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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112510096A(43)申请公布日2021.03.16(21)申请号202011128796.0H01L21/336(2006.01)(22)申请日2012.10.24(30)优先权数据2011-2331712011.10.24JP2011-2332742011.10.24JP(62)分案原申请数据201210410515.X2012.10.24(71)申请人株式会社半导体能源研究所地址日本神奈川县厚木市(72)发明人栃林克明日向野聪山崎舜平(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人李啸姜冰(51)Int.Cl.H01L29/786(2006.01)权利要求书3页说明书36页附图22页(54)发明名称半导体装置以及半导体装置的制造方法(57)摘要本公开涉及半导体装置以及半导体装置的制造方法。本发明提供一种高可靠性的半导体装置以及该半导体装置的制造方法。在具有在氧化物半导体膜上设置有用作沟道保护膜的绝缘层的底栅结构的晶体管的半导体装置中,通过在形成以接触于氧化物半导体膜的方式设置的绝缘层及/或源电极层及漏电极层之后,进行杂质去除处理,可以防止蚀刻气体中的元素作为杂质残留在氧化物半导体膜的表面。氧化物半导体膜表面中的杂质浓度为5×1018atoms/cm3以下,优选为1×1018atoms/cm3以下。CN112510096ACN112510096A权利要求书1/3页1.一种半导体装置,包括:栅电极层;所述栅电极层上的栅极绝缘膜;所述栅极绝缘膜上的氧化物半导体膜;所述氧化物半导体膜上的绝缘层,所述绝缘层与所述栅电极层重叠;源电极层,在所述氧化物半导体膜上并且电连接到所述氧化物半导体膜;以及漏电极层,在所述氧化物半导体膜上并且电连接到所述氧化物半导体膜,其中,所述氧化物半导体膜包括结晶部,所述源电极层和所述漏电极层中的至少一个在沟道宽度方向的长度小于所述氧化物半导体膜在所述沟道宽度方向的长度,所述氧化物半导体膜的与所述源电极层和所述漏电极层之一和所述绝缘层重叠的区域的厚度大于所述氧化物半导体膜的不与所述绝缘层、所述源电极层和所述漏电极层重叠的区域的厚度,并且,所述氧化物半导体膜包括氯浓度低于或等于5x1018atoms/cm3的区域。2.一种半导体装置,包括:栅电极层;所述栅电极层上的栅极绝缘膜;所述栅极绝缘膜上的氧化物半导体膜;所述氧化物半导体膜上的绝缘层,所述绝缘层与所述栅电极层重叠;源电极层,在所述氧化物半导体膜上并且电连接到所述氧化物半导体膜;以及漏电极层,在所述氧化物半导体膜上并且电连接到所述氧化物半导体膜,其中,所述氧化物半导体膜包括结晶部,所述源电极层和所述漏电极层中的至少一个在沟道宽度方向的长度小于所述氧化物半导体膜在所述沟道宽度方向的长度,所述氧化物半导体膜的与所述源电极层和所述漏电极层之一和所述绝缘层重叠的区域的厚度大于所述氧化物半导体膜的不与所述绝缘层、所述源电极层和所述漏电极层重叠的区域的厚度,并且,所述氧化物半导体膜包括氟浓度低于或等于5x1018atoms/cm3的区域。3.一种半导体装置,包括:栅电极层;所述栅电极层上的栅极绝缘膜;所述栅极绝缘膜上的氧化物半导体膜;所述氧化物半导体膜上的绝缘层,所述绝缘层与所述栅电极层重叠;源电极层,在所述氧化物半导体膜上并且电连接到所述氧化物半导体膜;以及漏电极层,在所述氧化物半导体膜上并且电连接到所述氧化物半导体膜,其中,所述氧化物半导体膜包括结晶部,所述源电极层和所述漏电极层中的至少一个在沟道宽度方向的长度小于所述氧化物半导体膜在所述沟道宽度方向的长度,所述氧化物半导体膜的与所述源电极层和所述漏电极层之一和所述绝缘层重叠的区2CN112510096A权利要求书2/3页域的厚度大于所述氧化物半导体膜的不与所述绝缘层、所述源电极层和所述漏电极层重叠的区域的厚度,并且,所述氧化物半导体膜包括硼浓度低于或等于5x1018atoms/cm3的区域。4.一种半导体装置的制造方法,包括如下步骤:在绝缘表面上形成栅电极层;在所述栅电极层上形成栅极绝缘膜;在所述栅极绝缘膜上形成氧化物半导体膜;在所述氧化物半导体膜上形成绝缘层,所述绝缘层与所述栅电极层重叠;在所述氧化物半导体膜及所述绝缘层上形成导电膜;使用含有卤素元素的蚀刻气体对所述导电膜进行蚀刻来形成源电极层和漏电极层;以及在对所述导电膜进行蚀刻之后对所述氧化物半导体膜执行等离子体处理。5.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法,其中,经过所述等离子体处理的所述氧化物半导体膜中的氯浓度低于或等于5x1018atoms/cm3。6.根据权利要求4所述的半导体装置的制造方法,其中,作为所述等离子体处理,进行氧等离子体处理或一氧化二