[發明專利]半導體裝置

在審

• 申請號: 201380061385.6
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN104823283A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 松林大介;篠原聰始;關根航
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/28;H01L21/336;H01L21/8234;H01L21/8242;H01L21/8247;H01L27/06;H01L27/08;H01L27/105;H01L27/108;H01L27/115;H01L29/417;H01
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李玲

1.一種半導體裝置，包括：

襯底；

氧化物半導體疊層，其中在所述襯底上從所述襯底一側依次層疊有第一氧化物半導體層、第二氧化物半導體層及第三氧化物半導體層；

接觸于所述氧化物半導體疊層的源電極層及漏電極層；

在所述氧化物半導體疊層、所述源電極層及所述漏電極層上的柵極絕緣膜；以及

在所述柵極絕緣膜上的柵電極層，

其中，所述第一氧化物半導體層包括第一區域，

所述柵極絕緣膜包括第二區域，并且，

在T_S1表示所述第一區域的厚度且T_G1表示所述第二區域的厚度的情況下，T_S1≥T_G1。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，

其中所述第一氧化物半導體層及所述第三氧化物半導體層中的每一個的導帶的底部的能量都比所述第二氧化物半導體層的導帶的底部的能量更接近于真空能級，并且

所述第二氧化物半導體層與所述第一氧化物半導體層之間的導帶的底部的能量差以及所述第二氧化物半導體層與所述第三氧化物半導體層之間的導帶的底部的能量差都是大于或等于0.05eV且小于或等于2eV。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，

其中所述第一至第三氧化物半導體層都是使用In-M-Zn氧化物(M為Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd或Hf)形成的，并且

所述第一氧化物半導體層及所述第三氧化物半導體層中的M相對于In的原子數比都大于所述第二氧化物半導體層中的M相對于In的原子數比。

4.根據權利要求1所述的半導體裝置，

其中所述源電極層包括與所述氧化物半導體疊層接觸的第一源電極層以及覆蓋所述第一源電極層且與所述氧化物半導體疊層接觸的第二源電極層，并且

所述漏電極層包括與所述氧化物半導體疊層接觸的第一漏電極層以及覆蓋所述第一漏電極層且與所述氧化物半導體疊層接觸的第二漏電極層。

5.根據權利要求1所述的半導體裝置，

其中所述源電極層包括與所述氧化物半導體疊層接觸的第二源電極層以及在所述第二源電極層上且與所述氧化物半導體疊層接觸的第一源電極層，并且

所述漏電極層包括與所述氧化物半導體疊層接觸的第二漏電極層以及在所述第二漏電極層上且與所述氧化物半導體疊層接觸的第一漏電極層。

6.根據權利要求4所述的半導體裝置，

其中所述第一源電極層和所述第一漏電極層都是使用Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W或以這些材料為主要成分的合金材料形成的，并且

所述第二源電極層和所述第二漏電極層都是使用包含氮化鉭、氮化鈦或釕的材料形成的。

7.根據權利要求5所述的半導體裝置，

其中所述第一源電極層和所述第一漏電極層都是使用Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W或以這些材料為主要成分的合金材料形成的，并且

所述第二源電極層和所述第二漏電極層都是使用包含氮化鉭、氮化鈦或釕的材料形成的。

8.一種半導體裝置，包括：

在襯底上的第一氧化物半導體層；

在所述第一氧化物半導體層上的第二氧化物半導體層；

在所述第二氧化物半導體層上的第一源電極層及第一漏電極層；

在所述第二氧化物半導體層、所述第一源電極層及所述第一漏電極層上的第三氧化物半導體層；

覆蓋所述第一源電極層的第二源電極層；

覆蓋所述第一漏電極層的第二漏電極層；

在所述第三氧化物半導體層、所述第二源電極層及所述第二漏電極層上的柵極絕緣膜；以及

在所述柵極絕緣膜上的柵電極層，

其中，所述第一源電極層及所述第一漏電極層接觸于所述第一至第三氧化物半導體層，

所述第二源電極層及所述第二漏電極層接觸于所述第三氧化物半導體層，

所述第一氧化物半導體層包括第一區域，

所述柵極絕緣膜包括第二區域，并且，

在T_S1表示所述第一區域的厚度且T_G1表示所述第二區域的厚度的情況下，T_S1≥T_G1。