特開2023-174725IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

本発明の一態様は、酸化物半導体膜を有する半導体装置及びその作製方法、該半導体装置 を有する表示装置、並びに電子機器

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】酸化物半導体膜を有するトランジスタにおいて、電界効果移動度を向上させると
共に信頼性を向上させる。
【解決手段】酸化物半導体膜を有する半導体装置であって、半導体装置は、第1の絶縁膜
と、第1の絶縁膜上の酸化物半導体膜と、酸化物半導体膜上の第2の絶縁膜及び第3の絶
縁膜と、第2の絶縁膜上のゲート電極と、を有する。特に第2の絶縁膜は酸化窒化シリコ
ン膜を含み、酸素プラズマ処理によって過剰酸素を有することで、酸化物半導体膜への酸
素供給を効率良く行うことができる。
【選択図】図44

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

酸化物半導体膜をチャネル領域に用いるトランジスタにおいて、酸化物半導体膜中に形成 されうる酸素欠損は、トランジスタ特性に影響を与える。例えば、酸化物半導体膜中に酸 素欠損が形成されると、該酸素欠損に水素が結合し、キャリア供給源となる。酸化物半導 体膜中にキャリア供給源が生成されると、酸化物半導体膜を有するトランジスタの電気特 性の変動、代表的にはしきい値電圧のシフトが生じる。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一態様は、酸化物半導体膜を有するトランジスタを備えた半導体装置であって、 トランジスタは、基板上に、酸化物半導体膜と、その上のゲート絶縁層と、その上のゲー ト電極と、を有する。ゲート絶縁層は、酸化窒化シリコン膜を有する。基板上のゲート絶 縁層は、昇温脱離ガス分析法で分析したとき、酸素分子に相当する質量電荷比M/z=3 2の放出量の最大のピークは基板温度が150℃以上、350℃以下に出現す・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一態様により、酸化物半導体膜を有するトランジスタにおいて、電気特性の変動
を抑制すると共に、信頼性を向上させることができる。または、本発明の一態様により、
新規な半導体装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示
装置を提供することができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は
、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面
、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 半導体装置を説明する上面図及び断面図。
【図2】 半導体装置を説明する上面図及び断面図。
【図3】 半導体装置を説明する断面図。
【図4】 半導体装置を説明する断面図。
【図5】 半導体装置の作製方法を説明する断面図。
【図6】 半導体装置の作製方法を説明する断面図。
【図7】 半導体装置の作製方法を説明する断面図。
【図8】 本発明に係る酸化物半導体の原子数比の範囲を説明する図。
【図9】 酸化物半導体の積層構造のバンド図。
【図10】 本発明の一態様に係る酸化窒化シリコン膜の評価結果を示す図。
【図11】 本発明の一態様に係る酸化窒化シリコン膜の評価結果を示す図。
【図12】 本発明の一態様に係る酸化窒化シリコン膜の評価結果を示す図。
【図13】 半導体装置の作製方法を説明する断面図。
【図14】 本発明の一態様に係る酸素拡散の効果を示す図。
【図15】 表示装置の一態様を示す上面図。
【図16】 表示装置の一態様を示す断面図。
【図17】 表示装置の一態様を示す断面図。
【図18】 表示装置の一態様を示す断面図。
【図19】 表示装置の一態様を示す断面図。
【図20】 表示装置の一態様を示す断面図。
【図21】 EL層の作製方法を説明する断面図。
【図22】 液滴吐出装置を説明する概念図。
【図23】 表示装置を説明するブロック図及び回路図。
【図24】 本発明の一態様を説明するための回路図およびタイミングチャート。
【図25】 本発明の一態様を説明するためのグラフおよび回路図。
【図26】 本発明の一態様を説明するための回路図およびタイミングチャート。
【図27】 本発明の一態様を説明するための回路図およびタイミングチャート。
【図28】 本発明の一態様を説明するためのブロック図、回路図および波形図。
【図29】 本発明の一態様を説明するための回路図およびタイミングチャート。
【図30】 本発明の一態様を説明するための回路図。
【図31】 本発明の一態様を説明するための回路図。
【図32】 表示モジュールを説明する図。
【図33】 電子機器を説明する図。
【図34】 電子機器を説明する図。
【図35】 表示装置を説明する斜視図。
【図36】 トランジスタのId-Vg特性としきい値電圧シフトを説明する図。
【図37】 TDS分析結果を説明する図。
【図38】 TDS分析結果を説明する図。
【図39】 SIMS分析結果を説明する図。
【図40】 TDS分析結果を説明する図。
【図41】 TDS分析結果を説明する図。
【図42】 TDS分析結果を説明する図。
【図43】 IGZO膜の電気抵抗を説明する図。
【図44】 TDS分析結果を説明する図。
【図45】 半導体装置を説明する断面図。
【図46】 本発明の一態様に係る半導体装置の回路図。
【図47】 本発明の一態様に係る半導体装置の回路図。
【図48】 CPUの構成例を示すブロック図。
【図49】 記憶素子の一例を示す回路図。
【図50】 本発明の一態様に係るトランジスタのドレイン電流-ゲート電圧特性。
【図51】 本発明の一態様に係るトランジスタのGBT試験結果を示す図。
【図52】 本発明の一態様に係るトランジスタの電流ストレス特性。

選択図 図44出願人が指定した本件の代表的な図

100 トランジスタ 100A トランジスタ 100B トランジスタ 100C トランジスタ 102 基板 104 絶縁膜 106 導電膜 108 酸化物半導体膜 108i 領域 108i_0 酸化物半導体膜 108n 領域 108n_2 領域 110 絶縁膜 110_0 絶縁膜 112 導電膜 112_0 導電膜 112_1 導電膜 112_2 導電膜 116 絶縁膜 118 絶縁膜 120a 導電膜 120b 導電膜 122 絶縁膜 140 マスク 141a 開口部 141b 開口部 143 開口部 201 トランジスタ 202 トランジスタ 203 トランジスタ 216 プロファイル 217 プロファイル 218 プロファイル 220 矢印 221 試料 222 試料 223 試料 225 領域 226 試料 227 試料 228 試料 231 破線 232 実線 235 破線 241 試料 242 試料 243 試料 244 試料 251 配線 252 配線 253 配線 254 配線 255 配線 256 ノード 257 容量素子 281 トランジスタ 282 トランジスタ 289 トランジスタ 310 領域 311 領域 312 領域 317 サンプル 318 サンプル 319 シリコン 321 領域 325 金属膜 329 重心位置 351 試料 352 試料 353 試料 354 試料 355 試料 356 試料 357 点線 365 試料 366 試料 367 試料 368 導電膜 370 酸化物半導体膜 376 プラスGBT(ダーク) 377 マイナスGBT(ダーク) 378 プラスGBT(光照射) 379 マイナスGBT(光照射) 381 試料 382 試料 501 画素回路 502 画素部 504 駆動回路部 504a ゲートドライバ 504b ソースドライバ 506 保護回路 507 端子部 550 トランジスタ 552 トランジスタ 554 トランジスタ 560 容量素子 562 容量素子 570 液晶素子 572 発光素子 700 表示装置 701 基板 702 画素部 704 ソースドライバ回路部 705 基板 706 ゲートドライバ回路部 708 FPC端子部 710 信号線 711 配線部 712 シール材 716 FPC 730 絶縁膜 732 封止膜 734 絶縁膜 736 着色膜 738 遮光膜 750 トランジスタ 752 トランジスタ 760 接続電極 770 平坦化絶縁膜 772 導電膜 773 絶縁膜 774 導電膜 775 液晶素子 776 液晶層 778 構造体 780 異方性導電膜 782 発光素子 783 液滴吐出装置 784 液滴 785 層 786 EL層 788 導電膜 790 容量素子 791 タッチパネル 792 絶縁膜 793 電極 794 電極 795 絶縁膜 796 電極 797 絶縁膜 800 インバータ 810 OSトランジスタ 820 OSトランジスタ 831 信号波形 832 信号波形 840 破線 841 実線 850 OSトランジスタ 860 CMOSインバータ 900 半導体装置 901 電源回路 902 回路 903 電圧生成回路 903A 電圧生成回路 903B 電圧生成回路 903C 電圧生成回路 904 回路 905 電圧生成回路 906 回路 911 トランジスタ 912 トランジスタ 912A トランジスタ 912B トランジスタ 921 制御回路 922 トランジスタ 1189 インターフェース 1190 基板 1191 ALU 1192 コントローラ 1193 デコーダ 1194 コントローラ 1195 コントローラ 1196 レジスタ 1197 コントローラ 1198 インターフェース 1199 ROM 1281 トランジスタ 1400 液滴吐出装置 1402 基板 1403 液滴吐出手段 1404 撮像手段 1405 ヘッド 1406 点線 1407 制御手段 1408 記憶媒体 1409 画像処理手段 1410 コンピュータ 1411 マーカー 1412 ヘッド 1413 材料供給源 1414 材料供給源 1701 回路 1707 容量素子 1708 容量素子 1709 トランジスタ 1710 トランジスタ 1713 トランジスタ 1714 トランジスタ 1720 回路 7000 表示モジュール 7001 上部カバー 7002 下部カバー 7003 FPC 7004 タッチパネル 7005 FPC 7006 表示パネル 7007 バックライト 7008 光源 7009 フレーム 7010 プリント基板 7011 バッテリ 8000 カメラ 8001 筐体 8002 表示部 8003 操作ボタン 8004 シャッターボタン 8006 レンズ 8100 ファインダー 8101 筐体 8102 表示部 8103 ボタン 8200 ヘッドマウントディスプレイ 8201 装着部 8202 レンズ 8203 本体 8204 表示部 8205 ケーブル 8206 バッテリ 8300 ヘッドマウントディスプレイ 8301 筐体 8302 表示部 8304 固定具 8305 レンズ 9000 筐体 9001 表示部 9003 スピーカ 9005 操作キー 9006 接続端子 9007 センサ 9008 マイクロフォン 9050 操作ボタン 9051 情報 9052 情報 9053 情報 9054 情報 9055 ヒンジ 9100 テレビジョン装置 9101 携帯情報端末 9102 携帯情報端末 9200 携帯情報端末 9201 携帯情報端末 9500 表示装置 9501 表示パネル 9502 表示領域 9503 領域 9511 軸部 9512 軸受部

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