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公開番号2025092722
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2025061543,2024044420
出願日2025-04-03,2012-07-13
発明の名称半導体装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10D 30/67 20250101AFI20250612BHJP()
要約【課題】ノーマリーオフのスイッチング素子を実現するトランジスタ構造およびその作製
方法を提供する。トランジスタのオン特性を向上させて、半導体装置の高速応答、高速駆
動を実現する構成およびその作製方法を提供する。信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、ゲート絶縁膜、及びゲート電
極層が順に積層されたトランジスタにおいて、該半導体層としてインジウム、ガリウム、
亜鉛、及び酸素の4元素を少なくとも含み、該4元素の組成比を原子百分率で表したとき
、インジウムの割合が、ガリウムの割合及び亜鉛の割合の2倍以上である酸化物半導体層
を用いる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物絶縁層上に設けられ、且つチャネル形成領域を含む酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層上のゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に設けられ、且つ前記酸化物半導体層と重なるゲート電極層と、を
有し、
前記酸化物半導体層は、インジウム、ガリウム、亜鉛、及び酸素の４元素を少なくとも
含み、
前記４元素の組成比を原子百分率で表したとき、インジウムの割合が、ガリウムの割合
及び亜鉛の割合の２倍以上である、半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
半導体装置及び半導体装置の作製方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜を用いてトランジスタ（薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）ともいう）を構成する技術が注目されている。該トランジスタは集積回路（
ＩＣ）や画像表示装置（表示装置）のような電子デバイスに広く応用されている。トラン
ジスタに適用可能な半導体薄膜としてシリコン系半導体材料が広く知られているが、その
他の材料として酸化物半導体が注目されている。
【０００４】
例えば、トランジスタの活性層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜
鉛（Ｚｎ）を含む非晶質酸化物を用いたトランジスタが開示されている（特許文献１参照
）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００６－１６５５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
酸化物半導体をチャネル形成領域に用いたトランジスタの電気特性のしきい値電圧をプラ
スにすることができ、所謂ノーマリーオフのスイッチング素子を実現するトランジスタ構
造およびその作製方法を提供することを課題の一つとする。
【０００７】
また、より高性能な半導体装置を実現するため、トランジスタのオン特性（例えば、オン
電流や電界効果移動度）を向上させて、半導体装置の高速応答、高速駆動を実現する構成
およびその作製方法を提供することを課題の一つとする。
【０００８】
また、長期間の使用に際しても、しきい値電圧が変動しにくく、信頼性の高い半導体装置
を提供することを課題の一つとする。
【０００９】
上記課題のうち、少なくともいずれか一を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極層が順に積
層されたトランジスタにおいて、該半導体層としてインジウム、ガリウム、亜鉛、及び酸
素の４元素を少なくとも含み、該４元素の組成比を原子百分率で表したとき、インジウム
の割合が、ガリウムの割合及び亜鉛の割合の２倍以上である酸化物半導体層を用いる。
（【００１１】以降は省略されています）

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