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公開番号2024166224
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2024152353,2024091619
出願日2024-09-04,2016-03-17
発明の名称発光装置
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 20060101AFI20241121BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】酸化物半導体膜を有するトランジスタにおいて、電気特性の変動を抑制すると共
に、信頼性を向上させる。
【解決手段】トランジスタを有する半導体装置であって、トランジスタは、第1のゲート
電極と、第1のゲート電極上の第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜上の第1の酸化物半導体膜
と、第1の酸化物半導体膜に電気的に接続されるソース電極と、第1の酸化物半導体膜に
電気的に接続されるドレイン電極と、第1の酸化物半導体膜上の第2の絶縁膜と、第2の
絶縁膜上の第2のゲート電極として機能する第2の酸化物半導体膜と、第2の酸化物半導
体膜上の第3の絶縁膜と、を有し、第2の絶縁膜は、過剰酸素領域を有し、過剰酸素領域
が濃度勾配を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタを有する半導体装置であって、
前記トランジスタは、
第１のゲート電極と、
前記第１のゲート電極上の第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上の第１の酸化物半導体膜と、
前記第１の酸化物半導体膜に電気的に接続されるソース電極と、
前記第１の酸化物半導体膜に電気的に接続されるドレイン電極と、
前記第１の酸化物半導体膜上の第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上の第２のゲート電極として機能する第２の酸化物半導体膜と、
前記第２の酸化物半導体膜上の第３の絶縁膜と、を有し、
前記第２の絶縁膜は、
過剰酸素領域を有し、
前記過剰酸素領域が濃度勾配を有する、
ことを特徴とする半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、酸化物半導体膜を有する半導体装置及び該半導体装置を有する表示
装置に関する。または、本発明の一態様は、酸化物半導体膜を有する半導体装置の作製方
法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロ
セス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に
関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装
置、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法に関する。
【０００３】
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる
装置全般を指す。トランジスタなどの半導体素子をはじめ、半導体回路、演算装置、記憶
装置は、半導体装置の一態様である。撮像装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、電
気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は、
半導体装置を有している場合がある。
【背景技術】
【０００４】
絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜を用いてトランジスタ（電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）、または薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ともいう）を構成する技術が注
目されている。該トランジスタは集積回路（ＩＣ）や画像表示装置（表示装置）のような
電子デバイス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薄膜としてシリコ
ンを代表とする半導体材料が広く知られているが、その他の材料として酸化物半導体が注
目されている。
【０００５】
例えば、チャネル領域を形成する酸化物半導体膜の下地絶縁膜に、加熱により酸素を放
出する絶縁膜を用い、該酸化物半導体膜の酸素欠損を低減する半導体装置が開示されてい
る（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１２－９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
酸化物半導体膜をチャネル領域に用いてトランジスタを作製する場合、酸化物半導体膜
中に形成される酸素欠損は、トランジスタ特性に影響を与えるため問題となる。例えば、
酸化物半導体膜中に酸素欠損が形成されると、該酸素欠損に水素が結合し、キャリア供給
源となる。酸化物半導体膜中にキャリア供給源が生成されると、酸化物半導体膜を有する
トランジスタの電気特性の変動、代表的にはしきい値電圧のシフトが生じる。また、トラ
ンジスタごとに電気特性がばらつくという問題がある。したがって、酸化物半導体膜のチ
ャネル領域においては、酸素欠損が少ないほど好ましい。
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明の一態様は、酸化物半導体膜を有するトランジスタにおいて、
電気特性の変動を抑制すると共に、信頼性を向上させることを課題の１つとする。または
、本発明の一態様は、消費電力が低減された半導体装置を提供することを課題の１つとす
る。または、本発明の一態様は、新規な半導体装置を提供することを課題の１つとする。
または、本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の１つとする。
【０００９】
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細
書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽
出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、トランジスタを有する半導体装置であって、トランジスタは、第１
のゲート電極と、第１のゲート電極上の第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上の第１の酸化物
半導体膜と、第１の酸化物半導体膜に電気的に接続されるソース電極と、第１の酸化物半
導体膜に電気的に接続されるドレイン電極と、第１の酸化物半導体膜上の第２の絶縁膜と
、第２の絶縁膜上の第２のゲート電極として機能する第２の酸化物半導体膜と、第２の酸
化物半導体膜上の第３の絶縁膜と、を有し、第２の絶縁膜は、過剰酸素領域を有し、過剰
酸素領域が濃度勾配を有する半導体装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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