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公開番号2025061222
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2025004454,2021524491
出願日2025-01-13,2020-05-25
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 20250101AFI20250403BHJP()
要約【課題】小型の半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、基板上に形成される第1の層、第2の層、および第3の層を有する。第1の層が有する第1のトランジスタは、Siを含む第1の半導体層を有する。第2の層が有する第2のトランジスタは、Gaを含む第2の半導体層を有する。第3の層が有する第3のトランジスタは、InまたはZnの少なくとも一方を含む第3の半導体層を有する。第1のトランジスタの第1の半導体層は、当該基板を用いて形成される。第2のトランジスタの第2の半導体層は、当該基板上に結晶成長させた結晶を用いて形成される。第3のトランジスタの第3の半導体層は、第1の半導体層および第2の半導体層の上方に形成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板上に形成される第１の層、第２の層、および第３の層を有し、
前記第１の層が有する第１のトランジスタは、Ｓｉを含む第１の半導体層を有し、
前記第２の層が有する第２のトランジスタは、Ｇａを含む第２の半導体層と、Ｇａを含む第３の半導体層と、を有し、
前記第３の層が有する第３のトランジスタは、ＩｎまたはＺｎの少なくとも一方を含む第４の半導体層を有し、
前記第１のトランジスタの前記第１の半導体層は、前記基板を用いて形成され、
前記第２のトランジスタの前記第２の半導体層は、結晶成長させた結晶を用いて形成され、
前記第２のトランジスタの前記第３の半導体層は、前記第２の半導体層上に結晶成長させた結晶を用いて形成され、
前記第２のトランジスタの前記第２の半導体層の下面は、下面が前記基板の上面と接する領域を有する層の上面と接する領域を有し、
前記第３のトランジスタの前記第４の半導体層は、前記第１の半導体層および前記第３の半導体層の上方に形成される、半導体装置。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第３のトランジスタは、前記第１のトランジスタと重なる領域を有する位置に配置される、半導体装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第３のトランジスタは、前記第２のトランジスタと重なる領域を有する位置に配置される、半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記半導体装置は、第４の層を有し、
前記第４の層が有する第５のトランジスタは、第５の半導体層にＩｎおよびＺｎの少なくとも一方を含む半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第２のトランジスタは、リセスゲート構造を有する半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,400 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技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、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。
【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もの全般を指す。よって、トランジスタやダイオードなどの半導体素子や、半導体素子を含む回路は半導体装置である。また、表示装置、発光装置、照明装置、電気光学装置、通信装置および電子機器などは、半導体素子や半導体回路を含む場合がある。よって、表示装置、発光装置、照明装置、電気光学装置、撮像装置、通信装置および電子機器なども、半導体装置と呼ばれる場合がある。
【背景技術】
【０００４】
スマートフォン、タブレット端末、または、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）などに代表される持ち運びが容易な情報端末の普及が進んでいる。情報端末の普及に伴い、様々な通信規格が制定されている。例えば、第４世代移動通信システム（４Ｇ）と呼ばれるＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ規格の運用が開始されている。
【０００５】
近年、情報端末以外の電子機器（例えば、車載用電子機器、家庭用電気機械器具、住宅、建物、またはウエアラブル機器など）をインターネットに接続するＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）などの情報技術の発展により、電子機器が扱うデータ量は増大する傾向にある。また、情報端末などの電子機器に通信速度の向上が求められている。
【０００６】
ＩｏＴを実現するには、新たにインターネットに接続される電子機器が増えるため、一度に接続できる電子機器を増やすことが求められる。また、一度に多くの電子機器がインターネットに接続されるため、通信のタイムラグ（遅延と言い換えてもよい）が発生する。したがって、ＩｏＴを含む様々な情報技術に対応するため、４Ｇよりも速い通信速度、多くの同時接続、短い遅延時間などを実現する第５世代移動通信システム（５Ｇ）と呼ばれる新たな通信規格が検討されている。５Ｇでは、３．７ＧＨｚ帯、４．５ＧＨｚ帯、および２８ＧＨｚ帯の通信周波数が使用される。
【０００７】
特許文献１では、異なる半導体材料を含むトランジスタが積層されて形成される半導体装置が開示されている。
【０００８】
５Ｇに対応する半導体装置は、Ｓｉなど１種類の元素を主成分として用いる半導体や、ＧａとＡｓなど複数種類の元素を主成分として用いる化合物半導体を用いて作製される。さらに、金属酸化物の一種である酸化物半導体が注目されている。
【０００９】
酸化物半導体では、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および非特許文献２参照）。
【００１０】
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】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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