特許ウォッチ

公開番号2025092449
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024207062
出願日2024-11-28
発明の名称半導体装置、及び表示装置
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 86/60 20250101AFI20250612BHJP()
要約【課題】微細なサイズのトランジスタを有する半導体装置を提供する。
【解決手段】トランジスタと、容量と、を有する。トランジスタは縦型トランジスタであり、ソース電極及びドレイン電極として機能する2つの導電層のうち上側に位置する導電層、及びゲート絶縁層として機能する絶縁層は、それぞれ、容量の一方の電極、及び誘電体としても機能する。容量の一方の電極、及び誘電体と重なって、誘電体上に設けられる導電層は、容量の他方の電極として機能する。トランジスタのゲート電極と、容量の他方の電極と、は同じ材料を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタと、容量と、第１の絶縁層と、を有し、
前記トランジスタは、第１の導電層と、第２の導電層と、第３の導電層と、半導体層と、第２の絶縁層と、を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第１の導電層上に位置し、
前記第２の導電層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記第２の導電層及び前記第１の絶縁層は、前記第１の導電層に達する開口を有し、
前記開口内において、前記半導体層は、前記第２の導電層の側面、前記第１の絶縁層の側面、及び前記第１の導電層の上面に接し、
前記第２の絶縁層は、前記半導体層の上面、及び前記第２の導電層の上面に接し、
前記第３の導電層は、前記半導体層と重なる領域を有するように、前記第２の絶縁層上に位置し、
前記容量は、前記第２の導電層と、前記第２の絶縁層と、第４の導電層と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第２の導電層と重なる領域を有するように、前記第２の絶縁層上に位置する、
半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第３の導電層と、前記第４の導電層と、は同じ材料を有する、
半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１の導電層と同一層上に、第５の導電層を有し、
前記第５の導電層は、前記第１の絶縁層を介して前記第２の導電層と重なる領域を有し、
前記容量は、前記第２の導電層、前記第２の絶縁層、及び前記第４の導電層に加え、前記第５の導電層、及び前記第１の絶縁層を有する、
半導体装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記半導体層は、前記第２の導電層と前記第４の導電層に挟まれる領域を有し、
前記領域は、前記容量の誘電体としての機能を有する、
半導体装置。
【請求項５】
トランジスタと、容量と、第１の絶縁層と、を有し、
前記トランジスタは、第１の導電層と、第２の導電層と、第３の導電層と、半導体層と、第２の絶縁層と、を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第１の導電層上に位置し、
前記第２の導電層は、前記第１の絶縁層上に位置し、
前記第２の導電層及び前記第１の絶縁層は、前記第１の導電層に達する第１の開口を有し、
前記第１の開口内において、前記半導体層は、前記第２の導電層の側面、前記第１の絶縁層の側面、及び前記第１の導電層の上面に接し、
前記第２の絶縁層は、前記半導体層の上面、及び前記第２の導電層の上面に接し、
前記第３の導電層は、前記半導体層と重なる領域を有するように、前記第２の絶縁層上に位置し、
前記容量は、前記第１の導電層と、前記第２の絶縁層と、第４の導電層と、を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第１の導電層に達する第２の開口を有し、
前記第２の開口内において、前記第２の絶縁層は、前記第１の絶縁層の側面、及び前記第１の導電層の上面に接し、
前記第４の導電層は、前記第２の開口と重なる領域を有するように、前記第２の絶縁層上に位置する、
半導体装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第３の導電層と、前記第４の導電層と、は同じ材料を有する、
半導体装置。
【請求項７】
請求項１又は請求項５に記載の半導体装置と、表示素子と、を有する、
表示装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記表示素子は、液晶素子である、
表示装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記表示素子は、発光素子である、
表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、トランジスタに関する。本発明の一態様は、容量に関する。本発明の一態様は、トランジスタと、容量と、を有する半導体装置に関する。本発明の一態様は、半導体装置を有する表示装置に関する。
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、照明装置、入力装置、入出力装置、それらを有する電子機器、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得る装置全般を指す。
【背景技術】
【０００３】
表示装置の一つとして、液晶素子を表示素子として用いた液晶表示装置がある。例えば、画素電極をマトリクス状に配置し、画素電極の各々にスイッチング素子を接続した、アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、スマートフォン、タブレット端末機、モニタ装置、テレビジョン装置、デジタルサイネージなど、様々な機器に用いられている。
【０００４】
液晶表示装置には、大きく分けて透過型と反射型の２種類が知られている。液晶表示装置は、画素における有効発光面積比（開口率ともいう。）が大きいほど、明るい表示が可能であり、消費電力の削減にもつながることから、開口率の向上が求められている。
【０００５】
例えば、画素電極の各々に接続するスイッチング素子として、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタを用いるアクティブマトリクス型の液晶表示装置が知られている。特許文献１には、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタを適用し、開口率が高められた液晶表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－１８９９３８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、微細なサイズのトランジスタを有する半導体装置、及び当該半導体装置を有する表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、小型の半導体装置、及び当該半導体装置を有する表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、精細度の高い表示装置を提供することを課題の一とする。又は、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。又は、本発明の一態様は、表示品位の高い表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、開口率の高い表示装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、高速駆動が可能な表示装置を提供することを課題の一とする。
【０００８】
本発明の一態様は、新規な構成を有する半導体装置、表示装置、トランジスタ、電子機器などを提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、先行技術の問題点の少なくとも一を、少なくとも軽減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、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。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】
【００１０】
本発明の一態様は、トランジスタと、容量と、第１の絶縁層と、を有し、トランジスタは、第１の導電層と、第２の導電層と、第３の導電層と、半導体層と、第２の絶縁層と、を有し、第１の絶縁層は、第１の導電層上に位置し、第２の導電層は、第１の絶縁層上に位置し、第２の導電層及び第１の絶縁層は、第１の導電層に達する開口を有し、開口内において、半導体層は、第２の導電層の側面、第１の絶縁層の側面、及び第１の導電層の上面に接し、第２の絶縁層は、半導体層の上面、及び第２の導電層の上面に接し、第３の導電層は、半導体層と重なる領域を有するように、第２の絶縁層上に位置し、容量は、第２の導電層と、第２の絶縁層と、第４の導電層と、を有し、第４の導電層は、第２の導電層と重なる領域を有するように、第２の絶縁層上に位置する半導体装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許