JP2015084411A - 半導体装置及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
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4を用いて説明する。
以下に、図1(A)に示す半導体装置の作製方法の一例を図2及び図3を参照して説明する。
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる半導体装置の例及びその作製方法の一例について、図5乃至図7を用いて説明する。
本実施の形態では、本明細書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(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、半導体装置の一例として、上記実施の形態1又は上記実施の形態2に開示したトランジスタを少なくとも一部に用いたCPU(Central Processing Unit)について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について説明する。
図14(A)は、本発明の一態様の表示装置の上面図であり、図14(B)は、本発明の一態様の表示装置の画素に液晶素子を適用する場合に用いることができる画素回路を説明するための回路図である。また、図14(C)は、本発明の一態様の表示装置の画素に有機EL素子を適用する場合に用いることができる画素回路を説明するための回路図である。
また、画素の回路構成の一例を図14(B)に示す。ここでは、VA型液晶表示装置の画素に適用することができる画素回路を示す。
画素の回路構成の他の一例を図14(C)に示す。ここでは、有機EL素子を用いた表示装置の画素構造を示す。
本明細書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、テレビ、モニタ等の表示装置、照明装置、デスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記憶された静止画又は動画を再生する画像再生装置、ポータブルCDプレーヤ、ラジオ、テープレコーダ、ヘッドホンステレオ、ステレオ、コードレス電話子機、トランシーバ、携帯電話、自動車電話、携帯型ゲーム機、電卓、携帯情報端末、電子手帳、電子書籍、電子翻訳機、音声入力機器、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電気シェーバ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、電気掃除機、エアコンディショナーなどの空調設備、食器洗い器、食器乾燥器、衣類乾燥器、布団乾燥器、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、DNA保存用冷凍庫、煙感知器、放射線測定器、透析装置等の医療機器、などが挙げられる。さらに、誘導灯、信号機、ベルトコンベア、エレベータ、エスカレータ、産業用ロボット、電力貯蔵システム等の産業機器も挙げられる。また、石油を用いたエンジンや、非水系二次電池からの電力を用いて電動機により推進する移動体なども、電気機器の範疇に含まれるものとする。上記移動体として、例えば、電気自動車(EV)、内燃機関と電動機を併せ持ったハイブリッド車(HEV)、プラグインハイブリッド車(PHEV)、これらのタイヤ車輪を無限軌道に変えた装軌車両、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、ゴルフ用カート、小型又は大型船舶、潜水艦、ヘリコプター、航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機や惑星探査機、宇宙船が挙げられる。これらの電子機器の具体例を図11乃至図13に示す。
101 バリア膜
102 絶縁膜
103 電極
103a 電極
104 絶縁層
105 酸化物半導体層
106 電極
106a 電極
107 ゲート絶縁層
108 ゲート電極
108a 導電層
108b 導電層
109 バリア膜
160 トランジスタ
162 トランジスタ
164 容量素子
203 導電膜
204 絶縁膜
205 酸化物半導体膜
206 導電膜
207 絶縁膜
208 導電膜
210 酸化防止膜
310 キャップ絶縁層
310a 絶縁層
400 トランジスタ
400a トランジスタ
400b トランジスタ
410 トランジスタ
420 トランジスタ
430 トランジスタ
510 絶縁膜
700 基板
701 画素部
702 走査線駆動回路
703 走査線駆動回路
704 信号線駆動回路
710 容量配線
712 ゲート配線
713 ゲート配線
714 ドレイン電極層
716 トランジスタ
717 トランジスタ
718 液晶素子
719 液晶素子
720 画素
721 スイッチング用トランジスタ
722 駆動用トランジスタ
723 容量素子
724 発光素子
725 信号線
726 走査線
727 電源線
728 共通電極
800 単結晶シリコン基板
801 ウェル
802 不純物領域
803 不純物領域
804 シリサイド領域
805 ゲート絶縁層
806 ゲート電極
807 絶縁膜
809 絶縁膜
810 絶縁膜
811a コンタクトプラグ
811b コンタクトプラグ
811c コンタクトプラグ
812 絶縁膜
813a 配線層
813b 配線層
814 導電膜
816 絶縁膜
817 電極
818 絶縁膜
819 電極
820 絶縁膜
821 絶縁膜
822 絶縁膜
823 電極
824 絶縁層
825 酸化物半導体層
826 電極
827 ゲート絶縁層
828 ゲート電極
829 絶縁膜
830 絶縁膜
831 コンタクトプラグ
832a コンタクトプラグ
832b コンタクトプラグ
833a 配線層
833b 配線層
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
3004 論理回路
3021 本体
3022 固定部
3023 表示部
3024 操作ボタン
3025 外部メモリスロット
3170a メモリセル
3170b メモリセル
3400 メモリセルアレイ
8000 テレビジョン装置
8001 筐体
8002 表示部
8003 スピーカ部
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
9000 テーブル
9001 筐体
9002 脚部
9003 表示部
9004 表示ボタン
9005 電源コード
9033 具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9038 操作スイッチ
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングデバイス
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a 領域
9632b 領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 コンバータ
9638 操作キー
9639 ボタン
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 (16)
- 第1の電極と、
前記第1の電極上の酸化物半導体層と、
前記第1の電極と重畳する、前記酸化物半導体層上の第2の電極と、
前記第1の電極、前記酸化物半導体層および前記第2の電極に接するゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層を介して前記酸化物半導体層の側面を覆うゲート電極と、を有し、
前記第1の電極は前記酸化物半導体層と重畳する領域に開口部を有し、
前記開口部には前記酸化物半導体層と接する絶縁層が埋め込まれている
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1において、前記絶縁層は酸素を含むことを特徴とする半導体装置。
- 第1の電極と、
前記第1の電極上の酸化物半導体層と、
前記第1の電極と重畳する、前記酸化物半導体層上の第2の電極と、
前記第2の電極上の第1の絶縁層と、
前記第1の電極、前記酸化物半導体層、前記第2の電極及び前記第1の絶縁層に接するゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層を介して前記酸化物半導体層の側面を覆うゲート電極と、を有し、
前記第1の電極は酸化物半導体層と重畳する領域に第1の開口部を有し、
前記第1の開口部には前記酸化物半導体層と接する第2の絶縁層が埋め込まれていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項3において、前記第2の絶縁層は酸素を含むことを特徴とする半導体装置。
- 請求項3乃至4のいずれか一項において、
前記第2の電極は前記酸化物半導体層と重畳する領域に第2の開口部を有し、
前記酸化物半導体層の一部は前記第2の開口部から露出しており、
前記第1の絶縁層は前記酸化物半導体層の一部に接している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の絶縁層は酸素を含む絶縁層であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1乃至6のいずれか一項において、前記第1の電極はソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、
前記第2の電極はソース電極及びドレイン電極の他方として機能することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置を有する電子機器。
- 第1の導電膜に開口部を形成し、
前記開口部に埋め込まれた絶縁層を形成し、
前記第1の導電膜上に、前記絶縁層と接する酸化物半導体膜を形成し、
前記酸化物半導体膜上に第2の導電膜を形成し、
前記第1の導電膜、前記酸化物半導体膜及び前記第2の導電膜をそれぞれ島状に加工することで、前記開口部を含む第1の電極、酸化物半導体層及び第2の電極をそれぞれ形成し、
前記第1の電極、前記酸化物半導体層及び前記第2の電極を覆う絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜を覆う第3の導電膜を形成し、
前記第2の電極が露出するように前記絶縁膜の一部及び前記第3の導電膜の一部を除去することで、ゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層を介して前記酸化物半導体層の側面を覆うゲート電極とをそれぞれ形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項9において、前記絶縁膜と前記第3の導電膜の一部はCMP処理により除去されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 第1の導電膜に第1の開口部を形成し、
前記第1の開口部に埋め込まれた絶縁層を形成し、
前記第1の導電膜上に、前記絶縁層と接する酸化物半導体膜を形成し、
前記酸化物半導体膜上に第2の導電膜を形成し、
前記第2の導電膜上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の導電膜、前記酸化物半導体膜、前記第2の導電膜及び前記第1の絶縁膜を島状に加工することで、前記第1の開口部を含む第1の電極、酸化物半導体層、第2の電極及びキャップ絶縁層をそれぞれ形成し、
前記第1の電極、前記酸化物半導体層、前記第2の電極及び前記キャップ絶縁層を覆う第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜を覆う第3の導電膜を形成し、
前記キャップ絶縁層が露出するように前記第2の絶縁膜の一部及び前記第3の導電膜の一部を除去することで、ゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層を介して前記酸化物半導体層の側面を覆うゲート電極とをそれぞれ形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項11において、前記第1の絶縁膜を形成する前に、前記第2の導電膜に第2の開口部を形成する工程を有し、
前記第1の絶縁膜は前記第2の開口部から露出した前記酸化物半導体膜の一部に接するように形成され、
前記第2の電極は前記第2の開口部を含むように形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項12において、前記第1の絶縁膜は酸素を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項11乃至13のいずれか一項において、前記第2の絶縁膜の一部及び前記第3の導電膜の一部はCMP処理により除去されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項9乃至14のいずれか一項において、前記絶縁層は酸素を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
- 請求項9乃至15において、前記酸化物半導体膜を加熱処理することを特徴とする半導体装置の作製方法。
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