(57)【要約】【課題】インクジェット法でＴＦＴを形成する場合、液滴の最小量が規定されるため、キャピラリーパターニング法を用いてチャネル領域を形成する場合に、チャネル膜厚を薄くすることが困難である。又、各々のＴＦＴのチャネル膜厚を連続的に制御することは困難である。又、電気特性の異なるＴＦＴを作り分けることが困難であるという課題がある。【解決手段】ＴＦＴのチャネル領域の形成にキャピラリーパターニング法を用いる場合に、着弾領域に対応する部分の面積に変化を与えてキャピラリーパターンの面積を変調する。この変調により、液滴の広がり量が変化する。液滴の量は液滴の広がり量と膜厚との積で表されるため、キャピラリーパターンの面積を変調することで膜厚を制御することができる。特に、電気的特性に与える影響が小さい着弾領域の面積を制御することで容易に膜厚のみを制御することができる。【選択図】図１
2008091756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板、又は導電性を有する基板の主面側を覆うように絶縁膜を形成した基板を用い、前記基板の前記主面側に形成される、第１バッファ領域と、
前記第１バッファ領域と、前記第１バッファ領域に連接する第１機能領域を合わせて得られる第１キャピラリーパターンが有する総面積と、
前記第１キャピラリーパターンと独立して形成される第２バッファ領域と、
前記第２バッファ領域と、前記第２バッファ領域に隣接する第２機能領域を合わせて得られる第２のキャピラリーパターンが有する総面積が、前記第１キャピラリーパターンの総面積と異なる第２キャピラリーパターンと、を有し
且つ前記第１バッファ領域に滴下される量と、前記第２バッファ領域に滴下される液状の半導体前駆体の量が揃えられた、等量液滴を滴下することで前記第１キャピラリーパターンと前記第２キャピラリーパターン内での前記半導体前駆体の厚みを異ならせ、前記半導体前駆体を固化させることで互いに膜厚を異ならせた半導体膜として、前記第１キャピラリーパターンの前記第１機能領域に形成される第１半導体膜と、前記第２キャピラリーパターンの前記第２機能領域に形成される第２半導体膜と、を前記キャピラリーパターン面積水準に対応して備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１キャピラリーパターン、前記第２キャピラリーパターンとして、液状の前記半導体前駆体を保持するためのバンク形状を有する及び／又は、前記第１キャピラリーパターン、前記第２キャピラリーパターンの内部と比べ外部の撥液性を相対的に高くすることで前記第１キャピラリーパターン、前記第２キャピラリーパターン内部に液状の前記半導体前駆体が保持及び固化される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１のキャピラリーパターン、前記第２のキャピラリーパターン、の各々の総面積を変えるために、前記第１バッファ領域、前記第２バッファ領域の寸法を変えて前記半導体前駆体の広がりを制御し、当該広がりに反比例する前記第１半導体膜、前記第２半導体膜の厚さを変えた構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１キャピラリーパターンの総面積と、前記第２キャピラリーパターンの総面積と異なる総面積を有するキャピラリーパターンが前記第１キャピラリーパターンと前記第２キャピラリーパターンと合わせ３水準以上あり、各キャピラリーパターンの総面積水準毎に異なる厚みを有する前記半導体膜を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に形成されたバンク膜と、
前記基板上に形成された第１トランジスタ及び第２トランジスタと、を備え、
前記バンク膜に第１貫通部と第２貫通部とが形成され、
前記第１貫通部が第１バッファ領域と第１機能領域とを有し、前記第１機能領域に前記第１トランジスタの第１チャネル領域が形成され、
前記第２貫通部が第２バッファ領域と第２機能領域とを有し、前記第２機能領域に前記第２トランジスタの第２チャネル領域が形成され、
前記第１バッファ領域の面積が前記第２バッファ領域の面積より小さく、
前記第１チャネル領域の膜厚が前記第２チャネル領域の膜厚より大きい、ことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
基板と、
前記基板上に形成されたバンク膜と、
前記基板上に形成された第１トランジスタ及び第２トランジスタと、を備え、
前記バンク膜に第１貫通部と第２貫通部とが形成され、
前記第１貫通部が第１バッファ領域と第１機能領域とを有し、前記第１機能領域に前記第１トランジスタの第１チャネル領域が形成され、
前記第２貫通部が第２バッファ領域と第２機能領域とを有し、前記第２機能領域に前記第２トランジスタの第２チャネル領域が形成され、
前記第１機能領域の面積が前記第２機能領域の面積より小さく、
前記第１チャネル領域の膜厚が前記第２チャネル領域の膜厚より大きい、ことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
基板上に、第１貫通部と第２貫通部とを有するバンク膜を形成する工程と、
前記第１貫通部の第１バッファ領域に第１液滴を、前記第２貫通部の第２バッファ領域に前記第１液滴と同量の第２液滴を、それぞれ吐出装置を用いて配置する工程と、
前記第１液滴を固化し、前記第１バッファ領域とつながる前記第１貫通部の第１機能領域に第１半導体膜を、前記第２液滴を固化し、前記第２バッファ領域とつながる前記第２貫通部の第２機能領域に第２半導体膜を、それぞれ形成する工程と、
前記第１半導体膜を第１チャネル領域に用いた第１トランジスタと、前記第２半導体膜を第２チャネル領域に用いた第２トランジスタと、をそれぞれ形成する工程と、を含み、
前記第１バッファ領域の面積が前記第２バッファ領域の面積より小さく、前記第１チャネル領域の膜厚が前記第２チャネル領域の膜厚より大きい、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に、第１貫通部と第２貫通部とを有するバンク膜を形成する工程と、
前記第１貫通部の第１バッファ領域に第１液滴を、前記第２貫通部の第２バッファ領域に前記第１液滴と同量の第２液滴を、それぞれ吐出装置を用いて配置する工程と、
前記第１液滴を固化し、前記第１バッファ領域とつながる前記第１貫通部の第１機能領域に第１半導体膜を、前記第２液滴を固化し、前記第２バッファ領域とつながる前記第２貫通部の第２機能領域に第２半導体膜を、それぞれ形成する工程と、
前記第１半導体膜を第１チャネル領域に用いた第１トランジスタと、前記第２半導体膜を第２チャネル領域に用いた第２トランジスタと、をそれぞれ形成する工程と、を含み、
前記第１機能領域の面積が前記第２機能領域の面積より小さく、前記第１チャネル領域の膜厚が前記第２チャネル領域の膜厚より大きい、ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタのチャネル領域等、線幅がインクジェット法により吐出される液滴の着弾径よりも細い線を形成する方法として、着弾径と同等又は大きい着弾領域を形成して液滴を着弾させ、着弾領域と連接する所望の線幅を有する細線領域に液滴成分を充填させて半導体装置を形成する技法が知られており、この技法はキャピラリーパターニング法と呼称される。キャピラリーパターニング法を用いる技術として特許文献１が挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０８１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェット法を用いて上記したキャピラリーパターニング法により細線を形成する場合には、細線パターン形成領域の大きさが決まると、細線の厚さはインクの吐出量に対応する値に一義的に決定される。キャピラリーパターニング法を用いる場合、薄膜トランジスタのチャネル部等、半導体層の厚さで特性が大きく変わる領域も同じ厚さで形成され、薄膜トランジスタの電気的特性が制限されたり、設計の自由度が狭められてしまうという課題がある。例えば半導体装置として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する場合、着弾領域を２０μｍ四方、細線領域の幅を８μｍ、長さを１２．５μｍ、インクに含まれるシリコン量を５％とするとキャピラリーパターニング法を用いて得られるシリコン膜厚は１００ｎｍであり、薄膜トランジスタのチャネル領域に好ましい５０ｎｍ程度の膜厚に対して厚すぎる。このため十分な移動度が得られなかったり、リーク電流が大きくなるなど、必要な電気的特性が得られないことがある。また、キャピラリーパターニング法を用いた場合には、一滴のインクで得られる半導体層の膜厚は、基板上どの位置にある場合でも同一の値をとり、薄膜トランジスタは面内全て同じチャネル厚となる。又は、複数滴の滴下により、最薄膜厚の整数倍の値を有する膜厚のみしか形成することができない。
【０００５】
従って、異なるチャネル膜厚を有する、薄膜トランジスタ等に代表される半導体装置を提供することは困難である。また、インクジェット法による吐出は、液滴径が最小に近い場合にはその近傍の範囲で液滴径を可変化することは困難であり、吐出量は最小液滴径を有する液滴を複数滴用いることで制御する必要がある。ここで液滴数は非連続量であるため、例えば最小液滴径の、一粒の液滴を用いて得られる膜の厚みを整数倍して得られる値以外の厚みを有する半導体膜を形成することは著しく困難であるという課題がある。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、更なる薄膜化を可能とし、且つ膜厚を連続量として設計することを可能とし、加えて各素子毎に最適化された膜厚を与えることを可能とする半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明において、「上」とは基板能動面側から離れていく方向を指すものと定義する。
また、本発明において、「キャピラリーパターニング法」とは、線幅がインクジェット法により吐出される液滴の着弾径よりも細い線を形成する方法として、着弾領域を形成して液滴を着弾させ、着弾領域と連接する着弾領域よりも幅が狭い細線領域に液滴成分を充填する技法を呼ぶものと定義する。また、「キャピラリーパターニング法」に用いられるパターンを「キャピラリーパターン」と定義する。
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明にかかる半導体装置は、絶縁性の基板、又は導電性を有する基板の主面側を覆うように絶縁膜を形成した基板を用い、前記基板の前記主面側に形成される、第１バッファ領域と、前記第１バッファ領域と、前記第１バッファ領域に連接する第１機能領域を合わせて得られる第１キャピラリーパターンが有する総面積と、前記第１キャピラリーパターンと独立して形成される第２バッファ領域と、前記第２バッファ領域と、前記第２バッファ領域に隣接する第２機能領域を合わせて得られる第２のキャピラリーパターンが有する総面積が、前記第１キャピラリーパターンの総面積と異なる第２キャピラリーパターンと、を有し且つ前記第１バッファ領域に滴下される量と、前記第２バッファ領域に滴下される液状の半導体前駆体の量が揃えられた、等量液滴を滴下することで前記第１キャピラリーパターンと前記第２キャピラリーパターン内での前記半導体前駆体の厚みを異ならせ、前記半導体前駆体を固化させることで互いに膜厚を異ならせた半導体膜として、前記第１キャピラリーパターンの前記第１機能領域に形成される第１半導体膜と、前記第２キャピラリーパターンの前記第２機能領域に形成される第２半導体膜と、を前記キャピラリーパターン面積水準に対応して備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、互いに総面積が異なる第１キャピラリーパターンと第２キャピラリーパターンを用いることで、半導体前駆体からなる等量液滴が滴下された場合、第１キャピラリーパターンに形成される半導体前駆体の厚さと第２キャピラリーパターンに形成される半導体前駆体の厚さとは互いに異なり、半導体前駆体を固化させることで厚さの異なる第１半導体膜と第２半導体膜、及び総面積数に対応して半導体膜の水準数を得ることができ、製造工程数を増やす事無く膜厚の異なる半導体層を形成することが可能となる。
【００１０】
また、本発明にかかる半導体装置は、前記第１キャピラリーパターン、前記第２キャピラリーパターンとして、液状の前記半導体前駆体を保持するためのバンク形状を有する及び／又は、前記第１キャピラリーパターン、前記第２キャピラリーパターンの内部と比べ外部の撥液性を相対的に高くすることで前記第１キャピラリーパターン、前記第２キャピラリーパターン内部に液状の前記半導体前駆体が保持及び固化される構造を有していることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、液状の半導体前駆体はバンクの形成により保持される構造を有する。又は／及び、前記第１キャピラリーパターン及び前記第２キャピラリーパターン外部の撥液性を内部と比べ高めることにより保持される構造を有する。
【００１２】
そのため、液状の半導体前駆体を前記第１キャピラリーパターン、及び前記第２キャピラリーパターン内部に液状の半導体前駆体を保持した状態で保つことができる。液状の半導体前駆体を固化することで半導体装置をバンク及び／又は前記第１キャピラリーパターン及び前記第２キャピラリーパターン外部の撥液性を内部と比べ高めることにより、前記第１キャピラリーパターン、及び／又は前記第２キャピラリーパターンの内部のみに液状の半導体前駆体を保持することができ、その形成位置の制御を可能とする半導体装置が提供できる。
【００１３】
また、本発明にかかる半導体装置は、上記半導体装置において、前記第１のキャピラリーパターン、前記第２のキャピラリーパターン、の各々の総面積を変えるために、前記第１バッファ領域、前記第２バッファ領域の寸法を変えて前記半導体前駆体の広がりを制御し、当該広がりに反比例する前記第１半導体膜、前記第２半導体膜の厚さを変えた構造を有することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、電気的特性に殆ど寄与しないバッファ領域の寸法を変えることで前記第１のキャピラリーパターン、前記第２のキャピラリーパターンの総面積を変えることができるため、各々のキャピラリーパターンに対応した前記半導体膜の厚さにのみ影響を受ける半導体装置の特性を独立して変更することができる。
【００１５】
また、本発明にかかる半導体装置は、前記第１キャピラリーパターンの総面積と、前記第２キャピラリーパターンの総面積と異なる総面積を有するキャピラリーパターンが前記第１キャピラリーパターンと前記第２キャピラリーパターンと合わせ３水準以上あり、各キャピラリーパターンの総面積水準毎に異なる厚みを有する前記半導体膜を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、より多水準の半導体膜厚に対応した半導体装置を提供することが可能となる。特に、半導体薄膜の膜厚に敏感な半導体装置を形成する場合には、各半導体装置のキャピラリーパターンを変えることで半導体装置の特性を最適化することが可能となる。
【００１７】
また、本発明にかかる半導体装置は基板と、前記基板上に形成されたバンク膜と、前記基板上に形成された第１トランジスタ及び第２トランジスタと、を備え、前記バンク膜に第１貫通部と第２貫通部とが形成され、前記第１貫通部が第１バッファ領域と第１機能領域とを有し、前記第１機能領域に前記第１トランジスタの第１チャネル領域が形成され、前記第２貫通部が第２バッファ領域と第２機能領域とを有し、前記第２機能領域に前記第２トランジスタの第２チャネル領域が形成され、前記第１バッファ領域の面積が前記第２バッファ領域の面積より小さく、前記第１チャネル領域の膜厚が前記第２チャネル領域の膜厚より大きい、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる半導体装置は、基板と、前記基板上に形成されたバンク膜と、前記基板上に形成された第１トランジスタ及び第２トランジスタと、を備え、前記バンク膜に第１貫通部と第２貫通部とが形成され、前記第１貫通部が第１バッファ領域と第１機能領域とを有し、前記第１機能領域に前記第１トランジスタの第１チャネル領域が形成され、前記第２貫通部が第２バッファ領域と第２機能領域とを有し、前記第２機能領域に前記第２トランジスタの第２チャネル領域が形成され、前記第１機能領域の面積が前記第２機能領域の面積より小さく、前記第１チャネル領域の膜厚が前記第２チャネル領域の膜厚より大きい、ことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に、第１貫通部と第２貫通部とを有するバンク膜を形成する工程と、前記第１貫通部の第１バッファ領域に第１液滴を、前記第２貫通部の第２バッファ領域に前記第１液滴と同量の第２液滴を、それぞれ吐出装置を用いて配置する工程と、前記第１液滴を固化し、前記第１バッファ領域とつながる前記第１貫通部の第１機能領域に第１半導体膜を、前記第２液滴を固化し、前記第２バッファ領域とつながる前記第２貫通部の第２機能領域に第２半導体膜を、それぞれ形成する工程と、前記第１半導体膜を第１チャネル領域に用いた第１トランジスタと、前記第２半導体膜を第２チャネル領域に用いた第２トランジスタと、をそれぞれ形成する工程と、を含み、前記第１バッファ領域の面積が前記第２バッファ領域の面積より小さく、前記第１チャネル領域の膜厚が前記第２チャネル領域の膜厚より大きい、ことを特徴とする。
【００２０】
この製造方法によれば、同量の液滴を滴下しているため、第１バッファ領域の面積を第２バッファ領域の面積よりも小さくすることで第１トランジスタのチャネルとなる第１機能領域の膜厚は第２機能領域の膜厚より大きくなる。この製造方法はフォトマスクのパターンを変えるだけで実現することができ、製造工程の増加は生じない。ここで、膜厚を変えることでＶｔｈ（閾値）が変えられえるため、Ｖｔｈを下げたトランジスタを高速に信号処理する部分に配置することで消費電力の増加を抑えて信号処理を行える半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に、第１貫通部と第２貫通部とを有するバンク膜を形成する工程と、前記第１貫通部の第１バッファ領域に第１液滴を、前記第２貫通部の第２バッファ領域に前記第１液滴と同量の第２液滴を、それぞれ吐出装置を用いて配置する工程と、前記第１液滴を固化し、前記第１バッファ領域とつながる前記第１貫通部の第１機能領域に第１半導体膜を、前記第２液滴を固化し、前記第２バッファ領域とつながる前記第２貫通部の第２機能領域に第２半導体膜を、それぞれ形成する工程と、前記第１半導体膜を第１チャネル領域に用いた第１トランジスタと、前記第２半導体膜を第２チャネル領域に用いた第２トランジスタと、をそれぞれ形成する工程と、を含み、前記第１機能領域の面積が前記第２機能領域の面積より小さく、前記第１チャネル領域の膜厚が前記第２チャネル領域の膜厚より大きい、ことを特徴とする。
【００２２】
この製造方法によれば、同量の液滴を滴下しているため、第１機能領域の面積を第２機能領域の面積よりも小さくすることで第１機能領域の膜厚は第２機能領域の膜厚より大きくなる。ここで第２機能領域の幅を広げると、第２トランジスタのゲート幅を広くすることができる。トランジスタのＶｔｈはチャネル部の膜厚を減少させることで低下し、飽和電流を増加させることができるため、ゲート幅の拡大とＶｔｈの低下の相乗効果で負荷駆動能力の高い半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１（ａ）は本実施形態に係る半導体装置としてのトランジスタの模式平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線模式断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線模式断面図である。
図１（ｂ）、（ｃ）に示すようにガラス基板１１を覆うように窒化シリコンからなる緩衝膜１２が配置され、緩衝膜１２上に第１トランジスタ１３及び第２トランジスタ２３が配置されている。緩衝膜１２の材質としては、窒化シリコンに代えて酸化シリコンや酸窒化シリコン、及びこれらの薄膜を組み合わせた多層膜構造を用いても良い。
【００２４】
第１トランジスタ１３を構成している第１ソース・ドレイン領域１４及び第１チャネル領域１５は、第１機能領域１６に形成される。第１機能領域１６は、その膜厚を制御するための第１バッファ領域１７と連接するように配置されている。第１バッファ領域１７は第１機能領域１６を形成するための液滴を受け止めるための着弾領域を兼ねている。そして、第１バッファ領域１７と第１機能領域１６とを合わせたものが第１キャピラリーパターン５１となる。ここで、第１キャピラリーパターン５１の面積を変えることで、第１ソース・ドレイン領域１４及び第１チャネル領域１５の厚みを制御することができる。これは、第１機能領域１６に供給される液体材料の体積が一定の場合、厚みは面積に反比例するためである。第１キャピラリーパターン５１内に形成される第１トランジスタ１３を形成する材質としてはポリシリコンのほか、ＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＰ、ＧａＮ等に代表されるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いても良い。又、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ等に代表されるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣに代表されるＩＶ族化合物半導体を用いても良い。特にＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣはシリコンデバイス技術を流用してデバイス形成が可能であるため好ましい。
【００２５】
又、第１トランジスタ１３と独立して、第１トランジスタ１３の第１チャネル領域１５と同じ材質で且つ膜厚の異なる第２チャネル領域２５を有する第２トランジスタ２３が形成されている。第２トランジスタ２３を構成する第２ソース・ドレイン領域２４及び第２チャネル領域２５は第２機能領域２６に形成される。第２機能領域２６は、その膜厚を制御するための第２バッファ領域２７と連接するように配置されている。第２バッファ領域２７は第２機能領域２６を形成するための液滴を受け止めるための着弾領域を兼ねている。そして、第２バッファ領域２７と第２機能領域２６とを合わせたものが第２キャピラリーパターン５２となる。ここで、第２キャピラリーパターン５２の面積を変えることで、第２ソース・ドレイン領域２４及び第２チャネル領域２５の厚みを制御することができる。これは、第２機能領域２６に供給される液体シリコン量の体積が一定の場合、厚みは面積に反比例するためである。
【００２６】
第１機能領域１６の膜厚と第２機能領域２６の膜厚は、第１キャピラリーパターン５１を構成する第１バッファ領域１７の面積と、第２キャピラリーパターン５２を構成する第２バッファ領域２７の領域の面積を変えることでその膜厚を異ならせている。本実施形態では、第２バッファ領域２７の面積を狭く取ることで、第２機能領域２６の膜厚を第１機能領域１６の膜厚よりも厚くしている。
【００２７】
第１チャネル領域１５及び第２チャネル領域２５上には、酸化シリコン膜３０からなる第１ゲート絶縁膜１８及び第２ゲート絶縁膜２８がそれぞれ配置されている。第１ゲート絶縁膜１８及び第２ゲート絶縁膜２８上には第１ゲート電極１９及び第２ゲート電極２９が配置されている。第１ゲート絶縁膜１８及び第２ゲート絶縁膜２８の材質としては酸化シリコンに代えて窒化シリコンや酸窒化シリコン、及びこれらの薄膜を組み合わせた多層膜構造を用いても良い。第１ゲート電極１９及び第２ゲート電極２９は例えばタンタルを用いて構成される。また、タンタルに代えてアルミニウムや高濃度に不純物を添加した半導体を構成部材としても良い。
【００２８】
第２機能領域２６の膜厚を厚くすることで第２チャネル領域２５の膜厚は厚くなる。第２チャネル領域２５の膜厚が厚くなることで第２トランジスタ２３の閾値電圧は上昇する。
【００２９】
一方、第１チャネル領域１５の膜厚が薄くなることで第１トランジスタ１３の閾値電圧は低下し、それに伴って飽和電流が増大する。そのため、第１トランジスタ１３は論理回路等高速動作を必要とする部分に適している。
【００３０】
第２トランジスタ２３は、第１トランジスタ１３と比べ面積の異なる着弾領域を兼ねる、第２バッファ領域２７を有している。図６に示すインクジェットプリンタの吐出部６１は、一滴の最小吐出量として例えば１ｐｌで吐出が可能である。図６（ａ）は待機状態、（ｂ）は吐出状態を示している。インクジェットプリンタの特性として吐出量の再現性は高い。
【００３１】
そのため、第１バッファ領域１７と第２バッファ領域２７との面積を異ならせることで１つのチップ上に膜厚が異なる第１機能領域１６と、第２機能領域２６とが得られる。そして当該領域をチャネル領域として用いることで第１トランジスタ１３と第２トランジスタ２３を得ることができる。また、バッファ領域の面積は２水準に限定されることなく、必要な特性が得られるよう多水準の機能膜の膜厚を形成しても良い。また、バッファ領域の面積変更に代えて、機能領域の面積を代えてトランジスタ特性の制御を行っても良い。例えば、トランジスタのゲート幅と対応する機能領域の長さを延長することでトランジスタのゲート幅を増大することができる。ゲート幅を増大させることでトランジスタを形成する領域はゲート幅を広げた分だけ広くなり、当該領域の半導体膜は薄くなる。トランジスタのＶｔｈはチャネル部の膜厚を減少させることで低下し、飽和電流を増加させることができるため、ゲート幅の拡大とＶｔｈの低下の相乗効果で負荷駆動能力の高いトランジスタが得られる。
【００３２】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図２（ａ）〜図５（ａ）は本実施形態に係る半導体装置の製造工程を説明するための模式平面図である。図２（ｂ）〜図５（ｂ）は、図２（ａ）〜図５（ａ）についてのＡ−Ａ線模式断面図である。
【００３３】
まず図２に示すように、ガラス基板１１に例えば窒化シリコンからなる緩衝膜１２を形成する。緩衝膜１２は例えばプラズマ化学気相成長法（プラズマＣＶＤ法）を用いて１００〜５００ｎｍの厚さに成膜される。この場合の原料ガスとしては例えばジシランとアンモニアの混合ガスを用いることができる。又、緩衝膜１２を酸化シリコンで形成することもできる。この場合には、プラズマ化学気相成長法で形成するための原料ガスとしては例えば、モノシランと笑気又は酸素との混合ガスや、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）と酸素との混合ガスを用いることができる。又、緩衝膜１２の材質として酸窒化シリコンを用いても良い。更に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンを組み合わせた多層膜構造を用いても良い。又、バッファ膜の製造方法はプラズマ化学気相成長法に限定されるものではなく、例えば熱化学気相成長法や蒸着法やスパッタ法を用いても良い。又、ガラス基板１１に溶融石英等、ガラス基板１１上に形成される半導体素子に影響を与える不純物の量が少ない物を用いた場合には、緩衝膜１２の成膜工程を省略することができる。
【００３４】
次に、図３に示すよう貫通部４１を有するバンク膜３１を形成する。貫通部４１は第１機能領域１６、第１バッファ領域１７を囲うよう形成される。又、同様に第２機能領域２６、第２バッファ領域２７を囲う領域にも形成される。
【００３５】
バンク膜３１の形成方法としては、材料ガスとして例えばモノシランと笑気又は酸素との混合ガスや、ＴＥＯＳと酸素との混合ガスを用いるプラズマ化学気相成長法を用いて、２００ｎｍ程度の酸化シリコン膜を形成する。その後、フォトリソグラフ工程により、第１機能領域１６及び第１バッファ領域１７と重なる部分を除去し、緩衝膜１２が露出するよう開口する貫通部４１を形成する。又、同様に第２機能領域２６、第２バッファ領域２７と重なる部分を除去し、これらの領域を囲む他の貫通部４１を形成する。また、他の機能領域を有する場合には、その機能領域を含めて囲うように貫通部４１を形成する。
【００３６】
ここで、バンク膜３１は酸化シリコン膜に代えて、フォトレジストを用いて形成することが可能である。フォトレジストを用いる１つの方法は、耐熱性が高いポリイミド系のフォトレジストを用いるもので、この場合、１μｍ程度の厚さを有するフォトレジストからなるバンク膜３１が形成される。
【００３７】
また、別の方法として通常のフォトレジストに熱処理を行い、フォトレジストの耐熱性を向上させる方法が可能である。具体的には、フォトレジストからなるパターンを、減圧下で紫外線照射を行いながら１３０℃程度で処理（耐熱化処理）するとフォトレジストがポリマー化する。耐熱化をしないフォトレジストの耐用温度は１５０〜２００℃程度なのに対し、硬化後の耐用温度は４００℃程度と向上し熱工程に耐え得るフォトレジスト製のバンク膜３１を得ることができる。
【００３８】
また、バンク膜３１の形成に代えて、自己組織化単分子膜（ＳＡＭｓ）を用いて撥液性／親液性を制御しても良い。この場合には、例えば窒化シリコンからなる緩衝膜１２を形成したガラス基板１１をフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）雰囲気に室温で５時間程度静置し、自己組織化単分子膜を形成する。自己組織化単分子膜は液体に対しガラス基板よりも強い撥液性を有している。続けて紫外線若しくは電子ビームを用いて第１機能領域１６、第２機能領域２６を露光し、第１機能領域１６、第２機能領域２６のフルオロアルキルシランを除去し、液体に対してフルオロアルキルシランよりも強い親液性を有するガラス基板を露出させる。すると、親液性のバッファ領域に配置された液体材料は、第１及び第２バッファ領域に隣接し親液性を有する第１及び第２機能領域に濡れ広がる。
更には、貫通部４１の外側部分のバンク膜３１上に自己組織化単分子膜を形成して、機械的な液体の広がりを制御し、加えて自己組織化単分子膜により撥液性を制御しても良く、この場合にはバンク膜３１との相乗効果により、より精密に液体シリコン４２（図４参照）の位置を制御することができる。
【００３９】
次に、図４に示すように、液体シリコン４２をインクジェット法で貫通部４１内に滴下する。液体シリコン４２としては、例えばシクロペンタシランを有機溶媒中に分散させたものを用いることができる。液体シリコン４２中には、例えばシリコン量換算で１０％の濃度とすることができる。
【００４０】
次に、図５に示すように窒素雰囲気中で３０分程度、３００〜５００℃程度の温度で熱処理し、溶媒を蒸散させ、シリコン膜４３を形成する。シリコン量換算で１０％の濃度の液体シリコン４２を用いているので、溶媒の蒸散後に残るシリコン膜４３の膜厚は液体シリコン４２の厚さに比べ１／１０程度の膜厚となる。
【００４１】
以下、第１ゲート絶縁膜１８及び第２ゲート絶縁膜２８を形成し、第１ゲート電極１９及び第２ゲート電極２９、第１ソース・ドレイン領域１４及び第２ソース・ドレイン領域２４を形成することで第１薄膜トランジスタ１３、第２薄膜トランジスタ２３が形成され、図１に示すトランジスタが構築される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は本実施形態に係る半導体装置としての薄膜トランジスタの模式平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線模式断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線模式断面図。
【図２】（ａ）は半導体装置の製造工程を説明するための模式平面図、（ｂ）は（ａ）についてのＡ−Ａ線模式断面図。
【図３】（ａ）は半導体装置の製造工程を説明するための模式平面図、（ｂ）は（ａ）についてのＡ−Ａ線模式断面図。
【図４】（ａ）は半導体装置の製造工程を説明するための模式平面図、（ｂ）は（ａ）についてのＡ−Ａ線模式断面図。
【図５】（ａ）は半導体装置の製造工程を説明するための模式平面図、（ｂ）は（ａ）についてのＡ−Ａ線模式断面図。
【図６】インクジェットプリンタの吐出部について説明するための吐出部の模式断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１１…ガラス基板、１２…緩衝膜、１３…第１薄膜トランジスタ、１４…第１ソース・ドレイン領域、１５…第１チャネル領域、１６…第１機能領域、１７…第１バッファ領域、１８…第１ゲート絶縁膜、１９…第１ゲート電極、２３…第２薄膜トランジスタ、２４…第２ソース・ドレイン領域、２５…第２チャネル領域、２６…第２機能領域、２７…第２バッファ領域、２８…第２ゲート絶縁膜、２９…第２ゲート電極、３０…酸化シリコン膜、３１…バンク膜、４１…貫通部、４２…液体シリコン、４３…シリコン膜、６１…吐出部。
【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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