JP2007134482A - Thin film transistor device, its manufacturing method, thin film transistor array using the same and thin film transistor display - Google Patents

Thin film transistor device, its manufacturing method, thin film transistor array using the same and thin film transistor display Download PDF

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守 石▲崎▼
Ryohei Matsubara
亮平 松原
Osamu Kino
修 喜納
Toru Okubo
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film transistor device which has a large on current, a small off current, and a good characteristic at a decreased frequency of photolithography at a low cost, and further to provide a thin film transistor array using this thin film transistor device, and a thin film transistor display with a stable image at a light weight. <P>SOLUTION: In this structure, a source electrode is formed as a substantially independent island pattern as seen from a vertical direction with respect to an insulating substrate, a drain electrode surrounds it, and a gate electrode contains their gaps. Thus, the off-current is reduced between the source electrode and the drain electrode by a gate potential. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像表示装置等に用いる薄膜トランジスタ装置およびその製造方法、並びに、それを使用した薄膜トランジスタアレイおよび薄膜トランジスタディスプレイに関する。 The present invention relates to a thin film transistor device used for an image display device and the like, a manufacturing method thereof, and a thin film transistor array and a thin film transistor display using the thin film transistor device.

半導体自体を基板としたトランジスタや集積回路技術を基礎として、ガラス基板上にアモルファスシリコン(a−Si)やポリシリコンの薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)が製造され、液晶ディスプレイに応用されている。 A thin film transistor (Thin Film Transistor: TFT) of amorphous silicon (a-Si) or polysilicon is manufactured on a glass substrate on the basis of a transistor using a semiconductor itself as a substrate and integrated circuit technology, and is applied to a liquid crystal display.

これらのトランジスタにおいては、作動領域の半導体層を、シリコン膜をCVD法やPVD法で作製した後、フォトエッチングを施して形成しているので工程が煩雑で製造コストが高くなるのは避けられない。 In these transistors, the semiconductor layer in the operating region is formed by performing photo-etching after forming a silicon film by CVD or PVD, so that the process is complicated and the manufacturing cost is inevitable. .

従来のTFT表示装置の一例を、図17及び図18に示す。図17は平面配置図であり、図18は線E−E’に沿った断面図である。 An example of a conventional TFT display device is shown in FIGS. FIG. 17 is a plan view, and FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line E-E '.

この表示装置の製造方法の概要を示すと、先ず、絶縁基板1上に金属成膜およびフォトリソ、エッチングによってゲート電極2およびキャパシタ下部電極10を形成する。 The outline of the manufacturing method of this display device will be described. First, the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10 are formed on the insulating substrate 1 by metal film formation, photolithography, and etching.

次に、プラズマCVDによってSiNxの絶縁層3およびアモルファスシリコン(a−Si)からなる半導体層6を形成する。
アモルファスシリコン(a−Si)の最上部には薄くn+ドーピング層6’を形成しておく。
そして、フォトリソによってa−Siからなる半導体層6を島状にパターニングする。
Next, the SiNx insulating layer 3 and the semiconductor layer 6 made of amorphous silicon (a-Si) are formed by plasma CVD.
A thin n + doping layer 6 'is formed on the top of amorphous silicon (a-Si).
Then, the semiconductor layer 6 made of a-Si is patterned into an island shape by photolithography.

次に、画素電極8としてITO(Indium Tin Oxide)を成膜し、フォトリソおよびエッチングによって所定の形状にパターニングする。 Next, an ITO (Indium Tin Oxide) film is formed as the pixel electrode 8 and patterned into a predetermined shape by photolithography and etching.

次に、ソース電極4及びドレイン電極5用の金属膜を成膜し、フォトリソおよびエッチングによってパターニングし、さらにチャネル部のn+−Si層をエッチングする。 Next, a metal film for the source electrode 4 and the drain electrode 5 is formed, patterned by photolithography and etching, and the n + -Si layer in the channel portion is etched.

このように、現在の半導体製造プロセスは、真空プロセス、フォトプロセスを多数回駆使したものであり、装置も大掛かりとなるので、その製造コストも高いものとなる。 As described above, the current semiconductor manufacturing process uses a vacuum process and a photo process many times, and the apparatus becomes large, so that the manufacturing cost is high.

また、近年、ICカードやRFIDタグ等が注目されている。
これらには半導体装置が使用されている。
半導体装置は年々多機能化が進んでいるが、逆に薄型化、軽量化が進行しており、それを実現するため、限られたスペースへの集積化や素子の薄型化が求められている。
In recent years, IC cards, RFID tags, and the like have attracted attention.
For these, semiconductor devices are used.
Semiconductor devices are becoming more and more multifunctional year by year, but conversely, they are becoming thinner and lighter, and in order to achieve this, integration in a limited space and thinner elements are required. .

半導体装置に使用される基板を薄くして薄型化を計ろうとすると、素子が壊れ易くなる。例えば、ICカードは、カードホルダや財布などに収納され持ち運ばれるが、ポケットやカバンなどの中で外部からの力により曲げ、捻りなどを加えられて壊れることも多い。
また、ワイヤボンディング配線が、曲げ、捻りなどを加えられて壊れることも多い。
If the substrate used in the semiconductor device is thinned to reduce the thickness, the element is easily broken. For example, an IC card is stored and carried in a card holder or a wallet, but is often broken by being bent or twisted by an external force in a pocket or a bag.
In addition, wire bonding wiring often breaks due to bending or twisting.

また、最近、酸化物半導体や有機半導体を用いたTFTが登場し、半導体層の形成温度を室温〜200℃程度にまで低温化できることからプラスチック基板を用いることも可能になり、軽量かつフレキシブルなディスプレイが安価に得られるものと期待されている(例えば、特許文献1参照)。 Recently, TFTs using oxide semiconductors and organic semiconductors have appeared, and the formation temperature of the semiconductor layer can be lowered from room temperature to about 200 ° C., so that it is possible to use a plastic substrate, and a lightweight and flexible display. Is expected to be obtained at low cost (see, for example, Patent Document 1).

しかし、従来の半導体装置(図17)のような形状では、チャネル幅の上限は画素の一辺の長さになり、オン電流を大きくすることができない。 However, in the shape of the conventional semiconductor device (FIG. 17), the upper limit of the channel width is the length of one side of the pixel, and the on-current cannot be increased.

また、ソース電極とドレイン電極間、あるいは他の画素との間にリーク電流が流れるのでオフ電流を小さくすることができない。 In addition, since a leakage current flows between the source electrode and the drain electrode or between other pixels, the off current cannot be reduced.

あるいは、オン電流を大きくするためにはチャネル長を小さくする必要があり、オフ電流が大きくなるとともに、チャネル長のバラツキによる半導体特性のバラツキが大きくなり、ソース電極とドレイン電極間の短絡の危険も高まる。 Alternatively, in order to increase the on-current, it is necessary to reduce the channel length, the off-current increases, the variation in semiconductor characteristics due to the variation in channel length increases, and there is a risk of a short circuit between the source electrode and the drain electrode. Rise.

このように、従来の半導体装置の形状では、オン電流を大きくできず、またオフ電流を小さくできず、良好な特性を得ることが困難であった。 As described above, in the shape of the conventional semiconductor device, the on-current cannot be increased and the off-current cannot be decreased, and it is difficult to obtain good characteristics.

また、従来の半導体装置では、TFTがオフ状態でも電荷がリークするという難点がある。その他にも、キャパシタンス内部で電荷がリークすることもあるが、一般にはTFTからのリークの方が1桁程度大きい。
このリークがはなはだしい場合には、フレーム周波数と同じ周期で画像の明暗が変化するフリッカーと呼ばれる現象が生じてしまう。
In addition, in the conventional semiconductor device, there is a problem that electric charges leak even when the TFT is in an off state. In addition, charge may leak inside the capacitance, but leakage from the TFT is generally about one digit larger.
When this leak is severe, a phenomenon called flicker occurs in which the brightness of an image changes at the same cycle as the frame frequency.

ところで、トップゲート構造のTFTでは、リーク電流の発生部位は、TFTの半導体層のエッジ部とゲート電極が交差する部分で発生するとされている。
この原因として、このエッジ部においてゲート電極の絶縁不良のために、ゲート電極によりソース電極とドレイン電極とが短絡されてしまう。
あるいは、エッチングやイオンドーピングによるダメージで半導体層の周囲が結晶構造になっていないことがあげられる。
By the way, in the TFT having the top gate structure, the leak current is generated at the portion where the edge portion of the semiconductor layer of the TFT intersects with the gate electrode.
As a cause of this, the gate electrode causes the source electrode and the drain electrode to be short-circuited due to poor insulation of the gate electrode at this edge portion.
Alternatively, the periphery of the semiconductor layer may not have a crystal structure due to damage caused by etching or ion doping.

リーク電流の少ないTFTを得ることを目的として、ソース電極とゲート電極を円形状に配置したTFTを具備した液晶ディスプレイが提案されている(例えば、特許文献2参照)。図19に示すようにこの液晶ディスプレイの薄膜トランジスタでは、ゲート電極502がソース電極501を囲むように配置され、前記ゲート電極502の外側に、前記ゲート電極502をほぼ囲むようにドレイン電極503が配置された構造を有している。 In order to obtain a TFT with a small leakage current, a liquid crystal display including a TFT in which a source electrode and a gate electrode are arranged in a circular shape has been proposed (for example, see Patent Document 2). As shown in FIG. 19, in the thin film transistor of this liquid crystal display, the gate electrode 502 is disposed so as to surround the source electrode 501, and the drain electrode 503 is disposed outside the gate electrode 502 so as to substantially surround the gate electrode 502. Have a structure.

図中504は半導体層である。
すなわち、半導体層にはTFTの外形が略相似とされた電極が同心円状に配置されている。円形の電極の外側を囲むように、ゲート電極と円環の一部が欠けた形状の電極が配置されている。
In the figure, reference numeral 504 denotes a semiconductor layer.
In other words, electrodes having a substantially similar outer shape of the TFT are arranged concentrically on the semiconductor layer. A gate electrode and an electrode having a part of a ring are disposed so as to surround the outer side of the circular electrode.

円環の一部が欠けた形状の電極はゲート電極を構成する配線金属とは異なる層に配置され、二つの電極は同一層の配線金属で構成されている。
これにより、半導体層のエッジ部がソース電極とドレイン電極とを結ぶ線上に存在しないため、ドレイン電極とソース電極とがゲート電極によって短絡されることのない構成となっており、この結果、リーク電流を減少させることができるとされている。
この現象は、パターニングされた半導体層を有する場合で、かつトップゲート構造のTFTに特有のものである。
The electrode having a shape lacking a part of the ring is arranged in a layer different from the wiring metal constituting the gate electrode, and the two electrodes are made of the same wiring metal.
As a result, since the edge portion of the semiconductor layer does not exist on the line connecting the source electrode and the drain electrode, the drain electrode and the source electrode are not short-circuited by the gate electrode. It is said that can be reduced.
This phenomenon is peculiar to a TFT having a top gate structure when it has a patterned semiconductor layer.

半導体のパターニングを不要とする技術としては、ソース(またはドレイン)の周囲に動作層、その周囲にドレイン電極(またはソース電極)、その周囲にしゃへい電極を設けた構造がある(例えば、特許文献3参照)。
しかし、半導体としてシリコンを用いているので、コンタクト層を形成するためのイオン注入やエッチングが必要であり、半導体のパターニングを不要としてもそれに相当するプロセスは残っており、相変わらず複雑なものであった。
また、遮蔽電極は構造を複雑にするものであった。
As a technique that eliminates the need for semiconductor patterning, there is a structure in which an operation layer is provided around a source (or drain), a drain electrode (or source electrode) is provided around the source layer (or drain), and a shielding electrode is provided around the operation layer (for example, Patent Document 3). reference).
However, since silicon is used as a semiconductor, ion implantation and etching for forming a contact layer are necessary. Even if patterning of a semiconductor is not required, a corresponding process remains, which is still complicated. .
Further, the shielding electrode complicates the structure.

再公表特許WO98−29261号公報Republished patent WO 98-29261 特開平08−160469号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-160469 特開平08−139336号公報JP 08-139336 A

本発明の課題は、大きなオン電流と小さなオフ電流を有し、かつバラツキの少ない良好な特性の薄膜トランジスタ装置を提供するものである。
また、本発明の課題は、フォトリソの回数を減らし、安価に薄膜トランジスタ装置を提供するものである。
さらに、本発明の課題は、上記のような薄膜トランジスタ装置を使用した薄膜トランジスタアレイを提供し、もって画像の安定した軽量で薄い薄膜トランジスタディスプレイを提供するものである。
An object of the present invention is to provide a thin film transistor device having a large on-state current and a small off-state current and having good characteristics with little variation.
Another object of the present invention is to provide a thin film transistor device at a low cost by reducing the number of times of photolithography.
A further object of the present invention is to provide a thin film transistor array using the thin film transistor device as described above, thereby providing a light and thin thin film transistor display having a stable image.

請求項1に記載の発明は、少なくとも、絶縁基板上に形成されたゲート電極、および、キャパシタ下部電極と、その上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、および、キャパシタ上部電極と、該ソース電極および該ドレイン電極を接続する半導体層とを有する薄膜トランジスタ装置であって、前記絶縁基板に対して垂直方向から見た形状がほぼ孤立島パターンの前記ソース電極と、該ソース電極をほぼ囲むように前記絶縁基板に対して垂直方向から見たC字状のドレイン電極と、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間隙を包含するように配置された前記ゲート電極を有し、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ドレイン電極の存在しない部分に配置した配線によって前記ソース電極およびキャパシタ上部電極が接続されていることを特徴とする薄膜トランジスタ装置である。 According to the first aspect of the present invention, at least a gate electrode formed on an insulating substrate, a capacitor lower electrode, a gate insulating film formed thereon, and a source formed on the gate insulating film A thin film transistor device having an electrode, a drain electrode, a capacitor upper electrode, and a semiconductor layer connecting the source electrode and the drain electrode, wherein the shape viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate is an isolated island pattern The source electrode, a C-shaped drain electrode viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate so as to substantially surround the source electrode, the source electrode and the source electrode viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate The gate electrode disposed so as to include a gap between the drain electrodes, and the presence of the drain electrode when viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate; It is a thin film transistor device according to claim in which the source electrode and the capacitor upper electrode is connected by a wiring disposed in free portion.

請求項2に記載の発明は、少なくとも、絶縁基板上に形成されたゲート電極、および、キャパシタ下部電極と、その上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、および、キャパシタ上部電極と、該ソース電極および該ドレイン電極を接続する半導体層と、その上に形成された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜を貫通するビアホールによって前記ソース電極またはキャパシタ上部電極と接続されている該画素電極を有する薄膜トランジスタ装置であって、前記絶縁基板に対して垂直方向から見た形状がほぼ孤立島パターンの前記ソース電極と、該ソース電極をほぼ囲むように前記絶縁基板に対して垂直方向から見たC字状のドレイン電極と、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間隙を包含するように配置された前記ゲート電極とを有し、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ドレイン電極の存在しない部分に配置した配線によって前記ソース電極およびキャパシタ上部電極が接続されていることを特徴とする薄膜トランジスタ装置である。 The invention according to claim 2 includes at least a gate electrode formed on an insulating substrate, a capacitor lower electrode, a gate insulating film formed thereon, and a source formed on the gate insulating film. An electrode, a drain electrode, and a capacitor upper electrode; a semiconductor layer connecting the source electrode and the drain electrode; an interlayer insulating film formed thereon; and a via hole penetrating the interlayer insulating film to form the source electrode or A thin film transistor device having the pixel electrode connected to the capacitor upper electrode, the source electrode having a substantially isolated island pattern as viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate, and substantially surrounding the source electrode A C-shaped drain electrode viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, and the source electrode viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate. And the gate electrode disposed so as to include a gap between the drain electrodes, and when viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate, the source electrode and a wiring disposed in a portion where the drain electrode does not exist A thin film transistor device having a capacitor upper electrode connected thereto.

請求項3に記載の発明は、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ソース電極が四角形であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薄膜トランジスタ装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the thin film transistor device according to the first or second aspect, the source electrode has a quadrangular shape when viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate.

請求項4に記載の発明は、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記キャパシタ上部電極が孤立島パターンであり且つ前記キャパシタ下部電極が該キャパシタ上部電極よりも大きく且つキャパシタ上部電極を包含するように形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the capacitor upper electrode has an isolated island pattern and the capacitor lower electrode is larger than the capacitor upper electrode and includes the capacitor upper electrode when viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate. The thin film transistor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the thin film transistor device is formed as described above.

請求項5に記載の発明は、前記半導体層が、酸化物半導体または有機半導体からなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ装置である。 The invention according to claim 5 is the thin film transistor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the semiconductor layer is made of an oxide semiconductor or an organic semiconductor.

請求項6に記載の発明は、前記半導体層が前記絶縁基板の全面にわたって形成されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ装置である。 A sixth aspect of the present invention is the thin film transistor device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the semiconductor layer is formed over the entire surface of the insulating substrate.

請求項7に記載の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ装置が、絶縁基板上にマトリクス状に複数個配列されている薄膜トランジスタアレイであって、これら複数個の薄膜トランジスタ装置がゲート配線、ドレイン配線及びキャパシタ配線によって電気的に接続されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイである。 A seventh aspect of the present invention is a thin film transistor array in which a plurality of thin film transistor devices according to any one of the first to sixth aspects are arranged in a matrix on an insulating substrate. This thin film transistor device is electrically connected by a gate wiring, a drain wiring and a capacitor wiring.

請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の薄膜トランジスタアレイを用いたことを特徴とする薄膜トランジスタディスプレイである。 The invention according to claim 8 is a thin film transistor display using the thin film transistor array according to claim 7.

請求項9に記載の発明は、絶縁基板上に、導電膜からなるゲート電極およびキャパシタ下部電極を形成するゲート電極およびキャパシタ下部電極形成工程、
前記ゲート電極およびキャパシタ下部電極上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程、
前記ゲート絶縁膜上に導電膜からなるソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極を形成するソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極形成工程、
前記ゲート絶縁膜、前記ソース電極、前記ドレイン電極に接するように半導体層を形成す半導体層形成工程、
前記半導体層、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記ゲート絶縁膜の上に、ソース電極または上部キャパシタ電極上に開口を有する層間絶縁膜を形成する、層間絶縁膜形成工程、
前記開口部および前記層間絶縁膜上に画素電極を形成する画素電極形成工程を有する薄膜トランジスタ装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程、前記ソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極を形成する工程、前記層間絶縁膜を形成する工程、前記画素電極を形成する工程のうち少なくとも一つの工程が、印刷法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法である。
The invention according to claim 9 is a gate electrode and capacitor lower electrode forming step of forming a gate electrode and a capacitor lower electrode made of a conductive film on an insulating substrate,
A gate insulating film forming step of forming a gate insulating film on the gate electrode and the capacitor lower electrode;
A source electrode formed of a conductive film on the gate insulating film, a drain electrode, a source electrode for forming a capacitor upper electrode, a drain electrode, a capacitor upper electrode forming step;
A semiconductor layer forming step of forming a semiconductor layer in contact with the gate insulating film, the source electrode, and the drain electrode;
Forming an interlayer insulating film having an opening on the source electrode or the upper capacitor electrode on the semiconductor layer, the source electrode, the drain electrode, and the gate insulating film;
A method of manufacturing a thin film transistor device having a pixel electrode forming step of forming a pixel electrode on the opening and the interlayer insulating film, the step of forming a semiconductor layer, and forming the source electrode, drain electrode, and capacitor upper electrode At least one of the step, the step of forming the interlayer insulating film, and the step of forming the pixel electrode is a printing method.

絶縁基板に対して垂直方向から見て、ソース電極をほぼ孤立島パターンにし、ドレイン電極がそれを囲み、ゲート電極がそれらの間隙を包含する構造とすることにより、ゲート電位によりソース電極およびドレイン電極間のオフ電流を小さくすることができる。 When viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, the source electrode has a substantially isolated island pattern, the drain electrode surrounds it, and the gate electrode includes the gap between them. The off-state current can be reduced.

また、絶縁基板に対して垂直方向から見て、キャパシタ上部電極がほぼ孤立島パターンであり、かつ、キャパシタ下部電極が、キャパシタ上部電極よりも大きく、かつ、キャパシタ上部電極を包含するように形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ装置とした。
これは、キャパシタ上部電極に流れ込む電流を、キャパシタ下部電極がシャットアウトするためである。
ソース電極とキャパシタ上部電極は、C字状ドレイン電極の欠け部分においてのみ接続されており、この接続部への電流流入は非常に小さい。
この結果、オフ電流が小さい、良好な特性の薄膜トランジスタ装置を提供することが可能となる。
Further, when viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, the capacitor upper electrode has a substantially isolated island pattern, and the capacitor lower electrode is larger than the capacitor upper electrode and includes the capacitor upper electrode. Thus, a thin film transistor device is provided.
This is because the capacitor lower electrode shuts out the current flowing into the capacitor upper electrode.
The source electrode and the capacitor upper electrode are connected only at the chipped portion of the C-shaped drain electrode, and the current flow into this connection is very small.
As a result, it is possible to provide a thin film transistor device having low characteristics and low off-state current.

また、本発明の薄膜トランジスタ装置では、絶縁基板に対して垂直方向から見て、ソース電極が四角形であって、ゲート電極が四角形の辺形状、ドレイン電極が等幅の四角形の一辺の一部を削ったC字状をなしている薄膜トランジスタ装置とした。
このような構造とすれば、ソース電極およびチャネル幅を大きくでき、大きなオン電流を有する薄膜トランジスタ装置とすることができる。
Further, in the thin film transistor device of the present invention, as viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, the source electrode is square, the gate electrode is square-shaped, and the drain electrode is partly square-shaped. A thin film transistor device having a C-shape was obtained.
With such a structure, the source electrode and the channel width can be increased, and a thin film transistor device having a large on-state current can be obtained.

本発明の薄膜トランジスタ装置では、半導体層が酸化物半導体または有機半導体からなることが好ましい。
酸化物半導体や有機半導体はシリコン半導体で必要だったイオン注入等のプロセスが不要であり、工程が簡単である。
また、低温成膜が可能なので、プラスチック基板上に薄膜トランジスタを形成できる。
In the thin film transistor device of the present invention, the semiconductor layer is preferably made of an oxide semiconductor or an organic semiconductor.
Oxide semiconductors and organic semiconductors do not require processes such as ion implantation required for silicon semiconductors, and the process is simple.
In addition, since low temperature film formation is possible, a thin film transistor can be formed over a plastic substrate.

ここで、酸化物半導体や有機半導体は、一般には単極性であり、酸化物半導体は通常nチャネル、有機半導体は通常pチャネルであり、逆のキャリアは無視できる。
そのため、nチャネルTFTではゲートやキャパシタ下部電極に−を、pチャネルTFTではゲートやキャパシタ下部電極に+を印加しておけば、チャネル部やキャパシタ上部電極の周囲にキャリアが誘起されず、オフ電流を小さくできる。
半導体層はソース電極とドレイン電極間のチャネル部分のみならず、全面に形成されていてもよくなる。
半導体層を全面に形成しても良いということは、パターニング工程が不要になり、工程の簡略化が可能となる。
スピンコートやダイコートのようなパターニングできない方法での作製が可能になる他、インクジェット等のパターニング可能な方法を用いた場合でも、アライメントや作製条件の詰めを厳密に行う必要がなくなる。
Here, the oxide semiconductor and the organic semiconductor are generally unipolar, the oxide semiconductor is usually n-channel, the organic semiconductor is usually p-channel, and the opposite carrier can be ignored.
Therefore, if n is applied to the gate and the capacitor lower electrode in the n-channel TFT and + is applied to the gate and the capacitor lower electrode in the p-channel TFT, carriers are not induced around the channel portion and the capacitor upper electrode, and the off-current Can be reduced.
The semiconductor layer may be formed not only on the channel portion between the source electrode and the drain electrode but also on the entire surface.
The fact that the semiconductor layer may be formed on the entire surface eliminates the need for a patterning process and simplifies the process.
In addition to being able to be manufactured by a method such as spin coating or die coating that cannot be patterned, even when a patternable method such as inkjet is used, it is not necessary to strictly align alignment and manufacturing conditions.

本発明の薄膜トランジスタアレイは、絶縁基板上に本発明の薄膜トランジスタ装置がマトリクス状に複数個配列されてなり、これら複数個の薄膜トランジスタ装置をゲート配線、ドレイン配線及びキャパシタ配線によって電気的に接続したものである。 The thin film transistor array of the present invention is formed by arranging a plurality of thin film transistor devices of the present invention in a matrix on an insulating substrate and electrically connecting the plurality of thin film transistor devices by gate wiring, drain wiring and capacitor wiring. is there.

また、本発明の薄膜トランジスタディスプレイは、薄膜トランジスタアレイを用いたディスプレイであり、例えば、薄膜トランジスタアレイと対向基板とが、絶縁基板に対して垂直方向から見て、略矩形枠状のシール材によって貼り合わされ、このシール材によって囲まれた領域内に液晶層が封入されたものである。 The thin film transistor display of the present invention is a display using a thin film transistor array, for example, the thin film transistor array and the counter substrate are bonded together by a substantially rectangular frame-shaped sealing material when viewed from the vertical direction with respect to the insulating substrate, A liquid crystal layer is sealed in a region surrounded by the sealing material.

また、本発明の薄膜トランジスタディスプレイは、本発明の薄膜トランジスタ装置を使用しているので画像が安定しており、しかも薄くて軽量なものが安価に提供される利点がある。 In addition, since the thin film transistor display of the present invention uses the thin film transistor device of the present invention, there is an advantage that an image is stable, and a thin and lightweight display is provided at low cost.

本発明の薄膜トランジスタ装置の製造方法は、絶縁基板上に、導電膜からなるゲート電極およびキャパシタ下部電極を形成するゲート電極およびキャパシタ下部電極形成工程、
前記ゲート電極およびキャパシタ下部電極上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程、
前記ゲート絶縁膜上に導電膜からなるソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極を形成するソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極形成工程、
前記ゲート絶縁膜、前記ソース電極、前記ドレイン電極に接するように半導体層を形成す半導体層形成工程、
前記半導体層、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記ゲート絶縁膜の上に、ソース電極または上部キャパシタ電極上に開口を有する層間絶縁膜を形成する、層間絶縁膜形成工程、
前記開口部および前記層間絶縁膜上に画素電極を形成する画素電極形成工程を有する薄膜トランジスタ装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程、前記ソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極を形成する工程、前記層間絶縁膜を形成する工程、前記画素電極を形成する工程のうち少なくとも一つの工程が、印刷で行うことができる。
A method of manufacturing a thin film transistor device according to the present invention includes a gate electrode and capacitor lower electrode forming step of forming a gate electrode and a capacitor lower electrode made of a conductive film on an insulating substrate,
A gate insulating film forming step of forming a gate insulating film on the gate electrode and the capacitor lower electrode;
A source electrode formed of a conductive film on the gate insulating film, a drain electrode, a source electrode for forming a capacitor upper electrode, a drain electrode, a capacitor upper electrode forming step;
A semiconductor layer forming step of forming a semiconductor layer in contact with the gate insulating film, the source electrode, and the drain electrode;
Forming an interlayer insulating film having an opening on the source electrode or the upper capacitor electrode on the semiconductor layer, the source electrode, the drain electrode, and the gate insulating film;
A method of manufacturing a thin film transistor device having a pixel electrode forming step of forming a pixel electrode on the opening and the interlayer insulating film, the step of forming a semiconductor layer, and forming the source electrode, drain electrode, and capacitor upper electrode At least one of the step, the step of forming the interlayer insulating film, and the step of forming the pixel electrode can be performed by printing.

具体的には、半導体を形成する工程においては、インクジェットを用いることができる。ここでは、画素ごとにパターニングすることは必須ではない。
本発明のゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の形状にすれば、半導体がパターニングされていなくてもoff電流を低減できるからである。
ソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極を形成する工程には、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、反転印刷等を使用できる。
層間絶縁膜や画素電極にも、スクリーン印刷が使用できる。
このような製造方法によれば、リーク電流が少なく効果的なキャパシタを具備した薄膜トランジスタ装置を、確実に製造することができる。
印刷法を採用すれば必要な部分にのみパターンを形成することができるので、製造工程が大幅に削減され、大量に安価に製造することが可能となる。
Specifically, ink jetting can be used in the step of forming a semiconductor. Here, it is not essential to pattern each pixel.
This is because if the gate electrode, source electrode, and drain electrode of the present invention are used, the off current can be reduced even if the semiconductor is not patterned.
Screen printing, gravure printing, flexographic printing, offset printing, reversal printing, or the like can be used for forming the source electrode, drain electrode, and capacitor upper electrode.
Screen printing can also be used for interlayer insulating films and pixel electrodes.
According to such a manufacturing method, a thin film transistor device including an effective capacitor with little leakage current can be reliably manufactured.
If the printing method is adopted, a pattern can be formed only in a necessary portion, so that the manufacturing process is greatly reduced, and a large amount can be manufactured at low cost.

本発明では、ソース電極をほぼ孤立島パターンにしてゲート電極で囲むことによって、オフ電流を低減した薄膜トランジスタ装置を得ることができる。 In the present invention, a thin film transistor device with reduced off-current can be obtained by surrounding the source electrode with a gate electrode in a substantially isolated island pattern.

また、本発明では、ソース電極が四角形であることにより、ソース電極およびチャネル幅を大きくすることができ、オン電流を大きくした薄膜トランジスタ装置を得ることができる。 In the present invention, since the source electrode is square, the source electrode and the channel width can be increased, so that a thin film transistor device with a large on-current can be obtained.

また、本発明では、フォトリソの回数を減らせるので、安価な薄膜トランジスタ装置を提供することが可能となる。 Further, according to the present invention, since the number of times of photolithography can be reduced, an inexpensive thin film transistor device can be provided.

さらに、本発明では、画像の安定した軽量で薄い薄膜トランジスタディスプレイを得ることができる。 Furthermore, according to the present invention, a thin, thin-film transistor display with stable images can be obtained.

本発明の薄膜トランジスタ装置、薄膜トランジスタアレイを図1、図2を基に説明する。
図1は薄膜トランジスタアレイの1画素領域を示す平面配置図であり、図2は線A−A’に沿った断面図を示している。
A thin film transistor device and a thin film transistor array of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a plan view showing one pixel region of a thin film transistor array, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′.

薄膜トランジスタ装置50は、絶縁基板に対して垂直方向から見て、ソース電極4がほぼ孤立島パターンであり、ドレイン電極5が、ゲート電極2をほぼ囲むC字状であり、ゲート電極2がソース電極4とドレイン電極5の間隙を包含する形状に形成されている。
ソース電極4が四角形であって、前記ドレイン電極5が等幅の矩形C字状をなしている。そして、該ドレイン電極の欠け部において、前記ソース電極4とキャパシタ上部電極11が接続されている。
また、キャパシタ上部電極11は、絶縁基板に対して垂直方向から見て、キャパシタ下部電極に包含されている。
In the thin film transistor device 50, the source electrode 4 has a substantially isolated island pattern, the drain electrode 5 has a C shape substantially surrounding the gate electrode 2, and the gate electrode 2 is the source electrode as viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate. 4 and the drain electrode 5 are formed to include the gap.
The source electrode 4 has a quadrangular shape, and the drain electrode 5 has a rectangular C shape with a uniform width. The source electrode 4 and the capacitor upper electrode 11 are connected to each other at the notch of the drain electrode.
The capacitor upper electrode 11 is included in the capacitor lower electrode when viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate.

絶縁基板に対して水平方向から見ると、絶縁基板1上に、ゲート電極2およびキャパシタ下部電極10が形成され、その上がゲート絶縁膜3で覆われている。
その上にソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11が形成されている。
少なくともソース電極4とドレイン電極5の間のチャネル部には、半導体層6が形成されていて、トランジスタを形成している。
半導体層6は、全面に形成されていてもよい。
When viewed from the horizontal direction with respect to the insulating substrate, the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10 are formed on the insulating substrate 1, and the top is covered with the gate insulating film 3.
A source electrode 4, a drain electrode 5, and a capacitor upper electrode 11 are formed thereon.
A semiconductor layer 6 is formed at least in a channel portion between the source electrode 4 and the drain electrode 5 to form a transistor.
The semiconductor layer 6 may be formed on the entire surface.

図4、図5、図7、および、図8は、図1、図2の上に層間絶縁膜7を形成し、その上に画素電極8を形成しており、層間絶縁膜中7のビアホール9によって該画素電極8とソース電極4または前記キャパシタ上部電極11とが接続されている。 4, 5, 7, and 8, an interlayer insulating film 7 is formed on FIGS. 1 and 2, a pixel electrode 8 is formed thereon, and a via hole in the interlayer insulating film 7 is formed. 9, the pixel electrode 8 and the source electrode 4 or the capacitor upper electrode 11 are connected.

これらのように、絶縁基板に対して垂直方向から見て、ソース電極4を孤立島パターンにし、ドレイン電極5がそれを囲み、ゲート電極2がそれらの間隙を包含する形状にすることによってソース電極4とドレイン電極5間のオフ電流を小さくすることができる。 As described above, the source electrode 4 is formed in an isolated island pattern when viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, the drain electrode 5 surrounds it, and the gate electrode 2 includes the gap therebetween. The off-current between 4 and the drain electrode 5 can be reduced.

また、キャパシタ上部電極が絶縁基板に対して垂直方向から見て、キャパシタ下部電極に包含されていることにより、キャパシタ下部電極の電位を適宜設定してキャパシタ上部電極に流れ込む電流(これもオフ電流の原因)を抑制することができる。 In addition, since the capacitor upper electrode is included in the capacitor lower electrode when viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, the current flowing into the capacitor upper electrode by appropriately setting the potential of the capacitor lower electrode (also off-state current) Cause) can be suppressed.

こうすることにより、オフ電流の原因は接続部12に流れ込む電流が主となるが、これもゲート電極2の形状を、ドレイン電極5の欠け部側で幅を広くして、つまり、図4や図7のようにドレイン電極5の外側まで広げると抑制できる。 By doing so, the cause of the off-current is mainly the current flowing into the connection portion 12, and this also increases the shape of the gate electrode 2 on the side of the notch portion of the drain electrode 5, that is, FIG. As shown in FIG. 7, it can be suppressed by extending to the outside of the drain electrode 5.

また、ソース電極4を四角形にし、ドレイン電極5をソース電極4を囲む矩形C字状とし、ゲート電極2をソース電極4とドレイン電極5の間隙を包含する形状にすることにより、ソース電極4を大きくでき、かつチャネル幅を大きくできる。
チャネル幅が大きいことにより、オン電流を大きくできる。
あるいはチャネル幅を大きくしたことによって、オン電流を減らすことなくチャネル長を大きくでき、オフ電流を小さくすることができるとともに、チャネル長のバラツキを小さくすることができ、ソース電極4とドレイン電極5間の短絡の危険を減らすことができる。
Further, the source electrode 4 has a rectangular shape, the drain electrode 5 has a rectangular C shape surrounding the source electrode 4, and the gate electrode 2 has a shape including the gap between the source electrode 4 and the drain electrode 5. The channel width can be increased.
Since the channel width is large, the on-current can be increased.
Alternatively, by increasing the channel width, the channel length can be increased without reducing the on-current, the off-current can be reduced, and the variation in channel length can be reduced, so that the gap between the source electrode 4 and the drain electrode 5 can be reduced. Can reduce the risk of short circuit.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置の形成方法の例を、図3、図5を基に説明する。
(First embodiment)
An example of a method for forming a thin film transistor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、絶縁基板1上にゲート電極2、キャパシタ下部電極10を形成する。(図3(a)) First, the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10 are formed on the insulating substrate 1. (Fig. 3 (a))

絶縁基板1の材料としては、石英やガラスの他に、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ナイロン(Ny)等のプラスチックを用いることができる。
これらのプラスチック基板は薄いフィルム状で絶縁基板として使用できる利点がある。
In addition to quartz and glass, the insulating substrate 1 may be made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), polystyrene (PS). ), Polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), nylon (Ny), and other plastics.
These plastic substrates have the advantage that they can be used as an insulating substrate in the form of a thin film.

ゲート電極2、キャパシタ下部電極10の材料としては、Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ti、Ni等の導電性の良い金属膜や、ITO等の透明導電膜を用いることができる。 As a material of the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10, a metal film having good conductivity such as Al, Cr, Au, Ag, Cu, Ti, Ni, or a transparent conductive film such as ITO can be used.

ゲート電極2、キャパシタ下部電極10の形成方法としては、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。 As a method for forming the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10, an evaporation method, a sputtering method, or the like can be used.

また、ゲート電極2、キャパシタ下部電極10の材料としては、Agインク、NiインクCuインク等の導電インクを用いることができる。 In addition, as a material for the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10, conductive ink such as Ag ink, Ni ink Cu ink, or the like can be used.

この時の、ゲート電極2、キャパシタ下部電極10の形成方法としては、Agインク、Niインク、Cuインクをスクリーン印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法などを用いて印刷した後に焼成する方法を用いることができる。 As a method for forming the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10 at this time, Ag ink, Ni ink, and Cu ink are used by screen printing, flexographic printing, gravure printing, offset printing, reversal printing, and the like. A method of firing after printing can be used.

次に、絶縁基板1、ゲート電極2、キャパシタ下部電極10上にゲート絶縁膜3を形成する。(図3(b)) Next, the gate insulating film 3 is formed on the insulating substrate 1, the gate electrode 2, and the capacitor lower electrode 10. (Fig. 3 (b))

ゲート絶縁膜3の材料としては、SiN、SiOおよびAl等の無機物質や、ポリビニルフェノール、エポキシ、ポリイミド等の有機物質を用いることができる。 As a material of the gate insulating film 3, inorganic substances such as SiN, SiO 2 and Al 2 O 3 and organic substances such as polyvinyl phenol, epoxy and polyimide can be used.

ゲート絶縁膜3の形成方法としては、無機物質膜形成に際してはCVD法やPVD法を、また、有機物質膜形成に際してはスピンコート法や、インクジェット印刷などの印刷法を用いることができる。 As a method for forming the gate insulating film 3, a CVD method or a PVD method can be used for forming the inorganic material film, and a spin coating method or a printing method such as inkjet printing can be used for forming the organic material film.

次に、ゲート絶縁膜3にソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11を形成する。(図3(c)) Next, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11 are formed on the gate insulating film 3. (Fig. 3 (c))

ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11の材料としては、Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ti、Ni等の導電性の良い金属膜や、ITO等の透明導電膜を用いることができる。 As a material for the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11, a metal film having good conductivity such as Al, Cr, Au, Ag, Cu, Ti, Ni, or a transparent conductive film such as ITO is used. it can.

ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11の形成方法としては、蒸着法やスパッタ法を用いることができる。 As a method for forming the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11, a vapor deposition method or a sputtering method can be used.

また、ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11の材料としては、Agペースト、Niペースト、Cuペースト等の導電ペーストを用いることができる。 In addition, as a material for the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11, a conductive paste such as an Ag paste, Ni paste, or Cu paste can be used.

この時の、ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11の形成方法としては、AgペーストやNiペースト、Cuペーストをスクリーン印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法などを用いて印刷した後に焼成する方法を用いることができる。 At this time, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11 can be formed by using Ag paste, Ni paste, or Cu paste by screen printing, flexographic printing, gravure printing, offset printing, and reversal printing. The method of baking after printing using the method etc. can be used.

次に、ゲート絶縁膜3、ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11上に半導体層6を形成して薄膜トランジスタ装置を得る。(図3(d)) Next, a semiconductor layer 6 is formed on the gate insulating film 3, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11 to obtain a thin film transistor device. (Fig. 3 (d))

半導体層6の材料としては、InGaZnO系、InZnO系、ZnGaO系、InGaO系、ZnO、SnOおよびIn1種あるいは2種以上からなる酸化物や、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアリルアミン誘導体、ポリアセチレン誘導体、アセン誘導体、オリゴチオフェン誘導体等の有機物を用いることができる。 Examples of the material for the semiconductor layer 6 include InGaZnO-based, InZnO-based, ZnGaO-based, InGaO-based, ZnO, SnO 2 and In 2 O 3 oxides of one or more, polythiophene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polythieny. Organic substances such as a lembinylene derivative, a polyallylamine derivative, a polyacetylene derivative, an acene derivative, and an oligothiophene derivative can be used.

半導体層6の製造方法としては、酸化物を有機金属化学気相成長やスパッタやレーザアブレーションによる成膜する方法、または、酸化物原料を印刷塗布した後に焼成する方法、または、有機物原料を塗布した後に焼成する方法、または、有機物を蒸着する方法を用いることができる。 As a manufacturing method of the semiconductor layer 6, a method of forming an oxide film by metal organic chemical vapor deposition, sputtering, or laser ablation, a method of baking after applying an oxide raw material, or applying an organic raw material is applied. A method of baking later or a method of depositing an organic substance can be used.

酸化物半導体や有機半導体を形成する時は、印刷法が利用でき、半導体層の形成に要する温度が200℃以下となるので、絶縁基板としてプラスチックフィルムを使用できるようになる利点がある。 When an oxide semiconductor or an organic semiconductor is formed, a printing method can be used, and a temperature required for forming a semiconductor layer is 200 ° C. or lower, which has an advantage that a plastic film can be used as an insulating substrate.

次に、半導体層6上に層間絶縁膜7を形成する。(図3(e)) Next, an interlayer insulating film 7 is formed on the semiconductor layer 6. (Fig. 3 (e))

層間絶縁膜7の材料としては、SiN、SiOおよびAl等の無機物質や、ポリビニルフェノール、エポキシ、ポリイミド等の有機物質を用いることができる。 As a material of the interlayer insulating film 7, inorganic substances such as SiN, SiO 2 and Al 2 O 3 and organic substances such as polyvinyl phenol, epoxy and polyimide can be used.

層間絶縁膜7の形成方法としては、無機物質膜形成に際してはCVD法やPVD法を、また、有機物質膜形成に際してはスピンコート法や、インクジェット印刷、スクリーン印刷などの印刷法を用いることができる。 As a method for forming the interlayer insulating film 7, a CVD method or a PVD method can be used for forming the inorganic material film, and a spin coating method, a printing method such as inkjet printing or screen printing can be used for forming the organic material film. .

次に、層間絶縁膜7にビアホール9用の孔を形成する。(図6(e)および図9(e)参照) Next, a hole for a via hole 9 is formed in the interlayer insulating film 7. (See FIG. 6 (e) and FIG. 9 (e))

ビアホール9用の孔の形成方法としては、層間絶縁膜7にUV−YAGレーザビーム加工する方法、層間絶縁膜7に感光性樹脂を使用して露光および現像する方法、穴のあいた層間絶縁膜をスクリーン印刷する方法を用いることができる。
特にスクリーン印刷は、安価で容易に厚膜パターニングができ、層間絶縁膜7の形成とビアホール9用の孔を同時に形成できるので好ましい。
As a method for forming a hole for the via hole 9, a method of processing a UV-YAG laser beam on the interlayer insulating film 7, a method of exposing and developing using a photosensitive resin for the interlayer insulating film 7, and an interlayer insulating film having a hole are used. A screen printing method can be used.
Particularly, screen printing is preferable because it can be easily and thickly patterned at low cost, and the interlayer insulating film 7 and the hole for the via hole 9 can be formed simultaneously.

最後に、層間絶縁膜7上に画素電極8を形成し、薄膜トランジスタ装置を得た。(図5) Finally, a pixel electrode 8 was formed on the interlayer insulating film 7 to obtain a thin film transistor device. (Fig. 5)

画素電極8の材料としては、Al、Ag、Agインク、Niインク、Cuインク等を用いることができる。 As a material of the pixel electrode 8, Al, Ag, Ag ink, Ni ink, Cu ink, or the like can be used.

画素電極8の形成方法としては、AlやAgをスパッタする方法、AgインクやNiインク、Cuインクをスクリーン印刷する方法を用いることができる。 As a method for forming the pixel electrode 8, a method of sputtering Al or Ag, or a method of screen printing Ag ink, Ni ink, or Cu ink can be used.

なお、層間絶縁膜7、画素電極8を形成せず、ソース電極4および上部キャパシタ電極11を画素電極の代用として使用することも可能である。 It is also possible to use the source electrode 4 and the upper capacitor electrode 11 as a substitute for the pixel electrode without forming the interlayer insulating film 7 and the pixel electrode 8.

このようなTFTを用いて、液晶ディスプレイ等の画像表示ディスプレイを作製することができる。
例えば、半導体層6に酸化物半導体、ゲート電極2、キャパシタ下部電極10、ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11にすべてITO等の透明電極を用い、ゲート絶縁膜3にSiO等の無機物質を、層間絶縁膜7に透明なエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いることにより、開口率の大きな薄膜トランジスタディスプレイを作製することができる。
また、ソース電極4やドレイン電極5にAgペーストを用いる等によって、非透過性のゲストホスト液晶ディスプレイ等に用いるTFTを得ることができる。
An image display display such as a liquid crystal display can be manufactured using such a TFT.
For example, an oxide semiconductor is used for the semiconductor layer 6, a transparent electrode such as ITO is used for the gate electrode 2, the capacitor lower electrode 10, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11, and SiO 2 or the like is used for the gate insulating film 3. A thin film transistor display having a large aperture ratio can be manufactured by using an inorganic substance and a transparent epoxy resin or polyimide resin for the interlayer insulating film 7.
Moreover, TFT used for a non-transparent guest-host liquid crystal display etc. can be obtained by using Ag paste for the source electrode 4 and the drain electrode 5 or the like.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置の形成方法の例を、図10、図11、図12を基に説明する。
図10は薄膜トランジスタアレイの1画素領域を示す平面配置図であり、図11は線D−D’に沿った断面図を示している。
(Second Embodiment)
An example of a method for forming a thin film transistor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a plan layout view showing one pixel region of the thin film transistor array, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line DD ′.

第2の実施形態の薄膜トランジスタ装置60が先の第1の実施形態に示した薄膜トランジスタ装置50と異なる点は、その断面構造にある。
絶縁基板に対して垂直方向から見た第2の実施形態の薄膜トランジスタ装置60は、第1の実施形態に示した薄膜トランジスタ装置50と同じである。
The thin film transistor device 60 according to the second embodiment is different from the thin film transistor device 50 according to the first embodiment in the cross-sectional structure.
The thin film transistor device 60 of the second embodiment viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate is the same as the thin film transistor device 50 shown in the first embodiment.

まず、絶縁基板1上にゲート電極2、キャパシタ下部電極10を形成する。(図12(a)) First, the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10 are formed on the insulating substrate 1. (Fig. 12 (a))

絶縁基板1の材料としては、石英やガラスの他に、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ナイロン(Ny)等のプラスチックを用いることができる。
これらのプラスチック基板は薄いフィルム状で絶縁基板として使用できる利点がある。
In addition to quartz and glass, the insulating substrate 1 may be made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyimide (PI), polyetherimide (PEI), polystyrene (PS). ), Polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), nylon (Ny), and other plastics.
These plastic substrates have the advantage that they can be used as an insulating substrate in the form of a thin film.

ゲート電極2、キャパシタ下部電極10の材料としては、Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ti、Ni等の導電性の良い金属膜や、ITO等の透明導電膜を用いることができる。 As a material of the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10, a metal film having good conductivity such as Al, Cr, Au, Ag, Cu, Ti, Ni, or a transparent conductive film such as ITO can be used.

ゲート電極2、キャパシタ下部電極10の形成方法としては、蒸着法やスパッタ法を等を用いることができる。 As a method for forming the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10, vapor deposition, sputtering, or the like can be used.

また、ゲート電極2、キャパシタ下部電極10の材料としては、AgインクやNiインク、Cuインク等の導電インクを用いることができる。 In addition, as a material for the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10, conductive ink such as Ag ink, Ni ink, or Cu ink can be used.

この時の、ゲート電極2、キャパシタ下部電極10の形成方法としては、AgインクやNiインク、Cuインク等をスクリーン印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法などを用いて印刷した後に焼成する方法を用いることができる。 As a method for forming the gate electrode 2 and the capacitor lower electrode 10 at this time, a screen printing method, a flexographic printing method, a gravure printing method, an offset printing method, a reverse printing method, or the like is used for Ag ink, Ni ink, Cu ink, or the like. The method of baking after printing can be used.

次に、絶縁基板1、ゲート電極2、キャパシタ下部電極10上にゲート絶縁膜3を形成する。(図12(b)) Next, the gate insulating film 3 is formed on the insulating substrate 1, the gate electrode 2, and the capacitor lower electrode 10. (Fig. 12 (b))

ゲート絶縁膜3の材料としては、SiN、SiOおよびAl等の無機物質や、ポリビニルフェノール、エポキシ、ポリイミド等の有機物質を用いることができる。 As a material of the gate insulating film 3, inorganic substances such as SiN, SiO 2 and Al 2 O 3 and organic substances such as polyvinyl phenol, epoxy and polyimide can be used.

ゲート絶縁膜3の形成方法としては、無機物質膜形成に際してはCVD法やPVD法を、また、有機物質膜形成に際してはスピンコート法や、インクジェット印刷などの印刷法を用いることができる。 As a method for forming the gate insulating film 3, a CVD method or a PVD method can be used for forming the inorganic material film, and a spin coating method or a printing method such as inkjet printing can be used for forming the organic material film.

次に、ゲート絶縁膜3上に、半導体層6を形成する。(図12(c)) Next, the semiconductor layer 6 is formed on the gate insulating film 3. (Fig. 12 (c))

半導体層6の材料としては、InGaZnO系、InZnO系、ZnGaO系、InGaO系、ZnO、SnOおよびIn1種あるいは2種以上からなる酸化物や、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリアリルアミン誘導体、ポリアセチレン誘導体、アセン誘導体、オリゴチオフェン誘導体等の有機物を用いることができる。 Examples of the material for the semiconductor layer 6 include InGaZnO-based, InZnO-based, ZnGaO-based, InGaO-based, ZnO, SnO 2 and In 2 O 3 oxides of one or more, polythiophene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polythieny. Organic substances such as a lembinylene derivative, a polyallylamine derivative, a polyacetylene derivative, an acene derivative, and an oligothiophene derivative can be used.

半導体層6の製造方法としては、酸化物を有機金属化学気相成長やスパッタやレーザアブレーションによる成膜する方法、または、酸化物原料を印刷塗布した後に焼成する方法、または、有機物原料を塗布した後に焼成する方法、または、有機物を蒸着する方法を用いることができる。 As a manufacturing method of the semiconductor layer 6, a method of forming an oxide film by metal organic chemical vapor deposition, sputtering, or laser ablation, a method of baking after applying an oxide raw material, or applying an organic raw material is applied. A method of baking later or a method of depositing an organic substance can be used.

酸化物半導体や有機半導体を形成する時は、印刷法が利用でき、半導体層の形成に要する温度が200℃以下となるので、絶縁基板としてプラスチックフィルムを使用できるようになる利点がある。 When an oxide semiconductor or an organic semiconductor is formed, a printing method can be used, and a temperature required for forming a semiconductor layer is 200 ° C. or lower, which has an advantage that a plastic film can be used as an insulating substrate.

次に、半導体層6上に、ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11を形成する。(図12(d)) Next, the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11 are formed on the semiconductor layer 6. (Fig. 12 (d))

ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11の材料としては、Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ti、Ni等の導電性の良い金属膜や、ITO等の透明導電膜を用いることができる。 As a material for the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11, a metal film having good conductivity such as Al, Cr, Au, Ag, Cu, Ti, Ni, or a transparent conductive film such as ITO is used. it can.

ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11の形成方法としては、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。 As a method for forming the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11, an evaporation method, a sputtering method, or the like can be used.

また、ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11の材料としては、Agインク、Niインク、Cuインク等の導電インクを用いることができる。 In addition, as a material for the source electrode 4, the drain electrode 5, and the capacitor upper electrode 11, conductive ink such as Ag ink, Ni ink, Cu ink can be used.

この時の、ソース電極4、ドレイン電極5、キャパシタ上部電極11の形成方法としては、Agインク、Niインク、Cuインク等をスクリーン印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法などを用いて印刷した後に焼成する方法を用いることができる。 At this time, the source electrode 4, drain electrode 5, and capacitor upper electrode 11 are formed by screen printing, flexographic printing, gravure printing, offset printing, reverse printing using Ag ink, Ni ink, Cu ink or the like. A method of firing after printing using a method or the like can be used.

さらに、層間絶縁膜7および、画素電極8を設けても良い。(図14) Further, an interlayer insulating film 7 and a pixel electrode 8 may be provided. (Fig. 14)

(第3の実施形態)
図15は、本発明の薄膜トランジスタアレイ80の平面構成を示す図である。
本発明の薄膜トランジスタアレイ80は、絶縁基板1上に本発明の薄膜トランジスタ装置50がマトリクス状に複数個配列されてなり、これら複数個の薄膜トランジスタ装置50をゲート配線2’、ドレイン配線5’及びキャパシタ配線10’によって電気的に接続したものである。
(Third embodiment)
FIG. 15 is a diagram showing a planar configuration of the thin film transistor array 80 of the present invention.
In the thin film transistor array 80 of the present invention, a plurality of thin film transistor devices 50 of the present invention are arranged in a matrix on an insulating substrate 1, and the plurality of thin film transistor devices 50 are connected to a gate wiring 2 ', a drain wiring 5' and a capacitor wiring. 10 'electrically connected.

(第4の実施形態)
図16は本発明の薄膜トランジスタディスプレイの1種であるゲストホスト液晶ディスプレイ90を示す断面構成図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 16 is a sectional view showing a guest-host liquid crystal display 90 which is a kind of thin film transistor display of the present invention.

本発明のゲストホスト液晶ディスプレイ90は、第2の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置60を備えた薄膜トランジスタアレイ80と、透明基板13と対向電極14からなる対向基板81とが、平面視略矩形枠状のシール材(図示省略)によって貼り合わされ、このシール材によって囲まれた領域内にゲストホスト液晶層15が封入されたものである。 In the guest-host liquid crystal display 90 of the present invention, a thin film transistor array 80 including the thin film transistor device 60 according to the second embodiment, and a counter substrate 81 composed of the transparent substrate 13 and the counter electrode 14 have a substantially rectangular frame shape in plan view. The guest host liquid crystal layer 15 is sealed in a region surrounded by a sealing material (not shown) and surrounded by the sealing material.

本発明のゲストホスト液晶ディスプレイ90は、本発明の薄膜トランジスタ装置を使用しているので画像が安定しており、しかも薄くて軽量なものが安価に提供される利点がある。第1の実施形態に係わる薄膜トランジスタでも同様である。 Since the guest-host liquid crystal display 90 of the present invention uses the thin film transistor device of the present invention, there is an advantage that an image is stable and a thin and light-weight one is provided at low cost. The same applies to the thin film transistor according to the first embodiment.

まず、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、Alを全面にスパッタ成膜した。
Al膜の厚さは100nmであった。
First, a polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 125 μm was prepared, and Al was formed on the entire surface by sputtering.
The thickness of the Al film was 100 nm.

次に、Al膜をフォトリソおよびエッチングすることによって、ゲート電極、キャパシタ下部電極、ゲート配線、キャパシタ配線10’を形成した。
ゲート電極の外形は縦300μm、横180μmでゲート電極の幅は35μmであった。キャパシタ下部電極のサイズは縦450μm、横240μmであった。
Next, the Al film was subjected to photolithography and etching to form a gate electrode, a capacitor lower electrode, a gate wiring, and a capacitor wiring 10 ′.
The external shape of the gate electrode was 300 μm in length, 180 μm in width, and the width of the gate electrode was 35 μm. The size of the capacitor lower electrode was 450 μm in length and 240 μm in width.

次に、ポリビニルフェノール溶液をスピンコートし、焼成して厚さは1μmのゲート絶縁膜を形成した。 Next, a polyvinyl phenol solution was spin-coated and baked to form a gate insulating film having a thickness of 1 μm.

次に、Ag導電インクを使用してソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極、ドレイン配線5’をスクリーン印刷によって形成した。
ソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極の厚さは10μm程度、ソース電極は縦290μm、横130μmの四角形であった。
ドレイン電極は幅25μmのC字形状であった。
チャネル長は25μmであった。
Next, a source electrode, a drain electrode, a capacitor upper electrode, and a drain wiring 5 ′ were formed by screen printing using Ag conductive ink.
The thickness of the source electrode, drain electrode, and capacitor upper electrode was about 10 μm, and the source electrode was a quadrangle with a length of 290 μm and a width of 130 μm.
The drain electrode was C-shaped with a width of 25 μm.
The channel length was 25 μm.

キャパシタ上部電極は、縦430μm、横240μmの四角形であった。
ソース電極とキャパシタ上部電極とは、幅25μmの接続部で接続されていた。
The capacitor upper electrode was a quadrangle having a length of 430 μm and a width of 240 μm.
The source electrode and the capacitor upper electrode were connected by a connection part having a width of 25 μm.

次に、ソース電極とドレイン電極の間隙を含む全面に、ポリチオフェン溶液をインクジェット印刷によって塗布し、焼成して半導体層を形成した。 Next, a polythiophene solution was applied to the entire surface including the gap between the source electrode and the drain electrode by ink jet printing, and baked to form a semiconductor layer.

次に、エポキシ樹脂をスピンコートして厚さは20μmの層間絶縁膜を形成した。 Next, an epoxy resin was spin-coated to form an interlayer insulating film having a thickness of 20 μm.

次に、UV−YAGレーザビーム加工して内径100μmのビアホール用の孔を形成した。 Next, UV-YAG laser beam processing was performed to form a via hole having an inner diameter of 100 μm.

最後に、Agインクをスクリーン印刷し、490μm角程度の正方形に画素電極を形成し、薄膜トランジスタ装置を得た。 Finally, Ag ink was screen-printed to form pixel electrodes in a square of about 490 μm square to obtain a thin film transistor device.

まず、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、全面にスパッタ成膜した後、フォトリソおよびエッチングによってゲート電極、キャパシタ下部電極、ゲート配線、キャパシタ配線を形成した。
Alの厚さは、100nmであった。
ゲート電極は、縦300μm、横180μm、幅35μmであった。
キャパシタ下部電極のサイズは縦450μm、横240μmであった。
First, polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 125 μm was prepared, and a sputter film was formed on the entire surface, and then a gate electrode, a capacitor lower electrode, a gate wiring, and a capacitor wiring were formed by photolithography and etching.
The thickness of Al was 100 nm.
The gate electrode was 300 μm in length, 180 μm in width, and 35 μm in width.
The size of the capacitor lower electrode was 450 μm in length and 240 μm in width.

次に、スパッタによってSiOを成膜し、その上に半導体層6となるInGaZnOを成膜した。
SiOの厚さは、500nmおよびInGaZnOの厚さは200nmであった。
Next, SiO 2 was formed by sputtering, and InGaZnO 4 to be the semiconductor layer 6 was formed thereon.
The thickness of SiO 2 was 500 nm, and the thickness of InGaZnO 4 was 200 nm.

次に、Ag導電インクを使用してソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極、ドレイン配線5’をスクリーン印刷によって形成した。
ソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極、ドレイン配線5’の厚さは10μm程度、ソース電極は縦290μm、横130μmの四角形であった。
ドレイン電極は幅25μm程度の大きさの矩形C字形状であった。
チャネル長は25μmであった。
キャパシタ上部電極は縦430μm、横240μmの大きさの四角形であった。
ソース電極とキャパシタ上部電極とは、幅25μm程度の接続部で接続されていた。
Next, a source electrode, a drain electrode, a capacitor upper electrode, and a drain wiring 5 ′ were formed by screen printing using Ag conductive ink.
The thickness of the source electrode, drain electrode, capacitor upper electrode, and drain wiring 5 ′ was about 10 μm, and the source electrode was a quadrangle with a length of 290 μm and a width of 130 μm.
The drain electrode had a rectangular C shape with a width of about 25 μm.
The channel length was 25 μm.
The capacitor upper electrode was a quadrangle having a size of 430 μm in length and 240 μm in width.
The source electrode and the capacitor upper electrode were connected by a connection portion having a width of about 25 μm.

次に、エポキシ樹脂をスクリーン印刷して厚さは20μmの層間絶縁膜を形成した。 Next, an epoxy resin was screen printed to form an interlayer insulating film having a thickness of 20 μm.

次に、UV−YAGレーザビーム加工して内径100μmのビアホール用の孔を形成した。 Next, UV-YAG laser beam processing was performed to form a via hole having an inner diameter of 100 μm.

最後に、Agインクをスクリーン印刷し、490μm角程度の正方形に画素電極を形成し、薄膜トランジスタ装置を得た。 Finally, Ag ink was screen-printed to form pixel electrodes in a square of about 490 μm square to obtain a thin film transistor device.

図3に示す工程図に従って、図1及び図2に示す構造の第1の実施形態の薄膜トランジスタ装置を備えた薄膜トランジスタアレイを作製した。 A thin film transistor array including the thin film transistor device according to the first embodiment having the structure shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured according to the process diagram shown in FIG.

まず、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、全面にスパッタ成膜した後、フォトリソおよびエッチングによってゲート電極、キャパシタ下部電極、ゲート配線、キャパシタ配線を形成した。
Alの厚さは、100nmであった。
ゲート電極の外形は縦350μm、横215μm、内形は縦280μm、横120μmであった。
また、キャパシタ下部電極は縦455μm、横240μmであった。
ゲート電極とキャパシタ下部電極を絶縁基板上にマトリクス状に多数個並び、ゲート配線およびキャパシタ配線はそれらをつなぐように形成されていた。
First, polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 125 μm was prepared, and a sputter film was formed on the entire surface, and then a gate electrode, a capacitor lower electrode, a gate wiring, and a capacitor wiring were formed by photolithography and etching.
The thickness of Al was 100 nm.
The outer shape of the gate electrode was 350 μm in length and 215 μm in width, and the inner shape was 280 μm in length and 120 μm in width.
The capacitor lower electrode had a length of 455 μm and a width of 240 μm.
A large number of gate electrodes and capacitor lower electrodes are arranged in a matrix on an insulating substrate, and the gate wiring and the capacitor wiring are formed so as to connect them.

次に、ポリビニルフェノール溶液をスピンコートし、焼成して厚さは1μmのゲート絶縁膜を形成した。 Next, a polyvinyl phenol solution was spin-coated and baked to form a gate insulating film having a thickness of 1 μm.

次に、厚さ10μmのソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極、ドレイン配線を、Agインクをスクリーン印刷して形成した。
ソース電極は外形が縦290μm、横130μmの四角形であった。
ドレイン電極は幅25μmの矩形C字形状であった。
キャパシタ上部電極は縦425μm、横230μmの四角形であった。
幅25μmのソース電極とキャパシタ上部電極の接続部を介してソース電極とキャパシタ上部電極は接続されていた。
チャネル長は25μm、チャネル幅は815μmであった。
Next, a 10 μm thick source electrode, drain electrode, capacitor upper electrode, and drain wiring were formed by screen printing of Ag ink.
The source electrode was a quadrangle whose outer shape was 290 μm in length and 130 μm in width.
The drain electrode had a rectangular C shape with a width of 25 μm.
The capacitor upper electrode was a quadrangle having a length of 425 μm and a width of 230 μm.
The source electrode and the capacitor upper electrode were connected via a connection portion between the source electrode having a width of 25 μm and the capacitor upper electrode.
The channel length was 25 μm and the channel width was 815 μm.

最後に、ソース電極とドレイン電極の間隙(チャネル部)を含む全面に、ポリチオフェン溶液をインクジェットによって塗布し、焼成によって半導体層を形成した。 Finally, a polythiophene solution was applied to the entire surface including the gap (channel portion) between the source electrode and the drain electrode by inkjet, and a semiconductor layer was formed by baking.

このようにして薄膜トランジスタ装置を備えた、図15に示す平面構造の薄膜トランジスタアレイを得た。
この薄膜トランジスタアレイでは後述する比較例に比べてチャネル長が同じでチャネル幅を従来の5倍にできたので、オン電流は5倍の0.5μAになった。
また、絶縁基板に対して垂直方向から見て、ゲート電極がソース電極をほぼ覆っているので、オフ電流を50pA以下に抑えることができた。
In this way, a thin film transistor array having a planar structure shown in FIG.
In this thin film transistor array, the channel length is the same as that of the comparative example described later and the channel width can be increased to 5 times that of the prior art, so the on-current is 5 times 0.5 μA.
Further, since the gate electrode substantially covers the source electrode when viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, the off-current can be suppressed to 50 pA or less.

実施例3で作製した薄膜トランジスタアレイに対して、引き続き図6の工程を行って図4、5の薄膜トランジスタアレイを作製した。 The thin film transistor array produced in Example 3 was subsequently subjected to the process of FIG. 6 to produce the thin film transistor array of FIGS.

まず、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、全面にスパッタ成膜した後、フォトリソおよびエッチングによってゲート電極、キャパシタ下部電極、ゲート配線、キャパシタ配線を形成した。
Alの厚さは、100nmであった。
ゲート電極の外形は縦350μm、横215μm、内形は縦280μm、横120μmであった。
また、キャパシタ下部電極は縦455μm、横240μmであった。
ゲート電極とキャパシタ下部電極を絶縁基板上にマトリクス状に多数個並び、ゲート配線およびキャパシタ配線はそれらをつなぐように形成されていた。
First, polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 125 μm was prepared, and a sputter film was formed on the entire surface, and then a gate electrode, a capacitor lower electrode, a gate wiring, and a capacitor wiring were formed by photolithography and etching.
The thickness of Al was 100 nm.
The outer shape of the gate electrode was 350 μm in length and 215 μm in width, and the inner shape was 280 μm in length and 120 μm in width.
The capacitor lower electrode had a length of 455 μm and a width of 240 μm.
A large number of gate electrodes and capacitor lower electrodes are arranged in a matrix on an insulating substrate, and the gate wiring and the capacitor wiring are formed so as to connect them.

次に、ポリビニルフェノール溶液をスピンコートし、焼成して厚さは1μmのゲート絶縁膜を形成した。 Next, a polyvinyl phenol solution was spin-coated and baked to form a gate insulating film having a thickness of 1 μm.

次に、厚さ10μmのソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極、ドレイン配線を、Agインクをスクリーン印刷して形成した。
ソース電極は外形が縦290μm、横130μmの四角形であった。
ドレイン電極は幅25μmの矩形C字形状であった。
キャパシタ上部電極は縦425μm、横230μmの四角形であった。
幅25μmのソース電極とキャパシタ上部電極の接続部を介してソース電極とキャパシタ上部電極は接続されていた。
チャネル長は25μm、チャネル幅は815μmであった。
Next, a 10 μm thick source electrode, drain electrode, capacitor upper electrode, and drain wiring were formed by screen printing of Ag ink.
The source electrode was a quadrangle whose outer shape was 290 μm in length and 130 μm in width.
The drain electrode had a rectangular C shape with a width of 25 μm.
The capacitor upper electrode was a quadrangle having a length of 425 μm and a width of 230 μm.
The source electrode and the capacitor upper electrode were connected via a connection portion between the source electrode having a width of 25 μm and the capacitor upper electrode.
The channel length was 25 μm and the channel width was 815 μm.

次に、ソース電極とドレイン電極の間隙(チャネル部)を含む全面に、ポリチオフェン溶液をインクジェットによって塗布し、焼成によって半導体層を形成した。 Next, a polythiophene solution was applied to the entire surface including the gap (channel portion) between the source electrode and the drain electrode by inkjet, and a semiconductor layer was formed by baking.

次に、エポキシ樹脂をスクリーン印刷した後に焼成して厚さは20μm、孔径100μmの層間絶縁膜を形成した。 Next, an epoxy resin was screen printed and then baked to form an interlayer insulating film having a thickness of 20 μm and a hole diameter of 100 μm.

次に、Agインクをスクリーン印刷し、490μm角の正方形の画素電極を形成した。 Next, Ag ink was screen-printed to form 490 μm square pixel electrodes.

作製した薄膜トランジスタアレイ80を用いて図16に示す構造のゲストホスト液晶ディスプレイを作製し、動作することを確認した。 A guest-host liquid crystal display having the structure shown in FIG. 16 was fabricated using the fabricated thin film transistor array 80 and confirmed to operate.

実施例3で作製した薄膜トランジスタアレイに対して、引き続き図9の工程を行って図7、8の薄膜トランジスタアレイを作製した。 The thin film transistor array produced in Example 3 was subsequently subjected to the process of FIG. 9 to produce the thin film transistor array of FIGS.

まず、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、全面にスパッタ成膜した後、フォトリソおよびエッチングによってゲート電極、キャパシタ下部電極、ゲート配線、キャパシタ配線を形成した。
Alの厚さは、100nmであった。
ゲート電極の外形は縦350μm、横215μm、内形は縦280μm、横120μmであった。
また、キャパシタ下部電極は縦455μm、横240μmであった。
ゲート電極とキャパシタ下部電極を絶縁基板上にマトリクス状に多数個並び、ゲート配線およびキャパシタ配線はそれらをつなぐように形成されていた。
First, polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 125 μm was prepared, and a sputter film was formed on the entire surface, and then a gate electrode, a capacitor lower electrode, a gate wiring, and a capacitor wiring were formed by photolithography and etching.
The thickness of Al was 100 nm.
The outer shape of the gate electrode was 350 μm in length and 215 μm in width, and the inner shape was 280 μm in length and 120 μm in width.
The capacitor lower electrode had a length of 455 μm and a width of 240 μm.
A large number of gate electrodes and capacitor lower electrodes are arranged in a matrix on an insulating substrate, and the gate wiring and the capacitor wiring are formed so as to connect them.

次に、ポリビニルフェノール溶液をスピンコートし、焼成して厚さは1μmのゲート絶縁膜を形成した。 Next, a polyvinyl phenol solution was spin-coated and baked to form a gate insulating film having a thickness of 1 μm.

次に、厚さ10μmのソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極、ドレイン配線を、Agインクをスクリーン印刷して形成した。
ソース電極は外形が縦290μm、横130μmの四角形であった。
ドレイン電極は幅25μmの矩形C字形状であった。
キャパシタ上部電極は縦425μm、横230μmの四角形であった。
幅25μmのソース電極とキャパシタ上部電極の接続部を介してソース電極とキャパシタ上部電極は接続されていた。
チャネル長は25μm、チャネル幅は815μmであった。
Next, a 10 μm thick source electrode, drain electrode, capacitor upper electrode, and drain wiring were formed by screen printing of Ag ink.
The source electrode was a quadrangle whose outer shape was 290 μm in length and 130 μm in width.
The drain electrode had a rectangular C shape with a width of 25 μm.
The capacitor upper electrode was a quadrangle having a length of 425 μm and a width of 230 μm.
The source electrode and the capacitor upper electrode were connected via a connection portion between the source electrode having a width of 25 μm and the capacitor upper electrode.
The channel length was 25 μm and the channel width was 815 μm.

次に、ソース電極とドレイン電極の間隙(チャネル部)を含む全面に、ポリチオフェン溶液をインクジェットによって塗布し、焼成によって半導体層を形成した。 Next, a polythiophene solution was applied to the entire surface including the gap (channel portion) between the source electrode and the drain electrode by inkjet, and a semiconductor layer was formed by baking.

次に、エポキシ樹脂をスクリーン印刷した後に焼成して厚さは20μm、孔径100μmの層間絶縁膜を形成した。 Next, an epoxy resin was screen printed and then baked to form an interlayer insulating film having a thickness of 20 μm and a hole diameter of 100 μm.

次に、Agインクをスクリーン印刷し、490μm角の正方形の画素電極を形成した。 Next, Ag ink was screen-printed to form 490 μm square pixel electrodes.

作製した薄膜トランジスタアレイ80を用いてゲストホスト液晶ディスプレイを作製し、動作することを確認した。 A guest-host liquid crystal display was fabricated using the fabricated thin film transistor array 80 and confirmed to operate.

図12に示す工程図に従って、図10及び図11に示す構造の第2の実施形態の薄膜トランジスタ装置を備えた薄膜トランジスタアレイを作製した。 A thin film transistor array including the thin film transistor device according to the second embodiment having the structure shown in FIGS. 10 and 11 was manufactured according to the process chart shown in FIG.

まず、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、Alを全面にスパッタ成膜した後、フォトリソおよびエッチングによってゲート電極、キャパシタ下部電極、ゲート配線、キャパシタ配線を形成した。
Alの厚さは、100nmであった。
First, polyethylene naphthalate (PEN) with a thickness of 125 μm was prepared, and Al was formed on the entire surface by sputtering, and then a gate electrode, a capacitor lower electrode, a gate wiring, and a capacitor wiring were formed by photolithography and etching.
The thickness of Al was 100 nm.

ゲート電極の外形は縦350μm、横215μm、内形は縦280μm、横120μm、キャパシタ下部電極は縦455μm、横240μmであった。
また、ゲート電極とキャパシタ下部電極が絶縁基板1上にマトリクス状に多数並び、ゲート配線およびキャパシタ配線はそれらを繋いでいた。
The outer shape of the gate electrode was 350 μm in length and 215 μm in width, the inner shape was 280 μm in length and 120 μm in width, and the capacitor lower electrode was 455 μm in length and 240 μm in width.
In addition, a large number of gate electrodes and capacitor lower electrodes are arranged in a matrix on the insulating substrate 1, and the gate wiring and the capacitor wiring connect them.

次に、スパッタによって厚さ500nmのSiO(ゲート絶縁膜)を積層した後、厚さ200nmのInGaZnO(半導体層)を成膜した。 Next, after depositing SiO 2 (gate insulating film) having a thickness of 500 nm by sputtering, InGaZnO 4 (semiconductor layer) having a thickness of 200 nm was formed.

次に、厚さ10μmのソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極、ドレイン配線を、Agをスクリーン印刷して形成した。
ソース電極は外形が縦290μm、横130μmの四角形であった。
ドレイン電極は幅25μmの矩形C字形状であった。
キャパシタ上部電極は縦425μm、横230μmの四角形であった。
Next, a 10 μm-thick source electrode, drain electrode, capacitor upper electrode, and drain wiring were formed by screen printing of Ag.
The source electrode was a quadrangle whose outer shape was 290 μm in length and 130 μm in width.
The drain electrode had a rectangular C shape with a width of 25 μm.
The capacitor upper electrode was a quadrangle having a length of 425 μm and a width of 230 μm.

後述の比較例2に比べ、チャネル長が同じでチャネル幅を従来の5倍にできたので、オン電流は5倍の15μAになった。
また、絶縁基板に対して垂直方向から見て、ゲート電極がソース電極をほぼ覆っていることで、オフ電流を5nA以下に抑えることができた。
Compared to Comparative Example 2 described later, the channel length is the same and the channel width can be increased to 5 times that of the prior art, so the on-current is 5 times 15 μA.
Further, when viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, the gate electrode substantially covers the source electrode, so that the off-current can be suppressed to 5 nA or less.

実施例6の素子に対して、実施例4または5と同様の工程により、層間絶縁膜7および画素電極8を形成し、図13及び図14に示した薄膜トランジスタ装置を具備した、図15に示す平面構造の薄膜トランジスタアレイ80を得た。
作製した薄膜トランジスタアレイを用い、透明基板にPETフィルム、対向電極にはITOを用いた対向基板を使用して、図16に示す構造のゲストホスト液晶ディスプレイとした結果、安定した鮮明な画像を表示することが確認できた。
For the element of Example 6, the interlayer insulating film 7 and the pixel electrode 8 are formed by the same process as in Example 4 or 5, and the thin film transistor device shown in FIGS. 13 and 14 is provided. A thin film transistor array 80 having a planar structure was obtained.
As a result of using the produced thin film transistor array as a guest-host liquid crystal display having the structure shown in FIG. 16 using a counter substrate using a PET film as a transparent substrate and ITO as a counter electrode, a stable and clear image is displayed. I was able to confirm.

<比較例1>
絶縁基板に対して垂直方向から見た構造が図17と同形状の薄膜トランジスタアレイを作製した。(但し、半導体6は全面に形成、画素電極8はソース電極4で兼用)
<Comparative Example 1>
A thin film transistor array having the same structure as that of FIG. 17 as viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate was manufactured. (However, the semiconductor 6 is formed on the entire surface, and the pixel electrode 8 is also used as the source electrode 4)

まず、厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、Alをスパッタ成膜した後、フォトリソおよびエッチングによって厚さは100nmの長方形のゲート電極および長方形のキャパシタ下部電極、ゲート配線、キャパシタ配線を作製した。
ゲート電極は、幅50μm、長さ250μmであった。
キャパシタ下部電極は、幅200μm、長さ150μmであった。
また、これらのゲート電極とキャパシタ下部電極は、絶縁基板上にマトリクス状に多数並び、ゲート配線およびキャパシタ配線はそれらを繋いでいた。
First, a polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 125 μm was prepared, and after sputtering Al, a rectangular gate electrode having a thickness of 100 nm and a rectangular capacitor lower electrode, a gate wiring, and a capacitor wiring were formed by photolithography and etching. Produced.
The gate electrode was 50 μm wide and 250 μm long.
The capacitor lower electrode had a width of 200 μm and a length of 150 μm.
Further, a large number of these gate electrodes and capacitor lower electrodes are arranged in a matrix on the insulating substrate, and the gate wiring and the capacitor wiring connect them.

次に、ポリビニルフェノール溶液をスピンコートし、焼成して厚さは1μmのゲート絶縁膜を形成した。 Next, a polyvinyl phenol solution was spin-coated and baked to form a gate insulating film having a thickness of 1 μm.

次に、厚さ10μmのソース電極およびドレイン電極、ドレイン配線を、Agインクをスクリーン印刷して形成した。
ソース電極とドレイン電極との間のチャネル長は25μm、チャネル幅は150μmであった。
Next, a 10 μm thick source electrode, drain electrode, and drain wiring were formed by screen printing of Ag ink.
The channel length between the source electrode and the drain electrode was 25 μm, and the channel width was 150 μm.

次に、ソース電極とドレイン電極の間隙を含む全面に、ポリチオフェン溶液をスピンコートし、焼成によって半導体層を形成し、薄膜トランジスタを得た。(図17) Next, a polythiophene solution was spin-coated on the entire surface including the gap between the source electrode and the drain electrode, and a semiconductor layer was formed by baking to obtain a thin film transistor. (Fig. 17)

得られた薄膜トランジスタのオン電流(ドレイン電圧=ゲート電圧=−40Vでのドレイン電流)は100nA、オフ電流(ドレイン電圧=−40V、ゲート電圧=0Vでのドレイン電流)は10nAであった。 The thin film transistor thus obtained had an on-current (drain voltage = drain voltage when the gate voltage = −40V) was 100 nA, and an off-current (drain voltage = −40V, drain current when the gate voltage = 0V) was 10 nA.

<比較例2>
厚さ125μmのポリエチレンナフタレート(PEN)を用意し、Alをスパッタ成膜した後、フォトリソおよびエッチングによって長方形の厚さは100nmのゲート電極およびキャパシタ下部電極、ゲート配線、キャパシタ配線を作製した。
ゲート電極の幅は50μm、長さは250μmであった。
キャパシタ下部電極との面積は30000μmであった。
また、ゲート電極とキャパシタ下部電極は、絶縁基板上にマトリクス状に多数並び、ゲート配線およびキャパシタ配線はそれらを繋いでいた。
<Comparative example 2>
A polyethylene naphthalate (PEN) with a thickness of 125 μm was prepared, and after sputtering Al, a rectangular gate electrode having a thickness of 100 nm, a capacitor lower electrode, a gate wiring, and a capacitor wiring were formed by photolithography and etching.
The gate electrode had a width of 50 μm and a length of 250 μm.
The area with the capacitor lower electrode was 30000 μm 2 .
A large number of gate electrodes and capacitor lower electrodes are arranged in a matrix on the insulating substrate, and the gate wiring and the capacitor wiring connect them.

次に、スパッタによって厚さ500nmのSiO(ゲート絶縁膜)を積層した後、厚さ200nmのInGaZnO(半導体層)を成膜した。 Next, after depositing SiO 2 (gate insulating film) having a thickness of 500 nm by sputtering, InGaZnO 4 (semiconductor layer) having a thickness of 200 nm was formed.

次に、厚さ10μmのソース電極およびドレイン電極5、ドレイン配線を、Agインクをスクリーン印刷して形成した。
ソース電極とドレイン電極との間のチャネル長は25μm、チャネル幅は150μmであった。
Next, the source and drain electrodes 5 and the drain wiring having a thickness of 10 μm were formed by screen printing with Ag ink.
The channel length between the source electrode and the drain electrode was 25 μm, and the channel width was 150 μm.

得られた薄膜トランジスタのオン電流(ドレイン電圧=ゲート電圧=5Vでのドレイン電流)は3μA程度、オフ電流(ドレイン電圧=5V、ゲート電圧=0Vでのドレイン電流)は100nAであった。 The thin film transistor obtained had an on-current (drain voltage = drain voltage at a gate voltage = 5 V) of about 3 μA and an off-current (drain current at a drain voltage = 5 V and a gate voltage = 0 V) of 100 nA.

なお、薄膜トランジスタにおいて、ドレインという呼称とソースという呼称は便宜上の区別であり、逆に呼んでもよいことは言うまでもない。 In the thin film transistor, it is needless to say that the term “drain” and the term “source” are distinguished for convenience and may be called in reverse.

本発明の第1の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置の絶縁基板に対して垂直方向から見た図である。It is the figure seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the insulated substrate of the thin-film transistor apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 図1の線A−A’に沿った断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure along line A-A 'of FIG. 図1の薄膜トランジスタ装置の製造工程を示す断面工程図である。FIG. 3 is a cross-sectional process diagram illustrating a manufacturing process of the thin film transistor device of FIG. 1. 本発明の第1の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置の絶縁基板に対して垂直方向から見た図である。It is the figure seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the insulated substrate of the thin-film transistor apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 図4の線B−B’に沿った断面構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure taken along line B-B ′ in FIG. 4. 図4の薄膜トランジスタ装置の製造工程を示す断面工程図であり、図3の続きである。FIG. 5 is a cross-sectional process diagram illustrating a manufacturing process of the thin film transistor device of FIG. 4 and is a continuation of FIG. 3. 本発明の第1の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置の絶縁基板に対して垂直方向から見た図である。It is the figure seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the insulated substrate of the thin-film transistor apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 図7の線C−C’に沿った断面構造を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional structure taken along line C-C ′ in FIG. 7. 図7の薄膜トランジスタ装置の製造工程を示す断面工程図であり、図3の続きである。FIG. 8 is a cross-sectional process diagram illustrating a manufacturing process of the thin film transistor device of FIG. 7 and is a continuation of FIG. 3. 本発明の第2の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置の絶縁基板に対して垂直方向から見た図である。It is the figure seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the insulated substrate of the thin-film transistor apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 図10の線D−D’に沿った断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure along line D-D 'of FIG. 図10の薄膜トランジスタ装置の製造工程を示す断面工程図である。FIG. 11 is a cross-sectional process diagram illustrating a manufacturing process of the thin film transistor device of FIG. 10. 本発明の第2の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the thin-film transistor apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係わる薄膜トランジスタ装置の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the thin-film transistor apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の薄膜トランジスタアレイの平面構造を説明する図である。It is a figure explaining the planar structure of the thin-film transistor array of this invention. 本発明の薄膜トランジスタディスプレイ一例の断面構造を説明する図である。It is a figure explaining the cross-section of an example of the thin-film transistor display of this invention. 従来の薄膜トランジスタの絶縁基板に対して垂直方向から見た図である。It is the figure seen from the perpendicular direction with respect to the insulated substrate of the conventional thin-film transistor. 図17の線E−E’に沿った断面図である。It is sectional drawing along line E-E 'of FIG. 従来の薄膜トランジスタの他の絶縁基板に対して垂直方向から見た図である。It is the figure seen from the perpendicular direction with respect to the other insulated substrate of the conventional thin-film transistor.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・・・絶縁基板
2・・・・・・・ゲート電極
2’・・・・・・ゲート配線
3・・・・・・・ゲート絶縁膜
4・・・・・・・ソース電極
5・・・・・・・ドレイン電極
5’・・・・・・ドレイン配線
6・・・・・・・半導体層
7・・・・・・・層間絶縁膜
8・・・・・・・画素電極
9・・・・・・・ビアホール
10・・・・・・キャパシタ下部電極
10’・・・・・キャパシタ配線
11・・・・・・キャパシタ上部電極
12・・・・・・(ソース電極とキャパシタ上部電極の)接続部
13・・・・・・対向基板
15・・・・・・ゲストホスト液晶
50、60・・・薄膜トランジスタ装置
51・・・・・・薄膜トランジスタ
52・・・・・・キャパシタ
80・・・・・・薄膜トランジスタアレイ
90・・・・・・ゲストホスト液晶ディスプレイ
1 .... Insulating substrate 2 ... Gate electrode 2 '... Gate wiring 3 ... Gate insulating film 4 ... Source Electrode 5... Drain electrode 5 ′... Drain wiring 6... Semiconductor layer 7... Interlayer insulating film 8. Pixel electrode 9 ... via hole 10 ... capacitor lower electrode 10 '... capacitor wiring 11 ... capacitor upper electrode 12 ... (source electrode) Connection portion 13 (... and capacitor upper electrode) ... Counter substrate 15 ... Guest host liquid crystal 50, 60 ... Thin film transistor device 51 ... Thin film transistor 52 ... Capacitor 80 ... Thin film transistor array 90 ... Guest host liquid crystal display Lee

Claims (9)

少なくとも、絶縁基板上に形成されたゲート電極、および、キャパシタ下部電極と、その上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、および、キャパシタ上部電極と、該ソース電極および該ドレイン電極を接続する半導体層とを有する薄膜トランジスタ装置であって、前記絶縁基板に対して垂直方向から見た形状がほぼ孤立島パターンの前記ソース電極と、該ソース電極をほぼ囲むように前記絶縁基板に対して垂直方向から見たC字状のドレイン電極と、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間隙を包含するように配置された前記ゲート電極を有し、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ドレイン電極の存在しない部分に配置した配線によって前記ソース電極およびキャパシタ上部電極が接続されていることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。 At least a gate electrode formed on an insulating substrate, a capacitor lower electrode, a gate insulating film formed thereon, a source electrode, a drain electrode formed on the gate insulating film, and an upper portion of the capacitor A thin film transistor device having an electrode and a semiconductor layer connecting the source electrode and the drain electrode, the source electrode having a substantially isolated island pattern when viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate, and the source electrode A C-shaped drain electrode as viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate and a gap between the source electrode and the drain electrode as viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate. Wiring having the gate electrode arranged and arranged in a portion where the drain electrode does not exist when viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate Thus a thin film transistor device, characterized in that the source electrode and the capacitor upper electrode is connected. 少なくとも、絶縁基板上に形成されたゲート電極、および、キャパシタ下部電極と、その上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜の上に形成されたソース電極、ドレイン電極、および、キャパシタ上部電極と、該ソース電極および該ドレイン電極を接続する半導体層と、その上に形成された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜を貫通するビアホールによって前記ソース電極またはキャパシタ上部電極と接続されている該画素電極を有する薄膜トランジスタ装置であって、前記絶縁基板に対して垂直方向から見た形状がほぼ孤立島パターンの前記ソース電極と、該ソース電極をほぼ囲むように前記絶縁基板に対して垂直方向から見たC字状のドレイン電極と、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間隙を包含するように配置された前記ゲート電極とを有し、前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ドレイン電極の存在しない部分に配置した配線によって前記ソース電極およびキャパシタ上部電極が接続されていることを特徴とする薄膜トランジスタ装置。 At least a gate electrode formed on an insulating substrate, a capacitor lower electrode, a gate insulating film formed thereon, a source electrode, a drain electrode formed on the gate insulating film, and an upper portion of the capacitor An electrode, a semiconductor layer connecting the source electrode and the drain electrode, an interlayer insulating film formed thereon, and a via hole penetrating the interlayer insulating film connected to the source electrode or the capacitor upper electrode A thin film transistor device having a pixel electrode, the source electrode having a substantially isolated island pattern as viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate, and a direction perpendicular to the insulating substrate so as to substantially surround the source electrode A C-shaped drain electrode as viewed, and the source electrode and the drain electrode as viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate The gate electrode disposed so as to include a gap, and the source electrode and the capacitor upper electrode are connected by a wiring disposed in a portion where the drain electrode does not exist when viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate. A thin film transistor device characterized by the above. 前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記ソース電極が四角形であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薄膜トランジスタ装置。 3. The thin film transistor device according to claim 1, wherein the source electrode has a quadrangular shape when viewed from a direction perpendicular to the insulating substrate. 前記絶縁基板に対して垂直方向から見て、前記キャパシタ上部電極がほぼ孤立島パターンであり且つ前記キャパシタ下部電極が該キャパシタ上部電極よりも大きく且つキャパシタ上部電極を包含するように形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ装置。 When viewed from the direction perpendicular to the insulating substrate, the capacitor upper electrode has a substantially isolated island pattern, and the capacitor lower electrode is larger than the capacitor upper electrode and includes the capacitor upper electrode. The thin film transistor device according to claim 1, wherein the thin film transistor device is a thin film transistor device. 前記半導体層が、酸化物半導体または有機半導体からなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ装置。 The thin film transistor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of an oxide semiconductor or an organic semiconductor. 前記半導体層が前記絶縁基板の全面にわたって形成されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ装置。 The thin film transistor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is formed over the entire surface of the insulating substrate. 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ装置が、絶縁基板上にマトリクス状に複数個配列されている薄膜トランジスタアレイであって、これら複数個の薄膜トランジスタ装置がゲート配線、ドレイン配線及びキャパシタ配線によって電気的に接続されていることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。 7. The thin film transistor device according to claim 1, wherein a plurality of thin film transistor devices are arranged in a matrix on an insulating substrate, and the plurality of thin film transistor devices includes gate wirings and drain wirings. And a thin film transistor array electrically connected by capacitor wiring. 請求項7に記載の薄膜トランジスタアレイを用いたことを特徴とする薄膜トランジスタディスプレイ。 A thin film transistor display using the thin film transistor array according to claim 7. 絶縁基板上に、導電膜からなるゲート電極およびキャパシタ下部電極を形成するゲート電極およびキャパシタ下部電極形成工程、
前記ゲート電極およびキャパシタ下部電極上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程、
前記ゲート絶縁膜上に導電膜からなるソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極を形成するソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極形成工程、
前記ゲート絶縁膜、前記ソース電極、前記ドレイン電極に接するように半導体層を形成す半導体層形成工程、
前記半導体層、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記ゲート絶縁膜の上に、ソース電極または上部キャパシタ電極上に開口を有する層間絶縁膜を形成する、層間絶縁膜形成工程、
前記開口部および前記層間絶縁膜上に画素電極を形成する画素電極形成工程を有する薄膜トランジスタ装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程、前記ソース電極、ドレイン電極、キャパシタ上部電極を形成する工程、前記層間絶縁膜を形成する工程、前記画素電極を形成する工程のうち少なくとも一つの工程が、印刷法であることを特徴とする薄膜トランジスタ装置の製造方法。
A gate electrode and capacitor lower electrode forming step of forming a gate electrode and a capacitor lower electrode made of a conductive film on an insulating substrate;
A gate insulating film forming step of forming a gate insulating film on the gate electrode and the capacitor lower electrode;
A source electrode formed of a conductive film on the gate insulating film, a drain electrode, a source electrode for forming a capacitor upper electrode, a drain electrode, a capacitor upper electrode forming step;
A semiconductor layer forming step of forming a semiconductor layer in contact with the gate insulating film, the source electrode, and the drain electrode;
Forming an interlayer insulating film having an opening on the source electrode or the upper capacitor electrode on the semiconductor layer, the source electrode, the drain electrode, and the gate insulating film;
A method of manufacturing a thin film transistor device having a pixel electrode forming step of forming a pixel electrode on the opening and the interlayer insulating film, the step of forming a semiconductor layer, and forming the source electrode, drain electrode, and capacitor upper electrode A method of manufacturing a thin film transistor device, wherein at least one of the step, the step of forming the interlayer insulating film, and the step of forming the pixel electrode is a printing method.
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