半导体装置及显示装置的制作方法

本发明的实施方式之一涉及半导体装置和显示装置。特别是，本发明的实施方式之一涉及包含氧化物半导体的半导体装置以及使用包含氧化物半导体的半导体装置的显示装置。

背景技术：

1、近年来，作为构成半导体装置的材料，氧化物半导体代替非晶硅、多晶硅和单晶硅而备受关注。特别是，作为包含氧化物半导体的半导体装置，将氧化物半导体用作沟道的薄膜晶体管的开发在不断推进(例如专利文献1～6)。将氧化物半导体用作沟道的薄膜晶体管与将非晶硅用作沟道的半导体装置同样地能够以简单的结构且通过低温工艺形成。已知将氧化物半导体用作沟道的薄膜晶体管具有比将非晶硅用作沟道的薄膜晶体管高的场效应迁移率。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2021-141338号公报

5、专利文献2：日本特开2014-099601号公报

6、专利文献3：日本特开2021-153196号公报

7、专利文献4：日本特开2018-006730号公报

8、专利文献5：日本特开2016-184771号公报

9、专利文献6：日本特开2021-108405号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，以往的包含氧化物半导体的薄膜晶体管存在如下情况：如果沟道长度变小，则表示开关特性的阈值电压向负方向偏移，或者阈值电压的偏差变大等。因此，以往的包含氧化物半导体的薄膜晶体管在使尺寸小型化时，存在沟道长度的设计自由度低、用途受限的情况。

3、本发明的课题之一在于改善包含氧化物半导体的半导体装置的电特性。

4、用于解决课题的手段

5、本发明的一个实施方式涉及的半导体装置包含：第1绝缘层；上述第1绝缘层之上的以铝为主成分的金属氧化物层；上述金属氧化物层之上的具有多晶结构的氧化物半导体层；上述氧化物半导体层之上的栅极绝缘层；上述栅极绝缘层之上的栅电极；和上述栅电极之上的第2绝缘层，上述金属氧化物层和上述氧化物半导体层一起被图案化，上述氧化物半导体层具有与上述栅极绝缘层接触的第1区域、和在第1方向上与上述第1区域连续并且与上述栅极绝缘层和上述第2绝缘层接触的第2区域。

技术特征：

1.一种半导体装置，其包含：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第2绝缘层与所述栅电极、所述栅极绝缘层及所述氧化物半导体层接触。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第2绝缘层具有包含氮化硅层和氧化硅层的层叠结构。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第1区域为晶体管的沟道区域，

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述金属氧化物层和所述氧化物半导体层具有相同的图案形状。

6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅极绝缘层和所述栅电极具有相同的图案形状。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述氧化物半导体层含有包含铟在内的2种以上的金属，所述2种以上的金属中的铟的比率为50％以上。

8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第2区域中的与所述栅极绝缘层接触的部分在所述第1方向上的宽度为1μm以下。

9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中，所述栅电极在所述第1方向上的宽度为4μm以下。

10.根据权利要求8所述的半导体装置，其中，所述栅电极在所述第1方向上的宽度比所述第2区域中的与所述栅极绝缘层接触的部分在所述第1方向上的宽度的2倍大1μm以上。

11.一种显示装置，其在各像素中包含权利要求1～10中任一项所述的半导体装置。

技术总结本发明涉及半导体装置和显示装置。改善包含氧化物半导体的半导体装置的电特性。半导体装置包含：第1绝缘层；上述第1绝缘层之上的以铝为主成分的金属氧化物层；上述金属氧化物层之上的具有多晶结构的氧化物半导体层；上述氧化物半导体层之上的栅极绝缘层；上述栅极绝缘层之上的栅电极；和上述栅电极之上的第2绝缘层，上述金属氧化物层和上述氧化物半导体层一起被图案化，上述氧化物半导体层具有与上述栅极绝缘层接触的第1区域和在第1方向上与上述第1区域连续并且与上述栅极绝缘层及上述第2绝缘层接触的第2区域。技术研发人员：渡部将弘,津吹将志,渡壁创,佐佐木俊成,望月真里奈,田丸尊也,小野寺凉受保护的技术使用者：株式会社日本显示器技术研发日：技术公布日：2024/10/10