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公開番号2025105673
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2025068405,2023198105
出願日2025-04-17,2016-04-12
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 84/83 20250101AFI20250703BHJP()
要約【課題】微細なトランジスタを提供する。
【解決手段】基板上の半導体と、半導体上の第1の導電体及び第2の導電体と、第1の導
電体及び第2の導電体上の第1の絶縁体と、半導体上の第2の絶縁体と、第2の絶縁体上
の第3の絶縁体と、第3の絶縁体上の第3の導電体と、を有し、第3の絶縁体は第1の絶
縁体の側面と接し、半導体は、半導体と、第1の導電体の底面と、が重なる第1の領域を
有し、半導体と、第2の導電体の底面と、が重なる第2の領域を有し、半導体と、第3の
導電体の底面と、が重なる第3の領域を有し、半導体の上面と第3の導電体の底面との間
の長さは、第1の領域と第3の領域との間の長さよりも、大きい半導体装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを有する半導体装置であって、
基板と、
前記基板上方の第１の絶縁体と、
前記第１の絶縁体上方の前記第１のトランジスタのチャネル形成領域と、
前記第１のトランジスタの前記チャネル形成領域の上方の第２の絶縁体と、
前記第２の絶縁体上方の第１の導電体と、
前記第１の導電体及び前記第２の絶縁体上方の第３の絶縁体と、
前記第３の絶縁体上方の前記第２のトランジスタのチャネル形成領域を含む層と、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域を含む層と重なる領域を有する第２の導電体と、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域を含む層の上面と接する領域を有する第３の導電体及び第４の導電体と、
前記第３の導電体上方及び前記第４の導電体上方の第４の絶縁体と、
前記第４の絶縁体上方の第５の導電体と、を有し、
前記第１のトランジスタのチャネル形成領域はシリコンを含み、
前記第１の導電体は、前記第１のトランジスタのゲート電極として機能し、
前記第２の導電体は、前記第２のトランジスタのゲート電極として機能し、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域は、インジウムを含む酸化物半導体を有し、
前記第３の導電体は、前記第２のトランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、
前記第４の導電体は、前記第２のトランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方として機能し、
前記第５の導電体は、容量の第１の電極として機能し、
前記第２のトランジスタのチャネル長方向の断面視において、前記第１の導電体は、前記第２の導電体と重ならず、
前記第３の導電体は、前記第１のトランジスタのソース及びドレインの一方と電気的に接続され、
前記第４の導電体は、前記第１の導電体と電気的に接続されている、半導体装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを有する半導体装置であって、
基板と、
前記基板上方の第１の絶縁体と、
前記第１の絶縁体上方の前記第１のトランジスタのチャネル形成領域と、
前記第１のトランジスタの前記チャネル形成領域の上方の第２の絶縁体と、
前記第２の絶縁体上方の第１の導電体と、
前記第１の導電体及び前記第２の絶縁体上方の第３の絶縁体と、
前記第３の絶縁体上方の前記第２のトランジスタのチャネル形成領域を含む層と、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域を含む層と重なる領域を有する第２の導電体と、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域を含む層の上面と接する領域を有する第３の導電体及び第４の導電体と、
前記第３の導電体上方及び前記第４の導電体上方の第４の絶縁体と、
前記第４の絶縁体上方の第５の導電体と、を有し、
前記第１のトランジスタのチャネル形成領域はシリコンを含み、
前記第１の導電体は、前記第１のトランジスタのゲート電極として機能し、
前記第２の導電体は、前記第２のトランジスタのゲート電極として機能し、
前記第２のトランジスタのチャネル形成領域は、インジウムを含む酸化物半導体を有し、
前記第３の導電体は、前記第２のトランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、
前記第４の導電体は、前記第２のトランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方として機能し、
前記第５の導電体は、容量の第１の電極として機能し、
前記第２のトランジスタのチャネル長方向の断面視において、前記第１の導電体は、前記第２の導電体と重ならず、
前記第３の導電体は、前記第１のトランジスタのソース及びドレインの一方と電気的に接続され、
前記第４の導電体は、前記第２の導電体と同一層に位置し、かつ、前記第２の導電体と同一材料を含む第６の導電体を介して、前記第１の導電体と電気的に接続されている、半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記酸化物半導体は、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む、半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、トランジスタおよび半導体装置、ならびにそれらの製造方法に関する
。または、本発明は、例えば、表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮
像装置、プロセッサ、電子機器に関する。または、表示装置、液晶表示装置、発光装置、
記憶装置、撮像装置、電子機器の製造方法に関する。または、半導体装置、表示装置、液
晶表示装置、発光装置、記憶装置、電子機器の駆動方法に関する。
続きを表示（約 2,300 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発明の
一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、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。
【０００３】
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うる装置
全般を指す。表示装置、発光装置、照明装置、電気光学装置、半導体回路および電子機器
は、半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【０００４】
近年は、酸化物半導体を用いたトランジスタが注目されている。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。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－２５７１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
微細なトランジスタを提供することを課題の一とする。または、寄生容量の小さいトラン
ジスタを提供することを課題の一とする。または、周波数特性の高いトランジスタを提供
することを課題の一とする。または、電気特性の良好なトランジスタ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トランジスタを提供することを課題の一とす
る。または、オフ時の電流の小さいトランジスタを提供することを課題の一とする。また
は、新規なトランジスタを提供することを課題の一とする。または、該トランジスタを有
する半導体装置を提供することを課題の一とする。または、動作速度の速い半導体装置を
提供することを課題の一とする。または、新規な半導体装置を提供することを課題の一と
する。または、該半導体装置を有するモジュールを提供することを課題の一とする。また
は、該半導体装置、または該モジュールを有する電子機器を提供することを課題の一とす
る。
【０００７】
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】
【０００８】
本発明の一態様は、基板上の半導体と、半導体上の第１の導電体及び第２の導電体と、第
１の導電体及び第２の導電体上の第１の絶縁体と、半導体上の第２の絶縁体と、第２の絶
縁体上の第３の絶縁体と、第３の絶縁体上の第３の導電体と、を有し、第３の絶縁体は第
１の絶縁体の側面と接し、半導体は、半導体と、第１の導電体の底面と、が重なる第１の
領域を有し、半導体と、第２の導電体の底面と、が重なる第２の領域を有し、半導体と、
第３の導電体の底面と、が重なる第３の領域を有し、半導体の上面と第３の導電体の底面
との間の長さは、第１の領域と第３の領域との間の長さよりも、大きい半導体装置である
。
【０００９】
本発明の一態様は、基板上の半導体と、半導体上の第１の導電体及び第２の導電体と、第
１の導電体及び第２の導電体上の第１の絶縁体と、半導体上の第２の絶縁体と、第２の絶
縁体上の第３の絶縁体と、第３の絶縁体上の第３の導電体と、第１の絶縁体及び第３の導
電体上の第４の導電体を有し、第３の絶縁体は第１の絶縁体の側面と接し、半導体は、半
導体と、第１の導電体の底面と、が重なる第１の領域を有し、半導体と、第２の導電体の
底面と、が重なる第２の領域を有し、半導体と、第３の導電体の底面と、が重なる第３の
領域を有し、半導体の上面と第３の導電体の底面との間の長さは、第１の領域と第３の領
域との間の長さよりも、大きく、第１の導電体または第２の導電体と、第４の導電体との
間の長さは、第１の領域と第２の領域との間の長さよりも、大きい半導体装置である。
【００１０】
本発明の一態様は、基板上の半導体と、半導体上の第１の導電体及び第２の導電体と、第
１の導電体及び第２の導電体上の第１の絶縁体と、半導体上の第２の絶縁体と、第２の絶
縁体上の第３の絶縁体と、第３の絶縁体上の第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４の絶縁体は第１の絶縁体の側面と接し、半導体は、半導体と、第１
の導電体の底面と、が重なる第１の領域を有し、半導体と、第２の導電体の底面と、が重
なる第２の領域を有し、半導体と、第３の導電体の底面と、が重なる第３の領域を有し、
半導体の上面と第３の導電体の底面との間の長さは、第１の領域と第３の領域との間の長
さよりも、大きい半導体装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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