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公開番号2022010399
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-01-14
出願番号2021188066,2019175097
出願日2021-11-18,2013-11-08
発明の名称半導体装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H01L 29/786 20060101AFI20220106BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】酸化物半導体膜を用いたトランジスタに安定した電気特性を付与する。また、酸 化物半導体膜を用いたトランジスタに優れた電気特性を付与する。また、当該トランジス タを有する信頼性の高い半導体装置を提供する。 【解決手段】酸化物半導体膜及び酸化物膜が積層された多層膜と、ゲート電極と、ゲート 絶縁膜とを有するトランジスタについて、多層膜は、ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電 極と重畳して設け、多層膜は、酸化物半導体膜の下面と酸化物半導体膜の側面とでなす第 1の角度、及び、酸化物膜の下面と酸化物膜の側面とでなす第2の角度を有する形状であ り、第1の角度は、第2の角度よりも小さく、且つ鋭角にする。また、当該トランジスタ を用いることで半導体装置を作製する。 【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
In-Ga-Zn酸化物を有し、トランジスタのチャネル形成領域を有する酸化物半導体膜と、
In-Ga-Zn酸化物を有し、前記酸化物半導体膜の上面と接する領域を有するように設けられる酸化物膜と、
前記酸化物半導体膜の側面と接する領域と、前記酸化物膜の側面と接する領域と、前記酸化物膜の上面と接する領域と、を有するように設けられる、ソース電極及びドレイン電極と、を有し、
前記酸化物膜が有するIn/Gaの原子数比は、前記酸化物半導体膜が有するIn/Gaの原子数比よりも小さい、半導体装置。
続きを表示(約 210 文字)【請求項2】
請求項1において、
前記酸化物膜のGaの原子数比は、前記酸化物膜のInの原子数比以上である、半導体装置。
【請求項3】
請求項1又は請求項2において、
前記酸化物半導体膜の下面と前記酸化物半導体膜の側面とは、第1の角度をなし、
前記酸化物膜の下面と前記酸化物膜の側面とは、第2の角度をなし、
前記第1の角度は、前記第2の角度より小さい、半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置及びその作製方法に関する。
続きを表示(約 1,500 文字)【0002】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能し得る装
置全般をいい、電気光学装置、半導体回路及び電子機器などは全て半導体装置である。
【背景技術】
【0003】
絶縁表面を有する基板上に形成された半導体膜を用いて、トランジスタを構成する技術
が注目されている。当該トランジスタは集積回路や表示装置のような半導体装置に広く応
用されている。トランジスタに適用可能な半導体膜としてシリコン膜が知られている。
【0004】
トランジスタの半導体膜に用いられるシリコン膜は、用途によって非晶質シリコン膜と
多結晶シリコン膜とが使い分けられている。例えば、大型の表示装置を構成するトランジ
スタに適用する場合、大面積基板への成膜技術が確立されている非晶質シリコン膜を用い
ると好適である。一方、駆動回路を一体形成した高機能の表示装置を構成するトランジス
タに適用する場合、高い電界効果移動度を有するトランジスタを作製可能な多結晶シリコ
ン膜を用いると好適である。多結晶シリコン膜は、非晶質シリコン膜に対し高温での熱処
理、又はレーザ光処理を行うことで形成する方法が知られる。
【0005】
さらに、近年では酸化物半導体膜が注目されている。例えば、キャリア密度が10
18
/cm

未満であるインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸化物半導体膜を用いたトラン
ジスタが開示されている(特許文献1参照)。
【0006】
酸化物半導体膜は、スパッタリング法を用いて成膜できるため、大型の表示装置を構成
するトランジスタに適用することができる。また、酸化物半導体膜を用いたトランジスタ
は、高い電界効果移動度を有するため、駆動回路を一体形成した高機能の表示装置を実現
できる。また、非晶質シリコン膜を用いたトランジスタの生産設備の一部を改良して利用
することが可能であるため、設備投資を抑えられるメリットもある。
【0007】
ところで、酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、オフ状態において極めてリーク電
流(オフ電流ともいう。)が小さいことが知られている。例えば、酸化物半導体膜を用い
たトランジスタの低いリーク特性を応用した低消費電力のCPUなどが開示されている(
特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
特開2006-165528号公報
米国特許出願公開第2012/0032730号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、酸化物半導体膜中に生じる欠陥、及び酸化物
半導体膜に接する絶縁膜との界面に生じる欠陥によって、トランジスタの電気特性が不良
となる。また、酸化物半導体膜を用いたトランジスタの応用が広がるにつれ、信頼性の要
求が多様化している。
【0010】
そこで、本発明の一態様は、酸化物半導体膜を用いたトランジスタに安定した電気特性
を付与することを課題の一とする。また、本発明の一態様は、酸化物半導体膜を用いたト
ランジスタに優れた電気特性を付与することを課題の一とする。また、当該トランジスタ
を有する信頼性の高い半導体装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
(【0011】以降は省略されています)

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