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公開番号2025144816
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024044676
出願日2024-03-21
発明の名称半導体装置
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人きさらぎ国際特許事務所
主分類H10B 12/00 20230101AFI20250926BHJP()
要約【課題】優れたトランジスタ特性を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、基板と、基板に対して第1方向の一方側に並んで設けられた第1領域及び第2領域と、基板に対して第1方向の一方側の、第1領域より遠い位置に設けられた第1絶縁層及び金属酸化物層と、を備える。第1領域は、Siを含む第1半導体層を有する第1トランジスタと、第1絶縁層及び金属酸化物層と第1トランジスタとの間に設けられた第2絶縁層とを含む。第2領域は、酸化物半導体を含む第2半導体層を有する第2トランジスタと、第1絶縁層及び金属酸化物層と第2トランジスタとの間に設けられた第3絶縁層とを含む。金属酸化物層は、Al、Hf、Zr、La、及びYからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素と、酸素(O)と、を含む。第2絶縁層及び第3絶縁層は、それぞれSi及び酸素(O)を含む。第3絶縁層の密度は、第2絶縁層の密度よりも高い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板に対して前記基板の表面と交差する第１方向の一方側に設けられた第１領域と、
前記基板に対して前記第１方向の前記一方側に、前記第１方向または前記第１方向と交差する第２方向に前記第１領域と並んで設けられた第２領域と、
前記基板に対して前記第１方向の前記一方側の、前記第１領域より遠い位置に設けられた第１絶縁層及び金属酸化物層と
を備え、
前記第１領域は、
シリコン（Ｓｉ）を含む第１半導体層を有する第１トランジスタと、
前記第１絶縁層及び前記金属酸化物層と前記第１トランジスタとの間に設けられた第２絶縁層と
を含み、
前記第２領域は、
酸化物半導体を含む第２半導体層を有する第２トランジスタと、
前記第１絶縁層及び前記金属酸化物層と前記第２トランジスタとの間に設けられた第３絶縁層と
を含み、
前記金属酸化物層は、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、及びイットリウム（Ｙ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、酸素（Ｏ）と、を含み、
前記第２絶縁層及び前記第３絶縁層は、それぞれシリコン（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を含み、
前記第３絶縁層の密度は、前記第２絶縁層の密度よりも高い
半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、及び錫（Ｓｎ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、亜鉛（Ｚｎ）と、酸素（Ｏ）と、を含む
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１絶縁層は窒素（Ｎ）及びシリコン（Ｓｉ）を含む
請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２方向に延伸し、前記第２半導体層の一部と対向する第１配線と、
前記第２半導体層と前記第１配線との間に設けられたゲート絶縁膜と、
をさらに備え、
前記第２半導体層は、前記第１方向に延伸する
請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３絶縁層は、前記第２方向並びに前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向において、前記第２半導体層の一部を囲む
請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に延伸する第２配線をさらに備え、
前記第２配線は、前記第２半導体層に電気的に接続される
請求項４記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１領域及び前記第２領域は、前記第２方向に並び、
前記金属酸化物層は、前記基板に対して前記第１方向の前記一方側の、前記第２領域より遠い位置に設けられる
請求項１記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２絶縁層は前記第１絶縁層と接し、
前記第３絶縁層と前記第１絶縁層の間に前記金属酸化物層が設けられる
請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１方向から見て、
前記第２絶縁層と前記第１絶縁層の間に前記金属酸化物層が設けられ、
前記第３絶縁層と前記第１絶縁層の間に前記金属酸化物層が設けられる
請求項７記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１領域及び前記第２領域は、前記第１方向に並び、
前記第１領域及び前記第２領域の間に、前記第１絶縁層及び前記金属酸化物層が設けられる
請求項１記載の半導体装置。
（【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、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
酸化物半導体層と、酸化物半導体層に対向する第１配線と、酸化物半導体層と第１配線との間に設けられたゲート絶縁膜と、を備える半導体装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１６９４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
優れたトランジスタ特性を有する半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一の実施形態に係る半導体装置は、基板と、基板に対して基板の表面と交差する第１方向の一方側に設けられた第１領域と、基板に対して第１方向の一方側に、第１方向または第１方向と交差する第２方向に第１領域と並んで設けられた第２領域と、基板に対して第１方向の一方側の、第１領域及び第２領域より遠い位置に設けられた第１絶縁層及び金属酸化物層とを備える。第１領域は、シリコン（Ｓｉ）を含む第１半導体層を有する第１トランジスタと、第１絶縁層及び金属酸化物層と第１トランジスタとの間に設けられた第２絶縁層とを含む。第２領域は、酸化物半導体を含む第２半導体層を有する第２トランジスタと、第１絶縁層及び金属酸化物層と第２トランジスタとの間に設けられた第３絶縁層とを含む。金属酸化物層は、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、及びイットリウム（Ｙ）からなる群から選ばれる少なくとも１つの元素と、酸素（Ｏ）と、を含む。第２絶縁層及び第３絶縁層は、それぞれシリコン（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を含む。第３絶縁層の密度は、第２絶縁層の密度よりも高い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な回路図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な平面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な平面図である。
同半導体装置の一部の構成を示す模式的な平面図である。
同半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
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同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
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同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
比較例に係る半導体装置について説明するための模式的な断面図である。
第１実施形態に係る半導体装置の効果について説明するための模式的な断面図である。
第１実施形態に係る半導体装置の変形例１の一部の構成を示す模式的な断面図である。
第１実施形態に係る半導体装置の変形例２の一部の構成を示す模式的な断面図である。
第２実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
同製造方法について説明するための模式的な断面図である。
第２実施形態に係る半導体装置の効果について説明するための模式的な断面図である。
第３実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の効果について説明するための模式的な断面図である。
第４実施形態に係る半導体装置の一部の構成を示す模式的な断面図である。
同半導体装置の効果について説明するための模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次に、実施形態に係る半導体装置を、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施形態はあくまでも一例であり、本発明を限定する意図で示されるものではない。また、以下の図面は模式的なものであり、説明の都合上、一部の構成等が省略される場合がある。また、複数の実施形態について共通する部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０００８】
また、本明細書において、第１の構成が第２の構成に「電気的に接続されている」と言った場合、第１の構成は第２の構成に直接接続されていても良いし、第１の構成が第２の構成に配線、半導体部材又はトランジスタ等を介して接続されていても良い。例えば、３つのトランジスタを直列に接続した場合には、２つ目のトランジスタがＯＦＦ状態であったとしても、１つ目のトランジスタは３つ目のトランジスタに「電気的に接続」されている。
【０００９】
また、本明細書においては、基板の上面に対して平行な所定の方向をＸ方向、基板の上面に対して平行で、Ｘ方向と垂直な方向をＹ方向、基板の上面に対して垂直な方向をＺ方向と呼ぶ。
【００１０】
また、本明細書においては、所定の面に沿った方向を第１方向、この所定の面に沿って第１方向と交差する方向を第２方向、この所定の面と交差する方向を第３方向と呼ぶことがある。これら第１方向、第２方向及び第３方向は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれかと対応していても良いし、対応していなくても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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