半导体装置、存储装置的制作方法

    专利2026-02-23  14


    本发明的一个方式涉及一种晶体管、半导体装置、存储装置及电子设备。此外,本发明的一个方式涉及一种晶体管的制造方法及半导体装置的制造方法。另外,本发明的一个方式涉及一种半导体晶片及模块。注意,在本说明书等中,半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。除了晶体管等半导体元件之外,半导体电路、运算装置或存储装置也是半导体装置的一个方式。显示装置(液晶显示装置及发光显示装置等)、投影装置、照明装置、电光装置、蓄电装置、存储装置、半导体电路、摄像装置及电子设备等有时包括半导体装置。注意,本发明的一个方式不局限于上述。本说明书等所公开的发明的一个方式涉及一种物体、方法或制造方法。另外,本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。


    背景技术:

    1、由一个电容器和一个晶体管(也称为单元晶体管)构成的dram(dynamic randomaccess memory,动态随机存取存储器)作为典型的存储装置被广泛应用。

    2、随着存储装置的高集成化,需要缩小存储器的占有面积。但是,从技术方面及成本方面来看,使用si晶体管的存储装置的微型化越来越困难。

    3、近年来,作为可以在形成半导体装置的布线的beol(back end of line)工序中形成晶体管的半导体材料,氧化物半导体备受关注。在现有si晶体管(沟道形成区域中包含硅的晶体管)的上方直接形成os晶体管(沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管)的技术(也被称为beol-tr技术)可以在保持设计规则不变的情况下构成3d功能电路。因此,该技术作为能够以低功耗及低成本实现高功能存储装置的技术备受期待。

    4、并且,如果能够实现纵向os晶体管,就可以将设计规则从6f2(f为最小加工尺寸)最小化到4f2。例如,专利文献1公开了一种纵向晶体管,其中氧化物半导体的侧面隔着栅极绝缘层被字线覆盖。

    5、[先行技术文献]

    6、[专利文献]

    7、[专利文献1]日本专利申请公开第2021-108331号公报


    技术实现思路

    1、发明所要解决的技术问题

    2、本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够实现微型化或高集成化的晶体管。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有优异电特性的晶体管。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种电特性不均匀少的晶体管。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种通态电流大的晶体管。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性优异的晶体管。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖晶体管。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种包括该晶体管的半导体装置。另外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种低功耗的半导体装置。

    3、注意,这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意,本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。除上述目的外的目的从说明书、附图、权利要求书等的描述中是显而易见的,并且可以从所述描述中抽出。

    4、解决技术问题的手段

    5、本发明的一个方式是一种晶体管,包括第一导电体、第一导电体上的金属氧化物、金属氧化物上的第二导电体、第一绝缘体、第一绝缘体上的第二绝缘体以及第二绝缘体上的第三导电体。第一导电体具有与金属氧化物重叠的区域。金属氧化物具有第一开口。第二导电体具有第二开口。第一开口与第二开口重叠。第一绝缘体配置在第一开口及第二开口的内侧。第二绝缘体配置在第一绝缘体的凹部中。第三导电体配置在第二绝缘体的凹部中。

    6、在上述晶体管中,金属氧化物及第二导电体优选具有空心圆筒形状。

    7、在俯视上述晶体管时,第一导电体的中心优选不与金属氧化物所具有的空心圆筒形状的中心一致。

    8、在上述晶体管的截面中,第一开口一侧的侧面及第二开口一侧的侧面优选具有锥形形状。

    9、在上述晶体管中,第二绝缘体的最上部的高度优选与第一绝缘体的最上部一致或大致一致。

    10、在上述晶体管中,第一绝缘体优选具有比第二绝缘体的厚度薄的区域。

    11、本发明的另一个方式是一种存储装置,包括上述晶体管以及电容器。晶体管设置在电容器的上方。

    12、本发明的另一个方式是一种半导体装置,包括第一绝缘体、以嵌入第一绝缘体的方式配置的第一导电体、第一导电体上的金属氧化物、金属氧化物上的第二导电体、第二导电体上的第三导电体、第二绝缘体、第二绝缘体上的第三绝缘体、第三绝缘体上的第四导电体以及第四导电体上的第五导电体。第一导电体具有与金属氧化物重叠的区域。金属氧化物具有第一开口。第二导电体具有第二开口。第一开口与第二开口重叠。第二绝缘体配置在第一开口及第二开口的内侧。第三绝缘体配置在第二绝缘体的凹部中。第四导电体配置在第三绝缘体的凹部中。第三导电体以接触于第二导电体的顶面的至少一部分的方式配置。第五导电体以接触于第四导电体的顶面的方式配置。在俯视半导体装置时,第三导电体与第五导电体不重叠。

    13、优选的是,上述半导体装置在第二绝缘体及第三绝缘体与第五导电体之间还包括第四绝缘体,第四绝缘体具有接触于第五导电体的底面的区域,并且第三导电体的顶面位于第四绝缘体的底面与顶面之间。

    14、在上述半导体装置中,金属氧化物及第二导电体优选具有空心圆筒形状。

    15、在俯视上述半导体装置时,第一导电体的中心优选不与金属氧化物所具有的空心圆筒形状的中心一致。

    16、在上述半导体装置的截面中,第一开口一侧的侧面及第二开口一侧的侧面优选具有锥形形状。

    17、在上述半导体装置中,第三绝缘体的最上部的高度优选与第二绝缘体的最上部一致或大致一致。

    18、在上述半导体装置中,第二绝缘体优选具有比第三绝缘体的厚度薄的区域。

    19、在上述半导体装置中,第五导电体的延伸方向优选为与第三导电体的延伸方向正交的方向。

    20、本发明的另一个方式是一种存储装置,包括上述半导体装置以及电容器。半导体装置设置在电容器的上方。

    21、发明效果

    22、根据本发明的一个方式,可以提供一种能够实现微型化或高集成化的晶体管。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种具有优异电特性的晶体管。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种电特性不均匀少的晶体管。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种通态电流大的晶体管。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种可靠性优异的晶体管。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种新颖晶体管。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种包括该晶体管的半导体装置。另外,根据本发明的一个方式,可以提供一种低功耗的半导体装置。

    23、注意,这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外,本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外,说明书、附图以及权利要求书等的记载中显然存在上述效果以外的效果,可以从说明书、附图以及权利要求书等的记载中获得上述效果以外的效果。


    技术特征:

    1.一种半导体装置,包括:

    2.根据权利要求1所述的半导体装置,

    3.根据权利要求2所述的半导体装置,

    4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置,

    5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置,

    6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置,

    7.一种存储装置,包括:

    8.一种半导体装置,包括:

    9.根据权利要求8所述的半导体装置,在所述第二绝缘体及所述第三绝缘体与所述第五导电体之间还包括第四绝缘体,

    10.根据权利要求8或9所述的半导体装置,

    11.根据权利要求10所述的半导体装置,

    12.根据权利要求8至11中任一项所述的半导体装置,

    13.根据权利要求8至12中任一项所述的半导体装置,

    14.根据权利要求8至13中任一项所述的半导体装置,

    15.根据权利要求8至14中任一项所述的半导体装置,

    16.一种存储装置,包括:


    技术总结
    提供一种能够实现微型化或高集成化的半导体装置。该半导体装置包括第一导电体、第一导电体上的金属氧化物、金属氧化物上的第二导电体、第一绝缘体、第一绝缘体上的第二绝缘体以及第二绝缘体上的第三导电体。第一导电体具有与金属氧化物重叠的区域。金属氧化物具有第一开口。第二导电体具有第二开口。第一开口与第二开口重叠。第一绝缘体配置在第一开口及第二开口的内侧。第二绝缘体配置在第一绝缘体的凹部中。第三导电体配置在第二绝缘体的凹部中。

    技术研发人员:宫入秀和,中岛基
    受保护的技术使用者:株式会社半导体能源研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-95620.html

    最新回复(0)