半導體裝置 SEMICONDUCTOR DEVICE
申請人· 半導體能源研究所股份有限公司 SEMICONDUCTOR ENERGY LABORATORY CO., LTD. 日本 JP


專利信息

專利名稱 半導體裝置
公告號 I517386
公告日 2016/01/11
證書號 I517386
申請號 2010/11/22
國際專利分類號
公報卷期 43-02
發明人 山崎舜平 YAMAZAKI, SHUNPEI; 鄉戶宏充 GODO, HIROMICHI; 河江大輔 KAWAE, DAISUKE
申請人 半導體能源研究所股份有限公司 SEMICONDUCTOR ENERGY LABORATORY CO., LTD. 日本 JP
代理人 林志剛
優先權 日本 2009-270809 20091127
參考文獻 TW200849604A; CN1786801A; WO2008/136505A1
審查人員 王順德

專利摘要

已受到脫水作用或除氫作用的步驟和添加氧的步驟而使得載子濃度低於1 x 1012/cm3之本徵半導體或實質上為本徵半導體被使用於形成通道區於其中之經絕緣的閘極電晶體之氧化物半導體層。形成在此氧化物半導體層之通道的長度被設定為0.2 μm至3.0 μm(含),及氧化物半導體層和閘極絕緣層的厚度分別被設定為15 nm至30 nm(含)及20 nm至50 nm(含),或15 nm至100 nm(含)及10 nm至20 nm(含)。因此,可抑制短通道效應,及在上述通道長度的範圍中,臨界電壓的變化量可低於0.5 V。


專利範圍

1.一種半導體裝置,包含:閘極電極層;閘極絕緣層,鄰接該閘極電極層;以及氧化物半導體層,相鄰該閘極電極層,且該閘極絕緣層在該氧化物半導體層與該閘極電極層之間,其中,該氧化物半導體層的載子濃度低於1 x 10 12 /cm 3 ,其中,形成在該氧化物半導體層中之通道的長度為0.2μm至3.0μm,其中,該氧化物半導體層的厚度為15nm至30nm,其中,該閘極絕緣層的厚度為20nm至50nm,其中,該氧化物半導體層包含氫濃度為5 x 10 19 /cm 3 或更低的區域,以及其中,當施加1V至10V的汲極電壓時,每微米通道寬度的關閉電流為100aA/μm或更低。 2.一種半導體裝置,包含:閘極電極層;閘極絕緣層,鄰接該閘極電極層;以及氧化物半導體層,相鄰該閘極電極層,且該閘極絕緣層在該氧化物半導體層與該閘極電極層之間,其中,該氧化物半導體層的載子濃度低於1 x 10 12 /cm 3 ,其中,形成在該氧化物半導體層中之通道的長度為0.2μm至3.0μm,其中,該氧化物半導體層的厚度為15nm至100nm,其中,該閘極絕緣層的厚度為10nm至20nm,其中,該氧化物半導體層包含氫濃度為5 x 10 19 /cm 3 或更低的區域,以及其中,當施加1V至10V的汲極電壓時,每微米通道寬度的關閉電流為100aA/μm或更低。 3.一種半導體裝置,包含:閘極電極層;閘極絕緣層,在該閘極電極層之上;氧化物半導體層,其在該閘極絕緣層之上,該氧化物半導體層與該閘極電極層重疊,且該閘極絕緣層在該氧化物半導體層與該閘極電極層之間,源極和汲極電極層,在該氧化物半導體層之上,該源極和汲極電極層與該氧化物半導體層的部分重疊;以及氧化物絕緣層,在該源極和汲極電極層之上,該氧化物絕緣層與該氧化物半導體層相接觸,其中,該氧化物半導體層的載子濃度低於1 x 10 12 /cm 3 ,其中,形成在該氧化物半導體層中之通道的長度為0.2μm至3.0μm,其中,該氧化物半導體層的厚度為15nm至30nm,其中,該閘極絕緣層的厚度為20nm至50nm,其中,該氧化物半導體層包含氫濃度為5 x 10 19 /cm 3 或更低的區域,以及其中,當施加1V至10V的汲極電壓時,每微米通道寬度的關閉電流為100aA/μm或更低。 4.一種半導體裝置,包含:閘極電極層;閘極絕緣層,在該閘極電極層之上;氧化物半導體層,在


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