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JP2012256902A

Semiconductor device

Abstract

Problem to be solved.To impart stable electrical characteristics to a semiconductor device using an oxide semiconductor and to improve reliability.

Solution.In a transistor including an oxide semiconductor film, a metal oxide film having an antistatic function which is in contact with the oxide semiconductor film and covers a source electrode and a drain electrode is formed and heat-treated. By this heating step, impurities such as hydrogen, water, hydroxyl groups or hydrides are intentionally removed from the oxide semiconductor film to purify the oxide semiconductor film. Further, by providing the metal oxide film, it is possible to prevent the generation of parasitic channels on the back channel side of the oxide semiconductor film in the transistor. [Selection diagram] Fig. 1

JP2012256902A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 12

Term

5.8 yearsto projected expiry

Projected expiry 24 July 2032, counted from filing; an application has no term until it is granted.

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  5. Projected expiry

10 claims: 6 independent, 4 dependent

  1. 1
    ゲート電極を有し、 前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を有し、 前記ゲート絶縁膜上の前記ゲート電極と重畳する領域に酸化物半導体膜を有し、 前記酸化物半導体膜と接するソース電極およびドレイン電極を有し、 前記酸化物半導体膜と接し、前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆う金属酸化膜を有し、 前記金属酸化膜は、ガリウムと、インジウム又は亜鉛とを含み、 前記金属酸化膜に含まれるインジウムの濃度は0.01乃至5原子%であり、 前記金属酸化膜に含まれる亜鉛の濃度は0.01乃至5原子%であることを特徴とする半導体装置。
  2. 2
    ゲート電極を有し、 前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を有し、 前記ゲート絶縁膜上の前記ゲート電極と重畳する領域に酸化物半導体膜を有し、 前記酸化物半導体膜と接するソース電極およびドレイン電極を有し、 前記酸化物半導体膜と接し、前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆う金属酸化膜を有し、 前記金属酸化膜は、ガリウムと、インジウムとを含むことを特徴とする半導体装置。
  3. 3
    ゲート電極を有し、 前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を有し、 前記ゲート絶縁膜上の前記ゲート電極と重畳する領域に酸化物半導体膜を有し、 前記酸化物半導体膜と接するソース電極およびドレイン電極を有し、 前記酸化物半導体膜と接し、前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆う金属酸化膜を有し、 前記金属酸化膜は、ガリウムと、亜鉛とを含むことを特徴とする半導体装置。
  4. 4
    請求項1乃至3のいずれか一において、 前記ソース電極および前記ドレイン電極は、仕事関数が3.9eV以上の導電材料を含むことを特徴とする半導体装置。
  5. 5
    請求項1乃至3のいずれか一において、 前記ソース電極および前記ドレイン電極は、窒化タングステンまたは窒化チタンであることを特徴とする半導体装置。
  6. 6
    請求項1乃至請求項5のいずれか一において、 前記金属酸化膜のバンドギャップと、前記酸化物半導体膜のバンドギャップとの差は、3.0eV未満であることを特徴とする半導体装置。
  7. 7
    基板上に、ゲート電極を形成し、 前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と重畳する領域に酸化物半導体膜を形成し、 前記酸化物半導体膜上に、ソース電極及びドレイン電極を形成し、 前記酸化物半導体膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う金属酸化膜を形成し、 加熱処理を行う半導体装置の作製方法であって、 前記金属酸化膜は、ガリウムと、インジウム又は亜鉛とを含み、 前記インジウムは0.01乃至5原子%で含まれ 前記亜鉛は0.01乃至5原子%で含まれていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  8. 8
    基板上に、ゲート電極を形成し、 前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と重畳する領域に酸化物半導体膜を形成し、 前記酸化物半導体膜上に、ソース電極及びドレイン電極を形成し、 前記酸化物半導体膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う金属酸化膜を形成し、 加熱処理を行う半導体装置の作製方法であって、 前記金属酸化膜は、ガリウムと、インジウムとを含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  9. 9
    基板上に、ゲート電極を形成し、 前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成し、 前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と重畳する領域に酸化物半導体膜を形成し、 前記酸化物半導体膜上に、ソース電極及びドレイン電極を形成し、 前記酸化物半導体膜、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う金属酸化膜を形成し、 加熱処理を行う半導体装置の作製方法であって、 前記金属酸化膜は、ガリウムと、亜鉛とを含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。
  10. 10
    請求項7乃至9のいずれか一において、 前記加熱処理の温度は250°C以上650°C以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
Independent claims10