JP2018098364A5 - - Google Patents
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Description
また、酸化物ＴＦＴ１において、トップゲート電極１８の横幅は、ソース電極１６１とドレイン電極１６２との間隙の横幅よも大きくなっている。ボトムゲート電極１２の横幅は、エッチストップ膜１５の横幅よりも広くなっている。酸化物半導体層１４において、ゲート絶縁膜１３との界面の一部に、第１のチャネル領域１４１が形成される。より具体的には、平面視でエッチストップ膜１５と重なる界面の領域が第１のチャネル領域１４１となる。第１のチャネル領域１４１はボトムゲート電極１２の電圧により、キャリア密度を制御可能な領域である。また、酸化物半導体層１４において、エッチストップ膜１５との界面の一部に、第２のチャネル領域１４２が形成される。より具体的には、平面視でソース電極１６１とドレイン電極１６２の間隙に重なる界面の領域が第２のチャネル領域１４２となる。第２のチャネル領域１４２はトップゲート電極１８の電圧により、キャリア密度を制御可能な領域である。第１のチャネル領域１４１において、図１及び図２の紙面横方向の長さＬＢを第１のチャネル長という。第２のチャネル領域１４２において図１及び図２の紙面横方向の長さＬＴを第２のチャネル長という。図１及び図２に示すように、本実施の形態の酸化物ＴＦＴ１において、第２のチャネル長ＬＴは第１のチャネル長ＬＢよりも短くなっている。
本実施の形態において、以上のように構成された酸化物ＴＦＴ１を駆動する際には、トップゲート電極１８には、ソース電極１６１の電位Ｖｓ又はドレイン電極１６２の電位Ｖｄの電位のうち低い方の電位以上の電位を印加する。トップゲート電極１８の電位をＶｔｇと表す。上述した本実施の形態における酸化物ＴＦＴ１の特徴を式で表現すると、以下の式（１）かつ（２）、または、式（１）かつ（３）となる。
Ｖｔｇ≧Ｖｓ かつ Ｖｓ＜Ｖｄ … （２）
Ｖｔｇ≧Ｖｄ かつ Ｖｓ＞Ｖｄ … （３）
但し
Ｖｔｇ：トップゲート電極１８の電位
Ｖｓ：ソース電極１６１の電位
Ｖｄ：ドレイン電極１６２の電位
Ｖｔｇ≧Ｖｄ かつ Ｖｓ＞Ｖｄ … （３）
但し
Ｖｔｇ：トップゲート電極１８の電位
Ｖｓ：ソース電極１６１の電位
Ｖｄ：ドレイン電極１６２の電位
本実施の形態において、以上のように構成された酸化物ＴＦＴ２を駆動する際には、ボトムゲート電極２２にソース電極２８１の電位Ｖｓ又はドレイン電極２８２の電位Ｖｄのうちの低い方の電位以上の電位を印加する。ボトムゲート電極２２の電位をＶｂｇと表す。上述した本実施の形態における酸化物ＴＦＴ１の特徴を式で表現すると、以下の式（４）かつ（５）、または、式（４）かつ（６）となる。
Ｖｂｇ≧Ｖｓ かつ Ｖｓ＜Ｖｄ … （５）
Ｖｂｇ≧Ｖｄ かつ Ｖｓ＞Ｖｄ … （６）
但し
Ｖｂｇ：ボトムゲート電極２２の電位
Ｖｓ：ソース電極２８１の電位
Ｖｄ：ドレイン電極２８２の電位
Ｖｂｇ≧Ｖｄ かつ Ｖｓ＞Ｖｄ … （６）
但し
Ｖｂｇ：ボトムゲート電極２２の電位
Ｖｓ：ソース電極２８１の電位
Ｖｄ：ドレイン電極２８２の電位
Claims (3)
- ソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及びドレイン電極が接続された酸化物半導体から成るチャネル層と、
前記チャネル層の前記ソース電極及びドレイン電極が接する面とは反対側の第１の面側に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の前記チャネル層との第１の界面で、前記ソース電極が前記チャネル層と接する領域の端部から前記ドレイン電極が前記チャネル層と接する領域の端部にかけて形成される第１のチャネル領域に対向する面側に形成された第１のゲート電極と、
前記チャネル層の第２の面側に形成された第２の絶縁膜と、第２のゲート電極と、
前記第２の絶縁膜の前記チャネル層との第２の界面で、前記第２のゲート電極と前記チャネル層とが重なる領域から前記ソース電極及びドレイン電極と前記チャネル層とが重なる領域を除いた領域にかけて形成される第２のチャネル領域と
を備え、
前記ソース電極及びドレイン電極は間隙を間にして並置してあり、
前記第１のチャネル領域における前記ソース電極及びドレイン電極の並置方向の長さを第１のチャネル長とし、前記第２のチャネル領域における前記並置方向の長さを第２のチャネル長とした場合、
前記第２のチャネル長が、前記第１のチャネル長よりも短く、かつ、
前記第２のゲート電極に印加される電位が、前記ソース電極又は前記ドレイン電極の電位のうちの低い方の電位以上である
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 前記第２の絶縁膜は単一の工程で形成されたパッシベーション膜であり、前記ソース電極及びドレイン電極は前記第１の絶縁膜又は前記チャネル層に接するように積層されたチャネルエッチ型トランジスタであり、
前記第２のゲート電極の長さが、前記ソース電極とドレイン電極のエッジ間の長さよりも短い
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。 - 第１のゲート電極、第１の絶縁膜、酸化物半導体からなるチャネル層、第２の絶縁膜、第２のゲート電極、パッシベーション膜、ソース電極及びドレイン電極がこの順序で形成された薄膜トランジスタにおいて、
第１の絶縁膜とチャネル層との界面で、第１のゲート電極とチャネル層とが重なる領域に形成された第１のチャネル領域と、
第２の絶縁膜とチャネル層との界面で、第２のゲート電極とチャネル層とが重なる領域に形成された第２のチャネル領域と
を備え、
前記ソース電極及びドレイン電極は、前記第２のチャネル領域以外のチャネル層と接するように間隙を間にして並置してあり、
前記第１のチャネル領域における前記ソース電極及びドレイン電極の並置方向の長さを第１のチャネル長とし、前記第２のチャネル領域における前記並置方向の長さを第２のチャネル長とした場合、
前記第２のチャネル長が、前記第１のチャネル長よりも長く、かつ、
前記第１のゲート電極に印加される電位が、前記ソース電極又は前記ドレイン電極の電位のうちの低い方の電位以上である
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
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