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公開番号2025013521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2024194226,2020552183
出願日2024-11-06,2019-10-18
発明の名称半導体装置の作製方法
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10D 30/67 20250101AFI20250117BHJP()
要約【課題】信頼性が良好な半導体装置を提供する。
【解決手段】酸化物半導体を形成し、酸化物半導体に接する第1の絶縁体を成膜し、第1の絶縁体上に、第2の絶縁体を成膜し、第2の絶縁体上に、第3の絶縁体を成膜し、第3の絶縁体、第2の絶縁体、および第1の絶縁体に、開口部を形成し、開口部内を洗浄し、洗浄された開口部内に導電体を埋め込み、第1の絶縁体は、過剰酸素領域を含むように形成され、第2の絶縁体は、第1の絶縁体よりも、酸素、水素、または水に対する高いバリア性を有するように形成され、開口部は、円柱、または逆円錐の形状になるように加工する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１の絶縁体を成膜し、
前記第１の絶縁体上に、酸化物半導体を形成し、
前記酸化物半導体に接する第２の絶縁体を成膜し、
前記第２の絶縁体上に、第３の絶縁体を成膜し、
前記第３の絶縁体上に、第４の絶縁体を成膜し、
前記第４の絶縁体、前記第３の絶縁体、および前記第２の絶縁体に、開口部を形成し、
前記開口部内を洗浄し、
前記洗浄された開口部内に導電体を埋め込み、
前記第２の絶縁体は、過剰酸素領域を含むように形成され、
前記第２の絶縁体、および前記第３の絶縁体は、前記第１の絶縁体よりも、酸素、水素、または水に対する高いバリア性を有するように形成され、
前記第１の絶縁体と前記第４の絶縁体とは、同じ材質を用いて形成され、
前記第１の絶縁体と前記第２の絶縁体とは、前記酸化物半導体の周縁領域で接し、
前記開口部は、円柱、または逆円錐の形状になるように加工される半導体装置の作製方法。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
第１の絶縁体を成膜し、
前記第１の絶縁体上に、酸化物半導体を形成し、
前記酸化物半導体に接する第２の絶縁体を成膜し、
前記第２の絶縁体上に、酸素雰囲気下のスパッタリング法により、第３の絶縁体を成膜し、
前記第３の絶縁体上に、第４の絶縁体を成膜し、
前記第４の絶縁体、前記第３の絶縁体、および前記第２の絶縁体に、開口部を形成し、
前記開口部内を洗浄し、
前記洗浄された開口部内に導電体を埋め込み、
前記第１の絶縁体、前記第４の絶縁体は、窒化シリコンであり、
前記第２の絶縁体は、酸化窒化シリコンであり、
前記第３の絶縁体は、酸化アルミニウムであり、
前記第１の絶縁体と前記第２の絶縁体とは、前記酸化物半導体の周縁領域で接し、
前記開口部は、円柱、または逆円錐の形状になるように加工される半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記酸化物半導体は、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物である半導体装置の作製方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、半導体装置、および半導体装置の作製方法に関する。また、本発明の一態様は、半導体ウエハ、モジュール、および電子機器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【０００２】
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得る装置全般を指す。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。表示装置（液晶表示装置、発光表示装置など）、投影装置、照明装置、電気光学装置、蓄電装置、記憶装置、半導体回路、撮像装置、電子機器などは、半導体装置を有すると言える場合がある。
【０００３】
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は、物、方法、または、製造方法に関するものである。また、本発明の一態様は、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）に関するものである。
【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（ＩＣ）や画像表示装置（単に表示装置とも表記する。）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系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】
酸化物半導体において、単結晶でも非晶質でもない、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓａｌｉｇｎｅｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造およびｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造が見出されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００６】
非特許文献１および非特許文献２では、ＣＡＡＣ構造を有する酸化物半導体を用いてトランジスタを作製する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
Ｓ．Ｙａｍａｚａｋｉｅｔａｌ．， “ＳＩＤＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒｓ”，２０１２，ｖｏｌｕｍｅ４３，ｉｓｓｕｅ１，ｐ．１８３－１８６
Ｓ．Ｙａｍａｚａｋｉｅｔａｌ．， “ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ”，２０１４，ｖｏｌｕｍｅ５３，Ｎｕｍｂｅｒ４Ｓ，ｐ．０４ＥＤ１８－１－０４ＥＤ１８－１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様は、信頼性が良好な半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、良好な電気特性を有する半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、オン電流が大きい半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、微細化または高集積化が可能な半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、低消費電力の半導体装置を提供することを課題の一つとする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、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、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら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、酸化物半導体を形成し、酸化物半導体に接する第１の絶縁体を成膜し、第１の絶縁体上に、第２の絶縁体を成膜し、第２の絶縁体上に、第３の絶縁体を成膜し、第３の絶縁体、第２の絶縁体、および第１の絶縁体に、開口部を形成し、開口部内を洗浄し、洗浄された開口部内に導電体を埋め込み、第１の絶縁体は、過剰酸素領域を含むように形成され、第２の絶縁体は、第１の絶縁体よりも、酸素、水素、または水に対する高いバリア性を有するように形成され、開口部は、円柱、または逆円錐の形状になるように加工される。
（【００１１】以降は省略されています）

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