JP2010087063A - Semiconductor device, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機半導体層を用いた半導体装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device using an organic semiconductor layer and a manufacturing method thereof.
有機半導体を用いた半導体装置は、従来の無機半導体を用いた半導体装置に比べて、低コストの製造プロセスが可能であり、その結果、低コストで半導体装置を提供できるという利点がある。また、半導体装置のフレキシブル化などが期待されている。有機半導体材料としては、ポリチオフェン、ペンタセン、ルブレンなど幅広い材料が研究されており、アモルファスシリコン並みの移動度が得られることが報告されているものもある。 A semiconductor device using an organic semiconductor can be manufactured at a lower cost than a semiconductor device using a conventional inorganic semiconductor. As a result, the semiconductor device can be provided at a lower cost. In addition, semiconductor devices are expected to be flexible. As organic semiconductor materials, a wide range of materials such as polythiophene, pentacene, and rubrene have been studied, and some have reported that the mobility equivalent to amorphous silicon can be obtained.
有機半導体を用いた半導体装置の素子構造としては、以下のような構造が提案されている。例えば、BCBG(ボトムコンタクト・ボトムゲート)型、BCTG(ボトムコンタクト・トップゲート)型、TCBG(トップコンタクト・ボトムゲート)型、TCTG(トップコンタクト・トップゲート)型の構造である。このうちBCBG型およびTCBG型の素子構造が良く研究されている。
通常ボトムコンタクト型の構造は電極形成後、半導体層を作製するプロセスを取る。本明細書では便宜上、電極パターンを形成した後に半導体層を形成するタイプをボトムコンタクト型、半導体層を形成した後に電極パターンを形成するタイプをトップコンタクト型と定義する。そして、BCBG型の構造は電極パターンを形成した後に半導体層を形成することから、電極と絶縁膜が必ず接しているという特徴を有する。
As an element structure of a semiconductor device using an organic semiconductor, the following structure has been proposed. For example, there are BCBG (bottom contact / bottom gate) type, BCTG (bottom contact / top gate) type, TCBG (top contact / bottom gate) type, and TCTG (top contact / top gate) type. Of these, BCBG type and TCBG type device structures are well studied.
Usually, a bottom contact type structure takes a process of forming a semiconductor layer after forming an electrode. In this specification, for convenience, a type in which a semiconductor layer is formed after forming an electrode pattern is defined as a bottom contact type, and a type in which an electrode pattern is formed after forming a semiconductor layer is defined as a top contact type. The BCBG structure has a feature that the electrode and the insulating film are always in contact with each other because the semiconductor layer is formed after the electrode pattern is formed.
同様の膜形成プロセスによって形成された半導体層の場合、TCBG型の素子構造は、BCBG型の素子構造と比較して高めの移動度がでやすい傾向がある。実際に有機半導体装置のなかで高移動度が報告されているものはTCBG型の素子構造のものが大半である。 In the case of a semiconductor layer formed by a similar film formation process, the TCBG type element structure tends to have a higher mobility than the BCBG type element structure. Most of the organic semiconductor devices that have been reported to have high mobility are TCBG type element structures.
TCBG型の素子構造がBCBG型の素子構造に比べ高い実効移動度がでやすいのは、ソース・ドレイン電極と半導体層間のコンタクト抵抗がBCBG型の素子構造と比較して低い傾向にあることが要因のひとつと考えられる(例えば、非特許文献1参照)。 The reason why the TCBG element structure is likely to have a higher effective mobility than the BCBG element structure is that the contact resistance between the source / drain electrodes and the semiconductor layer tends to be lower than that of the BCBG element structure. It is thought that it is one of these (for example, refer nonpatent literature 1).
一方、TC型の電極構造はシャドーマスクを利用して電極を蒸着する方法が主であるため、BC型の電極構造に比べ微細化しにくく、微細化を考えるとBC型の電極構造がプロセス上望まれる傾向にある。 On the other hand, the TC type electrode structure is mainly a method of vapor-depositing an electrode using a shadow mask. Therefore, the TC type electrode structure is more difficult to miniaturize than the BC type electrode structure. It tends to be.
しかし、微細化をすることで、ソース・ドレイン間のチャネル長の長さが短くなればなるほどソース・ドレイン電極および半導体層間のコンタクト抵抗の影響が大きくなり、実効移動度が減少することが多々あった。 However, as the length of the channel between the source and drain becomes shorter due to miniaturization, the influence of the contact resistance between the source and drain electrodes and the semiconductor layer increases, and the effective mobility often decreases. It was.
解決しようとする問題点は、半導体装置の微細化と、コンタクト抵抗の低減とが、同時に実現することが困難な点である。 The problem to be solved is that it is difficult to realize miniaturization of a semiconductor device and reduction of contact resistance at the same time.
本発明は、TC型と同様のコンタクト抵抗を実現し、かつBC型なみの微細構造の作製を可能とする。 The present invention realizes a contact resistance similar to that of the TC type and enables the fabrication of a fine structure similar to the BC type.
本発明の半導体装置(第1半導体装置)は、ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に離間して形成されたソース・ドレイン電極と、前記ソース・ドレイン電極間の前記ゲート絶縁膜に形成されていて且つ前記各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込んで形成された凹部と、前記凹部に形成された半導体層を有し、前記各ソース・ドレイン電極の下面の一部と前記半導体層の両端側上面が接続されている。 The semiconductor device of the present invention (first semiconductor device) includes a gate electrode, a gate insulating film formed on the gate electrode, a source / drain electrode formed on the gate insulating film so as to be spaced apart from each other, and the source A recess formed in the gate insulating film between the drain electrodes and entering the lower surface side of each source / drain electrode; and a semiconductor layer formed in the recess; A part of the lower surface of the electrode is connected to the upper surfaces of both ends of the semiconductor layer.
本発明の第1半導体装置では、ソース・ドレイン電極間のゲート絶縁膜に各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込む凹部が形成されている。よって、凹部に形成された半導体層は、各ソース・ドレイン電極の下面の一部とその半導体層の両端側上面が接続される。すなわち、ソース・ドレイン電極がゲート絶縁膜上に接続して形成されているボトムコンタクト型の電極構造でありながら、実質的にはソース・ドレイン電極の下面に半導体層が接続するトップコンタクト型の電極構造となっている。 In the first semiconductor device of the present invention, a recess that enters the lower surface side of each source / drain electrode is formed in the gate insulating film between the source / drain electrodes. Therefore, in the semiconductor layer formed in the recess, a part of the lower surface of each source / drain electrode is connected to the upper surfaces on both ends of the semiconductor layer. That is, a top contact type electrode in which the semiconductor layer is substantially connected to the lower surface of the source / drain electrode, while having a bottom contact type electrode structure in which the source / drain electrode is formed on the gate insulating film. It has a structure.
本発明の半導体装置(第2半導体装置)は、ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート電極上方の両側における前記ゲート絶縁膜上に離間して形成されたスペーサ膜と、前記各スペーサ膜上で対向する側に張り出して形成されたソース・ドレイン電極と、前記スペーサ膜間の前記ゲート絶縁膜上に形成されていて且つ前記各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込んで形成された半導体層を有し、前記各ソース・ドレイン電極の下面の一部と前記半導体層の両端側上面が接続されている。 A semiconductor device (second semiconductor device) according to the present invention includes a gate electrode, a gate insulating film formed on the gate electrode, and a spacer formed on the gate insulating film on both sides above the gate electrode. A film, a source / drain electrode formed to protrude on the opposite side on each spacer film, and formed on the gate insulating film between the spacer films and on the lower surface side of each source / drain electrode It has a semiconductor layer formed so as to penetrate, and a part of the lower surface of each source / drain electrode is connected to the upper surface of both ends of the semiconductor layer.
本発明の第2半導体装置では、スペーサ膜間のゲート絶縁膜上に各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込んで半導体層が形成されていることから、半導体層の両端側上面が各ソース・ドレイン電極の下面の一部と接続される。すなわち、ソース・ドレイン電極がゲート絶縁膜上に接続して形成されているボトムコンタクト型の電極構造でありながら、実質的にはソース・ドレイン電極の下面に半導体層が接続するトップコンタクト型の電極構造となっている。 In the second semiconductor device of the present invention, the semiconductor layer is formed on the gate insulating film between the spacer films so as to enter the lower surface side of each source / drain electrode. It is connected to a part of the lower surface of the electrode. That is, a top contact type electrode in which the semiconductor layer is substantially connected to the lower surface of the source / drain electrode, while having a bottom contact type electrode structure in which the source / drain electrode is formed on the gate insulating film. It has a structure.
本発明の半導体装置の製造方法(第1製造方法)は、基板上に形成されたゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にソース・ドレイン電極を離間して形成する工程と、前記ソース・ドレイン電極間の前記ゲート絶縁膜に前記各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込む凹部を形成する工程と、前記凹部に前記各ソース・ドレイン電極の下面の一部と接続する半導体層を形成する工程とを順に有する。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (first manufacturing method) includes a step of forming a gate insulating film on a gate electrode formed on a substrate, and forming a source / drain electrode on the gate insulating film separately. Connecting a part of the lower surface of each source / drain electrode to the recess; forming a recess that enters the lower surface side of each source / drain electrode in the gate insulating film between the source / drain electrodes; Forming a semiconductor layer to be formed.
本発明の半導体装置の第1製造方法では、ソース・ドレイン電極間のゲート絶縁膜に各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込む凹部を形成し、その凹部に各ソース・ドレイン電極の下面の一部と接続する半導体層を形成する。半導体層の上面の一部とソース・ドレイン電極の下面の一部とが接続する構成となり、その接続部分では、実質的にトップコンタクト型のソース・ドレイン電極となる。また、ソース・ドレイン電極は、ゲート絶縁膜上に接続して形成されるので、ボトムコンタクト型の電極構造ともなる。 In the first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a recess is formed in the gate insulating film between the source and drain electrodes, and a part of the lower surface of each source and drain electrode is formed in the recess. A semiconductor layer to be connected to is formed. A part of the upper surface of the semiconductor layer and a part of the lower surface of the source / drain electrode are connected to each other, and the connection part is substantially a top contact type source / drain electrode. Further, since the source / drain electrodes are formed connected to the gate insulating film, a bottom contact type electrode structure is obtained.
本発明の半導体装置の製造方法(第2製造方法)は、基板上に形成されたゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にスペーサ膜を形成する工程と、前記スペーサ膜上にソース・ドレイン電極を離間して形成する工程と、 前記ソース・ドレイン電極間の前記スペーサ膜を除去するとともに、前記各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込むように前記スペーサ膜を除去して凹部を形成する工程と、前記凹部に前記各ソース・ドレイン電極の下面の一部と接続する半導体層を形成する工程とを順に有する。 The semiconductor device manufacturing method (second manufacturing method) according to the present invention includes a step of forming a gate insulating film on a gate electrode formed on a substrate, a step of forming a spacer film on the gate insulating film, Forming a source / drain electrode apart on the spacer film; removing the spacer film between the source / drain electrodes; and removing the spacer film so as to enter the lower surface side of each source / drain electrode Forming a recess, and forming a semiconductor layer connected to a part of the lower surface of each source / drain electrode in the recess.
本発明の半導体装置の第2製造方法では、ソース・ドレイン電極が対向する側のスペーサ膜にソース・ドレイン電極の下面の一部を露出させる凹部を形成し、その凹部に入り込んで各ソース・ドレイン電極の下面の一部と接続する半導体層を形成する。このため、半導体層の上面の一部とソース・ドレイン電極の下面の一部とが接続する構成となり、その接続部分では、実質的にトップコンタクト型のソース・ドレイン電極となる。また、ソース・ドレイン電極は、ゲート絶縁膜上にスペーサ膜を介して接続して形成されるので、ボトムコンタクト型の電極構造ともなる。 In the second manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, a recess is formed in the spacer film on the side facing the source / drain electrode to expose a part of the lower surface of the source / drain electrode. A semiconductor layer connected to a part of the lower surface of the electrode is formed. Therefore, a part of the upper surface of the semiconductor layer and a part of the lower surface of the source / drain electrode are connected, and the connection part is substantially a top contact type source / drain electrode. Further, since the source / drain electrodes are formed on the gate insulating film through a spacer film, the source / drain electrodes can be a bottom contact type electrode structure.
本発明の各半導体装置は、トップコンタクト型と同等なソース・ドレイン電極と半導体層の配置が可能になるので、コンタクト抵抗が低くなり、実効移動度の向上が可能になるという利点がある。また、ボトムコンタクト型の電極構造ともなっているので、微細なゲート長を形成することが可能になり、素子の微細化が可能になるという利点がある。 Each semiconductor device of the present invention has the advantage that the source / drain electrodes and the semiconductor layer equivalent to the top contact type can be arranged, so that the contact resistance is lowered and the effective mobility can be improved. In addition, since it has a bottom contact type electrode structure, it is possible to form a fine gate length, and there is an advantage that the element can be miniaturized.
本発明の半導体装置の各製造方法は、トップコンタクト型と同等なソース・ドレイン電極と半導体層の配置を可能とするので、コンタクト抵抗が低くなり、実効移動度の向上が可能になるという利点がある。また、ボトムコンタクト型の電極構造ともなっているので、微細なゲート長を形成することが可能になり、素子の微細化が可能になるという利点がある。 Each manufacturing method of the semiconductor device of the present invention enables the arrangement of the source / drain electrodes and the semiconductor layer equivalent to the top contact type, so that the contact resistance is reduced and the effective mobility can be improved. is there. In addition, since it has a bottom contact type electrode structure, it is possible to form a fine gate length, and there is an advantage that the element can be miniaturized.
以下、発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態とする)について説明する。
1.第1の実施の形態(半導体装置の第1構成例)。
2.第2の実施の形態(半導体装置の第2構成例)。
3.第3の実施の形態(半導体装置の第1製造方法)。
4.第4の実施の形態(半導体装置の第2製造方法)。
Hereinafter, the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described.
1. 1st Embodiment (1st structural example of a semiconductor device).
2. 2nd Embodiment (2nd structural example of a semiconductor device).
3. 3rd Embodiment (1st manufacturing method of a semiconductor device).
4). 4th Embodiment (2nd manufacturing method of a semiconductor device).
<1.第1の実施の形態>
[半導体装置の第1構成例]
本発明の半導体装置に係る第1の実施の形態(半導体装置の第1構成例)を、図1の概略構成断面図によって説明する。
<1. First Embodiment>
[First Configuration Example of Semiconductor Device]
A first embodiment (first configuration example of a semiconductor device) according to a semiconductor device of the present invention will be described with reference to a schematic sectional view of FIG.
図1に示すように、第1半導体装置1は、ゲート電極11を有する。このゲート電極11は、基板10上に形成されている。上記基板10には、半導体基板上に絶縁層が形成されたもの、絶縁基板(例えば、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板等)等であってもよい。
上記ゲート電極11上にはゲート絶縁膜12が形成されている。このゲート絶縁膜12には、例えば、ポリオルガノシランやポリイミドを用いる。
上記ゲート絶縁膜12上にはソース・ドレイン電極13、14が離間して形成されている。上記ソース・ドレイン電極13、14は、例えば金、プラチナ、銀、銅等の金属材料等で形成される。
As shown in FIG. 1, the
A
On the
上記ソース・ドレイン電極13、14間の上記ゲート絶縁膜12には、上記ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込む凹部15が形成されている。この凹部15は、例えば3nm以上、100nm以下の深さが望ましく、より望ましくは50nm以下の深さに形成されている。
上記凹部15には、上記ソース・ドレイン電極13、14の下面端部に接触する半導体層16が形成されている。例えば、上記半導体層16は、上記凹部15の深さと同等の膜厚に形成されている。
上記半導体層13には、例えば、塗布法で形成することができる有機半導体が用いられている。上記有機半導体には、例えばPoly(3−hexylthiophene−2,5−diyl)(P3HT)や6,13−bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(TIPSペンタセン)等を用いる。
A
A
For example, an organic semiconductor that can be formed by a coating method is used for the
上記第1半導体装置1では、ソース・ドレイン電極13、14の下面側に形成される半導体層16の部分の膜厚と、凹部15の底面のゲート絶縁膜12表面からソース・ドレイン電極13、14の下面までの高さHとは、少なくとも同等であることが必要である。そして、例えば上記高さHは、3nm以上、100nm以下が望ましく、より望ましくは50nm以下である。
その理由は以下の通りである。半導体層16は、移動度を確保するために、最低限の膜厚として、3nm程度以上が必要である。すなわち、上記半導体層16の膜厚は、3nmよりも薄いと半導体層としての機能を十分に果たさなくなる。
また上記半導体層16の膜厚は、100nmを超えるとコンタクト抵抗が高くなりすぎて実効移動度の低下につながる。
例えば、ボトムコンタクト型では、半導体層16中で電荷を流している層は3nm〜5nm程度であることがわかっている。
さらに、上記ソース・ドレイン電極13、14の張り出し長さDは、50nmから100nm以上が好ましく、50nmよりも短い場合には十分なコンタクト抵抗の低減が困難となることが予想される。なぜならば、ボトムコンタクト型に近い形状となるためである。また、上記凹部15が等方性エッチングにより形成される場合には、張り出し長さDの上限は、100nm以内のエッチング長とする。なお、エッチング条件によってサイドエッチング量が調整できる場合には100nm以内とする必要はない。ただし、ソース・ドレイン電極13、14がゲート絶縁膜12に安定的に接続される状態が確保できる長さに設定されることは必要である。
In the
The reason is as follows. The
If the film thickness of the
For example, in the bottom contact type, it is known that the layer in which charge flows in the
Further, the overhanging length D of the source /
また、上記ソース・ドレイン電極13、14をチオール修飾し、コンタクト抵抗を下げることもできる。チオール修飾を用いる場合、ソース・ドレイン電極13、14の電極材料を金などのチオール化合物と反応する金属材料とする。またチオール化合物を修飾することによって表面の撥水性が上昇することがあり、その結果、半導体層16に対する電極の物理的な接触が弱くなることが考えられる。この場合は、上記ソース・ドレイン電極13、14の下面側のみマスクして、チオール修飾を施せばよい。
The source /
上記第1半導体装置1では、ソース・ドレイン電極13、14間のゲート絶縁膜12に各ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込む凹部15が形成されている。よって、凹部15に形成された半導体層16は、各ソース・ドレイン電極13、14の下面の一部とその半導体層16の両端側上面が接続される。すなわち、ソース・ドレイン電極13、14がゲート絶縁膜12上に接続して形成されているボトムコンタクト型の電極構造でありながら、実質的にはソース・ドレイン電極13、14の下面に半導体層16が接続するトップコンタクト型の電極構造となっている。
In the
また、上記第1半導体装置1では、ソース・ドレイン電極13、14が直接にゲート絶縁膜12に接続されているため、ソース・ドレイン電極13、14を半導体層16よりも先に形成することが可能となる構成である。すなわち、半導体層16にダメージを与えることなく、微細なゲート長を形成するように、ソース・ドレイン電極13、14の加工が可能となる構成である。
In the
<変形例1>
[半導体装置の第1構成例の変形例]
次に、上記第1半導体装置の変形例を、図2の概略構成断面図によって説明する。
<
[Modification of First Configuration Example of Semiconductor Device]
Next, a modification of the first semiconductor device will be described with reference to the schematic sectional view of FIG.
図2に示すように、第1半導体装置2は、ゲート電極11を有する。このゲート電極11は、基板10上に形成されている。上記基板10には、半導体基板上に絶縁層が形成されたもの、絶縁基板(例えば、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板等)等であってもよい。
上記ゲート電極11上にはゲート絶縁膜12が形成されている。このゲート絶縁膜12には、例えば、ポリオルガノシランやポリイミドを用いる。
上記ゲート絶縁膜12上にはソース・ドレイン電極13、14が離間して形成されている。このソース・ドレイン電極13、14は、例えば金、プラチナ、銀、銅等の金属材料等で形成される。
As shown in FIG. 2, the
A
On the
上記ソース・ドレイン電極13、14間の上記ゲート絶縁膜12には、上記ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込む凹部15が形成されている。この凹部15は、例えば3nm以上、100nm以下の深さが望ましく、より望ましくは50nm以下の深さに形成されている。
上記凹部15には、上記ソース・ドレイン電極13、14の下面端部に接触する半導体層16が形成されている。したがって、上記半導体層16は、上記凹部15の深さよりも厚く形成されている。例えば、上記ソース・ドレイン電極13、14の側壁部にかかるように上記半導体層16が形成されている。また、図示はしていないが、上記半導体層16は、隣接する別の半導体装置の半導体層と分離されていれば、上記ソース・ドレイン領域13、14を被覆するように形成されていても差し支えはない。
上記半導体層13には、例えば、塗布法で形成することができる有機半導体が用いられている。上記有機半導体には、例えばPoly(3−hexylthiophene−2,5−diyl)(P3HT)や6,13−bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(TIPSペンタセン)等を用いる。
The
A
For example, an organic semiconductor that can be formed by a coating method is used for the
上記第1半導体装置2では、ソース・ドレイン電極13、14の下面側に形成される半導体層16の部分の膜厚と、凹部15の底面のゲート絶縁膜12表面からソース・ドレイン電極13、14の下面までの高さHとは、少なくとも同等であることが必要である。そして、例えば上記高さHは、3nm以上、100nm以下が望ましく、より望ましくは50nm以下である。
その理由は以下の通りである。半導体層16は、移動度を確保するために、最低限の膜厚として、3nm程度以上が必要である。すなわち、上記半導体層16の膜厚は、3nmよりも薄いと半導体層としての機能を十分に果たさなくなる。
また上記半導体層16の膜厚は、100nmを超えるとコンタクト抵抗が高くなりすぎて実効移動度の低下につながる。
例えば、ボトムコンタクト型では、半導体層16中で電荷を流している層は3nm〜5nm程度であることがわかっている。
さらに、上記ソース・ドレイン電極13、14の張り出し長さDは、50nmから100nm以上が好ましく、50nmよりも短い場合には十分なコンタクト抵抗の低減が困難となることが予想される。なぜならば、ボトムコンタクト型に近い形状となるためである。また、上記凹部15が等方性エッチングにより形成される場合には、張り出し長さDの上限は、100nm以内のエッチング長とする。なお、エッチング条件によってサイドエッチング量が調整できる場合には100nm以内とする必要はない。ただし、ソース・ドレイン電極13、14がゲート絶縁膜12に安定的に接続される状態が確保できる長さに設定されることは必要である。
In the
The reason is as follows. The
If the film thickness of the
For example, in the bottom contact type, it is known that the layer in which charge flows in the
Further, the overhanging length D of the source /
また、前記半導体装置1と同様に、上記ソース・ドレイン電極13、14をチオール修飾し、コンタクト抵抗を下げることもできる。
Similarly to the
上記第1半導体装置2では、ソース・ドレイン電極13、14間のゲート絶縁膜12に各ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込む凹部15が形成されている。
よって、凹部15に形成された半導体層16は、各ソース・ドレイン電極13、14の下面の一部とその半導体層16の両端側上面が接続される。
すなわち、ソース・ドレイン電極13、14がゲート絶縁膜12上に接続して形成されているボトムコンタクト型の電極構造でありながら、実質的にはソース・ドレイン電極13、14の下面に半導体層16が接続するトップコンタクト型の電極構造となっている。
また上記第1半導体装置2では、上記半導体層16は、上記凹部15の深さよりも厚く形成されている。すなわち、上記ソース・ドレイン電極13、14の側壁部にかかるように上記半導体層16が形成されているが、トップコンタクト型の電極構造を損なうものではない。
In the
Therefore, in the
That is, although the source /
In the
また、上記第1半導体装置1では、ソース・ドレイン電極13、14が直接にゲート絶縁膜12に接続されているため、ソース・ドレイン電極13、14を半導体層16よりも先に形成することが可能となる構成である。すなわち、半導体層16にダメージを与えることなく、微細なゲート長を形成するように、ソース・ドレイン電極13、14の加工が可能となる構成である。
In the
<2.第2の実施の形態>
[半導体装置の第2構成例]
次に、本発明の半導体装置に係る第2の実施の形態(半導体装置の第2構成例)を、図3の概略構成断面図によって説明する。
<2. Second Embodiment>
[Second Configuration Example of Semiconductor Device]
Next, a second embodiment (second configuration example of the semiconductor device) according to the semiconductor device of the present invention will be described with reference to a schematic sectional view of FIG.
図3に示すように、第2半導体装置3は、ゲート電極11を有する。このゲート電極11は、基板10上に形成されている。上記基板10には、半導体基板上に絶縁層が形成されたもの、絶縁基板(例えば、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板等)等であってもよい。
上記ゲート電極11上にはゲート絶縁膜12が形成されている。このゲート絶縁膜12には、例えば、ポリオルガノシランやポリイミドを用いる。
As shown in FIG. 3, the
A
上記ゲート電極11上方の両側における上記ゲート絶縁膜12上に離間してスペーサ膜21、22が形成されている。このスペーサ膜21、22は、上記ゲート絶縁膜12に対して選択的にエッチングされる膜で形成されている。例えば、後に説明する半導体層16との間で電流が流れない材料として、チタン膜を用いることができる。上記スペーサ膜21、22は、例えば3nm以上、100nm以下、好ましくは50nm以下の膜厚に形成されている。
上記各スペーサ膜21、22上には、対向する側に張り出してソース・ドレイン電極13、14が形成されている。したがって、ソース・ドレイン電極13、14同士は離間して形成されている。このソース・ドレイン電極13、14には、例えば、金、プラチナ、銀、銅等の金属材料を用いる。
On each of the
上記スペーサ膜21、22間の上記ゲート絶縁膜12上には、上記ソース・ドレイン電極13、14の下面端部に接触する半導体層16が形成されている。例えば、上記半導体層16は、上記スペーサ膜21、22の膜厚と同等もしくは厚く形成されている。
したがって、上記ソース・ドレイン電極13、14の下面と上記ゲート絶縁膜12との間の上記半導体層16の膜厚は、3nm以上、100nm以下、好ましくは50nm以下に形成されている。
上記半導体層13には、例えば、塗布法で形成することができる有機半導体が用いられている。上記有機半導体には、例えばPoly(3−hexylthiophene−2,5−diyl)(P3HT)や6,13−bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(TIPSペンタセン)等を用いる。
A
Therefore, the thickness of the
For example, an organic semiconductor that can be formed by a coating method is used for the
上記、第2半導体装置3では、ソース・ドレイン電極13、14の下面側に形成される半導体層16の部分の膜厚と、ゲート絶縁膜12表面からソース・ドレイン電極13、14の下面までの高さHとは、少なくとも同等であることが必要である。そして、例えば高さHは、3nm以上で、100nm以下が望ましいく、より望ましくは50nm以下である。
その理由は、半導体層16は、移動度を確保するために、最低限の膜厚が必要であり、かつコンタクト抵抗を低く抑えるためである。
すなわち、上記半導体層16の膜厚が3nmよりも薄いと、半導体層としての機能を十分に果たさなくなり、また上記半導体層16の膜厚が100nmを超えるとコンタクト抵抗が高くなりすぎて実効移動度の低下につながるからである。
例えば、ボトムコンタクト型では、半導体層16中で電荷を流している層は3nm〜5nm程度であることがわかっている。
さらに、上記ソース・ドレイン電極13、14の張り出し長さDは、50nmから100nm以上が好ましく、50nmよりも短い場合には十分なコンタクト抵抗の低減が困難となることが予想される。なぜならば、ボトムコンタクト型に近い形状となるためである。また、上記凹部15が等方性エッチングにより形成される場合には、張り出し長さDの上限は、100nm以内のエッチング長とする。なお、エッチング条件によってサイドエッチング量が調整できる場合には100nm以内とする必要はない。ただし、ソース・ドレイン電極13、14がゲート絶縁膜12に安定的に接続される状態が確保できる長さに設定されることは必要である。
In the
The reason is that the
That is, when the thickness of the
For example, in the bottom contact type, it is known that the layer in which charge flows in the
Further, the overhanging length D of the source /
また、前記半導体装置1と同様に、上記ソース・ドレイン電極13、14をチオール修飾し、コンタクト抵抗を下げることもできる。
Similarly to the
上記第2半導体装置3では、ソース・ドレイン電極13、14間のゲート絶縁膜12に各ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込む凹部15が形成されている。よって、凹部15に形成された半導体層16は、各ソース・ドレイン電極13、14の下面の一部とその半導体層16の両端側上面が接続される。すなわち、ソース・ドレイン電極13、14がゲート絶縁膜12上に接続して形成されているボトムコンタクト型の電極構造でありながら、実質的にはソース・ドレイン電極13、14の下面に半導体層16が接続するトップコンタクト型の電極構造となっている。
また上記第2半導体装置3では、上記半導体層16は、上記凹部15の深さよりも厚く形成されていてもよい。すなわち、上記ソース・ドレイン電極13、14の側壁部にかかるように上記半導体層16が形成されても、トップコンタクト型の電極構造を損なうものではない。
In the
In the
また、上記第2半導体装置3では、ソース・ドレイン電極13、14が直接にゲート絶縁膜12に接続されているため、ソース・ドレイン電極13、14を半導体層16よりも先に形成することが可能となる構成である。すなわち、半導体層16にダメージを与えることなく、微細なゲート長を形成するように、ソース・ドレイン電極13、14の加工が可能となる構成である。
In the
ここで、トップコンタクト型TFTのソース・ドレイン間の抵抗とボトムコンタクト型TFTのソース・ドレイン間の抵抗(この抵抗が低いほど短チャネルにおける実効移動度が高くなる)を調べ、その結果を、図4に示す。図4では、縦軸にソース・ドレイン間の抵抗を示し、横軸にゲート長を示す。 Here, the resistance between the source and drain of the top contact type TFT and the resistance between the source and drain of the bottom contact type TFT (the lower this resistance, the higher the effective mobility in the short channel) was examined, and the results are shown in FIG. 4 shows. In FIG. 4, the vertical axis represents the resistance between the source and the drain, and the horizontal axis represents the gate length.
図4に示すように、トップコンタクト(TC)型TFTのソース・ドレイン間の抵抗Rsは、ボトムコンタクト(BC)型TFTのソース・ドレイン間の抵抗よりも低いことがわかる。すなわち、トップコンタクト型TFTのほうがボトムコンタクト型TFTよりも実効移動度が高くなる。この知見からもわかるように、本発明のソース・ドレイン電極13、14は、張り出し部を設けたことにより、ゲート絶縁膜12と張り出し部との間に半導体層16の一部が挟まれた構成となる。実質、トップコンタクト型のソース・ドレイン電極となることから、ソース・ドレイン間の抵抗が低いものとなることがわかる。
As shown in FIG. 4, it can be seen that the resistance Rs between the source and the drain of the top contact (TC) type TFT is lower than the resistance between the source and the drain of the bottom contact (BC) type TFT. That is, the effective mobility of the top contact type TFT is higher than that of the bottom contact type TFT. As can be seen from this knowledge, the source /
また、上記ソース・ドレイン電極13、14を半導体層16よりも先に形成することが可能になるので、半導体層16にダメージを与えることなく、微細なゲート長を形成するように、ソース・ドレイン電極13、14の形成が可能となる。すなわち、リソグラフィー技術によってソース・ドレイン電極13、14を形成することが可能になるので、例えばソース・ドレイン電極13、14間の微細化が可能になる。このことは、チャネル長の微細化が可能になることを意味している。また、このような微細化を行っても、従来は蒸着法により形成されていた半導体層16は、有機半導体を用いた塗布法によって形成することが可能になる。この点からも、例えばゲート長の微細化が可能になる。
Further, since the source /
よって、上記第1半導体装置1〜2、第2半導体装置3は、トップコンタクト型と同等なソース・ドレイン電極13、14の配置が可能になるので、ソース・ドレイン間の抵抗が低くなり、実効移動度の向上が可能になる。また、微細なゲート長を形成することが可能になるので、素子の微細化が可能になる。さらに、上記第1半導体装置1〜2はゲート絶縁膜12上に直接に形成することができるのでソース・ドレイン電極13、14の接続が強固になるという利点がある。
Therefore, since the
<3.第3の実施の形態>
[半導体装置の第1製造方法]
次に、本発明に係る第3の実施の形態(半導体装置の第1製造方法の一例)を、図5および図6の製造工程断面図によって説明する。
<3. Third Embodiment>
[First Manufacturing Method of Semiconductor Device]
Next, a third embodiment (an example of a first method for manufacturing a semiconductor device) according to the present invention will be described with reference to the manufacturing process sectional views of FIGS.
図5(1)に示すように、基板10上にゲート電極11を形成し、さらにゲート電極11を覆うゲート絶縁膜12を形成した後、このゲート絶縁膜12上に、マスク層31を形成する。上記ゲート電極11は、例えば金、プラチナ、銀、銅、アルミニウム等の金属材料等で形成される。また上記ゲート絶縁膜12は、例えば、ポリオルガノシランやポリイミド等を用いる。このマスク層31は、例えばポジ型レジストを用いて形成する。次いで、露光のための露光マスク61をマスク層31上方に用意する。
As shown in FIG. 5A, after forming the
次に、図5(2)に示すように、上記露光マスク61(前記図5(1)参照)を用いて上記マスク層31を露光、現像して、ソース・ドレイン電極が形成される部分に開口部32、33を形成する。
Next, as shown in FIG. 5 (2), the
次に、図5(3)に示すように、上記マスク31上に、ソース・ドレイン電極材料34を、上記開口部32、開口部33内に堆積される部分と、上記開口部32、開口部33を除く上記マスク31上に堆積される部分とが接続することがないように、堆積する。上記ソース・ドレイン電極材料34には、例えば金、プラチナ、銀、銅等の金属材料等を用いる。
Next, as shown in FIG. 5 (3), the source /
次に、図6(4)に示すように、上記マスク31(前記図5(3)参照)を除去する。それと同時に上記開口部32、開口部33(前記図5(3)参照)内を除く上記マスク31上に堆積された上記ソース・ドレイン電極材料34(前記図5(3)参照)を除去する。この結果、上記ゲート絶縁膜12上に、上記開口部32、開口部33内に残した上記ソース・ドレイン電極材料34で、ソース・ドレイン電極13、14を形成する。したがって、ゲート絶縁膜12上にソース・ドレイン電極13、14が離間して形成される。
Next, as shown in FIG. 6 (4), the mask 31 (see FIG. 5 (3)) is removed. At the same time, the source / drain electrode material 34 (see FIG. 5 (3)) deposited on the
次に、図6(5)に示すように、上記ソース・ドレイン電極13、14間の上記ゲート絶縁膜12に上記各ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込む凹部15を形成する。この凹部15の形成は、例えばウエットエッチングを用いる。ウエットエッチングによって、ゲート絶縁膜12を例えば等方性エッチングすることで、ゲート絶縁膜12の膜厚方向にエッチングし、かつソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込むようにゲート絶縁膜12をエッチングする。
上記ウエットエッチングでは、上記ゲート絶縁膜12がポリオルガノシランで形成されている場合には、例えばエッチング液に有機アルカリ溶液[TMAH](Tetra−methyl−ammonium−hydroxyde)溶液]を用いる。
通常、ウエットエッチングによるサイドエッチングは、エッチング条件によって変化する。したがって、エッチング条件を選択することで、サイドエッチング量を制御することができる。
Next, as shown in FIG. 6 (5), a
In the wet etching, when the
Normally, side etching by wet etching varies depending on etching conditions. Therefore, the side etching amount can be controlled by selecting the etching conditions.
次に、図6(6)に示すように、上記ソース・ドレイン電極13、14間の上記凹部15に、上記ソース・ドレイン電極13、14の端部下面に少なくとも一部が接続するように半導体層16を形成する。この半導体層16の形成には、例えば、塗布法で形成することができる例えば有機半導体を用いることが可能である。上記有機半導体には、例えばPoly(3−hexylthiophene−2,5−diyl)(P3HT)や6,13−bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(TIPSペンタセン)等を用いる。
Next, as shown in FIG. 6 (6), the semiconductor is connected to the
上記ソース・ドレイン電極143、154の下面側に形成される半導体層16の部分の膜厚と、上記凹部15の底面のゲート絶縁膜12表面からソース・ドレイン電極13、14の下面までの高さHとは、少なくとも同等であることが必要である。そして、例えば上記高さHは、3nm以上、100nm以下が望ましく、より望ましくは50nm以下である。
その理由は前記説明したのと同様である。すなわち、半導体層16は、移動度を確保するために、最低限の膜厚として、3nm程度以上が必要である。すなわち、上記半導体層16の膜厚は、3nmよりも薄いと半導体層としての機能を十分に果たさなくなる。
また上記半導体層16の膜厚は、100nmを超えるとコンタクト抵抗が高くなりすぎて実効移動度の低下につながる。
例えば、ボトムコンタクト型では、半導体層16中で電荷を流している層は3nm〜5nm程度であることがわかっている。
さらに、上記ソース・ドレイン電極13、14の張り出し長さDは、50nmから100nm以上が好ましく、50nmよりも短い場合には十分なコンタクト抵抗の低減が困難となることが予想される。なぜならば、ボトムコンタクト型に近い形状となるためである。また、上記凹部15が等方性エッチングにより形成される場合には、張り出し長さDの上限は、100nm以内のエッチング長とする。なお、エッチング条件によってサイドエッチング量が調整できる場合には100nm以内とする必要はない。ただし、ソース・ドレイン電極13、14がゲート絶縁膜12に安定的に接続される状態が確保できる長さに設定されることは必要である。
The film thickness of the portion of the
The reason is the same as described above. That is, the
If the film thickness of the
For example, in the bottom contact type, it is known that the layer in which charge flows in the
Further, the overhanging length D of the source /
また、前記半導体装置1と同様に、上記ソース・ドレイン電極13、14をチオール修飾し、コンタクト抵抗を下げることもできる。
Similarly to the
本発明の半導体装置の第1製造方法では、ソース・ドレイン電極13、14間のゲート絶縁膜12に各ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込む凹部15を形成する。そして、その凹部15に各ソース・ドレイン電極13、14の下面の一部と接続する半導体層16を形成する。このため、半導体層16の上面の一部とソース・ドレイン電極13、14の下面の一部とが接続する構成となり、その接続部分では、実質的にトップコンタクト型のソース・ドレイン電極13、14となる。
In the first manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, the
また、ソース・ドレイン領域13、14が直接にゲート絶縁膜12に接続されているため、ソース・ドレイン領域13、14を半導体層16よりも先に形成することが可能になる。そのため、半導体層16にダメージを与えることなく、微細なゲート長を形成するように、ソース・ドレイン領域13、14の加工が可能となる。
Further, since the source /
<4.第4の実施の形態>
[半導体装置の第2製造方法]
次に、本発明に係る第4の実施の形態(半導体装置の第2製造方法の一例)を、図7の製造工程断面図によって説明する。
<4. Fourth Embodiment>
[Second Method for Manufacturing Semiconductor Device]
Next, a fourth embodiment (an example of a second manufacturing method of a semiconductor device) according to the present invention will be described with reference to a manufacturing process sectional view of FIG.
図7(1)に示すように、基板10上にゲート電極11を形成し、さらにゲート電極11を覆うゲート絶縁膜12を形成した後、このゲート絶縁膜12上に、スペーサ膜41を形成する。上記ゲート電極11は、例えば金、プラチナ、銀、銅、アルミニウム等の金属材料等で形成される。また上記ゲート絶縁膜12は、例えば、架橋したポリビニルフェノール、架橋したポリエチレン等を用いる。このスペーサ膜41は、例えばチタン膜を用いて形成する。もしくは、上記スペーサ膜41は、例えば、ポリオルガノシランやポリイミド等を用いて形成することもできる。
As shown in FIG. 7A, after forming the
次に、前記図5(1)〜(2)によって説明したのと同様に、ソース・ドレイン電極13、14を離間して形成する。
すなわち、上記スペーサ膜41上に、マスク層31を形成する。このマスク層31は、例えばポジ型レジストを用いて形成する。次いで、露光のための露光マスク61をマスク層31上方に用意する。
次に、上記露光マスク61(前記図5(1)参照)を用いて上記マスク層31を露光、現像して、ソース・ドレイン電極が形成される部分に開口部32、33を形成する。
次に、前記図5(3)に示すように、上記マスク31上に、ソース・ドレイン電極材料34を、上記開口部32、開口部33内に堆積される部分と、上記開口部32、開口部33を除く上記マスク31上に堆積される部分とが接続することがないように、堆積する。上記ソース・ドレイン電極材料34には、例えば金、プラチナ、銀、銅等の金属材料等を用いる。
Next, as described with reference to FIGS. 5A and 5B, the source /
That is, the
Next, the
Next, as shown in FIG. 5 (3), the source /
次に、上記マスク31(前記図5(3)参照)を除去すると同時に上記開口部32、開口部33(前記図6(2)参照)内を除く上記マスク31上に堆積された上記ソース・ドレイン電極材料34を除去して、上記ゲート絶縁膜12上に、上記開口部32、開口部33内に残した上記ソース・ドレイン電極材料34で、ソース・ドレイン電極13、14を形成する。したがって、ゲート絶縁膜12上にソース・ドレイン電極13、14が離間して形成される。
Next, the mask 31 (see FIG. 5 (3)) is removed, and at the same time, the source / drain deposited on the
次に、図7(2)に示すように、上記ソース・ドレイン電極13、14間の上記スペーサ膜41を除去するとともに、上記ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込むように上記スペーサ膜41を除去して凹部42を形成する。
この凹部42の形成は、例えばウエットエッチングを用いる。ウエットエッチングによって、スペーサ膜41を例えば等方性エッチングすることで、スペーサ膜41の膜厚方向にエッチングし、かつソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込むようにスペーサ膜41をエッチングする。
上記ウエットエッチングでは、上記ゲート絶縁膜12がポリビニルフェノール、ポリエチレンで形成され、上記ソース・ドレイン電極13、14が金で形成されている場合には、例えばエッチング液に有機アルカリ溶液[TMAH](Tetra−methyl−ammonium−hydroxyde)溶液]を用いる。
通常、ウエットエッチングによるサイドエッチングは、エッチング条件によって変化する。したがって、エッチング条件を選択することで、サイドエッチング量を制御することができる。
Next, as shown in FIG. 7 (2), the
For example, wet etching is used to form the
In the wet etching, when the
Normally, side etching by wet etching varies depending on etching conditions. Therefore, the side etching amount can be controlled by selecting the etching conditions.
次に、図7(3)に示すように、上記ソース・ドレイン電極13、14間の上記凹部42に、上記ソース・ドレイン電極13、14の端部下面に少なくとも一部が接続するように半導体層16を形成する。この半導体層16の形成には、例えば、塗布法で形成することができる例えば有機半導体を用いることが可能である。上記有機半導体には、例えばPoly(3−hexylthiophene−2,5−diyl)(P3HT)や6,13−bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(TIPSペンタセン)等を用いる。
Next, as shown in FIG. 7 (3), the semiconductor is connected to the
上記ソース・ドレイン電極13、14の下面側に形成される半導体層16の部分の膜厚と、上記凹部42の底面のゲート絶縁膜12表面からソース・ドレイン電極13、14の下面までの高さHとは、少なくとも同等であることが必要である。そして、例えば上記高さHは、3nm以上、100nm以下が望ましく、より望ましくは50nm以下である。
その理由は前記説明したのと同様である。すなわち、半導体層16は、移動度を確保するために、最低限の膜厚として、3nm程度以上が必要である。すなわち、上記半導体層16の膜厚は、3nmよりも薄いと半導体層としての機能を十分に果たさなくなる。
また上記半導体層16の膜厚は、100nmを超えるとコンタクト抵抗が高くなりすぎて実効移動度の低下につながる。
例えば、ボトムコンタクト型では、半導体層16中で電荷を流している層は3nm〜5nm程度であることがわかっている。
さらに、上記ソース・ドレイン電極13、14の張り出し長さDは、50nmから100nm以上が好ましく、50nmよりも短い場合には十分なコンタクト抵抗の低減が困難となることが予想される。なぜならば、ボトムコンタクト型に近い形状となるためである。また、上記凹部15が等方性エッチングにより形成される場合には、張り出し長さDの上限は、100nm以内のエッチング長とする。なお、エッチング条件によってサイドエッチング量が調整できる場合には100nm以内とする必要はない。ただし、ソース・ドレイン電極13、14がゲート絶縁膜12に安定的に接続される状態が確保できる長さに設定されることは必要である。
The thickness of the portion of the
The reason is the same as described above. That is, the
If the film thickness of the
For example, in the bottom contact type, it is known that the layer in which charge flows in the
Further, the overhanging length D of the source /
また、前記半導体装置1と同様に、上記ソース・ドレイン電極13、14をチオール修飾し、コンタクト抵抗を下げることもできる。
Similarly to the
[半導体装置の第2製造方法の変形例]
また、図8に示すように、上記半導体層16は、上記ソース・ドレイン電極13、14の側壁部の一部にかかるように形成しても差し支えはない。上記ソース・ドレイン電極13、14の下面の一部と半導体層16の上面の一部とが接続していればよいのである。
[Modification of Second Manufacturing Method of Semiconductor Device]
Further, as shown in FIG. 8, the
本発明の半導体装置の第2製造方法では、ソース・ドレイン電極13、14間のスペーサ膜41を除去して各ソース・ドレイン電極13、14の下面側に入り込む凹部42を形成する。そして、その凹部42に各ソース・ドレイン電極13、14の下面の一部と接続する半導体層16を形成する。このため、半導体層16の上面の一部とソース・ドレイン電極13、14の下面の一部とが接続する構成となり、その接続部分では、実質的にトップコンタクト型のソース・ドレイン電極13、14となる。
In the second manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, the
また、ソース・ドレイン領域13、14が直接にゲート絶縁膜12上に形成されたスペーサ膜41に接続されているため、ソース・ドレイン領域13、14を半導体層16よりも先に形成することが可能になる。そのため、半導体層16にダメージを与えることなく、微細なゲート長を形成するように、ソース・ドレイン領域13、14の加工が可能となる。
Further, since the source /
上記説明したように、本発明の半導体装置およびその製造方法は、ソース・ドレイン領域13、14が、ボトムコンタクトの構造を有しながらトップコンタクト構造の特徴を併せて持っている。そのため、コンタクト抵抗を低く抑えることができるという特徴を有する。また、従来は、蒸着法によって半導体層16を形成していたため、蒸着マスクの寸法により微細化が制限されていたが、有機半導体を用いた塗布法によって半導体層16を形成することができるため、素子の微細化が可能になる。
As described above, the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention have the characteristics of the top contact structure while the source /
なお、上記各製造方法では、ゲート電極12は半導体層16と同等な長さに形成されているが、半導体層16よりも長く形成されていてもよい。
In each of the above manufacturing methods, the
1…半導体装置、11…ゲート電極、12…ゲート絶縁膜、13,14…ソース・ドレイン電極、15…凹部、16…半導体層
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に離間して形成されたソース・ドレイン電極と、
前記ソース・ドレイン電極間の前記ゲート絶縁膜に形成されていて且つ前記各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込んで形成された凹部と、
前記凹部に形成された半導体層を有し、
前記各ソース・ドレイン電極の下面の一部と前記半導体層の両端側上面が接続されている
半導体装置。 A gate electrode;
A gate insulating film formed on the gate electrode;
Source / drain electrodes formed on the gate insulating film apart from each other;
A recess formed in the gate insulating film between the source / drain electrodes and formed to enter the lower surface side of each source / drain electrode;
Having a semiconductor layer formed in the recess,
A semiconductor device in which a part of the lower surface of each of the source / drain electrodes is connected to the upper surfaces of both ends of the semiconductor layer.
請求項1記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of an organic semiconductor.
請求項1記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is also formed on a side portion of the source / drain electrode.
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極上方の両側における前記ゲート絶縁膜上に離間して形成されたスペーサ膜と、
前記各スペーサ膜上で対向する側に張り出して形成されたソース・ドレイン電極と、
前記スペーサ膜間の前記ゲート絶縁膜上に形成されていて且つ前記各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込んで形成された半導体層を有し、
前記各ソース・ドレイン電極の下面の一部と前記半導体層の両端側上面が接続されている
半導体装置。 A gate electrode;
A gate insulating film formed on the gate electrode;
A spacer film formed on and separated from the gate insulating film on both sides above the gate electrode;
A source / drain electrode formed on each spacer film so as to protrude on the opposite side;
A semiconductor layer formed on the gate insulating film between the spacer films and formed to enter the lower surface side of each of the source / drain electrodes;
A semiconductor device in which a part of the lower surface of each of the source / drain electrodes is connected to the upper surfaces of both ends of the semiconductor layer.
請求項4記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor layer is made of an organic semiconductor.
請求項4記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor layer is also formed on a side portion of the source / drain electrode.
前記ゲート絶縁膜上にソース・ドレイン電極を離間して形成する工程と、
前記ソース・ドレイン電極間の前記ゲート絶縁膜に前記各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込む凹部を形成する工程と、
前記凹部に前記各ソース・ドレイン電極の下面の一部と接続する半導体層を形成する工程と
を順に有する半導体装置の製造方法。 Forming a gate insulating film on the gate electrode formed on the substrate;
Forming a source / drain electrode on the gate insulating film apart from each other;
Forming a recess that enters the lower surface side of each source / drain electrode in the gate insulating film between the source / drain electrodes;
Forming a semiconductor layer connected to a part of the lower surface of each of the source / drain electrodes in the recess, in order.
前記ゲート絶縁膜上にスペーサ膜を形成する工程と、
前記スペーサ膜上にソース・ドレイン電極を離間して形成する工程と、
前記ソース・ドレイン電極間の前記スペーサ膜を除去するとともに、前記各ソース・ドレイン電極の下面側に入り込むように前記スペーサ膜を除去して凹部を形成する工程と、
前記凹部に前記各ソース・ドレイン電極の下面の一部と接続する半導体層を形成する工程と
を順に有する半導体装置の製造方法。 Forming a gate insulating film on the gate electrode formed on the substrate;
Forming a spacer film on the gate insulating film;
Forming a source / drain electrode apart on the spacer film;
Removing the spacer film between the source / drain electrodes and removing the spacer film so as to enter the lower surface side of each source / drain electrode;
Forming a semiconductor layer connected to a part of the lower surface of each of the source / drain electrodes in the recess, in order.
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JP2012204502A (en) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Toppan Printing Co Ltd | Thin film transistor, manufacturing method of the same and picture display device using thin film transistor |
JP2012204812A (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Toppan Printing Co Ltd | Thin film transistor, manufacturing method of the same and picture display device |
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2008
- 2008-09-30 JP JP2008252066A patent/JP2010087063A/en active Pending
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