FR2616270A1 - Network of predeposited transistors, method of producing this network and an electronic circuit by means of this network - Google Patents

Network of predeposited transistors, method of producing this network and an electronic circuit by means of this network Download PDF

Info

Publication number
FR2616270A1
FR2616270A1 FR8707941A FR8707941A FR2616270A1 FR 2616270 A1 FR2616270 A1 FR 2616270A1 FR 8707941 A FR8707941 A FR 8707941A FR 8707941 A FR8707941 A FR 8707941A FR 2616270 A1 FR2616270 A1 FR 2616270A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
transistors
layer
network
substrate
deposited
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8707941A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2616270B1 (en
Inventor
Bernard Hepp
Jose Maria Gobbi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Priority to FR8707941A priority Critical patent/FR2616270B1/en
Publication of FR2616270A1 publication Critical patent/FR2616270A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2616270B1 publication Critical patent/FR2616270B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259Multistep manufacturing methods
    • H01L27/127Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/118Masterslice integrated circuits
    • H01L27/11803Masterslice integrated circuits using field effect technology
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742Thin film unipolar transistors
    • H01L29/6675Amorphous silicon or polysilicon transistors
    • H01L29/66765Lateral single gate single channel transistors with inverted structure, i.e. the channel layer is formed after the gate

Abstract

The invention relates to a network of thin-film transistors made of amorphous or polycrystalline silicon. According to the invention, the transistors of such a network, deposited on an amorphous or polycrystalline substrate 1 (glass, metal, polymer), are predeposited and covered with a passivation layer 10. They are grouped together on the substrate 1 according to their dynamic and static properties. In order to produce a circuit, the passivation layer 10 is etched in order to give access to the sources 11, drains 12 and gates 3 of the selected transistors. A metal layer is deposited and then etched in order to provide the interconnections 13, 14. Application to integrated circuits having a low operating speed, 1 < 10 MHz, but having a large size, for display panels or so-called "memory-type" electronic funds-transfer cards.

Description

RESEAU DE TRANSISTORS PREDEPOSES, PROCEDE
DE REALISATION DE CE RESEAU, ET CIRCUIT
ELECTRONIQUE REALISE AU MOYEN DE CE RESEAU
La présente invention concerne un réseau de transistors en couches minces, prédéposés sur un substrat, dont le matériau n'est pas monocristallin. Ce réseau de transistors å effet de champ est comparable aux circuits prédiffusés réalisés dans des technologies classiques sur des substrats et matériaux tels que le silicium, et le dernier niveau de métallisation est réalisé à la demande de l'utilisateur: les transistors du circuit ont des géométries variées qui permettent de choisir le gain, la puissance ou la vitesse de fonctionnement par exemple, en fonction de l'utilisation envisagée..L'invention concerne également le procédé de réalisation d'un réseau de transistors en couches minces.
ARRAY OF PREPOSED TRANSISTORS, METHOD
OF REALIZATION OF THIS NETWORK, AND CIRCUIT
ELECTRONICS MADE BY MEANS OF THIS NETWORK
The present invention relates to a network of thin film transistors, pre-deposited on a substrate, the material of which is not monocrystalline. This array of field effect transistors is comparable to the pre-diffused circuits produced in conventional technologies on substrates and materials such as silicon, and the last level of metallization is produced at the request of the user: the transistors of the circuit have various geometries which make it possible to choose the gain, the power or the speed of operation for example, according to the envisaged use. The invention also relates to the process for producing a network of transistors in thin layers.

Les transistors en couches minces sont connus, et ils sont actuellement utilisés soit en éléments discrets pour l'adressage des points d'image dits pixels dans les écrans plats å cristaux liquides ou les senseurs dtimages X soit en circuits logiques des bascules et des registres å décalage ont été réalisés. Leur principal intérêt réside en l'intégration des fonctions de multiplexage sur le même substrat que l'écran ou le senseur. Thin film transistors are known, and they are currently used either as discrete elements for the addressing of so-called pixel image points in flat liquid crystal screens or X image sensors or in logic circuits of flip-flops and registers å shift have been made. Their main interest lies in the integration of the multiplexing functions on the same substrate as the screen or the sensor.

Cependant d'autres applications peuvent être envisagées utilisant des circuits à base de transistors en couches minces. However, other applications can be envisaged using circuits based on thin film transistors.

Ils ont des vitesses de fonctionnement limitées, inférieures à 1
MHz s'ils sont réalisés en silicium amorphe, et inférieures à 10
MHz stlls sont réalisés en silicium polycristallin, cette limitation de vitesse étant due å la faible mobilité électronique dans les matériaux utilisés. Mais cette technologie a l'avantage de pouvoir être déposée à basse température c'est à dire aux environs de 250 à 800 degrés centigrades, en grande surface, Jusqu'à 30 x 30 cm2 et sur des substrats divers tels que le verre, les métaux, les polymères comme les polyimides, ou d'autres substrats encore. Les applications sont de ce fait très spécifiques, un exemple typique étant la carte à mémoire comportant un circuit intégré.
They have limited operating speeds, less than 1
MHz if they are made of amorphous silicon, and less than 10
MHz stlls are made of polycrystalline silicon, this speed limitation being due to the low electronic mobility in the materials used. But this technology has the advantage of being able to be deposited at low temperature, that is to say around 250 to 800 degrees centigrade, in large areas, up to 30 x 30 cm2 and on various substrates such as glass, metals, polymers such as polyimides, or other substrates. The applications are therefore very specific, a typical example being the memory card comprising an integrated circuit.

L'objet de l'invention est de réaliser des circuits électroniques complexes et variés a à partir d'un unique composant, qui est un réseau de transistors en couches minces. The object of the invention is to produce complex and varied electronic circuits from a single component, which is an array of thin film transistors.

L'originalité réside d'une part dans l'utilisation de transistors en couches minces sur des substrats divers, et d'autre part dans le fait que les transistors ont des géométries variées et donc que les fonctions de base peuvent être optimisées en fonction de chaque. application : inverseur, suiveur, bascule.. etc. On peut ainsi privilégier, selon l'objectif recherché, soit la vitesse de fonctionnement soit les performances statiques telles que les niveaux de fonctionnement pour chaque fonction individuelle.The originality lies on the one hand in the use of thin-film transistors on various substrates, and on the other hand in the fact that the transistors have varied geometries and therefore that the basic functions can be optimized as a function of each. application: inverter, follower, rocker, etc. One can thus privilege, according to the sought objective, either the operating speed or the static performances such as the operating levels for each individual function.

On conviendra d'appeler ces réseaux de transistors en couches minces "circuits prédéposés" : en effet, on ne peut pas les appeler "prédiffusé" comme les circuits sur silicium monocristallin puisque il n'y a pas de diffusion, ni "préimplanté't comme les circuits sur matériaux III-V puisque il n'y a pas d'implantation. We will agree to call these networks of thin-film transistors "pre-deposited circuits": indeed, we cannot call them "pre-diffused" like circuits on monocrystalline silicon since there is no diffusion, nor "pre-implanted" like circuits on III-V materials since there is no layout.

Le procédé concerne essentiellement les transistors à effet de champ et il permet d'optimiser très rapidement des circuits spécifiques et d'étudier leurs performances en fonction. des performances des transistors individuels. The method essentially concerns field effect transistors and it makes it possible to optimize specific circuits very quickly and to study their performance as a function. performance of individual transistors.

Il comprend deux étapes. Lors de la première étape commune à tous les circuits, les transistors individuels sont réalisés avec des géométries variées et une disposition spatiale permettant leur utilisation optimale lors de la deuxième étape. It has two stages. During the first stage common to all the circuits, the individual transistors are produced with varied geometries and a spatial arrangement allowing their optimal use during the second stage.

Dans cette deuxième étape les circuits sont individualisés et les transistors sont choisis parmi ceux qui sont déposés dans le réseau de transistors en fonction de leur géométrie, c'est à dire des caractéristiques que l'on attend d'eux. Ces transistors sont alors reliés entre eux au moyen d'une interconnexion métallique.In this second step, the circuits are individualized and the transistors are chosen from those which are deposited in the network of transistors according to their geometry, that is to say the characteristics which are expected of them. These transistors are then connected to each other by means of a metallic interconnection.

De façon plus précise l'invention concerne un réseau de trarisistors préd#éposés sur un substrat, comportant une pluralité de transistors à effet de champ individuels, chaque transistor étant isolé ou relié à d'autres transistors par un bus, ce réseau étant caractérisé en ce que
- le substrat est en un matériau non-monocristallin >
- les transistors sont de type en couches minces, les couches de matériaux semiconducteurs les constituant étant amorphes ou polycristallines.
More precisely, the invention relates to a network of predisposed predisposed # on a substrate, comprising a plurality of individual field effect transistors, each transistor being isolated or connected to other transistors by a bus, this network being characterized in what
- the substrate is made of a non-monocrystalline material>
- The transistors are of the thin layer type, the layers of semiconductor materials constituting them being amorphous or polycrystalline.

L'invention sera mieux comprise par la description détaillée du procédé de fabrication, qui sera ensuite illustrée par quelques exemples de réalisation de circuits, ces descriptions s'appuyant sur les figures jointes en annexe qui représentent
- figures 1 à 6 : étapes du procédé de réalisation d'un transistor en couches minces selon l'invention
- figure 7 : représentation symbolique d'un transistor à effet de champ å l'issue de la première étape de fabrication
- figure 8 : représentation symbolique d'un transistor à effet de champ à l'issue de la deuxième étape de fabrication
- figures 9 et 10 : schéma électrique d'un inverseur, et sa réalisation en circuit selon le procédé de l'invention
- figures 11 et 12 : schéma électrique d'une bascule RS et sa réalisation selon l'invention
- figures 13 et 14 : schéma électrique d'un registre à décalage dynamique et sa réalisation selon l'invention
- figures 15 et 16 : schéma électrique d'une bascule D et sa réalisation selon l'invention.
The invention will be better understood from the detailed description of the manufacturing process, which will then be illustrated by a few examples of circuits, these descriptions being based on the appended figures which represent
- Figures 1 to 6: steps of the process for producing a thin film transistor according to the invention
- Figure 7: symbolic representation of a field effect transistor at the end of the first manufacturing step
- Figure 8: symbolic representation of a field effect transistor at the end of the second manufacturing step
- Figures 9 and 10: electrical diagram of an inverter, and its realization in circuit according to the method of the invention
- Figures 11 and 12: electrical diagram of an RS flip-flop and its construction according to the invention
- Figures 13 and 14: electrical diagram of a dynamic shift register and its realization according to the invention
- Figures 15 and 16: electrical diagram of a D scale and its realization according to the invention.

L'exposé des différentes étapes du procédé de réalisation permettra de mieux comprendre par la .suite la structure des circuits de transistors en couches minces prédéposés. Ce procédé sera exposé en s'appuyant sur l'exemple d'un unique transistor en couches minces, mais il est bien entendu qu'il concerne la réalisation de circuits complexes comprenant un grand nombre de transistors déposés sur un substrat de grande dimension. The presentation of the various stages of the production process will make it possible to better understand, by following, the structure of the predistored thin-film transistor circuits. This process will be explained on the basis of the example of a single thin film transistor, but it is understood that it relates to the production of complex circuits comprising a large number of transistors deposited on a large substrate.

La figure 1 représente la première opération nécessaire pour réaliser un transistor en couches minces. Le substrat 1 est un substrat tel qu'une plaque de verre, une feuille de polymère comme le polyvinil chlorure ou le polyimide, une tôle d'acier ou d'autres substrats céramiques dont le point commun est de n'être pas monocristallin, comme le silicium ou l'arséniure de gallium sur lesquels sont généralement fabriqués les circuits intégrés. FIG. 1 represents the first operation necessary to produce a thin film transistor. The substrate 1 is a substrate such as a glass plate, a polymer sheet such as polyvinil chloride or polyimide, a steel sheet or other ceramic substrates whose common point is that they are not monocrystalline, such as silicon or gallium arsenide on which integrated circuits are generally manufactured.

Si nécessaire, ce substrat est recouvert d'une couche de silice tampon 2 pour le rendre isolant en surface ou pour éviter que des impuretés provenant du substrat ne diffusent dans les couches déposées ultérieurement. Celle-ci est recouverte ensuite par une première couche métallique, représentée en pointillé, dans laquelle une gravure, opérée par les procédés connus, permet d'isoler la grille 3 du futur transistor à effet de champ.If necessary, this substrate is covered with a layer of buffer silica 2 to make it insulating on the surface or to prevent impurities from the substrate from diffusing into the layers deposited subsequently. This is then covered by a first metal layer, shown in dotted lines, in which an etching, carried out by known methods, makes it possible to isolate the gate 3 from the future field effect transistor.

Sur la grille 3 et la face isolée du substrat est déposée, comme montré en figure 2, une première couche isolante 4, les transistors fabriqués sont donc des Mosfets ou des Misfets. On the grid 3 and the insulated face of the substrate is deposited, as shown in FIG. 2, a first insulating layer 4, the transistors produced are therefore Mosfets or Misfets.

Ensuite est déposée une couche 5 de silicium amorphe, non intentionnellement dopée, c'est à dire ayant un type d'impureté n de l'ordre de 1016 at/cm3 Sur cette couche 5 non intentionnellement dopée est ensuite déposée une couche 6 de silicium amorphe fortement dopée, avec du bore ou du phosphore par exemple, de manière à conférer à cette couche un dopage de type p ou n Par fortement dopée, on entend qu'il y a de l'ordre de 100 à 10.000 ppm d'impuretés dans la phase gazeuse de dépôt. Ces différentes couches recouvrent l'ensemble de la plaquette sur laquelle sont fabriqués les futurs circuits intégrés et l'opération suivante consiste à effectuer une gravure de mésa pour délimiter, en 7, les transistors individuels.Then is deposited a layer 5 of amorphous silicon, unintentionally doped, that is to say having a type of impurity n of the order of 1016 at / cm3 On this layer 5 not intentionally doped is then deposited a layer 6 of silicon heavily doped amorphous, with boron or phosphorus for example, so as to give this layer a p or n type doping. By heavily doped, it is understood that there are of the order of 100 to 10,000 ppm of impurities in the gas deposition phase. These different layers cover the whole of the wafer on which the future integrated circuits are manufactured and the next operation consists in carrying out a mesa etching to delimit, in 7, the individual transistors.

Les couches 5 et 6 constituent la couche active du transistor à effet de ~champ, et l'opération suivante représentée en figure 3 consiste à déposer une seconde couche métallique 8, qui est gravée soit à l'aplomb de la grille 3 du futur transistor à effet de champ, soit de manière à donner lieu à un recouvrement entre la couche 8 et la grille 3. Les deux parties de la métallisation 8 constitueront les électrodes de source et de drain du transistor. L'opération suivante consiste à attaquer la couche 6 de silicium amorphe fortement dopée, partout où celle-ci n'est plus recouverte par la couche métallique 8, ou de la résine photosensible qui a permis de graver la couche métallique 8. La largeur de cette gravure définit la longueur du canal du transistor.Lorsque la métallisation 8 a été déposée, elle a recouvert toute la surface de la plaquette en cours de fabrication : en même temps qu'est gravé le canal au dessus de la grille, cette métallisation est gravée selon le contour 9 qui correspond au mésa qui avait été gravé selon le contour 7 de la figure 2. Mais on peut aussi graver selon un contour qui sera plus intéressant lors de la deuxième étape. Layers 5 and 6 constitute the active layer of the field effect transistor, and the following operation represented in FIG. 3 consists in depositing a second metallic layer 8, which is etched either directly above the gate 3 of the future transistor. field effect, either so as to give rise to an overlap between the layer 8 and the gate 3. The two parts of the metallization 8 will constitute the source and drain electrodes of the transistor. The following operation consists in attacking the layer 6 of highly doped amorphous silicon, wherever it is no longer covered by the metal layer 8, or with the photosensitive resin which has made it possible to etch the metal layer 8. The width of this etching defines the length of the transistor channel. When the metallization 8 has been deposited, it has covered the entire surface of the wafer during manufacture: at the same time as the channel is etched above the grid, this metallization is engraved according to the contour 9 which corresponds to the mesa which had been engraved according to the contour 7 of FIG. 2. But one can also engrave according to a contour which will be more interesting during the second step.

Le transistor étant ainsi constitué, une couche d'isolant 10 est déposée sur l'ensemble, comme montré en figure 4. Le transistor de la figure 4 peut constituer l'issue de la première étape de fabrication et les plaquettes supportant des réseaux de. The transistor being thus formed, an insulating layer 10 is deposited on the assembly, as shown in FIG. 4. The transistor of FIG. 4 can constitute the outcome of the first manufacturing step and the wafers supporting networks.

transistors ainsi protégés par une couche d'isolant 10 peuvent être stockées en attendant la définition du circuit à fabriquer, selon les spécifications de l'utilisateur.transistors thus protected by an insulating layer 10 can be stored while awaiting the definition of the circuit to be manufactured, according to the user's specifications.

La première phase de la deuxième étape est représentée en figure 5. Les transistors choisis, parmi la pluralité de ceux qui ont été réalisés dans le réseau prédéposé de transistors, pour faire un circuit individualisé, sont masqués de façon appropriée et la couche superficielle est percée pour prendre les contacts de source et de drain sur les métallisations 8, respectivement en 11 et 12, ainsi que sur les métallisatlons 3 de grilles. Puis, comme représenté en figure 6, une troisième couche métallique permet de réaliser des interconnexions 13 et 14 avec les dits sources et drains, et avec la grille 3 déjà réalisée à l'origine sur le substrat, sous le réseau de transistor
La figure 7 donne une représentation schématique d'un transistor tel qu'il est à la fin de la première étape, c'est à dire sur la figure 4.Ce transistor comporte trois régions ou métallisations de grille, de source, et de drain, et on conviendra pour la simplification des figures qui suivent de représenter ce transistor sous la forme d'un rectangle, équivalent aux deux métallisations de source et de drain, barré par un trait qui symbolise la grille
La figure 8 représente le même transistor que celui de la figure 7, mais après interconnexion c'est à dire dans l'état de la figure 6. De la même façon on conviendra de représenter ce transistor connecté à d'autres composants sur le circuit sous la forme d'un rectangle barré d'un trait, avec des croix symbolisant la connexion sur les métallisations de source, de grille et de drain.
The first phase of the second step is represented in FIG. 5. The transistors chosen, from among the plurality of those which have been produced in the pre-deposited network of transistors, to make an individualized circuit, are masked in an appropriate manner and the surface layer is pierced to take the source and drain contacts on the metallizations 8, respectively at 11 and 12, as well as on the metallisatlons 3 of grids. Then, as shown in FIG. 6, a third metal layer makes it possible to make interconnections 13 and 14 with the said sources and drains, and with the gate 3 already produced originally on the substrate, under the transistor network.
FIG. 7 gives a schematic representation of a transistor as it is at the end of the first step, that is to say in FIG. 4. This transistor has three regions or metallizations of gate, source, and drain , and we will agree for the simplification of the figures which follow to represent this transistor in the form of a rectangle, equivalent to the two metallizations of source and drain, crossed by a line which symbolizes the grid
FIG. 8 represents the same transistor as that of FIG. 7, but after interconnection, that is to say in the state of FIG. 6. In the same way, it will be appropriate to represent this transistor connected to other components on the circuit in the form of a rectangle crossed out by a line, with crosses symbolizing the connection on the source, grid and drain metallizations.

Les figures suivantes, de 9 à 16 représentent différentes fonctions électriques connues, et leur réalisation sous forme de circuit de transistors en couches minces prédéposés. The following figures, from 9 to 16 represent various known electrical functions, and their realization in the form of a transistor circuit in thin layers pre-deposited.

Ainsi la figure 9 représente un inverseur, d'un type bien connu, constitué par un transistor à effet de champ alimenté à partir d'une tension VDD à travers un autre transistor dont la grille est reliée au drain. En figure 10 cet inverseur est réalisé en connectant entre eux deux transistors à effet de champ. Un certain nombre de transistors qui ne sont pas représentés avec une interconnexion sur cette figure peuvent servir à d'autres fonctions selon le câblage qu'ils recevront. Thus, FIG. 9 represents an inverter, of a well known type, constituted by a field effect transistor supplied from a voltage VDD through another transistor whose gate is connected to the drain. In FIG. 10, this inverter is produced by connecting two field effect transistors to each other. A certain number of transistors which are not shown with an interconnection in this figure can be used for other functions according to the wiring which they will receive.

Les transistors en couches minces sont préférentiellement alignés, et il est commode de prévoir une série de bus qui permettent d'une part les entrées et sorties des circuits complexes réalisés, d'autre part l'alimentation et la masse, ainsi que des bus qui peuvent servir à éviter des croisements d'interconnexion par exemple.The thin film transistors are preferably aligned, and it is convenient to provide a series of buses which allow on the one hand the inputs and outputs of the complex circuits produced, on the other hand the power supply and the ground, as well as buses which can be used to avoid interconnection crossings for example.

La figure 11 représente un schéma électrique d'une bascule
RS connue : alimentée entre une tension VDD et la masse, elle comporte deux entrées R (reset) et S (set) et de sorties Q et
Q La figure 12 en donne la réalisation selon un circuit de
transistors en couches minces prédéposés.
Figure 11 shows an electrical diagram of a scale
Known RS: supplied between a VDD voltage and ground, it has two inputs R (reset) and S (set) and outputs Q and
Q Figure 12 gives the realization according to a circuit of
pre-deposited thin film transistors.

La figure 13 donne le schéma d'un élément de registre à
décalage dynamique, réalisé en circuits ' de transistors
prédéposés conformément à la figure 14. Celle-ci comporte un
plus grand nombre de transistors que ceux représentés en
figure 13 car un registre à décalage est un circuit répétitif..
Figure 13 gives the diagram of a register element to
dynamic shift, realized in circuits' of transistors
pre-deposited according to figure 14. This includes a
greater number of transistors than those represented in
Figure 13 because a shift register is a repetitive circuit.

On peut observer sur la figure 14 que, entre les transistors en
couches minces prédéposés, sont placés des éléments d'interconnexions métalliques linéaires, repérés en 15. Ces
éléments d'interconnexion facilitent l'interconnexion finale du
réseau de transistors prédéposés, selon les spécifications de
l'utilisateur.
It can be observed in FIG. 14 that, between the transistors in
thin layers pre-deposited, are placed linear metallic interconnection elements, identified at 15. These
interconnection elements facilitate the final interconnection of the
network of pre-deposited transistors, according to the specifications of
the user.

La figure 14 permet également de remarquer que dans un réseau de transistors en couches minces prédéposés, il est
possible de regrouper dans de mêmes régions des transistors
ayant les mêmes spécifications. Par exemple les transistors au
niveau repéré 16 peuvent avoir un rapport largeur sur longueur
de grille égal à 100, ceux des niveaux 17 et 18 ont un rapport
égal à 20, et ceux du niveau 19 un rapport égal à 5. On peut
encore regrouper les transistors en fonction de la puissance, et
réaliser dans une région du circuit des transistors de grande
surface qui dissipent une forte puissance, et dans d'autres
régions des transistors de grande dimension (exemple w/l = 500)
qui serviront d'interface de sortie du signal.
FIG. 14 also makes it possible to note that in a network of transistors in thin layers pre-deposited, it is
possible to group transistors in the same regions
having the same specifications. For example the transistors at
level marked 16 may have a width to length ratio
of grid equal to 100, those of levels 17 and 18 have a ratio
equal to 20, and those of level 19 a ratio equal to 5. We can
again group the transistors according to the power, and
make large transistors in a region of the circuit
surface that dissipate strong power, and in others
regions of large transistors (example w / l = 500)
which will serve as the signal output interface.

Enfin la figure 15 représente le schéma électrique d'une
bascule D synchronisée sur un front descendant, et la figure 16
donne le dessin dtinterconnexion des transistors d'un circuit
prédéposé pour réaliser cette bascule D.
Finally figure 15 represents the electric diagram of a
flip-flop D synchronized on a falling edge, and Figure 16
gives the interconnection drawing of the transistors of a circuit
pre-assigned to carry out this rocker D.

Le circuit de transistor en couches minces selon l'invention
permet de réaliser des circuits à la demande à des coûts et dans
des délais réduits. Il permet également d'optimiser des circuits.
The thin film transistor circuit according to the invention
allows circuits to be produced on demand at low cost and
reduced deadlines. It also makes it possible to optimize circuits.

spécifiques et de les produire en petites séries à partir de
transistors individuels de géométries variées, déposés sur un
substrat unique, non monocristallin, et complétés grâce à un niveau de métalilsations supplémentaires servant d'interconnexions.
specific and to produce them in small series from
individual transistors of various geometries, deposited on a
single substrate, not monocrystalline, and completed thanks to a level of additional metalilations serving as interconnections.

L'invention est plus particulièrement destinée à la réalisation de circuits complexes mais de faible prix, et sur des substrats qui sont d'une matière quelconque, hormis, le cas du silicium monocristalîin ou des matériaux du groupe III-V monocristalllns, tel que l'arséniure de gallium par exemple. L'invention est destinée à la réalisation de cartes bancaires, ou de façon plus générale à la monétique électronique, ainsi qu'à la réalisation de dispositifs de visualisation réalisés en couches minces. Dans ce dernier cas, par exemple pour des écrans plats à cristaux liquides à matrice active, le circuit sera déposé sur la périphérie du substrat de verre sur lequel se trouve le réseau d'électrodes et de transistors de commande de l'écran. Les transistors du circuit seront ainsi réalisés en même temps que les transistors de commande de ltécran The invention is more particularly intended for the production of complex but low-cost circuits, and on substrates which are of any material, except, in the case of monocrystalline silicon or of materials of the III-V monocrystalline group, such as l gallium arsenide for example. The invention is intended for the production of bank cards, or more generally for electronic payment, as well as for the production of display devices produced in thin layers. In the latter case, for example for active matrix liquid crystal flat screens, the circuit will be deposited on the periphery of the glass substrate on which the array of electrodes and transistors for controlling the screen is located. The circuit transistors will thus be produced at the same time as the screen control transistors.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Réseau de transistors prédéposés sur un substrat, comportant une pluralité de transistors à effet de champ individuels, chaque transistor étant isolé, ou relié à d'autres transistors par un bus, ce réseau étant caractérisé en ce que 1. Network of transistors pre-deposited on a substrate, comprising a plurality of individual field effect transistors, each transistor being isolated, or connected to other transistors by a bus, this network being characterized in that - le substrat (1) est en un matériau non-monocristallin, - the substrate (1) is made of a non-monocrystalline material, - les transistors sont de type en couches minces, les couches de matériaux semiconducteurs (4, 5, 6) les constituant étant amorphes ou polycristailines.  - The transistors are of the thin layer type, the layers of semiconductor materials (4, 5, 6) constituting them being amorphous or polycrystalline. 2. Réseau de transistors selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches de matériaux semiconducteurs (4, 5, 6) constitutives de chaque transistor sont en silicium. 2. Array of transistors according to claim 1, characterized in that the layers of semiconductor materials (4, 5, 6) constituting each transistor are made of silicon. 3. Réseau de transistors selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat (1) est en un matériau amorphe tel que verre ou polymère organique, ou polyamide.  3. Array of transistors according to claim 1, characterized in that the substrate (1) is made of an amorphous material such as glass or organic polymer, or polyamide. 4. Réseau de transistors selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat (1) est en un matériau polycristallin tel que métal recouvert d'un couche (2) de silice ou de nitrure de silicium, ou en céramique. 4. Network of transistors according to claim 1, characterized in that the substrate (1) is made of a polycrystalline material such as metal covered with a layer (2) of silica or silicon nitride, or ceramic. 5. Réseau de transistors selon la revendication 1, caractérisé en ce que les transistors déposés sur le substrat (1) ont des géométries différentes, et sont regroupés selon leurs performances dynamiques et statiques, en groupes ayant mêmes rapports longueur/largeur de grille.  5. Array of transistors according to claim 1, characterized in that the transistors deposited on the substrate (1) have different geometries, and are grouped according to their dynamic and static performance, in groups having the same length / width of gate ratios. 6. Réseau de transistors selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un circuit électronique est personnalisé à partir de ce réseau de transistors par dépôt des métallisations d'interconnexions (13, 14) entre les transistors choisis en fonction de leurs performances dynamiques et statiques. 6. Network of transistors according to claim 5, characterized in that an electronic circuit is personalized from this network of transistors by depositing interconnection metallizations (13, 14) between the transistors chosen as a function of their dynamic performance and static. 7. Procédé de réalisation d'un réseau de transistors prédéposés sur un substrat, comportant les étapes suivantes  7. Method for producing a network of transistors pre-deposited on a substrate, comprising the following steps a) sur un substrat amorphe ou polycristallin (1), ayant au moins une couche superficielle (2) isolante, dépôt d'une première couche métallique, masquage et gravure de ladite couche pour réaliser les grilles (3) de transistors à effet de champ, a) on an amorphous or polycrystalline substrate (1), having at least one insulating surface layer (2), deposition of a first metallic layer, masking and etching of said layer to produce the grids (3) of field effect transistors , b) dépôts successifs d'une première couche isolante (4), en silice ou nitrure de silicium, puis d'une première couche de silicium amorphe (5), non intentionnellement dopée, et d'unedeuxième couche de silicium amorphe (6), fortement dopée de type n ou p b) successive deposits of a first insulating layer (4), made of silica or silicon nitride, then of a first layer of amorphous silicon (5), not intentionally doped, and of a second layer of amorphous silicon (6), heavily doped n or p type c) gravure, dans les trois couches (4, 5, 6) précédentes, d'une mésa (7) pour délimiter les transistors individuels, c) etching, in the three previous layers (4, 5, 6), of a mesa (7) to delimit the individual transistors, d) dépôt d'une deuxième couche métallique (8), puis gravure de ladite couche (8) pour définir (9) les contacts de source et drain des transistors, et gravure à l'aplomb de la grille (3) de la deuxième couche de silicium amorphe (6) pbur définir le canal des transistors, d) deposition of a second metallic layer (8), then etching of said layer (8) to define (9) the source and drain contacts of the transistors, and etching directly above the grid (3) of the second layer of amorphous silicon (6) pbur define the channel of the transistors, e) dépôt d'une deuxième couche isolante (10) de passivation, en silice ou nitrure de silicium ou résine de type polyimide. e) depositing a second insulating passivation layer (10), made of silica or silicon nitride or polyimide type resin. 8. Procédé de réalisation d'un circuit électronique, à partir d'un réseau de transistors prédéposés selon la revendication 7, comportant les étapes suivantes 8. A method of producing an electronic circuit, from a network of pre-deposited transistors according to claim 7, comprising the following steps a) masquage des transistors choisis parmi la pluralité de transistors du réseau, et gravure de la deuxième couche isolante (10) pour accéder (11, 12) aux métallisations de grilie dans la première couche métallique (3), et de source et drain, dans la deuxième couche métallique (8), a) masking of the transistors chosen from the plurality of transistors of the network, and etching of the second insulating layer (10) to access (11, 12) the metallizations of the grid in the first metallic layer (3), and of source and drain, in the second metallic layer (8), b) dépôt d'une troisième couche métallique, masquage et gravure de ladite couche pour définir les interconnexions (13, 14) entre transistors.  b) depositing a third metallic layer, masking and etching of said layer to define the interconnections (13, 14) between transistors.
FR8707941A 1987-06-05 1987-06-05 ARRAY OF PREPOSED TRANSISTORS, METHOD FOR REALIZING THE ARRAY AND AN ELECTRONIC CIRCUIT USING THE ARRAY Expired - Lifetime FR2616270B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8707941A FR2616270B1 (en) 1987-06-05 1987-06-05 ARRAY OF PREPOSED TRANSISTORS, METHOD FOR REALIZING THE ARRAY AND AN ELECTRONIC CIRCUIT USING THE ARRAY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8707941A FR2616270B1 (en) 1987-06-05 1987-06-05 ARRAY OF PREPOSED TRANSISTORS, METHOD FOR REALIZING THE ARRAY AND AN ELECTRONIC CIRCUIT USING THE ARRAY

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2616270A1 true FR2616270A1 (en) 1988-12-09
FR2616270B1 FR2616270B1 (en) 1990-10-26

Family

ID=9351806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8707941A Expired - Lifetime FR2616270B1 (en) 1987-06-05 1987-06-05 ARRAY OF PREPOSED TRANSISTORS, METHOD FOR REALIZING THE ARRAY AND AN ELECTRONIC CIRCUIT USING THE ARRAY

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2616270B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2670937A1 (en) * 1990-12-20 1992-06-26 Thomson Lcd MATRIX ELECTROOPTIC SCREEN WITH ACTIVE CONTROL WITH INTEGRATED TEST SYSTEM.
EP0637841A2 (en) * 1993-08-04 1995-02-08 Hitachi, Ltd. Thin film semiconductor device and fabrication method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4513307A (en) * 1982-05-05 1985-04-23 Rockwell International Corporation CMOS/SOS transistor gate array apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4513307A (en) * 1982-05-05 1985-04-23 Rockwell International Corporation CMOS/SOS transistor gate array apparatus

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, vol. EDL-5, no. 7, juillet 1984, pages 224-225, IEEE, New York, US; K. HIRANAKA et al.: "Self-alignment processed amorphous silicon ring oscillators" *
SIEMENS RESEARCH AND DEVELOPMENT REPORTS, vol. 5, no. 6, juin 1976, pages 344-349, Springer-Verlag, Berlin, DE; E. GONAUSER et al.: "A master slice design concept based on master cells in ESFI-SOS-CMOS technology" *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2670937A1 (en) * 1990-12-20 1992-06-26 Thomson Lcd MATRIX ELECTROOPTIC SCREEN WITH ACTIVE CONTROL WITH INTEGRATED TEST SYSTEM.
WO1992011560A1 (en) * 1990-12-20 1992-07-09 Thomson-Lcd Active control matrix electrooptical screen comprising a built-in test system
EP0637841A2 (en) * 1993-08-04 1995-02-08 Hitachi, Ltd. Thin film semiconductor device and fabrication method
EP0637841A3 (en) * 1993-08-04 1995-11-29 Hitachi Ltd Thin film semiconductor device and fabrication method.
US5689136A (en) * 1993-08-04 1997-11-18 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and fabrication method
US6051877A (en) * 1993-08-04 2000-04-18 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and fabrication method
US6291877B1 (en) 1993-08-04 2001-09-18 Hitachi, Ltd. Flexible IC chip between flexible substrates
US6486541B2 (en) 1993-08-04 2002-11-26 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and fabrication method

Also Published As

Publication number Publication date
FR2616270B1 (en) 1990-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1883112B1 (en) Back illuminated image sensor with an uniform substrate temperature
EP0665588A1 (en) Deposition process of semiconductor layers on a support
FR2593640A1 (en) INTEGRATED MONOLITHIC SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS, CMOS AND DMOS TRANSISTORS, LOW LEAKAGE DIODES, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
FR2463978A1 (en) INTEGRATED SOLAR CELL WITH A DERIVATION DIODE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
EP0216673A1 (en) Method for producing a control transistor for a flat viewing screen, and control element manufactured thereby
FR2544916A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING MOS FIELD EFFECT TRANSISTORS
KR100621488B1 (en) Thin film transistors and electronic devices comprising such
FR2737938A1 (en) LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A DEVICE
WO1988002872A1 (en) Electro-optical display screen with control transistors and method for making such screen
FR2585863A1 (en) METHOD AND STRUCTURE FOR THIN FILM ADDRESSED LIQUID CRYSTAL VISUALIZATION DEVICES AND THIN FILM TRANSISTORS.
FR2616966A1 (en) STRUCTURE OF POWER MOS TRANSISTORS
EP1873836B1 (en) Back illuminated image sensor
EP0214033B1 (en) Process for making a light image sensor, and linear image sensor made by this process
FR2858714A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE
JPH10214974A (en) Semiconductor device and its fabrication
JPS58118154A (en) Semiconductor ic device
FR2693034A1 (en) Thin-film transistor and its manufacturing process
FR2710454A1 (en) Semiconductor device, of the semiconductor-on-insulant type, with tolerance with respect to electrostatic discharges
EP0082783A2 (en) Process for manufacturing silicon thin-film transistors on an insulating substrate
EP1421624B1 (en) Method for making a colour image sensor with recessed contact apertures prior to thinning
FR2616270A1 (en) Network of predeposited transistors, method of producing this network and an electronic circuit by means of this network
EP1876647A2 (en) Back-illuminated image sensor
EP1187142B1 (en) Cache cell with mask and equal number of N-channel transistors and P-channel transistors
JPH04133035A (en) Single crystal thin film semiconductor device for optical valve substrate
EP0186540A1 (en) Electronic circuit composed of thin-film transistors for controlling a matrix device

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse