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公開番号2025179177
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-09
出願番号2025146899,2021525401
出願日2025-09-04,2020-06-01
発明の名称金属酸化物
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H01L 21/365 20060101AFI20251202BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】新規の金属酸化物を提供する。
【解決手段】金属酸化物は、結晶を有し、結晶は、第1の層と、第2の層と、第3の層と、が積層された構造を有し、第1の層、第2の層、および第3の層は、それぞれ金属酸化物の被形成面と概略平行であり、第1の層は、第1の金属と、酸素と、を有し、第2の層は、第2の金属と、酸素と、を有し、第3の層は、第3の金属と、酸素と、を有し、第1の層は、八面体形構造を有し、第2の層は、三方両錐形構造または四面体形構造を有し、第3の層は、三方両錐形構造または四面体形構造を有し、前記第1の層が有する、八面体形構造は、中心に第1の金属の原子を有し、第2の層が有する、三方両錐形構造または四面体形構造は、中心に第2の金属の原子を有し、第3の層が有する、三方両錐形構造または四面体形構造は、中心に第3の金属の原子を有し、第1の金属の価数は、第2の金属の価数と同じであり、第1の金属の価数は、第3の金属の価数と異なる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
結晶を有する金属酸化物であって、
前記結晶は、第１の層と、第２の層と、第３の層と、が積層された構造を有し、
前記第１の層、前記第２の層、および前記第３の層は、それぞれ前記金属酸化物の被形成面と概略平行であり、
前記第１の層は、第１の金属と、酸素と、を有し、
前記第２の層は、第２の金属と、酸素と、を有し、
前記第３の層は、第３の金属と、酸素と、を有し、
前記第１の層は、八面体形構造を有し、
前記第２の層は、三方両錐形構造または四面体形構造を有し、
前記第３の層は、三方両錐形構造または四面体形構造を有し、
前記第１の層が有する、前記八面体形構造は、中心に前記第１の金属の原子が存在し、頂点に酸素の原子が存在し、
前記第２の層が有する、前記三方両錐形構造または前記四面体形構造は、中心に前記第２の金属の原子が存在し、頂点に酸素の原子が存在し、
前記第３の層が有する、前記三方両錐形構造または前記四面体形構造は、中心に前記第３の金属の原子が存在し、頂点に酸素の原子が存在し、
前記第１の金属の価数は、前記第２の金属の価数と同じであり、
前記第１の金属の価数は、前記第３の金属の価数と異なる、
金属酸化物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、金属酸化物、および金属酸化物を有するトランジスタに関する。また、本発明の一態様は、半導体装置、および半導体装置の作製方法に関する。また、本発明の一態様は、半導体ウエハ、モジュール、および電子機器に関する。
続きを表示（約 1,600 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得る装置全般を指す。トランジスタなどの半導体素子をはじめ、半導体回路、演算装置、記憶装置は、半導体装置の一態様である。表示装置（液晶表示装置、発光表示装置など）、投影装置、照明装置、電気光学装置、蓄電装置、記憶装置、半導体回路、撮像装置、電子機器などは、半導体装置を有すると言える場合がある。
【０００３】
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。
【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】
酸化物半導体において、単結晶でも非晶質でもない、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓａｌｉｇｎｅｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造およびｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）構造が見出されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００６】
非特許文献１および非特許文献２では、ＣＡＡＣ構造を有する酸化物半導体を用いてトランジスタを作製する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
Ｓ．Ｙａｍａｚａｋｉｅｔａｌ．， “ＳＩＤＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒｓ”，２０１２，ｖｏｌｕｍｅ４３，ｉｓｓｕｅ１，ｐ．１８３－１８６
Ｓ．Ｙａｍａｚａｋｉｅｔａｌ．， “ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ”，２０１４，ｖｏｌｕｍｅ５３，Ｎｕｍｂｅｒ４Ｓ，ｐ．０４ＥＤ１８－１－０４ＥＤ１８－１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様は、新規の金属酸化物を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、新規のトランジスタを提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、オン電流が大きい半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、高い周波数特性を有する半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、信頼性が良好な半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、良好な電気特性を有する半導体装置を提供することを課題の一つとする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、長期間においてデータの保持が可能な半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、情報の書き込み速度が速い半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、消費電力を抑えることができる半導体装置を提供することを課題の一つとする。
【００１０】
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】
（【００１１】以降は省略されています）

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