JP2016025100A - 半導体装置、表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上に、酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順に有し、前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の厚みよりも大きい厚みを有する厚膜部が設けられている半導体装置。
【選択図】図1
Description
1.第1の実施の形態(半導体装置:ゲート絶縁膜に厚膜部が設けられている例)
2.変形例1(厚膜部の厚みが一定の例)
3.変形例2(ゲート絶縁膜の2つの端部に厚膜部が設けられている例)
4.第2の実施の形態(半導体装置:ゲート絶縁膜に低誘電率部が設けられている例)
5.変形例3(低誘電率膜の一部により低誘電率部を構成する例)
6.変形例4(ゲート絶縁膜の2つの端部に低誘電率部が設けられている例)
5.適用例(表示装置)
図1は本技術の第1の実施の形態に係る半導体装置(半導体装置1)の断面構成を表したものである。この半導体装置1では基板11上に酸化物半導体膜12が設けられており、半導体装置1はスタガ構造(トップゲート型)のTFTを含むものである。酸化物半導体膜12上の選択的な領域に、ゲート絶縁膜13およびゲート電極14がこの順に配設されている。これらの酸化物半導体膜12、ゲート絶縁膜13およびゲート電極14を覆って、高抵抗膜15および層間絶縁膜16が設けられている。層間絶縁膜16上にはソース電極17Sおよびドレイン電極17Dが設けられている。高抵抗膜15および層間絶縁膜16には、これらを貫通する接続孔H1,H2が設けられており、ソース電極17Sは接続孔H1を介して、ドレイン電極17Dは接続孔H2を介してそれぞれ酸化物半導体膜12の後述する低抵抗領域12Bに電気的に接続されている。このようなスタガ構造のTFTを含む半導体装置1は、基板11上に酸化物半導体膜12を直接成膜することができ、また、酸化物半導体膜12がゲート電極14で覆われるので、酸化物半導体膜12を例えば発光層を含む有機層(後述の図30の有機層53)等の上層から保護することができる。よって、ディスプレイ駆動デバイスとして好適に用いることができる。
図11は、上記第1の実施の形態の変形例1に係る半導体装置(半導体装置1A)の断面構成を表したものである。この半導体装置1Aのゲート絶縁膜(ゲート絶縁膜23)には、厚みが一定の厚膜部(厚膜部23T)が設けられている。この点を除き、半導体装置1Aは上記実施の形態の半導体装置1と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図17は、上記第1の実施の形態の変形例2に係る半導体装置(半導体装置1B)の断面構成を表したものである。この半導体装置1Bでは、ゲート絶縁膜13の両端部に厚膜部13Tが設けられている。この点を除き、半導体装置1Bは上記実施の形態の半導体装置1と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図21は、本技術の第2の実施の形態に係る半導体装置(半導体装置2)の断面構成を表したものである。この半導体装置2では、ゲート絶縁膜(ゲート絶縁膜33)の端部に低誘電率部(低誘電率部33L)が設けられている。この点を除き、半導体装置2は上記第1の実施の形態の半導体装置1と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図26は、上記第2の実施の形態の変形例(変形例3)に係る半導体装置(半導体装置2A)の断面構成を表したものである。この半導体装置2Aでは、ゲート絶縁膜(ゲート絶縁膜43)の低誘電率部(低誘電率部43L)が、空気以外の低誘電率材料により構成されている。この点を除き、半導体装置2Aは上記第2の実施の形態の半導体装置2と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図27は、上記第2の実施の形態の変形例(変形例4)に係る半導体装置(半導体装置2B)の断面構成を表したものである。この半導体装置2Bでは、ゲート絶縁膜33の両端部に低誘電率部33Lが設けられている。この点を除き、半導体装置2Bは上記第2の実施の形態の半導体装置2と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図30は、上記半導体装置1を駆動素子として備えた表示装置(表示装置5)の断面構成を表すものである。この表示装置5はアクティブマトリクス型の有機EL(Electroluminescence)表示装置であり、半導体装置1と半導体装置1により駆動される有機EL素子50をそれぞれ複数有している。図30には、一の半導体装置1および有機EL素子50に対応する領域(サブピクセル)を示す。図30には、半導体装置1を有する表示装置5を示したが、半導体装置5は、半導体装置1に代えて、上記半導体装置1A,1B,1C,2A,2Bを備えていてもよい。
(1)基板上に、酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順に有し、前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の厚みよりも大きい厚みを有する厚膜部が設けられている半導体装置。
(2)更に、前記酸化物半導体膜に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極を有し、より前記ドレイン電極に近い位置の前記ゲート絶縁膜の端部に、前記厚膜部が設けられている前記(1)記載の半導体装置。
(3)前記酸化物半導体膜は、前記ゲート電極に平面視で重なる位置のチャネル領域と、前記チャネル領域以外の部分に設けられた低抵抗領域とを有する前記(2)記載の半導体装置。
(4)前記酸化物半導体膜の前記低抵抗領域に、前記ソース電極および前記ドレイン電極が電気的に接続されている前記(3)記載の半導体装置。
(5)更に、前記低抵抗領域に接する高抵抗膜を有する前記(3)または(4)記載の半導体装置。
(6)前記ソース電極に近い位置の前記ゲート絶縁膜の端部にも、前記厚膜部が設けられている前記(2)乃至(5)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(7)前記厚膜部の厚みは、前記ゲート絶縁膜の縁に向かって徐々に大きくなる前記(1)乃至(6)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(8)前記厚膜部の上面は傾斜面である前記(7)記載の半導体装置。
(9)前記厚膜部の厚みは一定である前記(1)乃至(6)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(10)前記厚膜部は積層構造を有する前記(1)乃至(9)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(11)ゲート電極と、前記ゲート電極に対向するチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、前記ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられたゲート絶縁膜とを備え、前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率部が設けられている半導体装置。
(12)前記低誘電率部が空気により構成されている前記(11)記載の半導体装置。
(13)前記低誘電率部が空気以外の低誘電率材料により構成されている前記(11)記載の半導体装置。
(14)前記ゲート絶縁膜の端部を覆う低誘電率膜を有し、前記低誘電率膜の一部により前記低誘電率部が構成されている前記(13)記載の半導体装置。
(15)更に、前記酸化物半導体膜に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極を有し、より前記ドレイン電極に近い位置の前記ゲート絶縁膜の端部に、前記低誘電率部が設けられている前記(11)乃至(14)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(16)前記ソース電極に近い位置の前記ゲート絶縁膜の端部にも、前記低誘電率部が設けられている前記(15)記載の半導体装置。
(17)表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、前記半導体装置は、基板上に、酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順に有し、前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の厚みよりも大きい厚みを有する厚膜部が設けられている表示装置。
(18)表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、前記半導体装置は、ゲート電極と、前記ゲート電極に対向するチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、前記ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられたゲート絶縁膜とを備え、前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率部が設けられている表示装置。
(19)表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を有する表示装置を備え、前記半導体装置は、基板上に、酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順に有し、前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の厚みよりも大きい厚みを有する厚膜部が設けられている電子機器。
(20)表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を有する表示装置を備え、前記半導体装置は、ゲート電極と、前記ゲート電極に対向するチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、前記ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられたゲート絶縁膜とを備え、前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率部が設けられている電子機器。
Claims (20)
- 基板上に、酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順に有し、
前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の厚みよりも大きい厚みを有する厚膜部が設けられている
半導体装置。 - 更に、前記酸化物半導体膜に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極を有し、
より前記ドレイン電極に近い位置の前記ゲート絶縁膜の端部に、前記厚膜部が設けられている
請求項1記載の半導体装置。 - 前記酸化物半導体膜は、前記ゲート電極に平面視で重なる位置のチャネル領域と、前記チャネル領域以外の部分に設けられた低抵抗領域とを有する
請求項2記載の半導体装置。 - 前記酸化物半導体膜の前記低抵抗領域に、前記ソース電極および前記ドレイン電極が電気的に接続されている
請求項3記載の半導体装置。 - 更に、前記低抵抗領域に接する高抵抗膜を有する
請求項3記載の半導体装置。 - 前記ソース電極に近い位置の前記ゲート絶縁膜の端部にも、前記厚膜部が設けられている
請求項2記載の半導体装置。 - 前記厚膜部の厚みは、前記ゲート絶縁膜の縁に向かって徐々に大きくなる
請求項1記載の半導体装置。 - 前記厚膜部の上面は傾斜面である
請求項7記載の半導体装置。 - 前記厚膜部の厚みは一定である
請求項1記載の半導体装置。 - 前記厚膜部は積層構造を有する
請求項1記載の半導体装置。 - ゲート電極と、
前記ゲート電極に対向するチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、
前記ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられたゲート絶縁膜とを備え、
前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率部が設けられている
半導体装置。 - 前記低誘電率部が空気により構成されている
請求項11記載の半導体装置。 - 前記低誘電率部が空気以外の低誘電率材料により構成されている
請求項11記載の半導体装置。 - 前記ゲート絶縁膜の端部を覆う低誘電率膜を有し、
前記低誘電率膜の一部により前記低誘電率部が構成されている
請求項13記載の半導体装置。 - 更に、前記酸化物半導体膜に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極を有し、
より前記ドレイン電極に近い位置の前記ゲート絶縁膜の端部に、前記低誘電率部が設けられている
請求項11記載の半導体装置。 - 前記ソース電極に近い位置の前記ゲート絶縁膜の端部にも、前記低誘電率部が設けられている
請求項15記載の半導体装置。 - 表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
基板上に、酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順に有し、
前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の厚みよりも大きい厚みを有する厚膜部が設けられている
表示装置。 - 表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
ゲート電極と、
前記ゲート電極に対向するチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、
前記ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられたゲート絶縁膜とを備え、
前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率部が設けられている
表示装置。 - 表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を有する表示装置を備え、
前記半導体装置は、
基板上に、酸化物半導体膜、ゲート絶縁膜およびゲート電極をこの順に有し、
前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の厚みよりも大きい厚みを有する厚膜部が設けられている
電子機器。 - 表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を有する表示装置を備え、
前記半導体装置は、
ゲート電極と、
前記ゲート電極に対向するチャネル領域を有する酸化物半導体膜と、
前記ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられたゲート絶縁膜とを備え、
前記ゲート絶縁膜の少なくとも1つの端部に、他の部分の前記ゲート絶縁膜の誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率部が設けられている
電子機器。
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