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JP5938136B2

Semiconductor device

Abstract

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JP5938136B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 28

Term

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Expires 14 December 2035.

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5 claims: 5 independent, 0 dependent

  1. 1
    ゲート電極と、 前記ゲート電極上の、ゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上の、酸化物半導体層と、 前記酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる、ハロゲン元素を有する第1の絶縁層と、 前記酸化物半導体層と電気的に接続された、ソース電極と、 前記酸化物半導体層と電気的に接続された、ドレイン電極と、 前記ソース電極上、及び前記ドレイン電極上の、第2の絶縁層と、を有し、 前記酸化物半導体層は、Inと、Gaと、Znと、を含み、 前記酸化物半導体層と、前記ソース電極との間に、第1のn型領域を有し、 前記酸化物半導体層と、前記ドレイン電極との間に、第2のn型領域を有し、 前記第1のn型領域は、酸化チタンを含み、 前記第2のn型領域は、酸化チタンを含み、 前記第1のn型領域のキャリア濃度は、前記酸化物半導体層のキャリア濃度より高く、 前記第2のn型領域のキャリア濃度は、前記酸化物半導体層のキャリア濃度より高く、 前記酸化物半導体層は、前記第1のn型領域を介して、前記ソース電極と電気的に接続され、 前記酸化物半導体層は、前記第2のn型領域を介して、前記ドレイン電極と電気的に接続され、 前記ソース電極の上方からみたとき、前記第1のn型領域は、前記ソース電極と重なる第3の領域と、前記ソース電極と重ならない第4の領域とを有し、 前記第4の領域は、前記チャネル形成領域上で、前記第2の絶縁層と接し、 前記ドレイン電極の上方からみたとき、前記第2のn型領域は、前記ドレイン電極と重なる第5の領域と、前記ドレイン電極と重ならない第6の領域とを有し、 前記第6の領域は、前記チャネル形成領域上で、前記第2の絶縁層と接していることを特徴とする半導体装置。
  2. 2
    ゲート電極と、 前記ゲート電極上の、ゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上の、酸化物半導体層と、 前記酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる、ハロゲン元素を有する第1の絶縁層と、 前記酸化物半導体層と電気的に接続された、ソース電極と、 前記酸化物半導体層と電気的に接続された、ドレイン電極と、 前記ソース電極上、及び前記ドレイン電極上の、第2の絶縁層と、を有し、 前記酸化物半導体層は、Inと、Gaと、Znと、を含み、 前記酸化物半導体層と、前記ソース電極との間に、ソース領域を有し、 前記酸化物半導体層と、前記ドレイン電極との間に、ドレイン領域を有し、 前記ソース領域は、酸化チタンを含み、 前記ドレイン領域は、酸化チタンを含み、 前記ソース電極の上方からみたとき、前記ソース領域は、前記ソース電極と重なる第3の領域と、前記ソース電極と重ならない第4の領域とを有し、 前記第4の領域は、前記チャネル形成領域上で、前記第2の絶縁層と接し、 前記ドレイン電極の上方からみたとき、前記ドレイン領域は、前記ドレイン電極と重なる第5の領域と、前記ドレイン電極と重ならない第6の領域とを有し、 前記第6の領域は、前記チャネル形成領域上で、前記第2の絶縁層と接していることを特徴とする半導体装置。
  3. 3
    ゲート電極と、 前記ゲート電極上の、ゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上の、酸化物半導体層と、 前記酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる、ハロゲン元素を有する第1の絶縁層と、 前記酸化物半導体層と電気的に接続された、ソース電極と、 前記酸化物半導体層と電気的に接続された、ドレイン電極と、 前記ソース電極上、及び前記ドレイン電極上の、第2の絶縁層と、を有し、 前記酸化物半導体層は、Inと、Gaと、Znと、を含み、 前記酸化物半導体層と、前記ソース電極との間に、前記酸化物半導体層と前記ソース電極との接触抵抗を低減させる第1の領域を有し、 前記酸化物半導体層と、前記ドレイン電極との間に、前記酸化物半導体層と前記ドレイン電極との接触抵抗を低減させる第2の領域を有し、 前記第1の領域は、酸化チタンを含み、 前記第2の領域は、酸化チタンを含み、 前記ソース電極の上方からみたとき、前記第1の領域は、前記ソース電極と重なる第3の領域と、前記ソース電極と重ならない第4の領域とを有し、 前記第4の領域は、前記チャネル形成領域上で、前記第2の絶縁層と接し、 前記ドレイン電極の上方からみたとき、前記第2の領域は、前記ドレイン電極と重なる第5の領域と、前記ドレイン電極と重ならない第6の領域とを有し、 前記第6の領域は、前記チャネル形成領域上で、前記第2の絶縁層と接していることを特徴とする半導体装置。
  4. 4
    ゲート電極と、 前記ゲート電極上の、ゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上の、酸化物半導体層と、 前記酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる、ハロゲン元素を有する第1の絶縁層と、 前記酸化物半導体層と電気的に接続された、ソース電極と、 前記酸化物半導体層と電気的に接続された、ドレイン電極と、 前記ソース電極上、及び前記ドレイン電極上の、第2の絶縁層と、を有し、 前記酸化物半導体層は、Inと、Gaと、Znと、を含み、 前記酸化物半導体層と、前記ソース電極との間に、第1の酸化チタンを有し、 前記酸化物半導体層と、前記ドレイン電極との間に、第2の酸化チタンを有し、 前記ソース電極の上方からみたとき、前記第1の酸化チタンは、前記ソース電極と重なる第3の領域と、前記ソース電極と重ならない第4の領域とを有し、 前記第4の領域は、前記チャネル形成領域上で、前記第2の絶縁層と接し、 前記ドレイン電極の上方からみたとき、前記第2の酸化チタンは、前記ドレイン電極と重なる第5の領域と、前記ドレイン電極と重ならない第6の領域とを有し、 前記第6の領域は、前記チャネル形成領域上で、前記第2の絶縁層と接していることを特徴とする半導体装置。
  5. 5
    請求項1乃至請求4のいずれか一において、 前 記第1の絶縁層が有するハロゲン元素は、SIMSを用いた分析により得られる濃度ピークが1×10 15 cm -3 以上1×10 20 cm -3 以下の範囲内にあることを特徴とする半導体装置。
Independent claims5