專利名稱：半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及一種半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
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(例如，參照專利文獻(xiàn)1至4、非專利文 獻(xiàn)1) ο另外，已知金屬氧化物不僅有一元金屬氧化物(一元氧化物)還有多元金屬 氧化物(多元氧化物)。例如，作為包含In、Ga及Zn的多元氧化物半導(dǎo)體，包含同系物 (homologous series)的InGaO3(ZnO)m(m 自然數(shù))是周知的(例如，參照非專利文獻(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(例如，參照專利文獻(xiàn)5、非專利文獻(xiàn)5以及6)。[專利文件1]日本專利申請(qǐng)公開昭60-198861號(hào)公報(bào)[專利文件2]日本專利申請(qǐng)公開平8-264794號(hào)公報(bào)[專利文件3]日本PCT國(guó)際申請(qǐng)翻譯平11-505377號(hào)公報(bào)[專利文件4]日本專利申請(qǐng)公開2000-150900號(hào)公報(bào)[專利文件5]日本專利申請(qǐng)公開2004-103957號(hào)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," A ferroelectric transparent thin-film transistor “(透明鐵電薄膜晶體管)，Appl. Phys. Lett.，17 June 1996，Vol. 68 p.3650-3652[2]Μ. Nakamura,N. Kimizuka,and Τ. Mohri, “ ThePhase Relations in the In2O3-Ga2ZnO4-ZnO System at 1350 "C" (In2O3-Ga2ZnO4-ZnO類在 1350°C時(shí)的相位 關(guān)系)，J. Solid State Chem.，1991，Vol. 93，p. 298-315[ # 專禾I」JC ^ 3]N. Kimizuka, M. Isobe, and M. 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(Zn0)m(m = 3,4, and 5), InGaO3(ZnO)3, and Ga2O3(ZnO)m(m = 7,8,9, and 16)), J. Solid State Chem. ,1995， Vol. 116，p.170-178[非專利文獻(xiàn)4]中村真佐樹、君塚昇、毛利尚彥、磯部光正，“* 口辦^相、 InFeO3 (ZnO)m(m:自然數(shù))i同型化合物 合成杉J“結(jié)晶構(gòu)造〃(同系物、銦鐵鋅氧化物(InFe03(Zn0)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[非專利文獻(xiàn)5]K. Nomura, H. Ohta, K. Ueda, T. Kamiya, M. 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[非專利文獻(xiàn)6]K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, T. Kamiya, M. Hirano, and H. Hosono, " Room-temperature fabrication oftransparent flexible thin-film transistors using amorphousoxide semiconductors"(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. 432 p. 488-492上述那樣的由In-Ga-Zn類氧化物構(gòu)成的薄膜晶體管一般是以電子為載流子的n 溝道型晶體管。另一方面，從集成電路的高速工作、耗電量的降低等的觀點(diǎn)來(lái)看，作為邏輯 電路的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要使用CMOS電路。換言之，必須要在與n溝道型晶體管相同的襯底上形 成以空穴為載流子的P溝道型晶體管。所謂的氧化物半導(dǎo)體由于其傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)與常規(guī)使用的硅不同，所以使用同一材料分 別制造n溝道型晶體管和P溝道型晶體管是困難的。因此，當(dāng)在同一襯底上分別制造n溝 道型晶體管和P溝道型晶體管時(shí)，有可能產(chǎn)生至今無(wú)法設(shè)想的各種問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本說(shuō)明書等(至少包括說(shuō)明書、權(quán)利要求的范圍及附圖)所公開的 發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于提供一種使用氧化物半導(dǎo)體的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的n溝道型晶體 管及P溝道型晶體管。并且，其目的之一在于提供一種使用氧化物半導(dǎo)體的n溝道型晶體 管及P溝道型晶體管的優(yōu)選的制造方法。本說(shuō)明書等所公開的發(fā)明的一個(gè)方式的特征在于使n溝道型晶體管的結(jié)構(gòu)和p溝 道型晶體管的結(jié)構(gòu)不同。由此，由于可以在同一襯底上適當(dāng)?shù)刂圃靚溝道型晶體管和p溝 道型晶體管，所以半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率得到提高?；蛘?，使n溝道型晶體管和P溝道型晶體 管的源電極或漏電極的材料不同。由此，可以得到具有良好特性的n溝道型晶體管及p溝 道型晶體管。例如，本說(shuō)明書等所公開的發(fā)明之一的半導(dǎo)體裝置包括襯底上的第一柵電極及 第二柵電極；覆蓋第一柵電極及第二柵電極的柵極絕緣層；設(shè)置在柵極絕緣層上并與第一 柵電極重疊的第一氧化物半導(dǎo)體層；設(shè)置在柵極絕緣層上并與第二柵電極重疊的第二氧化 物半導(dǎo)體層；與第一氧化物半導(dǎo)體層電連接并由包含第一材料的第一導(dǎo)電層和包含第二材 料的第二導(dǎo)電層的疊層結(jié)構(gòu)形成的第一源電極或漏電極；以及與第二氧化物半導(dǎo)體層電連 接并由包含第一材料的第三導(dǎo)電層和包含第二材料的第四導(dǎo)電層的疊層結(jié)構(gòu)形成的第二 源電極或漏電極，其中，第一氧化物半導(dǎo)體層與第一源電極或漏電極的第一導(dǎo)電層接觸，并 且第一源電極或漏電極的一部分存在于第一氧化物半導(dǎo)體層的上方，并且，第二氧化物半 導(dǎo)體層與第二源電極或漏電極的第三導(dǎo)電層及第四導(dǎo)電層接觸，并且第二氧化物半導(dǎo)體層 的一部分存在于第二源電極或漏電極的上方。此外，本說(shuō)明書等所公開的發(fā)明之一的半導(dǎo)體裝置，包括襯底上的第一柵電極及第二柵電極；覆蓋第一柵電極及第二柵電極的柵極絕緣層；設(shè)置在柵極絕緣層上并與第一 柵電極重疊的第一氧化物半導(dǎo)體層；設(shè)置在柵極絕緣層上并與第二柵電極重疊的第二氧化 物半導(dǎo)體層；與第一氧化物半導(dǎo)體層電連接并由包含第一材料的第一導(dǎo)電層和包含第二材 料的第二導(dǎo)電層的疊層結(jié)構(gòu)形成的第一源電極或漏電極；以及與第二氧化物半導(dǎo)體層電連 接并由包含第二材料的第三導(dǎo)電層形成的第二源電極或漏電極，其中，第一氧化物半導(dǎo)體 層與第一源電極或漏電極的第一導(dǎo)電層接觸，并且第一源電極或漏電極的一部分存在于第 一氧化物半導(dǎo)體層的上方，并且第二氧化物半導(dǎo)體層與第二源電極或漏電極的第三導(dǎo)電 層接觸，并且第二氧化物半導(dǎo)體層的一部分存在于第二源電極或漏電極的上方。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選第一氧化物半導(dǎo)體層的一部分用作ρ溝道型晶體管的 溝道形成區(qū)域，第二氧化物半導(dǎo)體層的一部分用作η溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域。在此， 第一氧化物半導(dǎo)體層優(yōu)選例如使用包含氧化錫、氧化鋅、氧化鎳、銅鋁氧化物、氧化鍶銅等 的材料來(lái)形成。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選第一材料是與第一氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘 為0. 5eV以下的材料，第二材料是與第二氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以 下的材料。此外，優(yōu)選第一材料是其功函數(shù)大于5. OeV的材料，第二材料是其功函數(shù)小于 4. 8eV的材料。此外，上述半導(dǎo)體裝置也可以構(gòu)成CMOS電路。換言之，也可以采用如下結(jié)構(gòu)第一 柵電極和第二柵電極電連接，第一源電極或漏電極與第二源電極或漏電極電連接。此外，本說(shuō)明書等所公開的發(fā)明之一的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在 襯底上形成第一柵電極及第二柵電極；以覆蓋第一柵電極及第二柵電極的方式形成柵極絕 緣層；在柵極絕緣層上的與第一柵電極重疊的區(qū)域上形成第一氧化物半導(dǎo)體層；以覆蓋第 一氧化物半導(dǎo)體層的方式在襯底的整個(gè)面上形成第一導(dǎo)電層；以覆蓋第一導(dǎo)電層的方式在 襯底的整個(gè)面上形成第二導(dǎo)電層；選擇性地蝕刻第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層來(lái)形成與第一氧 化物半導(dǎo)體層電連接的第一源電極或漏電極，并同時(shí)形成其一部分與第二柵電極重疊的第 二源電極或漏電極；以及在柵極絕緣層上的與第二柵電極重疊的區(qū)域上形成與第二源電極 或漏電極電連接的第二氧化物半導(dǎo)體層。此外，本說(shuō)明書等所公開的發(fā)明之一的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在 襯底上形成第一柵電極及第二柵電極；以覆蓋第一柵電極及第二柵電極的方式形成柵極絕 緣層；在柵極絕緣層上的與第一柵電極重疊的區(qū)域上形成第一氧化物半導(dǎo)體層；以覆蓋第 一氧化物半導(dǎo)體層的方式在襯底的整個(gè)面上形成第一導(dǎo)電層；選擇性地除去與第二柵電極 重疊的區(qū)域及存在于其周圍的第一導(dǎo)電層；以覆蓋第一導(dǎo)電層的方式在襯底的整個(gè)面上形 成第二導(dǎo)電層；選擇性地蝕刻第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，由第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的疊 層結(jié)構(gòu)形成與第一氧化物半導(dǎo)體層電連接的第一源電極或漏電極，并且同時(shí)由第二導(dǎo)電層 形成其一部分與第二柵電極重疊的第二源電極或漏電極；以及在柵極絕緣層上的與第二柵 電極重疊的區(qū)域上形成與第二源電極或漏電極電連接的第二氧化物半導(dǎo)體層。另外，在上述制造方法中，優(yōu)選作為第一氧化物半導(dǎo)體層形成用作ρ溝道型晶體 管的溝道形成區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層，作為第二氧化物半導(dǎo)體層形成用作η溝道型晶體管 的溝道形成區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層。在此，第一氧化物半導(dǎo)體層適宜使用例如包含氧化錫、 氧化鋅、氧化鎳、銅鋁氧化物、氧化鍶銅等的材料來(lái)形成。
此外，在上述制造方法中，優(yōu)選第一導(dǎo)電層包含與第一氧化物半導(dǎo)體層之間的肖 特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料，第二導(dǎo)電層包含與第二氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘 為0. 5eV以下的材料。此外，優(yōu)選第一導(dǎo)電層包含其功函數(shù)大于5. OeV的材料，第二導(dǎo)電層 包含其功函數(shù)小于4. 8eV的材料。此外，上述半導(dǎo)體裝置也可以以構(gòu)成CMOS電路的方式形成。換言之，也可以以第 一柵電極和第二柵電極電連接的方式形成第一柵電極及第二柵電極，以第一源電極或漏電 極和第二源電極或漏電極電連接的方式形成第一源電極或漏電極和第二源電極或漏電極。另外，在本說(shuō)明書等中，半導(dǎo)體裝置是指能夠通過(guò)利用半導(dǎo)體特性而工作的所有 裝置，顯示裝置、半導(dǎo)體電路及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。在所公開的發(fā)明的一個(gè)方式中，通過(guò)改進(jìn)電極材料及結(jié)構(gòu)，可以提供一 種充分發(fā) 揮η溝道型晶體管及ρ溝道型晶體管的特性的半導(dǎo)體裝置。換言之，可以提高半導(dǎo)體裝置 的特性。并且，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，可以抑制掩模的使用數(shù)量的增加而降低半導(dǎo)體裝置的制 造成本。并且，可以減少步驟數(shù)目而提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率。像這樣，在所公開的發(fā)明的一個(gè)方式中，可以提供一種使用氧化物半導(dǎo)體的優(yōu)選 結(jié)構(gòu)的η溝道型晶體管及P溝道型晶體管，或者可以提供一種使用氧化物半導(dǎo)體的η溝道 型晶體管及P溝道型晶體管的優(yōu)選的制造方法。


圖IA和IB是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的截面圖及俯視圖；圖2Α至2D是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖；圖3Α至3D是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖；圖4Α至4D是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖；圖5Α和5Β是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的截面圖及俯視圖；圖6Α至6Ε是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖；圖7Α和7Β是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的截面圖及俯視圖；圖8Α至8D是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖；圖9Α至9C是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖；圖10是示出η溝道型晶體管的柵電壓(Vg)-漏電流(Id)曲線的圖；圖11是示出ρ溝道型晶體管的柵電壓(Vg)-漏電流(Id)曲線的圖；圖12是示出環(huán)形振蕩器的振蕩狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式下面，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式將參照附圖給予詳細(xì)的說(shuō)明。但是，本發(fā)明不局限于 以下所示的實(shí)施方式的記載內(nèi)容，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很容易理解本發(fā)明的方 式和細(xì)節(jié)可以在不脫離本說(shuō)明書等所公開的發(fā)明的宗旨的條件下作各種各樣的變換。此 夕卜，可以適當(dāng)?shù)亟M合根據(jù)不同的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)而實(shí)施。另外，在以下說(shuō)明的發(fā)明的結(jié)構(gòu) 中，對(duì)相同的部分或具有同樣的功能的部分使用相同的附圖標(biāo)記，而省略其重復(fù)說(shuō)明。實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)DIA和IB說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例子，并且參照?qǐng)D2A至圖4D說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的例子。<半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例子>圖IA和IB表示根據(jù)本實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。圖IA是截面 圖，圖IB是俯視圖。圖IA表示沿圖IB的線A-B的截面。另外，在俯視圖中，為方便起見(jiàn)， 省略部分結(jié)構(gòu)。圖IA和IB所示的半導(dǎo)體裝置涉及使用氧化物半導(dǎo)體的第一晶體管154及第二晶 體管156，其包括襯底(例如，具有絕緣表面的襯底)100 ；襯底100上的第一柵電極108及 第二柵電極110 ；覆蓋第一柵電極108及第二柵電極1 10的柵極絕緣層112 ；設(shè)置在柵極絕 緣層112上且與第一柵電極108重疊的第一氧化物半導(dǎo)體層118 ；設(shè)置在柵極絕緣層112 上且與第二柵電極110重疊的第二氧化物半導(dǎo)體層150 ；與第一氧化物半導(dǎo)體層118電連 接且由第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第一源電極或漏電極138(及 第一源電極或漏電極140)；以及與第二氧化物半導(dǎo)體層150電連接且由第一導(dǎo)電層126和 第二導(dǎo)電層128的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第二源電極或漏電極142(及第二源電極或漏電極144) (參照?qǐng)DIA和1B)。另外，第一氧化物半導(dǎo)體層118只與第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128中的第一 導(dǎo)電層126接觸，并且第一源電極或漏電極138(第一源電極或漏電極140)的一部分存在 于第一氧化物半導(dǎo)體層118上方。此外，第二氧化物半導(dǎo)體層150與第一導(dǎo)電層126及第 二導(dǎo)電層128接觸，并且第二氧化物半導(dǎo)體層150的一部分存在于第二源電極或漏電極 142 (第二源電極或漏電極144)上方。在第一氧化物半導(dǎo)體層118上形成有用作蝕刻第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128 時(shí)的蝕刻停止層的保護(hù)層124。此外，以覆蓋第一晶體管154及第二晶體管156的方式形成 有絕緣層152。在上述記載中，每個(gè)晶體管中的源電極和漏電極根據(jù)載流子流過(guò)的方向切換其功 能，因此，源電極和漏電極的名稱是為了方便而起的名稱。換言之，每個(gè)電極的功能不應(yīng)該 被解釋為僅限于其名稱。此外，每個(gè)電極也可以具有布線的功能。在此，優(yōu)選的是，第一晶體管是ρ溝道型晶體管而第二晶體管是η溝道型晶體管。 在此情況下，第一氧化物半導(dǎo)體層的一部分用作P溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域，而第二 氧化物半導(dǎo)體層的一部分用作η溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域。另外，第一氧化物半導(dǎo)體 層適宜使用例如包含氧化錫、氧化鋅、氧化鎳、銅鋁氧化物、氧化鍶銅等的材料來(lái)形成。另外，在第一晶體管154及第二晶體管156中，第一源電極或漏電極138(第一源 電極或漏電極140)與第二源電極或漏電極142(第二源電極或漏電極144)由使用不同的 材料形成的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。并且，第一氧化物半導(dǎo)體層118和第一源電極或漏電極138(第 一源電極或漏電極140)的連接關(guān)系與第二氧化物半導(dǎo)體層150和第二源電極或漏電極 142 (第二源電極或漏電極144)的連接關(guān)系不同。更具體而言，第二氧化物半導(dǎo)體層150與 第一導(dǎo)電層126及第二導(dǎo)電層128接觸，而第一氧化物半導(dǎo)體層118只與第一導(dǎo)電層126 和第二導(dǎo)電層128中的第一導(dǎo)電層126接觸。由此能夠充分發(fā)揮與η溝道型晶體管相比起因于電極的特性劣化的問(wèn)題嚴(yán)重的P 溝道型晶體管的特性。另外，為了充分發(fā)揮P溝道型晶體管的特性，優(yōu)選使用其功函數(shù)滿足 指定的條件的材料作為用于第一導(dǎo)電層126的第一材料及用于第二導(dǎo)電層128的第二材料。例如，在P溝道型晶體管的第一晶體管154中，作為用于與第一氧化物半導(dǎo)體層118接 觸的第一導(dǎo)電層126的材料(第一材料)，可以根據(jù)其與第一氧化物半導(dǎo)體層118的價(jià)電子 帶的關(guān)系而決定。具體而言，優(yōu)選使用形成在與第一氧化物半導(dǎo)體層118的價(jià)電子帶之間 的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料。此外，例如，在n溝道型晶體管的第二晶體管156中， 作為用于主要與第二氧化物半導(dǎo)體層150接觸的第二導(dǎo)電層128的材料(第二材料)，可 以根據(jù)其與第二氧化物半導(dǎo)體層150的傳導(dǎo)帶的關(guān)系。具體而言，優(yōu)選使用形成在與第二 氧化物半導(dǎo)體層150的傳導(dǎo)帶之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料。更具體而言，例如， 優(yōu)選使用其功函數(shù)大于5. OeV (優(yōu)選大于5. 2eV)的材料作為用于第一導(dǎo)電層126的第一材 料，并且使用其功函數(shù)小于4. 8eV(優(yōu)選小于4. 5eV)的材料作為用于第二導(dǎo)電層128的第 二材料。通過(guò)使用上述材料形成第一導(dǎo)電層126及第二導(dǎo)電層128，可以充分確保p溝道 型晶體管的空穴注入性。由此，即使在將n溝道型晶體管和P溝道型晶體管形成在同一襯 底上的情況(包括通過(guò)同一工序形成的情況)下，也可以防止P溝道型晶體管的特性劣化。 換言之，可以提高半導(dǎo)體裝置的特性。此外，當(dāng)采用如上述那樣的結(jié)構(gòu)時(shí)，由于不需要根據(jù)每個(gè)晶體管形成不同的電極， 所以可以抑制掩模的使用數(shù)量的增加而降低半導(dǎo)體裝置的制造成本。并且，可以減少步驟 數(shù)目而提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率。另外，也可以使用上述晶體管構(gòu)成CMOS電路。在此情況下，將如下結(jié)構(gòu)用于CMOS 電路的一部分中即可第一柵電極108和第二柵電極110電連接，并且第一源電極或漏電極 138 (或者第一源電極或漏電極140)與第二源電極或漏電極142 (或者第二源電極或漏電極 144)電連接。<半導(dǎo)體裝置的制造方法的例子>接下來(lái)，參照?qǐng)D2A至圖4D說(shuō)明上述半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子。首先，在襯底100(例如，具有絕緣表面的襯底)上形成導(dǎo)電層102(參照?qǐng)D2A)。作為襯底100，只要采用具有絕緣表面的襯底即可，例如可以采用玻璃襯底。玻璃 襯底優(yōu)選為無(wú)堿玻璃襯底。作為無(wú)堿玻璃襯底，例如使用鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、 鋇硼硅酸鹽玻璃等玻璃材料。另外，作為襯底100，還可以采用陶瓷襯底、石英襯底、藍(lán)寶 石襯底等由絕緣體構(gòu)成的絕緣襯底；利用絕緣材料覆蓋由硅等半導(dǎo)體材料構(gòu)成的半導(dǎo)體襯 底的表面而成的襯底；利用絕緣材料覆蓋由金屬或不銹鋼等導(dǎo)電體構(gòu)成的導(dǎo)電襯底的表面 而成的襯底。此外，只要能夠承受制造工序的熱處理，就也可以采用塑料襯底等。導(dǎo)電層102優(yōu)選由鋁(A1)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鎢(W)、鈦(Ti)等導(dǎo)電材料形成。作 為形成方法，可以舉出濺射法、真空蒸鍍法等。另外，在將鋁(或銅)用于導(dǎo)電層102的情 況下，因?yàn)殇X單質(zhì)(或銅單質(zhì))有耐熱性低并且容易腐蝕等的問(wèn)題，所以優(yōu)選將其和耐熱導(dǎo) 電材料組合而使用。耐熱導(dǎo)電材料可以使用如下材料包含選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻 (Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素的金屬；以上述元素為成分的合金；組合上述元素而成的合 金；或者以上述元素為成分的氮化物等。層疊這些耐熱導(dǎo)電材料和鋁(或銅)來(lái)形成導(dǎo)電 層102即可。雖然未圖示，但是也可以在襯底100上設(shè)置基底層?；讓泳哂蟹乐箒?lái)自襯底100的雜質(zhì)擴(kuò)散的功能。換言之，通過(guò)設(shè)置基底層，可以解決半導(dǎo)體裝置的可靠性提高的課題。 基底層通過(guò)使用氮化硅、氧化硅等各種絕緣材料以單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)形成即可。具體而 言，例如，適宜采用從襯底100 —側(cè)按順序?qū)盈B氮化硅和氧化硅的結(jié)構(gòu)。另外，氮化硅對(duì)雜 質(zhì)具有非常高的阻擋效果。接下來(lái)，在導(dǎo)電層102上選擇性地形成抗蝕劑掩模104及抗蝕劑掩模106，使用這些抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻導(dǎo)電層102，來(lái)形成柵電極108及柵電極110(參照?qǐng)D2B)?？刮g劑掩模104及抗蝕劑掩模106經(jīng)過(guò)抗蝕劑材料的涂敷、利用光掩模的曝光及 顯影等步驟而形成。當(dāng)涂敷抗蝕劑材料時(shí)，可以使用旋涂法等方法。另外，抗蝕劑掩模104 及抗蝕劑掩模106也可以通過(guò)液滴噴射法、絲網(wǎng)印刷法等選擇性地形成。在此情況下，由于 不需要使用光掩模的步驟，所以可以解決生產(chǎn)率的提高的課題。另外，抗蝕劑掩模104及抗 蝕劑掩模106在通過(guò)導(dǎo)電層102的蝕刻形成第一柵電極108及第二柵電極110之后被除去。當(dāng)進(jìn)行上述蝕刻時(shí)，既可使用干蝕刻，又可使用濕蝕刻。此外，為了提高后面要形 成的柵極絕緣層等的覆蓋性且防止斷開，也可以進(jìn)行使第一柵電極108及第二柵電極110 呈錐形的蝕刻。在此情況下，例如，該端部?jī)?yōu)選呈具有20°以上且小于90°的錐角的形狀。 在此，‘錐角’是指由具有錐形的層的側(cè)面和底面形成的角。接下來(lái)，以覆蓋第一柵電極108及第二柵電極110的方式形成柵極絕緣層112 (參 照?qǐng)D2C)。柵極絕緣層112可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鉭等 材料來(lái)形成。此外，也可以層疊由上述材料構(gòu)成的膜來(lái)形成。這些膜優(yōu)選通過(guò)濺射法等各 種成膜法形成為5nm以上且250nm以下的厚度。例如，作為柵極絕緣層112，可以通過(guò)濺射 法形成IOOnm厚的氧化硅膜。不言而喻，也可以通過(guò)其他方法如CVD法等形成柵極絕緣層 112。此外，也可以組合濺射法和CVD法(等離子體CVD法等)而形成疊層結(jié)構(gòu)的柵極 絕緣層112。例如，可以通過(guò)等離子體CVD法形成柵極絕緣層112的下層(與第一柵電極 108及第二柵電極110接觸的部位)，并且通過(guò)濺射法形成柵極絕緣層112的上層。由于通 過(guò)等離子體CVD法很容易形成具有良好臺(tái)階覆蓋性的膜，因此其適合用作形成第一柵電極 108及第二柵電極110的正上方的膜的方法。此外，與等離子體CVD法相比，由于通過(guò)濺射 法很容易減小膜中的氫濃度，因此在與半導(dǎo)體層接觸的區(qū)域設(shè)置用濺射法形成的膜，可以 防止柵極絕緣層112中的氫擴(kuò)散到半導(dǎo)體層中。特別地，在使用氧化物半導(dǎo)體材料形成半 導(dǎo)體層的情況下，由于氫對(duì)特性具有極大的影響，因此采用此類結(jié)構(gòu)是有效的。另外，在本說(shuō)明書等中，氧氮化物是指在其組成方面氧的含量(原子數(shù))比氮的含 量多的物質(zhì)，例如，氧氮化硅是指包含50原子％以上且70原子％以下的氧、0.5原子％以上 且15原子％以下的氮、25原子％以上且35原子％以下的硅、0. 1原子％以上且10原子％ 以下的氫的物質(zhì)。另外，氮氧化物是指在其組成方面氮的含量(原子數(shù))比氧的含量多的 物質(zhì)，例如，氮氧化硅是指包含5原子％以上且30原子％以下的氧、20原子％以上且55原 子％以下的氮、25原子％以上且35原子％以下的硅、10原子％以上且25原子％以下的氫 的物質(zhì)。注意，上述范圍是使用盧瑟福背散射光譜學(xué)法(RBS，即RutherfordBackscattering Spectrometry)以及氫前方散射法(HFS，即HydrogenForward Scattering)測(cè)量而得到的。 此外，構(gòu)成元素的含有比率的總計(jì)不超過(guò)100原子％。接下來(lái)，以覆蓋柵極絕緣層112的方式形成氧化物半導(dǎo)體層114 (參照?qǐng)D2D)。在本實(shí)施方式中，作為氧化物半導(dǎo)體層114形成能夠用作p溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域的氧 化物半導(dǎo)體層。具體而言，例如，以包含氧化錫、氧化鋅、氧化鎳、銅鋁氧化物、氧化鍶銅中的 任何一種物質(zhì)的方式形成氧化物半導(dǎo)體層114。作為制造方法的一個(gè)例子，可以舉出使用含 有上述材料的靶材的濺射法等。作為上述濺射法，可以采用將高頻電源用于濺射電源的RF 濺射法、使用直流電源的DC濺射法、以脈沖方式施加直流偏壓的脈沖DC濺射法等。另外， 只要能夠?qū)崿F(xiàn)P溝道型晶體管，就不需要限定于使用上述材料及方法形成氧化物半導(dǎo)體層 114。此外，氧化物半導(dǎo)體層114的厚度形成為5nm至200nm左右即可。雖然在本實(shí)施方式中示出以單層形成氧化物半導(dǎo)體層114的情況，但是也可以 形成疊層結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體層114。例如，可以只在后面要形成的第一源電極或漏電極 138(第一源電極或漏電極140)與第一氧化物半導(dǎo)體層118接觸的區(qū)域上形成導(dǎo)電性提高 的氧化物半導(dǎo)體層。導(dǎo)電性提高的氧化物半導(dǎo)體層可以通過(guò)使其構(gòu)成元素的比率不同來(lái)實(shí) 現(xiàn)。通過(guò)采用上述那樣的結(jié)構(gòu)，可以改善源電極或漏電極與氧化物半導(dǎo)體層的電連接，并且 提高元件特性。接下來(lái)，在氧化物半導(dǎo)體層114上選擇性地形成抗蝕劑掩模116，使用該抗蝕劑掩 模116選擇性地蝕刻氧化物半導(dǎo)體層114，來(lái)形成島狀的第一氧化物半導(dǎo)體層118(參照?qǐng)D 3A)。在此，抗蝕劑掩模116可以通過(guò)與形成抗蝕劑掩模104及抗蝕劑掩模106相同的方法 形成。此外，抗蝕劑掩模116在通過(guò)氧化物半導(dǎo)體層114的蝕刻形成第一氧化物半導(dǎo)體層 118之后被除去。作為氧化物半導(dǎo)體層114的蝕刻方法，可以使用濕蝕刻或干蝕刻。用于濕蝕刻的 蝕刻劑(蝕刻液)或用于干蝕刻的蝕刻氣體沒(méi)有特別的限制，而是只要能夠蝕刻氧化物半 導(dǎo)體層114即可。例如，當(dāng)使用濕蝕刻時(shí)，可以使用乙酸、硝酸和磷酸的混合溶液。此外，當(dāng) 進(jìn)行干蝕刻時(shí)，例如，優(yōu)選使用含有氯的氣體、對(duì)含有氯的氣體添加有氧的氣體。另外，當(dāng)進(jìn)行干蝕刻時(shí)，可以使用如下裝置使用反應(yīng)性離子蝕刻法(RIE法)的蝕 刻裝置、使用 ECR(Electron Cyclotron Resonance，即電子回旋共振)或 ICP (Inductively Coupled Plasma，即感應(yīng)耦合等離子體)等高密度等離子體源的干蝕刻裝置。此外，還可 以使用如下蝕刻裝置，即與ICP蝕刻裝置相比，容易獲得在較廣的面積上的均勻的放電的 ECCP (Enhanced Capacitively Coupled Plasma，即增大電容耦合等離子體)模式的蝕刻裝 置。若采用ECCP模式的蝕刻裝置，還容易對(duì)應(yīng)使用第十代或以后的襯底作為襯底的情況。接下來(lái)，以覆蓋第一氧化物半導(dǎo)體層118的方式形成絕緣層120 (參照?qǐng)D3B)。絕 緣層120由于是成為后面形成的蝕刻停止層的基礎(chǔ)的絕緣層，所以優(yōu)選使用在與后面形成 的導(dǎo)電層之間可以獲得選擇比的材料來(lái)形成。絕緣層120例如可以使用氧化硅、氧氮化硅、 氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁及氧化鉭等材料來(lái)形成。此外，絕緣層120可以利用各種成膜法 如濺射法和CVD法等來(lái)形成。另外，在采用不設(shè)置蝕刻停止層的結(jié)構(gòu)的情況下，也可以不形 成該絕緣層120。接下來(lái)，在絕緣層120上選擇性地形成抗蝕劑掩模122，使用該抗蝕劑掩模122選 擇性地蝕刻絕緣層120，來(lái)形成保護(hù)層124(參照?qǐng)D3C)。在此，抗蝕劑掩模122可以通過(guò)與 形成抗蝕劑掩模104等相同的方法形成。此外，抗蝕劑掩模122在通過(guò)絕緣層120的蝕刻 形成保護(hù)層124之后被除去。接下來(lái)，以覆蓋第一氧化物半導(dǎo)體層118、保護(hù)層124及柵極絕緣層112的方式形成第一導(dǎo)電層126及第二導(dǎo)電層128 (參照?qǐng)D3D)。在此，第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128 優(yōu)選使用不同的材料來(lái)形成。具體而言，使用適宜P溝道型晶體管的源電極或漏電極的材 料來(lái)形成第一導(dǎo)電層126，并且使用適宜n溝道型晶體管的源電極或漏電極的材料來(lái)形成 第二導(dǎo)電層128。由此可以充分確保要形成的晶體管的特性。例如，優(yōu)選使用其功函數(shù)大于5. OeV(優(yōu)選大于5. 2eV)的材料作為用于第一導(dǎo)電 層126的第一材料，并且使用其功函數(shù)小于4. 8eV (優(yōu)選小于4. 5eV)的材料作為用于第二 導(dǎo)電層128的第二材料。這也可以換句話說(shuō)為使用形成在與第一氧化物半導(dǎo)體層的價(jià)電 子帶之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料作為第一材料，并且使用形成在與第二氧化物 半導(dǎo)體層的傳導(dǎo)帶之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料作為第二材料。通過(guò)選擇上述那 樣的材料，可以抑制由第一氧化物半導(dǎo)體層118和第一導(dǎo)電層126之間的肖特基勢(shì)壘而導(dǎo) 致的對(duì)第一氧化物半導(dǎo)體層的空穴注入性降低。此外，與此同樣，可以抑制對(duì)構(gòu)成后面形成 的n溝道型晶體管的第二氧化物半導(dǎo)體層150的電子注入性降低。作為用于第一導(dǎo)電層126的第一材料，例如可以舉出金、鉬、鎳、鈷、銦錫氧化物 等。此外，作為用于第二導(dǎo)電層128的第二材料，例如可以舉出鈦、鋁、鉬、鎢等。通過(guò)濺射法 或真空蒸鍍法等成膜方法形成由上述材料構(gòu)成的第一導(dǎo)電層126及第二導(dǎo)電層128即可。雖然p型氧化物半導(dǎo)體材料的價(jià)電子帶的能量的詳細(xì)內(nèi)容還不清楚，但是，在是 氧化錫的情況下，已確認(rèn)到當(dāng)使用功函數(shù)大于5. OeV(優(yōu)選大于5. 2eV)的電極材料時(shí)能夠 獲得良好的晶體管特性，可以說(shuō)這對(duì)于其他P型氧化物半導(dǎo)體材料也是同樣的。另一方面， n型氧化物半導(dǎo)體材料的傳導(dǎo)帶的能量例如在In-Ga-Zn類氧化物中為4. 3eV左右，已確認(rèn) 到在使用功函數(shù)小于4. 8eV (優(yōu)選小于4. 5eV)的電極材料的情況下能夠獲得良好的晶體管 特性。另外，已知在n型氧化物半導(dǎo)體材料中傳導(dǎo)帶的能量為3eV至5eV左右。接下來(lái)，在第二導(dǎo)電層128上選擇性地形成抗蝕劑掩模130、抗蝕劑掩模132、抗蝕 劑掩模134及抗蝕劑掩模136，使用該抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻第一導(dǎo)電層126及第二導(dǎo) 電層128，來(lái)形成連接到第一氧化物半導(dǎo)體層的第一源電極或漏電極138及第一源電極或 漏電極140、以及后面連接到n溝道型晶體管的氧化物半導(dǎo)體層的第二源電極或漏電極142 及第二源電極或漏電極144 (參照?qǐng)D4A)。上述抗蝕劑掩?？梢酝ㄟ^(guò)與形成抗蝕劑掩模104 等相同的方法形成。此外，上述抗蝕劑掩模在第一導(dǎo)電層126及第二導(dǎo)電層128被蝕刻之 后被除去。接下來(lái)，以覆蓋由第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第二源電 極或漏電極142及第二源電極或漏電極144的方式，形成氧化物半導(dǎo)體層146 (參照?qǐng)D4B)。 在本實(shí)施方式中，作為氧化物半導(dǎo)體層146形成能夠用作n溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域 的氧化物半導(dǎo)體層。具體而言，例如，優(yōu)選使用以InMo3(Zn0)m(m> 0)表示的氧化物半導(dǎo)體 形成氧化物半導(dǎo)體層146。在此，M是指選自鎵(Ga)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錳(Mn)及鈷(Co) 中的一種金屬元素或者多種金屬元素。例如，選擇Ga作為M的情況除了包括只選擇Ga的 情況以外，還包括選擇Ga和Ni、Ga和Fe的情況等選擇Ga以外的上述金屬元素的情況。此 外，除了作為M包含的金屬元素之外，上述氧化物半導(dǎo)體還可以包含作為雜質(zhì)元素的Fe或 Ni、其他過(guò)渡金屬元素或該過(guò)渡金屬的氧化物。不言而喻，氧化物半導(dǎo)體材料不局限于上述 材料，還可以使用各種氧化物半導(dǎo)體材料如氧化鋅或氧化銦。制造方法與氧化物半導(dǎo)體層 114的情況相同，因此對(duì)于其詳細(xì)內(nèi)容可以參照氧化物半導(dǎo)體層114的制造方法。
另外，雖然在本實(shí)施方式中示出以單層形成氧化物半導(dǎo)體層146的情況，但是也 可以形成疊層結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體層146。例如，可以只在第二源電極或漏電極142(第二 源電極或漏電極144)與第二氧化物半導(dǎo)體層150接觸的區(qū)域上形成導(dǎo)電性提高的氧化物 半導(dǎo)體層。導(dǎo)電性提高的氧化物半導(dǎo)體層可以通過(guò)使其構(gòu)成元素的比率不同來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò) 采用上述那樣的結(jié)構(gòu)，可以改善源電極或漏電極與氧化物半導(dǎo)體層的電連接，并且提高元 件特性。接下來(lái)，在氧化物半導(dǎo)體層146上選擇性地形成抗蝕劑掩模148，使用該抗蝕劑掩 模148選擇性地蝕刻氧化物半導(dǎo)體層146，來(lái)形成島狀的第二氧化物半導(dǎo)體層150(參照?qǐng)D 4C)。在此，抗蝕劑掩模148可以通過(guò)與形成抗蝕劑掩模104等相同的方法形成。此外，抗蝕 劑掩模148在通過(guò)氧化物半導(dǎo)體層146的蝕刻形成第二氧化物半導(dǎo)體層150之后被除去。 另外，對(duì)于該蝕刻的詳細(xì)內(nèi)容，可以參照氧化物半導(dǎo)體層114的蝕刻的詳細(xì)內(nèi)容。接下來(lái)，以覆蓋第一源電極或漏電極138、第一源電極或漏電極140、第二源電極 或漏電極142、第二源電極或漏電極144、第一氧化物半導(dǎo)體層118及第二氧化物半導(dǎo)體層 150等的方式形成絕緣層152(參照?qǐng)D4D)。由此完成包括第一晶體管154和第二晶體管 156的半導(dǎo)體裝置。在此，絕緣層152相當(dāng)于所謂的層間絕緣層。絕緣層152可以使用氧化 硅、氧化鋁、氧化鉭等的材料來(lái)形成。此外，也可以層疊由上述材料構(gòu)成的膜來(lái)形成。在本實(shí)施方式所公開的結(jié)構(gòu)中，源電極或漏電極都由第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電 層128的疊層結(jié)構(gòu)形成。由此，p溝道型晶體管和n溝道型晶體管分別具有不同的結(jié)構(gòu)。換 言之，在P溝道型晶體管中，以接觸于第一氧化物半導(dǎo)體層118上方(或側(cè)面)的方式形成 第一源電極或漏電極138及第一源電極或漏電極140，另一方面，在n溝道型晶體管中，以接 觸于第二氧化物半導(dǎo)體層150下方(或側(cè)面)的方式形成第二源電極或漏電極142及第二 源電極或漏電極144。這里，在將第二材料用于第一導(dǎo)電層126且將第一材料用于第二導(dǎo)電層128的情 況下，可以調(diào)換P溝道型晶體管和n溝道型晶體管的結(jié)構(gòu)(在此情況下，將第二材料用于第 一氧化物半導(dǎo)體層118形成n溝道型晶體管，并且將第一材料用于第二氧化物半導(dǎo)體層150 形成P溝道型晶體管)。但是，在此情況下，第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128都與p溝道 型晶體管的氧化物半導(dǎo)體層接觸，而這有可能使對(duì)半導(dǎo)體裝置的特性影響大的P溝道型晶 體管的特性惡化，因此優(yōu)選盡可能地采用上方所述的結(jié)構(gòu)。另外，在形成第一氧化物半導(dǎo)體層118或第二氧化物半導(dǎo)體層150之后，優(yōu)選進(jìn)行 100°C至500°C，典型的是200°C至400°C的熱處理。通過(guò)該熱處理，可以提高半導(dǎo)體元件的 特性，并且降低特性的不均勻性。熱處理的氣氛例如可以使用空氣氣氛、氮?dú)鈿夥?、氧氣?氛、水蒸氣氣氛等。此外，熱處理進(jìn)行0.1小時(shí)至5小時(shí)左右即可。熱處理在時(shí)機(jī)上沒(méi)有特 定限制，只要在形成成為第一氧化物半導(dǎo)體層118的基礎(chǔ)的氧化物半導(dǎo)體層114之后，或在 形成成為第二氧化物半導(dǎo)體層150的基礎(chǔ)的氧化物半導(dǎo)體層146之后進(jìn)行熱處理即可。此外，本實(shí)施方式所利用的掩模都可以使用多級(jí)灰度掩模形成。在此，多級(jí)灰度掩 模是指能夠以多階段的光量進(jìn)行曝光的掩模。通過(guò)使用該多級(jí)灰度掩模，可以以一次曝光 及顯影步驟形成具有多種(典型的是兩種)厚度的抗蝕劑掩模。換言之，通過(guò)使用多級(jí)灰 度掩模，可以抑制步驟數(shù)目的增加。以上，通過(guò)采用本實(shí)施方式所示的電極材料及結(jié)構(gòu)，可以充分發(fā)揮n溝道型晶體管及P溝道型晶體管的特性。由此可以提高半導(dǎo)體裝置的特性。另外，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，可以抑制掩模的使用數(shù)量的增加而降低半導(dǎo)體裝置的制造成本。并且，可以減少步驟數(shù)目 而提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率。像這樣，所公開的發(fā)明的一個(gè)方式從如下方面看是極為有用的可以提供一種使 用氧化物半導(dǎo)體的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的η溝道型晶體管及ρ溝道型晶體管，或者可以提供一種使用 氧化物半導(dǎo)體的η溝道型晶體管及P溝道型晶體管的優(yōu)選的制造方法。實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D5Α和5Β說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的另一結(jié)構(gòu)例子，并且參照?qǐng)D6Α 至6Ε說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的另一例子。另外，本實(shí)施方式所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置的結(jié) 構(gòu)在很多部分上與上述實(shí)施方式所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)相同。因此，以下主要說(shuō)明其 不同的部分。<半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例子>圖5Α和5Β表示涉及本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。圖5Α是截面 圖，圖5Β是俯視圖。圖5Α表示沿圖5Β的線A-B的截面。另外，在俯視圖中，為方便起見(jiàn)， 省略部分結(jié)構(gòu)。圖5Α和5Β所示的半導(dǎo)體裝置涉及使用氧化物半導(dǎo)體的第一晶體管228及第二晶 體管230，其包括襯底(例如，具有絕緣表面的襯底)100 ；襯底100上的第一柵電極108及 第二柵電極110 ；覆蓋第一柵電極108及第二柵電極110的柵極絕緣層112 ；設(shè)置在柵極絕 緣層112上且與第一柵電極108重疊的第一氧化物半導(dǎo)體層212 ；設(shè)置在柵極絕緣層112 上且與第二柵電極110重疊的第二氧化物半導(dǎo)體層222 ；與第一氧化物半導(dǎo)體層212電連 接且由第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第一源電極或漏電極214(及 第一源電極或漏電極216)；以及與第二氧化物半導(dǎo)體層222電連接且由第一導(dǎo)電層126和 第二導(dǎo)電層128的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第二源電極或漏電極218(及第二源電極或漏電極220) (參照?qǐng)D5Α和5Β)。在此，上述半導(dǎo)體裝置和前面的實(shí)施方式所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置不同之處在于是否 有用作蝕刻停止層的保護(hù)層124。換言之，在本實(shí)施方式所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置中，保護(hù)層 124不存在。此外，由于保護(hù)層124不存在而第一氧化物半導(dǎo)體層118的一部分被蝕刻除去， 而形成第一氧化物半導(dǎo)體層212。并且，根據(jù)第二氧化物半導(dǎo)體層222、第一源電極或漏電 極214(第一源電極或漏電極216)及第二源電極或漏電極218 (第二源電極或漏電極220) 的形成工序的關(guān)系，在第一源電極或漏電極214(第一源電極或漏電極216)上存在有氧化 物半導(dǎo)體層224及氧化物半導(dǎo)體層226，第二氧化物半導(dǎo)體層的形狀也與前面的實(shí)施方式 有很大不同。如本實(shí)施方式所示那樣，在不形成用作蝕刻停止層的保護(hù)層124的情況下，可以 進(jìn)一步降低半導(dǎo)體裝置的制造成本。并且，可以減少步驟數(shù)目而提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率。<半導(dǎo)體裝置的制造方法>接著，參照?qǐng)D6Α至6Ε說(shuō)明上述半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子。另外，由于直 到形成第一氧化物半導(dǎo)體層118的步驟與前面的實(shí)施方式相同，對(duì)于其詳細(xì)內(nèi)容可以參照 前面的實(shí)施方式(參照?qǐng)D2Α至2D及圖3Α)。在形成第一氧化物半導(dǎo)體層118之后，以覆蓋第一氧化物半導(dǎo)體層118及柵極絕緣層112的方式形成第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128 (參照?qǐng)D6A)。對(duì)于第一導(dǎo)電層126 和第二導(dǎo)電層128的詳細(xì)內(nèi)容可以參照前面的實(shí)施方式。接下來(lái)，在第二導(dǎo)電層128上選擇性地形成抗蝕劑掩模200、抗蝕劑掩模202及抗 蝕劑掩模204，使用該抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128(參照?qǐng)D 6B)。由此，柵極絕緣層112的一部分在與柵電極110重疊的區(qū)域上暴露。對(duì)于抗蝕劑掩模 及蝕刻的詳細(xì)內(nèi)容可以參照前面的實(shí)施方式。接下來(lái)，以覆蓋第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128的疊層結(jié)構(gòu)及柵極絕緣層112 的方式形成氧化物半導(dǎo)體層146(參照?qǐng)D6C)。對(duì)于氧化物半導(dǎo)體層146的詳細(xì)內(nèi)容可以參 照前面的實(shí)施方式。接下來(lái)，在氧化物半導(dǎo)體層146上選擇性地形成抗蝕劑掩模206、抗蝕劑掩模208 及抗蝕劑掩模210，使用該抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻第一導(dǎo)電層126、第二導(dǎo)電層128及氧 化物半導(dǎo)體層146，來(lái)形成第一氧化物半導(dǎo)體層118的一部分被蝕刻的第一氧化物半導(dǎo)體 層212、與此連接的第一源電極或漏電極214及第一源電極或漏電極216、第二源電極或漏 電極218及第二源電極或漏電極220、與此連接的第二氧化物半導(dǎo)體層222 (參照?qǐng)D6D)。對(duì) 于抗蝕劑掩模及蝕刻的詳細(xì)內(nèi)容可以參照前面的實(shí)施方式。另外，雖然由于氧化物半導(dǎo)體層146的蝕刻而氧化物半導(dǎo)體層224及氧化物半導(dǎo) 體層226殘留在第一源電極或漏電極214及第一源電極或漏電極216上方，但是這不會(huì)導(dǎo) 致晶體管的特性發(fā)生大的波動(dòng)。然后，以覆蓋第一源電極或漏電極214、第一源電極或漏電極216、第二源電極或 漏電極218、第二源電極或漏電極220、第一氧化物半導(dǎo)體層212及第二氧化物半導(dǎo)體層222 等的方式形成絕緣層152 (參照?qǐng)D6E)。由此完成包括第一晶體管228及第二晶體管230的 半導(dǎo)體裝置。在此，絕緣層152相當(dāng)于所謂的層間絕緣層。對(duì)于其詳細(xì)內(nèi)容可以參照前面 的實(shí)施方式。以上，通過(guò)采用本實(shí)施方式所示的電極材料及結(jié)構(gòu)，可以充分發(fā)揮n溝道型晶體 管及P溝道型晶體管的特性。由此可以提高半導(dǎo)體裝置的特性。并且，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)， 可以抑制掩模的使用數(shù)量的增加而降低半導(dǎo)體裝置的制造成本。并且，可以減少步驟數(shù)目 而提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率。再者，在本實(shí)施方式中，由于不形成用作蝕刻停止層的保護(hù)層，可以進(jìn)一步降低半 導(dǎo)體裝置的制造成本。并且，可以減少步驟數(shù)目而提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率。另外，本實(shí)施方式可以與前面的實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D7A和7B說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的另一結(jié)構(gòu)例子，并且參照?qǐng)D8A 至8D及圖9A至9C說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的制造方法的另一例子。另外，本實(shí)施方式所說(shuō)明的半 導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)在很多部分上與前面的實(shí)施方式所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)相同。因此， 以下主要說(shuō)明其不同的部分。〈半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例子〉圖7A和7B表示涉及本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。圖7A是截面 圖，圖7B是俯視圖。圖7A表示沿圖7B的線A-B的截面。另外，在俯視圖中，為方便起見(jiàn)， 省略部分結(jié)構(gòu)。
圖7A和7B所示的半導(dǎo)體裝置涉及使用氧化物半導(dǎo)體的第一晶體管322及第二晶 體管324，其包括襯底(例如，具有絕緣表面的襯底)100 ；襯底100上的第一柵電極108及 第二柵電極110 ；覆蓋第一柵電極108及第二柵電極110的柵極絕緣層112 ；設(shè)置在柵極絕 緣層112上且與第一柵電極108重疊的第一氧化物半導(dǎo)體層118;設(shè)置在柵極絕緣層112上 且與第二柵電極110重疊的第二氧化物半導(dǎo)體層150 ；與第一氧化物半導(dǎo)體層118電連接 且由第一導(dǎo)電層126和第二導(dǎo)電層128的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第一源電極或漏電極312(第一 源電極或漏電極314)；以及與第二氧化物半導(dǎo)體層150電連接且由第二導(dǎo)電層128構(gòu)成的 第二源電極或漏電極316 (第二源電極或漏電極318)(參照?qǐng)D7A和7B)。在此，上述半導(dǎo)體裝置和前面的實(shí)施方式所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置不同之處在于第二 源電極或漏電極的結(jié)構(gòu)。換言之，在本實(shí)施方式所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置中，第二源電極或漏電 極只由第二導(dǎo)電層128形成。由此，第二氧化物半導(dǎo)體層150和第一導(dǎo)電層126不會(huì)接觸。如本實(shí)施方式所示那樣，通過(guò)只由第二導(dǎo)電層128形成第二源電極或漏電極，可 以只使使用了適宜n溝道型晶體管的電極的材料(第二材料)的導(dǎo)電層接觸于第二氧化物 半導(dǎo)體層150。因此，與第一導(dǎo)電層126和第二氧化物半導(dǎo)體層150接觸的情況相比，可以 提高晶體管特性。<半導(dǎo)體裝置的制造方法>接著，參照?qǐng)D8A至8D及圖9A至9C說(shuō)明上述半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子。 另外，由于直到形成保護(hù)層124的步驟與前面的實(shí)施方式相同，對(duì)于其詳細(xì)內(nèi)容可以參照 前面的實(shí)施方式(參照?qǐng)D2A至2D及圖3A至3C)。在形成保護(hù)層124之后，以覆蓋保護(hù)層124、第一氧化物半導(dǎo)體層118及柵極絕緣 層112的方式形成第一導(dǎo)電層126 (參照?qǐng)D8A)。對(duì)于第一導(dǎo)電層126的詳細(xì)內(nèi)容可以參照 前面的實(shí)施方式。接下來(lái)，在第一導(dǎo)電層126上選擇性地形成抗蝕劑掩模300，使用該抗蝕劑掩模 300選擇性地蝕刻第一導(dǎo)電層126，來(lái)形成第一導(dǎo)電層302 (參照?qǐng)D8B)。由此，在與柵電極 110重疊的區(qū)域及其周圍的區(qū)域上第一導(dǎo)電層126被除去。對(duì)于抗蝕劑掩模及蝕刻的詳細(xì) 內(nèi)容可以參照前面的實(shí)施方式。接下來(lái)，以覆蓋第一導(dǎo)電層302及柵極絕緣層112的方式形成第二導(dǎo)電層128 (參 照?qǐng)D8C)。由此，在與柵電極110重疊的區(qū)域及其周圍的區(qū)域上，第二導(dǎo)電層128形成在柵 極絕緣層112上。對(duì)于第二導(dǎo)電層128的詳細(xì)內(nèi)容可以參照前面的實(shí)施方式。接下來(lái)，在第二導(dǎo)電層128上選擇性地形成抗蝕劑掩模304、抗蝕劑掩模306、抗蝕 劑掩模308及抗蝕劑掩模310，使用該抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻第一導(dǎo)電層302及第二導(dǎo)電 層128，來(lái)形成第一源電極或漏電極312及第一源電極或漏電極314、第二源電極或漏電極 316及第二源電極或漏電極318(參照?qǐng)D8D)。對(duì)于抗蝕劑掩模及蝕刻的詳細(xì)內(nèi)容可以參照 前面的實(shí)施方式。接下來(lái)，以覆蓋由第二導(dǎo)電層128構(gòu)成的第二源電極或漏電極316及第二源電極 或漏電極318的方式形成氧化物半導(dǎo)體層146 (參照?qǐng)D9A)。對(duì)于氧化物半導(dǎo)體層146的詳 細(xì)內(nèi)容可以參照前面的實(shí)施方式。接下來(lái)，在氧化物半導(dǎo)體層146上選擇性地形成抗蝕劑掩模320，使用該抗蝕劑掩 模選擇性地蝕刻氧化物半導(dǎo)體層146，來(lái)形成第二氧化物半導(dǎo)體層150 (參照?qǐng)D9B)。對(duì)于抗蝕劑掩模及蝕刻的詳細(xì)內(nèi)容可以參照前面的實(shí)施方式。然后，以覆蓋第一源電極或漏電極312、第一源電極或漏電極314、第二源電極或 漏電極316、第二源電極或漏電極318、第一氧化物半導(dǎo)體層118及第二氧化物半導(dǎo)體層150 等的方式形成絕緣層152 (參照?qǐng)D9C)。由此完成包括第一晶體管322及第二晶體管324的 半導(dǎo)體裝置。在此，絕緣層152相當(dāng)于所謂的層間絕緣層。對(duì)于其詳細(xì)內(nèi)容可以參照前面 的實(shí)施方式。以上，通過(guò)采用本實(shí)施方式所示的電極材料及結(jié)構(gòu)，可以充分發(fā)揮n溝道型晶體 管及P溝道型晶體管的特性。由此可以提高半導(dǎo)體裝置的特性。并且，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)， 可以抑制掩模的使用數(shù)量的增加而降低半導(dǎo)體裝置的制造成本。并且，可以減少步驟數(shù)目 而提高半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率。再者，通過(guò)只由第二導(dǎo)電層形成第二源電極或漏電極，可以只使使用了適宜n溝 道型晶體管的電極的材料(第二材料)的導(dǎo)電層接觸于第二氧化物半導(dǎo)體層。因此，與第 一導(dǎo)電層和第二氧化物半導(dǎo)體層接觸的情況相比，可以提高晶體管特性。另外，本實(shí)施方式可以與前面的實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式4對(duì)于當(dāng)使用前面的實(shí)施方式所說(shuō)明的晶體管構(gòu)成CMS0S電路時(shí)的電路特性，利用 計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)。在本實(shí)施方式中，說(shuō)明其結(jié)果。使用Silvaco公司制造的器件模擬器“ATLAS”進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)。另外，在本 實(shí)施方式中，為了檢驗(yàn)CMS0S電路的特性，對(duì)使用CMOS電路的環(huán)形振蕩器進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬 實(shí)驗(yàn)。另外，環(huán)形振蕩器通過(guò)將奇數(shù)段CMOS反相電路串聯(lián)連接而構(gòu)成。換言之，構(gòu)成環(huán)形 振蕩器的n溝道型晶體管和p溝道型晶體管的數(shù)量相同。此外，可以將環(huán)形振蕩器的振蕩 頻率用作器件性能的基準(zhǔn)。圖10示出使用氧化物半導(dǎo)體的n溝道型晶體管的柵電壓(Vg)_漏電流(Id)曲 線。此外，圖11示出使用氧化物半導(dǎo)體的P溝道型晶體管的柵電壓(Vg)_漏電流(Id)曲 線。在雙方附圖中，橫軸表示柵電壓(Vg)，縱軸表示漏電流(Id)。此外，實(shí)線表示漏電壓是 0. 25 (V)時(shí)的曲線，虛線表示漏電壓是10(V)時(shí)的曲線。這里，將n溝道型晶體管的溝道長(zhǎng) 度(L)和溝道寬度(W)都設(shè)定為10 ym，并且將p溝道型晶體管的溝道長(zhǎng)度(L)和溝道寬 度(W)分別設(shè)定為lOym和20i!m。此外，將柵極絕緣層的厚度設(shè)定為lOOnm，將介電常數(shù) 設(shè)定為4. 1，將半導(dǎo)體層的厚度設(shè)定為50nm。將n溝道型晶體管的半導(dǎo)體層設(shè)定為如下帶隙為3. 05eV,電子親和勢(shì)為4. 3eV, 功函數(shù)為4. 3eV,電子遷移率為15cm2/V s，空穴遷移率為0. lcm2/V s。并且，將p溝道型 晶體管的半導(dǎo)體層設(shè)定為如下帶隙為3. OeV,電子親和勢(shì)為2. 8eV,功函數(shù)為5. 5eV,電子 遷移率為0. lcm2/V s,空穴遷移率為1. 0cm2/V s,并進(jìn)行計(jì)算。此外，當(dāng)計(jì)算截止電流時(shí)， 假定由帶間隧道導(dǎo)致漏電流。另外，在上述P溝道型晶體管中，導(dǎo)通截止比大約為二位數(shù)。對(duì)于將使用上述n溝道型晶體管及p溝道型晶體管的CMOS反相電路串聯(lián)連接三 段而構(gòu)成的環(huán)形振蕩器確認(rèn)了振蕩狀況。圖12示出其結(jié)果。橫軸表示時(shí)間(s)，縱軸表示 電壓(V)。這里，電源電壓為15 (V)。由圖12可知，一周期為5ns左右，振蕩頻率為200MHz 左右o如以上所述那樣，確認(rèn)到了使用所公開的發(fā)明之一的氧化物半導(dǎo)體晶體管構(gòu)成的CMOS電路的工作。在本實(shí)施方式中使用的p溝道型晶體管的導(dǎo)通截止比大約為二位數(shù)，這 雖然很難說(shuō)是充分的特性，但是作為CMOS電路的工作并沒(méi)有很大的問(wèn)題。通過(guò)進(jìn)行p溝道 型氧化物半導(dǎo)體材料的改良及發(fā)展，可以進(jìn)一步提高CMOS電路的特性。另外，所公開的發(fā)明之一的晶體管的結(jié)構(gòu)對(duì)于實(shí)現(xiàn)這樣的CMOS電路極為有效。本說(shuō)明書根據(jù)2009年4月10日在日本專利局受理的日本專利申請(qǐng)編號(hào) 2009-095739而制作，所述申請(qǐng)內(nèi)容包括在本說(shuō)明書中。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體裝置，包括襯底上的第一柵電極及第二柵電極；覆蓋所述第一柵電極及所述第二柵電極的柵極絕緣層；設(shè)置在所述柵極絕緣層上并與所述第一柵電極重疊的第一氧化物半導(dǎo)體層；設(shè)置在所述第一氧化物半導(dǎo)體層上并與該第一氧化物半導(dǎo)體層電連接的第一源電極或漏電極，所述第一源電極或漏電極包括包含第一材料的第一導(dǎo)電層和所述第一導(dǎo)電層上的包含第二材料的第二導(dǎo)電層；設(shè)置在所述柵極絕緣層上的第二源電極或漏電極，所述第二源電極或漏電極包括包含所述第一材料的第三導(dǎo)電層和所述第三導(dǎo)電層上的包含所述第二材料的第四導(dǎo)電層；以及設(shè)置在所述第二源電極或漏電極上并與該第二源電極或漏電極電連接的第二氧化物半導(dǎo)體層，所述第二氧化物半導(dǎo)體層與所述第二柵電極重疊。
2.一種半導(dǎo)體裝置，包括 襯底上的第一柵電極及第二柵電極；覆蓋所述第一柵電極及所述第二柵電極的柵極絕緣層； 設(shè)置在所述柵極絕緣層上并與所述第一柵電極重疊的第一氧化物半導(dǎo)體層； 設(shè)置在所述第一氧化物半導(dǎo)體層上并與該第一氧化物半導(dǎo)體層電連接的第一源電極 或漏電極，所述第一源電極或漏電極包括包含第一材料的第一導(dǎo)電層和所述第一導(dǎo)電層上 的包含第二材料的第二導(dǎo)電層；設(shè)置在所述柵極絕緣層上的第二源電極或漏電極，所述第二源電極或漏電極包括包含 所述第二材料的第三導(dǎo)電層；以及設(shè)置在所述第二源電極或漏電極上并與該第二源電極或漏電極電連接的第二氧化物 半導(dǎo)體層，所述第二氧化物半導(dǎo)體層與所述第二柵電極重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一氧化物半導(dǎo)體層的一部分用作 P溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域，并且，所述第二氧化物半導(dǎo)體層的一部分用作n溝道型晶 體管的溝道形成區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一氧化物半導(dǎo)體層的一部分用作 P溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域，并且，所述第二氧化物半導(dǎo)體層的一部分用作n溝道型晶 體管的溝道形成區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一材料是該第一材料與所述第一 氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料，并且，所述第二材料是該第二材 料與所述第二氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一材料是該第一材料與所述第一 氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料，并且，所述第二材料是該第二材 料與所述第二氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一材料是其功函數(shù)大于5.OeV的材 料，并且，所述第二材料是其功函數(shù)小于4. 8eV的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一材料是其功函數(shù)大于5.OeV的材 料，并且，所述第二材料是其功函數(shù)小于4. 8eV的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一柵電極和所述第二柵電極電連接，并且，所述第一源電極或漏電極與所述第二源電極或漏電極電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一柵電極和所述第二柵電極電連 接，并且，所述第一源電極或漏電極與所述第二源電極或漏電極電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一氧化物半導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo) 電層接觸，并且，所述第二氧化物半導(dǎo)體層與所述第三導(dǎo)電層及第四導(dǎo)電層接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一氧化物半導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo) 電層接觸，并且，所述第二氧化物半導(dǎo)體層與所述第三導(dǎo)電層接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一氧化物半導(dǎo)體層包括選自氧化 錫、氧化鋅、氧化鎳、銅鋁氧化物、氧化鍶銅中的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一氧化物半導(dǎo)體層包括選自氧化 錫、氧化鋅、氧化鎳、銅鋁氧化物、氧化鍶銅中的材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第二氧化物半導(dǎo)體層包括以 InMO3(Zn0)m表示的物質(zhì)，其中m大于0，M是選自鎵、鐵、鎳、錳及鈷中的一種或多種金屬元o
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第二氧化物半導(dǎo)體層包括以 InMO3(Zn0)m表示的物質(zhì)，其中m大于0，M是選自鎵、鐵、鎳、錳及鈷中的一種或多種金屬元o
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一材料是選自金、鉬、鎳、銅、鈷、 銦錫氧化物中的材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一材料是選自金、鉬、鎳、銅、鈷、 銦錫氧化物中的材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第二材料是選自鈦、鋁、鉬、鎢中的 材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第二材料是選自鈦、鋁、鉬、鎢中的 材料。
21.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟 在襯底上形成第一柵電極及第二柵電極；以覆蓋所述第一柵電極及所述第二柵電極的方式形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上并與所述第一柵電極重疊的區(qū)域中形成第一氧化物半導(dǎo)體層； 以覆蓋所述第一氧化物半導(dǎo)體層的方式在所述襯底的整個(gè)面上形成第一導(dǎo)電層； 以覆蓋所述第一導(dǎo)電層的方式在所述襯底的整個(gè)面上形成第二導(dǎo)電層； 選擇性地蝕刻所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層來(lái)形成第一源電極或漏電極及第二 源電極或漏電極，并使該第一源電極或漏電極與所述第一氧化物半導(dǎo)體層電連接，該第二 源電極或漏電極的一部分與所述第二柵電極重疊；以及在所述柵極絕緣層和所述第二源電極或漏電極上并與所述第二柵電極重疊的區(qū)域中 形成與所述第二源電極或漏電極電連接的第二氧化物半導(dǎo)體層。
22.—種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟 在襯底上形成第一柵電極及第二柵電極；以覆蓋所述第一柵電極及所述第二柵電極的方式形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上并與所述第一柵電極重疊的區(qū)域中形成第一氧化物半導(dǎo)體層；以覆蓋所述第一氧化物半導(dǎo)體層的方式在所述襯底的整個(gè)面上形成第一導(dǎo)電層；在與所述第二柵電極重疊的區(qū)域及其周圍中選擇性地除去所述第一導(dǎo)電層；在選擇性地除去所述第一導(dǎo)電層之后以覆蓋所述第一導(dǎo)電層的方式在所述襯底的整 個(gè)面上形成第二導(dǎo)電層；選擇性地蝕刻所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層來(lái)形成第一源電極或漏電極及第二 源電極或漏電極，并使該第一源電極或漏電極包括所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層并與 所述第一氧化物半導(dǎo)體層電連接，并使該第二源電極或漏電極包括所述第二導(dǎo)電層并其一 部分與所述第二柵電極重疊；以及在所述柵極絕緣層和所述第二源電極或漏電極上并與所述第二柵電極重疊的區(qū)域中 形成與所述第二源電極或漏電極電連接的第二氧化物半導(dǎo)體層。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其還包括以下步驟作為所述第 一氧化物半導(dǎo)體層，形成用作P溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層，并且，作 為所述第二氧化物半導(dǎo)體層，形成用作n溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體 層。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其還包括以下步驟作為所述第 一氧化物半導(dǎo)體層，形成用作P溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層，并且，作 為所述第二氧化物半導(dǎo)體層，形成用作n溝道型晶體管的溝道形成區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一導(dǎo)電層包含其與 所述第一氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料，并且，所述第二導(dǎo)電層 包含其與所述第二氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一導(dǎo)電層包含其與 所述第一氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料，并且，所述第二導(dǎo)電層 包含其與所述第二氧化物半導(dǎo)體層之間的肖特基勢(shì)壘為0. 5eV以下的材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一導(dǎo)電層包含其功 函數(shù)大于5. OeV的材料，并且，所述第二導(dǎo)電層包含其功函數(shù)小于4. 8eV的材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一導(dǎo)電層包含其功 函數(shù)大于5. OeV的材料，并且，所述第二導(dǎo)電層包含其功函數(shù)小于4. 8eV的材料。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，以互相電連接的方式形成 所述第一柵電極及所述第二柵電極，并且，以互相電連接的方式形成所述第一源電極或漏 電極和所述第二源電極或漏電極。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，以互相電連接的方式形成 所述第一柵電極及所述第二柵電極，并且，以互相電連接的方式形成所述第一源電極或漏 電極和所述第二源電極或漏電極。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于一種提供一種使用氧化物半導(dǎo)體的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的n溝道型晶體管及p溝道型晶體管。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括與第一氧化物半導(dǎo)體層電連接并由包含第一材料的第一導(dǎo)電層和包含第二材料的第二導(dǎo)電層的疊層結(jié)構(gòu)形成的第一源電極或漏電極；以及與第二氧化物半導(dǎo)體層電連接并由包含第一材料的第三導(dǎo)電層和包含第二材料的第四導(dǎo)電層的疊層結(jié)構(gòu)形成的第二源電極或漏電極，其中，第一氧化物半導(dǎo)體層與第一源電極或漏電極的第一導(dǎo)電層接觸，并且，第二氧化物半導(dǎo)體層與第二源電極或漏電極的第三導(dǎo)電層及第四導(dǎo)電層接觸。
文檔編號(hào)H01L21/363GK101859710SQ201010161138
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者鄉(xiāng)戶宏充, 井上卓之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所