特許ウォッチ

公開番号2025069295
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2025014677,2022512492
出願日2025-01-31,2021-03-19
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 20250101AFI20250422BHJP()
要約【課題】トランジスタ特性のばらつきが少ない半導体装置を提供する。
【解決手段】酸化物半導体膜と、酸化物半導体膜上のソース電極およびドレイン電極と、酸化物半導体膜、ソース電極、およびドレイン電極を覆って配置された、層間絶縁膜と、酸化物半導体膜上の第1のゲート絶縁膜と、第1のゲート絶縁膜上の第2のゲート絶縁膜と、第2のゲート絶縁膜上のゲート電極と、を有し、層間絶縁膜は、ソース電極とドレイン電極の間の領域に重畳して、開口が形成されており、第1のゲート絶縁膜、第2のゲート絶縁膜、およびゲート電極は、層間絶縁膜の開口の中に配置され、第1のゲート絶縁膜は、酸素と、アルミニウムと、を有し、第1のゲート絶縁膜は、第2のゲート絶縁膜より、膜厚が薄い領域を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上のソース電極およびドレイン電極と、
前記酸化物半導体膜、前記ソース電極、および前記ドレイン電極を覆って配置された、層間絶縁膜と、
前記酸化物半導体膜上の第１のゲート絶縁膜と、
前記第１のゲート絶縁膜上の第２のゲート絶縁膜と、
前記第２のゲート絶縁膜上のゲート電極と、を有し、
前記層間絶縁膜は、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間の領域に重畳して、開口が形成されており、
前記第１のゲート絶縁膜、前記第２のゲート絶縁膜、および前記ゲート電極は、前記層間絶縁膜の前記開口の中に配置され、
前記第１のゲート絶縁膜は、酸素と、アルミニウムと、を有し、
前記第１のゲート絶縁膜は、前記第２のゲート絶縁膜より、膜厚が薄い領域を有する、
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、トランジスタ、半導体装置、および電子機器に関する。また、本発明の一態様は、半導体装置の作製方法に関する。また、本発明の一態様は、半導体ウェハ、およびモジュールに関する。
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】
近年、半導体装置の開発が進められ、ＬＳＩ、ＣＰＵ、およびメモリが主に用いられている。ＣＰＵは、半導体ウェハから切り離された半導体集積回路（少なくともトランジスタ及びメモリ）を有し、接続端子である電極が形成された半導体素子の集合体である。
【０００５】
ＬＳＩ、ＣＰＵ、およびメモリなどの半導体回路（ＩＣチップ）は、回路基板、例えばプリント配線板に実装され、様々な電子機器の部品の一つとして用いられる。
【０００６】
また、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。該トランジスタは集積回路（ＩＣ）または画像表示装置（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。
【０００７】
また、酸化物半導体を用いたトランジスタは、非導通状態において極めてリーク電流が小さいことが知られている。例えば、酸化物半導体を用いたトランジスタのリーク電流が低いという特性を応用した低消費電力のＣＰＵなどが開示されている（特許文献１参照。）。また、例えば、酸化物半導体を用いたトランジスタのリーク電流が低いという特性を応用して、長期にわたり記憶内容を保持することができる記憶装置などが、開示されている（特許文献２参照。）。
【０００８】
また、近年では電子機器の小型化、軽量化に伴い、集積回路のさらなる高密度化への要求が高まっている。また、集積回路を含む半導体装置の生産性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１２－２５７１８７号公報
特開２０１１－１５１３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の一態様は、トランジスタ特性のばらつきが少ない半導体装置を提供することを課題の一つとする。または、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。または、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。または、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。または、本発明の一態様は、電界効果移動度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。または、本発明の一態様は、周波数特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。または、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。または、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。または、本発明の一態様は、上記半導体装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許