JP2014063962A - 縦型トランジスタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導体層12を形成したのち、基板1を有機溶媒、例えばトルエン等の中に浸漬させる。これにより、有機溶媒に可溶膜10が溶け、導体層12のうち可溶膜10の上に形成されていた部分が除去(リフトオフ)され、導体層12のうちリブ2の側面に形成された部分のみ残る。このため、ゲート電極3と底部電極層6および頂部電極層7とが対向配置された状態にならない。したがって、従来のように、凸部の側面および上面から凹部の底面に至るまでゲート電極が形成された構造とは異なり、ゲート電極3とソース電極もしくはドレイン電極との間に寄生容量が発生しない。また、大電流密度が得られるのに加えて、寄生容量を低下させられることで高速応答性の低下を抑制することも可能となる。
【選択図】図2
Description
本発明の第1実施形態にかかる縦型トランジスタの構造について、図を参照して説明する。この縦型トランジスタは、例えば有機EL素子の駆動回路に備えられるトランジスタなどに適用される。
まず、ガラスなどの絶縁性基板によって構成される基板1を用意し、その上にSiOxなどで構成される絶縁層を配置する。例えば、CVD、原子層成長(以下、ALDという)法などによって絶縁層を形成することができる。そして、フォトエッチングなどにより、絶縁層をパターニングしてリブ2を形成する。このとき、リブ2の側面が基板1の表面に対して垂直もしくはリブ2の側面と底面との成す角度θが鈍角となるような逆テーパ形状となるようなエッチングによりリブ2を形成すると好ましい。また、感光性レジストを用いる場合には、ネガティブレジストを用い、露光・現像を行うことでリブ2を形成する。
基板1のうちの露出面およびリブ2の上面に対して、有機溶媒に可溶性を有する材料の膜(以下、可溶膜という)10を配置する。例えば、有機溶媒として例えばトルエン等を用いることを想定しており、トルエン等に可溶性を有する可溶膜10の材料として例えばα−NPDなどを用いている。また、可溶膜10の成膜方法としては、真空蒸着などを用いることができる。このとき、成膜の方法によりリブ2の側面に可溶膜10が成膜されないようにすることも可能であるし、リブ2の側面に可溶膜10が成膜されたとしても、必要に応じてフォトエッチング工程を行って可溶膜10をパターニングすれば良い。
基板1の表面やリブ2の上面に形成された可溶膜10の表面、および、リブ2の側面に例えばAuなどで構成される導体層12を成膜する。例えば、真空蒸着などによって、導体層12を形成することができる。
導体層12を形成したのち、リブ2などが形成された基板1を有機溶媒、例えばトルエン等の中に浸漬させる。これにより、有機溶媒に可溶膜10が溶け、導体層12のうち可溶膜10の上に形成されていた部分が除去(リフトオフ)され、導体層12のうちリブ2の側面に形成された部分のみ残る。この導体層12のうちリブ2の側面に残った部分により、ゲート電極3が構成される。また、基板1のうちリブ2が形成されていない部分およびリブ2の上面は、可溶膜10および導体層12が除去されることにより露出した状態となる。
基板1の露出表面やリブ2の上面およびゲート電極3の表面を覆うようにゲート絶縁膜4を形成する。例えば、トリメチルアルミニウムを原料にして、ALD法などによって形成されるアルミナによってゲート絶縁膜4を構成することができる。ALD法によれば、低温プロセスでゲート絶縁膜4を成膜することができる。このような低温プロセスを適用すると、耐熱性が十分ではないリブ2などを高温に晒す必要がなくなるため、リブ2を高温から保護することが可能となる。また、本実施形態の場合、基板1としてガラス基板を用いているため耐熱性に優れているが、基板1として樹脂基板を用いることもできる。このような樹脂基板を用いる場合には、耐熱性が十分ではないため、低温プロセスでゲート絶縁膜4を成膜することは有効である。
ゲート絶縁膜4の上に例えばCVD法などによって有機半導体層5を成膜する。そして、底部電極層6および頂部電極層7を構成するための電極材料をスパッタ法やシャドウマスクを用いた真空蒸着法などによって成膜する。このとき、成膜の方法により有機半導体層5のうちチャネルとなる部分に電極材料が成膜されないようにすることも可能であるし、チャネルとなる部分に電極材料が成膜されたとしても必要に応じてフォトエッチング工程を行って可溶膜10をパターニングすれば良い。このようにして底部電極層6および頂部電極層7を形成し、図1に示した本実施形態にかかる縦型トランジスタが製造される。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の縦型トランジスタは、第1実施形態に対してよりゲート電極3のリブ2への密着性を高められるようにしたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
上記各実施形態では、縦型トランジスタに備えられるチャネル領域形成用の半導体層として有機半導体層5を用いる場合について説明したが、無機酸化物半導体にて構成することもできる。
2 リブ
3 ゲート電極
4 ゲート絶縁膜
5 有機半導体層
6 底部電極層
7 頂部電極層
10 突起部
11 導電層
Claims (7)
- 少なくとも表層が絶縁体とされた基板(1)を用意する工程と、
前記基板の上に、側面および上面を有する絶縁体にて構成されたリブ(2)を形成する工程と、
前記基板の表面のうち前記リブが形成されていない部分および前記リブの上面にのみ、有機溶媒に可溶性を有する材料で構成された可溶膜(10)を形成する工程と、
前記リブの側面および前記可溶膜の上に導体層(12)を形成する工程と、
前記有機溶媒にて前記可溶膜を除去することで、前記導体層のうち前記可溶膜の上に形成されていた部分をリフトオフさせ、前記リブの側面にのみ前記導体層を残すことでゲート電極(3)を形成する工程と、
前記ゲート電極の表面にゲート絶縁膜(4)を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体層(5)を形成する工程と、
前記基板のうち前記リブおよび前記ゲート電極が形成された部分を凸部とし、前記リブおよび前記ゲート電極が形成されていない部分を凹部として、前記凹部の底面において前記半導体層と接するように底部電極層(6)を形成すると共に前記凸部の上面において前記半導体層と接するように頂部電極層(7)を形成する工程と、を含んでいることを特徴とする縦型トランジスタの製造方法。 - 前記リブを形成する工程の後で、前記基板のうち前記リブが形成されていない露出面と前記リブの上面および前記リブの側面に、前記ゲート電極と前記リブとの密着性を高める電極密着層(8)を形成する工程を有し、
前記可溶膜を形成する工程では、前記電極密着層を介して、前記基板の表面のうち前記リブが形成されていない部分および前記リブの上面に前記可溶膜を形成し、
前記導体層を形成する工程では、前記電極密着層を介して、前記リブの側面の上に前記導体層を形成することを特徴とする請求項1に記載の縦型トランジスタの製造方法。 - 前記電極密着層を形成する工程では、トリメチルアルミニウムを原料にして原子層成長法により形成されるアルミナによって前記ゲート絶縁膜を構成することを特徴とする請求項2に記載の縦型トランジスタの製造方法。
- 前記可溶膜を形成する工程では、前記有機溶媒に可溶性を有する材料として、有機材料を用いることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の縦型トランジスタの製造方法。
- 前記ゲート絶縁膜を形成する工程では、トリメチルアルミニウムを原料にして原子層成長法により形成されるアルミナによって前記ゲート絶縁膜を構成することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の縦型トランジスタの製造方法。
- 前記可溶膜を形成する工程や前記底部電極層および頂部電極層を形成する工程では、材料源(11)から前記基板の両端に向かう直線と前記基板の表面とが成す両角度をそれぞれθ1、θ2、前記リブの側面と前記基板の露出表面との成す角度をθ3として、θ1、θ2が共にθ3以上となるようにすることにより、前記可溶膜や底部電極層および頂部電極層が前記リブの側面に形成されないようにすることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の縦型トランジスタの製造方法。
- 前記導体層を形成する工程や前記半導体層を形成する工程では、材料源(11)から前記基板の両端に向かう直線と前記基板の表面とが成す両角度をそれぞれθ1、θ2、前記リブの側面と前記基板の露出表面との成す角度をθ3として、θ1、θ2が共にθ3以下となるようにすることにより、前記導体層や前記半導体層が前記リブの側面にも形成されるようにすることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の縦型トランジスタの製造方法。
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