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公開番号2025089492
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-12
出願番号2025051434,2024094276
出願日2025-03-26,2009-11-02
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 20250101AFI20250605BHJP()
要約【課題】半導体デバイスに用いるのに好適な酸化物半導を作製する。それを用いた半導体
装置の作製方法や半導体装置を提供する。
【解決手段】Inと、Gaと、Znとを有する酸化物半導体ターゲットを用いて、スパッ
タリング法で酸化物半導体層を形成する作製方法であって、酸化物半導体層は、ターゲッ
トのGaよりも少ない含有量のGaを有し、酸化物半導体層は、ターゲットのZnよりも
少ない含有量のZnを有する。当該Inと、Gaと、Znとを有する酸化物半導体層は、
Znの含有量は、Gaの含有量未満であり、Znの含有量は、Inの含有量未満であり、
非晶質構造が90体積%以下となる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体層をトランジスタのチャネル形成領域に用いた半導体装置であって、
前記Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体層は、ＩｎＧａＯ
３
（ＺｎＯ）
ｍ
（ｍ＞０）で表される非晶質構造中に、ＩｎＧａＯ
３
（ＺｎＯ）
ｍ
（ｍ＝１）で表される結晶粒を含む構造を有することを特徴とする半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
酸化物半導体を用いた半導体装置及びその作製方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電界効果型トランジスタは、現在、最も広く用いられている半導体素子である。電界効果
型トランジスタに用いられる材料は、その用途に応じて様々であるが、特に、シリコンを
含む半導体材料が多く用いられている。
【０００３】
上記シリコンを用いた電界効果型トランジスタは、多くの用途に対して要求される特性を
満たす。例えば、高速動作が必要な集積回路などの用途には単結晶シリコンを用いること
で、その要求が満たされる。また、表示装置などの大面積用途に対しては、非晶質シリコ
ンを用いることで、その要求を満たすことができる。
【０００４】
このように、シリコンは汎用性が高く、様々な用途に用いることが可能であるが、近年で
は半導体材料に対して、汎用性と共に一層の性能を求める傾向にある。例えば、大面積表
示装置の高性能化という観点からは、スイッチング素子の高速動作を実現するために、大
面積化が容易で、且つ非晶質シリコンを超える性能を有する半導体材料が求められている
。
【０００５】
このような状況において、酸化物半導体を用いた電界効果型トランジスタ（ＦＥＴとも呼
ぶ）に関する技術が注目されている。例えば、特許文献１には、ホモロガス化合物ＩｎＭ
Ｏ
３
（ＺｎＯ）
ｍ
（Ｍ＝Ｉｎ、Ｆｅ、Ｇａ、又はＡｌ、ｍ＝１以上５０未満の整数）を用
いた透明薄膜電界効果型トランジスタが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む非晶質酸化物半導体であって電子キャリ
ア濃度が１０
１８
／ｃｍ
３
未満であるものを用いた電界効果型トランジスタが開示されて
いる。なお、当該文献において、非晶質酸化物半導体の原子数の比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ
＝１：１：ｍ（ｍ＜６）である。
【０００７】
さらに、特許文献３には、微結晶を含む非晶質酸化物半導体を活性層とする電界効果型ト
ランジスタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００４－１０３９５７号公報
国際公開第０５／０８８７２６号
特開２００６－１６５５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３においては、結晶状態における組成をＩｎＧａＯ
３
（ＺｎＯ）
ｍ
（ｍ＝６未満
の整数）とする旨の開示がある。また、特許文献３の実施例１においては、ＩｎＧａＯ
３
（ＺｎＯ）
４
の場合について開示されている。しかしながら、このような酸化物半導体を
用いる場合であっても、十分な特性が得られていないというのが実情であった。
【００１０】
上記問題点に鑑み、半導体デバイスに用いるのに好適な酸化物半導体の提供を目的の一と
する。又は、それを用いた半導体装置の提供を目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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