半导体装置、半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供一种特性的不均匀小的半导体装置。半导体装置包括氧化物、氧化物上的第一导电体及第二导电体、第一导电体上的第一绝缘体、第二导电体上的第二绝缘体、第一绝缘体上及第二绝缘体上的第三绝缘体、第三绝缘体上的第四绝缘体、在氧化物上且配置于第一导电体与第二导电体之间的第五绝缘体、第五绝缘体上的第六绝缘体、第六绝缘体上的第三导电体，第三导电体包括与氧化物重叠的区域，第五绝缘体包括与氧化物、第一导电体、第二导电体及第一绝缘体至第四绝缘体接触的区域，第五绝缘体包含氮、氧及硅。硅。硅。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置、半导体装置的制造方法


[0001]本专利技术的一个方式涉及一种晶体管、半导体装置及电子设备。另外，本专利技术的一个方式涉及一种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及模块。
[0002]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、摄像装置、电子设备等有时包括半导体装置。
[0003]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(composition of matter)。

技术介绍

[0004]近年来，已对半导体装置进行开发，主要使用LSI、CPU、存储器等。CPU是包括将半导体晶片加工为芯片的半导体集成电路(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。
[0005]LSI、CPU、存储器等的半导体电路(IC芯片)安装在例如印刷线路板等电路板上，并被用作各种电子设备的部件之一。
[0006]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。作为其他材料，氧化物半导体受到关注。
[0007]另外，已知使用氧化物半导体的晶体管的泄漏电流在非导通状态下极小。例如，专利文献1已公开了应用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。另外，例如，专利文献2已公开了利用使用氧化物半导体的晶体管的泄漏电流小的特性实现存储内容的长期保持的存储装置等。
[0008]近年来，随着电子设备的小型化和轻量化，对集成电路的进一步高密度化的要求提高。此外，有提高包含集成电路的半导体装置的生产率的需求。[先行技术文献][专利文献][0009][专利文献1]日本专利申请公开第2012
‑
257187号公报[专利文献2]日本专利申请公开第2011
‑
151383号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0010]本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种晶体管特性的不均匀小的半导体装置。
此外，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。另外，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。此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种通态电流大的半导体装置。此外，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。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种低功耗的半导体装置。
[0011]注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。除上述目的外的目的从说明书、附图、权利要求书等的描述中是显而易见的，并且可以从所述描述中抽出。解决技术问题的手段
[0012]本专利技术的一个方式是一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：沉积第一绝缘体；在第一绝缘体上沉积氧化膜；进行第一加热处理；在氧化膜上依次沉积第一导电膜及第一绝缘膜；将氧化膜、第一导电膜及第一绝缘膜加工为岛状，形成氧化物、导电层及绝缘层；在第一绝缘体、氧化物、导电层及绝缘层上沉积第二绝缘体；在第二绝缘体上沉积第三绝缘体；在导电层、绝缘层、第二绝缘体及第三绝缘体中形成到达氧化物的开口；通过形成开口从导电层形成第一导电体及第二导电体，从绝缘层形成第四绝缘体及第五绝缘体；进行第二加热处理；在第三绝缘体上及开口上沉积第二绝缘膜；在第二绝缘膜上沉积第三绝缘膜；进行微波处理；在第三绝缘膜上沉积第二导电膜；对第二绝缘膜、第三绝缘膜及第二导电膜直到第三绝缘体的顶面露出为止进行CMP处理，形成第六绝缘体、第七绝缘体及第三导电体；以及第二绝缘膜利用PEALD法使用包含硅且不包含烃的气体及氧化性气体沉积。
[0013]在上述制造方法中，优选的是，PEALD法的沉积包括：将包含硅且不包含烃的气体及氧化性气体导入反应室的第一步骤；停止包含硅且不包含烃的气体的导入，对反应室中残留的包含硅且不包含烃的气体进行吹扫的第二步骤；施加高频电力来产生氧化性气体的等离子体的第三步骤；以及停止高频电力的施加的第四步骤，以第一步骤至第四步骤为1循环，并且进行1循环至500循环。
[0014]在上述制造方法中，优选的是，包含硅且不包含烃的气体包含选自SiH4、Si2H6、SiF4、SiCl4、SiBr4、SiH2Cl2和SiH2I2中的任一个或多个，并且氧化性气体包含选自O2、O3、N2O、NO2和H2O中的一个或多个。
[0015]在上述制造方法中，优选的是，包含硅且不包含烃的气体为SiH4，且氧化性气体为N2O。
[0016]在上述制造方法中，第一步骤的反应室的压力优选为400Pa以上且1000Pa以下。
[0017]在上述制造方法中，第一加热处理的温度优选比第二加热处理的温度高。
[0018]本专利技术的一个方式是一种半导体装置，包括：氧化物；氧化物上的第一导电体及第二导电体；第一导电体上的第一绝缘体；第二导电体上的第二绝缘体；第一绝缘体上及第二绝缘体上的第三绝缘体；第三绝缘体上的第四绝缘体；在氧化物上且配置于第一导电体与第二导电体之间的第五绝缘体；第五绝缘体上的第六绝缘体；以及第六绝缘体上的第三导电体，其中，第三导电体包括与氧化物重叠的区域，第五绝缘体包括与氧化物、第一导电体、第二导电体及第一绝缘体至第四绝缘体接触的区域，并且，第五绝缘体包含氮、氧及硅。
[0019]在上述半导体装置中，第六绝缘体优选包含铪。
[0020]在上述半导体装置中，第六绝缘体的厚度优选为0.5nm以上且5.0nm以下。
[0021]在上述半导体装置中，第五绝缘体的厚度优选为0.5nm以上且15.0nm以下。
[0022]在上述半导体装置中，氧化物优选为包含选自In、Ga和Zn中的任一个或多个的氧化物半导体。专利技术效果
[0023]根据本专利技术的一个方式可以提供一种晶体管特性的不均匀小的半导体装置。此外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种可靠性良好的半导体装置。此外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种具有良好的电特性的半导体装置。此外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种通态电流大的半导体装置。此外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种能够实现微型化或高集成化的半导体装置。此外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种低功耗的半导体装置。
[0024]注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。注意，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述效果。除上述效果外的效果从说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：沉积第一绝缘体；在所述第一绝缘体上沉积氧化膜；进行第一加热处理；在所述氧化膜上依次沉积第一导电膜及第一绝缘膜；将所述氧化膜、所述第一导电膜及所述第一绝缘膜加工为岛状，形成氧化物、导电层及绝缘层；在所述第一绝缘体、所述氧化物、所述导电层及所述绝缘层上沉积第二绝缘体；在所述第二绝缘体上沉积第三绝缘体；在所述导电层、所述绝缘层、所述第二绝缘体及所述第三绝缘体中形成到达所述氧化物的开口；通过形成所述开口从所述导电层形成第一导电体及第二导电体，从所述绝缘层形成第四绝缘体及第五绝缘体；进行第二加热处理；在所述第三绝缘体上及所述开口上沉积第二绝缘膜；在所述第二绝缘膜上沉积第三绝缘膜；进行微波处理；在所述第三绝缘膜上沉积第二导电膜；对所述第二绝缘膜、所述第三绝缘膜及所述第二导电膜直到所述第三绝缘体的顶面露出为止进行CMP处理，形成第六绝缘体、第七绝缘体及第三导电体；以及所述第二绝缘膜利用PEALD法使用包含硅且不包含烃的气体及氧化性气体沉积。2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述PEALD法的沉积包括：将所述包含硅且不包含烃的气体及所述氧化性气体导入反应室的第一步骤；停止所述包含硅且不包含烃的气体的导入，对所述反应室中残留的所述包含硅且不包含烃的气体进行吹扫的第二步骤；施加高频电力来产生所述氧化性气体的等离子体的第三步骤；以及停止所述高频电力的施加的第四步骤，以所述第一步骤至所述第四步骤为1循环，并且进行1循环至500循环。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其中所述包含硅且不包含烃的气体包含选自SiH4、Si2H6、SiF4、...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，挂端哲弥，神保安弘，惠木勇司，
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：