JP6031472B2 - 半導体装置および半導体装置の作製方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態では、半導体層と電子捕獲層とゲート電極とを有する半導体装置の構成および動作原理、および、それを応用した回路について説明する。図1(A)は、半導体層101と電子捕獲層102とゲート電極103とゲート絶縁層104とゲート電極105とを有する半導体装置である。
本実施の形態では、本発明の一態様の半導体装置について図面を用いて説明する。なお、以下では、主として、しきい値補正用のゲート電極が基板と半導体層の間に存在するトランジスタについて説明するが、しきい値補正用のゲート電極と基板の間にと半導体層が存在するトランジスタであってもよい。
本実施の形態では、実施の形態2で説明した図7に示すトランジスタ450の作製方法について、図10および図11を用いて説明する。
本実施の形態では、プレナー構造のトランジスタについて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様のトランジスタを利用した回路の一例について、図面を参照して説明する。
本実施の形態では、少なくとも先の実施の形態で説明したトランジスタを用いることができ、先の実施の形態で説明した記憶装置を含むCPUについて説明する。
本発明の一態様に係る半導体装置は、表示機器、パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置(代表的にはDVD:Digital Versatile Disc等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置)に用いることができる。その他に、本発明の一態様に係る半導体装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型を含むゲーム機、携帯データ端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等)、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プリンタ複合機、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図18に示す。
102 電子捕獲層
102a 第1の絶縁層
102b 第2の絶縁層
102c 第3の絶縁層
102d 導電層
102e 絶縁体
103 ゲート電極
104 ゲート絶縁層
105 ゲート電極
106 電子捕獲準位
107 電子
108 曲線
109 曲線
110 トランジスタ
111 容量素子
121 トランジスタ
122 トランジスタ
123 容量素子
124 トランジスタ
125 容量素子
400 基板
401 ゲート電極
402 下地絶縁層
402a 第1の絶縁層
402b 第2の絶縁層
402c 第3の絶縁層
403c 酸化物半導体層
404 多層半導体層
404a 酸化物半導体層
404b 酸化物半導体層
404c 酸化物半導体層
406a ソース電極
406b ドレイン電極
407 絶縁層
408 ゲート絶縁層
409 導電層
410 ゲート電極
412 酸化物絶縁層
450 トランジスタ
470 トランジスタ
501 筐体
502 筐体
503 表示部
504 表示部
505 マイクロフォン
506 スピーカー
507 操作キー
508 スタイラス
511 筐体
512 筐体
513 表示部
514 表示部
515 接続部
516 操作キー
521 筐体
522 表示部
523 キーボード
524 ポインティングデバイス
531 筐体
532 冷蔵室用扉
533 冷凍室用扉
541 筐体
542 筐体
543 表示部
544 操作キー
545 レンズ
546 接続部
550 トランジスタ
551 車体
552 車輪
553 ダッシュボード
554 ライト
560 トランジスタ
570 トランジスタ
602 フォトダイオード
640 トランジスタ
656 トランジスタ
658 フォトダイオードリセット信号
659 ゲート信号線
671 フォトセンサ出力信号線
672 フォトセンサ基準信号線
673 接地線
700 記憶素子
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
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
2200 トランジスタ
2201 絶縁層
2202 配線
2203 プラグ
2204 絶縁層
2205 配線
2206 配線
Claims (16)
- 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の電子捕獲層と、
前記電子捕獲層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第2の酸化物半導体層は、前記第1の酸化物半導体層と前記第3の酸化物半導体層とに取り囲まれた領域を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の電子捕獲層と、
前記電子捕獲層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層の上面に接する領域と、前記第2の酸化物半導体層の側面に接する領域と、前記第1の酸化物半導体層の側面に接する領域と、を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上方の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上方の第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第2の酸化物半導体層は、前記第1の酸化物半導体層と前記第3の酸化物半導体層とに取り囲まれた領域を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第1の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有し、
前記第2の絶縁層は、酸化ハフニウムを有し、
前記第3の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有することを特徴とする半導体装置。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上方の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上方の第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層の上面に接する領域と、前記第2の酸化物半導体層の側面に接する領域と、前記第1の酸化物半導体層の側面に接する領域と、を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第1の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有し、
前記第2の絶縁層は、酸化ハフニウムを有し、
前記第3の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記第1の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーは、前記第2の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーよりも、真空準位に近く、
前記第2の酸化物半導体の伝導帯下端のエネルギーと前記第1の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーとの差は、0.05eV以上2eV以下であり、
前記第3の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーは、前記第2の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーよりも、真空準位に近く、
前記第2の酸化物半導体の伝導帯下端のエネルギーと前記第3の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーとの差は、0.05eV以上2eV以下であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
前記第2の酸化物半導体層の端部は丸みを帯びた形状を有することを特徴とする半導体装置。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の電子捕獲層と、
前記電子捕獲層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第2の酸化物半導体層は、前記第1の酸化物半導体層と前記第3の酸化物半導体層とに取り囲まれた領域を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きい半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の電位を前記ソース電極の電位及び前記ドレイン電極の電位よりも高くして、前記電子捕獲層に電子を捕獲させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の電子捕獲層と、
前記電子捕獲層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第2の酸化物半導体層は、前記第1の酸化物半導体層と前記第3の酸化物半導体層とに取り囲まれた領域を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きい半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の電位を前記ソース電極の電位及び前記ドレイン電極の電位よりも高くして、前記電子捕獲層に電子を捕獲させ、前記トランジスタのしきい値を増加させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の電子捕獲層と、
前記電子捕獲層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層の上面に接する領域と、前記第2の酸化物半導体層の側面に接する領域と、前記第1の酸化物半導体層の側面に接する領域と、を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きい半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の電位を前記ソース電極の電位及び前記ドレイン電極の電位よりも高くして、前記電子捕獲層に電子を捕獲させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の電子捕獲層と、
前記電子捕獲層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層の上面に接する領域と、前記第2の酸化物半導体層の側面に接する領域と、前記第1の酸化物半導体層の側面に接する領域と、を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きい半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の電位を前記ソース電極の電位及び前記ドレイン電極の電位よりも高くして、前記電子捕獲層に電子を捕獲させ、前記トランジスタのしきい値を増加させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上方の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上方の第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第2の酸化物半導体層は、前記第1の酸化物半導体層と前記第3の酸化物半導体層とに取り囲まれた領域を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第1の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有し、
前記第2の絶縁層は、酸化ハフニウムを有し、
前記第3の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有する半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の電位を前記ソース電極の電位及び前記ドレイン電極の電位よりも高くして、前記第2の絶縁層に電子を捕獲させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上方の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上方の第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第2の酸化物半導体層は、前記第1の酸化物半導体層と前記第3の酸化物半導体層とに取り囲まれた領域を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第1の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有し、
前記第2の絶縁層は、酸化ハフニウムを有し、
前記第3の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有する半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の電位を前記ソース電極の電位及び前記ドレイン電極の電位よりも高くして、前記第2の絶縁層に電子を捕獲させ、前記トランジスタのしきい値を増加させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上方の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上方の第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層の上面に接する領域と、前記第2の酸化物半導体層の側面に接する領域と、前記第1の酸化物半導体層の側面に接する領域と、を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第1の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有し、
前記第2の絶縁層は、酸化ハフニウムを有し、
前記第3の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有する半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の電位を前記ソース電極の電位及び前記ドレイン電極の電位よりも高くして、前記第2の絶縁層に電子を捕獲させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極上方の第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上方の第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上方の第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上方の第1の酸化物半導体層と、
前記第1の酸化物半導体層上方の第2の酸化物半導体層と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたソース電極と、
前記第2の酸化物半導体層と電気的に接続されたドレイン電極と、
前記第2の酸化物半導体層上方の第3の酸化物半導体層と、
前記第3の酸化物半導体層上方のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上方の第2のゲート電極と、を有し、
トランジスタのチャネル幅方向において、前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層の上面に接する領域と、前記第2の酸化物半導体層の側面に接する領域と、前記第1の酸化物半導体層の側面に接する領域と、を有し、
トランジスタのチャネル長方向において、前記第2の酸化物半導体層の上面は、前記ソース電極及びドレイン電極と接する領域を有し、
前記第1の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第3の酸化物半導体層は、前記第2の酸化物半導体層を構成する金属元素を一種以上有し、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第1の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第2の酸化物半導体層の電子親和力は、前記第3の酸化物半導体層の電子親和力よりも大きく、
前記第1の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有し、
前記第2の絶縁層は、酸化ハフニウムを有し、
前記第3の絶縁層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、又は窒化シリコンを有する半導体装置の作製方法であって、
前記第1のゲート電極の電位を前記ソース電極の電位及び前記ドレイン電極の電位よりも高くして、前記第2の絶縁層に電子を捕獲させ、前記トランジスタのしきい値を増加させることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項7乃至請求項14のいずれか一において、
前記第1の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーは、前記第2の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーよりも、真空準位に近く、
前記第2の酸化物半導体の伝導帯下端のエネルギーと前記第1の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーとの差は、0.05eV以上2eV以下であり、
前記第3の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーは、前記第2の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーよりも、真空準位に近く、
前記第2の酸化物半導体の伝導帯下端のエネルギーと前記第3の酸化物半導体層の伝導帯下端のエネルギーとの差は、0.05eV以上2eV以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 請求項7乃至請求項15のいずれか一において、
前記第2の酸化物半導体層の端部は丸みを帯びた形状を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
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