半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体装置，公开的一个实施方式涉及半导体装置的构造和布局(layout)形状。
【背景技术】
[0002]近年来，在显示装置或个人电脑等的驱动电路中作为微细的开关元件而使用了晶体管、二极管等半导体装置。特别是，在显示装置中，半导体装置不仅使用于选择晶体管，用以供给与各像素的灰度相适的电压或电流，还使用于驱动电路，用以选择供给电压或电流的像素。半导体装置根据其用途的不同，所要求的特性也不同。例如，作为选择晶体管使用的半导体装置要求截止电流低、半导体装置间的特性偏差小。另外，作为驱动电路使用的半导体装置要求高的导通电流。
[0003]对于上述的显示装置来说，至今开发了沟道使用了非晶硅或低温多晶硅、单晶硅的半导体装置。沟道使用了非晶硅的半导体装置由于能够以更加单纯的构造并且400°C以下的低温工艺来形成，所以可以使用例如被称作第8代(2160 X 2460mm)的大型的玻璃基板来形成。可是，沟道使用了非晶硅的半导体装置由于迀移率较低，所以不能用于驱动电路。
[0004]另外，沟道使用了低温多晶硅、单晶硅的半导体装置由于迀移率比沟道使用了非晶硅的半导体装置高，所以不仅能够用于选择晶体管，还能够用于驱动电路的半导体装置。可是，沟道使用了低温多晶硅、单晶硅的半导体装置的构造和工艺较复杂。另外，由于需要用500°C以上的高温工艺来形成半导体装置，所以不能使用上述的大型的玻璃基板来形成半导体装置。另外，沟道使用了非晶硅或低温多晶硅、单晶硅的半导体装置的截止电流均较高，将这些半导体装置用于选择晶体管时，难以长时间保持施加的电压。
[0005]因此，最近，代替非晶硅、低温多晶硅、单晶硅而将氧化物半导体用于沟道的半导体装置的开发有所发展(例如，日本特开2010 — 062229号公报)。已知沟道使用了氧化物半导体的半导体装置与沟道使用了非晶硅的半导体装置同样，能够以单纯的构造并且低温工艺形成半导体装置，与沟道使用了非晶硅的半导体装置相比具有更高的迀移率。另外，已知沟道使用了氧化物半导体的半导体装置的截止电流非常低。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题
[0007]可是，沟道使用了氧化物半导体的半导体装置的迀移率比沟道使用了低温多晶硅、单晶硅的半导体装置低。因此，为了获得更高的导通电流，需要缩短半导体装置的L长(沟道长)。对于在日本特开2010 - 062229号公报中记载的半导体装置来说，为了缩短半导体装置的沟道长，需要缩短源极、漏极间的距离。
[0008]这里，源极、漏极间的距离由光刻法和蚀刻的工序决定，但用光刻法来进行布图时，微细化被曝光机的掩模图形尺寸所限制。特别是，当在玻璃基板上用光刻法来进行布图时，掩模图形的最小尺寸是2 μπι左右，半导体装置的短沟道化受到该掩模图形尺寸的限制。另外，由于半导体装置的沟道长由光刻法决定，所以半导体装置的沟道长会受到光刻法的工序中的基板面内偏差的影响。
[0009]本发明鉴于上述情况，目的之一是提供一种能够提高导通电流的半导体装置。此外另外一个目的是提供一种能够抑制沟道长的基板面内偏差的半导体装置。
[0010]解决问题的手段
[0011]本发明的一个实施方式的半导体装置具有:第I电极；第I绝缘层，设置有到达第I电极的第I开口部，在第I开口部具有环状的第I侧壁；氧化物半导体层，配置于第I侧壁，与第I电极连接；栅极绝缘层，配置于所述氧化物半导体层上；栅电极，与配置于第I侧壁的氧化物半导体层对置；和第2电极，配置于第I绝缘层的上方，与氧化物半导体层连接，所述氧化物半导体层配置于所述第I侧壁与所述栅极绝缘层之间，所述栅极绝缘层配置于所述氧化物半导体层与所述栅电极之间。
[0012]另外，本发明的一个实施方式的半导体装置具有:第I绝缘层，具有环状的第I侧壁；氧化物半导体层，配置于第I侧壁；栅极绝缘层，配置于氧化物半导体层上；栅电极，与配置于第I侧壁的氧化物半导体层对置；第I电极，配置于第I绝缘层的下方，与氧化物半导体层的第I部分连接；和第2电极，配置于第I绝缘层的上方，与氧化物半导体层的第2部分连接，所述氧化物半导体层配置于所述第I侧壁与所述栅极绝缘层之间，所述栅极绝缘层配置于所述氧化物半导体层与所述栅电极之间。
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的一个实施方式的半导体装置的概要的截面图。
[0014]图2A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成下部电极的工序的俯视图。
[0015]图2B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成下部电极的工序的截面图。
[0016]图3A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成第I绝缘层和第I辅助电极的工序的俯视图。
[0017]图3B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成第I绝缘层和第I辅助电极的工序的截面图。
[0018]图4A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成氧化物半导体层的工序的俯视图。
[0019]图4B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成氧化物半导体层的工序的截面图。
[0020]图5A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成栅极绝缘层和栅电极的工序的俯视图。
[0021]图5B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成栅极绝缘层和栅电极的工序的截面图。
[0022]图6A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在第2绝缘层和栅极绝缘层形成开口部的工序的俯视图。
[0023]图6B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在第2绝缘层和栅极绝缘层形成开口部的工序的截面图。
[0024]图7A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成上部电极的工序的俯视图。
[0025]图7B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成上部电极的工序的截面图。
[0026]图8是表示本发明的一个实施方式的变形例的半导体装置的概要的截面图。
[0027]图9是表示本发明的一个实施方式的变形例的半导体装置的概要的截面图。
[0028]图10是表示本发明的一个实施方式的变形例的半导体装置的概要的截面图。
[0029]图11是表示本发明的一个实施方式的变形例的半导体装置的概要的截面图。
[0030]图12是表示本发明的一个实施方式的变形例的半导体装置的概要的截面图。
[0031]图13是表示本发明的一个实施方式的变形例的半导体装置的概要的截面图。
[0032]图14A是表示本发明的一个实施方式的半导体装置的概要的俯视图。
[0033]图14B是表示本发明的一个实施方式的半导体装置的概要的截面图。
[0034]图15A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成下部电极的工序的俯视图。
[0035]图15B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成下部电极的工序的截面图。
[0036]图16A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在下部电极上形成第I绝缘层和第I辅助电极的工序的俯视图。
[0037]图16B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在下部电极上形成第I绝缘层和第I辅助电极的工序的截面图。
[0038]图17A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成氧化物半导体层的工序的俯视图。
[0039]图17B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成氧化物半导体层的工序的截面图。
[0040]图18A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成栅极绝缘层和栅电极的工序的俯视图。
[0041]图18B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成栅极绝缘层和栅电极的工序的截面图。
[0042]图19A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在第2绝缘层和栅极绝缘层形成开口部的工序的俯视图。
[0043]图19B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在第2绝缘层和栅极绝缘层形成开口部的工序的截面图。
[0044]图20A是表示本发明的一个实施方式的半导体装置的概要的俯视图。
[0045]图20B是表示本发明的一个实施方式的半导体装置的概要的截面图。
[0046]图21A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在下部电极上形成第I绝缘层、第2绝缘层、第I辅助电极和第2辅助电极的工序的俯视图。
[0047]图21B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在下部电极上形成第I绝缘层、第2绝缘层、第I辅助电极和第2辅助电极的工序的截面图。
[0048]图22A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成氧化物半导体层的工序的俯视图。
[0049]图22B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成氧化物半导体层的工序的截面图。
[0050]图23A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成栅极绝缘层和栅电极的工序的俯视图。
[0051]图23B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，形成栅极绝缘层和栅电极的工序的截面图。
[0052]图24A是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在第2绝缘层和栅极绝缘层形成开口部的工序的俯视图。
[0053]图24B是表示在本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在第2绝缘层和栅极绝缘层形成开口部的工序的截面图。
【具体实施方式】
[0054]以下，对本发明的各实施方式参照着附图进行说明。此外，公开的只不过是一个例子，对于本领域技术人员来说，保持了发明主旨的适当变更，只要是能够容易想到的，当然就包含在本发明的范围内。另外，为了使说明更加明确，附图与实际的形态相比，各部分的宽，厚，形状等有可能是示意地表示，只是一个例子，并不对本发明的解释进行限定。另外，在本说明书和各图中，有时对于有关已有的图已叙述者相同的要素，赋予相同的符号，适当省略详细的说明。
[0055]〈实施方式I〉
[0056]使用图1对本发明的实施方式I的半导体装置10的概要进行说明。对于实施方式I的半导体装置10而言，对液晶显示装置(Liquid Crystal Display Device:1XD)、显示部中利用了