JP2012238763A - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本明細書に開示する半導体装置は、絶縁体基板11と、絶縁体基板11上に配置されたチャネル層15と、チャネル層15上に間隔をあけて配置されたソース電極16及びドレイン電極17と、ソース電極16とドレイン電極17との間のチャネル層15上に配置されたゲート絶縁体層18と、ゲート絶縁体層18上に配置されたゲート電極19と、を備え、チャネル層15は、亜鉛を含む酸化物半導体層13と、酸化物半導体層13の一方の面に積層された亜鉛を含む酸化物絶縁体層12と、を有する。
【選択図】図2
Description
図1に示す半導体装置を、図6(A)〜図6(D)を用いて説明したのと同様にして作製し、実施例1とした。絶縁体基板11の形成材料として、表面に300nmの厚さで熱酸化膜が形成されたシリコン基板を用いた。酸化物絶縁体層12、14は、高周波スパッタリング法を用いて、ZnO−MgO焼結体(ZnO:MgO=60:40mol比の粉末焼結体)をターゲットとして形成した。酸化物半導体層13は、高周波スパッタリング法を用いて、In2O3−Ga2O3−ZnO焼結体(株式会社高純度化学研究所製のIn2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:2mol比の粉末焼結体)をターゲットとして形成した。酸化物半導体層12のバンドギャップが約3eVであるので、酸化物絶縁体層12,14のバンドギャップをこれよりも大きく約4eVとするために、Zn1−xMgxOの組成比xは0.4とした。酸化物半導体層13の厚さは25nmであり、酸化物絶縁体層12,14の厚さは4nmであった。このようにして、実施例1の半導体装置を形成した。
図2に示す半導体装置を、図7(A)〜図8(E)に示す製造方法を用いて作製し、実施例2とした。絶縁体基板11の形成材料として、表面に300nmの厚さで熱酸化膜が形成されたシリコン基板を用いた。酸化物半導体層12、14は、高周波スパッタリング法を用いて、ZnO−MgO焼結体(ZnO:MgO=60:40mol%の粉末焼結体)をターゲットとして形成した。ゲート絶縁体層18は、高周波スパッタリング法を用いて、酸化物絶縁体層14と同じMgを含むHigh−k材料であるMgOをターゲットとして形成した。また、ソース電極16及びドレイン電極17及びゲート電極19として、Pt/Ti=100nm/10nmの積層体を形成し、実施例2の半導体装置を形成した。酸化物半導体層13の厚さは25nmであり、酸化物絶縁体層12,14の厚さは4nmであった。ゲート絶縁体層18の厚さは35nmであった。チャネル幅は100μmであり、チャネル長は1.5μmであり、ゲート電極とドレイン電極との間の距離は20μmであった。
図4に示す半導体装置を、図9(A)〜図10(C)に示す製造方法を用いて作製し、実施例3とした。絶縁体基板11の形成材料として、表面に300nmの厚さで熱酸化膜が形成されたシリコン基板を用いた。酸化物半導体層12、14及びバッファ層20は、高周波スパッタリング法を用いて、ZnO−MgO焼結体(ZnO:MgO=60:40mol%の粉末焼結体)をターゲットとして形成した。ゲート絶縁体層18は、高周波スパッタリング法を用いて、酸化物絶縁体層14と同じMgを含むHigh−k材料であるMgOをターゲットとして形成した。また、ソース電極16及びドレイン電極17及びゲート電極19として、Pt/Ti=100nm/10nmの積層体を形成して、実施例3の半導体装置を形成した。酸化物半導体層13の厚さは25nmであり、酸化物絶縁体層12,14の厚さは4nmであった。バッファ層20の厚さは20nmであった。ゲート絶縁体層18の厚さは60nmであった。チャネル幅は100μmであり、チャネル長は1.5μmであり、ゲート電極とドレイン電極との間の距離は20μmであった。
[実施例4]
図5に示す半導体装置を、図11(A)〜図12(D)に示す製造方法を用いて作製し、実施例4とした。絶縁体基板11の形成材料として、表面に300nmの厚さで熱酸化膜が形成されたシリコン基板を用いた。酸化物半導体層12、14は、高周波スパッタリング法を用いて、ZnO−MgO焼結体(ZnO:MgO=60:40mol%の粉末焼結体)をターゲットとして形成した。ゲート絶縁体層18は、高周波スパッタリング法を用いて、酸化物絶縁体層14と同じMgを含むHigh−k材料であるMgOをターゲットとして形成した。また、ソース電極16及びドレイン電極17及びゲート電極19として、Pt/Ti=100nm/10nmの積層体を形成し、実施例2の半導体装置を形成した。酸化物半導体層13の厚さは25nmであり、酸化物絶縁体層12,14の厚さは4nmであった。ゲート絶縁体層18の厚さは35nmであった。チャネル幅は100μmであり、チャネル長は1.5μmであり、ゲート電極とドレイン電極との間の距離は20μmであった。
亜鉛を含む酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の一方の面に積層された亜鉛を含む酸化物絶縁体層と、
を備える半導体装置。
前記酸化物半導体層は、非晶質である付記1に記載の半導体装置。
前記酸化物絶縁体層を2つ備えており、一の前記酸化物絶縁体層が前記酸化物半導体層の一方の面に積層され、他の前記酸化物絶縁体層が前記酸化物半導体層の他方の面に積層されている付記1又は2に記載の半導体装置。
前記酸化物半導体層と、前記酸化物絶縁体層とは、亜鉛以外の同一の金属元素を含む付記1〜3の何れか一項に記載の半導体装置。
前記酸化物絶縁体層の伝導帯の下端と、前記酸化物半導体層の伝導帯の下端との間のエネルギーギャップは、室温での熱エネルギーよりも大きい付記1〜4の何れか一項に記載の半導体装置。
前記酸化物絶縁体層の厚さは、2nm〜5nmの範囲にある付記1〜4の何れか一項に記載の半導体装置。
絶縁体基板と、
前記絶縁体基板上に配置されたチャネル層と、
前記チャネル層上に間隔をあけて配置されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記チャネル層上に配置されたゲート絶縁体層と、
前記ゲート絶縁体層上に配置されたゲート電極と、
を備え、
前記チャネル層は、
亜鉛を含む酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の一方の面に積層された亜鉛を含む酸化物絶縁体層と、を有する半導体装置。
絶縁体基板と、
前記絶縁体基板上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置されたゲート絶縁体層と、
前記ゲート絶縁体層上に配置されたチャネル層と、
前記チャネル層上に間隔をあけて配置されたソース電極及びドレイン電極と、
を備え、
前記チャネル層は、
亜鉛を含む酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の一方の面に積層された亜鉛を含む酸化物絶縁体層と、を有する半導体装置。
前記酸化物絶縁体層と、前記ゲート絶縁体層とは、同一の金属元素を含む付記7又は8に記載の半導体装置。
前記酸化物絶縁体層が、前記ゲート絶縁体層と前記酸化物半導体層との間に配置される付記7〜9の何れか一項に記載の半導体装置。
亜鉛を含む酸化物半導体層を、絶縁体基板上に積層し、
亜鉛を含む第1の酸化物絶縁体層を、前記酸化物半導体層上に積層する、半導体装置の製造方法。
亜鉛を含む第2の酸化物絶縁体層を、前記絶縁体基板上に積層し、
前記酸化物半導体層を、前記第2の酸化物絶縁体層上に積層する、付記11に記載の半導体装置の製造方法。
亜鉛を含む第1の酸化物絶縁体層を、絶縁体基板上に積層し、
亜鉛を含む酸化物半導体層を、前記第1の酸化物絶縁体層上に積層する、半導体装置の製造方法。
亜鉛を含む第2の酸化物絶縁体層を、前記酸化物半導体層上に積層する、付記13に記載の半導体装置の製造方法。
前記酸化物半導体層及び前記第1の酸化物絶縁体層及び前記第2の酸化物絶縁体層が積層された前記絶縁体基板を、酸素雰囲気中で加熱する付記12又は14に記載の半導体装置の製造方法。
11 絶縁体基板
12 酸化物半導体層
13 酸化物絶縁体層
14 酸化物絶縁体層
15 チャネル層
16 ソース電極
17 ドレイン電極
18 ゲート絶縁体層
19 ゲート電極
20 バッファ層
30 レジスト層
31 レジスト層
Claims (8)
- 亜鉛を含む酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の一方の面に積層された亜鉛を含む酸化物絶縁体層と、
を備える半導体装置。 - 前記酸化物半導体層は、非晶質である請求項1に記載の半導体装置。
- 前記酸化物絶縁体層を2つ備えており、一の前記酸化物絶縁体層が前記酸化物半導体層の一方の面に積層され、他の前記酸化物絶縁体層が前記酸化物半導体層の他方の面に積層されている請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 前記酸化物絶縁体層の厚さは、2nm〜5nmの範囲にある請求項1〜3の何れか一項に記載の半導体装置。
- 絶縁体基板と、
前記絶縁体基板上に配置されたチャネル層と、
前記チャネル層上に間隔をあけて配置されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記チャネル層上に配置されたゲート絶縁体層と、
前記ゲート絶縁体層上に配置されたゲート電極と、
を備え、
前記チャネル層は、
亜鉛を含む酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の一方の面に積層された亜鉛を含む酸化物絶縁体層と、を有する半導体装置。 - 絶縁体基板と、
前記絶縁体基板上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置されたゲート絶縁体層と、
前記ゲート絶縁体層上に配置されたチャネル層と、
前記チャネル層上に間隔をあけて配置されたソース電極及びドレイン電極と、
を備え、
前記チャネル層は、
亜鉛を含む酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層の一方の面に積層された亜鉛を含む酸化物絶縁体層と、を有する半導体装置。 - 前記酸化物絶縁体層と、前記ゲート絶縁体層とは、同一の金属元素を含む請求項5又は6に記載の半導体装置。
- 亜鉛を含む酸化物半導体層を、絶縁体基板上に積層し、
亜鉛を含む酸化物絶縁体層を、前記酸化物半導体層上に積層する、半導体装置の製造方法。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013012603A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Japan Display East Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2015037164A (ja) * | 2013-08-16 | 2015-02-23 | 国立大学法人東京工業大学 | 半導体膜、薄膜トランジスタ、およびこれらの製造方法 |
JP2016006916A (ja) * | 2015-10-15 | 2016-01-14 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JPWO2017029877A1 (ja) * | 2015-08-19 | 2018-06-07 | ソニー株式会社 | 絶縁材料、電子デバイス及び撮像装置 |
JP2018170516A (ja) * | 2011-07-08 | 2018-11-01 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
WO2021111222A1 (en) * | 2019-12-05 | 2021-06-10 | International Business Machines Corporation | Capacitorless dram cell |
JP2022027855A (ja) * | 2015-05-26 | 2022-02-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
JP2022130513A (ja) * | 2015-03-27 | 2022-09-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US11963360B2 (en) | 2015-05-26 | 2024-04-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004193446A (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法および薄膜トランジスタの製造方法 |
JP2005033172A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Sharp Corp | 半導体装置およびその製造方法ならびに電子デバイス |
JP2007073563A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Kochi Prefecture Sangyo Shinko Center | 薄膜トランジスタ |
JP2007073701A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Canon Inc | アモルファス酸化物層を用いた薄膜トランジスタ |
JP2007123702A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Toppan Printing Co Ltd | 薄膜トランジスタとその製造方法 |
JP2008042088A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Nec Corp | 薄膜デバイス及びその製造方法 |
JP2009094535A (ja) * | 2009-01-05 | 2009-04-30 | Casio Comput Co Ltd | 酸化亜鉛半導体膜 |
JP2010016348A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-21 | Samsung Mobile Display Co Ltd | 薄膜トランジスタ、その製造方法及び薄膜トランジスタを備える平板表示装置 |
JP2010050165A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体装置、半導体装置の製造方法、トランジスタ基板、発光装置、および、表示装置 |
JP2010067954A (ja) * | 2008-08-14 | 2010-03-25 | Fujifilm Corp | 薄膜電界効果型トランジスタ |
JP2010161339A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-07-22 | Canon Inc | 電界効果型トランジスタ及び表示装置 |
JP2012231138A (ja) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Samsung Electronics Co Ltd | 光センシング装置及びその駆動方法 |
-
2011
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Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004193446A (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法および薄膜トランジスタの製造方法 |
JP2005033172A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Sharp Corp | 半導体装置およびその製造方法ならびに電子デバイス |
JP2007073563A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Kochi Prefecture Sangyo Shinko Center | 薄膜トランジスタ |
JP2007073701A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Canon Inc | アモルファス酸化物層を用いた薄膜トランジスタ |
JP2007123702A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Toppan Printing Co Ltd | 薄膜トランジスタとその製造方法 |
JP2008042088A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Nec Corp | 薄膜デバイス及びその製造方法 |
JP2010016348A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-21 | Samsung Mobile Display Co Ltd | 薄膜トランジスタ、その製造方法及び薄膜トランジスタを備える平板表示装置 |
JP2010067954A (ja) * | 2008-08-14 | 2010-03-25 | Fujifilm Corp | 薄膜電界効果型トランジスタ |
JP2010050165A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体装置、半導体装置の製造方法、トランジスタ基板、発光装置、および、表示装置 |
JP2010161339A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-07-22 | Canon Inc | 電界効果型トランジスタ及び表示装置 |
JP2009094535A (ja) * | 2009-01-05 | 2009-04-30 | Casio Comput Co Ltd | 酸化亜鉛半導体膜 |
JP2012231138A (ja) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Samsung Electronics Co Ltd | 光センシング装置及びその駆動方法 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013012603A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Japan Display East Co Ltd | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2018170516A (ja) * | 2011-07-08 | 2018-11-01 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US10439072B2 (en) | 2011-07-08 | 2019-10-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP2015037164A (ja) * | 2013-08-16 | 2015-02-23 | 国立大学法人東京工業大学 | 半導体膜、薄膜トランジスタ、およびこれらの製造方法 |
JP2022130513A (ja) * | 2015-03-27 | 2022-09-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
JP2022027855A (ja) * | 2015-05-26 | 2022-02-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
US11963360B2 (en) | 2015-05-26 | 2024-04-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JPWO2017029877A1 (ja) * | 2015-08-19 | 2018-06-07 | ソニー株式会社 | 絶縁材料、電子デバイス及び撮像装置 |
JP7003661B2 (ja) | 2015-08-19 | 2022-01-20 | ソニーグループ株式会社 | 絶縁材料、電子デバイス及び撮像装置、並びに、電子デバイスの製造方法及び絶縁材料の成膜方法 |
JP2016006916A (ja) * | 2015-10-15 | 2016-01-14 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
WO2021111222A1 (en) * | 2019-12-05 | 2021-06-10 | International Business Machines Corporation | Capacitorless dram cell |
GB2606907A (en) * | 2019-12-05 | 2022-11-23 | Ibm | Capacitorless dram cell |
US11270999B2 (en) | 2019-12-05 | 2022-03-08 | International Business Machines Corporation | Capacitorless DRAM cell |
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