JP2014103388A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1のゲート電極層、第2のゲート電極層および第3のゲート電極層を有し、第1のゲート電極層乃至第3のゲート電極層は、それぞれ離間しており、第1のゲート電極層は、酸化物半導体層と重畳し、第2のゲート電極層は、酸化物半導体層のチャネル幅方向の一方の端部の一部を覆い、第3のゲート電極層は、酸化物半導体層のチャネル幅方向の他方の端部の一部を覆う。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置について図面を用いて説明する。
本実施の形態では、実施の形態1で説明したトランジスタとは異なる構造のトランジスタについて説明する。
本実施の形態では、実施の形態1および実施の形態2で説明したトランジスタとは異なる構造のトランジスタについて説明する。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した図7に示すトランジスタ101の作製方法について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様である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(記憶装置)の一例を、図面を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様である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5に示した構成と異なる半導体装置の説明を行う。
本実施の形態では、実施の形態1乃至4で説明したトランジスタを用いることのできる電子機器および電気機器の例について説明する。
101 トランジスタ
110 基板
120 下地絶縁膜
130 酸化物半導体層
131 酸化物半導体層
132 酸化物半導体層
133 酸化物半導体層
134 領域
140 ソース電極層
141 ソース電極層
142 ソース電極層
150 ドレイン電極層
151 ドレイン電極層
152 ドレイン電極層
160 ゲート絶縁膜
171 ゲート電極層
172 ゲート電極層
173 ゲート電極層
180 酸化物絶縁層
200 トランジスタ
300 トランジスタ
400 領域
500 マイクロコンピュータ
501 直流電源
502 バスライン
503 パワーゲートコントローラ
504 パワーゲート
505 CPU
506 揮発性記憶部
507 不揮発性記憶部
508 インターフェース
509 検出部
511 光センサ
512 アンプ
513 ADコンバータ
530 発光素子
601 半導体基板
603 素子分離領域
604 ゲート電極層
606a 酸化物半導体層
606b 酸化物半導体層
606c 酸化物半導体層
607 ゲート絶縁膜
609 ゲート電極層
611a 不純物領域
611b 不純物領域
612 ゲート絶縁膜
615 絶縁膜
616a ソース電極層
616b ドレイン電極層
616c ソース電極層
616d ドレイン電極層
616e 電極
617 絶縁膜
618 酸化物絶縁層
619a コンタクトプラグ
619b コンタクトプラグ
620 絶縁膜
621 絶縁膜
622 絶縁膜
623a 配線
623b 配線
625 絶縁膜
645 絶縁膜
649 配線
656 配線
660 半導体膜
714 光電変換素子
717 トランジスタ
719 トランジスタ
800 導電膜
1141 スイッチング素子
1142 メモリセル
1143 メモリセル群
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
3000 基板
3106 素子分離絶縁層
3200 トランジスタ
3202 トランジスタ
3204 容量素子
3220 絶縁層
4162 トランジスタ
4250 メモリセル
4251 メモリセルアレイ
4251a メモリセルアレイ
4251b メモリセルアレイ
4253 周辺回路
4254 容量素子
8100 警報装置
8101 マイクロコンピュータ
8200 室内機
8201 筐体
8202 送風口
8203 CPU
8204 室外機
8300 電気冷凍冷蔵庫
8301 筐体
8302 冷蔵室用扉
8303 冷凍室用扉
8304 CPU
9700 電気自動車
9701 二次電池
9702 制御回路
9703 駆動装置
9704 処理装置
Claims (10)
- 基板上に形成された酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層に接するソース電極層およびドレイン電極層と、
前記酸化物半導体層、前記ソース電極層および前記ドレイン電極層上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された、第1のゲート電極層、第2のゲート電極層および第3のゲート電極層と、を有し、
前記第1のゲート電極層乃至前記第3のゲート電極層は、それぞれ離間しており、
前記第1のゲート電極層は、前記酸化物半導体層と重畳し、
前記第2のゲート電極層は、前記酸化物半導体層のチャネル幅方向の一方の端部の一部を覆い、
前記第3のゲート電極層は、前記酸化物半導体層のチャネル幅方向の他方の端部の一部を覆うことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1において、
前記ソース電極層は、
前記酸化物半導体層に接する第1のソース電極層と、
前記第1のソース電極層を覆うように形成され、前記酸化物半導体層に接する第2のソース電極層からなり、
前記ドレイン電極層は、
前記酸化物半導体層に接する第1のドレイン電極層と、
前記第1のドレイン電極層を覆うように形成され、前記酸化物半導体層に接する第2のドレイン電極層からなることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1において、
前記ソース電極層は、
前記酸化物半導体層に接する第2のソース電極層と、
前記第2のソース電極層を覆うように形成され、前記酸化物半導体層に接する第1のソース電極層からなり、
前記ドレイン電極層は、
前記酸化物半導体層に接する第2のドレイン電極層と、
前記第2のドレイン電極層を覆うように形成され、前記酸化物半導体層に接する第1のドレイン電極層からなることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記酸化物半導体層は、前記基板側から第1の酸化物半導体層、第2の酸化物半導体層、第3の酸化物半導体層の順で積層された構造を有し、
前記第1の酸化物半導体層および前記第3の酸化物半導体層は前記第2の酸化物半導体層よりも伝導帯下端のエネルギーが0.05eV以上2eV以下の範囲で真空準位に近いことを特徴とする半導体装置。 - 基板上に形成された第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上に形成された第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層に接する第1のソース電極層および第1のドレイン電極層と、
前記第2の酸化物半導体層、前記第1のソース電極層および前記第1のドレイン電極層上に形成された第3の酸化物半導体層と、
前記第1のソース電極層を覆うように重畳し、前記第1のソース電極層および前記第3の酸化物半導体層のそれぞれと接する第2のソース電極層と、
前記第1のドレイン電極層を覆うように重畳し、前記第1のドレイン電極層および前記第3の酸化物半導体層のそれぞれと接する第2のドレイン電極層と、
前記第3の酸化物半導体層、前記第2のソース電極層および前記第2のドレイン電極層上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された、第1のゲート電極層、第2のゲート電極層および第3のゲート電極層と、を有し、
前記第1のゲート電極層乃至前記第3のゲート電極層は、それぞれ離間しており、
前記第1のゲート電極層は、前記第1の酸化物半導体層および前記第2の酸化物半導体層と重畳し、
前記第2のゲート電極層は、前記第1の酸化物半導体層および前記第2の酸化物半導体層のチャネル幅方向の一方の端部の一部を覆い、
前記第3のゲート電極層は、前記第1の酸化物半導体層および前記第2の酸化物半導体層のチャネル幅方向の他方の端部の一部を覆うことを特徴とする半導体装置。 - 請求項5において、
前記第1の酸化物半導体層および前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層よりも伝導帯下端のエネルギーが0.05eV以上2eV以下の範囲で真空準位に近いことを特徴とする半導体装置。 - 請求項4乃至請求項6のいずれか一項において、
前記第1の酸化物半導体層乃至前記第3の酸化物半導体層は、In−M−Zn酸化物(MはAl、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、NdまたはHf)であり、前記第1の酸化物半導体層および前記第3の酸化物半導体層は、Inに対するMの原子数比が前記第2の酸化物半導体層よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 請求項2乃至請求項7のいずれか一項において、
前記第1のソース電極層および前記第1のドレイン電極層は、Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W、またはこれらを主成分とする合金材料であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項2乃至請求項8のいずれか一項において、
前記第2のソース電極層および前記第2のドレイン電極層は、窒化タンタル、窒化チタン、ルテニウム、またはこれらを主成分とする合金材料であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項2乃至請求項9のいずれか一項において、
前記第1のゲート電極層は、前記第1のソース電極層および前記第1のドレイン電極層と重畳しないことを特徴とする半導体装置。
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