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TWI608623B - 電晶體及半導體裝置 - Google Patents

電晶體及半導體裝置 Download PDF

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TWI608623B
TWI608623B TW101143749A TW101143749A TWI608623B TW I608623 B TWI608623 B TW I608623B TW 101143749 A TW101143749 A TW 101143749A TW 101143749 A TW101143749 A TW 101143749A TW I608623 B TWI608623 B TW I608623B
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津吹□志
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半導體能源研究所股份有限公司
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Description

電晶體及半導體裝置
本發明係關於一種電晶體。尤其關於一種在氧化物半導體層中形成通道的電晶體。另外，本發明關於具有該電晶體的半導體裝置。例如，關於一種在各個像素中包括該電晶體的主動矩陣型顯示裝置。另外，在本說明書中，半導體裝置是指利用半導體特性而工作的所有裝置。
近年來，作為電晶體的構成材料，被稱為氧化物半導體的具有半導體特性的金屬氧化物引人注目。金屬氧化物被用於廣泛的用途。例如，氧化銦被用於液晶顯示裝置的像素電極的材料。作為具有半導體特性的金屬氧化物，例如可以舉出氧化鎢、氧化錫、氧化銦和氧化鋅。在這種具有半導體特性的金屬氧化物層中形成通道的電晶體已是眾所周知的(專利文獻1及專利文獻2)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2007-123861號公報
[專利文獻2]日本專利申請公開第2007-96055號公報
在氧化物半導體層中形成通道的電晶體有時根據加工條件或加熱處理條件而發生電特性變化。該變化被認為起因於在氧化物半導體層的形成製程中降阻元素(氯(Cl)、氟(F)、硼(B)或氫(H)等)混入氧化物半導體層中或者氧(O)從氧化物半導體層脫離等。另外， 在氧化物半導體層的端部容易發生該變化。換言之，在於氧化物半導體層中形成通道的電晶體中，該氧化物半導體層的端部成為低電阻區，而在該區域中容易產生電晶體的寄生通道。也就是說，在該電晶體中有可能形成兩種通道：根據閘極與源極之間的電壓形成的通道(也稱為第一通道)；上述寄生通道(也稱為第二通道)。
在有可能形成兩種通道的電晶體中，形成有各個通道的電晶體的閘極與源極之間的臨界電壓大多不同。典型的是，形成有第一通道的臨界電壓比形成有第二通道的臨界電壓高。並且，第一通道的電流驅動能力比第二通道的電流驅動能力高。因此，在處於截止狀態的該電晶體的閘極與源極之間的電壓上升的情況下，源極與汲極的電流發生兩個階段的變化。明確而言，確認到在形成第二通道的臨界電壓附近呈現第一階段的變化(源極與汲極之間的電流的增加)，再者在形成第一通道的臨界電壓附近呈現第二階段的變化(源極與汲極之間的電流的增加)。
在數位電路中電晶體用作開關。無須說，發生兩個階段的變化的元件作為開關是不合適的。鑒於該問題，本發明的一個方式的目的是改善在氧化物半導體層中形成通道的電晶體的開關特性。
在氧化物半導體層的端部產生寄生通道是因為電晶體的源極及汲極與該端部電連接。換言之，如果該端部不與 電晶體的源極和汲極中的至少一方電連接，就不會在該端部產生寄生通道。因此，本發明的一個方式提供一種電晶體，其中氧化物半導體層的端部不與源極和汲極中的至少一方電連接或者能夠降低氧化物半導體層的端部與源極和汲極中的至少一方電連接的概率。
例如，本發明的一個方式是一種電晶體，其中電晶體的源極和汲極中的至少一方不與氧化物半導體層的端部接觸。另外，在本發明的一個方式中，較佳為不與氧化物半導體層的端部接觸的源極和汲極中的至少一方與氧化物半導體層的端部之間的距離比源極與汲極之間的距離長。
在本發明的一個方式的電晶體中，電晶體的源極和汲極不藉由氧化物半導體層的端部彼此電連接或者能夠降低電晶體的源極和汲極藉由氧化物半導體層的端部彼此電連接(在該端部產生寄生通道)的概率。由此，在該電晶體中，源極與汲極之間的電流不會根據閘極與源極之間的電壓發生兩個階段的變化或者能夠降低源極與汲極之間的電流根據閘極與源極之間的電壓發生兩個階段的變化的概率。換言之，在根據本發明的一個方式中，可以改善在氧化物半導體層中形成通道的電晶體的開關特性。
下面，對本發明的一個方式進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，在不脫離其宗旨及其範圍的條件下，其方式可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明 不應該被解釋為僅限定於以下所示的記載內容中。
〈電晶體的結構例子〉
參照圖1A和圖1B對根據本發明的一個方式的電晶體的結構進行說明。圖1A是根據本發明的一個方式的電晶體的平面圖，圖1B是沿著圖1A所示的平面圖中的線A-B的剖面圖。
圖1A和圖1B所示的電晶體具有：設置在具有絕緣表面的基板10上的閘極11；設置在閘極11上的閘極絕緣層12；隔著閘極絕緣層12與閘極11重疊的氧化物半導體層13；氧化物半導體層13上的源極14及汲極15。並且，在該電晶體上設置有絕緣層16以及藉由設置在絕緣層16中的開口部與汲極15接觸的導電層17。另外，源極14和汲極15可以互相替換。換言之，本發明的一個方式不侷限於如圖1A和圖1B所示那樣的汲極15被源極14圍繞的結構，還可以採用源極被汲極圍繞的結構。
在圖1A和圖1B所示的電晶體中，有時氧化物半導體層13中的與源極14接觸的區域和氧化物半導體層13中的與汲極15接觸的區域中的至少一方含有的降阻元素的濃度比氧化物半導體層13的端部含有的該降阻元素的濃度低。另外，作為該降阻元素的例子，可以舉出氯(Cl)、氟(F)、硼(B)或氫(H)。
在圖1A和圖1B所示的電晶體中，有時氧化物半導體層13中的與源極14接觸的區域和氧化物半導體層13中 的與汲極15接觸的區域中的至少一方含有的氧的濃度比氧化物半導體層13的端部含有的氧的濃度高。
注意，在圖1A和圖1B所示的電晶體中，源極14及汲極15的兩者都不與氧化物半導體層13的端部接觸。明確而言，在該電晶體中，源極14為具有開口部的圓形形狀(內圓周及外圓周都為圓狀)，並且汲極15位於該開口部中。因此，在圖1A和圖1B所示的電晶體中，即使在氧化物半導體層13的端部降阻的情況下，也在該端部不產生寄生通道。從而，圖1A和圖1B所示的電晶體不發生由寄生通道引起的開關特性的劣化。
另外，具有由源極和汲極中的一方圍繞源極和汲極中的另一方的結構的電晶體都具有上述特徵。即，在如下電晶體中即使在氧化物半導體層13的端部降阻的情況下也在該端部不產生寄生通道，在該電晶體中，源極和汲極中的一方的內圓周及外圓周為閉曲線或者多角形形狀或者一部分為曲線且其他部分為折線，並且源極和汲極中的另一方位於源極和汲極中的一方的內側。
〈基板〉
作為具有絕緣表面的基板10，只要是具有能夠承受後面的加熱處理的程度的耐熱性的基板，就可以使用任何基板。例如，可以使用玻璃基板、陶瓷基板、石英基板、藍寶石基板等基板。另外，作為基板10，也可以使用撓性基板。另外，為了防止含有在基板10中的元素混入到在後 面形成的氧化物半導體層中，可以在基板10上形成絕緣層。
〈導電體〉
作為閘極11、源極14、汲極15及導電層17，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。
〈絕緣體〉
作為閘極絕緣層12及絕緣層16，可以使用氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氧化鉭等的絕緣體。另外，也可以使用這些材料的疊層。注意，氧氮化矽指的是如下物質：在組成方面上氧的含量比氮的含量多，並且在濃度範圍上，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%的矽、0.1原子%至10原子%的氫的範圍中，以使總和成為100原子%的方式以任意濃度包含各元素。另外，氮氧化矽指的是如下物質：在組成方面上氮的含量比氧的含量多，並且在濃度範圍上，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%的矽、15原子%至25原子%的氫的範圍中，以使總和成為100原子%的方式以任意濃度包含各元素。
〈半導體〉
作為氧化物半導體層13，可以使用至少含有銦(In)或鋅(Zn)的氧化物。尤其較佳為使用含有銦(In)及鋅(Zn)的氧化物。另外，較佳為氧化物半導體層13還含有鎵(Ga)作為穩定劑(stabilizer)，該穩定劑用來減小氧化物半導體13中的氧缺陷。另外，作為其他穩定劑，氧化物半導體層13還可以含有錫(Sn)、鉿(Hf)、鋁(Al)、鋯(Zr)、鑭系元素的鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)以及鑥(Lu)中的任何一種或多種。
例如，作為氧化物半導體層13可以使用氧化銦；氧化錫；氧化鋅；二元金屬氧化物如In-Zn類氧化物、Sn-Zn類氧化物、Al-Zn類氧化物、Zn-Mg類氧化物、Sn-Mg類氧化物、In-Mg類氧化物、In-Ga類氧化物；三元金屬氧化物如In-Ga-Zn類氧化物、In-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Zn類氧化物、Sn-Ga-Zn類氧化物、Al-Ga-Zn類氧化物、Sn-Al-Zn類氧化物、In-Hf-Zn類氧化物、In-La-Zn類氧化物、In-Ce-Zn類氧化物、In-Pr-Zn類氧化物、In-Nd-Zn類氧化物、In-Sm-Zn類氧化物、In-Eu-Zn類氧化物、In-Gd-Zn類氧化物、In-Tb-Zn類氧化物、In-Dy-Zn類氧化物、In-Ho-Zn類氧化物、In-Er-Zn類氧化物、In-Tm-Zn類氧化物、In-Vb-Zn類氧化物、In-Lu-Zn類氧化物；以及四元 金屬氧化物如In-Sn-Ga-Zn類氧化物、In-Hf-Ga-Zn類氧化物、In-Al-Ga-Zn類氧化物、In-Sn-Al-Zn類氧化物、In-Sn-Hf-Zn類氧化物、In-Hf-Al-Zn類氧化物。
在此，例如“In-Ga-Zn類氧化物”是指以In、Ga及Zn為主要成分的氧化物，對In、Ga及Zn的比率沒有限制。此外，也可以包含In、Ga及Zn以外的金屬元素。
氧化物半導體層13可以是單晶、多晶(polycrystal)、微晶、非晶等狀態。
氧化物半導體層13較佳為CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor：C軸配向結晶氧化物半導體)層。
CAAC-OS層不是完全的單晶，也不是完全的非晶。CAAC-OS層是在非晶相中具有結晶部的結晶-非晶混合相結構的氧化物半導體層。另外，在很多情況下，該結晶部的尺寸為能夠容納在一邊短於100nm的立方體內的尺寸。另外，在使用透射電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)觀察時的影像中，包括在CAAC-OS層中的非晶部與結晶部的邊界不明確。另外，利用TEM在CAAC-OS層中不能觀察到晶界(grain boundary)。因此，在CAAC-OS層中，起因於晶界的電子遷移率的降低得到抑制。
包括在CAAC-OS層中的結晶部的c軸在平行於CAAC-OS層的被形成面的法線向量或表面的法線向量的方向上一致，在從垂直於ab面的方向看時具有三角形或 六角形的原子排列，且在從垂直於c軸的方向看時，金屬原子排列為層狀或者金屬原子和氧原子排列為層狀。另外，不同結晶部的a軸及b軸的方向也可以彼此不同。在本說明書中，在只記載“垂直”時，也包括85°以上且95°以下的範圍。另外，在只記載“平行”時，也包括-5°以上且5°以下的範圍。
另外，在CAAC-OS層中，結晶部的分佈可以不均勻。例如，在CAAC-OS層的形成過程中，在從氧化物半導體層13的表面一側進行結晶生長時，與被形成面近旁相比，有時在表面近旁結晶部所占的比例高。另外，藉由對CAAC-OS層添加雜質，有時在該雜質添加區中結晶部產生非晶化。
因為包括在CAAC-OS層中的結晶部的c軸在平行於CAAC-OS層的被形成面的法線向量或表面的法線向量的方向上一致，所以有時根據CAAC-OS層的形狀(被形成面的剖面形狀或表面的剖面形狀)該c軸朝向彼此不同的方向。另外，結晶部的c軸方向是平行於形成CAAC-OS層時的被形成面的法線向量或表面的法線向量的方向。藉由進行成膜或在成膜之後進行加熱處理等的晶化處理來形成上述結晶部。
在使用CAAC-OS層的電晶體中因照射可見光或紫外光導致的電特性變動小。因此，該電晶體的可靠性高。
另外，構成氧化物半導體層13的氧的一部分也可以用氮取代。
再者，氧化物半導體層13較佳為幾乎不含有銅(Cu)、鋁(Al)、氯(Cl)等雜質的高度純化了的層。在電晶體的製程中，較佳為適當地選擇這些雜質不會混入或附著於氧化物半導體層13表面的製程。在這些雜質附著於氧化物半導體層13表面的情況下，較佳為藉由進行將氧化物半導體層13表面暴露於磷酸、草酸或稀氫氟酸等的處理或者進行電漿處理(N2O電漿處理等)來去除氧化物半導體層13表面的雜質。明確而言，將氧化物半導體層13中的銅(Cu)濃度降低到1×1018atoms/cm3以下，較佳為降低到1×1017atoms/cm3以下。另外，將氧化物半導體層13中的鋁(Al)濃度降低到1×1018atoms/cm3以下。另外，將氧化物半導體層13中的氯(Cl)濃度降低到2×1018atoms/cm3以下。
在此，較佳為藉由充分地去除氫等雜質或供給充分的氧使氧化物半導體層13處於氧過飽和的狀態，來使其高度純化。具體來說，例如，將氧化物半導體層13中的氫濃度降低到5×1019atoms/cm3以下，較佳為降低到5×1018atoms/cm3以下，更佳為降低到5×1017atoms/cm3以下。此外，上述氧化物半導體層13中的氫濃度是藉由使用二次離子質譜分析法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)而測量的。另外，為了對氧化物半導體層13供應充分的氧使其處於氧過飽和的狀態，以覆蓋氧化物半導體層13的方式形成與氧化物半導體層13接觸的含有過剩的氧的絕緣層(SiOX等)。
另外，由於含有過剩的氧的絕緣層的氫濃度也會影響到電晶體特性，所以是重要的。
〈電晶體的變形例子〉
根據本發明的一個方式的電晶體不侷限於圖1A和圖1B所示的電晶體的結構。例如，圖2、圖3A和3B所示的結構也是本發明的一個方式的電晶體。另外，圖2和圖3A是電晶體的平面圖，圖3B是沿著圖3A所示的平面圖中的線C-D的剖面圖。
〈變形例子1〉
圖2所示的電晶體除了用在與導電層17重疊的區域中設置有槽口的源極24代替圖1A和圖1B所示的電晶體所具有的源極14以外，其他結構與圖1A和圖1B所示的電晶體相同。圖2所示的電晶體具有與圖1A和圖1B所示的電晶體同樣的作用，並能夠緩和起因於在源極24與導電層17之間產生的寄生電容的負載。
另外，由具有槽口的源極和汲極中的一方圍繞源極和汲極中的另一方且在設置有該槽口的區域中存在有與源極和汲極中的另一方電連接的導電層的電晶體都具有上述特徵。即，如下電晶體具有與圖1A和圖1B所示的電晶體同樣的作用，並能夠緩和起因於在源極和汲極中的一方與導電層之間產生的寄生電容的負載，在該電晶體中，源極和汲極中的一方具有槽口，其內壁的描線及外壁的描線為曲 線或者折線或者一部分為曲線且其他部分為折線，源極和汲極中的另一方位於源極和汲極中的一方的內側，並且在設置有該槽口的區域中存在有與源極和汲極中的另一方電連接的導電層。
另外，作為源極24，可以使用與上述閘極11、源極14、汲極15及導電層17同樣的導電體。
〈變形例子2〉
圖3A和圖3B所示的電晶體具有：設置在具有絕緣表面的基板30上的閘極31；設置在閘極31上的閘極絕緣層32；隔著閘極絕緣層32與閘極31重疊的氧化物半導體層33；設置在氧化物半導體層33的端部上的源極34；藉由設置在氧化物半導體層33上的絕緣層35中的開口部與氧化物半導體層33接觸的汲極36。在圖3A和圖3B所示的電晶體中，汲極36不與氧化物半導體層33的端部接觸。因此，與圖1A和圖1B所示的電晶體同樣，在氧化物半導體層33的端部不產生寄生通道或者能夠降低在該端部產生寄生通道的概率。由此，圖3A和圖3B所示的電晶體可以改善開關特性。
另外，源極34和汲極36可以互相替換。換言之，本發明的一個方式不侷限於如圖3A和圖3B所示那樣的源極34設置在氧化物半導體層33的端部上且汲極36藉由設置在絕緣層35中的開口部與氧化物半導體層33接觸的結構，也可以採用源極藉由設置在絕緣層35中的開口部與 氧化物半導體層33接觸且汲極設置在氧化物半導體層33的端部上的結構。
另外，作為基板30，可以使用與上述基板10同樣的基板。另外，作為閘極31、源極34及汲極36，可以使用與上述閘極11、源極14、汲極15及導電層17同樣的導電體。另外，作為閘極絕緣層32及絕緣層35，可以使用與上述閘極絕緣層12及絕緣層16同樣的絕緣體。另外，作為氧化物半導體層33，可以使用與上述氧化物半導體層13同樣的半導體。
〈應用例子〉
上述電晶體可以應用於構成各種半導體裝置的元件。例如，可以將該電晶體用作設置在主動矩陣型顯示裝置的各像素中的電晶體。下面，參照圖4A至圖4C對主動矩陣型液晶顯示裝置進行說明。
圖4A是示出液晶顯示裝置的結構例子的圖。圖4A所示的液晶顯示裝置具有：像素部100；掃描線驅動電路110；信號線驅動電路120；分別配置為平行或大致平行且其電位被掃描線驅動電路110控制的m個掃描線130；分別配置為平行或大致平行且其電位被信號線驅動電路120控制的n個信號線140。像素部100還具有配置為矩陣狀的多個像素150。另外，各掃描線130電連接到在像素部100中配置為m行n列的多個像素150中的配置在任一行的n個像素150。另外，各信號線140電連接到配置為m 行n列的多個像素150中的配置在任一列的m個像素150。
圖4B是示出圖4A所示的液晶顯示裝置具有的像素150的電路圖的一個例子。圖4B所示的像素150具有：電晶體151，其中閘極電連接到掃描線130，並且源極和汲極中的一方電連接到信號線140；電容元件152，其中一方的電極電連接到電晶體151的源極和汲極中的另一方，並且另一方的電極電連接到供應電容電位的佈線(電容線)；以及液晶元件153，其中一方的電極電連接到電晶體151的源極和汲極中的另一方以及電容元件152中的一方的電極，並且另一方的電極電連接到供應公共電位的佈線(共用電位線)。另外，電容電位和公共電位可以是同一電位。
上述電晶體可以用作圖4B所示的電晶體151。圖4C是示出作為電晶體151使用圖1A和圖1B所示的電晶體時的結構例子的平面圖。在圖4C所示的電晶體151中，閘極11與掃描線130電連接，源極14與信號線140電連接，汲極15與透明導電層160電連接。另外，可以說成是：在圖4C所示的電晶體151中，閘極11是掃描線130的一部分，並且源極14是信號線140的一部分。
另外，雖然圖4A至圖4C例示出在像素中具有上述電晶體的液晶顯示裝置，但是也可以將該電晶體用作構成圖4A所示的掃描線驅動電路110的元件。
此外，也可以將上述電晶體用作構成利用有機電致發 光(EL：Electro Luminescence)進行顯示的顯示裝置(有機EL顯示裝置)的像素的元件。
實施例
在本實施例中，對根據本發明的一個方式的電晶體進行說明。明確而言，在本實施例中，說明製造圖1A和圖1B所示的電晶體並對該電晶體進行評估的結果。
〈製程〉
首先，對該電晶體的製程進行說明。
首先，形成該電晶體的基底層。明確而言，在玻璃基板上利用電漿CVD法形成100nm厚的氮化矽(SiN)膜與該氮化矽(SiN)膜上的150nm厚的氧氮化矽膜的疊層膜。
接著，利用氟化氫(HF)對該基底層表面進行洗滌。
接著，形成閘極。明確而言，在該基底層上利用濺射法形成100nm厚的鎢(W)膜。然後，對該鎢(W)膜利用光微影製程進行加工來形成閘極。
接著，形成閘極絕緣層。明確而言，在該基底層及該閘極上利用微波CVD法形成100nm厚的氧氮化矽(SiON)膜。
接著，形成氧化物半導體層。明確而言，在該閘極絕緣層上利用濺射法形成35nm厚的至少含有銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)及氧(O)的膜。然後，對該膜利用光 微影製程進行加工來形成氧化物半導體層。
接著，在氮(N2)氛圍下以350℃進行1小時的加熱處理，並且在氮(N2)和氧(O2)的混合氛圍下以350℃進行1小時的加熱處理。
接著，形成源極及汲極。明確而言，在該閘極絕緣層及該氧化物半導體層上利用濺射法形成100nm厚的鈦(Ti)膜、該鈦(Ti)膜上的400nm厚的鋁(Al)膜及該鋁(Al)膜上的100nm厚的鈦(Ti)膜的疊層膜。然後，對該疊層膜利用光微影製程進行加工來形成源極及汲極。
接著，在氮(N2)和氧(O2)的混合氛圍下以300℃進行1小時的加熱處理。
接著，以220℃進行120秒的一氧化二氮(N2O)電漿處理。
接著，形成絕緣層。明確而言，在該閘極絕緣層、該氧化物半導體層、該閘極及該汲極上利用電漿CVD法形成600nm厚的氧氮化矽(SiON)膜。
接著，在氮(N2)和氧(O2)的混合氛圍下以300℃進行1小時的加熱處理。
接著，在該絕緣層上形成1500nm厚的丙烯酸樹脂之後在氮(N2)氛圍下以250℃進行1小時的加熱處理來烘烤該丙烯酸樹脂。
接著，形成透明導電層。明確而言，在該丙烯酸樹脂上利用濺射法形成至少含有銦(In)、錫(Sn)、矽(Si)及氧(O)的膜。另外，預先在該汲極上的絕緣層 及丙烯酸樹脂中設置開口部，以便使該膜與上述汲極接觸。
最後，在氮(N2)氛圍下以250℃進行1小時的加熱處理。
〈電特性〉
對藉由上述步驟得到的電晶體進行光照射條件下的正閘極BT測試。另外，在本實施例中，正閘極BT測試是指在80℃的溫度下在預定的時間內保持閘極與源極之間的電壓為30V的狀態的測試。在本實施例中，形成多個上述電晶體並分別對這些電晶體在2000秒以下的各種時間內進行該測試。
圖5是示出該測試之後的根據本實施例的多個電晶體的各個的Vg-Id曲線的圖。由圖5可知，在該測試之後根據本實施例的電晶體的開關特性的偏差也不大。
〈比較例子〉
下面，作為比較例子對源極及汲極與氧化物半導體層的端部接觸的電晶體進行說明。
圖6是示出根據本比較例子的電晶體的結構的平面圖。圖6所示的電晶體具有閘極1001、設置在閘極1001上的閘極絕緣層、閘極絕緣層上的氧化物半導體層1003、氧化物半導體層1003上的源極1004及汲極1006。如圖6所示，源極1004及汲極1006與氧化物半導體層1003的 端部接觸。
另外，根據本比較例子的電晶體使用與上述實施例的電晶體相同的構成要素、材料及製程形成。另外，形成多個根據本比較例子的電晶體並分別對這些電晶體在2000秒以下的各種時間內進行光照射條件下的正閘極BT測試。
圖7是示出該測試之後的根據本比較例子的多個電晶體的各個的Vg-Id曲線的圖。由圖7可知，在該測試之後根據本實比較例子的電晶體的開關特性的偏差非常大。
10‧‧‧基板
11‧‧‧閘極
12‧‧‧閘極絕緣層
13‧‧‧氧化物半導體層
14‧‧‧源極
15‧‧‧汲極
16‧‧‧絕緣層
17‧‧‧導電層
24‧‧‧源極
30‧‧‧基板
31‧‧‧閘極
32‧‧‧閘極絕緣層
33‧‧‧氧化物半導體層
34‧‧‧源極
35‧‧‧絕緣層
36‧‧‧汲極
100‧‧‧像素部
110‧‧‧掃描線驅動電路
120‧‧‧信號線驅動電路
130‧‧‧掃描線
140‧‧‧信號線
150‧‧‧像素
151‧‧‧電晶體
152‧‧‧電容元件
153‧‧‧液晶元件
160‧‧‧透明導電層
1001‧‧‧閘極
1003‧‧‧氧化物半導體層
1004‧‧‧源極
1006‧‧‧汲極
在圖式中：圖1A和圖1B分別是示出電晶體的結構例子的平面圖及剖面圖；圖2是示出電晶體的結構例子的平面圖；圖3A和圖3B分別是示出電晶體的結構例子的平面圖及剖面圖；圖4A是示出液晶顯示裝置的結構例子的圖，圖4B是示出像素的結構例子的圖，圖4C是示出像素所具有的電晶體的結構例子的圖；圖5是示出電晶體的Vg-Id曲線的圖；圖6是示出電晶體的結構例子的平面圖；圖7是示出電晶體的Vg-Id曲線的圖。
11‧‧‧閘極
13‧‧‧氧化物半導體層
14‧‧‧源極
15‧‧‧汲極
17‧‧‧導電層

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置，包括：基板上的閘極；該閘極上的閘極絕緣層；該閘極絕緣層上的包括第一部分及第二部分的氧化物半導體層，其中該第一部分是端部，並且其中該第二部分是該端部之外的部分；以及該氧化物半導體層上的第一導電層及第二導電層，其中該第一導電層及該第二導電層不與該第一部分接觸但與該第二部分接觸，其中該第二部分的降阻元素的濃度低於該第一部分，並且其中該第二部分的氧濃度高於該第一部分的氧濃度。
  2. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，還包括：該第一導電層及該第二導電層上的絕緣層；以及透過該絕緣層的開口部與該第一導電層和該第二導電層中的一個接觸的第三導電層。
  3. 一種半導體裝置，包括：基板上的閘極；該閘極上的閘極絕緣層；該閘極絕緣層上的包括第一部分及第二部分的氧化物半導體層，其中該第一部分是端部，並且其中該第二部分是該端部之外的部分；以及該氧化物半導體層上的第一導電層及第二導電層， 其中，該第一導電層及該第二導電層不與該第一部分接觸但與該第二部分接觸，其中該第二部分的降阻元素的濃度低於該第一部分，其中該第二部分的氧濃度高於該第一部分的氧濃度，並且其中該第一導電層的至少一部分被該第二導電層包圍。
  4. 根據申請專利範圍第3項之半導體裝置，還包括：該第一導電層及該第二導電層上的絕緣層；以及透過該絕緣層的開口部與該第一導電層接觸的第三導電層。
  5. 根據申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中該第一導電層及該第二導電層具有圓形形狀或多角形形狀，其中該第二導電層包括開口部，並且其中該第一導電層位於該第二導電層的該開口部內側。
  6. 根據申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中該第一導電層具有圓形形狀或多角形形狀，其中該第二導電層具有C形狀，並且其中該第一導電層位於該第二導電層內側。
  7. 一種半導體裝置，包括：基板上的閘極；該閘極上的閘極絕緣層； 該閘極絕緣層上的包括第一部分及第二部分的氧化物半導體層，其中該第一部分是端部，並且其中該第二部分是該端部之外的部分；以及該氧化物半導體層上的第一導電層及第二導電層，其中該第一導電層不與該第一部分接觸但與該第二部分接觸，其中該第二導電層與該第一部分接觸但不與該第二部分接觸，其中該第二部分的降阻元素的濃度低於該第一部分，並且其中該第二部分的氧濃度高於該第一部分的氧濃度。
  8. 根據申請專利範圍第1、3、和7之任一項之半導體裝置，其中該降阻元素為氯、氟、硼或氫。
  9. 根據申請專利範圍第1、3、和7之任一項之半導體裝置，其中該第一部分及該第二部分包括結晶部。
  10. 根據申請專利範圍第1、3、和7之任一項之半導體裝置，其中該閘極、該氧化物半導體層、該第一導電層以及該第二導電層具有圓形形狀或多角形形狀。
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