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公開番号2025015672
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024199393,2023087670
出願日2024-11-15,2014-09-17
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H10D 30/67 20250101AFI20250123BHJP()
要約【課題】酸化物半導体膜を用いた半導体装置において、酸化物半導体膜の欠陥を低減する
。また、酸化物半導体膜を用いた半導体装置において、電気特性を向上させる。また、酸
化物半導体膜を用いた半導体装置において、信頼性を向上させる。
【解決手段】酸化物半導体層と、酸化物半導体層と接し、In-M酸化物(Mは、Ti、
Ga、Y、Zr、La、Ce、NdまたはHf)で構成される金属酸化物層と、金属酸化
物層に接し、銅、アルミニウム、金又は銀を含む導電層と、を有し、金属酸化物層に含ま
れるInとMの原子数比をIn:M=x:yとしたとき、y/(x+y)は、0.75以
上1未満である半導体装置を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層と接し、Ｉｎ－Ｍ酸化物（Ｍは、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）で構成される金属酸化物層と、
前記金属酸化物層に接し、銅、アルミニウム、金又は銀を含む導電層と、を有し、
前記金属酸化物層に含まれるＩｎとＭの原子数比をＩｎ：Ｍ＝ｘ：ｙとしたとき、ｙ／（ｘ＋ｙ）は、０．７５以上１未満であ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】
本発明は、物、方法、又は製造方法に関する。又は、本発明は、プロセス、マシン、マニ
ュファクチャ、又は組成物（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、半導体装置及びその作製方法に関する。
続きを表示（約 1,600 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うる装置
全般を指す。電気光学装置、画像表示装置（単に表示装置とも表記する）、半導体回路、
発光装置、蓄電装置、記憶装置及び電子機器は半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【０００３】
液晶表示装置や発光表示装置に代表される表示装置や集積回路（ＩＣ）の多くに用いられ
ているトランジスタの半導体材料として、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、又は
多結晶シリコンなどのシリコン半導体が知られている。また、その他の半導体材料として
酸化物半導体が注目されている。例えば、酸化物半導体として、酸化亜鉛又はＩｎ－Ｇａ
－Ｚｎ系酸化物をチャネルに用いたトランジスタを表示装置に適用する技術が開示されて
いる（特許文献１）。又は、酸化物半導体として、多結晶Ｉｎ－Ｇａ酸化物をチャネルに
用いたトランジスタを表示装置に適用する技術が開示されている（非特許文献１）。
【０００４】
また、表示装置の大面積化及び高精細化に伴う、配線抵抗の増大及び寄生容量の増大に起
因する配線遅延を抑制するため、銅、アルミニウム、金、銀等の低抵抗材料を用いて配線
を形成する技術が検討されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－０９６０５５号公報
特開２００４－１３３４２２号公報
【非特許文献】
【０００６】
ＹａｓｕｈｉｒｏＴｅｒａｉｅｔａｌ．，、「ＡＰｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＯｘｉｄｅＴＦＴＤｒｉｖｅｎＡＭ－ＯＬＥＤＤｉｓｐｌａｙ」、ＩＤＷ’１１、ｐｐ．６１－６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
酸化物半導体を用いたトランジスタにおいて、酸化物半導体層中に含まれる不純物（代表
的には、絶縁層の構成元素であるシリコンや、炭素、配線の構成材料である銅等）が多い
と、トランジスタの電気特性（例えば、オン電流特性）の低下要因となる。
【０００８】
そこで、本発明の一態様は、酸化物半導体を用いたトランジスタ等の半導体装置において
、酸化物半導体層に含まれる不純物濃度を低減することを課題の一とする。又は、本発明
の一態様は、酸化物半導体を用いた半導体装置などにおいて、電気特性を向上させること
を課題の一とする。又は、本発明の一態様は、酸化物半導体を用いた半導体装置などにお
いて、信頼性を向上させることを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、新規な半導
体装置などを提供することを課題の一とする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の記載を妨げるものではない。また、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。また、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、酸化物半導体層と、酸化物半導体層と接し、Ｉｎ－Ｍ酸化物（Ｍは、
Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）で構成される金属酸化物層と、金
属酸化物層に接し、銅、アルミニウム、金又は銀を含む導電層と、を有し、金属酸化物層
に含まれるＩｎとＭの原子数比をＩｎ：Ｍ＝ｘ：ｙとしたとき、ｙ／（ｘ＋ｙ）は、０．
７５以上１未満であ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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