JP2000155342A - Display device - Google Patents

Display device

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JP2000155342A
JP2000155342A JP37164299A JP37164299A JP2000155342A JP 2000155342 A JP2000155342 A JP 2000155342A JP 37164299 A JP37164299 A JP 37164299A JP 37164299 A JP37164299 A JP 37164299A JP 2000155342 A JP2000155342 A JP 2000155342A
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舜平 山崎
Akira Mase
晃 間瀬
正明 ▲ひろ▼木
Masaaki Hiroki
Yasuhiko Takemura
保彦 竹村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the reliability and life of a display element by forming thin-film transistors(TFTs) having a resin film for planarization which extends to diodes constituting protective circuits. SOLUTION: Semiconductor regions are formed on a substrate and a gate insulating film is formed on the semiconductor regions and gate electrodes are formed thereon. Impurity regions of a P type are formed in part of the semiconductor regions and the impurity regions of an N type are formed in another part. After an insulating film is formed to cover the gate electrodes, the film is bored with holes for electrode formation and electrodes are formed. The circuits where the diodes constituting the protective circuits disposed on a periphery and the P channel type TFTs and N channel type TFTs coexist are obtained. The regions including the protective circuits on the periphery and the surfaces of the display element regions are coated and formed with the organic resin 1501 for planarization, for example, a translucent polyimide resin, by which the pixel electrodes 1503 are formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画素の存在する部分に
薄膜トランジスタが存在し、これら薄膜トランジスタが
画素の駆動装置として機能する表示装置、およびこのよ
うな形態の表示装置を利用した各種装置に関する。すな
わち、本発明は、ネマチック、コレスチック、スメクチ
ック等の方式を利用した液晶ディスプレーや、液晶ディ
スプレーと同様な表示装置を有する投射型装置(液晶プ
ロジェクター等)、あるいは液晶以外に電気的な信号に
よって、光学特性を制御できる材料を用いて静的な、あ
るいは動的な映像や信号を表示する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device in which a thin film transistor exists in a portion where a pixel exists, and the thin film transistor functions as a driving device of the pixel, and various devices using the display device of such a form. That is, the present invention provides a liquid crystal display using a nematic, cholesteric, smectic, etc. method, a projection type device (such as a liquid crystal projector) having a display device similar to the liquid crystal display, or an optical signal other than the liquid crystal. The present invention relates to a device for displaying a static or dynamic image or signal using a material whose characteristics can be controlled.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記に列挙した表示装置は各画素ごとに
薄膜トランジスタ等の駆動装置が存在し、画素を制御す
るという、いわゆるアクティブマトリックス方式を採用
している。各画素に割り当てられる薄膜トランジスタの
数は図1に示されるものでは1個であり、また図2ない
し図4に示されるものでは、2個もしくは必要によって
はそれ以上の数の薄膜トランジスタが使用される。ま
た、方式によっては、複数の画素を1つもしくはそれ以
上の数の薄膜トランジスタが使用される場合もある。い
ずれの場合でも、各画素は縦方向と横方向に複数の信号
線を配置し、これらの交点に液晶素子のごとき電気光学
素子を配置し、薄膜トランジスタによって、縦横の信号
線によって送られたデータをもとに電気光学素子を制御
する。
2. Description of the Related Art The display devices listed above employ a so-called active matrix system in which a driving device such as a thin film transistor exists for each pixel and the pixels are controlled. The number of thin film transistors assigned to each pixel is one in FIG. 1, and two or more thin film transistors are used in FIGS. 2 to 4 if necessary. Further, depending on the method, one or more thin film transistors may be used for a plurality of pixels. In each case, each pixel has a plurality of signal lines arranged in the vertical and horizontal directions, an electro-optical element such as a liquid crystal element is arranged at the intersection of these, and the data transmitted by the vertical and horizontal signal lines by the thin film transistor. It controls the electro-optical element based on it.

【0003】図1にはこのようなアクティブマトリック
ス方式の回路を説明するために、1画素の回路を示し
た。縦方向のデータ駆動回路101からは、複数の信号
線103a〜dが延びている。また、横方向のデータ駆
動回路102からも、同様に、複数の信号線104a〜
dが延びている。図1には信号線103aと104aが
交差する部分の電気光学素子を駆動する回路について書
かれている。すなわち、両信号線の交差する部分の近傍
に薄膜トランジスタが設けられ、信号線103aは薄膜
トランジスタのゲイト電極105に接続され、また、信
号線104aは薄膜トランジスタのドレイン電極106
に接続されている。そして、薄膜トランジスタのソース
電極107は、液晶のごとき電気光学素子108に接続
されている。図1では、薄膜トランジスタは、Nチャネ
ル型薄膜トランジスタを使用しているが、Pチャネル型
薄膜トランジスタを使用しても構わない。
FIG. 1 shows a circuit of one pixel in order to explain such an active matrix type circuit. A plurality of signal lines 103a to 103d extend from the data driving circuit 101 in the vertical direction. Similarly, a plurality of signal lines 104a to 104a to
d is extended. FIG. 1 illustrates a circuit for driving an electro-optical element at a portion where the signal lines 103a and 104a intersect. That is, a thin film transistor is provided in the vicinity of the intersection of both signal lines, the signal line 103a is connected to the gate electrode 105 of the thin film transistor, and the signal line 104a is connected to the drain electrode 106 of the thin film transistor.
It is connected to the. The source electrode 107 of the thin film transistor is connected to an electro-optical element 108 such as a liquid crystal. Although an N-channel thin film transistor is used in FIG. 1, a P-channel thin film transistor may be used.

【0004】図2はCMOSインバータ型のアクティブ
マトリックス方式で、図1のアクティブマトリックス方
式と同様に、縦方向のデータ駆動回路201からは、複
数の信号線203a〜dが延びている。また、横方向の
データ駆動回路202からも、同様に、複数の信号線2
04a〜dが延びている。図1の場合とは異なり、信号
線204に平行して、配線204’が走っている。そし
て、図1と同様に、両信号線の交差する部分の電気光学
素子を駆動するために2個の薄膜トランジスタが使用さ
れる。図に示されているように薄膜トランジスタはPチ
ャネル型トランジスタとNチャネル型トランジスタであ
り、信号線203aは、両トランジスタのゲイト電極2
05pおよび205nに接続されている。また、Pチャ
ネル薄膜トランジスタのドレイン電極206pは信号線
204aに接続され、Nチャネル薄膜トランジスタのド
レイン電極206nは配線204’に接続されている。
さらに、PおよびNチャネル型薄膜トランジスタのソー
ス電極207pおよびnはどちらも液晶等の電気光学素
子208に接続されている。
FIG. 2 shows a CMOS inverter type active matrix system. Like the active matrix system of FIG. 1, a plurality of signal lines 203a to 203d extend from a vertical data drive circuit 201. Similarly, from the horizontal data drive circuit 202, a plurality of signal lines 2
04a-d extend. Unlike the case of FIG. 1, a wiring 204 ′ runs parallel to the signal line 204. Then, as in FIG. 1, two thin film transistors are used to drive the electro-optical element at the intersection of both signal lines. As shown in the figure, the thin film transistors are a P-channel transistor and an N-channel transistor, and the signal line 203a is connected to the gate electrodes 2 of both transistors.
05p and 205n. The drain electrode 206p of the P-channel thin film transistor is connected to the signal line 204a, and the drain electrode 206n of the N-channel thin film transistor is connected to the wiring 204 '.
Further, the source electrodes 207p and n of the P and N channel type thin film transistors are both connected to an electro-optical element 208 such as a liquid crystal.

【0005】図2はCMOSバッファー型のアクティブ
マトリックス方式で、図2のアクティブマトリックス方
式と同様に、縦方向のデータ駆動回路301からは、複
数の信号線303a〜dが延びている。また、横方向の
データ駆動回路302からも、同様に、複数の信号線3
04a〜dおよび配線204’a〜dが走っている。そ
して、図2と同様に、両信号線の交差する部分の電気光
学素子を駆動するためにPチャネル型トランジスタとN
チャネル型トランジスタが使用され、信号線303a
は、両トランジスタのゲイト電極305pおよび305
nに接続されている。また、Nチャネル薄膜トランジス
タのドレイン電極306nは信号線304aに接続さ
れ、Pチャネル薄膜トランジスタのドレイン電極306
pは配線304’に接続されている。さらに、Pおよび
Nチャネル型薄膜トランジスタのソース電極307pお
よびnはどちらも液晶等の電気光学素子308に接続さ
れている。
FIG. 2 shows a CMOS buffer type active matrix system. Like the active matrix system of FIG. 2, a plurality of signal lines 303a to 303d extend from a vertical data drive circuit 301. Similarly, a plurality of signal lines 3 are output from the horizontal data drive circuit 302.
04a-d and wires 204'a-d are running. Then, as in FIG. 2, a P-channel transistor and an N-channel transistor
A channel type transistor is used, and a signal line 303a is used.
Are the gate electrodes 305p and 305 of both transistors.
n. Further, the drain electrode 306n of the N-channel thin film transistor is connected to the signal line 304a,
p is connected to the wiring 304 '. Further, the source electrodes 307 p and n of the P and N channel type thin film transistors are both connected to an electro-optical element 308 such as a liquid crystal.

【0006】図4はCMOSトランスファーゲイト型の
アクティブマトリックス方式で、図1のアクティブマト
リックス方式と同様に、縦方向のデータ駆動回路401
からは、複数の信号線403a〜dが延びている。ま
た、横方向のデータ駆動回路402からも、同様に、複
数の信号線404a〜dが延びている。そして、図2お
よび図3と同様に、両信号線の交差する部分の電気光学
素子を駆動するためにPチャネル型トランジスタとNチ
ャネル型トランジスタが設けられ、信号線403aは、
両トランジスタのソース電極406pおよび406nに
接続されている。また、両薄膜トランジスタのゲイト電
極405pおよび405nは信号線404aに接続さ
れ、両薄膜トランジスタのドレイン電極407pおよび
nはどちらも液晶等の電気光学素子408に接続されて
いる。
FIG. 4 shows a CMOS transfer gate type active matrix system, similar to the active matrix system of FIG.
, A plurality of signal lines 403a to 403d extend. Similarly, a plurality of signal lines 404a to 404d extend from the horizontal data drive circuit 402. As in FIGS. 2 and 3, a P-channel transistor and an N-channel transistor are provided to drive the electro-optical element at the intersection of both signal lines.
It is connected to the source electrodes 406p and 406n of both transistors. The gate electrodes 405p and 405n of both thin film transistors are connected to a signal line 404a, and the drain electrodes 407p and n of both thin film transistors are connected to an electro-optical element 408 such as a liquid crystal.

【0007】これらの回路に共通の問題点は各駆動回路
と薄膜トランジスタの間にサージ(静電気)電圧が発生
した場合に、薄膜トランジスタを保護する為の回路が設
けられていないことである。特に、薄膜トランジスタの
ゲイト電極に高い電圧が加わると、ゲイト絶縁膜が破壊
され、素子として機能しなくなる。
A problem common to these circuits is that a circuit for protecting the thin film transistor when a surge (static) voltage is generated between each drive circuit and the thin film transistor is not provided. In particular, when a high voltage is applied to the gate electrode of the thin film transistor, the gate insulating film is broken and does not function as an element.

【0008】また、薄膜トランジスタのソース・ドレイ
ン間に過大な電圧がかかることによっても、それはゲイ
ト電極とチャネル形成領域との間の電圧が大きくなり、
間接的にゲイト絶縁膜の破壊につながるため、薄膜トラ
ンジスタは大きなダメージを受け、場合によっては破壊
に到る。このような過大な電圧の源泉としては何らかの
理由によって生じた静電気が主な理由であり、電流量自
体は決して大きくないことがほとんどであり、過大な電
圧が発生した場合には速やかに取り除くことが望まれ
る。
Also, when an excessive voltage is applied between the source and the drain of the thin film transistor, the voltage between the gate electrode and the channel forming region increases,
Since the gate insulating film is indirectly damaged, the thin film transistor is seriously damaged, and in some cases, is damaged. The source of such an excessive voltage is mainly due to static electricity generated for some reason.In most cases, the amount of current itself is not large.If an excessive voltage is generated, it can be quickly removed. desired.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は薄膜トランジ
スタを保護するための回路を適切な位置に適切な作製方
法によって設け、薄膜トランジスタを保護し、上記表示
素子の信頼性、寿命を高めることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a circuit for protecting a thin film transistor at an appropriate position by an appropriate manufacturing method, to protect the thin film transistor, and to enhance the reliability and life of the display element. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決しようとする手段】薄膜トランジスタの保
護回路は、装置の表示部分の周辺に設けられることが望
まれ、また、表示部分の薄膜トランジスタの作製と同時
に作製されることが望まれる。さらに、正常な駆動電圧
は通過させるが、過大な電圧は通過させず、適切にバイ
パスさせる必要がある。薄膜トランジスタにおいて過大
な電圧とは通常、ゲイト電圧のしきい値電圧の10倍程
度であり、50V以上を指すが、この値は薄膜トランジ
スタの構造によって大きく変化する。一方、通常の駆動
電圧は、大きくてもゲイト電圧のしきい値電圧の数倍で
あり、大抵の場合、10〜40Vであるが、この値も薄
膜トランジスタの構造によって大きく変化する。
It is desirable that a protection circuit for a thin film transistor is provided around a display portion of the device, and it is also desirable that the protection circuit be manufactured at the same time when the thin film transistor of the display portion is manufactured. Further, although a normal drive voltage is passed, an excessive voltage is not passed, and it is necessary to appropriately bypass the drive voltage. The excessive voltage in a thin film transistor is generally about 10 times the threshold voltage of the gate voltage and indicates 50 V or more, but this value greatly changes depending on the structure of the thin film transistor. On the other hand, the normal driving voltage is at most several times the threshold voltage of the gate voltage, and in most cases is 10 to 40 V, but this value also varies greatly depending on the structure of the thin film transistor.

【0011】以上のような条件を満たすために、本発明
では、図5に示すように、表示素子部とその周辺の駆動
回路部に保護回路を設ける。保護回路としては、例え
ば、図8および図9に示されるダイオードの持つツェナ
ー特性を利用して回路を用いることができる。ダイオー
ドとしては、P型とN型の接合であるPN接合以外に、
I型(真性)とP型(もしくはN型)の接合であるPI
接合(NI接合)、あるいはP型、I型、N型の接合で
あるPIN接合、さらにこれらを複数組み合わせて得ら
れる、PIPI・・・接合やNINI・・・接合、PI
NIPIN・・・接合等を用いることができる。また、
半導体と金属とのショットキー接合を利用したダイオー
ドを使用することも可能である。
In order to satisfy the above conditions, according to the present invention, as shown in FIG. 5, a protection circuit is provided in the display element section and a driving circuit section around the display element section. As the protection circuit, for example, a circuit can be used utilizing the Zener characteristics of the diodes shown in FIGS. As a diode, besides a PN junction, which is a P-type and N-type junction,
PI, which is the junction of I-type (intrinsic) and P-type (or N-type)
A junction (NI junction) or a PIN junction that is a P-type, I-type, or N-type junction, and a PIPI junction or NINI junction or PI obtained by combining a plurality of these.
NIPIN: bonding or the like can be used. Also,
It is also possible to use a diode utilizing a Schottky junction between a semiconductor and a metal.

【0012】図8(A)にはダイオードを用いた保護回
路の例を示す。この例ではVDDは正であり、例えば5〜
50Vの電圧である。一般にダイオードは図8(B)で
示されるような電流ー電圧特性を示し、一定以上の逆方
向電圧を加えることによって、急激に電流が流れるよう
になる。このときの特性をツェナー特性という。この急
激に電流が流れるようになるしきい電圧Vthの値は、例
えば5〜20Vである。また、ダイオードを複数個直列
に接続することによって、Vthの値をより大きくするこ
とが可能である。
FIG. 8A shows an example of a protection circuit using a diode. In this example, V DD is positive;
The voltage is 50V. Generally, a diode has a current-voltage characteristic as shown in FIG. 8B, and a current flows rapidly when a reverse voltage of a certain level or more is applied. The characteristics at this time are called Zener characteristics. The value of the threshold voltage V th at which the current rapidly flows is, for example, 5 to 20 V. In addition, by connecting a plurality of diodes in series, it is possible to further increase the value of Vth .

【0013】図中のA点の電位が適切な正の値であると
きには、ダイオードのうち、D1とD3は通常の導体に
近い抵抗として機能し、一方、D2とD4は極めて高い
抵抗として機能する。したがって、B点の電位はVDD
ほぼ同じ電位となる。同様にA点の電位が適切な負の値
であるときには、B点の電位は接地電位と同じ電位とな
る。
When the potential at point A in the figure is an appropriate positive value, of the diodes, D1 and D3 function as resistors close to ordinary conductors, while D2 and D4 function as extremely high resistors. . Therefore, the potential at point B is substantially the same as V DD . Similarly, when the potential at the point A is an appropriate negative value, the potential at the point B becomes the same potential as the ground potential.

【0014】しかしながら、Vthを越えるような過大な
正の電圧がかかった場合には、いずれのダイオードも低
い抵抗として機能する。そして、D1とD2の抵抗値が
ほぼ同じで、R1よりもはるかに小さければ、この電流
はほとんどがD2の方向に流れてゆく。過大な負の電圧
がかかった場合も同様で、ほとんどの電流がD1を経由
し、B点の電位は低く保たれる。このような回路を複数
直列に接続することによってより効果的に過大電流を阻
止することができる。
However, when an excessively large positive voltage exceeding V th is applied, each diode functions as a low resistor. If the resistances of D1 and D2 are substantially the same and are much smaller than R1, most of the current flows in the direction of D2. The same applies when an excessive negative voltage is applied. Most of the current passes through D1, and the potential at point B is kept low. By connecting a plurality of such circuits in series, an excessive current can be more effectively prevented.

【0015】図9(A)には、ダイオードを使用した別
の例を示す。図中に示されるダイオードはツェナーダイ
オードと呼ばれ、構造としては2つの互いに逆向きのダ
イオードをつないだもので、例えば、PNP(NPN)
接合、NIN(PIP)接合、PINIP(NIPI
N)接合、あるいはこれらを組み合わせた接合によって
作られる。ツェナーダイオードの特性は図9(B)に示
すように、−Vth以上+Vth以下の電圧では極めて大き
な抵抗として機能するが、それを越えるような過大な電
圧がかかった場合には、抵抗値が下がるというものであ
る。
FIG. 9A shows another example using a diode. The diode shown in the figure is called a Zener diode, and has a structure in which two opposite diodes are connected. For example, a PNP (NPN)
Joining, NIN (PIP) joining, PINIP (NIPI
N) It is made by bonding or a combination of these. As shown in FIG. 9B, the characteristics of the Zener diode function as an extremely large resistance at a voltage between −V th and + V th , but when an excessive voltage exceeding the voltage is applied, the resistance value becomes Is to go down.

【0016】今、A点の電位がVth以下の正または負で
あるとすれば、このツェナーダイオードD1は極めて大
きな抵抗として機能し、B点の電位はA点の電位とほと
んどかわらない。しかしながら、A点の電位がVthを越
える過大な正または負の値であれば、D1は大きな抵抗
として機能し、その抵抗がR1に比べて、十分大きけれ
ば、電流はほとんどがD1を経由して流れ、B点の電位
は低いままに保たれる。このような回路を複数直列に接
続することによって、より効果的に過大電圧を阻止する
ことができる。
If the potential at point A is positive or negative below V th , this zener diode D1 functions as a very large resistor, and the potential at point B is almost the same as the potential at point A. However, if the potential at point A is an excessively positive or negative value exceeding Vth , D1 functions as a large resistance. If the resistance is sufficiently large compared to R1, most of the current flows through D1. And the potential at point B is kept low. By connecting a plurality of such circuits in series, an excessive voltage can be more effectively prevented.

【0017】同じ効果を有する保護回路は薄膜トランジ
スタを利用しても作製することが可能である。その例を
図6および図7に示す。図6(A)は、正の過大電圧が
かかったときにのみ動作して過大電圧をバイパスする回
路である。抵抗R1およびR2を選択することによっ
て、Nチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電圧およ
び、ソース・ドレイン間の電圧を適当な値となるように
設計する。例えば、R1/R2=10とすれば、図中の
A点における電位が(B点における電位を基準として)
+50Vであるときに、ゲイトの電位を+5Vとするこ
とができる。そして、この薄膜トランジスタのしきい値
電圧が+5Vならば、この薄膜トランジスタは動作し、
ソース・ドレイン間に電流が流れる。A点における電位
が+50V以上であれば、ゲイト電極の電位は+5V以
上であるので、薄膜トランジスタは動作して、過大な電
圧を除去する効果を示す。ここで、薄膜トランジスタと
して、Pチャネル型トランジスタとすれば、負の過大電
圧がかかった場合にのみ動作する。一方、A点における
電位が+50V以下であれば、薄膜トランジスタは高い
抵抗として機能し、電圧はあまり低下しない。したがっ
て、正常な信号電圧はバイパスされない。
A protection circuit having the same effect can be manufactured by using a thin film transistor. An example is shown in FIGS. FIG. 6A shows a circuit that operates only when a positive overvoltage is applied and bypasses the overvoltage. By selecting the resistors R1 and R2, the gate voltage of the N-channel thin film transistor and the voltage between the source and the drain are designed to have appropriate values. For example, assuming that R1 / R2 = 10, the potential at point A in the figure will be (based on the potential at point B).
When the voltage is +50 V, the potential of the gate can be set to +5 V. If the threshold voltage of the thin film transistor is +5 V, the thin film transistor operates,
Current flows between the source and drain. When the potential at the point A is +50 V or more, the potential of the gate electrode is +5 V or more, so that the thin film transistor operates to exhibit an effect of removing an excessive voltage. Here, if a P-channel transistor is used as the thin film transistor, it operates only when a negative excessive voltage is applied. On the other hand, when the potential at the point A is +50 V or less, the thin film transistor functions as a high resistance, and the voltage does not decrease much. Therefore, the normal signal voltage is not bypassed.

【0018】図6(A)の回路は正の過大電圧がかかっ
た場合にのみ動作し、負の過大電圧がかかった場合には
動作しなかった。しかしながら、実際には正の過大電圧
がかかる場合もあれば、負の過大電圧がかかる場合もあ
り、どの場合にも対応できる必要がある。図6(B)
は、そのための回路を示し、8つの抵抗R1、R2、R
3およびR4の値を選択することによって、2つのNチ
ャネル型トランジスタのソース・ドレイン間電圧および
ゲイト電極の電圧を適切に制御できる。例えば、R1/
R2=10、R4/R3=10とすれば、A点の電位が
+50Vであれば、薄膜トランジスタT1のゲイト電極
の電位は+5Vであり、T2の電位は+45Vである。
このとき、T1にはソース・ドレイン電流が流れること
は先に示した通りであるが、T2では、ゲイト絶縁膜を
はさんで、チャネル形成領域の電位の方がゲイト電極の
電位よりも低いため、バイパス電流は流れない。
The circuit shown in FIG. 6A operates only when a positive overvoltage is applied, and does not operate when a negative overvoltage is applied. However, in practice, a positive overvoltage may be applied, or a negative overvoltage may be applied. FIG. 6 (B)
Shows a circuit for that, and eight resistors R1, R2, R
By selecting the values of 3 and R4, the source-drain voltage of the two N-channel transistors and the voltage of the gate electrode can be appropriately controlled. For example, R1 /
Assuming that R2 = 10 and R4 / R3 = 10, if the potential at point A is + 50V, the potential of the gate electrode of the thin film transistor T1 is + 5V, and the potential of T2 is + 45V.
At this time, the source / drain current flows in T1 as described above, but in T2, the potential of the channel formation region is lower than the potential of the gate electrode across the gate insulating film. , No bypass current flows.

【0019】逆に、A点の電位が−50Vであれば、T
1のゲイト電極の電位は−5Vであり、チャネル形成領
域の電位(0V)よりも低いため、バイパス電流は流れ
ない。しかしながら、T2のゲイト電極の電位は−45
Vであり、チャネル形成領域の電位(−50V)よりも
高いため、バイパス電流が流れる。そして、A点の電位
が−50Vと+50Vの間であれば、電流はどちらの薄
膜トランジスタも電流は流れず、したがって、正常な信
号電流はほとんど障害を受けない。
Conversely, if the potential at point A is -50 V, T
Since the potential of the gate electrode 1 is -5 V, which is lower than the potential (0 V) of the channel formation region, no bypass current flows. However, the potential of the gate electrode of T2 is -45.
V, which is higher than the potential of the channel formation region (−50 V), so that a bypass current flows. If the potential at the point A is between −50 V and +50 V, no current flows through either of the thin film transistors, so that a normal signal current is hardly affected.

【0020】図6(C)は、以上の回路を複合させたも
のであり、第1の保護回路(図上部)において減衰した
過大電圧を抵抗R5を経たのちに、さらに第2の保護回
路(図下部)によって減衰せしめる。
FIG. 6 (C) shows a composite of the above circuits. After the excessive voltage attenuated in the first protection circuit (upper part of the figure) passes through the resistor R5, the second protection circuit (FIG. (Bottom of the figure).

【0021】図6は、Nチャネル型薄膜トランジスタも
しくはPチャネル型薄膜トランジスタのどちらか一方を
使用して構成された保護回路に関するものであった。P
チャネル型薄膜トランジスタとNチャネル型薄膜トラン
ジスタを両方とも用いることによっても図7に示すよう
に保護回路を構成することができる。図7(A)を用い
て、この方法による保護回路の基本動作を説明する。
FIG. 6 relates to a protection circuit constituted by using either an N-channel type thin film transistor or a P-channel type thin film transistor. P
By using both the channel thin film transistor and the N channel thin film transistor, a protection circuit can be formed as shown in FIG. The basic operation of the protection circuit according to this method will be described with reference to FIG.

【0022】図6で示したものと同様に、適切な抵抗R
1、R2を選択することによって、ソース・ドレイン間
の電圧とゲイト電極の電位を適切な値にすることができ
る。例えば、R1/R2=10とすることによって、A
点における電位が、B点を基準としたときに+50であ
ったとすると、薄膜トランジスタのゲイト電極の電圧は
いずれも+5Vとである。そして、薄膜トランジスタの
うち、Nチャネル薄膜トランジスタであるT1のみがバ
イパスとして機能する。
As shown in FIG. 6, an appropriate resistor R
By selecting 1, R2, the voltage between the source and the drain and the potential of the gate electrode can be set to appropriate values. For example, by setting R1 / R2 = 10, A
Assuming that the potential at the point is +50 with respect to the point B, the voltage of the gate electrode of the thin film transistor is + 5V. Then, among the thin film transistors, only T1, which is an N-channel thin film transistor, functions as a bypass.

【0023】逆に、A点の電位が−50Vであった場合
には、両薄膜トランジスタのゲイト電極の電位は−5V
であるが、このときにはPチャネル型薄膜トランジスタ
であるT2のみがバイパスとして機能する。図7(B)
は、以上の回路を組み合わせたものである。
Conversely, when the potential at point A is -50 V, the potentials of the gate electrodes of both thin film transistors are -5 V
However, at this time, only the T-channel thin film transistor T2 functions as a bypass. FIG. 7 (B)
Is a combination of the above circuits.

【0024】このような方式を採用する場合には、保護
回路で使用される薄膜トランジスタの耐圧が保護回路の
耐圧を決定する。薄膜トランジスタにおいて、ゲイト電
極とソース電極との電圧の許容値が50Vであれば、以
上の回路は±500Vまでの電圧に対して耐えることが
でき、かつ、保護回路として機能する。もちろん、抵抗
の値を選択することによってこの値を変えることは容易
にできる。
When such a method is adopted, the withstand voltage of the thin film transistor used in the protection circuit determines the withstand voltage of the protection circuit. In a thin film transistor, if the allowable value of the voltage between the gate electrode and the source electrode is 50 V, the above circuit can withstand a voltage up to ± 500 V and functions as a protection circuit. Of course, this value can be easily changed by selecting the value of the resistor.

【0025】図6および図7ではソース・ドレイン間の
抵抗については何ら記述がないが、この値を考慮するこ
とはソース・ドレイン間の電圧を決定する上で重要であ
る。一般的な薄膜型トランジスタにおける値としては、
例えば、チャネル長が10μm、チャネル幅が10μm
のNチャネル型薄膜トランジスタで108〜1011Ωが
得られている。この値はかなり大きいように思えるが、
抵抗率106Ω・cmの高抵抗多結晶シリコン、あるい
はアモルファス(セミアモルファス)シリコンを用い
て、長さ10μm、幅1μm、厚さ0.1μmの線状体
の抵抗は1012Ωとなり、上記の薄膜トランジスタの抵
抗はほとんど無視できる。
Although there is no description of the resistance between the source and the drain in FIGS. 6 and 7, it is important to consider this value in determining the voltage between the source and the drain. As a value in a general thin film transistor,
For example, the channel length is 10 μm and the channel width is 10 μm
10 8 to 10 11 Ω is obtained with the N-channel type thin film transistor described above. This value seems pretty large,
Using a high-resistance polycrystalline silicon having a resistivity of 10 6 Ω · cm or amorphous (semi-amorphous) silicon, a linear body having a length of 10 μm, a width of 1 μm, and a thickness of 0.1 μm has a resistance of 10 12 Ω. The resistance of the thin film transistor is almost negligible.

【0026】これらの保護回路で使用される抵抗として
は、このように珪素を主とする材料を用いてもよいし、
金属材料や金属と珪素との合金、各種化合物半導体(例
えば酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム等)を
用いてもよい。
As a resistor used in these protection circuits, a material mainly containing silicon may be used,
A metal material, an alloy of metal and silicon, and various compound semiconductors (for example, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, and the like) may be used.

【0027】次に、本発明の表示装置駆動回路の保護回
路の作製方法について述べる。本発明の保護回路の特色
としては、回路の作製が、駆動回路(図1〜図4で示さ
れる薄膜トランジターを含む回路)の作製と平行してお
こなえるということであり、その例を以下に示す。
Next, a method for manufacturing a protection circuit of a display device driving circuit according to the present invention will be described. A feature of the protection circuit of the present invention is that the circuit can be manufactured in parallel with the manufacture of the drive circuit (the circuit including the thin film transistor shown in FIGS. 1 to 4). .

【0028】図10は、駆動回路に用いられる薄膜トラ
ンジスターと、周辺に設けられるツェナーダイオードの
作製方法の1例を示す。まず、表示素子を実装するため
の適切な基板上に、厚さ10nm〜10μm、このまし
くは50nm〜1μmの半導体被膜を設け、これを選択
的にエッチングして、半導体領域1001と1002を
形成する。半導体領域の大きさは、後に形成される素子
の大きさによって決定される。通常の薄膜トランッジス
タの場合であれば、1辺の長さは100nm〜100μ
mが使用される。このときの基板の材料としては石英ガ
ラス、ANガラス等のガラス材料が選択され、また、必
要によっては、基板上に別な被膜が形成されたものが使
用される。さらに、半導体被膜の形成方法としては、減
圧CVD(LPCVD)法、プラズマCVD法、光CV
D法等が使用される。さらに、この成膜の終了直後、も
しくは他のプロセスを経たのち、半導体膜は、400〜
800度C、好ましくは500〜650度Cにおいて、
熱処理され、あるいは、レーザー光等の強光を照射する
ことによって結晶性を高め、半導体としての特性の向上
を計ってもよい。
FIG. 10 shows an example of a method for manufacturing a thin film transistor used for a driving circuit and a zener diode provided around the thin film transistor. First, a semiconductor film having a thickness of 10 nm to 10 μm, preferably 50 nm to 1 μm is provided on an appropriate substrate for mounting a display element, and this is selectively etched to form semiconductor regions 1001 and 1002. I do. The size of the semiconductor region is determined by the size of an element to be formed later. In the case of a normal thin film transistor, the length of one side is 100 nm to 100 μm.
m is used. At this time, a glass material such as quartz glass or AN glass is selected as a material of the substrate, and if necessary, a material in which another coating is formed on the substrate is used. Further, as a method of forming a semiconductor film, a low pressure CVD (LPCVD) method, a plasma CVD method, a light CV
The D method or the like is used. Further, immediately after the completion of the film formation or after another process, the semiconductor film is 400 to
At 800 ° C., preferably 500-650 ° C.
Crystallinity may be increased by heat treatment or irradiation with intense light such as a laser beam to improve characteristics as a semiconductor.

【0029】次に、このようにして形成された半導体領
域上にゲイト絶縁膜として機能する被膜1003と10
04が、厚さ10nm〜1μm、このましくは10nm
〜200nm形成される。この被膜としては酸化珪素、
窒化珪素等が使用され、その作製方法は、LPCVD
法、プラズマCVD法、光CVD法、熱酸化(窒化)
法、光照射酸化(窒化)法、プラズマ酸化(窒化)法等
の方法が目的とする被膜の厚さ、特性に応じて選択され
る。最後にゲイト電極の材料となる厚さ50nm〜10
μm、好ましくは100nm〜2μmの被膜1005が
これらを覆って形成される。ゲイト電極の材料として
は、アモルファスシリコン(ゲルマニウム)、セミアモ
ルファスシリコン(ゲルマニウム)、多結晶シリコン
(ゲルマニウム)等の半導体材料、タングステンシリサ
イド、アルミニウムシリサイド、モリブテンシリサイド
等の珪化物、タングステンやモリブテン、アルミニウム
といった金属あるいは合金の単層、もしくはこれらの材
料を多層に構成したものが用いられる。例えば、厚さ1
0〜100nmのリンがドープされたアモルファスシリ
コン層の上に厚さ100nm〜2μmのタングステン層
が設けられた構造とすることも可能である。このように
して図10(A)を得る。
Next, films 1003 and 10 functioning as a gate insulating film are formed on the semiconductor region thus formed.
04 has a thickness of 10 nm to 1 μm, preferably 10 nm
To 200 nm. Silicon oxide,
Silicon nitride or the like is used, and its manufacturing method is LPCVD.
Method, plasma CVD method, photo CVD method, thermal oxidation (nitridation)
A method such as a light irradiation oxidation (nitriding) method and a plasma oxidation (nitridation) method is selected according to the thickness and characteristics of a target film. Finally, a thickness of 50 nm to 10 as a material of the gate electrode
A coating 1005 of μm, preferably 100 nm to 2 μm, is formed over them. Examples of the material of the gate electrode include semiconductor materials such as amorphous silicon (germanium), semi-amorphous silicon (germanium), and polycrystalline silicon (germanium); silicides such as tungsten silicide, aluminum silicide, and molybdenum silicide; and tungsten, molybdenum, and aluminum. A single layer of a metal or an alloy, or a multilayer of these materials is used. For example, thickness 1
A structure in which a tungsten layer having a thickness of 100 nm to 2 μm is provided over an amorphous silicon layer doped with phosphorus having a thickness of 0 to 100 nm is also possible. Thus, FIG. 10A is obtained.

【0030】次に、被膜1005を選択的に絶縁膜の上
に残置せしめ、領域1006および1007を形成す
る。この領域は後にゲイト電極となる場合がある。さら
に、公知の不純物導入方法、例えばイオン打ち込み法、
熱拡散法、によって半導体領域1001および1002
内に選択的に不純物を多く含有し、導電率の大きな領
域、いわゆる不純物領域1008〜1011を形成す
る。このとき、領域1006および1007あるいはそ
の上に存在するフォトレジスト等が、不純物導入の際の
マスクとして機能するため、その下部には不純物はあま
り侵入しない。これは、通常、セルフアライン工程とよ
ばれる工程である。さらに、イオン打ち込み法によって
不純物が導入された場合には、半導体領域の結晶性が著
しく損なわれるので、400〜800度C、好ましくは
500〜650度Cにおいて、熱処理され、あるいは、
レーザー光等の強光を表面から、あるいは裏面から照射
することによって結晶性を高め、半導体としての特性の
向上を計る必要がある。このようにして図10(B)を
得る。
Next, the film 1005 is selectively left on the insulating film, and regions 1006 and 1007 are formed. This region may later become a gate electrode. Further, a known impurity introduction method, for example, an ion implantation method,
Semiconductor regions 1001 and 1002 by thermal diffusion
The region selectively contains a large amount of impurities to form regions with high conductivity, so-called impurity regions 1008 to 1011. At this time, the photoresist or the like existing on or in the regions 1006 and 1007 functions as a mask for introducing impurities, so that impurities do not enter much below the regions. This is a step usually called a self-alignment step. Further, when impurities are introduced by an ion implantation method, the crystallinity of the semiconductor region is significantly impaired. Therefore, heat treatment is performed at 400 to 800 ° C., preferably 500 to 650 ° C., or
It is necessary to improve crystallinity by irradiating strong light such as laser light from the front surface or the back surface to improve characteristics as a semiconductor. Thus, FIG. 10B is obtained.

【0031】最後に領域1006および1007を覆っ
て絶縁膜を形成したのち、領域1007および不純物領
域1008〜1011に電極形成用の穴を開け、電極1
012〜1016を形成する。このようにして、ツェナ
ーダイオード1017およびNチャネル型薄膜トランジ
スタ1018が作製される。このようにして図10
(C)を得る。このような、ツェナーダイオードと薄膜
トランジスタの混在した装置は、例えば図9で示される
保護回路を有する装置である。
Finally, after forming an insulating film covering the regions 1006 and 1007, holes for forming electrodes are formed in the region 1007 and the impurity regions 1008 to 1011, and the electrode 1 is formed.
012 to 1016 are formed. Thus, a zener diode 1017 and an N-channel thin film transistor 1018 are manufactured. Thus, FIG.
(C) is obtained. Such a device in which a Zener diode and a thin film transistor are mixed is, for example, a device having a protection circuit shown in FIG.

【0032】さて、図10(C)においては、領域10
06には電極が設けられず、外部からの信号によって、
半導体領域1002の導電性が制御されることがないの
で、素子1017は薄膜トランジスタとしては機能しな
いが、最後の工程で電極を設ければ薄膜トランジスタと
なる。したがって、図10(B)で示される(未完成)
素子を多量に基板上に作製しておき、後に必要に応じ
て、表示装置領域あるいは周辺領域のこれら素子に電極
を設け、あるものは薄膜トランジスタとして、あるもの
はダイオードとして機能するように設計できる自由度が
ある。
Now, in FIG. 10C, the area 10
06 is not provided with an electrode.
Since the conductivity of the semiconductor region 1002 is not controlled, the element 1017 does not function as a thin film transistor; however, if an electrode is provided in a final step, the element becomes a thin film transistor. Therefore, as shown in FIG.
A large number of elements can be fabricated on a substrate, and electrodes can be provided later on these elements in the display region or peripheral region as needed, and some can be designed to function as thin film transistors and some as diodes. There is a degree.

【0033】図11は、駆動回路に用いられる薄膜トラ
ンジスターと、周辺に設けられる薄膜トランジスタの作
製方法の1例を示す。まず、基板上に、厚さ10nm〜
10μm、好ましくは50nm〜1μmの半導体被膜を
設け、これを選択的にエッチングして、半導体領域11
01〜1104を形成する。
FIG. 11 shows an example of a thin film transistor used for a driver circuit and a method of manufacturing a thin film transistor provided around the thin film transistor. First, on a substrate, a thickness of 10 nm
A semiconductor film having a thickness of 10 μm, preferably 50 nm to 1 μm is provided, and this is selectively etched to form a semiconductor region 11.
01 to 1104 are formed.

【0034】次に、このようにして形成された半導体領
域上にゲイト絶縁膜として機能する被膜1105が形成
される。最後にゲイト電極の材料となる被膜1006が
これらを覆って形成される。このようにして図11
(A)を得る。
Next, a film 1105 functioning as a gate insulating film is formed on the semiconductor region thus formed. Finally, a coating 1006 serving as a material for the gate electrode is formed to cover these. Thus, FIG.
(A) is obtained.

【0035】次に、被膜1106を選択的に絶縁膜の上
に残置せしめ、ゲイト電極1107〜1110を形成す
る。このようにして図11(B)を得る。
Next, the gate electrode 1107 to 1110 is formed by selectively leaving the coating 1106 on the insulating film. Thus, FIG. 11B is obtained.

【0036】さらに、半導体領域1101および110
4はフォトレッジスト等によってマスクし、半導体領域
1102および1103のみを露出させ、公知の不純物
導入方法によって半導体領域1102と1103にセル
フアライン的にP型の不純物領域1111〜1114を
形成する(図11(C))。さらに、同様に今度は半導
体領域1102と1103にマスクをし、半導体領域1
101と1104を露出させ、不純物の導入をおこな
い、N型の不純物領域1115〜1118を形成する。
こうして図11(D)を得る。
Further, semiconductor regions 1101 and 110
4 is masked by a photoresistor or the like to expose only the semiconductor regions 1102 and 1103, and form P-type impurity regions 1111 to 1114 in the semiconductor regions 1102 and 1103 in a self-aligned manner by a known impurity introduction method (FIG. 11). (C)). Further, similarly, the semiconductor regions 1102 and 1103 are similarly masked, and the semiconductor regions 1102 and 1103 are masked.
By exposing 101 and 1104 and introducing impurities, N-type impurity regions 1115 to 1118 are formed.
Thus, FIG. 11D is obtained.

【0037】最後にゲイト電極1107〜1110を覆
って絶縁膜を形成したのち、各ゲイト電極および不純物
領域に電極形成用の穴を開け、電極1119〜1112
8形成する。このようにして、Pチャネル型薄膜トラン
ジスタとNチャネル型薄膜トランジスタの混在した回路
が作製される。このようにして図11(E)を得る。こ
のような、Pチャネル型薄膜トランジスタとNチャネル
型薄膜トランジスタの混在した回路は、例えば図7で示
される保護回路を有する装置で使用される。
Finally, after forming an insulating film covering the gate electrodes 1107 to 1110, holes for forming electrodes are formed in each of the gate electrodes and the impurity regions, and the electrodes 1119 to 1112 are formed.
8 are formed. Thus, a circuit in which a P-channel thin film transistor and an N-channel thin film transistor are mixed is manufactured. Thus, FIG. 11E is obtained. Such a circuit in which a P-channel thin film transistor and an N-channel thin film transistor are mixed is used, for example, in a device having a protection circuit shown in FIG.

【0038】図13は、以上のような作製方法によって
作製される保護回路の例である。この作製方法として
は、まず、半導体領域1301と1302を形成し、ゲ
イト絶縁膜として機能する被膜(図には示されていな
い)を形成したあと、両半導体領域にまたがるゲイト電
極1303を形成し、半導体領域1301にP型不純物
領域を、半導体領域1302にN型不純物をそれぞれ形
成した後、さらに層間絶縁膜(図には示されていない)
を形成する。そして、良導電体であるアルミニウム等の
金属材料によって、両半導体領域にまたがる金属電極1
304と1305、および信号線1306とを同時に形
成する。その後、例えば酸化錫・インジウム等の抵抗性
材料、あるいは高抵抗アモルファスシリコ等によって抵
抗として機能する配線1307と1308を形成して、
保護回路が形成される。
FIG. 13 shows an example of a protection circuit manufactured by the above-described manufacturing method. In this manufacturing method, first, semiconductor regions 1301 and 1302 are formed, a film functioning as a gate insulating film (not shown) is formed, and then a gate electrode 1303 extending over both semiconductor regions is formed. After a P-type impurity region is formed in the semiconductor region 1301 and an N-type impurity is formed in the semiconductor region 1302, an interlayer insulating film (not shown) is further formed.
To form Then, the metal electrode 1 extending over both semiconductor regions is made of a metal material such as aluminum which is a good conductor.
304 and 1305 and the signal line 1306 are formed at the same time. After that, wirings 1307 and 1308 functioning as resistors are formed using a resistive material such as tin oxide or indium, or a high-resistance amorphous silicon or the like.
A protection circuit is formed.

【0039】図12は、駆動回路に用いられる薄膜トラ
ンジスターと、周辺に設けられるダイオードの作製方法
の1例を示す。まず、基板上に半導体被膜を設け、これ
を選択的にエッチングして、半導体領域1201〜12
04を形成する。
FIG. 12 shows an example of a method for manufacturing a thin film transistor used for a driving circuit and a diode provided around the thin film transistor. First, a semiconductor film is provided on a substrate and selectively etched to form semiconductor regions 1201 to 12
04 is formed.

【0040】次に、このようにして形成された半導体領
域上にゲイト絶縁膜として機能する被膜1205が形成
される。最後にゲイト電極の材料となる被膜1206が
これらを覆って形成される。このようにして図12
(A)を得る。
Next, a film 1205 functioning as a gate insulating film is formed on the semiconductor region thus formed. Finally, a coating 1206 serving as a material for the gate electrode is formed to cover these. Thus, FIG.
(A) is obtained.

【0041】次に、被膜1206を選択的に絶縁膜の上
に残置せしめ、ゲイト電極1207と1208を形成す
る。このようにして図12(B)を得る。
Next, the gate electrode 1207 and 1208 are formed by selectively leaving the coating 1206 on the insulating film. Thus, FIG. 12B is obtained.

【0042】さらに、半導体領域1201および120
2の一部、および1204の全部はフォトレジスト等に
よってマスクし、半導体領域1201および1202の
他の一部、および1203のみを露出させ、公知の不純
物導入方法によって、半導体領域1201と1202の
一部にP型の不純物領域1209および1210、さら
に半導体領域1203にセルフアライン的にP型の不純
物領域1211と1212を形成する(図12
(C))。さらに、同様に今度は半導体領域1201と
1202の不純物領域を含む領域と1203の全部にマ
スクをし、半導体領域1201と1202の他の一部と
1204全部を露出させ、不純物の導入をおこない、N
型の不純物領域1213〜1216を形成する。こうし
て図12(D)を得る。
Further, semiconductor regions 1201 and 120
A portion of the semiconductor regions 1201 and 1202 are masked with a photoresist or the like, and only the other portions of the semiconductor regions 1201 and 1202 and 1203 are exposed. P-type impurity regions 1209 and 1210 are formed in the semiconductor region 1203 and P-type impurity regions 1211 and 1212 are formed in the semiconductor region 1203 in a self-aligned manner (FIG. 12).
(C)). Similarly, this time, the regions including the impurity regions of the semiconductor regions 1201 and 1202 and the entire region 1203 are masked, the other portions of the semiconductor regions 1201 and 1202 and the entire region 1204 are exposed, and impurities are introduced.
Type impurity regions 1213 to 1216 are formed. Thus, FIG. 12D is obtained.

【0043】最後にゲイト電極1207と1208を覆
って絶縁膜を形成したのち、各ゲイト電極および不純物
領域に電極形成用の穴を開け、電極1217〜1124
を形成する。このようにして、PINダイオード122
5と1226、Pチャネル型薄膜トランジスタ122
7、Nチャネル型薄膜トランジスタ1228の混在した
回路が作製される。このようにして図12(E)を得
る。このような、ダイオードとPチャネル型薄膜トラン
ジスタとNチャネル型薄膜トランジスタの混在した回路
は、例えば図8で示される保護回路を有する装置で使用
される。特に電極1218はそれを延在せしめることに
よって、図8において示される抵抗を含む配線として使
用できる。
Finally, after an insulating film is formed to cover the gate electrodes 1207 and 1208, holes for forming electrodes are formed in each of the gate electrodes and impurity regions, and the electrodes 1217 to 1124 are formed.
To form Thus, the PIN diode 122
5 and 1226, P-channel type thin film transistor 122
7. A circuit in which N-channel thin film transistors 1228 are mixed is manufactured. Thus, FIG. 12E is obtained. Such a circuit in which a diode, a P-channel thin film transistor, and an N-channel thin film transistor are mixed is used, for example, in an apparatus having a protection circuit shown in FIG. In particular, the electrode 1218 can be used as a wiring including a resistor shown in FIG. 8 by extending it.

【0044】図14には、積層化されたPチャネル型薄
膜トランジスタとNチャネル型薄膜トランジスタとを有
する装置の作製方法を示す。図10〜図12に示した方
法を利用して、まず、基板上にN型の不純物領域を有す
る半導体領域1405、1406、さらに、それらの上
にゲイト絶縁膜を介して設けられたゲイト電極140
3、1404を作製し、Nチャネル型薄膜トランジスタ
1401と1402を得る。この薄膜トランジスタのゲ
イト電極になる部分を電気的に外部と接続しなかった場
合にはこれらの素子はダイオードとして機能することは
先に述べたとおりである。こうして、図14(A)を得
る。
FIG. 14 shows a method of manufacturing a device having stacked P-channel thin film transistors and N-channel thin film transistors. Using the method shown in FIGS. 10 to 12, first, semiconductor regions 1405 and 1406 each having an N-type impurity region on a substrate, and further, a gate electrode 140 provided thereon via a gate insulating film.
3 and 1404, and N-channel thin film transistors 1401 and 1402 are obtained. As described above, these elements function as diodes when the gate electrode of the thin film transistor is not electrically connected to the outside. Thus, FIG. 14A is obtained.

【0045】ついで層間絶縁膜1407を形成し、その
上にP型の不純物領域を有する半導体領域1408、1
409、さらに、それらの上にゲイト絶縁膜を介して設
けられたゲイト電極1410、1411を作製し、Pチ
ャネル型薄膜トランジスタ1412と1413を得る。
こうして、図14(B)を得る。
Next, an interlayer insulating film 1407 is formed, and a semiconductor region 1408 having a P-type impurity region thereon is formed.
409, and further, gate electrodes 1410 and 1411 provided thereover with a gate insulating film interposed therebetween to obtain P-channel thin film transistors 1412 and 1413.
Thus, FIG. 14B is obtained.

【0046】最後に全体に層間絶縁膜を形成した後、必
要な電極、例えば1414〜1423を形成する。こう
して図14(C)に示されるような、Pチャネル型薄膜
トランジスタとNチャネル型薄膜トランジスタの混在し
た回路が得られる。
Finally, after an interlayer insulating film is entirely formed, necessary electrodes, for example, 1414 to 1423 are formed. Thus, a circuit in which a P-channel thin film transistor and an N-channel thin film transistor are mixed as shown in FIG. 14C is obtained.

【0047】[0047]

【実施例】〔実施例1〕本実施例では、薄膜トランジス
タの作製方法を中心に説明する。作製方法は図11をも
とに説明する。まず、石英ガラス等の高価でない700
度C以下、例えば約600度Cの熱処理に耐えうるガラ
ス基板上に、マグネトロンRF(高周波)スパッタ法を
用いてブロッキングとしての酸化珪素膜を基板上に、1
00〜300nmの厚さに作製する。プロセス条件は実
質的に酸素100%、99.9%以上の酸素雰囲気、成
膜温度15度C、出力400〜800W、圧力0.5P
aとした。ターゲットに石英または単結晶シリコンを用
いた成膜速度は3〜10nm/分であった。
[Embodiment 1] In this embodiment, a method of manufacturing a thin film transistor will be mainly described. The manufacturing method will be described with reference to FIG. First, an inexpensive 700 such as quartz glass
On a glass substrate that can withstand heat treatment at a temperature of not higher than C, for example, about 600 ° C., a silicon oxide film as a blocking film is formed on the substrate by magnetron RF (high frequency) sputtering.
It is manufactured to a thickness of 00 to 300 nm. The process conditions are substantially 100% oxygen, an oxygen atmosphere of 99.9% or more, a film formation temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 P.
a. The deposition rate using quartz or single crystal silicon as the target was 3 to 10 nm / min.

【0048】この上にシリコン膜をLPCVD法、スパ
ッタ法またはプラズマCVD法によって形成した。LP
CVD法で形成する場合、結晶化温度よりも100〜2
00度C低い450〜550度C、例えば530度Cで
ジシラン(Si26)またはトリシラン(Si38)を
CVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜
300Paとした。成膜速度は5〜25nm/分であっ
た。Nチャネル型薄膜トランジスタとPチャネル型薄膜
トランジスタのスレシュホールド電圧(Vth)を概略同
一に制御するためにホウソをジボランを混入して1×1
15〜1×10 18cm-3の濃度として成膜中に添加して
もよい。
A silicon film is formed thereon by LPCVD and spa
It was formed by a sputtering method or a plasma CVD method. LP
When formed by the CVD method, the crystallization temperature is 100 to 2
At 450-550 ° C, for example 530 ° C
Disilane (SiTwoH6) Or trisilane (SiThreeH8)
The film was supplied to a CVD apparatus to form a film. The reactor pressure is 30 ~
It was set to 300 Pa. The deposition rate was 5 to 25 nm / min.
Was. N channel type thin film transistor and P channel type thin film
Transistor threshold voltage (Vth)
1 × 1 with borax mixed with diborane to control
015~ 1 × 10 18cm-3During the film formation
Is also good.

【0049】スパッタ法でおこなう場合、スパッタの背
圧を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをターゲ
ットとして、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰
囲気でおこなった。例えばアルゴン20%、水素80%
とした。成膜温度は150度C、周波数は13.56M
Hz、スパッタ出力は400〜800W、成膜時圧力は
0.5Paであった。
In the case of the sputtering method, the back pressure of the sputtering was set to 1 × 10 −5 Pa or less, and a single crystal silicon was used as a target in an atmosphere containing 20 to 80% of hydrogen mixed with argon. For example, argon 20%, hydrogen 80%
And Film formation temperature is 150 ° C, frequency is 13.56M
Hz, the sputter output was 400-800 W, and the pressure during film formation was 0.5 Pa.

【0050】プラズマCVD法によって珪素膜を形成す
る場合、温度は例えば300度Cとし、モノシラン(S
iH4)またはジシラン(Si26)を用いた。これら
をPCVD装置内に導入し、13.56MHzの高周波
電力を加えて成膜した。
When a silicon film is formed by the plasma CVD method, the temperature is set to, for example, 300 ° C., and monosilane (S
iH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) was used. These were introduced into a PCVD apparatus, and a high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.

【0051】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。こ
の酸素濃度が高いと結晶化させにくく、熱アニール温度
を高く、または熱アニール時間を長くしなければならな
い。また、少なすぎると、バックライト(表示素子の後
方に配置された光源)により、薄膜トランジスタがオフ
状態であるにも関わらず、ソース・ドレイン間に電流が
流れるというリークが発生する。そのため、酸素の濃度
は4×1019〜4×1020cm-3の範囲とした。水素の
濃度は4×1020cm-3り、珪素の4×1022cm-3
比較すると、1原子%であった。また、ソース、ドレイ
ンに対してより結晶化を助長させるため、酸素濃度を7
×1019cm-3以下、好ましくは1×1019cm-3以下
とし、表示素子を構成する薄膜トランジスタのチャネル
形成領域にのみ酸素をイオン注入法によって5×1020
〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。その
とき、周辺回路を構成する薄膜トランジスタには光照射
がされないため、この酸素の混入をより少なくし、より
大きいキャリヤ移動度を得ることによって、装置の高周
波動作をさせることが可能である。
The coatings formed by these methods are:
It is preferable that oxygen is 5 × 10 21 cm −3 or less. If the oxygen concentration is high, crystallization is difficult, and the thermal annealing temperature must be high or the thermal annealing time must be long. On the other hand, if the amount is too small, a leak occurs in which a current flows between the source and the drain due to the backlight (the light source arranged behind the display element), even though the thin film transistor is in an off state. Therefore, the concentration of oxygen is set in the range of 4 × 10 19 to 4 × 10 20 cm −3 . The concentration of hydrogen was 4 × 10 20 cm −3 , which was 1 atomic% as compared with 4 × 10 22 cm −3 of silicon. In order to further promote crystallization of the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7
× 10 19 cm -3 or less, preferably 1 × 10 19 cm -3 or less, the display thin film transistor 5 × 10 oxygen by ion implantation only in a channel formation region of which constitutes the element 20
You may add so that it may be set to about 5 * 10 < 21 > cm < -3 >. At this time, since light is not irradiated to the thin film transistor forming the peripheral circuit, the device can be operated at a high frequency by reducing the mixing of oxygen and obtaining a higher carrier mobility.

【0052】次にアモルファス状態の珪素膜を50〜5
00nm、例えば150nmの厚さに作製の後、450
〜700度Cの温度にて12〜70時間非酸化性雰囲気
にて中温度の加熱処理、例えば水素雰囲気下にて600
度Cの温度で保持した。珪素膜の下の基板表面にアモル
ファス構造の酸化珪素膜が形成されているため、この熱
処理で特定の核が発生せず、全体に均一に加熱アニール
される。すなわち、成膜時はアモルファス構造を有し、
また水素は単に混入しているのみである。
Next, the silicon film in an amorphous state is
After fabrication to a thickness of 00 nm, e.g.
Heat treatment at a medium temperature in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of ~ 700 ° C for 12 to 70 hours, for example, 600
It was kept at a temperature of degree C. Since a silicon oxide film having an amorphous structure is formed on the substrate surface below the silicon film, no specific nucleus is generated by this heat treatment, and the whole is uniformly heat-annealed. That is, it has an amorphous structure during film formation,
Further, hydrogen is simply mixed.

【0053】アニールにより、珪素膜はアモルファス構
造から秩序性の高い状態に移り、一部には結晶状態を呈
する。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高
い領域では特に結晶化して結晶状態になろうとする。し
かしこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合が
なされるため、珪素同士は互いにひっぱりあう。レーザ
ーラマン分光法による測定の結果、単結晶の珪素のラマ
ンピーク521cm-1より低波数がわいシフトした、例
えば、515cm-1程度に中心を有するピークが得られ
る。それの見掛け上の結晶粒径は、ラマンピークの半値
幅から計算すると5〜50nmで、マイクロクリスタル
と同じ程度であるが、実際にはこの結晶性の高い領域は
多数存在して、クラスタ状の構造を形成し、各クラスタ
間は互いに珪素同士で結合(アンカリング)されたセミ
アモルファス構造の被膜を形成させることができた。
As a result of the annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and partially exhibits a crystalline state. In particular, in a region having a relatively high order after silicon is formed, the region tends to be crystallized particularly to a crystalline state. However, since the silicon existing between these regions is bonded to each other, the silicons are pulled by each other. As a result of measurement by laser Raman spectroscopy, a peak having a lower wavenumber than the Raman peak of 521 cm -1 of single crystal silicon and having a center at about 515 cm -1 is obtained. The apparent crystal grain size thereof is 5 to 50 nm, calculated from the half width of the Raman peak, which is about the same as that of the microcrystal. A structure was formed, and a film having a semi-amorphous structure in which silicon was bonded (anchored) to each other between the clusters could be formed.

【0054】結果として、被膜は実質的に粒界(グレイ
ンバウンダリー、以下GBという)がない状態となる。
キャリヤは各クラスタ間をアンカリングされた箇所を通
じて互いに容易に移動しうるため、いわゆるGBの明確
に存在する多結晶珪素よりも高いキャリヤ移動度を呈す
る。すなわち、ホール移動度として、10〜200cm
2/Vs、電子移動度として、15〜300cm2/Vs
が得られた。
As a result, the film is substantially free of grain boundaries (GB).
Carriers can easily move from one cluster to another through the anchored locations between the clusters, thus exhibiting higher carrier mobilities than so-called GB clearly present polycrystalline silicon. That is, as the hole mobility, 10 to 200 cm
2 / Vs, as electron mobility 15 to 300 cm 2 / Vs
was gotten.

【0055】他方、上記のごとき中温度でのアニールで
はなく、900〜1200度Cの高温でのアニールによ
り被膜を多結晶化すると、核からの固相成長により被膜
中の不純物の偏析がおきて、GBには酸素、窒素、炭素
等の不純物が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、G
Bでのバリヤ(障壁)を作ってそこでのキャリヤの移動
を阻害し、あるいはキャリヤをトラップし、結果として
10cm2/Vs以下のキャリヤ移動度しか得られな
い。すなわち、本実施例ではかくのごとき理由により、
セミアモルファスまたはセミクリスタル構造を有するシ
リコン半導体を用いている。して、この半導体膜を第1
のフォトマスクを用いてパターニングし、半導体領域1
101〜1104を形成した。1つの半導体領域の大き
さとしては、例えば10μm×50μmとした。
On the other hand, if the film is polycrystallized by annealing at a high temperature of 900 to 1200 ° C. instead of annealing at the medium temperature as described above, segregation of impurities in the film occurs due to solid phase growth from nuclei. , GB contain many impurities such as oxygen, nitrogen, and carbon, and have high mobility in the crystal.
A barrier is created at B to hinder carrier movement there, or trap carriers, resulting in a carrier mobility of less than 10 cm 2 / Vs. That is, in the present embodiment, for the reason described above,
A silicon semiconductor having a semi-amorphous or semi-crystalline structure is used. Then, this semiconductor film is
Patterning using a photomask of the semiconductor region 1
101 to 1104 were formed. The size of one semiconductor region was, for example, 10 μm × 50 μm.

【0056】この上に酸化珪素膜1105をゲイト絶縁
膜として50〜200nm、例えば100nmの厚さに
形成した。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の
作製と同じ条件で作製した。この成膜時にフッ素もしく
はその化合物(フッ化水素やフッ化珪素等)を混入する
ことにより、被膜中に、1015〜1019cm-3、例えば
5×1016cm-3の濃度のフッ素を添加し、ナトリウム
イオン等の固定化をさせてもよい。
On this, a silicon oxide film 1105 was formed as a gate insulating film to a thickness of 50 to 200 nm, for example, 100 nm. This was produced under the same conditions as those for producing the silicon oxide film as the blocking layer. By mixing fluorine or a compound thereof (hydrogen fluoride, silicon fluoride, or the like) at the time of film formation, fluorine having a concentration of 10 15 to 10 19 cm −3 , for example, 5 × 10 16 cm −3 is added to the film. It may be added to immobilize sodium ions and the like.

【0057】この後、この上側にリンが1〜5×1021
cm-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜
とその上にモリブテン、タングステン、モリブテンシリ
サイド、タングステンシリサイドとの多層構造膜110
6を形成した。これを第2のフォトマスクにてパターニ
ングし、ゲイト電極1107〜1110を形成した。こ
のときのゲイト電極の幅は、例えば10μmとし、その
厚さは、リンドープされた珪素膜0,2μmとモリブテ
ン膜0.3μmの計0.5μmとした。
After this, phosphorus is 1 to 5 × 10 21 on the upper side.
cm.sup.- 3 silicon film or a multilayer structure film 110 of molybdenum, tungsten, molybdenum silicide, and tungsten silicide thereon.
6 was formed. This was patterned using a second photomask to form gate electrodes 1107 to 1110. At this time, the width of the gate electrode was, for example, 10 μm, and the thickness thereof was 0.5 μm in total, that is, a phosphorus-doped silicon film of 0.2 μm and a molybdenum film of 0.3 μm.

【0058】さらに、全体にフォトレジストを塗布し、
第3のフォトマスクを用いて、フォトレジストのパター
ニングをおこない、イオン注入をした際に半導体領域1
102と1103のみにイオンが注入されるように、半
導体領域1101と1104を隠し、ホウソを1〜5×
1015cm-2のドーズ量でイオン注入法によって添加し
てP型の不純物領域1111〜1114を形成した。同
じく、新たに全体にフォトレジストを塗布し、第4のフ
ォトマスクを用いて、フォトレジストのパターニングを
おこない、イオン注入をした際に半導体領域1101と
1104のみにイオンが注入されるように、半導体領域
1102と1103を隠し、リンを1〜5×1015cm
-2のドーズ量でイオン注入法によって添加して、N型の
不純物領域1115〜1118を形成した。
Further, a photoresist is applied to the whole,
The photoresist is patterned using the third photomask, and the semiconductor region 1 is formed when ion implantation is performed.
The semiconductor regions 1101 and 1104 are hidden so that ions are implanted only into the regions 102 and 1103, and the borrow is 1 to 5 ×
P-type impurity regions 1111 to 1114 were formed by ion implantation at a dose of 10 15 cm -2 . Similarly, a photoresist is newly applied to the entire surface, the photoresist is patterned using a fourth photomask, and the semiconductor is formed so that ions are implanted only into the semiconductor regions 1101 and 1104 when the ions are implanted. Hide areas 1102 and 1103 and add phosphorus to 1-5 × 10 15 cm
N-type impurity regions 1115 to 1118 were formed by ion implantation at a dose of -2 .

【0059】これらの不純物の導入は酸化珪素膜を通じ
ておこなった。しかし、ゲイト電極をマスクとしてシリ
コン上の酸化珪素膜を取り除き、その後、ホウソ、リン
を直接珪素膜中にイオン注入してもよい。
The introduction of these impurities was performed through a silicon oxide film. However, the silicon oxide film on the silicon may be removed using the gate electrode as a mask, and then boron and phosphorus may be directly ion-implanted into the silicon film.

【0060】次に600度Cにて10〜50時間で再び
加熱アニールをおこなった。各薄膜トランジスタのソー
ス、ドレイン領域の不純物を活性化して、P+、N+とし
て作製した。また、ゲイト電極の下にはチャネル形成領
域が実質的に真性(I型)のセミアモルファス半導体と
して形成されている。
Next, heat annealing was performed again at 600 ° C. for 10 to 50 hours. Impurities in the source and drain regions of each thin film transistor were activated to produce P + and N + . In addition, a channel forming region is substantially formed as an intrinsic (I-type) semi-amorphous semiconductor under the gate electrode.

【0061】かくすると、セルフアライン方式でありな
がらも、700度C以上に全ての工程で温度を加えるこ
となく、Pチャネル型あるいはNチャネル型、あるいは
その両方の薄膜トランジスタを作製することができる。
そのため、基板材料として高価な石英等を用いることな
く装置を作製することができる。よって、例えば、液晶
の大型表示装置には極めて適したプロセスであるといえ
る。
In this way, a P-channel type, an N-channel type, or both types of thin film transistors can be manufactured without applying a temperature at 700 ° C. or more in all the steps even though the self-aligned type is used.
Therefore, the device can be manufactured without using expensive quartz or the like as a substrate material. Therefore, for example, it can be said that the process is extremely suitable for a large-sized liquid crystal display device.

【0062】本実施例でが熱アニールは、半導体領域形
成時(図11(A))およびソース、ドレイン領域への
イオン注入後(図11(D))の2回おこなった。しか
し、半導体領域形成前後でのアニールは、求める薄膜ト
ランジスターの特性によって省略し、また、この2回の
アニールをイオン注入工程の後の1回で兼ねることによ
り、製造工程の簡略化、製造時間の短縮を図ってもよ
い。
In this embodiment, the thermal annealing was performed twice during the formation of the semiconductor region (FIG. 11A) and after the ion implantation into the source and drain regions (FIG. 11D). However, the annealing before and after the formation of the semiconductor region is omitted depending on the characteristics of the thin film transistor to be sought, and the two annealings are performed once after the ion implantation process, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing time. Shortening may be achieved.

【0063】さて、その後、図11(E)において示す
ように、全体に前記したスパッタ法により酸化珪素膜を
形成し、これを層間絶縁膜とした。この層間絶縁膜は、
酸化珪素以外にも、リンガラス、ボロガタラス、あるい
はリン・ボロンガラス等を用いてもよい。また、その形
成方法はLPCVD法、光CVD法、常圧CVD法のご
とき気相成長法が適していたが、ゾルゲル法のごとき、
液体・固体の化学反応を利用する方法によって十分な特
性を示す材料が得られた。特に後者の方法は、コストの
低減と、大面積化に適していることが判明した。この層
間絶縁膜の厚さとしては、例えば、0.2〜0.6μm
を形成したが、これは、薄膜トランジスタの大きさによ
って決定されるため、これより厚い場合も、また薄い場
合もあり得る。
After that, as shown in FIG. 11E, a silicon oxide film was entirely formed by the above-mentioned sputtering method, and this was used as an interlayer insulating film. This interlayer insulating film is
In addition to silicon oxide, phosphorus glass, borogataras, phosphorus-boron glass, or the like may be used. In addition, a vapor phase growth method such as an LPCVD method, a photo CVD method, and a normal pressure CVD method was suitable for the formation method.
Materials exhibiting sufficient properties were obtained by a method utilizing liquid / solid chemical reactions. In particular, it has been found that the latter method is suitable for reducing costs and increasing the area. The thickness of the interlayer insulating film is, for example, 0.2 to 0.6 μm.
However, since this is determined by the size of the thin film transistor, it may be thicker or thinner.

【0064】その後、前記層間絶縁膜に、第5のフォト
マスクを用いて、電極用の窓を形成し、さらに、これら
全体にアルミニウムをスパッタ法によって形成した。ア
ルミニウムのかわりにクロムのような耐熱性の金属を用
いることも可能である。そして、第6のフォトマスクに
よって、アルミニウムをパターニングし、電極・リード
1119〜1128を形成した。こうして、図11
(E)が得られた。このとき、図11には示されていな
いが、駆動回路と薄膜トランジスタとを結ぶ、信号線も
同時に形成することが可能である。
Thereafter, a window for an electrode was formed in the interlayer insulating film using a fifth photomask, and aluminum was formed on the whole of the window by a sputtering method. It is also possible to use a heat-resistant metal such as chromium instead of aluminum. Then, aluminum was patterned using a sixth photomask to form electrodes / leads 1119 to 1128. Thus, FIG.
(E) was obtained. At this time, although not shown in FIG. 11, a signal line connecting the driver circuit and the thin film transistor can be formed at the same time.

【0065】さらに、その上に抵抗率が102〜1012
Ωcm、好ましくは104〜108Ωcmのアモルファス
シリコン膜を、例えば、30〜200nmの厚さで形成
した。そして、第7のフォトマスクを用いてパターニン
グをおこない、抵抗として機能する配線1307、13
08を形成した。図13において、斜線部は配線間のコ
ンタクトの有ることを示す。図15には、上記の工程に
よって作製された素子の断面が示されている。図15
(A)において、1502は上記のアモルファスシリコ
ンによって形成された抵抗配線を示す。
Further, the resistivity is further set to 10 2 to 10 12
An amorphous silicon film of Ωcm, preferably 10 4 to 10 8 Ωcm, was formed with a thickness of, for example, 30 to 200 nm. Then, patterning is performed using a seventh photomask, and wirings 1307 and 13 functioning as resistors are formed.
08 was formed. In FIG. 13, a hatched portion indicates that there is a contact between wirings. FIG. 15 shows a cross section of the device manufactured by the above steps. FIG.
15A, reference numeral 1502 denotes a resistance wiring formed of the above amorphous silicon.

【0066】その後、表面を平坦化用有機樹脂150
1、例えば透光性ポリイミド樹脂を塗布形成し、表示素
子領域の必要な部分に第8のフォトマスクによって電極
用穴を形成し、さらに、透明導電性材料の被膜、例え
ば、酸化錫、酸化インジウム、酸化ニッケル、酸化亜
鉛、あるいはそれらの合金・化合物、例えば、酸化イン
ジウム・錫(ITO)の被膜を、スパッタ法によって形
成した。そして、これをフォトマスクを使用しない、例
えば、レーザースクライブ(レーザーエッチング)法に
よってパターニングをおこなった。もちろん、通常のよ
うにマスクを用いて、パターニングをおこなうことも可
能であるが、特に表示装置の面積が大きな場合にはマス
ク合わせは高度の技術を要し、マスク合わせの回数が増
えることは歩留りの低下につながるため出来れば避ける
ことが望ましい。レーザースクライブ法ではマスク合わ
せは不必要であり、また、透明導電膜のパターニングは
レーザースクライブ法によって可能な最小パターン幅の
0.3μmに比べればその10倍以上であるため、歩留
りを低下させずにパターニングできる理想的な方法であ
る。このようにしてパターニングして、画素電極150
3を形成した。
Then, the surface is flattened with an organic resin 150.
1. For example, a transparent polyimide resin is applied and formed, an electrode hole is formed in a necessary portion of a display element region by an eighth photomask, and a transparent conductive material film such as tin oxide or indium oxide is further formed. , Nickel oxide, zinc oxide, or alloys / compounds thereof, for example, a film of indium tin oxide (ITO) was formed by a sputtering method. This was patterned by a laser scribe (laser etching) method without using a photomask, for example. Of course, it is also possible to perform patterning using a mask as usual, but especially when the area of the display device is large, advanced mask alignment is required, and an increase in the number of times of alignment of the mask is a yield. It is desirable to avoid it if possible because it leads to a decrease in Mask alignment is not required in the laser scribe method, and the patterning of the transparent conductive film is at least 10 times as large as the minimum pattern width of 0.3 μm possible by the laser scribe method. This is the ideal method for patterning. By patterning in this manner, the pixel electrode 150
3 was formed.

【0067】そして、このITOは室温〜150度Cで
成膜し、200〜400度Cの酸素、または大気中での
アニールをおこなった。
Then, this ITO was formed at a temperature of room temperature to 150 ° C., and annealed in oxygen at 200 to 400 ° C. or in the air.

【0068】その後、表示装置、例えば液晶表示装置の
作製に必要な各種の工程、例えば対向電極の形成や、液
晶表示装置であれば液晶の注入等、を経て、表示装置が
作製されたが、本発明とは直接関係ないので詳細につい
ては述べない。
Thereafter, the display device was manufactured through various steps necessary for manufacturing a display device, for example, a liquid crystal display device, for example, formation of a counter electrode, and liquid crystal injection for a liquid crystal display device. The details are not described because they are not directly related to the present invention.

【0069】〔実施例2〕実施例1と同様な手法によっ
て、図11(E)を得た。その後、図15(B)に示さ
れるように表面に平坦化用有機樹脂1504、例えば透
光性ポリイミド樹脂を塗布形成し、周辺の保護回路を含
む領域、および表示素子領域の必要な部分に第8のフォ
トマスクによって電極用穴を形成し、さらに、透明導電
性材料の被膜、例えば、酸化錫、酸化インジウム、酸化
ニッケル、酸化亜鉛、あるいはそれらの合金・化合物、
例えば、酸化インジウム・錫(ITO)の被膜を、スパ
ッタ法によって形成した。そして、これを第9のフォト
マスクを使用して、パターニングをおこなった。そし
て、表示素子領域において、画素電極1505を、周辺
領域において、抵抗として機能する配線(図13におい
ては、1307や1308に対応する)を形成した。
[Embodiment 2] FIG. 11 (E) was obtained in the same manner as in Embodiment 1. After that, as shown in FIG. 15B, a flattening organic resin 1504, for example, a light-transmitting polyimide resin is applied to the surface, and a peripheral region including a protection circuit and a necessary portion of a display element region are formed. The electrode hole is formed by the photomask of No. 8, and a film of a transparent conductive material, for example, tin oxide, indium oxide, nickel oxide, zinc oxide, or an alloy or compound thereof,
For example, a film of indium tin oxide (ITO) was formed by a sputtering method. This was patterned using a ninth photomask. Then, in the display element region, the pixel electrode 1505 was formed, and in the peripheral region, a wiring functioning as a resistor (corresponding to 1307 and 1308 in FIG. 13) was formed.

【0070】そして、このITOは室温〜150度Cで
成膜し、200〜400度Cの酸素、または大気中での
アニールをおこなった。
The ITO was formed at a temperature of room temperature to 150 ° C., and annealed in oxygen at 200 to 400 ° C. or in the air.

【0071】その後、表示装置、例えば液晶表示装置の
作製に必要な各種の工程、例えば対向電極の形成や、液
晶表示装置であれば液晶の注入等、を経て、表示装置が
作製されたが、本発明とは直接関係ないので詳細につい
ては述べない。
After that, the display device was manufactured through various steps necessary for manufacturing a display device, for example, a liquid crystal display device, for example, formation of a counter electrode, and liquid crystal injection for a liquid crystal display device. The details are not described because they are not directly related to the present invention.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明を用いることによって、液晶、強
誘電体、その他、電気光学的な効果を有する材料を用い
た表示装置で、表示素子を薄膜トランジスタを用いた方
法によって駆動するものにおいて、薄膜トランジスタ等
の素子をサージ電圧から保護することができ、よって、
上記表示装置の信頼性の向上、耐久性の向上、および長
寿命化を達成することができた。
According to the present invention, there is provided a display device using a liquid crystal, a ferroelectric, or another material having an electro-optical effect, in which a display element is driven by a method using a thin film transistor. Can be protected from surge voltage,
The reliability, durability, and life of the display device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 表示素子部の構造の例を示す。FIG. 1 illustrates an example of a structure of a display element portion.

【図2】 表示素子部の構造の例を示す。FIG. 2 illustrates an example of a structure of a display element portion.

【図3】 表示素子部の構造の例を示す。FIG. 3 illustrates an example of a structure of a display element portion.

【図4】 表示素子部の構造の例を示す。FIG. 4 illustrates an example of a structure of a display element portion.

【図5】 本発明の保護回路の利用例を示す。FIG. 5 shows an application example of the protection circuit of the present invention.

【図6】 本発明の保護回路の例を示す。FIG. 6 shows an example of a protection circuit of the present invention.

【図7】 本発明の保護回路の例を示す。FIG. 7 shows an example of a protection circuit of the present invention.

【図8】 本発明の保護回路の例を示す。FIG. 8 shows an example of a protection circuit of the present invention.

【図9】 本発明の保護回路の例を示す。FIG. 9 shows an example of a protection circuit of the present invention.

【図10】本発明の保護回路の作製方法を示す。FIG. 10 illustrates a method for manufacturing a protection circuit of the present invention.

【図11】本発明の保護回路の作製方法を示す。FIG. 11 illustrates a method for manufacturing a protection circuit of the present invention.

【図12】本発明の保護回路の作製方法を示す。FIG. 12 illustrates a method for manufacturing a protection circuit of the present invention.

【図13】本発明の保護回路の例を示す。FIG. 13 shows an example of a protection circuit of the present invention.

【図14】本発明の保護回路の作製方法を示す。FIG. 14 illustrates a method for manufacturing a protection circuit of the present invention.

【図15】本発明の保護回路の例を示す。FIG. 15 shows an example of a protection circuit of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1301・・・N型の不純物領域を含む半導体領域 1302・・・P型の不純物領域を含む半導体領域 1303・・・ゲイト電極 1304・・・不純物領域間を接続する金属電極・リー
ド 1305・・・不純物領域間を接続する金属電極・リー
ド 1306・・・信号線 1307、1308・・・抵抗として機能する配線
1301 ... Semiconductor region including N-type impurity region 1302 ... Semiconductor region including P-type impurity region 1303 ... Gate electrode 1304 ... Metal electrode and lead 1305 connecting between impurity regions Metal electrodes and leads for connecting between impurity regions 1306: signal lines 1307, 1308: wiring functioning as resistors

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/786 H01L 29/78 612B 619A 623Z (72)発明者 竹村 保彦 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/786 H01L 29/78 612B 619A 623Z (72) Inventor Yasuhiko Takemura 398, Hase, Atsugi-shi, Kanagawa KK Semiconductor Energy Laboratory

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Pチャネル型薄膜トランジスタとNチャネ
ル型薄膜トランジスタを有する周辺領域と、 ダイオードを有する保護回路とを有する表示装置におい
て、 前記Pチャネル型薄膜トランジスタ及び前記Nチャネル
型薄膜トランジスタは、 半導体膜と、 前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上にゲート電極とを有し、 前記周辺領域上に平坦化用樹脂膜を有し、 前記平坦化樹脂膜は前記ダイオードに延在していること
を特徴とする表示装置。
1. A display device comprising: a peripheral region having a P-channel thin film transistor and an N-channel thin film transistor; and a protection circuit having a diode, wherein the P-channel thin film transistor and the N-channel thin film transistor are a semiconductor film; A gate insulating film on the semiconductor film; a gate electrode on the gate insulating film; a planarizing resin film on the peripheral region; the planarizing resin film extending to the diode A display device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】Pチャネル型薄膜トランジスタとNチャネ
ル型薄膜トランジスタを有する周辺領域と、 ダイオードを有する保護回路とを有する表示装置におい
て、 前記Pチャネル型薄膜トランジスタ及び前記Nチャネル
型薄膜トランジスタは、 ソース領域とドレイン領域とチャネル領域とを有する半
導体膜と、 前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上にゲート電極とを有し、 前記周辺領域上に平坦化用樹脂膜を有し、 前記平坦化樹脂膜は前記ダイオードに延在しており、 前記ソース領域及びドレイン領域の酸素濃度が1×10
19cm-3以下であることを特徴とする表示装置。
2. A display device comprising: a peripheral region having a P-channel thin film transistor and an N-channel thin film transistor; and a protection circuit having a diode, wherein the P-channel thin film transistor and the N-channel thin film transistor have a source region and a drain region. A semiconductor film having a semiconductor film having a channel region; a gate insulating film on the semiconductor film; a gate electrode on the gate insulating film; a planarizing resin film on the peripheral region; The resin film extends to the diode, and the source region and the drain region have an oxygen concentration of 1 × 10
A display device having a size of 19 cm -3 or less.
【請求項3】Pチャネル型薄膜トランジスタとNチャネ
ル型薄膜トランジスタを有する周辺領域と、 ダイオードを有する保護回路とを有する表示装置におい
て、 前記Pチャネル型薄膜トランジスタ及び前記Nチャネル
型薄膜トランジスタは、 ソース領域とドレイン領域とチャネル領域とを有する半
導体膜と、 前記半導体膜上にゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上にゲート電極とを有し、 前記周辺領域上に平坦化用樹脂膜を有し、 前記平坦化樹脂膜は前記ダイオードに延在しており、 前記チャネル形成領域の酸素濃度が5×1021cm-3
下であることを特徴とする表示装置。
3. A display device comprising: a peripheral region having a P-channel thin film transistor and an N-channel thin film transistor; and a protection circuit having a diode, wherein the P-channel thin film transistor and the N-channel thin film transistor have a source region and a drain region. A semiconductor film having a semiconductor film having a channel region; a gate insulating film on the semiconductor film; a gate electrode on the gate insulating film; a planarizing resin film on the peripheral region; A display device, wherein a resin film extends over the diode, and an oxygen concentration in the channel formation region is 5 × 10 21 cm −3 or less.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれか一項において、 前記ゲート絶縁膜は、弗素を含む酸化珪素膜であること
を特徴とする表示装置。
4. The display device according to claim 1, wherein the gate insulating film is a silicon oxide film containing fluorine.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれか一項において、 前記ゲート電極は、シリコン膜であることを特徴とする
表示装置。
5. The display device according to claim 1, wherein the gate electrode is a silicon film.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれか一項において、 前記ゲート電極は、シリコン膜上にモリブデン、タング
ステン、モリブテンシリサイド、タングステンシリサイ
ドとの多層構造膜であることを特徴とする表示装置。
6. The display device according to claim 1, wherein the gate electrode is a multilayer structure film of molybdenum, tungsten, molybdenum silicide, and tungsten silicide on a silicon film.
【請求項7】請求項1乃至6のいずれか一項において、 前記ダイオードはPINダイオードであることを特徴と
する表示装置。
7. The display device according to claim 1, wherein the diode is a PIN diode.
【請求項8】請求項1乃至7のいずれか一項において、 前記平坦化有機樹脂膜は透光性ポリイミド膜であること
を特徴とする表示装置。
8. The display device according to claim 1, wherein the flattening organic resin film is a light-transmitting polyimide film.
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