從上述鈦及In-Ga-Zn-O類氧化 物半導(dǎo)體層的氧濃度的變化對其電子狀態(tài)的影響可見與鈦層相比以高濃度含有氧的鈦層 的電阻沒有增加多少，與此相反，與氧化物半導(dǎo)體層相比氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層的 電阻降低。根據(jù)圖16A、圖16B及圖17，可知即使對TiO2 (Rutile型)層及In-Ga-Zn-O類氧 化物半導(dǎo)體層的疊層進(jìn)行高溫，即700°C的熱處理，也難以產(chǎn)生超過350°C時(shí)的氧化物半導(dǎo) 體層和鈦層的疊層中的擴(kuò)散的擴(kuò)散。換言之，可知即使進(jìn)行熱處理，也難以形成其氧濃度 比氧化物半導(dǎo)體層和鈦層的疊層的氧濃度低的氧化物半導(dǎo)體層。接著，驗(yàn)證將鈦用于實(shí)施方式1的薄膜晶體管的緩沖層的情況。通過對鈦層 進(jìn)行氧化處理，形成作為絕緣體或半導(dǎo)體的TiO2 (Anatase型)、TiO2 (Rutile型)及 TiO2(Brookite型)等鈦氧化物，而可以將其用作緩沖層的金屬氧化物層。另外，通過進(jìn)行 350°C的熱處理，使來自氧化物半導(dǎo)體層的氧擴(kuò)散到鈦層，而形成以高濃度含有氧的鈦層及 氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層。因此，可以有效地使氧化物半導(dǎo)體層低電阻化，并且使隔著 緩沖層的源電極層及漏電極層與氧化物半導(dǎo)體層的接合成為歐姆接合。并且，與氧化物半 導(dǎo)體層和導(dǎo)電層的界面相比，在氧化物半導(dǎo)體層和金屬氧化物層的界面中難以產(chǎn)生氧的擴(kuò) 散。因此，在該界面中不容易形成低電阻且氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層，而可以抑制薄膜 晶體管的截止電流的增加。據(jù)此，可知鈦是用于實(shí)施方式1的薄膜晶體管的緩沖層的優(yōu)選的材料。本申請基于2009年2月20日在日本專利局受理的日本專利申請序列號 2009-037912而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
一種晶體管，包括柵電極層；設(shè)置在所述柵電極層上的柵極絕緣層；設(shè)置在所述柵極絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層；設(shè)置在所述氧化物半導(dǎo)體層上的一對導(dǎo)電層；設(shè)置在所述氧化物半導(dǎo)體層上且所述一對導(dǎo)電層之間的金屬氧化物層，其中所述金屬氧化物層包含與所述一對導(dǎo)電層相同的金屬元素，并且其氧濃度高于所述一對導(dǎo)電層的氧濃度；設(shè)置在所述一對導(dǎo)電層的一方上的源電極層；以及設(shè)置在所述一對導(dǎo)電層的另一方上的漏電極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其在所述氧化物半導(dǎo)體層和所述一對導(dǎo)電層的每一 個(gè)之間還包括設(shè)置在所述氧化物半導(dǎo)體層上的一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層；以及 設(shè)置在所述一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層上的一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中，所述金屬氧化物層是絕緣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中，所述金屬氧化物層是半導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中，所述一對導(dǎo)電層選自鈦、銅、鋅、鋁或至少包含 鈦、銅、鋅和鋁中的一種的合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其還包括設(shè)置在所述源電極層及所述漏電極層上的 層間絕緣層。
7.一種晶體管的制造方法，包括如下步驟 在襯底上形成第一導(dǎo)電膜；在所述第一導(dǎo)電膜上形成第一抗蝕劑；通過將所述第一抗蝕劑用作掩模對所述第一導(dǎo)電膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成柵電極層；在所述襯底及所述柵電極層上形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體膜； 在所述氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二導(dǎo)電膜； 在所述第二導(dǎo)電膜上形成第二抗蝕劑；通過將所述第二抗蝕劑用作掩模對所述氧化物半導(dǎo)體膜及所述第二導(dǎo)電膜選擇性地 進(jìn)行蝕刻來形成氧化物半導(dǎo)體層及導(dǎo)電層；在所述柵極絕緣層及所述導(dǎo)電層上形成第三導(dǎo)電膜； 在所述第三導(dǎo)電膜上形成第三抗蝕劑；通過將所述第三抗蝕劑用作掩模對所述第三導(dǎo)電膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成源電極 層及漏電極層；并且，通過將所述第三抗蝕劑用作掩模進(jìn)行氧化處理，在所述氧化物半導(dǎo)體層與所述 源電極層及所述漏電極層的每一個(gè)之間形成一對導(dǎo)電層，并且在所述氧化物半導(dǎo)體層上形 成金屬氧化物層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶體管的制造方法，其中，所述金屬氧化物層是絕緣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶體管的制造方法，其中，所述金屬氧化物層是半導(dǎo)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶體管的制造方法，其中，所述一對導(dǎo)電層選自鈦、銅、鋅、 鋁或至少包含鈦、銅、鋅和鋁中的一種的合金。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶體管的制造方法，其還包括在所述源電極層及所述漏電 極層上設(shè)置層間絕緣層的步驟。
12.—種晶體管的制造方法，包括如下步驟 在襯底上形成第一導(dǎo)電膜；在所述第一導(dǎo)電膜上形成第一抗蝕劑；通過將所述第一抗蝕劑用作掩模對所述第一導(dǎo)電膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成柵電極層；在所述襯底及所述柵電極層上形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體膜； 在所述氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二導(dǎo)電膜； 在所述第二導(dǎo)電膜上形成第二抗蝕劑；通過將所述第二抗蝕劑用作掩模對所述氧化物半導(dǎo)體膜及所述第二導(dǎo)電膜選擇性地 進(jìn)行蝕刻來形成氧化物半導(dǎo)體層及導(dǎo)電層；在所述柵極絕緣層及所述導(dǎo)電層上形成第三導(dǎo)電膜； 在所述第三導(dǎo)電膜上形成第三抗蝕劑；通過將所述第三抗蝕劑用作掩模對所述第三導(dǎo)電膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成源電極 層及漏電極層；通過將所述第三抗蝕劑用作掩模進(jìn)行氧化處理，在所述氧化物半導(dǎo)體層與所述源電極 層及所述漏電極層的每一個(gè)之間形成一對導(dǎo)電層，并且在所述氧化物半導(dǎo)體層上形成金屬 氧化物層；并且，通過進(jìn)行熱處理，在所述氧化物半導(dǎo)體層和所述一對導(dǎo)電層的每一個(gè)之間形成 一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層及一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶體管的制造方法，其中，所述金屬氧化物層是絕緣體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶體管的制造方法，其中，所述金屬氧化物層是半導(dǎo)體。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶體管的制造方法，其中，所述一對導(dǎo)電層選自鈦、銅、鋅、 鋁或至少包含鈦、銅、鋅和鋁中的一種的合金。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶體管的制造方法，其還包括在所述源電極層及所述漏電 極層上設(shè)置層間絕緣層的步驟。
17.一種晶體管的制造方法，包括如下步驟 在襯底上形成第一導(dǎo)電膜；在所述第一導(dǎo)電膜上形成第一抗蝕劑；通過將所述第一抗蝕劑用作掩模對所述第一導(dǎo)電膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成柵電極層；在所述襯底及所述柵電極層上形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體膜； 在所述氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二導(dǎo)電膜；在所述第二導(dǎo)電膜上形成第二抗蝕劑；通過將所述第二抗蝕劑用作掩模對所述氧化物半導(dǎo)體膜及所述第二導(dǎo)電膜選擇性地 進(jìn)行蝕刻來形成氧化物半導(dǎo)體層及導(dǎo)電層；在所述柵極絕緣層及所述導(dǎo)電層上形成第三導(dǎo)電膜； 在所述導(dǎo)電膜上形成第三抗蝕劑；通過將所述第三抗蝕劑用作掩模對所述第三導(dǎo)電膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成源電極 層及漏電極層；并且，通過將所述第三抗蝕劑用作掩模進(jìn)行熱氧化處理，在所述氧化物半導(dǎo)體層與所 述源電極層及所述漏電極層的每一個(gè)之間形成一對導(dǎo)電層，在所述氧化物半導(dǎo)體層上形成 金屬氧化物層，并且在所述氧化物半導(dǎo)體層和所述一對導(dǎo)電層的每一個(gè)之間形成一對氧濃 度降低的氧化物半導(dǎo)體層及一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶體管的制造方法，其中，所述金屬氧化物層是絕緣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶體管的制造方法，其中，所述金屬氧化物層是半導(dǎo)體。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶體管的制造方法，其中，所述一對導(dǎo)電層選自鈦、銅、鋅、 鋁或至少包含鈦、銅、鋅和鋁中的一種的合金。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶體管的制造方法，其還包括在所述源電極層及所述漏電 極層上設(shè)置層間絕緣層的步驟。
22.—種晶體管的制造方法，包括如下步驟 在襯底上形成第一導(dǎo)電膜；在所述第一導(dǎo)電膜上形成第一抗蝕劑；通過將所述第一抗蝕劑用作掩模對所述第一導(dǎo)電膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成柵電極層；在所述襯底及所述柵電極層上形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體膜； 在所述氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二導(dǎo)電膜； 在所述第二導(dǎo)電膜上形成第二抗蝕劑；通過將所述第二抗蝕劑用作掩模對所述氧化物半導(dǎo)體膜及所述第二導(dǎo)電膜選擇性地 進(jìn)行蝕刻來形成氧化物半導(dǎo)體層及導(dǎo)電層；在所述柵極絕緣層及所述導(dǎo)電層上形成第三導(dǎo)電膜； 在所述第三導(dǎo)電膜上形成第三抗蝕劑；通過將所述第三抗蝕劑用作掩模對所述第三導(dǎo)電膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成源電極 層及漏電極層；并且，通過將所述第三抗蝕劑用作掩模進(jìn)行氧化處理及熱氧化處理，在所述氧化物半 導(dǎo)體層與所述源電極層及所述漏電極層的每一個(gè)之間形成一對導(dǎo)電層，在所述氧化物半導(dǎo) 體層上形成金屬氧化物層，并且在所述氧化物半導(dǎo)體層和所述一對導(dǎo)電層的每一個(gè)之間形 成一對氧濃度降低的氧化物半導(dǎo)體層及一對以高濃度含有氧的導(dǎo)電層。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的晶體管的制造方法，其中，所述金屬氧化物層是絕緣體。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的晶體管的制造方法，其中，所述金屬氧化物層是半導(dǎo)體。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的晶體管的制造方法，其中，所述一對導(dǎo)電層選自鈦、銅、鋅、鋁或至少包含鈦、銅、鋅和鋁中的一種的合金。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的晶體管的制造方法，其還包括在所述源電極層及所述漏電 極層上設(shè)置層間絕緣層的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的目的之一在于防止薄膜晶體管的截止電流的增加或閾值電壓的負(fù)向漂移。在薄膜晶體管中，在源電極層及漏電極層與氧化物半導(dǎo)體層之間設(shè)置有緩沖層。緩沖層在氧化物半導(dǎo)體層的中央部上具有作為絕緣體或半導(dǎo)體的金屬氧化物層。金屬氧化物層用作抑制雜質(zhì)侵入到氧化物半導(dǎo)體層的保護(hù)層。因此，可以防止薄膜晶體管的截止電流的增加或閾值電壓的負(fù)向偏移。
文檔編號H01L29/786GK101814529SQ20101011653
公開日2010年8月25日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者今藤敏和, 岸田英幸 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所