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公開番号2024177329
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2024173230,2022159476
出願日2024-10-02,2014-08-01
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H10B 12/00 20230101AFI20241212BHJP()
要約【課題】酸化物半導体膜を用いたトランジスタを提供する。または、酸素欠損の低減され
た酸化物半導体膜を用いたトランジスタを提供する。または、電気特性の優れたトランジ
スタを提供する。
【解決手段】第1の絶縁膜と、第1の酸化物半導体膜と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と
、を有し、第1の絶縁膜は第1の領域と、第2の領域と、を有し、第1の領域は、第2の
領域よりも酸素を透過させにくい領域であり、第1の酸化物半導体膜は少なくとも第2の
領域上に配置される半導体装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上の酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層上に設けられ、前記第１の絶縁層の上面と接するゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上のゲート電極層と、
前記ゲート電極層上の第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層の開口を介して前記酸化物半導体層と電気的に接続された導電層と、を有し、
前記酸化物半導体層の一部は、酸化物半導体の抵抗を下げる機能を有する元素を含み、
前記第２の絶縁層は、窒素と酸素とシリコンとを含み、酸素を０．１ａｔｏｍｉｃ％以上２５ａｔｏｍｉｃ％未満含む半導体装置。
続きを表示（約 190 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第１の絶縁層の一部は、酸化物半導体の抵抗を下げる機能を有する元素を含む半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の絶縁層の第１の領域と、前記ゲート絶縁層の第２の領域と、前記酸化物半導体層の第３の領域とは、酸化物半導体の抵抗を下げる機能を有する元素を含む半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、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
、本発明は、例えば、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、それらの駆動方
法、またはそれらを生産する方法に関する。特に、本発明は、例えば、トランジスタを有
する半導体装置、表示装置、発光装置、またはそれらの駆動方法などに関する。または、
本発明は、例えば、当該半導体装置、当該表示装置、または当該発光装置を有する電子機
器などに関する。
続きを表示（約 1,400 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
全般をいう。表示装置、発光装置、電気光学装置、半導体回路および電子機器などは、半
導体装置を有している場合がある。
【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
、また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】
近年は、インジウム、ガリウムおよび亜鉛を有する酸化物半導体膜を用いたトランジスタ
が注目されている。
【０００６】
酸化物半導体膜は、スパッタリング法など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用いることができる。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】
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与える方法として、酸化物半
導体膜と接する絶縁膜への酸素ドーピング技術が開示されている（特許文献１参照。）。
特許文献１に開示された技術を用いることで、酸化物半導体膜中の酸素欠損を低減するこ
とができる。その結果、酸化物半導体膜を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを低
減し、信頼性を向上させることができる。
【０００８】
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
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】
【０００９】
特開２０１１－２４３９７４号公報
特開２０１２－２５７１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
酸化物半導体膜を用いたトランジスタを提供することを課題の一とする。または、酸素欠
損の低減された酸化物半導体膜を用いたトランジスタを提供することを課題の一とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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