半导体装置及半导体装置的制造方法与流程

本发明的一个方式涉及一种半导体装置。本发明的一个方式涉及一种半导体装置的制造方法。注意，本发明的一个方式不局限于上述。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置、输入输出装置、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。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。

背景技术：

1、作为可用于晶体管的半导体材料，使用金属氧化物的氧化物半导体受到瞩目。例如，专利文献1公开了如下半导体装置：层叠有多个氧化物半导体层，在该多个氧化物半导体层中，被用作沟道的氧化物半导体层包含铟及镓，并且通过使铟的比率比镓的比率高从而使场效应迁移率(有时，简称为迁移率或μfe)得到提高的半导体装置。

2、由于金属氧化物可以利用溅射法形成，所以可以被用于构成大型显示装置的晶体管的半导体层。此外，因为可以将使用多晶硅或非晶硅的晶体管的生产设备的一部分改良而利用，所以还可以抑制设备投资。此外，与使用非晶硅的晶体管相比，使用金属氧化物的晶体管具有高场效应迁移率，所以可以实现设置有栅极驱动器的高性能显示装置。

3、[先行技术文献]

4、[专利文献]

5、[专利文献1]日本专利申请公开第2014-7399号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、本发明的一个方式的目的之一是提供一种电特性优异的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种电特性稳定的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种在同一衬底上包括不同晶体管的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置。

3、注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明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抽出上述以外的目的。

4、解决技术问题的手段

5、本发明的一个方式是一种包括第一晶体管以及第二晶体管的半导体装置。第一晶体管依次层叠包括第一半导体层、第一绝缘层、第二绝缘层以及第一栅电极。第一栅电极具有与第一半导体层重叠的区域。第二晶体管依次层叠包括第二半导体层、第二绝缘层以及第二栅电极。第二栅电极具有与第二半导体层重叠的区域。

6、在上述半导体装置中，第一绝缘层优选具有与第一半导体层的顶面接触的区域。第一绝缘层优选具有与第二半导体层的底面接触的区域。

7、在上述半导体装置中，第一半导体层及第二半导体层都优选包含铟。第二半导体层中的相对于含有金属元素的原子数的铟的原子数的比率优选比第一半导体层高。

8、在上述半导体装置中，第二半导体层中的相对于含有金属元素的原子数的铟的原子数的比率优选为30原子％以上且100原子％以下。

9、在上述半导体装置中，第一半导体层及第二半导体层都优选包含铟。第一半导体层中的相对于含有金属元素的原子数的铟的原子数的比率优选比第二半导体层高。

10、在上述半导体装置中，第一半导体层中的相对于含有金属元素的原子数的铟的原子数的比率优选为30原子％以上且100原子％以下。

11、在上述半导体装置中，优选的是，第二半导体层包含元素m，元素m为选自镓、铝、钇和锡中的一种或多种。第二半导体层中的相对于含有金属元素的原子数的元素m的原子数的比率优选比第一半导体层高。

12、在上述半导体装置中，第二半导体层中的相对于含有金属元素的原子数的元素m的原子数的比率优选为20原子％以上且60原子％以下。

13、在上述半导体装置中，优选的是，第一半导体层包含元素m，元素m为选自镓、铝、钇和锡中的一种或多种。第一半导体层中的相对于含有金属元素的原子数的元素m的原子数的比率优选比第二半导体层高。

14、在上述半导体装置中，第一半导体层中的相对于含有金属元素的原子数的元素m的原子数的比率优选为20原子％以上且60原子％以下。

15、在上述半导体装置中，第一晶体管优选包括第三绝缘层以及第三栅电极。第三栅电极优选具有隔着第一半导体层与第一栅电极重叠的区域。第三栅电极优选具有隔着第三绝缘层与第一半导体层重叠的区域。

16、在上述半导体装置中，第二晶体管优选包括第一绝缘层、第三绝缘层以及第四栅电极。第四栅电极优选具有隔着第二半导体层与第二栅电极重叠的区域。第四栅电极优选具有隔着第一绝缘层及第三绝缘层与第二半导体层重叠的区域。

17、本发明的一个方式是一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：在衬底上形成岛状的第一半导体层；在衬底及第一半导体层上形成第一绝缘层；在第一绝缘层上形成岛状的第二半导体层；在第一绝缘层及第二半导体层上形成第二绝缘层；以及在第二绝缘层上形成第一栅电极及第二栅电极，第一栅电极具有隔着第一绝缘层及第二绝缘层与第一半导体层重叠的区域，第二栅电极具有隔着第二绝缘层与第二半导体层重叠的区域。

18、发明效果

19、根据本发明的一个方式可以提供一种电特性优异的半导体装置。此外，可以提供一种可靠性高的半导体装置。此外，可以提供一种电特性稳定的半导体装置。此外，可以提供一种在同一衬底上包括不同晶体管的半导体装置。此外，可以提供一种新颖的半导体装置。

20、注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明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抽出上述以外的效果。

技术特征：

1.一种半导体装置，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，

3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，

4.根据权利要求3所述的半导体装置，

5.根据权利要求1或2所述的半导体装置，

6.根据权利要求5所述的半导体装置，

7.根据权利要求1或2所述的半导体装置，

8.根据权利要求7所述的半导体装置，

9.根据权利要求1或2所述的半导体装置，

10.根据权利要求9所述的半导体装置，

11.根据权利要求1至10中任一项所述的半导体装置，

12.根据权利要求11所述的半导体装置，

13.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：

技术总结
提供一种电特性优异的半导体装置。提供一种可靠性高的半导体装置。半导体装置包括第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管依次层叠包括第一半导体层、第一绝缘层、第二绝缘层以及第一栅电极。第一栅电极具有与第一半导体层重叠的区域。第二晶体管依次层叠包括第二半导体层、第二绝缘层以及第二栅电极。第二栅电极具有与第二半导体层重叠的区域。

技术研发人员：岛行德,半田拓哉
受保护的技术使用者：株式会社半导体能源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15