JP2007173307A - 薄膜トランジスタ - Google Patents
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Abstract
【解決課題】本発明は、基板上に配置された円形状のゲート電極開口部を有するゲート電極と、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して配置された半導体層と、前記半導体層上に配置されたソース及びドレイン電極を含み、前記ソース及びドレイン電極のいずれか一方が中央に配置され、他方がそれを囲むように同心円状に配置され、前記同心円状に配置されたソース及びドレイン電極間にチャネル領域を有し、前記ゲート電極開口部の外径は前記中央に配置されたソース又はドレイン電極の外径より小さく、かつ前記ゲート電極開口部の外径が前記ソース又はドレイン電極の外径内に納まるように配置されていることを特徴とする薄膜トランジスタに関する。
【選択図】図4
Description
上記従来技術では、リーク電流の低減が図られるとはいえ、表示電極電位のレベルシフトの問題についてはなんら提案や改善策が示されていない。したがって、レベルシフトの問題をリーク電流の低減と同時に解決する技術が望まれる。更に、大型液晶TVの本格的市場参入を実現するためにはHDTVに代表される画面の大型化&高精細化が必須であり、これを実現するためにはTFTのオン電流を高めることが不可欠である。すなわちリーク電流の低減&オン電流増大&浮遊容量低減の3つを最適化することが必須になる。
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して配置された半導体層と、
前記半導体層上に配置されたソース及びドレイン電極を含み、
前記ソース及びドレイン電極のいずれか一方が中央に配置され、他方がそれを囲むように同心円状に配置され、
前記同心円状に配置されたソース及びドレイン電極間にチャネル領域を有し、
前記ゲート電極開口部の外径は前記ソース又はドレイン電極の外径より小さく、かつ前記ゲート電極開口部の外径が前記ソース又はドレイン電極の外径内に納まるように配置されている
ことを特徴とする薄膜トランジスタである。
チャネル幅W対チャネル長L比(W/L)が、約4.5以上であり、
S'への充電能力指標Fが、約50以下である薄膜トランジスタである。
式1 S'=π×((D+L)/2)×((D+L)/2)−π×(d/2)×(d/2)
式中、DはTFTのソース電極外径、LはTFTのチャネル長、dはゲート電極開口径を意味する。(図4A 参照)
本発明では、D=d+4とした。4の意味は食刻工程の合せ精度、加工精度を勘案した数字であり、同心円の外径差2μmを意味する。
式2 W/L=π×(D/L+1)
式3 F=S'÷(W/L)
含むことを特徴とする表示装置である。
前記ゲート電極に円形状のゲート電極開口部を形成する工程、
前記開口部が形成されたゲート電極上に、ゲート絶縁膜を介して半導体層を形成する工程、
前記半導体層上にフォトレジストを形成する工程、
前記ゲート電極をマスクとして、前記基板底部から背面露光を行い、円形状の遮光膜を有するフォトマスクを介して、前記フォトレジスト上部より正面露光を行うことにより前記フォトレジストを感光させる工程、
前記背面及び正面露光により感光されたフォトレジストを現像除去した後、残存するリング形状のフォトレジストをマスクとして半導体層をエッチングして、リング形状の半導体層形成する工程、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。
前記ゲート電極に円形状のゲート電極開口部を形成する工程、
前記開口部が形成されたゲート電極上に、ゲート絶縁膜を介して半導体層を形成する工程、
前記半導体層上にフォトレジストを形成する工程、
中央部に円形開口を有する遮光膜が形成されたフォトマスクを介して、前記フォトレジスト上部より正面露光を行い前記フォトレジストを感光させる工程、
前記正面露光により感光されたフォトレジストを現像除去した後、残存するリング形状のフォトレジストをマスクとして半導体層をエッチングして、リング形状の半導体層を形成する工程、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。
本実施例の薄膜トランジスタは、チャネル長Lが5μm、チャネル幅Wが47μm、W/Lが9.4、及び実効Cgs面積S'が380μm2として作製される。
2 ゲート電極・配線
3 ゲート電極開口部
4 ゲート絶縁層
5 i・a-Si:H層
6 n+・a-Si:H層
7 ドレイン電極
8 ソース電極
9 保護膜
10 ITO電極
11 チャネル領域
13,13' フォトレジスト
14,14' フォトマスク
15,15' 遮光膜
16 円形状フォトレジスト
16' リング形状フォトレジスト
17 円形状a-Si島
17' リング形状a-Si島
18 リング形状a-Si島内径開口部
19 コンタクトホール
20 ゲート配線接続端子
21 信号線接続端子
22 透明有機樹脂層
23 SiNx保護膜
24 コンタクトホール
Claims (19)
- 基板上に配置された円形状のゲート電極開口部を有するゲート電極と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して配置された半導体層と、
前記半導体層上に配置されたソース及びドレイン電極を含み、
前記ソース及びドレイン電極のいずれか一方が中央に配置され、他方がそれを囲むように同心円状に配置され、
前記同心円状に配置されたソース及びドレイン電極間にチャネル領域を有し、
前記ゲート電極開口部の外径は前記中央に配置されたソース又はドレイン電極の外径より小さく、かつ前記ゲート電極開口部の外径が前記ソース又はドレイン電極の外径内に納まるように配置されている
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 前記半導体層は、前記ゲート電極開口部をも覆って延在する
ことを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタ。 - 前記半導体層は、前記ゲート電極開口部に対応する半導体層開口部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタ。 - 前記半導体層開口部の端部が、前記ゲート電極開口部に自己整合した形状を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の薄膜トランジスタ。 - 前記ゲート電極開口部は前記ソース又はドレイン電極に対して同軸上に配置されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記薄膜トランジスタの実効Cgs面積S'が、約150πμm2以下であり、
チャネル幅W対チャネル長L比(W/L)が、約4.5以上であり、
実効Cgs面積S'への充電能力指標Fが、約50以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタ。 - 前記実効Cgs面積S'はπ×((D+L)/2)×((D+L)/2)−π×(d/2)×(d/2)なる式より、前記チャネル幅W対チャネル長L比(W/L)はπ×(D/L+1)なる式より、及び前記実効Cgs面積S'への充電能力指標FはS÷(W/L)なる式より算出される
ことを特徴とする請求項6に記載の薄膜トランジスタ。 - 表示セルがマトリクス状に配置された表示装置であって、前記表示セルが請求項1に記載の薄膜トランジスタを
含むことを特徴とする表示装置。 - 前記表示装置は液晶表示装置、電界放出ディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイの中の一つである
ことを特徴とする請求項8記載の表示装置。 - 基板上にゲート電極を形成する工程、
前記ゲート電極に円形状のゲート電極開口部を形成する工程、
前記開口部が形成されたゲート電極上に、ゲート絶縁膜を介して半導体層を形成する工程、
前記半導体層上にフォトレジストを形成する工程、
前記ゲート電極をマスクとして、前記基板底部から背面露光を行い、円形状の遮光膜を有するフォトマスクを介して、前記フォトレジスト上部より正面露光を行うことにより前記フォトレジストを感光させる工程、
前記背面及び正面露光により感光されたフォトレジストを現像除去した後、残存するリング形状のフォトレジストをマスクとして半導体層をエッチングして、リング形状の半導体層形成する工程、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記フォトマスクの遮光膜は、前記ゲート電極に形成された前記ゲート電極開口部に対して同軸上に配置される
ことを特徴とする請求項10に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記背面露光は、前記基板底部から自己整合的に行うことを特徴とする請求項10に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記リング形状半導体層の開口部は、前記ゲート電極開口部に自己整合したことを特徴とする請求項10に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記薄膜トランジスタの実効Cgs面積S'が、約150πμm2以下であり、
チャネル幅W対チャネル長L比(W/L)が、約4.5以上であり、
実効Cgs面積S'への充電能力指標Fが、約50以下である
ことを特徴とする請求項10に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記実効Cgs面積S'はπ×((D+L)/2)×((D+L)/2)−π×(d/2)×(d/2)なる式より、前記チャネル幅W対チャネル長L比(W/L)はπ×(D/L+1)なる式より、及び前記実効Cgs面積S'への充電能力指標FはS÷(W/L)なる式より算出される
ことを特徴とする請求項14に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 基板上にゲート電極を形成する工程、
前記ゲート電極に円形状のゲート電極開口部を形成する工程、
前記開口部が形成されたゲート電極上に、ゲート絶縁膜を介して半導体層を形成する工程、
前記半導体層上にフォトレジストを形成する工程、
中央部に円形開口を有する遮光膜が形成されたフォトマスクを介して、前記フォトレジスト上部より正面露光を行い前記フォトレジストを感光させる工程、
前記正面露光により感光されたフォトレジストを現像除去した後、残存するリング形状のフォトレジストをマスクとして半導体層をエッチングして、リング形状の半導体層を形成する工程、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記フォトマスクの遮光膜は、前記ゲート電極に形成された前記ゲート電極開口部に対して同軸上に配置される
ことを特徴とする請求項16に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記薄膜トランジスタの実効Cgs面積S'が、約150πμm2以下であり、
チャネル幅W対チャネル長L比(W/L)が、約4.5以上であり、
実効Cgs面積S'への充電能力指標Fが、約50以下である
ことを特徴とする請求項15に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記実効Cgs面積S'はπ×((D+L)/2)×((D+L)/2)−π×(d/2)×(d/2)なる式より、前記チャネル幅W対チャネル長L比(W/L)はπ×(D/L+1)なる式より、及び前記実効Cgs面積S'への充電能力指標FはS÷(W/L)なる式より算出される
ことを特徴とする請求項18に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
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