JP2023181325A5 - 半導体装置 - Google Patents

Claims (16)

1. 第１の導電層と、
   前記第１の導電層上の領域を有する絶縁膜と、
   前記絶縁膜上の酸化物半導体膜と、を有し、
   前記第１の導電層は、トランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
   前記絶縁膜は、前記トランジスタのゲート絶縁膜として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、第１の層と、前記第１の層上の領域を有する第２の層と、を有し、
   前記第１の層と前記第２の層との界面は、前記絶縁膜の表面から離間して設けられており、
   前記第２の層は、前記第１の導電層の上面と重なる第１の領域と、前記第１の導電層と重ならない第２の領域と、平面視において前記第１の領域と前記第２の領域との間の第３の領域と、を有し、
   前記第３の領域の表面は、前記第１の領域の表面と平行でなく、
   前記第１の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第１の結晶領域を有し、
   前記第２の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第２の結晶領域を有し、
   前記第３の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第３の結晶領域を有し、
   前記第１の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第２の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第３の結晶領域は、非単結晶である、半導体装置。
2. 第１の導電層と、
   前記第１の導電層上の領域を有する絶縁膜と、
   前記絶縁膜上の酸化物半導体膜と、を有し、
   前記第１の導電層は、トランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
   前記絶縁膜は、前記トランジスタのゲート絶縁膜として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、第１の層と、前記第１の層上の領域を有する第２の層と、を有し、
   前記第１の層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有し、
   前記第２の層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有し、
   前記第１の層と前記第２の層との界面は、前記絶縁膜の表面から離間して設けられており、
   前記第２の層は、前記第１の導電層の上面と重なる第１の領域と、前記第１の導電層と重ならない第２の領域と、平面視において前記第１の領域と前記第２の領域との間の第３の領域と、を有し、
   前記第３の領域の表面は、前記第１の領域の表面と平行でなく、
   前記第１の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第１の結晶領域を有し、
   前記第２の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第２の結晶領域を有し、
   前記第３の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第３の結晶領域を有し、
   前記第１の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第２の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第３の結晶領域は、非単結晶である、半導体装置。
3. 第１の導電層と、
   前記第１の導電層上の領域を有する絶縁膜と、
   前記絶縁膜上の酸化物半導体膜と、を有し、
   前記第１の導電層は、トランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
   前記絶縁膜は、前記トランジスタのゲート絶縁膜として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、第１の層と、前記第１の層上の領域を有する第２の層と、を有し、
   前記第１の層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有し、
   前記第２の層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有し、
   前記第２の層は、Ｚｎの組成比が、Ｉｎの組成比よりも大きく、
   前記第１の層と前記第２の層との界面は、前記絶縁膜の表面から離間して設けられており、
   前記第２の層は、前記第１の導電層の上面と重なる第１の領域と、前記第１の導電層と重ならない第２の領域と、平面視において前記第１の領域と前記第２の領域との間の第３の領域と、を有し、
   前記第３の領域の表面は、前記第１の領域の表面と平行でなく、
   前記第１の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第１の結晶領域を有し、
   前記第２の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第２の結晶領域を有し、
   前記第３の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第３の結晶領域を有し、
   前記第１の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第２の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第３の結晶領域は、非単結晶である、半導体装置。
4. 第１の導電層と、
   前記第１の導電層上の領域を有する絶縁膜と、
   前記絶縁膜上の酸化物半導体膜と、
   前記酸化物半導体膜上の領域を有する第２の導電層と、
   前記酸化物半導体膜上の領域を有する第３の導電層と、を有し、
   前記第１の導電層は、トランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
   前記絶縁膜は、前記トランジスタのゲート絶縁膜として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
   前記第２の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方として機能する領域を有し、
   前記第３の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、第１の層と、前記第１の層上の領域を有する第２の層と、を有し、
   前記第１の層と前記第２の層との界面は、前記絶縁膜の表面から離間して設けられており、
   前記第２の層は、前記第１の導電層の上面と重なる第１の領域と、前記第１の導電層と重ならない第２の領域と、平面視において前記第１の領域と前記第２の領域との間の第３の領域と、を有し、
   前記第３の領域の表面は、前記第１の領域の表面と平行でなく、
   前記第２の導電層は、前記第１の領域と重なる領域において前記第１の領域と接する領域を有し、
   前記第３の導電層は、前記第１の領域と重なる領域において前記第１の領域と接する領域を有し、
   前記第１の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第１の結晶領域を有し、
   前記第２の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第２の結晶領域を有し、
   前記第３の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第３の結晶領域を有し、
   前記第１の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第２の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第３の結晶領域は、非単結晶である、半導体装置。
5. 第１の導電層と、
   前記第１の導電層上の領域を有する絶縁膜と、
   前記絶縁膜上の酸化物半導体膜と、
   前記酸化物半導体膜上の領域を有する第２の導電層と、
   前記酸化物半導体膜上の領域を有する第３の導電層と、を有し、
   前記第１の導電層は、トランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
   前記絶縁膜は、前記トランジスタのゲート絶縁膜として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
   前記第２の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方として機能する領域を有し、
   前記第３の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、第１の層と、前記第１の層上の領域を有する第２の層と、を有し、
   前記第１の層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有し、
   前記第２の層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有し、
   前記第１の層と前記第２の層との界面は、前記絶縁膜の表面から離間して設けられており、
   前記第２の層は、前記第１の導電層の上面と重なる第１の領域と、前記第１の導電層と重ならない第２の領域と、平面視において前記第１の領域と前記第２の領域との間の第３の領域と、を有し、
   前記第３の領域の表面は、前記第１の領域の表面と平行でなく、
   前記第２の導電層は、前記第１の領域と重なる領域において前記第１の領域と接する領域を有し、
   前記第３の導電層は、前記第１の領域と重なる領域において前記第１の領域と接する領域を有し、
   前記第１の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第１の結晶領域を有し、
   前記第２の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第２の結晶領域を有し、
   前記第３の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第３の結晶領域を有し、
   前記第１の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第２の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第３の結晶領域は、非単結晶である、半導体装置。
6. 第１の導電層と、
   前記第１の導電層上の領域を有する絶縁膜と、
   前記絶縁膜上の酸化物半導体膜と、
   前記酸化物半導体膜上の領域を有する第２の導電層と、
   前記酸化物半導体膜上の領域を有する第３の導電層と、を有し、
   前記第１の導電層は、トランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
   前記絶縁膜は、前記トランジスタのゲート絶縁膜として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
   前記第２の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方として機能する領域を有し、
   前記第３の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方として機能する領域を有し、
   前記酸化物半導体膜は、第１の層と、前記第１の層上の領域を有する第２の層と、を有し、
   前記第１の層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有し、
   前記第２の層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有し、
   前記第２の層は、Ｚｎの組成比が、Ｉｎの組成比よりも大きく、
   前記第１の層と前記第２の層との界面は、前記絶縁膜の表面から離間して設けられており、
   前記第２の層は、前記第１の導電層の上面と重なる第１の領域と、前記第１の導電層と重ならない第２の領域と、平面視において前記第１の領域と前記第２の領域との間の第３の領域と、を有し、
   前記第３の領域の表面は、前記第１の領域の表面と平行でなく、
   前記第２の導電層は、前記第１の領域と重なる領域において前記第１の領域と接する領域を有し、
   前記第３の導電層は、前記第１の領域と重なる領域において前記第１の領域と接する領域を有し、
   前記第１の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第１の結晶領域を有し、
   前記第２の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第２の結晶領域を有し、
   前記第３の領域は、ａ軸及びｂ軸に平行なレイヤーが前記酸化物半導体膜の厚さ方向に積層された第３の結晶領域を有し、
   前記第１の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第２の結晶領域は、非単結晶であり、
   前記第３の結晶領域は、非単結晶である、半導体装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
   前記第１の領域の表面は、断面視において波打っている領域を有する、半導体装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
   前記第１の領域の表面は、１μｍ四方のＡＦＭ測定において、高低差が１ｎｍ以下である領域を有する、半導体装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
   前記絶縁膜は、第１の酸化珪素層と第１の窒化珪素層との積層である、半導体装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
    前記酸化物半導体膜上に、第２の酸化珪素層を有し、
    前記第２の酸化珪素層上に、第２の窒化珪素層を有する、半導体装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記酸化物半導体膜上の領域を有する平坦化絶縁層と、
    前記平坦化絶縁層上の画素電極と、を有し、
    前記画素電極は、前記トランジスタと電気的に接続されている、半導体装置。
12. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記酸化物半導体膜上の領域を有する平坦化絶縁層と、
    前記平坦化絶縁層上の領域を有する画素電極と、
    前記平坦化絶縁層上の領域を有する第４の導電層と、
    前記画素電極上の領域を有する液晶層と、
    走査線駆動回路と、を有し、
    前記画素電極は、前記トランジスタと電気的に接続され、
    前記走査線駆動回路は、第２のトランジスタを有し、
    前記第４の導電層は、前記第２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、半導体装置。
13. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記酸化物半導体膜上の領域を有する平坦化絶縁層と、
    前記平坦化絶縁層上の発光素子と、を有する、半導体装置。
14. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記酸化物半導体膜上の領域を有する平坦化絶縁層と、
    前記平坦化絶縁層上の発光素子と、
    前記平坦化絶縁層上の領域を有する第４の導電層と、
    走査線駆動回路と、を有し、
    前記走査線駆動回路は、第２のトランジスタを有し、
    前記第４の導電層は、前記第２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、半導体装置。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一において、
    前記酸化物半導体膜上の領域を有する第５の導電層を有し、
    前記第５の導電層は、前記トランジスタの第２のゲート電極として機能する領域を有する、半導体装置。
16. 請求項１乃至請求項１５のいずれか一において、
    前記第１の導電層は、走査線として機能する領域を有し、
    前記走査線として機能する領域は、第１の方向に延伸し、
    前記トランジスタのチャネル長方向は、前記第１の方向である、半導体装置。