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公開番号2025078654
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2025029217,2023076509
出願日2025-02-26,2018-10-23
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 20250101AFI20250513BHJP()
要約【課題】電気特性の良好な半導体装置を提供する。電気特性の安定した半導体装置を提供
する。
【解決手段】第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第3の絶縁層と、第4の絶縁層と、半導
体層と、第1の導電層と、を有する構成とする。第2の絶縁層は第1の絶縁層上に位置し
、島状の半導体層は第2の絶縁層上に位置する。第2の絶縁層は、半導体層と重なる領域
よりも外側に端部を有する島状の形状を有する。第4の絶縁層は、第2の絶縁層、半導体
層、第3の絶縁層、及び第1の導電層を覆い、且つ、半導体層の上面の一部と接し、且つ
、第2の絶縁層の端部よりも外側において第1の絶縁層と接する。半導体層は金属酸化物
を含み、第2の絶縁層及び第3の絶縁層は酸化物を含み、第1の絶縁層は金属酸化物また
は窒化物を含み、第4の絶縁層は金属窒化物を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、第３の絶縁層と、第４の絶縁層と、半導体層と、第１の導電層と、を有し、
前記第２の絶縁層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記半導体層は、前記第２の絶縁層上に位置し、且つ島状の形状を有し、
前記第３の絶縁層及び前記第１の導電層は、前記半導体層上に積層して設けられ、
前記第２の絶縁層は、前記半導体層と重なる領域よりも外側に端部を有する島状の形状を有し、
前記第４の絶縁層は、前記第２の絶縁層、前記半導体層、前記第３の絶縁層、及び前記第１の導電層を覆い、且つ、前記半導体層の上面の一部と接し、且つ、前記第２の絶縁層の前記端部よりも外側において前記第１の絶縁層と接し、
前記半導体層は、金属酸化物を含み、
前記第２の絶縁層及び前記第３の絶縁層は、酸化物を含み、
前記第１の絶縁層は、金属酸化物、または窒化物を含み、
前記第４の絶縁層は、金属窒化物を含む、
半導体装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第４の絶縁層は、アルミニウムを含む、
半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の絶縁層は、アルミニウム及びハフニウムの少なくとも一方と、酸素と、を有する、
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、
前記第２の絶縁層と、前記半導体層とは、上面形状が概略一致する、
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の絶縁層は、前記端部が、前記第１の導電層と重なる領域よりも外側に位置する部分を有する、
半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第２の絶縁層は、前記端部が、前記第１の導電層と重なる領域に位置する部分を有する、
半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１の絶縁層よりも下に第２の導電層を有し、
前記第２の導電層は、前記半導体層及び前記第１の導電層の両方と重なる領域を有する、
半導体装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第２の絶縁層は、前記端部が、前記第２の導電層と重なる領域よりも外側に位置する部分を有する、
半導体装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記第２の絶縁層は、前記端部が、前記第２の導電層と重なる領域に位置する部分を有する、
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。本発明の一態様は、表示装置に関する。本発
明の一態様は、半導体装置、または表示装置の作製方法に関する。
続きを表示（約 1,700 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本発
明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置
、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方
法、を一例として挙げることができる。半導体装置は、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。
【背景技術】
【０００３】
トランジスタに適用可能な半導体材料として、金属酸化物を用いた酸化物半導体が注目
されている。例えば、特許文献１では、複数の酸化物半導体層を積層し、当該複数の酸化
物半導体層の中で、チャネルとなる酸化物半導体層がインジウム及びガリウムを含み、且
つインジウムの割合をガリウムの割合よりも大きくすることで、電界効果移動度（単に移
動度、またはμＦＥという場合がある）を高めた半導体装置が開示されている。
【０００４】
半導体層に用いることのできる金属酸化物は、スパッタリング法などを用いて形成でき
るため、大型の表示装置を構成するトランジスタの半導体層に用いることができる。また
、多結晶シリコンや非晶質シリコンを用いたトランジスタの生産設備の一部を改良して利
用することが可能であるため、設備投資を抑えられる。また、金属酸化物を用いたトラン
ジスタは、非晶質シリコンを用いた場合に比べて高い電界効果移動度を有するため、駆動
回路を設けた高機能の表示装置を実現できる。
【０００５】
また、特許文献２には、ソース領域およびドレイン領域に、アルミニウム、ホウ素、ガ
リウム、インジウム、チタン、シリコン、ゲルマニウム、スズ、および鉛からなる群のう
ちの少なくとも一種をドーパントとして含む低抵抗領域を有する酸化物半導体膜が適用さ
れた薄膜トランジスタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－７３９９号公報
特開２０１１－２２８６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様は、電気特性の良好な半導体装置を提供することを課題の一とする。ま
たは、電気特性の安定した半導体装置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、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。
【０００８】
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抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、第３の絶縁層と、第４の絶縁層
と、半導体層と、第１の導電層と、を有する半導体装置である。第２の絶縁層は、第１の
絶縁層上に位置する。半導体層は、第２の絶縁層上に位置し、且つ島状の形状を有する。
第３の絶縁層及び第１の導電層は、半導体層上に積層して設けられる。第２の絶縁層は、
半導体層と重なる領域よりも外側に端部を有する島状の形状を有する。第４の絶縁層は、
第２の絶縁層、半導体層、第３の絶縁層、及び第１の導電層を覆い、且つ、半導体層の上
面の一部と接し、且つ、第２の絶縁層の端部よりも外側において第１の絶縁層と接する。
半導体層は金属酸化物を含み、第２の絶縁層及び第３の絶縁層は酸化物を含み、第１の絶
縁層は金属酸化物または窒化物を含み、第４の絶縁層は金属窒化物を含む。
【００１０】
また、上記において、第４の絶縁層は、アルミニウムを含むことが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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