JP6945836B2 - Field effect transistors and electronics - Google Patents
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Description
本発明は、電界効果トランジスタおよび電子装置に関する。 The present invention relates to field effect transistors and electronic devices.
半導体装置の中でも、電界効果トランジスタ(Field effect transistor、FET)は、各種電子装置等に広く用いられている。 Among semiconductor devices, field effect transistors (FETs) are widely used in various electronic devices and the like.
図6に、電界効果トランジスタの構造の一例を示す。図6(A)〜(C)は、横型(ボトムゲート・トップコンタクトタイプ)電界効果トランジスタの構造を模式的に示した断面図および平面図である。図示の通り、従来の横型電界効果トランジスタは、ゲート電極11上に絶縁膜12を介して半導体層13が形成され、その上に、長方形のソース電極14およびドレイン電極15が、一定の間隔をあけて互いに対向して配置されている。
FIG. 6 shows an example of the structure of the field effect transistor. 6 (A) to 6 (C) are cross-sectional views and plan views schematically showing the structure of a horizontal (bottom gate / top contact type) field effect transistor. As shown in the figure, in the conventional horizontal field effect transistor, a
このようなソース電極およびドレイン電極を形成する際、図6(C)に示すように、ゲート電極に対するアライメントのズレが発生すると、ソース電極およびドレイン電極と、ゲート電極との間に、xy方向およびθ方向の位置ずれが生じる。この結果、ソース電極およびドレイン電極と、ゲート電極との重なり部分の面積が変動し、寄生容量の変動につながる等の問題がある。また、チャネル長やチャネル幅が変動することにより、オン電流のばらつきが生じる等の問題がある。 When forming such a source electrode and a drain electrode, as shown in FIG. 6C, when a misalignment with respect to the gate electrode occurs, the xy direction and the gate electrode are separated from each other between the source electrode and the drain electrode and the gate electrode. Misalignment in the θ direction occurs. As a result, there is a problem that the area of the overlapping portion between the source electrode and the drain electrode and the gate electrode fluctuates, which leads to the fluctuation of the parasitic capacitance. Further, there is a problem that the on-current varies due to the fluctuation of the channel length and the channel width.
前記ソース電極と前記ドレイン電極とを上下方向において異なる層に形成した、縦型の電界効果トランジスタにおいても、アライメントのズレにより、同様の問題が生じる。 In a vertical field-effect transistor in which the source electrode and the drain electrode are formed in different layers in the vertical direction, the same problem occurs due to misalignment.
これに対し、図7に示すように、ソース電極14とドレイン電極15とを櫛歯状に噛み合わせた構成とする電界効果トランジスタが提案されている(特許文献1)。これにより、アライメントのズレが発生した場合においても、xy方向におけるアライメントズレの影響をある程度軽減することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, a field effect transistor having a configuration in which a
しかしながら、xy方向におけるアライメントズレだけでなく、θ方向におけるアライメントズレの影響についても、より効果的に軽減可能な方法が求められている。 However, there is a need for a method that can more effectively reduce the influence of the alignment deviation in the θ direction as well as the alignment deviation in the xy direction.
そこで、本発明は、電界効果トランジスタにおけるアライメントのズレによる影響をより効果的に軽減することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to more effectively reduce the influence of misalignment in the field effect transistor.
前記目的を達成するために、本発明の電界効果トランジスタは、
基板と、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、半導体層と、ソース電極と、ドレイン電極とを含み、
前記基板上に、前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜、および前記半導体層が、前記順序で積層され、
前記ソース電極および前記ドレイン電極が、前記半導体層に接しており、
前記ソース電極および前記ドレイン電極の少なくとも一方が、上面からみて、互いに対向する部分の全部または一部において、略円弧状であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the field effect transistor of the present invention can be used.
A substrate, a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode are included.
The gate electrode, the gate insulating film, and the semiconductor layer are laminated on the substrate in the above order.
The source electrode and the drain electrode are in contact with the semiconductor layer, and the source electrode and the drain electrode are in contact with the semiconductor layer.
At least one of the source electrode and the drain electrode is characterized in that it has a substantially arc shape in all or a part of the portions facing each other when viewed from the upper surface.
本発明の電子装置は、前記本発明の電界効果トランジスタを含むことを特徴とする。 The electronic device of the present invention is characterized by including the field effect transistor of the present invention.
本発明によれば、電界効果トランジスタにおけるアライメントのズレによる影響を軽減することができる。このため、例えば、前記ズレにより生じる、チャネル幅やチャネル長の変動等を抑制し、安定したオン電流を得ることができる。また、例えば、前記電界効果トランジスタの特性のバラツキを改善することができる。さらに、本発明によれば、アライメントのズレによる影響を軽減することができることから、例えば、従来よりもアライメントズレに対する設計マージンを小さくすることができ、素子の小型化、および集積化を可能とすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the influence of misalignment in the field effect transistor. Therefore, for example, fluctuations in the channel width and channel length caused by the deviation can be suppressed, and a stable on-current can be obtained. Further, for example, it is possible to improve the variation in the characteristics of the field effect transistor. Further, according to the present invention, since the influence of the misalignment can be reduced, for example, the design margin for the misalignment can be made smaller than before, and the device can be miniaturized and integrated. be able to.
本発明の電界効果トランジスタは、例えば、前記ソース電極および前記ドレイン電極が、上面からみて、互いに対向する部分の全部または一部において、一方が、凸型の略円弧状であり、他方が、凹型の略円弧状である。 In the field effect transistor of the present invention, for example, one of the source electrode and the drain electrode has a convex substantially arc shape and the other is concave in all or a part of the portions facing each other when viewed from the upper surface. It has a substantially arc shape.
本発明の電界効果トランジスタは、例えば、前記ソース電極および前記ドレイン電極が、上面からみて、互いに対向する部分の全部または一部において、一方が、他方を取り囲むように形成されている。 In the field effect transistor of the present invention, for example, one of the source electrode and the drain electrode is formed so as to surround the other in all or a part of the portions facing each other when viewed from the upper surface.
本発明の電界効果トランジスタは、例えば、前記ソース電極および前記ドレイン電極の少なくとも一方が、上面からみて、アイランド形状である。 In the field effect transistor of the present invention, for example, at least one of the source electrode and the drain electrode has an island shape when viewed from the upper surface.
本発明の電界効果トランジスタは、例えば、前記ソース電極および前記ドレイン電極が、上面からみて、略円弧状の形状を含む。 In the field effect transistor of the present invention, for example, the source electrode and the drain electrode include a substantially arc-shaped shape when viewed from the upper surface.
本発明の電界効果トランジスタは、例えば、前記ソース電極および前記ドレイン電極が、上下方向において、異なる層に形成されている。 In the field effect transistor of the present invention, for example, the source electrode and the drain electrode are formed in different layers in the vertical direction.
本発明の電界効果トランジスタは、例えば、前記ゲート電極の設置面が、上面からみて、前記ドレイン電極およびソース電極の設置面より大きい。 In the field effect transistor of the present invention, for example, the installation surface of the gate electrode is larger than the installation surface of the drain electrode and the source electrode when viewed from the upper surface.
本発明の電界効果トランジスタは、例えば、前記半導体層が、上面からみて、前記ゲート電極の設置面より小さい。 In the field effect transistor of the present invention, for example, the semiconductor layer is smaller than the installation surface of the gate electrode when viewed from the upper surface.
本発明の電界効果トランジスタは、例えば、前記半導体層が、有機半導体層である。 In the field effect transistor of the present invention, for example, the semiconductor layer is an organic semiconductor layer.
つぎに、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。本発明は、下記の実施形態によって何ら限定および制限されない。なお、以下の図面において、同一部分には、同一符号を付している。各実施形態における説明は、それぞれ、互いを援用できる。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す部分があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited or limited by the following embodiments. In the drawings below, the same parts are designated by the same reference numerals. The descriptions in each embodiment can be referred to each other. Further, in the drawings, for convenience of explanation, the structure of each part may be shown in a simplified manner as appropriate, and the dimensional ratio of each part may be shown schematically, which is different from the actual one.
(実施形態1)
図1(A)は、本実施形態における電界効果トランジスタ1を横からみた模式図(断面図)である。図1(A)に示すように、本実施形態の電界効果トランジスタ1は、基板10と、ゲート電極11と、ゲート絶縁膜12と、半導体層13と、ソース電極14と、ドレイン電極15とを含み、基板10上に、ゲート電極11、ゲート絶縁膜12、および半導体層13が、前記順序で積層されている。そして、本実施形態において、ソース電極14およびドレイン電極15は、半導体層13の上面に接して配置されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a schematic view (cross-sectional view) of the field effect transistor 1 according to the present embodiment as viewed from the side. As shown in FIG. 1A, the field effect transistor 1 of the present embodiment includes a
電界効果トランジスタ1において、基板10、ゲート電極11、ゲート絶縁膜12、半導体層13、ソース電極14、およびドレイン電極15の材料は、特に制限されず、公知の材料を用いることができる。
In the field effect transistor 1, the materials of the
ゲート電極11を形成する材料としては、例えば、Al−Nd、Au、Ag、Cu、Mo−Nb、Ta、Cr、およびこれらの合金があげられる。ソース電極14およびドレイン電極15を形成する材料としては、例えば、Al−Nd、Au、Ag、Cu、Al、Mo−Nb、およびこれらの合金があげられる。ゲート電極11、ソース電極14およびドレイン電極15は、例えば、それぞれ、積層膜であってもよい。前記積層膜は、例えば、前記材料を、電極およびバリアメタルのクラッド構造とすることにより形成できる。
Examples of the material forming the
電界効果トランジスタ1は、例えば、半導体層13が有機半導体である有機トランジスタであることが好ましい。前記有機半導体を形成する材料は、例えば、低分子p型半導体として、ペンタセン、5,6,11,12-テトラフェニルナフタセン(ルブレン)、2,3-ベンゾアントラセン(テトラセン)、2,6-ジフェニルアントラセン等のアセン類、ジナフト[3,2-b:2’,3’-f]チエノ[3,2-b]チオフェン(DNTT)、2,7-ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2-b][1]ベンゾチオフェン(DPh-BTBT)、フェナントロ[1,2-b:8,7-b']ジチオフェン、ベンゾ[a]クリセン等のヘテロアセン類、2,5-ビス(4-ビフェニルイル)チオフェン、2,8-ジメチルアントラ[2,3-b:7,6-b']ジチオフェン(DMADT)等のチオフェン類およびオリゴチオフェン類、フタロシアニン、銅フタロシアニン等のポルフィリン類、4,7-ジ(2-チエニル)-2,1,3-ベンゾチアジアゾール等のベンゾチアゾール類、ならびにビス(エチレンジチオ)テトラチアフルバレン(TTF)等があげられる。また、前記有機半導体を形成する材料は、例えば、低分子n型半導体として、フラーレンC60、フラーレンC70等のフラーレンとその誘導体類、N,N'-ジメチル-3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、N,N'-ジ-n-オクチル-3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、N,N′-ジオクチル-3,4,9,10-ペリレンジカルボキシルジイミド(PTCDI)等のイミド類、銅(II)1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-ヘキサデカフルオロフタロシアニン、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物等のテトラカルボン酸類、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)等があげられる。また、前記有機半導体を形成する材料は、例えば、高分子を用いた有機半導体として、ポリチオフェン類やポリフルオレン類等があげられる。
The field effect transistor 1 is preferably an organic transistor in which the
前記有機トランジスタは、低温プロセスで形成でき、材料の選択の幅が広く、設計の自由度も高いことから、近年、開発が広く行われるようになってきており、有機EL表示装置、通信装置、照明等への応用が期待されている。 Since the organic transistor can be formed by a low temperature process, has a wide range of material choices, and has a high degree of freedom in design, it has been widely developed in recent years, and organic EL display devices, communication devices, and the like. It is expected to be applied to lighting and the like.
前記有機トランジスタは、一般に、透明基板上に、薄膜素子として形成される。前記透明基板は、例えば、ガラス、または可撓性(フレキシブル)を有するフィルム等が使用できる。前記フレキシブルフィルムは、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)があげられる。前記フレキシブルフィルムは、例えば、軽量で且つ曲げられること、および割れにくいことから、前記有機EL表示装置等、様々な応用が期待されている。 The organic transistor is generally formed as a thin film element on a transparent substrate. As the transparent substrate, for example, glass, a flexible film, or the like can be used. Examples of the flexible film include polyimide, polyethylene terephthalate (PET), and polyethylene naphthalate (PEN). Since the flexible film is lightweight, bendable, and hard to break, it is expected to have various applications such as the organic EL display device.
前記フレキシブルフィルムは、一般に、熱膨張係数および線膨張係数が大きく、ガラス基板やSi基板等と比較して、熱による寸法変動が大きい。そして、前記フレキシブルフィルム上に有機トランジスタを形成する場合、無機トランジスタを形成する場合と比較して、より低温のプロセスにより形成することができるが、前記低温プロセスにおいても、レジストの焼成や基板の脱水処理等のために100〜180℃前後の加熱が必要となるため、熱による前記フレキシブルフィルムへの負荷がかかる。また、例えば、前記フレキシブルフィルム上に電極(例えばボトムゲート構造であれば、ゲート電極)を形成する際、エッチング液や現像液に晒されることによっても、前記フレキシブルフィルムへの負荷がかかる。このように、前記フレキシブルフィルム上に前記薄膜素子を形成する場合、前記フレキシブルフィルムへの負荷等により、寸法変動が生じ、電極間のアライメントズレ、およびそれによるトランジスタ特性の変動・ばらつきが生じやすい。本発明によれば、ソース電極およびドレイン電極間のアライメントズレによる影響を軽減でき、これにより、例えば、トランジスタ特性の変動・ばらつき等を抑制することができることから、例えば、前記フレキシブルフィルム上への薄膜素子形成において、上述のように基板の寸法変動が起きた場合でも、安定したトランジスタ特性を得ることができる。 The flexible film generally has a large coefficient of thermal expansion and a coefficient of linear expansion, and has a large dimensional variation due to heat as compared with a glass substrate, a Si substrate, or the like. When the organic transistor is formed on the flexible film, it can be formed by a lower temperature process as compared with the case where the inorganic transistor is formed. However, even in the low temperature process, the resist is fired and the substrate is dehydrated. Since heating at around 100 to 180 ° C. is required for processing and the like, a load is applied to the flexible film by heat. Further, for example, when an electrode (for example, a gate electrode in the case of a bottom gate structure) is formed on the flexible film, the flexible film is also loaded by being exposed to an etching solution or a developing solution. In this way, when the thin film element is formed on the flexible film, dimensional variation occurs due to a load on the flexible film or the like, alignment misalignment between electrodes, and resulting variation / variation in transistor characteristics are likely to occur. According to the present invention, the influence of misalignment between the source electrode and the drain electrode can be reduced, and thereby, for example, fluctuations and variations in transistor characteristics can be suppressed. Therefore, for example, a thin film on the flexible film can be suppressed. In element formation, stable transistor characteristics can be obtained even when the dimensions of the substrate fluctuate as described above.
本実施形態の電界効果トランジスタ1は、図1(A)に示すように、トップコンタクト型の積層構造である。トップコンタクト型の積層構造は、例えば、まず、ゲート絶縁膜上に有機半導体層を成膜し、その後、前記有機半導体層上に、ソース電極およびドレイン電極を形成することにより作製できる。電界効果トランジスタ1を前記トップコンタクト型の積層構造とする場合、例えば、蒸着により形成された金属電極膜が、前記有機半導体層にも拡散するため、ボトムコンタクト型の積層構造と比較して、接触抵抗が小さく、素子特性が優れており、また、再現性や信頼性等の安定性も優れている。電界効果トランジスタ1の積層構造は、例えば、ボトムゲート型、ボトムコンタクト型等、トップコンタクト型以外の積層構造でもよい。電界効果トランジスタ1をボトムゲート型およびボトムコンタクト型の積層構造とする場合、例えば、ソース電極およびドレイン電極を形成する際に、フォトリソグラフィおよび微細加工技術等を用いることができるため、トランジスタの短チャネル化が可能である。いずれの場合も、各層の厚さは、特に制限されず、その形成材料等に応じて、適宜設定できる。 As shown in FIG. 1A, the field effect transistor 1 of the present embodiment has a top contact type laminated structure. The top contact type laminated structure can be produced, for example, by first forming an organic semiconductor layer on the gate insulating film and then forming a source electrode and a drain electrode on the organic semiconductor layer. When the field effect transistor 1 has the top contact type laminated structure, for example, the metal electrode film formed by vapor deposition diffuses into the organic semiconductor layer, so that the contact is made as compared with the bottom contact type laminated structure. The resistance is small, the element characteristics are excellent, and the stability such as reproducibility and reliability is also excellent. The laminated structure of the field effect transistor 1 may be a laminated structure other than the top contact type, such as a bottom gate type and a bottom contact type. When the field effect transistor 1 has a bottom gate type and bottom contact type laminated structure, for example, photolithography and microfabrication technology can be used when forming the source electrode and the drain electrode, so that the short channel of the transistor can be used. Can be converted. In any case, the thickness of each layer is not particularly limited and can be appropriately set according to the forming material and the like.
図1(B)は、本実施形態における電界効果トランジスタ1の平面図である。以下の平面図において、ソース電極14およびドレイン電極15が互いに対向する部分を、太線で示す。図1(B)に示すように、本実施形態の電界効果トランジスタ1は、上面からみて、ソース電極14およびドレイン電極15が、互いに対向する部分において、略円弧状となっている。以下の説明において、ソース電極14およびドレイン電極15についての記載は、それぞれを入れ替えた場合についても同様とすることができる。
FIG. 1B is a plan view of the field effect transistor 1 according to the present embodiment. In the plan view below, the portion where the
このように、ソース電極14およびドレイン電極15が、互いに対向する部分において、略円弧状となるように形成されていることにより、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15の位置が、θ方向にずれた場合でも、チャネル長およびチャネル幅の変動を抑えることができるため、アライメントのズレによる影響を軽減することができる。
As described above, since the
本発明において、上下方向とは、基板10に対する各部材の積層方向であり、基板10側が下方向であり、基板10と反対側が上方向である。また、上面とは、電界効果トランジスタにおける、上方向の面をいう。
In the present invention, the vertical direction is the stacking direction of each member with respect to the
前記略円弧の方向は、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15の中央付近を中心とする円に沿う方向である。
The direction of the substantially arc is, for example, a direction along a circle centered on the vicinity of the center of the
本発明において、略円弧状とは、例えば、完全な円弧状でもよいし、円弧に近い曲線状でもよいし、曲線および/または直線を含み、円弧に近い線状でもよい。 In the present invention, the substantially arcuate shape may be, for example, a perfect arcuate shape, a curved line shape close to an arc shape, a linear shape including a curved line and / or a straight line, and a linear shape close to an arc shape.
本発明は、さらに、ソース電極14およびドレイン電極15の少なくとも一方が、上面からみて、略円弧状の形状を含むことが好ましい。以下の平面図において、ソース電極14およびドレイン電極15における略円弧状の形状部分を、斜線で示す。図1(B)において、ドレイン電極15が、略円弧状の部分を含む。このように形成することにより、例えば、略円弧状の形状を含むソース電極14およびドレイン電極15の位置が、θ方向にずれた場合でも、ソース電極14およびドレイン電極15の外側(互いに対向していない側)においても、各電極14,15とゲート電極11との重なり部分の面積の変動を抑制できるため、前記ズレによる影響を軽減することができる。ソース電極14およびドレイン電極15は、例えば、両方が、略円弧状の形状を含んでもよい。
Further, in the present invention, it is preferable that at least one of the
図1(B)では、ドレイン電極15がソース電極14より大きく形成されているが、本発明は、これには制限されず、例えば、ソース電極14がドレイン電極15より大きく形成されていてもよいし、ソース電極14およびドレイン電極15が同じ大きさでもよい。
In FIG. 1B, the
ソース電極14およびドレイン電極15は、図1(B)に示すように、互いに対向する部分において、一方が、凸型の略円弧状であり、他方が、凹型の略円弧状であることが好ましい。ただし、本発明は、これに制限されず、例えば、互いに対向する部分において、一方が、凸型の略円弧状であり、他方が、直線等の略円弧状以外の線状、または、凸型の略円弧状であってもよいし、互いに対向する部分において、一方が、凹型の略円弧状であり、他方が、直線等の略円弧状以外の線状、または、凹型の略円弧状であってもよい。
As shown in FIG. 1B, it is preferable that one of the
また、本実施形態において、ソース電極14およびドレイン電極15は、図1(B)に示すように、一方が、他方を取り囲むように形成されている。このように形成することにより、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15の位置が、θ方向だけでなくxy方向にずれた場合においても、アライメントのズレによる影響を軽減することができる。
Further, in the present embodiment, one of the
また、図1(B)では、ソース電極14およびドレイン電極15が、互いに対向する部分の全部において、略円弧状となっているが、本発明は、これには制限されず、ドレイン電極15およびソース電極14が、互いに対向する部分の一部において、略円弧状であり、前記一部以外の部分が、例えば、直線等の略円弧状以外の線状であってもよい。この場合、各電極における互いに対向する部分のうち、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15の中央付近を中心とする円に沿う部分において、略円弧状であることが好ましい。
Further, in FIG. 1B, the
ソース電極14およびドレイン電極15において、取り出し配線部を設ける位置は、特に制限されず、任意の位置に設けることができる。前記取り出し配線部は、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15が、略円弧状の形状を含む場合、前記略円弧状の形状に接続する、任意の位置とすることができる。
In the
前記取り出し配線部は、例えば、3次元的に設置されてもよく、この場合、例えば、ソース電極14および/またはドレイン電極15にコンタクトホールを形成し、配線することができる。このように形成することにより、例えば、電極間のアライメントのズレが生じた場合においても、前記取り出し配線部を2次元的に配線した場合と比較して、ドレイン電極およびソース電極と、ゲート電極との重なり部分の面積の変動を抑制できるため、前記ズレによる影響を軽減することができる。
The take-out wiring portion may be installed three-dimensionally, for example, and in this case, for example, a contact hole can be formed in the
本実施形態において、ゲート絶縁膜12は、図1(A)に示すように、ゲート電極11上に、ゲート電極11の端まで形成されている。ゲート電極11は、図1(B)に示すように、例えば、ゲート電極11の設置面の大きさが、上面からみて、ソース電極14およびドレイン電極15の設置面よりも大きいことが好ましい。本発明において、「ソース電極およびドレイン電極の設置面」とは、ソース電極およびドレイン電極における、配線部分を除いた部分の設置面をいう。このように形成することにより、例えば、電極間のアライメントのズレが生じた場合においても、前記設置面におけるドレイン電極およびソース電極と、ゲート電極との重なり部分の面積の変動を抑制できるため、前記ズレによる影響を軽減することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the
また、半導体層13が、有機半導体層である場合、半導体層13は、例えば、図1(A)および(B)に示すように、ゲート電極11の設置面よりも小さく形成されることが好ましい。有機半導体では、シリコン系半導体のpn接合部と異なり、キャリアが、電極全面から注入される。このため、前記有機半導体層の領域が大きいと、オフリークの電流が流れる経路が多くなり、オンオフ比(整流比)が小さくなってしまう。このため、半導体層13を、例えば、ゲート電極11の設置面より小さく、具体的には、例えば、基板10上に、ベタ膜ではなく、アイランド形状に形成することにより、オフリークを小さくすることができる。
When the
ソース電極14およびドレイン電極15は、上面からみて、半導体層13の設置面の範囲内に設置することが好ましい。このように形成することにより、例えば、ゲート電極11とソース電極14およびドレイン電極15との重なりがある領域に半導体層13があることになるため、ゲート電極11とソース電極14およびドレイン電極15との寄生容量の変動を抑えることができる。また、例えば、チャネル長およびチャネル幅の変動を小さくできることから、オン抵抗・オン電流の変動を小さくすることができ、トランジスタ特性を安定させることができる。
The
(変形例)
図2は、本実施形態の変形例における電界効果トランジスタ1の平面図である。本例において、ソース電極14およびドレイン電極15は、それぞれが、互いを取り囲むように形成されている。そして、ソース電極14およびドレイン電極15は、いずれも、略円弧状の形状を含む(斜線部分)。前記点を除いては、前記実施形態1と同様である。
(Modification example)
FIG. 2 is a plan view of the field effect transistor 1 in the modified example of the present embodiment. In this example, the
ソース電極14およびドレイン電極15が、このような構成である場合にも、前記実施形態1と同様に、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15のアライメントのズレによる影響を軽減することができ、また、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15の位置が、θ方向だけでなくxy方向にずれた場合においても、アライメントのズレによる影響を軽減することができる。さらに、ソース電極14およびドレイン電極15が、いずれも、略円弧状の形状を含むことにより、例えば、アライメントのズレによる影響を軽減することができることに加え、チャネル幅を大きくすることができる。
Even when the
(実施形態2)
図3は、本実施形態における電界効果トランジスタ1の平面図である。本例において、ドレイン電極15は、ソース電極14を取り囲むように形成されており、ソース電極14は、ドレイン電極15に取り囲まれた部分において、アイランド形状となっている。前記点を除いては、前記実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a plan view of the field effect transistor 1 in this embodiment. In this example, the
本発明において、アイランド形状とは、他の部分と比較して、その部分が、島のように大きくなっている形状をいう。前記アイランド形状は、例えば、円形、略円形、および、四角形等の多角形等である。 In the present invention, the island shape means a shape in which the portion is larger like an island as compared with other portions. The island shape is, for example, a circular shape, a substantially circular shape, a polygonal shape such as a quadrangle, or the like.
このように、ソース電極14が、ドレイン電極15に取り囲まれた部分において、アイランド形状となっている構成であることにより、各電極間の距離の変動をより抑えることができるため、ソース電極14およびドレイン電極15のアライメントのズレによる影響をより軽減することができる。
As described above, since the
(実施形態3)
図4は、本実施形態における電界効果トランジスタ1の平面図である。図4(A)は、本実施形態における電界効果トランジスタの一例であり、ソース電極14は、アイランド形状を有し、ドレイン電極15は、ソース電極14におけるアイランド形状を取り囲むように形成されている。また、ソース電極14が、上面からみて、1つの環状構造を含み、ドレイン電極15が、上面からみて、2つの環状構造を含む(斜線部分)。前記点を除いては、前記実施形態と同様である。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a plan view of the field effect transistor 1 in this embodiment. FIG. 4A is an example of the field effect transistor in the present embodiment, in which the
図4(B)は、本実施形態における電界効果トランジスタ1の別の一例であり、ドレイン電極15は、アイランド形状を有し、ソース電極14は、ドレイン電極15におけるアイランド形状を取り囲むように形成されている。また、ソース電極14が、上面からみて、2つの環状構造を含み、ドレイン電極15が、上面からみて、1つの環状構造を含む(斜線部分)。ドレイン電極15は、コンタクトホールを形成することにより、3次元的に配線されている。前記点を除いては、前記実施形態と同様である。
FIG. 4B is another example of the field effect transistor 1 in the present embodiment, in which the
本発明において、環状構造とは、図4(A)および(B)に示すように、例えば、略円弧状の形状であり、且つ、一方の電極における前記略円弧状の形状が、他方を大きく取り囲んでいる状態である。本発明において、環状構造とは、閉じた環状でもよいし、閉じた環状でなくてもよい。 In the present invention, as shown in FIGS. 4A and 4B, the annular structure is, for example, a substantially arcuate shape, and the substantially arcuate shape of one electrode is larger than the other. It is in a state of surrounding. In the present invention, the annular structure may or may not be a closed annular structure.
ソース電極14およびドレイン電極15に含まれる前記環状構造の数は、特に制限されず、例えば、それぞれ、1〜50個、1〜10個、1〜5個である。ソース電極14およびドレイン電極15に含まれる前記環状構造の数は、例えば、それぞれ、同じでもよいし、異なっていてもよい。また、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15の両方が前記環状構造を含んでもよいし、一方が前記環状構造を含み、他方が前記環状構造を含まなくてもよい。
The number of the annular structures contained in the
このように、ソース電極14およびドレイン電極15が前記環状構造を含む構成であることにより、例えば、ソース電極14およびドレイン電極15の位置が、θ方向だけでなくxy方向にずれた場合においても、アライメントのズレによる影響を軽減することができる。
As described above, since the
ソース電極14およびドレイン電極15に含まれる前記環状構造は、例えば、図4(A)および(B)に示すように、それぞれの前記環状構造が、交互に互いを取り囲む構成であることが好ましい。前記構成とすることにより、例えば、アライメントのズレによる影響を軽減することができることに加え、チャネル幅を大きくすることができる。
The annular structure included in the
(実施形態4)
図5は、本実施形態における電界効果トランジスタ1を横からみた模式図(断面図)である。図5に示すように、本実施形態の電界効果トランジスタ1は、基板10上に、ゲート電極11、ゲート絶縁膜12、および半導体層13が、前記順序で積層されており、ソース電極14およびドレイン電極15は、上下方向において、それぞれ、半導体層13の上面および下面に接して形成されている。すなわち、本実施形態において、ソース電極14およびドレイン電極15が、上下方向において、異なる層に設けられている。前記点を除いては、前記実施形態と同様である。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a schematic view (cross-sectional view) of the field effect transistor 1 according to the present embodiment as viewed from the side. As shown in FIG. 5, in the field effect transistor 1 of the present embodiment, the
このように、ソース電極14およびドレイン電極15を、異なる層に設ける構成とした場合、各電極を縦方向に形成できることから、例えば、短チャネル化が容易となる。
In this way, when the
本実施形態においても、ソース電極14およびドレイン電極15を同じ層に設けた前記実施形態と同様に、電界効果トランジスタ1は、上面からみて、ソース電極14およびドレイン電極15が、互いに対向する部分において、略円弧状となっている。このため、ソース電極14およびドレイン電極15を異なる層に設けた本実施形態においても、前記実施形態と同様に、アライメントのズレによる影響を軽減することができる。
Also in the present embodiment, similarly to the above-described embodiment in which the
(実施形態5)
本発明の電子装置は、前記本発明の電界効果トランジスタを含むことを特徴とする。本発明の電子装置の用途は特に限定されず、例えば、モーター制御装置(例えば電気自動車用、エアコン用等)、電源装置(例えばコンピュータ用等)、インバータ照明、高周波電力発生装置(例えば電子レンジ用、電磁調理器用等)、画像表示装置、情報記録再生装置、通信装置等に広く用いることができる。本発明の電界効果トランジスタによれば、アライメントのズレによる影響を軽減することができるため、例えば、これらの電子装置(電子機器)の特性のバラツキを抑制することができ、例えば、有機ELディスプレーの輝度バラツキを抑制することができる。
(Embodiment 5)
The electronic device of the present invention is characterized by including the field effect transistor of the present invention. The application of the electronic device of the present invention is not particularly limited, and for example, a motor control device (for example, for an electric vehicle, an air conditioner, etc.), a power supply device (for example, for a computer, etc.), an inverter lighting, a high-frequency power generator (for example, for a microwave oven). , For electromagnetic cookers, etc.), image display devices, information recording / playback devices, communication devices, etc. can be widely used. According to the field-effect transistor of the present invention, the influence of misalignment can be reduced, so that variations in the characteristics of these electronic devices (electronic devices) can be suppressed, for example, for organic EL displays. Brightness variation can be suppressed.
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention within the scope of the present invention.
本発明によれば、電界効果トランジスタにおけるアライメントのズレによる影響を軽減することができる。このため、例えば、本発明の電界効果トランジスタを、画像表示装置、通信装置、照明等に用いることにより、例えば、これらの電子装置(電子機器)の特性のバラツキを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the influence of misalignment in the field effect transistor. Therefore, for example, by using the field effect transistor of the present invention in an image display device, a communication device, lighting, or the like, it is possible to suppress variations in the characteristics of these electronic devices (electronic devices), for example.
1 電界効果トランジスタ
10 基板
11 ゲート電極
12 ゲート絶縁膜
13 半導体層
14 ソース電極
15 ドレイン電極
1
Claims (7)
前記基板上に、前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜、および前記半導体層が、この順序で積層され、
前記ソース電極および前記ドレイン電極が、前記半導体層に接しており、
前記ソース電極および前記ドレイン電極が、上面からみて、環状構造を含み、
前記ソース電極および前記ドレイン電極の少なくとも一方が、複数の前記環状構造を含み、
前記ソース電極および前記ドレイン電極の前記環状構造が、交互に互いを取り囲むように形成されており、
前記ソース電極および前記ドレイン電極が、上下方向において、異なる層に形成されている
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。 A substrate, a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode are included.
The gate electrode, the gate insulating film, and the semiconductor layer are laminated on the substrate in this order.
The source electrode and the drain electrode are in contact with the semiconductor layer, and the source electrode and the drain electrode are in contact with the semiconductor layer.
The source electrode and the drain electrode include an annular structure when viewed from above.
At least one of the source electrode and the drain electrode includes the plurality of said annular structures.
The annular structure of the source electrode and the drain electrode is formed so as to alternately surround each other .
A field-effect transistor characterized in that the source electrode and the drain electrode are formed in different layers in the vertical direction.
An electronic device comprising the field effect transistor according to any one of claims 1 to 6.
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