半导体装置和制造半导体装置的方法制造方法及图纸

在小型化晶体管中，需要栅极绝缘层减少其厚度；然而，在栅极绝缘层为单层氧化硅膜的情况下，由于隧道电流（即栅极泄漏电流）的增加，可能发生对栅极绝缘层的变薄的物理上的限制。通过将相对电容率高于或等于10的高k膜用于栅极绝缘层，减少了小型化晶体管的栅极泄漏电流。通过将高k膜用作相对电容率高于与氧化物半导体层接触的第二绝缘层的相对电容率的第一绝缘层，栅极绝缘层的厚度能够薄于考虑氧化硅膜的栅极绝缘层的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括氧化物半导体的晶体管，包括包含晶体管的集成电路的半导体装置，以及用于制造半导体装置的方法。例如，本专利技术涉及其上安装有半导体集成电路作为部件的电子装置。在本说明书中，“半导体装置”指的是能够通过利用半导体特性而起作用的任意装置，并且显示装置、电光装置、半导体电路、电子部件以及电子装置都包括在半导体装置的范畴中。
技术介绍
近年来，开发了半导体装置，并且制造了诸如具有硅晶圆或玻璃衬底(取决于使用)的半导体装置的各种半导体装置。例如，在液晶显示装置中，晶体管和布线形成于玻璃衬底之上。LSI、CPU或存储器是各设置有作为连接端子的电极的半导体元件的集成体，其包括从半导体晶圆分离的半导体集成电路(至少包括晶体管和存储器)。在以上的半导体装置中，晶体管能够用作部件的一部分。已知硅类半导体材料作为能够应用于晶体管的半导体薄膜的材料。作为另ー种材料，氧化物半导体也受到了关注。作为氧化物半导体的材料，已知包含氧化锌作为其成分的材料。此外，公开有使用包括氧化锌的半导体所形成的晶体管(专利文献I至3)。[參考文献] [专利文献] [专利文献I]日本专利申请公开2006-1655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】2010.02.05 JP 2010-0248601.一种半导体装置，包括 在具有绝缘表面的衬底之上的第一绝缘层； 在所述第一绝缘层之上的氧化物半导体层； 在所述氧化物半导体层之上的第二绝缘层； 在所述第二绝缘层之上的第三绝缘层；以及 在所述第三绝缘层之上与所述氧化物半导体层重叠的栅电极， 其中，所述第三绝缘层具有比所述第二绝缘层更高的相对电容率。2.根据权利要求I所述的半导体装置，其中，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层以及所述氧化物半导体层通过溅射法形成。3.根据权利要求I所述的半导体装置，其中，所述第三绝缘层包括相对电容率高于10的材料。4.根据权利要求I所述的半导体装置，其中，所述第三绝缘层包括包含铪的绝缘膜。5.根据权利要求I所述的半导体装置，其中，所述第三绝缘层包括从由氧化铪、硅酸铪、硅酸氧氮化铪、铝酸铪、氧化锆、氧化钽以及氧化锆铝构成的组中选择的ー种。6.一种半导体装置，包括 栅电极； 氧化物半导体层； 在所述栅电极和所述氧化物半导体层之间的第一绝缘层； 在所述第一绝缘层和所述氧化物半导体层之间的第二绝缘层；以及 设置成与所述氧化物半导体层相接触的第三绝缘层， 其中，所述氧化物半导体层设置在所述第二绝缘层和所述第三绝缘层之间，并且 其中，所述第一绝缘层具有比所述第二绝缘层更高的相对电容率。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述第二绝缘层、所述第三绝缘层以及所述氧化物半导体层通过溅射法形成。8.根据权利要求6所述的半导体装置，还包括具有绝缘表面的衬底，其中，所述栅电极形成于所述衬底和所述氧化物半导体层之间。9.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述第一绝缘层包括相对电容率高于10的材料。10.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述第一绝缘层包括包含铪的绝缘膜。11.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述第一绝缘层包括从由氧化铪、硅酸铪、硅酸氧氮化铪、铝酸铪、氧化锆、氧化钽以及氧化锆铝构成的组中选择的ー种。12.—种半导体装置，包括 第一绝缘层，设置成与第一栅电极相接触； 第二绝缘层，设置成与所述第一绝缘层相接触； 氧化物半导体层，设置成与所述第二绝缘层相接触； 第三绝缘层，设置成与所述氧化物半导体层相接触； 第四绝缘层，具有比所述第三绝缘层更高的相对电容率并且与所述第三绝缘层相接触；以及 第二栅电极，与所述第一栅电极重叠并且与所述第四绝缘层相接触，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤佑太，斎藤隆行，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：