[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

说明书

提供一种具有良好的电特性的半导体装置。半导体装置包括导电体、与导电体的侧面接触的第一绝缘体、与导电体的顶面及第一绝缘体的顶面接触的第二绝缘体以及第二绝缘体上的氧化物，氧化物具有隔着第二绝缘体与导电体重叠的区域，导电体的顶面的粗糙度曲线的最大高度(Rz)为6.0nm以下，区域包含结晶，结晶的c轴取向于导电体的顶面的法线方向。

技术领域

本发明的一个方式涉及一种半导体装置及半导体装置的制造方法。此外，本发明的一个方式涉及一种半导体晶片、模块以及电子设备。

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。除了晶体管等的半导体元件之外，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、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、成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技术领域。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

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泛地周知。另外，作为其他材料，氧化物半导体受到关注。作为氧化物半导体，例如，已知除了如氧化铟、氧化锌等单元金属氧化物之外还有多元金属氧化物。在多元金属氧化物中，有关In-Ga-Zn氧化物(以下也称为IGZO)的研究尤为火热。

通过对IGZO的研究，在氧化物半导体中，发现了既不是单晶也不是非晶的CAAC(c-axis aligned crystalline)结构及nc(nanocrystalline)结构(参照非专利文献1至非专利文献3)。非专利文献1及非专利文献2中公开了一种使用具有CAAC结构的氧化物半导体制造晶体管的技术。再者，非专利文献4及非专利文献5中公开了一种比CAAC结构及nc结构的结晶性更低的氧化物半导体中也具有微小的结晶。

将IGZO用于活性层的晶体管具有极低的关态电流(参照非专利文献6)，已知有利用了该特性的LSI及显示器(参照非专利文献7及非专利文献8)。

[先行技术文献]

[非专利文献]

[非专利文献1]S.Yamazaki et al.,“SID Symposium Digest of TechnicalPapers”,2012,volume 43,issue 1,p.183-186

[非专利文献2]S.Yamazaki et al.,“Japanese Journal of Applied Physics”,2014,volume 53,Number 4S,p.04ED18-1-04ED18-10

[非专利文献3]S.Ito et al.,“The Proceedings of AM-FPD’13Digest ofTechnical Papers”,2013,p.151-154

[非专利文献4]S.Yamazaki et al.,“ECS Journal of Solid State Science andTechnology”,2014,volume 3,issue 9,p.Q3012-Q3022

[非专利文献5]S.Yamazaki,“ECS Transactions”,2014,volume 64,issue 10,p.155-164

[非专利文献6]K.Kato et al.,“Japanese Journal of Applied Physics”,2012,volume 51,p.021201-1-021201-7