JP2006019505A - Method for manufacturing thin film transistor, semiconductor device, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents

Method for manufacturing thin film transistor, semiconductor device, electro-optical device, and electronic apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a TFT or the like wherein an LDD structure can be formed by dopant implantation process of one time. <P>SOLUTION: A process is contained wherein a gate electrode 20 having a slope in which film thickness becomes large gradually from an end in a channel lengthwise direction toward a central part is formed on a gate insulating film. Implantation of dopant element such as Phosphorus is performed by using the gate electrode 20 as a mask, a heavily doped n<SP>+</SP>-type region 22a as a source/drain region, a lightly doped n<SP>-</SP>-type region 22b and a channel region 24 which are shown in Fig. (B) are formed finally. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、薄膜トランジスタの製造方法、半導体装置、電気光学装置及び電子機器に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor, a semiconductor device, an electro-optical device, and an electronic apparatus.

MOSトランジスタ等の薄膜トランジスタでは、いわゆるホットエレクトロン効果を低減するために、LDD(Lightly Doped Drain)構造が採用されつつある。図17は、LDD構造を採用した薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
まず、ガラス基板1の所定の位置に酸化シリコン膜などの半導体層2を形成した後、半導体層2の形成されたガラス基板1の上に酸化シリコン膜等からなるゲート絶縁膜3を形成する。そして、このゲート絶縁膜3の上に、フォトリソグラフィ技術等を利用してゲート電極4を形成する。この状態でゲート電極4をマスクとして、ドナー若しくはアクセプタとなるP(リン)などの不純物のイオン5の注入を行う(図17(a)参照)。
In thin film transistors such as MOS transistors, an LDD (Lightly Doped Drain) structure is being adopted to reduce the so-called hot electron effect. FIG. 17 is a diagram for explaining a method of manufacturing a thin film transistor employing the LDD structure.
First, after a semiconductor layer 2 such as a silicon oxide film is formed at a predetermined position on the glass substrate 1, a gate insulating film 3 made of a silicon oxide film or the like is formed on the glass substrate 1 on which the semiconductor layer 2 is formed. Then, a gate electrode 4 is formed on the gate insulating film 3 by using a photolithography technique or the like. In this state, using the gate electrode 4 as a mask, ions 5 of impurities such as P (phosphorus) serving as donors or acceptors are implanted (see FIG. 17A).

次に、図17(b)に示す酸化シリコン膜などの絶縁膜6をゲート電極4の側面に形成する。この状態で、さらにP(リン)などの不純物のイオン5の注入を行う。以上の工程を経ることにより、半導体層2には、不純物の濃度が低いLDD領域7と、LDD領域7よりも不純物濃度の高いソース・ドレイン領域8が形成される。最後に、これらに熱処理を施すことにより、注入された不純物が活性化され、LDD領域7はゲート電極4側面の直下よりゲート電極中心部にまで拡散して広がることになる(例えば、特許文献1参照)。
特開平2−98143号公報
Next, an insulating film 6 such as a silicon oxide film shown in FIG. 17B is formed on the side surface of the gate electrode 4. In this state, an impurity ion 5 such as P (phosphorus) is further implanted. Through the above steps, the LDD region 7 having a low impurity concentration and the source / drain regions 8 having a higher impurity concentration than the LDD region 7 are formed in the semiconductor layer 2. Finally, by performing a heat treatment on these, the implanted impurities are activated, and the LDD region 7 diffuses and extends from just below the side surface of the gate electrode 4 to the center of the gate electrode (for example, Patent Document 1). reference).
Japanese Patent Laid-Open No. 2-98143

しかしながら、従来のLDD構造を有する薄膜トランジスタを形成するためには、必然的に2度の不純物注入工程が必要となり、また、薄膜形成などの付加的な工程が必要になることが多く、歩留まりが悪くなるとともにコストアップを招く等の問題が発生する。
本発明は以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、1度の不純物注入工程によってLDD構造を形成することができる薄膜トランジスタの製造方法、半導体装置、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。
However, in order to form a thin film transistor having a conventional LDD structure, two impurity implantation steps are inevitably required, and additional steps such as thin film formation are often required, resulting in poor yield. In addition, problems such as an increase in cost occur.
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and provides a method for manufacturing a thin film transistor, a semiconductor device, an electro-optical device, and an electronic apparatus that can form an LDD structure by a single impurity implantation step. Objective.

上記目的を達成するため、本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、チャネル領域を有する半導体層を形成する工程と、チャネル領域の上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜の上に、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有するゲート電極を形成する工程と、半導体層のゲート電極と対向しない領域に高濃度の不純物領域であるソース領域及びドレイン領域を形成すると同時に、ゲート電極の傾斜部と対向する領域に低濃度の不純物領域を形成するように、半導体層に不純物を注入し活性化する工程と、を具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention includes a step of forming a semiconductor layer having a channel region, a step of forming a gate insulating film on the channel region, A step of forming a gate electrode having an inclined portion in which the film thickness gradually increases from the end toward the center in the channel length direction, and a source region which is a high concentration impurity region in a region not facing the gate electrode of the semiconductor layer And a step of implanting and activating impurities into the semiconductor layer so as to form a low-concentration impurity region in a region opposite to the inclined portion of the gate electrode. .

本発明に係る製造方法によれば、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有するゲート電極が形成される。ゲート絶縁膜をこのような形状にすることによって、該ゲート電極をマスクとして不純物元素のイオン打ち込みを行うことで、最終的には図3(B)に示すようなソース/ドレイン領域としての高濃度のN+型不純物拡散領域、低濃度のN-型不純物拡散領域、及びチャネル領域を形成することができる。つまり、本発明によれば、LDD構造を形成するために従来は少なくとも2回必要であったイオンの打ち込みを1回に減らすことできる。また、本発明では、LDD構造を形成するために必要となる、付加的な薄膜形成やエッチング工程などの工程を追加する必要がない。 According to the manufacturing method of the present invention, the gate electrode having the inclined portion in which the film thickness gradually increases from the end portion toward the center portion in the channel length direction is formed. By forming the gate insulating film in such a shape, ion implantation of an impurity element is performed using the gate electrode as a mask, so that a high concentration as a source / drain region as shown in FIG. 3B is finally obtained. N + -type impurity diffusion regions, low-concentration N -- type impurity diffusion regions, and channel regions can be formed. That is, according to the present invention, it is possible to reduce ion implantation, which has conventionally been required at least twice to form an LDD structure, to one time. Further, in the present invention, it is not necessary to add an additional thin film formation process or an etching process necessary for forming the LDD structure.

上記ゲート電極をチャネル長方向に切断した場合、前記傾斜部の断面は直線状でもよく、また上に凸の曲線状でも、下に凸の曲線状でもよい。また、中央部、即ち頂部が、平坦になっていてもよい。中でも、上に凸の曲線状であることが好ましく、特にゲート電極の断面が略半円状であることが好ましい。チャネル長方向の断面が略半円形状のゲート電極は、例えば、導電材料を含む液滴を用いて、「ピニング現象」を生じさせることにより容易に形成できる。   When the gate electrode is cut in the channel length direction, the cross section of the inclined portion may be a straight line, or may be an upwardly convex curve or a downwardly convex curve. Moreover, the center part, ie, the top part, may be flat. Among them, an upward convex curve is preferable, and a cross section of the gate electrode is particularly preferably a semicircular shape. A gate electrode having a substantially semicircular cross section in the channel length direction can be easily formed by causing a “pinning phenomenon” using a droplet containing a conductive material, for example.

ここで、ピニング現象について説明する。一般に基板上に配置された液滴は周縁部(エッジ)において乾燥の進行が速い。従って、液滴が溶質または分散質(以下併せて「溶質等」という。)を含む場合、この液滴の乾燥過程においては、液滴の周縁部において溶質等の濃度がまず飽和濃度に達し、析出し始める。一方、液滴内部には、液滴周縁部で蒸発により失われた液体を補給するように、液滴中央部から周縁部に向かう液体の流れが生じる。この結果、液滴中央部の溶質等は、その流れに従って周縁部に運ばれ、液滴の乾燥に伴って該周縁部からの析出を促進する。こうして、液滴に含まれていた溶質等が、基板上に配置された液滴の形状の外周に沿って環状に析出する現象を「ピニング」と呼ぶ。   Here, the pinning phenomenon will be described. In general, the droplets disposed on the substrate are rapidly dried at the peripheral edge (edge). Therefore, when the droplet contains a solute or a dispersoid (hereinafter, collectively referred to as “solute or the like”), in the drying process of the droplet, the concentration of the solute or the like first reaches a saturation concentration at the periphery of the droplet, It begins to precipitate. On the other hand, in the inside of the droplet, a liquid flow from the central portion of the droplet toward the peripheral portion is generated so as to replenish the liquid lost by evaporation at the peripheral portion of the droplet. As a result, the solute and the like in the central portion of the droplet are carried to the peripheral portion according to the flow, and the precipitation from the peripheral portion is promoted as the droplet is dried. In this way, a phenomenon in which the solute or the like contained in the droplet is deposited in an annular shape along the outer periphery of the shape of the droplet disposed on the substrate is called “pinning”.

本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法では、この「ピニング」現象を利用してゲート電極を形成することが好ましい。このように形成されるゲート電極は、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を備え、略半円形状の断面を有する。また、ピニング現象を利用すれば、サブミクロンオーダーの微細なゲート電極を形成することができるので、ゲート容量の小さい高性能な薄膜トランジスタを安価かつ容易に得ることができる。   In the method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, it is preferable to form the gate electrode using this “pinning” phenomenon. The gate electrode formed in this way has an inclined portion whose film thickness gradually increases from the end toward the center in the channel length direction, and has a substantially semicircular cross section. Further, if the pinning phenomenon is used, a fine gate electrode of submicron order can be formed, so that a high-performance thin film transistor having a small gate capacity can be obtained inexpensively and easily.

ここで、前記ゲート電極を形成する工程では、前記傾斜部の膜厚を、前記低濃度の不純物領域の寸法に応じて決定する態様が好ましい。   Here, in the step of forming the gate electrode, it is preferable that the thickness of the inclined portion is determined according to the size of the low concentration impurity region.

なお、前記ゲート電極を形成する工程が、ゲート絶縁膜の上に導電材料を含む液滴を配置する工程と、前記液滴の固形分濃度、若しくは各液滴の乾燥速度の少なくとも一方のパラメータを制御して前記液滴を乾燥する工程と、を備える態様が好ましい。   The step of forming the gate electrode includes a step of disposing a droplet containing a conductive material on the gate insulating film, and a parameter of at least one of a solid content concentration of the droplet or a drying speed of each droplet. And a step of controlling and drying the droplets.

また、前記ゲート電極を形成する工程が、ゲート絶縁膜の上に導電材料を含む液滴を配置する工程と、前記液滴内の温度分布を利用して該液滴内の対流を制御しながら前記液滴を乾燥する工程と、を備える態様も好ましい。   In addition, the step of forming the gate electrode includes a step of disposing a droplet containing a conductive material on the gate insulating film, and controlling a convection in the droplet using a temperature distribution in the droplet. An embodiment comprising a step of drying the droplets is also preferable.

さらに、前記ゲート電極を形成する工程では、前記チャネル領域に前記液滴の周縁部が対向するように前記液滴を配置し、前記液滴を乾燥する工程では、前記液滴の周縁部に前記導電材料を析出させることを特徴とする態様も好ましい。   Furthermore, in the step of forming the gate electrode, the droplet is disposed so that the peripheral portion of the droplet faces the channel region, and in the step of drying the droplet, the peripheral portion of the droplet is An embodiment characterized by depositing a conductive material is also preferable.

また、前記ゲート絶縁膜を形成する工程では、表面が平坦な前記ゲート絶縁膜を形成する態様も好ましい。   In the step of forming the gate insulating film, it is preferable that the gate insulating film having a flat surface is formed.

ゲート絶縁膜が平坦化されていることにより、液滴の塗布及び乾燥によって形成されるゲート電極の形状が、半導体パターンの影響を受けることがない。なお、平坦化の方法は、SOG(スピンオングラス)膜により形成する方法、CVD、熱酸化などの方法で形成した膜とSOG膜との多層構造により形成する方法、CMPなどの方法で平坦化する方法の3通りが考えられる。そして、それぞれの方法は、SOG膜により形成する方法では工程が簡単であり、多層構造により形成する方法ではMOS界面の特性制御が容易であり、CMPなどの方法では平坦性がよいなどの特徴がある。   Since the gate insulating film is planarized, the shape of the gate electrode formed by applying and drying droplets is not affected by the semiconductor pattern. As a planarization method, a method of forming by an SOG (spin-on-glass) film, a method of forming a multilayer structure of a film formed by a method such as CVD or thermal oxidation and an SOG film, or a method of CMP is used for planarization. Three methods are conceivable. Each of the methods is characterized in that the method of forming with an SOG film is simple, the method of forming with a multilayer structure is easy to control the characteristics of the MOS interface, and the method such as CMP has good flatness. is there.

本発明はまた、チャネル領域と、該チャネル領域を挟んで対向するソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、前記半導体層の上に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有するゲート電極とを備え、前記半導体層の前記ゲート電極と対向しない領域は、高濃度の不純物領域の前記ソース領域及びドレイン領域であり、前記半導体層の前記ゲート電極の傾斜部と対向する領域は、低濃度の不純物領域であることを特徴とする薄膜トランジスタを提供する。   The present invention also provides a semiconductor layer having a channel region, a source region and a drain region facing each other with the channel region interposed therebetween, a gate insulating film provided on the semiconductor layer, and on the gate insulating film A gate electrode having an inclined portion whose thickness gradually increases from the end toward the center in the channel length direction, and the region of the semiconductor layer that does not face the gate electrode is the high-concentration impurity region. A thin film transistor is characterized in that a region which is a source region and a drain region and faces an inclined portion of the gate electrode of the semiconductor layer is a low concentration impurity region.

このような薄膜トランジスタはLDD構造をとることにより、いわゆるホットエレクトロン効果を低減することができて好ましい。また、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有するゲート電極を有するため、該ゲート電極をマスクとして不純物元素のイオン打ち込みを行うことで容易にLDD構造を形成できるので、製造に要する工程も少なくすることができる。   Such a thin film transistor preferably has an LDD structure because the so-called hot electron effect can be reduced. In addition, since the gate electrode has an inclined portion whose film thickness gradually increases from the end toward the center in the channel length direction, the LDD structure can be easily formed by ion implantation of the impurity element using the gate electrode as a mask. Therefore, the number of steps required for manufacturing can be reduced.

上記薄膜トランジスタのゲート電極は、チャネル長方向に切断した際の断面が略半円形状であることが好ましい。このような薄膜トランジスタは、上述したピニング現象で形成することができる。ピニング現象によれば、断面が略半円形状のゲート電極を安価かつ簡易な工程で得られるのと同時に、サブミクロンオーダーのゲート長を有するゲート電極とすることができるので、ゲート容量の小さい高性能な薄膜トランジスタとすることが可能である。   The gate electrode of the thin film transistor preferably has a substantially semicircular cross section when cut in the channel length direction. Such a thin film transistor can be formed by the pinning phenomenon described above. According to the pinning phenomenon, a gate electrode having a substantially semicircular cross section can be obtained by an inexpensive and simple process, and at the same time, a gate electrode having a submicron order gate length can be obtained. A thin film transistor with high performance can be obtained.

また、本発明は、上記薄膜トランジスタ、および上述した方法によって製造された薄膜トランジスタ、該薄膜トランジスタを備える電気光学装置、及び該薄膜トランジスタを備える電子機器を含む。   The present invention also includes the above thin film transistor, the thin film transistor manufactured by the above-described method, an electro-optical device including the thin film transistor, and an electronic device including the thin film transistor.

ここで、電気光学装置とは、本発明に係る半導体装置を備えた電気的作用によって発光するあるいは外部からの光の状態を変化させる電気光学素子を備えた装置一般をいい、自ら発光するものと外部からの光の通過を制御するもの双方を含む。例えば、電気光学素子として、液晶素子、電気泳動粒子が分散した分散媒体を有する電気泳動素子、EL(エレクトロルミネッセンス)素子、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出素子を備えたアクティブマトリクス型の表示装置等をいう。   Here, the electro-optical device means a general device including an electro-optical element that emits light by an electric action or includes a semiconductor device according to the present invention or changes the state of light from the outside, and emits light by itself. Includes both those that control the passage of light from the outside. For example, as an electro-optical element, a liquid crystal element, an electrophoretic element having a dispersion medium in which electrophoretic particles are dispersed, an EL (electroluminescence) element, and an electron-emitting element that emits light by applying electrons generated by applying an electric field to a light emitting plate An active matrix display device provided.

また、電子機器とは、本発明に係る半導体装置を備えた一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成される。その構成に特に限定は無いが、例えばICカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型TV、DSP装置、PDA、電子手帳、電光掲示板、宣伝広告用ディスプレイ等が含まれる。   The electronic apparatus refers to a general apparatus having a certain function provided with the semiconductor device according to the present invention, and includes, for example, an electro-optical device and a memory. The configuration is not particularly limited, but for example, an IC card, a mobile phone, a video camera, a personal computer, a head-mounted display, a rear-type or front-type projector, a fax machine with a display function, a digital camera finder, a portable TV, A DSP device, PDA, electronic notebook, electronic bulletin board, advertising display, etc. are included.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
<第一の実施形態>
図1および図2は、本発明の第一の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
1 and 2 are explanatory views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

(半導体膜形成工程)
図1(A)は、基板10上に形成された絶縁膜12の上に、半導体膜(半導体層)14が形成された状態を示す。絶縁膜12は、ガラス等の絶縁材料からなる基板10上に形成される。本実施形態では、絶縁膜12として酸化シリコン膜を形成する。酸化シリコン膜は、例えばプラズマ化学気相堆積法(PECVD法)、減圧化学気相堆積法(LPCVD法)、スパッタリング法等の物理気相堆積法などによって成膜することができる。
(Semiconductor film formation process)
FIG. 1A shows a state in which a semiconductor film (semiconductor layer) 14 is formed on an insulating film 12 formed on a substrate 10. The insulating film 12 is formed on the substrate 10 made of an insulating material such as glass. In this embodiment, a silicon oxide film is formed as the insulating film 12. The silicon oxide film can be formed by, for example, a plasma chemical vapor deposition method (PECVD method), a low pressure chemical vapor deposition method (LPCVD method), a physical vapor deposition method such as a sputtering method, or the like.

また、本実施形態では、半導体膜14としてシリコン膜を形成する。シリコン膜は、APCVD法、LPCVD法、PECVD法等のCVD法、あるいはスパッタ法や蒸着法などのPVD法で形成する。シリコン膜をLPCVD法で形成する場合は、基板温度を約400℃〜700℃としてジシラン(Si26)等を原料としてシリコンを堆積する。PECVD法ではモノシラン(SiH4)等を原料として基板温度が100℃程度から500℃程度でシリコンを堆積可能である。スパッタ法を用いるときには、基板温度は室温から400℃程度である。このように、堆積したシリコン膜は、初期状態は非晶質や混晶質、微結晶質、あるいは多結晶質など様々な状態があるが、いずれの状態であっても良い。シリコン膜の膜厚は、薄膜トランジスタに用いられる場合は20nmから100nm程度が適当である。堆積された半導体膜は、熱エネルギーを与えて結晶化せる。本明細書において、「結晶化」とは、非晶質の半導体膜の結晶化のみならず、多結晶質や微結晶質の半導体膜の結晶化も含むものとする。半導体膜の結晶化は、レーザ照射による方法や固相成長による方法を用いることができるが、これらに限定されない。続いて、形成された半導体膜を、フォトリソグラフィ法を用いて、エッチングにより必要な形状にパターニングし、シリコン膜14を得る。 In this embodiment, a silicon film is formed as the semiconductor film 14. The silicon film is formed by a CVD method such as an APCVD method, an LPCVD method, or a PECVD method, or a PVD method such as a sputtering method or an evaporation method. When the silicon film is formed by the LPCVD method, silicon is deposited using disilane (Si 2 H 6 ) or the like as a raw material at a substrate temperature of about 400 ° C. to 700 ° C. In the PECVD method, silicon can be deposited at a substrate temperature of about 100 ° C. to 500 ° C. using monosilane (SiH 4 ) or the like as a raw material. When the sputtering method is used, the substrate temperature is about room temperature to 400 ° C. As described above, the deposited silicon film has various states such as an amorphous state, a mixed crystalline state, a microcrystalline state, or a polycrystalline state, and may be in any state. The thickness of the silicon film is suitably about 20 nm to 100 nm when used for a thin film transistor. The deposited semiconductor film is crystallized by applying thermal energy. In this specification, “crystallization” includes not only crystallization of an amorphous semiconductor film but also crystallization of a polycrystalline or microcrystalline semiconductor film. The semiconductor film can be crystallized by a laser irradiation method or a solid phase growth method, but is not limited thereto. Subsequently, the formed semiconductor film is patterned into a necessary shape by etching using a photolithography method to obtain a silicon film 14.

(絶縁膜形成工程)
図1(B)および(C)を用いてゲート絶縁膜16の形成工程を説明する。ゲート絶縁膜16は、半導体膜14および絶縁膜12を覆うように形成し、例えば酸化シリコン膜とすることができる。酸化シリコン膜は、例えば、電子サイクロトロン共鳴PECVD法(ECR−PECVD法)、PECVD法、常圧化学気相堆積法(APCVD法)、または低圧化学気相堆積法(LPCVD法)等の成膜法によって形成することができる。このようにして形成されたゲート絶縁膜16は、図1(B)に示すように、半導体膜14に積層された領域と、絶縁膜12に積層された部分との間に段差を生じ、平面が平坦ではない。この上に導電性材料を含む液滴を供給すると、均一に濡れ拡がらず、所望の位置に導電性材料を析出させてゲート電極を得ることができない。そのため、図1(C)に示すように、導電性材料を含む液滴を配置する前に、ゲート絶縁膜16を平坦化する。平坦化は、化学的機械的研磨(CMP)や、エッチングによって行うことができる。ゲート絶縁膜は、スピンコータを用いて、液体のSOGやHigh−k材料を塗布することによっても形成することができる。液体材料の塗布による場合は、平坦な表面を得られるので、絶縁膜形成後に平坦化を行わなくてもよい。
(Insulating film formation process)
A process for forming the gate insulating film 16 will be described with reference to FIGS. The gate insulating film 16 is formed so as to cover the semiconductor film 14 and the insulating film 12, and may be a silicon oxide film, for example. The silicon oxide film is formed by, for example, a film formation method such as an electron cyclotron resonance PECVD method (ECR-PECVD method), a PECVD method, an atmospheric pressure chemical vapor deposition method (APCVD method), or a low pressure chemical vapor deposition method (LPCVD method). Can be formed. As shown in FIG. 1B, the gate insulating film 16 thus formed has a level difference between a region stacked on the semiconductor film 14 and a portion stacked on the insulating film 12, Is not flat. When a droplet containing a conductive material is supplied on this, the liquid does not spread uniformly and the conductive material is deposited at a desired position, and a gate electrode cannot be obtained. Therefore, as shown in FIG. 1C, the gate insulating film 16 is planarized before the droplet containing the conductive material is disposed. The planarization can be performed by chemical mechanical polishing (CMP) or etching. The gate insulating film can also be formed by applying a liquid SOG or High-k material using a spin coater. In the case of application of a liquid material, a flat surface can be obtained, and thus it is not necessary to perform flattening after forming the insulating film.

(液滴配置工程)
次に、図1(D)に示すように、絶縁膜16上に導電性材料を含む液滴18を配置する。導電性材料としては、例えば、直径数nm程度のAu、Ag、Cuなどの金属微粒子を用いることができ、例えばAgコロイドインク等が好適である。これらの金属微粒子は、テトラデカン等の有機分散媒に分散し、液滴として供給することが可能である。
(Droplet placement process)
Next, as illustrated in FIG. 1D, a droplet 18 containing a conductive material is provided over the insulating film 16. As the conductive material, for example, metal fine particles such as Au, Ag, and Cu having a diameter of several nanometers can be used. For example, Ag colloidal ink or the like is preferable. These metal fine particles can be dispersed in an organic dispersion medium such as tetradecane and supplied as droplets.

液滴18を絶縁膜16上に配置する方法としては、マイクロピペット、マイクロディスペンサ、インクジェット法などを用いる方法が挙げられるが、特に正確なパターニングができるインクジェット法が好適である。インクジェット法は、後述するインクジェット式吐出装置を用いて行われる。   Examples of the method for disposing the droplets 18 on the insulating film 16 include a method using a micropipette, a microdispenser, an ink jet method, and the like, and an ink jet method capable of performing accurate patterning is particularly preferable. The ink jet method is performed using an ink jet type ejection device described later.

図2(A)に液滴配置工程の平面図を示す。図2(A)中の1D−1D線における断面図が、図1(D)である。図2(A)では、半導体膜14と液滴18の位置関係を明確にするため、ゲート絶縁膜16は省略されている。液滴18は、その外周の弧の一部が、半導体膜14の中央を横切るように配置されている。   FIG. 2A shows a plan view of the droplet placement step. A cross-sectional view taken along line 1D-1D in FIG. 2A is FIG. In FIG. 2A, the gate insulating film 16 is omitted in order to clarify the positional relationship between the semiconductor film 14 and the droplet 18. The droplet 18 is arranged so that a part of the outer peripheral arc crosses the center of the semiconductor film 14.

(導電性材料析出工程)
絶縁膜16上に配置された液滴18は、周縁部の方が中央部より乾燥速度が速く、周縁部20において導電性材料が先に飽和濃度に到達し、析出が始まる(図1(D))。析出した導電性材料によって液滴の周縁部がピン止めされたような状態となり、それ以降の乾燥に伴う液滴の収縮(外径の収縮)が抑制される「ピニング現象」がおこる。周縁部における乾燥速度は中央部における乾燥速度よりも速いため、液滴中央部から周縁部に向かう液体の流れが生じ、導電性材料が該周縁部に運ばれる。この結果、図2(B)に示すように、その一部がゲート電極20aとして機能する液滴の外形に従った環状の導電性膜20が形成される。
(Conductive material deposition process)
The droplet 18 disposed on the insulating film 16 has a drying speed faster in the peripheral portion than in the central portion, and the conductive material first reaches a saturated concentration in the peripheral portion 20 and starts to be deposited (FIG. 1D). )). The peripheral portion of the droplet is pinned by the deposited conductive material, and a “pinning phenomenon” occurs in which droplet contraction (shrinkage of the outer diameter) accompanying subsequent drying is suppressed. Since the drying speed at the peripheral portion is faster than the drying speed at the central portion, a liquid flow from the central portion of the droplet toward the peripheral portion is generated, and the conductive material is carried to the peripheral portion. As a result, as shown in FIG. 2B, an annular conductive film 20 is formed in accordance with the outer shape of the droplet, part of which functions as the gate electrode 20a.

図1(E)に、環状の導電性膜20の一部をなすゲート電極20aが形成された様子を示す。なお、図1(E)は、図2(B)中の1E−1E線における断面図である。図1(E)に示すように、ゲート電極20aは、チャネル長方向(図1(E)において左右方向)において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有している(詳細は後述)。このゲート電極20aは、幅1μm以下に制御され、半導体膜14の中央を横切るように配置されている。   FIG. 1E shows a state in which the gate electrode 20a forming a part of the annular conductive film 20 is formed. Note that FIG. 1E is a cross-sectional view taken along line 1E-1E in FIG. As shown in FIG. 1E, the gate electrode 20a has an inclined portion in which the film thickness gradually increases from the end toward the center in the channel length direction (left-right direction in FIG. 1E). (Details will be described later). The gate electrode 20 a is controlled to have a width of 1 μm or less and is disposed so as to cross the center of the semiconductor film 14.

ここで、液滴18を乾燥させる過程においては、液滴周縁部における導電性材料の濃度を高めるように制御することもできる。具体例を挙げて説明すると、例えば導電性材料の固形分濃度、若しくは各液滴の乾燥速度の少なくとも一方のパラメータを制御することにより、図1(E)に示すような略半円形状の断面を有するゲート電極20aの膜厚や形状を制御することができる。   Here, in the process of drying the droplet 18, it is possible to control so as to increase the concentration of the conductive material in the peripheral portion of the droplet. To explain with a specific example, for example, by controlling at least one parameter of the solid content concentration of the conductive material or the drying speed of each droplet, a substantially semicircular cross section as shown in FIG. The film thickness and shape of the gate electrode 20a having the above can be controlled.

また、別の方法として、液滴内の温度分布を利用して該液滴内の対流を制御することにより、図1(E)に示すような略半円形状の断面を有するゲート電極20aの膜厚や形状を制御することができる。この場合、液滴の温度制御の方法としては、(1)液滴の配置された基板の温度を制御する方法や、(2)液滴を部分的にレーザ加熱する方法、(3)液滴の雰囲気温度を制御する方法が挙がられる。   As another method, by controlling the convection in the droplet using the temperature distribution in the droplet, the gate electrode 20a having a substantially semicircular cross section as shown in FIG. The film thickness and shape can be controlled. In this case, methods for controlling the temperature of the droplet include (1) a method for controlling the temperature of the substrate on which the droplet is disposed, (2) a method for partially laser heating the droplet, and (3) a droplet. There is a method for controlling the ambient temperature.

さらにまた、別の方法として、液滴の周縁部に導電性材料の微粒子を析出又は凝集させ、かつ、該液滴の頂部と底部とに温度差を与えて対流を生じさせることにより、図1(E)に示すような略半円形状の断面を有するゲート電極20aの膜厚や形状を制御することができる。具体的には、液滴の周縁部に導電性材料の微粒子を析出又は凝集させつつ、液滴内に生じる対流を利用してランダムに積み上げられた微粒子を再配置する。これにより、該液滴の周縁部にきれいな最密充填構造のゲート電極20aを形成することができる。なお、導電性材料が析出した後、得られた導電性膜に熱処理を行うことによって金属微粒子を凝集させても良く、これにより薄膜の導電性を高めることが可能となる。   Furthermore, as another method, fine particles of the conductive material are deposited or aggregated on the periphery of the droplet, and a convection is generated by giving a temperature difference between the top and the bottom of the droplet. The film thickness and shape of the gate electrode 20a having a substantially semicircular cross section as shown in (E) can be controlled. Specifically, the fine particles stacked at random using the convection generated in the droplets are rearranged while depositing or aggregating the fine particles of the conductive material on the periphery of the droplets. As a result, a clean close-packed gate electrode 20a can be formed at the peripheral edge of the droplet. Note that, after the conductive material is deposited, the fine metal particles may be aggregated by performing a heat treatment on the obtained conductive film, which makes it possible to increase the conductivity of the thin film.

(ソース/ドレイン領域形成工程)
図3(A)は、不純物の打ち込み工程を説明するための図であり、図1(E)の部分拡大図である。ソース/ドレイン領域を形成する際には、まず、略半円形形状の断面を有するゲート電極20aをマスクとして、ドナーまたはアクセプタとなる不純物元素(例えば、リン)のイオン打ち込みを行う。図4は、打ち込まれたイオンの深さと濃度との関係を例示した図である。なお、図4においてXpは濃度が最も高くなる深さ(投影飛程)を示しており、このXpを中心として標準偏差σを持つ濃度分布が示されている。
(Source / drain region forming step)
FIG. 3A is a diagram for explaining an impurity implantation process, and is a partially enlarged view of FIG. When forming the source / drain regions, first, ion implantation of an impurity element (for example, phosphorus) serving as a donor or acceptor is performed using the gate electrode 20a having a substantially semicircular cross section as a mask. FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the depth and concentration of implanted ions. In FIG. 4, Xp indicates the depth (projection range) at which the density is the highest, and a density distribution having a standard deviation σ around this Xp is shown.

図3(A)に示す点線は、図4に示すXpをあらわしている。すなわち、上記の如く不純物元素のイオンが表面から打ち込まれると、半導体膜14、ゲート絶縁膜16、ゲート電極20aのそれぞれの深さ(Xp)に該イオンの濃度の中心がくる。図3(A)に示す点線はこれをあらわしたものであり、該点線は表面形状に沿った形、すなわちゲート電極20aの端部から中央部にかけて盛り上がった形となる。なお、打ち込まれたイオンの濃度分布は標準偏差σを持っているため(図4参照)、例えば、ゲート絶縁膜16中に濃度の中心Xpがあったとしても、一部のイオンはゲート絶縁膜16の下層の半導体膜14に入ることになる。従って、ゲート電極の端部では半導体膜中に打ち込まれたイオンの濃度はゲート電極の厚さに対応して急減に減少し、十分厚いゲート電極の直下ではイオンの濃度がゼロとなる。即ち、ゲート電極の端部直下にLDD領域が形成されることになる。   The dotted line shown in FIG. 3A represents Xp shown in FIG. That is, when ions of the impurity element are implanted from the surface as described above, the concentration concentration of the ions comes to the depth (Xp) of each of the semiconductor film 14, the gate insulating film 16, and the gate electrode 20a. The dotted line shown in FIG. 3A represents this, and the dotted line has a shape along the surface shape, that is, a shape that rises from the end to the center of the gate electrode 20a. Since the concentration distribution of implanted ions has a standard deviation σ (see FIG. 4), for example, even if there is a concentration center Xp in the gate insulating film 16, some of the ions are in the gate insulating film. The semiconductor film 14 under the 16 is entered. Accordingly, the concentration of ions implanted into the semiconductor film at the end of the gate electrode decreases rapidly corresponding to the thickness of the gate electrode, and the concentration of ions becomes zero immediately below the sufficiently thick gate electrode. That is, an LDD region is formed immediately below the end of the gate electrode.

その後、XeClエキシマレーザを400mJ/cm2程度のエネルギー密度に調整して照射することにより(或いは250℃〜400℃程度の熱処理を行うことにより)、不純物元素の活性化を行う。これにより、図3(B)に示すように、ソース/ドレイン領域としての高濃度のN+型不純物拡散領域22a、低濃度のN-型不純物拡散領域22b、及びチャネル領域24が形成され、LDD構造の形成が完了する。ここで、N-型不純物拡散領域22bの寸法(幅)は、ゲート電極20aの端部の膜厚に応じて変化する。詳述すると、ゲート電極20aの端部では膜厚がゼロになるまで不純物濃度は漸次変化するが(図3参照)、この漸次変化する部分で半導体膜14に打ち込まれる不純物元素のイオン濃度が変化する。すなわち、ゲート電極20aの膜厚が十分厚い部分では、不純物元素のイオンは半導体膜14に到達しないが、該膜厚がある程度薄くなって図4に示す分布のσに対応する程度になると、不純物元素のイオンは半導体膜14に到達するようになる。別言すれば、ゲート電極20aの膜厚がσ〜2σ程度の膜厚からゼロになるまでの横方向の寸法が低濃度のN-型不純物拡散領域22bの幅となり、その幅は0.01〜0.1μm程度に制御される。以上のようにしてソース/ドレイン領域を形成すると、半導体膜14にコンタクトホールを開けて金属薄膜等を形成し、ソース電極15a及びドレイン電極15bを得る(図2(C)参照)。 Thereafter, the impurity element is activated by irradiating with an XeCl excimer laser adjusted to an energy density of about 400 mJ / cm 2 (or by performing heat treatment at about 250 ° C. to 400 ° C.). As a result, as shown in FIG. 3B, a high concentration N + type impurity diffusion region 22a, a low concentration N type impurity diffusion region 22b as a source / drain region, and a channel region 24 are formed. The formation of the structure is complete. Here, the dimension (width) of the N -type impurity diffusion region 22b varies according to the film thickness of the end portion of the gate electrode 20a. More specifically, although the impurity concentration gradually changes at the end of the gate electrode 20a until the film thickness becomes zero (see FIG. 3), the ion concentration of the impurity element implanted into the semiconductor film 14 changes at this gradually changing portion. To do. That is, in the portion where the thickness of the gate electrode 20a is sufficiently thick, the impurity element ions do not reach the semiconductor film 14, but when the thickness is reduced to some extent and corresponds to σ of the distribution shown in FIG. Elemental ions reach the semiconductor film 14. In other words, the lateral dimension of the gate electrode 20a from the thickness of about σ to 2σ to zero becomes the width of the low concentration N -type impurity diffusion region 22b, and the width is 0.01. It is controlled to about ~ 0.1 μm. When the source / drain regions are formed as described above, a contact hole is formed in the semiconductor film 14 to form a metal thin film or the like, thereby obtaining the source electrode 15a and the drain electrode 15b (see FIG. 2C).

以上説明したように、本実施形態では、導電性材料を含む液滴を滴下し、その乾燥を制御するといった簡易な工程でサブミクロンオーダの幅を有する導電性膜20を形成し、これをゲート電極20aとして用いることができる。かかるゲート電極20aは、その断面が中央部から端部にかけて漸次膜厚が薄くなるような形状(略半円形状)を有しているため、該ゲート電極20aをマスクとして不純物元素のイオン打ち込みを行うことで、最終的には図3(B)に示すようなソース/ドレイン領域としての高濃度のN+型不純物拡散領域22a、低濃度のN-型不純物拡散領域22b、及びチャネル領域24を得ることができる。つまり、本実施形態によれば、LDD構造を形成するために従来は少なくとも2回必要であったイオンの打ち込みを1回に減らすことできる。また、N-型不純物拡散領域22bの寸法は、ゲート電極20aの端部の膜厚の変化に対応して形成されるため、該ゲート電極20aの端部の膜厚を制御することでサブミクロンオーダの精度でN-型不純物拡散領域22bの寸法を設定・変更することができる。また、フォトリソグラフィ技術を用いる場合と異なり、パターン形成用の高価な露光機は不要であり、また、サイドウォールを形成する工程やエッチバックする工程も不要である。 As described above, in this embodiment, the conductive film 20 having a width of the order of submicron is formed by a simple process of dropping a droplet containing a conductive material and controlling the drying thereof, and this is formed into a gate. It can be used as the electrode 20a. Since the gate electrode 20a has a shape (substantially semicircular shape) in which the cross section gradually decreases in thickness from the center to the end, ion implantation of an impurity element is performed using the gate electrode 20a as a mask. As a result, the high concentration N + type impurity diffusion region 22a, the low concentration N type impurity diffusion region 22b, and the channel region 24 as source / drain regions as shown in FIG. Obtainable. That is, according to the present embodiment, ion implantation, which is conventionally required at least twice to form an LDD structure, can be reduced to one time. Further, since the dimension of the N -type impurity diffusion region 22b is formed corresponding to the change in the film thickness at the end of the gate electrode 20a, the submicron can be controlled by controlling the film thickness at the end of the gate electrode 20a. The dimensions of the N -type impurity diffusion region 22b can be set and changed with order accuracy. Further, unlike the case of using a photolithography technique, an expensive exposure machine for forming a pattern is unnecessary, and a step of forming a sidewall and a step of etching back are not required.

なお、上述した本実施形態では、導電性材料を含む液滴を滴下し、その乾燥を制御するといった簡易な方法によって略半円形状の断面を有するゲート電極20aを形成する場合について説明したが、これに限る趣旨ではなく、CVD法やフォトリソグラフィ技術等を用いて、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有するゲート電極20aを形成するようにしても良い。   In the above-described embodiment, the case where the gate electrode 20a having a substantially semicircular cross section is formed by a simple method of dropping a droplet containing a conductive material and controlling the drying thereof has been described. However, the present invention is not limited to this, and the gate electrode 20a having an inclined portion in which the film thickness gradually increases from the end portion toward the center portion in the channel length direction by using a CVD method, a photolithography technique, or the like. Also good.

また、ゲート電極の形状は、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有する限り特に限定されず、例えば、図18(A)に示すように、その傾斜部の断面が直線状であってもよく、同図(B)に示すように頂部が平坦な形状であってもよい。   Further, the shape of the gate electrode is not particularly limited as long as it has an inclined portion in which the film thickness gradually increases from the end portion toward the central portion in the channel length direction. For example, as shown in FIG. The cross section of the inclined portion may be linear, or the top portion may be flat as shown in FIG.

また、上述した説明では、不純物元素としてリンを例示したが、砒素等を用いても良いのはもちろんである。ここで、リン及び砒素の質量数は、それぞれ31及び75であるから、同じエネルギーで打ち込みを行えば、リンは深く入る一方、砒素はこれよりも浅く入る。言い換えれば、図4に示す濃度の中心Xpはリンは大きく砒素は小さい。よって、これら不純物を打ち込む際には、打ち込む不純物の種類に応じてイオンの打ち込みエネルギーを決定すれば良い。以下、本実施形態に係る導電性材料を含む液滴の滴下に用いられるインクジェット式吐出装置について、図面を参照しながら説明する。   In the above description, phosphorus is exemplified as the impurity element, but it is needless to say that arsenic or the like may be used. Here, since the mass numbers of phosphorus and arsenic are 31 and 75, respectively, if the same energy is used, phosphorus enters deeply, while arsenic enters shallower. In other words, the concentration center Xp shown in FIG. 4 is large in phosphorus and small in arsenic. Therefore, when implanting these impurities, the ion implantation energy may be determined in accordance with the type of the implanted impurity. Hereinafter, an ink jet type ejection device used for dropping droplets containing a conductive material according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

(液滴吐出装置)
図5は、インクジェット式吐出装置30の斜視図である。インクジェット式吐出装置30は、ベース32、第1移動手段34、第2移動手段36、重量測定手段である電子天秤(図示せず)、ヘッド31、キャッピングユニット33、およびクリーニングユニット35を主として構成されている。第1移動手段34および第2移動手段36を含むインクジェット式吐出装置30の動作は、制御装置により制御されるようになっている。なお図5において、X方向はベース32の左右方向であり、Y方向は前後方向であり、Z方向は上下方向である。
(Droplet discharge device)
FIG. 5 is a perspective view of the ink jet type ejection device 30. The ink jet discharge device 30 mainly includes a base 32, a first moving unit 34, a second moving unit 36, an electronic balance (not shown) as a weight measuring unit, a head 31, a capping unit 33, and a cleaning unit 35. ing. The operation of the inkjet discharge device 30 including the first moving means 34 and the second moving means 36 is controlled by a control device. In FIG. 5, the X direction is the left-right direction of the base 32, the Y direction is the front-rear direction, and the Z direction is the up-down direction.

第1移動手段34は、二つのガイドレール38をY軸方向に一致させてベース32の上面に直接設置されている。この第1移動手段34は、二つのガイドレール38に沿って移動可能なスライダ39を有している。このスライダ39の駆動手段として、例えばリニアモータを採用することができる。これにより、スライダ39がY軸方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で位置決め可能とされている。   The first moving means 34 is directly installed on the upper surface of the base 32 with the two guide rails 38 aligned with the Y-axis direction. The first moving means 34 has a slider 39 that can move along two guide rails 38. As a driving means for the slider 39, for example, a linear motor can be employed. Thereby, the slider 39 can be moved along the Y-axis direction, and can be positioned at an arbitrary position.

スライダ39の上面にはモータ37が固定され、モータ37のロータにはテーブル46が固定されている。このテーブル46は、基板10を保持しつつ位置決めするものである。すなわち、図示しない吸着保持手段を作動させることにより、テーブル46の孔46Aを通して基板10が吸着され、基板10をテーブル46上に保持することができる。また、モータ37は、例えばダイレクトドライブモータである。このモータ37に通電することにより、ロータとともにテーブル46がθz方向に回転して、テーブル46には、ヘッド31が液状体を捨て打ち、あるいは試し打ち(予備吐出)するための予備吐出エリアが設けられている。   A motor 37 is fixed to the upper surface of the slider 39, and a table 46 is fixed to the rotor of the motor 37. The table 46 positions the substrate 10 while holding it. That is, by operating a suction holding means (not shown), the substrate 10 is sucked through the hole 46A of the table 46, and the substrate 10 can be held on the table 46. The motor 37 is a direct drive motor, for example. When the motor 37 is energized, the table 46 is rotated in the θz direction together with the rotor, and the table 46 is provided with a preliminary discharge area for the head 31 to discard the liquid material or to perform trial driving (preliminary discharge). It has been.

一方、ベース32の後方には二つの支柱36Aが立設され、その支柱36Aの上端部にコラム36Bが架設されている。そして、コラム36部の全面に第2移動手段36が設けられている。この第2移動手段36は、X軸方向に沿って配置された二つのガイドレール84Aを有し、ガイドレール84Aに沿って移動可能なスライダ82を有している。このスライダ82の駆動手段として、例えばリニアモータを採用することができる。これにより、スライダ82がX軸方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で位置決め可能とされている。   On the other hand, two columns 36A are erected on the rear side of the base 32, and a column 36B is installed on the upper end of the column 36A. And the 2nd moving means 36 is provided in the whole surface of the column 36 part. The second moving means 36 has two guide rails 84A arranged along the X-axis direction, and has a slider 82 that can move along the guide rails 84A. As a driving means for the slider 82, for example, a linear motor can be employed. Thereby, the slider 82 can be moved along the X-axis direction and can be positioned at an arbitrary position.

スライダ82には、ヘッド31が設けられている。ヘッド31は、揺動位置決め手段としてのモータ84、85、86、87に接続されている。モータ84は、ヘッド31をZ軸方向に移動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ85は、ヘッド31をY軸回りのβ方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ86は、ヘッド31をX軸回りのγ方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。モータ87は、ヘッド31をZ軸回りのα方向に揺動可能とし、また任意の位置で位置決め可能とするものである。   A head 31 is provided on the slider 82. The head 31 is connected to motors 84, 85, 86, 87 as swing positioning means. The motor 84 can move the head 31 in the Z-axis direction and can be positioned at an arbitrary position. The motor 85 can swing the head 31 in the β direction around the Y axis and can be positioned at an arbitrary position. The motor 86 can swing the head 31 in the γ direction around the X axis and can be positioned at an arbitrary position. The motor 87 can swing the head 31 in the α direction around the Z axis and can be positioned at any position.

以上のように、基板10は、Y方向に移動および位置決め可能とされ、θz方向に揺動および位置決め可能とされている。また、ヘッド31は、X、Z方向に移動および位置決め可能とされ、α、β、γ方向に揺動および位置決め可能とされている。したがって、本実施形態のインクジェット式吐出装置30は、ヘッド31のインク吐出面31Pとテーブル上の基板10との相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールすることができるようになっている。   As described above, the substrate 10 can be moved and positioned in the Y direction, and can be swung and positioned in the θz direction. The head 31 can be moved and positioned in the X and Z directions, and can be swung and positioned in the α, β, and γ directions. Therefore, the ink jet type ejection device 30 of the present embodiment can accurately control the relative position and posture between the ink ejection surface 31P of the head 31 and the substrate 10 on the table.

(インクジェットヘッド)
図6は、インクジェットヘッドの側面断面図である。ヘッド31は、液滴吐出方式により液状体(本実施形態では導電性材料を含む液滴)Lをノズル41から吐出するものである。液滴吐出方式として、圧電体素子としてのピエゾ素子を用いて液状体を吐出させるピエゾ方式や、液状体を加熱して発生した泡(バブル)により液状体を吐出させる方式など、公知の種々の技術を適用することができる。このうちピエゾ方式は、液状体に熱を加えないため、材料の組成等に影響を与えないという利点を有する。図6のヘッド31には、ピエゾ方式が採用されている。
(Inkjet head)
FIG. 6 is a side sectional view of the inkjet head. The head 31 discharges a liquid material (droplets containing a conductive material in this embodiment) L from the nozzle 41 by a droplet discharge method. As a droplet discharge method, there are various known methods such as a piezo method in which a liquid material is discharged using a piezo element as a piezoelectric element, and a method in which a liquid material is discharged by bubbles generated by heating the liquid material. Technology can be applied. Among them, the piezo method has an advantage that it does not affect the composition of the material because it does not apply heat to the liquid. The head 31 shown in FIG. 6 employs a piezo method.

ヘッド31のヘッド本体40には、リザーバ45およびリザーバ45から分岐された複数のインク室43が形成されている。リザーバ45は、各インク室43に液状体Lを供給するための流路になっている。また、ヘッド本体40の下端面には、インク吐出面を構成するノズルプレートが装着されている。そのノズルプレートには、液状体Lを吐出する複数のノズル41が、各インク室43に対応して開口されている。そして、各インク室43から対応するノズル41に向かって、インク流路が形成されている。一方、ヘッド本体40の上端面には、振動板44が装着されている。なお、振動板44は各インク室43の壁面を形成している。その振動板44の外側には、各インク室43に対応して、ピエゾ素子42が設けられている。ピエゾ素子42は、水晶等の圧電材料を一対の電極(図示せず)で挟持したものである。その一対の電極は、駆動回路49に接続されている。   The head main body 40 of the head 31 is formed with a reservoir 45 and a plurality of ink chambers 43 branched from the reservoir 45. The reservoir 45 is a flow path for supplying the liquid material L to each ink chamber 43. A nozzle plate that constitutes an ink ejection surface is mounted on the lower end surface of the head body 40. In the nozzle plate, a plurality of nozzles 41 for discharging the liquid L are opened corresponding to the respective ink chambers 43. An ink flow path is formed from each ink chamber 43 toward the corresponding nozzle 41. On the other hand, a diaphragm 44 is attached to the upper end surface of the head body 40. The diaphragm 44 forms the wall surface of each ink chamber 43. Piezo elements 42 are provided outside the diaphragm 44 so as to correspond to the ink chambers 43. The piezoelectric element 42 is obtained by sandwiching a piezoelectric material such as quartz with a pair of electrodes (not shown). The pair of electrodes is connected to the drive circuit 49.

そして、駆動回路49からピエゾ素子42に電圧を印加すると、ピエゾ素子42が膨張変形または収縮変形する。ピエゾ素子42が収縮変形すると、インク室43の圧力が低下して、リザーバ45からインク室43に液状体Lが流入する。またピエゾ素子42の圧力が低下して、リザーバ45からインク室43に液状体Lが流入する。またピエゾ素子42が膨張変形すると、インク室43の圧力が増加して、ノズル41から液状体Lが吐出される。なお、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子42の変形速度を制御することができる。すなわち、ピエゾ素子42への印加電圧を制御することにより、液状体Lの吐出条件を制御しうるようになっている。   When a voltage is applied from the drive circuit 49 to the piezo element 42, the piezo element 42 expands or contracts. When the piezo element 42 contracts and deforms, the pressure in the ink chamber 43 decreases, and the liquid L flows from the reservoir 45 into the ink chamber 43. Further, the pressure of the piezo element 42 decreases, and the liquid L flows from the reservoir 45 into the ink chamber 43. When the piezo element 42 expands and deforms, the pressure in the ink chamber 43 increases and the liquid L is discharged from the nozzle 41. The deformation speed of the piezo element 42 can be controlled by changing the frequency of the applied voltage. That is, the discharge condition of the liquid L can be controlled by controlling the voltage applied to the piezo element 42.

一方、図5に示すインクジェット式吐出装置は、キャッピングユニット33およびクリーニングユニット35を備えている。キャッピングユニット33は、ヘッド31におけるインク吐出面31Pの乾燥を防止するため、インクジェット式吐出装置30の待機時にインク吐出面31Pをキャッピングするものである。またクリーニングユニット35は、ヘッド31におけるノズルの目詰まりを取り除くため、ノズルの内部を吸引するものである。なおクリーニングユニット35は、ヘッド31におけるインク吐出面31Pの汚れを取り除くため、インク吐出面31Pへのワイピングを行うことも可能である。   On the other hand, the ink jet discharge apparatus shown in FIG. 5 includes a capping unit 33 and a cleaning unit 35. The capping unit 33 is for capping the ink ejection surface 31P when the ink jet ejection device 30 is on standby to prevent the ink ejection surface 31P of the head 31 from drying. The cleaning unit 35 sucks the inside of the nozzles in order to remove clogging of the nozzles in the head 31. The cleaning unit 35 can also wipe the ink discharge surface 31P in order to remove dirt on the ink discharge surface 31P in the head 31.

<第二の実施形態>
図7に、本発明の第二の実施形態に係る半導体装置を示し、図8に、本発明に係る半導体装置の等価回路を示す。
<Second Embodiment>
FIG. 7 shows a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows an equivalent circuit of the semiconductor device according to the present invention.

本実施形態に係る半導体装置は、2つの薄膜トランジスタT1、T2を直列に接続したダブルゲート型の半導体装置であり(図7及び図8参照)、ソース電極66a及びドレイン電極66bが形成されるソース/ドレイン領域の間に、二つのゲート電極63a、63bが形成されている。図7に示すようにゲート電極63a、63bは、それぞれ一つの環状導電性薄膜63の一部をなしている。   The semiconductor device according to the present embodiment is a double-gate semiconductor device in which two thin film transistors T1 and T2 are connected in series (see FIGS. 7 and 8), and the source / source in which the source electrode 66a and the drain electrode 66b are formed. Two gate electrodes 63a and 63b are formed between the drain regions. As shown in FIG. 7, each of the gate electrodes 63a and 63b forms part of one annular conductive thin film 63.

各ゲート電極63a、63bは、導電性材料を含む液滴をゲート電極が形成されるべき位置に配置し、或いは導電性材料を含む液滴を乾燥過程における液滴の収縮を見込んでゲート電極が形成されるべき位置よりも大きめに配置する。例えば、半導体膜64において、その両端からソース/ドレイン領域が形成されるべき領域を除いた残りの部分を覆うように液滴を配置すればよい。   Each of the gate electrodes 63a and 63b is arranged such that a droplet containing a conductive material is disposed at a position where the gate electrode is to be formed, or the droplet containing the conductive material is used to allow the droplet to contract during the drying process. Place it larger than the position to be formed. For example, in the semiconductor film 64, the liquid droplets may be disposed so as to cover the remaining part of the semiconductor film 64 excluding the region where the source / drain regions are to be formed.

こうすることにより、導電性材料の液滴を一つ配置して、それを乾燥させるという容易かつ安価な工程によって、サブミクロンオーダーの二つのゲート電極63a、63b(ダブルゲート)を所望の位置に形成することができる。かかるゲート電極63a、63bは、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる形状を有しているため(第1実施形態参照)、該ゲート電極63a、63bをマスクとして不純物元素のイオン打ち込みを行うことで、最終的には図3(B)に示すようなソース/ドレイン領域としての高濃度のN+型不純物拡散領域22a、低濃度のN-型不純物拡散領域22b、及びチャネル領域24を形成することができる。このようなダブルゲートトランジスタはソース、ドレイン間のリーク電流の低減や耐圧の向上に大きな効果を発揮することができる。 In this way, two sub-micron-order gate electrodes 63a and 63b (double gates) are placed at desired positions by an easy and inexpensive process in which one droplet of conductive material is placed and dried. Can be formed. Since the gate electrodes 63a and 63b have a shape in which the film thickness gradually increases from the end toward the center in the channel length direction (see the first embodiment), the gate electrodes 63a and 63b are masked. As a source / drain region as shown in FIG. 3B, the high concentration N + type impurity diffusion region 22a and the low concentration N type impurity diffusion region are finally obtained. 22b and the channel region 24 can be formed. Such a double gate transistor can exhibit a great effect in reducing the leakage current between the source and drain and improving the breakdown voltage.

なお、上記説明では、ダブルゲート型の薄膜トランジスタを形成するために1つの環状導電性薄膜63を形成する場合を例示したが、かかる環状導電性薄膜63の数は、形成すべき薄膜トランジスタの数n(n≧2)に応じて適宜変更可能である。例えば、4つの薄膜トランジスタを直列に接続したマルチゲート型の薄膜トランジスタを形成する場合には、2つの環状導電性薄膜63を形成すれば良い。また、各環状導電性薄膜63の配置間隔やその径等については、形成すべき薄膜トランジスタの設計等に応じて適宜変更可能である。   In the above description, the case where one annular conductive thin film 63 is formed in order to form a double-gate thin film transistor is illustrated. However, the number of the annular conductive thin films 63 is equal to the number n of thin film transistors to be formed ( n ≧ 2) can be changed as appropriate. For example, in the case of forming a multi-gate thin film transistor in which four thin film transistors are connected in series, two annular conductive thin films 63 may be formed. Further, the arrangement interval, the diameter, and the like of each annular conductive thin film 63 can be appropriately changed according to the design of the thin film transistor to be formed.

<第三の実施形態>
図9に、本発明の第三の実施形態に係る半導体装置を示し、図10に、本発明に係る半導体装置の等価回路を示す。
<Third embodiment>
FIG. 9 shows a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows an equivalent circuit of the semiconductor device according to the present invention.

本実施形態に係る半導体装置は、2連の薄膜トランジスタT1、T2を含んで構成され、詳細にはソース電極75aとドレイン電極75bとゲート電極74aを含む薄膜トランジスタT1と、ソース電極75cとドレイン電極75bとゲート電極74bを含む薄膜トランジスタT2とから構成されている。図10に示すようにゲート電極74a、74bは、それぞれ一つの環状導電性薄膜74の一部をなしている。このような2連のトランジスタは、T1をpチャネル型トランジスタ(PMOS)とし、T2をNチャネル型トランジスタとすれば、CMOSインバータ回路を構成することになり、T1及びT2を同一導電型トランジスタとして、75aと75bを同電位にすれば、並列接続されたトランジスタつまりゲート幅が2倍になった1つのトランジスタとして機能することになる。   The semiconductor device according to this embodiment includes two series of thin film transistors T1 and T2, and more specifically, a thin film transistor T1 including a source electrode 75a, a drain electrode 75b, and a gate electrode 74a, a source electrode 75c, and a drain electrode 75b. The thin film transistor T2 includes the gate electrode 74b. As shown in FIG. 10, each of the gate electrodes 74a and 74b forms a part of one annular conductive thin film 74. Such a double transistor comprises a CMOS inverter circuit if T1 is a p-channel transistor (PMOS) and T2 is an N-channel transistor, and T1 and T2 are the same conductivity type transistors. If 75a and 75b are set to the same potential, they function as transistors connected in parallel, that is, as one transistor whose gate width is doubled.

各ゲート電極74a、74bは、導電性材料を含む液滴をゲート電極が形成されるべき位置に配置し、或いは導電性材料を含む液滴を乾燥過程における液滴の収縮を見込んでゲート電極が形成されるべき位置よりも大きめに配置する。例えば、半導体膜72において、その両端からソース/ドレイン領域が形成されるべき領域を除いた残りの部分を覆うように液滴を配置すればよい。   Each of the gate electrodes 74a and 74b is arranged such that a droplet containing a conductive material is placed at a position where the gate electrode is to be formed, or a droplet containing a conductive material is used to allow the droplet to contract during the drying process. Place it larger than the position to be formed. For example, in the semiconductor film 72, the liquid droplets may be disposed so as to cover the remaining part of the semiconductor film 72 excluding the region where the source / drain regions are to be formed.

こうすることにより、導電性材料の液滴を一つ配置して、それを乾燥させるという容易かつ安価な工程によって、二連の薄膜トランジスタに用いられる二つのゲート電極74a、74bを所望の位置に形成することができる。かかるゲート電極74a、74bは、その断面が中央部から端部にかけて漸次膜厚が薄くなるような形状を有しているため(第1実施形態参照)、該ゲート電極74a、74bをマスクとして不純物元素のイオン打ち込みを行うことで、最終的には図3(B)に示すようなソース/ドレイン領域としての高濃度のN+型不純物拡散領域22a、低濃度のN-型不純物拡散領域22b、及びチャネル領域24を形成することができる。 In this way, two gate electrodes 74a and 74b used for the two series of thin film transistors are formed at desired positions by an easy and inexpensive process in which one droplet of conductive material is arranged and dried. can do. Since the gate electrodes 74a and 74b have a shape in which the cross section gradually decreases in thickness from the center to the end (see the first embodiment), the gate electrodes 74a and 74b are used as impurities. By performing ion implantation of elements, finally, a high concentration N + type impurity diffusion region 22a as a source / drain region as shown in FIG. 3B, a low concentration N type impurity diffusion region 22b, In addition, a channel region 24 can be formed.

なお、上記説明では、2連の薄膜トランジスタを形成するために1つの環状導電性薄膜74を形成する場合を例示したが、かかる環状導電性薄膜74の数は、形成すべきn(n≧2)連の薄膜トランジスタの数に応じて適宜変更可能である。また、環状導電性薄膜74の配置間隔やその径等については、形成すべき薄膜トランジスタの設計等に応じて適宜変更可能である。   In the above description, the case where one annular conductive thin film 74 is formed in order to form two series of thin film transistors is illustrated, but the number of the annular conductive thin films 74 is n (n ≧ 2) to be formed. It can be appropriately changed according to the number of the thin film transistors. Further, the arrangement interval and the diameter of the annular conductive thin film 74 can be appropriately changed according to the design of the thin film transistor to be formed.

<第四の実施形態>
図11に、本発明の第四の実施形態に係る半導体装置を示し、図12に、本発明に係る半導体装置の等価回路を示す。
<Fourth embodiment>
FIG. 11 shows a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows an equivalent circuit of the semiconductor device according to the present invention.

本実施形態に係る二連の薄膜トランジスタT1、T2のそれぞれゲート電極74a、74bは、一つの環状の導電性薄膜の一部を除去することによって形成される。本実施形態に係る半導体装置は、この点を除けば前掲図9に示す半導体装置と同様である。よって、対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。このようなトランジスタは異なる2つのゲート入力を有する論理回路として機能する。   The gate electrodes 74a and 74b of the two thin film transistors T1 and T2 according to the present embodiment are formed by removing a part of one annular conductive thin film. Except for this point, the semiconductor device according to the present embodiment is the same as the semiconductor device shown in FIG. Accordingly, corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Such a transistor functions as a logic circuit having two different gate inputs.

各ゲート電極74a、74bを形成する際には、まず、導電性材料を含む液滴をゲート電極が形成されるべき位置等に配置する(第三の実施形態参照)。続いて、乾燥工程によって導電性材料が析出したら、ゲート電極として不要な部分の薄膜を除去して、ゲート電極74a、74bを得る。薄膜の除去方法としては、塩酸や硫酸などの酸性溶液を供給して、不要な導電性薄膜を該酸性溶液と一緒に除去する方法や、フッ酸で酸化シリコン膜をリフトオフする方法、エッチング法などを用いることができる。薄膜を除去する領域はサブミクロンオーダではないので、エッチング方法も比較的安価な通常の方法を用いることができる。   When forming the gate electrodes 74a and 74b, first, a droplet containing a conductive material is disposed at a position where the gate electrode is to be formed (see the third embodiment). Subsequently, when the conductive material is deposited by the drying process, the unnecessary portion of the thin film as the gate electrode is removed to obtain the gate electrodes 74a and 74b. Thin film removal methods include supplying an acidic solution such as hydrochloric acid or sulfuric acid to remove unnecessary conductive thin film together with the acidic solution, lifting silicon oxide film with hydrofluoric acid, etching method, etc. Can be used. Since the region from which the thin film is removed is not in the submicron order, a normal method that is relatively inexpensive can be used as the etching method.

こうすることにより、導電性材料の液滴を一つ配置して、それを乾燥させるという容易かつ安価な工程によって、二連の薄膜トランジスタに用いられる二つのゲート電極74a、74bを所望の位置に形成することができる。かかるゲート電極74a、74bは、その断面が中央部から端部にかけて漸次膜厚が薄くなるような形状を有しているため(第1実施形態参照)、該ゲート電極74a、74bをマスクとして不純物元素のイオン打ち込みを行うことで、最終的には図3(B)に示すようなソース/ドレイン領域としての高濃度のN+型不純物拡散領域22a、低濃度のN-型不純物拡散領域22b、及びチャネル領域24を形成することができる。 In this way, two gate electrodes 74a and 74b used for the two series of thin film transistors are formed at desired positions by an easy and inexpensive process in which one droplet of conductive material is arranged and dried. can do. Since the gate electrodes 74a and 74b have a shape in which the cross section gradually decreases in thickness from the center to the end (see the first embodiment), the gate electrodes 74a and 74b are used as impurities. By performing ion implantation of elements, finally, a high concentration N + type impurity diffusion region 22a as a source / drain region as shown in FIG. 3B, a low concentration N type impurity diffusion region 22b, In addition, a channel region 24 can be formed.

<第五の実施形態>
図13に、本発明の第五の実施形態に係る半導体装置を示す。
<Fifth embodiment>
FIG. 13 shows a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention.

本実施形態に係る半導体装置は、ソース電極96aとドレイン電極96bとゲート電極94aを含むNチャネル型MOSトランジスタTNと、ソース電極96cとドレイン電極96bとゲート電極94bを含むPチャネル型MOSトランジスタTPとを備える相補型MOS半導体装置である。Nチャネル型MOSトランスジスタTNとPチャネル型MOSトランジスタTPのそれぞれのゲート電極94a、94bは、いずれも一つの導電性環状薄膜94の一部をなしている。 The semiconductor device according to the present embodiment, an N-channel type MOS transistor T N containing source electrode 96a and drain electrode 96b and the gate electrode 94a, P channel MOS transistor T including the source electrode 96c and the drain electrode 96b and the gate electrode 94b A complementary MOS semiconductor device including P. N-channel type MOS transformer register T N and P-channel type MOS transistors T each gate electrode 94a of the P, 94b are all a part of one of the conductive annular thin film 94.

Nチャネル型MOSトランスジスタTN及びPチャネル型MOSトランジスタTPの各ゲート電極74a、74bは、導電性材料を含む液滴をゲート電極が形成されるべき位置に配置し、或いは導電性材料を含む液滴を乾燥過程における液滴の収縮を見込んでゲート電極が形成されるべき位置よりも大きめに配置する。例えば、半導体膜72において、その両端からソース/ドレイン領域が形成されるべき領域を除いた残りの部分を覆うように液滴を配置すればよい。 N-channel type MOS transformer register T N and P-channel MOS transistor T P each gate electrode 74a of, 74b is a droplet including a conductive material arranged at positions where the gate electrode is formed, or a conductive material The contained droplets are arranged larger than the position where the gate electrode is to be formed in anticipation of the shrinkage of the droplets during the drying process. For example, in the semiconductor film 72, the liquid droplets may be disposed so as to cover the remaining part of the semiconductor film 72 excluding the region where the source / drain regions are to be formed.

こうすることにより、Nチャネル型MOSトランスジスタTNとPチャネル型MOSトランジスタTPの二つのゲート電極94a、94bを所望の位置に形成することができる。かかるゲート電極94a、94bは、その断面が中央部から端部にかけて漸次膜厚が薄くなるような形状を有しているため(第1実施形態参照)、該ゲート電極94a、94bをマスクとして不純物元素のイオン打ち込みを行うことで、最終的には図3(B)に示すようなソース/ドレイン領域としての高濃度のN+型不純物拡散領域22a、低濃度のN-型不純物拡散領域22b、及びチャネル領域24を形成することができる。 By doing so, it is possible to form N-channel type MOS transformer register T N and P-channel type MOS transistors T P of the two gate electrodes 94a, 94b, at a desired position. Since the gate electrodes 94a and 94b have a shape in which the cross section gradually decreases in thickness from the center portion to the end portion (see the first embodiment), the gate electrodes 94a and 94b are used as impurities as masks. By performing ion implantation of elements, finally, a high concentration N + type impurity diffusion region 22a as a source / drain region as shown in FIG. 3B, a low concentration N type impurity diffusion region 22b, In addition, a channel region 24 can be formed.

<第六の実施形態>
本発明の第六の実施形態は、本発明に係る半導体装置等を備えた電気光学装置に関する。電気光学装置の一例として、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を挙げる。
<Sixth embodiment>
The sixth embodiment of the present invention relates to an electro-optical device including the semiconductor device according to the present invention. As an example of an electro-optical device, an organic EL (electroluminescence) display device is given.

図14は、第六の実施形態における電気光学装置100の構成を説明する図である。本実施形態の電気光学装置(表示装置)100は、基板上に薄膜トランジスタT1〜T4を含む画素駆動回路をマトリクス状に配置してなる回路基板(アクティブマトリクス基板)と、画素駆動回路により駆動されて発光する発光層と、各薄膜トランジスタT1〜T4を含んでなる画素駆動回路に駆動信号を供給するドライバ101及び102を含んで構成されている。ドライバ101は、走査線Vsel及び発光制御線Vgpを介して各画素領域に駆動信号を供給する。ドライバ102は、データ線Idataおよび電源線Vddを介して各画素領域に駆動信号を供給する。走査線Vselとデータ線Idataとを制御することにより、各画素領域に対する電流プログラムが行われ、発光部OELDによる発光が制御可能になっている。画素駆動回路を構成する各薄膜トランジスタT1〜T4及びドライバ101、102は、上述した各実施形態の製造方法を適用して形成される。   FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of the electro-optical device 100 according to the sixth embodiment. The electro-optical device (display device) 100 according to this embodiment is driven by a pixel substrate and a circuit substrate (active matrix substrate) in which pixel drive circuits including thin film transistors T1 to T4 are arranged in a matrix on the substrate. A light emitting layer that emits light and drivers 101 and 102 that supply a drive signal to a pixel drive circuit including the thin film transistors T1 to T4 are configured. The driver 101 supplies a drive signal to each pixel region via the scanning line Vsel and the light emission control line Vgp. The driver 102 supplies a drive signal to each pixel region via the data line Idata and the power supply line Vdd. By controlling the scanning line Vsel and the data line Idata, a current program for each pixel region is performed, and light emission by the light emitting unit OELD can be controlled. The thin film transistors T1 to T4 and the drivers 101 and 102 constituting the pixel driving circuit are formed by applying the manufacturing method of each embodiment described above.

なお、電気光学装置の一例として有機EL表示装置について説明したが、これ以外にも、液晶表示装置など各種の電気光学装置についても同様にして製造することが可能である。   Although an organic EL display device has been described as an example of an electro-optical device, various electro-optical devices such as a liquid crystal display device can be manufactured in the same manner.

次に、本発明に係る電気光学装置100を適用して構成される種々の電子機器について説明する。図15は、電気光学装置100を適用可能な電子機器の例を示す図である。図15(A)は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話230はアンテナ部231、音声出力部232、音声入力部233、操作部234、および本発明の電気光学装置100を備えている。このように本発明に係る電気光学装置は表示部として利用可能である。   Next, various electronic apparatuses configured by applying the electro-optical device 100 according to the invention will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus to which the electro-optical device 100 can be applied. FIG. 15A shows an application example to a mobile phone, and the mobile phone 230 includes an antenna portion 231, an audio output portion 232, an audio input portion 233, an operation portion 234, and the electro-optical device 100 of the present invention. . As described above, the electro-optical device according to the invention can be used as a display unit.

図15(B)は、ビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ240は受像部241、操作部242、音声入力部243、および本発明の電気光学装置100を備えている。このように本発明に係る電気光学装置はファインダや表示部として利用可能である。図15(C)は携帯型パーソナルコンピュータ(いわゆるPDA)への適用例であり、当該コンピュータ250はカメラ部251、操作部252、および本発明に係る電気光学装置100を備えている。このように本発明に係る電気光学装置は表示部として利用可能である。   FIG. 15B shows an application example to a video camera. The video camera 240 includes an image receiving unit 241, an operation unit 242, an audio input unit 243, and the electro-optical device 100 of the present invention. As described above, the electro-optical device according to the present invention can be used as a finder or a display unit. FIG. 15C shows an application example to a portable personal computer (so-called PDA). The computer 250 includes a camera unit 251, an operation unit 252, and the electro-optical device 100 according to the present invention. As described above, the electro-optical device according to the invention can be used as a display unit.

図15(D)はヘッドマウントディスプレイへの適用例であり、当該ヘッドマウントディスプレイ260はバンド261、光学系収納部262および本発明に係る電気光学装置100を備えている。このように本発明に係る電気光学装置は画像表示源として利用可能である。また、本発明に係る電気光学装置100は、上述した例に限らず有機EL表示装置や液晶表示装置などの表示装置を適用可能なあらゆる電子機器に適用可能である。例えばこれらの他に、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型TV、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。   FIG. 15D shows an application example to a head-mounted display. The head-mounted display 260 includes a band 261, an optical system storage unit 262, and the electro-optical device 100 according to the present invention. As described above, the electro-optical device according to the present invention can be used as an image display source. Further, the electro-optical device 100 according to the present invention is not limited to the above-described example, and can be applied to any electronic apparatus to which a display device such as an organic EL display device or a liquid crystal display device can be applied. For example, in addition to these, it can also be used for a fax machine with a display function, a finder for a digital camera, a portable TV, an electronic notebook, an electric bulletin board, a display for advertisements, and the like.

図16(A)はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン300は本発明に係る電気光学装置100を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に本発明に係る電気光学装置を適用し得る。図16(B)はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン310は本発明に係る電気光学装置100を備えている。   FIG. 16A shows an application example to a television, and the television 300 includes the electro-optical device 100 according to the present invention. The electro-optical device according to the present invention can be similarly applied to a monitor device used for a personal computer or the like. FIG. 16B shows an application example to a roll-up television, and the roll-up television 310 includes the electro-optical device 100 according to the present invention.

<第七の実施形態>
上述した各実施形態にかかる製造方法は、電気光学装置の製造以外にも種々のデバイスの製造に適用することが可能である。例えば、FeRAM(ferroelectric RAM)、SRAM、DRAM、NOR型RAM、NAND型RAM、浮遊ゲート型不揮発メモリ、マグネティックRAM(MRAM)など各種のメモリの製造が可能である。また、マイクロ波を用いた非接触型の通信システムにおいて、微小な回路チップ(ICチップ)を搭載した安価なタグを製造する場合にも適用が可能である。
<Seventh embodiment>
The manufacturing method according to each embodiment described above can be applied to the manufacture of various devices other than the manufacture of the electro-optical device. For example, various memories such as FeRAM (ferroelectric RAM), SRAM, DRAM, NOR type RAM, NAND type RAM, floating gate type nonvolatile memory, and magnetic RAM (MRAM) can be manufactured. Further, in a non-contact communication system using microwaves, the present invention can be applied to manufacturing an inexpensive tag mounted with a minute circuit chip (IC chip).

第一の実施形態の半導体装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st embodiment. 第一の実施形態の半導体装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st embodiment. 第一の実施形態の半導体装置の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the semiconductor device of 1st embodiment. 打ち込まれたイオンの深さと濃度との関係を例示した図である。It is the figure which illustrated the relationship between the depth of implanted ion, and a density | concentration. インクジェット式吐出装置の斜視図である。It is a perspective view of an inkjet discharge device. インクジェットヘッドの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of an inkjet head. 第二の実施形態に係る半導体装置の説明図である。It is explanatory drawing of the semiconductor device which concerns on 2nd embodiment. 第二の実施形態に係る半導体装置の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the semiconductor device which concerns on 2nd embodiment. 第三の実施形態に係る半導体装置の説明図である。It is explanatory drawing of the semiconductor device which concerns on 3rd embodiment. 第三の実施形態に係る半導体装置の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the semiconductor device which concerns on 3rd embodiment. 第四の実施形態に係る半導体装置の説明図である。It is explanatory drawing of the semiconductor device which concerns on 4th embodiment. 第四の実施形態に係る半導体装置の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the semiconductor device which concerns on 4th embodiment. 第五の実施形態に係る半導体装置の説明図である。It is explanatory drawing of the semiconductor device which concerns on 5th embodiment. 第六の実施形態に係る電気光学装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electro-optical apparatus which concerns on 6th embodiment. 電気光学装置を適用して構成される種々の電子機器の説明図である。It is explanatory drawing of the various electronic devices comprised by applying an electro-optical apparatus. 電気光学装置を適用して構成される種々の電子機器の説明図である。It is explanatory drawing of the various electronic devices comprised by applying an electro-optical apparatus. LDD構造を採用した従来の薄膜トランジスタの製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the conventional thin-film transistor which employ | adopted LDD structure. 本発明に係る製造方法で形成されるゲート電極の断面図の例である。It is an example of sectional drawing of the gate electrode formed with the manufacturing method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…基板、12…絶縁膜、18…液滴、14…半導体膜、16…ゲート絶縁膜、20、63、74、94…環状導電性膜、20a、63a、63b、74a、74b、94a、94b…ゲート電極、22a…N+型不純物拡散領域(ソース/ドレイン領域)、22b…N-型不純物拡散領域、24…チャネル領域、T1、T2…薄膜トランジスタ、20、63、74、94…環状導電性膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substrate, 12 ... Insulating film, 18 ... Droplet, 14 ... Semiconductor film, 16 ... Gate insulating film, 20, 63, 74, 94 ... Annular conductive film, 20a, 63a, 63b, 74a, 74b, 94a, 94b ... Gate electrode, 22a ... N + type impurity diffusion region (source / drain region), 22b ... N - type impurity diffusion region, 24 ... channel region, T1, T2 ... thin film transistor, 20, 63, 74, 94 ... annular conductivity Sex membrane.

Claims (11)

チャネル領域を有する半導体層を形成する工程と、
前記チャネル領域の上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有するゲート電極を形成する工程と、
前記半導体層の前記ゲート電極と対向しない領域に高濃度の不純物領域であるソース領域及びドレイン領域を形成すると同時に、前記ゲート電極の傾斜部と対向する領域に低濃度の不純物領域を形成するように、前記半導体層に不純物を注入し活性化する工程と、を具備することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a semiconductor layer having a channel region;
Forming a gate insulating film on the channel region;
On the gate insulating film, forming a gate electrode having an inclined portion whose thickness gradually increases from the end toward the center in the channel length direction;
A source region and a drain region, which are high-concentration impurity regions, are formed in a region not facing the gate electrode of the semiconductor layer, and at the same time, a low-concentration impurity region is formed in a region facing the inclined portion of the gate electrode. And a step of injecting impurities into the semiconductor layer and activating the semiconductor layer.
前記ゲート電極のチャネル長方向の断面が略半円形状である、請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein a cross section of the gate electrode in a channel length direction is substantially semicircular. 前記ゲート電極を形成する工程では、前記傾斜部の膜厚を、前記低濃度の不純物領域の寸法に応じて決定することを特徴とする請求項1または2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   3. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein in the step of forming the gate electrode, the thickness of the inclined portion is determined according to the size of the low concentration impurity region. 前記ゲート電極を形成する工程が、
前記ゲート絶縁膜の上に導電材料を含む液滴を配置する工程と、
前記液滴の固形分濃度、若しくは各液滴の乾燥速度の少なくとも一方のパラメータを制御して前記液滴を乾燥する工程と、を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1の請求項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
Forming the gate electrode comprises:
Disposing a droplet containing a conductive material on the gate insulating film;
And a step of drying the droplets by controlling at least one parameter of a solid content concentration of the droplets or a drying speed of each droplet. A method for producing the thin film transistor according to claim.
前記ゲート電極を形成する工程が、
前記ゲート絶縁膜の上に導電材料を含む液滴を配置する工程と、
前記液滴内の温度分布を利用して該液滴内の対流を制御しながら前記液滴を乾燥する工程と、を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1の請求項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
Forming the gate electrode comprises:
Disposing a droplet containing a conductive material on the gate insulating film;
The method of claim 1, further comprising: drying the droplet while controlling convection in the droplet using temperature distribution in the droplet. The manufacturing method of the thin-film transistor of description.
前記液滴を配置する工程では、前記チャネル領域に前記液滴の周縁部が対向するように前記液滴を配置し、
前記液滴を乾燥する工程では、前記液滴の周縁部に前記導電材料を析出させることを特徴とする請求項4または5に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
In the step of disposing the droplet, the droplet is disposed so that a peripheral portion of the droplet faces the channel region,
6. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 4, wherein, in the step of drying the droplet, the conductive material is deposited on a peripheral portion of the droplet.
前記ゲート絶縁膜を形成する工程では、表面が平坦な前記ゲート絶縁膜を形成する請求項4ないし6のいずれか1の請求項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 4, wherein in the step of forming the gate insulating film, the gate insulating film having a flat surface is formed. チャネル領域と、該チャネル領域を挟んで対向するソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、
前記半導体層の上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上に、チャネル長方向において端部から中央部に向けて徐々に膜厚が厚くなる傾斜部を有するゲート電極とを備え、
前記半導体層の前記ゲート電極と対向しない領域は、高濃度の不純物領域の前記ソース領域及びドレイン領域であり、 前記半導体層の前記ゲート電極の傾斜部と対向する領域は、低濃度の不純物領域であることを特徴とする薄膜トランジスタ。
A semiconductor layer having a channel region and a source region and a drain region facing each other across the channel region;
A gate insulating film provided on the semiconductor layer;
On the gate insulating film, comprising a gate electrode having an inclined portion that gradually increases in thickness from the end toward the center in the channel length direction,
The region of the semiconductor layer that does not face the gate electrode is the source region and drain region of the high concentration impurity region, and the region of the semiconductor layer that faces the inclined portion of the gate electrode is a low concentration impurity region. A thin film transistor characterized in that:
前記ゲート電極のチャネル長方向の断面が略半円形状である、請求項8に記載の薄膜トランジスタ。   The thin film transistor according to claim 8, wherein a cross section of the gate electrode in a channel length direction is substantially semicircular. 請求項8または9に記載の薄膜トランジスタを備えることを特徴とする電気光学装置。   An electro-optical device comprising the thin film transistor according to claim 8. 請求項8または9に記載の薄膜トランジスタを備えることを特徴とする電子機器。

An electronic apparatus comprising the thin film transistor according to claim 8.

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