[发明专利]半导体装置

说明书

提供一种半导体装置，其中能够抑制随着晶体管的微型化而变得更显著的电特性的劣化。该半导体装置包括：氧化物半导体叠层，其中在衬底上从衬底一侧依次层叠有第一氧化物半导体层、第二氧化物半导体层及第三氧化物半导体层；接触于氧化物半导体叠层的源电极层及漏电极层；在氧化物半导体叠层、源电极层及漏电极层上的栅极绝缘膜；以及在栅极绝缘膜上的栅电极层。第一氧化物半导体层包括第一区域。栅极绝缘膜包括第二区域。在Tsubgt;S1/subgt;表示第一区域的厚度且Tsubgt;G1/subgt;表示第二区域的厚度时，Tsubgt;S1/subgt;≥Tsubgt;G1/subgt;。

本申请是申请日为2013年11月19日、申请号为“201380061385.6”、发明名称为“半导体装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种物体、方法、制造方法、工序、机器、产品或者物质组成。例如，本发明尤其涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、上述装置的驱动方法或者上述装置的制造方法。例如，本发明尤其涉及一种包括氧化物半导体的半导体装置、包括氧化物半导体的显示装置或者包括氧化物半导体的发光装置。

在本说明书中，半导体装置是指能够通过利用半导体特性而起作用的装置，因此电光装置、半导体电路以及电子设备都包括在半导体装置的范畴内。

背景技术

通过利用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜来构成晶体管(也称为薄膜晶体管(TFT))的技术已经引人注目了。该晶体管被广泛地应用于如集成电路(IC)及图像显示装置(显示装置)等电子器件。作为可以应用于晶体管的半导体薄膜，硅类半导体材料被广为人知。另外，作为另一个示例，氧化物半导体也已经受到注目。

例如，在专利文献1中，已公开了一种其活性层包括包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的非晶氧化物半导体的晶体管。

[参考文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利申请公开2006-165528号公报

发明内容

一般而言，高度集成电路的形成需要晶体管的微型化。然而，已知晶体管的微型化引起了阈值电压和S值(亚阈值)等晶体管的电特性的劣化。

本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够抑制随着晶体管的微型化而变得更显著的电特性的劣化的半导体装置。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。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种减少S值(亚阈值)的劣化的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种减少阈值电压的劣化的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种减少寄生沟道的产生的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种即使在关闭电源时也能保持数据的半导体装置。

注意，这些问题的记载不妨碍其他问题的存在。注意到，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并可以推出上述以外的目的。

本发明的一个方式涉及一种包括氧化物半导体叠层的半导体装置。

本发明的一个方式是一种半导体装置，该半导体装置包括：具有绝缘表面的衬底；氧化物半导体叠层，其中在衬底上从衬底一侧依次层叠有第一氧化物半导体层、第二氧化物半导体层及第三氧化物半导体层；接触于氧化物半导体叠层的源电极层及漏电极层；在氧化物半导体叠层、源电极层及漏电极层上的栅极绝缘膜；以及在栅极绝缘膜上的栅电极层。第一氧化物半导体层包括第一区域。栅极绝缘膜包括第二区域。当第一区域的厚度是T_S1且第二区域的厚度是T_G1时，T_S1≥T_G1。

注意到，在本说明书等中使用的“第一”，“第二”等序数词是为了避免构成要素的混乱而使用的，而不是为了在构成要素的数目方面上进行限定的。