DE112012003576T5

DE112012003576T5 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE112012003576T5
Application number: DE112012003576.3T
Authority: DE
Inventors: Jun Koyama
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2032-08-23
Also published as: TWI668839B; TW202115867A; KR102433272B1; US20130049133A1; TW202412006A; KR102205238B1; TW201921645A; KR102162170B1; CN103765776A; TWI761910B; CN106887437B; JP2018128692A; JP5412000B2; KR102313825B1; KR20210008927A; JP2021047420A; TW202247124A; TW201909384A; JP2013066172A; TWI573014B

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung, die Transistoren mit gleicher Polarität umfasst, verbraucht weniger Leistung und kann eine Abnahme einer Amplitude eines ausgegebenen Potentials vermeiden. Die Halbleitervorrichtung umfasst eine erste Leitung mit einem ersten Potential, eine zweite Leitung mit einem zweiten Potential, eine dritte Leitung mit einem dritten Potential, einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor mit gleicher Polarität und eine Vielzahl von dritten Transistoren zur Auswahl der Zufuhr des ersten Potentials zu Gates des ersten Transistors und des zweiten Transistors oder der Zufuhr des dritten Potentials zu Gates des ersten Transistors und des zweiten Transistors und zur Auswahl ob ein Potential zu Drain-Anschlüsse des ersten Transistors und des zweiten Transistors zugeführt wird. Ein Source-Anschluss des ersten Transistors ist mit der zweiten Leitung verbunden, und ein Source-Anschluss des zweiten Transistors ist mit der dritten Leitung verbunden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Schaltungen, die Transistoren mit gleicher Polarität umfassen, und Halbleitervorrichtungen wie z. B. Halbleiteranzeigevorrichtungen, die die Schaltungen umfassen.
Stand der Technik
Halbleiteranzeigevorrichtungen wie z. B. Flüssigkristallanzeigevorrichtungen und EL-Anzeigevorrichtungen umfassen vorzugsweise Halbleiter mit gleicher Polarität statt komplementären Metall-Oxid-Halbleiters (complementary metal oxide semiconductor: CMOS), um die Kosten von Rückplatten (Backplanes) (Schaltplatten (circuit boards)) zu reduzieren. Patentdokumente 1 und 2 offenbaren Techniken zum Ausbilden verschiedener Schaltungen, wie z. B. Wechselrichter und Schieberegister, die in Treiberschaltungen der Halbleiteranzeigevorrichtungen verwendet werden und aus Transistoren mit gleicher Polarität bestehen.
[Referenz]

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-325798
Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-277652

Offenbarung der Erfindung
Für eine Halbleiteranzeigevorrichtung, die aus einem amorphen Silizium- oder Oxidhalbleiter-Transistor besteht, kann ein Glassubstrat der fünften Generation (1200 mm breit × 1300 mm lang) oder späterer Generationen verwendet werden. Somit hat eine derartige Halbleiteranzeigevorrichtung Vorteile hoher Produktivität und niedriger Kosten. Jedoch haben amorphe Silizium- oder Oxidhalbleiter-Transistoren im Allgemeinen die gleiche Polarität und werden leicht selbstleitend (normally on). Außerdem gibt es bei einer Schaltung, die aus Transistoren mit gleicher Polarität besteht, ein Problem von zunehmendem Leistungsverbrauch oder kleinerer Amplitude eines ausgegebenen Potentials, wenn der Transistor selbstleitend ist.
Beispielsweise wird in einer Schaltung, die in 10 des Patentdokuments 2 offenbart ist, das Potential eines Source-Anschlusses eines Transistors Q2 auf einem niedrigen Potential VSS gehalten. Wenn der Transistor Q2 selbstsperrend (normally off) ist, wird der Transistor Q2 abgeschaltet, wenn das niedrige Potential VSS an ein Gate des Transistors Q2 angelegt wird. Wenn der Transistor Q2 selbstleitend ist, wird eine Spannung des Gates bezüglich des Source-Anschlusses (Gate-Spannung) höher als die Schwellenspannung des Transistors Q2 gehalten, auch wenn das niedrige Potential VSS an das Gate des Transistors Q2 angelegt wird. Folglich wird der Transistor Q2 nicht abgeschaltet, sondern angeschaltet.
Wenn der Transistor Q2 angeschaltet ist, obwohl er abgeschaltet sein soll, fließt ein ungenutzter Strom zu der Schaltung, so dass der verbrauchte Strom höher wird. Ferner erhöht der ungenutzte Strom einen Strom, der in eine Leitung zur Zufuhr eines Potentials (z. B. das niedrige Potential VSS oder ein hohes Potential VDD und das niedrige Potential VSS eines Taktsignals CLKA in dem Fall in 10 des Patentdokuments 2) zu der Schaltung fließt. Der Widerstand der Leitung vermindert dann das Potential der Leitung, der das Potential VDD zugeführt wird, und erhöht das Potential der Leitung, der das Potential VSS zugeführt wird. Folglich wird die Amplitude eines von der Schaltung ausgegebenen Potentials kleiner als ein Unterschied zwischen den Potentialen VDD und VSS (eine ideale Potentialdifferenz).
Insbesondere braucht in einem Pixelabschnitt einer Halbleiteranzeigevorrichtung dann, wenn ein von einer Schaltung ausgegebenes Potential zu einer Leitung, die als Busleitung bezeichnet wird (z. B. eine Abtastleitung oder eine Signalleitung) und mit einer Vielzahl von Pixeln verbunden ist, zugeführt wird, ein Transistor zum Steuern der Ausgabe eines Potentials von der Schaltung (z. B. der Transistor Q2 in 10 des Patentdokuments 2) hohe Stromzufuhrfähigkeit. Die Kanalbreite W des Transistors wird deshalb in vielen Fällen größer als die Kanalbreite W eines anderen Transistors in der Schaltung ausgebildet. Der Drain-Strom des Transistors ist zu dem Kanalbreite W proportional. In dem Fall, in dem die Kanalbreite Weines selbstleitenden Transistors größer gemacht wird, wird somit die Menge eines Stroms, der in den selbstleitenden Transistor fließt, größer als diejenige eines anderen Transistors, wenn der selbstleitende Transistor abgeschaltet sein soll. Folglich wird ein in die Schaltung fließender ungenutzter Strom größer, so dass die obenerwähnte Zunahme des Leistungsverbrauchs oder Abnahme der Amplitude eines ausgegebenen Potentials mit hoher Wahrscheinlichkeit auftritt.
Angesichts des technischen Hintergrundes ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung mit einem niedrigen Leistungsverbrauch bereitzustellen. Beziehungsweise ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung, bei der eine Abnahme der Amplitude eines ausgegebenen Potentials vermieden werden kann, bereitzustellen.
Eine Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltung, die eine Vielzahl von Transistoren umfasst und selektiv ein hohes Potential oder ein niedriges Potential durch An- oder Abschalten der Vielzahl von Transistoren ausgibt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Potentiale einem Source-Anschluss eines ausgangsseitigen Transistors und einem Source-Anschluss eines anderen Transistors unter der Vielzahl von Transistoren über unterschiedliche Leitungen zugeführt. Ferner wird der ausgangsseitige Transistor abgeschaltet, wenn ein Potential aus der Leitung zur Zufuhr eines Potentials zu dem Source-Anschluss des anderen Transistors über den anderen Transistor zu einem Gate des ausgangsseitigen Transistors zugeführt wird.
Die obige Struktur kann das Gate und den Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors elektrisch voneinander isolieren. Somit ist das Potential einer Leitung zur Zufuhr eines Potentials zu dem Gate des ausgangsseitigen Transistors, selbst wenn der ausgangsseitige Transistor selbstleitend ist und somit das Potential der Leitung zur Zufuhr eines Potentials zu dem Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors geändert wird, unabhängig von der Änderung. Folglich kann dann, wenn das Potential des Source-Anschlusses des ausgangsseitigen Transistors von dem Drain-Strom des ausgangsseitigen Transistors geändert wird, die Gate-Spannung des ausgangsseitigen Transistors nahe an der Schwellenspannung liegen, das heißt, dass negative Rückkopplung (feedback) durchgeführt werden kann. Folglich kann der ausgangsseitige Transistor abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet werden soll, auch wenn der ausgangsseitige Transistor selbstleitend ist.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung mit einem niedrigen Leistungsverbrauch, die aus Transistoren mit gleicher Polarität besteht, bereitzustellen. Beziehungsweise ist es bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, eine Halbleitervorrichtung, die eine Abnahme der Amplitude eines ausgegebenen Potentials vermeiden kann, bereitzustellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den begleitenden Zeichnungen:
1A und 1B zeigen jeweils die Struktur einer Halbleitervorrichtung;
2 zeigt die Struktur eines Impulserzeugers;
3 ist ein Zeitdiagramm des Impulserzeugers;
4 zeigt die Struktur eines Schieberegisters;
5 ist ein Zeitdiagramm des Schieberegisters;
6 zeigt schematisch einen j-ten Impulserzeuger 200_j;
7A zeigt die Struktur eines Impulserzeugers (eines Vergleichsbeispiels), und 7B zeigt die Wellenform eines Potentials GROUT;
8A und 8B zeigen jeweils die Struktur eines Impulserzeugers;
9A und 9B zeigen jeweils die Struktur eines Impulserzeugers;
10 zeigt die Struktur eines Impulserzeugers;
11 zeigt die Struktur eines Wechselrichters;
12 ist eine Querschnittsansicht einer Treiberschaltung und eines Pixels;
13A bis 13D sind Querschnittsansichten der Transistoren;
14 zeigt die Struktur eines Bildschirms; und
15A bis 15E zeigen elektronische Vorrichtungen.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist. Es wird leicht von einem Fachmann verstanden werden, dass Formen und Details der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weise verändert werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die vorliegende Erfindung nicht als auf die nachstehende Beschreibung der Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung zum Herstellen jeder Art von Halbleitervorrichtung, zum Beispiel, integrierter Schaltungen wie z. B. Mikroprozessoren, Bildverarbeitungsschaltungen, digitaler Signalprozessoren (digital signal processor: DSP), und Mikrocontroller, RF-Tags und Halbleiteranzeigevorrichtungen verwendet werden kann. Die Kategorie der Halbleiteranzeigevorrichtungen umfasst Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, EL-Anzeigevorrichtungen, in denen jedes Pixel mit einem lichtemittierenden Element, das durch ein organisches lichtemittierendes Element (organic light-emitting diode: OLED) repräsentiert wird, versehen ist, elektronisches Papier, digitale Mikrospiegelvorrichtungen (digital micromirror device: DMD), Plasmabildschirme (plasma display Panel: POP), Feldemissionsbildschirme (field emission display: FED) und weitere Halbleiteranzeigevorrichtungen, bei denen Schaltungselemente, die aus Halbleiterfilmen bestehen, in Treiberschaltungen enthalten sind.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung die Kategorie der Halbleiteranzeigevorrichtungen Bildschirme, in denen ein Anzeigeelement wie z. B. ein Flüssigkristallelement oder ein lichtemittierendes Element in jedem Pixel ausgebildet ist, und Module, in denen IC und dergleichen, die Regler umfassen, auf den Platten montiert sind, umfasst.
(Ausführungsform 1)
1A zeigt ein Beispiel für eine Schaltungsstruktur einer Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Halbleitervorrichtung 100 in 1A umfasst eine Schaltung 101, die eine Vielzahl von Transistoren aufweist, einen Transistor 102 und einen Transistor 103. In der Halbleitervorrichtung 100 in 1A haben mindestens die Transistoren 102 und 103 die gleiche Polarität. In 1A sind die Transistoren 102 und 103 n-Kanal-Transistoren.
Ein hohes Potential VDD und ein niedriges Potential VSS werden an die Schaltung 101 über eine Leitung 104 und eine Leitung 105 angelegt. In 1A wird das Potential VDD an die Schaltung 101 über die Leitung 104 angelegt, und das Potential VSS wird an die Schaltung 101 über die Leitung 105 angelegt. Ferner wird ein Signal-Potential Vin an die Schaltung 101 über eine Leitung 107 angelegt.
Ein Gate und ein Drain-Anschluss des Transistors 102 sind mit der Schaltung 101 verbunden. Die Schaltung 101 wählt das Potential VDD oder das Potential VSS entsprechend dem Potential Vin aus und legt das ausgewählte Potential an das Gate oder den Drain-Anschluss des Transistors 102 an. Das Potential VSS der Leitung 105 wird an einen Source-Anschluss des Transistors 102 angelegt.
Es sei angemerkt, dass ein „Source-Anschluss” eines Transistors die Bedeutung eines Source-Bereichs, der ein Teil einer aktiven Schicht ist, oder einer mit einer aktiven Schicht verbundenen Source-Elektrode hat. Genauso hat ein „Drain-Anschluss” eines Transistors die Bedeutung eines Drain-Bereichs, der ein Teil einer aktiven Schicht ist, oder einer mit einer aktiven Schicht verbundenen Drain-Elektrode.
Ein Gate und ein Drain-Anschluss des Transistors 103 sind mit der Schaltung 101 verbunden. Die Schaltung 101 wählt das Potential VDD oder das Potential VSS entsprechend dem Potential Vin aus und legt das ausgewählte Potential an das Gate oder den Drain-Anschluss des Transistors 103 an. Ein Potential VEE wird an einen Source-Anschluss des Transistors 103 über eine Leitung 106 angelegt. Das Potential VEE ist ein niedriges Potential, das niedriger als das Potential VDD ist. Außerdem ist das Potential VEE vorzugsweise höher als oder gleich dem Potential VSS.
Es sei angemerkt, dass die Begriffe „Source-Anschluss” und „Drain-Anschluss” eines Transistors in Abhängigkeit von der Polarität des Transistors oder den Pegeln der Potentiale, die an die Elektrode angelegt werden, gegeneinander austauschbar sind. Bei einem n-Kanal-Transistor wird im Allgemeinen eine Elektrode, an die ein niedriges Potential angelegt wird, als Source-Anschluss bezeichnet und eine Elektrode, an die ein hohes Potential angelegt wird, als Drain-Anschluss bezeichnet. Ferner wird bei einem p-Kanal-Transistor eine Elektrode, an die ein niedriges Potential angelegt wird, als Drain-Anschluss bezeichnet und eine Elektrode, an die ein hohes Potential angelegt wird, wird als Source-Anschluss bezeichnet. In dieser Beschreibung wird zwar in einigen Fällen die Verbindungsbeziehung des Transistors der Einfachheit halber in der Annahme beschrieben, dass der Source-Anschluss und der Drain-Anschluss fest sind, jedoch werden tatsächlich die Namen des Source-Anschlusses und des Drain-Anschlusses in Abhängigkeit von der Beziehung der Potentiale gegeneinander ausgetauscht verwendet.
In dieser Beschreibung hat der Begriff „Verbindung” die Bedeutung einer elektrischen Verbindung und entspricht einem Zustand, in dem ein Strom, eine Spannung oder ein Potential zugeführt oder übertragen werden kann. Dementsprechend muss ein Verbindungszustand nicht immer einen direkten Verbindungszustand bedeuten, sondern umfasst einen indirekten Verbindungszustand über ein Element wie z. B. eine Leitung, einen leitenden Film, einen Widerstand, eine Diode oder einen Transistor, so dass ein Strom, eine Spannung oder ein Potential zugeführt oder übertragen werden kann.
Auch wenn unabhängige Komponenten miteinander in einem Schaltplan verbunden sind, gibt es den Fall, in dem ein leitender Film Funktionen einer Vielzahl von Komponenten hat, wie z. B. den Fall, in dem ein Teil einer Leitung als eine Elektrode fungiert. Der Begriff „Verbindung” bedeutet in dieser Beschreibung auch einen derartigen Fall, in dem ein leitender Film die Funktionen einer Vielzahl von Komponenten hat.
Das Potential, das von der Schaltung 101 an das Gate des Transistors 102 angelegt wird, ist gleich dem Potential, das von der Schaltung 101 an das Gate des Transistors 103 angelegt wird. In 1A sind das Gate des Transistors 102 und das Gate des Transistors 103 miteinander verbunden.
Die Halbleitervorrichtung 100, wie in 1A gezeigt, wählt das Potential VDD oder das Potential VEE durch An- oder Abschalten der Vielzahl von Transistoren in der Schaltung 101, des Transistors 102 und des Transistors 103 entsprechend dem Signal-Potential Vin aus, und gibt in eine Leitung 108 das ausgewählte Potential als ein Potential Vout aus. Konkret gesagt, wenn die Leitung 104 und die Leitung 108 miteinander über die Schaltung 101 verbunden werden, wird das Potential der Leitung 104 als das Potential Vout ausgegeben. Wenn die Leitung 106 und die Leitung 108 miteinander über den Transistor 103 verbunden werden, wird das Potential der Leitung 106 als das Potential Vout ausgegeben.
Wenn das von der Halbleitervorrichtung 100 ausgegebene Potential Vout an eine Leitung, die als Busleitung bezeichnet wird (wie z. B. eine Abtastleitung oder eine Signalleitung), und die mit einer Vielzahl von Pixeln verbunden ist, zugeführt wird, braucht der Transistor 103 zum Steuern der Ausgabe des Potentials Vout hohe Stromzufuhrfähigkeit. Folglich wird die Kanalbreite W des Transistors 103 vorzugsweise größer als die Kanalbreite W des Transistors in der Schaltung 101 oder des Transistors 102 ausgebildet.
In dem Fall, in dem der Transistor 102 ein n-Kanal-Transistor ist, sei es angemerkt, dass der Transistor 102 angeschaltet wird, wenn das Potential VDD von der Schaltung 101 an das Gate des Transistors 102 angelegt wird. Wenn das Potential VSS von der Schaltung 101 an das Gate des Transistors 102 angelegt wird, wird die Gate-Spannung Vgs 0 V. Somit wird dann, wenn der Transistor 102 selbstsperrend ist, das heißt, wenn die Schwellenspannung Vth höher als 0 V ist, der Transistor 102 abgeschaltet. Wenn der Transistor 102 selbstleitend ist, das heißt, wenn die Schwellenspannung Vth 0 V oder niedriger ist, wird der Transistor 102 nicht abgeschaltet, sondern angeschaltet.
Der Transistor 103 lässt sich in einer ähnlichen Weise wie der Transistor 102 betreiben. Konkret gesagt, in dem Fall, in dem der Transistor 103 ein n-Kanal-Transistor ist, wird der Transistor 103 angeschaltet, wenn das Potential VDD von der Schaltung 101 an das Gate des Transistors 103 angelegt wird. Wenn das Potential VSS von der Schaltung 101 an das Gate des Transistors 103 angelegt wird, ist die Gate-Spannung Vgs gleich VSS – VEE, das heißt, 0 V oder niedriger. Somit wird dann, wenn der Transistor 103 selbstsperrend ist, das heißt, wenn die Schwellenspannung Vth höher als 0 V ist, der Transistor 103 abgeschaltet. Wenn der Transistor 103 selbstleitend ist, das heißt, wenn die Schwellenspannung Vth 0 V oder niedriger ist, wird in einigen Fällen der Transistor 103 nicht abgeschaltet, sondern angeschaltet.
Das Betreiben der Halbleitervorrichtung 100 in 1A in dem Fall der selbstleitenden Transistoren 102 und 103 wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Angenommen, dass VSS – VEE > Vth, ist die Gate-Spannung Vgs des Transistors 103 gleich VSS – VEE > Vth, wenn das Potential VSS an das Gate des Transistors 103 angelegt wird. Dadurch wird der Transistor 103 angeschaltet. Außerdem wird wie oben beschrieben der Transistor 102 unabhängig von dem Pegel des Potentials VEE angeschaltet, wenn das Potential VSS an das Gate des Transistors 102 angelegt wird.
In dem Fall, in dem die Transistoren 102 und 103 angeschaltet sind, obwohl sie abgeschaltet sein sollen, fließt ein Strom in die Leitung 105 über den Transistor 102, und ein Strom fließt in die Leitung 106 über den Transistor 103, wenn das Potential VDD von der Schaltung 101 an die Drain-Anschlüsse der Transistoren 102 und 103 angelegt wird. Dadurch wird das Potential der Leitung 105 von dem Potential VSS auf das Potential VSS + Vα erhöht. Ebenso wird das Potential der Leitung 106 von dem Potential VEE auf das Potential VEE + Vβ erhöht.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem wie oben beschrieben die Kanalbreite W des Transistors 103 größer als die Kanalbreite W des Transistors 102 ist, auch wenn der Transistor 102 und der Transistor 103 die gleiche Gate-Spannung Vgs haben, die Menge eines in die Leitung 106 über den Transistor 103 fließenden Stroms größer als die Menge eines in die Leitung 105 über den Transistor 102 fließenden Stroms ist. Somit ist in dem Fall, in dem die Kanalbreite W des Transistors 103 größer als die Kanalbreite W des Transistors 102 ist, eine Erhöhung des Potentials der Leitung 106 größer als eine Erhöhung des Potentials der Leitung 105, und schließlich ist das Potential VSS + Vα gleich dem Potential VEE + Vβ + Vth. Folglich wird die Gate-Spannung Vgs des Transistors 103 auf die Schwellenspannung Vth verringert, so dass der Transistor 103 fast abgeschaltet wird. Dementsprechend kann der Transistor 103 fast abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet werden soll, auch wenn der Transistor 103 selbstleitend ist.
Angenommen, dass VSS – VEE ≤ Vth, ist die Gate-Spannung Vgs gleich VSS – VEE ≤ Vth, wenn das Potential VSS an das Gate des Transistors 103 angelegt wird. Dadurch kann in diesem Fall, auch wenn der Transistor 103 selbstleitend ist, der Transistor 103 abgeschaltet werden.
Es sei angemerkt, dass der Transistor 102 unabhängig von dem Pegel des Potentials VEE angeschaltet wird, wenn das Potential VSS an das Gate des Transistors 102 angelegt wird. Dadurch wird das Potential der Leitung 105 von dem Potential VSS auf das Potential VSS + Vα erhöht. Da das Potential der Leitung 105 von der Schaltung 101 an das Gate des Transistors 103 angelegt wird, wird auch das Potential, das an das Gate des Transistors 103 angelegt wird, wegen einer Erhöhung des Potentials der Leitung 105 von dem Potential VSS auf das Potential VSS + Vα erhöht.
Auch wenn das an das Gate des Transistors 103 angelegte Potential erhöht wird, bleibt der Transistor 103 abgeschaltet, wenn die Gate-Spannung Vgs gleich VSS + Vα – VEE ≤ Vth ist. Wenn die Gate-Spannung Vgs gleich VSS + Vα – VEE > Vth ist, wird der Transistor 103 angeschaltet. Jedoch wird in diesem Fall das Potential der Leitung 106 erhöht, wenn ein Strom in die Leitung 106 über den Transistor 103 fließt, und schließlich wird das Potential VSS + Vα gleich dem Potential VEE + Vγ + Vth. Folglich wird die Gate-Spannung Vgs des Transistors 103 auf die Schwellenspannung Vth verringert, so dass der Transistor 103 fast abgeschaltet wird.
Auf diese Weise werden in der Halbleitervorrichtung 100 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors 103 und der Source-Anschluss eines Transistors außer dem Transistor 103 (z. B. des Transistors 102) mit den unterschiedlichen Leitungen 106 bzw. 105 versorgt, so dass negative Rückkopplung durchgeführt werden kann, damit die Gate-Spannung des Transistors 103 nahe an der Schwellenspannung liegt, wenn der Drain-Strom des Transistors 103 hoch ist. Dementsprechend kann der Transistor 103 abgeschaltet werden, auch wenn der Transistor 103 selbstleitend ist. Folglich kann der Leistungsverbrauch der Halbleitervorrichtung 100 reduziert werden, auch wenn der Widerstand jeder Leitung das Potential der Leitung 104 vermindert und das Potential der Leitung 105 erhöht. Ferner kann eine Abnahme der Amplitude des von der Halbleitervorrichtung 100 ausgegebenen Potentials Vout vermieden werden.
Es sei angemerkt, dass die Transistoren 102 und 103 p-Kanal-Transistoren sein können, obwohl in 1A die Transistoren 102 und 103 n-Kanal-Transistoren sind. In einem derartigen Fall wird ein Potential, das höher als das Potential der Leitung 104 ist, an die Leitung 105, die mit dem Source-Anschluss des Transistors 102 verbunden ist, und an die Leitung 106, die mit dem Source-Anschluss des Transistors 103 verbunden ist, angelegt.
In der Halbleitervorrichtung wie in 1A ist der ausgangsseitige Transistor 103 zum Steuern der Ausgabe des Potentials der Leitung 106 selbstleitend. Jedoch kann bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der ausgangsseitige Transistor abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet sein soll, auch wenn ein ausgangsseitiger Transistor zum Steuern der Ausgabe des Potentials der Leitung 104 selbstleitend ist. Das Betreiben der Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben, wobei der ausgangsseitige Transistor zum Steuern der Ausgabe des Potentials der Leitung 104 beachtet wird.
1B zeigt ein anderes Beispiel für eine Schaltungsstruktur der Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Halbleitervorrichtung 100 in 1B umfasst die Schaltung 101, die eine Vielzahl von Transistoren aufweist, den Transistor 102, den Transistor 103, einen Transistor 109 und einen Kondensator 110. In der Halbleitervorrichtung 100 haben mindestens die Transistoren 102, 103 und 109 die gleiche Polarität. In 1B sind die Transistoren 102, 103 und 109 n-Kanal-Transistoren.
In der Halbleitervorrichtung 100 in 1B ist das Gate des Transistors 103 mit der Schaltung 101 verbunden, und anders als in 1A ist der Drain-Anschluss des Transistors 103 mit einem Source-Anschluss des Transistors 109 und der Leitung 108 verbunden. Ein Gate des Transistors 109 ist mit der Schaltung 101 verbunden. Entsprechend dem Potential Vin legt die Schaltung 101 an das Gate des Transistors 103 eines von dem Potential VDD und dem Potential VSS an und legt an das Gate des Transistors 109 das andere Potential an. Das Potential VEE wird an den Source-Anschluss des Transistors 103 über die Leitung 106 angelegt. Das Potential VDD wird an einen Drain-Anschluss des Transistors 109 über die Leitung 104 angelegt.
Der Kondensator 110 hat eine Funktion zum Halten der Gate-Spannung des Transistors 109. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die Gate-Spannung des Transistors 109 ohne den Kondensator 110 gehalten werden kann; zum Beispiel, in dem Fall, in dem die Parasitärkapazität des Gates des Transistors 109 hoch ist, der Kondensator 110 nicht unbedingt bereitgestellt wird.
Als nächstes wird das Betreiben der Halbleitervorrichtung 100 in dem Fall der selbstleitenden Transistoren 102, 103 und 109 nachstehend ausführlich beschrieben.
Angenommen, dass VSS – VEE > Vth, werden die Transistoren 102 und 103 angeschaltet, wenn das Potential VDD an die Gates der Transistoren 102 und 103 angelegt wird. Wenn das Potential VDD an die Gates der Transistoren 102 und 103 angelegt wird, wird das Potential VSS an das Gate des Transistors 109 angelegt. Somit ist die Gate-Spannung Vgs des Transistors 109 gleich VSS – VEE > Vth, so dass der Transistor 109 angeschaltet wird, obwohl er abgeschaltet sein soll. Folglich fließt ein Strom zwischen den Leitungen 106 und 104 über die Transistoren 109 und 103, das Potential der Leitung 104 nimmt ab und das Potential der Leitung 105 nimmt zu.
Jedoch wird dann, wenn das Potential der Leitung 106 von dem Potential VEE auf das Potential VEE + Va erhöht wird, bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gate-Spannung Vgs des Transistors 109 auf die Schwellenspannung Vth vermindert, und schließlich wird der Transistor 109 fast abgeschaltet. Konkret gesagt, der Transistor 109 wird abgeschaltet, wenn das Potential VSS dem Potential VEE + Vα + Vth gleich ist. Dadurch kann der Transistor 109 fast abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet sein soll, auch wenn der Transistor 109 selbstleitend ist.
Angenommen, dass VSS – VEE ≤ Vth, ist die Gate-Spannung Vgs gleich VSS – VEE ≤ Vth, wenn das Potential VSS an das Gate des Transistors 109 angelegt wird. Dadurch kann in diesem Fall der Transistor 109 abgeschaltet werden, auch wenn der Transistor 109 selbstleitend ist.
Auf diese Weise werden in der Halbleitervorrichtung 100 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors 103 und der Source-Anschluss eines Transistors außer dem Transistor 103 (z. B. des Transistors 102) mit Potentialen der unterschiedlichen Leitungen 106 bzw. 105 versorgt, so dass negative Rückkopplung durchgeführt werden kann, damit die Gate-Spannung des Transistors 109 nahe an der Schwellenspannung liegt, wenn der Drain-Strom des Transistors 109 hoch ist. Dementsprechend kann der Transistor 109 abgeschaltet werden, auch wenn der Transistor 109 selbstleitend ist. Folglich kann der Leistungsverbrauch der Halbleitervorrichtung 100 reduziert werden, auch wenn der Widerstand jeder Leitung das Potential der Leitung 104 vermindert und das Potential der Leitung 105 erhöht. Ferner kann eine Abnahme der Amplitude des von der Halbleitervorrichtung 100 ausgegebenen Potentials Vout vermieden werden.
Es sei angemerkt, dass die Transistoren 102, 103 und 109 p-Kanal-Transistoren sein können, obwohl in 1B die Transistoren 102, 103 und 109 n-Kanal-Transistoren sind. In einem derartigen Fall wird ein Potential, das höher als das Potential der Leitung 104 ist, an die Leitung 105, die mit dem Source-Anschluss des Transistors 102 verbunden ist, und an die Leitung 106, die mit dem Source-Anschluss des Transistors 103 verbunden ist, angelegt.
Als Nächstes wird ein Impulserzeuger beschrieben, der eine der Halbleitervorrichtungen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. 2 zeigt ein Beispiel für einen Impulserzeuger nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Impulserzeuger 200 in 2 umfasst eine Schaltung 201 und Transistoren 202 bis 204. Die Schaltung 201 entspricht der Schaltung 101 in 1A. Die Transistoren 202 und 203 entsprechen jeweils dem Transistor 102 in 1A. Der Transistor 204 entspricht dem Transistor 103 in 1A. Dem Impulserzeuger 200 werden verschiedene Potentiale von Leitungen 205 bis 212 zugeführt, und der Impulserzeuger 200 gibt Potentiale in die Leitungen 213 und 214 aus.
Ein Schieberegister kann durch Verbinden der Vielzahl von Impulserzeugern 200 miteinander ausgebildet werden.
Konkret gesagt, in dem Fall, in dem die Transistoren 202 und 203 n-Kanal-Transistoren sind, wird das Potential VDD an die Leitung 205 angelegt, das Potential VSS wird an die Leitung 206 angelegt, und das Potential VEE wird an die Leitung 207 angelegt. Ein Potential LIN wird an die Leitung 208 angelegt, und ein Potential RIN wird an die Leitung 209 angelegt. Die Potentiale LIN und RIN entsprechen jeweils dem Potential Vin in der Halbleitervorrichtung 100 in 1A.
Potentiale von dreien der Taktsignale CL1 bis CL4 werden an die Leitungen 210 bis 212 angelegt. In 2 werden das Potential des Taktsignals CL1, das Potential des Taktsignals CL2 und das Potential des Taktsignals CL3 an die Leitung 210, die Leitung 211 bzw. die Leitung 212 angelegt.
Ein Gate des Transistors 202 ist mit Gates der Transistoren 203 und 204 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 202 ist mit der Leitung 206 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 202 ist mit der Schaltung 201 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 203 ist mit der Leitung 206 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 203 ist mit der Schaltung 201 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 204 ist mit der Leitung 207 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 204 ist mit der Schaltung 201 und der Leitung 213 verbunden.
Die Schaltung 201 umfasst ferner Transistoren 215 bis 223 und Kondensatoren 224 und 225. Konkret gesagt, ein Gate des Transistors 215 ist mit der Leitung 208 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 215 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors 202 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 215 ist mit der Leitung 205 verbunden. Ein Gate des Transistors 216 ist mit der Leitung 211 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 216 ist mit einem Drain-Anschluss des Transistors 218 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 216 ist mit der Leitung 205 verbunden. Ein Gate des Transistors 217 ist mit der Leitung 209 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 217 ist mit den Gates der Transistoren 202 bis 204 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 217 ist mit der Leitung 205 verbunden. Ein Gate des Transistors 218 ist mit der Leitung 212 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 218 ist mit den Gates der Transistoren 202 bis 204 verbunden. Ein Gate des Transistors 219 ist mit der Leitung 208 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 219 ist mit der Leitung 206 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 219 ist mit den Gates der Transistoren 202 bis 204 verbunden. Ein Gate des Transistors 220 ist mit der Leitung 205 verbunden. Einer von einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss des Transistors 220 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 215 und dem Drain-Anschluss des Transistors 202 verbunden. Der andere von dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors 220 mit einem Gate des Transistors 221 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 221 ist mit der Leitung 214 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 221 ist mit der Leitung 210 verbunden. Ein Gate des Transistors 222 ist mit der Leitung 205 verbunden. Einer von einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss des Transistors 222 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 215 und dem Drain-Anschluss des Transistors 202 verbunden. Der andere von dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors 222 ist mit einem Gate des Transistors 223 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 223 ist mit der Leitung 213 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 223 ist mit der Leitung 210 verbunden. Eine Elektrode des Kondensators 224 ist mit dem Gate des Transistors 221 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators 224 ist mit der Leitung 214 verbunden. Eine Elektrode des Kondensators 225 ist mit dem Gate des Transistors 223 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators 225 ist mit der Leitung 213 verbunden.
Das Betreiben des Impulserzeugers 200 in 2 wird in Bezug auf ein Zeitdiagramm in 3 beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, ist in einem Zeitraum t1 das Potential des an die Leitung 210 angelegten Taktsignals CL1 niedrig; das Potential des an die Leitung 211 angelegten Taktsignals CL2 ist hoch; das Potential des an die Leitung 212 angelegten Taktsignals CL3 ist hoch; das an die Leitung 208 angelegte Potential LIN ist niedrig; und das an die Leitung 209 angelegte Potential RIN ist niedrig.
Dementsprechend werden in dem Zeitraum t1 die Transistoren 202, 203, 204, 216, 218, 220 und 222 in dem Impulserzeuger 200 angeschaltet. Ferner werden die Transistoren 215, 217, 219, 221 und 223 abgeschaltet. Dadurch wird das Potential der Leitung 207 als ein Potential GOUT von der Leitung 213 ausgegeben. Ferner wird das Potential der Leitung 206 als ein Potential SROUT von der Leitung 214 ausgegeben.
Als Nächstes ist, wie in 3 gezeigt, in einem Zeitraum t2 das Potential des an die Leitung 210 angelegten Taktsignals CL1 niedrig; das Potential des an die Leitung 211 angelegten Taktsignals CL2 ist niedrig; das Potential des an die Leitung 212 angelegten Taktsignals CL3 ist hoch; das an die Leitung 208 angelegte Potential LIN ist hoch; und das an die Leitung 209 angelegte Potential RIN ist niedrig.
Dementsprechend werden in dem Zeitraum t2 die Transistoren 215, 218, 219, 220, 221, 222 und 223 in dem Impulserzeuger 200 angeschaltet. Ferner werden die Transistoren 202, 203, 204, 216 und 217 abgeschaltet. Das Potential der Leitung 210 wird dadurch als das Potential GOUT von der Leitung 213 ausgegeben und als das Potential SROUT von der Leitung 214 ausgegeben.
Als Nächstes ist, wie in 3 gezeigt, in einem Zeitraum t3 das Potential des an die Leitung 210 angelegten Taktsignals CL1 hoch; das Potential des an die Leitung 211 angelegten Taktsignals CL2 ist niedrig; das Potential des an die Leitung 212 angelegten Taktsignals CL3 ist niedrig; das an die Leitung 208 angelegte Potential LIN ist hoch; und das an die Leitung 209 angelegte Potential RIN ist niedrig.
Dementsprechend werden in dem Zeitraum t3 die Transistoren 215, 219, 221 und 223 in dem Impulserzeuger 200 angeschaltet. Ferner werden die Transistoren 202, 203, 204, 216, 217, 218, 220 und 222 abgeschaltet. Das Potential der Leitung 210 wird dadurch als das Potential GOUT von der Leitung 213 ausgegeben und als das Potential SROUT von der Leitung 214 ausgegeben.
Als Nächstes ist, wie in 3 gezeigt, in einem Zeitraum t4 das Potential des an die Leitung 210 angelegten Taktsignals CL1 hoch; das Potential des an die Leitung 211 angelegten Taktsignals CL2 ist hoch; das Potential des an die Leitung 212 angelegten Taktsignals CL3 ist niedrig; das an die Leitung 208 angelegte Potential LIN ist niedrig; und das an die Leitung 209 angelegte Potential RIN ist niedrig.
Dementsprechend werden die Transistoren 216, 221 und 223 in dem Zeitraum t4 in dem Impulserzeuger 200 angeschaltet. Ferner werden die Transistoren 202, 203, 204, 215, 217, 218, 219, 220 und 222 abgeschaltet. Dadurch wird das Potential der Leitung 210 von der Leitung 213 als das Potential GOUT ausgegeben und von der Leitung 214 als das Potential SROUT ausgegeben.
Als Nächstes ist, wie in 3 gezeigt, in einem Zeitraum t5 das Potential des an die Leitung 210 angelegten Taktsignals CL1 niedrig; das Potential des an die Leitung 211 angelegten Taktsignals CL2 ist hoch; das Potential des an die Leitung 212 angelegten Taktsignals CL3 ist hoch; das an die Leitung 208 angelegte Potential LIN ist niedrig; und das an die Leitung 209 angelegte Potential RIN ist hoch.
Dementsprechend werden in dem Zeitraum t5 die Transistoren 202, 203, 204, 216, 217, 218, 220 und 222 in dem Impulserzeuger 200 angeschaltet. Ferner werden die Transistoren 215, 219, 221 und 223 abgeschaltet. Das Potential der Leitung 207 wird dadurch als das Potential GOUT von der Leitung 213 ausgegeben. Ferner wird das Potential der Leitung 206 als das Potential SROUT von der Leitung 214 ausgegeben.
Es sei angemerkt, dass bei dem obigen Betreiben der Transistor 204 in den Zeiträumen t2 bis t4 abgeschaltet wird. Insbesondere fließt in den Zeiträumen t3 und t4, da das Potential des Taktsignals CL1, das an die Leitung 210 angelegt wird, hoch ist, ein Strom zwischen den Leitungen 210 und 207 über die Transistoren 204 und 223, wenn der Transistor 204 angeschaltet ist. Jedoch sind bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Gate und der Source-Anschluss des Transistors 204 elektrisch voneinander isoliert. Konkret gesagt, wenn der Transistor 204 abgeschaltet ist, kann das Potential der Leitung 206 an das Gate des Transistors 204 angelegt werden, und das Potential der Leitung 207 kann an den Source-Anschluss des Transistors 204 angelegt werden. Auch wenn ein Strom zwischen den Leitungen 210 und 207 fließt, erhöht somit der Strom das Potential der Leitung 207, und die Gate-Spannung Vgs des Transistors 204 liegt nah an der Schwellenspannung Vth. Folglich kann der Transistor 204 schließlich abgeschaltet werden.
4 zeigt ein Beispiel für ein Schieberegister, das durch Verbinden der Vielzahl von Impulserzeugern 200 miteinander erhalten wird.
Das Schieberegister wie in 4 umfasst Impulserzeuger 200_1 bis 200_y. Die Impulserzeuger 200_1 bis 200_y haben jeweils die gleiche Struktur wie der Impulserzeuger 200 in 2. Es sei angemerkt, dass Potentiale von dreien der Taktsignale CL1 bis CL4 an die in 2 gezeigten Leitungen 210 bis 212 angelegt werden.
Konkret gesagt, in einem Impulserzeuger 200_4m+1 werden das Taktsignal CL1, das Taktsignal CL2 und das Taktsignal CL3 an die Leitung 210, die Leitung 211 bzw. die Leitung 212 angelegt. In einem Impulserzeuger 200_4m+2 werden das Taktsignal CL2, das Taktsignal CL3 und das Taktsignal CL4 an die Leitung 210, die Leitung 211 bzw. die Leitung 212 angelegt. In einem Impulserzeuger 200_4m+3 werden das Taktsignal CL3, das Taktsignal CL4 und das Taktsignal CL1 an die Leitung 210, die Leitung 211 bzw. die Leitung 212 angelegt. In einem Impulserzeuger 200_4m+4 werden das Taktsignal CL4, das Taktsignal CL1 und das Taktsignal CL2 an die Leitung 210, die Leitung 211 bzw. die Leitung 212 angelegt. Es sei angemerkt, dass m eine vorgegebene ganze Zahl ist, die die Bedingung erfüllt, dass die Gesamtzahl der Impulserzeuger 200 y ist.
6 zeigt schematisch die Positionen der Leitungen 208 bis 214 eines Impulserzeugers 200_j (j ist eine natürliche Zahl von y oder kleiner) in dem Schieberegister in 4. Wie aus 4 und 6 ersichtlich ist, wird ein Potential SROUTj–1, das von der Leitung 214 eines vorhergehenden Impulserzeugers 200_j–1 ausgegeben wird, als das Potential LIN an die Leitung 208 des Impulserzeugers 200_j angelegt. Es sei angemerkt, dass an die Leitung 208 des ersten Impulserzeugers 200_1 das Potential eines Startimpulssignals SP angelegt wird.
Ein Potential SROUTj+2, das von der Leitung 214 eines Impulserzeugers 200j+2 ausgegeben wird, der zweite Abschnitt nach dem derzeitigen Abschnitt ist, wird an die Leitung 209 des Impulserzeugers 200_j als das Potential RIN angelegt. Es sei angemerkt, dass ein Potential RIN_y–1 an die Leitung 208 eines (y–1)-ten Impulserzeugers 200_y–1 angelegt wird und ein Potential RIN_y an die Leitung 208 des y-ten Impulserzeugers 200_y angelegt wird. Das Potential RIN_y–1 ist ein Potential SROUTy+1, das von einem Impulserzeuger 200_y+1 ausgegeben wird, in der Annahme, dass der Impulserzeuger 200_y+1 bereitgestellt ist. Ferner ist das Potential RIN_y ein Potential SROUTy+2, das von einem Impulserzeuger 200_y+2 ausgegeben wird, in der Annahme, dass der Impulserzeuger 200_y+2 bereitgestellt ist.
Ein Potential GOUTj wird von der Leitung 213 des Impulserzeugers 200_j ausgegeben.
5 ist ein Zeitdiagramm der Potentiale der Taktsignale CL1 bis CL4, des Potentials des Startimpulssignals SP und der Potentiale GOUT1 bis GOUT3. Die Taktsignale CL1 bis CL4 haben Wellenformen, deren Potentialanstiegszeiten um 1/4 Periode zurück verschoben sind. Das Schieberegister wie in 4 wird in Reaktion auf die Signale betrieben. Das Schieberegister wie in 4 gibt das Potential GOUT1 bis ein Potential GOUTy mit den halben Impulsbreiten der Taktsignale und Wellenformen, deren Impulse um 1/4 Periode zurück verschoben sind, aus.
Beispielsweise brauchen in dem Fall, in dem das Schieberegister, wie in 4 gezeigt, die Potentiale GOUT1 bis GOUTy zu Leitungen, die als Busleitungen bezeichnet werden (z. B. Abtastleitungen oder Signalleitungen), der Halbleiteranzeigevorrichtung zuführt, die ausgangsseitigen Transistoren 204 in dem Impulserzeuger 200_1 bis 200_y hohe Stromzufuhrfähigkeit. Die Kanalbreite W des Transistors 204 wird deshalb in vielen Fällen größer als die Kanalbreite W eines Transistors außer dem Transistor 204 ausgebildet. Folglich tritt dann, wenn der Transistor 204 selbstleitend ist, eine Zunahme des Leistungsverbrauchs des Schieberegisters oder eine Abnahme der Amplitude der ausgegebenen Potentiale GOUT1 bis GOUTy mit hoher Wahrscheinlichkeit auf. Jedoch können bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Transistoren 204 abgeschaltet werden, wenn sie abgeschaltet sein sollen, auch wenn die ausgangsseitigen Transistoren 204 in den Impulserzeugern 200_1 bis 200_y selbstleitend sind.
Somit verbraucht das obige Schieberegister nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weniger Leistung und kann eine Abnahme der Amplitude der ausgegebenen Potentiale GOUT1 bis GOUTy verhindern. Eine Halbleiteranzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die das obige Schieberegister umfasst, verbraucht weniger Leistung und kann einen Anzeigendefekt infolge von einer kleinen Amplitude eines Signals, das der Busleitung zugeführt wird, verhindern.
Der Fall, in dem die Leitungen 206 und 207 in dem Impulserzeuger 200, wie in 2 gezeigt, miteinander elektrisch verbunden sind, wird als Vergleichsbeispiel in Betracht gezogen. 7A zeigt die Verbindungsbeziehung des Transistors 204, des Transistors 222, des Transistors 223, des Kondensators 225, der Leitung 205, der Leitung 207 und der Leitung 210, die in einem Impulserzeuger enthalten sind, der das Vergleichsbeispiel ist. In dem Impulserzeuger, der das Vergleichsbeispiel ist, ist die Leitung 207 mit der Leitung 206 (nicht gezeigt) verbunden und der Leitung 207 wird das Potential VSS zugeführt.
7A zeigt den Widerstand der Leitung 207 und den Widerstand der Leitung 210 als ein Widerstand 230 bzw. ein Widerstand 231.
Es sei angemerkt, dass ein amorphes Silizium- oder Oxidhalbleiter-Transistor in einigen Fällen selbstleitend ist, wie oben beschrieben worden ist. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem der Transistor eine Kanallänge L von 6 μm und eine Kanalbreite W von 10 μm hat, angenommen, dass ein Strom, der in dem Fall einer Schwellenspannung Vgs von 0 V fließt, 0,5 μA ist. Um die Stromzufuhrfähigkeit des Transistors zu verbessern, wird seine Kanalbreite W in vielen Fällen auf circa 1000 μm erhöht. Wenn die Kanalbreite des Transistors mit den obigen Strom-Spannung-Eigenschalten von 10 μm auf 1000 μm erhöht wird, wird ein Strom, der in dem Fall einer Gate-Spannung Vgs von 0 V fließt, 100-fach größer (0,05 mA).
Angenommen, dass jeder Impulserzeuger einen Strom von 0,05 mA verschwendet, fließt in dem Fall, in dem die Anzahl von Impulserzeugern in dem Schieberegister 960 ist, ein Strom von circa 50 mA in dem gesamten Schieberegister.
Außerdem wird angenommen, dass der Widerstand 230 und der Widerstand 231 jeweils einen Widerstand von 100 Ω haben. Ferner wird angenommen, dass der Transistor 204 selbstleitend ist und dass ein Strom von 0,05 mA fließt, wenn die Gate-Spannung Vgs wie oben beschrieben 0 V ist. Wenn ein Abschnitt, in dem der Drain-Anschluss des Transistors 223 mit der Leitung 210 verbunden ist, als Knoten A bezeichnet wird und ein Abschnitt, in dem der Source-Anschluss des Transistors 204 mit der Leitung 207 verbunden ist, als Knoten B bezeichnet wird, wird das Potential des Knotens A vermindert und das Potential des Knotens B erhöht, wenn ein Strom in den Transistor 204 fließt. Die Zunahme des Potentials der Leitung 207 entspricht dem Produkt des in den Transistor 204 fließenden Stroms, des Widerstands des Widerstands 230 und der Anzahl der Schieberegister. Die Abnahme des Potentials der Leitung 210 entspricht dem Produkt des in den Transistor 204 fließenden Stroms, des Widerstands des Widerstands 231 und der Anzahl der Schieberegister. Somit sind die Abnahme des Potentials und die Zunahme des Potentials jeweils bis zu 5 V.
In 7B ist eine ideale Wellenform des von der Leitung 213 ausgegebenen Potentials GOUT mit durchgezogener Linie 232 gezeigt. Die Impuls-Potentialdifferenz des idealen Potentials GOUT entspricht einem Unterschied zwischen den Potentialen VSS und VDD. In 7B ist die Wellenform des von der Leitung 213 ausgegebenen Potentials GOUT in dem Fall, in dem das Potential der Leitung 207 erhöht wird und das Potential der Leitung 210 vermindert wird, mit durchgezogener Linie 233 gezeigt. Die Impuls-Potentialdifferenz des mit der durchgezogenen Linie 233 gezeigten Potentials GOUT entspricht einem Unterschied zwischen dem Potential VSS + ΔV1 und dem Potential VDD – ΔV2. In dem obigen Beispiel sind ΔV1 und ΔV2 jeweils circa 5 V; somit ist klar, dass die Amplitude von der ursprünglichen Amplitude außerordentlich vermindert wird.
Jedoch kann bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Transistor 204 abgeschaltet werden, auch wenn der ausgangsseitige Transistor 204 selbstleitend ist. Somit kann eine Abnahme der Amplitude des ausgegebenen Potentials GOUT verhindert werden, und der Leistungsverbrauch kann reduziert werden.
(Ausführungsform 2)
Beispiele für die Strukturen von Impulserzeugern nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
Ein Impulserzeuger 300 in 8A umfasst eine Schaltung 301 und Transistoren 302 bis 304. Die Schaltung 301 entspricht der Schaltung 101 in 1A. Die Transistoren 302 und 303 entsprechen jeweils dem Transistor 102 in 1A. Der Transistor 304 entspricht dem Transistor 103 in 1A.
Ein Schieberegister kann durch Verbinden der Vielzahl von Impulserzeugern 300 miteinander ausgebildet werden.
Ein Gate des Transistors 302 ist mit Gates der Transistoren 303 und 304 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 302 ist mit einer Leitung 306 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 302 ist mit der Schaltung 301 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 303 ist mit der Leitung 306 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 303 ist mit der Schaltung 301 und einer Leitung 314 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 304 ist mit einer Leitung 307 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 304 ist mit der Schaltung 301 und einer Leitung 313 verbunden.
Die Schaltung 301 umfasst ferner Transistoren 315 bis 320. Konkret gesagt, ein Gate des Transistors 315 ist mit einer Leitung 308 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 315 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors 302 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 315 ist mit einer Leitung 305 verbunden. Ein Gate des Transistors 316 ist mit einer Leitung 309 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 316 ist mit den Gates der Transistoren 302 bis 304 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 316 ist mit der Leitung 305 verbunden. Ein Gate des Transistors 317 ist mit einer Leitung 310 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 317 ist mit den Gates der Transistoren 302 bis 304 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 317 ist mit der Leitung 305 verbunden. Ein Gate des Transistors 318 ist mit der Leitung 308 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 318 ist mit der Leitung 306 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 318 ist mit den Gates der Transistoren 302 bis 304 verbunden. Ein Gate des Transistors 319 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 315 und dem Drain-Anschluss des Transistors 302 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 319 ist mit der Leitung 314 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 319 ist mit einer Leitung 311 verbunden. Ein Gate des Transistors 320 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 315 und dem Drain-Anschluss des Transistors 302 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 320 ist mit der Leitung 313 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 320 ist mit einer Leitung 312 verbunden.
Konkret gesagt, in dem Fall, in dem die Transistoren 302 bis 304 n-Kanal-Transistoren sind, wird das Potential VDD an die Leitung 305 angelegt, das Potential VSS wird an die Leitung 306 angelegt und das Potential VEE wird an die Leitung 307 angelegt. Potentiale verschiedener Signale wie z. B. Taktsignale werden an die Leitungen 308 bis 312 zusätzlich zu dem Potential Vin in der Halbleitervorrichtung 100 in 1A angelegt. Das Potential GOUT und das Potential SROUT werden von der Leitung 313 bzw. der Leitung 314 ausgegeben.
In dem Impulserzeuger 300 in 8A kann die obige Struktur das Gate und den Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors 304 elektrisch voneinander isolieren. Dadurch kann der Transistor 304 abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet werden soll, auch wenn der Transistor 304 selbstleitend ist und somit das Potential der Leitung 307 zur Zufuhr eines Potentials zu dem Source-Anschluss des Transistors 304 erhöht wird.
Ein Impulserzeuger 330 in 8B umfasst eine Schaltung 331 und Transistoren 332 bis 334. Die Schaltung 331 entspricht der Schaltung 101 in 1A. Die Transistoren 332 und 333 entsprechen jeweils dem Transistor 102 in 1A. Der Transistor 334 entspricht dem Transistor 103 in 1A.
Ein Schieberegister kann durch Verbinden der Vielzahl von Impulserzeugern 330 miteinander ausgebildet werden.
Ein Gate des Transistors 332 ist mit Gates der Transistoren 333 und 334 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 332 ist mit einer Leitung 336 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 332 ist mit der Schaltung 331 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 333 ist mit der Leitung 336 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 333 ist mit der Schaltung 331 und einer Leitung 345 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 334 ist mit einer Leitung 337 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 334 ist mit der Schaltung 331 und einer Leitung 344 verbunden.
Die Schaltung 331 umfasst ferner Transistoren 346 bis 352. Konkret gesagt, ein Gate des Transistors 346 ist mit einer Leitung 338 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 346 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors 332 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 346 ist mit einer Leitung 335 verbunden. Ein Gate des Transistors 347 ist mit einer Leitung 339 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 347 ist mit den Gates der Transistoren 332 bis 334 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 347 ist mit der Leitung 335 verbunden. Ein Gate des Transistors 348 ist mit einer Leitung 340 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 348 ist mit den Gates der Transistoren 332 bis 334 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 348 ist mit der Leitung 335 verbunden. Ein Gate des Transistors 349 ist mit der Leitung 338 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 349 ist mit der Leitung 336 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 349 ist mit den Gates der Transistoren 332 bis 334 verbunden. Ein Gate des Transistors 350 ist mit einer Leitung 341 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 350 ist mit den Gates der Transistoren 332 bis 334 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 350 ist mit der Leitung 335 verbunden. Ein Gate des Transistors 351 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 346 und dem Drain-Anschluss des Transistors 332 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 351 ist mit der Leitung 345 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 351 ist mit einer Leitung 342 verbunden. Ein Gate des Transistors 352 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 346 und dem Drain-Anschluss des Transistors 332 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 352 ist mit der Leitung 344 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 352 ist mit einer Leitung 343 verbunden.
Konkret gesagt, in dem Fall, in dem die Transistoren 332 bis 334 n-Kanal-Transistoren sind, wird das Potential VDD an die Leitung 335 angelegt, das Potential VSS wird an die Leitung 336 angelegt und das Potential VEE wird an die Leitung 337 angelegt. Potentiale verschiedener Signale wie z. B. Taktsignale werden an die Leitungen 338 bis 343 zusätzlich zu dem Potential Vin in der Halbleitervorrichtung 100 in 1A angelegt. Das Potential GOUT und das Potential SROUT werden von der Leitung 344 bzw. der Leitung 345 ausgegeben.
In dem Impulserzeuger 330 in 8B kann die obige Struktur das Gate und den Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors 334 elektrisch voneinander isolieren. Dadurch kann der Transistor 334 abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet werden soll, auch wenn der Transistor 334 selbstleitend ist und somit das Potential der Leitung 337 zur Zufuhr eines Potentials zu dem Source-Anschluss des Transistors 334 erhöht wird.
Ein Impulserzeuger 360 in 9A umfasst eine Schaltung 361 und Transistoren 362 bis 364. Die Schaltung 361 entspricht der Schaltung 101 in 1A. Die Transistoren 362 und 363 entsprechen jeweils dem Transistor 102 in 1A. Der Transistor 364 entspricht dem Transistor 103 in 1A.
Ein Schieberegister kann durch Verbinden der Vielzahl von Impulserzeugern 360 miteinander ausgebildet werden.
Ein Gate des Transistors 362 ist mit Gates der Transistoren 363 und 364 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 362 ist mit einer Leitung 366 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 362 ist mit der Schaltung 361 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 363 ist mit der Leitung 366 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 363 ist mit der Schaltung 361 und einer Leitung 375 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 364 ist mit einer Leitung 367 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 364 ist mit der Schaltung 361 und einer Leitung 374 verbunden.
Die Schaltung 361 umfasst ferner Transistoren 376 bis 382. Konkret gesagt, ein Gate des Transistors 376 ist mit einer Leitung 368 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 376 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors 362 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 376 ist mit einer Leitung 365 verbunden. Ein Gate des Transistors 377 ist mit der Leitung 365 verbunden. Einer von einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss des Transistors 377 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 376 und dem Drain-Anschluss des Transistors 362 verbunden. Der andere von dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors 377 ist mit den Gates der Transistoren 381 und 382 verbunden. Ein Gate des Transistors 378 ist mit einer Leitung 369 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 378 ist mit den Gates der Transistoren 362 bis 364 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 378 ist mit der Leitung 365 verbunden. Ein Gate des Transistors 379 ist mit der Leitung 368 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 379 ist mit der Leitung 366 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 379 ist mit den Gates der Transistoren 362 bis 364 verbunden. Ein Gate des Transistors 380 ist mit einer Leitung 370 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 380 ist den Gates der Transistoren 362 bis 364 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 380 ist mit der Leitung 365 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 381 ist mit der Leitung 375 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 381 ist mit einer Leitung 371 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 382 ist mit der Leitung 374 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 382 ist mit einer Leitung 372 verbunden.
Konkret gesagt, in dem Fall, in dem die Transistoren 362 bis 364 n-Kanal-Transistoren sind, wird das Potential VDD an die Leitung 365 angelegt, das Potential VSS wird an die Leitung 366 angelegt und das Potential VEE wird an die Leitung 367 angelegt. Potentiale verschiedner Signale wie z. B. Taktsignale werden an die Leitung 368 bis 372 zusätzlich zu dem Potential Vin in der Halbleitervorrichtung 100 in 1A angelegt. Das Potential GOUT und das Potential SROUT werden von der Leitung 374 bzw. der Leitung 375 ausgegeben.
In dem Impulserzeuger 360 in 9A kann die obige Struktur das Gate und den Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors 364 elektrisch voneinander isolieren. Dadurch kann der Transistor 364 abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet werden soll, auch wenn der Transistor 364 selbstleitend ist und somit das Potential der Leitung 367 zur Zufuhr eines Potentials zu dem Source-Anschluss des Transistors 364 erhöht wird.
Ein Impulserzeuger 400 in 96 umfasst eine Schaltung 401 und Transistoren 402 bis 404. Die Schaltung 401 entspricht der Schaltung 101 in 1A. Die Transistoren 402 und 403 entsprechen jeweils dem Transistor 102 in 1A. Der Transistor 404 entspricht dem Transistor 103 in 1A.
Ein Schieberegister kann durch Verbinden der Vielzahl von Impulserzeugern 400 miteinander ausgebildet werden.
Ein Gate des Transistors 402 ist mit Gates der Transistoren 403 und 404 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 402 ist mit einer Leitung 406 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 402 ist mit der Schaltung 401 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 403 ist mit der Leitung 406 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 403 ist mit der Schaltung 401 und einer Leitung 415 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 404 ist mit einer Leitung 407 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 404 ist mit der Schaltung 401 und einer Leitung 414 verbunden.
Die Schaltung 401 umfasst ferner Transistoren 416 bis 423. Konkret gesagt, ein Gate des Transistors 416 ist mit einer Leitung 408 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 416 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors 402 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 416 ist mit einer Leitung 405 verbunden. Ein Gate des Transistors 417 ist mit der Leitung 405 verbunden. Einer von einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss des Transistors 417 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 416 und dem Drain-Anschluss des Transistors 402 verbunden. Der andere von dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors 417 ist mit einem Gate des Transistors 421 verbunden. Ein Gate des Transistors 418 ist mit einer Leitung 409 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 418 ist mit den Gates der Transistoren 402 bis 404 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 418 ist mit der Leitung 405 verbunden. Ein Gate des Transistors 419 ist mit der Leitung 408 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 419 ist mit der Leitung 406 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 419 ist mit den Gates der Transistoren 402 bis 404 verbunden. Ein Gate des Transistors 420 ist mit einer Leitung 410 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 420 ist mit den Gates der Transistoren 402 bis 404 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 420 ist mit der Leitung 405 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 421 ist mit der Leitung 415 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 421 ist mit einer Leitung 411 verbunden. Ein Gate des Transistors 422 ist mit der Leitung 405 verbunden. Einer von einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss des Transistors 422 ist mit dem Gate des Transistors 421 verbunden. Der andere von dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors 422 ist mit einem Gate des Transistors 423 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 423 ist mit der Leitung 414 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 423 ist mit einer Leitung 412 verbunden.
Konkret gesagt, in dem Fall, in dem die Transistoren 402 bis 404 n-Kanal-Transistoren sind, wird das Potential VDD an die Leitung 405 angelegt, das Potential VSS wird an die Leitung 406 angelegt und das Potential VEE wird an die Leitung 407 angelegt. Potentiale verschiedner Signale wie z. B. Taktsignale werden an die Leitung 408 bis 412 zusätzlich zu dem Potential Vin in der Halbleitervorrichtung 100 in 1A angelegt. Das Potential GOUT und das Potential SROUT werden von der Leitung 414 bzw. der Leitung 415 ausgegeben.
In dem Impulserzeuger 400 in 9B kann die obige Struktur das Gate und den Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors 404 elektrisch voneinander isolieren. Dadurch kann der Transistor 404 abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet werden soll, auch wenn der Transistor 404 selbstleitend ist und somit das Potential der Leitung 407 zur Zufuhr eines Potentials zu dem Source-Anschluss des Transistors 404 erhöht wird.
Ein Impulserzeuger 430 in 10 umfasst eine Schaltung 431 und Transistoren 432 bis 434. Die Schaltung 431 entspricht der Schaltung 101 in 1A. Die Transistoren 432 und 433 entsprechen jeweils dem Transistor 102 in 1A. Der Transistor 434 entspricht dem Transistor 103 in 1A.
Ein Schieberegister kann durch Verbinden der Vielzahl von Impulserzeugern 430 miteinander ausgebildet werden.
Ein Gate des Transistors 432 ist mit Gates der Transistoren 433 und 434 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 432 ist mit einer Leitung 436 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 432 ist mit der Schaltung 431 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 433 ist mit der Leitung 436 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 433 ist mit der Schaltung 431 und einer Leitung 445 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 434 ist mit einer Leitung 437 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 434 ist mit der Schaltung 431 und einer Leitung 444 verbunden.
Die Schaltung 431 umfasst ferner Transistoren 446 bis 453. Konkret gesagt, ein Gate des Transistors 446 ist mit einer Leitung 438 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 446 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors 432 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 446 ist mit einer Leitung 435 verbunden. Ein Gate des Transistors 447 ist mit einer Leitung 439 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 447 ist mit den Gates der Transistoren 432 bis 434 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 447 ist mit der Leitung 435 verbunden. Ein Gate des Transistors 448 ist mit einer Leitung 440 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 448 ist mit den Gates der Transistoren 432 bis 434 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 448 ist mit der Leitung 435 verbunden. Ein Gate des Transistors 449 ist mit der Leitung 438 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 449 ist mit der Leitung 436 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 449 ist mit den Gates der Transistoren 432 bis 434 verbunden. Ein Gate des Transistors 450 ist mit der Leitung 435 verbunden. Einer von einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss des Transistors 450 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 446 und dem Drain-Anschluss des Transistors 432 verbunden. Der andere von dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors 450 ist mit einem Gate des Transistors 451 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 451 ist mit der Leitung 445 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 451 ist mit einer Leitung 441 verbunden. Ein Gate des Transistors 452 ist mit der Leitung 435 verbunden. Einer von einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss des Transistors 452 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 446 und dem Drain-Anschluss des Transistors 432 verbunden. Der andere von dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors 452 ist mit einem Gate des Transistors 453 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 453 ist mit der Leitung 444 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 453 ist mit einer Leitung 442 verbunden.
Konkret gesagt, in dem Fall, in dem die Transistoren 432 bis 434 n-Kanal-Transistoren sind, wird das Potential VDD an die Leitung 435 angelegt, das Potential VSS wird an die Leitung 436 angelegt und das Potential VEE wird an die Leitung 437 angelegt. Potentiale verschiedener Signale wie z. B. Taktsignale werden an die Leitung 438 bis 442 zusätzlich zu dem Potential Vin in der Halbleitervorrichtung 100 in 1A angelegt. Das Potential GOUT und das Potential SROUT werden von der Leitung 444 bzw. der Leitung 445 ausgegeben.
In dem Impulserzeuger 430 in 10 kann die obige Struktur das Gate und den Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors 434 elektrisch voneinander isolieren. Dadurch kann der Transistor 434 abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet werden soll, auch wenn der Transistor 434 selbstleitend ist und somit das Potential der Leitung 437 zur Zufuhr eines Potentials zu dem Source-Anschluss des Transistors 434 erhöht wird.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit jeder der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 3)
Ein Beispiel für die Struktur eines Wechselrichters wird beschrieben, der eine der Halbleitervorrichtungen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
11 zeigt ein Beispiel für einen Wechselrichter nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Wechselrichter 500 in 11 umfasst eine Schaltung 501 und Transistoren 502 und 503. Die Schaltung 501 entspricht der Schaltung 101 in 1A. Der Transistor 502 entspricht dem Transistor 102 in 1A. Der Transistor 503 entspricht dem Transistor 103 in 1A.
Ein Gate des Transistors 502 ist mit einer Leitung 509 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 502 ist mit einer Leitung 505 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 502 ist mit der Schaltung 501 verbunden. Ein Gate des Transistors 503 ist mit der Leitung 509 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 503 ist mit einer Leitung 506 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 503 ist mit der Schaltung 501 und einer Leitung 508 verbunden.
Die Schaltung 501 umfasst ferner Transistoren 510 bis 512 und einen Kondensator 513. Konkret gesagt, ein Gate des Transistors 510 ist mit einer Leitung 507 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 510 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors 502 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 510 ist mit einer Leitung 504 verbunden. Ein Gate des Transistors 511 ist mit der Leitung 504 verbunden. Einer von einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss des Transistors 511 ist mit dem Source-Anschluss des Transistors 510 und dem Drain-Anschluss des Transistors 502 verbunden. Der andere von dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors 511 ist mit einem Gate des Transistors 512 verbunden. Ein Source-Anschluss des Transistors 512 ist mit dem Drain-Anschluss des Transistors 503 und der Leitung 508 verbunden. Ein Drain-Anschluss des Transistors 512 ist mit der Leitung 504 verbunden. Eine Elektrode des Kondensators 513 ist mit dem Gate des Transistors 512 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators 513 ist mit der Leitung 508 verbunden.
Konkret gesagt, in dem Fall, in dem die Transistoren 502 und 503 n-Kanal-Transistoren sind, wird das Potential VDD an die Leitung 504 angelegt, das Potential VSS wird an die Leitung 505 angelegt, und das Potential VEE wird an die Leitung 506 angelegt. Das Potential eines Taktsignals wird an die Leitung 507 angelegt, und das Potential Vin in der Halbleitervorrichtung 100 in 1A wird an die Leitung 509 angelegt. In 11 ist das Potential Vin das Potential SROUT, das von der Leitung 214 in den Impulserzeuger 200 in 2 ausgegeben wird. Ein Potential SROUTb, das durch Inversion der Polarität des Potentials SROUT erhalten wird, wird von der Leitung 508 ausgegeben.
In dem Wechselrichter 500 in 11 kann die obige Struktur das Gate und den Source-Anschluss des ausgangsseitigen Transistors 503 elektrisch voneinander isolieren. Dadurch kann der Transistor 503 abgeschaltet werden, wenn er abgeschaltet werden soll, auch wenn der Transistor 503 selbstleitend ist und somit das Potential der Leitung 506 zur Zufuhr eines Potentials zu dem Source-Anschluss des Transistors 503 erhöht wird.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit jeder der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 4)
Im Bezug auf 12 werden Querschnittstrukturen eines Pixels und einer Treiberschaltung in einer Halbleiteranzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei als Beispiel eine EL-Anzeigevorrichtung gezeigt wird. 12 ist ein Beispiel für eine Querschnittsansicht eines Pixels 840 und einer Treiberschaltung 841.
In 12 umfasst das Pixel 840 ein lichtemittierendes Element 832 und einen Transistor 831 zum Steuern der Zufuhr eines Stroms zu dem lichtemittierenden Element 832. Das Pixel 840 kann zusätzlich zu dem lichtemittierenden Element 832 und dem Transistor 831 verschiedene Halbleiterelemente, wie z. B. einen Transistor zum Steuern der Eingabe eines Bildsignals in das Pixel 840 und einen Kondensator zum Halten des Potentials eines Bildsignals, umfassen.
In 12 umfasst ferner die Treiberschaltung 841 einen Transistor 830 und einen Kondensator 833 zum Halten der Gate-Spannung des Transistors 830. Konkret gesagt, der Transistor 830 entspricht einem ausgangsseitigen Transistor, der in einem Schieberegister, das ein Teil der Treiberschaltung 841 ist, enthalten ist. Die Treiberschaltung 841 kann zusätzlich zu dem Transistor 830 und dem Kondensator 833 verschiedene Halbleiterelemente, wie z. B. einen Transistor und einen Kondensator umfassen.
Der Transistor 831 umfasst über einem Substrat 800 mit einer isolierenden Oberfläche einen leitenden Film 816, der als Gate dient, einen Gate-Isolierfilm 802 über dem leitenden Film 816, einen Halbleiterfilm 817, der über dem Gate-Isolierfilm 802 derart angeordnet ist, dass er sich mit dem leitenden Film 816 überlappt, und leitende Filme 815 und 818, die über dem Halbleiterfilm 817 angeordnet sind und als Source-Anschluss und Drain-Anschluss dienen. Der leitende Film 816 dient auch als Abtastleitung.
Der Transistor 830 umfasst über dem Substrat 800 mit einer isolierenden Oberfläche einen leitenden Film 812, der als Gate dient, den Gate-Isolierfilm 802 über dem leitenden Film 812, einen Halbleiterfilm 813, der über dem Gate-Isolierfilm 802 derart angeordnet ist, dass er sich mit dem leitenden Film 812 überlappt, und leitende Filme 814 und 819, die über dem Halbleiterfilm 813 angeordnet sind und als Source-Anschluss und Drain-Anschluss dienen.
Der Kondensator 833 umfasst über dem Substrat 800 mit einer isolierenden Oberfläche den leitenden Film 812, den Gate-Isolierfilm 802 über dem leitenden Film 812 und den leitenden Film 819, der über dem Gate-Isolierfilm 802 derart angeordnet ist, dass er sich mit dem leitenden Film 812 überlappt.
Außerdem sind isolierende Filme 820 und 821 der Reihe nach über den isolierenden Filmen 814, 815, 818 und 819 aufeinander geschichtet. Ferner ist ein leitender Film 822, der als Anode dient, über dem isolierenden Film 821 ausgebildet. Der leitende Film 822 ist durch ein Kontaktloch 823, das in den isolierenden Filmen 820 und 821 ausgebildet ist, mit dem leitenden Film 818 verbunden.
Außerdem ist ein isolierender Film 824 mit einer Öffnung, in der ein Teil des leitenden Films 822 freigelegt ist, über dem isolierenden Film 821 bereitgestellt. Eine EL-Schicht 825 und ein leitender Film 826, der als Kathode dient, werden nacheinander über dem Teil des leitenden Films 822 und des leitenden Films 824 geschichtet. Ein Bereich, in dem sich der leitende Film 822, die EL-Schicht 825 und der leitende Film 826 miteinander überlappen, entspricht dem lichtemittierenden Element 832.
Es sei angemerkt, dass bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Transistoren 830 und 831 jeweils einen Halbleiterfilm, der einen amorphen, mikrokristallinen, polykristallinen oder einkristallinen Halbleiter (z. B. Silizium oder Germanium) enthält, oder einen Halbleiterfilm, der einen Halbleiter mit einer großen Bandlücke enthält (z. B. einen Oxidhalbleiter), umfassen können.
Wenn die Halbleiterfilme der Transistoren 830 und 831 jeweils einen amorphen, mikrokristallinen, polykristallinen oder einkristallinen Halbleiter (z. B. Silizium oder Germanium) enthält, werden Verunreinigungsbereiche, die als Source-Anschluss und Drain-Anschluss dienen, durch Zusatz eines Verunreinigungselements ausgebildet, das den Halbleiterfilmen eine Leitfähigkeit verleiht. Beispielsweise kann ein Verunreinigungsbereich mit n-Typ-Leitungsfähigkeit durch Zusatz von Phosphor oder Arsen zu dem Halbleiterfilm ausgebildet werden. Ferner kann beispielsweise ein Verunreinigungsbereich mit p-Typ-Leitungsfähigkeit durch Zusatz von Bor zu dem Halbleiterfilm ausgebildet werden.
In dem Fall, in dem ein Oxidhalbleiter für die Halbleiterfilme der Transistoren 830 und 831 verwendet wird, kann ein Dotierstoff zu den Halbleiterfilmen zugesetzt werden, um Verunreinigungsbereiche auszubilden, die als Source-Anschluss und Drain-Anschluss dienen. Der Dotierstoff kann durch Ionenimplantation zugesetzt werden. Ein Edelgas wie z. B. Helium, Argon oder Xenon, ein Atom der Gruppe 15, wie z. B. Stickstoff, Phosphor, Arsen oder Antimon, oder dergleichen kann beispielsweise für den Dotierstoff verwendet werden. Beispielsweise ist in dem Fall, in dem Stickstoff für den Dotierstoff verwendet wird, die Konzentration von Stickstoffatomen in der Verunreinigungsbereich vorzugsweise 5 × 10¹⁹/cm³ oder höher und 1 × 10²²/cm³ oder niedriger.
Es sei angemerkt, dass als Silizium-Halbleiter kann irgendeiner der Folgenden verwendet werden: amorphes Silizium, das durch Sputtern oder Gasphasenepitaxie, wie z. B. eine plasmagestützte CVD gebildet wird; polykristallines Silizium, das durch Auskristallisieren des amorphen Siliziums durch Behandlung wie z. B. Laser-Ausheizung (laser annealing) erhalten wird; monokristallines Silizium, das durch Trennung eines Oberflächenabschnitts eines monokristallinen Siliziumwafers durch Implantation von Wasserstoffionen oder dergleichen in die Siliziumwafer erhalten wird; und dergleichen.
Es sei angemerkt, dass ein Oxidhalbleiter vorzugsweise mindestens Indium (In) oder Zink (Zn) enthält. Insbesondere enthält der Oxidhalbleiter vorzugsweise In und Zn. Zusätzlich zu In und Zn enthält der Oxidhalbleiter vorzugsweise Gallium (Ga) als Stabilisator zum Reduzieren von Schwankungen der elektrischen Eigenschaften eines Transistors, der den Oxidhalbleiters umfasst. Zinn (Sn) ist vorzugsweise als Stabilisator enthalten. Hafnium (Hf) ist vorzugsweise als Stabilisator enthalten. Aluminium (Al) ist vorzugsweise als Stabilisator enthalten.
Als weiterer Stabilisator können eine oder mehrere Arten von Lanthanoiden wie z. B. Lanthan (La), Cer (Ce), Praseodym (Pr), Neodym (Nd), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb) oder Lutetium (Lu) enthalten sein.
Als Oxidhalbleiter kann beispielsweise das Folgende verwendet werden: Indiumoxid; Zinnoxid; Zinkoxid; ein binäres Metalloxid wie z. B. ein Oxid auf In-Zn-Basis, ein Oxid auf Sn-Zn-Basis, ein Oxid auf Al-Zn-Basis, ein Oxid auf Zn-Mg-Basis, ein Oxid auf Sn-Mg-Basis, ein Oxid auf In-Mg-Basis, oder ein Oxid auf In-Ga-Basis; ein ternäres Metalloxid wie z. B. ein Oxid auf In-Ga-Zn-Basis (auch als IGZO bezeichnet), ein Oxid auf In-Al-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Sn-Zn-Basis, ein Oxid auf Sn-Ga-Zn-Basis, ein Oxid auf Al-Ga-Zn-Basis, ein Oxid auf Sn-Al-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Hf-Zn-Basis, ein Oxid auf In-La-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Ce-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Pr-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Nd-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Sm-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Eu-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Gd-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Tb-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Dy-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Ho-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Er-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Tm-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Yb-Zn-Basis oder ein Oxid auf In-Lu-Zn-Basis; oder ein quaternäres Metalloxid wie z. B. ein Oxid auf In-Sn-Ga-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Hf-Ga-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Al-Ga-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Sn-Al-Zn-Basis, ein Oxid auf In-Sn-Hf-Zn-Basis oder ein Oxid auf In-Hf-Al-Zn-Basis. Der Oxidhalbleiter kann Silizium enthalten.
Es sei angemerkt, dass beispielsweise ein Oxid auf In-Ga-Zn-Basis die Bedeutung eines In, Ga und Zn enthaltenden Oxids hat, wobei es keine Einschränkung für das Verhältnis von In, Ga und Zn gibt. Überdies kann das Oxid auf In-Ga-Zn-Basis ein Metallelement außer In, Ga und Zn enthalten. Das Oxid auf In-Ga-Zn-Basis weist einen hinreichend hohen Widerstand auf, wenn es kein elektrisches Feld gibt und Sperrstrom (off-state current) hinreichend verringert werden kann. Ferner ist das Oxid auf In-Ga-Zn-Basis mit hoher Mobilität für ein Halbleitermaterial geeignet, das in einer Halbleitervorrichtung verwendet wird.
Zum Beispiel kann ein Oxid auf In-Ga-Zn-Basis mit einem Atomverhältnis von In:Ga:Zn = 1:1:1 (= 1/3:1/3:1/3) oder In:Ga:Zn = 2:2:1 (= 2/5:2/5:1/5) oder ein Oxid, dessen Zusammensetzung in der Nähe der obigen Zusammensetzung liegt, verwendet werden. Alternativ wird ein Oxid auf In-Sn-Zn-Basis mit einem Atomverhältnis von In:Sn:Zn = 1:1:1 (= 1/3:1/3:1/3), In:Sn:Zn = 2:1:3 (= 1/3:1/6:1/2) oder In:Sn:Zn = 2:1:5 (= 1/4:1/8:5/8) oder ein Oxid, dessen Zusammensetzung in der Nähe der obigen Zusammensetzungen liegt, vorzugsweise verwendet.
Beispielsweise kann bei der Verwendung eines Oxids auf In-Sn-Zn-Basis verhältnismäßig leicht eine hohe Mobilität erhalten werden. Doch kann auch bei der Verwendung eines Oxids auf In-Ga-Zn-Basis die Mobilität durch ein Vermindern der Defektdichte in einem Bulk erhöht werden.
Es sei angemerkt, dass ein hochreiner Oxidhalbleiter (ein gereinigter Oxidhalbleiter), der durch eine Verringerung von Verunreinigungen wie z. B. Feuchtigkeit oder Wasserstoff, die als Elektronendonatoren (Donatoren) dienen, und durch eine Verringerung von Sauerstofffehlstellen erhalten wird, ein intrinsischer (i-Typ) Halbleiter oder ein im Wesentlichen intrinsischer Halbleiter ist. Deshalb weist ein Transistor einschließlich des Oxidhalbleiters einen extrem kleinen Sperrstrom auf. Weiterhin beträgt die Bandlücke des Oxidhalbleiters 2 eV oder mehr, vorzugsweise 2,5 eV oder mehr und besser 3 eV oder mehr. Unter Verwendung eines Oxidhalbleiterfilms, der durch eine ausreichende Verminderung der Konzentration von Verunreinigungen wie z. B. Feuchtigkeit oder Wasserstoff und durch eine Verringerung der Sauerstofffehlstellen hochrein ist, kann der Sperrstrom des Transistors vermindert werden.
Konkret gesagt, verschiedene Experimente können einen niedrigen Sperrstrom eines Transistors, der einen hochreinen Oxidhalbleiter als Halbleiterfilm enthält, beweisen. Auch wenn zum Beispiel ein Element eine Kanalbreite von 1 × 10⁶ μm und eine Kanallänge von 10 μm aufweist, kann der Sperrstrom kleiner als oder gleich dem Messgrenzwert eines Halbleiterparameteranalysierers sein, das heißt, kleiner als oder gleich 1 × 10^–13 A bei einer Spannung (Drain-Spannung) zwischen einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss von 1 bis 10 V. In diesem Fall ist der Sperrstrom, der hinsichtlich der Kanalbreite des Transistors standardisiert ist, kleiner als oder gleich 100 zA/μm. Außerdem wurden ein Kondensator und ein Transistor miteinander verbunden und der Sperrstrom wurde unter Verwendung einer Schaltung gemessen, in der eine zu oder von dem Kondensator fließende elektrische Ladung durch den Transistor gesteuert ist. Bei der Messung wurde ein hochreiner Oxidhalbleiterfilm für einen Kanalbildungsbereich des Transistors verwendet, und der Sperrstrom des Transistors wurde aus einer Änderung in der Menge der elektrischen Ladung des Kondensators pro Einheitsstunde gemessen. Das hat zur Folge, dass es beobachtet werden kann, dass in dem Fall, in dem die Spannung zwischen dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss des Transistors bei 3 V liegt, ein kleinerer Sperrstrom von mehreren zehn Yoktoampere pro Mikrometer (yA/μm) erhalten wird. Dementsprechend weist der Transistor, der den hochreinen Oxidhalbleiterfilm in einem Kanalbildungsbereich enthält, einen viel kleineren Sperrstrom als ein kristalliner Siliziumtransistor auf.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung, sofern nicht anders festgelegt, der Sperrstrom eines n-Kanal-Transistors ein Strom ist, der zwischen einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss fließt, wenn das Potential des Drain-Anschlusses höher als dasjenige des Source-Anschlusses oder dasjenige eines Gates ist, wobei in dem Fall, in dem das Potential des Source-Anschlusses als Bezug verwendet wird, das Potential des Gates 0 V oder niedriger ist. Anderenfalls ist in dieser Beschreibung ein Sperrstrom eines p-Kanal-Transistors ein Strom, der zwischen einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss fließt, wenn das Potential des Drain-Anschlusses niedriger als dasjenige des Source-Anschlusses oder dasjenige eines Gates ist, wobei in dem Fall, in dem das Potential des Source-Anschlusses als Bezug verwendet wird, das Potential des Gates 0 V oder höher ist.
Beispielsweise kann der Oxidhalbleiterfilm durch Sputtern unter Verwendung eines Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthaltenden Targets ausgebildet werden. In dem Fall, in dem ein Oxidhalbleitefilm auf In-Ga-Zn-Basis durch Sputtern ausgebildet wird, wird vorzugsweise ein Target aus einem Oxid auf In-Ga-Zn-Basis mit einem Atomverhältnis von In:Ga:Zn = 1:1:1, 4:2:3, 3:1:2, 1:1:2, 2:1:3 oder 3:1:4 verwendet. Wenn ein Oxidhalbleiterfilm unter Verwendung eines Targets aus einem Oxid auf In-Ga-Zn-Basis mit dem oben genannten Atomverhältnis ausgebildet wird, wird ein Polykristall oder ein c-Achsen-ausgerichteter Kristall (c-axis alligned crystal: CAAC)-Oxidhalbleiter, der nachher beschrieben wird, leicht ausgebildet. Die Füllrate des In, Ga und Zn enthaltenden Targets ist größer als oder gleich 90% und kleiner als oder gleich 100% und vorzugsweise größer oder gleich 95% und kleiner als 100%. Wenn das Target mit einer hohen Füllrate verwendet wird, wird ein dichter Oxidhalbleiterfilm ausgebildet.
Wenn ein Material auf In-Zn-Basis für den Oxidhalbleiter verwendet wird, weist ein verwendetes Target ein Atomverhältnis von In:Zn = 50:1 bis 1:2 (In₂O₃:ZnO = 25:1 bis 1:4 in einem Molverhältnis), vorzugsweise von In:Zn = 20:1 bis 1:1 (In₂O₃:ZnO = 10:1 bis 1:2 in einem Molverhältnis) und noch besser von In:Zn = 1,5:1 bis 15:1 (In₂O₃:ZnO = 3:4 bis 15:2 in einem Molverhältnis) auf. Wenn zum Beispiel ein Target, das für die Abscheidung eines unter Verwendung eines Oxids auf In-Zn-Basis ausgebildeten Oxidhalbleiterfilms verwendet wird, ein Atomverhältnis von In:Zn:O = X:Y:Z aufweist, Z > 1,5X + Y. Die Mobilität kann erhöht werden, indem der Anteil von Zn innerhalb des oben genannten Bereichs gehalten wird.
Konkret gesagt, der Oxidhalbleiterfilm kann derart abgeschieden werden, dass das Substrat in einer Behandlungskammer mit reduziertem Druck gehalten wird, dass in der Behandlungskammer verbleibende Feuchtigkeit entfernt wird, dass ein Sputtergas, aus dem Wasserstoff und Feuchtigkeit entfernt wurden, eingeführt wird, und dass das Target verwendet wird. Die Substrattemperatur kann während der Abscheidung 100 bis 600°C und vorzugsweise 200 bis 400°C betragen. Indem der Oxidhalbleiterfilm abgeschieden wird, während das Substrat geheizt wird, kann die Konzentration der in dem abgeschiedenen Oxidhalbleiterfilm enthaltenen Verunreinigungen vermindert werden. Außerdem kann eine Beschädigung infolge von dem Sputtern reduziert werden. Um die in der Behandlungskammer verbleibende Feuchtigkeit zu entfernen, wird vorzugsweise eine Adsorptionsvakuumpumpe verwendet. Zum Beispiel wird vorzugsweise eine Kryopumpe, eine Ionenpumpe oder eine Titansublimationspumpe verwendet. Eine Turbopumpe, zu der eine Kühlfalle hinzugefügt ist, kann als Abführungsmittel verwendet werden. Zum Beispiel werden ein Wasserstoffatom, eine ein Wasserstoffatom enthaltende Verbindung wie z. B. Wasser (vorzugsweise eine ein Kohlenstoffatom enthaltende Verbindung) und dergleichen unter Verwendung einer Kryopumpe aus der Behandlungskammer abgeführt. Dadurch kann die Konzentration von Verunreinigungen, die in dem in der Behandlungskammer abgeschiedenen Oxidhalbleiterfilm enthalten sind, vermindert werden.
Es sei angemerkt, dass der durch Sputtern oder dergleichen ausgebildete Oxidhalbleiterfilm in einigen Fällen eine große Menge an Feuchtigkeit oder Wasserstoff (einschließlich einer Hydroxylgruppe) als Verunreinigung enthält. Feuchtigkeit und Wasserstoff bilden leicht Donatorniveaus und dienen somit als Verunreinigungen in dem Oxidhalbleiter. Um Verunreinigungen wie z. B. Feuchtigkeit oder Wasserstoff in dem Oxidhalbleiterfilm zu reduzieren (um eine Dehydrierung oder Dehydrogenierung durchzuführen), wird daher bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Oxidhalbleiterfilm einer Wärmebehandlung in einer Atmosphäre mit einem reduzierten Druck, in einer Inertgasatmosphäre aus Stickstoff, einem Edelgas oder dergleichen, in einer Sauerstoffgasatmosphäre oder in einer ultratrockenen Luft (mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20 ppm (–55°C bei Umwandlung in einen Taupunkt) oder weniger, vorzugsweise 1 ppm oder weniger oder noch besser 10 ppb oder weniger, wenn eine Messung durch einen Taupunktmesser in einem Cavity-Ring-Down-Spektroskopie (CRDS)-Verfahren durchgeführt wird) unterzogen.
Indem die Wärmebehandlung an dem Oxidhalbleiterfilm durchgeführt wird, kann Feuchtigkeit oder Wasserstoff in dem Oxidhalbleiterfilm entfernt werden. Konkret gesagt, eine Wärmebehandlung kann bei einer Temperatur von höher als oder gleich 250°C und niedriger als oder gleich 750°C, vorzugsweise höher als oder gleich 400°C und niedriger als die untere Entspannungsgrenze (strain point) des Substrats durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Wärmebehandlung ungefähr 3 bis 6 Minuten lang bei 500°C durchgeführt werden. Wenn ein RTA (rapid thermal annealing) für die Wärmebehandlung verwendet wird, können eine Dehydrierung oder eine Dehydrogenierung innerhalb einer kurzen Zeit durchgeführt werden; somit kann die Behandlung auch bei einer Temperatur durchgeführt werden, die höher als die untere Entspannungsgrenze eines Glassubstrats ist.
Es sei angemerkt, dass in einigen Fällen die Wärmebehandlung Sauerstoff aus dem Oxidhalbleiterfilm entlässt, und Sauerstofffehlstellen in dem Oxidhalbleiterfilm verursacht. Dementsprechend wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Sauerstoff enthaltender isolierender Film für einen isolierenden Film verwendet, der in Kontakt mit dem Halbleiterfilm steht, wie z. B. einen Gate-Isolierfilm. Dann wird die Wärmebehandlung nach dem Ausbilden des Sauerstoff enthaltenden isolierenden Films durchgeführt, damit Sauerstoff dem Oxidhalbleiterfilm aus dem isolierenden Film zugeführt wird. Mit dieser Struktur können Sauerstofffehlstellen, die als Donatoren dienen, reduziert werden und das stöchiometrische Verhältnis des in dem Oxidhalbleiterfilm enthaltenen Oxidhalbleiters kann erfüllt werden. Der Anteil des Wasserstoffs in dem Oxidhalbleiterfilm ist vorzugsweise höher als der stöchiometrische Anteil. Das hat zur Folge, dass der Oxidhalbleiterfilm im Wesentlichen intrinsisch werden kann und dass Schwankungen der elektrischen Eigenschaften infolge von den Sauerstofffehlstellen reduziert werden können, wobei die elektrischen Eigenschaften verbessert werden.
Es sei angemerkt, dass die Wärmebehandlung zur Zufuhr von Sauerstoff zu dem Oxidhalbleiterfilm in einer Atmosphäre von Stickstoff, extrem trockenem Luft oder einem Edelgas (z. B. Argon oder Helium) vorzugsweise bei 200 to 400°C, beispielsweise 250 bis 350°C durchgeführt wird. Der Wassergehalt in dem Gas ist 20 ppm oder niedriger, vorzugsweise 1 ppm oder niedriger, besonders vorzugsweise 10 ppb oder niedriger.
Der Oxidhalbleiter kann entweder amorph oder kristallin sein. In letzterem Fall kann der Oxidhalbleiter entweder monokristallin oder polykristallin sein und eine Struktur, in der ein Teil des Oxidhalbleiters kristallin ist, eine amorphe Struktur, die einen Kristallbereich enthält, oder nicht-amorph sein. Als Beispiel für die Struktur, in der ein Teil des Oxidhalbleiters kristallin ist, kann ein Oxid verwendet werden, das einen Kristall mit einer Ausrichtung bezüglich der c-Achse (auch als ein c-Achsen ausgerichteter kristalliner Oxidhalbleiter (CAAC-OS) bezeichnet) enthält, der eine trigonale oder hexagonale Atomanordnung bei einer Betrachtung aus der Richtung senkrecht zu der a-b-Ebene, einer Oberfläche oder einer Grenzfläche hat. In dem Kristall sind Metallatome bzw. sowohl Metallatome als auch Sauerstoffatome in einer geschichteten Weise bei einer Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur c-Achse angeordnet, und die Richtung der a-Achse oder der b-Achse ist in der a-b-Ebene unterschiedlich (der Kristall dreht sich um die c-Achse).
In weiterem Sinne bezeichnet CAAC-OS ein Nichteinkristalloxid, das eine Phase beinhaltet, die eine trigonale, hexagonale, regelmäßig-trigonale oder regelmäßig-hexagonale Atomordnung bei einer Betrachtung aus der Richtung senkrecht zu der a-b-Ebene hat, und wobei Metallatome bzw. sowohl Metallatome als auch Sauerstoffatome auf eine geschichtete Weise bei einer Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur c-Achse-Richtung angeordnet sind.
CAAC-OS ist kein Einkristall, was jedoch nicht bedeutet, dass CAAC-OS aus nur einer amorphen Komponente besteht. Obwohl CAAC-OS einen kristallinen Abschnitt aufweist, ist eine Grenze zwischen einem kristallinen Abschnitt und einem anderen kristallinen Abschnitt in einigen Fällen nicht deutlich.
Ein Teil von Sauerstoff, der in dem CAAC-OS enthalten ist, kann durch Stickstoff ersetzt werden. Die c-Achsen der kristallinen Abschnitte, die in CAAC-OS enthalten sind, können in einer bestimmten Richtung ausgerichtet sein (z. B. einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche eines Substrats, über dem CAAC-OS ausgebildet wird, oder einer Oberfläche von CAAC-OS). Alternativ können die Normalen der a-b-Ebenen der kristallinen Abschnitte, die in CAAC-OS enthalten sind, in einer bestimmten Richtung ausgerichtet sein (beispielsweise einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche eines Substrats, über dem CAAC-OS ausgebildet wird, oder einer Oberfläche von CAAC-OS).
Ob der CAAC-OS sichtbares Licht durchlässt, hängt von seiner Zusammensetzung oder dergleichen ab.
Als Beispiel für einen derartigen CAAC-OS gibt es einen Kristall, der in Form eines Films ausgebildet ist und eine trigonale oder hexagonale Atomanordnung aufweist, wenn aus der Richtung senkrecht zu einer Oberfläche des Films oder zu einer Oberfläche eines Stützsubstrats betrachtet wird, und in dem Metallatome bzw. sowohl Metallatome als auch Sauerstoffatome (oder Stickstoffatome) auf eine geschichtete Weise angeordnet sind, wenn ein Querschnitt des Films betrachtet wird.
Als Nächstes werden Beispiele für die konkreten Strukturen der Transistoren, die in einer Halbleitervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten sind, beschrieben.
Ein Transistor wie in 13A ist ein Transistor mit unten liegendem Gate (bottom-gate transistor) und einer Struktur mit geätztem Kanal (channel-etched structure).
Der Transistor wie in 13A umfasst eine Gate-Elektrode (Gate) 1602, die über einer isolierenden Oberfläche ausgebildet ist, einen Gate-Isolierfilm 1603 über der Gate-Elektrode 1602, einen Halbleiterfilm 1604 über dem Gate-Isolierfilm 1603, der sich mit der Gate-Elektrode 1602 überlappt, und leitende Filme 1605 und 1606, die über dem Halbleiterfilm 1604 ausgebildet sind. Der Transistor kann ferner einen Isolierfilm 1607, der über dem Halbleiterfilm 1604 und den leitenden Filmen 1605 und 1606 ausgebildet ist, umfassen.
Es sei angemerkt, dass der Transistor in 13A ferner eine Rückgate-Elektrode (back-gate electrode) umfassen kann, die über dem isolierenden Film 1607 in einem Teil ausgebildet ist, der sich mit dem Halbleiterfilm 1604 überlappt.
Ein Transistor in 13B ist ein Transistor mit unten liegendem Gate und einer kanalschützenden Struktur (channel-protective structure).
Der Transistor wie in 13B umfasst eine Gate-Elektrode 1612, die auf einer isolierenden Oberfläche ausgebildet ist, einen Gate-Isolierfilm 1613 auf der Gate-Elektrode 1612, einen Halbleiterfilm 1614 auf dem Gate-Isolierfilm 1613, der sich mit der Gate-Elektrode 1612 überlappt, einen kanalschützenden Film 1618, der auf dem Halbleiterfilm 1614 ausgebildet ist, und leitende Filme 1615 und 1616, die auf dem Halbleiterfilm 1614 ausgebildet sind. Der Transistor kann ferner einen isolierenden Film 1617, der über dem kanalschützenden Film 1618 und den leitenden Filmen 1615 und 1616 ausgebildet ist, umfassen.
Es sei angemerkt, dass der Transistor wie in 13B ferner eine Rückgate-Elektrode umfassen kann, die über dem isolierenden Film 1617 in einem Abschnitt ausgebildet ist, der sich mit dem Halbleiterfilm 1614 überlappt.
Der kanalschützende Film 1618 kann verhindern, dass ein Abschnitt des Halbleiterfilms 1614, der als Kanalbildungsbereich dient, in einem späteren Schritt beschädigt wird, zum Beispiel eine Reduzierung der Dicke wegen des Plasmas oder eines Ätzmittels während Ätzens. Somit kann die Zuverlässigkeit des Transistors verbessert werden.
Ein Transistor wie in 13C ist ein Transistor mit unten liegendem Gate und einer Boden-Kontakt-Struktur (bottom-contact structure).
Der Transistor wie in 13C umfasst eine Gate-Elektrode 1622 über einer isolierenden Oberfläche, einen Gate-Isolierfilm 1623 über der Gate-Elektrode 1622, leitende Filme 1625 und 1626 über dem Gate-Isolierfilm 1623, und einen Halbleiterfilm 1624 über dem Gate-Isolierfilm 1623, der sich mit der Gate-Elektrode 1622 überlappt und über den leitenden Filmen 1625 und 1626 ausgebildet ist. Ferner kann der Transistor einen Isolierfilm 1627, der über den leitenden Filmen 1625 und 1626 und dem Halbleiterfilm 1624 ausgebildet ist, umfassen.
Es sei angemerkt, dass der Transistor wie in 13C ferner eine Rückgate-Elektrode umfassen kann, die über dem isolierenden Film 1627 in einem Abschnitt ausgebildet ist, der sich mit dem Halbleiterfilm 1624 überlappt.
Ein Transistor wie in 13D ist ein Transistor mit oben liegendem Gate (top-gate transistor) und einer Boden-Kontakt-Struktur.
Der Transistor wie in 13D umfasst leitende Filme 1645 und 1646 über einer isolierenden Oberfläche, einen Halbleiterfilm 1644 über den leitenden Filmen 1645 und 1646, einen Gate-Isolierfilm 1643, der über dem Halbleiterfilm 1644 ausgebildet ist, und eine Gate-Elektrode 1642 über dem Gate-Isolierfilm 1643, der sich mit dem Halbleiterfilm 1644 überlappt. Ferner kann der Transistor einen Isolierfilm 1647 umfassen, der über der Gate-Elektrode 1642 ausgebildet ist.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit jeder der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 5)
14 zeigt ein Beispiel für einen Bildschirm, der einer Ausführungsform einer Halbleiteranzeigevorrichtung entspricht. Der Bildschirm wie in 14 umfasst ein Substrat 700, und umfasst über dem Substrat 700 einen Pixelabschnitt 701, eine Signalleitungs-Treiberschaltung 702, eine Abtastleitungstreiberschaltung 703 und einen Anschluss 704.
Der Pixelabschnitt 701 umfasst eine Vielzahl von Pixeln. Jedes Pixel umfasst ein Anzeigeelement und einen oder mehrere Transistoren zum Steuern des Betriebs des Anzeigeelements. Die Abtastleitungstreiberschaltung 703 wählt ein Pixel in dem Pixelabschnitt 701 durch Steuern der Zufuhr von Potentialen zu Abtastleitungen aus, die mit den Pixeln verbunden sind. Die Signalleitungstreiberschaltung 702 steuert die Zufuhr eines Bildsignals zu dem mittels der Abtastleitungstreiberschaltung 703 ausgewählten Pixel.
In dem Bildschirm wie in 14 wird ein Schieberegister nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Abtastleitungs-Treiberschaltung 703 verwendet. In 14 werden das Potential VEE, das Potential VSS und das potential VDD über den Anschluss 704 an die Abtastleitungstreiberschaltung 703 angelegt.
Da die Abtastleitung mit der Vielzahl von Pixeln verbunden ist, wird hohe Stromzufuhrfähigkeit gebraucht. Wenn ein Potential der Abtastleitung unter Verwendung des Schieberegisters nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zugeführt wird, kann eine Abnahme der Amplitude eines der Abtastleitung zugeführten Potentials vermieden werden. Somit wird ein Anzeigendefekt in dem Pixelabschnitt 701 aufgrund kleiner Amplitude eines Signals reduziert, das der Abtastleitung zugeführt wird, so dass ein Bild von hoher Qualität angezeigt werden kann.
Es sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform das Schieberegister nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Abtastleitungs-Treiberschaltung 703 verwendet wird; jedoch kann das Schieberegister nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Signalleitungs-Treiberschaltung 702 verwendet werden.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit jeder der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 6)
Eine Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für Anzeigevorrichtungen, Computer (personal computer: PC) oder Bildwiedergabegeräte mit Aufzeichnungsmedien (so typischerweise Geräte, die den Inhalt von Aufzeichnungsmedien wie z. B. DVDs (digital versatile disc) wiedergeben und Anzeigevorrichtungen zum Anzeigen der reproduzierten Bilder aufweisen) verwendet werden. Ferner werden als elektronische Geräte, die die Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten können, Mobiltelefone, Spielautomaten (darunter tragbare Spielegeräte), persönliche digitale Assistenten, E-Book-Lesegeräte, Kameras wie z. B. Videokameras und digitale Fotokameras, Videobrille (am Kopf getragene Anzeigevorrichtungen), Navigationssysteme, Audiowiedergabegeräte (z. B. Kraftfahrzeug-Audiosysteme und digitale Audiowiedergabegeräte), Kopiergeräte, Faxgeräte, Drucker, Multifunktionsdrucker, Geldautomaten (automated teller machine: ATM), Verkaufsautomaten und dergleichen angegeben. 15A bis 15E zeigen konkrete Beispiele für diese elektronischen Geräte.
15A zeigt ein tragbares Spielgerät, das ein Gehäuse 5001, ein Gehäuse 5002, einen Anzeigeabschnitt 5003, einen Anzeigeabschnitt 5004, ein Mikrofon 5005, einen Lautsprecher 5006, eine Bedientaste 5007, einen Eingabestift 5008 und dergleichen umfasst. Unter Verwendung der Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Treiberschaltung des tragbaren Spielgeräts ist es möglich, ein tragbares Spielgerät mit einem niedrigen Leistungsverbrauch, dessen Betrieb stabil ist, bereitzustellen. Es ist möglich, ein tragbares Spielgerät mit einer hohen Auflösung unter Verwendung der Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Anzeigeabschnitt 5003 oder 5004 bereitzustellen. Es sei angemerkt, dass zwar das tragbare Spielgerät in 15A die zwei Anzeigeabschnitte 5003 und 5004 aufweist, doch die Anzahl von in dem tragbaren Spielgerät enthaltenen Anzeigeabschnitten nicht darauf beschränkt ist.
15B zeigt eine Anzeigevorrichtung, die ein Gehäuse 5201, einen Anzeigeabschnitt 5202, einen Standfuß 5203 und dergleichen umfasst. Unter Verwendung der Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Treiberschaltung der Anzeigevorrichtung ist es möglich, eine Anzeigevorrichtung mit einem geringen Leistungsverbrauch, deren Betrieb stabil ist, bereitzustellen. Es ist möglich, eine Anzeigevorrichtung mit einer hohen Auflösung unter Verwendung der Halbleiteranzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Anzeigeabschnitt 5202 bereitzustellen. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung alle Anzeigevorrichtungen zum Anzeigen der Information, wie z. B. Anzeigevorrichtungen für Computer, zum Empfangen von Fernsehsendungen und zum Anzeigen von Werbung bedeutet.
15C zeigt ein Laptop, das ein Gehäuse 5401, einen Anzeigeabschnitt 5402, eine Tastatur 5403, eine Zeigevorrichtung 5404 und dergleichen umfasst. Unter Verwendung der Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Treiberschaltung des Laptops ist es möglich, ein Laptop mit einem geringen Leistungsverbrauch, dessen Betrieb stabil ist, bereitzustellen. Es ist möglich, ein Laptop mit einer hohen Auflösung unter Verwendung der Halbleiteranzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Anzeigeabschnitt 5402 bereitzustellen.
15D zeigt einen persönlichen digitalen Assistenten, der ein erstes Gehäuse 5601, ein zweites Gehäuse 5602, einen ersten Anzeigeabschnitt 5603, einen zweiten Anzeigeabschnitt 5604, ein Gelenk 5605, eine Bedientaste 5606 und dergleichen umfasst. Der erste Anzeigeabschnitt 5603 ist in dem ersten Gehäuse 5601 bereitgestellt, und der zweite Anzeigeabschnitt 5604 ist in dem zweiten Gehäuse 5602 bereitgestellt. Das erste Gehäuse 5601 und das zweite Gehäuse 5602 sind mittels des Gelenks 5605 miteinander verbunden, und der Winkel zwischen dem ersten Gehäuse 5601 und dem zweiten Gehäuse 5602 kann mit dem Gelenk 5605 verändert werden. Ein Bild auf dem ersten Anzeigeabschnitt 5603 kann in Abhängigkeit von dem Winkel zwischen dem ersten Gehäuse 5601 und dem zweiten Gehäuse 5602 bei dem Gelenk 5605 umgeschaltet werden. Eine Halbleiteranzeigevorrichtung mit einer Positionseingabefunktion kann für mindestens einen von dem ersten Anzeigeabschnitt 5603 und dem zweiten Anzeigeabschnitt 5604 verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Positionseingabefunktion durch Bereitstellen eines Touchscreens zu einer Halbleiteranzeigevorrichtung hinzugefügt werden kann. Beziehungsweise kann die Positionseingabefunktion auch durch Bereitstellen eines fotoelektrischen Wandlerelements, das als Fotosensor bezeichnet wird, in einen Pixelabschnitt einer Halbleiteranzeigevorrichtung hinzugefügt werden. Unter Verwendung der Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Treiberschaltung des persönlichen digitalen Assistenten ist es möglich, einen persönlichen digitalen Assistenten mit einem geringen Leistungsverbrauch, dessen Betrieb stabil ist, bereitzustellen. Es ist möglich, einen persönlichen digitalen Assistenten mit einer hohen Auflösung unter Verwendung der Halbleiteranzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den ersten Anzeigeabschnitt 5603 oder den zweiten Anzeigeabschnitt 5604 bereitzustellen.
15E zeigt ein Mobiltelefon, das ein Gehäuse 5801, einen Anzeigeabschnitt 5802, einen Audioeingabeabschnitt 5803, einen Audioausgabeabschnitt 5804, Bedientasten 5805, einen Lichtempfangsabschnitt 5806 und dergleichen umfasst. Im Lichtempfangsabschnitt 5806 wird empfangenes Licht in elektrische Signale umgewandelt, so dass externe Bilder heruntergeladen werden können. Unter Verwendung der Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Treiberschaltung des Mobiltelefons ist es möglich, ein Mobiltelefon mit einem geringen Leistungsverbrauch, dessen Betrieb stabil ist, bereitzustellen. Es ist möglich, ein Mobiltelefon mit einer hohen Auflösung unter Verwendung der Halbleiteranzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Anzeigeabschnitt 5802 bereitzustellen.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit jeder der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
Erläuterung der Bezugszeichen

100: Halbleitervorrichtung, 101: Schaltung, 102: Transistor, 103: Transistor, 104: Leitung, 105: Leitung, 106: Leitung, 107: Leitung, 108: Leitung, 109: Transistor, 110: Kondensator, 200: Impulserzeuger, 200_1 to 200_y: Impulserzeuger, 201: Schaltung, 202: Transistor, 203: Transistor, 204: Transistor, 205: Leitung, 206: Leitung, 207: Leitung, 208: Leitung, 209: Leitung, 210: Leitung, 211: Leitung, 212: Leitung, 213: Leitung, 214: Leitung, 215: Transistor, 216: Transistor, 217: Transistor, 218: Transistor, 219: Transistor, 220: Transistor, 221: Transistor, 222: Transistor, 223: Transistor, 224: Kondensator, 225: Kondensator, 230: Widerstand, 231: Widerstand, 232: durchgezogene Linie, 233: durchgezogene Linie, 300: Impulserzeuger, 301: Schaltung, 302: Transistor, 303: Transistor, 304: Transistor, 305: Leitung, 306: Leitung, 307: Leitung, 308: Leitung, 309: Leitung, 310: Leitung, 311: Leitung, 312: Leitung, 313: Leitung, 314: Leitung, 315: Transistor, 316: Transistor, 317: Transistor, 318: Transistor, 319: Transistor, 320: Transistor, 330: Impulserzeuger, 331: Schaltung, 332: Transistor, 333: Transistor, 334: Transistor, 335: Leitung, 336: Leitung, 337: Leitung, 338: Leitung, 339: Leitung, 340: Leitung, 341: Leitung, 342: Leitung, 343: Leitung, 344: Leitung, 345: Leitung, 346: Transistor, 347: Transistor, 348: Transistor, 349: Transistor, 350: Transistor, 351: Transistor, 352: Transistor, 360: Impulserzeuger, 361: Schaltung, 362: Transistor, 363: Transistor, 364: Transistor, 365: Leitung, 366: Leitung, 367: Leitung, 368: Leitung, 369: Leitung, 370: Leitung, 371: Leitung, 372: Leitung, 374: Leitung, 375: Leitung, 376: Transistor, 377: Transistor, 378: Transistor, 379: Transistor, 380: Transistor, 381: Transistor, 382: Transistor, 400: Impulserzeuger, 401: Schaltung, 402: Transistor, 403: Transistor, 404: Transistor, 405: Leitung, 406: Leitung, 407: Leitung, 408: Leitung, 409: Leitung, 410: Leitung, 411: Leitung, 412: Leitung, 414: Leitung, 415: Leitung, 416: Transistor, 417: Transistor, 418: Transistor, 419: Transistor, 420: Transistor, 421: Transistor, 422: Transistor, 423: Transistor, 430: Impulserzeuger, 431: Schaltung, 432: Transistor, 433: Transistor, 434: Transistor, 435: Leitung, 436: Leitung, 437: Leitung, 438: Leitung, 439: Leitung, 440: Leitung, 441: Leitung, 442: Leitung, 444: Leitung, 445: Leitung, 446: Transistor, 447: Transistor, 448: Transistor, 449: Transistor, 450: Transistor, 451: Transistor, 452: Transistor, 453: Transistor, 500: Wechselrichter, 501: Schaltung, 502: Transistor, 503: Transistor, 504: Leitung, 505: Leitung, 506: Leitung, 507: Leitung, 508: Leitung, 509: Leitung, 510: Transistor, 511: Transistor, 512: Transistor, 513: Kondensator, 700: Substrat, 701: Pixelabschnitt, 702: Signalleitungstreiberschaltung, 703: Abtastleitungstreiberschaltung, 704: Anschluss, 800: Substrat, 802: Gate-Isolierfilm, 812: leitender Film, 813: Halbleiterfilm, 814: leitender Film, 815: leitender Film, 816: leitender Film, 817: Halbleiterfilm, 818: leitender Film, 819: leitender Film, 820: Isolierfilm, 821: Isolierfilm, 822: leitender Film, 823: Kontaktloch, 824: Isolierfilm, 825: EL-Schicht, 826: leitender Film, 830: Transistor, 831: Transistor, 832: lichtemittierendes Element, 833: Kondensator, 840: Pixel, 841: Treiberschaltung, 1602: Gate-Elektrode, 1603: Gate-Isolierfilm, 1604: Halbleiterfilm, 1605: leitender Film, 1606: leitender Film, 1607: Isolierfilm, 1612: Gate-Elektrode, 1613: Gate-Isolierfilm, 1614: Halbleiterfilm, 1615: leitender Film, 1616: leitender Film, 1617: Isolierfilm, 1618: Kanalschützender Film, 1622: Gate-Elektrode, 1623: Gate-Isolierfilm, 1624: Halbleiterfilm, 1625: leitender Film, 1626: leitender Film, 1627: Isolierfilm, 1642: Gate-Elektrode, 1643: Gate-Isolierfilm, 1644: Halbleiterfilm, 1645: leitender Film, 1646: leitender Film, 1647: Isolierfilm, 5001: Gehäuse, 5002: Gehäuse, 5003: Anzeigeabschnitt, 5004: Anzeigeabschnitt, 5005: Mikrofon, 5006: Lautsprecher, 5007: Bedientaste, 5008: Eingabestift, 5201: Gehäuse, 5202: Anzeigeabschnitt, 5203: Standfuß, 5401: Gehäuse, 5402: Anzeigeabschnitt, 5403: Tastatur, 5404: Zeigevorrichtung, 5601: erstes Gehäuse, 5602: zweites Gehäuse, 5603: erster Anzeigeabschnitt, 5604: zweiter Anzeigeabschnitt, 5605: Gelenk, 5606: Bedientaste, 5801: Gehäuse, 5802: Anzeigeabschnitt, 5803: Audioeingabeabschnitt, 5804: Audioausgabeabschnitt, 5805: Bedientaste, und 5806: Lichtempfangsabschnitt.

Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2011-185614 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 29. August 2011, deren gesamter Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht ist.

Claims

Halbleitervorrichtung, die umfasst: eine erste Leitung, die konfiguriert ist, mit einem ersten Potential versorgt zu werden; eine zweite Leitung, die konfiguriert ist, mit einem zweiten Potential versorgt zu werden; einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor mit gleicher Polarität; und einen dritten Transistor, der konfiguriert ist, eine Versorgung eines Gates des ersten Transistors und eines Gates des zweiten Transistors mit dem zweiten Potential zu steuern, wobei eine Source des ersten Transistors elektrisch mit der ersten Leitung verbunden ist, und wobei eine Source des zweiten Transistors elektrisch mit der zweiten Leitung verbunden ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gate des ersten Transistors und das Gate des zweiten Transistors elektrisch miteinander verbunden sind.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine dritte Leitung umfasst, die konfiguriert ist, mit einem dritten Potential versorgt zu werden, wobei die dritte Leitung elektrisch mit einem Drain des ersten Transistors und einem Drain des zweiten Transistors verbunden ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dritte Transistor die gleiche Polarität wie der erste Transistor und der zweite Transistor hat.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kanalbreite des ersten Transistors größer als eine Kanalbreite des zweiten Transistors ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Potential höher als oder gleich dem zweiten Potential ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Leitung elektrisch von der zweiten Leitung isoliert ist.
Halbleitervorrichtung, die umfasst: eine erste Leitung, die konfiguriert ist, mit einem ersten Potential versorgt zu werden; eine zweite Leitung, die konfiguriert ist, mit einem zweiten Potential versorgt zu werden; eine dritte Leitung, die konfiguriert ist, mit einem dritten Potential versorgt zu werden; einen ersten Transistor, einen zweiten Transistor und einen dritten Transistor mit gleicher Polarität; und eine Vielzahl der vierten Transistoren, die konfiguriert sind, eine Versorgung eines Gates des ersten Transistors und eines Gates des zweiten Transistors mit einem von dem zweiten Potential und dem dritten Potential und eine Versorgung eines Gates des dritten Transistors mit dem anderen von dem zweiten Potential und dem dritten Potential zu steuern, wobei eine Source des ersten Transistors elektrisch mit der ersten Leitung verbunden ist, wobei eine Source des zweiten Transistors elektrisch mit der zweiten Leitung verbunden ist, wobei eine Source des dritten Transistors elektrisch mit einem Drain des ersten Transistors verbunden ist, und wobei ein Drain des dritten Transistors elektrisch mit der dritten Leitung verbunden ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Gate des ersten Transistors und das Gate des zweiten Transistors elektrisch miteinander verbunden sind.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von vierten Transistoren die gleiche Polarität wie der erste Transistor, der zweite Transistor und der dritte Transistor hat.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Kanalbreite des ersten Transistors größer als eine Kanalbreite des zweiten Transistors ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das erste Potential höher als oder gleich dem zweiten Potential ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Leitung elektrisch von der zweiten Leitung isoliert ist.
Halbleitervorrichtung, die umfasst: eine erste Leitung, die konfiguriert ist, mit einem ersten Potential versorgt zu werden; eine zweite Leitung, die konfiguriert ist, mit einem zweiten Potential versorgt zu werden; einen ersten n-Kanal-Transistor und einen zweiten n-Kanal-Transistor; und eine Vielzahl von dritten Transistoren, die konfiguriert sind, eine Versorgung eines Gates des ersten n-Kanal-Transistors und eines Gates des zweiten n-Kanal-Transistors mit dem zweiten Potential zu steuern, wobei eine Source des ersten n-Kanal-Transistors elektrisch mit der ersten Leitung verbunden ist, wobei eine Source des zweiten n-Kanal-Transistors elektrisch mit der zweiten Leitung verbunden ist, und wobei das erste Potential höher als oder gleich dem zweiten Potential ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Gate des ersten n-Kanal-Transistors und das Gate des zweiten n-Kanal-Transistors elektrisch miteinander verbunden sind.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei das erste Potential gleich dem zweiten Potential ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei eine Kanalbreite des ersten n-Kanal-Transistors größer als eine Kanalbreite des zweiten n-Kanal-Transistors ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, die ferner eine dritte Leitung umfasst, die konfiguriert ist, mit einem dritten Potential versorgt zu werden, wobei die dritte Leitung elektrisch mit einem Drain des ersten n-Kanal-Transistors und einem Drain des zweiten n-Kanal-Transistors verbunden ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die erste Leitung elektrisch von der zweiten Leitung isoliert ist.