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公開番号2025175092
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2025149786,2024214151
出願日2025-09-10,2013-02-08
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】良好な動作特性を有する、酸化物半導体を用いたトランジスタを提供する。また
、該トランジスタを用いることにより、動作特性の向上が図られた半導体装置を提供する
。
【解決手段】平面視において、トランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方を環
状のゲート電極で囲む構成とする。または、平面視において、トランジスタのソース電極
またはドレイン電極の一方をチャネル形成領域で囲む構成とする。これにより、ソース電
極とドレイン電極が、島状の酸化物半導体層の端部に生じた寄生チャネルを介して電気的
に接続されない構成とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の配線上に第１の絶縁層を有し、
前記第１の絶縁層上に島状の酸化物半導体層を有し、
前記島状の酸化物半導体層上にソース電極及びドレイン電極を有し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極の一方は、前記島状の酸化物半導体層と前記第１の絶縁層に形成された開口を介して前記第１の配線と電気的に接続され、
前記島状の酸化物半導体層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極上に第２の絶縁層を有し、
前記第２の絶縁層上にゲート電極を有し、
前記島状の酸化物半導体層は、前記ゲート電極と重畳する領域にチャネル形成領域を有し、
平面視において、前記ソース電極または前記レイン電極の一方が、前記チャネル形成領域で囲まれていることを特徴とする半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示する発明は、半導体装置、及びその作製方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【０００２】
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
全般を指し、電気光学装置、発光表示装置、半導体回路及び電子機器は全て半導体装置で
ある。
【背景技術】
【０００３】
近年、トランジスタの構成材料として、酸化物半導体と呼ばれる半導体特性を示す金属酸
化物に注目が集まっている。金属酸化物は様々な用途に用いられている。例えば、酸化イ
ンジウムは、液晶表示装置やＥＬ表示装置などの表示装置において、画素電極の材料とし
て用いられている。
【０００４】
また、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜を用いてトランジスタ（薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）ともいう）を構成する技術が注目されている。該トランジスタは集積
回路（ＩＣ）や画像表示装置（表示装置）のような電子デバイスに広く応用されている。
トランジスタに適用可能な半導体薄膜としてシリコン系半導体材料が広く知られているが
、その他の材料として酸化物半導体が注目されている。
【０００５】
半導体特性を示す金属酸化物としては、例えば、酸化タングステン、酸化錫、酸化インジ
ウム、酸化亜鉛などがあり、このような半導体特性を示す金属酸化物にチャネルが形成さ
れるトランジスタが既に知られている。例えば、トランジスタの活性層として、インジウ
ム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む非晶質酸化物を用いたトランジ
スタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００６－１６５５２８号公報
特開２００７－９６０５５号公報
特開２００７－１２３８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
酸化物半導体における酸素欠損はドナーとなることが知られており、トランジスタのチャ
ネル形成領域に酸化物半導体を用いる場合は、酸素欠損の極力少ない酸化物半導体層を用
いることが好ましい。しかしながら、トランジスタを形成するために島状とした酸化物半
導体層では、その端部から酸素が脱離しやすい。
【０００８】
また、酸化物半導体層を島状とする工程において、エッチングガス等の成分（塩素、フッ
素、ホウ素、水素等）が酸化物半導体層の端部から混入して酸化物半導体層中でドナーと
なることがある。そのため、島状の酸化物半導体層では、端部およびその近傍に低抵抗領
域が形成されやすく、当該低抵抗化領域にトランジスタの寄生チャネルが形成されやすい
。
【０００９】
島状の酸化物半導体層の端部に寄生チャネルが生じると、該寄生チャネルを介してトラン
ジスタのソースとドレインが接続され、ソースとドレインの間に意図しない電流（「漏れ
電流」、または「リーク電流」ともいう）が流れる。また、トランジスタのオフ電流が増
加して、消費電力が増加する原因となる。
【００１０】
このように、寄生チャネルはトランジスタの電気特性を悪化させる原因となる。例えば、
トランジスタのノーマリーオン化、しきい値電圧ばらつきの増加、ストレス印加によるし
きい値電圧のシフトなどの不良を引き起こす場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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