JP2532082B2 - Thin film transistor - Google Patents

Thin film transistor

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JP2532082B2
JP2532082B2 JP62037651A JP3765187A JP2532082B2 JP 2532082 B2 JP2532082 B2 JP 2532082B2 JP 62037651 A JP62037651 A JP 62037651A JP 3765187 A JP3765187 A JP 3765187A JP 2532082 B2 JP2532082 B2 JP 2532082B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜トランジスタの改良に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to an improvement in a thin film transistor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年薄膜トランジスタは液晶ディスクプレイ又は、フ
ァックス用イメーシセンサのスイッチ素子として、精力
的に開発が進められている。この薄膜トランジスタの代
表的な構造としては、第8図に示すものが知られてい
る。第8図は逆スタガ型MISFET(以後FETと略称する)
と呼ばれ、現在このタイプのものが主として開発目標と
なっている。(1)は基板であり(20)がFETのゲート
金属、(3)がゲート絶縁膜である。(21),(22)は
FETのソース、ドレインに相当する金属膜である。
(4)はアモルファスシリコン等に代表される半導体
膜、(5a),(5b)は半導体膜4と金属膜(21),(2
2)との接触抵抗を低減させる半導体膜であり通常リン
をドウプしたアモルファスシリコンが用いられる。
In recent years, thin film transistors have been vigorously developed as switch elements for liquid crystal display or fax image sensors. As a typical structure of this thin film transistor, the structure shown in FIG. 8 is known. FIG. 8 shows an inverted staggered MISFET (hereinafter abbreviated as FET).
This type is currently the main development goal. (1) is the substrate, (20) is the gate metal of the FET, and (3) is the gate insulating film. (21) and (22)
A metal film corresponding to the source and drain of the FET.
(4) is a semiconductor film typified by amorphous silicon or the like, and (5a) and (5b) are semiconductor films 4 and metal films (21) and (2).
2) A semiconductor film that reduces the contact resistance with it, and usually amorphous silicon doped with phosphorus is used.

上記FETはドレイン(22)とソース(21)との間に電
圧VDSを印加しておきゲート(20)に電圧VGSを印加する
ことにより動作する。ゲート電圧VGSがしきい電圧VTH
上であれば半導体膜(4)とゲート絶縁膜(3)との界
面に電子のチャネルが形成される。このチャネル部分は
抵抗が小さいため、ソース(21)ドレイン(22)間の電
流IDSが増加する。この電流IDSとゲート電圧VGドレイン
電圧VD,ソース電圧VSとの関係は次式のように表わされ
る。
The FET operates by applying the voltage V DS between the drain (22) and the source (21) and applying the voltage V GS to the gate (20). When the gate voltage V GS is equal to or higher than the threshold voltage V TH , an electron channel is formed at the interface between the semiconductor film (4) and the gate insulating film (3). Since the resistance of this channel portion is small, the current I DS between the source (21) and the drain (22) increases. The relationship between the current I DS and the gate voltage V G drain voltage V D and source voltage V S is expressed by the following equation.

ここでμeffは有効移動度、Wは実効ゲート幅、Lは
実効ゲート長、εはゲート絶縁膜の誘電率、TGはゲー
ト絶縁膜厚である。IDSを大きく取るため、通常ゲート
絶縁膜としてプラズマ窒化膜(ε≒6.4εOO:真空
の誘電率)を用いており、その膜厚は製造上の制限から
200〜300nmに取られている。またゲート長Lは加工精度
からほぼ5μmであり、μeffは半導体膜により異なる
が、アモルファスシリコンの場合0.1〜1.0cm2/V・Sで
ある。ゲート幅Wは適宜設計されている。
Here, μeff is the effective mobility, W is the effective gate width, L is the effective gate length, ε G is the dielectric constant of the gate insulating film, and T G is the gate insulating film thickness. Since a large I DS, usually a gate insulating film as a plasma nitride layer: uses a (ε G ≒ 6.4ε O, ε O permittivity of vacuum), the thickness thereof in the production limit
It is taken from 200 to 300 nm. The gate length L is approximately 5 μm due to the processing accuracy, and μeff is 0.1 to 1.0 cm 2 / V · S in the case of amorphous silicon, although it depends on the semiconductor film. The gate width W is designed appropriately.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

以上説明した従来の薄膜トランジスタは、動作速度が
遅い、及び経時変化が大きいという問題点があった。ま
ず動作速度が遅いという点であるが、この主な理由とし
ては移動度が小さいため、ON抵抗が大きく、RC時定数を
小さくおさえることができないという点である。ON抵抗
を小さくするためには、ゲート幅Wを大きく取れば良い
が、その分素子サイズが大きくなり、寄生容量を増加す
るため、動作速度の改善という意味ではそれほど大きな
結果を持たない。現在報告されているアモルファスシリ
コン型薄膜トランジスタ(以後a−Si TFTと略す)にお
いて伝播遅延時間にして、210nsが最高である.(K.Hir
anaka et al:IEEE Electron Device Letters.VoL EDL−
5,No.7 1984pp224−225)しかしこれはリングオシレー
タとしての動作であり、必ずしも通常の論理回路の動作
速度と一致しているものではない。テレビ用ディスプレ
イに適用する場合を考えると、TFTを組み合わせた論理
回路として4MHz以上で動作することが必要である。これ
に対し現在報告されているものとしてはシフトレジスタ
として20kHz程度が最高であり、(岡田他、電子通信学
会技術研究報告1984年ED84−9)a−Si TFTによる論理
回路ではテレビ用として使用できないのが現状である。
また次に経時変化が大きいという点であるが、これはし
きい電圧VTHの変動として現われる。これはTFTの動作中
にゲート絶縁膜中にキャリアが打込まれ、従って絶縁膜
が帯電してしまうことにより発生する。これを改善する
ため絶縁膜の膜質と、半導体膜との界面という2点に関
して研究が行なわれているが、数ボルトのVTH変動は避
けられない。これもまたTFTの論理回路の実用化を難し
くしている点である。
The conventional thin film transistor described above has the problems that the operation speed is slow and the change over time is large. First, the operating speed is slow, but the main reason for this is that the mobility is small, so the ON resistance is large and the RC time constant cannot be kept small. In order to reduce the ON resistance, the gate width W may be increased, but the element size is increased and the parasitic capacitance is increased accordingly, so that the operation speed is not improved so much. In the currently reported amorphous silicon type thin film transistor (hereinafter abbreviated as a-Si TFT), the maximum propagation delay time is 210 ns. (K.Hir
anaka et al: IEEE Electron Device Letters. VoL EDL−
5, No.7 1984 pp224-225) However, this is an operation as a ring oscillator and does not always match the operation speed of a normal logic circuit. Considering the case where it is applied to a TV display, it is necessary to operate at 4MHz or higher as a logic circuit that combines TFTs. On the other hand, 20 kHz is the highest shift register reported so far (Okada et al., Technical Report of the Institute of Electronics and Communication Engineers, 1984 ED84-9), and a-Si TFT logic circuit cannot be used for TV. is the current situation.
Next, there is a large change over time, which appears as a change in the threshold voltage V TH . This occurs because carriers are driven into the gate insulating film during the operation of the TFT, and the insulating film is charged accordingly. In order to improve this, research has been conducted on the two points of the film quality of the insulating film and the interface with the semiconductor film, but a V TH fluctuation of several volts is inevitable. This also makes it difficult to put the TFT logic circuit into practical use.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、 第1の高導電膜Aよりなるコレクタ電極と、 前記第1の高導電膜A上に設けられ、イントリンシッ
クもしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を
有する半導体膜Bと、 前記半導体膜B上に設けられ、空孔もしくは空溝を有
する第2の高導電膜Cよりりなるベース電極と、 前記ベース電極上に設けれられた絶縁膜Gと、 前記絶縁膜G上および前記空孔もしくは空溝内に設け
られ、イントリンシックもしくは低濃度に不純物が導入
された第1の導電形を有する半導体膜Dと、 前記半導体膜D上に設けられ、高濃度に不純物が導入
された第2の導電形を有する半導体膜Fと、 前記半導体膜F上に設けられ、第3の高導電膜Jより
なるエミッタ電極と、 を備える薄膜トランジスタであって、 前記第1の高導電膜Aと前記半導体膜Bとの間に、 前記第1の高導電膜A上に設けられた第2の導電形を
有する半導体膜K、 または 前記第1の高導電膜A上に設けられ、イントリンシッ
クもしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を
有する半導体膜Mと、前記半導体膜M上に設けられ、第
2の導電形を有する半導体膜Lとを組合せた複合膜N、 を設けたことを特徴とする薄膜トランジスタである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is provided on the collector electrode made of the first high conductive film A, and is provided on the first high conductive film A so as to have an intrinsic or low concentration of impurities. A semiconductor film B having the introduced first conductivity type, a base electrode made of a second high conductive film C provided on the semiconductor film B and having holes or grooves, and a base electrode on the base electrode. An insulating film G provided; a semiconductor film D having a first conductivity type, which is provided on the insulating film G and in the holes or grooves and has an intrinsic or low concentration impurity introduced; A semiconductor film F provided on the semiconductor film D and having a second conductivity type in which a high concentration of impurities is introduced; and an emitter electrode formed on the semiconductor film F and formed of a third high conductive film J, Thin film transistor having There is a semiconductor film K having a second conductivity type provided on the first high conductive film A between the first high conductive film A and the semiconductor film B, or the first high conductive film A. A semiconductor film M having a first conductivity type, which is provided on the high conductive film A and has an intrinsic or low concentration of impurities, and a semiconductor film M, which is provided on the semiconductor film M and has a second conductivity type. A thin film transistor characterized in that a composite film N, which is a combination of L and L, is provided.

また本発明は、第1の高導電膜Aよりなるコレクタ電
極と、 前記第1の高導電膜A上に設けられ、イントリンシッ
クもしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を
有する半導体膜Bと、 前記半導体膜B上に設けられ、空孔もしくは空溝を有
する第2の高導電膜Cよりなるベース電極と、 前記ベース電極上および側壁に設けられた絶縁膜E
と、 前記絶縁膜E上および前記空孔もしくは空溝内に設け
られ、高濃度に不純物が導入された第2の導電形を有す
る半導体膜Fと、 前記半導体膜F上に設けられ、第3の高導電膜Jより
なるエミッタ電極と、 を備える薄膜トランジスタであって、 前記第1の高導電膜Aと前記半導体膜Bとの間に、 前記第1の高導電膜A上に設けられた第2の導電形を
有する半導体膜K、 または 前記第1の高導電膜A上に設けられ、イントリンシッ
クもしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を
有する半導体膜Mと、前記半導体膜M上に設けられ、第
2の導電形を有する半導体膜Lとを組合せた複合膜N、 を設けたことを特徴とする薄膜トランジスタである。
Further, the present invention provides a collector electrode made of a first high conductive film A, and a semiconductor provided on the first high conductive film A and having a first conductivity type with impurities introduced at an intrinsic or low concentration. A film B, a base electrode formed on the semiconductor film B and formed of a second high conductive film C having holes or grooves, and an insulating film E formed on the base electrode and on the side wall.
A semiconductor film F having a second conductivity type, which is provided on the insulating film E and in the holes or grooves and has a high concentration of impurities, and is provided on the semiconductor film F. A thin film transistor comprising: an emitter electrode made of a high conductive film J, and a second thin film transistor provided on the first high conductive film A between the first high conductive film A and the semiconductor film B. A semiconductor film K having a second conductivity type, or a semiconductor film M having a first conductivity type provided on the first high conductive film A and having an impurity introduced at an intrinsic or low concentration; A thin film transistor, comprising: a composite film N, which is provided on M and is combined with a semiconductor film L having a second conductivity type.

〔作 用〕[Work]

本発明者は、先に第1の高導電膜A、イントリンシッ
クもしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を
有する半導体膜B、空孔もしくは空溝を有する第2の高
導電膜C、および高濃度に不純物が導入された第2の導
電形を有する半導体膜Fを正順もしくは逆順に積層し、
半導体膜Fから半導体膜Bに該高導電膜Cに設けられた
空孔もしくは空溝部を通してキャリアを注入できる薄膜
トランジスタを新たに作成し、特許出願を行なった。
(特開昭61−97556) この発明は前記従来のFETの問題点を解決するなめに
なされたもので、従来のFETのようにゲート金属に電圧
を加えチャネルを形成し、そのチャネルによって電流を
流す構造を用いるのではなく、ON,OFFさせる二枚の電極
を半導体中に設けると共にその外側にキャリアを注入す
る別の電極を設け、キャリア注入側の電極にキャリアを
通過させる1つ又は複数の穴を設け、注入されたキャリ
アの量を制御することにより二枚の電極間の抵抗を変化
させON・OFF等の機能を実現させるようにしたもので、O
N抵抗を小さくおさえて動作速度を大きくすること、及
びON状態へのしきい電圧VTHの経時変化を小さくおさえ
ることができる。
The present inventor has previously found that the first high conductive film A, the semiconductor film B having the first conductivity type with intrinsic or low-concentration impurities introduced, and the second high conductive film having holes or vacancies. C and a semiconductor film F having a second conductivity type in which impurities are introduced at a high concentration are stacked in a normal order or a reverse order,
A thin film transistor in which carriers can be injected from the semiconductor film F to the semiconductor film B through the holes or groove portions provided in the high conductive film C was newly prepared and a patent application was filed.
(Japanese Patent Laid-Open No. 61-97556) The present invention has been made to solve the problems of the conventional FET described above. Like the conventional FET, a voltage is applied to the gate metal to form a channel, and a current is generated by the channel. Instead of using a flowing structure, two electrodes for turning on and off are provided in the semiconductor and another electrode for injecting carriers is provided outside the semiconductor, and one or a plurality of electrodes for passing the carriers through the electrode on the carrier injection side are provided. A hole is provided and the amount of injected carriers is controlled to change the resistance between the two electrodes to realize functions such as ON / OFF.
It is possible to suppress the N resistance to be small to increase the operation speed and to suppress the change with time in the threshold voltage V TH to the ON state.

以下に前記発明の一実施例を断面図を用いて説明す
る。第5図において(1)は基板であり、(60)(61
a)(61b)(61c)(61d)(61e)(62)は金属等の高
導電膜〔J,C,A〕、(9)はP形半導体膜〔F〕、
(8)はn-形半導体膜又はイントリンシック(ノンドー
プ)半導体膜〔B〕である。また(71a)(71b)(71
c)(71d)(72)は金属等の高導電膜(61a)……(61
d)(62)と半導体膜(8)とのオーミックコンタクト
用に設けられたn+形の半導体膜である〔H,I〕。(63a)
(63b)(63c)(63d)はP形半導体膜(9)から注入
された正孔電流が高導電膜(61a)……(61d)に流れ込
まないように設けられた絶縁膜〔G〕である。
An embodiment of the invention will be described below with reference to sectional views. In FIG. 5, (1) is a substrate, and (60) (61
a) (61b) (61c) (61d) (61e) (62) is a high conductive film [J, C, A] of metal or the like, (9) is a P-type semiconductor film [F],
(8) the n - in the form semiconductor films or intrinsic (undoped) semiconductor film (B). Also (71a) (71b) (71
c) (71d) and (72) are high conductive films (61a) such as metal.
d) An n + type semiconductor film provided for ohmic contact between (62) and the semiconductor film (8) [H, I]. (63a)
(63b) (63c) (63d) are insulating films [G] provided so that the hole current injected from the P-type semiconductor film (9) does not flow into the high conductive film (61a). is there.

又前記トランジスタ構造において、(8),(9)の
半導体膜の種類を問わない。アモルファス、多結晶又は
結晶シリコンのいずれでもよいし、またシリコン以外の
化合物半導体であっても全く同様に動作する。しかし現
在の技術動向上、薄膜トランジスタに用いる半導体膜と
してはアモルファスシリコンが主であるため、以下の記
述もこの半導体膜を念頭においておこなう。
Further, in the transistor structure, the types of the semiconductor films (8) and (9) do not matter. Amorphous, polycrystalline, or crystalline silicon may be used, and compound semiconductors other than silicon operate in exactly the same manner. However, as the semiconductor film used for the thin film transistor is improved mainly in the present technological development, amorphous silicon is mainly used. Therefore, the following description will be made with this semiconductor film in mind.

高導電膜(62)および(61a)(61b)(61c)(61d)
(61e)は半導体膜(8)オーミックコンタクトが取れ
ており、又高導電膜(60)とP形半導体膜(9)ともオ
ーミックコンタクトが取れている。また高導電膜(61
a)(61b)(61c)(61d)(61e)は図に示されないが
周囲で接続されている。P形半導体膜(9)は正孔を注
入する機能を有し、エミッタと呼び、(60)をエミッタ
電極と呼ぶ。(62)をコレクタ電極、(61a)〜(61e)
をベース電極と呼ぶ。
High conductive film (62) and (61a) (61b) (61c) (61d)
(61e) has ohmic contact with the semiconductor film (8), and also has ohmic contact with the high conductive film (60) and the P-type semiconductor film (9). Also, a high conductive film (61
Although not shown in the figure, a) (61b) (61c) (61d) (61e) are connected at the periphery. The P-type semiconductor film (9) has a function of injecting holes, and is called an emitter, and (60) is called an emitter electrode. (62) is a collector electrode, (61a) to (61e)
Is called a base electrode.

上記各部の材質および寸法の具体例としては、厚さ約
1mmのガラス基板(1)、約100nm厚のCr膜(60)、約10
0nm厚のP形シリコン層(9)、約5μm間隔で約5μ
m巾のスリットを設けた50〜100nm厚のCr膜(61)、該C
r膜(61)のスリット穴部および上下に各々約100nm厚の
厚みで設けられたi型シリコン層(8)、約100nm厚のC
r膜(62)等があげられ、これらは真空蒸着法、フォト
リソ法等により作成できる。
As a concrete example of the material and dimensions of the above parts, the thickness is approximately
1mm glass substrate (1), Cr film (60) about 100nm thick, about 10
0 nm thick P-type silicon layer (9), about 5 μm at intervals of about 5 μm
50-100 nm thick Cr film (61) with slits of m width,
An i-type silicon layer (8) provided with a thickness of about 100 nm above and below the slit hole of the r film (61), C with a thickness of about 100 nm
The r film (62) and the like can be mentioned, and these can be formed by a vacuum deposition method, a photolithography method or the like.

上記ベース電極は、前記スリット状に限らず少なくと
も1つ以上の空孔もしくは空溝を有する有孔電極であれ
ば使用でき、空孔および空溝の形状はどの様な形であっ
てもかまわない。又ベース電極には電気抵抗値の小さい
金属等を使用することが好まれる。又上記ベース電極に
設けられる空孔もしくは空溝は、多数設けられる方が注
入されるキャリアが増加するので好まれる。空孔もしく
は空溝を多数設ける際空孔もしくは空溝の間隔は、注入
されるキャリアの拡散長LD(アモルファスシリコン半導
体の場合、エレクトロン≒1μm、ホール≒0.2〜0.3μ
m)の2倍より小さく設定することが、ベース電極(6
2)の面積に対して作用するキャリア数が増加するので
好まれる。また、キャリアが注入される部分の厚さ(P
形半導体(8)部の厚さ=ベース電極(61a)厚さ+ベ
ース電極とコレクタ電極(62)間のn-形半導体(8)の
厚さ+ベース電極とP形半導体膜(9)間のn-形半導体
(8)の厚さ)は、注入されるキャリアの拡散長LDより
薄いことが好まれる。上記薄膜トランジスタを動作する
にはコレクタ電極(62)を最低電位としておき、ベース
電極(61a)〜(61e)に電圧VBCを印加する。この状態
でエミッタ電極(60)に電圧VBCより拡散電圧Vdiff以上
の電圧を印加させるかどうかで制御する。エミッタ電極
(60)の電圧を、VBC+Vdiffより低く設定しておけばP
形半導体(9)からの(8)への正孔注入は発生しな
い。この場合ベース・コレクタ間のOFF電流はベース電
極−コレクタ電極間にはさまれた半導体膜(8)の抵抗
によって定まる。半導体膜(8)の抵抗率をPi,ベース
電極−コレクタ電極対向面積をSBC、ベース電極−コレ
クタ電極間距離をLBCとすると、OFF電極IOFFは IOFF=VBC・SBC/(Pi・LBC) (2) と表わされる。今仮にVBC=10v,Pi=109Ωcm,LBC=200n
m,SBC=5×103μm2する。ここでSBCはコレクタサイズ
を100μm角とし、ベースの有効面積をその1/2としたこ
とによる。この場合IOFFは2.5μAとなる。
The base electrode is not limited to the slit shape, and can be used as long as it is a perforated electrode having at least one hole or groove, and the holes and grooves may have any shape. . Further, it is preferable to use a metal or the like having a low electric resistance value for the base electrode. The holes or grooves provided in the base electrode are preferably provided in large numbers because the number of injected carriers increases. When a large number of vacancies or vacancies are provided, the distance between the vacancies or vacancies is the diffusion length L D of the injected carriers (electrons ≈ 1 μm, holes ≈ 0.2 to 0.3 μm for amorphous silicon semiconductors).
m) less than twice the base electrode (6
2) It is preferred because it increases the number of carriers acting on the area. Further, the thickness (P
Type semiconductor (8) of thickness = base electrode (61a) thickness + base electrode and the collector electrode (62) between the n - type the thickness of the semiconductor (8) + base electrode and P-type semiconductor film (9) between n of - form the thickness of the semiconductor (8)) is thinner than the diffusion length L D of carriers injected is preferred. To operate the thin film transistor, the collector electrode (62) is set to the lowest potential, and the voltage V BC is applied to the base electrodes (61a) to (61e). In this state, the control on whether to apply a diffusion voltage Vdiff more than the voltage V BC to the emitter electrode (60). If the voltage of the emitter electrode (60) is set lower than V BC + V diff, P
Hole injection from shaped semiconductor (9) into (8) does not occur. In this case, the OFF current between the base and collector is determined by the resistance of the semiconductor film (8) sandwiched between the base electrode and the collector electrode. When the resistivity of the semiconductor film (8) is Pi, the base electrode-collector electrode facing area is S BC , and the base electrode-collector electrode distance is L BC , the OFF electrode I OFF is I OFF = V BC · S BC / ( Pi ・ L BC ) (2) Suppose now that V BC = 10v, Pi = 10 9 Ωcm, L BC = 200n
m, S BC = 5 × 10 3 μm 2 . Here, S BC is because the collector size is 100 μm square and the effective area of the base is 1/2 of that. In this case, I OFF is 2.5 μA.

次にエミッタ電極(60)の電圧をVBC+Vdiff以上に設
定しておくと、P形半導体(9)から正孔が注入され半
導体膜(8)中に正孔、電子からなるキャリアが充満す
る。注入キャリア濃度として1016cm-3を得、かつ移動度
として1cm2/V・Sを得たとすると注入状態における抵抗
率は約600Ωcmとなる。従ってON電流IoNは(2)式と同
形の式を用いて計算でき、IoNとして40mAを得る。
Next, when the voltage of the emitter electrode (60) is set to V BC + Vdiff or higher, holes are injected from the P-type semiconductor (9) and the semiconductor film (8) is filled with carriers composed of holes and electrons. . Assuming that the injection carrier concentration is 10 16 cm -3 and the mobility is 1 cm 2 / V · S, the resistivity in the injected state is about 600 Ωcm. Therefore, the ON current IoN can be calculated using the same form of equation (2), and IoN of 40 mA is obtained.

もっともこれらの数値は理想的な場合について述べた
ものであり、実際には上記数値より多少低下する。この
原因の1つはアモルファスシリコン中でキャリアの拡散
長が非常に短いことにある。実際のキャリア拡散長LD
ほぼ1μm程度と考えられ、このためP形半導体(9)
から注入された正孔がベース電極の空孔部又は空溝部を
通過してコレクタ電極側(ベース電極−コレクタ電極
間)まで完全にまわり込まず、ベース電極の影のような
領域が形成され、この影の領域ではキャリア濃度が減少
してしまうという現象である。この現象を低減するには
前述のように半導体膜(8)をキャリアの拡散長よりう
すくするとともに各ベース電極の幅をキャリア拡散長の
2倍以下におさえる必要があり、ある程度の微細加工が
要求される。しかし、上記実施例のようにベース電極の
幅を5μmと設計したとしてもこの現象によりIoNが15m
A程度にまでしか劣化しない。もう1つの原因はエミッ
タ電極の方がベース電極より高電位のため、エミッタ電
流の一部がベース電極に流れ込み、結局ベース電極から
コレクタ電極に流れる電流値が減少して見えることであ
る。ベース電極の幅と間隔を同一に設計すると、エミッ
タ電極の約1/2がベースに流れ込んでしまう。今ベース
電極とP形半導体までの距離を100nmとし、エミッタ・
ベース間電圧を2Vとすると、エミッタ電流は約16mAとな
り、従って約8mAがベースに流入する。この結果、IoNは
およそ7mAとなる。
However, these figures are for the ideal case, and are actually slightly lower than the above figures. One of the causes is that the carrier diffusion length is very short in amorphous silicon. The actual carrier diffusion length L D is considered to be approximately 1 μm, and therefore the P-type semiconductor (9)
The holes injected from pass through the hole portion or groove portion of the base electrode and do not completely wrap around to the collector electrode side (between the base electrode and the collector electrode), and a region like a shadow of the base electrode is formed. This is a phenomenon in which the carrier concentration decreases in the shaded area. In order to reduce this phenomenon, it is necessary to make the semiconductor film (8) thinner than the carrier diffusion length as described above, and to keep the width of each base electrode to be less than twice the carrier diffusion length, which requires a certain degree of fine processing. To be done. However, even if the width of the base electrode is designed to be 5 μm as in the above embodiment, this phenomenon causes the IoN to be 15 m.
It only deteriorates to about A level. Another cause is that the emitter electrode has a higher potential than the base electrode, so that part of the emitter current flows into the base electrode, and eventually the current value flowing from the base electrode to the collector electrode appears to decrease. If the width and spacing of the base electrode are designed to be the same, about half of the emitter electrode will flow into the base. Now the distance between the base electrode and the P-type semiconductor is 100 nm,
If the base-to-base voltage is 2V, the emitter current is about 16mA, so about 8mA flows into the base. This results in an IoN of approximately 7mA.

比較のため100μm角内にゲート長5μmのa−Si TF
Tを作成した場合のON電流を試算してみると、VD=10v
μeff=1cm2/VSとして約0.2mA程度である。
For comparison, a-Si TF with a gate length of 5 μm within 100 μm square
Trial calculation of ON current when T is created is V D = 10v
It is about 0.2 mA as μeff = 1 cm 2 / VS.

従って前記発明の実施例の薄膜トランジスタは従来の
TFTとくらべて約30倍ののON電流増加という結果が得ら
れる。即ちトランジスタ動作速度を決定する要素のRC時
定数により効果が著しく改善される。IoN=8mAとすると
ON抵抗が約1200Ωであり、50pFの負荷を駆動しても時定
数は60nsと高速である。また前記発明のトランジスタの
動作速度を決定するもう一つの要素であるキャリアの生
成・消滅速度であるが、これは200ns程度であることがp
inダイオードの実験からわかっている。以上の事から前
記発明のトランジスタの速度としてアモルファスシリコ
ンにおいて、260nsであり、従って2MHz以上の論理回路
動作を期待でるこがわかる。これは従来例の20kHz動作
に比べ50倍の高速である。また次に経時変化という点で
あるがON状態への遷移はエミッタ電極の電圧がVBC+Vdi
ffより上か下かで定まり、これは半導体のバンドギャッ
プそのものから決定されるため、半導体が変わらぬ限
り、変動しない。したがって従来例のようなしきい電圧
VTHの大きな変動は起きない。
Therefore, the thin film transistor of the embodiment of the invention is
The result is that the ON current is about 30 times higher than that of the TFT. That is, the effect is remarkably improved by the RC time constant which is a factor that determines the transistor operation speed. If IoN = 8mA
The ON resistance is about 1200Ω, and the time constant is as fast as 60ns even when driving a 50pF load. Another factor that determines the operating speed of the transistor of the invention is the carrier generation / annihilation speed, which is about 200 ns.
I know from the experiment of in diode. From the above, it can be seen that the speed of the transistor of the present invention is 260 ns in amorphous silicon, and therefore a logic circuit operation of 2 MHz or higher can be expected. This is 50 times faster than the conventional 20kHz operation. Next, regarding the change over time, the transition to the ON state occurs when the voltage of the emitter electrode is V BC + Vdi
It is determined whether it is above or below ff, and it is determined from the band gap of the semiconductor itself, so it does not change unless the semiconductor changes. Therefore, the threshold voltage as in the conventional example
No major fluctuations in V TH occur.

第6図は以上と同様な動作を行う前記発明の別の例で
ある。
FIG. 6 shows another example of the invention which performs the same operation as described above.

この例では、ベース電極(61a)〜(61d)の側壁も絶
縁膜(63a)〜(63d)でおおわれているため、(9)か
ら注入された正孔電流がベースに流入するのを防ぎ伝導
度変調領域に対する寄与をそこなうことが少ない構造と
なっている。
In this example, the side walls of the base electrodes (61a) to (61d) are also covered with the insulating films (63a) to (63d), so that the hole current injected from (9) is prevented from flowing into the base. The structure is such that the contribution to the degree modulation region is not impaired.

上記本発明者が先に出願した薄膜トランジスタは、ON
電流を大きくとれ、高速でかつ経時変化も少ない改良さ
れる薄膜トランジスタであるが、デバイスのON状態への
遷移電圧が必ずしもVBC+Vdiffで定まらない場合である
という問題点を有している。これはベース(61a)〜(6
1d)からコレクタ(62)に対しOFF時でも電流が流れて
おりこのためn-形半導体(8)内部に電位分布が発生す
ることに起因する。第7図にこの様子を示す。(破線
(100a)(100b)にn-形半導体(8)内部の電位を示し
ている。)今VBCとして10Vを印加している場合を想定す
ると破線(100a)は3.3V、破線(100b)は6.7Vの等電位
線に相当する。
The thin film transistor that the present inventor previously applied is ON
Although the thin film transistor is improved in that it can take a large current, is fast, and has little change over time, it has a problem that the transition voltage to the ON state of the device is not always determined by V BC + V diff. This is the base (61a) ~ (6
Current is flowing from 1d) to the collector (62) even when it is OFF, and this is because a potential distribution is generated inside the n − type semiconductor (8). FIG. 7 shows this state. (The potential inside the n − type semiconductor (8) is shown in the broken lines (100a) and (100b).) Assuming that 10 V is applied as V BC , the broken line (100a) is 3.3 V and the broken line (100 b is 100 b). ) Corresponds to an equipotential line of 6.7V.

これからP形半導体(9)の中央部分はこの図におい
て約5Vの電位を感じていることになる。このため、この
デバイスのON遷移電圧はこの5Vに拡散電位Vdiffを加え
た値となり本来のVBC+Vdiffからなり低下している。こ
のVBC+VdiffからのON電圧の降下分は穴の大きさ、形状
によって相当に変化する。特に穴が小さい程降下分は小
さくなる。
From this, the central portion of the P-type semiconductor (9) feels a potential of about 5V in this figure. For this reason, the ON transition voltage of this device is a value obtained by adding the diffusion potential Vdiff to this 5V, which is the original V BC + Vdiff and is decreasing. The amount of ON voltage drop from V BC + V diff changes considerably depending on the size and shape of the hole. In particular, the smaller the hole, the smaller the drop.

この現象は実際にデバイスを作成した際、エッチング
等のバラツキにより穴の幅がデバイスごとに変動すると
これがON電圧の変化となって表われてくることを示して
いる。またON電圧降下分を小さくおさえようとすれば穴
を小さくする即ちより微細加工を行う必要があり製造上
より困難となる。
This phenomenon indicates that when the device is actually manufactured, if the width of the hole varies from device to device due to variations in etching and the like, this appears as a change in ON voltage. Further, if the ON voltage drop is to be suppressed to a small level, it is necessary to make the hole small, that is, to perform finer processing, which is more difficult in manufacturing.

本発明は、例えば前記第5図のおよび第6図の薄膜ト
ランジスタのn-形半導体層(8)とn+形半導体層(72)
との間にP型半導体層(110)をはさむこと等の形で実
施され、本発明によればOFF電流を極端に小さくするこ
とが出来、これによりn-形半導体層(8)内部の電位
を、ほぼ均一にVBCとすることが出来る。これにより従
来の問題点であったON電圧の降下をなくすことが出来、
デバイスのエッチングのバラツキ等に伴うデバイス間の
ON電圧バラツキを低減させることができる。
The present invention relates to, for example, the n − type semiconductor layer (8) and the n + type semiconductor layer (72) of the thin film transistor shown in FIGS. 5 and 6 above.
Be implemented in the form of such sandwiching the P-type semiconductor layer (110) between, according to the present invention can be extremely small OFF current, thereby the n - type semiconductor layer (8) inside the potential Can be almost uniformly V BC . As a result, it is possible to eliminate the ON voltage drop that was a problem in the past.
Between devices due to variations in device etching
ON voltage variations can be reduced.

以下に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.

〔実 施 例〕〔Example〕

実施例1 第1図において、(1)は基板であり(62),(61
a)〜(61d),(60)は配線用金属膜(72),(71a)
〜(71d)はn+形半導体膜、(8)(111)はn-形又はイ
ントリンシック形半導体膜、(9)(110)はP形半導
体膜、(63a)〜(63d)は絶縁膜である。
Example 1 In FIG. 1, (1) is a substrate (62), (61
a) to (61d) and (60) are wiring metal films (72) and (71a)
To (71d) are n + type semiconductor films, (8) and (111) are n − type or intrinsic type semiconductor films, (9) and (110) are P type semiconductor films, and (63a) to (63d) are insulating films. Is.

本実施例は先願の第5図の薄膜トランジスタに比べ、
P形半導体(110)〔L〕及びイントリンシック半導体
(111)〔M〕が追加されていることに特徴である。こ
のP形半導体(110)の目的はn-形半導体(8)との間
を逆バイアスにOFF電流をなくすることにある。イント
リンシック層(111)はP形半導体膜(110)とn+層(11
1)とのPn接合をリーク電流を少なく形成するために設
けられているものであり、必ずしも必要ではない。
This example is different from the thin film transistor of FIG.
The feature is that a P-type semiconductor (110) [L] and an intrinsic semiconductor (111) [M] are added. Object n of the P-type semiconductor (110) - in eliminating the OFF current between the type semiconductor (8) to reverse bias. The intrinsic layer (111) is a P-type semiconductor film (110) and an n + layer (11).
The Pn junction with 1) is provided to reduce the leak current, and is not always necessary.

本実施例の動作を次に説明する。ベース電極(61a)
〜(61d)とコレクタ電極(62)との間に電圧VBCを印加
し、エミッタ電極(60)の電圧をコントロールすること
によりベース・コレクタ間をON,OFFさせる。これは前述
の動作と基本的には同じである。しかしながら先願の薄
膜トランジスタに比べP形半導体膜(110)が入ってい
るためP形半導体膜(110)とn-形又はイントリンシッ
ク形の半導体膜(8)は逆バイアユされており、電子電
流はP形半導体膜(110)でストップされる。これによ
りOFF状態ではベース(61a)〜(61d)からコレクタ(6
2)に電流はほとんど流れない。半導体膜(110)(11
1)(72)で形成されるpn接合の逆方向リーク電流分し
か流れないため、OFF電流が極端に小さくおさえること
が出来る。これに対し、ON状態ではP形層(9)から正
孔を注入されるが、正孔に対し、P形層(110)は障壁
とはならないので注入された正孔はN形層(72)まで達
する。一方電子は注入された正孔の正の電荷を打消す分
だけN形層(72)から逆注入される。従って、半導体膜
(8)(110)(111)の3層の部分に電子・正孔の両方
が蓄積され、抵抗率が極度に減少する。これは従来例で
述べた動作と全く同じ状況である。そしてON電流は従来
例と同じである。即ちOFF電流をほぼ零にまでおさえる
ことができるためONとOFFの比を相当大きく取ることが
出来る。
The operation of this embodiment will be described below. Base electrode (61a)
Voltage (V BC) is applied between (61d) and collector electrode (62) to control the voltage of the emitter electrode (60) to turn ON / OFF between the base and collector. This is basically the same as the operation described above. However, since the P-type semiconductor film (110) is included as compared with the thin film transistor of the prior application, the P-type semiconductor film (110) and the n -type or intrinsic-type semiconductor film (8) are reverse-baked, and the electron current is It is stopped at the P-type semiconductor film (110). As a result, in the OFF state, the base (61a) to (61d) to the collector (6
Almost no current flows in 2). Semiconductor film (110) (11
1) Since only the reverse leakage current of the pn junction formed in (72) flows, the OFF current can be kept extremely small. On the other hand, in the ON state, holes are injected from the P-type layer (9), but since the P-type layer (110) does not serve as a barrier against holes, the injected holes are N-type layers (72). ) Is reached. On the other hand, electrons are back-injected from the N-type layer (72) by the amount that cancels the positive charges of the injected holes. Therefore, both electrons and holes are accumulated in the three layers of the semiconductor films (8) (110) (111), and the resistivity is extremely reduced. This is exactly the same as the operation described in the conventional example. The ON current is the same as in the conventional example. That is, since the OFF current can be suppressed to almost zero, the ON / OFF ratio can be considerably increased.

一方エミッタのP形層(90)からの正孔電流注入可能
電圧は、OFF電流がほぼ零となったためデバイス内部で
変動することがなく、VB+Vdiffとなる。
On the other hand, the hole current injectable voltage from the P-type layer (90) of the emitter does not fluctuate inside the device because the OFF current is almost zero and becomes V B + V diff.

よって前記先願の薄膜トランジスタにおいて問題であ
った点は解決される。
Therefore, the problem in the thin film transistor of the prior application is solved.

本発明の別の例を第2図に示す。これは従来例第6図
に対応するものであり動作については上記と全く同じで
ある。
Another example of the present invention is shown in FIG. This corresponds to FIG. 6 of the conventional example, and the operation is exactly the same as above.

本考案で説明した構造を実際に実現するための製造工
程を説明する。
A manufacturing process for actually realizing the structure described in the present invention will be described.

第3図に第1図の実施例を製造工程を示している。ま
ず基板(1)上に金属膜(62)をデポしホトエッチによ
りパターンを形成する。(第3図(a)) この後にn+a−Si層(72),ia−Si層(111),P+a−Si
層(110),ia−Si層(8)を順次成膜する。(第3図
(b)) さらにn+a−Si層、金属膜、絶縁膜を成膜し、ホトエ
ッチによりこの三層をパターンニングする。これで(71
a)(61a)(63a)のセットが複数個形成される(第3
図(c)) このうえにi a−Si(8),P+a−Si(9),金属膜(6
0)を成膜し最後にホトエッチを行いデバイスが形成さ
れる。(第3図(d)) 次に第4図に第2図の実施例の製造工程を示す。
(a)(b)(c)の工程までは第3図で説明した通り
である。第4図(c)の状態の上に絶縁膜(63e)を成
膜し(第4図(d))反応性イオンエッチング等の異方
性エッチングによりこの膜の平坦部のみ除去する。これ
により(63e)は、(63a)(61a)(71a)等の側壁のみ
残り、(63a)〜(63d)のそれぞれと一緒になり、(71
a)(61a)等をおおう形状となる。この後P+a−Si
(9)、金属膜(60)を成膜し、最後にホトエッチを行
い、デバイス(第4図(e))が形成される。
FIG. 3 shows the manufacturing process of the embodiment shown in FIG. First, a metal film (62) is deposited on the substrate (1) and a pattern is formed by photoetching. (Fig. 3 (a)) After this, n + a-Si layer (72), ia-Si layer (111), P + a-Si
The layer (110) and the ia-Si layer (8) are sequentially formed. (FIG. 3 (b)) Further, an n + a-Si layer, a metal film, and an insulating film are formed, and these three layers are patterned by photoetching. Now (71
a) A plurality of sets of (61a) and (63a) are formed (3rd
(Fig. (C)) On top of this, ia-Si (8), P + a-Si (9), metal film (6
0) is formed and finally photo-etched to form a device. (FIG. 3 (d)) Next, FIG. 4 shows a manufacturing process of the embodiment shown in FIG.
The processes up to (a), (b) and (c) are as described in FIG. An insulating film (63e) is formed on the state of FIG. 4 (c) (FIG. 4 (d)), and only the flat portion of this film is removed by anisotropic etching such as reactive ion etching. As a result, (63e) remains only on the side walls of (63a), (61a), (71a), etc., and is combined with (63a) to (63d).
a) It will be shaped to cover (61a) etc. After this, P + a−Si
(9), a metal film (60) is formed, and finally photoetching is performed to form a device (FIG. 4 (e)).

このように、どちらの構造を取ったとしても、比較的
簡単な工程により製造することができる。
As described above, whichever structure is adopted, it can be manufactured by a relatively simple process.

今までの説明はa−Si半導体を念頭にして説明してき
たが本発明はこの半導体だけでなく、多結晶Si結晶Siあ
るいは化合物半導体を用いたとしても全く同じ動作が期
得できる。
The description so far has been made with the a-Si semiconductor in mind, but the present invention can obtain exactly the same operation even if not only this semiconductor but also polycrystalline Si crystalline Si or a compound semiconductor is used.

なお前記実施例の説明はP形半導体膜を基板側に設定
した場合又はコレクタ電極を基板側に設定した場合につ
いて説明したが各々逆に設定した場合でも全く同様であ
る。
The above-described embodiments have been described with respect to the case where the P-type semiconductor film is set on the substrate side or the case where the collector electrode is set to the substrate side, but the same applies to the case where they are set oppositely.

またエミッタ電極として正孔注入源のP形半導体膜を
用いて説明したが、これも逆にエミッタ電極として電子
注入源のn形半導体膜を用いても全く同等である。ただ
しこの場合半導体膜(8)はP−形半導体膜又はイント
リンシック半導体膜でありバイアス電圧も逆転するので
注意が必要である。
Further, the P-type semiconductor film of the hole injection source is used as the emitter electrode, but the same is true even if the n-type semiconductor film of the electron injection source is used as the emitter electrode. However, in this case, the semiconductor film (8) is a P-type semiconductor film or an intrinsic semiconductor film, and the bias voltage is also reversed, so care must be taken.

又上記実施例においては、半導体膜D、絶縁膜E、絶
縁膜G、オーミックコンタクト用媒介膜H,I、高導電膜
J等を設けているが、薄膜トランジスタの要求特性およ
び材質等の選択によって省略することも可能と考えられ
る。特に高導電膜(61)(ベース電極)として、n-形半
導体膜(8)オーミックコンタクトが取れP形半導体膜
(9)にはショットキ接合ができる高導電膜を用いると
構造を簡単にすることができる。
Further, in the above embodiment, the semiconductor film D, the insulating film E, the insulating film G, the intermediary films H and I for ohmic contact, the high conductive film J, etc. are provided, but they are omitted depending on the required characteristics and material of the thin film transistor. It is also possible to do this. In particular, as the high conductive film (61) (base electrode), the n − type semiconductor film (8) can be ohmic contacted, and the P type semiconductor film (9) can be made of a high conductive film capable of Schottky junction to simplify the structure. You can

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、注入キャリアを用いてON,OFFのスイ
ッチ動作を行なわせる薄膜トランジスタにおいて問題と
なるデバイスのON状態への遷移電圧のバラツキをなく
し、該電圧をVBC+Vdiffに正確に設定することできる。
又それと同時にOFF電流を、極端に減少させることが出
来ON/OFFの比を十分大きく取ることができる。
According to the present invention, it is possible to eliminate the variation in the transition voltage to the ON state of a device, which is a problem in a thin film transistor that performs ON / OFF switching operation using injected carriers, and accurately set the voltage to V BC + V diff. it can.
At the same time, the OFF current can be extremely reduced and the ON / OFF ratio can be made sufficiently large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は実施例にて作成した本発明の薄膜トランジスタ
の構造を示す概略断面図、第2図は別実施例の概略断面
図、第3図および第4図は前記第1図および第2図に示
す実施例の薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図、
第5図および第6図は先に出願した薄膜トランジスタの
構造を示す概略断面図、第7図は第5図に示す薄膜トラ
ンジスタの電位の分布を示す図、第8図は従来のTFFの
構造の概略を示す断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a thin film transistor of the present invention prepared in an embodiment, FIG. 2 is a schematic sectional view of another embodiment, and FIGS. 3 and 4 are the aforementioned FIG. 1 and FIG. Sectional drawing showing the manufacturing process of the thin film transistor of the example shown in FIG.
FIGS. 5 and 6 are schematic cross-sectional views showing the structure of the thin film transistor previously applied, FIG. 7 is a diagram showing potential distribution of the thin film transistor shown in FIG. 5, and FIG. 8 is a schematic structure of a conventional TFF. FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/786 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 29/786

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の高導電膜Aよりなるコレクタ電極
と、 前記第1の高導電膜A上に設けられ、イントリンシック
もしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を有
する半導体膜Bと、 前記半導体膜B上に設けられ、空孔もしくは空溝を有す
る第2の高導電膜Cよりなるベース電極と、 前記ベース電極上に設けられた絶縁膜Gと、 前記絶縁膜G上および前記空孔もしくは空溝内に設けら
れ、イントリンシックもしくは低濃度に不純物が導入さ
れた第1の導電形を有する半導体膜Dと、 前記半導体膜D上に設けられ、高濃度に不純物が導入さ
れた第2の導電形を有する半導体膜Fと、 前記半導体膜F上に設けられ、第3の高導電膜Jよりな
るエミッタ電極と、 を備える薄膜トランジスタであって、 前記第1の高導電膜Aと前記半導体膜Bとの間に、 前記第1の高導電膜A上に設けられた第2の導電形を有
する半導体膜K、 または 前記第1の高導電膜A上に設けられ、イントリンシック
もしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を有
する半導体膜Mと、前記半導体膜M上に設けられ、第2
の導電形を有する半導体膜Lとを組合せた複合膜N、 を設けたことを特徴とする薄膜トランジスタ。
1. A collector electrode made of a first high conductive film A, and a semiconductor having a first conductivity type provided on the first high conductive film A and having an impurity introduced at an intrinsic or low concentration. A film B; a base electrode made of a second high conductive film C provided on the semiconductor film B and having holes or grooves; an insulating film G provided on the base electrode; and an insulating film G A semiconductor film D having a first conductivity type, which is provided above and in the holes or trenches and has an intrinsic or low concentration impurity introduced; and a semiconductor film D provided on the semiconductor film D and having a high concentration impurity A thin film transistor comprising: a semiconductor film F having the introduced second conductivity type; and an emitter electrode provided on the semiconductor film F and made of a third high conductive film J, comprising: Membrane A and the semiconductor A semiconductor film K having a second conductivity type provided on the first high conductive film A between the first and second conductive films B, or an intrinsic or low concentration film provided on the first high conductive film A. A semiconductor film M having a first conductivity type into which impurities are introduced; and a semiconductor film M provided on the semiconductor film M.
And a semiconductor film L having a conductivity type of 1.
【請求項2】前記高導電膜Cの空孔もしくは空溝の間隙
を、前記半導体膜Fから前記半導体膜Bに注入されるキ
ャリアの拡張長LDの2倍より小さく設定した特許請求の
範囲第1項記載の薄膜トランジスタ。
2. A gap between voids or grooves in the high conductive film C is set to be smaller than twice the extension length LD of carriers injected from the semiconductor film F into the semiconductor film B. 1. The thin film transistor according to item 1.
【請求項3】前記半導体膜Bの厚さが、前記半導体膜F
から前記半導体膜Bに注入されるキャリアの拡散長LDよ
りも薄い特許請求の範囲第1項または第2項記載の薄膜
トランジスタ。
3. The semiconductor film B has a thickness equal to that of the semiconductor film F.
The thin film transistor according to claim 1, wherein the thin film transistor has a diffusion length LD thinner than that of carriers injected into the semiconductor film B.
【請求項4】前記高導電膜Cと前記半導体膜Bとの間
に、オーミックコンタクト用媒介膜Hが設けられた特許
請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の薄膜トラ
ンジスタ。
4. The thin film transistor according to claim 1, further comprising an intermediary film H for ohmic contact provided between the high conductive film C and the semiconductor film B.
【請求項5】前記第1の高導電膜Aと前記半導体膜Kと
の間、または前記第1の高導電膜Aと前記半導体膜Mと
の間に、オーミックコンタクト用媒介膜Iが設けられた
特許請求の範囲の第1項〜第4項のいずれかに記載の薄
膜トランジスタ。
5. An intermediary film I for ohmic contact is provided between the first high conductive film A and the semiconductor film K, or between the first high conductive film A and the semiconductor film M. The thin film transistor according to any one of claims 1 to 4 of the appended claims.
【請求項6】第1の高導電膜Aよりなるコレクタ電極
と、 前記第1の高導電膜A上に設けられ、イントリンシック
もしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を有
する半導体膜Bと、 前記半導体膜B上に設けられ、空孔もしくは空溝を有す
る第2の高導電膜Cよりなるベース電極と、 前記ベース電極上および側壁に設けられた絶縁膜Eと、 前記絶縁膜E上および前記空孔もしくは空溝内に設けら
れ、高濃度に不純物が導入された第2の導電形を有する
半導体膜Fと、 前記半導体膜F上に設けられ、第3の高導電膜Jよりな
るエミッタ電極と、 を備える薄膜トランジスタであって、 前記第1の高導電膜Aと前記半導体膜Bとの間に、 前記第1の高導電膜A上に設けられた第2の導電形を有
する半導体膜K、 または 前記第1の高導電膜A上に設けられ、イントリンシック
もしくは低濃度に不純物が導入された第1の導電形を有
する半導体膜Mと、前記半導体膜M上に設けられ、第2
の導電形を有する半導体膜Lとを組合せた複合膜N、 を設けたことを特徴とする薄膜トランジスタである。
6. A collector electrode made of a first high conductive film A, and a semiconductor having a first conductivity type provided on the first high conductive film A and having an impurity introduced at an intrinsic or low concentration. A film B; a base electrode made of a second high conductive film C provided on the semiconductor film B and having holes or grooves; an insulating film E provided on the base electrode and on the side wall; A semiconductor film F provided on the film E and in the holes or grooves and having a second conductivity type in which impurities are introduced at a high concentration; and a third high conductive film provided on the semiconductor film F. A thin film transistor comprising: an emitter electrode made of J; and a second conductivity type provided on the first high conductive film A between the first high conductive film A and the semiconductor film B. Or a semiconductor film K having: A semiconductor film M provided on the film A and having a first conductivity type into which impurities are introduced intrinsically or at a low concentration; and a semiconductor film M provided on the semiconductor film M and a second film
And a semiconductor film L having a conductivity type of 1.
【請求項7】前記高導電膜Cの空孔もしくは空溝の間隙
を、前記半導体膜Fから前記半導体膜Bに注入されるキ
ャリアの拡張長LDの2倍より小さく設定した特許請求の
範囲第6項記載の薄膜トランジスタ。
7. A gap between voids or trenches in the high conductive film C is set to be smaller than twice an extension length LD of carriers injected from the semiconductor film F into the semiconductor film B. 6. A thin film transistor according to item 6.
【請求項8】前記半導体膜Bの厚さが、前記半導体膜F
から前記半導体膜Bに注入されるキャリアの拡散長LDよ
りも薄い特許請求の範囲第6項または第7項記載の薄膜
トランジスタ。
8. The thickness of the semiconductor film B is equal to that of the semiconductor film F.
The thin film transistor according to claim 6 or 7, which is thinner than a diffusion length LD of carriers injected from the semiconductor film to the semiconductor film B.
【請求項9】前記高導電膜Cと前記半導体膜Bとの間
に、オーミックコンタクト用媒介膜Hが設けられた特許
請求の範囲第6項〜第8項のいずれかに記載の薄膜トラ
ンジスタ。
9. The thin film transistor according to claim 6, wherein an ohmic contact mediating film H is provided between the high conductive film C and the semiconductor film B.
【請求項10】前記第1の高導電膜Aと前記半導体膜K
との間、または前記第1の高導電膜Aと前記半導体膜M
との間に、オーミックコンタクト用媒介膜Iが設けられ
た特許請求の範囲の第6項〜第9項のいずれかに記載の
薄膜トランジスタ。
10. The first high conductive film A and the semiconductor film K.
Or between the first high conductive film A and the semiconductor film M.
The thin film transistor according to any one of claims 6 to 9, wherein an intermediary film I for ohmic contact is provided between and.
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