半导体装置、模块及电子设备制造方法及图纸

提供电特性良好的半导体装置。该半导体装置包括：第一绝缘体；第二绝缘体；第一氧化物半导体；第二氧化物半导体；第一导电体；以及第二导电体，其中，第一氧化物半导体位于第一绝缘体上，第二氧化物半导体位于第一氧化物半导体上，第一导电体包括与第二氧化物半导体的顶面接触的区域，第二绝缘体包括与第二氧化物半导体的顶面接触的区域，第二导电体隔着第二绝缘体位于第二氧化物半导体上，第二氧化物半导体包括第一层及第二层，第一层包括与第一氧化物半导体接触的区域，第二层包括与第二绝缘体接触的区域，并且，第一层的氧缺陷的比率低于第二层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术例如涉及晶体管、半导体装置及它们的制造方法。另外，本专利技术例如涉及显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、处理器、电子设备。另外，本专利技术涉及显示装置、液晶显示装置、发光装置、存储装置、电子设备的制造方法。此外，本专利技术涉及半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、存储装置、电子设备的驱动方法。注意，本专利技术的一个方式不局限于上述
本说明书等所公开的专利技术的一个方式的
涉及物体、方法或制造方法。此外，本专利技术的一个方式涉及工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(compositionofmatter)。注意，本说明书等中的半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。显示装置、发光装置、照明装置、电光装置、半导体电路以及电子设备有时包括半导体装置。
技术介绍
使用具有绝缘表面的衬底上的半导体形成晶体管的技术受到关注。该晶体管被广泛地应用于如集成电路或显示装置等的半导体装置。作为可以应用于晶体管的半导体，已知的是硅。作为用于晶体管的半导体的硅，根据用途适当地使用非晶硅或多晶硅。例如，当应用于构成大型显示装置的晶体管时，优选使用已确立了大面积衬底上的成膜技术的非晶硅。另一方面，当应用于构成在同一衬底上形成有驱动电路及像素电路的高功能的显示装置的晶体管时，优选使用可以制造具有高场效应迁移率的晶体管的多晶硅。作为多晶硅的形成方法，已知通过对非晶硅进行高温的热处理或激光处理来形成的方法。近年来，公开了使用非晶氧化物半导体的晶体管及使用包含微晶的非晶氧化物半导体的晶体管(参照专利文献1)。氧化物半导体可以利用溅射法等形成，所以可以用于构成大型显示装置的晶体管的半导体。另外，使用氧化物半导体的晶体管具有高场效应迁移率，所以可以实现在同一衬底上形成有驱动电路及像素电路的高功能的显示装置。此外，因为可以改良使用非晶硅的晶体管的生产设备的一部分而利用，所以还具有可以抑制设备投资的优点。此外，2014年，报告了具有比使用非晶In-Ga-Zn氧化物的晶体管更高的电特性及可靠性的使用结晶In-Ga-Zn氧化物的晶体管(参照非专利文献1)。其中报告了在具有CAAC-OS(C-AxisAlignedCrystallineOxideSemiconductor：c轴取向结晶氧化物半导体)的In-Ga-Zn氧化物中观察不到明确的晶界。已知使用氧化物半导体的晶体管的非导通状态下的泄漏电流极低。例如，已公开了应用使用氧化物半导体的晶体管的泄漏电流低的特性的低功耗的CPU等(参照专利文献2)。此外，还公开了通过使用由氧化物半导体构成的活性层构成阱型势(wellpotential)来得到具有高场效应迁移率的晶体管(参照专利文献3)。[专利文献1]日本专利申请公开第2006-165528号公报[专利文献2]日本专利申请公开第2012-257187号公报[专利文献3]日本专利申请公开第2012-59860号公报[非专利文献1]S.Yamazaki，H.Suzawa，K.Inoue，K.Kato，T.Hirohashi，K.Okazaki，andN.Kimizuka：JapaneseJournalofApplied.Physics2014vol.5304ED18
技术实现思路
本专利技术的一个方式的目的之一是提供电特性良好的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供电特性稳定的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供电特性的偏差小的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供集成度高的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供包括该半导体装置的模块。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供包括该半导体装置或该模块的电子设备。本专利技术的一个方式的目的之一是提供新颖的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供新颖的模块。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供新颖的电子设备。注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的目的。(1)本专利技术的一个方式是半导体装置，该半导体装置包括：第一绝缘体；第二绝缘体；第一氧化物半导体；第二氧化物半导体；第一导电体；以及第二导电体，其中，第一氧化物半导体位于第一绝缘体上，第二氧化物半导体位于第一氧化物半导体上，第一导电体包括与第二氧化物半导体的顶面接触的区域，第二绝缘体包括与第二氧化物半导体的顶面接触的区域，第二导电体隔着第二绝缘体位于第二氧化物半导体上，第二氧化物半导体包括第一层及第二层，第一层包括与第一氧化物半导体接触的区域，第二层包括与第二绝缘体接触的区域，并且，第一层的氧缺陷的比率低于第二层。(2)本专利技术的一个方式是(1)所述的半导体装置，其中第三氧化物半导体位于第二氧化物半导体与第二绝缘体之间。(3)本专利技术的一个方式是(1)或(2)所述的半导体装置，其中第二层包括与第二绝缘体接触的第一区域以及与第一导电体接触的第二区域，并且第一区域的厚度比第二区域的厚度小。(4)本专利技术的一个方式是(1)至(3)中任一项所述的半导体装置，其中第一区域的厚度为1nm以上且10nm以下。(5)本专利技术的一个方式是(1)至(4)中任一项所述的半导体装置，其中第二区域包括电阻率比第一区域低的区域。(6)本专利技术的一个方式是(1)至(5)中任一项所述的半导体装置，其中第三绝缘体位于第一导电体与第二绝缘体之间。(7)本专利技术的一个方式是(1)至(6)中任一项所述的半导体装置，其中第二氧化物半导体为包含铟、元素M(元素M为铝、镓、钇或者锡)以及锌的氧化物。(8)本专利技术的一个方式是模块，该模块包括(1)至(7)中任一项所述的半导体装置以及印刷电路板。(9)本专利技术的一个方式是电子设备，该电子设备包括：(1)至(7)中任一项所述的半导体装置或者(8)所述的模块；以及扬声器、操作键和电池中的至少一个。虽然在此例示出氧化物半导体，但是本专利技术的一个方式不局限于使用氧化物半导体的半导体装置等。例如，有时也可以使用硅(包括应变硅(strainedsilicon))、锗、硅锗、碳化硅、砷化镓、砷化铝镓、磷化铟、氮化镓或者有机半导体等。本专利技术的一个方式能够提供电特性良好的半导体装置。另外，能够提供电特性稳定的半导体装置。另外，能够提供电特性的偏差小的半导体装置。另外，能够提供集成度高的半导体装置。另外，能够提供包括该半导体装置的模块。另外，能够提供包括该半导体装置或该模块的电子设备。本专利技术的一个方式能够提供新颖的半导体装置。另外，能够提供新颖的模块。另外，能够提供新颖的电子设备。注意，这些效果的记载并不妨碍其他效果的存在。此外，本专利技术的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的效果。附图说明图1A至图1C是本专利技术的一个方式的晶体管的俯视图、截面图及能带图；图2A和图2B是本专利技术的一个方式的氧化物半导体的截面图；图3A至图3C是本专利技术的一个方式的晶体管的截面图；图4A和图4B是本专利技术的一个方式的晶体管的俯视图及截面图；图5A至图5C是本专利技术的一个方式的晶体管的截面图；图6A至图6C是本专利技术的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：第一绝缘体；第二绝缘体；第一氧化物半导体；第二氧化物半导体；第一导电体；以及第二导电体，其中，所述第一氧化物半导体位于所述第一绝缘体上，所述第二氧化物半导体位于所述第一氧化物半导体上，所述第一导电体包括与所述第二氧化物半导体的顶面接触的区域，所述第二绝缘体包括与所述第二氧化物半导体的顶面接触的区域，所述第二导电体隔着所述第二绝缘体位于所述第二氧化物半导体上，所述第二氧化物半导体包括第一层及第二层，所述第一层包括与所述第一氧化物半导体接触的区域，所述第二层包括与所述第二绝缘体接触的区域，并且，所述第一层的氧缺陷的比率低于所述第二层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 JP 2014-1122421.一种半导体装置，包括：第一绝缘体；第二绝缘体；第一氧化物半导体；第二氧化物半导体；第一导电体；以及第二导电体，其中，所述第一氧化物半导体位于所述第一绝缘体上，所述第二氧化物半导体位于所述第一氧化物半导体上，所述第一导电体包括与所述第二氧化物半导体的顶面接触的区域，所述第二绝缘体包括与所述第二氧化物半导体的顶面接触的区域，所述第二导电体隔着所述第二绝缘体位于所述第二氧化物半导体上，所述第二氧化物半导体包括第一层及第二层，所述第一层包括与所述第一氧化物半导体接触的区域，所述第二层包括与所述第二绝缘体接触的区域，并且，所述第一层的氧缺陷的比率低于所述第二层。2.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半导体与所述第二绝缘体之间的第三氧化物半导体。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二层包括与所述第二绝缘体接触的第一区域以及与所述第一导电体接触的第二区域，并且，所述第一区域的厚度比所述第二区域的厚度小。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一区域的厚度为1nm以上且10nm以下。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二区域包括电阻率比所述第一区域低的区域。6.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括所述第一导电体与所述第二绝缘体之间的第三绝缘体。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二氧化物半导体为包含铟、元素M(M为铝、镓、钇或者锡)以及锌的氧化物。8.一种包括印刷电路板以及权利要求1所述的半导体装置的模块。9.一种包括扬声器、操作键、电池和权利要求8所述的模块中的至少一个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，
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