半导体装置的制作方法

本发明的实施方式之一涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。尤其是，本发明的实施方式之一涉及作为沟道中使用了氧化物半导体的半导体装置及半导体装置的制造方法。

背景技术：

1、近年来，取代非晶硅、低温多晶硅及单晶硅而将氧化物半导体用于沟道的半导体装置的开发不断发展(例如专利文献1～6)。沟道中使用了氧化物半导体的半导体装置与沟道中使用了非晶硅的半导体装置同样地能够以简单的构造且通过低温工艺来形成。已知沟道中使用了氧化物半导体的半导体装置相较于沟道中使用了非晶硅的半导体装置而言，具有高的迁移率。

2、为了使沟道中使用了氧化物半导体的半导体装置进行稳定的动作，在其制造工序中向氧化物半导体层供给氧来减小形成于氧化物半导体层的氧缺损是重要的。例如，作为向氧化物半导体层供给氧的方法之一，公开了在该绝缘层含有更多的氧的条件下形成覆盖氧化物半导体层的绝缘层的技术。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2021-141338号公报

6、专利文献2：日本特开2014-099601号公报

7、专利文献3：日本特开2021-153196号公报

8、专利文献4：日本特开2018-006730号公报

9、专利文献5：日本特开2016-184771号公报

10、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，在含有更多的氧的条件下形成的绝缘层会包含许多缺陷。在其影响下，会产生认为是由于在该缺陷中捕获电子而导致的半导体装置的特性异常或者可靠性试验中的特性变动。另一方面，若使用缺陷少的绝缘层，则无法增多绝缘层中含有的氧。因而，无法从绝缘层向氧化物半导体层充分地供给氧。如此一来，要求实现能够减少成为半导体装置的特性变动的原因的绝缘层中的缺陷并同时修复形成于氧化物半导体层的氧缺损的构造。

3、此外，通过相对地提高氧化物半导体层中含有的铟的比率，由此能够获得具有高的迁移率的半导体装置。然而，在氧化物半导体层中含有的铟的比率高的情况下，容易在氧化物半导体层形成氧缺损。因而，为了在维持着高的可靠性的状态下实现高的迁移率，需要对氧化物半导体层的周围的绝缘层的构成下功夫。

4、本发明的实施方式之一的一个课题是，实现可靠性及迁移率高的半导体装置。

5、用于解决课题的手段

6、本发明的一实施方式涉及的半导体装置具有：设置在绝缘表面之上的氧化物半导体层；设置在氧化物半导体层之上的栅极绝缘层；和隔着栅极绝缘层而设置在氧化物半导体层之上的栅电极，栅电极从栅极绝缘层侧起依次具有含钛层及导电层，栅极绝缘层包括与栅电极重叠的第一区域和与栅电极不重叠的第二区域，含钛层的厚度为第一区域中的厚度的50％以下。

技术特征：

1.半导体装置，其具有：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述含钛层的厚度为25nm以上50nm以下。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅极绝缘层的所述第一区域的厚度为100nm以上125nm以下。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述含钛层的厚度为所述第二区域中的所述栅极绝缘层的厚度的25％以上、小于70％。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅极绝缘层的所述第二区域的厚度为75nm以上100nm以下。

6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述含钛层为钛层。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述含钛层包括钛层及氮化钛层。

8.根据权利要求1所述的半导体装置，其还具有以铝为主成分的氧化金属层，所述氧化金属层以与所述氧化物半导体层之下相接的方式设置在所述绝缘表面之上。

9.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包含包括铟在内的两种金属元素，

技术总结半导体装置(10)具有：设置在绝缘表面之上的氧化物半导体层(140)；设置在氧化物半导体层之上的栅极绝缘层(150)；和隔着栅极绝缘层而设置在氧化物半导体层之上的栅电极(160)，栅电极从栅极绝缘层侧起依次具有含钛层(162)及导电层(164)，栅极绝缘层包括与栅电极重叠的第一区域(152)和与栅电极不重叠的第二区域(154)，含钛层的厚度(T3)为第一区域中的厚度(T1)的50％以下。技术研发人员：渡壁创,津吹将志,佐佐木俊成,田丸尊也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：2024/11/4