JP6945976B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents
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Description
本発明の一態様は、第1の絶縁体上に第1の半導体、第1の導電体、第2の導電体および第1のエッチングマスクを順に形成し、第1のエッチングマスクを用いて、第2の導電体の一部をエッチングすることで、第3の導電体を形成し、第1のエッチングマスクまたは/および第3の導電体を用いて、第1の導電体の一部、および第1の半導体の一部を第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで、第4の導電体および第2の半導体を形成した後、第1のエッチングマスクを除去し、第1の絶縁体上、第2の半導体上、第4の導電体上および第3の導電体上に第2の絶縁体を形成し、第2の絶縁体上に第2のエッチングマスクを形成し、第2のエッチングマスクを用いて、第2の絶縁体の一部を第3の導電体および第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで第3の絶縁体を形成し、第2のエッチングマスクおよび第3の絶縁体を用いて、第3の導電体の一部を第4の導電体が露出するまでエッチングすることで第5の導電体および第6の導電体を形成した後、第2のエッチングマスクを除去し、第3の絶縁体上、第4の導電体上、第5の導電体上および第6の導電体上に第3のエッチングマスクを形成し、第3のエッチングマスクを用いて、第4の導電体の一部を第2の半導体が露出するまでエッチングすることで第7の導電体および第8の導電体を形成した後、第3のエッチングマスクを除去し、第2の半導体上、第7の導電体上および第8の導電体上に、第4の絶縁体および第9の導電体を順に形成する半導体装置の作製方法である。
本発明の一態様は、第1の絶縁体上に第1の半導体、第1の導電体、第2の導電体および第1のエッチングマスクを順に形成し、第1のエッチングマスクを用いて、第2の導電体の一部をエッチングすることで、第3の導電体を形成し、第1のエッチングマスクまたは/および第3の導電体を用いて、第1の導電体の一部、および第1の半導体の一部を第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで、第4の導電体および第2の半導体を形成した後、第1のエッチングマスクを除去し、第1の絶縁体上、第2の半導体上、第4の導電体上および第3の導電体上に第2の絶縁体を形成し、第2の絶縁体上に第2のエッチングマスクを形成し、第2のエッチングマスクを用いて、第2の絶縁体の一部を第3の導電体および第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで第3の絶縁体を形成し、第2のエッチングマスクおよび第3の絶縁体を用いて、第3の導電体の一部を第4の導電体が露出するまでエッチングすることで第5の導電体および第6の導電体を形成した後、第2のエッチングマスクを除去し、第3の絶縁体上、第4の導電体上、第5の導電体上および第6の導電体上に第1の層を形成し、第1の層の一部を第4の導電体の一部が露出するまで異方性エッチングすることで、第2の層を形成し、第2の層、第5の導電体、第6の導電体および第3の絶縁体を用いて、第4の導電体の一部を第2の半導体が露出するまでエッチングすることで第7の導電体および第8の導電体を形成した後、第2の層を除去し、第2の半導体上、第7の導電体上および第8の導電体上に、第4の絶縁体および第9の導電体を順に形成する半導体装置の作製方法である。
本発明の一態様は、第1の絶縁体上に第1の半導体、第1の導電体、第2の導電体および第1のエッチングマスクを順に形成し、第1のエッチングマスクを用いて、第2の導電体の一部をエッチングすることで、第3の導電体を形成し、第1のエッチングマスクまたは/および第3の導電体を用いて、第1の導電体の一部、および第1の半導体の一部を第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで、第4の導電体および第2の半導体を形成した後、第1のエッチングマスクを除去し、第1の絶縁体上、第2の半導体上、第4の導電体上および第3の導電体上に第2の絶縁体を形成し、第2の絶縁体上に第2のエッチングマスクを形成し、第2のエッチングマスクを用いて、第2の絶縁体の一部を第3の導電体および第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで第3の絶縁体を形成し、第2のエッチングマスクおよび第3の絶縁体を用いて、第3の導電体の一部を第4の導電体が露出するまでエッチングすることで第5の導電体および第6の導電体を形成した後、第2のエッチングマスクを除去し、第1の絶縁体の上面に垂直な方向のバイアスを印加し、かつ炭素およびハロゲンを有するガスによってプラズマを生成することで有機物の堆積およびエッチングを起こし、有機物、第5の導電体、第6の導電体および第3の絶縁体を用いて第4の導電体の一部をエッチングすることで、第7の導電体および第8の導電体を形成した後、有機物を除去し、第2の半導体上、第7の導電体上および第8の導電体上に、第4の絶縁体および第9の導電体を順に形成する半導体装置の作製方法である。
本発明の一態様は、第1の絶縁体上に第1の半導体、第1の導電体、第2の導電体および第1のエッチングマスクを順に形成し、第1のエッチングマスクを用いて、第2の導電体の一部をエッチングすることで、第3の導電体を形成し、第1のエッチングマスクまたは/および第3の導電体を用いて、第1の導電体の一部、および第1の半導体の一部を第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで、第4の導電体および第2の半導体を形成した後、第1のエッチングマスクを除去し、第1の絶縁体上、第2の半導体上、第4の導電体上および第3の導電体上に第2の絶縁体を形成し、第2の絶縁体上に第2のエッチングマスクを形成し、第2のエッチングマスクを用いて、第2の絶縁体の一部を第3の導電体および第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで第3の絶縁体を形成し、第2のエッチングマスクおよび第3の絶縁体を用いて、第3の導電体の一部を第4の導電体が露出するまでエッチングすることで第5の導電体および第6の導電体を形成した後、第2のエッチングマスクを除去し、酸化処理または窒化処理によって第5の導電体の表面、および第6の導電体の表面に酸化物または窒化物を形成し、酸化物または窒化物、第5の導電体、第6の導電体および第3の絶縁体を用いて、第4の導電体の一部を第2の半導体が露出するまでエッチングすることで第7の導電体および第8の導電体を形成した後、酸化物または窒化物を除去し、第2の半導体上、第7の導電体上および第8の導電体上に、第4の絶縁体および第9の導電体を順に形成する半導体装置の作製方法である。
本発明の一態様は、(1)乃至(4)のいずれか一において、第1の導電体の厚さは、第2の導電体の厚さよりも薄い半導体装置の作製方法である。
本発明の一態様は、(1)乃至(5)のいずれか一において、第1の半導体と、第1の絶縁体と、の間に、さらに第5の絶縁体を有し、第5の絶縁体は、第1の半導体の有する元素と同じ元素を二種以上有する半導体装置の作製方法である。
本発明の一態様は、(1)乃至(6)のいずれか一において、第2の半導体および第3の絶縁体と、第4の絶縁体と、の間に、さらに第6の絶縁体を有し、第6の絶縁体は、第2の半導体の有する元素と同じ元素を二種以上有する半導体装置の作製方法である。
本発明の一態様は、(1)乃至(7)のいずれか一において、第1の半導体は、インジウム、元素M(アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズ)および亜鉛を有する半導体装置の作製方法である。
本発明の一態様は、第1の導電体と、第2の導電体と、第3の導電体と、第4の導電体と、第5の導電体と、第1の絶縁体と、第2の絶縁体と、第3の絶縁体と、第4の絶縁体と、第5の絶縁体と、半導体と、開口部と、を有し、第2の絶縁体は、第1の絶縁体上に配置され、半導体は、第2の絶縁体上に配置され、第1の導電体および第2の導電体は、半導体上に配置され、第3の導電体は、第1の導電体上に配置され、第4の導電体は、第2の導電体上に配置され、第3の絶縁体は、第1の絶縁体上、半導体上、第1の導電体上、第2の導電体上、第3の導電体上および第4の導電体上に配置され、開口部は、第1の絶縁体の一部、半導体の一部、第1の導電体の一部、第2の導電体の一部、第3の導電体の一部、および第4の導電体の一部を露出するように配置され、第4の絶縁体は、開口部の側面および底面に沿って配置され、第5の絶縁体は、第4の絶縁体上に配置され、第5の導電体は、開口部において、第4の絶縁体および第5の絶縁体を介して、第5の導電体と半導体とが互いに重なる領域を有し、開口部において、第1の導電体は、第2の導電体よりも内側に迫り出した形状を有し、開口部において、第3の導電体は、第4の導電体よりも内側に迫り出した形状を有する半導体装置である。
本発明の一態様は、(9)において、第1の導電体の厚さは、第3の導電体の厚さよりも薄く、第2の導電体の厚さは、第4の導電体の厚さよりも薄い半導体装置である。
本発明の一態様に係る半導体装置は、(9)または(10)において、第2の絶縁体は、半導体の有する元素と同じ元素を二種以上有する半導体装置である。
本発明の一態様に係る半導体装置は、(9)乃至(11)のいずれか一において、第4の絶縁体は、半導体の有する元素と同じ元素を二種以上有することを特徴とする半導体装置。
本発明の一態様は、(9)乃至(12)のいずれか一において、半導体は、インジウム、元素M(アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズ)および亜鉛を有する半導体装置である。
本発明の一態様は、(9)乃至(13)のいずれか一に記載の半導体装置と、プリント基板と、を有するモジュールである。
本発明の一態様は、(9)乃至(13)のいずれか一に記載の半導体装置、または(14)に記載のモジュールと、スピーカー、操作キー、または、バッテリーと、を有する電子機器である。
以下では、図1乃至図10を用いて、本発明の一態様に係る半導体装置の有するトランジスタの作製方法について説明する。
以下では、In−M−Zn酸化物の組成について説明する。なお、元素Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズなどとする。そのほかの元素Mに適用可能な元素としては、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステンなどがある。
以下では、酸化物半導体の構造について説明する。
まずは、CAAC−OSについて説明する。
次に、nc−OSについて説明する。
a−like OSは、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。
以下では、本発明の一態様に係る半導体装置の回路の一例について説明する。
図13(A)に示す回路図は、pチャネル型のトランジスタ2200とnチャネル型のトランジスタ2100を直列に接続し、かつそれぞれのゲートを接続した、いわゆるCMOSインバータの構成を示している。
図14は、図13(A)に対応する半導体装置の断面図である。図14に示す半導体装置は、トランジスタ2200と、トランジスタ2100と、を有する。また、トランジスタ2100は、トランジスタ2200の上方に配置する。なお、トランジスタ2100としては、上述したトランジスタなどを用いればよい。よって、トランジスタ2100については、適宜上述したトランジスタについての記載を参酌する。なお、トランジスタ2100の有する絶縁体402は、上述したトランジスタの絶縁体402a、絶縁体402bおよび絶縁体402cのうちのどれか一層でもよいし、どれか二層、または三層であってもよい。図14(A)、図14(B)および図14(C)は、それぞれ異なる切り口における断面図である。
また図13(B)に示す回路図は、トランジスタ2100とトランジスタ2200のそれぞれのソースとドレインを接続した構成を示している。このような構成とすることで、いわゆるCMOSアナログスイッチとして機能させることができる。
本発明の一態様に係るトランジスタを用いた、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(記憶装置)の一例を図17に示す。
図17(B)に示す半導体装置は、トランジスタ3200を有さない点で図17(A)に示した半導体装置と異なる。この場合も図17(A)に示した半導体装置と同様の動作により情報の書き込みおよび保持動作が可能である。
図18は、図17(A)に対応する半導体装置の断面図である。図18に示す半導体装置は、トランジスタ3200と、トランジスタ3300と、容量素子3400と、を有する。また、トランジスタ3300および容量素子3400は、トランジスタ3200の上方に配置する。なお、トランジスタ3300としては、上述したトランジスタ2100についての記載を参照する。また、トランジスタ3200としては、図14に示したトランジスタ2200についての記載を参照する。なお、図14では、トランジスタ2200がpチャネル型トランジスタである場合について説明したが、トランジスタ3200がnチャネル型トランジスタであっても構わない。
以下では、本発明の一態様に係る撮像装置について説明する。
撮像装置2000が有する1つの画素2011を複数の副画素2012で構成し、それぞれの副画素2012に特定の波長帯域の光を透過するフィルタ(カラーフィルタ)を組み合わせることで、カラー画像表示を実現するための情報を取得することができる。
以下では、シリコンを用いたトランジスタと、酸化物半導体を用いたトランジスタと、を用いて画素を構成する一例について説明する。
また本発明の一態様は、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのLSIにも適用可能である。
以下では、上述したトランジスタや上述した記憶装置などの半導体装置を含むCPUについて説明する。
以下では、本発明の一態様に係る表示装置について、図30および図32を用いて説明する。
以下では、単一の電源から電源電圧を昇圧または降圧し、各回路に分配する機能を有する半導体装置の一例について、図33乃至図39を用いて説明する。
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、電子書籍端末、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40に示す。
以下では、本発明の一態様に係る電子機器の一例である表示領域または発光領域に曲面を有する電子機器について、図41を参照しながら説明する。なお、ここでは、電子機器の一例として、情報機器、特に携帯性を有する情報機器(携帯機器)について説明する。携帯性を有する情報機器としては、例えば、携帯電話機(ファブレット、スマートフォン(スマホ))、タブレット端末(スレートPC)なども含まれる。
携帯機器1300Aは、例えば電話、電子メール作成閲覧、手帳または情報閲覧などの機能から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。
401 絶縁体
402 絶縁体
402a 絶縁体
402b 絶縁体
402c 絶縁体
404 導電体
405 導電体
406a 絶縁体
406b 半導体
406c 絶縁体
407 導電体
408 絶縁体
410 絶縁体
411 絶縁体
412 絶縁体
413 導電体
416 導電体
416a 導電体
416b 導電体
417 導電体
417a 導電体
417b 導電体
430 エッチングマスク
432 エッチングマスク
434 エッチングマスク
450 半導体基板
452 絶縁体
454 導電体
456 領域
460 領域
462 絶縁体
463 絶縁体
464 絶縁体
466 絶縁体
470 絶縁体
472a 領域
472b 領域
474a 導電体
474b 導電体
474c 導電体
476a 導電体
476b 導電体
478a 導電体
478b 導電体
478c 導電体
480a 導電体
480b 導電体
480c 導電体
482 絶縁体
490 絶縁体
492 絶縁体
494 絶縁体
495 絶縁体
496a 導電体
496b 導電体
496c 導電体
496d 導電体
498a 導電体
498b 導電体
498c 導電体
498d 導電体
499 導電体
700 基板
702 絶縁体
704 導電体
706a 絶縁体
706b 半導体
706c 絶縁体
712 絶縁体
713a 導電体
713b 導電体
716c 導電体
717a 導電体
717b 導電体
717c 導電体
718 絶縁体
719 発光素子
731 端子
732 FPC
733a 配線
734 シール材
735 駆動回路
736 駆動回路
737 画素
741 トランジスタ
742 容量素子
743 スイッチ素子
744 信号線
750 基板
751 トランジスタ
752 容量素子
753 液晶素子
754 走査線
755 信号線
781 導電体
782 発光層
783 導電体
784 隔壁
791 導電体
792 絶縁体
793 液晶層
794 絶縁体
795 スペーサ
796 導電体
797 基板
801 半導体基板
802 基板
803 絶縁体
804 絶縁体
805 絶縁体
806 接着層
807 フィルタ
808 フィルタ
809 フィルタ
811 絶縁体
812 絶縁体
813 絶縁体
814 絶縁体
815 絶縁体
816 絶縁体
817 絶縁体
818 絶縁体
819 絶縁体
820 絶縁体
821 絶縁体
831 導電体
832 導電体
833 導電体
834 導電体
835 導電体
836 導電体
837 導電体
838 導電体
839 導電体
840 導電体
841 導電体
842 導電体
843 導電体
844 導電体
845 導電体
846 導電体
847 導電体
848 導電体
849 導電体
850 導電体
851 導電体
852 導電体
853 導電体
854 導電体
855 導電体
856 導電体
857 導電体
858 導電体
859 導電体
860 導電体
861 導電体
862 導電体
871 絶縁体
872 導電体
873 絶縁体
874 絶縁体
875 領域
876 領域
877 絶縁体
878 絶縁体
881 絶縁体
882 導電体
883 絶縁体
884 絶縁体
885 領域
886 領域
887 層
888 層
891 トランジスタ
892 トランジスタ
893 発光層
900 半導体装置
901 電源回路
902 回路
903 電圧生成回路
903A 電圧生成回路
903B 電圧生成回路
903C 電圧生成回路
903D 電圧生成回路
903E 電圧生成回路
904 回路
905 電圧生成回路
905A 電圧生成回路
905B 電圧生成回路
905C 電圧生成回路
905D 電圧生成回路
905E 電圧生成回路
906 回路
911 トランジスタ
912 トランジスタ
912A トランジスタ
912B トランジスタ
921 制御回路
922 トランジスタ
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
1200 記憶素子
1201 回路
1202 回路
1203 スイッチ
1204 スイッチ
1206 論理素子
1207 容量素子
1208 容量素子
1209 トランジスタ
1210 トランジスタ
1213 トランジスタ
1214 トランジスタ
1220 回路
1300A 携帯機器
1300B 携帯機器
1300C 携帯機器
1310 筐体
1311 領域
1312 領域
1521 ルーティングスイッチエレメント
1522 ロジックエレメント
1523 コンフィギュレーションメモリ
1524 ルックアップテーブル
1525 レジスタ
1526 セレクタ
1527 コンフィギュレーションメモリ
1601 筐体
1602 筐体
1603 表示部
1604 表示部
1605 マイクロフォン
1606 スピーカー
1607 操作キー
1608 スタイラス
1611 筐体
1612 筐体
1613 表示部
1614 表示部
1615 接続部
1616 操作キー
1621 筐体
1622 表示部
1623 キーボード
1624 ポインティングデバイス
1631 筐体
1632 冷蔵室用扉
1633 冷凍室用扉
1641 筐体
1642 筐体
1643 表示部
1644 操作キー
1645 レンズ
1646 接続部
1651 車体
1652 車輪
1653 ダッシュボード
1654 ライト
2000 撮像装置
2001 スイッチ
2002 スイッチ
2003 スイッチ
2010 画素部
2011 画素
2012 副画素
2012B 副画素
2012G 副画素
2012R 副画素
2020 光電変換素子
2030 画素回路
2031 配線
2047 配線
2048 配線
2049 配線
2050 配線
2053 配線
2054 フィルタ
2054B フィルタ
2054G フィルタ
2054R フィルタ
2055 レンズ
2056 光
2057 配線
2060 周辺回路
2070 周辺回路
2080 周辺回路
2090 周辺回路
2091 光源
2100 トランジスタ
2200 トランジスタ
2300 シリコン基板
2310 層
2320 層
2330 層
2340 層
2351 トランジスタ
2352 トランジスタ
2353 トランジスタ
2354 フィルタ
2355 レンズ
2360 フォトダイオード
2361 アノード
2363 低抵抗領域
2370 プラグ
2371 配線
2372 配線
2373 配線
2408 絶縁体
2422 絶縁体
3001 配線
3002 配線
3003 配線
3004 配線
3005 配線
3200 トランジスタ
3300 トランジスタ
3400 容量素子
Claims (1)
- 第1の絶縁体上に第1の半導体、第1の導電体、第2の導電体および第1のエッチングマスクを順に形成し、
前記第1のエッチングマスクを用いて、前記第2の導電体の一部を前記第1の導電体が露出するまでエッチングすることで、第3の導電体を形成し、
前記第1のエッチングマスクまたは前記第3の導電体を用いて、前記第1の導電体の一部、および前記第1の半導体の一部を前記第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで、第4の導電体および第2の半導体を形成し、
前記第1のエッチングマスクを除去し、
前記第1の絶縁体上、前記第2の半導体上、前記第4の導電体上および前記第3の導電体上に第2の絶縁体を形成し、
前記第2の絶縁体上に第2のエッチングマスクを形成し、
前記第2のエッチングマスクを用いて、前記第2の絶縁体の一部を前記第3の導電体および前記第1の絶縁体が露出するまでエッチングすることで第3の絶縁体を形成し、
前記第2のエッチングマスクおよび前記第3の絶縁体を用いて、前記第3の導電体の一部を前記第4の導電体が露出するまでエッチングすることで第5の導電体および第6の導電体を形成し、
前記第2のエッチングマスクを除去し、
前記第3の絶縁体上、前記第4の導電体上、前記第5の導電体上および前記第6の導電体上に第3のエッチングマスクを形成し、
前記第3のエッチングマスクを用いて、前記第4の導電体の一部を前記第2の半導体が露出するまでエッチングすることで第7の導電体および第8の導電体を形成し、
前記第3のエッチングマスクを除去し、
前記第2の半導体上、前記第7の導電体上および前記第8の導電体上に、第4の絶縁体、第5の絶縁体、および第9の導電体を順に形成する半導体装置の作製方法であって、
前記第9の導電体は、前記第3の絶縁体の溝部を埋めるよう配置され、かつ、前記第4の絶縁体及び前記第5の絶縁体を介して前記第3の絶縁体の溝部の側面と重なりを有し、
前記第9の導電体は、ゲート電極としての機能を有し、
前記第5の絶縁体は、ゲート絶縁体としての機能を有し、
前記第6の導電体は、ソース電極またはドレイン電極の一方としての機能を有し、
前記第8の導電体は、ソース電極またはドレイン電極の他方としての機能を有し、
前記第2の半導体は、チャネルが形成され、
前記第2の半導体は、酸化物半導体を含み、
前記第4の絶縁体は、前記第2の半導体を構成する酸素以外の元素を一種以上有する酸化物を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
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