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公開番号2024134080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023044186
出願日2023-03-20
発明の名称半導体装置
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人きさらぎ国際特許事務所
主分類H01L 29/786 20060101AFI20240926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】優れたトランジスタ特性を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、基板と、基板に対して基板の表面と交差する第1方向に離間した酸化物半導体層と、酸化物半導体層の一部に対向する第1配線と、酸化物半導体層と第1配線との間に設けられたゲート絶縁膜と、酸化物半導体層の第1方向の一端に電気的に接続された第2配線と、第2配線の、第1方向と交差する第2方向の一方側の面、及び、他方側の面に設けられた第1絶縁層とを備える。第2配線は、第1金属元素を含み、第1絶縁層は、第1金属元素及び酸素(O)を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板に対して前記基板の表面と交差する第１方向に離間した酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の一部に対向する第１配線と、
前記酸化物半導体層と前記第１配線との間に設けられたゲート絶縁膜と、
前記酸化物半導体層の前記第１方向の一端に電気的に接続された第２配線と、
前記第２配線の、前記第１方向と交差する第２方向の一方側の面、及び、他方側の面に設けられた第１絶縁層と
を備え、
前記第２配線は、第１金属元素を含み、
前記第１絶縁層は、前記第１金属元素及び酸素（Ｏ）を含む
半導体装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記酸化物半導体層よりも前記基板から遠い金属酸化物層を更に備え、
前記金属酸化物層は、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び、タングステン（Ｗ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属元素と、酸素（Ｏ）とを含む
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記金属酸化物層は、前記第２配線よりも前記基板から遠い
請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記金属酸化物層は、
前記第２配線に対して、前記第２方向の一方側、及び、他方側に設けられる
請求項２記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２配線よりも前記基板から遠い第３配線を更に備え、
前記第３配線の、前記第２方向の一方側の面、及び、他方側の面は、シリコン（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を含む絶縁層と接する
請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２配線よりも前記基板から遠い第３配線と、
前記第３配線の、前記第２方向の一方側の面、及び、他方側の面に設けられた第２絶縁層と
を備え、
前記第３配線は、第２金属元素を含み、
前記第２絶縁層は、前記第２金属元素及び酸素（Ｏ）を含み、
前記第１絶縁層の前記第２方向の膜厚は、前記第２絶縁層の前記第２方向の膜厚よりも大きい
請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記酸化物半導体層の前記第１方向の一端部に接続された第１導電層を備え、
前記第１導電層は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、及び、酸素（Ｏ）を含む
請求項１記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板と前記酸化物半導体層との間に、キャパシタ層を備え、
前記キャパシタ層は、前記酸化物半導体層に電気的に接続されたキャパシタ構造を備える
請求項１記載の半導体装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板に対して前記基板の表面と交差する第１方向に離間した酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の一部に対向する第１配線と、
前記酸化物半導体層と前記第１配線との間に設けられたゲート絶縁膜と、
前記酸化物半導体層の前記第１方向の一端に電気的に接続された第２配線と、
前記酸化物半導体層よりも前記基板から遠い金属酸化物層と
を備え、
前記金属酸化物層は、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び、タングステン（Ｗ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属元素と、酸素（Ｏ）とを含む
半導体装置。
【請求項１０】
前記金属酸化物層は、前記第２配線よりも前記基板から遠い
請求項９記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
酸化物半導体層と、酸化物半導体層に対向する第１配線と、酸化物半導体層と第１配線との間に設けられたゲート絶縁膜と、を備える半導体装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１６９４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
優れたトランジスタ特性を有する半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一の実施形態に係る半導体装置は、基板と、基板に対して基板の表面と交差する第１方向に離間した酸化物半導体層と、酸化物半導体層の一部に対向する第１配線と、酸化物半導体層と第１配線との間に設けられたゲート絶縁膜と、酸化物半導体層の第１方向の一端に電気的に接続された第２配線と、第２配線の、第１方向と交差する第２方向の一方側の面、及び、他方側の面に設けられた第１絶縁層とを備える。第２配線は、第１金属元素を含み、第１絶縁層は、第１金属元素及び酸素（Ｏ）を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な回路図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な平面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な平面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な平面図である。
同半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
比較例に係る半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
第１実施形態に係る半導体装置の変形例１の一部の構成を示す模式的な断面図である。
第１実施形態に係る半導体装置の変形例２の一部の構成を示す模式的な断面図である。
第２実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な平面図である。
同半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
第３実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
第４実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
第４実施形態に係る半導体装置の変形例１の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の変形例１の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
第４実施形態に係る半導体装置の変形例２の一部の構成を示す模式的な断面図である。
第４実施形態に係る半導体装置の変形例３の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の変形例３の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
第５実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
第５実施形態に係る半導体装置の変形例１の一部の構成を示す模式的な断面図である。
第５実施形態に係る半導体装置の変形例２の一部の構成を示す模式的な断面図である。
第６実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
その他の実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次に、実施形態に係る半導体装置を、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施形態はあくまでも一例であり、本発明を限定する意図で示されるものではない。また、以下の図面は模式的なものであり、説明の都合上、一部の構成等が省略される場合がある。また、複数の実施形態について共通する部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０００８】
また、本明細書において、第１の構成が第２の構成に「電気的に接続されている」と言った場合、第１の構成は第２の構成に直接接続されていても良いし、第１の構成が第２の構成に配線、半導体部材又はトランジスタ等を介して接続されていても良い。例えば、３つのトランジスタを直列に接続した場合には、２つ目のトランジスタがＯＦＦ状態であったとしても、１つ目のトランジスタは３つ目のトランジスタに「電気的に接続」されている。
【０００９】
また、本明細書においては、基板の上面に対して平行な所定の方向をＸ方向、基板の上面に対して平行で、Ｘ方向と垂直な方向をＹ方向、基板の上面に対して垂直な方向をＺ方向と呼ぶ。
【００１０】
また、本明細書においては、所定の面に沿った方向を第１方向、この所定の面に沿って第１方向と交差する方向を第２方向、この所定の面と交差する方向を第３方向と呼ぶことがある。これら第１方向、第２方向及び第３方向は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれかと対応していても良いし、対応していなくても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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