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公開番号2025100653
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025064063,2021519025
出願日2025-04-09,2020-04-28
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 20250101AFI20250626BHJP()
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】第1の絶縁体と、第1の絶縁体上の第1の酸化物と、第1の酸化物上の、第1の導電体、および第2の導電体と、第1の酸化物の側面に接する、第1の層、および第2の層と、第1の絶縁体上、第1の層上、第2の層上、第1の導電体上、および第2の導電体上の、第2の絶縁体と、第2の絶縁体上の第3の絶縁体と、第1の導電体および第2の導電体の間に配置され、かつ、第1の酸化物上に配置される第2の酸化物と、第2の酸化物上の第4の絶縁体と、第4の絶縁体上の第3の導電体と、を有し、第1の層、第2の層のそれぞれは、第1の導電体および第2の導電体に含まれる金属を有し、第2の絶縁体と接する領域の、第1の絶縁体は、第1の層または第2の層よりも、金属の濃度が低い領域を有する、半導体装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の絶縁体と、
前記第１の絶縁体上の第１の酸化物と、
前記第１の酸化物上の、第１の導電体、および第２の導電体と、
前記第１の酸化物の側面に接する、第１の層、および第２の層と、
前記第１の絶縁体上、前記第１の層上、前記第２の層上、前記第１の導電体上、および前記第２の導電体上の、第２の絶縁体と、
前記第２の絶縁体上の第３の絶縁体と、
前記第１の導電体および前記第２の導電体の間に配置され、かつ、前記第１の酸化物上に配置される第２の酸化物と、
前記第２の酸化物上の第４の絶縁体と、
前記第４の絶縁体上の第３の導電体と、を有し、
前記第１の層、前記第２の層のそれぞれは、前記第１の導電体および前記第２の導電体に含まれる金属を有し、
前記第２の絶縁体と接する領域の、前記第１の絶縁体は、前記第１の層または前記第２の層よりも、前記金属の濃度が低い領域を有する、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、半導体ウエハ、およびモジュールに関する。
続きを表示（約 1,900 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】
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。当該トランジスタは集積回路（ＩＣ）や画像表示装置（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。
【０００５】
酸化物半導体において、単結晶でも非晶質でもない、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓａｌｉｇｎｅｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造およびｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造が見出されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００６】
非特許文献１および非特許文献２では、ＣＡＡＣ構造を有する酸化物半導体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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
Ｓ．Ｙａｍａｚａｋｉｅｔａｌ．， “ＳＩＤＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒｓ”，２０１２，ｖｏｌｕｍｅ４３，ｉｓｓｕｅ１，ｐ．１８３－１８６
Ｓ．Ｙａｍａｚａｋｉｅｔａｌ．， “ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ”，２０１４，ｖｏｌｕｍｅ５３，Ｎｕｍｂｅｒ４Ｓ，ｐ．０４ＥＤ１８－１－０４ＥＤ１８－１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、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、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、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、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、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。
【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、第１の絶縁体と、第１の絶縁体上の第１の酸化物と、第１の酸化物上の、第１の導電体、および第２の導電体と、第１の酸化物の側面に接する、第１の層、および第２の層と、第１の絶縁体上、第１の層上、第２の層上、第１の導電体上、および第２の導電体上の、第２の絶縁体と、第２の絶縁体上の第３の絶縁体と、第１の導電体および第２の導電体の間に配置され、かつ、第１の酸化物上に配置される第２の酸化物と、第２の酸化物上の第４の絶縁体と、第４の絶縁体上の第３の導電体と、を有し、第１の層、第２の層のそれぞれは、第１の導電体および第２の導電体に含まれる金属を有し、第２の絶縁体と接する領域の、第１の絶縁体は、第１の層または第２の層よりも、金属の濃度が低い領域を有する、半導体装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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