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公開番号2025144693
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024044495
出願日2024-03-21
発明の名称半導体装置、半導体装置の製造方法
出願人キオクシア株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10B 12/00 20230101AFI20250926BHJP()
要約【課題】オン電流及び閾値電圧の好適な両立を図ることが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、酸化物半導体層と、第1電極と、第2電極と、導電層と、を備える。酸化物半導体層は、第1端部及び第2端部を有し、第1端部から第2端部に向かう第1方向に延びるように設けられる。第1電極は、酸化物半導体層の第1端部に接触する。第2電極は、酸化物半導体層の第2端部に接触する。導電層は、酸化物半導体層の第1端部と第2端部との間において絶縁膜を介して酸化物半導体層の所定部分を囲むように設けられる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１端部及び第２端部を有し、前記第１端部から前記第２端部に向かう第１方向に延びるように設けられる酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の前記第１端部に接触する第１電極と、
前記酸化物半導体層の前記第２端部に接触する第２電極と、
前記酸化物半導体層の前記第１端部と前記第２端部との間において絶縁膜を介して前記酸化物半導体層の所定部分を囲むように設けられる導電層と、を備え、
前記酸化物半導体層の前記所定部分の内部には、空洞及び絶縁層の少なくとも一方が設けられている
半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１電極には、前記酸化物半導体層が接触し、前記空洞及び前記絶縁層の少なくとも一方が接触していない
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１電極には、前記酸化物半導体層の前記第１端部が埋め込まれる凹部が形成され、
前記空洞及び前記絶縁層の少なくとも一方は、前記酸化物半導体層の前記所定部分から前記凹部の内部まで延びるように形成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２電極には、前記酸化物半導体層が接触し、前記空洞及び前記絶縁層の少なくとも一方が接触していない
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２電極には、前記第１方向とは逆の第２方向に前記酸化物半導体層の前記第２端部から前記酸化物半導体層の内部に延びるように突出部が形成され、
前記突出部の先端部が、前記空洞及び前記絶縁層の少なくとも一方に接触している
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記酸化物半導体層は、前記第１方向とは逆の第２方向に向かって細くなるようにテーパ状に形成され、
前記空洞及び前記絶縁層の少なくとも一方は、前記第２方向に向かって細くなるようにテーパ状に形成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記酸化物半導体層は、前記第１方向に向かって細くなるようにテーパ状に形成され、
前記空洞及び前記絶縁層の少なくとも一方は、前記第１方向に向かって細くなるようにテーパ状に形成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記酸化物半導体層の前記所定部分の内部には、前記絶縁層が設けられ、
前記酸化物半導体層の内部には、前記絶縁層に対して前記第１方向に隣接して前記空洞が更に形成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記絶縁層は、シリコン酸化物、及びアルミナのいずれかにより形成されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
第１導電層、第１絶縁層、導電層、及び第２絶縁層を第１方向に積層し、
前記第２絶縁層、前記導電層、及び前記第１絶縁層を貫通して、前記第１導電層に達するホールを形成し、
前記ホールの内部にＡＬＤ法により酸化物半導体層を成膜し、
前記ホールの内部に前記酸化物半導体層を形成する際に、前記酸化物半導体層において前記導電層により囲まれる所定部分の内部に空洞を形成し、
前記酸化物半導体層に酸素を供給する
半導体装置の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、半導体装置、及び半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置には、チャネルに酸化物半導体層が用いられたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２４－６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示によれば、オン電流及び閾値電圧の好適な両立を図ることが可能な半導体装置、及び半導体装置の製造方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の半導体装置は、酸化物半導体層と、第１電極と、第２電極と、導電層と、を備える。酸化物半導体層は、第１端部及び第２端部を有し、第１端部から第２端部に向かう第１方向に延びるように設けられる。第１電極は、酸化物半導体層の第１端部に接触する。第２電極は、酸化物半導体層の第２端部に接触する。導電層は、酸化物半導体層の第１端部と第２端部との間において絶縁膜を介して酸化物半導体層の所定部分を囲むように設けられる。
【０００６】
実施形態の半導体装置の製造方法は、第１導電層、第１絶縁層、導電層、及び第２絶縁層を第１方向に積層し、第２絶縁層、導電層、及び第１絶縁層を貫通して、第１導電層に達するホールを形成し、ホールの内部にＡＬＤ法により酸化物半導体を成膜し、ホールの内部に酸化物半導体層を形成する際に、酸化物半導体層において導電層により囲まれる所定部分の内部に空洞を形成し、酸化物半導体層に酸素を供給する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態のメモリセルアレイの回路構成を示す回路図。
実施形態の半導体記憶装置の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す断面図。
実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す断面図。
実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す断面図。
実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す断面図。
実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す断面図。
実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す断面図。
実施形態の半導体装置の製造工程の一部を示す断面図。
比較例の半導体装置の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第１変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第２変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第３変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第４変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第５変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第６変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第６変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第７変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第７変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第８変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第８変形例の断面構造を示す断面図。
実施形態の半導体装置の第８変形例の断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０００９】
１実施形態
実施形態の半導体装置、及び半導体装置の製造方法について説明する。各図面には、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を示すことがある。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、右手系の３次元の直交座標を形成する。以下、Ｘ軸の矢印方向を＋Ｘ方向、矢印とは逆方向を－Ｘ方向と呼ぶことがあり、その他の軸についても同様である。なお、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向を、それぞれ「上方」及び「下方」と呼ぶこともある。本実施形態では、＋Ｚ方向が第１方向の一例であり、－Ｚ方向が第２方向の一例である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、又はＺ軸にそれぞれ直交する面を、ＹＺ面、ＺＸ面、又はＸＹ面と呼ぶことがある。また、Ｚ軸の方向を「上下方向」と呼ぶことがある。「上方」、「下方」、及び「上下方向」は、あくまで図面内での相対的位置関係を示す用語であり、鉛直方向を基準とした向きを定める用語ではない。
【００１０】
また、特に具体的に説明されている場合を除き、各図面に示される構成要素の寸法等は、説明の理解を容易にするため、実際の寸法とは異ならせて示される場合がある。本明細書において「接続」とは物理的な接続だけでなく電気的な接続も含み、特に指定する場合を除き、直接接続だけでなく間接接続も含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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