JP6186166B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態では、半導体装置及び半導体装置の作製方法の一態様を図1乃至図4を用いて説明する。本実施の形態では、半導体装置の一例として酸化物半導体層を有するトランジスタを示す。
本実施の形態では、実施の形態1で示すトランジスタを適用した半導体装置の一例として、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、書き込み回数にも制限が無い半導体装置を、図面を用いて説明する。
本実施の形態においては、実施の形態1に示すトランジスタを使用し、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、書き込み回数にも制限が無い半導体装置について、実施の形態2に示した構成と異なる構成について、図6を用いて説明を行う。
本実施の形態では、本明細書に示すトランジスタを使用した半導体装置の他の例として、論理回路であるNOR型回路、及びNAND型回路を図7(A)乃至(C)に示す。図7(B)はNOR型回路であり、図7(C)はNAND型回路である。図7(A)は図7(B)のNOR型回路におけるトランジスタ802及びトランジスタ803の構造を示す断面図である。
本実施の形態では、半導体装置の一例として、上記実施の形態1に開示したトランジスタを少なくとも一部に用いたCPU(Central Processing Unit)について説明する。
本明細書に開示する半導体装置は、さまざまな電子機器(遊技機も含む)に適用することができる。電子機器としては、テレビ、モニタ等の表示装置、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、コードレス電話子機、トランシーバ、携帯無線機、携帯電話、自動車電話、携帯型ゲーム機、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、エアコンディショナーなどの空調設備、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、煙感知器、放射線測定器、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、電力貯蔵システム等の産業機器も挙げられる。また、石油を用いたエンジンや、非水系二次電池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、電気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、宇宙船が挙げられる。これらの電子機器の具体例を図9に示す。
160 トランジスタ
162 トランジスタ
164 容量素子
200 基板
202 電極層
204 絶縁層
206 素子分離絶縁層
208 ゲート絶縁層
210 ゲート電極層
212a 電極層
212b 電極層
214 不純物領域
216 チャネル形成領域
218 サイドウォール絶縁層
220 高濃度不純物領域
222 電極層
224 金属間化合物領域
228 絶縁層
230 絶縁層
232 絶縁層
234 絶縁層
235 絶縁層
236 絶縁層
244 酸化物半導体層
250 メモリセル
251 メモリセルアレイ
251a メモリセルアレイ
251b メモリセルアレイ
253 導電層
254 容量素子
256 配線層
258 周辺回路
260 ゲート絶縁層
262 ゲート電極層
263 絶縁層
264 絶縁層
268a 電極層
268b 電極層
400 基板
401 ゲート電極層
402 ゲート絶縁層
402a ゲート絶縁膜
403 酸化物半導体層
404 導電膜
404a 導電層
404b 導電層
405a ソース電極層
405b ドレイン電極層
407 絶縁層
409 絶縁層
410 絶縁物
411 絶縁層
411a 絶縁膜
412 絶縁層
414 絶縁層
414a 絶縁膜
416 絶縁層
418 絶縁層
419 絶縁層
420 トランジスタ
422 トランジスタ
436 下地絶縁層
800 基板
801 トランジスタ
802 トランジスタ
803 トランジスタ
804 トランジスタ
806 素子分離絶縁層
811 トランジスタ
812 トランジスタ
813 トランジスタ
814 トランジスタ
821 ゲート電極層
825 電極層
826 絶縁層
830 絶縁層
831 電極層
832 配線層
833 絶縁層
834 配線層
835 電極層
836 絶縁層
837 絶縁層
840 絶縁層
841a ゲート電極層
845 電極層
1141 スイッチング素子
1142 メモリセル
1143 メモリセル群
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
3021 本体
3022 固定部
3023 表示部
3024 操作ボタン
3025 外部メモリスロット
8000 テレビジョン装置
8001 筐体
8002 表示部
8003 スピーカ部
8200 室内機
8201 筐体
8202 送風口
8203 CPU
8204 室外機
8300 電気冷凍冷蔵庫
8301 筐体
8302 冷蔵室用扉
8303 冷凍室用扉
8304 CPU
9000 テーブル
9001 筐体
9002 脚部
9003 表示部
9004 表示ボタン
9005 電源コード
9033 留め具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9038 操作スイッチ
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングデバイス
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a 領域
9632b 領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 コンバータ
9638 操作キー
9639 ボタン
9700 電気自動車
9701 二次電池
9702 制御回路
9703 駆動装置
9704 処理装置
Claims (4)
- 酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層上のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層を介して前記酸化物半導体層と重畳する領域を有するゲート電極層と、
前記ゲート絶縁層の上面と接する領域と、前記ゲート電極層の側面と接する領域とを有する第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層の側面と接する領域を有する第2の絶縁層と、
前記酸化物半導体層の上面と接する領域を有する第1の導電層と、を有し、
前記第1の絶縁層は、前記ゲート絶縁層よりも酸素に対する透過性が低く、
前記第2の絶縁層の側端部は、前記第1の絶縁層の上面に接することを特徴とする半導体装置。 - 酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層上のゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層を介して前記酸化物半導体層と重畳する領域を有するゲート電極層と、
前記ゲート絶縁層の上面と接する領域と、前記ゲート電極層の側面と接する領域とを有する第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層の側面と接する領域を有する第2の絶縁層と、
前記ゲート電極層の上面と接する領域と、前記第1の絶縁層と接する領域とを有する第3の絶縁層と、
前記酸化物半導体層の上面と接する領域と、前記ゲート絶縁層の側面と接する領域と、前記第1の絶縁層の側面と接する領域とを有する第1の導電層と、を有し、
前記第1の絶縁層は、前記ゲート絶縁層よりも酸素に対する透過性が低く、
前記第2の絶縁層の側端部は、前記第1の絶縁層の上面に接し、
前記第2の絶縁層の側面は、前記第1の絶縁層とは異なる絶縁物と接する領域を有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1又は2において、
チャネル長方向において、前記第2の絶縁層の側端部から、前記第1の絶縁層の側端部までの幅は、前記第1の導電層の膜厚よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一において、
前記酸化物半導体層において、前記ゲート絶縁層と接する領域の膜厚は、前記第1の導電層と接する領域の膜厚よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
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