FR2989827A1 - Dispositif semi-conducteur comportant un transistor a effet de champ et un condensateur de protection dudit transistor - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif semi-conducteur à effet de champ comporte un transistor à effet de champ (32), ledit transistor (32) comprenant : * une couche semi-conductrice (10); * une électrode de drain (12) et une électrode de source (14), chacune au moins partiellement agencée dans la couche semi-conductrice (10); * une couche d'isolant électrique (16) au contact de la couche semi-conductrice (10) ; et * une électrode de grille (18), isolée électriquement de la couche semi-conductrice (10) par la couche d'isolant électrique (16), et agencée au droit d'une portion de la couche semi-conductrice (10) disposée entre les électrodes de drain (12) et de source (14). Ce dispositif comporte en outre : * au moins un condensateur de protection (34, 36) comportant une première et une seconde électrodes (38, 40, 42, 44) intercalant une couche diélectrique (46, 48), et présentant une capacité supérieure à la capacité de celle d'un condensateur (28) formé par l'électrode de grille (18), la couche d'isolant (16) et la couche semiconductrice (10) ; * un premier élément conducteur (50, 52) connectant la première électrode (38, 40) du au moins un condensateur de protection (34, 36) à l'électrode de grille (18) ; et * un second élément conducteur (54, 56), distinct du premier élément conducteur (50, 52), connecté à ladite seconde électrode (42, 44) pour appliquer à celle-ci un potentiel différent d'un potentiel appliqué à ladite première électrode (38, 40).
Description
DISPOSITIF SEMI-CONDUCTEUR COMPORTANT UN TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP ET UN CONDENSATEUR DE PROTECTION DUDIT TRANSISTOR DOMAINE DE L'INVENTION L'invention a trait au domaine des transistors à effet de champ. ETAT DE LA TECHNIQUE Les figures 1 et 2 sont respectivement des vues schématiques en coupe d'un transistor à effet de champ de type « grille basse » (« bottom gate ») et de type « grille haute » (« top gate ») selon l'état de la technique. Un transistor à effet de champ ou transistor « TFT », comporte usuellement : - une couche semi-conductrice 10 dopée N ou P, - une électrode de drain 12 et une électrode de source 14, chacune au moins étant partiellement agencée dans la couche semi-conductrice 10, - une couche d'isolant électrique 16, notamment diélectrique, au contact de la couche semi-conductrice 10, et - une électrode de grille 18, isolée électriquement de la couche semi-conductrice 10 par la couche d'isolant électrique 16, et agencée au droit d'une portion de la couche semi- conductrice 10 disposée entre les électrodes de drain et de source 12, 14. Dans la configuration « grille basse », la grille 18 et la couche d'isolant 16 sont formées sur un substrat en matériau isolant électrique 20 porté notamment à un référentiel de masse 22. Dans la configuration « grille haute », les électrodes de drain 12 et de source 14 ainsi que la couche semi-conductrice 10, sont formées sur le substrat 20. Enfin, des éléments de connexion électrique 22, 24, 26 sont prévus au contact de chacune des électrodes 12, 14, 18 pour leur appliquer un potentiel électrique.
Comme cela est connu en soi, l'application d'un potentiel négatif entre la grille 18 et le substrat 20 d'un transistor TFT ayant une couche semi-conductrice 10 dopée P (respectivement un potentiel positif pour un transistor TFT ayant une couche semiconductrice dopée N), produit sous l'effet d'un champ électrique une accumulation de trous (respectivement d'électrons), dans un volume de la couche semi-conductrice 10 proche de la couche d'isolant 16, créant ainsi un canal dit « d'accumulation » entre les électrodes de drain 12 et de source 14, canal que peut emprunter un courant électrique dont l'intensité est fonction de la différence de potentiels entre les électrodes de drain 12 et de source 14. Le transistor fonctionne alors dans un état dit « passant ».
En revanche, lorsqu'un potentiel positif ou nul est appliqué entre la grille 18 et le substrat 22 (respectivement un potentiel négatif ou nul), aucun canal d'accumulation n'est créé, de sorte que sensiblement aucun courant ne peut circuler entre les électrodes de drain 12 et de source 14. Le transistor fonctionne alors dans un état dit « bloqué ».
Dans une configuration idéale, aucun courant ne circule donc à l'état bloqué dans le transistor. Dans la réalité, on observe cependant un courant de fuite qui circule depuis la grille 18 d'un transistor TFT. En effet, la grille 18 forme avec la couche d'isolant 16 et la couche semi-conductrice 10 un condensateur, communément appelé condensateur « de grille » 28, ou condensateur « parasite », en raison notamment des porteurs minoritaires présents dans la couche semi-conductrice 10, des poussières présentes lors dépôt de la couche 16 diélectrique, de défauts d'impression, d'impuretés, d'inhomogénéités d'épaisseur, et des propriétés intrinsèques des matériaux en présence. Des charges s'accumulent donc dans la couche d'isolant 16.
Lorsque le courant de fuite est important, on observe alors, à la manière des condensateurs classiques, un claquage du condensateur de grille qui endommage de manière irréversible le transistor. Cette problématique est classique et s'applique quel que soit le type de transistors à effet de champ, qu'il soit inorganique de type MOS ou organique (transistor« OTFT »). C'est pourquoi, il existe usuellement des circuits de protection de la grille d'un transistor à effet de champ, visant à éviter le claquage de celui-ci, notamment un réseau de résistances et de diodes connectées en court-circuit. Un tel circuit de protection complexifie de manière significative l'environnement immédiat du condensateur. Une autre solution consiste à augmenter de manière significative la capacité du condensateur de grille en choisissant pour la couche d'isolant 16 un matériau de très forte constante diélectrique, ou matériau « high-k », ce qui nécessite donc d'utiliser des potentiels de plus forte intensité pour obtenir un canal d'accumulation approprié dans la couche semi-conductrice 10. D'une manière générale, la modification de la structure et des matériaux du transistor pour diminuer le risque de claquage s'oppose à la fonction première de la grille, à savoir la création d'un champ électrique, et/ou augmente de manière significative le volume du transistor, et/ou augmente la puissance électrique nécessaire pour faire fonctionner celui-ci.
EXPOSE DE L'INVENTION Le but de la présente invention est de proposer un mécanisme de protection d'un transistor à effet de champ qui diminue sensiblement le risque de claquage de celui-ci, sans que cela nécessite de modifier la structure et les matériaux dudit transistor, tout en occupant un volume limité. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif semi-conducteur à effet de champ comportant un transistor à effet de champ, ledit transistor comprenant : ^ une couche semi-conductrice ; ^ une électrode de drain et une électrode de source, chacune au moins partiellement agencée dans la couche semi-conductrice ; ^ une couche d'isolant électrique au contact de la couche semi-conductrice ; et ^ une électrode de grille, isolée électriquement de la couche semi-conductrice par la couche d'isolant électrique, et agencée au droit d'une portion de la couche semi- conductrice disposée entre les électrodes de drain et de source. Selon l'invention, le dispositif comporte en outre : ^ au moins un condensateur de protection comportant une première et une seconde électrodes intercalant une couche diélectrique, et présentant une capacité supérieure à la capacité de celle d'un condensateur formé par l'électrode de grille, la couche d'isolant et la couche semi-conductrice ; ^ un premier élément conducteur connectant la première électrode du au moins un condensateur de protection à l'électrode de grille ; et ^ un second élément conducteur, distinct du premier élément conducteur, connecté à ladite seconde électrode pour appliquer à celle-ci un potentiel différent d'un potentiel appliqué à ladite première électrode.. En d'autres termes, le condensateur de protection définit un chemin préférentiel d'écoulement des charges en raison d'une impédance plus faible, notamment lorsque le transistor est dans l'état bloqué. Les charges s'accumulent donc de préférence dans le condensateur de protection et non plus dans le condensateur de grille, de sorte que le risque de claquage de ce dernier est sensiblement diminué. En outre, le condensateur de protection, qui présente une capacité plus faible que le condensateur de grille, présente un volume limité. Par ailleurs, si le condensateur de protection vient à claquer, le transistor n'est pas endommagé et peut ainsi continuer à fonctionner normalement.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte un substrat en matériau isolant électrique sur lequel est formé le transistor à effet de champ, le au moins un condensateur étant formé sur ledit substrat à côté du transistor. L'épaisseur totale du dispositif est ainsi sensiblement celle du transistor et la fabrication reste simple.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte au moins deux condensateurs de protection disposés de part et d'autre du transistor. En multipliant le nombre de condensateurs de protection, on diminue d'autant le risque de claquage du transistor. En outre, en disposant au moins un condensateur de protection de part et d'autre du transistor, la répartition des charges est équilibrée dans le dispositif. La simplicité de connexion électrique s'en trouve améliorée. De plus, on dispose alors d'un équilibre électrique Plus particulièrement, les électrodes de drain et de source et la seconde électrode du au moins un condensateur sont formées sur ledit substrat. L'invention s'applique donc notamment à un transistor à grille haute. Selon un mode de réalisation, la couche d'isolant électrique du transistor et la couche diélectrique du au moins un condensateur sont en contact, ce qui limite le volume total du 20 dispositif. En variante, le au moins un condensateur est espacé du transistor. Selon un mode de réalisation, le premier élément conducteur est un ruban ou un cordon. 25 La surface de l'élément conducteur est donc faible, et de préférence choisie la plus faible possible compte tenu de l'intensité du courant de fuite pouvant circuler dans le dispositif en fonctionnement. De cette manière, le premier élément conducteur induit une capacité parasite minimale lorsqu'une portion de celui-ci est agencée au droit de la couche d'isolant électrique du transistor. 30 Selon un mode de réalisation, la capacité du au moins un condensateur de protection est choisie au moins deux fois, et avantageusement cinq fois supérieure à la capacité du condensateur formé de l'électrode de grille, de la couche d'isolant électrique et de la couche semi-conductrice du transistor. 35 Selon un mode de réalisation, le transistor est un transistor organique.
L'invention a également pour objet un système semi-conducteur à effet de champ comportant au moins un dispositif du type précédemment décrit, une source de tension connectée à l'électrode de grille pour la commande du transistor, et un élément conducteur portée à un potentiel de référence et connecté à la seconde électrode du ou de chaque condensateur de protection. L'invention a également pour objet une utilisation d'un condensateur formé de deux électrodes intercalant une couche diélectrique pour stocker les charges d'un courant de fuite dans transistor à effet de champ.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et réalisée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels des références identiques désignent des éléments identiques, et dans lesquels : ^ les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe de transistors « grille basse » et « grille haute » de l'état de la technique respectivement, déjà décrites ci-dessus ; ^ la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un dispositif à transistor à effet de champs de type « grille haute » selon l'invention ; ^ la figure 4 est une vue schématique de dessus du dispositif de la figure 3 ; ^ la figure 5 est un schéma électrique équivalent des condensateurs présents dans le dispositif de la figure 3 ; ^ la figure 6 est une vue en coupe d'une variante de réalisation du transistor de la figure 3 ; et ^ la figure 7 est une vue schématique en coupe d'un dispositif à transistor à effet de champs de type « grille basse » selon l'invention DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se référant aux figures 1 et 2, un dispositif semi-conducteur 30 comporte un transistor à effet de champ 32 selon l'état de la technique, ici un transistor à effet de champ du type « grille haute » tel que décrit en relation avec la figure 2 par exemple. Le transistor 32 est par exemple un transistor à effet de champ inorganique de type CMOS ou un transistor à effet de champ organique.35 Le dispositif 30 comporte en outre un premier 34 et un second condensateur 36 formés sur le substrat isolant 20 de part et d'autre du transistor 32. Chaque condensateur 34, 36 comporte une première électrode métallique 38, 40 et une seconde électrode métallique 42, 44, ainsi qu'une couche diélectrique 46, 48, intercalée entre la première et la seconde électrode et au contact de la couche d'isolant 16 du transistor 32. Un premier élément conducteur 50, 52, notamment métallique, connecte par ailleurs chacune des premières électrodes 38, 40 des condensateurs 34, 36 à l'électrode de grille 18 du transistor 32. L'élément conducteur 50, 52 est formé en partie sur, ou au dessus de, la couche d'isolant 16, et prend préférentiellement la forme d'un ruban ou d'un cordon de largeur très inférieure à sa longueur, de manière à présenter une surface la plus faible possible au droit des couches semi-conductrices 10 et isolante 16, et donc limiter la valeur de la capacité parasite résultante.
Un second élément conducteur 54, 56 est également prévu pour chaque condensateur 34, 36 afin d'appliquer à la seconde électrode 42, 44 de celui-ci un potentiel électrique différent de celui appliqué à l'électrode de grille 18 et donc aux premières électrodes 38, 40. Par exemple, les seconds éléments conducteurs 54, 56 sont portés à un potentiel de référence constant de masse 58, le potentiel de masse s'appliquant par exemple également à l'électrode de source 12. Notamment, les secondes électrodes 42, 44 étant formées sur le substrat isolant 20, les seconds éléments conducteurs 54, 56 sont également formés sur celui-ci sans présenter de surface en regard avec la couche d'isolant 16, de manière à éviter la formation de capacité parasite supplémentaire.
La capacité de chacun des condensateurs 34, 36 est choisie supérieure à la capacité du condensateur de grille 28 du transistor 32, formé de l'électrode de grille 18, de la couche d'isolant 16 et de la couche semi-conductrice 10. L'impédance des condensateurs 34, 36 est donc inférieure à celle du condensateur de grille 28, de sorte que les condensateurs 34, 36 définissent des chemins privilégiés d'écoulement du courant de fuite depuis l'électrode de grille 18. La figure 5 est un schéma électrique équivalent du dispositif 30 lorsque le transistor 32 est dans son état bloqué, c'est-à-dire que la grille 18 est connectée à une source de tension VG négative ou nulle pour un transistor P, ou une source de tension VG positive ou nulle pour un transistor de type N.
Les condensateurs 34, 36 et le condensateur de grille 28 sont alors agencés en parallèle, et le courant de fuite if se compose des courants il et i2 circulant dans les condensateurs 34 et 36 et du courant iox circulant dans le condensateur de grille 28 avec iox < il et iox < i2 en raison des capacités en présence.
Les charges sont ainsi stockées préférentiellement dans les condensateurs 34, 36, ce qui limite donc le risque de claquage du transistor 32. Notamment, il est préférentiellement choisi une valeur de capacité pour les condensateurs 34, 36 supérieure à celle du condensateur de grille 28.
Selon une première variante, le matériau diélectrique de chaque condensateur 34, 36 est identique à celui constitutif de la couche d'isolant 16, et le rapport 5/e de la surface en regard S de la première électrode 38, 40 et de la seconde électrode 42, 44 sur l'épaisseur e de la couche diélectrique 46, 48 est supérieur au rapportS~de la surface SG de e, l'électrode de grille 18 en regard de la couche semi-conductrice 10 sur l'épaisseur e, de la couche d'isolant 16. Par exemple, les surfaces S et SG sont sensiblement égales et l'épaisseur e de la couche diélectrique 46, 48 de chaque condensateur 34, 36 est inférieure à l'épaisseur e, de la couche d'isolant 16. De manière additionnelle ou en variante, le ou les matériaux constitutifs des couches de diélectrique 46, 48 des condensateurs 34, 36 présentent une permittivité diélectrique supérieure à celle du matériau constitutif de la couche d'isolant 16. Par exemple, le diélectrique des condensateurs 34, 36 est de l'alumine, de permittivité diélectrique égale à 8, et le diélectrique constitutif de la couche 16 est du PS polystyrène de permittivité diélectrique égal à 2,5. De préférence, la permittivité diélectrique du matériau constitutif de la couche d'isolant 16 est choisie inférieure ou égale à 3 afin d'éviter une polarisation non souhaitée du cette couche et d'avoir une capacité du condensateur de grille élevée. Le substrat 20 peut être de nature très diverse, à savoir organique ou inorganique, voire de nature composite c'est-à-dire formé de plusieurs matériaux distincts. Le substrat 20 est par exemple constitué de silicium, de verre, d'un métal et/ou d'une résine et se présente sous la forme d'une plaque, d'une feuille ou d'un film. Pour un transistor organique 32, le substrat 20 est préférentiellement à base de résine. A titre d'exemple de matériau constitutif du substrat 20, on peut notamment citer la silice, le silicium, le polyethylene téréphtalate (PET), le polyéthylene naphtalate (PEN), le polyimide (PI), le polyéther imide (PEI), le polyéther sulfone (PES), le polysulfone (PSF), le sulfure de polyphénylène (PPS), le polyéther éther cétone (PEEK), le polyacrylate (PA), le polyamide imide (PAI), le polystyrène, le polyéthylène, le polypropylène, une résine polyamine, une résine carbonate ou une résine cellulosique. Le substrat peut également comprendre une plaque de verre ou d'acier flexible recouverte d'une résine isolante ou d'un isolant organique. L'épaisseur du substrat 20 est préférentiellement comprise entre 25 micromètres et 1 millimètre selon la flexibilité désirée ou la tenue mécanique recherchée pour le transistor. La couche semi-conductrice 10 a préférentiellement une épaisseur comprise entre 25 nanomètres et 200 nanomètres. Lorsqu'elle est organique, cette couche peut être de deux types. Plus particulièrement, la couche 10 peut être constituée de molécules de faible masse moléculaire (couramment appelées « petites molécules »), et notamment de molécules de masse moléculaire inférieure à 1000 g/mol, ou de polymères constitués de macromolécules de plus grande masse moléculaire. Ces deux types de semi-conducteurs organiques ont pour point commun de présenter un système conjugué provenant de l'alternance de simples et de doubles liaisons carbone-carbone.
A titre de semi-conducteur organique de faible masse moléculaire, on peut par exemple citer ceux de type polyacène, oligo-thiophène ou phtalocyanine. A titre de semi-conducteur organique polymère, on peut par exemple citer ceux de type polyacétylène, polyphénylène, polythiophène ou poly(phénylène/vinylène). Il pourra notamment s'agir d'un semi-conducteur organique choisi parmi l'un de pentacène, tétracène, anthracène, naphthalène, alpha-6-thiophène, alpha-4-thiophène, pérylène et ses dérivés, rubrène et ses dérivés, coronène et ses dérivés, diimide tétracarboxylique de pérylène et ses dérivés, dianhydride tétracarboxylique de pérylène et ses dérivés, polythiophène et ses dérivés, polyparaphenylène-vinylène et ses dérivés, polyparaphénylène et ses dérivés, polyfluorène et ses dérivés, copolymère polyfluorèneoligothiophène et ses dérivés, polythiophène-vinylène et ses dérivés, un copolymère aromatique hétérocyclique de polythiophène et ses dérivés, oligonaphthalène et ses dérivés, alpha-5-thiophène oligothiophène et ses dérivés, phthalocyanine qui ne contient pas de métal et ses dérivés, dianhydride pyromellitique et ses dérivés, diimide pyromellitique et ses dérivés, dianhydride d'acide tétracarboxylique de pérylène et ses dérivés, diimide tétracarboxylique de pérylène et ses dérivés, diimide tétracarboxylique de naphtalène et ses dérivés ou dianhydride-acide tétracarboxylique de naphtalène et ses dérivés. La couche d'isolant 16, d'une épaisseur comprise entre 50 et 2000 nanomètres, est par exemple constituée d'un polyacrylate, d'une résine époxy, d'un epoxy acrylate, d'un polyuréthane, d'un polymère fluoré, d'un polyéthylène, d'un polystyrène, d'un styrène, d'un polyvinylphenol, d'un polyimide, d'un polycarbonate, d'un silicone tel que du hexamethyldisilazane (HMDS), du octadecyltrichlorosilane (OTS) ou du fluoroalkyltrichlorosilanes, d'un polyfluorure de vinylidène.
Pour un transistor inorganique, la couche 16 est par exemple constituée d'un oxyde, par exemple de A1203, du SiO2, du BaTiO3, du Ta205 ou Hf02, et réalisée par exemple par évaporation sous vide, par oxydation anodique et par une technique de type « sol-gel », ou autres Les électrodes de source et de drain et les électrodes des condensateurs présentent préférentiellement une épaisseur comprise entre 25 nanomètres et 8 micromètres, et sont constituées d'un métal, par exemple déposé au moyen d'un dépôt sous vide, tel que par exemple de l'Au, de l'Ag, de l'Al, du Pd, du Pt, du Ni, du Cr, du Cu, du Ca ou autres.
Ces électrodes peuvent également être constituées d'une encre métallique, déposée par exemple par sérigraphie, tel qu'une encre à nanoparticules d'Ag, de Cu, de Ni, de polymère conducteur, par exemple de PDOT/PSS, de PANI polyaniline, de polyphénylène vinylène (PPV), ou de polyparaphénylène (PPP), Un procédé de fabrication du dispositif venant d'être décrit comprenant un transistor à effet de champ organique, débute par exemple par la réalisation du substrat 20 en polyéthylène naphthalate de 125 micromètres d'épaisseur. Une couche d'or d'une épaisseur de 30 nanomètres est alors déposée sur le substrat 20, 30 par exemple par évaporisation sous vide ou par pulvérisation PVD (pour l'acronyme anglo-saxon « Physical Vapor Deposition »). Les électrodes de source 12 et de drain 14 du transistor 32 et les secondes électrodes 42, 44 des condensateurs 34, 36 sont alors délimitées en gravant la couche d'or par 35 photolithographie ou par laser.
Le procédé se poursuit par le dépôt sur, et entre les électrodes de drain 12 et de source 14, par exemple au moyen d'une technique d'impression, d'une couche 10 de 90 nanomètres d'épaisseur de matériau semi-conducteur, par exemple une couche constituée de triisopropylsilyl pentacène, ou « TIPS pentacène ». Ensuite, un dépôt d'un même matériau diélectrique, par exemple du PS polystyrène est réalisé avec deux épaisseurs différentes, une première épaisseur étant réalisée sur les secondes électrodes 42, 44, et une seconde épaisseur étant réalisée sur la couche semiconductrice 10. Le dépôt est par exemple réalisé en deux temps ou alors est réalisé par héliogravure en une fois. L'épaisseur e, de la couche diélectrique 16 du transistor 32 est par exemple égale à 1 15 micromètre, et l'épaisseur e des couches diélectrique 46, 48 des condensateurs 34, 36 est par exemple égale à 300 nanomètres. Le procédé se poursuit par le dépôt de l'électrode de grille 18 sur la couche diélectrique 16, par exemple au moyen d'une sérigraphie d'une couche d'encre d'argent d'une 20 épaisseur de 1 micromètre. Enfin, le procédé se termine par le dépôt des bandes de métal 50, 52 pour connecter les premières électrodes 38, 40 des transistors 34, 36 avec l'électrode de grille 18, par exemple au moyens d'une sérigraphie d'une couche d'encre d'argent d'une épaisseur de 25 1 micromètre. La figure 6 est une vue en coupe d'une variante de réalisation 60 du dispositif 30 venant d'être décrit qui diffère de celui-ci en ce que les condensateurs 34, 36 sont espacés du transistor 32 et ne sont donc pas en contact latéral avec celui-ci.
30 Il a été décrit un dispositif comportant un transistor à grille haute. Bien entendu l'invention s'applique à tous types de transistor, notamment à un transistor à grille basse, comme cela est illustré sur la vue en coupe schématique de la figure 7. Dans ce cas, les électrodes des condensateurs 34, 36 formées sur le substrat isolant 20 sont connectées par 35 les éléments conducteurs 50, 52 qui sont également formés sur le substrat 20.
10 Il a été décrit des modes de réalisation de l'invention dans lesquels deux condensateurs de protection contre le claquage sont formées de part et d'autre d'un transistor à effet de champ. L'invention concerne également des dispositifs ne comprenant qu'un condensateur, ou un nombre quelconque de condensateurs. En disposant de condensateurs agencés de part et d'autre du transistor, on obtient cependant une répartition équilibrée des charges et des tensions dans le dispositif. Ainsi donc, on s'assure de dévier le courant vers le condensateur de protection : en effet, plus on dispose de noeuds (capacité avec une valeur C plus grande que celle du transistor), plus on est sur de le protéger du courant de fuite. En outre, les condensateurs de protection ne sont pas tous nécessairement identiques. De même il a été décrit des condensateurs de protection, dont l'électrode qui n'est pas connectée à l'électrode de grille du transistor est portée à la masse du dispositif. L'invention s'applique également à d'autres schémas de connexion électrique de cette électrode. Afin d'obtenir une « déviation » du courant de fuite dans un condensateur de protection, il suffit en effet qu'il existe une différence de potentiels entre les électrodes du condensateur, c'est-à-dire l'établissement d'un effet capacitif L'invention s'applique donc également aux configurations dans lesquelles les condensateurs de protection ne sont pas soumis à la même différence de potentiels. La mise à la masse desdites électrodes présente cependant l'avantage d'un schéma de connexion simple. 25
Claims (3)
- REVENDICATIONS1. Dispositif semi-conducteur à effet de champ comportant un transistor à effet de champ (32), ledit transistor (32) comprenant : ^ une couche semi-conductrice (10); ^ une électrode de drain (12) et une électrode de source (14), chacune au moins partiellement agencée dans la couche semi-conductrice (10); ^ une couche d'isolant électrique (16) au contact de la couche semi-conductrice (10) ; et ^ une électrode de grille (18), isolée électriquement de la couche semi-conductrice (10) par la couche d'isolant électrique (16), et agencée au droit d'une portion de la couche semi-conductrice (10) disposée entre les électrodes de drain (12) et de source (14), caractérisé en ce qu'il comporte en outre : ^ au moins un condensateur de protection (34, 36) comportant une première et une seconde électrodes (38, 40, 42, 44) intercalant une couche diélectrique (46, 48), et présentant une capacité supérieure à la capacité de celle d'un condensateur (28) formé par l'électrode de grille (18), la couche d'isolant (16) et la couche semi-conductrice (10) ; ^ un premier élément conducteur (50, 52) connectant la première électrode (38, 40) du au moins un condensateur de protection (34, 36) à l'électrode de grille (18) ; et ^ un second élément conducteur (54, 56), distinct du premier élément conducteur (50, 52), connecté à ladite seconde électrode (42, 44) pour appliquer à celle-ci un potentiel différent d'un potentiel appliqué à ladite première électrode (38, 40).
- 2. Dispositif semi-conducteur à effet de champ selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat en matériau isolant électrique (20) sur lequel est formé le transistor à effet de champ (32), le au moins un condensateur (34, 36) étant formé sur ledit substrat (20) à côté du transistor (32).
- 3. Dispositif semi-conducteur à effet de champ selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux condensateurs de protection (34, 36) disposés de part et d'autre du transistor (32).4. 5. 6. 7. 8. 25 9. 10. 30 35 11. Dispositif semi-conducteur à effet de champ selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les électrodes de drain (12) et de source (14) et la seconde électrode (42, 44) du au moins un condensateur sont formées sur ledit substrat (20). Dispositif semi-conducteur à effet de champ selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'isolant électrique (16) du transistor (32) et la couche diélectrique (46, 48) du au moins un condensateur (34, 36) sont en contact. Dispositif semi-conducteur à effet de champ selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un condensateur (34, 36) est espacé du transistor (32). Dispositif semi-conducteur à effet de champ selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément conducteur (50, 52) est un ruban ou un cordon. Dispositif semi-conducteur à effet de champ selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la capacité du au moins un condensateur de protection (34, 36) est choisie au moins deux fois supérieure, et avantageusement au moins cinq fois supérieure à la capacité du condensateur (28) formé de l'électrode de grille (18), de la couche d'isolant électrique (16) et de la couche semi-conductrice (10) du transistor (32). Dispositif semi-conducteur à effet de champ selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transistor (32) est un transistor organique. Système semi-conducteur à effet de champ comportant au moins un dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, une source de tension connectée à l'électrode de grille pour la commande du transistor, et un élément conducteur portée à un potentiel de référence et connecté à la seconde électrode du ou de chaque condensateur de protection. Utilisation d'un condensateur formé de deux électrodes intercalant une couche diélectrique pour stocker les charges d'un courant de fuite dans transistor à effet de champ.
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| FR1253556A FR2989827A1 (fr) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | Dispositif semi-conducteur comportant un transistor a effet de champ et un condensateur de protection dudit transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2989827A1 true FR2989827A1 (fr) | 2013-10-25 |
Family
ID=48430844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1253556A Pending FR2989827A1 (fr) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | Dispositif semi-conducteur comportant un transistor a effet de champ et un condensateur de protection dudit transistor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2989827A1 (fr) |
| WO (1) | WO2013156741A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113809234A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 东北师范大学 | 一种基于高稳定聚合物绝缘层的柔性液相有机薄膜场效应晶体管及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4072976A (en) * | 1976-12-28 | 1978-02-07 | Hughes Aircraft Company | Gate protection device for MOS circuits |
| JPS56138955A (en) * | 1980-04-01 | 1981-10-29 | Nec Corp | Field effect transistor |
| JPH0256969A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 薄膜半導体装置 |
| GB2226699A (en) * | 1988-12-28 | 1990-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device having dielectric breakdown protection |
-
2012
- 2012-04-18 FR FR1253556A patent/FR2989827A1/fr active Pending
-
2013
- 2013-04-18 WO PCT/FR2013/050861 patent/WO2013156741A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4072976A (en) * | 1976-12-28 | 1978-02-07 | Hughes Aircraft Company | Gate protection device for MOS circuits |
| JPS56138955A (en) * | 1980-04-01 | 1981-10-29 | Nec Corp | Field effect transistor |
| JPH0256969A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 薄膜半導体装置 |
| GB2226699A (en) * | 1988-12-28 | 1990-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device having dielectric breakdown protection |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113809234A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 东北师范大学 | 一种基于高稳定聚合物绝缘层的柔性液相有机薄膜场效应晶体管及其制备方法 |
| CN113809234B (zh) * | 2021-09-18 | 2024-01-19 | 东北师范大学 | 一种柔性液相有机薄膜场效应晶体管及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013156741A1 (fr) | 2013-10-24 |
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