半导体装置制造方法及图纸

提供一种性能高且可靠性高的半导体装置。该半导体装置包括：第一氧化物；源电极；漏电极；第一氧化物、源电极及漏电极上的第二氧化物；第二氧化物上的栅极绝缘膜；以及栅极绝缘膜上的栅电极。源电极与第一氧化物电连接。漏电极与第一氧化物电连接。第一氧化物及第二氧化物都包含In、元素M(M是Al、Ga、Y或Sn)、Zn。第一氧化物及第二氧化物包含比元素M原子多的In原子。第一氧化物的In、Zn及元素M的原子个数比和第二氧化物的In、Zn及元素M的原子个数比相等或近似。

Semiconductor Device

A semiconductor device with high performance and reliability is provided. The semiconductor device comprises a first oxide; a source electrode; a drain electrode; a first oxide, a source electrode and a second oxide on the drain electrode; a gate insulating film on the second oxide; and a gate electrode on the gate insulating film. The source electrode is electrically connected with the first oxide. The leakage electrode is electrically connected with the first oxide. Both the first and second oxides contain in, M (M is Al, Ga, Y or Sn), and Zn. The first oxide and the second oxide contain more In atoms than the element M atom. The atomic number ratios of In, Zn and M of the first oxide are equal or similar to those of In, Zn and M of the second oxide.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术的一个实施方式涉及一种半导体装置以及半导体装置的驱动方法。另外，本专利技术的一个实施方式涉及一种半导体晶片、模块及电子设备。注意，本说明书等中的半导体装置是指通过利用半导体特性而能够工作的所有装置。显示装置(液晶显示装置、发光显示装置等)、投影装置、照明装置、电光装置、蓄电装置、存储装置、半导体电路、摄像装置及电子设备等有时包括半导体装置。注意，本专利技术的一个实施方式不局限于上述
本说明书等所公开的专利技术的一个实施方式涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本专利技术的一个实施方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(compositionofmatter)。
技术介绍
使用半导体薄膜形成晶体管的技术受到注目。该晶体管被广泛地应用于集成电路(IC)、图像显示装置(简单地记载为显示装置)等电子设备。作为可以应用于晶体管的半导体薄膜，硅类半导体材料被广泛地周知。作为其他材料，氧化物半导体受到关注。例如，公开了作为氧化物半导体使用以氧化锌或In-Ga-Zn类氧化物为活性层的晶体管来制造显示装置的技术(参照专利文献1及专利文献2)。近年来，公开了使用包含氧化物半导体的晶体管来制造存储装置的集成电路的技术(参照专利文献3)。此外，除了存储装置之外，运算装置等也使用包含氧化物半导体的晶体管制造。[参考文献][专利文献][专利文献1]日本专利申请公开第2007-123861号公报[专利文献2]日本专利申请公开第2007-096055号公报[专利文献3]日本专利申请公开第2011-119674号公报
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种具有良好的电特性的半导体装置。此外，本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种可靠性高的半导体装置。此外，本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种能够实现微型化或高集成化的半导体装置。此外，本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种可以以高生产率制造的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种能够长期间保持数据的半导体装置。此外，本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种能够进行高速的数据写入的半导体装置。此外，本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种设计自由度高的半导体装置。此外，本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种能够减少功耗的半导体装置。此外，本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置。此外，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，本专利技术的一个实施方式并不需要实现所有上述目的。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载中可明显看出这些目的以外的目的，而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽取这些目的以外的目的。半导体装置所包括的晶体管被要求具有良好的电特性及高可靠性。例如，形成晶体管的沟道的区域(称为沟道形成区域)及其附近的状态给晶体管的电特性及可靠性带来很大的影响。因此，在沟道形成区域及其附近中，尽量去除缺陷及污染等电特性的恶化的因素以及可靠性的降低的因素是很重要的。根据本专利技术的一个实施方式，减少沟道形成区域及其附近的缺陷及污染等，因此可以实现一种具有良好的电特性及高可靠性的包括晶体管的半导体装置。本专利技术的一个实施方式是一种半导体装置，该半导体装置包括：第一氧化物；源电极；漏电极；第一氧化物、源电极及漏电极上的第二氧化物；第二氧化物上的栅极绝缘膜；以及栅极绝缘膜上的栅电极。源电极与第一氧化物电连接。漏电极与第一氧化物电连接。第一氧化物及第二氧化物都包含In、元素M(M是Al、Ga、Y或Sn)、Zn。第一氧化物及第二氧化物都包含比元素M原子多的In原子。第一氧化物的In、Zn及元素M的原子个数比和第二氧化物的In、Zn及元素M的原子个数比相等或近似。另外，第一氧化物的电子亲和势和第二氧化物的电子亲和势的差异为0eV以上且0.15eV以下。另外，第二氧化物与源电极电连接。另外，本专利技术的一个实施方式是一种半导体装置，该半导体装置包括：第一氧化物；源电极；漏电极；第一氧化物、源电极及漏电极上的第二氧化物；第二氧化物上的第三氧化物；第三氧化物上的栅极绝缘膜；以及栅极绝缘膜上的栅电极。源电极与第一氧化物电连接。漏电极与第一氧化物电连接。第一氧化物、第二氧化物及第三氧化物都包含In、元素M(M是Al、Ga、Y或Sn)、Zn。第一氧化物及第二氧化物都包含比元素M原子多的In原子。第三氧化物包含比In原子多的元素M原子。第一氧化物的In、Zn及元素M的原子个数比和第二氧化物的In、Zn及元素M的原子个数比相等或近似。另外，第一氧化物的电子亲和势和第二氧化物的电子亲和势的差异为0eV以上且0.15eV以下。第三氧化物的电子亲和势小于第二氧化物的电子亲和势。第三氧化物的电子亲和势和第二氧化物的电子亲和势的差异为0.2eV以上且0.4eV以下。第二氧化物与源电极电连接。本专利技术的一个实施方式是一种半导体装置，该半导体装置包括：第一氧化物；第一氧化物上的第二氧化物；源电极；漏电极；第二氧化物、源电极及漏电极上的第三氧化物；第三氧化物上的栅极绝缘膜；以及栅极绝缘膜上的栅电极。源电极与第二氧化物电连接。漏电极与第二氧化物电连接。第一氧化物、第二氧化物及第三氧化物都包含In、元素M(M是Al、Ga、Y或Sn)、Zn。第二氧化物及第三氧化物都包含比元素M原子多的In原子。第二氧化物的In、Zn及元素M的原子个数比和第三氧化物的In、Zn及元素M的原子个数比相等或近似。第二氧化物的电子亲和势和第三氧化物的电子亲和势的差异为0eV以上且0.15eV以下。第三氧化物与源电极电连接。本专利技术的一个实施方式是一种包括上述半导体装置及印刷电路板的模块。本专利技术的一个实施方式是一种包括上述半导体装置、上述模块、以及扬声器或操作键的电子设备。本专利技术的一个实施方式是一种包括多个上述半导体装置、以及切割用区域的半导体晶片。另外，本专利技术的一个实施方式是一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：通过使用第一靶材的溅射法形成第一氧化物；通过使用第二靶材的溅射法在第一氧化物上形成第二氧化物；在第二氧化物上形成第一导电体及第二导电体；通过使用第三靶材的溅射法在第二氧化物、第一导电体及第二导电体上形成第三氧化物；在第三氧化物上形成绝缘体；以及在绝缘体上形成第三导电体。第一靶材、第二靶材及第三靶材都包含至少两种金属元素。第二靶材中的金属元素的原子个数比和第三靶材中的金属元素的原子个数比相等或近似。优选的是，第二靶材及第三靶材都包含In、元素M(M是Al、Ga、Y或Sn)、Zn。第二靶材及第三靶材优选都包含比元素M原子多的In原子。优选在减压下依次形成第一氧化物、第二氧化物。另外，本专利技术的一个实施方式是一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：通过使用第一靶材的溅射法形成第一氧化物；通过使用第二靶材的溅射法在第一氧化物上形成第二氧化物；在第二氧化物上形成第一导电体及第二导电体；通过使用第三靶材的溅射法在第二氧化物、第一导电体及第二导电体上形成第三氧化物；通过使用第四靶材的溅射法在第三氧化物上形成第四氧化物，在第四氧化物上形成绝缘体；以及在绝缘体上形成第三导电体。第一靶材、第二靶材、第三靶材及第四靶材都包含至少两种金属元素。第二靶材中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：第一氧化物；源电极；漏电极；所述第一氧化物、所述源电极及所述漏电极上的第二氧化物；所述第二氧化物上的栅极绝缘膜；以及所述栅极绝缘膜上的栅电极，其中，所述源电极与所述第一氧化物电连接，所述漏电极与所述第一氧化物电连接，所述第一氧化物和所述第二氧化物各自包含In、元素M及Zn，所述元素M是Al、Ga、Y或Sn，所述第一氧化物的所述In、所述Zn及所述元素M的原子个数比和所述第二氧化物的所述In、所述Zn及所述元素M的原子个数比相等或近似，并且，在所述第一氧化物及所述第二氧化物的每一个中，所述In的原子比例比所述元素M的原子比例高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.21 JP 2016-2065441.一种半导体装置，包括：第一氧化物；源电极；漏电极；所述第一氧化物、所述源电极及所述漏电极上的第二氧化物；所述第二氧化物上的栅极绝缘膜；以及所述栅极绝缘膜上的栅电极，其中，所述源电极与所述第一氧化物电连接，所述漏电极与所述第一氧化物电连接，所述第一氧化物和所述第二氧化物各自包含In、元素M及Zn，所述元素M是Al、Ga、Y或Sn，所述第一氧化物的所述In、所述Zn及所述元素M的原子个数比和所述第二氧化物的所述In、所述Zn及所述元素M的原子个数比相等或近似，并且，在所述第一氧化物及所述第二氧化物的每一个中，所述In的原子比例比所述元素M的原子比例高。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一氧化物的电子亲和势和所述第二氧化物的电子亲和势的差异为0eV以上且0.15eV以下。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二氧化物与所述源电极电连接。4.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括所述第二氧化物和所述栅极绝缘膜之间的第三氧化物，其中所述第三氧化物包含In、所述元素M及Zn，并且在所述第三氧化物中，所述In的原子比例比所述元素M的原子比例高。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述第一氧化物的电子亲和势和所述第二氧化物的电子亲和势的差异为0eV以上且0.15eV以下，所述第三氧化物的电子亲和势小于所述第二氧化物的所述电子亲和势，并且所述第三氧化物的所述电子亲和势和所述第二氧化物的所述电子亲和势的差异为0.2eV以上且0.4eV以下。6.一种模块，包括：权利要求1所述的半导体装置；以及印刷电路板。7.一种电子设备，包括：权利要求6所述的模块；以及扬声器或操作键。8.一种半导体晶片，包括：权利要求1所述的半导体装置；以及切割用区域。9.一种半导体装置，包括：第一氧化物；所述第一氧化物上的第二氧化物；源电极；漏电极；所述第二氧化物、所述源电极及所述漏电极上的第三氧化物；所述第三氧化物上的栅极绝缘膜；以及所述栅极绝缘膜上的栅电极，其中，所述源电极与所述第二氧化物电连接，所述漏电极与所述第二氧化物电连接，所述第一氧化物、所述第二氧化物和所述第三氧化物各自包含In、元素M及Zn，所述元素M是Al、Ga、Y或Sn，所述第二氧化物的所述In、所述Zn及所述元素M的原子个数比和所述第三氧化物的所述In、所述Zn及所述元素M的原子个数比相等或近似，并且，在所述第二氧化物及所述第三氧化物的每一个中，所述In的原子比例比所述元素M的原子比例高。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述第二氧化物的电子亲和势和所述第三氧化物的电子亲和势的差异为0eV以上且0.15eV以下。11.根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述第三氧化物与所述源电极电连接。12.根据权利要求9所述的半导体装置，还包括：所述第三氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤佑太，泽井宽美，木村肇，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP