JP2019212922A - 表示装置 - Google Patents
表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019212922A JP2019212922A JP2019145186A JP2019145186A JP2019212922A JP 2019212922 A JP2019212922 A JP 2019212922A JP 2019145186 A JP2019145186 A JP 2019145186A JP 2019145186 A JP2019145186 A JP 2019145186A JP 2019212922 A JP2019212922 A JP 2019212922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- insulating layer
- transistor
- oxide semiconductor
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 1016
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 53
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 38
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1185
- 238000000034 method Methods 0.000 description 160
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 125
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 118
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 109
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 106
- 239000010408 film Substances 0.000 description 95
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 80
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 79
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 78
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 78
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 77
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 73
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 69
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 61
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 57
- 230000006870 function Effects 0.000 description 49
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 description 45
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 39
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 38
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 31
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 29
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 29
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 25
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 23
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 22
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 21
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 21
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 18
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 17
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 16
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 15
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 15
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 15
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 15
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 13
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 12
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 11
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 9
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 9
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 9
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- -1 copper-magnesium-aluminum Chemical compound 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 7
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 6
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 6
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 6
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 6
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 6
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 5
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 229960001730 nitrous oxide Drugs 0.000 description 4
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 3
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N azanylidynemolybdenum Chemical compound [Mo]#N GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100040844 Dual specificity protein kinase CLK2 Human genes 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000749291 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK2 Proteins 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000156302 Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus Species 0.000 description 2
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- UWCWUCKPEYNDNV-LBPRGKRZSA-N 2,6-dimethyl-n-[[(2s)-pyrrolidin-2-yl]methyl]aniline Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1NC[C@H]1NCCC1 UWCWUCKPEYNDNV-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 1
- VUFNLQXQSDUXKB-DOFZRALJSA-N 2-[4-[4-[bis(2-chloroethyl)amino]phenyl]butanoyloxy]ethyl (5z,8z,11z,14z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(=O)OCCOC(=O)CCCC1=CC=C(N(CCCl)CCCl)C=C1 VUFNLQXQSDUXKB-DOFZRALJSA-N 0.000 description 1
- 210000002925 A-like Anatomy 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000293849 Cordylanthus Species 0.000 description 1
- 239000003109 Disodium ethylene diamine tetraacetate Substances 0.000 description 1
- 102100040862 Dual specificity protein kinase CLK1 Human genes 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229910005555 GaZnO Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 101000749294 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK1 Proteins 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 240000002329 Inga feuillei Species 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 101710162453 Replication factor A Proteins 0.000 description 1
- 102100035729 Replication protein A 70 kDa DNA-binding subunit Human genes 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- XJVBHCCEUWWHMI-UHFFFAOYSA-N argon(.1+) Chemical compound [Ar+] XJVBHCCEUWWHMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052800 carbon group element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMHJKRGRIJONSV-UHFFFAOYSA-N dioxygen(.1+) Chemical compound [O+]=O KMHJKRGRIJONSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N ethyl(methyl)azanide;hafnium(4+) Chemical compound [Hf+4].CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005499 laser crystallization Methods 0.000 description 1
- 238000001307 laser spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001420 photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052696 pnictogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N triisobutylaluminium Chemical compound CC(C)C[Al](CC(C)C)CC(C)C MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004402 ultra-violet photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
- H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1251—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs comprising TFTs having a different architecture, e.g. top- and bottom gate TFTs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1255—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs integrated with passive devices, e.g. auxiliary capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66969—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies not comprising group 14 or group 13/15 materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78645—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with multiple gate
- H01L29/78648—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with multiple gate arranged on opposing sides of the channel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78696—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
Description
半導体装置に関する。
記憶装置、プロセッサそれらの駆動方法またはそれらの製造方法に関する。
指す。よって、トランジスタやダイオードなどの半導体素子や半導体回路は半導体装置で
ある。また、表示装置、発光装置、照明装置、電気光学装置、および電子機器などは、半
導体素子や半導体回路を含む場合がある。よって、これらも半導体装置を有する場合があ
る。
リコンとが使い分けられている。例えば、大型の表示装置を構成するトランジスタに適用
する場合、大面積基板への形成技術が確立されている非晶質シリコンを用いると好適であ
る。一方、駆動回路を一体形成した高機能の表示装置を構成するトランジスタに適用する
場合、高い電界効果移動度を有するトランジスタを作製可能な多結晶シリコンを用いると
好適である。多結晶シリコンは、非晶質シリコンに対し高温での熱処理、またはレーザ光
処理を行うことで形成する方法が知られる。
する非晶質酸化物半導体を用いたトランジスタが開示されている(特許文献1参照。)。
するトランジスタのチャネル形成領域に用いることができる。また、酸化物半導体を用い
たトランジスタは、高い電界効果移動度を有するため、駆動回路を一体形成した高機能の
表示装置を実現できる。また、非晶質シリコンを用いたトランジスタの生産設備の一部を
改良して利用することが可能であるため、設備投資を抑えられるメリットもある。
さいことが知られている。例えば、酸化物半導体を用いたトランジスタの低いリーク特性
を応用した低消費電力のCPUなどが開示されている(特許文献2参照。)。
気特性の安定したトランジスタを提供することを課題の一とする。または、オフ時(非導
通時)にソースとドレイン間に流れる電流(以下、「オフ電流」ともいう。)の小さいト
ランジスタを提供することを課題の一とする。または、消費電力が少ないトランジスタを
提供することを課題の一とする。または、信頼性の良好なトランジスタを提供することを
課題の一とする。
の高い半導体装置を提供することを課題の一とする。または、信頼性の良好な半導体装置
を提供することを課題の一とする。
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
ンジスタは、第1の電極を有し、第2のトランジスタは、第2の電極と、第3の電極と、
を有し、第1の電極と、第3の電極は電気的に接続され、第2のトランジスタは、第3の
電極と接する第1の半導体と、第1の半導体と接する第2の半導体と、第2の半導体を覆
う第3の半導体と、を有し、第2の電極は、第1の半導体、第2の半導体、および第3の
半導体と、絶縁層を介して重畳することを特徴とする半導体装置である。
1のトランジスタは、第1の電極を有し、第2のトランジスタは、第2の電極と、第3の
電極と、第4の電極とを有し、第1の電極は、第3の電極または第4の電極の一方と電気
的に接続され、第2のトランジスタは、第3の電極および第4の電極上に第1の半導体を
有し、第1の半導体上に第2の半導体を有し、第2の半導体上に第3の半導体を有し、第
3の半導体の上に、絶縁層を介して第2の電極を有することを特徴とする半導体装置であ
る。
1の半導体と、第2の半導体と、第3の半導体と、第2の電極と、第3の電極と、を有す
る半導体装置であって、第1の電極上に、開口部が重畳して第1の絶縁層を有し、開口部
を覆って第2の絶縁層を有し、第2の絶縁層上に、第1の半導体を有し、第1の半導体上
に第2の電極および第3の電極を有し、第1の半導体、第2の電極、および第3の電極上
に第2の半導体を有し、第2の半導体上に第3の半導体を有し、第2の半導体は、第3の
半導体に覆われていることを特徴とする半導体装置である。
のトランジスタは、第1の電極と、開口部を有する第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第
1の半導体と、第2の半導体と、第3の半導体と、第2の電極と、第3の電極と、を有し
、第2のトランジスタは、第4の電極と、第4の半導体と、を有し、第1のトランジスタ
は、第1の電極上に、開口部が重畳して第1の絶縁層を有し、開口部を覆って第2の絶縁
層を有し、第2の絶縁層上に、第1の半導体を有し、第1の半導体上に第2の電極および
第3の電極を有し、第1の半導体、第2の電極、および第3の電極上に第2の半導体を有
し、第2の半導体上に第3の半導体を有し、第2の半導体は、第3の半導体に覆われてい
ることを特徴とする半導体装置である。
半導体と、を有する半導体装置であって、第1の絶縁層は、開口部を有し、第1の絶縁層
は、第1の電極上に設けられ、開口部は、第1の電極と重なる領域を有し、第2の絶縁層
は、開口部上に設けられ、第1の半導体は、第2の絶縁層上に設けられ、第2の電極およ
び第3の電極は、第1の半導体上に設けられ、第2の半導体は、第1の半導体上、第2の
電極上、および第3の電極上に設けられ、第3の半導体は、第2の半導体上に設けられ、
第2の半導体は、第3の半導体に覆われている領域を有することを特徴とする半導体装置
である。
のトランジスタは、第1乃至第3の電極と、第1及び第2の絶縁層と、第1乃至第3の半
導体と、を有し、第2のトランジスタは、第4の電極と、第4の半導体と、を有し、第1
の絶縁層は、開口部を有し、第1の絶縁層は、第1の電極上に設けられ、第2の絶縁層は
、開口部上に設けられ、第1の半導体は、第2の絶縁層上に設けられ、第2の電極および
第3の電極は、第1の半導体上に設けられ、第2の半導体は、第1の半導体上、第2の電
極上、および第3の電極上に設けられ、第3の半導体は、第2の半導体上に設けられ、第
2の半導体は、第3の半導体に覆われている領域を有することを特徴とする半導体装置で
ある。
あってもよい。
ましい。
さいことが好ましい。
むことが好ましい。また、第1の半導体と第3の半導体は、第2の半導体を構成する金属
元素のうち、1種類以上の同じ金属元素を含むことが好ましい。
と第3の半導体の界面に界面準位を生じにくくすることができる。
と、第2の半導体と、第3の半導体は、In、Ga、またはZnを含むことが好ましい。
第1の半導体と第3の半導体の電子親和力は、第2の半導体の電子親和力よりも小さいこ
とが好ましい。
第4の半導体は、結晶性を有する半導体基板の一部であってもよい。
ことができる。
安定したトランジスタを提供することができる。または、オフ電流の小さいトランジスタ
を提供することができる。または、消費電力が少ないトランジスタを提供することができ
る。または、信頼性の良好なトランジスタを提供することができる。
を提供することができる。または、信頼性の良好な半導体装置を提供することができる。
態様は、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、
図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項な
どの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において
、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、
その繰り返しの説明は省略する。
るため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する
発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。例えば
、実際の製造工程において、エッチングなどの処理によりレジストマスクなどが意図せず
に目減りすることがあるが、理解を容易とするために省略して示すことがある。
の構成要素の記載を省略する場合がある。
定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、
その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配
線」が一体となって形成されている場合なども含む。
下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層A上の電極
B」の表現であれば、絶縁層Aの上に電極Bが直接接して形成されている必要はなく、絶
縁層Aと電極Bとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
路動作において電流の方向が変化する場合など、動作条件などによって互いに入れ替わる
ため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。このため、
本明細書においては、ソースおよびドレインの用語は、入れ替えて用いることができるも
のとする。
」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの
」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。
よって、「電気的に接続する」と表現される場合であっても、現実の回路においては、物
理的な接続部分がなく、配線が延在しているだけの場合もある。
配置されている状態をいう。従って、−5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「垂
直」および「直交」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている
状態をいう。従って、85°以上95°以下の場合も含まれる。
い」または「均一」などと言う場合は、明示されている場合を除き、誤差としてプラスマ
イナス20%の変動を含むものとする。
特段の説明がない限り、リソグラフィ工程で形成したレジストマスクは、エッチング工程
終了後に除去するものとする。
との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位と言い換えることが可能である
。
ての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「絶縁体」は境界が曖昧であり、厳密
に区別できない場合がある。したがって、本明細書に記載の「半導体」は、「絶縁体」と
言い換えることができる場合がある。同様に、本明細書に記載の「絶縁体」は、「半導体
」と言い換えることができる場合がある。
ての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「導電体」は境界が曖昧であり、厳密
に区別できない場合がある。したがって、本明細書に記載の「半導体」は、「導電体」と
言い換えることができる場合がある。同様に、本明細書に記載の「導電体」は、「半導体
」と言い換えることができる場合がある。
が0.1原子%未満の元素は不純物である。不純物が含まれることにより、例えば、半導
体のDOS(Density of State)が高くなることや、キャリア移動度が
低下することや、結晶性が低下することなどが起こる場合がある。半導体が酸化物半導体
である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第1族元素、第2族元
素、第14族元素、第15族元素、主成分以外の遷移金属などがあり、特に、例えば、水
素(水にも含まれる)、リチウム、ナトリウム、シリコン、ホウ素、リン、炭素、窒素な
どがある。酸化物半導体の場合、例えば水素などの不純物の混入によって酸素欠損を形成
する場合がある。また、半導体がシリコン膜である場合、半導体の特性を変化させる不純
物としては、例えば、酸素、水素を除く第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15
族元素などがある。
めに付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものではな
い。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同
を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。また、本明細書等
において序数詞が付されている用語であっても、特許請求の範囲において異なる序数詞が
付される場合がある。また、本明細書等において序数詞が付されている用語であっても、
特許請求の範囲などにおいて序数詞が省略される場合がある。
ランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲート電極とが重なる
領域、またはチャネルが形成される領域における、ソース(ソース領域またはソース電極
)とドレイン(ドレイン領域またはドレイン電極)との間の距離をいう。なお、一つのト
ランジスタにおいて、チャネル長が全ての領域で同じ値をとるとは限らない。すなわち、
一つのトランジスタのチャネル長は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明
細書では、チャネル長は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値
、最小値または平均値とする。
導体の中で電流の流れる部分)とゲート電極とが重なる領域、またはチャネルが形成され
る領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。なお、一つ
のトランジスタにおいて、チャネル幅がすべての領域で同じ値をとるとは限らない。すな
わち、一つのトランジスタのチャネル幅は、一つの値に定まらない場合がある。そのため
、本明細書では、チャネル幅は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、
最大値、最小値または平均値とする。
ル幅(以下、実効的なチャネル幅と呼ぶ。)と、トランジスタの上面図において示される
チャネル幅(以下、見かけ上のチャネル幅と呼ぶ。)と、が異なる場合がある。例えば、
三次元構造を有するチャネル(以下、三次元チャネル)を含むトランジスタでは、実効的
なチャネル幅が、トランジスタの上面図において示される見かけ上のチャネル幅よりも大
きくなり、その影響が無視できなくなる場合がある。例えば、微細かつ三次元チャネルを
含有するトランジスタでは、半導体の上面に形成されるチャネル領域の割合に対して、半
導体の側面に形成されるチャネル領域の割合が大きくなる場合がある。その場合は、見か
け上のチャネル幅よりも、実効的なチャネル幅の方が大きくなる。
することが困難となる場合がある。例えば、設計値から実効的なチャネル幅を見積もるた
めには、半導体の形状が既知という仮定が必要である。したがって、半導体の形状が正確
にわからない場合には、実効的なチャネル幅を正確に測定することは困難である。
urrounded Channel Width)」と呼ぶ場合がある。また、本明細
書では、単にチャネル幅と記載した場合には、囲い込みチャネル幅または見かけ上のチャ
ネル幅を指す場合がある。または、本明細書では、単にチャネル幅と記載した場合には、
実効的なチャネル幅を指す場合がある。なお、チャネル長、チャネル幅、実効的なチャネ
ル幅、見かけ上のチャネル幅、囲い込みチャネル幅などは、断面TEM像などを解析する
ことなどによって、値を決定することができる。
る場合、囲い込みチャネル幅を用いて計算する場合がある。その場合には、実効的なチャ
ネル幅を用いて計算する場合とは異なる値をとる場合がある。
す。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置100について、図面を用いて説明する
。
図1(A)は、半導体装置100の上面図である。図1(B)は、図1(A)中のA1−
A2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図1(C)は、図1(A)中のB1−B2
の一点鎖線で示した部位の断面図である。半導体装置100は、トランジスタ750、ト
ランジスタ150、容量素子190を有する。図1(B)は、トランジスタ150のチャ
ネル長方向の断面図であり、図1(C)は、トランジスタ150のチャネル幅方向の断面
図である。
半導体装置100が有するトランジスタ750は、基板700を用いて形成されている。
基板700としては、シリコンや炭化シリコンなどを材料とした単結晶半導体基板、多結
晶半導体基板、シリコンゲルマニウムなどを材料とした化合物半導体基板や、SOI(S
ilicon on Insulator)基板などを用いることができる。半導体基板
を用いて形成されたトランジスタは、高速動作が可能である。
ンジスタ750は、基板700中にチャネルが形成されるトランジスタである。また、ト
ランジスタ750は、チャネル形成領域753、LDD(Lightly Doped
Drain)領域やエクステンション領域として機能するn型不純物領域754、ソース
領域又はドレイン領域として機能するn型不純物領域755、絶縁層752、電極751
を有している。電極751はゲート電極として機能する。絶縁層752はゲート絶縁層と
して機能する。なお、n型不純物領域755の不純物濃度は、n型不純物領域754より
も高い。電極751の側面には側壁絶縁層756が設けられており、電極751及び側壁
絶縁層756をマスクとして用いて、n型不純物領域754、n型不純物領域755を自
己整合的に形成することができる。
ランジスタと分離されている。また、電極751、側壁絶縁層756の周囲に、絶縁層7
90および絶縁層791が形成されている。
層を有さないトランジスタを用いてもよい。シリサイド(サリサイド)を有する構造であ
ると、ソース領域及びドレイン領域がより低抵抗化でき、半導体装置の高速化が可能であ
る。また、低電圧で動作できるため、半導体装置の消費電力を低減することが可能である
。
素を添加してn型のウェルを形成し、n型のウェルが形成された領域にp型のトランジス
タを形成することも可能である。n型を付与する不純物元素としては、リン(P)、砒素
(As)等を用いることができる。p型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)等
を用いることができる。
トランジスタ150は、電極102、絶縁層107、電極109、電極119、酸化物半
導体層108(酸化物半導体層108a、酸化物半導体層108b、酸化物半導体層10
8c)、絶縁層110、電極111を含んで構成される。図1(B)に示すトランジスタ
150の拡大図を図2(A)に示す。なお、酸化物半導体層108は、酸化物半導体層1
08a、酸化物半導体層108b、酸化物半導体層108cの少なくとも一つを省略して
もよいし、さらに、層を追加してもよい。例えば、酸化物半導体層108aを省略しても
よい。その場合の例を、図3(A)に示す。
6上に絶縁層107が形成されている。絶縁層107の一部は、電極102の一部と接し
ている。また、絶縁層107上に電極109および電極119が形成されている。電極1
09は、絶縁層107および絶縁層106に設けられた開口を介して電極751と電気的
に接続されている。電極119は、絶縁層107および絶縁層106に設けられた開口を
介して電極104と電気的に接続されている。
08aが形成され、酸化物半導体層108a上に酸化物半導体層108bが形成されてい
る。また、絶縁層107は凸部を有し、酸化物半導体層108aは該凸部上に形成されて
いる(図1(B)、図1(C)参照)。また、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導
体層108bを覆って、酸化物半導体層108cが形成されている。
。電極111は、酸化物半導体層108b、電極102、電極109、および電極119
の、それぞれの少なくとも一部と重畳する。
きる。
半導体を用いたトランジスタである。また、トランジスタ150は、トップゲート型トラ
ンジスタの一種であり、スタガ型トランジスタの一種でもある。トランジスタ150は、
バックゲート電極を有する。
一般に、バックゲート電極は導電層で形成され、ゲート電極とバックゲート電極で半導体
層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート電
極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位と
してもよいし、接地(GND)電位や、任意の電位としてもよい。また、バックゲート電
極の電位をゲート電極と連動させず独立して変化させることで、トランジスタのしきい値
電圧を変化させることができる。
て、絶縁層107および絶縁層110は、どちらもゲート絶縁層として機能することがで
きる。
を「バックゲート電極」という。例えば、トランジスタ150において、電極111を「
ゲート電極」と言う場合、電極102を「バックゲート電極」と言う場合がある。また、
電極102を「ゲート電極」として用いる場合は、トランジスタ150をボトムゲート型
のトランジスタの一種と考えることができる。また、電極102および電極111のどち
らか一方を、「第1のゲート電極」といい、他方を「第2のゲート電極」という場合があ
る。
極102および電極111を同電位とすることで、酸化物半導体層108においてキャリ
アの流れる領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。
この結果、トランジスタ150のオン電流が大きくなる共に、電界効果移動度が高くなる
。
スタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ150の占有面積を
小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占有面積を小さくす
ることができる。よって、集積度の高い半導体装置を実現することができる。
生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能を有する。
、基板700側もしくは電極111上方に生じる荷電粒子等の電荷が酸化物半導体層10
8bに影響しない。この結果、ストレス(例えば、ゲートに負の電荷を印加する−GBT
(Gate Bias−Temperature)ストレス試験)による劣化が抑制され
ると共に、閾値電圧のドレイン電圧による変動を抑制することができる。なお、この効果
は、電極102および電極111が、同電位、または異なる電位の場合において生じる。
スタの特性変化(すなわち、経年変化)を、短時間で評価することができる。特に、BT
ストレス試験前後におけるトランジスタのしきい値電圧の変動量は、信頼性を調べるため
の重要な指標となる。しきい値電圧の変動量が少ないほど、信頼性が高いトランジスタで
あるといえる。
することで、しきい値電圧の変動量が低減される。このため、複数のトランジスタにおけ
る電気特性のばらつきも同時に低減される。
GBTストレス試験前後におけるしきい値電圧の変動が小さい。
る導電膜で形成することで、バックゲート電極側から半導体層に光が入射することを防ぐ
ことができる。よって、半導体層の光劣化を防ぎ、トランジスタのしきい値電圧がシフト
するなどの電気特性の劣化を防ぐことができる。
させることができる。よって、目的に応じて、電極102または電極111のどちらか一
方を形成しないことも可能である。電極102または電極111のどちらか一方を形成し
ないことで、半導体装置の生産性を高めることができる。
酸化物半導体層108は、酸化物半導体層108a、酸化物半導体層108b、酸化物半
導体層108cを積層した構成を有する。
InもしくはGaの一方、または両方を含む材料で形成する。代表的には、In−Ga酸
化物(InとGaを含む酸化物)、In−Zn酸化物(InとZnを含む酸化物)、In
−M−Zn酸化物(Inと、元素Mと、Znを含む酸化物。元素Mは、Al、Ti、Ga
、Y、Zr、La、Ce、NdまたはHfから選ばれた1種類以上の元素で、Inよりも
酸素との結合力が強い金属元素である。)がある。
成する金属元素のうち、1種類以上の同じ金属元素を含む材料により形成されることが好
ましい。このような材料を用いると、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層10
8bとの界面、ならびに酸化物半導体層108cおよび酸化物半導体層108bとの界面
に界面準位を生じにくくすることができる。よって、界面におけるキャリアの散乱や捕獲
が生じにくく、トランジスタの電界効果移動度を向上させることが可能となる。また、ト
ランジスタのしきい値電圧のばらつきを低減することが可能となる。よって、良好な電気
特性を有する半導体装置を実現することが可能となる。
以下、好ましくは3nm以上50nm以下とする。また、酸化物半導体層108bの厚さ
は、3nm以上200nm以下、好ましくは3nm以上100nm以下、さらに好ましく
は3nm以上50nm以下とする。
および酸化物半導体層108cもIn−M−Zn酸化物であるとき、酸化物半導体層10
8aおよび酸化物半導体層108cをIn:M:Zn=x1:y1:z1[原子数比]、
酸化物半導体層108bをIn:M:Zn=x2:y2:z2[原子数比]とすると、y
1/x1がy2/x2よりも大きくなるように酸化物半導体層108a、酸化物半導体層
108c、および酸化物半導体層108bを選択することができる。好ましくは、y1/
x1がy2/x2よりも1.5倍以上大きくなるように酸化物半導体層108a、酸化物
半導体層108c、および酸化物半導体層108bを選択する。さらに好ましくは、y1
/x1がy2/x2よりも2倍以上大きくなるように酸化物半導体層108a、酸化物半
導体層108c、および酸化物半導体層108bを選択する。より好ましくは、y1/x
1がy2/x2よりも3倍以上大きくなるように酸化物半導体層108a、酸化物半導体
層108cおよび酸化物半導体層108bを選択する。y1がx1以上であるとトランジ
スタに安定した電気特性を付与できるため好ましい。ただし、y1がx1の3倍以上にな
ると、トランジスタの電界効果移動度が低下してしまうため、y1はx1の3倍未満であ
ると好ましい。酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108cを上記構成とする
ことにより、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108cを、酸化物半導体層
108bよりも酸素欠損が生じにくい層とすることができる。
あり、ZnおよびOを除いたInと元素Mの原子数比率は好ましくはInが50atom
ic%未満、元素Mが50atomic%以上、さらに好ましくはInが25atomi
c%未満、元素Mが75atomic%以上とする。また、酸化物半導体層108bがI
n−M−Zn酸化物であるとき、ZnおよびOを除いたInと元素Mの原子数比率は好ま
しくはInが25atomic%以上、元素Mが75atomic%未満、さらに好まし
くはInが34atomic%以上、元素Mが66atomic%未満とする。
化物半導体層108cとしてIn:Ga:Zn=1:3:2、1:3:4、1:3:6、
1:6:4、または1:9:6などの原子数比のターゲットを用いて形成したIn−Ga
−Zn酸化物や、In:Ga=1:9などの原子数比のターゲットを用いて形成したIn
−Ga酸化物を用いることができる。また、酸化物半導体層108bとしてIn:Ga:
Zn=3:1:2、1:1:1または5:5:6などの原子数比のターゲットを用いて形
成したIn−Ga−Zn酸化物を用いることができる。なお、酸化物半導体層108a、
酸化物半導体層108b、および酸化物半導体層108cの原子数比はそれぞれ、誤差と
して上記の原子数比のプラスマイナス20%の変動を含む。
酸化物半導体層108b中の不純物及び酸素欠損を低減して高純度真性化し、酸化物半導
体層108bを真性または実質的に真性と見なせる酸化物半導体層とすることが好ましい
。また、少なくとも酸化物半導体層108b中のチャネル形成領域が真性または実質的に
真性と見なせる半導体層とすることが好ましい。
、8×1011/cm3未満、好ましくは1×1011/cm3未満、さらに好ましくは
1×1010/cm3未満であり、1×10−9/cm3以上である酸化物半導体層をい
う。
8cの積層により構成される酸化物半導体層108の機能およびその効果について、図4
に示すエネルギーバンド構造図を用いて説明する。図4は、図2(A)にC1−C2の一
点鎖線で示す部位のエネルギーバンド構造図である。図4は、トランジスタ150のチャ
ネル形成領域のエネルギーバンド構造を示している。
ぞれ、絶縁層107、酸化物半導体層108a、酸化物半導体層108b、酸化物半導体
層108c、絶縁層110の伝導帯下端のエネルギーを示している。
空準位と価電子帯上端のエネルギーとの差(イオン化ポテンシャルともいう。)からエネ
ルギーギャップを引いた値となる。なお、エネルギーギャップは、分光エリプソメータ(
例えば、HORIBA JOBIN YVON社 UT−300)を用いて測定できる。
また、真空準位と価電子帯上端のエネルギー差は、紫外線光電子分光分析(UPS:Ul
traviolet Photoelectron Spectroscopy)装置(
例えば、PHI社 VersaProbe)を用いて測定できる。
a−Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.5eV、電子親和力は約4.5eVである
。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:3:4のターゲットを用いて形成したIn−
Ga−Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.4eV、電子親和力は約4.5eVであ
る。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:3:6のターゲットを用いて形成したIn
−Ga−Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.3eV、電子親和力は約4.5eVで
ある。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:6:2のターゲットを用いて形成したI
n−Ga−Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.9eV、電子親和力は約4.3eV
である。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:6:8のターゲットを用いて形成した
In−Ga−Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.5eV、電子親和力は約4.4e
Vである。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:6:10のターゲットを用いて形成
したIn−Ga−Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.5eV、電子親和力は約4.
5eVである。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1のターゲットを用いて形
成したIn−Ga−Zn酸化物のエネルギーギャップは約3.2eV、電子親和力は約4
.7eVである。また、原子数比がIn:Ga:Zn=3:1:2のターゲットを用いて
形成したIn−Ga−Zn酸化物のエネルギーギャップは約2.8eV、電子親和力は約
5.0eVである。
3a、Ec383b、およびEc383cよりも真空準位に近い(電子親和力が小さい)
。
は、Ec383bよりも0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上または0
.15eV以上、かつ2eV以下、1eV以下、0.5eV以下または0.4eV以下真
空準位に近いことが好ましい。
は、Ec383bよりも0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上または0
.15eV以上、かつ2eV以下、1eV以下、0.5eV以下または0.4eV以下真
空準位に近いことが好ましい。
半導体層108bと酸化物半導体層108cとの界面近傍では、混合領域が形成されるた
め、伝導帯下端のエネルギーは連続的に変化する。即ち、これらの界面において、準位は
存在しないか、ほとんどない。
08bを主として移動することになる。そのため、酸化物半導体層108aと絶縁層10
7との界面、または、酸化物半導体層108cと絶縁層110との界面に準位が存在した
としても、当該準位は電子の移動にほとんど影響しない。また、酸化物半導体層108a
と酸化物半導体層108bとの界面、および酸化物半導体層108cと酸化物半導体層1
08bとの界面に準位が存在しないか、ほとんどないため、当該領域において電子の移動
を阻害することもない。従って、上記酸化物半導体の積層構造を有するトランジスタ15
0は、高い電界効果移動度を実現することができる。
半導体層108cと絶縁層110の界面近傍には、不純物や欠陥に起因したトラップ準位
390が形成され得るものの、酸化物半導体層108a、および酸化物半導体層108c
があることにより、酸化物半導体層108bと当該トラップ準位とを遠ざけることができ
る。
側面が酸化物半導体層108cと接し、酸化物半導体層108bの下面が酸化物半導体層
108aと接して形成されている。このように、酸化物半導体層108bを酸化物半導体
層108aと酸化物半導体層108cで覆う構成とすることで、上記トラップ準位の影響
をさらに低減することができる。
合、酸化物半導体層108bの電子が該エネルギー差を越えてトラップ準位に達すること
がある。トラップ準位に電子が捕獲されることで、絶縁層の界面にマイナスの固定電荷が
生じ、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。
ぞれ0.1eV以上、好ましくは0.15eV以上とすると、トランジスタのしきい値電
圧の変動が低減され、トランジスタの電気特性を良好なものとすることができるため、好
ましい。
化物半導体層108bのバンドギャップよりも広いほうが好ましい。
きる。よって、電気特性のばらつきが少ない半導体装置を実現することができる。本発明
の一態様によれば、信頼性の良好なトランジスタを実現することができる。よって、信頼
性の良好な半導体装置を実現することができる。
体層に酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ電流を極めて小さくすることができる
。具体的には、チャネル幅1μm当たりのオフ電流を室温下において1×10−20A未
満、1×10−22A未満、あるいは1×10−24A未満とすることができる。すなわ
ち、オンオフ比を20桁以上150桁以下とすることができる。
て、消費電力が少ない半導体装置を実現することができる。
体層108cの一方を形成しない2層構造としても構わない。
111が酸化物半導体層108bを覆っている。また、絶縁層107が凸部を有すること
によって、酸化物半導体層108bの側面も電極111で覆うことができる。すなわち、
電極111の電界によって、酸化物半導体層108bを電気的に取り囲むことができる構
造を有している(導電膜の電界によって、半導体を電気的に取り囲むトランジスタの構造
を、surrounded channel(s−channel)構造とよぶ。)。そ
のため、酸化物半導体層108bの全体(バルク)にチャネルを形成することもできる。
s−channel構造では、トランジスタのドレイン電流を大きくすることができ、さ
らに大きいオン電流を得ることができる。また、電極111の電界によって、酸化物半導
体層108bに形成されるチャネル形成領域の全領域を空乏化することができる。したが
って、s−channel構造では、トランジスタのオフ電流をさらに小さくすることが
できる。
の側面も電極111で覆い、また、チャネル幅を小さくすることで、s−channel
構造によるオン電流の増大効果、オフ電流の低減効果などを高めることができる。なお、
図3(B)に示すように、酸化物半導体層108aを省略してもよい。
容量素子190は、電極109、絶縁層110、電極103を含んで構成される。一般に
、容量素子は、誘電体を二つの電極で挟む構成を有する。容量素子190において、絶縁
層110が誘電体として機能し、電極109が一方の電極として機能し、電極103が他
方の電極として機能する。
の占有面積を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い
半導体装置を実現することができる。
形成されている。また、絶縁層113上に形成された電極114が、絶縁層112および
絶縁層113に形成された開口を介して電極119と電気的に接続されている。
法や、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法を用い
て形成することができる。なお、STI法はLOCOSによる素子分離法で発生した素子
分離部のバーズビークを抑制することができ、素子分離部の縮小等が可能となる。よって
、素子分離領域789の形成は、STI法を用いて行うことが好ましい。
材料を単層もしくは積層して用いることができる。また、絶縁層752は、スパッタリン
グ法、CVD法、蒸着法、熱酸化法などを用いて形成することができる。
104、および電極751は、後の工程で行われる熱処理に耐える導電性材料を用いて形
成すればよい。本実施の形態では、電極102、電極104、および電極751を、n型
シリコンを用いて形成する。
している。
絶縁材料を用いて、既知の方法で形成することができる。
窒化酸化シリコン、酸化ガリウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウ
ム、酸化窒化アルミニウム等の絶縁性材料を用いて、スパッタリング法、CVD法、蒸着
法、熱酸化法などにより形成することができる。
106が形成されている。絶縁層106は、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土
類金属等の不純物の拡散を防ぐ機能を有する絶縁膜を用いて形成することが好ましい。該
絶縁膜としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、
酸化ガリウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミ
ニウム等がある。なお、該絶縁膜として、窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ハフニウム
、酸化イットリウム、酸化アルミニウム等を用いることで、基板700側からの不純物の
酸化物半導体層108bへの拡散を抑制することができる。なお、絶縁層106は、スパ
ッタリング法、CVD法、蒸着法、熱酸化法などにより形成することができる。絶縁層1
06は、これらの材料を単層で、もしくは積層して用いることができる。
化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化
イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウムまたは
酸化タンタルを、単層で、または積層して形成する。また、絶縁層107は、スパッタリ
ング法、CVD法、蒸着法、熱酸化法などを用いて形成することができる。
成してもよい。例えば、1層目をMOCVD法で形成し、2層目をスパッタリング法で形
成してもよい。または、1層目をALD法で形成し、2層目をMOCVD法で形成しても
よい。または、1層目をALD法で形成し、2層目をスパッタリング法で形成してもよい
。または、1層目をALD法で形成し、2層目をスパッタリング法で形成し、3層目をA
LD法で形成してもよい。このように、それぞれ、異なる形成方法を用いることによって
、各層の膜に異なる機能や性質を持たせることができる。そして、それらの膜を積層する
ことによって、積層膜全体として、より適切な膜を構成することができる。
いて形成することが好ましい。このような絶縁層は、加熱により酸素の一部が脱離する。
例えばTDS分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が1.0×1018atom
s/cm3以上、あるいは3.0×1020atoms/cm3以上である絶縁層が好ま
しい。なお、上記TDS分析時における膜の表面温度としては100℃以上700℃以下
、または100℃以上500℃以下の範囲である。
、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、マンガン
、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金を単層
構造または積層構造として用いることができる。例えば、マンガンを含む銅膜の単層構造
、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜
を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構
造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造
、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニ
ウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層
構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン
膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒
化モリブデン膜を形成する三層構造、タングステン膜上に銅膜を積層し、さらにその上に
タングステン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル
、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複
数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化
チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジ
ウム錫酸化物などの酸素を含む導電性材料、窒化チタン、窒化タンタルなどの窒素を含む
導電性材料を用いてもよい。また、前述した金属元素を含む材料と、酸素を含む導電性材
料を組み合わせた積層構造とすることもできる。また、前述した金属元素を含む材料と、
窒素を含む導電性材料を組み合わせた積層構造とすることもできる。また、前述した金属
元素を含む材料、酸素を含む導電性材料、および窒素を含む導電性材料を組み合わせた積
層構造とすることもできる。
は、窒化チタン、インジウム錫酸化物、酸化ルテニウム、窒素を含むインジウムとガリウ
ムと亜鉛の酸化物などの、酸素を透過しない材料を用いて形成することが好ましい。
することができる。
防ぐ機能を有する絶縁膜を用いて形成することが好ましい。このような材料を用いて絶縁
層112を形成することにより、外部から酸化物半導体層108への不純物の拡散を抑制
することができる。また、酸化物半導体層108に含まれる酸素の外部への拡散を抑制す
ることができる。絶縁層112は、絶縁層106と同様の材料および方法で形成すること
ができる。
B)では、図1(B)の両端部に絶縁層106と絶縁層112が接する領域が示されてい
る。このような構成とすることで、外部から酸化物半導体層108への不純物の拡散を抑
制する効果をより高めることができる。また、酸化物半導体層108に含まれる酸素の外
部への拡散を抑制する効果をより高めることができる。本発明の一態様によれば、信頼性
の良好な半導体装置を提供することができる。
、絶縁層112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絶縁層でなくて
もよい。
ができる。
しては、ポリイミド、アクリル系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキ
シ系樹脂等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に
、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPS
G(リンボロンガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁
膜を複数積層させることで、平坦化絶縁層を形成してもよい。
i結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基(例えばアルキ
ル基やアリール基)やフッ素を用いても良い。また、有機基はフッ素を有していても良い
。
、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法(インクジェット等)、印刷法(
スクリーン印刷、オフセット印刷等)などを用いればよい。平坦化絶縁層の焼成工程と他
の熱処理工程を兼ねることで効率よく半導体装置を作製することが可能となる。
金属膜、半導体膜、無機絶縁膜など様々な膜はスパッタ法やプラズマCVD法により形成
することができるが、他の方法、例えば、熱CVD(Chemical Vapor D
eposition)法により形成してもよい。熱CVD法の例としてMOCVD(Me
tal Organic Chemical Vapor Deposition)法や
ALD(Atomic Layer Deposition)法を使っても良い。
されることが無いという利点を有する。
たは減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行
ってもよい。
次にチャンバーに導入され、そのガス導入の順序を繰り返すことで成膜を行ってもよい。
例えば、それぞれのスイッチングバルブ(高速バルブとも呼ぶ)を切り替えて2種類以上
の原料ガスを順番にチャンバーに供給し、複数種の原料ガスが混ざらないように第1の原
料ガスと同時またはその後に不活性ガス(アルゴン、或いは窒素など)などを導入し、第
2の原料ガスを導入する。なお、同時に不活性ガスを導入する場合には、不活性ガスはキ
ャリアガスとなり、また、第2の原料ガスの導入時にも同時に不活性ガスを導入してもよ
い。また、不活性ガスを導入する代わりに真空排気によって第1の原料ガスを排出した後
、第2の原料ガスを導入してもよい。第1の原料ガスが基板の表面に吸着して第1の層を
成膜し、後から導入される第2の原料ガスと反応して、第2の層が第1の層上に積層され
て薄膜が形成される。このガス導入順序を制御しつつ所望の厚さになるまで複数回繰り返
すことで、段差被覆性に優れた薄膜を形成することができる。薄膜の厚さは、ガス導入順
序を繰り返す回数によって調節することができるため、精密な膜厚調節が可能であり、微
細なFETを作製する場合に適している。
金属膜、半導体膜、無機絶縁膜など様々な膜を形成することができ、例えば、In−Ga
−Zn−O膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及びジ
メチル亜鉛を用いる。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメチルガリウムに代
えてトリエチルガリウムを用いることもでき、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛を用い
ることもできる。
ハフニウム前駆体を含む液体(ハフニウムアルコキシドや、テトラキスジメチルアミドハ
フニウムなどのハフニウムアミド)を気化させた原料ガスと、酸化剤としてオゾン(O3
)の2種類のガスを用いる。また、他の材料液としては、テトラキス(エチルメチルアミ
ド)ハフニウムなどがある。
とアルミニウム前駆体化合物を含む液体(トリメチルアルミニウムなど)を気化させた原
料ガスと、酸化剤としてH2Oの2種類のガスを用いる。また、他の材料液としては、ト
リス(ジメチルアミド)アルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、アルミニウムトリ
ス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナート)などがある。
ロロジシランを被成膜面に吸着させ、酸化性ガス(O2、一酸化二窒素)のラジカルを供
給して吸着物と反応させる。
スとB2H6ガスを順次繰り返し導入して初期タングステン膜を形成し、その後、WF6
ガスとH2ガスを順次繰り返し導入してタングステン膜を形成する。なお、B2H6ガス
に代えてSiH4ガスを用いてもよい。
膜を成膜する場合には、In(CH3)3ガスとO3ガスを順次繰り返し導入してIn−
O層を形成し、その後、Ga(CH3)3ガスとO3ガスを順次繰り返し導入してGaO
層を形成し、更にその後Zn(CH3)2ガスとO3ガスを順次繰り返し導入してZnO
層を形成する。なお、これらの層の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを用い
てIn−Ga−O層やIn−Zn−O層、Ga−Zn−O層などの混合化合物層を形成し
ても良い。なお、O3ガスに変えてAr等の不活性ガスでバブリングして得られたH2O
ガスを用いても良いが、Hを含まないO3ガスを用いる方が好ましい。また、In(CH
3)3ガスにかえて、In(C2H5)3ガスを用いても良い。また、Ga(CH3)3
ガスにかえて、Ga(C2H5)3ガスを用いても良い。また、Zn(CH3)2ガスを
用いても良い。
半導体装置100の作製方法について、図5乃至図8を用いて説明する。なお、図5乃至
図8は、図1(A)中の一点鎖線A1−A2で示す部位の断面に相当する。
は、基板700としてn型の単結晶シリコンを用いる。次に、素子分離領域789以外の
領域の一部に、トランジスタ750を形成する。絶縁層752として、熱酸化法により形
成された酸化シリコンを用いる。電極751として、CVD法により形成されたn型の多
結晶シリコンを用いる。電極102および電極104は、電極751と同時に形成するこ
とができる。なお、電極751、電極102、および電極104の形成前に、絶縁層75
2の一部を除去して、開口部757を形成する。また、側壁絶縁層756として、CVD
法により形成された酸化窒化シリコンを用いる。
用いて形成することができる。n型不純物領域765は、n型不純物領域755と同時に
形成することができる。
て水素を含む絶縁層790を形成する。本実施の形態では、絶縁層790として、CVD
法により形成された水素を含む酸化窒化シリコンを用いる。また、絶縁層790形成後、
絶縁層790に水素を添加する処理を行ってもよい。水素を添加する処理は、イオン注入
装置、イオンドーピング装置またはプラズマ処理装置を用いて行うことができる。
て、CVD法により形成された酸化窒化シリコンを用いる。
750に含まれる未結合手などに起因する欠陥を低減するための加熱処理を行う。加熱処
理は、300℃以上800℃以下、好ましくは400℃以上700℃以下で行えばよい。
処理時間は24時間以内とする。24時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好
ましくない。加熱処理を行うことにより、トランジスタ750に含まれる未結合手などに
起因する欠陥が低減されるとともに、酸化物半導体中で不純物となる水素を低減すること
ができる。
たは熱輻射によって、被処理物を加熱する装置を備えていてもよい。例えば、電気炉や、
LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal)装置、GRTA(G
as Rapid Thermal Anneal)装置等のRTA(Rapid Th
ermal Anneal)装置を用いることができる。LRTA装置は、ハロゲンラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリ
ウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光(電磁波)の輻射により、被処理
物を加熱する装置である。GRTA装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置であ
る。
(CMP:Chemical Mechanical Polishing)処理(以下
、「CMP処理」ともいう。)を行う。また、CMP処理を行うことにより、試料表面の
凹凸を低減し、この後形成される絶縁層や導電層の被覆性を高めることができる(図5(
A)参照)。
、絶縁層106を形成する。絶縁層106の厚さは、10nm以上200nm以下が好ま
しく、10nm以上100nm以下がより好ましい。本実施の形態では、絶縁層106と
して、スパッタリング法により形成された厚さ50nmの酸化アルミニウムを用いる。
1、電極102および電極104の表面を露出させる(図5(B)参照)。
うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用し
ないため、製造コストを低減できる。
両方を用いてもよい。絶縁層106のエッチング終了後、レジストマスクを除去する。
好ましく、10nm以上100nm以下がより好ましい。本実施の形態では、絶縁層10
7として、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む厚さ100nmの酸化窒
化シリコンを用いる。絶縁層107は、CVD法により形成することができる(図5(C
)参照)。
きる。酸素を添加する処理は、酸素雰囲気下による熱処理や、イオン注入装置、イオンド
ーピング装置またはプラズマ処理装置を用いて行うことができる。酸素を添加するための
ガスとしては、16O2もしくは18O2などの酸素ガス、亜酸化窒素ガスまたはオゾン
ガスなどを用いることができる。なお、本明細書では酸素を添加する処理を「酸素ドープ
処理」ともいう。
1、および電極104の表面を露出させる(図5(D)参照)。絶縁層107のエッチン
グは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。
成膜する(図6(A)参照)。本実施の形態では、導電層127として、スパッタリング
法により厚さ100nmのタングステンを成膜する。
9、および電極119(これらと同じ層で形成される他の電極または配線を含む)を形成
する(図6(B)参照)。導電層127のエッチングは、ドライエッチング法でもウェッ
トエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。
(Extreme Ultraviolet)露光、液浸露光などの細線加工に適した方
法を用いてレジストマスクを形成し、エッチング処理を行うことによって電極109、お
よび電極119を形成すればよい。なお、レジストマスクとしては、ポジ型レジストを用
いれば、露光領域を最小限にすることができ、スループットを向上させることができる。
このような方法を用いれば、チャネル長を30nm以下とするトランジスタを作製するこ
とができる。
含む)は、その端部をテーパー形状とすることで、電極109および電極119の側面を
被覆する層の被覆性を向上させることができる。具体的には、端部のテーパー角θを、8
0°以下、好ましくは60°以下、さらに好ましくは45°以下とする。なお、「テーパ
ー角」とは、テーパー形状を有する層を、その断面(基板の表面と直交する面)方向から
観察した際に、当該層の側面と底面がなす当該層内の角度を示す。また、テーパー角が9
0°未満である場合を順テーパーといい、テーパー角が90°よりも大きい場合を逆テー
パーという(図6(B)参照。)。
含む)の端部の断面形状を複数段の階段形状とすることで、その上に被覆する層の被覆性
を向上させることもできる。なお、電極109および電極119に限らず、各層の端部を
順テーパー形状または階段形状とすることで、該端部を覆って形成する層が、該端部で途
切れてしまう現象(段切れ)を防ぎ、被覆性を良好なものとすることができる。
するための、酸化物半導体層115aを形成する。また、酸化物半導体層115a上に酸
化物半導体層108bを形成するための、酸化物半導体層115bを形成する。
ては、RFスパッタ法、DCスパッタ法、ACスパッタ法等を用いることができる。DC
スパッタ法、またはACスパッタ法は、RFスパッタ法よりも均一性良く成膜することが
できる場合がある。
(In:Ga:Zn=1:3:2)を用いて、スパッタリング法により厚さ20nmのI
n−Ga−Zn酸化物を形成する。また、酸化物半導体層115bとして、In−Ga−
Zn酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=1:1:1)を用いて、スパッタリング法に
より厚さ30nmのIn−Ga−Zn酸化物を形成する(図6(A)参照)。なお、酸化
物半導体層115aおよび酸化物半導体層115bに適用可能な構成元素および組成はこ
れに限られるものではない。
導体層115b形成後に酸素ドープ処理を行ってもよい。
、酸化物半導体層115aおよび酸化物半導体層115bの一部を選択的にエッチングし
、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108bを形成する。また、酸化物半導
体層115aのエッチングにより露出した領域の絶縁層107を少しエッチングして、該
領域の絶縁層107の膜厚を薄くする。該領域のエッチング深さは、もとの絶縁層107
の厚さの20%以上50%以下が好ましい。
グ法でもウェットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。エッチング終了後、レジ
ストマスクを除去する。このようにして、凸部を有する絶縁層107を形成することがで
きる(図6(D)参照。)。
などの不純物をさらに低減して、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108b
を高純度化するために、加熱処理を行うことが好ましい。
燥エア(CRDS(キャビティリングダウンレーザー分光法)方式の露点計を用いて測定
した場合の水分量が20ppm(露点換算で−55℃)以下、好ましくは1ppm以下、
好ましくは10ppb以下の空気)雰囲気下で、酸化物半導体層108aおよび酸化物半
導体層108bに加熱処理を施す。なお、酸化性雰囲気とは、酸素、オゾンまたは窒化酸
素などの酸化性ガスを10ppm以上含有する雰囲気をいう。また、不活性雰囲気とは、
前述の酸化性ガスが10ppm未満であり、その他、窒素または希ガスで充填された雰囲
気をいう。
酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108bに拡散させ、酸化物半導体層10
8aおよび酸化物半導体層108bの酸素欠損を低減することができる。なお、不活性ガ
ス雰囲気で加熱処理した後に、酸化性ガスを10ppm以上、1%以上または10%以上
含む雰囲気で加熱処理を行ってもよい。なお、加熱処理は、酸化物半導体層115aおよ
び酸化物半導体層115bの形成後であれば、いつ行ってもよい。
よい。処理時間は24時間以内とする。24時間を超える加熱処理は生産性の低下を招く
ため好ましくない。
雰囲気中で450℃1時間の加熱処理を行う。
本実施の形態では、In−Ga−Zn酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=1:3:2
)を用いたスパッタリング法により、酸化物半導体層115cとして厚さ5nmのIn−
Ga−Zn酸化物を形成する(図7(A)参照)。なお、酸化物半導体層115cに適用
可能な構成元素および組成はこれに限られるものではない。
、酸化物半導体層108cを形成する(図7(B)参照。)。
でもよく、両方を用いてもよい。エッチング終了後、レジストマスクを除去する。
層120として、プラズマCVD法により厚さ20nmの酸化窒化シリコンを形成する(
図7(C)参照。)。
形成する。本実施の形態では、導電層121として、スパッタリング法により厚さ30n
mの窒化タンタル上に厚さ135nmのタングステンを積層して用いる(図7(C)参照
。)。
3および電極111(これらと同じ層で形成される他の電極または配線を含む)を形成す
る。導電層のエッチングは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両
方を用いてもよい。その後、レジストマスクを除去する。
ングして絶縁層110を形成する。絶縁層120のエッチングは、導電層121のエッチ
ング時に用いたレジストマスクを除去せずに行ってもよい。また、導電層121と絶縁層
120のエッチングを、同一のエッチング工程で行ってもよい(図7(D)参照。)。
ことができる。
酸化アルミニウムを形成する。また、絶縁層112の形成後に、酸素ドープ処理を行って
もよい。
、絶縁層113として厚さ300nmの酸化窒化シリコンを形成する。また、絶縁層11
3の形成後に、酸素ドープ処理を行ってもよい。
エア雰囲気下で、加熱処理を行ってもよい。加熱処理は、250℃以上650℃以下、好
ましくは300℃以上500℃以下で行えばよい。処理時間は24時間以内とする。24
時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好ましくない。
ングし、開口部157を形成する(図8(B)参照。)。
のチタン層上に厚さ200nmのアルミニウム層を積層し、さらにその上に厚さ50nm
のチタン層を形成する三層構造の導電層をスパッタリング法により形成する。また、導電
層上に形成したレジストマスクを用いて該導電層の一部を選択的にエッチングして、電極
114を形成する(図8(C)参照。)。
エア雰囲気下で、加熱処理を行ってもよい。加熱処理は、250℃以上650℃以下、好
ましくは300℃以上500℃以下で行えばよい。処理時間は24時間以内とする。24
時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好ましくない。
図9および図10に半導体装置100の変形例を示す。
縁層110の一部をエッチングせず、残してもよい。絶縁層110を残すことで、電極1
03および電極111の形成後に絶縁層110の一部をエッチングする工程を削減するこ
とができ、半導体装置の生産性を高めることができる。
クとして用いて、絶縁層110と酸化物半導体層108cの一部を選択的にエッチングし
てもよい。この場合、電極103および電極111の形成時に絶縁層110および酸化物
半導体層108cの選択的なエッチングを同一工程内で行うことができるため、絶縁層1
10形成前に行う酸化物半導体層108cを形成する工程を削減することができ、半導体
装置の生産性を高めることができる。
絶縁層110の一部だけでなく、酸化物半導体層108cの一部も形成される。容量素子
190の誘電体層として絶縁層110と酸化物半導体層108cを用いることにより、電
極103と電極109間の距離を広げることができるため、容量素子190の絶縁耐圧を
高めることができる。また、電極103と電極109間のリーク電流を低減することがで
きる。よって、半導体装置の信頼性を高めることができる。また、半導体装置の消費電力
を低減することができる。
10を連続して形成した後、レジストマスクを用いて絶縁層110と酸化物半導体層10
8cの一部を選択的に除去し、その後、電極103および電極111を形成してもよい。
08cをエッチングしなくてもよい。
去せず残してもよい。このような構成とすることで、外部から酸化物半導体層108への
不純物の拡散を抑制する効果をより高めることができる。また、酸化物半導体層108に
含まれる酸素の外部への拡散を抑制する効果をより高めることができる。
を形成し、絶縁層106の上に電極102と同様に機能できる電極118を設けてもよい
。半導体装置260では、絶縁層106を絶縁層790の上に形成するため、電極751
および電極104と同時に電極102を形成することができない。このため、絶縁層10
6上に電極102と同様に機能できる電極118を形成する。しかしながら、絶縁層10
6を下層に配置することで、絶縁層106の厚さ分、電極118を酸化物半導体層108
に近づけることができるため、電極118がゲート電極またはバックゲート電極として機
能する時の効果を高めることができる。電極118は、電極103、電極109、電極1
11、電極114、または電極119と同様の材料および方法で形成することができる。
、本発明の一態様によれば、生産性の高い半導体装置を提供することができる。または、
本発明の一態様によれば、信頼性の良好な半導体装置を提供することができる。または、
本発明の一態様によれば、消費電力の少ない半導体装置を提供することができる。
示して説明した。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、半導体層として、非晶
質半導体、微結晶半導体、多結晶半導体等を用いてもよい。例えば、非晶質シリコンや、
微結晶ゲルマニウムや、多結晶シリコン等を用いてもよい。例えば、トランジスタ150
により大きな電界効果移動度が求められる場合、トランジスタ150の半導体層として多
結晶シリコンなどを用いてもよい。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化物半導体な
どの化合物半導体や、有機半導体等を用いてもよい。
本実施の形態では、実施の形態1に開示した半導体装置100などと異なる構成を有する
半導体装置1100について、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、説明の
重複を減らすため、明示する場合を除き、半導体装置100などと同等部分についての説
明を省略する。
図11(A)は、半導体装置1100の上面図である。図11(B)は、図11(A)中
のA1−A2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図11(C)は、図11(A)中
のB1−B2の一点鎖線で示した部位の断面図である。半導体装置1100は、トランジ
スタ750、トランジスタ160、容量素子190を有する。図11(B)は、トランジ
スタ160のチャネル長方向の断面図であり、図11(C)は、トランジスタ160のチ
ャネル幅方向の断面図である。
実施の形態1に示した半導体装置100などと同様に、半導体装置1100が有するトラ
ンジスタ750は、基板700を用いて形成されている。本実施の形態では、基板700
としてp型の単結晶シリコン基板を用いる例を示す。トランジスタ750は、基板700
中にチャネルが形成されるトランジスタである。
トランジスタ160は、電極102、絶縁層107、電極109、電極119、酸化物半
導体層108(酸化物半導体層108a、酸化物半導体層108b、酸化物半導体層10
8c)、絶縁層110、電極111を含んで構成される。図11(B)に示すトランジス
タ160の拡大図を図12(A)に示す。なお、酸化物半導体層108は、酸化物半導体
層108a、酸化物半導体層108b、酸化物半導体層108cの少なくとも一つを省略
してもよいし、さらに、層を追加してもよい。例えば、酸化物半導体層108aを省略し
てもよい。その場合の例を、図13(A)に示す。
6上に絶縁層107が形成されている。また、電極102と重畳して、絶縁層106およ
び絶縁層107の一部に開口部135が形成され、開口部135を覆って絶縁層131が
形成されている。また、絶縁層131上に重畳して酸化物半導体層108aが形成されて
いる。また、酸化物半導体層108aの一部と接して、絶縁層107上に電極109およ
び電極119が形成されている。電極109は、絶縁層107および絶縁層106に設け
られた開口部136を介して電極751と電気的に接続されている。電極119は、絶縁
層107および絶縁層106に設けられた開口部137を介して電極104と電気的に接
続されている。
8bが形成されている。また、酸化物半導体層108bを覆って、酸化物半導体層108
cが形成されている(図11(B)、図11(C)参照)。
。電極111は、酸化物半導体層108b、電極102、電極109、および電極119
の、それぞれの少なくとも一部と重畳する。
きる。
半導体を用いたトランジスタである。また、トランジスタ160は、トップゲート型トラ
ンジスタの一種であり、スタガ型トランジスタの一種でもある。トランジスタ160は、
バックゲート電極を有する。
て大きいオン電流を有するトランジスタである。すなわち、求められるオン電流に対して
、トランジスタ160の占有面積を小さくすることができる。本発明の一態様によれば、
トランジスタの占有面積を小さくすることができる。よって、集積度の高い半導体装置を
実現することができる。
できるため、半導体装置の電気特性を高めることができる。しかしながら、ゲート絶縁層
を薄くすると、ゲート絶縁層を介して重畳する電極または配線間に絶縁破壊が生じやすく
なり、半導体装置の信頼性悪化の一因となる。
一部を除去して開口部135を形成し、開口部135を覆って絶縁層131を形成し、絶
縁層131上に酸化物半導体層108を形成することで、電極102の電位変化を効率良
く酸化物半導体層108に伝えることができる。一方で、開口部135以外の領域では絶
縁層106と絶縁層107が残るため、前述した配線間の絶縁破壊が生じにくい。なお、
絶縁層131の厚さは、絶縁層106と絶縁層107を合わせた厚さよりも薄くすること
が好ましい。本発明の一態様によれば、電気特性が良好な半導体装置を実現できる。また
、信頼性が良好な半導体装置を実現できる。
させることができる。よって、目的に応じて、電極102または電極111のどちらか一
方を形成しないことも可能である。電極102または電極111のどちらか一方を形成し
ないことで、半導体装置の生産性を高めることができる。
導体層108cを積層した構成を有する。
絶縁層110の界面近傍には、不純物や欠陥に起因したトラップ準位が形成され得るもの
の、酸化物半導体層108a、および酸化物半導体層108cがあることにより、酸化物
半導体層108bと当該トラップ準位とを遠ざけることができる。
体層108cの一方を形成しない2層構造としても構わない。
極111が酸化物半導体層108bを覆っている。また、酸化物半導体層108bの側面
も電極111で覆うことによって、電極111の電界によって、酸化物半導体層108b
を電気的に取り囲むs−channel構造となる。
さくすることで、s−channel構造によるオン電流の増大効果、オフ電流の低減効
果などを高めることができる。なお、図13(B)に示すように、酸化物半導体層108
aを省略してもよい。
容量素子190は、電極109、絶縁層110、電極103を含んで構成される。トラン
ジスタ750と容量素子190を重畳して設けることで、半導体装置1100の占有面積
を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置
を実現することができる。
形成されている。また、絶縁層113上に形成された電極114が、絶縁層112および
絶縁層113に形成された開口部157を介して電極119と電気的に接続されている。
104、および電極751は、後の工程で行われる熱処理に耐える導電性材料を用いて形
成すればよい。本実施の形態では、電極102、電極104、および電極751を、n型
シリコンを用いて形成する。
している。
きる。
素を含む絶縁層を用いて形成することが好ましい。
1(B)では、図11(B)の両端部に絶縁層106と絶縁層112が接する領域が示さ
れている。このような構成とすることで、外部から酸化物半導体層108への不純物の拡
散を抑制する効果をより高めることができる。また、酸化物半導体層108に含まれる酸
素の外部への拡散を抑制する効果をより高めることができる。本発明の一態様によれば、
信頼性の良好な半導体装置を提供することができる。
しては、ポリイミド、アクリル系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキ
シ系樹脂等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に
、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPS
G(リンボロンガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁
膜を複数積層させることで、平坦化絶縁層を形成してもよい。
半導体装置1100の作製方法について、図14乃至図20を用いて説明する。これらの
図は、図11(A)中の一点鎖線A1−A2で示す部位の断面に相当する。
は、基板700としてp型の単結晶シリコンを用いる。次に、素子分離領域789以外の
領域の一部に、トランジスタ750を形成する。絶縁層752として、熱酸化法により形
成された酸化シリコンを用いる。電極751として、CVD法により形成されたn型の多
結晶シリコンを用いる。電極102および電極104は、電極751と同時に形成するこ
とができる。なお、電極751、電極102、および電極104の形成前に、絶縁層75
2の一部を除去して、開口部757を形成する。また、側壁絶縁層756として、CVD
法により形成された酸化窒化シリコンを用いる。
用いて形成することができる。n型不純物領域765は、n型不純物領域755と同時に
形成することができる。
て水素を含む絶縁層790を形成する。本実施の形態では、絶縁層790として、CVD
法により形成された水素を含む酸化窒化シリコンを用いる。また、絶縁層790形成後、
絶縁層790に水素を添加する処理を行ってもよい。水素を添加する処理は、イオン注入
装置、イオンドーピング装置またはプラズマ処理装置を用いて行うことができる。
て、CVD法により形成された酸化窒化シリコンを用いる。
750に含まれる未結合手などに起因する欠陥を低減するための加熱処理を行う。加熱処
理は、300℃以上800℃以下、好ましくは400℃以上700℃以下で行えばよい。
処理時間は24時間以内とする。24時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好
ましくない。加熱処理を行うことにより、トランジスタ750に含まれる未結合手などに
起因する欠陥が低減されるとともに、酸化物半導体中で不純物となる水素を低減すること
ができる。
たは熱輻射によって、被処理物を加熱する装置を備えていてもよい。
う。また、CMP処理を行うことにより、試料表面の凹凸を低減し、この後形成される絶
縁層や導電層の被覆性を高めることができる(図14(A)参照)。
、絶縁層106を形成する。絶縁層106の厚さは、10nm以上200nm以下が好ま
しく、10nm以上100nm以下がより好ましい。本実施の形態では、絶縁層106と
して、スパッタリング法により形成された厚さ50nmの酸化アルミニウムを用いる。
1、電極102および電極104の表面を露出させる(図14(B)参照)。
うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用し
ないため、製造コストを低減できる。
両方を用いてもよい。絶縁層106のエッチング終了後、レジストマスクを除去する。
好ましく、10nm以上100nm以下がより好ましい。本実施の形態では、絶縁層10
7として、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む厚さ100nmの酸化窒
化シリコンを用いる。絶縁層107は、CVD法により形成することができる(図14(
C)参照)。
きる。酸素を添加する処理は、酸素雰囲気下による熱処理や、イオン注入装置、イオンド
ーピング装置またはプラズマ処理装置を用いて行うことができる。酸素を添加するための
ガスとしては、16O2もしくは18O2などの酸素ガス、亜酸化窒素ガスまたはオゾン
ガスなどを用いることができる。なお、本明細書では酸素を添加する処理を「酸素ドープ
処理」ともいう。
1、電極102、および電極104の表面を露出させる(図14(D)参照)。絶縁層1
07のエッチングは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両方を用
いてもよい。
6、電極102と重畳する開口部135、および電極104と重畳する開口部137が形
成される。
、絶縁層106を形成した後、続けて絶縁層107を形成し(図19(A)参照。)、そ
の後、絶縁層106と絶縁層107の一部を選択的にエッチングして開口部135、開口
部136、および開口部137を形成してもよい(図19(B)参照。)。絶縁層106
と絶縁層107を同一工程でエッチングすることで、作製工程を低減することができる。
よって、半導体装置の生産性を高めることができる。この場合、エッチングの条件によっ
ては、絶縁層106と絶縁層107の端部が揃うような形状となる。
上200nm以下が好ましく、10nm以上100nm以下がより好ましい。本実施の形
態では、絶縁層131として、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む厚さ
100nmの酸化窒化シリコンを用いる。絶縁層131は、CVD法により形成すること
ができる(図15(A)参照)。
1および電極104の表面を露出させる。また、電極102と重畳する開口部135は絶
縁層131に覆われている(図15(B)参照)。
うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用し
ないため、製造コストを低減できる。
両方を用いてもよい。絶縁層131のエッチング終了後、レジストマスクを除去する。
めの酸化物半導体層115aを形成する(図15(C)参照)。
(In:Ga:Zn=1:3:2)を用いたスパッタリング法により厚さ20nmのIn
−Ga−Zn酸化物を形成する。なお、酸化物半導体層115aに適用可能な構成元素お
よび組成はこれに限られるものではない。
、酸化物半導体層115aの一部を選択的にエッチングし、酸化物半導体層108aを形
成する。
でもよく、両方を用いてもよい。エッチング終了後、レジストマスクを除去する(図15
(D)参照)。また、酸化物半導体層108aは、絶縁層131と重畳して形成される。
)は、図20(A)に示すような断面図となる。その後、図15(D)と同様に、酸化物
半導体層115aをエッチングする。このとき、絶縁層131も同時にエッチングする(
図20(B)参照)。そのため、エッチングの条件によっては、端部が揃うような形状と
なる。
極119を形成するための導電層127を形成する(図16(A)参照)。本実施の形態
では、導電層127として、スパッタリング法により厚さ100nmのタングステンを成
膜する。
9、および電極119(これらと同じ層で形成される他の電極または配線を含む)を形成
する(図16(B)参照)。導電層127のエッチングは、ドライエッチング法でもウェ
ットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。
露光、液浸露光などの細線加工に適した方法を用いてレジストマスクを形成し、エッチン
グ処理を行うことによって電極109、および電極119を形成すればよい。なお、レジ
ストマスクとしては、ポジ型レジストを用いれば、露光領域を最小限にすることができ、
スループットを向上させることができる。このような方法を用いれば、チャネル長を30
nm以下とするトランジスタを作製することができる。
含む)は、その端部をテーパー形状とすることで、電極109および電極119の側面を
被覆する層の被覆性を向上させることができる。具体的には、端部のテーパー角θを、8
0°以下、好ましくは60°以下、さらに好ましくは45°以下とする。なお、「テーパ
ー角」とは、テーパー形状を有する層を、その断面(基板の表面と直交する面)方向から
観察した際に、当該層の側面と底面がなす当該層内の角度を示す。また、テーパー角が9
0°未満である場合を順テーパーといい、テーパー角が90°よりも大きい場合を逆テー
パーという(図16(B)参照。)。
含む)の端部の断面形状を複数段の階段形状とすることで、その上に被覆する層の被覆性
を向上させることもできる。なお、電極109および電極119に限らず、各層の端部を
順テーパー形状または階段形状とすることで、該端部を覆って形成する層が、該端部で途
切れてしまう現象(段切れ)を防ぎ、被覆性を良好なものとすることができる。
するための、酸化物半導体層115bを形成する。
(In:Ga:Zn=1:1:1)を用いて、スパッタリング法により厚さ30nmのI
n−Ga−Zn酸化物を形成する(図16(C)参照。)。なお、酸化物半導体層115
aおよび酸化物半導体層115bに適用可能な構成元素および組成はこれに限られるもの
ではない。
、酸化物半導体層115bの一部を選択的にエッチングし、酸化物半導体層108bを形
成する。
でもよく、両方を用いてもよい。エッチング終了後、レジストマスクを除去する。このよ
うにして、凸部を有する絶縁層107を形成することができる(図16(D)参照。)。
などの不純物をさらに低減して、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108b
を高純度化するために、加熱処理を行うことが好ましい。
燥エア雰囲気下で、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108bに加熱処理を
施す。
縁層131に含まれる酸素を酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108bに拡
散させ、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108bの酸素欠損を低減するこ
とができる。なお、不活性ガス雰囲気で加熱処理した後に、酸化性ガスを10ppm以上
、1%以上または10%以上含む雰囲気で加熱処理を行ってもよい。なお、加熱処理は、
酸化物半導体層115aおよび酸化物半導体層115bの形成後であれば、いつ行っても
よい。
よい。処理時間は24時間以内とする。24時間を超える加熱処理は生産性の低下を招く
ため好ましくない。
雰囲気中で450℃1時間の加熱処理を行う。
本実施の形態では、In−Ga−Zn酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=1:3:2
)を用いたスパッタリング法により、酸化物半導体層115cとして厚さ5nmのIn−
Ga−Zn酸化物を形成する(図17(A)参照。)。なお、酸化物半導体層115cに
適用可能な構成元素および組成はこれに限られるものではない。
、酸化物半導体層108cを形成する(図17(B)参照。)。
でもよく、両方を用いてもよい。エッチング終了後、レジストマスクを除去する。
層120として、プラズマCVD法により厚さ20nmの酸化窒化シリコンを形成する(
図17(C)参照。)。
形成する。本実施の形態では、導電層121として、スパッタリング法により厚さ30n
mの窒化タンタル上に厚さ135nmのタングステンを積層して用いる(図17(C)参
照。)。
3および電極111(これらと同じ層で形成される他の電極または配線を含む)を形成す
る。導電層のエッチングは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両
方を用いてもよい。その後、レジストマスクを除去する。
ングして絶縁層110を形成する。絶縁層120のエッチングは、導電層121のエッチ
ング時に用いたレジストマスクを除去せずに行ってもよい。また、導電層121と絶縁層
120のエッチングを、同一のエッチング工程で行ってもよい(図17(D)参照。)。
ことができる。
酸化アルミニウムを形成する。また、絶縁層112の形成後に、酸素ドープ処理を行って
もよい。
は、絶縁層113として厚さ300nmの酸化窒化シリコンを形成する。また、絶縁層1
13の形成後に、酸素ドープ処理を行ってもよい。
エア雰囲気下で、加熱処理を行ってもよい。加熱処理は、250℃以上650℃以下、好
ましくは300℃以上500℃以下で行えばよい。処理時間は24時間以内とする。24
時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好ましくない。
ングし、開口部157を形成する(図18(B)参照)。
のチタン層上に厚さ200nmのアルミニウム層を積層し、さらにその上に厚さ50nm
のチタン層を形成する三層構造の導電層をスパッタリング法により形成する。また、導電
層上に形成したレジストマスクを用いて該導電層の一部を選択的にエッチングして、電極
114を形成する(図18(C)参照。)。
エア雰囲気下で、加熱処理を行ってもよい。加熱処理は、250℃以上650℃以下、好
ましくは300℃以上500℃以下で行えばよい。処理時間は24時間以内とする。24
時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好ましくない。
図21乃至図23に半導体装置1100の変形例を示す。
、絶縁層110の一部をエッチングせず、残してもよい。絶縁層110を残すことで、電
極103および電極111の形成後に絶縁層110の一部をエッチングする工程を削減す
ることができ、半導体装置の生産性を高めることができる。
マスクとして用いて、絶縁層110と酸化物半導体層108cの一部を選択的にエッチン
グしてもよい。この場合、電極103および電極111の形成時に絶縁層110および酸
化物半導体層108cの選択的なエッチングを同一工程内で行うことができるため、絶縁
層110形成前に行う酸化物半導体層108cの形成工程を削減することができ、半導体
装置の生産性を高めることができる。
に絶縁層110の一部だけでなく、酸化物半導体層108cの一部も形成される。容量素
子190の誘電体層として絶縁層110と酸化物半導体層108cを用いることにより、
電極103と電極109間の距離を広げることができるため、容量素子190の絶縁耐圧
を高めることができる。また、電極103と電極109間のリーク電流を低減することが
できる。よって、半導体装置の信頼性を高めることができる。また、半導体装置の消費電
力を低減することができる。
層110を連続して形成した後、レジストマスクを用いて絶縁層110と酸化物半導体層
108cの一部を選択的に除去し、その後、電極103および電極111を形成してもよ
い。
108cをエッチングしなくてもよい。
除去せず残してもよい。このような構成とすることで、外部から酸化物半導体層108へ
の不純物の拡散を抑制する効果をより高めることができる。また、酸化物半導体層108
に含まれる酸素の外部への拡散を抑制する効果をより高めることができる。
6を形成し、絶縁層106の上に電極102と同様に機能できる電極118を設けてもよ
い。半導体装置1160では、絶縁層106を絶縁層790の上に形成するため、電極7
51および電極104と同時に電極102を形成することができない。このため、絶縁層
106上に電極102と同様に機能できる電極118を形成する。しかしながら、絶縁層
106を下層に配置することで、絶縁層106の厚さ分、電極118を酸化物半導体層1
08に近づけることができるため、電極118がゲート電極またはバックゲート電極とし
て機能する時の効果を高めることができる。電極118は、電極103、電極109、電
極111、電極114、または電極119と同様の材料および方法で形成することができ
る。
導体装置1170の上面図である。図23(B)は、図23(A)中のA3−A4の一点
鎖線で示した部位の断面図である。図23(C)は、図23(A)中のB3−B4の一点
鎖線で示した部位の断面図である。
て成膜した後、同一工程でエッチングを行う。また、酸化物半導体層115c、絶縁層1
20、および導電層121を連続して成膜し、同一工程でエッチングを行う。複数の層を
同一工程でエッチングすることにより、半導体装置の作製工程数を減らすことができるた
め、歩留まりが向上しやすく、半導体装置の生産性を高めることができる。また、半導体
装置の作製工程数を減らすことができるため、半導体装置の作製コストを低減することが
できる。
、本発明の一態様によれば、生産性の高い半導体装置を提供することができる。または、
本発明の一態様によれば、信頼性の良好な半導体装置を提供することができる。または、
本発明の一態様によれば、消費電力の少ない半導体装置を提供することができる。
示して説明した。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、半導体層として、非晶
質半導体、微結晶半導体、多結晶半導体等を用いてもよい。例えば、非晶質シリコンや、
微結晶ゲルマニウムや、多結晶シリコン等を用いてもよい。例えば、トランジスタ160
により大きな電界効果移動度が求められる場合、トランジスタ160の半導体層として多
結晶シリコンなどを用いてもよい。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化物半導体な
どの化合物半導体や、有機半導体等を用いてもよい。
本実施の形態では、上記実施の形態に開示した半導体装置100および半導体装置110
0などと異なる構成を有する半導体装置1200について、図面を用いて説明する。なお
、本実施の形態では、説明の重複を減らすため、明示する場合を除き、半導体装置100
および半導体装置1100などと同等部分についての説明は省略する。半導体装置100
および半導体装置1100などと同等部分については、他の実施の形態を参酌すればよい
。
図24(A)は、半導体装置1200の上面図である。図24(B)は、図24(A)中
のA1−A2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図24(C)は、図24(A)中
のB1−B2の一点鎖線で示した部位の断面図である。半導体装置1200は、トランジ
スタ750、トランジスタ170、容量素子190を有する。図24(B)は、トランジ
スタ170のチャネル長方向の断面図であり、図24(C)は、トランジスタ170のチ
ャネル幅方向の断面図である。
上記実施の形態に示した半導体装置100などと同様に、半導体装置1200が有するト
ランジスタ750は、基板700を用いて形成されている。
ンジスタ750は、基板700中にチャネルが形成されるトランジスタである。
ランジスタと分離されている。また、電極751、側壁絶縁層756の周囲に、絶縁層7
90および絶縁層791が形成されている。
トランジスタ170は、電極102、絶縁層107、電極109、電極119、酸化物半
導体層108(酸化物半導体層108a、酸化物半導体層108b、酸化物半導体層10
8c)、絶縁層110、電極111を含んで構成される。図24(B)に示すトランジス
タ170の拡大図を図25(A)に示す。なお、酸化物半導体層108は、酸化物半導体
層108a、酸化物半導体層108b、酸化物半導体層108cの少なくとも一つを省略
してもよいし、さらに、層を追加してもよい。
6上に絶縁層107が形成されている。絶縁層107の一部は、電極102の一部と接し
ている。また、絶縁層107上に酸化物半導体層108aが形成され、酸化物半導体層1
08a上に電極109および電極119が形成されている。また、絶縁層107は凸部を
有し、酸化物半導体層108aは該凸部上に形成されている(図24(B)、図24(C
)参照)。
開口を介して電極751と電気的に接続されている。電極119は、酸化物半導体層10
8a、絶縁層107および絶縁層106に設けられた開口を介して電極104と電気的に
接続されている。
半導体層108bが形成されている。また、酸化物半導体層108bを覆って、酸化物半
導体層108cが形成されている。
。電極111は、酸化物半導体層108b、電極102、電極109、および電極119
の、それぞれの少なくとも一部と重畳する。
きる。
半導体を用いたトランジスタである。また、トランジスタ170は、トップゲート型トラ
ンジスタの一種であり、スタガ型トランジスタの一種でもある。トランジスタ170は、
バックゲート電極を有する。
スタである。すなわち、求められるオン電流に対して、トランジスタ170の占有面積を
小さくすることができる。本発明の一態様によれば、トランジスタの占有面積を小さくす
ることができる。よって、集積度の高い半導体装置を実現することができる。
GBTストレス試験前後におけるしきい値電圧の変動が小さい。
させることができる。よって、目的に応じて、電極102または電極111のどちらか一
方を形成しないことも可能である。電極102または電極111のどちらか一方を形成し
ないことで、半導体装置の生産性を高めることができる。
きる。よって、電気特性のばらつきが少ない半導体装置を実現することができる。本発明
の一態様によれば、信頼性の良好なトランジスタを実現することができる。よって、信頼
性の良好な半導体装置を実現することができる。
体層に酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ電流を極めて小さくすることができる
。具体的には、チャネル幅1μm当たりのオフ電流を室温下において1×10−20A未
満、1×10−22A未満、あるいは1×10−24A未満とすることができる。すなわ
ち、オンオフ比を20桁以上150桁以下とすることができる。
て、消費電力が少ない半導体装置を実現することができる。
体層108cの一方を形成しない2層構造としても構わない。
極111が酸化物半導体層108bを覆っている。また、絶縁層107が凸部を有するこ
とによって、酸化物半導体層108bの側面も電極111で覆うことができる。すなわち
、電極111の電界によって、酸化物半導体層108bを電気的に取り囲むs−chan
nel構造となる。
aの側面も電極111で覆い、また、チャネル幅を小さくすることで、s−channe
l構造によるオン電流の増大効果、オフ電流の低減効果などを高めることができる。また
、酸化物半導体層115bのエッチング時(酸化物半導体層108bの形成時)に露出す
る酸化物半導体層108aの一部も除去してもよい。この場合、図25(C)に示すよう
に、酸化物半導体層108aと酸化物半導体層108bの側面が揃う場合がある。
容量素子190は、電極109、絶縁層110、電極103を含んで構成される。トラン
ジスタ750と容量素子190を重畳して設けることで、半導体装置1200の占有面積
を小さくすることができる。よって、本発明の一態様によれば、集積度の高い半導体装置
を実現することができる。
形成されている。また、絶縁層113上に形成された電極114が、絶縁層112および
絶縁層113に形成された開口部138を介して電極119と電気的に接続されている。
104、および電極751は、後の工程で行われる熱処理に耐える導電性材料を用いて形
成すればよい。本実施の形態では、電極102、電極104、および電極751を、p型
シリコンを用いて形成する。
している。
いて形成することが好ましい。
4(B)では、図24(B)の両端部に絶縁層106と絶縁層112が接する領域が示さ
れている。また、図24(C)では、端部に絶縁層106と絶縁層112が接する領域が
示されている。このような構成とすることで、外部から酸化物半導体層108への不純物
の拡散を抑制する効果をより高めることができる。また、酸化物半導体層108に含まれ
る酸素の外部への拡散を抑制する効果をより高めることができる。本発明の一態様によれ
ば、信頼性の良好な半導体装置を提供することができる。
しては、ポリイミド、アクリル系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキ
シ系樹脂等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に
、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPS
G(リンボロンガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁
膜を複数積層させることで、平坦化絶縁層を形成してもよい。
半導体装置1200の作製方法について、図26乃至図31を用いて説明する。なお、図
26乃至図30は、図24(A)中の一点鎖線A1−A2で示す部位の断面に相当する。
また、図31は、図24(A)中の一点鎖線B1−B2で示す部位の断面に相当する。
は、基板700としてp型の単結晶シリコンを用いる。次に、素子分離領域789以外の
領域の一部に、トランジスタ750を形成する。絶縁層752として、熱酸化法により形
成された酸化シリコンを用いる。電極751として、CVD法により形成されたn型の多
結晶シリコンを用いる。電極102および電極104は、電極751と同時に形成するこ
とができる。なお、電極751、電極102、および電極104の形成前に、絶縁層75
2の一部を除去して、開口部757を形成する。また、側壁絶縁層756として、CVD
法により形成された酸化窒化シリコンを用いる。
用いて形成することができる。n型不純物領域765は、n型不純物領域755と同時に
形成することができる。
て水素を含む絶縁層790を形成する。本実施の形態では、絶縁層790として、CVD
法により形成された水素を含む酸化窒化シリコンを用いる。また、絶縁層790形成後、
絶縁層790に水素を添加する処理を行ってもよい。水素を添加する処理は、イオン注入
装置、イオンドーピング装置またはプラズマ処理装置を用いて行うことができる。
て、CVD法により形成された酸化窒化シリコンを用いる。
750に含まれる未結合手などに起因する欠陥を低減するための加熱処理を行う。加熱処
理は、300℃以上800℃以下、好ましくは400℃以上700℃以下で行えばよい。
処理時間は24時間以内とする。24時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好
ましくない。加熱処理を行うことにより、トランジスタ750に含まれる未結合手などに
起因する欠陥が低減されるとともに、酸化物半導体中で不純物となる水素を低減すること
ができる。
たは熱輻射によって、被処理物を加熱する装置を備えていてもよい。
う。また、CMP処理を行うことにより、試料表面の凹凸を低減し、この後形成される絶
縁層や導電層の被覆性を高めることができる(図26(A)参照)。
、絶縁層106を形成する。絶縁層106の厚さは、10nm以上200nm以下が好ま
しく、10nm以上100nm以下がより好ましい。本実施の形態では、絶縁層106と
して、スパッタリング法により形成された厚さ50nmの酸化アルミニウムを用いる。
1、電極102および電極104の表面を露出させる(図26(B)参照)。
うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用し
ないため、製造コストを低減できる。
両方を用いてもよい。絶縁層106のエッチング終了後、レジストマスクを除去する。
好ましく、10nm以上100nm以下がより好ましい。本実施の形態では、絶縁層10
7として、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む厚さ100nmの酸化窒
化シリコンを用いる。絶縁層107は、CVD法により形成することができる(図26(
C)参照)。
きる。酸素を添加する処理は、酸素雰囲気下による熱処理や、イオン注入装置、イオンド
ーピング装置またはプラズマ処理装置を用いて行うことができる。酸素を添加するための
ガスとしては、16O2もしくは18O2などの酸素ガス、亜酸化窒素ガスまたはオゾン
ガスなどを用いることができる。なお、本明細書では酸素を添加する処理を「酸素ドープ
処理」ともいう。
1、および電極104の表面を露出させる。このようにして開口部136および開口部1
37を形成することができる(図26(D)、図31(A)参照)。絶縁層107のエッ
チングは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい
。
15aを形成する。
(In:Ga:Zn=1:3:2)を用いて、スパッタリング法により厚さ20nmのI
n−Ga−Zn酸化物を形成する(図27(A)、図31(B)参照)。
、酸化物半導体層115aの一部を選択的にエッチングし、酸化物半導体層108aを形
成する。また、酸化物半導体層115aのエッチングにより露出した領域の絶縁層107
を少しエッチングして、該領域の絶縁層107の膜厚を薄くする。該領域のエッチング深
さは、もとの絶縁層107の厚さの20%以上50%以下が好ましい。このようにして、
絶縁層107に凸部を設けることができる。
でもよく、両方を用いてもよい。エッチング終了後、レジストマスクを除去する(図27
(B)、図31(C)参照。)。
層127を成膜する(図27(C)参照)。本実施の形態では、導電層127として、ス
パッタリング法により厚さ100nmのタングステンを成膜する。
9、および電極119(これらと同じ層で形成される他の電極または配線を含む)を形成
する(図27(D)参照)。導電層127のエッチングは、ドライエッチング法でもウェ
ットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。
含む)は、その端部をテーパー形状とすることで、電極109および電極119の側面を
被覆する層の被覆性を向上させることができる。具体的には、端部のテーパー角θを、8
0°以下、好ましくは60°以下、さらに好ましくは45°以下とする。なお、「テーパ
ー角」とは、テーパー形状を有する層を、その断面(基板の表面と直交する面)方向から
観察した際に、当該層の側面と底面がなす当該層内の角度を示す。また、テーパー角が9
0°未満である場合を順テーパーといい、テーパー角が90°よりも大きい場合を逆テー
パーという(図27(D)参照。)。
含む)の端部の断面形状を複数段の階段形状とすることで、その上に被覆する層の被覆性
を向上させることもできる。なお、電極109および電極119に限らず、各層の端部を
順テーパー形状または階段形状とすることで、該端部を覆って形成する層が、該端部で途
切れてしまう現象(段切れ)を防ぎ、被覆性を良好なものとすることができる。
8bを形成するための、酸化物半導体層115bを形成する。
(In:Ga:Zn=1:1:1)を用いて、スパッタリング法により厚さ30nmのI
n−Ga−Zn酸化物を形成する(図28(A)参照)。なお、酸化物半導体層115b
に適用可能な構成元素および組成はこれに限られるものではない。
、酸化物半導体層115bの一部を選択的にエッチングし、酸化物半導体層108bを形
成する。
でもよく、両方を用いてもよい。エッチング終了後、レジストマスクを除去する(図28
(B)、図31(D)参照。)。
などの不純物をさらに低減して、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108b
を高純度化するために、加熱処理を行うことが好ましい。
酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108bに拡散させ、酸化物半導体層10
8aおよび酸化物半導体層108bの酸素欠損を低減することができる。なお、不活性ガ
ス雰囲気で加熱処理した後に、酸化性ガスを10ppm以上、1%以上または10%以上
含む雰囲気で加熱処理を行ってもよい。なお、加熱処理は、酸化物半導体層115bの形
成後であれば、いつ行ってもよい。例えば、酸化物半導体層115bのエッチング前に加
熱処理を行ってもよい。
よい。処理時間は24時間以内とする。24時間を超える加熱処理は生産性の低下を招く
ため好ましくない。
雰囲気中で450℃1時間の加熱処理を行う。
本実施の形態では、In−Ga−Zn酸化物ターゲット(In:Ga:Zn=1:3:2
)を用いたスパッタリング法により、酸化物半導体層115cとして厚さ5nmのIn−
Ga−Zn酸化物を形成する(図28(C)参照)。なお、酸化物半導体層115cに適
用可能な構成元素および組成はこれに限られるものではない。
、酸化物半導体層108cを形成する(図28(D)参照。)。
でもよく、両方を用いてもよい。エッチング終了後、レジストマスクを除去する。
層120として、プラズマCVD法により厚さ20nmの酸化窒化シリコンを形成する。
形成する。本実施の形態では、導電層121として、スパッタリング法により厚さ30n
mの窒化タンタル上に厚さ135nmのタングステンを積層して用いる(図29(A)参
照。)。
3および電極111(これらと同じ層で形成される他の電極または配線を含む)を形成す
る。導電層のエッチングは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両
方を用いてもよい。その後、レジストマスクを除去する。
ングして絶縁層110を形成する。絶縁層120のエッチングは、導電層121のエッチ
ング時に用いたレジストマスクを除去せずに行ってもよい。また、導電層121と絶縁層
120のエッチングを、同一のエッチング工程で行ってもよい(図29(B)参照。)。
ことができる。
酸化アルミニウムを形成する。また、絶縁層112の形成後に、酸素ドープ処理を行って
もよい。
は、絶縁層113として厚さ300nmの酸化窒化シリコンを形成する。また、絶縁層1
13の形成後に、酸素ドープ処理を行ってもよい。
エア雰囲気下で、加熱処理を行ってもよい。加熱処理は、250℃以上650℃以下、好
ましくは300℃以上500℃以下で行えばよい。処理時間は24時間以内とする。24
時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好ましくない。
ングし、開口部138を形成する(図30(A)参照。)。
のチタン層上に厚さ200nmのアルミニウム層を積層し、さらにその上に厚さ50nm
のチタン層を形成する三層構造の導電層をスパッタリング法により形成する。また、導電
層上に形成したレジストマスクを用いて該導電層の一部を選択的にエッチングして、電極
114を形成する(図30(B)参照。)。
エア雰囲気下で、加熱処理を行ってもよい。加熱処理は、250℃以上650℃以下、好
ましくは300℃以上500℃以下で行えばよい。処理時間は24時間以内とする。24
時間を超える加熱処理は生産性の低下を招くため好ましくない。
図32および図33に半導体装置1200の変形例を示す。
、絶縁層110の一部をエッチングせず、残してもよい。絶縁層110を残すことで、電
極103および電極111の形成後に絶縁層110の一部をエッチングする工程を削減す
ることができ、半導体装置の生産性を高めることができる。
マスクとして用いて、絶縁層110と酸化物半導体層108cの一部を選択的にエッチン
グしてもよい。この場合、電極103および電極111の形成時に絶縁層110および酸
化物半導体層108cの選択的なエッチングを同一工程内で行うことができるため、絶縁
層110形成前に行う酸化物半導体層108cを形成する工程を削減することができ、半
導体装置の生産性を高めることができる。
に絶縁層110の一部だけでなく、酸化物半導体層108cの一部も形成される。容量素
子190の誘電体層として絶縁層110と酸化物半導体層108cを用いることにより、
電極103と電極109間の距離を広げることができるため、容量素子190の絶縁耐圧
を高めることができる。また、電極103と電極109間のリーク電流を低減することが
できる。よって、半導体装置の信頼性を高めることができる。また、半導体装置の消費電
力を低減することができる。
層110を連続して形成した後、レジストマスクを用いて絶縁層110と酸化物半導体層
108cの一部を選択的に除去し、その後、電極103および電極111を形成してもよ
い。
108cをエッチングしなくてもよい。
除去せず残してもよい。このような構成とすることで、外部から酸化物半導体層108へ
の不純物の拡散を抑制する効果をより高めることができる。また、酸化物半導体層108
に含まれる酸素の外部への拡散を抑制する効果をより高めることができる。
6を形成し、絶縁層106の上に電極102と同様に機能できる電極118を設けてもよ
い。半導体装置1260では、絶縁層106を絶縁層790の上に形成するため、電極7
51および電極104と同時に電極102を形成することができない。このため、絶縁層
106上に電極102と同様に機能できる電極118を形成する。しかしながら、絶縁層
106を下層に配置することで、絶縁層106の厚さ分、電極118を酸化物半導体層1
08に近づけることができるため、電極118がゲート電極またはバックゲート電極とし
て機能する時の効果を高めることができる。電極118は、電極103、電極109、電
極111、電極114、または電極119と同様の材料および方法で形成することができ
る。
115aのエッチングを同一工程で行ってもよい。具体的には、まず、絶縁層106を選
択的にエッチングした後、絶縁層107と酸化物半導体層115aを連続して形成する(
図34(A)参照。)。次に、酸化物半導体層115a上にレジストマスクを形成し、絶
縁層107と酸化物半導体層115aを同一工程で選択的にエッチングして開口部136
および開口部137を形成すればよい(図34(B)参照。)。
製工程を低減することができる。よって、半導体装置の生産性を高めることができる。
5(B)は、図35(A)中のF1−F2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図3
5(C)は、図35(A)中のG1−G2の一点鎖線で示した部位の断面図である。
、本発明の一態様によれば、生産性の高い半導体装置を提供することができる。または、
本発明の一態様によれば、信頼性の良好な半導体装置を提供することができる。または、
本発明の一態様によれば、消費電力の少ない半導体装置を提供することができる。
示して説明した。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、半導体層として、非晶
質半導体、微結晶半導体、多結晶半導体等を用いてもよい。例えば、非晶質シリコンや、
微結晶ゲルマニウムや、多結晶シリコン等を用いてもよい。例えば、トランジスタ170
により大きな電界効果移動度が求められる場合、トランジスタ170の半導体層として多
結晶シリコンなどを用いてもよい。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化物半導体な
どの化合物半導体や、有機半導体等を用いてもよい。
本実施の形態では、上記実施の形態で開示した半導体装置を、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、書き込み回数にもほとんど制限が無い記憶装置500
(記憶装置)として用いる例を、図面を用いて説明する。
(B)に記憶装置500の回路図を示す。図37(A)に半導体装置1100を用いた記
憶装置1500の断面図を示す。また、図37(B)に記憶装置500の回路図を示す。
図38(A)に半導体装置1200を用いた記憶装置1600の断面図を示す。また、図
38(B)に記憶装置1600の回路図を示す。
極114上に、平坦化絶縁層として絶縁層116が形成された構成を有する。本実施の形
態では、絶縁層116としてポリイミドを用いる。また、絶縁層116上に電極117が
形成され、絶縁層116に形成された開口部で、電極114と電気的に接続している。
るn型不純物領域755の一方は、配線3001と電気的に接続され、n型不純物領域7
55の他方は、配線3002と電気的に接続されている(図36(A)、図37(A)、
図38(A)に図示せず。)。また、電極119は、配線3003と電気的に接続され、
電極103は配線3005と電気的に接続され、電極111および電極102は配線30
04と電気的に接続されている(図36(A)、図37(A)、図38(A)に図示せず
。)。
0のチャネルが形成される半導体層の材料は、異なる禁制帯幅を持つ材料とすることが望
ましい。例えば、トランジスタ150のチャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を
用いる場合、トランジスタ750のチャネルが形成される半導体層に酸化物半導体以外の
半導体材料を用いることが好ましい。
半導体を用いたトランジスタよりも高速動作が可能である。このため、当該トランジスタ
を読み出し用のトランジスタとして用いることで、情報の読み出しを高速に行うことがで
きる。一方で、酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ電流が小さい電気特性により
長時間の電荷保持を可能とする。
るが、pチャネル型トランジスタを用いることができるのはいうまでもない。また、特段
の説明がない限り、半導体装置に用いられる材料や半導体装置の構造など、半導体装置の
具体的な構成をここで示すものに限定する必要はない。
成される半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタである。トランジスタ150、ト
ランジスタ160、およびトランジスタ170はオフ電流が小さいため、この特性を用い
ることにより長期にわたり記憶内容を保持することが可能である。つまり、リフレッシュ
動作を必要としない、或いは、リフレッシュ動作の頻度が極めて少ない半導体記憶装置を
実現することが可能となる。よって、消費電力を十分に低減することができる。また、電
力の供給がない場合(ただし、電位は固定されていることが望ましい)であっても、長期
にわたって記憶内容を保持することが可能である。
150および容量素子190を形成することができるため、半導体装置の集積度を高める
ことができる。
され、配線3002はトランジスタ750のドレイン電極と電気的に接続されている。ま
た、配線3003はトランジスタ150のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的
に接続され、配線3004はトランジスタ150のゲート電極と電気的に接続されている
。そして、トランジスタ750のゲート電極、トランジスタ150のソース電極またはド
レイン電極の他方、および容量素子190の電極の一方は、ノードNDと電気的に接続さ
れている。また、配線3005は容量素子190の電極の他方と電気的に接続されている
。
され、配線3002はトランジスタ750のドレイン電極と電気的に接続されている。ま
た、配線3003はトランジスタ160のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的
に接続され、配線3004はトランジスタ160のゲート電極と電気的に接続されている
。そして、トランジスタ750のゲート電極、トランジスタ160のソース電極またはド
レイン電極の他方、および容量素子190の電極の一方は、ノードNDと電気的に接続さ
れている。また、配線3005は容量素子190の電極の他方と電気的に接続されている
。
され、配線3002はトランジスタ750のドレイン電極と電気的に接続されている。ま
た、配線3003はトランジスタ170のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的
に接続され、配線3004はトランジスタ170のゲート電極と電気的に接続されている
。そして、トランジスタ750のゲート電極、トランジスタ170のソース電極またはド
レイン電極の他方、および容量素子190の電極の一方は、ノードNDと電気的に接続さ
れている。また、配線3005は容量素子190の電極の他方と電気的に接続されている
。
て小さくすることができる。トランジスタ150、トランジスタ160、およびトランジ
スタ170として、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタ
を用いることで、ノードNDの電荷を長期間保持することができる。よって、トランジス
タ750のゲート電極の電荷を長期間保持することができる。
ト電極の電荷が保持可能という特徴を活かすことで、次のように、情報の書き込み、保持
、読み出しが可能である。
3004の電位を、トランジスタ150がオン状態となる電位にして、トランジスタ15
0をオン状態とする。これにより、配線3003の電位が、トランジスタ750のゲート
電極、および容量素子190に与えられる。すなわち、トランジスタ750のゲート電極
には、所定の電荷が与えられる(書き込み)。ここでは、異なる二つの電位レベルを与え
る電荷(以下Lowレベル電荷、Highレベル電荷という)のいずれかが与えられるも
のとする。その後、配線3004の電位を、トランジスタ150がオフ状態となる電位に
して、トランジスタ150をオフ状態とすることにより、トランジスタ750のゲート電
極に与えられた電荷が保持される(保持)。
電荷は長時間にわたって保持される。
態で、配線3005に適切な電位(読み出し電位)を与えると、トランジスタ750のゲ
ート電極に保持された電荷量に応じて、配線3002は異なる電位をとる。一般に、トラ
ンジスタ750をnチャネル型とすると、トランジスタ750のゲート電極にHighレ
ベル電荷が与えられている場合の見かけのしきい値Vth_Hは、トランジスタ750の
ゲート電極にLowレベル電荷が与えられている場合の見かけのしきい値Vth_Lより
低くなるためである。ここで、「見かけのしきい値電圧」とは、トランジスタ750をオ
ン状態とするために必要な配線3005の電位をいうものとする。したがって、配線30
05の電位をVth_HとVth_Lの間の電位V0とすることにより、トランジスタ7
50のゲート電極に与えられた電荷を判別できる。例えば、書き込みにおいて、High
レベル電荷が与えられていた場合には、配線3005の電位がV0(>Vth_H)とな
れば、トランジスタ750は「オン状態」となる。Lowレベル電荷が与えられていた場
合には、配線3005の電位がV0(<Vth_L)となっても、トランジスタ750は
「オフ状態」のままである。このため、配線3002の電位を判別することで、保持され
ている情報を読み出すことができる。
保持については、上記説明中のトランジスタ150を、トランジスタ160またはトラン
ジスタ170に読み替えて理解できる。
イ状に配置する場合、所望のメモリセルの情報のみを読み出せることが必要になる。この
ように情報を読み出さない場合には、ゲート電極の状態にかかわらずトランジスタ750
がオフ状態となるような電位、つまり、Vth_Hより小さい電位を配線3005に与え
ればよい。または、ゲート電極の状態にかかわらずトランジスタ750がオン状態となる
ような電位、つまり、Vth_Lより大きい電位を配線3005に与えればよい。
の極めて小さいトランジスタを用いることで、極めて長期にわたり記憶内容を保持するこ
とが可能である。つまり、リフレッシュ動作が不要となるか、または、リフレッシュ動作
の頻度を極めて低くすることが可能となるため、消費電力を十分に低減することができる
。また、電力の供給がない場合(ただし、電位は固定されていることが望ましい)であっ
ても、長期にわたって記憶内容を保持することが可能である。
子の劣化の問題もない。例えば、従来の不揮発性メモリのように、フローティングゲート
への電子の注入や、フローティングゲートからの電子の引き抜きを行う必要がないため、
ゲート絶縁膜の劣化といった問題が全く生じない。すなわち、開示する発明に係る半導体
装置では、従来の不揮発性メモリで問題となっている書き換え可能回数に制限はなく、信
頼性が飛躍的に向上する。さらに、トランジスタのオン状態、オフ状態によって、情報の
書き込みが行われるため、高速な動作も容易に実現しうる。
どを用いることもできる。また、半導体装置1100に代えて、半導体装置1110乃至
半導体装置1170のいずれかなどを用いることもできる。また、半導体装置1200に
代えて、半導体装置1210乃至半導体装置1260のいずれかなどを用いることもでき
る。
装置を提供することができる。
。
本実施の形態では、半導体装置の一例について説明する。なお、本実施の形態では、CP
Uを例にして本発明の一態様である半導体装置を説明する。
示すブロック図である。
ic logic unit、演算回路)、ALUコントローラ1192、インストラク
ションデコーダ1193、インタラプトコントローラ1194、タイミングコントローラ
1195、レジスタ1196、レジスタコントローラ1197、バスインターフェース1
198(Bus I/F)、書き換え可能なROM1199、およびROMインターフェ
ース1189(ROM I/F)を有している。基板1190は、半導体基板、SOI基
板、ガラス基板などを用いる。ROM1199およびROMインターフェース1189は
、別チップに設けてもよい。もちろん、図65に示すCPUは、その構成を簡略化して示
した一例にすぎず、実際のCPUはその用途によって多種多様な構成を有している。例え
ば、図65に示すCPUまたは演算回路を含む構成を一つのコアとし、当該コアを複数含
み、それぞれのコアが並列で動作するような構成としてもよい。また、CPUが内部演算
回路やデータバスで扱えるビット数は、例えば8ビット、16ビット、32ビット、64
ビットなどとすることができる。
デコーダ1193に入力され、デコードされた後、ALUコントローラ1192、インタ
ラプトコントローラ1194、レジスタコントローラ1197、タイミングコントローラ
1195に入力される。
ラ1197、タイミングコントローラ1195は、デコードされた命令に基づき、各種制
御を行なう。具体的にALUコントローラ1192は、ALU1191の動作を制御する
ための信号を生成する。また、インタラプトコントローラ1194は、CPUのプログラ
ム実行中に、外部の入出力装置や、周辺回路からの割り込み要求を、その優先度やマスク
状態から判断し、処理する。レジスタコントローラ1197は、レジスタ1196のアド
レスを生成し、CPUの状態に応じてレジスタ1196の読み出しや書き込みを行なう。
2、インストラクションデコーダ1193、インタラプトコントローラ1194、および
レジスタコントローラ1197の動作のタイミングを制御する信号を生成する。例えばタ
イミングコントローラ1195は、基準クロック信号CLK1を元に、内部クロック信号
CLK2を生成する内部クロック生成部を備えており、内部クロック信号CLK2を上記
各種回路に供給する。
1196のメモリセルとして、先の実施の形態に示した半導体装置を用いることができる
。
指示に従い、レジスタ1196における保持動作を制御する。
記憶装置730は、電源遮断で記憶データが揮発する回路701と、電源遮断で記憶デー
タが揮発しない回路702と、スイッチ703と、スイッチ704と、論理素子706と
、容量素子707と、選択機能を有する回路720と、を有する。回路702は、容量素
子708と、トランジスタ709と、トランジスタ710と、を有する。なお、記憶装置
730は、必要に応じて、ダイオード、抵抗素子、インダクタなどのその他の素子をさら
に有していても良い。
ることができる。記憶装置730への電力の供給が停止した際、回路702のトランジス
タ709のゲートには接地電位(0V)、またはトランジスタ709がオフする電位が入
力され続ける構成とする。例えば、トランジスタ709のゲートが抵抗等の負荷を介して
接地される構成とする。
成され、スイッチ704は、一導電型とは逆の導電型(例えば、pチャネル型)のトラン
ジスタ714を用いて構成した例を示す。ここで、スイッチ703の第1の端子はトラン
ジスタ713のソースとドレインの一方に対応し、スイッチ703の第2の端子はトラン
ジスタ713のソースとドレインの他方に対応し、スイッチ703はトランジスタ713
のゲートに入力される制御信号RDによって、第1の端子と第2の端子の間の導通または
非導通(つまり、トランジスタ713のオン状態またはオフ状態)が選択される。スイッ
チ704の第1の端子はトランジスタ714のソースとドレインの一方に対応し、スイッ
チ704の第2の端子はトランジスタ714のソースとドレインの他方に対応し、スイッ
チ704はトランジスタ714のゲートに入力される制御信号RDによって、第1の端子
と第2の端子の間の導通または非導通(つまり、トランジスタ714のオン状態またはオ
フ状態)が選択される。
一方、およびトランジスタ710のゲートと電気的に接続される。ここで、接続部分をノ
ードM2とする。トランジスタ710のソースとドレインの一方は、低電源電位を供給す
ることのできる配線(例えばGND線)に電気的に接続され、他方は、スイッチ703の
第1の端子と電気的に接続される。スイッチ703の第2の端子はスイッチ704の第1
の端子と電気的に接続される。スイッチ704の第2の端子は電源電位VDDを供給する
ことのできる配線と電気的に接続される。スイッチ703の第2の端子と、スイッチ70
4の第1の端子と、論理素子706の入力端子と、容量素子707の一対の電極のうちの
一方と、は電気的に接続される。ここで、接続部分をノードM1とする。容量素子707
の一対の電極のうちの他方は、一定の電位が入力される構成とすることができる。例えば
、低電源電位(GND等)または高電源電位(VDD等)が入力される構成とすることが
できる。容量素子708の一対の電極のうちの他方は、一定の電位が入力される構成とす
ることができる。例えば、低電源電位(GND等)または高電源電位(VDD等)が入力
される構成とすることができる。
的に利用することによって省略することも可能である。
イッチ704は、制御信号WEとは異なる制御信号RDによって第1の端子と第2の端子
の間の導通状態または非導通状態を選択され、一方のスイッチの第1の端子と第2の端子
の間が導通状態のとき他方のスイッチの第1の端子と第2の端子の間は非導通状態となる
。
応する信号が入力される。スイッチ703の第2の端子から出力される信号は、論理素子
706によってその論理値が反転された反転信号となり、回路720を介して回路701
に入力される。
および回路720を介して回路701に入力する例を示したがこれに限定されない。スイ
ッチ703の第2の端子から出力される信号が、論理値を反転させられることなく、回路
701に入力されてもよい。例えば、回路701内に、入力端子から入力された信号の論
理値が反転した信号が保持されるノードが存在する場合、スイッチ703の第2の端子か
ら出力される信号を当該ノードに直接入力することができる。
トランジスタ160、またはトランジスタ170などを用いることができる。また、ゲー
ト電極には制御信号WEを入力し、バックゲート電極には制御信号WE2を入力すること
ができる。制御信号WE2は、一定の電位の信号とすればよい。当該一定の電位には、例
えば、接地電位GNDやトランジスタ709のソース電位よりも小さい電位などが選ばれ
る。制御信号WE2は、トランジスタ709のしきい値電圧を制御するための電位信号で
あり、トランジスタ709のゲート電圧が0Vの時のドレイン電流をより低減することが
できる。なお、トランジスタ709としては、バックゲート電極を有さないトランジスタ
を用いることもできる。
導体でなる層または基板1190にチャネルが形成されるトランジスタとすることができ
る。例えば、シリコン層またはシリコン基板にチャネルが形成されるトランジスタとする
ことができる。また、記憶装置730に用いられるトランジスタ全てを、チャネルが酸化
物半導体層で形成されるトランジスタとすることもできる。または、記憶装置730は、
トランジスタ709以外にも、チャネルが酸化物半導体層で形成されるトランジスタを含
んでいてもよく、残りのトランジスタは酸化物半導体以外の半導体でなる層または基板1
190にチャネルが形成されるトランジスタとすることもできる。
た、論理素子706としては、例えばインバータやクロックドインバータ等を用いること
ができる。
路701に記憶されていたデータを、回路702に設けられた容量素子708によって保
持することができる。
例えば、結晶性を有するシリコンにチャネルが形成されるトランジスタのオフ電流に比べ
て著しく低い。そのため、当該トランジスタをトランジスタ709として用いることによ
って、記憶装置730に電力が供給されない間も容量素子708に保持された信号は長期
間にわたり保たれる。こうして、記憶装置730は電力の供給が停止した間も記憶内容(
データ)を保持することが可能である。
行うことを特徴とする記憶素子であるため、電力供給再開後に、回路701が元のデータ
を回復するまでの時間を短くすることができる。
0のゲートに入力される。そのため、記憶装置730への電力の供給が再開された後、容
量素子708によって保持された信号を、トランジスタ710の状態(オン状態、または
オフ状態)に変換して、回路702から読み出すことができる。それ故、容量素子708
に保持された信号に対応する電位が多少変動していても、元の信号を正確に読み出すこと
が可能である。
憶装置に用いることで、電力の供給停止による記憶装置内のデータの消失を防ぐことがで
きる。また、電力の供給を再開した後、短時間で電源供給停止前の状態に復帰することが
できる。よって、プロセッサ全体、もしくはプロセッサを構成する一つ、または複数の論
理回路において、適宜電源を停止することができるため、消費電力を抑えることができる
。
0は、DSP(Digital Signal Processor)、カスタムLSI
、PLD(Programmable Logic Device)等のLSI、RF−
ID(Radio Frequency Identification)にも応用可能
である。
本実施の形態では、半導体装置の一例について説明する。なお、本実施の形態では、RF
タグを例にして本発明の一態様である半導体装置を説明する。
接触手段、例えば無線通信を用いて外部と情報の授受を行うものである。このような特徴
から、RFタグは、物品などの個体情報を読み取ることにより物品の識別を行う個体認証
システムなどに用いることが可能である。なお、これらの用途に用いるためには高い信頼
性が要求される。
ロック図である。
いう)に接続されたアンテナ802から送信される無線信号803を受信するアンテナ8
04を有する。またRFタグ800は、整流回路805、定電圧回路806、復調回路8
07、変調回路808、論理回路809、記憶回路810、ROM811を有している。
なお、復調回路807に含まれる整流作用を示すトランジスタの半導体には、逆方向電流
を十分に抑制することが可能な、例えば、酸化物半導体を用いてもよい。これにより、逆
方向電流に起因する整流作用の低下を抑制し、復調回路の出力が飽和することを防止でき
る。つまり、復調回路の入力に対する復調回路の出力を線形に近づけることができる。な
お、データの伝送形式は、一対のコイルを対向配置して相互誘導によって交信を行う電磁
結合方式、誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式、電波を利用して交信する電波方式
の3つに大別される。RFタグ800は、そのいずれの方式に用いることも可能である。
テナ802との間で無線信号803の送受信を行うためのものである。また、整流回路8
05は、アンテナ804で無線信号を受信することにより生成される入力交流信号を整流
、例えば、半波2倍圧整流し、後段の容量素子により、整流された信号を平滑化すること
で入力電位を生成するための回路である。なお、整流回路805の入力側または出力側に
は、リミッタ回路を有してもよい。リミッタ回路とは、入力交流信号の振幅が大きく、内
部生成電圧が大きい場合に、ある電力以上の電力を後段の回路に入力しないように制御す
るための回路である。
回路である。なお、定電圧回路806は、内部にリセット信号生成回路を有していてもよ
い。リセット信号生成回路は、安定した電源電圧の立ち上がりを利用して、論理回路80
9のリセット信号を生成するための回路である。
るための回路である。また、変調回路808は、アンテナ804より出力するデータに応
じて変調をおこなうための回路である。
入力された情報を保持する回路であり、ロウデコーダ、カラムデコーダ、記憶領域などを
有する。また、ROM811は、固有番号(ID)などを格納し、処理に応じて出力を行
うための回路である。
る。本発明の一態様に係る記憶装置は、電源が遮断された状態であっても情報を保持でき
るため、RFタグに好適である。さらに本発明の一態様に係る記憶装置は、データの書き
込みに必要な電力(電圧)が従来の不揮発性メモリに比べて低いため、データの読み出し
時と書込み時の最大通信距離の差を生じさせないことも可能である。さらに、データの書
き込み時に電力が不足し、誤動作または誤書込みが生じることを抑制することができる。
ため、ROM811に適用することもできる。その場合には、生産者がROM811にデ
ータを書き込むためのコマンドを別途用意し、ユーザが自由に書き換えできないようにし
ておくことが好ましい。生産者が出荷前に固有番号を書込むことで、作製したRFタグす
べてについて固有番号を付与するのではなく、出荷する良品にのみ固有番号を割り当てる
ことが可能となり、出荷後の製品の固有番号が不連続になることがなく出荷後の製品に対
応した顧客管理が容易となる。
Fタグの用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書
類(運転免許証や住民票等、図40(A)参照。)、包装用容器類(包装紙やボトル等、
図40(C)参照。)、記録媒体(DVDやビデオテープ等、図40(B)参照。)、乗
り物類(自転車等、図40(D)参照。)、身の回り品(鞄や眼鏡等)、食品類、植物類
、動物類、人体、衣類、生活用品類、薬品や薬剤を含む医療品、または電子機器(液晶表
示装置、EL表示装置、テレビジョン装置、または携帯電話)等の物品、もしくは各物品
に取り付ける荷札(図40(E)および図40(F)参照。)等に設けて使用することが
できる。
品に固定される。例えば、本であれば紙に埋め込み、有機樹脂からなるパッケージであれ
ば当該有機樹脂の内部に埋め込み、各物品に固定される。本発明の一態様に係るRFタグ
4000は、小型、薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後もその物品自体のデザ
イン性を損なうことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、または証書
類等に本発明の一態様に係るRFタグ4000により、認証機能を付与することができ、
この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒
体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、または電子機器等に本発明の一態様に係る
RFタグ4000を取り付けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図るこ
とができる。また、乗り物類であっても、本発明の一態様に係るRFタグ4000を取り
付けることにより、盗難などに対するセキュリティ性を高めることができる。
できる。
本実施の形態では、上記実施の形態で開示したトランジスタと異なる構成を有するトラン
ジスタを含む半導体装置について、図面を用いて説明する。
明する。なお、半導体装置1001が有するトランジスタ155および容量素子190は
、上記実施の形態で開示したトランジスタ150などと同様の材料および方法で作製する
ことができる。
)は、図41(A)中のD1−D2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図41(C
)は、図41(A)中のE1−E2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図41(B
)は、トランジスタ155のチャネル長方向の断面図であり、図41(C)は、トランジ
スタ155のチャネル幅方向の断面図である。
縁層106上に絶縁層791と電極102が形成されている。また、絶縁層791と電極
102上に絶縁層107が形成されている。具体的には、絶縁層106上に電極102を
形成し、電極102を覆って絶縁層791を形成し、CMP処理などの平坦化処理により
凹凸を軽減して電極102表面を露出させ、絶縁層791および電極102上に絶縁層1
07を形成する。
層106を形成してもよい。また、絶縁層106を形成しなくてもよい。または、図43
(A)、図43(B)、図43(C)に示すように、電極102を設けなくてもよい。な
お、他の図面に示すトランジスタにおいても図43と同様に、電極102を設けない構成
としてもよい。
程度の耐熱性を有していることが必要となる。例えばバリウムホウケイ酸ガラスやアルミ
ノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板など
を用いることができる。
結晶半導体基板、シリコンゲルマニウムなどを材料とした化合物半導体基板等を用いても
よい。また、SOI基板や、半導体基板上に半導体素子が設けられたものなどを用いるこ
ともできる。
を用いる場合、可撓性基板上に、トランジスタや容量素子などを直接作製してもよいし、
他の作製基板上にトランジスタや容量素子などを作製し、その後可撓性基板に剥離、転置
してもよい。なお、作製基板から可撓性基板に剥離、転置するために、作製基板とトラン
ジスタや容量素子などとの間に、剥離層を設けるとよい。
された基板であってもよい。この場合、トランジスタ155のゲート電極、ソース電極、
又はドレイン電極の少なくとも一つは、上記他のデバイスと電気的に接続されていてもよ
い。
導体層108aが形成されている。また、酸化物半導体層108a上に重畳して酸化物半
導体層108bが形成され、酸化物半導体層108aおよび酸化物半導体層108bを覆
って酸化物半導体層108cが形成されている。また、酸化物半導体層108上に、絶縁
層110を介して電極111が形成されている。
形成されている。また、絶縁層113上に形成された電極114が、絶縁層112および
絶縁層113に形成された開口を介して電極119と電気的に接続されている。
て機能し、他方がバックゲート電極として機能する。また、電極109および電極119
は、どちらか一方がソース電極として機能し、他方がドレイン電極として機能する。
および電極119と重畳しない構成を有する。ゲート電極またはバックゲート電極と、ソ
ース電極またはドレイン電極の間に生じる寄生容量は、主に電極102または電極111
と、電極109または電極119が重畳する面積に応じて変化し、重畳する面積が大きく
なると寄生容量も大きくなる。寄生容量は、ソースとドレイン間を伝達する信号波形の劣
化や信号の遅延の要因となり、半導体装置の誤動作や、動作特性が悪化する要因となる。
とで、寄生容量を小さくすることができる。よって、半導体装置の誤動作を軽減し、半導
体装置の信頼性を高めることができる。また、良好な動作特性を有する半導体装置を実現
することができる。また、消費電力の少ない半導体装置を実現することができる。
図42を用いて説明する。半導体装置1002が有するトランジスタ156および容量素
子190は、トランジスタ150やトランジスタ155などと同様の材料および方法で作
製することができる。
2(A)は図41(A)中のD1−D2の一点鎖線で示した部位の断面に相当する。また
、トランジスタ156は、トランジスタ155と電極111および電極102のチャネル
長方向の長さが異なる。図42(A)に示すように、トランジスタ156は、電極102
および電極111が、電極109と電極119と重畳せずに、離れた位置に形成されてい
る。従って、酸化物半導体層108a乃至108cは電極109、119のいずれにも重
ならない領域を有する。
り、アルゴンなどの不活性ガスや、リン、またはボロンなどを、不純物元素280として
酸化物半導体層108中に導入してもよい(図42(B)参照)。なお、図42(B)で
は、不純物元素280が導入された領域の境界面を、境界面281として破線で示してい
る。ただし、電極111と電極109(電極119)との間の間隔が、十分に短い場合(
例えば、電極111の幅の半分以下、より好ましくは1/5以下)には、不純物元素の導
入は、行わなくてもよい。
もいう。)は、酸化物半導体層108中の電極111と重畳する領域よりも導電率が高く
なる。また、アルゴンなどの不純物元素280を導入した後に、不純物領域に水素や窒素
などを導入すると、不純物領域の導電率をより高めることができ、また、トランジスタの
特性ばらつきも低減することができる。よって、半導体装置の信頼性を高めることができ
る。
後、不純物領域上に窒素を含む層を形成して、当該層中の窒素を酸化物半導体層108中
の不純物領域に拡散させてもよい。窒素を含む層は、絶縁層112と酸化物半導体層10
8の間に形成してもよいし、絶縁層112を、窒素を含む層で形成してもよい。
から絶縁層107側に向かって低下する。すなわち、酸化物半導体層108中の不純物領
域は深さ方向に濃度勾配を有する。また、不純物元素280は導入時に散乱し、不純物領
域の一部が絶縁層110または電極111と重畳する場合がある。
ムまたは酸化アルミニウムを形成し、酸化性雰囲気で加熱処理することにより酸化物半導
体層108中にアルミニウムを拡散させて、酸化物半導体層108のアルミニウムまたは
酸化アルミニウムと接する領域の導電率を高めてもよい。なお、電極111および酸化物
半導体層108上に残ったアルミニウムは酸化性雰囲気中で加熱することにより酸化アル
ミニウム(絶縁物)とすることができる。
111と電極109(電極119)とが、重ならないような構成としてもよい。
てもよい。その場合、図44(B)に示すように、イオン注入法などによる不純物元素2
80の導入は、絶縁層110を通過して、実行されることとなる。
る。なお、半導体装置1101が有するトランジスタ165および容量素子190は、上
記実施の形態で開示したトランジスタ160などと同様の材料および方法で作製すること
ができる。
)は、図45(A)中のD1−D2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図45(C
)は、図45(A)中のE1−E2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図45(B
)は、トランジスタ165のチャネル長方向の断面図であり、図45(C)は、トランジ
スタ165のチャネル幅方向の断面図である。
極142、絶縁層791が形成され、それらの上に絶縁層106が形成されている。具体
的には、基板760上に電極102、電極132、電極142を形成し、これらの電極を
覆って絶縁層791を形成し、CMP処理などの平坦化処理により表面の凹凸を軽減する
とともに電極表面を露出させ、その後、絶縁層106を形成する。
るが、絶縁層106上に電極102、電極132、電極142を形成してもよい。また、
絶縁層106を形成しなくてもよい。または、図47(A)、図47(B)、図47(C
)に示すように、電極102、電極132、および電極142を設けなくてもよい。なお
、他の図面に示すトランジスタにおいても、電極102、電極132、および電極142
のうち少なくとも1つを設けない構成としてもよい。また、図48(A)、図48(B)
、図48(C)に示すように、基板760上に絶縁層106を設けてもよい。
極109と電気的に接続している。また、電極142は、絶縁層107および絶縁層10
6に形成された開口部を介して、電極119と電気的に接続している。また、絶縁層13
1を介して電極102と重畳し、かつ、電極109および電極119の一部に接して酸化
物半導体層108aが形成されている。また、電極109、電極119、および酸化物半
導体層108a上に重畳して酸化物半導体層108bが形成され、酸化物半導体層108
bを覆って酸化物半導体層108cが形成されている。また、酸化物半導体層108上に
、絶縁層110を介して電極111が形成されている。
13が形成されている。また、絶縁層113上に形成された電極114が、絶縁層112
および絶縁層113に形成された開口を介して電極119と電気的に接続されている。
および電極119と重畳しない構成を有する。
とで、寄生容量を小さくすることができる。よって、半導体装置の誤動作を軽減し、半導
体装置の信頼性を高めることができる。また、良好な動作特性を有する半導体装置を実現
することができる。また、消費電力の少ない半導体装置を実現することができる。
図46を用いて説明する。半導体装置1102が有するトランジスタ166および容量素
子190は、トランジスタ160やトランジスタ165などと同様の材料および方法で作
製することができる。
6(A)は図45(A)中のD1−D2の一点鎖線で示した部位の断面に相当する。また
、トランジスタ166は、トランジスタ165と電極111および電極102のチャネル
長方向の長さが異なる。図46(A)に示すように、トランジスタ166は、電極102
および電極111が、電極109と電極119と重畳せずに、離れた位置に形成されてい
る。従って、酸化物半導体層108a乃至108cは電極109、119のいずれにも重
ならない領域を有する。
り、アルゴンなどの不活性ガスや、リン、またはボロンなどを、不純物元素280として
酸化物半導体層108中に導入してもよい(図46(B)参照)。なお、図46(B)で
は、不純物元素280が導入された領域の境界面を、境界面281として破線で示してい
る。ただし、電極111と電極109(電極119)との間の間隔が、十分に短い場合(
例えば、電極111の幅の半分以下、より好ましくは1/5以下)には、不純物元素の導
入は、行わなくてもよい。
る領域よりも導電率が高くなる。また、アルゴンなどの不純物元素280を導入した後に
、不純物領域に水素や窒素などを導入すると、不純物領域の導電率をより高めることがで
き、また、トランジスタの特性ばらつきも低減することができる。よって、半導体装置の
信頼性を高めることができる。
後、不純物領域上に窒素を含む層を形成して、当該層中の窒素を酸化物半導体層108中
の不純物領域に拡散させてもよい。窒素を含む層は、絶縁層112と酸化物半導体層10
8の間に形成してもよいし、絶縁層112を、窒素を含む層で形成してもよい。
から絶縁層107側に向かって低下する。すなわち、酸化物半導体層108中の不純物領
域は深さ方向に濃度勾配を有する。また、不純物元素280は導入時に散乱し、不純物領
域の一部が絶縁層110または電極111と重畳する場合がある。
ムまたは酸化アルミニウムを形成し、酸化性雰囲気で加熱処理することにより酸化物半導
体層108中にアルミニウムを拡散させて、酸化物半導体層108のアルミニウムまたは
酸化アルミニウムと接する領域の導電率を高めてもよい。よって、アルミニウムも不純物
元素280の一つである。なお、電極111および酸化物半導体層108上に残ったアル
ミニウムは酸化性雰囲気中で加熱することにより酸化アルミニウム(絶縁物)とすること
ができる。
てもよい。その場合、図49(B)に示すように、イオン注入法などによる不純物元素2
80の導入は、絶縁層110を通過して、実行されることとなる。
る。なお、半導体装置1201が有するトランジスタ175および容量素子190は、上
記実施の形態で開示したトランジスタ170などと同様の材料および方法で作製すること
ができる。
)は、図50(A)中のD1−D2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図50(C
)は、図50(A)中のE1−E2の一点鎖線で示した部位の断面図である。図50(B
)は、トランジスタ175のチャネル長方向の断面図であり、図50(C)は、トランジ
スタ175のチャネル幅方向の断面図である。
縁層106上に絶縁層791と電極102が形成されている。また、絶縁層791と電極
102上に絶縁層107が形成されている。具体的には、絶縁層106上に電極102を
形成し、電極102を覆って絶縁層791を形成し、CMP処理などの平坦化処理により
凹凸を軽減して電極102表面を露出させ、絶縁層791および電極102上に絶縁層1
07を形成する。本実施の形態では、絶縁層106上に電極102を形成しているが、電
極102上に絶縁層106を形成してもよい。また、絶縁層106を形成しなくてもよい
。または、図52(A)、図52(B)、図52(C)に示すように、電極102を設け
なくてもよい。
された基板であってもよい。この場合、トランジスタ175のゲート電極、ソース電極、
又はドレイン電極の少なくとも一つは、上記他のデバイスと電気的に接続されていてもよ
い。
に電極109および電極119が形成されている。また、酸化物半導体層108a、電極
109および電極119上に、電極102と重畳し、かつ、電極109および電極119
の一部に接して酸化物半導体層108bが形成されている。また、酸化物半導体層108
bを覆って酸化物半導体層108cが形成されている。また、酸化物半導体層108上に
、絶縁層110を介して電極111が形成されている。
形成されている。また、絶縁層113上に形成された電極114が、絶縁層112および
絶縁層113に形成された開口を介して電極119と電気的に接続されている。
および電極119と重畳しない構成を有する。
とで、寄生容量を小さくすることができる。よって、半導体装置の誤動作を軽減し、半導
体装置の信頼性を高めることができる。また、良好な動作特性を有する半導体装置を実現
することができる。また、消費電力の少ない半導体装置を実現することができる。
図51を用いて説明する。半導体装置1202が有するトランジスタ176および容量素
子190は、トランジスタ170やトランジスタ175などと同様の材料および方法で作
製することができる。
1(A)は図50(A)中のD1−D2の一点鎖線で示した部位の断面に相当する。また
、トランジスタ176は、トランジスタ175と電極111および電極102のチャネル
長方向の長さが異なる。図51(A)に示すように、トランジスタ176は、電極102
および電極111が、電極109と電極119と重畳せず、電極109と電極119の端
部から離れた位置に形成されている。従って、酸化物半導体層108a乃至108cは電
極109、119のいずれにも重ならない領域を有する。
り、アルゴンなどの不活性ガスや、リン、またはボロンなどを、不純物元素280として
酸化物半導体層108中に導入してもよい(図51(B)参照)。なお、図51(B)で
は、不純物元素280が導入された領域の境界面を、境界面281として破線で示してい
る。ただし、電極111と電極109(電極119)との間の間隔が、十分に短い場合(
例えば、電極111の幅の半分以下、より好ましくは1/5以下)には、不純物元素の導
入は、行わなくてもよい。
る領域よりも導電率が高くなる。また、アルゴンなどの不純物元素280を導入した後に
、不純物領域に水素や窒素などを導入すると、不純物領域の導電率をより高めることがで
き、また、トランジスタの特性ばらつきも低減することができる。よって、半導体装置の
信頼性を高めることができる。
後、不純物領域上に窒素を含む層を形成して、当該層中の窒素を酸化物半導体層108中
の不純物領域に拡散させてもよい。窒素を含む層は、絶縁層112と酸化物半導体層10
8の間に形成してもよいし、絶縁層112を、窒素を含む層で形成してもよい。
から絶縁層107に向かって低下する。すなわち、酸化物半導体層108中の不純物領域
は深さ方向に濃度勾配を有する。また、不純物元素280は導入時に散乱し、不純物領域
の一部が絶縁層110または電極111と重畳する場合がある。
ムまたは酸化アルミニウムを形成し、酸化性雰囲気で加熱処理することにより酸化物半導
体層108中にアルミニウムを拡散させて、酸化物半導体層108のアルミニウムまたは
酸化アルミニウムと接する領域の導電率を高めてもよい。なお、電極111および酸化物
半導体層108上に残ったアルミニウムは酸化性雰囲気中で加熱することにより酸化アル
ミニウム(絶縁物)とすることができる。
てもよい。その場合、図53(B)に示すように、イオン注入法などによる不純物元素2
80の導入は、絶縁層110を通過して、実行されることとなる。
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置の一例について、図面を用いて説明
する。なお、本実施の形態では、半導体装置の一例として、表示装置を例示して説明する
。
と、走査線駆動回路404と、信号線駆動回路406と、各々が平行または略平行に配設
され、且つ走査線駆動回路404によって電位が制御されるm本の走査線407と、各々
が平行または略平行に配設され、且つ信号線駆動回路406によって電位が制御されるn
本の信号線409と、を有する。m、nは、ともに1以上の整数である。さらに、画素部
401はm行n列のマトリクス状に配設された複数の画素411を有する。
る。例えば、赤色光を発する画素411と、緑色光を発する画素411と、青色光を発す
る画素411を一つの画素として動作させることで、カラー表示を行うことができる。3
つの画素411が発する光の色は、赤、緑、青以外にも、黄、シアン、マゼンダなどとし
てもよい。
それぞれ赤、緑、青、黄の光を発する構成としてもよい。1つの画素として用いる画素4
11の数を増やすことで、特に色の再現性を高めることができる。よって、表示装置の表
示品位を高めることができる。また、4つの画素411がそれぞれ赤、緑、青、白の光を
発する構成としてもよい。白の光を発する画素411を設けることで、表示領域の輝度を
高めることができる。また、表示装置の用途によっては、2つの画素411を1つの画素
として用いることもできる。
に配設された容量線415を有する。なお、容量線415は、信号線409に沿って、各
々が平行または略平行に配設されていてもよい。また、走査線駆動回路404および信号
線駆動回路406をまとめて駆動回路部という場合がある。
画素411と電気的に接続される。また、各信号線409は、画素411のうち、いずれ
かの列に配設されたm個の画素411に電気的に接続される。また、各容量線415は、
画素411のうち、いずれかの行に配設されたn個の画素411と電気的に接続される。
なお、容量線415が、信号線409に沿って、各々が平行または略平行に配設されてい
る場合は、画素411のうち、いずれかの列に配設されたm個の画素411に電気的に接
続される。
ことができる回路構成を示している。
素子433_1と、を有する。トランジスタ431_1として、上記実施の形態に開示し
たトランジスタを用いることができる。特に、チャネルが形成される半導体層に酸化物半
導体を用いたトランジスタは、オフ電流が小さいため、トランジスタ431_1として好
ましい。
。液晶素子432中の液晶は、書き込まれるデータにより配向状態が設定される。なお、
複数の画素411のそれぞれが有する液晶素子432の一対の電極の一方に共通の電位(
コモン電位)を与えてもよい。また、各行の画素411毎の液晶素子432の一対の電極
の一方に異なる電位を与えてもよい。
SM(Axially Symmetric Aligned Micro−cell)
モード、OCB(Optically Compensated Birefringe
nce)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal
)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Cryst
al)モード、MVAモード、PVA(Patterned Vertical Ali
gnment)モード、IPSモード、FFSモード、またはTBA(Transver
se Bend Alignment)モードなどを用いてもよい。また、他の例として
、ECB(Electrically Controlled Birefringen
ce)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Cry
stal)モード、PNLC(Polymer Network Liquid Cry
stal)モード、ゲストホストモードなどがある。ただし、これに限定されず、様々な
モードを用いることができる。
より液晶素子を構成してもよい。ブルー相を示す液晶は、応答速度が1msec以下と短
く、光学的等方性であるため、配向処理が不要であり、かつ、視野角依存性が小さい。
電極の一方は、信号線DL_nに電気的に接続され、他方は液晶素子432の一対の電極
の他方に電気的に接続される。また、トランジスタ431_1のゲート電極は、走査線G
L_mに電気的に接続される。トランジスタ431_1は、オン状態またはオフ状態にな
ることにより、データ信号の書き込みを制御する機能を有する。
晶素子432の一対の電極の他方に電気的に接続される。なお、容量線CLの電位の値は
、画素411の仕様に応じて適宜設定される。容量素子433_1は、書き込まれたデー
タを保持する保持容量としての機能を有する。
各行の画素411を順次選択し、トランジスタ431_1をオン状態にしてデータ信号の
データを書き込む。
持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
2と、トランジスタ434と、発光素子435と、を有する。トランジスタ431_2お
よびトランジスタ434として、上記実施の形態に開示したトランジスタを用いることが
できる。特に、オフ電流が小さいため、酸化物半導体を用いたトランジスタをトランジス
タ431_2として用いることが好ましい。
気的に接続される。さらに、トランジスタ431_2のゲート電極は、走査線GL_mに
電気的に接続される。
ータの書き込みを制御する機能を有する。
ノード437に電気的に接続される。
気的に接続される。さらに、トランジスタ434のゲート電極は、ノード436に電気的
に接続される。
され、他方は、ノード437に電気的に接続される。
う)などを用いることができる。ただし、発光素子435としては、これに限定されず、
無機材料からなる無機EL素子を用いても良い。
えられ、他方には、低電源電位VSSが与えられる。
素411を順次選択し、トランジスタ431_2をオン状態にしてデータ信号のデータを
書き込む。
持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ434のソ
ース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子435は、流れる電流
量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
たが、本発明の一態様は、これに限定されない。
素子、及び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又は様々
な素子を有することが出来る。表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置は、例えば、
EL(エレクトロルミネッセンス)素子(有機物及び無機物を含むEL素子、有機EL素
子、無機EL素子)、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)
、トランジスタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子
インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイ
(PDP)、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素
子、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッ
ター)、MIRASOL(「MIRASOL」は登録商標。)、IMOD(インターフェ
アレンス・モジュレーション)素子、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式の
MEMS表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カー
ボンナノチューブを用いた表示素子などの少なくとも一つを有している。これらの他にも
、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する
表示媒体を有していても良い。EL素子を用いた表示装置の一例としては、ELディスプ
レイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッショ
ンディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface
−conduction Electron−emitter Display)などが
ある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディス
プレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ
、投射型液晶ディスプレイ)などがある。電子インク、電子粉流体(登録商標)、又は電
気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型
液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、また
は、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部
、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場
合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、
さらに、消費電力を低減することができる。
。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置を用いた表示モジュールについて、
図55を用いて説明を行う。
間に、FPC8003に接続されたタッチセンサ8004、FPC8005に接続された
セル8006、バックライトユニット8007、フレーム8009、プリント基板801
0、バッテリー8011を有する。なお、バックライトユニット8007、バッテリー8
011、タッチセンサ8004などを有さない場合もある。
06のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
に重畳して用いることができる。また、セル8006の対向基板(封止基板)に、タッチ
センサ機能を持たせるようにすることも可能である。または、セル8006の各画素内に
光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。または、セル8006
の各画素内にタッチセンサ用電極を設け、静電容量方式のタッチセンサとすることも可能
である。
ユニット8007の端部に設け、光拡散板を用いる構成としてもよい。
発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有してもよい。またフレー
ム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
もよいし、別途設けたバッテリー8011による電源であってもよい。商用電源を用いる
場合には、バッテリー8011を有さなくてもよい。
加して設けてもよい。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置を用いた電子機器の一例について説
明する。
、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、置き時計、壁掛け時計、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、タブレット型端末、パチンコ
機などの固定式ゲーム機、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、温水器、扇風機、毛髪乾燥機、エアコ
ンディショナー、加湿器、除湿器などの空調設備、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、懐中電
灯、チェーンソー等の工具、煙感知器、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、電力の平準化やスマートグリッドのための蓄電装置等の産業機器が挙げら
れる。また、燃料を用いたエンジンや、蓄電体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、電子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、宇宙船などが挙げられる。
表示部904、マイクロフォン905、スピーカー906、操作キー907、スタイラス
908等を有する。なお、図56(A)に示した携帯型ゲーム機は、2つの表示部903
と表示部904とを有しているが、表示部の数は、これに限定されない。
示部913、第2表示部914、接続部915、操作キー916等を有する。第1表示部
913は第1筐体911に設けられており、第2表示部914は第2筐体912に設けら
れている。そして、第1筐体911と第2筐体912とは、接続部915により接続され
ており、第1筐体911と第2筐体912の間の角度は、接続部915により変更が可能
である。第1表示部913における映像を、接続部915における第1筐体911と第2
筐体912との間の角度にしたがって、切り替える構成としてもよい。また、第1表示部
913および第2表示部914の少なくとも一方に、位置入力装置としての機能が付加さ
れた表示装置を用いるようにしてもよい。なお、位置入力装置としての機能は、表示装置
にタッチパネルを設けることで付加することができる。または、位置入力装置としての機
能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付
加することができる。
2、キーボード923、ポインティングデバイス924等を有する。
扉933等を有する。
43、操作キー944、レンズ945、接続部946等を有する。操作キー944および
レンズ945は第1筐体941に設けられており、表示部943は第2筐体942に設け
られている。そして、第1筐体941と第2筐体942とは、接続部946により接続さ
れており、第1筐体941と第2筐体942の間の角度は、接続部946により変更が可
能である。表示部943における映像を、接続部946における第1筐体941と第2筐
体942との間の角度にしたがって切り替える構成としてもよい。
ライト954等を有する。
本実施の形態では、酸化物半導体の構造と性質について説明する。
る。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC−OS(C Axis Aligned
Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶酸化物半
導体、nc−OS(nanocrystalline Oxide Semicondu
ctor)、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous li
ke Oxide Semiconductor)、非晶質酸化物半導体などがある。
晶性酸化物半導体とに分けられる。結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、
CAAC−OS、多結晶酸化物半導体、nc−OSなどがある。
非晶質構造の定義としては、一般に、準安定状態で固定化していないこと、等方的であっ
て不均質構造を持たないことなどが知られている。また、結合角度が固定されておらず、
短距離秩序性は有するが、長距離秩序性を有さない構造と言い換えることもできる。
ely amorphous)酸化物半導体と呼ぶことはできない。また、等方的でない
(例えば、微小な領域において周期構造を有する)酸化物半導体を、完全な非晶質酸化物
半導体と呼ぶことはできない。
ドともいう。)を有し、不安定な構造である。そのため、物性的には非晶質酸化物半導体
に近いといえる。
CAAC−OSは、c軸配向した複数の結晶部(ペレットともいう。)を有する酸化物半
導体の一つである。
scope)によって、CAAC−OSの明視野像と回折パターンとの複合解析像(高分
解能TEM像ともいう。)を観察すると、複数のペレットを確認することができる。一方
、高分解能TEM像ではペレット同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバウンダリーとも
いう。)を明確に確認することができない。そのため、CAAC−OSは、結晶粒界に起
因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
試料面と略平行な方向から観察したCAAC−OSの断面の高分解能TEM像を示す。高
分解能TEM像の観察には、球面収差補正(Spherical Aberration
Corrector)機能を用いた。球面収差補正機能を用いた高分解能TEM像を、
特にCs補正高分解能TEM像と呼ぶ。Cs補正高分解能TEM像の取得は、例えば、日
本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡JEM−ARM200Fなどによって行うこ
とができる。
図57(B)より、ペレットにおいて、金属原子が層状に配列していることを確認できる
。金属原子の各層の配列は、CAAC−OSの膜を形成する面(被形成面ともいう。)ま
たは上面の凹凸を反映しており、CAAC−OSの被形成面または上面と平行となる。
は、特徴的な原子配列を、補助線で示したものである。図57(B)および図57(C)
より、ペレット一つの大きさは1nm以上3nm以下程度であり、ペレットとペレットと
の傾きにより生じる隙間の大きさは0.8nm程度であることがわかる。したがって、ペ
レットを、ナノ結晶(nc:nanocrystal)と呼ぶこともできる。従って、C
AAC−OSをCANC(C−Axis Aligned nanocrystals)
を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
ト5100の配置を模式的に示すと、レンガまたはブロックが積み重なったような構造と
なる(図57(D)参照。)。図57(C)で観察されたペレットとペレットとの間で傾
きが生じている箇所は、図57(D)に示す領域5161に相当する。
補正高分解能TEM像を示す。図58(A)の領域(1)、領域(2)および領域(3)
を拡大したCs補正高分解能TEM像を、それぞれ図58(B)、図58(C)および図
58(D)に示す。図58(B)、図58(C)および図58(D)より、ペレットは、
金属原子が三角形状、四角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかし
ながら、異なるペレット間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
AC−OSについて説明する。例えば、InGaZnO4の結晶を有するCAAC−OS
に対し、out−of−plane法による構造解析を行うと、図59(A)に示すよう
に回折角(2θ)が31°にピークが現れる場合がある。このピークは、InGaZnO
4の結晶の(009)面に帰属されることから、CAAC−OSの結晶がc軸配向性を有
し、c軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。
のピークの他に、2θが36°にもピークが現れる場合がある。2θが36°のピークは
、CAAC−OS中の一部に、c軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。
c軸配向性が非常に高い場合には、out−of−plane法による構造解析では、2
θが31°にピークを示し、2θが36°にピークを示さない。
e法による構造解析を行うと、2θが56°にピークが現れる。このピークは、InGa
ZnO4の結晶の(110)面に帰属される。CAAC−OSの場合は、2θを56°に
固定し、試料面の法線ベクトルを軸(φ軸)として試料を回転させながら分析(φスキャ
ン)を行っても、図59(B)に示すように明瞭なピークは現れない。これに対し、In
GaZnO4の単結晶酸化物半導体であれば、2θを56°に固定してφスキャンした場
合、図59(C)に示すように(110)面と等価な結晶面に帰属されるピークが6本観
察される。したがって、XRDを用いた構造解析から、CAAC−OSは、a軸およびb
軸の配向が不規則であることが確認できる。
nO4の結晶を有するCAAC−OSに対し、試料面に平行にプローブ径が300nmの
電子線を入射させると、図60(A)に示すような回折パターン(制限視野透過電子回折
パターンともいう。)が現れる場合がある。この回折パターンには、InGaZnO4の
結晶の(009)面に起因するスポットが含まれる。したがって、電子回折によっても、
CAAC−OSに含まれるペレットがc軸配向性を有し、c軸が被形成面または上面に略
垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面に垂直にプローブ
径が300nmの電子線を入射させたときの回折パターンを図60(B)に示す。図60
(B)より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、電子回折によっても、
CAAC−OSに含まれるペレットのa軸およびb軸は配向性を有さないことがわかる。
なお、図60(B)における第1リングは、InGaZnO4の結晶の(010)面およ
び(100)面などに起因すると考えられる。また、図60(B)における第2リングは
(110)面などに起因すると考えられる。
晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、逆の見方をする
とCAAC−OSは不純物や欠陥(酸素欠損など)の少ない酸化物半導体ともいえる。
元素などがある。例えば、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸素
との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を
乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二
酸化炭素などは、原子半径(または分子半径)が大きいため、酸化物半導体の原子配列を
乱し、結晶性を低下させる要因となる。
る場合がある。また、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップとなる場合や、水
素を捕獲することによってキャリア発生源となる場合がある。
。具体的には、8×1011/cm3未満、好ましくは1×1011/cm3未満、さら
に好ましくは1×1010/cm3未満であり、1×10−9/cm3以上のキャリア密
度の酸化物半導体とすることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性または実
質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。CAAC−OSは、不純物濃度が低く、欠陥準
位密度が低い。即ち、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。
nc−OSは、高分解能TEM像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確
な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。nc−OSに含まれる結晶部は、
1nm以上10nm以下、または1nm以上3nm以下の大きさであることが多い。なお
、結晶部の大きさが10nmより大きく100nm以下である酸化物半導体を微結晶酸化
物半導体と呼ぶことがある。nc−OSは、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を
明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶の結晶部は、CAAC−OSにおけるペ
レットに相当するとも言える。そのため、以下ではnc−OSの結晶部をペレットと呼ぶ
場合がある。
nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc−OSは、異なるペレ
ット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で結晶の配向性が見られない
。したがって、nc−OSは、分析方法によっては、a−like OSやa−OSと区
別が付かない場合がある。例えば、nc−OSに対し、ペレットよりも大きい径のX線を
用いた場合、out−of−plane法による解析では、結晶面を示すピークは検出さ
れない。また、nc−OSに対し、ペレットよりも大きいプローブ径(例えば50nm以
上)の電子線を用いる電子回折を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測さ
れる。
子線を用いるナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測される。また、nc−OSに
対しナノビーム電子回折を行うと、円周状に分布した複数のスポットが観測される場合が
ある。さらに、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
OSを、RANC(Random Aligned nanocrystals)を有す
る酸化物半導体、またはNANC(Non−Aligned nanocrystals
)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
は、a−like OSやa−OSよりも欠陥準位密度が低いが、CAAC−OSと比べ
て欠陥準位密度が高い。
a−like OSは、nc−OSとa−OSとの間の構造を有する酸化物半導体である
。そのような構造を有する酸化物半導体を、特に非晶質ライク酸化物半導体(a−lik
e OS:amorphous−like Oxide Semiconductor)
と呼ぶ。
場合がある。また、高分解能TEM像において、明確に結晶部を確認することのできる領
域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。
OSが、CAAC−OSおよびnc−OSと比べて不安定な構造であることを示すため
、電子照射による構造の変化を示す。
試料Bと表記する。)およびCAAC−OS(試料Cと表記する。)を準備した。いずれ
の試料もIn−Ga−Zn酸化物であった。
は、いずれも結晶部を有することがわかる。
O4の結晶の単位格子は、In−O層を3層有し、またGa−Zn−O層を6層有する、
計9層がc軸方向に層状に重なった構造を有することが知られている。これらの近接する
層同士の間隔は、(009)面の格子面間隔(d値ともいう。)と同程度であり、結晶構
造解析からその値は0.29nmと求められている。これらの知見に基づき、格子縞の間
隔が0.28nm以上0.30nm以下である箇所を、InGaZnO4の結晶部と見な
した。なお、格子縞は、InGaZnO4の結晶のa−b面に対応する。
箇所)の平均の大きさをプロットしたものが図61である。図61より、a−like
OS(試料A)は、電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなっていくことがわかる。
具体的には、図61に示すように、TEMによる観察初期においては1.2nm程度の大
きさだった結晶部(初期核ともいう)は累積照射量が4.2×108e−/nm2におい
て2.6nm程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、nc−OSおよびCA
AC−OSは、電子の累積照射量が4.2×108e−/nm2に達しても結晶部の大き
さに変化が見られないことがわかる。具体的には、図61に示すように、電子の累積照射
量によらず、nc−OSおよびCAAC−OSの結晶部の大きさは、それぞれ1.4nm
程度および2.1nm程度であることがわかる。
c−OSおよびCAAC−OSは、電子照射による結晶部の成長がほとんど見られないこ
とがわかる。即ち、a−like OSは、nc−OSおよびCAAC−OSと比べて、
不安定な構造であることがわかる。
て密度の低い構造である。具体的には、a−like OSの密度は、同じ組成の単結晶
の密度の78.6%以上92.3%未満となる。また、nc−OSの密度およびCAAC
−OSの密度は、同じ組成の単結晶の密度の92.3%以上100%未満となる。単結晶
の密度の78%未満となる酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。
面体晶構造を有する単結晶InGaZnO4の密度は6.357g/cm3となる。よっ
て、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において
、a−like OSの密度は5.0g/cm3以上5.9g/cm3未満となる。また
、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において、
nc−OSの密度およびCAAC−OSの密度は5.9g/cm3以上6.3g/cm3
未満となる。
単結晶を組み合わせることにより、所望の組成における単結晶に相当する密度を見積もる
ことができる。所望の組成の単結晶に相当する密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせ
る割合に対して、加重平均を用いて見積もればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない
種類の単結晶を組み合わせて見積もることが好ましい。
お、酸化物半導体は、例えば、a−OS、a−like OS、nc−OS、CAAC−
OSのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
以下では、CAAC−OSおよびnc−OSの成膜モデルの一例について説明する。
室内の模式図である。
してターゲット5130と向かい合う位置には、複数のマグネットが配置される。該複数
のマグネットによって磁場が生じている。マグネットの磁場を利用して成膜速度を高める
スパッタリング法は、マグネトロンスパッタリング法と呼ばれる。
ーゲット−基板間距離(T−S間距離)ともいう。)は0.01m以上1m以下、好まし
くは0.02m以上0.5m以下とする。成膜室内は、ほとんどが成膜ガス(例えば、酸
素、アルゴン、または酸素を5体積%以上の割合で含む混合ガス)で満たされ、0.01
Pa以上100Pa以下、好ましくは0.1Pa以上10Pa以下に制御される。ここで
、ターゲット5130に一定以上の電圧を印加することで、放電が始まり、プラズマが確
認される。なお、ターゲット5130の近傍には磁場によって、高密度プラズマ領域が形
成される。高密度プラズマ領域では、成膜ガスがイオン化することで、イオン5101が
生じる。イオン5101は、例えば、酸素の陽イオン(O+)やアルゴンの陽イオン(A
r+)などである。
晶粒には劈開面が含まれる。図63(A)に、一例として、ターゲット5130に含まれ
るInGaZnO4の結晶の構造を示す。なお、図63(A)は、b軸に平行な方向から
InGaZnO4の結晶を観察した場合の構造である。図63(A)より、近接する二つ
のGa−Zn−O層において、それぞれの層における酸素原子同士が近距離に配置されて
いることがわかる。そして、酸素原子が負の電荷を有することにより、近接する二つのG
a−Zn−O層の間には斥力が生じる。その結果、InGaZnO4の結晶は、近接する
二つのGa−Zn−O層の間に劈開面を有すると考えられる。
速され、やがてターゲット5130と衝突する。このとき、劈開面から平板状またはペレ
ット状のスパッタ粒子であるペレット5100aおよびペレット5100bが剥離し、叩
き出される。なお、ペレット5100aおよびペレット5100bは、イオン5101の
衝突の衝撃によって、構造に歪みが生じる場合がある。
のスパッタ粒子である。また、ペレット5100bは、六角形、例えば正六角形の平面を
有する平板状またはペレット状のスパッタ粒子である。なお、ペレット5100aおよび
ペレット5100bなどの平板状またはペレット状のスパッタ粒子を総称してペレット5
100と呼ぶ。ペレット5100の平面の形状は、三角形、六角形に限定されない、例え
ば、三角形が複数個合わさった形状となる場合がある。例えば、三角形(例えば、正三角
形)が2個合わさった四角形(例えば、ひし形)となる場合もある。
ペレット5100の厚さは、均一にすることが好ましい。また、スパッタ粒子は厚みのな
いペレット状である方が、厚みのあるサイコロ状であるよりも好ましい。例えば、ペレッ
ト5100は、厚さを0.4nm以上1nm以下、好ましくは0.6nm以上0.8nm
以下とする。また、例えば、ペレット5100は、幅を1nm以上3nm以下、好ましく
は1.2nm以上2.5nm以下とする。ペレット5100は、a−like OSのT
EM観察における初期核に相当すると考えられる。例えば、In−Ga−Zn酸化物を有
するターゲット5130にイオン5101を衝突させると、図63(B)に示すように、
Ga−Zn−O層、In−O層およびGa−Zn−O層の3層を有するペレット5100
が剥離する。図63(C)に、剥離したペレット5100をc軸に平行な方向から観察し
た構造を示す。ペレット5100は、二つのGa−Zn−O層と、それに挟持されたIn
−O層とを有するナノサイズのサンドイッチ構造と呼ぶこともできる。
。ペレット5100は、例えば、側面に位置する酸素原子が負に帯電する可能性がある。
側面が同じ極性の電荷を有することにより、電荷同士の反発が起こり、平板状またはペレ
ット状の形状を維持することが可能となる。なお、CAAC−OSが、In−Ga−Zn
酸化物である場合、インジウム原子と結合した酸素原子が負に帯電する可能性がある。ま
たは、インジウム原子、ガリウム原子または亜鉛原子と結合した酸素原子が負に帯電する
可能性がある。また、ペレット5100は、プラズマを通過する際に、プラズマ中のイン
ジウム原子、ガリウム原子、亜鉛原子および酸素原子などと結合することで成長する場合
がある。図61中の資料Aの平均結晶サイズの増大がプラズマ中での成長分に相当する可
能性がある。ここで、基板5120が室温程度である場合、基板5120上におけるペレ
ット5100の成長が起こりにくいためnc−OSとなる(図62(B)参照。)。室温
程度で成膜できることから、基板5120が大面積である場合でもnc−OSの成膜が可
能である。なお、ペレット5100をプラズマ中で成長させるためには、スパッタリング
法における成膜電力を高くすることが有効である。成膜電力を高くすることで、ペレット
5100の構造を安定にすることができる。
中を飛翔し、基板5120上に達する。ペレット5100は電荷を帯びているため、ほか
のペレット5100が既に堆積している領域が近づくと、斥力が生じる。ここで、基板5
120の上面では、基板5120の上面に平行な向きの磁場(水平磁場ともいう。)が生
じている。また、基板5120およびターゲット5130間には、電位差が与えられるた
め、基板5120からターゲット5130に向かう方向に電流が流れる可能性がある。し
たがって、ペレット5100は、基板5120の上面において、磁場および電流の作用に
よって、力(ローレンツ力)を受けるものと考えられる。このことは、フレミングの左手
の法則によって理解できる。
を移動するためには何らかの力を外部から印加することが重要となる。その力の一つが磁
場および電流の作用で生じる力である可能性がある。なお、ペレット5100に、基板5
120の上面を移動するために十分な力を与えるには、基板5120の上面において、基
板5120の上面に平行な向きの磁場が10G以上、好ましくは20G以上、さらに好ま
しくは30G以上、より好ましくは50G以上となる領域を設けるとよい。または、基板
5120の上面において、基板5120の上面に平行な向きの磁場が、基板5120の上
面に垂直な向きの磁場の1.5倍以上、好ましくは2倍以上、さらに好ましくは3倍以上
、より好ましくは5倍以上となる領域を設けるとよい。
よって、基板5120の上面における水平磁場の向きは変化し続ける。したがって、基板
5120の上面において、ペレット5100は、様々な方向から力を受け、様々な方向へ
移動することができる可能性がある。
と基板5120との間で摩擦などによる抵抗が低下する可能性がある。その結果、ペレッ
ト5100は、、平板面を基板5120に向けた状態で基板5120の上面を滑空するも
のと考えられる。その後、既に堆積しているほかのペレット5100の側面まで到達する
と、側面同士が結合する。このとき、ペレット5100の側面にある酸素原子が脱離する
。脱離した酸素原子によって、CAAC−OS中の酸素欠損が埋まる場合があるため、欠
陥準位密度の低いCAAC−OSとなる。なお、基板5120の上面の温度は、例えば、
100℃以上500℃未満、150℃以上450℃未満、または170℃以上400℃未
満とすればよい。したがって、基板5120が大面積である場合でもCAAC−OSの成
膜は可能である。
イオン5101の衝突で生じた構造の歪みが緩和される。歪みの緩和されたペレット51
00は、ほとんど単結晶となる。ペレット5100がほとんど単結晶となることにより、
ペレット5100同士が結合した後に加熱されたとしても、ペレット5100自体の伸縮
はほとんど起こり得ない。したがって、ペレット5100間の隙間が広がることで結晶粒
界などの欠陥を形成し、クレバス化することがない。
ペレット5100(ナノ結晶)の集合体がレンガまたはブロックが積み重なったような配
列をしている。また、ペレット5100同士の間には結晶粒界を有さない。そのため、成
膜時の加熱、成膜後の加熱または曲げなどで、CAAC−OSに縮みなどの変形が生じた
場合でも、局部応力を緩和する、または歪みを逃がすことが可能と思われる。したがって
、可とう性を有する半導体装置に用いることに適した構造である。なお、nc−OSは、
ペレット5100(ナノ結晶)が無秩序に積み重なったような配列となる。
、酸化亜鉛などが剥離する場合がある。酸化亜鉛はペレット5100よりも軽量であるた
め、先に基板5120の上面に到達する可能性がある。そして、0.1nm以上10nm
以下、0.2nm以上5nm以下、または0.5nm以上2nm以下の酸化亜鉛層510
2を形成するものと考えられる。図64に断面模式図を示す。
5105bと、が堆積する。ここで、ペレット5105aとペレット5105bとは、互
いに側面が接するように配置している。また、ペレット5105cは、ペレット5105
b上に堆積した後、ペレット5105b上を滑るように移動するものと考えられる。また
、ペレット5105aの別の側面において、酸化亜鉛とともにターゲットから剥離した複
数の粒子5103が、基板5120からの加熱により結晶化し、領域5105a1を形成
する。なお、複数の粒子5103は、酸素、亜鉛、インジウムおよびガリウムなどを含む
可能性がある。
し、ペレット5105a2となる。また、ペレット5105cは、その側面がペレット5
105bの別の側面と接するように配置する。
およびペレット5105b上に堆積した後、ペレット5105a2上およびペレット51
05b上を滑るように移動するものと考えられる。また、ペレット5105cの別の側面
に向けて、さらにペレット5105eが酸化亜鉛層5102上を滑るように移動する。
5a2の側面と接するように配置し、ペレット5105eは、その側面がペレット510
5cの別の側面と接するように配置するものと考えられる。また、ペレット5105dの
別の側面において、酸化亜鉛とともにターゲット5130から剥離した複数の粒子510
3が基板5120からの加熱により結晶化し、領域5105d1を形成する。
長が起こることで、基板5120上にCAAC−OSが形成される。したがって、CAA
C−OSは、nc−OSよりも一つ一つのペレットが大きくなる。図61に示したように
、サンプルBとサンプルCの平均結晶サイズの違いが、堆積後の成長分に相当する。
る場合がある。一つの大きなペレットは、単結晶構造を有する。例えば、ペレットの大き
さが、上面から見て10nm以上200nm以下、15nm以上100nm以下、または
20nm以上50nm以下となる場合がある。このとき、微細なトランジスタに用いる酸
化物半導体において、チャネル形成領域が一つの大きなペレットに収まる場合がある。即
ち、単結晶構造を有する領域をチャネル形成領域として用いることができる。また、ペレ
ットが大きくなることで、単結晶構造を有する領域をトランジスタのチャネル形成領域、
ソース領域およびドレイン領域として用いることができる場合がある。
れることによって、トランジスタの周波数特性を高くすることができる場合がある。
れる。被形成面が結晶構造を有さない場合においても、CAAC−OSの成膜が可能であ
ることから、エピタキシャル成長とは異なる成長機構であることがわかる。また、CAA
C−OSは、レーザ結晶化が不要であり、大面積のガラス基板などであっても均一な成膜
が可能である。例えば、被形成面が非晶質構造(例えば非晶質酸化シリコン)であっても
、CAAC−OSを成膜することは可能である。
の形状に沿ってペレット5100が配列することがわかった。例えば、基板5120の上
面が原子レベルで平坦な場合、ペレット5100はa−b面と平行な平面である平板面を
下に向けて並置する。ペレット5100の厚さが均一である場合、厚さが均一で平坦、か
つ高い結晶性を有する層が形成されるものと考えられる。そして、当該層がn段(nは自
然数。)積み重なることで、CAAC−OSを得ることができる。
0が凹凸に沿って並置した層がn段(nは自然数。)積み重なった構造となる。基板51
20が凹凸を有するため、CAAC−OSは、ペレット5100間に隙間が生じやすい場
合がある。ただし、この場合でも、ペレット間の隙間はなるべく小さくなるように配列す
る。したがって、凹凸があっても高い結晶性を有するCAAC−OSとすることができる
。
が厚みのないペレット状である方が好ましい。なお、スパッタ粒子が厚みのあるサイコロ
状である場合、基板5120上に向ける面が一定とならず、厚さや結晶の配向を均一にで
きない場合がある。
を有するCAAC−OSを得ることができるものと考えられる。
102 電極
103 電極
104 電極
106 絶縁層
107 絶縁層
108 酸化物半導体層
109 電極
110 絶縁層
111 電極
112 絶縁層
113 絶縁層
114 電極
116 絶縁層
117 電極
118 電極
119 電極
120 絶縁層
121 導電層
127 導電層
131 絶縁層
132 電極
135 開口部
136 開口部
137 開口部
138 開口部
142 電極
150 トランジスタ
155 トランジスタ
156 トランジスタ
157 開口部
160 トランジスタ
165 トランジスタ
166 トランジスタ
170 トランジスタ
175 トランジスタ
176 トランジスタ
190 容量素子
210 半導体装置
220 半導体装置
230 半導体装置
240 半導体装置
250 半導体装置
260 半導体装置
280 不純物元素
281 境界面
382 Ec
386 Ec
390 トラップ準位
401 画素部
404 走査線駆動回路
406 信号線駆動回路
407 走査線
409 信号線
411 画素
415 容量線
432 液晶素子
434 トランジスタ
435 発光素子
436 ノード
437 ノード
500 記憶装置
700 基板
701 回路
702 回路
703 スイッチ
704 スイッチ
706 論理素子
707 容量素子
708 容量素子
709 トランジスタ
710 トランジスタ
713 トランジスタ
714 トランジスタ
720 回路
730 記憶装置
750 トランジスタ
751 電極
752 絶縁層
753 チャネル形成領域
754 n型不純物領域
755 n型不純物領域
756 側壁絶縁層
757 開口部
760 基板
765 n型不純物領域
789 素子分離領域
790 絶縁層
791 絶縁層
800 RFタグ
801 通信器
802 アンテナ
803 無線信号
804 アンテナ
805 整流回路
806 定電圧回路
807 復調回路
808 変調回路
809 論理回路
810 記憶回路
811 ROM
901 筐体
902 筐体
903 表示部
904 表示部
905 マイクロフォン
906 スピーカー
907 操作キー
908 スタイラス
911 筐体
912 筐体
913 表示部
914 表示部
915 接続部
916 操作キー
921 筐体
922 表示部
923 キーボード
924 ポインティングデバイス
931 筐体
932 冷蔵室用扉
933 冷凍室用扉
941 筐体
942 筐体
943 表示部
944 操作キー
945 レンズ
946 接続部
951 車体
952 車輪
953 ダッシュボード
954 ライト
1001 半導体装置
1002 半導体装置
1100 半導体装置
1101 半導体装置
1102 半導体装置
1110 半導体装置
1120 半導体装置
1130 半導体装置
1140 半導体装置
1150 半導体装置
1160 半導体装置
1170 半導体装置
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
1200 半導体装置
1201 半導体装置
1202 半導体装置
1210 半導体装置
1220 半導体装置
1230 半導体装置
1240 半導体装置
1250 半導体装置
1260 半導体装置
1270 半導体装置
1500 記憶装置
1600 記憶装置
3001 配線
3002 配線
3003 配線
3004 配線
3005 配線
4000 RFタグ
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチセンサ
8005 FPC
8006 セル
8007 バックライトユニット
8008 光源
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリー
108a 酸化物半導体層
108b 酸化物半導体層
108c 酸化物半導体層
115a 酸化物半導体層
115b 酸化物半導体層
115c 酸化物半導体層
383a Ec
383b Ec
383c Ec
431_1 トランジスタ
431_2 トランジスタ
433_1 容量素子
433_2 容量素子
Claims (1)
- チャネル形成領域にシリコンを有する第1のトランジスタと、
チャネル形成領域にシリコンを有する第2のトランジスタと、
チャネル形成領域に酸化物半導体を有する第3のトランジスタと、を有し、
前記第3のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲート又は前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲート電極と、前記第2のトランジスタのゲート電極と、前記第3のトランジスタのチャネル形成領域と重なる領域を有する導電層とは、同じ絶縁膜上に設けられている、半導体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021111032A JP7269284B2 (ja) | 2013-12-26 | 2021-07-02 | 半導体装置 |
JP2023070303A JP2023090786A (ja) | 2013-12-26 | 2023-04-21 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013269090 | 2013-12-26 | ||
JP2013269129 | 2013-12-26 | ||
JP2013269090 | 2013-12-26 | ||
JP2013269129 | 2013-12-26 | ||
JP2014006675 | 2014-01-17 | ||
JP2014006675 | 2014-01-17 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014259970A Division JP6570829B2 (ja) | 2013-12-26 | 2014-12-24 | 半導体装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021111032A Division JP7269284B2 (ja) | 2013-12-26 | 2021-07-02 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019212922A true JP2019212922A (ja) | 2019-12-12 |
Family
ID=53477635
Family Applications (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014259970A Active JP6570829B2 (ja) | 2013-12-26 | 2014-12-24 | 半導体装置 |
JP2019145186A Withdrawn JP2019212922A (ja) | 2013-12-26 | 2019-08-07 | 表示装置 |
JP2021111032A Active JP7269284B2 (ja) | 2013-12-26 | 2021-07-02 | 半導体装置 |
JP2023070303A Pending JP2023090786A (ja) | 2013-12-26 | 2023-04-21 | 半導体装置 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014259970A Active JP6570829B2 (ja) | 2013-12-26 | 2014-12-24 | 半導体装置 |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021111032A Active JP7269284B2 (ja) | 2013-12-26 | 2021-07-02 | 半導体装置 |
JP2023070303A Pending JP2023090786A (ja) | 2013-12-26 | 2023-04-21 | 半導体装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9627418B2 (ja) |
JP (4) | JP6570829B2 (ja) |
TW (1) | TWI654739B (ja) |
WO (1) | WO2015097596A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015083034A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device |
WO2015097596A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
TWI663726B (zh) | 2014-05-30 | 2019-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | 半導體裝置、模組及電子裝置 |
KR20160114511A (ko) | 2015-03-24 | 2016-10-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치의 제작 방법 |
US9806200B2 (en) | 2015-03-27 | 2017-10-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
US10714633B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-07-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and display device |
WO2017153882A1 (en) | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, manufacturing method thereof, and display device including the semiconductor device |
WO2017175095A1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
KR102458660B1 (ko) | 2016-08-03 | 2022-10-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치 및 전자 기기 |
TWI794812B (zh) * | 2016-08-29 | 2023-03-01 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 顯示裝置及控制程式 |
CN109791949B (zh) * | 2016-09-27 | 2022-02-25 | 夏普株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
CN108573983B (zh) * | 2017-03-13 | 2021-08-17 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光学探测器及其制备方法、指纹识别传感器、显示装置 |
US20220020883A1 (en) * | 2019-02-28 | 2022-01-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
US11672126B2 (en) * | 2020-06-18 | 2023-06-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Three-dimensional memory device and manufacturing method thereof |
JP2022126268A (ja) * | 2021-02-18 | 2022-08-30 | キオクシア株式会社 | 半導体記憶装置及び半導体記憶装置の製造方法 |
CN115483249A (zh) * | 2021-05-28 | 2022-12-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示基板及其制作方法、显示面板 |
WO2024047488A1 (ja) * | 2022-09-01 | 2024-03-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009033145A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-02-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
JP2011054942A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-03-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP2013232584A (ja) * | 2012-05-01 | 2013-11-14 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
JP2013243352A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-12-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物半導体膜および半導体装置 |
Family Cites Families (121)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60198861A (ja) | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Fujitsu Ltd | 薄膜トランジスタ |
JPH0244256B2 (ja) | 1987-01-28 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn2o5deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244258B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn3o6deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244260B2 (ja) | 1987-02-24 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn5o8deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPS63210023A (ja) | 1987-02-24 | 1988-08-31 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | InGaZn↓4O↓7で示される六方晶系の層状構造を有する化合物およびその製造法 |
JPH0244262B2 (ja) | 1987-02-27 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn6o9deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH0244263B2 (ja) | 1987-04-22 | 1990-10-03 | Kagaku Gijutsucho Mukizaishitsu Kenkyushocho | Ingazn7o10deshimesarerurotsuhoshokeinosojokozoojusurukagobutsuoyobisonoseizoho |
JPH05251705A (ja) | 1992-03-04 | 1993-09-28 | Fuji Xerox Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
JP3479375B2 (ja) | 1995-03-27 | 2003-12-15 | 科学技術振興事業団 | 亜酸化銅等の金属酸化物半導体による薄膜トランジスタとpn接合を形成した金属酸化物半導体装置およびそれらの製造方法 |
DE69635107D1 (de) | 1995-08-03 | 2005-09-29 | Koninkl Philips Electronics Nv | Halbleiteranordnung mit einem transparenten schaltungselement |
JP3625598B2 (ja) | 1995-12-30 | 2005-03-02 | 三星電子株式会社 | 液晶表示装置の製造方法 |
JP4170454B2 (ja) | 1998-07-24 | 2008-10-22 | Hoya株式会社 | 透明導電性酸化物薄膜を有する物品及びその製造方法 |
JP2000150861A (ja) | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Tdk Corp | 酸化物薄膜 |
JP3276930B2 (ja) | 1998-11-17 | 2002-04-22 | 科学技術振興事業団 | トランジスタ及び半導体装置 |
TW460731B (en) | 1999-09-03 | 2001-10-21 | Ind Tech Res Inst | Electrode structure and production method of wide viewing angle LCD |
JP4089858B2 (ja) | 2000-09-01 | 2008-05-28 | 国立大学法人東北大学 | 半導体デバイス |
KR20020038482A (ko) | 2000-11-15 | 2002-05-23 | 모리시타 요이찌 | 박막 트랜지스터 어레이, 그 제조방법 및 그것을 이용한표시패널 |
JP3997731B2 (ja) | 2001-03-19 | 2007-10-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法 |
JP2002289859A (ja) | 2001-03-23 | 2002-10-04 | Minolta Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
JP3925839B2 (ja) | 2001-09-10 | 2007-06-06 | シャープ株式会社 | 半導体記憶装置およびその試験方法 |
JP4090716B2 (ja) | 2001-09-10 | 2008-05-28 | 雅司 川崎 | 薄膜トランジスタおよびマトリクス表示装置 |
JP4164562B2 (ja) | 2002-09-11 | 2008-10-15 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ホモロガス薄膜を活性層として用いる透明薄膜電界効果型トランジスタ |
EP1443130B1 (en) | 2001-11-05 | 2011-09-28 | Japan Science and Technology Agency | Natural superlattice homologous single crystal thin film, method for preparation thereof, and device using said single crystal thin film |
JP4083486B2 (ja) | 2002-02-21 | 2008-04-30 | 独立行政法人科学技術振興機構 | LnCuO(S,Se,Te)単結晶薄膜の製造方法 |
US7049190B2 (en) | 2002-03-15 | 2006-05-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for forming ZnO film, method for forming ZnO semiconductor layer, method for fabricating semiconductor device, and semiconductor device |
JP3933591B2 (ja) | 2002-03-26 | 2007-06-20 | 淳二 城戸 | 有機エレクトロルミネッセント素子 |
US7339187B2 (en) | 2002-05-21 | 2008-03-04 | State Of Oregon Acting By And Through The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Transistor structures |
JP2004022625A (ja) | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体デバイス及び該半導体デバイスの製造方法 |
US7105868B2 (en) | 2002-06-24 | 2006-09-12 | Cermet, Inc. | High-electron mobility transistor with zinc oxide |
US7067843B2 (en) | 2002-10-11 | 2006-06-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Transparent oxide semiconductor thin film transistors |
JP4166105B2 (ja) | 2003-03-06 | 2008-10-15 | シャープ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2004273732A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Sharp Corp | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
JP4108633B2 (ja) | 2003-06-20 | 2008-06-25 | シャープ株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法ならびに電子デバイス |
US7262463B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-08-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Transistor including a deposited channel region having a doped portion |
EP2246894B2 (en) | 2004-03-12 | 2018-10-10 | Japan Science and Technology Agency | Method for fabricating a thin film transistor having an amorphous oxide as a channel layer |
US7145174B2 (en) | 2004-03-12 | 2006-12-05 | Hewlett-Packard Development Company, Lp. | Semiconductor device |
US7297977B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Semiconductor device |
US7282782B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-10-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Combined binary oxide semiconductor device |
US7211825B2 (en) | 2004-06-14 | 2007-05-01 | Yi-Chi Shih | Indium oxide-based thin film transistors and circuits |
JP2006100760A (ja) | 2004-09-02 | 2006-04-13 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
US7285501B2 (en) | 2004-09-17 | 2007-10-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming a solution processed device |
US7298084B2 (en) | 2004-11-02 | 2007-11-20 | 3M Innovative Properties Company | Methods and displays utilizing integrated zinc oxide row and column drivers in conjunction with organic light emitting diodes |
JP5126729B2 (ja) | 2004-11-10 | 2013-01-23 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
KR100998527B1 (ko) | 2004-11-10 | 2010-12-07 | 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸 | 비정질 산화물 및 전계 효과 트랜지스터 |
US7453065B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Sensor and image pickup device |
JP5118812B2 (ja) | 2004-11-10 | 2013-01-16 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ |
US7863611B2 (en) | 2004-11-10 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Integrated circuits utilizing amorphous oxides |
RU2358354C2 (ru) | 2004-11-10 | 2009-06-10 | Кэнон Кабусики Кайся | Светоизлучающее устройство |
US7791072B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Display |
US7829444B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Field effect transistor manufacturing method |
US7579224B2 (en) | 2005-01-21 | 2009-08-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film semiconductor device |
US7608531B2 (en) | 2005-01-28 | 2009-10-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, electronic device, and method of manufacturing semiconductor device |
TWI562380B (en) | 2005-01-28 | 2016-12-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device, electronic device, and method of manufacturing semiconductor device |
US7858451B2 (en) | 2005-02-03 | 2010-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic device, semiconductor device and manufacturing method thereof |
US7948171B2 (en) | 2005-02-18 | 2011-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
US20060197092A1 (en) | 2005-03-03 | 2006-09-07 | Randy Hoffman | System and method for forming conductive material on a substrate |
US8681077B2 (en) | 2005-03-18 | 2014-03-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, and display device, driving method and electronic apparatus thereof |
WO2006105077A2 (en) | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Low voltage thin film transistor with high-k dielectric material |
US7645478B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-01-12 | 3M Innovative Properties Company | Methods of making displays |
US8300031B2 (en) | 2005-04-20 | 2012-10-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising transistor having gate and drain connected through a current-voltage conversion element |
JP2006344849A (ja) | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
US7691666B2 (en) | 2005-06-16 | 2010-04-06 | Eastman Kodak Company | Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby |
US7402506B2 (en) | 2005-06-16 | 2008-07-22 | Eastman Kodak Company | Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby |
US7507618B2 (en) | 2005-06-27 | 2009-03-24 | 3M Innovative Properties Company | Method for making electronic devices using metal oxide nanoparticles |
KR100711890B1 (ko) | 2005-07-28 | 2007-04-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 발광표시장치 및 그의 제조방법 |
JP2007059128A (ja) | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Canon Inc | 有機el表示装置およびその製造方法 |
JP4850457B2 (ja) | 2005-09-06 | 2012-01-11 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ及び薄膜ダイオード |
JP2007073705A (ja) | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Canon Inc | 酸化物半導体チャネル薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
JP5116225B2 (ja) | 2005-09-06 | 2013-01-09 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体デバイスの製造方法 |
JP4280736B2 (ja) | 2005-09-06 | 2009-06-17 | キヤノン株式会社 | 半導体素子 |
EP1998375A3 (en) | 2005-09-29 | 2012-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. | Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method |
JP5037808B2 (ja) | 2005-10-20 | 2012-10-03 | キヤノン株式会社 | アモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタ、及び該トランジスタを用いた表示装置 |
KR101358954B1 (ko) | 2005-11-15 | 2014-02-06 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 다이오드 및 액티브 매트릭스 표시장치 |
TWI292281B (en) | 2005-12-29 | 2008-01-01 | Ind Tech Res Inst | Pixel structure of active organic light emitting diode and method of fabricating the same |
US7867636B2 (en) | 2006-01-11 | 2011-01-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Transparent conductive film and method for manufacturing the same |
JP4977478B2 (ja) | 2006-01-21 | 2012-07-18 | 三星電子株式会社 | ZnOフィルム及びこれを用いたTFTの製造方法 |
US7576394B2 (en) | 2006-02-02 | 2009-08-18 | Kochi Industrial Promotion Center | Thin film transistor including low resistance conductive thin films and manufacturing method thereof |
US7977169B2 (en) | 2006-02-15 | 2011-07-12 | Kochi Industrial Promotion Center | Semiconductor device including active layer made of zinc oxide with controlled orientations and manufacturing method thereof |
KR20070101595A (ko) | 2006-04-11 | 2007-10-17 | 삼성전자주식회사 | ZnO TFT |
US20070252928A1 (en) | 2006-04-28 | 2007-11-01 | Toppan Printing Co., Ltd. | Structure, transmission type liquid crystal display, reflection type display and manufacturing method thereof |
JP5028033B2 (ja) | 2006-06-13 | 2012-09-19 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
JP4609797B2 (ja) | 2006-08-09 | 2011-01-12 | Nec液晶テクノロジー株式会社 | 薄膜デバイス及びその製造方法 |
JP4999400B2 (ja) | 2006-08-09 | 2012-08-15 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
JP4332545B2 (ja) | 2006-09-15 | 2009-09-16 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ及びその製造方法 |
JP5164357B2 (ja) | 2006-09-27 | 2013-03-21 | キヤノン株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JP4274219B2 (ja) | 2006-09-27 | 2009-06-03 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機薄膜半導体装置 |
US7622371B2 (en) | 2006-10-10 | 2009-11-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fused nanocrystal thin film semiconductor and method |
US7772021B2 (en) | 2006-11-29 | 2010-08-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Flat panel displays comprising a thin-film transistor having a semiconductive oxide in its channel and methods of fabricating the same for use in flat panel displays |
JP2008140684A (ja) | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Toppan Printing Co Ltd | カラーelディスプレイおよびその製造方法 |
KR101303578B1 (ko) | 2007-01-05 | 2013-09-09 | 삼성전자주식회사 | 박막 식각 방법 |
US8207063B2 (en) | 2007-01-26 | 2012-06-26 | Eastman Kodak Company | Process for atomic layer deposition |
KR100851215B1 (ko) | 2007-03-14 | 2008-08-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치 |
US7795613B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-09-14 | Toppan Printing Co., Ltd. | Structure with transistor |
KR101325053B1 (ko) | 2007-04-18 | 2013-11-05 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 |
KR20080094300A (ko) | 2007-04-19 | 2008-10-23 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법과 박막 트랜지스터를포함하는 평판 디스플레이 |
KR101334181B1 (ko) | 2007-04-20 | 2013-11-28 | 삼성전자주식회사 | 선택적으로 결정화된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터 및 그제조 방법 |
CN101663762B (zh) | 2007-04-25 | 2011-09-21 | 佳能株式会社 | 氧氮化物半导体 |
KR101345376B1 (ko) | 2007-05-29 | 2013-12-24 | 삼성전자주식회사 | ZnO 계 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 |
US8202365B2 (en) | 2007-12-17 | 2012-06-19 | Fujifilm Corporation | Process for producing oriented inorganic crystalline film, and semiconductor device using the oriented inorganic crystalline film |
JP4623179B2 (ja) | 2008-09-18 | 2011-02-02 | ソニー株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
JP5451280B2 (ja) | 2008-10-09 | 2014-03-26 | キヤノン株式会社 | ウルツ鉱型結晶成長用基板およびその製造方法ならびに半導体装置 |
KR102220018B1 (ko) * | 2010-03-08 | 2021-02-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치를 제작하는 방법 |
KR20130014562A (ko) * | 2010-04-02 | 2013-02-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
US9209314B2 (en) * | 2010-06-16 | 2015-12-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Field effect transistor |
CN103069717B (zh) | 2010-08-06 | 2018-01-30 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体集成电路 |
JP2013009285A (ja) * | 2010-08-26 | 2013-01-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 信号処理回路及びその駆動方法 |
TWI525818B (zh) | 2010-11-30 | 2016-03-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及半導體裝置之製造方法 |
SG11201504734VA (en) * | 2011-06-17 | 2015-07-30 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR101810608B1 (ko) * | 2011-06-22 | 2017-12-21 | 삼성전자주식회사 | 광센싱 장치 및 그 구동 방법, 광센싱 장치를 포함하는 광터치 스크린 장치 |
US8748886B2 (en) * | 2011-07-08 | 2014-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
US8952377B2 (en) * | 2011-07-08 | 2015-02-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US8772130B2 (en) * | 2011-08-23 | 2014-07-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method of SOI substrate |
JP2013125826A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
US9007090B2 (en) * | 2012-05-01 | 2015-04-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of driving semiconductor device |
WO2013168624A1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
KR102316107B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2021-10-21 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
KR102113160B1 (ko) | 2012-06-15 | 2020-05-20 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
KR102161077B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2020-09-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
JP6134598B2 (ja) * | 2012-08-02 | 2017-05-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
TWI620323B (zh) * | 2012-11-16 | 2018-04-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置 |
WO2015097596A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
-
2014
- 2014-12-17 WO PCT/IB2014/066993 patent/WO2015097596A1/en active Application Filing
- 2014-12-22 US US14/579,249 patent/US9627418B2/en active Active
- 2014-12-24 JP JP2014259970A patent/JP6570829B2/ja active Active
- 2014-12-25 TW TW103145518A patent/TWI654739B/zh not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-04-12 US US15/485,371 patent/US10002886B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2019
- 2019-08-07 JP JP2019145186A patent/JP2019212922A/ja not_active Withdrawn
-
2021
- 2021-07-02 JP JP2021111032A patent/JP7269284B2/ja active Active
-
2023
- 2023-04-21 JP JP2023070303A patent/JP2023090786A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009033145A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-02-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
JP2011054942A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-03-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP2013243352A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-12-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物半導体膜および半導体装置 |
JP2013232584A (ja) * | 2012-05-01 | 2013-11-14 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201532243A (zh) | 2015-08-16 |
US10002886B2 (en) | 2018-06-19 |
TWI654739B (zh) | 2019-03-21 |
US9627418B2 (en) | 2017-04-18 |
JP2021153208A (ja) | 2021-09-30 |
JP2023090786A (ja) | 2023-06-29 |
US20170221931A1 (en) | 2017-08-03 |
JP6570829B2 (ja) | 2019-09-04 |
JP7269284B2 (ja) | 2023-05-08 |
JP2015156477A (ja) | 2015-08-27 |
US20150187824A1 (en) | 2015-07-02 |
WO2015097596A1 (en) | 2015-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7269284B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP7202494B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6517030B2 (ja) | 半導体装置 | |
US20170018631A1 (en) | Semiconductor device | |
JP6514512B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2016015484A (ja) | 半導体装置、該半導体装置の作製方法および該半導体装置を含む電子機器 | |
JP2016149548A (ja) | トランジスタ、半導体装置、および電子機器 | |
JP2016174147A (ja) | トランジスタ、トランジスタの作製方法、半導体装置および電子機器 | |
JP2017130647A (ja) | トランジスタ、半導体装置、および電子機器 | |
JP6463117B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6440457B2 (ja) | 半導体装置 | |
TWI670859B (zh) | 半導體裝置 | |
JP6537341B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2016034023A (ja) | 半導体装置およびその作製方法、電子機器 | |
JP2024071433A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190906 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190906 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200618 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200623 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200824 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201022 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210406 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20210705 |