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公開番号2025178316
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025153044,2024226013
出願日2025-09-16,2015-05-28
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 86/40 20250101AFI20251128BHJP()
要約【課題】占有面積が小さく、集積度の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】第1の絶縁層と、導電層と、第2の絶縁層を有し、導電層は第1の絶縁層と
第2の絶縁層との間に設けられ、第1の絶縁層、導電層および第2の絶縁層は互いに重な
る領域を有し、第1の絶縁層と、導電層と、第2の絶縁層を貫通するコンタクトプラグを
有し、コンタクトプラグは、第2の絶縁層から第1の絶縁層に向かう深さ方向において、
第2の絶縁層と導電層との界面を境に径が小さくなる領域を有する構成とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、コンタクトプラグを有する半導体装置であって、
前記第１のトランジスタはシリコン基板に活性領域を有し、
前記第２のトランジスタは酸化物半導体を活性層に有し、
前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタはそれぞれ重なる領域を有し、
前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの間に第１の絶縁層を有し、
前記第２のトランジスタ上に第２の絶縁層を有し、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方と前記コンタクトプラグを介して電気的に接続されており、
前記コンタクトプラグは、前記第１の絶縁層、前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方、および前記第２の絶縁層を貫通しており、
前記コンタクトプラグは、前記第２の絶縁層から前記第１の絶縁層に向かう深さ方向において、前記第２の絶縁層と前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方との界面を境に径が小さくなる領域を有す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】
本発明の一態様は、酸化物半導体を用いた半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,700 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発明の
一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明
の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・
オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明
の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装
置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を
一例として挙げることができる。
【０００３】
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
全般を指す。トランジスタ、半導体回路は半導体装置の一態様である。また、記憶装置、
表示装置、撮像装置、電子機器は、半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【０００４】
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を構成する技術が
注目されている。当該トランジスタは集積回路（ＩＣ）や画像表示装置（単に表示装置と
も表記する）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】
酸化物半導体を用いたトランジスタは、非導通状態において極めてリーク電流が小さいこ
とが知られている。例えば、特許文献１には酸化物半導体を用いたトランジスタの低いリ
ーク電流特性を応用した低消費電力のＣＰＵなどが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１２－２５７１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様では、占有面積の小さい半導体装置を提供することを目的の一つとする。
または、集積度の高い半導体装置を提供することを目的の一つとする。または、動作速度
の速い半導体装置を提供することを目的の一つとする。または、消費電力の小さい半導体
装置を提供することを目的の一つとする。または、生産性の高い半導体装置を提供するこ
とを目的の一つとする。または、歩留まりの高い半導体装置を提供することを目的の一つ
とする。または、新規な半導体装置を提供することを目的の一つとする。または、上記半
導体装置の作製方法を提供することを目的の一つとする。
【０００８】
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、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、酸化物半導体を用いて形成されたトランジスタおよびシリコンを用い
て形成されたトランジスタを有する半導体装置に関する。
【００１０】
本発明の一態様は、第１の絶縁層と、導電層と、第２の絶縁層と、コンタクトプラグを有
し、導電層は第１の絶縁層と第２の絶縁層との間に設けられ、第１の絶縁層、導電層およ
び第２の絶縁層は、互いに重なる領域を有し、コンタクトプラグは、第１の絶縁層と、導
電層と、第２の絶縁層を貫通するように設けられ、コンタクトプラグは、第２の絶縁層か
ら第１の絶縁層に向かう深さ方向において、第２の絶縁層と導電層との界面を境に径が小
さくなる領域を有することを特徴とする半導体装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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