半导体装置及其制造方法与流程

本发明的一个方式涉及一种金属氧化物的制造方法。此外，本发明的一个方式涉及一种晶体管、半导体装置及电子设备。此外，本发明的一个方式涉及一种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、摄像装置、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、近年来，已对半导体装置进行开发，半导体装置主要使用lsi、cpu、存储器等。cpu是包括将半导体晶片加工来形成芯片而成的半导体集成电路(至少包括晶体管及存储器)且形成有作为连接端子的电极的半导体元件的集合体。

2、lsi、cpu、存储器等的半导体电路(ic芯片)被安装在例如印刷线路板等电路板上，并被用作各种电子设备的构件之一。

3、此外，通过使用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜构成晶体管的技术受到注目。该晶体管被广泛地应用于集成电路(ic)、图像显示装置(简单地记载为显示装置)等电子设备。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。作为其他材料，氧化物半导体受到关注。

4、另外，已知使用氧化物半导体的晶体管的泄漏电流在非导通状态下极低。例如，专利文献1公开了应用使用氧化物半导体的晶体管的泄漏电流低的特性的低功耗cpu等。另外，例如，专利文献2公开了利用使用氧化物半导体的晶体管的泄漏电流低的特性实现存储内容的长期保持的存储装置等。

5、近年来，随着电子设备的小型化和轻量化，对集成电路的进一步高密度化的要求提高。此外，有提高包含集成电路的半导体装置的生产率的需求。

6、[先行技术文献]

7、[专利文献]

8、[专利文献1]日本专利申请公开第2012-257187号公报

9、[专利文献2]日本专利申请公开第2011-151383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晶体管的电特性不均匀小的半导体装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性良好的半导体装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有良好的电特性的半导体装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种通态电流大的半导体装置。此外，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半导体装置。此外，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半导体装置的制造方法，该半导体装置包括在125℃的测量环境下每4.3ff的泄漏电流为1.5×10-21(a)以下的电容器，该半导体装置的制造方法包括如下步骤：形成第一导电体；在第一导电体上形成第二绝缘体；在第二绝缘体上形成第三绝缘体；在第三绝缘体上形成第二导电体；以及在第二导电体及第三绝缘体上沉积第四绝缘体，其中，包含在第三绝缘体中的氢通过进行加热处理扩散并吸收到第二绝缘体，第一导电体为电容器的一个电极，第二导电体为电容器的另一个电极，并且，第二绝缘体及第三绝缘体为电容器的电介质。

6、在上述半导体装置的制造方法中，优选的是，第二绝缘体为通过ald法沉积的包含铝的金属氧化物，并且第三绝缘体为通过cvd法沉积的包含硅及氮的氧化物。

7、本发明的一个方式是一种半导体装置的制造方法，该半导体装置包括在125℃的测量环境下每4.3ff的泄漏电流为1.5×10-21(a)以下的电容器，该半导体装置的制造方法包括如下步骤：形成第一导电体；在第一导电体上形成第二绝缘体；在第二绝缘体上形成第三绝缘体；在第三绝缘体上形成第二导电体；以及在第二导电体及第三绝缘体上沉积第四绝缘体，其中，包含在第二绝缘体中的氢通过进行加热处理扩散并吸收到第三绝缘体，第一导电体为电容器的一个电极，第二导电体为电容器的另一个电极，并且，第二绝缘体及第三绝缘体为电容器的电介质。

8、在上述半导体装置的制造方法中，优选的是，第二绝缘体为通过cvd法沉积的包含硅及氮的氧化物，并且第三绝缘体为通过ald法沉积的包含铝的金属氧化物。

9、另外，本发明的一个方式是一种半导体装置的制造方法，该半导体装置包括在125℃的测量环境下每4.3ff的泄漏电流为1.5×10-21(a)以下的电容器，该半导体装置的制造方法包括如下步骤：形成第一导电体；在第一导电体上形成第二绝缘体；在第二绝缘体上形成第三绝缘体；从第三绝缘体上进行微波处理；在第三绝缘体上形成第二导电体；以及在第二导电体及第三绝缘体上沉积第四绝缘体，其中，包含在第三绝缘体中的氢通过进行加热处理扩散并吸收到第二绝缘体，第一导电体为电容器的一个电极，第二导电体为电容器的另一个电极，并且，第二绝缘体及第三绝缘体为电容器的电介质。

10、在上述半导体装置的制造方法中，优选的是，第二绝缘体为通过ald法沉积的包含铝的金属氧化物，并且第三绝缘体为通过cvd法沉积的包含硅及氮的氧化物。

11、另外，本发明的一个方式是一种半导体装置的制造方法，该半导体装置包括在125℃的测量环境下每4.3ff的泄漏电流为1.5×10-21(a)以下的电容器，该半导体装置的制造方法包括如下步骤：形成第一导电体；在第一导电体上形成第二绝缘体；从第二绝缘体上进行微波处理；在第二绝缘体上形成第三绝缘体；在第三绝缘体上形成第二导电体；以及在第二导电体及第三绝缘体上沉积第四绝缘体，其中，包含在第二绝缘体中的氢通过进行加热处理扩散并吸收到第三绝缘体，第一导电体为电容器的一个电极，第二导电体为电容器的另一个电极，并且，第二绝缘体及第三绝缘体为电容器的电介质。

12、在上述半导体装置的制造方法中，优选的是，第二绝缘体为通过cvd法沉积的包含硅及氮的氧化物，并且第三绝缘体为通过ald法沉积的包含铝的金属氧化物。

13、在上述半导体装置的制造方法中，优选的是，微波处理使用含氧气体进行，并且微波处理的压力为133pa以下。

14、在上述半导体装置的制造方法中，优选的是，加热处理的温度在300℃以上且550℃以下的范围内，并且加热处理的时间在2小时以上且16小时以下的范围内。

15、发明效果

16、根据本发明的一个方式，可以提供一种晶体管的电特性不均匀小的半导体装置。此外，根据本发明的一个方式可以提供一种可靠性良好的半导体装置。另外，根据本发明的一个方式可以提供一种具有良好的电特性的半导体装置。此外，根据本发明的一个方式可以提供一种通态电流大的半导体装置。此外，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半导体装置。此外，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。

17、注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。注意，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。除上述效果外的效果从说明书、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。