[發(fā)明專(zhuān)利]電子元件、電流控制裝置、運(yùn)算裝置及顯示裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680051693.0
• 申請(qǐng)日: 2006-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101361191A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 近藤浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社理光
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/786
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/786;H01L21/288;H01L21/336;H01L51/05;H01L51/30;H01L51/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 王冉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子元件、電流控制裝置、運(yùn)算裝置及顯示裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)在，用于信息顯示等的典型顯示裝置包括CRT(陰極射線管)、液晶顯示裝置以及EL(電致發(fā)光)顯示裝置。傳統(tǒng)上，由于相對(duì)低的裝置成本和高的顯示質(zhì)量，CRT已經(jīng)廣泛用作顯示裝置。然而，難以微型化布勞恩管(Braun?tube)并實(shí)現(xiàn)低功耗。鑒于此，最近對(duì)于液晶顯示裝置和EL顯示裝置的需求越來(lái)越多。此外，能夠以非接觸方式讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的IC標(biāo)簽是被預(yù)期的，以形成在物流和個(gè)人信息管理用途方面形成巨大市場(chǎng)。這些IC標(biāo)簽包括嵌在其中的大量運(yùn)算裝置。

另一方面，用于顯示裝置和運(yùn)算裝置的一般有源元件是由包含半導(dǎo)體材料、第一電極(柵電極100)、第二電極(源電極101)和第三電極(漏電極102)的晶體管制成。晶體管的一般結(jié)構(gòu)的例子包括平面類(lèi)型(見(jiàn)圖21(a))以及反向交錯(cuò)類(lèi)型(見(jiàn)圖21(b))。

有關(guān)半導(dǎo)體材料，近年來(lái)已經(jīng)活躍地開(kāi)發(fā)了可以應(yīng)用涂敷工藝的有機(jī)半導(dǎo)體材料。可以通過(guò)涂敷來(lái)制造的有機(jī)半導(dǎo)體裝置不需要真空成膜工藝，使得可以顯著降低制造成本。

近年來(lái)，聚噻吩(polythiophene)材料作為具有高遷移率的有機(jī)半導(dǎo)體材料已經(jīng)引起注意，這種材料可以應(yīng)用涂敷工藝(見(jiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。然而，遷移率小于0.1cm²/V·s且與非晶硅遷移率相比小約10倍。據(jù)此，一般而言，使用了有機(jī)半導(dǎo)體材料的晶體管具有kHz量級(jí)的截止頻率作為高速響應(yīng)的指標(biāo)。因此，無(wú)法使用這種晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)需要不小于數(shù)MHz量級(jí)的截止頻率的高清晰電影顯示裝置或者用于IC標(biāo)簽。

除了增大有機(jī)半導(dǎo)體材料的遷移率之外，可以采用減小晶體管的溝道長(zhǎng)度104作為提高截止頻率的方法。然而，為了對(duì)源電極101和漏電極102進(jìn)行圖案化形成約1μm以下的溝道長(zhǎng)度，一般需要復(fù)雜的步驟和昂貴的制造設(shè)備，使得出現(xiàn)制造成本增加的問(wèn)題。

為了解決這些問(wèn)題，SIT結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖22(a))是已知的，其中源電極101、柵電極100和漏電極102連續(xù)堆疊。在SIT結(jié)構(gòu)中，源電極101和漏電極102之間的電流為通過(guò)圖22(b)所示的控制而ON/OFF，其中通過(guò)施加?xùn)艠O電壓6，半導(dǎo)體層105內(nèi)的耗盡層107增大且源電極101和漏電極102之間的電阻增大。

從圖22(a)判斷，可以依據(jù)半導(dǎo)體層105的膜厚來(lái)控制SIT結(jié)構(gòu)的溝道長(zhǎng)度104。就減小的溝道長(zhǎng)度而言，SIT結(jié)構(gòu)的制造工藝是非常容易的，使得SIT結(jié)構(gòu)預(yù)期成為具有高速響應(yīng)的晶體管。然而，SIT結(jié)構(gòu)存在這樣的問(wèn)題，當(dāng)柵電極100的間隔增大時(shí)，耗盡層107不沿著SIT結(jié)構(gòu)的溝道長(zhǎng)度方向擴(kuò)展到整個(gè)區(qū)域，以及當(dāng)電流為OFF時(shí)，電流增大。鑒于此，需要進(jìn)行圖案化使得柵電極100的間隔小于1μm，因此制造工藝需要復(fù)雜的步驟。

此外，元件內(nèi)部的寄生電容必需減小以提高截止頻率。

例如，對(duì)于圖21(a)的情形，通過(guò)將柵極絕緣膜103保持在柵電極100和源電極101之間以及柵電極100和漏電極102之間而形成寄生電容。如果寄生電容大，與電路運(yùn)行無(wú)關(guān)的部件由于施加?xùn)艠O電壓而被充電，導(dǎo)致高速響應(yīng)是困難的。然而，如果柵極電壓具有高的頻率，電容器的阻抗非常小，使得柵極電壓流到源電極101和漏電極102。結(jié)果，元件的功耗變得非常大，且難以將元件應(yīng)用于使用電池來(lái)驅(qū)動(dòng)的用途，例如移動(dòng)應(yīng)用。

據(jù)此，在平面類(lèi)型中，需要排列柵電極100、源電極101和漏電極102以使它們幾乎不相互交疊。具體而言，當(dāng)基板的材料例如樹(shù)脂膜收縮時(shí)，隨著面積增大，排列變得更加困難。

在SIT結(jié)構(gòu)中，按照與圖22(a)所示相同的方式使用柵電極100、源電極101和漏電極102來(lái)保持半導(dǎo)體層105，由此形成寄生電容，使得在進(jìn)行高速運(yùn)行或者實(shí)現(xiàn)低功耗時(shí)會(huì)產(chǎn)生失效。再者，很難排列源電極101和漏電極102使其不與微制作柵極元件交疊。

鑒于此，專(zhuān)利文獻(xiàn)1披露了一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括：第一電極，形成于基板上并具有凸部；絕緣層，覆蓋該第一電極；第二電極，形成于該絕緣層上并置于第一電極的凸部上方；第三電極，通過(guò)該絕緣層布置于第一電極的凸部的兩個(gè)側(cè)面的至少之一，并置為低于第一電極的凸部；以及半導(dǎo)體層，與第二電極和第三電極接觸而通過(guò)絕緣層與第一電極分離。