半导体装置制造方法及图纸

提供一种稳定的电特性的半导体装置。或者，提供一种适合于微细化或高密度化的可靠性高的半导体装置。该半导体装置，包括：第一阻挡层；第二阻挡层；第三阻挡层；具有氧化物的晶体管；绝缘体；以及导电体。绝缘体包括过剩氧区域。绝缘体及氧化物位于第一阻挡层与第二阻挡层之间。导电体隔着第三阻挡层位于第一阻挡层的开口、第二阻挡层的开口、绝缘体的开口中。

Semiconductor Device

A semiconductor device with stable electrical characteristics is provided. Alternatively, a semiconductor device with high reliability suitable for fine or high density is provided. The semiconductor device includes: a first barrier layer; a second barrier layer; a third barrier layer; a transistor with oxide; an insulator; and a conductor. Insulators include excess oxygen areas. Insulators and oxides are located between the first barrier layer and the second barrier layer. The conductor is located in the opening of the first barrier layer, the opening of the second barrier layer and the opening of the insulator through the third barrier layer.

【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及其驱动方法。此外，本专利技术的另一个实施方式涉及一种电子设备。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)。在本说明书等中，半导体装置通常是指通过利用半导体特性而能够工作的装置。显示装置(例如，液晶显示装置或发光显示装置)、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、撮像装置及电子设备等有时包括半导体装置。
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)等的电子设备。作为可以应用于晶体管的半导体薄膜的材料，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，运算装置或其他装置也使用包含氧化物半导体的晶体管而制造。然而，已知作为活性层包含氧化物半导体的晶体管有如下问题：由于氧化物半导体中的杂质及氧空位而其电特性容易变动，因此其可靠性低。例如，在偏压-热压力测试(BT测试)之后，晶体管的阈值电压可能会变动。[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是提供一种具有良好的电特性的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种可靠性高的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种能够微型化或高集成化的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种能够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另一个目的是提供一种能够长期间保持数据的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种能够实现高速数据写入的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种设计自由度高的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种低功耗的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种新颖的半导体装置。注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。在本专利技术的一个实施方式中，并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中明显看出并抽出这些目的以外的目的。在本专利技术的一个实施方式中，通过从氧化物半导体的周围的氧化物绝缘体将过剩氧供应给氧化物半导体，来降低氧化物半导体中的氧空位。再者，可以防止水、氢等杂质从氧化物半导体的附近的其他构成要素等混入氧化物半导体。为了防止氢等杂质从外部混入氧化物半导体，以覆盖该氧化物半导体的方式形成对于水、氢等杂质具有阻挡性的绝缘体。使上述对水、氢等杂质具有阻挡性的绝缘体具有低氧透过性。由此，可以防止氧向外扩散并有效地对氧化物半导体及其附近的氧化物绝缘体供应氧。如上所述，可以降低氧化物半导体及周围的氧化物绝缘体所包含的水、氢等杂质并降低氧化物半导体中的氧空位。本专利技术的一个实施方式包括：第一阻挡层；第二阻挡层；第三阻挡层；包含氧化物的晶体管；绝缘体；以及导电体。绝缘体包括过剩氧区域。绝缘体及氧化物位于第一阻挡层与第二阻挡层之间。导电体位于第一阻挡层的开口、第二阻挡层的开口及绝缘体的开口中。第三阻挡层位于导电体与第一阻挡层、第二阻挡层、绝缘体之间。本专利技术的一个实施方式包括：第一阻挡层；第二阻挡层；第三阻挡层；包含氧化物的晶体管；绝缘体；以及与晶体管电连接的导电体。绝缘体包括过剩氧区域。绝缘体及氧化物位于第一阻挡层与第二阻挡层之间。导电体位于第一阻挡层的开口及绝缘体的开口中。第三阻挡层位于导电体与第一阻挡层及绝缘体之间。本专利技术的一个实施方式包括：第一阻挡层；第二阻挡层；第三阻挡层；包含氧化物的晶体管；绝缘体；第一导电体；以及第二导电体。绝缘体包括过剩氧区域。第二导电体与晶体管电连接。绝缘体及氧化物位于第一阻挡层与第二阻挡层之间。第一导电体位于第一阻挡层的开口、第二阻挡层的开口及绝缘体的开口中。第三阻挡层位于第一导电体与第一阻挡层、第二阻挡层、绝缘体之间。第二导电体位于第一阻挡层的开口及绝缘体的开口中。第三阻挡层位于第二导电体与第一阻挡层及绝缘体之间。在上述任何结构中，第一阻挡层的开口的侧面及第二阻挡层的开口的侧面可以与第三阻挡层接触，由此晶体管及绝缘体被第一阻挡层、第二阻挡层及第三阻挡层密封。在上述任何结构中，在以400℃以下的温度通过TDS进行测定时从第一阻挡层、第二阻挡层及第三阻挡层下方的构成要素释放的氢量可以为5.0×1014/cm2以下。上述任何结构可以包括：包括开口的第二绝缘体以及包括开口的第三绝缘体。第二绝缘体位于第二阻挡层上。第三绝缘体位于第一阻挡层下。第二绝缘体的开口的侧面及第三绝缘体的开口的侧面都包括由第三阻挡层覆盖的区域。在上述任何结构中，第一阻挡层可以被用作晶体管的栅极绝缘膜。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种包括包含氧化物半导体且具有稳定的电特性的晶体管的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种设计自由度高的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种具有良好的电特性的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种可靠性高的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种能够微型化或高集成化的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种能够以高生产率制造的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种能够长期间保持数据的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种能够实现高速数据写入的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种低功耗的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种新颖的半导体装置。注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本专利技术的一个实施方式并不需要实现所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中明显看出并抽出这些效果以外的效果。附图说明图1A至图1C是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的结构的俯视图及截面图。图2A至图2J是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图3A至图3H是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图4A至图4H是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图5A至图5F是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图6A至图6D是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图7A至图7D是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图8A至图8D是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图9A及图9B是示出本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图10A至图10C是示出本专利技术的一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：第一阻挡层；第二阻挡层；第三阻挡层；包含氧化物的晶体管；包括过剩氧区域的绝缘体；以及导电体，其中，所述绝缘体及所述氧化物位于所述第一阻挡层与所述第二阻挡层之间，所述第三阻挡层及所述导电体位于所述第一阻挡层的开口及所述绝缘体的开口中，并且，所述导电体不与所述绝缘体接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.26 JP 2016-146342;2017.02.16 JP 2017-026901.一种半导体装置，包括：第一阻挡层；第二阻挡层；第三阻挡层；包含氧化物的晶体管；包括过剩氧区域的绝缘体；以及导电体，其中，所述绝缘体及所述氧化物位于所述第一阻挡层与所述第二阻挡层之间，所述第三阻挡层及所述导电体位于所述第一阻挡层的开口及所述绝缘体的开口中，并且，所述导电体不与所述绝缘体接触。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一阻挡层的所述开口的侧面及所述第二阻挡层的开口的侧面与所述第三阻挡层接触，以便所述晶体管及所述绝缘体被所述第一阻挡层、所述第二阻挡层及所述第三阻挡层密封。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中当利用TDS进行测定时，在400℃以下的温度下，从所述第一阻挡层、所述第二阻挡层或所述第三阻挡层下的构成要素释放的氢量为5.0×1014/cm2以下。4.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：包括开口的第二绝缘体；以及包括开口的第三绝缘体，其中所述第二绝缘体位于所述第二阻挡层上，所述第三绝缘体位于所述第一阻挡层下，并且所述第二绝缘体的所述开口的侧面及所述第三绝缘体的所述开口的侧面都具有由所述第三阻挡层覆盖的区域。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一阻挡层被用作所述晶体管的栅极绝缘膜。6.一种半导体装置，包括：第一阻挡层；第二阻挡层；第三阻挡层；包含氧化物的晶体管；包括过剩氧区域的绝缘体；以及与所述晶体管电连接的导电体，其中，所述绝缘体及所述氧化物位于所述第一阻挡层与所述第二阻挡层之间，所述导电体位于所述第一阻挡层的开口及所述绝缘体的开口中，所述第三阻挡层位于所述导电体与所述绝缘体之间，并且，所述第三阻挡层位于所述导电体与所述第一阻挡层之间。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述第一阻挡层的所述开口的侧面及所述第二阻挡层的开口的侧面与所述第三阻挡层接触，以便所述晶体管及所述绝缘体被所述第一阻挡层、所述第二阻挡层及所述第三阻挡层密封。8.根据权利要求6所述的半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：山根靖正，仓田求，方堂凉太，石山贵久，
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