[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 201410074885.X
• 申請日: 2010-09-27
• 公開（公告）號: CN103794612B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 山崎舜平;小山潤;今井馨太郎
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

1.一種包括反相器電路的半導體裝置，該反相器電路包括：

包括單晶半導體材料的p-型晶體管，其中用所述單晶半導體材料形成該p-型晶體管的溝道形成區；

所述p-型晶體管上的第一絕緣層；

所述第一絕緣層上的第二絕緣層；以及

所述第一絕緣層上的n-型晶體管，該n-型晶體管包括：

嵌入于所述第二絕緣層中的柵電極；

所述柵電極上的柵極絕緣層；以及

隔著所述柵極絕緣層在所述柵電極上的溝道形成區，其中所述n-型晶體管的所述溝道形成區包括包含銦的氧化物半導體材料，

其中所述第二絕緣層的上部平坦表面與所述柵電極的上部平坦表面對齊，

其中所述p-型晶體管的源極和漏極之一電連接到所述n-型晶體管的源極和漏極之一，且

其中所述n-型晶體管的所述柵電極電連接到所述p-型晶體管的柵電極。

2.一種包括反相器電路的半導體裝置，該反相器電路包括：

包括單晶半導體材料的p-型晶體管，其中用所述單晶半導體材料形成該p-型晶體管的溝道形成區；

所述p-型晶體管上的第一絕緣層；

所述第一絕緣層上的第二絕緣層；以及

所述第一絕緣層上的n-型晶體管，該n-型晶體管包括：

嵌入于所述第二絕緣層中的柵電極；

所述柵電極上的柵極絕緣層；以及

隔著所述柵極絕緣層在所述柵電極上的溝道形成區，其中所述n-型晶體管的所述溝道形成區包括包含銦的氧化物半導體材料，

其中所述第二絕緣層的上部平坦表面與所述柵電極的上部平坦表面對齊，

其中所述p-型晶體管的源極和漏極之一電連接到所述n-型晶體管的源極和漏極之一，

其中所述n-型晶體管的所述柵電極電連接到所述p-型晶體管的柵電極，

其中所述氧化物半導體材料包含濃度為5×10¹⁹atoms/cm³或更低的氫，且

其中所述氧化物半導體材料是i-型。

3.一種包括反相器電路的半導體裝置，該反相器電路包括：

包括單晶半導體材料的p-型晶體管，其中用所述單晶半導體材料形成該p-型晶體管的溝道形成區；

所述p-型晶體管上的第一絕緣層；

所述第一絕緣層上的第二絕緣層；以及

所述第一絕緣層上的n-型晶體管，該n-型晶體管包括：

嵌入于所述第二絕緣層中的柵電極；

所述柵電極上的柵極絕緣層；以及

隔著所述柵極絕緣層在所述柵電極上的溝道形成區，其中所述n-型晶體管的所述溝道形成區包括包含銦的氧化物半導體材料，

其中所述第二絕緣層的上部平坦表面與所述柵電極的上部平坦表面對齊，

其中所述p-型晶體管的源極和漏極之一電連接到所述n-型晶體管的源極和漏極之一，

其中所述n-型晶體管的所述柵電極電連接到所述p-型晶體管的柵電極，且

其中所述n-型晶體管的截止態電流為1×10^-13A或更低。