JP2013093561A - 酸化物半導体膜及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガリウム(Ga)若しくはスズ(Sn)の一部又は全部の代わりにゲルマニウム(Ge)を用いて酸化物半導体膜を構成する。ゲルマニウム(Ge)原子は、酸素(Ge)原子との結合の少なくとも一つの結合エネルギーがガリウム(Ga)又はスズ(Sn)の場合よりも高い。このため、ゲルマニウム(Ge)を用いて構成される酸化物半導体結晶において、酸素欠損が発生しにくい。このことから、ゲルマニウム(Ge)を用いて酸化物半導体膜を構成することにより、酸素欠損の発生の抑制を図る。
【選択図】図1
Description
本実施形態では、本発明の一態様である酸化物半導体膜の例について説明する。
本実施形態では、半導体装置及び半導体装置の作製方法の一態様を図5乃至図8を用いて説明する。
本実施形態では、本明細書に示す電界効果トランジスタを使用し、電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能であり、且つ書き込み回数にも制限が無い半導体装置の例について説明する。
本実施形態においては、実施形態2に示す電界効果トランジスタを使用し、電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能で、かつ、書き込み回数にも制限が無い半導体装置について、実施形態3に示した構成と異なる構成について、図12及び図13を用いて説明を行う。
本実施形態では、実施形態3、及び実施形態4で示した半導体装置を携帯電話、スマートフォン、電子書籍などの携帯機器に応用した場合の例を図14乃至図17を用いて説明する。
112 Zn層
113 Ge−Zn層
121 In層
122 Zn層
123 Ge−Sn−Zn層
131 In層
132 Zn層
133 Ge−Sn−Zn層
134 Zn層
141 In層
142 Zn層
143 Ge−Zn層
144 In層
145 Zn層
146 Ga−Zn層
147 In層
148 Zn層
149 Ga−Ge層
250 メモリセル
251 メモリセルアレイ
251a メモリセルアレイ
251b メモリセルアレイ
253 周辺回路
254 容量素子
256 絶縁層
260 配線
262 導電層
400 基板
401 ゲート電極層
402 ゲート絶縁層
403 酸化物半導体層
403a 不純物領域
403b 不純物領域
403c チャネル形成領域
405a ソース電極層
405b ドレイン電極層
407 絶縁層
412a 側壁層
412b 側壁層
413 酸化物半導体層
415 導電膜
415a 導電膜
420 電界効果トランジスタ
422 電界効果トランジスタ
424 電界効果トランジスタ
426 電界効果トランジスタ
435a 配線層
435b 配線層
436 下地絶縁層
500 基板
506 素子分離絶縁層
508 ゲート絶縁層
510 ゲート電極層
516 チャネル形成領域
520 不純物領域
524 金属間化合物領域
528 絶縁層
530 絶縁層
535 層間絶縁膜
536 電極層
537a 側壁層
537b 側壁層
542a 電極層
542b 電極層
544 酸化物半導体層
546 ゲート絶縁層
548 ゲート電極層
550 絶縁層
553 導電層
556 配線
560 電界効果トランジスタ
562 電界効果トランジスタ
564 容量素子
801 電界効果トランジスタ
803 電界効果トランジスタ
804 電界効果トランジスタ
805 電界効果トランジスタ
806 電界効果トランジスタ
807 Xデコーダー
808 Yデコーダー
811 電界効果トランジスタ
812 保持容量
813 Xデコーダー
814 Yデコーダー
901 RF回路
902 アナログベースバンド回路
903 デジタルベースバンド回路
904 バッテリー
905 電源回路
906 アプリケーションプロセッサ
907 CPU
908 DSP
910 メモリ
911 ディスプレイコントローラ
912 メモリ
913 ディスプレイ
914 表示部
915 ソースドライバ
916 ゲートドライバ
917 音声回路
918 キーボード
919 タッチセンサ
950 メモリ
951 メモリコントローラ
952 記憶回路
953 記憶回路
954 スイッチ
955 スイッチ
956 ディスプレイコントローラ
957 ディスプレイ
1001 バッテリー
1002 電源回路
1003 マイクロプロセッサ
1004 メモリ
1005 音声回路
1006 キーボード
1007 メモリ
1008 タッチパネル
1009 ディスプレイ
1010 ディスプレイコントローラ
Claims (8)
- 一般式InxGe(1−x/2)(1−y)Sn(1−x/2)yZn1−x/2O3(ZnO)n(xは0より大きく2未満の数、yは0以上1未満の数、nは1以上の数)で表される結晶を有する酸化物半導体膜。
- 一般式Inx(1−y)GaxyGe1−x/2Zn1−x/2O3(ZnO)n(xは0より大きく2未満の数、yは0以上1未満の数、nは1以上の数)で表される結晶を有する酸化物半導体膜。
- 前記結晶が、
Inを含む層と、
Geを含む層と、
Znを含む層と、を含む層状構造である請求項1又は請求項2に記載の酸化物半導体膜。 - 前記結晶のGe原子とO原子との結合の少なくとも一つの結合エネルギーが、Sn原子又はGa原子とO原子との結合の少なくとも一つの結合エネルギーよりも大きい請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の酸化物半導体膜。
- 電界効果トランジスタのチャネル形成層としての機能を有する酸化物半導体層と、
前記電界効果トランジスタのゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層と、
前記絶縁層を挟んで前記酸化物半導体層の一部に重畳し、前記電界効果トランジスタのゲートとしての機能を有する第1の導電層と、
前記酸化物半導体層に電気的に接続され、前記電界効果トランジスタのソース及びドレインの一方としての機能を有する第2の導電層と、
前記酸化物半導体層に電気的に接続され、前記電界効果トランジスタのソース及びドレインの他方としての機能を有する第3の導電層と、を含み、
前記酸化物半導体層は、
一般式InxGe(1−x/2)(1−y)Sn(1−x/2)yZn1−x/2O3(ZnO)n(xは0より大きく2未満の数、yは0以上1未満の数、nは1以上の数)で表される結晶を有する半導体装置。 - 電界効果トランジスタのチャネル形成層としての機能を有する酸化物半導体層と、
前記電界効果トランジスタのゲート絶縁層としての機能を有する絶縁層と、
前記絶縁層を挟んで前記酸化物半導体層の一部に重畳し、前記電界効果トランジスタのゲートとしての機能を有する第1の導電層と、
前記酸化物半導体層に電気的に接続され、前記電界効果トランジスタのソース及びドレインの一方としての機能を有する第2の導電層と、
前記酸化物半導体層に電気的に接続され、前記電界効果トランジスタのソース及びドレインの他方としての機能を有する第3の導電層と、を含み、
前記酸化物半導体層は、
一般式Inx(1−y)GaxyGe1−x/2Zn1−x/2O3(ZnO)n(xは0より大きく2未満の数、yは0以上1未満の数、nは1以上の数)で表される結晶を有する半導体装置。 - 前記結晶が、
Inを含む層と、
Geを含む層と、
Znを含む層と、を含む層状構造である請求項5又は請求項6に記載の半導体装置。 - 前記結晶のGe原子とO原子との結合の少なくとも一つの結合エネルギーが、Sn原子又はGa原子とO原子との結合の少なくとも一つの結合エネルギーよりも大きい請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置。
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