JP2013102150A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置を、半導体層として機能する酸化物半導体膜と、酸化物半導体膜上のシリコン酸化物を含むゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上の少なくとも酸化物半導体膜と重畳するゲート電極と、酸化物半導体膜と電気的に接続するソース電極およびドレイン電極を有し、少なくともゲート電極と重畳する酸化物半導体膜は、ゲート絶縁膜との界面から酸化物半導体膜に向けてシリコンの濃度が1.1原子%以下の濃度で分布する領域を有する構造とする。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、半導体装置及び半導体装置の作製方法の一形態を、図1乃至図3を用いて説明する。
図1(A)および図1(B)に、半導体装置の例として、トップゲート構造のトランジスタの平面図および断面図の一例を示す。図1(A)は平面図であり、図1(B)は、図1(A)における一点鎖線A−B断面の断面図である。なお、図1(A)では、煩雑になることを避けるため、トランジスタ150の構成要素の一部(例えば、基板100など)を省略している。
まず、絶縁表面を有する基板100を準備し、基板100上に絶縁膜102を形成する(図2(A)参照。)。
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構造の半導体装置及び半導体装置の作製方法の一形態を、図4および図5を用いて説明する。
図4(A)および図4(B)に、半導体装置の例として、トップゲート構造のトランジスタの平面図および断面図の一例を示す。図4(A)は平面図であり、図4(B)は、図4(A)におけるE−F断面の断面図である。なお、図4(A)では、煩雑になることを避けるため、トランジスタ650の構成要素の一部(例えば、基板100など)を省略している。
図5(A)乃至図5(E)を用いて、図4に示すトランジスタ650の作製工程の一例について説明する。
本実施の形態では、上述の実施の形態とは異なる構造の半導体装置及び半導体装置の作製方法の一形態を、図6乃至図8を用いて説明する。
図6(A)および図6(B)に、半導体装置の例として、トップゲート構造のトランジスタの平面図および断面図の一例を示す。図6(A)は平面図であり、図6(B)は、図6(A)におけるG−H断面の断面図である。なお、図6(A)では、煩雑になることを避けるため、トランジスタ850の構成要素の一部(例えば、基板100など)を省略している。
図7および図8を用いて、図6に示すトランジスタ850の作製工程の一例について説明する。
本実施の形態では、上述の実施の形態とは異なる構造の半導体装置及び半導体装置の作製方法の一形態を、図9乃至図12を用いて説明する。
図9(A)および図9(B)に、半導体装置の例として、トップゲート構造のトランジスタの平面図および断面図の一例を示す。図9(A)は平面図であり、図9(B)は、図9(A)におけるI−J断面の断面図である。なお、図9(A)では、煩雑になることを避けるため、トランジスタ1150の構成要素の一部(例えば、基板100など)を省略している。
図10および図11を用いて、図9に示すトランジスタ1150の作製工程の一例について説明する。
本実施の形態では、上述の実施の形態とは異なる構造の半導体装置及び半導体装置の作製方法の一形態を、図13および図14を用いて説明する。
図13(A)および図13(B)に、半導体装置の例として、トップゲート構造のトランジスタの平面図および断面図の一例を示す。図13(A)は平面図であり、図13(B)は、図13(A)におけるK−L断面の断面図である。なお、図13(A)では、煩雑になることを避けるため、トランジスタ1350の構成要素の一部(例えば、基板100など)を省略している。
図14を用いて、図13に示すトランジスタ1350の作製工程の一例について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態5に示す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の一例を、図面を用いて説明する。
本実施の形態においては、実施の形態1乃至実施の形態5に示す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、実施の形態6に示した構成と異なる構成について、図16及び図17を用いて説明を行う。
本実施の形態では、先の実施の形態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18乃至図21を用いて説明する。
本明細書等に開示する半導体装置は、さまざまな電子機器(遊技機も含む)に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。上記実施の形態で説明した液晶表示装置を具備する電子機器の例について説明する。
102 絶縁膜
106 酸化物半導体膜
106a 領域
106b 領域
106c 低抵抗領域
107 絶縁膜
108 ゲート絶縁膜
109 導電膜
110 ゲート電極
114a ソース電極
114b ドレイン電極
130 不純物イオン
150 トランジスタ
602 導電膜
650 トランジスタ
800 層間絶縁膜
802 層間絶縁膜
850 トランジスタ
1100 絶縁膜
1101 絶縁膜
1102 側壁絶縁膜
1104 導電膜
1150 トランジスタ
1350 トランジスタ
1700 基板
1706 素子分離絶縁層
1708 ゲート絶縁膜
1710 ゲート電極
1716 チャネル形成領域
1720 不純物領域
1724 金属間化合物領域
1728 絶縁層
1730 絶縁層
1735 層間絶縁膜
1736a 側壁絶縁膜
1736b 側壁絶縁膜
1737 絶縁膜
1742a 電極膜
1742b 電極膜
1744 酸化物半導体膜
1748 ゲート電極
1750 絶縁膜
1752 絶縁膜
1753 導電層
1756 配線
1760 トランジスタ
1762 トランジスタ
1764 容量素子
1850 メモリセル
1851 メモリセルアレイ
1851a メモリセルアレイ
1851b メモリセルアレイ
1853 周辺回路
2001 トランジスタ
2002 トランジスタ
2003 トランジスタ
2004 トランジスタ
2005 トランジスタ
2006 トランジスタ
2007 Xデコーダー
2008 Yデコーダー
2011 トランジスタ
2012 保持容量
2013 Xデコーダー
2014 Yデコーダー
2101 RF回路
2102 アナログベースバンド回路
2103 デジタルベースバンド回路
2104 バッテリー
2105 電源回路
2106 アプリケーションプロセッサ
2107 CPU
2108 DSP
2109 インターフェイス
2110 フラッシュメモリ
2111 ディスプレイコントローラ
2112 メモリ回路
2113 ディスプレイ
2114 表示部
2115 ソースドライバ
2116 ゲートドライバ
2117 音声回路
2118 キーボード
2119 タッチセンサ
2250 メモリ回路
2251 メモリコントローラ
2252 メモリ
2253 メモリ
2254 スイッチ
2255 スイッチ
2256 ディスプレイコントローラ
2257 ディスプレイ
2301 バッテリー
2302 電源回路
2303 マイクロプロセッサ
2304 フラッシュメモリ
2305 音声回路
2306 キーボード
2307 メモリ回路
2308 タッチパネル
2309 ディスプレイ
2310 ディスプレイコントローラ
2501 本体
2502 筐体
2503 表示部
2504 キーボード
2511 本体
2512 スタイラス
2513 表示部
2514 操作ボタン
2515 外部インターフェイス
2520 電子書籍
2521 筐体
2522 軸部
2523 筐体
2525 表示部
2526 電源
2527 表示部
2528 操作キー
2529 スピーカー
2530 筐体
2531 ボタン
2532 マイクロフォン
2533 表示部
2534 スピーカー
2535 カメラ用レンズ
2536 外部接続端子
2541 本体
2542 表示部
2543 操作スイッチ
2544 バッテリー
2550 テレビジョン装置
2551 筐体
2553 表示部
2555 スタンド
Claims (7)
- 酸化物半導体膜と、
前記酸化物半導体膜上のシリコンを含む酸化物を含むゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上の、少なくとも前記酸化物半導体膜と重畳するゲート電極と、
前記酸化物半導体膜と電気的に接続するソース電極およびドレイン電極と、を有し、
少なくとも前記ゲート電極と重畳する前記酸化物半導体膜は、前記ゲート絶縁膜との界面から前記酸化物半導体膜に向けてシリコンの濃度が1.1原子%以下の濃度で分布する領域を有する半導体装置。 - 前記領域は、前記ゲート絶縁膜との界面からの厚さが5nm以下の範囲に存在し、
前記領域以外に含まれるシリコンの濃度は、前記領域に含まれるシリコンの濃度より小さい、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記領域に含まれるシリコンの濃度が0.83原子%以下である、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
- 前記領域に含まれるシリコンの濃度が0.1原子%以下である、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
- 前記ゲート絶縁膜は炭素を含み、
前記領域において、炭素濃度が1.0×1020atoms/cm3以下となる、請求項1乃至3のいずれか一に記載の半導体装置。 - 前記酸化物半導体膜は結晶性を有する、請求項1乃至4のいずれか一に記載の半導体装置。
- 前記酸化物半導体膜は非晶質構造を有する、請求項1乃至5のいずれか一に記載の半導体装置。
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