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公開番号2025066767
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-23
出願番号2025007756,2023080574
出願日2025-01-20,2017-10-18
発明の名称複合酸化物
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 20250101AFI20250416BHJP()
要約【課題】新規な金属酸化物及び良好な電気特性を有し信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】少なくとも2つの領域001、002を有する複合酸化物であって、領域001、In、Zn及び元素M1(元素M1は、Al、Ga、Si、B、Y、Ti、Fe、Ni、Ge、Zr、Mo、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Mg、V、Be及びCuの何れか一つ又は複数)を含み、領域002は、In、Zn及び元素M2(元素M2は、Al、Ga、Si、B、Y、Ti、Fe、Ni、Ge、Zr、Mo、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Mg、V、Be及びCuのいずれか一つ又は複数)を含み、複合酸化物を、エネルギー分散型X線分光法により分析した際に、領域001における元素M1は、領域002における元素M2よりも、少なく検出され、エネルギー分散型X線分光法におけるマッピング解析により、領域001の周辺部がボケて観察される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも第１の領域と第２の領域とを有する複合酸化物であって、
前記第１の領域は、Ｉｎ酸化物を含み、
前記第２の領域は、Ｉｎ、Ｚｎ、元素Ｍ（元素Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｇ、Ｖ、Ｂｅ、またはＣｕのいずれか一つ、または複数）を含み、
前記複合酸化物を、エネルギー分散型Ｘ線分光法により分析した際に、
前記第１の領域におけるＩｎの濃度は、前記第２の領域におけるＩｎの濃度よりも、少なく検出され、
前記第１の領域および前記第２の領域は、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、
前記エネルギー分散型Ｘ線分光法におけるマッピング解析により、前記第１の領域と前記第２の領域との境界は観察されない複合酸化物。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
少なくとも第１の領域と第２の領域とを有する複合酸化物であって、
前記第１の領域は、Ｉｎ酸化物を含み、
前記第２の領域は、Ｉｎ、Ｚｎ、元素Ｍ（元素Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｇ、Ｖ、Ｂｅ、またはＣｕのいずれか一つ、または複数）を含み、
前記複合酸化物を、エネルギー分散型Ｘ線分光法により分析した際に、
前記第１の領域におけるＩｎの濃度は、前記第２の領域におけるＩｎの濃度よりも、少なく検出され、
前記第２の領域は、前記第１の領域よりも導電性が高く、
前記第１の領域および前記第２の領域は、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、
前記エネルギー分散型Ｘ線分光法におけるマッピング解析により、前記第１の領域と前記第２の領域との境界は観察されない複合酸化物。

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
、本発明の一態様は、金属酸化物、または当該金属酸化物の製造方法に関する。または、
本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装
置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 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。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。撮像装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、電気
光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、及び電子機器は、半
導体装置を有している場合がある。
【背景技術】
【０００３】
Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系の金属酸化物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
（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、非特許文献１では、トランジスタの活性層として、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物と、Ｉｎ－Ｇ
ａ－Ｚｎ酸化物との２層積層の金属酸化物を有する構造が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－９６０５５号公報
【非特許文献】
【０００６】
ＪｏｈｎＦ．Ｗａｇｅｒ、「ＯｘｉｄｅＴＦＴｓ：ＡＰｒｏｇｒｅｓｓＲｅｐｏｒｔ」、ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ１／１６、ＳＩＤ２０１６、Ｊａｎ／Ｆｅｂ２０１６、Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．１，ｐ．１６－２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１では、チャネル保護型のボトムゲート型のトランジスタにおいて、トランジ
スタの活性層として、インジウム亜鉛酸化物と、ＩＧＺＯとの２層積層とし、チャネルが
形成されるインジウム亜鉛酸化物の膜厚を１０ｎｍとすることで、高い電界効果移動度（
μ＝６２ｃｍ
２
Ｖ
－１
ｓ
－１
）を実現している。一方で、トランジスタ特性の一つである
Ｓ値（ＳｕｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄＳｗｉｎｇ、ＳＳともいう）が０．４１Ｖ／ｄｅｃａ
ｄｅと大きい。また、トランジスタ特性の一つである、しきい値電圧（Ｖｔｈともいう）
が－２．９Ｖであり、所謂ノーマリーオンのトランジスタ特性である。
【０００８】
上述の問題に鑑み、本発明の一態様は、新規な金属酸化物を提供することを課題の一とす
る。または、本発明の一態様は、半導体装置に良好な電気特性を付与することを課題の一
とする。または、信頼性の高い半導体装置を提供することを課題の一とする。または、新
規な構成の半導体装置を提供することを課題の一とする。または、新規な構成の表示装置
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、少なくとも２つの領域を有する複合酸化物であって、領域の１つは、
Ｉｎ、Ｚｎ、および元素Ｍ１（元素Ｍ１は、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｇ、Ｖ、Ｂｅ、またはＣ
ｕのいずれか一つ、または複数）を含み、領域の他の１つは、Ｉｎ、Ｚｎ、および元素Ｍ
２（元素Ｍ２は、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｇ、Ｖ、Ｂｅ、またはＣｕのいずれか一つ、または
複数）を含み、複合酸化物を、エネルギー分散型Ｘ線分光法により分析した際に、前記元
素Ｍ１を含む領域における元素Ｍ１は、前記元素Ｍ２を含む領域における元素Ｍ２よりも
、少なく検出され、エネルギー分散型Ｘ線分光法におけるマッピング解析により、前記元
素Ｍ１を含む領域の周辺部がボケて観察される。
（【００１１】以降は省略されています）

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