JP5500907B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図2に、酸化物半導体を用い作成したトップゲート、ボトムコンタクト型のTFTを示す。ここでいうトップゲートとは、チャネル層CHNよりも上層にゲート電極GEが形成されている構造のことであり、ボトムコンタクトとは、チャネル層CHNよりも下層にソース電極SEおよびドレイン電極DEが形成されている構造のことである。
導電層CLを形成する。導電層CLの成膜はCVD法やスパッタ法などにより行ない、加工は一般的なフォトリソグラフィー技術とドライエッチングとの組み合わせにより行なう。
図11は、本実施の形態2における半導体装置の構成および製造方法を示す図である。半導体装置としていわゆるトップゲート/トップコンタクト型酸化物TFTを挙げている。ここでいうトップゲートとは、チャネル層CHNよりも上層にゲート電極GEが形成されている構造のことであり、トップコンタクトとは、チャネル層CHNよりも上層にソース電極SEおよびドレイン電極DEが形成されている構造のことを示している。
図12は、本実施の形態3における半導体装置の構成および製造方法を示す図である。半導体装置としていわゆるボトムゲート/トップコンタクト型酸化物TFTを挙げている。ここでいうボトムゲートとは、チャネル層CHNよりも下層にゲート電極GEが形成されている構造のことであり、トップコンタクトとは、チャネル層CHNよりも上層にソース電極SEおよびドレイン電極DEが形成されている構造のことを示している。
図17は、本実施の形態4における半導体装置の構成および製造方法を示す図である。半導体装置としていわゆるボトムゲート/ボトムコンタクト型酸化物TFTを挙げている。ここでいうボトムゲートとは、チャネル層CHNよりも下層にゲート電極GEが形成されている構造のことであり、ボトムコンタクトとは、チャネル層CHNよりも下層にソース電極SEおよびドレイン電極DEが形成されている構造のことを示している。
図18は、本実施の形態5における半導体装置の構成および製造方法を示す図である。半導体装置としていわゆるボトムゲート型酸化物TFTを挙げている。ここでいうボトムゲートとは、チャネル層CHNよりも下層にゲート電極GEが形成されている構造のことを示している。
図20は、本実施の形態6における半導体装置の構成および製造方法を示す図である。半導体装置としていわゆるボトムゲート型酸化物TFTを挙げている。ここでいうボトムゲートとは、チャネル層CHNよりも下層にゲート電極GEが形成されている構造のことを示している。
図21は本実施の形態5における半導体装置の構成を示す図である。実施の形態1〜6に示す構造の酸化物TFTを用いてアンテナ共振回路AR、整流器RCT、変調器MOD、デジタル回路DGCなどを構成し、無線タグを形成している。無線タグはリーダRDまたはライタWRと無線で通信を行うことができるようになっている。無線タグでは、リーダRDやライタWRとの無線通信を行なうが、高周波での動作が要求される。このとき、前記実施の形態1〜6に示す自己整合型酸化物TFTでは、寄生容量が小さいため高周波での動作が可能になる。これにより、前記実施の形態1〜6における自己整合型酸化物TFTを使用した回路の高速化を図ることができる。このことから、前記実施の形態1〜6に示す自己整合型酸化物TFTは、高周波動作が必要とされる無線タグの使用に適しているといえる。
図22は本実施の形態8における半導体装置の構成を示す図である。本実施の形態8では、前記実施の形態1〜6の構造を有する酸化物TFTを構成要素とする素子が基板SUB上にアレイ状に配置されている。前記実施の形態1〜6に示す酸化物TFTを、アレイ内の各素子のスイッチングや駆動用のトランジスタに用いることはもちろん、この酸化物TFTのゲート電極GEと接続されるゲート線GLに信号を送るゲート線駆動回路GDCや、この酸化物TFTのソース電極SEあるいはドレイン電極DEと接続されるデータ線DLに信号を送るデータ線駆動回路DDCを構成するトランジスタに用いてもよい。この場合、各素子の酸化物TFTとゲート線駆動回路GDCあるいはデータ線駆動回路DDC内の酸化物TFTを並行して形成することができる。
CE 容量電極
CHN チャネル層
CHN2 チャネル層
CP 寄生容量
DDC データ線駆動回路
DE ドレイン電極
DE2 ドレイン電極
DGC デジタル回路
DL データ線
GDC ゲート線駆動回路
GE ゲート電極
GE2 ゲート電極
GI ゲート絶縁膜
GL ゲート線
IF 絶縁膜
LWI 下層配線
MOD 変調器
NRES ネガレジスト
OL オーバラップ
PE 画素電極
PM フォトマスク
PRES ポジレジスト
RCT 整流器
RD リーダ
SE ソース電極
SE2 ソース電極
SUB 基板
TCL 透明導電膜
TFT 酸化物TFT
UWI 上層配線
WI 配線
WR ライタ
Claims (16)
- 基板上に金属膜によりソース電極とドレイン電極と共に第1配線を形成し、酸化物半導体によりチャネル膜を形成し、
前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル膜の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、導電膜を形成し、
前記導電膜上にネガレジストを塗布し、
前記ソース電極と前記ドレイン電極と共に前記第1配線をマスクとして、前記基板の裏面側から前記ネガレジストを露光し、
前記ネガレジストの露光部分を残し前記ネガレジストを除去し、
前記露光部分をエッチングマスクとして前記導電膜をエッチングし、
前記導電膜上にレジストを塗布し、
前記基板の表面側から前記レジストを露光し、
露光後の前記レジストをエッチングマスクとして前記導電膜を再度エッチングすることで、ゲート電極と共に第2配線を形成し、
前記第1配線直上の前記第2配線の分断部分に第3配線を形成し接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法において、
前記裏面露光の光源として、水銀ランプのi線を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法において、
前記基板は、プラスチックフィルムからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法において、
前記チャネル膜は、Zn−O、In-O、Ga-O、Sn-O、In−Ga−Zn−O、Zn−Sn−O、In−Sn−O、In−Zn−O、Ga−Zn−O、In−Ga−Oの何れか一つから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法において、
前記ゲート絶縁膜は、Si−O、Al−O、Si−Nの何れか一つから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法において、
前記導電膜は、In-Sn-O、Al−Zn-O、Sn−Oの何れか一つから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法において、
前記基板と、チャネル膜と、ゲート絶縁膜と、導電膜は透明であり、
前記金属膜は不透明であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板上に金属膜によりゲート電極と共に第1配線を形成し、
前記ゲート電極と前記基板の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体によりチャネル膜を形成し、
前記チャネル膜上に導電膜を形成し、
前記導電膜上にネガレジストを塗布し、
前記ゲート電極と共に前記第1配線をマスクとして、前記基板の裏面側から前記ネガレジストを露光し、
前記ネガレジストの露光部分を残し前記ネガレジストを除去し、
前記露光部分をエッチングマスクとして前記導電膜をエッチングし、
前記導電膜上にレジストを塗布し、
前記基板の表面側から前記レジストを露光し、
露光後の前記レジストをエッチングマスクとして前記導電膜を再度エッチングすることで、ソース電極とドレイン電極と共に第2配線を形成し、
前記第1配線直上の前記第2配線の分断部分に第3配線を形成し接続することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の製造方法において、
前記裏面露光の光源として、水銀ランプのi線を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の製造方法において、
前記基板は、プラスチックフィルムからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の製造方法において、
前記チャネル膜は、Zn−O、In-O、Ga-O、Sn-O、In−Ga−Zn−O、Zn−Sn−O、In−Sn−O、In−Zn−O、Ga−Zn−O、In−Ga−Oの何れか一つから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の製造方法において、
前記ゲート絶縁膜は、Si−O、Al−O、Si−Nの何れか一つから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の製造方法において、
前記導電膜は、In-Sn-O、Al−Zn-O、Sn−Oの何れか一つから成ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の製造方法において、
前記基板と、チャネル膜と、ゲート絶縁膜と、導電膜は透明であり、
前記金属膜は不透明であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板上に金属膜によりソース電極とドレイン電極と共に第1配線を形成し、酸化物半導体によりチャネル膜を形成し、
前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル膜の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、導電膜を形成し、
前記導電膜上にネガレジストを塗布し、
前記ソース電極と前記ドレイン電極と共に前記第1配線をマスクとして、前記基板の裏面側から前記ネガレジストを露光し、
前記ネガレジストの露光部分を残し前記ネガレジストを除去し、
前記露光部分をエッチングマスクとして前記導電膜をエッチングし、
前記導電膜上にレジストを塗布し、
前記基板の表面側から前記レジストを露光し、
露光後の前記レジストをエッチングマスクとする前記導電膜のエッチングにより、ゲート電極と共に第2配線を形成し、
前記第1配線直上の前記第2配線の分断部分に第3配線を形成し接続することにより製造された半導体装置。 - 基板上に金属膜によりゲート電極と共に第1配線を形成し、
前記ゲート電極と前記基板の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体によりチャネル膜を形成し、
前記チャネル膜上に導電膜を形成し、
前記導電膜上にネガレジストを塗布し、
前記ゲート電極と共に前記第1配線をマスクとして、前記基板の裏面側から前記ネガレジストを露光し、
前記ネガレジストの露光部分を残し前記ネガレジストを除去し、
前記露光部分をエッチングマスクとして前記導電膜をエッチングし、
前記導電膜上にレジストを塗布し、
前記基板の表面側から前記レジストを露光し、
露光後の前記レジストをエッチングマスクとして前記導電膜を再度エッチングすることで、ソース電極とドレイン電極と共に第2配線を形成し、
前記第1配線直上の前記第2配線の分断部分に第3配線を形成し接続することにより製造された半導体装置。
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