JP2016167591A - 半導体装置およびその作製方法、ならびに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の絶縁体と、酸化物半導体と、第2の絶縁体と、第1の導電体と、前記第1の導電体の側壁に形成される第3の絶縁体と、前記酸化物半導体の上面、前記酸化物半導体の側面、および前記第3の絶縁体の側面と接する、第2の導電体および第3の導電体と、前記第2の導電体の側面および前記第3の導電体の側面と接する第4の絶縁体と、前記第4の絶縁体、前記第2の導電体および前記第3の導電体の上面に接する第5の絶縁体と、を有し、前記第4の絶縁体の上面は概略平坦な領域を有前記酸化物半導体は、前記第1の導電体と重なる第1の領域と、前記第1の領域よりも抵抗の低い第2の領域と、を有する半導体装置。
【選択図】図1
Description
電気特性の良好なトランジスタを提供することを課題の一とする。または、電気特性の安定したトランジスタを提供することを課題の一とする。または、消費電力の少ないトランジスタを提供することを課題の一とする。または、信頼性の良好なトランジスタを提供することを課題の一とする。または、新規なトランジスタを提供することを課題の一とする。または、これらのトランジスタの少なくとも一つを有する半導体装置を提供することを課題の一とする。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置の構造例について、説明する。
図1(A)は、本発明の一態様の半導体装置の上面図を示す。図1(B)は、図1(A)に示す一点鎖線L1−L2の断面と、一点鎖線W1−W2の断面とを示す。図1(B)に示す半導体装置は、基板101と、基板101上の絶縁体102と、絶縁体102上のトランジスタ100と、トランジスタ100を覆う絶縁体110と、絶縁体110上の絶縁体111と、を有する。
酸化物層104は、酸化物層104a、酸化物層104b、および酸化物層104cを積層した構成を有することが好ましい。
ここで、酸化物層104a、酸化物層104b、および酸化物層104cの積層により構成される酸化物層104の機能およびその効果について、図21(A)に示すエネルギーバンド構造図を用いて説明する。図21(A)は、図1(B)にA1−A2の一点鎖線で示した部位のエネルギーバンド構造を示している。すなわち、図21(A)は、トランジスタ100のチャネル形成領域のエネルギーバンド構造を示している。
絶縁体102は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、アルミニウムシリケートなどから選ばれた材料を、単層でまたは積層して用いる。また、酸化物材料、窒化物材料、酸化窒化物材料、窒化酸化物材料のうち、複数の材料を混合した材料を用いてもよい。
また、絶縁体111および絶縁体110bは、不純物の透過性が低い絶縁性材料を用いて形成することが好ましい。例えば、絶縁体111および絶縁体110bは酸素の透過性が低いことが好ましい。また例えば、絶縁体111および絶縁体110bは水素の透過性が低いことが好ましい。また例えば、絶縁体111および絶縁体110bは水の透過性が低いことが好ましい。絶縁体111および絶縁体110bに用いることのできる材料や、絶縁体111および絶縁体110bの作製方法については、絶縁体102の記載を参照することができる。
絶縁体103としては例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いればよく、積層または単層で形成する。絶縁体402および絶縁体412の形成には、スパッタリング法、CVD法(熱CVD法、MOCVD法、PECVD法等を含む)、MBE法、ALD法またはPLD法などを用いることができる。特に、当該絶縁膜をCVD法、好ましくはプラズマCVD法によって成膜すると、被覆性を向上させることができるため好ましい。またプラズマによるダメージを減らすには、熱CVD法、MOCVD法あるいはALD法が好ましい。
図5(A)は半導体装置の上面図である。また、図6(A)は、図5に示す一点鎖線L1−L2の断面を、図6(B)は、図5(A)に示す一点鎖線W1−W2の断面を、それぞれ示す。図5(A)、図6(A)および(B)に示す半導体装置は、トランジスタ100の上方に位置する絶縁体111と、トランジスタ100の下方に位置する絶縁体102と、トランジスタ100の四方を囲む絶縁体110bと、を有する。絶縁体102、絶縁体111および絶縁体110bにより、トランジスタ100の六方が囲まれる。また、図6(A)において、絶縁体110bは、コンタクトプラグ113aやコンタクトプラグ113bよりも外側に位置する。また、図6(B)において、絶縁体110bは、コンタクトプラグ113cやコンタクトプラグ113dよりも外側に位置する。ここで、外側とは、例えばトランジスタ100を中心として、トランジスタ100からの距離がより長いことを指す。
本実施の形態では、実施の形態1に示す半導体装置の作製方法について説明する。
図7乃至図14を用いて、図1に示す半導体装置の作製方法を説明する。
次に、導電体106および絶縁体107をマスクとして用いて金属元素131を導入する(図9(C)参照。)。なお、図9(C)では金属元素131を矢印で示している。金属元素131の導入は、イオン注入法やプラズマドーピング法などを用いて行なうことができる。図9(C)では、金属元素131が導入される領域135の端部を破線で示している。金属元素が導入される領域135の深さや、領域135に含まれる金属元素の濃度は、イオン注入法やプラズマドーピング法などの処理条件によって決定することができる。
ここで絶縁体108dの一部を異方性ドライエッチング法によりエッチングして絶縁体108を形成する際には、絶縁体107はエッチングされないことが好ましい。あるいは、絶縁体107のエッチング速度は絶縁体108dのエッチング速度と比較して遅いことが好ましい。よって、絶縁体107は、例えば絶縁体108が有する主要元素と異なる主要元素を有することが好ましい。あるいは、例えば、絶縁体107は、例えば絶縁体108と組成が異なることが好ましい。絶縁体107の厚さは、5nm以上100nm以下が好ましく、10nm以上50nm以下がより好ましい。
次に、基板101に対して上面を平坦にするように絶縁体110dおよび導電体109eの一部を除去することにより、導電体109aおよび導電体109bを形成する(図11(B)参照。)。ここで導電体109eの一部を除去することにより、導電体109dのうち、導電体106と重なる領域を除去することにより導電体109eを分離させ、導電体109aおよび導電体109bを形成することができる。
次に、図2に示す半導体装置の作製方法を、図17乃至図19を用いて説明する。
図11(B)に示す導電体109aおよび導電体109bの形成において、基板101に対して上面を平坦にするように絶縁体110dおよび導電体109eの一部を除去する。絶縁体110dや導電体109eの除去にCMP法などの研磨法を用いる場合には、その研磨速度が試料の面内で分布を有する場合がある。このような場合、研磨速度が速い箇所においては過多な研磨が生じ、絶縁体108、絶縁体107、および導電体106の一部が除去される可能性がある。ここで、導電体106等の構造体を密に配置することにより、過多な研磨を抑制できる場合があり好ましい。
次に、図6に示す半導体装置の作製方法について、図26を用いて説明する。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体とに分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC−OS、多結晶酸化物半導体、nc−OS(nanocrystalline Oxide Semiconductor)、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous like Oxide Semiconductor)、非晶質酸化物半導体などがある。
CAAC−OSは、c軸配向した複数の結晶部(「ペレット」ともいう。)を有する酸化物半導体の一つである。
nc−OSは、高分解能TEM像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。nc−OSに含まれる結晶部は、1nm以上10nm以下、または1nm以上3nm以下の大きさであることが多い。なお、結晶部の大きさが10nmより大きく100nm以下である酸化物半導体を微結晶酸化物半導体と呼ぶことがある。nc−OSは、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶は、CAAC−OSにおけるペレットと起源を同じくする可能性がある。そのため、以下ではnc−OSの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
a−like OSは、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。a−like OSは、高分解能TEM像において鬆が観察される場合がある。また、高分解能TEM像において、明確に結晶部を確認することのできる領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。
本実施の形態では、本明細書等に開示したトランジスタを用いた半導体装置の一例について説明する。
図32(A)乃至図32(C)は、半導体装置400の断面図である。半導体装置400は、トランジスタ100とトランジスタ281を有する。なお、トランジスタ100は上記実施の形態に示した他のトランジスタと置き換えが可能である。図32(A)はトランジスタ100とトランジスタ281のチャネル長方向の断面図であり、図32(B)はチャネル幅方向の断面図である。図32(C)は図32(A)におけるトランジスタ281の拡大図である。
基板401の上にnチャネル型のトランジスタを設けてもよい。図33(A)および図33(B)は、半導体装置410の断面図である。半導体装置410は、半導体装置400にnチャネル型のトランジスタ282を付加した構成を有する。図33(A)はトランジスタ100、トランジスタ281、および、トランジスタ282のチャネル長方向の断面図であり、図33(B)はトランジスタ281の拡大図である。
トランジスタ100の上方に、さらにトランジスタ100を設けてもよい。図34は、半導体装置420の断面図である。半導体装置420は、半導体装置410上にトランジスタ100と同様の構成を有するトランジスタ100aを有する。また、トランジスタ100上には、絶縁体111aが設けられる。
図35(A)乃至図35(C)は半導体装置430の断面図である。半導体装置430は、半導体装置400が有するトランジスタ281を、Fin型のトランジスタ291に置き換えた構成を有する。トランジスタをFin型とすることにより、実効上のチャネル幅が増大し、トランジスタのオン特性を向上させることができる。また、チャネル形成領域に対するゲート電極の電界の寄与を高くすることができるため、トランジスタのオフ特性を向上させることができる。
本明細書等に開示したトランジスタは、OR回路、AND回路、NAND回路、およびNOR回路などの論理回路や、インバータ回路、バッファ回路、シフトレジスタ回路、フリップフロップ回路、エンコーダ回路、デコーダ回路、増幅回路、アナログスイッチ回路、積分回路、微分回路、およびメモリ素子などの様々な半導体回路に用いることができる。
図37(A)に示す回路は、トランジスタ289のソースまたはドレインの一方を、トランジスタ1281のゲートおよび容量素子257の一方の電極に接続した記憶装置の構成例を示している。また、図37(B)に示す回路は、トランジスタ289のソースまたはドレインの一方を、容量素子257の一方の電極に接続した記憶装置の構成例を示している。
情報の書き込みおよび保持について説明する。まず、配線254の電位を、トランジスタ289がオン状態となる電位にする。これにより、配線253の電位が、ノード256に与えられる。即ち、ノード256に所定の電荷が与えられる(書き込み)。ここでは、異なる二つの電位レベルを与える電荷(以下、「Lowレベル電荷」、「Highレベル電荷」という。)のどちらかが与えられるものとする。その後、配線254の電位を、トランジスタ289がオフ状態となる電位とすることで、ノード256に電荷が保持される。
次に情報の読み出しについて説明する。配線251に配線252の電位と異なる所定の電位(定電位)を与えた状態で、配線255に読み出し電位VRを与えると、ノード256に保持されている情報を読み出すことができる。
本実施の形態では、上述したトランジスタを用いた半導体装置の一例として、CPUについて説明する。図38は、上述したトランジスタを一部に用いたCPUの構成例を示すブロック図である。
上述したトランジスタを用いた半導体装置の一例として、撮像装置について説明する。
図40(A)は、撮像装置600の構成例を示す平面図である。撮像装置600は、画素部621と、第1の回路260、第2の回路270、第3の回路280、および第4の回路290を有する。なお、本明細書等において、第1の回路260乃至第4の回路290などを「周辺回路」もしくは「駆動回路」と呼ぶ場合がある。例えば、第1の回路260は周辺回路の一部と言える。
撮像装置600が有する画素622を副画素として用いて、複数の画素622それぞれに異なる波長域の光を透過するフィルタ(カラーフィルタ)を設けることで、カラー画像表示を実現するための情報を取得することができる。
図46とは異なる画素622の構成例を図47に示す。図47は画素622の一部の断面図である。
上述したトランジスタを用いた半導体装置の一例として、表示装置について説明する。表示素子を有する装置である表示装置(液晶表示装置、発光表示装置など)は、様々な形態を用いること、または様々な素子を有することが出来る。
次に、図48を用いて、表示装置のより具体的な構成例について説明する。図48(A)は、表示装置3100の構成を説明するためのブロック図である。表示装置3100は、表示領域3131、回路3132、および回路3133を有する。回路3132は、例えば走査線駆動回路として機能する。また、回路3133は、例えば信号線駆動回路として機能する。
図48(B)に、発光表示装置に用いることができる画素回路の一例を示す。図48(B)に示す画素回路3137は、トランジスタ3431と、容量素子3233と、トランジスタ3232と、トランジスタ3434と、を有する。また、画素回路3137は、表示素子として機能できる発光素子3125と電気的に接続されている。
図48(C)に、液晶表示装置に用いることができる画素回路の一例を示す。図48(C)に示す画素回路3137は、トランジスタ3431と、容量素子3233と、を有する。また、画素回路3137は、表示素子として機能できる液晶素子3432と電気的に接続されている。
上記実施の形態に示したトランジスタを用いて、トランジスタを含む駆動回路の一部または全体を画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。上記実施の形態に示したトランジスタを用いることが可能な表示装置の構成例について、図50および図51を用いて説明する。
表示装置の一例として、液晶素子を用いた表示装置およびEL素子を用いた表示装置について説明する。図50(A)において、第1の基板4001上に設けられた画素部4002を囲むようにして、シール材4005が設けられ、第2の基板4006によって封止されている。図50(A)においては、第1の基板4001上のシール材4005によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体又は多結晶半導体で形成された信号線駆動回路4003、及び走査線駆動回路4004が実装されている。また、信号線駆動回路4003、走査線駆動回路4004、または画素部4002に与えられる各種信号及び電位は、FPC(Flexible printed circuit)4018a、FPC4018bから供給されている。
電極4017はバックゲート電極として機能することができる。
上述したトランジスタを使用した半導体装置の一例として、表示モジュールについて説明する。図52に示す表示モジュール6000は、上部カバー6001と下部カバー6002との間に、FPC6003に接続されたタッチセンサ6004、FPC6005に接続された表示パネル6006、バックライトユニット6007、フレーム6009、プリント基板6010、バッテリ6011を有する。なお、バックライトユニット6007、バッテリ6011、タッチセンサ6004などは、設けられない場合もある。
上述したトランジスタを使用した半導体装置の一例として、RFタグについて説明する。
<リードフレーム型のインターポーザを用いたパッケージ>
図55(A)に、リードフレーム型のインターポーザを用いたパッケージの断面構造を表す斜視図を示す。図55(A)に示すパッケージは、本発明の一態様に係る半導体装置に相当するチップ551が、ワイヤボンディング法により、インターポーザ550上の端子552と接続されている。端子552は、インターポーザ550のチップ551がマウントされている面上に配置されている。そしてチップ551はモールド樹脂553によって封止されていてもよいが、各端子552の一部が露出した状態で封止されるようにする。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置を用いた電子機器の一例について説明する。
本実施の形態では、スパッタリング用ターゲットを設置することが可能な成膜室を有する成膜装置(スパッタリング装置)について説明する。本実施の形態に示す成膜装置は、平行平板型のスパッタリング装置や、対向ターゲット式のスパッタリング装置などに用いることができる。
100a トランジスタ
100d 構造体
101 基板
102 絶縁体
102a 絶縁体
103 絶縁体
103a 絶縁体
103b 絶縁体
103c 絶縁体
104 酸化物層
104a 酸化物層
104b 酸化物層
104c 酸化物層
104d 酸化物層
104e 酸化物層
104f 酸化物層
105 絶縁体
105a 電極
105b 電極
105d 絶縁体
106 導電体
106d 導電体
107 絶縁体
107d 絶縁体
108 絶縁体
108b 絶縁体
108d 絶縁体
109a 導電体
109b 導電体
109c 導電体
109d 導電体
109e 導電体
109j 導電体
109k 導電体
109l 導電体
109m 導電体
109n 導電体
109o 導電体
110 絶縁体
110b 絶縁体
110d 絶縁体
111 絶縁体
111a 絶縁体
112 絶縁体
112d コンタクトプラグ
113a コンタクトプラグ
113b コンタクトプラグ
113c コンタクトプラグ
113d コンタクトプラグ
114 導電体
114a 導電体
114b 導電体
114c 導電体
117 導電体
117d 導電体
118 絶縁体
119 導電体
126 導電層
131 金属元素
135 領域
141 容量素子
142 容量素子
145 混合層
150 トランジスタ
160 トランジスタ
220 ウェル
221 p型半導体
223 n型半導体
224 開口
225 開口
251 配線
252 配線
253 配線
254 配線
255 配線
256 ノード
257 容量素子
260 回路
270 回路
273 電極
280 回路
281 トランジスタ
281a トランジスタ
281b トランジスタ
282 トランジスタ
282a トランジスタ
282b トランジスタ
283 チャネル形成領域
284 低濃度p型不純物領域
285 高濃度p型不純物領域
286 絶縁体
287 導電体
288 構造体
289 トランジスタ
290 回路
291 トランジスタ
300 構造体
300d 構造体
301 マスク
302 マスク
303 マスク
306 開口部
307 開口部
308 開口部
311 長さ
312 長さ
313 長さ
314 長さ
315 端部
316 端部
382 Ec
383a Ec
383b Ec
383c Ec
386 Ec
390 トラップ準位
400 半導体装置
401 基板
402 絶縁体
403 絶縁体
404 絶縁体
405 絶縁体
406 コンタクトプラグ
406a コンタクトプラグ
406b コンタクトプラグ
406c コンタクトプラグ
407 絶縁体
407a 絶縁体
410 半導体装置
412 絶縁体
413 容量素子
413a 導電体
413b 導電体
413c 導電体
413d 導電体
414 素子分離層
415 絶縁体
420 半導体装置
421 導電体
422 導電体
427 導電体
429 導電体
430 半導体装置
442 絶縁体
477 隔壁
487 配線
487a 導電体
487b 導電体
488 導電体
489 コンタクトプラグ
550 インターポーザ
551 チップ
552 端子
553 モールド樹脂
560 パネル
561 プリント配線基板
562 パッケージ
563 FPC
564 バッテリ
585 絶縁体
600 撮像装置
601 光電変換素子
602 トランジスタ
603 トランジスタ
604 トランジスタ
605 トランジスタ
606 容量素子
607 ノード
608 配線
609 配線
610 画素駆動回路
611 配線
621 画素部
622 画素
622B 画素
622G 画素
622R 画素
623 画素
624 フィルタ
624B フィルタ
624G フィルタ
624R フィルタ
625 レンズ
626 配線群
660 光
681 光電変換層
682 透光性導電層
686 導電体
686a 導電体
686b 導電体
701 回路
702 回路
703 スイッチ
704 スイッチ
706 論理素子
707 容量素子
708 容量素子
709 トランジスタ
710 トランジスタ
713 トランジスタ
714 トランジスタ
720 回路
730 記憶素子
800 RFタグ
801 通信器
802 アンテナ
803 無線信号
804 アンテナ
805 整流回路
806 定電圧回路
807 復調回路
808 変調回路
809 論理回路
810 記憶回路
811 ROM
1189 ROMインターフェース
1190 基板
1191 ALU
1192 ALUコントローラ
1193 インストラクションデコーダ
1194 インタラプトコントローラ
1195 タイミングコントローラ
1196 レジスタ
1197 レジスタコントローラ
1198 バスインターフェース
1199 ROM
1281 トランジスタ
1283 チャネル形成領域
1284 低濃度n型不純物領域
1285 高濃度n型不純物領域
2700 成膜装置
2701 大気側基板供給室
2702 大気側基板搬送室
2703a ロードロック室
2703b アンロードロック室
2704 搬送室
2705 基板加熱室
2706a 成膜室
2706b 成膜室
2706c 成膜室
2751 クライオトラップ
2752 ステージ
2761 カセットポート
2762 アライメントポート
2763 搬送ロボット
2764 ゲートバルブ
2765 加熱ステージ
2766 ターゲット
2766a ターゲット
2766b ターゲット
2767 ターゲットシールド
2767a ターゲットシールド
2767b ターゲットシールド
2768 基板ホルダ
2769 基板
2770 真空ポンプ
2771 クライオポンプ
2772 ターボ分子ポンプ
2780 マスフローコントローラ
2781 精製機
2782 ガス加熱機構
2784 可変部材
2790a マグネットユニット
2790b マグネットユニット
2791 電源
2900 携帯型ゲーム機
2901 筐体
2902 筐体
2903 表示部
2904 表示部
2905 マイクロホン
2906 スピーカ
2907 操作キー
2908 スタイラス
2910 情報端末
2911 筐体
2912 表示部
2913 カメラ
2914 スピーカ部
2915 ボタン
2916 外部接続部
2917 マイク
2920 ノート型パーソナルコンピュータ
2921 筐体
2922 表示部
2923 キーボード
2924 ポインティングデバイス
2940 ビデオカメラ
2941 筐体
2942 筐体
2943 表示部
2944 操作キー
2945 レンズ
2946 接続部
2950 情報端末
2951 筐体
2952 表示部
2960 情報端末
2961 筐体
2962 表示部
2963 バンド
2964 バックル
2965 操作ボタン
2966 入出力端子
2967 アイコン
2970 電気冷蔵庫
2971 筐体
2972 冷蔵室用扉
2973 冷凍室用扉
2980 自動車
2981 車体
2982 車輪
2983 ダッシュボード
2984 ライト
3100 表示装置
3125 発光素子
3130 画素
3131 表示領域
3132 回路
3133 回路
3135 走査線
3136 信号線
3137 画素回路
3152 回路
3153 回路
3232 トランジスタ
3233 容量素子
3431 トランジスタ
3432 液晶素子
3434 トランジスタ
3435 ノード
3436 ノード
3437 ノード
4001 基板
4002 画素部
4003 信号線駆動回路
4004 走査線駆動回路
4005 シール材
4006 基板
4008 液晶層
4010 トランジスタ
4011 トランジスタ
4013 液晶素子
4014 配線
4015 電極
4017 電極
4018 FPC
4018b FPC
4019 異方性導電層
4020 容量素子
4021 電極
4030 電極層
4031 電極層
4032 絶縁層
4033 絶縁層
4035 スペーサ
4102 絶縁層
4103 絶縁層
4110 絶縁層
4111 絶縁層
4112 絶縁層
4510 隔壁
4511 発光層
4513 発光素子
4514 充填材
5100 ペレット
5120 基板
5161 領域
6000 表示モジュール
6001 上部カバー
6002 下部カバー
6003 FPC
6004 タッチセンサ
6005 FPC
6006 表示パネル
6007 バックライトユニット
6008 光源
6009 フレーム
6010 プリント基板
6011 バッテリ
Claims (12)
- 第1の絶縁体と、
前記第1の絶縁体上の酸化物半導体と、
前記酸化物半導体上の第2の絶縁体と、
前記第2の絶縁体上の第1の導電体と、
前記第1の導電体の側面に隣接する第3の絶縁体と、
前記酸化物半導体の側面、および前記第3の絶縁体の側面と接する、第2の導電体および第3の導電体と、
前記第2の導電体の側面および前記第3の導電体の側面と接する第4の絶縁体と、
前記第4の絶縁体、前記第2の導電体および前記第3の導電体の上面に接する第5の絶縁体と、を有し、
前記第4の絶縁体の上面は概略平坦な領域を有し、
前記第2の導電体および前記第3の導電体の上端の高さは、前記第4の絶縁体の上端の高さと概略一致し、
前記第4の絶縁体は、過剰酸素を有し、
前記酸化物半導体は、前記第1の導電体と重なる第1の領域と、前記第1の領域よりも抵抗の低い第2の領域と、を有し、
前記第1の絶縁体および前記第5の絶縁体は、前記第4の絶縁体よりも酸素透過性が低い半導体装置。 - 請求項1において、
前記第4の絶縁体は、前記第1の絶縁体に達する開口部を有し、
前記開口部には、第5の絶縁体が配置され、
前記開口部は、前記酸化物半導体、第2の絶縁体および第2の導電体の四方を囲んで配置され、
前記第5の絶縁体は、前記第4の絶縁体よりも水素透過性が低い半導体装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記第1の絶縁体および前記第5の絶縁体のうち少なくともいずれか一は、酸素およびアルミニウムを有する半導体装置。 - 請求項1乃至請求項2のいずれか一において、
前記第2の領域は、前記第3の絶縁体と重なる領域を有する半導体装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記第2の領域は、タングステン、アルミニウム、チタン、マグネシウム、バナジウム、アンチモン、ヒ素、および硫黄のうち、少なくともいずれか一を含む半導体装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
前記半導体装置は、第6の絶縁体を有し、
前記第6の絶縁体は凸部を有し、
前記酸化物半導体は、前記凸部上に接して形成され、
前記酸化物半導体は、第1の膜と、前記第1の膜の上面に接する第2の膜と、前記第2の膜の上面に接する第3の膜と、を有し、
前記第2の膜の電子親和力は、前記第1の膜および第3の膜の電子親和力よりも大きく、
前記第1の導電体は、前記第2の絶縁体を介して前記第2の膜の側面と面する領域を有し、
前記凸部の高さと前記第1の膜の厚さの和は、前記第3の膜の厚さと前記第2の絶縁体の厚さの和よりも大きく、
前記第2の導電体および前記第3の導電体は、前記第2の膜の上面、または前記第3の膜の上面のいずれかに接する半導体装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
前記第4の絶縁体は、前記第5の絶縁体と混合する第3の領域を有し、
前記第3の領域は、前記過剰酸素を有する半導体装置。 - 基板上に第1の絶縁体を形成し、
前記第1の絶縁体上に酸化物半導体を形成し、
前記酸化物半導体上に第2の絶縁体を形成し、
前記第2の絶縁体上に第1の導電体を形成し、
前記酸化物半導体膜に第1の元素を添加し、
前記第1の導電体上および前記酸化物半導体上に第3の絶縁体を成膜し、
前記第3の絶縁体をエッチングすることにより前記第1の電極の側面に第4の絶縁体を形成し、
前記第1の導電体および前記第4の絶縁体上に第2の導電体を成膜し、
前記第2の導電体上に第5の絶縁体を成膜し、
前記第2の導電体は、前記第1の導電体と重なる第1の領域を有し、
前記第5の絶縁体は、前記第1の導電体と重なる第2の領域を有し、
化学機械研磨法を用いて第5の絶縁体の表面を平坦化しながら前記第1の領域および前記第2の領域の両方を含む領域を除去することにより、第3の導電体、第4の導電体および第6の絶縁体を形成し、第1のトランジスタを形成し、
前記第6の絶縁体上に第7の絶縁体を形成し、
前記第3の導電体および前記第4の導電体の上端の高さは、前記第6の絶縁体の上端の高さと概略一致し、
前記第1の導電体は、前記第1のトランジスタのゲート電極として機能し、
前記第3の導電体および前記第4の導電体は、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として機能し、
前記第1の絶縁体および前記第7の絶縁体は、前記第6の絶縁体よりも水素透過性が低く、
前記第1の絶縁体および前記第7の絶縁体の少なくともいずれか一は、酸化アルミニウムまたは窒化シリコンを有する、半導体装置の作製方法。 - 基板上に第1の絶縁体を形成し、
前記第1の絶縁体上に酸化物半導体を形成し、
前記酸化物半導体上に第2の絶縁体を形成し、
前記第2の絶縁体上に第1の導電体を成膜し、
前記第1の導電体上に第3の絶縁体を成膜し、
前記第3の絶縁体の一部を除去することにより、第4の絶縁体を形成し、
前記第1の導電体の一部を除去することにより、第2の導電体を形成し、
前記酸化物半導体に第1の元素を添加し、
前記第4の絶縁体上に第5の絶縁体を成膜し、
前記第5の絶縁体の一部を除去することにより前記第1の導電体の側壁に第6の絶縁体を形成し、
前記第6の絶縁体上に第3の導電体を成膜し、
前記第3の導電体上に第7の絶縁体を成膜し、
前記第3の導電体は、前記第2の導電体と重なる第1の領域を有し、
前記第7の絶縁体は、前記第2の導電体と重なる第2の領域を有し、
化学機械研磨法を用いて第7の絶縁体の表面を平坦化しながら前記第1の領域と前記第2の領域とを含む領域を除去することにより、第4の導電体、第5の導電体、および第8の絶縁体を形成し、第1のトランジスタを形成し、
前記第6の絶縁体、前記第4の導電体および前記第5の導電体上に第9の絶縁体を形成し、
前記第1の絶縁体および前記第9の絶縁体は、前記第8の絶縁体よりも水素透過性が低く、
前記第1の絶縁体および前記第9の絶縁体の少なくともいずれか一は、酸素およびアルミニウムを有する、半導体装置の作製方法。 - 請求項8または請求項9において、
前記第1の元素は、タングステン、アルミニウム、チタン、マグネシウム、バナジウム、アンチモン、ヒ素、および硫黄のうち、少なくともいずれか一を含む半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の半導体装置と、
アンテナ、バッテリ、操作スイッチ、マイク、または、スピーカと、
を有する電子機器。 - 請求項8乃至請求項10のいずれか一に記載の作製方法で作製された半導体装置と、
アンテナ、バッテリ、操作スイッチ、マイク、または、スピーカと、
を有する電子機器。
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