JP2005340410A - 電界効果トランジスタ及び電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ゲート電極とソース電極及びドレイン電極間の位置合わせの必要がなく、また仕上がり寸法にずれが生じても、高いオン/オフ比と高速動作の双方を得ることが可能となる電界効果トランジスタ及び電界効果トランジスタの製造方法を提供する。
【解決手段】ソース電極2とドレイン電極3上に、活性層4と絶縁層5とを介してゲート電極1を有する電界効果トランジスタ、あるいは活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタにおいて、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極1が形成された構成とする。
【選択図】 図1
【解決手段】ソース電極2とドレイン電極3上に、活性層4と絶縁層5とを介してゲート電極1を有する電界効果トランジスタ、あるいは活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタにおいて、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極1が形成された構成とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電界効果トランジスタに関し、特に液晶駆動に好適な電界効果トランジスタと電界効果トランジスタの製造方法に関するものである。
液晶などの表示デバイスを駆動するための従来例の電界効果トランジスタには、例えば図14のEに示されるような構造の電界効果トランジスタが知られている。この電界効果トランジスタでは、基板上に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が設けられ、これらのソース電極とドレイン電極に活性層と絶縁層を介して、ソース電極とドレイン電極間に亙ってゲート電極が形成された構造を有している。
一方、電界効果トランジスタでは、近年において益々、高速動作が求められてきており、そのため、例えば特許文献1等に開示されているようにチャネル長を短くした電界効果トランジスタが知られている。このような従来例の電界効果トランジスタにおいて、例えば図14のAに示されるようにチャネル長を1μm程度まで短くして、高速動作が図られている。その際、これらの位置あわせ精度は、マスクアライナを用いた場合には約1μm程度、電子ビーム露光装置を用いた場合には約0.5μmとなっている。
特開平5−13444号公報
ところで、液晶などの表示デバイスを駆動する際には、106以上のオン/オフ比と高速動作の双方を満たすことが求められることから、最も理想的には、チャネル長(ソース/ドレイン間距離)とゲート長とが一致する構造が望ましい。しかしながら、実際には、そのような位置合わせにおいて、仕上がり寸法と設計寸法との間にずれが生じることを避けることは困難である。
例えば、図14のAに示されるような構造の電界効果トランジスタのように、位置合わせ精度による位置ずれによって、1μmのチャネル長に対してゲート長が0.5μmとなり、ゲート長がチャネル長よりも短くなったことにより、オン/オフ比が小さくなってしまうという問題が生じる。
例えば、図14のAに示されるような構造の電界効果トランジスタのように、位置合わせ精度による位置ずれによって、1μmのチャネル長に対してゲート長が0.5μmとなり、ゲート長がチャネル長よりも短くなったことにより、オン/オフ比が小さくなってしまうという問題が生じる。
また、図14のEに示されるような構造の電界効果トランジスタでは、ゲート電極に対してソース電極とドレイン電極とが重なりを持つように構成されていることから、オン/オフ比を大きくすることはできるが、ゲート電極とソース電極/ドレイン電極間の静電容量が大きくなるため、遮断周波数が小さくなり、そのため高速動作を行う上で問題が生じる。
このように、従来例の電界効果トランジスタにおいては、液晶などの表示デバイスを駆動するために求められる、106以上のオン/オフ比と高速動作の双方を満たすことは困難であった。
このように、従来例の電界効果トランジスタにおいては、液晶などの表示デバイスを駆動するために求められる、106以上のオン/オフ比と高速動作の双方を満たすことは困難であった。
そこで、本発明は上記課題に鑑み、ゲート電極とソース電極及びドレイン電極間の位置合わせの必要がなく、また仕上がり寸法にずれが生じても、高いオン/オフ比と高速動作の双方を得ることが可能となる電界効果トランジスタ及び電界効果トランジスタの製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、以下のように構成した電界効果トランジスタ及び電界効果トランジスタの製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明の電界効果トランジスタは、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に、逆台形状のゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に、逆台形状のゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、前記活性層の一部を選択的に除去し、逆台形状の凹溝を形成する工程と、前記絶縁層に接触するように活性層を形成する工程と、前記活性層を被覆するようにフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストを前記絶縁層側から光を照射して露光した後、前記フォトレジストを現像する工程と、前記フォトレジストが除去された領域にソース電極とドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極とドレイン電極を被覆するように基板を形成する工程と、
前記逆台形状の凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極を形成する工程と、
を少なくとも有することを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、前記基板上にソース電極とドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極とドレイン電極を被覆するように活性層を形成する工程と、前記活性層を被覆するように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上にフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストを前記基板側から光を照射して露光する工程と、前記フォトレジストを現像する工程と、前記フォトレジストが除去された領域の絶縁層を選択的に除去し、逆台形状の凹溝を形成する工程と、前記逆台形状の凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極を形成する工程と、前記逆台形状の凹溝における斜面部の絶縁層のみを選択的に除去する工程と、を少なくとも有することを特徴としている。
すなわち、本発明の電界効果トランジスタは、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に、逆台形状のゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタは、活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に、逆台形状のゲート電極が形成されていることを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、前記活性層の一部を選択的に除去し、逆台形状の凹溝を形成する工程と、前記絶縁層に接触するように活性層を形成する工程と、前記活性層を被覆するようにフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストを前記絶縁層側から光を照射して露光した後、前記フォトレジストを現像する工程と、前記フォトレジストが除去された領域にソース電極とドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極とドレイン電極を被覆するように基板を形成する工程と、
前記逆台形状の凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極を形成する工程と、
を少なくとも有することを特徴としている。
また、本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、前記基板上にソース電極とドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極とドレイン電極を被覆するように活性層を形成する工程と、前記活性層を被覆するように絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上にフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストを前記基板側から光を照射して露光する工程と、前記フォトレジストを現像する工程と、前記フォトレジストが除去された領域の絶縁層を選択的に除去し、逆台形状の凹溝を形成する工程と、前記逆台形状の凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極を形成する工程と、前記逆台形状の凹溝における斜面部の絶縁層のみを選択的に除去する工程と、を少なくとも有することを特徴としている。
本発明によれば、ゲート電極とソース電極及びドレイン電極間の位置合わせの必要がなく、また仕上がり寸法にずれが生じても、高いオン/オフ比と高速動作の双方を得ることが可能となる電界効果トランジスタ及び電界効果トランジスタの製造方法を実現することができる。
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例により更に説明する。
[実施例1]
本発明の実施例1は、上記した本発明の構成を適用したものであり、これらの具体的構成について図を用いて説明する。
図1は本実施例における電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図であり、同図において1はゲート電極、2はソース電極、3はドレイン電極、4は活性層、5は絶縁層、6は基板である。
図1の電界効果トランジスタは、基板6上に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、これらのソース電極とドレイン電極上に積層された活性層と絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における全領域を埋めるようにゲート電極が形成された構造を有している。
本発明の実施例1は、上記した本発明の構成を適用したものであり、これらの具体的構成について図を用いて説明する。
図1は本実施例における電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図であり、同図において1はゲート電極、2はソース電極、3はドレイン電極、4は活性層、5は絶縁層、6は基板である。
図1の電界効果トランジスタは、基板6上に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、これらのソース電極とドレイン電極上に積層された活性層と絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における全領域を埋めるようにゲート電極が形成された構造を有している。
つぎに、図を参照して上記した図1の本実施例における電界効果トランジスタの作製工程について説明する。
図2は上記した図1の本実施例における電界効果トランジスタの作製工程を模式的に示す断面図であり、同図においてアルファベット順に電界効果トランジスタの作製の工程が進められる。
図2において、10はフォトレジスト、11はネガ型フォトレジストである。
まず、図2(a)に示すように窒化シリコン絶縁層(厚さ3μm)5に接触するようにアモルファスシリコン活性層(厚さ10nm)4を形成しておく。
そして、窒化シリコン絶縁層(厚さ3μnm)5にフォトレジスト10としてAZ−1350(ヘキスト製)を膜厚が1μmとなるように塗布する。プリベークとして80℃で30分間の熱処理をおこなった後、ウェハーにマスクをかけて露光する。現像、リンス後のフォトレジスト10は、図2(b)に示すようにややテーパー形状をしている。
このウェハーをバッファー度フッ酸に侵さいすると、フォトレジスト10がエッチングマスクとして機能し、窒化シリコン絶縁層5が選択的にエッチングされる。エッチング終了後フォトレジスト10を除去すると、図2(c)のようになる。このとき、溝の底の幅は1μm、溝の底の窒化シリコン絶縁層5の厚みは300nmである。
図2は上記した図1の本実施例における電界効果トランジスタの作製工程を模式的に示す断面図であり、同図においてアルファベット順に電界効果トランジスタの作製の工程が進められる。
図2において、10はフォトレジスト、11はネガ型フォトレジストである。
まず、図2(a)に示すように窒化シリコン絶縁層(厚さ3μm)5に接触するようにアモルファスシリコン活性層(厚さ10nm)4を形成しておく。
そして、窒化シリコン絶縁層(厚さ3μnm)5にフォトレジスト10としてAZ−1350(ヘキスト製)を膜厚が1μmとなるように塗布する。プリベークとして80℃で30分間の熱処理をおこなった後、ウェハーにマスクをかけて露光する。現像、リンス後のフォトレジスト10は、図2(b)に示すようにややテーパー形状をしている。
このウェハーをバッファー度フッ酸に侵さいすると、フォトレジスト10がエッチングマスクとして機能し、窒化シリコン絶縁層5が選択的にエッチングされる。エッチング終了後フォトレジスト10を除去すると、図2(c)のようになる。このとき、溝の底の幅は1μm、溝の底の窒化シリコン絶縁層5の厚みは300nmである。
つぎに、アモルファスシリコン活性層4を被覆するようにネガ型フォトレジストであるRU−1100(日立化成製)11を膜厚が1μmとなるように塗布し、プリベークとして80℃で30分間の熱処理をおこなった後、図2(d)のように、ネガ型フォトレジスト11を窒化シリコン絶縁層5側から紫外光を照射して露光する。
窒化シリコン絶縁層の厚い部分を伝搬した後の紫外光の強度は、窒化シリコン絶縁層の薄い部分を伝搬した後の紫外光の強度に比べて小さいので、現像、リンス後には、図2(e)のように、溝の底の領域のみにネガ型フォトレジスト11が残る。
窒化シリコン絶縁層の厚い部分を伝搬した後の紫外光の強度は、窒化シリコン絶縁層の薄い部分を伝搬した後の紫外光の強度に比べて小さいので、現像、リンス後には、図2(e)のように、溝の底の領域のみにネガ型フォトレジスト11が残る。
このネガ型フォトレジスト11を被覆するようにAl電極を蒸着し、リフトオフを行うと、図2(f)のようにソース電極2とドレイン電極3が形成される。このあと、図2(g)のように、ソース電極2とドレイン電極3を被覆するように基板6を形成し、最後にゲート電極1を形成すると、図2(h)のように、図1の構造が形成される。このあとさらに、絶縁層5を選択的に除去すると、図9の構造を作ることができる。なお、以上の工程で、適宜ウェハーを支持する基板を用い、あるいは絶縁層5をエッチング後に活性層4を形成してもよい。
また、材料系も上記にとらわれるわけではなく、活性層4としてポリシリコンやGaAsなどの半導体、あるいは有機層を用いてもよいし、電極についても、活性層に応じて選択すればよい。さらに絶縁層5も窒化シリコンに限定されるわけではなく、仕様を満たすものであれば、何でもよい。
つぎに、本実施例の構造の特性について説明する。
図3は、図2の作製工程によって試作した電界効果トランジスタの電流−電圧特性を示す図であり、同図において(a)はドレイン電流とドレイン電圧との関係(パラメータは、ゲート電圧VG)、(b)はドレイン電流とゲート電圧との関係(パラメータはドレイン電圧VD)を示している。
なお、チャネル幅は10μmである。図3(a)に示すように、ドレイン電圧が大きくなるにつれてドレイン電流は飽和傾向を示し、典型的な電界効果トランジスタの特性を示している。
また、図3(b)に示すように、ドレイン電圧VDが10Vの場合、ゲート電圧が10Vと0Vのときのドレイン電流の比、すなわちオン/オフ比は6.98×108と優れた特性を示した。
図3は、図2の作製工程によって試作した電界効果トランジスタの電流−電圧特性を示す図であり、同図において(a)はドレイン電流とドレイン電圧との関係(パラメータは、ゲート電圧VG)、(b)はドレイン電流とゲート電圧との関係(パラメータはドレイン電圧VD)を示している。
なお、チャネル幅は10μmである。図3(a)に示すように、ドレイン電圧が大きくなるにつれてドレイン電流は飽和傾向を示し、典型的な電界効果トランジスタの特性を示している。
また、図3(b)に示すように、ドレイン電圧VDが10Vの場合、ゲート電圧が10Vと0Vのときのドレイン電流の比、すなわちオン/オフ比は6.98×108と優れた特性を示した。
また、図14は、前述した図14のA、B、Eに示された従来例の構造の電界効果トランジスタと本実施例の構造を有する電界効果トランジスタとについて、オン/オフ比と遮断周波数を比較して説明する図である。
なお、すべての構造において、ソース/ドレイン間距離(チャネル長)は1μmである。構造Bはチャネル長とゲート長が等しく、理想的な構造であるが、実際には、位置合わせにおいて、仕上がり寸法と設計寸法との間にずれが生じることを避けることは困難であり、AやEの構造となる。
なお、すべての構造において、ソース/ドレイン間距離(チャネル長)は1μmである。構造Bはチャネル長とゲート長が等しく、理想的な構造であるが、実際には、位置合わせにおいて、仕上がり寸法と設計寸法との間にずれが生じることを避けることは困難であり、AやEの構造となる。
図14のAに示された従来例の構造のものは、ゲート長が0.5μmであり、ゲート長がチャネル長よりも短い。この場合、オン/オフ比が1.82×105であり、液晶などの表示デバイスを駆動するために必要なオン/オフ比106よりも小さく、仕様を満たさない。これに対して、図1の構造(図14のD)では、オン/オフ比が6.98×108>106であり、仕様を満たしていることがわかる。
つぎに、オン/オフ比の仕様を満たした構造について遮断周波数を比較すると、本実施例における図1の構造(図14のD)では、遮断周波数4.51MHzが得られている。この値は、ゲート長がチャネル長よりも長い図14のEに示される従来例の構造(ゲート長3μm)における遮断周波数3.16MHzよりも大きく、ここには本実施例の有効性が示されている。
したがって、本実施例によれば、液晶などの表示デバイスを駆動する際に求められる高いオン/オフ比と高速動作の双方を得ることが可能となる。
したがって、本実施例によれば、液晶などの表示デバイスを駆動する際に求められる高いオン/オフ比と高速動作の双方を得ることが可能となる。
[実施例2]
本発明の実施例2は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図4は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
図4の電界効果トランジスタは、基板6に積層された活性層の表面部に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、これらのソース電極とドレイン電極上に積層された絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における全領域を埋めるようにゲート電極が形成された構造を有している。
上記構成において、ソース電極2とドレイン電極3の厚みが10nmであれば、活性層4の層厚が10nm以上であっても、実施例1とほぼ同じ特性が得られる。
本発明の実施例2は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図4は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
図4の電界効果トランジスタは、基板6に積層された活性層の表面部に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、これらのソース電極とドレイン電極上に積層された絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における全領域を埋めるようにゲート電極が形成された構造を有している。
上記構成において、ソース電極2とドレイン電極3の厚みが10nmであれば、活性層4の層厚が10nm以上であっても、実施例1とほぼ同じ特性が得られる。
[実施例3]
本発明の実施例3は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図5は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
図5の電界効果トランジスタは、基板6に積層された活性層の裏面部に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、この活性層上に積層された絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における全領域を埋めるようにゲート電極が形成された構造を有している。
上記構成において、ソース電極2とドレイン電極3の厚みが10nmであれば、活性層4の層厚が10nm以上であっても、実施例1とほぼ同じオン/オフ比が得られるが、ゲート−ドレイン間の静電容量が小さくなるので、実施例1よりも遮断周波数が大きくなる。
本発明の実施例3は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図5は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
図5の電界効果トランジスタは、基板6に積層された活性層の裏面部に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、この活性層上に積層された絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における全領域を埋めるようにゲート電極が形成された構造を有している。
上記構成において、ソース電極2とドレイン電極3の厚みが10nmであれば、活性層4の層厚が10nm以上であっても、実施例1とほぼ同じオン/オフ比が得られるが、ゲート−ドレイン間の静電容量が小さくなるので、実施例1よりも遮断周波数が大きくなる。
[実施例4]
本発明の実施例4は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図6は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例と実施例1における図1の構造との基本的な違いは、ゲート電極1が溝を完全に埋めていないことである。これにより、バンプなどを実装する場合に好適な構造を得ることができる。
本発明の実施例4は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図6は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例と実施例1における図1の構造との基本的な違いは、ゲート電極1が溝を完全に埋めていないことである。これにより、バンプなどを実装する場合に好適な構造を得ることができる。
本実施例の具体的構造は、図6に示されているように、基板6上に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、これらのソース電極とドレイン電極上に積層された活性層と絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成された構造を有している。
[実施例5]
本発明の実施例5は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図7は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例と実施例2における図4の構造との基本的な違いは、ゲート電極1が溝を完全に埋めていないことである。これにより、バンプなどを実装する場合に好適な構造を得ることができる。
本発明の実施例5は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図7は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例と実施例2における図4の構造との基本的な違いは、ゲート電極1が溝を完全に埋めていないことである。これにより、バンプなどを実装する場合に好適な構造を得ることができる。
本実施例の具体的構造は、図7に示されているように、基板6に積層された活性層の表面部に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、これらのソース電極とドレイン電極上に積層された絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成された構造を有している。
[実施例6]
本発明の実施例6は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図8は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例と実施例3における図5の構造との基本的な違いは、ゲート電極1が溝を完全に埋めていないことである。これにより、バンプなどを実装する場合に好適な構造を得ることができる。
本発明の実施例6は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図8は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例と実施例3における図5の構造との基本的な違いは、ゲート電極1が溝を完全に埋めていないことである。これにより、バンプなどを実装する場合に好適な構造を得ることができる。
本実施例の具体的構造は、図8に示されているように、基板6に積層された活性層の裏面部に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、この活性層上に積層された絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状の溝を有し、この溝の内部における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成された構造を有している。
[実施例7]
本発明の実施例7は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図9は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例と実施例1における図1の構造との基本的な違いは、絶縁層上に逆台形状に形成されているゲート電極において、この逆台形状の斜面部に絶縁層を有さない構造とされていることである。
本発明の実施例7は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図9は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例と実施例1における図1の構造との基本的な違いは、絶縁層上に逆台形状に形成されているゲート電極において、この逆台形状の斜面部に絶縁層を有さない構造とされていることである。
本実施例の具体的構造は、図9に示されているように、基板6上に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、これらのソース電極とドレイン電極上に積層された活性層と絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状のゲート電極が形成された構造を有している。
つぎに図を参照して上記した図10の本実施例における電界効果トランジスタの作製工程について説明する。なお、前述した図2の作製工程のあとで、絶縁層5を選択的に除去すると、図9の構造を作ることができるが、ここでは別の作製工程について説明する。
図10は上記した図9の本実施例における電界効果トランジスタの作製工程を模式的に示す断面図であり、同図においてアルファベット順に電界効果トランジスタの作製の工程が進められる。なお、図10において12はポジ型フォトレジストである。
図10は上記した図9の本実施例における電界効果トランジスタの作製工程を模式的に示す断面図であり、同図においてアルファベット順に電界効果トランジスタの作製の工程が進められる。なお、図10において12はポジ型フォトレジストである。
まず、図10(a)に示すように、ガラス基板6上にAlからなるソース電極2とドレイン電極3を形成する。その上に、図10(b)に示すように、アモルファスシリコン活性層(厚さ10nm)4、窒化シリコン絶縁層(厚さ3μm)5を順次形成する。そして、窒化シリコン絶縁層(厚さ3μm)5にポジ型フォトレジスト12としてAZ−1350(ヘキスト製)を膜厚が1μmとなるように塗布する。プリベークとして80℃で30分間の熱処理をおこなった後、図10(c)のように、基板6側から露光する。ソース電極2とドレイン電極3は露光時に光遮断するので、現像、リンス後のフォトレジスト12は、図10(d)に示すような形状になる。このウェハーをバッファー度フッ酸に侵さいすると、フォトレジスト12がエッチングマスクとして機能し、窒化シリコン絶縁層5が選択的にエッチングされる。
エッチング終了後フォトレジスト12を除去すると、図10(e)のようになる。このとき、溝の底の幅は1μm、溝の底の窒化シリコン絶縁層5の厚みは300nmである。つぎに、図10(f)のように、ゲート電極1を形成する。最後に、窒化シリコン絶縁層5を選択的に除去すると、図10(g)のように、図9の構造が得られる。
なお、以上の工程で、適宜ウェハーを支持する基板を用いてもよい。また、材料系も上記にとらわれるわけではなく、活性層4としてポリシリコンやGaAsなどの半導体、あるいは有機層を用いてもよいし、電極についても、活性層に応じて選択すればよい。さらに絶縁層5も窒化シリコンに限定されるわけではなく、仕様を満たすものであれば、何でもよい。
なお、以上の工程で、適宜ウェハーを支持する基板を用いてもよい。また、材料系も上記にとらわれるわけではなく、活性層4としてポリシリコンやGaAsなどの半導体、あるいは有機層を用いてもよいし、電極についても、活性層に応じて選択すればよい。さらに絶縁層5も窒化シリコンに限定されるわけではなく、仕様を満たすものであれば、何でもよい。
つぎに、本実施例の構造の特性について説明する。
図11は、図10の作製工程によって試作した電界効果トランジスタの電流−電圧特性を示す図であり、同図において(a)はドレイン電流とドレイン電圧との関係(パラメータは、ゲート電圧VG)、(b)はドレイン電流とゲート電圧との関係(パラメータはドレイン電圧VD)を示している。なお、チャネル幅は10μmである。
図11(a)に示すように、ドレイン電圧が大きくなるにつれてドレイン電流は飽和傾向を示し、典型的な電界効果トランジスタの特性を示している。また、図11(b)に示すように、ドレイン電圧VDが10Vの場合、ゲート電圧が10Vと0Vのときのドレイン電流の比、すなわちオン/オフ比は2.74×108と優れた特性を示した。
図11は、図10の作製工程によって試作した電界効果トランジスタの電流−電圧特性を示す図であり、同図において(a)はドレイン電流とドレイン電圧との関係(パラメータは、ゲート電圧VG)、(b)はドレイン電流とゲート電圧との関係(パラメータはドレイン電圧VD)を示している。なお、チャネル幅は10μmである。
図11(a)に示すように、ドレイン電圧が大きくなるにつれてドレイン電流は飽和傾向を示し、典型的な電界効果トランジスタの特性を示している。また、図11(b)に示すように、ドレイン電圧VDが10Vの場合、ゲート電圧が10Vと0Vのときのドレイン電流の比、すなわちオン/オフ比は2.74×108と優れた特性を示した。
また、図14は、前述した図14のA、B、Eに示された従来例の構造の電界効果トランジスタと本実施例の構造を有する電界効果トランジスタとについて、オン/オフ比と遮断周波数を比較して説明する図である。
なお、すべての構造において、ソース/ドレイン間距離(チャネル長)は1μmである。構造Bはチャネル長とゲート長が等しく、理想的な構造であるが、実際には、位置合わせにおいて、仕上がり寸法と設計寸法との間にずれが生じることを避けることは困難であり、AやEの構造となる。
なお、すべての構造において、ソース/ドレイン間距離(チャネル長)は1μmである。構造Bはチャネル長とゲート長が等しく、理想的な構造であるが、実際には、位置合わせにおいて、仕上がり寸法と設計寸法との間にずれが生じることを避けることは困難であり、AやEの構造となる。
従来の構造Aはゲート長が0.5μmであり、ゲート長がチャネル長よりも短い。この場合、オン/オフ比が1.82×105であり、液晶などの表示デバイスを駆動するために必要なオン/オフ比106よりも小さく、仕様を満たさない。これに対して、図9の構造(図14のC)では、オン/オフ比が2.74×108>106であり、仕様を満たしていることがわかる。つぎにオン/オフ比の仕様を満たした構造遮断周波数について比較すると、図9の構造(図14のC)では、遮断周波数6.76MHzが得られており、図1の構造よりもさらに改善されている。
したがって、本実施例によれば、液晶などの表示デバイスを駆動する際に求められる高いオン/オフ比と高速動作の双方を得ることが可能となる。
したがって、本実施例によれば、液晶などの表示デバイスを駆動する際に求められる高いオン/オフ比と高速動作の双方を得ることが可能となる。
[実施例8]
本発明の実施例8は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図12は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例の実施例2における図4の構造との基本的な違いは、絶縁層上に逆台形状に形成されているゲート電極において、この逆台形状の斜面部に絶縁層を有さない構造とされていることである。
本発明の実施例8は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図12は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例の実施例2における図4の構造との基本的な違いは、絶縁層上に逆台形状に形成されているゲート電極において、この逆台形状の斜面部に絶縁層を有さない構造とされていることである。
本実施例の具体的構造は、図12に示されているように、基板6に積層された活性層の表面部に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、これらのソース電極とドレイン電極上に積層された絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状のゲート電極が形成された構造を有している。
上記構成において、ソース電極2とドレイン電極3の厚みが10nmであれば、活性層4の層厚が10nm以上であっても、実施例7とほぼ同じ特性が得られる。
上記構成において、ソース電極2とドレイン電極3の厚みが10nmであれば、活性層4の層厚が10nm以上であっても、実施例7とほぼ同じ特性が得られる。
[実施例9]
本発明の実施例9は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図13は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例の実施例3における図5の構造との基本的な違いは、絶縁層上に逆台形状に形成されているゲート電極において、この逆台形状の斜面部に絶縁層を有さない構造とされていることである。
本発明の実施例9は、上記した本発明の構成を適用したものであり、図13は本実施例の電界効果トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。同図において、図1と同一構成部材については同一符号を付する。
本実施例の実施例3における図5の構造との基本的な違いは、絶縁層上に逆台形状に形成されているゲート電極において、この逆台形状の斜面部に絶縁層を有さない構造とされていることである。
本実施例の具体的構造は、図13に示されているように、基板6に積層された活性層の裏面部に所定間隔を置いてソース電極とドレイン電極が形成され、この活性層上に積層された絶縁層を備え、前記ソース電極とドレイン電極間に対応した前記絶縁層の表面部に逆台形状のゲート電極が形成された構造を有している。上記構成おいて、ソース電極2とドレイン電極3の厚みが10nmであれば、活性層4の層厚が10nm以上であっても、実施例7とほぼ同じオン/オフ比が得られるが、ゲート−ドレイン間の静電容量が小さくなるので、実施例7よりも遮断周波数が大きくなる。
1:ゲート電極
2:ソース電極
3:ドレイン電極
4:活性層
5:絶縁層
6:基板
10:フォトレジスト
11:ネガ型フォトレジスト
12:ポジ型フォトレジスト
2:ソース電極
3:ドレイン電極
4:活性層
5:絶縁層
6:基板
10:フォトレジスト
11:ネガ型フォトレジスト
12:ポジ型フォトレジスト
Claims (8)
- ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、
前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極が形成されていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、
前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極が形成されていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、
前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成されていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、
前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に逆台形状の凹溝を有し、該凹溝における逆台形状の斜面と底面に沿ってゲート電極が形成されていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、
前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に、逆台形状のゲート電極が形成されていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 活性層の表面部または裏面部にソース電極とドレイン電極を有し、これらのソース電極とドレイン電極を含む活性層上に、絶縁層を介してゲート電極を有する電界効果トランジスタであって、
前記絶縁層の表面部における前記ソース電極とドレイン電極との対応位置に、逆台形状のゲート電極が形成されていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、
前記活性層の一部を選択的に除去し、逆台形状の凹溝を形成する工程と、
前記絶縁層に接触するように活性層を形成する工程と、
前記活性層を被覆するようにフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストを前記絶縁層側から光を照射して露光した後、前記フォトレジストを現像する工程と、
前記フォトレジストが除去された領域にソース電極とドレイン電極を形成する工程と、
前記ソース電極とドレイン電極を被覆するように基板を形成する工程と、
前記逆台形状の凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極を形成する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 - ソース電極とドレイン電極上に、活性層と絶縁層とを介してゲート電極を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、
前記基板上にソース電極とドレイン電極を形成する工程と、
前記ソース電極とドレイン電極を被覆するように活性層を形成する工程と、
前記活性層を被覆するように絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上にフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストを前記基板側から光を照射して露光する工程と、
前記フォトレジストを現像する工程と、
前記フォトレジストが除去された領域の絶縁層を選択的に除去し、逆台形状の凹溝を形成する工程と、
前記逆台形状の凹溝内の全領域を埋めるようにゲート電極を形成する工程と、 前記逆台形状の凹溝における斜面部の絶縁層のみを選択的に除去する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1915790A2 (en) * | 2005-08-16 | 2008-04-30 | Organicid, Inc. | Method of fabricating organic fets |
US7560776B2 (en) | 2005-03-30 | 2009-07-14 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device, electronic apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and method of manufacturing electronic apparatus |
JP2010041039A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Commiss Energ Atom | 有機トランジスタ及びこのようなトランジスタの誘電層の製造方法 |
CN105957814A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-21 | 昆山国显光电有限公司 | 薄膜晶体管及其制备方法 |
CN108198864A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置 |
-
2004
- 2004-05-26 JP JP2004155611A patent/JP2005340410A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7560776B2 (en) | 2005-03-30 | 2009-07-14 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device, electronic apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and method of manufacturing electronic apparatus |
EP1915790A2 (en) * | 2005-08-16 | 2008-04-30 | Organicid, Inc. | Method of fabricating organic fets |
EP1915790A4 (en) * | 2005-08-16 | 2010-03-17 | Organicid Inc | PROCESS FOR PRODUCING ORGANIC FETS |
JP2010041039A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Commiss Energ Atom | 有機トランジスタ及びこのようなトランジスタの誘電層の製造方法 |
CN105957814A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-21 | 昆山国显光电有限公司 | 薄膜晶体管及其制备方法 |
CN108198864A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置 |
CN108198864B (zh) * | 2018-01-05 | 2021-12-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置 |
US11367791B2 (en) | 2018-01-05 | 2022-06-21 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Thin film transistor and fabricating method thereof, array substrate and display device |
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