半导体装置的制作方法

本发明的一实施方式涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。特别地，本发明的一实施方式涉及层叠有使用氧化物半导体作为沟道的晶体管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，在沟道中使用氧化物半导体来代替非晶硅、低温多晶硅、及单晶硅的半导体装置的开发在不断推进(例如，专利文献1)。即使在使用具有结晶性的氧化物半导体层的情况下，以往的包含氧化物半导体层的薄膜晶体管的场效应迁移率也不会那样大。因此，正在研究在要求高速地进行驱动的晶体管中使用将结晶性硅用于沟道的晶体管、而在要求截止电流低的晶体管中使用氧化物半导体的半导体装置(例如，专利文献2、3)。

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2013-008946号公报

6、专利文献3：日本特开2011-142621号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、为了提高半导体装置的集成度，有时在同一基板上形成将结晶性硅用于沟道的晶体管、和将氧化物半导体用于沟道的晶体管。大多在将结晶性硅用于沟道的晶体管之上层叠将氧化物半导体用于沟道的晶体管。然而，将结晶性硅用于沟道的晶体管和将氧化物半导体用于沟道的晶体管由于制造工艺不同，因而制造成本增大。

3、本发明的一实施方式的目的之一在于提供能够高集成化且制造成本降低的半导体装置。

4、用于解决课题的手段

5、本发明的一实施方式涉及的半导体装置具有：基板；设置在基板上的第一晶体管；和设置在第一晶体管上的第二晶体管，第一晶体管包含：第一栅电极，其设置在基板上；第一绝缘膜，其设置在第一栅电极上；第一氧化物半导体层，其设置在第一绝缘膜上、具有与第一栅电极重叠的区域、并具有多晶结构；第二绝缘膜，其设置在第一氧化物半导体层上；和第二栅电极，其设置在第二绝缘膜上，第二晶体管包含：第三栅电极，其设置在第二绝缘膜上；第三绝缘膜，其设置在第三栅电极上；第二氧化物半导体层，其设置在第三绝缘膜上、并具有与第三栅电极重叠的区域；第四绝缘膜，其设置在第二氧化物半导体层上；和第四栅电极，其设置在第四绝缘膜上。

技术特征：

1.半导体装置，其具有：

2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一氧化物半导体层包含：

3.如权利要求2所述的半导体装置，其中，所述第二氧化物半导体层具有多晶结构，并包含：

4.如权利要求3所述的半导体装置，其中，所述第一氧化物半导体层的所述第二区域与所述第二氧化物半导体层的所述第四区域在俯视下重叠。

5.如权利要求1所述的半导体装置，其还具有设置在所述基板上的第三晶体管，

6.如权利要求5所述的半导体装置，其中，所述第三氧化物半导体层包含：

7.如权利要求6所述的半导体装置，其中，所述第二氧化物半导体层的所述第四区域与所述第一氧化物半导体层的所述第二区域及所述第三氧化物半导体层的所述第六区域在俯视下重叠。

8.如权利要求1所述的半导体装置，其还具有设置在所述第一绝缘膜与所述第一氧化物半导体层之间的第一金属氧化物层。

9.如权利要求1所述的半导体装置，其还具有设置在所述第三绝缘膜与所述第二氧化物半导体层之间的第二金属氧化物层。

10.如权利要求5所述的半导体装置，其还具有设置在所述第一绝缘膜和所述第三氧化物半导体层之间的第三金属氧化物层。

11.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二绝缘膜的膜厚比所述第一绝缘膜的膜厚薄，

12.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一晶体管还具有设置在与所述第四栅电极相同的绝缘膜上的第一源电极及第一漏电极，

13.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一绝缘膜及所述第三绝缘膜分别具有氮化硅膜与氧化硅膜的层叠结构。

技术总结
本发明涉及半导体装置。提供可靠性及迁移率高的半导体装置。半导体装置具有基板、设于基板上的第一晶体管、和设于第一晶体管上的第二晶体管，第一晶体管包含：设于基板上的第一栅电极；设于第一栅电极上的第一绝缘膜；设于第一绝缘膜上、有与第一栅电极重叠的区域并具有多晶结构的第一氧化物半导体层；设于第一氧化物半导体层上的第二绝缘膜；和设于第二绝缘膜上的第二栅电极，第二晶体管包含：设于第二绝缘膜上的第三栅电极；设于第三栅电极上的第三绝缘膜；设于第三绝缘膜上、有与第三栅电极重叠的区域的第二氧化物半导体层；设于第二氧化物半导体层上的第四绝缘膜；和设于第四绝缘膜上的第四栅电极。

技术研发人员：渡壁创,津吹将志,佐佐木俊成,田丸尊也,望月真里奈,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：2024/9/23