本技術提供了半導體裝置及其制造方法以及圖像顯示裝置的制造方法，半導體裝置的制造方法包括：在基材上形成柵極電極；在基材和柵極電極上形成柵極絕緣層，其中，凹部形成在要形成溝道形成區域中；基于涂布法在凹部內形成包括有機半導體材料的溝道形成區域；以及從柵極絕緣層在溝道形成區域的部分上形成源極電極/漏極電極。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及半導體裝置及其制造方法和圖像顯示裝置的制造方法。
技術介紹
當前，用在各種電子裝置中的包括薄膜晶體管的場效應晶體管(FET)例如由以下部分構成在諸如硅半導體基材或硅半導體材料層的基材中形成的溝道形成區域和源極電極/漏極電極、包括形成在基材的表面上的SiO2的柵極絕緣層、以及被設置為面向溝道形成區域和柵極絕緣層的柵極電極。此外，這種FET簡稱為頂柵型FET。可選地，通過設置在支持體上的柵極電極、設置在包括柵極電極和包括SiO2的支持體上的柵極絕緣層、以及在柵極絕緣層上形成的溝道形成區域和源極電極/漏極電極來配置FET。此外，這種FET簡稱為底柵型FET。用于制造半導體裝置的非常昂貴的裝置被用于制造具有上述結構的FET，因此需要降低制造成本。其中，最近，已經積極地開發出使用包括有機半導體材料的薄膜的電子裝置，特別是，諸如有機晶體管的有機電子器件(在下文中可簡稱為有機器件)受到人們的關注。這些有機器件的最終目標是具有低成本、輕重量、柔韌性和高性能。當與作為主要實例的硅的無機材料相比時，有機半導體材料(I)允許通過簡單工藝以低成本在低溫下制造大尺寸的有機器件；(2)允許制造具有柔韌性的有機器件；以及(3)允許通過將構成有機材料的單元改性為期望的形式來控制有機器件的性能或物理屬性。因此，有機半導體材料具有各種優勢。然而，在有機晶體管中，溝道形成區域具有島形平面，通常通過光刻技術和濕蝕刻法或反應性離子蝕刻(RIE)法的組合進行圖案化。因此，在頂柵型有機晶體管中的基材和溝道形成區域之間出現臺階(step)，在底柵型有機晶體管的柵極絕緣層和溝道形成區域之間也出現臺階。然后，源極電極/漏極電極形成在頂柵型有機晶體管中從基材上到溝道形成區域的一部分上，在底柵型有機晶體管中形成在從柵極絕緣層上到溝道形成區域的一部分上。因此，可能由于臺階而發生分級切割(stuped cut)。例如，公知在日本專利公開第2010-087063號中涉及一種半導體裝置的制造方法，其避免由臺階引起的諸如分級切割源極電極/漏極電極的問題的發生。該半導體裝置的制造方法，包括在形成在基材上的柵極電極上形成柵極絕緣層，在柵極絕緣層上形成彼此相隔的源極電極/漏極電極，在源極電極/漏極電極之間的柵極絕緣層中形成在各個源極電極/漏極電極的底面凹陷的凹部，并且在凹部中形成與各個源極電極/漏極電極的底面的一部分接觸的半導體層。
技術實現思路
日本專利公開第2010-087063號中公開的半導體裝置的制造方法是避免諸如分級切割源極電極/漏極電極的問題的發生的有效方法。然而，當通過諸如旋轉涂布法的涂布法形成包括有機半導體材料的溝道形成區域時，源極電極/漏極電極可能成為凸出的障 礙，有機半導體材料的溶液難以擴散并滲入凹部。此外，在形成了凹部的狀態下，源極電極/漏極電極的邊緣在凹部中向上凸出。因此，例如，當在進行濕蝕刻之后旋轉干燥用于清洗的純水時，源極電極/漏極電極凸出部分可能被離心力或風壓力損壞。因此，本技術提供能夠可靠地避免諸如分級切割源極電極/漏極電極和損壞源極電極/漏極電極的問題的發生以及能夠可靠地形成具有島形平面的溝道形成區域(即，元件分離的溝道形成區域)的半導體裝置的制造方法、采用該半導體裝置的制造方法的圖像顯示裝置的制造方法、以及通過該半導體裝置的制造方法獲得的半導體裝置。根據本技術的第一方面，提供了半導體裝置的制造方法，包括在基材上形成柵極電極，在所述基材上和所述柵極上形成柵極絕緣層，其中，在要形成溝道形成區域的區域中形成有凹部；基于涂布法在凹部內形成包括有機半導體材料的溝道形成區域；從所述柵極絕緣層上到所述溝道形成區域的一部分上形成源極電極/漏極電極。根據本技術的第二方面，提供了半導體裝置的制造方法，包括在要形成溝道形成區域的基體的區域形成凹部；基于涂布法在所述凹部內形成包括有機半導體材料的溝道形成區域；從基體上到溝道形成區域的一部分上形成源極電極/漏極電極；在溝道形成區域 和源極電極/漏極電極上形成柵極絕緣層；以及在溝道形成區域上的柵極絕緣層上形成柵極電極。本技術的圖像顯示裝置的制造方法包括根據本技術第一或第二方面的半導體裝置的制造方法。根據本技術的第一方面，提供了一種半導體裝置，包括柵極電極，形成在基材上；柵極絕緣層，形成在柵極電極與基材上；溝道形成區域，設置在形成在柵極絕緣層中的凹部內，并且包括有機半導體材料；以及源極電極/漏極電極，形成在從柵極絕緣層上到溝道形成區域的一部分上，其中，溝道形成區域的頂面從柵極絕緣層和凹部之間的邊界向凹部的中央部分凹陷。根據本技術的第二方面，提供了一種半導體裝置，包括溝道形成區域，設置在形成在基體中的凹部內，并且包括有機半導體材料；源極電極/漏極電極，形成在從基體上到溝道形成區域的一部分上；柵極絕緣層，形成在源極電極/漏極電極和溝道形成區域上；柵極電極，形成在柵極絕緣層上，其中，溝道形成區域的頂面從基體和凹部的邊界向凹部的中央部分凹陷。在本技術的第一或第二實施方式的半導體裝置的制造方法和包括本技術的第一或第二實施方式的半導體裝置的制造方法的圖像顯示裝置的制造方法中，在由有機半導體材料形成的溝道形成區域基于涂布法形成在凹部(其設置在要形成溝道形成區域的柵極絕緣層的區域中)內后，從柵極絕緣層上到溝道形成區域的一部分上形成源極電極/漏極電極，或由有機半導體材料形成的溝道形成區域基于涂布法形成在要形成溝道形成區域的基體的區域中的凹部內，在從基體上到溝道形成區域的一部分上形成源極電極/漏極電極，因此可確保避免諸如源極電極/漏極電極的分級切割和損壞源極電極/漏極電極的問題的發生，也能可靠地形成具有島形平面溝道形成區域。此外，可省略用于在溝道形成區域上進行圖案化(元件分離)的光刻工藝或蝕刻工藝。附圖說明圖IA和圖IB是分別示意性地示出第一實施方式的半導體裝置的部分截面圖和示意性地示出溝道形成區域或源極電極/漏極電極的放大部分的截面圖；圖2A至圖2C是示意性地示出第一實施方式的半導體裝置的制造方法的基材等的部分截面圖；圖3A和圖3B是接著圖2C示意性地示出第一實施方式的半導體裝置的制造方法的基材等的部分截面圖；圖4A和圖4B是分別示意性地示出第二實施方式的半導體裝置的部分截面圖和示意性地示出溝道形成區域或源極電極/漏極電極的放大部分的截面圖；圖5A至圖5C是示意性地示出第二實施方式的半導體裝置的制造方法的基體等的部分截面圖；以及圖6A和圖6B是接著圖5C示意性地示出第二實施方式的半導體裝置的制造方法 的基體等的部分截面圖。具體實施例方式下文中，將參照附圖詳細描述本公開的優選實施方式。注意，在說明書和附圖中，具有基本相同的功能和結構的結構性元件標有相同的參考標號，這些結構元件的重復描述被省略。下文中，將參照附圖描述本技術的實施方式，然而，本技術是不限于這些實施方式，實施方式的各種值或材料僅是示例性的。此外，以下列順序進行描述。I.根據本技術第一實施方式和第二實施方式的和一般描述2.第一實施方式(根據本技術第一實施方式的半導體裝置及其制造方法，以及圖像顯示裝置的制造方法)3.第二實施方式(根據本技術第二實施方式的半導體裝置及其制造方法，以及圖像顯示裝置的制造方法)等在根據本技術第一實施方式的半導體裝置的制造方法或包本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種半導體裝置的制造方法，包括：在基材上形成柵極電極；在所述基材和所述柵極電極上形成柵極絕緣層，其中，在所述柵極絕緣層的要形成溝道形成區域的區域形成有凹部；基于涂布法在所述凹部內形成由有機半導體材料構成的所述溝道形成區域；以及在所述柵極絕緣層上到所述溝道形成區域的一部分上形成源極電極/漏極電極。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：檜森和雄，
申請(專利權)人：索尼公司，
類型：發明
國別省市：
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