JP2023017043A5 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Claims (13)

1. 酸化物半導体層を有する半導体装置の作製方法であって、
   前記酸化物半導体層に接して酸化物膜を形成する工程と、
   前記酸化物膜を介して、前記酸化物半導体層に不純物元素を添加する工程と、を有し、
   前記酸化物膜は、加熱により酸素を放出することが可能な絶縁膜であり、
   前記添加する前記不純物元素は、リン、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、またはシリコンであり、
   前記添加を、前記酸化物半導体層中における前記不純物元素の濃度分布が前記酸化物膜に近いほど高くなる領域を有するように行う、半導体装置の作製方法。
2. 酸化物半導体層を有する半導体装置の作製方法であって、
   前記酸化物半導体層に接して酸化物膜を形成する工程と、
   前記酸化物膜を介して、前記酸化物半導体層に不純物元素を添加する工程と、
   前記添加する工程の後に、絶縁層を形成する工程と、
   前記絶縁層を形成する工程の後に、加熱処理を行い前記酸化物膜から酸素を前記酸化物半導体層に放出させる工程と、を有し、
   前記絶縁層は、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、又はハフニウムアルミネートを含む絶縁膜であり、
   前記添加する前記不純物元素は、リン、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、またはシリコンであり、
   前記添加を、前記酸化物半導体層中における前記不純物元素の濃度分布が前記酸化物膜に近いほど高くなる領域を有するように行う、半導体装置の作製方法。
3. 請求項２において、
   前記加熱処理を、２００℃以上４００℃以下の温度範囲で行う、半導体装置の作製方法。
4. 請求項２または請求項３において、
   前記絶縁層の形成を、１５０℃以上４００℃以下の温度範囲で行う、半導体装置の作製方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記酸化物半導体層は、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を含む半導体装置の作製方法。
6. 請求項５において、
   前記添加する工程の前に、前記酸化物膜に接して、前記酸化物半導体層よりもガリウムの割合が高く且つ前記酸化物半導体層よりもインジウムの割合が低い金属酸化物層を形成する工程を有する、半導体装置の作製方法。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記添加する工程の前に、前記酸化物膜に接して金属酸化物層を形成する工程を有する、半導体装置の作製方法。
8. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記添加する工程の前に、前記酸化物膜に対して酸素を供給する処理を行う工程を有する、半導体装置の作製方法。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
   前記添加を、前記酸化物膜中における前記不純物元素の濃度分布が前記酸化物半導体層に近いほど高くなる領域を有するように行う、半導体装置の作製方法。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
    前記添加を、前記酸化物半導体層と前記酸化物膜との界面、前記酸化物半導体層中の前記酸化物膜に近い部分又は前記酸化物膜中の前記酸化物半導体層に近い部分で、前記不純物元素の濃度が最も高くなるように行う、半導体装置の作製方法。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記添加を、プラズマイオンドーピング法またはイオン注入法によって行う、半導体装置の作製方法。
12. 第１の導電層と、
    インジウムと、ガリウムと、を含む酸化物半導体層と、
    酸化物層と、
    前記酸化物層を介して前記酸化物半導体層と対向する領域を有し且つ前記酸化物半導体層よりもガリウムの割合が高く且つ前記酸化物半導体層よりもインジウムの割合が低い金属酸化物層と、
    前記金属酸化物層及び前記酸化物層に設けられた開口を介して前記第１の導電層と接する第２の導電層と、
    絶縁層と、
    を有する半導体装置の作製方法であって、
    前記酸化物半導体層に接して酸化物膜を形成する工程と、
    前記酸化物膜を介して、前記酸化物半導体層に不純物元素を添加する工程と、
    前記添加する工程の後に、前記絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層を形成する工程の後に、加熱処理を行い前記酸化物膜から酸素を前記酸化物半導体層に放出させる工程と、を有し、
    前記絶縁層は、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、又はハフニウムアルミネートを含む絶縁膜であり、
    前記添加する前記不純物元素は、リン、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、またはシリコンであり、
    前記添加を、前記酸化物半導体層中における前記不純物元素の濃度分布が前記酸化物膜に近いほど高くなる領域を有するように行う、半導体装置の作製方法。
13. 第１の導電層と、
    酸化物半導体層と、
    酸化物層と、
    前記酸化物層を介して前記酸化物半導体層と対向する領域を有する金属酸化物層と、
    前記金属酸化物層及び前記酸化物層に設けられた開口を介して前記第１の導電層と接する第２の導電層と、
    絶縁層と、を有する半導体装置の作製方法であって、
    前記第１の導電層上に、インジウムと、ガリウムと、を含む前記酸化物半導体層を形成する工程と、
    前記酸化物半導体層に接して酸化物膜を形成する工程と、
    前記酸化物膜に接して、前記酸化物半導体層よりもガリウムの割合が高く且つ前記酸化物半導体層よりもインジウムの割合が低い前記金属酸化物層を形成する工程と、
    前記金属酸化物層と前記酸化物膜とに、前記開口を形成する工程と、
    前記金属酸化物層上に、前記第２の導電層を形成する工程と、
    前記酸化物膜を介して、前記酸化物半導体層に不純物元素を添加する工程と、
    前記添加する工程の後に、前記絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層を形成する工程の後に、加熱処理を行い前記酸化物膜から酸素を前記酸化物半導体層に放出させる工程と、を有し、
    前記絶縁層は、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、又はハフニウムアルミネートを含む絶縁膜であり、
    前記添加する前記不純物元素は、リン、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、またはシリコンであり、
    前記添加を、前記酸化物半導体層中における前記不純物元素の濃度分布が前記酸化物膜に近いほど高くなる領域を有するように行う、半導体装置の作製方法。