JP2012216792A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Abstract
【解決手段】酸化物半導体膜を用いた半導体装置であるトランジスタにおいて、酸化物半導体膜から水素を捕縛する膜(水素捕縛膜)、および水素を拡散する膜(水素透過膜)を有し、加熱処理によって酸化物半導体膜から水素透過膜を介して水素捕縛膜へ水素を移動させる。具体的には、酸化物半導体膜を用いたトランジスタのゲート絶縁膜を、水素捕縛膜と水素透過膜との積層構造とする。このとき、水素透過膜を酸化物半導体膜と接する側に、水素捕縛膜をゲート電極と接する側に、それぞれ形成する。その後、加熱処理を行うことで酸化物半導体膜から脱離した水素を、水素透過膜を介して水素捕縛膜へ移動させることができる。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、本発明の一態様のトランジスタの一例について図1を用いて説明する。
本実施の形態では、実施の形態1に示したトランジスタを用いて作製した液晶表示装置について説明する。なお、本実施の形態では液晶表示装置に本発明の一形態を適用した例について説明するが、これに限定されるものではない。例えば、発光装置の一つであるEL(Electro Luminescence)表示装置に本発明の一形態を適用することも、当業者であれば容易に想到し得るものである。
本実施の形態では、実施の形態1で示したトランジスタを用いて、半導体記憶装置を作製する例について説明する。
実施の形態1で示したトランジスタを少なくとも一部に用いてCPU(Central Processing Unit)を構成することができる。
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4を適用した電子機器の例について説明する。
104 ゲート電極
106 酸化物半導体膜
112 ゲート絶縁膜
112a 第1のゲート絶縁膜
112b 第2のゲート絶縁膜
116 一対の電極
118 層間絶縁膜
136 酸化物半導体膜
206 酸化物半導体膜
216 一対の電極
218 層間絶縁膜
236 酸化物半導体膜
302 下地絶縁膜
304 ゲート電極
306 酸化物半導体膜
312 ゲート絶縁膜
312a 第1のゲート絶縁膜
312b 第2のゲート絶縁膜
316 一対の電極
404 ゲート電極
406 酸化物半導体膜
412 ゲート絶縁膜
412a 第1のゲート絶縁膜
412b 第2のゲート絶縁膜
416 一対の電極
504 ゲート電極
505 チャネル領域
506 酸化物半導体膜
507a ソース領域
507b ドレイン領域
512 ゲート絶縁膜
512a 第1のゲート絶縁膜
512b 第2のゲート絶縁膜
516 一対の電極
518 層間絶縁膜
604 ゲート電極
605 チャネル領域
606 酸化物半導体膜
607a ソース領域
607b ドレイン領域
612 ゲート絶縁膜
612a 第1のゲート絶縁膜
612b 第2のゲート絶縁膜
616 一対の電極
618 層間絶縁膜
1141 スイッチング素子
1142 記憶素子
1143 記憶素子群
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
2200 画素
2210 液晶素子
2220 キャパシタ
2230 トランジスタ
6001 範囲
6002 範囲
6003 範囲
6004 範囲
6010 細線
6020 太線
6030 細線
6040 太線
9300 筐体
9301 ボタン
9302 マイクロフォン
9303 表示部
9304 スピーカ
9305 カメラ
9310 筐体
9311 表示部
9320 筐体
9321 ボタン
9322 マイクロフォン
9323 表示部
Claims (17)
- ゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って、水素捕縛膜と水素透過膜がこの順に積層されたゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体膜を形成した後、加熱処理を行うことで、前記酸化物半導体膜から水素を脱離させ、
前記酸化物半導体膜上に、前記酸化物半導体膜と少なくとも一部を接して一対の電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - ゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って、水素捕縛膜と水素透過膜がこの順に積層されたゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に一対の電極を形成し、
前記ゲート絶縁膜および前記一対の電極上に、前記一対の電極と少なくとも一部を接して酸化物半導体膜を形成した後、加熱処理を行うことで、前記酸化物半導体膜から水素を脱離させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 酸化物半導体膜を形成し、
前記酸化物半導体膜上に、前記酸化物半導体膜と少なくとも一部を接して一対の電極を形成し、
前記酸化物半導体膜および前記一対の電極上に、水素透過膜と水素捕縛膜がこの順に積層されたゲート絶縁膜を形成した後、加熱処理を行うことで、前記酸化物半導体膜から水素を脱離させ、
前記ゲート絶縁膜を介して前記酸化物半導体膜上にゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 一対の電極を形成し、
前記一対の電極上に、前記一対の電極と少なくとも一部を接して酸化物半導体膜を形成し、
前記一対の電極および前記酸化物半導体膜上に、水素透過膜と水素捕縛膜がこの順に積層されたゲート絶縁膜を形成した後、加熱処理を行うことで、前記酸化物半導体膜から水素を脱離させ、
前記ゲート絶縁膜を介して前記酸化物半導体膜上にゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 酸化物半導体膜を形成し、
前記酸化物半導体膜上に、水素透過膜と水素捕縛膜がこの順に積層されたゲート絶縁膜を形成した後、加熱処理を行うことで、前記酸化物半導体膜から水素を脱離させ、
前記ゲート絶縁膜を介して前記酸化物半導体膜上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクに、前記酸化物半導体膜の一部に前記酸化物半導体膜を低抵抗化する不純物を添加し、
前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極上に層間絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜および前記層間絶縁膜に、前記酸化物半導体膜の前記一部を露出する開口部を形成し、
前記層間絶縁膜上に、前記開口部を介して前記酸化物半導体膜と接する一対の電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - ゲート電極を形成し、
前記ゲート電極を覆って、水素捕縛膜と水素透過膜がこの順に積層されたゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極上に酸化物半導体膜を形成した後、加熱処理を行うことで、前記酸化物半導体膜から水素を脱離させ、
前記酸化物半導体膜上にマスクを形成し、前記酸化物半導体膜の一部に前記酸化物半導体膜を低抵抗化する不純物を添加し、
前記ゲート絶縁膜および前記酸化物半導体膜上に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜に前記酸化物半導体膜の前記一部を露出する開口部を形成し、
前記層間絶縁膜上に、前記開口部を介して前記酸化物半導体膜と接する一対の電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
前記水素捕縛膜を構成する金属元素と前記酸化物半導体膜を構成する金属元素が一致しており、
前記水素透過膜は、前記金属元素を含まないことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
前記水素捕縛膜はインジウムを含む酸窒化物膜であり、
前記水素透過膜は酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項8において、
前記酸化物半導体膜がIn−Ga−Zn−O膜であり、
前記インジウムを含む酸窒化物膜がIn−Ga−Zn−O−N膜であることを特徴と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、
前記酸化シリコン膜または前記酸化窒化シリコン膜の厚さが5nm以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項1乃至請求項10のいずれか一において、
前記加熱処理の温度が450℃超過基板の歪み点未満であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - ゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極上に設けられた酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜の少なくとも一部に接して設けられた一対の電極と、を有し、
前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極側から水素捕縛膜と水素透過膜がこの順に積層して設けられた膜であることを特徴とする半導体装置。 - 酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜の少なくとも一部に接して設けられた一対の電極と、
前記酸化物半導体膜および前記一対の電極上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記酸化物半導体膜上に設けられたゲート電極と、を有し、
前記ゲート絶縁膜は、前記酸化物半導体膜側から水素透過膜と水素捕縛膜がこの順に積層して設けられた膜であることを特徴とする半導体装置。 - 低抵抗領域および高抵抗領域を有する酸化物半導体膜と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記酸化物半導体膜と重畳するゲート電極と、
少なくとも前記ゲート絶縁膜上に設けられ、前記低抵抗領域を露出する開口部を有する層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に設けられ、前記開口部を介して前記酸化物半導体膜と接する一対の電極と、を有し、
前記ゲート絶縁膜は、前記酸化物半導体膜側から水素透過膜と水素捕縛膜がこの順に積層して設けられた膜であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項12乃至請求項14のいずれか一において、
前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極側からインジウムを含む酸窒化物膜と酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜がこの順に積層して設けられた膜であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項15において、
前記酸化物半導体膜がIn−Ga−Zn−O膜であり、
前記インジウムを含む酸窒化物膜がIn−Ga−Zn−O−N膜であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項15または請求項16において、
前記酸化シリコン膜または前記酸化窒化シリコン膜の厚さは5nm以下であることを特徴とする半導体装置。
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