半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供一种可靠性良好的半导体装置。该半导体装置包括第一绝缘体、配置在第一绝缘体上的第二绝缘体、配置在第二绝缘体上的氧化物、在氧化物上彼此分开地配置的第一导电体及第二导电体、配置在氧化物、第一导电体及第二导电体上的第三绝缘体、配置在第三绝缘体上且以其至少一部分与第一导电体和第二导电体之间的区域重叠的方式配置的第三导电体、以覆盖氧化物、第一导电体、第二导电体、第三绝缘体及第三导电体的方式配置的第四绝缘体、配置在第四绝缘体上的第五绝缘体以及配置在第五绝缘体上的第六绝缘体，在第四绝缘体的至少一部分中形成到达第二绝缘体的开口，第五绝缘体通过开口与第二绝缘体接触，第一绝缘体、第四绝缘体及第六绝缘体的氧透过性比第二绝缘体低。

Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及半导体装置的制造方法
本专利技术的一个方式涉及一种半导体装置及半导体装置的制造方法。此外，本专利技术的一个方式涉及一种半导体晶片、模块以及电子设备。注意，在本说明书等中，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。除了晶体管等的半导体元件之外，半导体电路、运算装置或存储装置也是半导体装置的一个方式。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、成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涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本专利技术的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(compositionofmatter)。
技术介绍
近年来，已对半导体装置进行开发，主要对LSI、CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)及GPU(GraphicsProcessingUnit：图形处理器)等处理器以及存储器进行开发。处理器是包括从半导体晶片分开的半导体集成电路(至少包括晶体管及存储器)且形成有作为连接端子的电极的半导体元件的集合体。LSI、CPU及GPU等处理器、存储器等的半导体电路(IC芯片)安装在电路基板(例如，印刷线路板)上，并用作各种电子设备的构件之一。此外，通过使用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜构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(也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。另外，作为其他材料，氧化物半导体受到关注。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小。例如，应用了使用氧化物半导体的晶体管的泄漏电流小的特性的低功耗CPU等已被公开(参照专利文献1)。近年来，随着电子设备的小型化和轻量化，对高密度地集成有晶体管等的集成电路的要求提高。此外，有提高包含集成电路的半导体装置的生产率的需求。作为氧化物半导体，例如，已知除了如氧化铟、氧化锌等单元金属氧化物之外还有多元金属氧化物。在多元金属氧化物中，有关In-Ga-Zn氧化物(以下也称为IGZO)的研究尤为火热。通过对IGZO的研究，在氧化物半导体中，发现了既不是单晶也不是非晶的CAAC(c-axisalignedcrystalline：c轴取向结晶)结构及nc(nanocrystalline：纳米晶)结构(参照非专利文献1至非专利文献3)。非专利文献1及非专利文献2中公开了一种使用具有CAAC结构的氧化物半导体制造晶体管的技术。非专利文献4及非专利文献5中公开了一种比CAAC结构及nc结构的结晶性更低的氧化物半导体中也具有微小的结晶。将IGZO用于活性层的晶体管具有极小的关态电流(参照非专利文献6)，已知有利用了该特性的LSI及显示器(非专利文献7及非专利文献8)。[先行技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利申请公开第2012-257187号公报[非专利文献][非专利文献1]S.Yamazakietal.,“SIDSymposiumDigestofTechnicalPapers”,2012,volume43,issue1,p.183-186[非专利文献2]S.Yamazakietal.,“JapaneseJournalofAppliedPhysics”,2014,volume53,Number4S,p.04ED18-1-04ED18-10[非专利文献3]S.Itoetal.,“TheProceedingsofAM-FPD’13DigestofTechnicalPapers”,2013,p.151-154[非专利文献4]S.Yamazakietal.,“ECSJournalofSolidStateScienceandTechnology”,2014,volume3,issue9,p.Q3012-Q3022[非专利文献5]S.Yamazaki,“ECSTransactions”,2014,volume64,issue10,p.155-164[非专利文献6]K.Katoetal.,“JapaneseJournalofAppliedPhysics”,2012,volume51,p.021201-1-021201-7[非专利文献7]S.Matsudaetal.,“2015SymposiumonVLSITechnologyDigestofTechnicalPapers”,2015,p.T216-T217[非专利文献8]S.Amanoetal.,“SIDSymposiumDigestofTechnicalPapers”,2010,volume41,issue1,p.626-629
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种可靠性良好的半导体装置。本专利技术的一个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。本专利技术的一个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。本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种生产率高的半导体装置。本专利技术的一个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。本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种数据的写入速度快的半导体装置。本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种设计自由度高的半导体装置。本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种能够抑制功耗的半导体装置。本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置。注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，这些目的之外的目的根据说明书、附图、权利要求书等的记载来看是自然明了的，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得出上述以外的目的。解决技术问题的手段本专利技术的一个方式是一种半导体装置，其特征在于，包括第一绝缘体、配置在第一绝缘体上的第二绝缘体、配置在第二绝缘体上的氧化物、在氧化物上彼此分开地配置的第一导电体及第二导电体、配置在氧化物、第一导电体及第二导电体上的第三绝缘体、配置在第三绝缘体上且以其至少一部分与第一导电体和第二导电体之间的区域重叠的方式配置的第三导电体、以覆盖氧化物、第一导电体、第二导电体、第三绝缘体及第三导电体的方式配置的第四绝缘体、配置在第四绝缘体上的第五绝缘体以及配置在第五绝缘体上的第六绝缘体，在第四绝缘体的至少一部分中形成到达第二绝缘体的开口，第五绝缘体通过开口与第二绝缘体接触，第一绝缘体、第四绝缘体及第六绝缘体的氧透过性比第二绝缘体低。另外，在上述结构中，第四绝缘体也可以与氧化物的侧面、第一导电体的侧面、第二导电体的侧面及第二绝缘体的顶面接触。此外，在上述结构中，第一绝缘体、第四绝缘体及第六绝缘体也可以是包含铝和铪中的至少一个的氧化物。另外，在上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，/n包括：/n第一绝缘体；/n配置在所述第一绝缘体上的第二绝缘体；/n配置在所述第二绝缘体上的氧化物；/n在所述氧化物上彼此分开地配置的第一导电体及第二导电体；/n配置在所述氧化物、所述第一导电体及所述第二导电体上的第三绝缘体；/n配置在所述第三绝缘体上且以其至少一部分与所述第一导电体和所述第二导电体之间的区域重叠的方式配置的第三导电体；/n以覆盖所述氧化物、所述第一导电体、所述第二导电体、所述第三绝缘体及所述第三导电体的方式配置的第四绝缘体；/n配置在所述第四绝缘体上的第五绝缘体；以及/n配置在所述第五绝缘体上的第六绝缘体，/n在所述第四绝缘体的至少一部分中形成到达所述第二绝缘体的开口，/n所述第五绝缘体通过所述开口与所述第二绝缘体接触，/n所述第一绝缘体、所述第四绝缘体及所述第六绝缘体的氧透过性比所述第二绝缘体低。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170905 JP 2017-170017;20170905 JP 2017-170018;201.一种半导体装置，其特征在于，
包括：
第一绝缘体；
配置在所述第一绝缘体上的第二绝缘体；
配置在所述第二绝缘体上的氧化物；
在所述氧化物上彼此分开地配置的第一导电体及第二导电体；
配置在所述氧化物、所述第一导电体及所述第二导电体上的第三绝缘体；
配置在所述第三绝缘体上且以其至少一部分与所述第一导电体和所述第二导电体之间的区域重叠的方式配置的第三导电体；
以覆盖所述氧化物、所述第一导电体、所述第二导电体、所述第三绝缘体及所述第三导电体的方式配置的第四绝缘体；
配置在所述第四绝缘体上的第五绝缘体；以及
配置在所述第五绝缘体上的第六绝缘体，
在所述第四绝缘体的至少一部分中形成到达所述第二绝缘体的开口，
所述第五绝缘体通过所述开口与所述第二绝缘体接触，
所述第一绝缘体、所述第四绝缘体及所述第六绝缘体的氧透过性比所述第二绝缘体低。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第四绝缘体与所述氧化物的侧面、所述第一导电体的侧面、所述第二导电体的侧面及所述第二绝缘体的顶面接触。


3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一绝缘体、所述第四绝缘体及所述第六绝缘体是包含铝和铪中的至少一个的氧化物。


4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第二绝缘体、所述氧化物及所述第一导电体与所述第三绝缘体及所述第四绝缘体之间配置有第七绝缘体，
所述第二绝缘体、所述氧化物及所述第二导电体与所述第三绝缘体及所述第四绝缘体之间配置有第八绝缘体，
所述第七绝缘体及所述第八绝缘体的氧透过性比所述第二绝缘体低。


5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
所述第七绝缘体或所述第八绝缘体的侧面与形成在所述第四绝缘体中的所述开口的边缘大致对齐。


6.根据权利要求4或5所述的半导体装置，其特征在于，
所述第七绝缘体及所述第八绝缘体是包含铝和铪中的至少一个的氧化物。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述氧化物包含In、元素M(M是Al、Ga、Y或Sn)。


8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，
所述氧化物包含Zn，
所述氧化物所包含的Zn的原子个数比小于所述氧化物所包含的In的原子个数比。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述氧化物具有结晶性。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一导电体及所述第二导电体包含氮化钽、氮化钛、含有钛及铝的氮化物、含有钽及铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、含有锶及钌的氧化物以及含有镧及镍的氧化物中的至少一个。


11.一种半导体装置，其特征在于，
包括：
第一绝缘体；
配置在所述第一绝缘体上的第二绝缘体；
配置在所述第二绝缘体上且其至少一部分具有所述第二绝缘体露出的区域的第一氧化物；
配置在所述第一氧化物上并通过所述第二绝缘体露出的区域与所述第二绝缘体接触的第二氧化物；
配置在所述第二氧化物上的第三氧化物；
在所述第三氧化物上彼此分开地配置的第一导电体及第二导电体；
配置在所述氧化物、所述第一导电体及所述第二导电体上的第三绝缘体；
配置在所述第三绝缘体上且以其至少一部分与所述第一导电体和所述第二导电体之间的区域重叠的方式配置的第三导电体；
以覆盖所述氧化物、所述第一导电体、所述第二导电体、所述第三绝缘体及所述第三导电体的方式配置的第四绝缘体；
配置在所述第四绝缘体上的第五绝缘体；以及
配置在所述第五绝缘体上的第六绝缘体，
在所述第四绝缘体的至少一部分中形成到达所述第二绝缘体的开口，
所述第五绝缘体通过所述开口与所述第二绝缘体接触，
所述第一绝缘体、所述第四绝缘体及所述第六绝缘体的氧透过性比所述第二绝缘体低，
所述第一氧化物的氧透过性比所述第二氧化物低。


12.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一氧化物至所述第三氧化物包含In、元素M(M是Al、Ga、Y或Sn)...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，浅见良信，石山贵久，仓田求，德丸亮，石原典隆，野中裕介，
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