半导体装置及半导体装置的制造方法与流程

本发明例如涉及一种存储装置及半导体装置。另外，本发明例如涉及一种存储装置及半导体装置的制造方法。另外，涉及一种存储装置所包括的存储晶体管及该存储晶体管的制造方法。另外，本发明例如涉及一种处理器、电子设备。另外，涉及一种处理器、电子设备的制造方法。另外，涉及一种存储装置、处理器、电子设备的驱动方法。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的涉及一种物体、方法或制造方法。或者，本发明的一个方式涉及一种程序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。注意，在本说明书等中，半导体装置是指通过利用半导体特性而能够工作的所有装置。显示装置、发光装置、照明装置、电光装置、存储装置、半导体电路及电子设备有时包括半导体装置。

背景技术：

1、近年来，随着使用数据量的增大，需要具有更大存储容量的半导体装置。为了增加每单位面积的存储容量，有效的是层叠地形成存储单元(参照专利文献1及专利文献2)。通过层叠设置存储单元，可以与存储单元的层叠数相应地增加每单位面积的存储容量。

2、[先行技术文献]

3、[专利文献]

4、[专利文献1]美国专利申请公开第2011/0065270a1公报

5、[专利文献2]美国专利第9634097b2公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、在专利文献1中，形成为柱状的半导体图案与包括电荷累积层的绝缘体直接接触。另外，在专利文献2中，形成为柱状的半导体图案与被用作隧穿介质的绝缘体直接接触。当半导体与绝缘体直接接触时，在它们的界面处有时形成陷阱中心。形成在半导体和绝缘体的界面处的陷阱中心俘获电子，使晶体管的阈值电压向正方向上漂移，因此有可能给晶体管的导通状态下的电流驱动力，即通态电流(on-state current)、场效应迁移率或可靠性带来负面影响。

3、鉴于上述问题，本发明的一个方式的目的之一是提供一种陷阱中心的形成得到抑制且具有良好的电特性的半导体装置。

4、本发明的目的之一是提供一种每单位面积的存储容量大的半导体装置。另外，本发明的目的之一是提供一种层叠存储单元(也称为存储晶体管)的新颖结构的半导体装置。另外，本发明的目的之一是提供一种生产率高的半导体装置。

5、另外，本发明的目的之一是提供一种包括上述半导体装置的模块。另外，本发明的目的之一是提供一种包括上述半导体装置或者上述模块的电子设备。另外，本发明的目的之一提供一种新颖的半导体装置。另外，本发明的目的之一是提供一种新颖的模块。另外，本发明的目的之一是提供一种新颖的电子设备。

6、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。

7、解决技术问题的手段

8、本发明的一个方式是一种包括存储晶体管的半导体装置，存储晶体管包括具有开口的导电体、以与开口的内侧面接触的方式设置的第一绝缘体、以与第一绝缘体的内侧接触的方式设置的第二绝缘体、以与第二绝缘体的内侧接触的方式设置的第三绝缘体、以与第三绝缘体的内侧接触的方式设置的第一氧化物、以及以与第一氧化物的内侧接触的方式设置的第二氧化物，第二氧化物的能隙比第一氧化物的能隙窄。

9、另外，本发明的一个方式是一种包括存储晶体管的半导体装置，存储晶体管包括具有开口的导电体、以与开口的内侧面接触的方式设置的第一绝缘体、以与第一绝缘体的内侧接触的方式设置的第二绝缘体、以与第二绝缘体的内侧接触的方式设置的第三绝缘体、以与第三绝缘体的内侧接触的方式设置的第一氧化物、以与第一氧化物的内侧接触的方式设置的第二氧化物、以及以与第二氧化物的内侧接触的方式设置的第三氧化物，第二氧化物的能隙比第一氧化物的能隙窄，第二氧化物的能隙与第三氧化物的能隙窄。

10、在上述结构中，第一氧化物及第二氧化物优选包含in、元素m(m是al、ga、y或sn)、zn。

11、在上述结构中，第一氧化物中的相对于in的元素m的原子个数比优选大于第二氧化物中的相对于in的元素m的原子个数比。

12、在上述结构中，优选的是，半导体装置还包括基体，半导体装置在基体上包括多个存储晶体管，在垂直于基体所具有的一个面的方向上层叠设置有多个存储晶体管。

13、在上述结构中，第一绝缘体优选为包含硅、铝及铪中的任一个的氧化物。

14、在上述结构中，第三绝缘体优选为包含硅、铝及铪中的任一个的氧化物。

15、在上述结构中，存储晶体管可以还包括第四绝缘体，第四绝缘体优选以与第三氧化物的内侧接触的方式设置。

16、发明效果

17、根据本发明的一个方式，可以提供一种陷阱中心的形成得到抑制且具有良好的电特性的半导体装置。

18、可以提供一种每单位面积的存储容量大的半导体装置。另外，可以提供一种层叠存储单元(也称为存储晶体管)的新颖结构的半导体装置。另外，可以提供一种生产率高的半导体装置。

19、另外，可以提供一种包括上述半导体装置的模块。另外，可以提供一种包括上述半导体装置或者上述模块的电子设备。另外，可以提供一种新颖的半导体装置。另外，可以提供一种新颖的模块。另外，可以提供一种新颖的电子设备。

20、注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，说明书、附图以及权利要求书等的记载中显然存在上述效果以外的效果，可以从说明书、附图以及权利要求书等的记载中抽出上述效果以外的效果。

技术特征：

1.一种半导体装置，包括存储单元阵列，所述存储单元阵列包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，

3.根据权利要求1所述的半导体装置，

4.一种半导体装置，包括存储单元阵列，所述存储单元阵列包括：

5.根据权利要求1或4所述的半导体装置，其中：

6.根据权利要求4所述的半导体装置，其中：

7.一种半导体装置，包括存储单元阵列，所述存储单元阵列包括：

8.根据权利要求4或7所述的半导体装置，

9.根据权利要求4或7所述的半导体装置，

10.根据权利要求4或7所述的半导体装置，

11.根据权利要求4或7所述的半导体装置，

12.根据权利要求4或7所述的半导体装置，

13.根据权利要求7所述的半导体装置，其中：

14.根据权利要求7所述的半导体装置，其中：

15.一种半导体装置，包括：

16.根据权利要求15所述的半导体装置，

17.根据权利要求15或16所述的半导体装置，

18.根据权利要求15或16所述的半导体装置，

19.根据权利要求15或16所述的半导体装置，

20.根据权利要求15或16所述的半导体装置，

21.根据权利要求15或16所述的半导体装置，

技术总结
本公开涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。提供一种每单位面积的存储容量大的半导体装置。本发明是一种包括存储晶体管的半导体装置，存储晶体管包括具有开口的导电体、以与开口的内侧面接触的方式设置的第一绝缘体、以与第一绝缘体的内侧接触的方式设置的第二绝缘体、以与第二绝缘体的内侧接触的方式设置的第三绝缘体、以与第三绝缘体的内侧接触的方式设置的第一氧化物、以及以与第一氧化物的内侧接触的方式设置的第二氧化物，第二氧化物的能隙比第一氧化物的能隙窄。

技术研发人员：山崎舜平
受保护的技术使用者：株式会社半导体能源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17