JP6104775B2 - 薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本実施形態は、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタに係る。
これらの図は、アニール時における薄膜トランジスタの一部を例示している。図3(a)は、参考例の薄膜トランジスタ119に対応し、図3(b)は、実施形態に係る薄膜トランジスタ110に対応する。
この場合、図3(b)に表したように、アニールによって、バックチャネル保護層80に含まれる水素160は、半導体層60へ拡散する。一方、パッシベーション膜90に含まれる水素160の拡散は、トンネル絶縁膜50によって、抑制される。トンネル絶縁膜50は、パッシベーション膜90に含まれる過剰な水素160の拡散を防ぐ。トンネル絶縁膜50は、例えば、半導体層60への水素160の混入を防ぐバリア膜として機能する。これにより、例えば、アニールによる特性劣化を抑制することができる。過剰な水素160の拡散が抑制されることで、例えば、高い信頼性が得られる。
本実施形態は、薄膜トランジスタの製造方法に関する。
図4は、実施形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を示すフローチャートである。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
Claims (13)
- 第1絶縁膜と、
ゲート電極と、
前記ゲート電極と前記第1絶縁膜との間に設けられ、第1部分と、前記ゲート電極から前記第1絶縁膜に向かう第1方向に対して交差する第2方向において前記第1部分と離間した第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間に設けられた第3部分と、を含みアモルファス酸化物を含む半導体層と、
前記第3部分と前記ゲート電極との間に設けられたゲート絶縁膜と、
前記第3部分と前記第1絶縁膜との間に設けられた第2絶縁膜と、
ソース電極と、
前記第1部分と前記ソース電極との間に設けられ、アルミニウム及びマグネシウムの少なくともいずれかと、酸素と、を含む第1化合物を含み厚さが2ナノメートル以下の第1トンネル絶縁部と、
ドレイン電極と、
前記第2部分と前記ドレイン電極との間に設けられ、アルミニウム及びマグネシウムの少なくともいずれかと、酸素と、を含む第2化合物を含み厚さが2ナノメートル以下の第2トンネル絶縁部と、
前記第1絶縁膜と前記第2絶縁膜との間に設けられ、アルミニウム及びマグネシウムの少なくともいずれかと、酸素と、を含む第3化合物を含み厚さが2ナノメートル以下の第3トンネル絶縁部と、
を備えた薄膜トランジスタ。 - 前記第2絶縁膜に含まれる水素の濃度は、前記第1絶縁膜に含まれる水素の濃度よりも低い請求項1記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第2絶縁膜に含まれる水素の濃度は、1×1019cm−3以上1×1020cm−3以下である請求項1または2に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第1絶縁膜に含まれる水素の濃度は、1×1021cm−3以上である請求項1〜3のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第2絶縁膜は、酸化シリコンを含む請求項1〜4のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第1部分の前記第1トンネル絶縁部側の面の算術平均粗さRaは、0.5ナノメートル以下である請求項1〜5のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。
- 前記半導体層は、Inと、Ga及びZnの少なくともいずれかと、酸素と、を含む請求項1〜6のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第1トンネル絶縁部、前記第2トンネル絶縁部及び前記第3トンネル絶縁部は、酸化アルミニウムを含む請求項1〜7のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。
- 前記第1トンネル絶縁部、前記第2トンネル絶縁部及び前記第3トンネル絶縁部は、酸化マグネシウムを含む請求項1〜8のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。
- 前記ソース電極は、Ti、Al、Mo、Ta及びWの少なくともいずれかを含み、
前記ドレイン電極は、Ti、Al、Mo、Ta及びWの少なくともいずれかを含む請求項1〜9のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。 - 前記ゲート電極は、Mo、Ta及びWの少なくともいずれかを含む請求項1〜10のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。
- 前記ゲート絶縁膜は、酸化シリコン及び窒化シリコンの少なくともいずれかを含む請求項1〜11のいずれか1つに記載の薄膜トランジスタ。
- 第1絶縁膜と、ゲート電極と、前記ゲート電極と前記第1絶縁膜との間に設けられ、第1部分と、前記ゲート電極から前記第1絶縁膜に向かう第1方向に対して交差する第2方向において前記第1部分と離間した第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間に設けられた第3部分と、を含みアモルファス酸化物を含む半導体層と、前記第3部分と前記ゲート電極との間に設けられたゲート絶縁膜と、前記第3部分と前記第1絶縁膜との間に設けられた第2絶縁膜と、ソース電極と、前記第1部分と前記ソース電極との間に設けられ、アルミニウム及びマグネシウムの少なくともいずれかと、酸素と、を含む第1化合物を含み厚さが2ナノメートル以下の第1トンネル絶縁部と、ドレイン電極と、前記第2部分と前記ドレイン電極との間に設けられ、アルミニウム及びマグネシウムの少なくともいずれかと、酸素と、を含む第2化合物を含み厚さが2ナノメートル以下の第2トンネル絶縁部と、前記第1絶縁膜と前記第2絶縁膜との間に設けられ、アルミニウム及びマグネシウムの少なくともいずれかと、酸素と、を含む第3化合物を含み厚さが2ナノメートル以下の第3トンネル絶縁部と、を含む薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記ゲート絶縁膜の上に、前記半導体層を形成し、
前記半導体層の上に、前記第2絶縁膜を形成し、
前記半導体層の上及び前記第2絶縁膜の上に、前記第1トンネル絶縁部、前記第2トンネル絶縁部及び前記第3トンネル絶縁部となるトンネル絶縁膜を原子層堆積法で形成する薄膜トランジスタの製造方法。
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