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公開番号2025106524
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025066054,2024066047
出願日2025-04-14,2019-10-23
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 20250101AFI20250708BHJP()
要約【課題】電気特性が良好で、信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置100は、半導体層108、第2の絶縁層110、金属酸化物層114及び導電層112が、第1の絶縁層103上にこの順に積層される半導体装置であって、第2の絶縁層の端部は、半導体層の端部よりも内側に位置し、導電層及び金属酸化物層の端部は、第2の絶縁層の端部よりも内側に位置する。第3の絶縁層116は、第1の絶縁層の上面、半導体層の上面及び側面、第2の絶縁層の上面及び側面、金属酸化物層の側面並びに導電層の上面及び側面と接する。半導体層において、第1の領域は、第1の絶縁層及び金属酸化物層と重なる。第2の領域は、第1の領域を挟み第2の絶縁層と重なるが金属酸化物層と重ならない。第3の領域は、第1の領域及び一対の第2の領域を挟むが、第2の絶縁層と重ならず、第3の絶縁層と接し、第1の領域、第2の領域よりも低抵抗である部分を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物半導体層と、第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、第３の絶縁層と、金属酸化物層と、導電層と、を有し、
前記酸化物半導体層、前記第２の絶縁層、前記金属酸化物層、及び前記導電層は、前記第１の絶縁層上にこの順に積層され、
チャネル長方向の断面において、前記第２の絶縁層の端部は、前記酸化物半導体層の端部よりも内側に位置し、
前記導電層及び前記金属酸化物層の端部はそれぞれ、前記第２の絶縁層の端部よりも内側に位置し、
前記第３の絶縁層は、前記第１の絶縁層の上面、前記酸化物半導体層の上面及び側面、前記第２の絶縁層の上面及び側面、前記金属酸化物層の側面、並びに前記導電層の上面及び側面と接し、
前記酸化物半導体層は、第１の領域と、一対の第２の領域と、一対の第３の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の絶縁層及び前記金属酸化物層と重なり、
前記第２の領域は、前記第１の領域を挟み、前記第２の絶縁層と重なり、且つ前記金属酸化物層と重ならず、
前記第３の領域は、前記第１の領域及び一対の前記第２の領域を挟み、且つ前記第２の絶縁層と重ならず、
前記第３の領域は、前記第３の絶縁層と接し、
前記第３の領域は、前記第１の領域よりも低抵抗である部分を含み、
前記第２の領域は、前記第３の領域よりも高抵抗である部分を含む、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 2,000 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
用することが可能なため、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
を設けた高性能の表示装置を実現できる。
【０００５】
表示装置においては、画面サイズが大型化する傾向にあり、対角６０インチ以上さらに
は、対角１２０インチ以上の画面サイズも視野に入れた開発が行われている。加えて、画
面の解像度もフルハイビジョン（画素数１９２０×１０８０、または「２Ｋ」などとも言
われる）、ウルトラハイビジョン（画素数３８４０×２１６０、または「４Ｋ」などとも
言われる）、スーパーハイビジョン（画素数７６８０×４３２０、または「８Ｋ」などと
も言われる）と高精細化の傾向にある。
【０００６】
画面サイズの大型化や高精細化は、表示部内の配線抵抗を増大させる傾向にある。特許
文献２では、非晶質シリコントランジスタを用いた液晶表示装置において、配線抵抗の増
大を抑えるために、銅（Ｃｕ）を使用して低抵抗の配線層を形成する技術が開示されてい
る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１４－７３９９号公報
特開２００４－１６３９０１号公報
【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、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、本発明の一態様は、信頼性の高い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、新規な半導体装置を提供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、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】
【００１０】
本発明の一態様は、半導体層と、第１の絶縁層と、第２の絶縁層と、第３の絶縁層と、
金属酸化物層と、導電層と、を有する半導体装置である。半導体層、第２の絶縁層、金属
酸化物層、及び導電層は、第１の絶縁層上にこの順に積層される。チャネル長方向の断面
において、第２の絶縁層の端部は、半導体層の端部よりも内側に位置し、導電層及び金属
酸化物層の端部はそれぞれ、第２の絶縁層の端部よりも内側に位置する。第３の絶縁層は
、第１の絶縁層の上面、半導体層の上面及び側面、第２の絶縁層の上面及び側面、金属酸
化物層の側面、並びに導電層の上面及び側面と接する。半導体層は、第１の領域と、一対
の第２の領域と、一対の第３の領域と、を有する。第１の領域は、第１の絶縁層及び金属
酸化物層と重なる。第２の領域は、第１の領域を挟み、第２の絶縁層と重なり、且つ金属
酸化物層と重ならない。第３の領域は、第１の領域及び一対の第２の領域を挟み、且つ第
２の絶縁層と重ならない。また、第３の領域は、第３の絶縁層と接し、第１の領域よりも
低抵抗である部分を含む。第２の領域は、第３の領域よりも高抵抗である部分を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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