特許ウォッチ

公開番号2025175080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2025148867,2024090462
出願日2025-09-09,2013-06-25
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 20250101AFI20251120BHJP()
要約【課題】酸化物半導体膜上に接してソース電極層及びドレイン電極層を形成する場合、半
導体装置の形状不良の発生を抑えるトランジスタを提供する。また、ソース電極層及びド
レイン電極層上に形成するゲート絶縁膜の膜厚や酸化物半導体膜の膜厚が小さくても段切
れが生じにくい断面形状を有するソース電極層及びドレイン電極層を形成する。
【解決手段】絶縁表面上に結晶構造を有する酸化物半導体膜を形成し、酸化物半導体膜の
一部上に接して電極層を形成し、濃度が0.0001%より高く0.25%以下の希フッ
酸に曝すことで酸化物半導体膜の露出部の膜厚を小さくする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の上方に位置する領域を有する第１の導電層と、
前記酸化物半導体層の上方に位置する領域を有する第２の導電層と、
前記第１の導電層の上方に位置する領域を有する第１の絶縁層と、
前記第２の導電層の上方に位置する領域を有する第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の上方に位置する領域、前記酸化物半導体層の上方に位置する領域、及び前記第２の絶縁層の上方に位置する領域を有する第３の絶縁層と、を有し、
前記第１の導電層は、トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方としての機能を有し、
前記第２の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能を有し、
前記酸化物半導体層は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
前記酸化物半導体層は、第１の領域と、第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置する第３の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の導電層と重なり、
前記第２の領域は、前記第２の導電層と重なり、
前記第３の領域は、前記第１の導電層と重ならず、
前記第３の領域は、前記第２の導電層と重ならず、
前記第３の領域の膜厚は、前記第１の領域の膜厚よりも小さく、且つ、前記第２の領域の膜厚よりも小さく、
前記第３の絶縁層は、前記第３の領域と接する領域を有し、
前記第１の導電層は、第４の領域と、第５の領域と、を有し、
前記第５の領域の膜厚は、前記第４の領域の膜厚よりも小さく、
前記第５の領域は、前記第１の導電層の端部に配置され、
前記第２の導電層は、第６の領域と、第７の領域と、を有し、
前記第７の領域の膜厚は、前記第６の領域の膜厚よりも小さく、
前記第７の領域は、前記第２の導電層の端部に配置され、
前記第１の絶縁層は、前記第４の領域と接する領域と前記第５の領域と接する領域とを有し、且つ、前記酸化物半導体層と接する領域を有さず、
前記第２の絶縁層は、前記第６の領域と接する領域と前記第７の領域と接する領域とを有し、且つ、前記酸化物半導体層と接する領域を有さない、半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の上方に位置する領域を有する第１の導電層と、
前記酸化物半導体層の上方に位置する領域を有する第２の導電層と、
前記第１の導電層の上方に位置する領域を有する第１の絶縁層と、
前記第２の導電層の上方に位置する領域を有する第２の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の上方に位置する領域、前記酸化物半導体層の上方に位置する領域、及び前記第２の絶縁層の上方に位置する領域を有する第３の絶縁層と、を有し、
前記第１の導電層は、トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方としての機能を有し、
前記第２の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能を有し、
前記酸化物半導体層は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
前記酸化物半導体層は、第１の領域と、第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置する第３の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の導電層と重なり、
前記第２の領域は、前記第２の導電層と重なり、
前記第３の領域は、前記第１の導電層と重ならず、
前記第３の領域は、前記第２の導電層と重ならず、
前記第３の領域の膜厚は、前記第１の領域の膜厚よりも小さく、且つ、前記第２の領域の膜厚よりも小さく、
前記第３の絶縁層は、前記第３の領域と接する領域を有し、
前記第１の導電層は、第４の領域と、第５の領域と、を有し、
前記第５の領域の膜厚は、前記第４の領域の膜厚よりも小さく、
前記第５の領域は、前記第１の導電層の端部に配置され、
前記第２の導電層は、第６の領域と、第７の領域と、を有し、
前記第７の領域の膜厚は、前記第６の領域の膜厚よりも小さく、
前記第７の領域は、前記第２の導電層の端部に配置され、
前記第１の絶縁層は、前記第３の絶縁層と異なる材料を有し、
前記第２の絶縁層は、前記第３の絶縁層と異なる材料を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第４の領域と接する領域と前記第５の領域と接する領域とを有し、且つ、前記酸化物半導体層と接する領域を有さず、
前記第２の絶縁層は、前記第６の領域と接する領域と前記第７の領域と接する領域とを有し、且つ、前記酸化物半導体層と接する領域を有さない、半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
酸化物半導体を用いる半導体装置及びその作製方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【０００２】
なお、本明細書中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
全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
チャネル形成領域に酸化物半導体膜を用いてトランジスタなどを作製し、表示装置に応用
する技術が注目されている。例えば、酸化物半導体膜として酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いる
トランジスタや、ＩｎＧａＯ
３
（ＺｎＯ）
ｍ
を用いるトランジスタが挙げられる。これら
の酸化物半導体膜を用いたトランジスタを、透光性を有する基板上に形成し、画像表示装
置のスイッチング素子などに用いる技術が特許文献１及び特許文献２で開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、酸化物半導体層と接するソース電極及びドレイン電極と、酸化物
半導体層と重なるゲート電極と、酸化物半導体層とゲート電極との間に設けられたゲート
絶縁層と、を有し、ソース電極及びドレイン電極は、第１の導電層と、第１の導電層の端
部よりチャネル長方向に伸長した領域を有する第２の導電層を備えたトランジスタ構造が
開示されている。
【０００５】
また、特許文献４には、酸化物半導体層の上下にゲート電極が形成されている構造が開示
されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
特開２０１１－１７１７２１号公報
特開２０１１－１０３４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
酸化物半導体膜の上下にゲート電極が形成されているデュアルゲート構造や、ボトムゲー
ト構造や、トップゲート構造などのトランジスタを作製する際、酸化物半導体膜上に接し
て電極層を形成し、酸化物半導体膜の表面の一部を露出させる場合がある。その場合、電
極層と酸化物半導体膜は、十分に選択比がとれるエッチング処理を行うことが好ましい。
【０００８】
しかしながら、電極層と酸化物半導体膜とが十分に選択比がとれるエッチング処理は困難
である。特に酸化物半導体膜の膜厚が小さい場合には、電極層のエッチングの際に除去さ
れてしまい、膜自体が消失することもある。また、エッチング条件によっては電極層の形
状不良や、酸化物半導体膜への穴形成を引き起こす恐れもある。このような半導体装置の
形状不良は、電気的特性の低下を招いてしまう。
【０００９】
酸化物半導体膜上に接してソース電極層及びドレイン電極層を形成する場合、上述した半
導体装置の形状不良の発生を抑えるトランジスタの作製方法を提供することを課題の一と
する。
【００１０】
また、酸化物半導体膜上にソース電極層及びドレイン電極層を形成し、ソース電極層及び
ドレイン電極層の端部に生じる恐れのある電界集中の緩和を実現するトランジスタ構造を
提供することを課題の一とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許