JP2014103390A5 - - Google Patents

Claims (10)

1. 基板上のゲート電極と、
   前記ゲート電極上のゲート絶縁膜と、
   前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と重なる多層膜と、
   前記多層膜に接する一対の電極と、
   前記ゲート絶縁膜、前記多層膜、及び前記一対の電極を覆う第１の酸化物絶縁膜と、
   前記第１の酸化物絶縁膜上の第２の酸化物絶縁膜とを有し、
   前記多層膜は、酸化物半導体膜及び酸化物膜を有し、
   前記第１の酸化物絶縁膜は、酸素を透過する酸化物絶縁膜であり、
   前記第２の酸化物絶縁膜は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜であり、
   前記第１の酸化物絶縁膜の膜厚は、前記第２の酸化物絶膜の膜厚より小さいことを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１において、
   前記酸化物膜は、Ｉｎ又はＧａを含むことを特徴とする半導体装置。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記酸化物半導体膜は、非晶質構造又は微結晶構造、又は結晶粒と非晶質領域を有する混合構造であることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
   前記酸化物膜の伝導帯の下端のエネルギー準位が、前記酸化物半導体膜の伝導帯の下端のエネルギー準位よりも真空準位に近く、そのエネルギー準位の差が０．０５ｅＶ以上２ｅＶ以下であることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
   前記酸化物半導体膜及び前記酸化物膜が、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆ）であり、前記酸化物半導体膜と比較して、前記酸化物膜に含まれる前記Ｍの原子数比が大きいことを特徴とする半導体装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項において、
   前記酸化物半導体膜と前記酸化物膜との間におけるシリコン濃度が、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満であることを特徴とする半導体装置。
7. 基板上にゲート電極及びゲート絶縁膜を形成し、
   前記ゲート絶縁膜上に、酸化物半導体膜及び酸化物膜を有する多層膜を形成し、
   前記多層膜に接する一対の電極を形成し、
   前記多層膜、及び前記一対の電極上に、第１の酸化物絶縁膜を形成し、
   前記第１の酸化物絶縁膜上に第２の酸化物絶縁膜を形成し、
   真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上４００℃以下に保持し、前記処理室に原料ガスを導入して前記処理室内における圧力を２０Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とし、前記処理室内に設けられる電極に高周波電力を供給することにより、前記第１の酸化物絶縁膜を形成し、
   真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上２６０℃以下に保持し、前記処理室に原料ガスを導入して前記処理室内における圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とし、前記処理室内に設けられる電極に０．１７Ｗ／ｃｍ^２以上０．５Ｗ／ｃｍ^２以下の高周波電力を供給することにより、前記第１の酸化物絶縁体より膜厚が大きい前記第２の酸化物絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. 基板上にゲート電極及びゲート絶縁膜を形成し、
   前記ゲート絶縁膜上に、酸化物半導体膜及び酸化物膜を有する多層膜を形成し、
   前記多層膜に接する一対の電極を形成し、
   前記多層膜、及び前記一対の電極上に、第１の酸化物絶縁膜を形成し、
   前記第１の酸化物絶縁膜上に第２の酸化物絶縁膜を形成し、
   真空排気された処理室内に載置された基板を２００℃以上３７０℃以下に保持し、前記処理室に原料ガスを導入して前記処理室内における圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とし、前記第１の酸化物絶縁膜を形成し、
   真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上２６０℃以下に保持し、前記処理室に原料ガスを導入して前記処理室内における圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下とし、前記処理室内に設けられる電極に０．１７Ｗ／ｃｍ ^２ 以上０．５Ｗ／ｃｍ ^２ 以下の高周波電力を供給することにより、前記第１の酸化物絶縁体より膜厚が大きい前記第２の酸化物絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
9. 請求項７又は請求項８において、
   前記第１の酸化物絶縁膜及び前記第２の酸化物絶縁膜として、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を原料ガスに用いて、酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. 請求項７乃至９のいずれか一項において、
    前記第１の酸化物絶縁膜及び前記第２の酸化物絶縁膜として、シラン及び一酸化二窒素を原料ガスに用いて、酸化窒化シリコン膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。