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公開番号2025059498
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169618
出願日2023-09-29
発明の名称半導体装置
出願人株式会社ジャパンディスプレイ
代理人弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
主分類H10D 30/67 20250101AFI20250403BHJP()
要約【課題】異なる特性のトランジスタ各々について良好な特性が得られる生産性の高い半導体装置を提供すること。
【解決手段】半導体装置は、第1半導体層と、前記第1半導体層と対向する第1ゲート電極と、前記第1半導体層と前記第1ゲート電極との間の第1ゲート絶縁層と、前記第1ゲート電極の上方に設けられた第1絶縁層と、平面視で前記第1半導体層と重なる領域に設けられ、前記第1半導体層と電気的に接続された第1電極と、前記第1半導体層とは異なる材料によって構成された第2半導体層と、前記第2半導体層と対向する第2ゲート電極と、前記第2半導体層と前記第2ゲート電極との間の第2ゲート絶縁層と、平面視で前記第2半導体層と重なる領域に設けられ、前記第2半導体層と電気的に接続された第2電極と、前記第2半導体層と前記第2電極との間の第1金属窒化物層と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１半導体層と、
前記第１半導体層と対向する第１ゲート電極と、
前記第１半導体層と前記第１ゲート電極との間の第１ゲート絶縁層と、
前記第１ゲート電極の上方に設けられた第１絶縁層と、
平面視で前記第１半導体層と重なる領域に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、
前記第１絶縁層の上方に設けられ、前記第１半導体層とは異なる材料によって構成された第２半導体層と、
前記第２半導体層と対向する第２ゲート電極と、
前記第２半導体層と前記第２ゲート電極との間の第２ゲート絶縁層と、
平面視で前記第２半導体層と重なる領域に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極と、
前記第２半導体層と前記第２電極との間の第１金属窒化物層と、を有し、
前記第２半導体層は多結晶であり、
４０℃の温度における主成分としてリン酸を含むエッチング液に対する前記第２半導体層のエッチングレートは、３ｎｍ／ｍｉｎ未満である半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１金属窒化物層は、前記第２電極に含まれる金属元素と同じ金属元素を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２電極は、第１導電層と前記第１導電層の上の第２導電層とを含み、
前記第１導電層は、前記第１金属窒化物層と接し、
前記第１金属窒化物層は、前記第１導電層に含まれる金属元素と同じ金属元素を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１金属窒化物層は、前記第２半導体層と接する、請求項１乃至３のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１絶縁層の上方の第２絶縁層と、
前記第１絶縁層の下方において、前記第２半導体層と対向する第３ゲート電極と、
前記第２半導体層と前記第３ゲート電極との間の第３ゲート絶縁層と、をさらに有し、
前記第２ゲート電極は、前記第２絶縁層の上方に設けられ、
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の各々には開口部が設けられており、
前記第１電極は、前記第２絶縁層の上方及び前記開口部の内部に設けられており、
前記第１電極は、前記第２ゲート電極と同一層である、請求項１乃至３のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項６】
第２金属窒化物層と、
前記第１絶縁層の上方の第２絶縁層と、をさらに有し、
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の各々には開口部が設けられており、
前記第１電極は、前記第２絶縁層の上方及び前記開口部の内部に設けられており、前記第１半導体層と接する、請求項１乃至３のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２金属窒化物層は、前記第２絶縁層の上方において、前記第２絶縁層と前記第１電極との間に設けられている、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１絶縁層は、前記第３ゲート絶縁層と同一層であり、
前記第１ゲート電極は、前記第３ゲート電極と同一層である、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１金属窒化物層は、前記第２半導体層の上面及び側面に接する、請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
第２金属窒化物層をさらに有し、
前記第１絶縁層には開口部が設けられており、
前記第１電極は、前記第１絶縁層の上方及び前記開口部の内部に設けられており、前記第１半導体層と接する、請求項８に記載の半導体装置。
（【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】
本発明の一実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体層として異なる半導体材料を用いたトランジスタを同一基板上に形成する半導体装置の開発が進められている。例えば、高速動作が求められるトランジスタには、シリコンを用いたトランジスタを使用し、スイッチング動作が求められるトランジスタには、酸化物半導体を用いたトランジスタを使用することで、求められる機能に応じて異なる特性を有するトランジスタを同一基板上に形成することができる。
【０００３】
特許文献１には、同一基板上に、駆動回路にシリコンを用いたトランジスタを形成し、表示領域に酸化物半導体を用いたトランジスタを形成する表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第２０１８－１２８６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施形態では、異なる特性のトランジスタ各々について良好な特性が得られる生産性の高い半導体装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、第１半導体層と、前記第１半導体層と対向する第１ゲート電極と、前記第１半導体層と前記第１ゲート電極との間の第１ゲート絶縁層と、前記第１ゲート電極の上方に設けられた第１絶縁層と、平面視で前記第１半導体層と重なる領域に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、前記第１半導体層とは異なる材料によって構成された第２半導体層と、前記第２半導体層と対向する第２ゲート電極と、前記第２半導体層と前記第２ゲート電極との間の第２ゲート絶縁層と、平面視で前記第２半導体層と重なる領域に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極と、前記第２半導体層と前記第２電極との間の第１金属窒化物層と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る半導体装置を説明する平面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体装置を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の開示はあくまで一例にすぎない。当業者が、発明の主旨を保ちつつ、実施形態の構成を適宜変更することによって容易に想到し得る構成は、当然に本発明の範囲に含有される。説明をより明確にするため、図面は実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状は、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定しない。本明細書と各図において、既出の図に関して前述した構成と同様の構成には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００９】
本発明の各実施の形態において、基板から酸化物半導体層に向かう方向を上又は上方という。逆に、酸化物半導体層から基板に向かう方向を下又は下方という。このように、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、基板と酸化物半導体層との上下関係が図示と異なる向きに配置されてもよい。以下の説明で、例えば基板上の酸化物半導体層という表現は、上記のように基板と酸化物半導体層との上下関係を説明しているに過ぎず、基板と酸化物半導体層との間に他の部材が配置されていてもよい。上方又は下方は、複数の層が積層された構造における積層順を意味するものであり、トランジスタの上方の画素電極と表現する場合、平面視において、トランジスタと画素電極とが重ならない位置関係であってもよい。一方、トランジスタの鉛直上方の画素電極と表現する場合は、平面視において、トランジスタと画素電極とが重なる位置関係を意味する。
【００１０】
本明細書において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、場合により、互いに入れ替えることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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