本發明的一個方式涉及一種晶體管、半導體裝置、存儲裝置以及電子設備。此外,本發明的一個方式涉及一種存儲裝置或半導體裝置的制造方法。此外,本發明的一個方式涉及一種半導體晶片及模塊。注意,在本說明書等中,半導體裝置是指能夠通過利用半導體特性而工作的所有裝置。除了晶體管等的半導體元件之外,半導體電路、運算裝置、存儲裝置也是半導體裝置的一個方式。顯示裝置(液晶顯示裝置、發光顯示裝置等)、投影裝置、照明裝置、電光裝置、蓄電裝置、存儲裝置、半導體電路、攝像裝置、電子設備等有時包括半導體裝置。注意,本發明的一個方式不局限于上述。本說明書等所公開的發明的一個方式涉及一種物體、方法或制造方法。另外,本發明的一個方式涉及一種工序(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或者組合物(composition?of?matter)。
背景技術:
1、近年來,已對半導體裝置進行開發,lsi(large?scale?integration)、cpu(central?processing?unit)、存儲器等主要用于半導體裝置。cpu是包括將半導體晶片加工來形成芯片而成的半導體集成電路(至少晶體管及電容器)且形成有作為連接端子的電極的半導體元件的集合體。
2、lsi、cpu、存儲器等的半導體電路(ic芯片)被安裝在電路板上,例如安裝在印刷線路板上,并被用作各種電子設備的構件之一。
3、此外,通過使用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導體薄膜構成晶體管的技術受到關注。該晶體管被廣泛地應用于集成電路(ic)、圖像顯示裝置(簡單地記載為顯示裝置)等電子器件。作為可以應用于晶體管的半導體材料,硅類半導體材料被廣泛地周知作為其他材料,氧化物半導體受到關注。
4、另外,已知使用氧化物半導體的晶體管的泄漏電流在非導通狀態下極小。例如,專利文獻1公開了利用使用氧化物半導體的晶體管的泄漏電流小的特性的低功耗cpu等。另外,例如,專利文獻2公開了利用使用氧化物半導體的晶體管的泄漏電流小的特性實現存儲內容的長期保持的存儲裝置等。
5、另外,近年來,隨著電子設備的小型化和輕量化,對集成電路的進一步高密度化的要求提高。此外,有提高包括集成電路的半導體裝置的生產率的需求。例如,專利文獻3及非專利文獻1公開了一種技術,其中通過層疊使用氧化物半導體膜的第一晶體管和使用氧化物半導體膜的第二晶體管,重疊地設置多個存儲單元,由此提高集成電路的密度。
6、并且,如果能夠實現縱向晶體管,則可以實現集成電路的高密度化。例如,專利文獻4公開了一種縱向晶體管,其中氧化物半導體的側面隔著柵極絕緣體被柵電極覆蓋。
7、[先行技術文獻]
8、[專利文獻]
9、[專利文獻1]日本專利申請公開第2012-257187號公報
10、[專利文獻2]日本專利申請公開第2011-151383號公報
11、[專利文獻3]國際專利申請公開第2021/053473號
12、[專利文獻4]日本專利申請公開第2013-211537號公報
13、[非專利文獻]
14、[非專利文獻1]m.oota?et?al.,“3d-stacked?caac-in-ga-zn?oxide?fets?withgate?length?of?72nm”,iedm?tech.dig.,2019,pp.50-53
技術實現思路
1、發明所要解決的技術問題
2、本發明的一個方式的目的之一是提供一種可以實現微型化或高集成化的存儲裝置。另外,本發明的一個方式的目的之一是提供一種工作速度高的存儲裝置。另外,本發明的一個方式的目的之一是提供一種具有良好的電特性的存儲裝置。另外,本發明的一個方式的目的之一是提供一種晶體管的電特性不均勻小的存儲裝置。另外,本發明的一個方式的目的之一是提供一種可靠性高的存儲裝置。另外,本發明的一個方式的目的之一是提供一種通態電流大的存儲裝置。另外,本發明的一個方式的目的之一是提供一種功耗低的存儲裝置。另外,本發明的一個方式的目的之一是提供一種新穎存儲裝置。另外,本發明的一個方式的目的之一是提供一種新穎存儲裝置的制造方法。
3、注意,這些目的的記載并不妨礙其他目的的存在。注意,本發明的一個方式并不需要實現所有上述目的。注意,可以從說明書、附圖、權利要求書等的記載得知并抽出上述以外的目的。
4、解決技術問題的手段
5、本發明的一個方式是一種包括第一存儲單元、第二存儲單元、第一絕緣體及第一絕緣體上的第二絕緣體的存儲裝置。第一存儲單元包括第一電容器及第一電容器上的第一晶體管。第二存儲單元包括第二電容器及第二電容器上的第二晶體管。第一電容器和第二電容器的間隔與第一晶體管和第二晶體管的間隔一致。第一絕緣體包括第一開口部及第二開口部。在第一開口部中配置第一電容器的至少一部分。在第二開口部中配置第二電容器的至少一部分。第二絕緣體包括第三開口部及第四開口部。在第三開口部中配置第一晶體管的至少一部分。在第四開口部中配置第二晶體管的至少一部分。第一開口部具有與第三開口部重疊的區域。第二開口部具有與第四開口部重疊的區域。第一開口部的最大寬度與第三開口部的最大寬度彼此不同。第二開口部的最大寬度與第四開口部的最大寬度彼此不同。
6、在上述存儲裝置中,優選的是,第一開口部的最大寬度比第三開口部的最大寬度大,第二開口部的最大寬度比第四開口部的最大寬度大。
7、在上述存儲裝置中,優選的是,第一晶體管的溝道長度比第一晶體管的溝道寬度小,第二晶體管的溝道長度比第二晶體管的溝道寬度小。
8、在上述存儲裝置中,優選的是,第一晶體管及第二晶體管在各半導體層中包括氧化物半導體,氧化物半導體包含選自in、ga和zn中的一個或多個。
9、在上述存儲裝置中,優選的是,第一電容器及第二電容器分別包括第一導電體、第一導電體上的第三絕緣體及第三絕緣體上的第二導電體,第三絕緣體包括第一氧化鋯、第一氧化鋯上的氧化鋁及氧化鋁上的第二氧化鋯。
10、優選的是,上述存儲裝置包括多個具有第一存儲單元及第二存儲單元的層,多個層為疊層。
11、本發明的一個方式是一種包括第一導電體、第一導電體上的存儲單元、第一導電體上的第一絕緣體及第二絕緣體的存儲裝置。存儲單元包括電容器及電容器上的晶體管。電容器包括第二導電體、第二導電體上的第三絕緣體及第三絕緣體上的第三導電體。第一絕緣體中設置有到達第一導電體的第一開口部。第二導電體的至少一部分、第三絕緣體的至少一部分以及第三導電體的至少一部分配置在第一開口部中。第二導電體、第三絕緣體及第三導電體上配置有第二絕緣體。晶體管包括第三導電體、第二絕緣體上的第四導電體、氧化物半導體、第四絕緣體及第五導電體。第二絕緣體及第四導電體中設置有到達第三導電體的第二開口部。氧化物半導體的至少一部分配置在第二開口部中。氧化物半導體具有第二開口部中的與第三導電體的頂面接觸的區域、第二開口部中的與第四導電體的側面接觸的區域以及與第四導電體的頂面的至少一部分接觸的區域。第四絕緣體以其至少一部分位于第二開口部的方式配置在氧化物半導體上。第五導電體以其至少一部分位于第二開口部的方式配置在第四絕緣體上。第一開口部的最大寬度與第二開口部的最大寬度彼此不同。
12、在上述存儲裝置中,第一開口部的最大寬度優選比第二開口部的最大寬度大。
13、在上述存儲裝置中,第二開口部優選具有與第一開口部重疊的區域。
14、在上述存儲裝置中,晶體管的溝道長度優選比晶體管的溝道寬度小。
15、在上述存儲裝置中,第三絕緣體優選包含可具有鐵電性的材料。
16、在上述存儲裝置中,第三絕緣體優選包含第一氧化鋯、第一氧化鋯上的氧化鋁及氧化鋁上的第二氧化鋯。
17、在上述存儲裝置中,氧化物半導體優選包含選自in、ga和zn中的任一個或多個。
18、在上述存儲裝置中,優選的是,第一絕緣體包括疊層體,疊層體包括第一層及第一層上的第二層,第一層包含硅及氮,并且第二層包含硅及氧。
19、在上述存儲裝置中,優選的是,第一開口部中的第一絕緣體的側面與第二導電體之間設置有第五絕緣體,并且第五絕緣體包含硅及氮。
20、在上述存儲裝置中,優選的是,第五導電體延伸在第一方向上,第四導電體延伸在第二方向上,并且第一方向與第二方向正交。
21、優選的是,上述存儲裝置包括多個具有存儲單元的層,多個層為疊層。
22、發明效果
23、根據本發明的一個方式可以提供一種能夠實現微型化或高集成化的存儲裝置。另外,可以提供一種工作速度高的存儲裝置。另外,可以提供一種可靠性高的存儲裝置。另外,可以提供一種晶體管的電特性不均勻小的存儲裝置。另外,可以提供一種具有良好的電特性的存儲裝置。另外,可以提供一種通態電流大的存儲裝置。另外,可以提供一種功耗低的存儲裝置。另外,可以提供一種新穎存儲裝置。另外,可以提供一種新穎存儲裝置的制造方法。
24、注意,這些效果的記載并不妨礙其他效果的存在。注意,本發明的一個方式并不需要具有所有上述效果。注意,可以從說明書、附圖、權利要求書等的記載得知并抽出上述以外的效果。