(57)【要約】【課題】ＧＯＬＤ構造を持つＴＦＴを形成した場合、中間濃度層とゲート電極とが重なる領域の長さ（以下、「ＧＯＬＤ長」と呼ぶ）が長くなるにつれて、トランジスターを構成するチャネル領域を挟む、ソース−ドレイン間の漏れ電流が増加し、消費電力の増加が生じる。また、液晶装置や有機ＥＬ装置に適用した場合に顕著となる、映像信号の保持を可能とする時間の低下による映像品質の低下が生じるという課題がある。【解決手段】ＴＦＴのＧＯＬＤ長をＴＦＴ幅方向の両端での長さを中央部の長さと比べて短くした。島状のシリコン層の幅方向の端部には、キャリアを発生させる欠陥準位が幅方向の中央部と比べ多く存在する。この領域でのＧＯＬＤ長を中央部と比べ短縮することで、この欠陥準位からのキャリア発生を抑制し、漏れ電流を減らした。【選択図】図１
2010171163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体を用いた基板、または絶縁体に覆われた基板と、
前記絶縁体上に配置された島状の半導体層と、
前記半導体層面で見た平面視にて、前記半導体層を第１の方向に横切る形状をもって配置されたゲート電極と、
前記半導体層の法線方向において、前記半導体層と前記ゲート電極とに挟まれたゲート絶縁層と、
前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極を挟み、前記半導体層中に配置された、互いに同極性のキャリアを発生する不純物を含むソース領域とドレイン領域と、
前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極の内側に配置されたチャネル領域と、
前記半導体層面で見た平面視にて、前記チャネル領域と前記ソース領域との間、および前記チャネル領域と前記ドレイン領域との間に配置された、前記チャネル領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間の抵抗率を示す、前記ソース領域と前記ドレイン領域と同極性のキャリアを発生する不純物を含む中間濃度層と、を備え、
前記半導体層面で見た平面視にて、前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第１の方向と交差する第２の方向の長さが、少なくとも前記ソース領域側と前記ドレイン領域側の片側で、かつ少なくとも前記半導体層の前記第２の方向に沿う一端で、前記ゲート電極と前記半導体層とが重なる領域での前記チャネル領域の前記第１の方向における中央部での前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さよりも短いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さが、少なくとも前記ソース領域側と前記ドレイン領域側の片側で、前記半導体層の前記第２の方向に沿う両端が、前記中央部での前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さよりも短いことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置であって、前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さが、前記ソース領域側と前記ドレイン領域側の両側で、かつ少なくとも前記一端で、前記中央部での前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さよりも短いことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さが、前記両側で、かつ前記両端で、前記中央部での前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さよりも短いことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記中間濃度層が、前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極下で、前記中央部よりも、少なくとも前記片側で、かつ少なくとも前記一端で、前記第２の方向の長さを短くした形状を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記ゲート電極が、前記半導体層面で見た平面視にて、前記中央部よりも、少なくとも前記片側で、かつ少なくとも前記一端で、前記第２の方向の長さを短くした形状を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の半導体装置であって、前記中間濃度層が、前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極下で、前記中央部よりも、少なくとも前記片側で、かつ少なくとも前記一端で、前記第２の方向の長さを短くした形状を有し、かつ前記ゲート電極が、前記半導体層面で見た平面視にて、前記中央部よりも、少なくとも前記片側で、かつ少なくとも前記一端で、前記第２の方向の長さを短くした形状を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項５または７のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記半導体層面で見た平面視にて、前記中間濃度層は前記ゲート電極と重なる領域で、滑らかな輪郭線を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項６または７に記載の半導体装置であって、前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極は前記半導体層と重なる領域で、滑らかな輪郭線を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置や有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）装置等においては、半導体装置としてのトランジスターを含む集積回路を用いて画素のスイッチング動作等を行っている。トランジスターの構造として、絶縁体上に配置された島状の非晶質シリコン層や、多結晶シリコン層、単結晶シリコン層を用いてチャネル領域等を形成したトランジスターも実用化されている。また、トランジスターのホットキャリア耐性を向上させるために、特許文献１に記載されるようにゲート電極とＬＤＤ領域（中間濃度層）とが重なるＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ−Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ＬＤｄ）構造を含むトランジスター構造が提案されている。また、ＧＯＬＤ構造の製造方法の一例について特許文献２に記載されている。ＧＯＬＤ構造を用いることで、トランジスター内部での電界を分散させることが可能となり、ホットキャリアの発生が抑えられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−４５９３０号公報
【特許文献２】特開２０００−２９４７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＧＯＬＤ構造を持つトランジスターを形成した場合、中間濃度層とゲート電極とが重なる領域の長さ（以下、「ＧＯＬＤ長」と呼ぶ）が長くなるにつれて、トランジスターを構成するチャネル領域を挟む、ソース−ドレイン間の漏れ電流が増加し、消費電力の増加が生じる。また、液晶装置や有機ＥＬ装置に適用した場合に顕著となる、映像信号の保持を可能とする時間の低下による映像品質の低下が生じるという課題が発生する。
【０００５】
ＧＯＬＤ長の増加に伴う漏れ電流の増加の機構については、以下のような機構によるものと考えている。島状のシリコン層の幅方向の端部では電界が集中する。また、シリコン層の幅方向の端部にはキャリアを発生させる欠陥準位が幅方向の中央部と比べ多く存在する。この領域にＧＯＬＤ構造を形成すると、ＧＯＬＤ構造内は空乏化するため、この欠陥準位からキャリアが発生し、漏れ電流が発生するという機構である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。ここで、「上」とは、「絶縁体から半導体層に向かう方向」と定義する。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる半導体装置は、絶縁体を用いた基板、または絶縁体に覆われた基板と、前記絶縁体上に配置された島状の半導体層と、前記半導体層面で見た平面視にて、前記半導体層を第１の方向に横切る形状をもって配置されたゲート電極と、前記半導体層の法線方向において、前記半導体層と前記ゲート電極とに挟まれたゲート絶縁層と、前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極を挟み、前記半導体層中に配置された、互いに同極性のキャリアを発生する不純物を含むソース領域とドレイン領域と、前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極の内側に配置されたチャネル領域と、前記半導体層面で見た平面視にて、前記チャネル領域と前記ソース領域との間、および前記チャネル領域と前記ドレイン領域との間に配置された、前記チャネル領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間の抵抗率を示す、前記ソース領域と前記ドレイン領域と同極性のキャリアを発生する不純物を含む中間濃度層と、を備え、前記半導体層面で見た平面視にて、前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第１の方向と交差する第２の方向の長さが、少なくとも前記ソース領域側と前記ドレイン領域側の片側で、かつ少なくとも前記半導体層の前記第２の方向に沿う一端で、前記ゲート電極と前記半導体層とが重なる領域での前記チャネル領域の前記第１の方向における中央部での前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さよりも短いことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、中間濃度層の長さを中央部に比べ、少なくともソース領域側とドレイン領域側の片側で、かつ少なくとも一端の長さを短くすることで、当該端部の空乏層長が抑えられる。そのため、空乏層内におけるキャリア発生が抑えられ、チャネル端部に位置する欠陥準位に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さが、少なくとも前記ソース領域側と前記ドレイン領域側の片側で、前記半導体層の前記第２の方向に沿う両端が、前記中央部での前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さよりも短いことを特徴とする。
【００１０】
上記した適用例によれば、中間濃度層の長さを中央部に比べ、少なくともソース領域側とドレイン領域側の片側の長さを短くすることで、当該端部の空乏層長が抑えられる。そのため、空乏層内におけるキャリア発生が抑えられ、チャネル端部に位置する欠陥準位に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さが、前記ソース領域側と前記ドレイン領域側の両側で、かつ少なくとも前記一端で、前記中央部での前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さよりも短いことを特徴とする。
【００１２】
上記した適用例によれば、中間濃度層の長さを中央部に比べ、少なくともソース領域側とドレイン領域側の両側で、かつ片端の長さを短くすることで、当該端部の空乏層長が抑えられる。そのため、空乏層内におけるキャリア発生が抑えられ、チャネル端部に位置する欠陥準位に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さが、前記両側で、かつ両端で、前記中央部での前記中間濃度層と前記ゲート電極との重なり部分の前記第２の方向の長さよりも短いことを特徴とする。
【００１４】
上記した適用例によれば、中間濃度層の長さを中央部に比べ、少なくともソース領域側とドレイン領域側の両側で、かつ両端の長さを短くすることで、当該端部の空乏層長が抑えられる。そのため、空乏層内におけるキャリア発生が抑えられ、チャネル端部に位置する欠陥準位に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記中間濃度層が、前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極下で、前記中央部よりも、少なくとも前記片側で、かつ少なくとも前記一端で、前記第２の方向の長さを短くした形状を有することを特徴とする。
【００１６】
上記した適用例によれば、中間濃度層が、中央部よりも、少なくとも一端では空乏層内におけるキャリア発生が抑えられ、チャネル端部に位置する欠陥準位に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記ゲート電極が、前記半導体層面で見た平面視にて、前記中央部よりも、少なくとも前記片側で、かつ少なくとも前記一端で、前記第２の方向の長さを短くした形状を有することを特徴とする。
【００１８】
上記した適用例によれば、ゲート電極の長さを中央部に比べ、少なくともソース領域側とドレイン領域側の片側で、かつ少なくとも一端の長さを短くすることで、当該端部の空乏層長が抑えられる。そのため、空乏層内におけるキャリア発生が抑えられ、チャネル端部に位置する欠陥準位に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。また、少なくとも幅方向におけるチャネル領域の片端の電気的に弱いチャネル端部ではチャネル方向で見て、ゲート電極とオーバーラップしない中間濃度層が中央部に比べて長くなる。中間濃度層は、電界緩和層として機能するため、少なくともチャネル領域の幅方向における片端では、半導体装置としてのトランジスターにかかる電界強度を低減でき、衝突イオン化等に起因する漏れ電流を低減させると同時に、信頼性を確保することが可能となる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記中間濃度層が、前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極下で、前記中央部よりも、少なくとも前記片側で、かつ少なくとも前記一端で、前記第２の方向の長さを短くした形状を有し、かつ前記ゲート電極が、前記半導体層面で見た平面視にて、前記中央部よりも、少なくとも前記片側で、かつ少なくとも前記一端で、前記第２の方向の長さを短くした形状を有することを特徴とする。
【００２０】
上記した適用例によれば、中間濃度層の長さを中央部に比べ、少なくともソース領域側とドレイン領域側の片側で、かつ少なくとも一端の長さを短くすることで、当該端部の空乏層長が抑えられる。加えて、ゲート電極の長さを中央部に比べ、少なくともソース領域側とドレイン領域側の片側で、かつ少なくとも一端の長さを短くすることで、当該端部の空乏層長が抑えられる。そのため、空乏層内におけるキャリア発生が抑えられ、チャネル端部に位置する欠陥準位に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００２１】
また、ゲート電極の長さを短くした領域には、ゲート電極とオーバーラップしない中間濃度層の長さが中央部に比べて長くなるトランジスターが形成される。中間濃度層は電界緩和層として機能するため、トランジスターにかかる電界強度を低減でき、衝突イオン化等に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。チャネル領域の長さが長くなること、および電界緩和層の長さが長くなることから、電気的に弱いチャネル領域の第１の方向の少なくとも片側端部で、漏れ電流の発生を抑えることが可能となる。
【００２２】
［適用例８］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記半導体層面で見た平面視にて、前記中間濃度層は前記ゲート電極と重なる領域で、滑らかな輪郭線を有していることを特徴とする。
【００２３】
上記した適用例によれば、中間濃度層での電界の集中を防止することができる。中間濃度層の形状を半導体層面で見た平面視にて滑らかな輪郭線形状を持つようにすることで、角部で生じる電界集中によるキャリア発生を抑えることができる。そのため、漏れ電流の発生を抑制することができる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記半導体層面で見た平面視にて、前記ゲート電極は前記半導体層と重なる領域で、滑らかな輪郭線を有していることを特徴とする。
【００２５】
上記した適用例によれば、ゲート電極直下での電界の集中を防止することができる。ゲート電極の形状を半導体層面で見た平面視にて滑らかな輪郭線形状を持つようにすることで、角部で生じる電界集中によるキャリア発生を抑えることができる。そのため、漏れ電流の発生を抑制することができる。
【００２６】
［適用例１０］本適用例にかかる電子機器は、上記記載の半導体装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
これによれば、電子機器は漏れ電流が抑えられた半導体装置を用いて構成される。そのため、有機発光装置や液晶表示装置では、表示画質が向上し、メモリー装置や論理回路装置に用いた場合には、消費電力を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態：中間濃度層の平面形状を変えた半導体装置）
以下、本実施形態にかかる半導体装置としての薄膜トランジスター（以下ＴＦＴと呼ぶ）について図面を用いて説明する。図１（ａ）は、ＴＦＴの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。ＴＦＴ１００は、基板１０１、チャネル領域１０２、中間濃度層１０３、ゲート絶縁層１０４、ゲート電極１０５、ソース・ドレイン領域１０６、半導体層１０７を含む。ゲート電極１０５は半導体層１０７を横切るように形成されており、この横切る方向を本発明の第１の方向とする。なお、図１（ａ）においては、視認性の向上のため、ゲート絶縁層１０４の記載を省略している。そして、第１の方向に交差する第２の方向のＬ１、Ｌ２の長さはＧＯＬＤ長を示す。また、中間濃度層１０３とゲート電極１０５とが基板１０１の平面視にて重なる領域をＧＯＬＤ領域と呼ぶ。ここでゲート電極１０５と半導体層１０７が基板１０１における平面視にて重なる領域において、ゲート電極１０５の第２の方向の長さは１０μｍ程度、ゲート電極１０５の幅（第１の方向の長さ）は１０μｍ程度の値を有している。ＧＯＬＤ長Ｌ１は０．５μｍ程度、Ｌ２は２μｍ程度である。そして、ＧＯＬＤ長Ｌ１を取る幅（第１の方向の長さ）は１μｍ程度である。ここで、ＧＯＬＤ長Ｌ１の値や、ＧＯＬＤ長Ｌ１を取る幅の範囲は、ＴＦＴ１００のゲート電極１０５の長さや幅、ホットキャリア耐性、漏れ電流規格等の要素により定められるものであり、本実施形態で示す数値は一例であることに注意されたい。例えば、漏れ電流をさらに抑えたい場合には、ＧＯＬＤ長Ｌ１を短くすることが効果的である。一方、ホットキャリア耐性を高くしたい場合には、ＧＯＬＤ長Ｌ１を長くすることが効果的である。
【００２９】
基板１０１は、半導体層１０７を支えており、ソース・ドレイン領域１０６、中間濃度層１０３、チャネル領域１０２を含んでいる。半導体層１０７を構成する物質としては、アモルファスシリコンや、単結晶シリコン、多結晶シリコン等を用いることができる。本実施形態では、５０ｎｍ程度の層厚を有する多結晶シリコンを用いている。
【００３０】
チャネル領域１０２は、ソース・ドレイン領域１０６に流れる電流を制御している。ゲート絶縁層１０４は、ゲート電極１０５に加えられた電位によりゲート絶縁層１０４内に発生する電界を制御し、チャネル領域１０２の伝導度を制御している。本実施形態ではチャネル領域１０２には不純物を導入していない（ノンドープ）。ゲート絶縁層１０４には酸化珪素層を用いることが好適で、ＴＦＴ１００の耐圧を１５Ｖ程度に設定した場合、１００ｎｍ程度の厚さに形成することが好適である。ソース・ドレイン領域１０６は図示せぬ外部電極からＴＦＴ１００内部に電流を導く機能を有している。ソース・ドレイン領域１０６には、燐を３×１０20ｃｍ-3程度の濃度で不純物を導入している。中間濃度層１０３は、基板１０１における平面視にてソース・ドレイン領域１０６とチャネル領域１０２との間に位置し、ソース・ドレイン領域１０６とチャネル領域１０２との間で、ソース・ドレイン領域１０６に印加された電位に起因する電界強度を緩和する機能を有している。中間濃度層１０３には、燐を２×１０18ｃｍ-3程度の濃度で不純物を導入している。
【００３１】
本実施形態では、ＴＦＴ１００の幅方向（第１の方向）における両端のＧＯＬＤ長Ｌ１は中央部のＧＯＬＤ長Ｌ２に比べ短くなっている。そのため、ＴＦＴ１００の幅方向における両端では、ＧＯＬＤ領域の空乏化に伴い生じる、欠陥準位起因のキャリア発生による漏れ電流の発生は抑えられる。欠陥準位は主としてＴＦＴ１００の幅方向における両端の未結合手（ダングリングボンド）により形成される。そのため、ＴＦＴ１００の幅方向における両端のＧＯＬＤ長Ｌ１を中央部のＧＯＬＤ長Ｌ２に比べ短くすることで、ＴＦＴ１００の漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００３２】
（変形例：第１の実施形態）
以下、第１の実施形態にかかる変形例について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は本変形例を説明するためのＴＦＴの平面図である。第１の実施形態においては、中間濃度層１０３をソース・ドレイン領域１０６の両側に、かつＴＦＴ１００の幅方向の両側を切り欠いた形状に形成しているが、これは、少なくとも一隅を切り欠いた形状を用いても漏れ電流を低減させることが可能である。図２（ａ）は、一隅のみを切り欠いた場合のＴＦＴ１００Ａの平面図である。また、同様に四隅のうち複数個を選択しても同様に漏れ電流を低減させることができる。
【００３３】
また、図２（ｂ）に示すように、ＴＦＴ１００Ｂにおける中間濃度層１０３の平面形状に曲率を与え、中間濃度層１０３とゲート電極１０５とが重なる領域では、中間濃度層１０３が滑らかな輪郭線を有するように形成しても良い。この場合、切り欠いた部分での平面的な電界集中を避けることが可能となり、さらに漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００３４】
また、切り欠いた部分の少なくとも一部を滑らかな輪郭線を有するように形成しても良い。この場合においても切り欠いた部分での平面的な電界集中を避けることが可能となり、漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００３５】
また、ソース・ドレイン領域１０６はゲート電極１０５と一致、もしくは重なっても良く、この場合においても漏れ電流を低減させることが可能である。なお、この場合、ＧＯＬＤ長は、中間濃度層１０３とゲート電極１０５とが重なる領域の長さであることから、ゲート電極１０５の端部に代えて、ソース・ドレイン領域１０６の端部との距離になる。
【００３６】
（第２の実施形態：ゲート電極の平面形状を変えた半導体装置）
以下、本実施形態にかかる半導体装置としてのＴＦＴについて図面を用いて説明する。本実施形態は、第１の実施形態と共通の部分が多いため、共通部分についての説明は、重複を避けるために省略する。図３（ａ）は、ＴＦＴの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。ＴＦＴ１００Ｃは、基板１０１、チャネル領域１０２、中間濃度層１０３、ゲート絶縁層１０４、ゲート電極１０５、ソース・ドレイン領域１０６、半導体層１０７を含む。本実施形態においては、中間濃度層１０３の形状の変形に代えて、ゲート電極１０５を変形させることで、ＴＦＴ１００Ｃの幅方向における両端のＧＯＬＤ長Ｌ１を、中央部のＧＯＬＤ長Ｌ２に比べ短くしている。ＴＦＴ１００Ｃのゲート長は、幅方向における中央部で１０μｍ、ゲート幅を１０μｍとしている。そして、ＧＯＬＤ長Ｌ１を取る幅は１μｍ程度である。
【００３７】
ここで、ＧＯＬＤ長Ｌ１の値や、ＧＯＬＤ長Ｌ１を取る幅の範囲は、ＴＦＴ１００Ｃのゲート電極１０５の長さや幅、ホットキャリア耐性、漏れ電流規格等の要素により定められるものであり、本実施形態で示す数値は一例であることに注意されたい。例えば、漏れ電流をさらに抑えたい場合には、ＧＯＬＤ長Ｌ１を短くすることが効果的である。一方、ホットキャリア耐性を高くしたい場合には、ＧＯＬＤ長Ｌ１を長くすることが効果的である。
【００３８】
また、本実施形態においては、中間濃度層１０３がＴＦＴ１００Ｃの電界緩和層として機能するため、ＴＦＴ１００Ｃにかかる電界強度を低減でき、衝突イオン化等に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。電界緩和層の長さが長くなることから、衝突イオン化に起因するキャリア発生に伴う漏れ電流の発生を抑えることが可能となる。
【００３９】
（変形例：第２の実施形態）
以下、第２の実施形態にかかる変形例について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は本変形例を説明するためのＴＦＴの平面図である。第２の実施形態においては、ゲート電極１０５をソース・ドレイン領域１０６の両側に、かつＴＦＴ１００Ｃの幅方向の両側を切り欠いた形状に形成しているが、これは、少なくとも一隅を切り欠いた形状を用いても漏れ電流を低減させることが可能である。図４（ａ）は、一隅のみを切り欠いた場合のＴＦＴ１００Ｄの平面図である。また、同様に四隅のうち複数個を選択しても同様に漏れ電流を低減させることができる。
【００４０】
また、図４（ｂ）に示すように、ＴＦＴ１００Ｅにおけるゲート電極１０５の平面形状に曲率を与え、中間濃度層１０３とゲート電極１０５とが重なる領域では、ゲート電極１０５が滑らかな輪郭線を有するように形成しても良い。この場合、切り欠いた部分での平面的な電界集中を避けることが可能となり、さらに漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００４１】
また、切り欠いた部分の少なくとも一部を滑らかな輪郭線を有するように形成しても良い。この場合においても切り欠いた部分での平面的な電界集中を避けることが可能となり、漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００４２】
また、ソース・ドレイン領域１０６はゲート電極１０５と一致、もしくは重なっても良く、この場合においても漏れ電流を低減させることが可能である。なお、この場合、ＧＯＬＤ長は、中間濃度層１０３とゲート電極１０５とが重なる領域の長さであることから、ゲート電極１０５の端部に代えて、ソース・ドレイン領域１０６の端部との距離になる。
【００４３】
（第３の実施形態：中間濃度層の平面形状とゲート電極の平面形状を変えた半導体装置）
以下、本実施形態にかかる半導体装置としてのＴＦＴについて図面を用いて説明する。本実施形態は、第１の実施形態と共通の部分が多いため、共通部分についての説明は、重複を避けるために省略する。図５（ａ）は、ＴＦＴの平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。ＴＦＴ１００Ｆは、基板１０１、チャネル領域１０２、中間濃度層１０３、ゲート絶縁層１０４、ゲート電極１０５、ソース・ドレイン領域１０６、半導体層１０７を含む。本実施形態においては、中間濃度層１０３とゲート電極１０５の双方の形状を変形させることで、ＴＦＴ１００Ｆの幅方向における両端のＧＯＬＤ長Ｌ１を、中央部のＧＯＬＤ長Ｌ２に比べ短くしている。ＴＦＴ１００Ｆのゲート長は、幅方向における中央部で１０μｍ、ゲート幅を１０μｍとしている。そして、ＧＯＬＤ長Ｌ１を取る幅は１μｍ程度である。
【００４４】
ここで、ＧＯＬＤ長Ｌ１の値や、ＧＯＬＤ長Ｌ１を取る幅の範囲は、ＴＦＴ１００Ｆのゲート電極１０５の長さや幅、ホットキャリア耐性、漏れ電流規格等の要素により定められるものであり、本実施形態で示す数値は一例であることに注意されたい。例えば、漏れ電流をさらに抑えたい場合には、ＧＯＬＤ長Ｌ１を短くすることが効果的である。一方、ホットキャリア耐性を高くしたい場合には、ＧＯＬＤ長Ｌ１を長くすることが効果的である。
【００４５】
また、本実施形態においては、中間濃度層１０３がＴＦＴ１００Ｆの電界緩和層として機能するため、ＴＦＴ１００Ｆにかかる電界強度を低減でき、衝突イオン化等に起因する漏れ電流を低減させることが可能となる。電界緩和層の長さが長くなることから、衝突イオン化に起因するキャリア発生に伴う漏れ電流の発生を抑えることが可能となる。
【００４６】
（変形例：第３の実施形態）
以下、第３の実施形態にかかる変形例について説明する。図６（ａ）、（ｂ）、図７は本変形例を説明するためのＴＦＴの平面図である。第３の実施形態においては、中間濃度層１０３とゲート電極１０５と、をソース・ドレイン領域１０６の両側に、かつＴＦＴ１００Ｆの幅方向の両側を切り欠いた形状に形成しているが、これは、少なくとも一隅を切り欠いた形状を用いても漏れ電流を低減させることが可能である。図６（ａ）は、中間濃度層１０３と、ゲート電極１０５と、を一隅のみを切り欠いた場合のＴＦＴ１００Ｇの平面図である。中間濃度層１０３と、ゲート電極１０５と、を切り欠く位置は、図６（ａ）に示すように違う隅を切り欠いても良いし、図６（ｂ）に示すＴＦＴ１００Ｈのように同じ隅を切り欠いても良い。また、図６（ｂ）に示すＴＦＴ１００Ｈのように、中間濃度層１０３と、ゲート電極１０５と、の切り欠き幅を変え、ＧＯＬＤ長Ｌ１’を取る幅を形成しても良い。また、同様に四隅のうち複数個を選択しても同様に漏れ電流を低減させることができる。
【００４７】
また、図７に示すように、ＴＦＴ１００Ｊにおけるゲート電極１０５の平面形状に曲率を与え、中間濃度層１０３とゲート電極１０５とが重なる領域では、中間濃度層１０３とゲート電極１０５とが滑らかな輪郭線を有するように形成しても良い。この場合、切り欠いた部分での平面的な電界集中を避けることが可能となり、さらに漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００４８】
また、切り欠いた部分の少なくとも一部を滑らかな輪郭線を有するように形成しても良い。この場合においても切り欠いた部分での平面的な電界集中を避けることが可能となり、漏れ電流を低減させることが可能となる。
【００４９】
また、ソース・ドレイン領域１０６はゲート電極１０５と一致、もしくは重なっても良く、この場合においても漏れ電流を低減させることが可能である。なお、この場合、ＧＯＬＤ長は、中間濃度層１０３とゲート電極１０５とが重なる領域の長さであることから、ゲート電極１０５の端部に代えて、ソース・ドレイン領域１０６の端部との距離になる。
【００５０】
（第４の実施形態：電子機器）
以下、上記した半導体装置としてのＴＦＴを用いた電子機器について図面を用いて説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は、ＴＦＴ１００、ＴＦＴ１００Ａ〜１００Ｈ、１００Ｊ（図１〜７参照）を含む電子機器の具体例を示す概略図である。なお、ＴＦＴ１００、ＴＦＴ１００Ａ〜１００Ｈ、１００ＪをまとめてＴＦＴ３０と呼称する。
【００５１】
図８（ａ）は、ＴＦＴ３０を備えたモバイル型のパーソナルコンピューターにおける概略図である。パーソナルコンピュータ２０００は、ＴＦＴ３０を備えた液晶パネル３００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。
【００５２】
図８（ｂ）は、ＴＦＴ３０を含む有機ＥＬパネル４００を備えた携帯電話機における概略図である。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬパネル４００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、有機ＥＬパネル４００に表示される画面がスクロールされる。
【００５３】
図８（ｃ）は、ＴＦＴ３０を備えた有機ＥＬパネル４００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）における概略図である。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬパネル４００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が有機ＥＬパネル４００に表示される。
【００５４】
なお、ＴＦＴ３０は有機ＥＬパネル４００以外の搭載例として、液晶パネルや、データ処理回路等についても用いることができる。また、光学的な用途に限定されることなく、論理回路や演算回路として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（ａ）は、第１の実施形態にかかるＴＦＴの平面図、（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態にかかる変形例を示すＴＦＴの平面図。
【図３】（ａ）は、第２の実施形態にかかるＴＦＴの平面図、（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、（ｃ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態にかかる変形例を示すＴＦＴの平面図。
【図５】（ａ）は、第３の実施形態にかかるＴＦＴの平面図、（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態にかかる変形例を示すＴＦＴの平面図。
【図７】第３の実施形態における別の変形例を説明するための断面図。
【図８】ＴＦＴを含む電子機器の具体例を示す概略図。
【符号の説明】
【００５６】
３０…ＴＦＴ、１００…ＴＦＴ、１００Ａ…ＴＦＴ、１００Ｂ…ＴＦＴ、１００Ｃ…ＴＦＴ、１００Ｄ…ＴＦＴ、１００Ｅ…ＴＦＴ、１００Ｆ…ＴＦＴ、１００Ｇ…ＴＦＴ、１００Ｊ…ＴＦＴ、１０１…基板、１０２…チャネル領域、１０３…中間濃度層、１０４…ゲート絶縁層、１０５…ゲート電極、１０６…ソース・ドレイン領域、１０７…半導体層、３００…液晶パネル、４００…有機ＥＬパネル、２０００…パーソナルコンピューター、２００１…電源スイッチ、２００２…キーボード、２０１０…本体部、３０００…携帯電話機、３００１…操作ボタン、３００２…スクロールボタン、４０００…情報携帯端末、４００１…操作ボタン、４００２…電源スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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