JP2001339051A - Protective circuit for circuit element - Google Patents

Protective circuit for circuit element

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JP2001339051A
JP2001339051A JP2000160351A JP2000160351A JP2001339051A JP 2001339051 A JP2001339051 A JP 2001339051A JP 2000160351 A JP2000160351 A JP 2000160351A JP 2000160351 A JP2000160351 A JP 2000160351A JP 2001339051 A JP2001339051 A JP 2001339051A
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Japan
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protection
circuit
input
output terminal
insulating film
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Yoshiaki Aoki
良朗 青木
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the breakage of a circuit element caused by static electricity in the formation process of a transistor element or after its formation, in a semiconductor device where circuit elements such as the above transistor element and a wiring pattern are formed on an insulating substrate. SOLUTION: This is a protective circuit consisting of a protective resistance element 13 being arranged on an insulating substrate 10 equipped with a circuit element and input/output terminals 11 and 12, and connected between the adjacent input/output terminals 11 and 12. The end of the protective resistance element 13 and a part of the input/output terminals 11 and 12 form a protective capacitive element 15 through a gate insulating film 14.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は回路素子の保護回
路に関するもので、詳しくは絶縁基板上に形成されたト
ランジスタ素子や配線パターンなどの保護回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection circuit for a circuit element, and more particularly to a protection circuit for a transistor element and a wiring pattern formed on an insulating substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、液晶表示装置のアレイ基板のよう
に、絶縁基板上にトランジスタ素子や配線パターンなど
の回路素子を形成した半導体装置においては、製造過程
で静電気により回路素子が破壊されるのを防止するた
め、保護回路が設けられている。この保護回路は、回路
素子に接続する入出力端子間に抵抗素子又はダイオード
素子を保護素子として接続し、静電気を分散することで
回路素子の破壊につながる電流が流れるのを防ぐように
したものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device having a circuit element such as a transistor element or a wiring pattern formed on an insulating substrate, such as an array substrate of a liquid crystal display device, the circuit element is destroyed by static electricity in a manufacturing process. In order to prevent this, a protection circuit is provided. In this protection circuit, a resistance element or a diode element is connected as a protection element between the input / output terminals connected to the circuit element to prevent the flow of a current that would destroy the circuit element by dispersing static electricity. is there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記抵抗素
子やダイオード素子などの保護素子は、トランジスタ素
子と同一工程で形成されるため、保護素子として機能さ
せるには、トランジスタ素子の形成まで待たなければな
らない。このため、トランジスタ素子の形成過程におい
て、ゲート電極が形成されてからソース、ドレイン電極
が形成されるまでの間に生じる静電気破壊に対しては、
保護素子として機能することはなく、製品の歩留まり低
下を防ぐ有効な手段とはならなかった。
Incidentally, since the protective elements such as the resistor element and the diode element are formed in the same step as the transistor element, it is necessary to wait for the formation of the transistor element before the transistor element can function as the protective element. No. For this reason, in the process of forming the transistor element, electrostatic breakdown that occurs between the time when the gate electrode is formed and the time when the source and drain electrodes are formed is prevented.
It did not function as a protection element, and was not an effective means for preventing a reduction in product yield.

【0004】また、トランジスタ素子が形成された後で
あっても、静電気により保護素子の許容量を越えるよう
な大電流が流れてしまうと、とくに入出力端子に近い部
分にあるトランジスタ素子の破壊を免れることができな
いという問題点があった。
[0004] Even after the transistor element is formed, if a large current exceeding the permissible amount of the protection element flows due to static electricity, destruction of the transistor element particularly near the input / output terminal may occur. There was a problem that he could not escape.

【0005】この発明は、トランジスタ素子の形成過程
や形成後に生じる静電気に対し、回路素子の破壊を防止
することができる回路素子の保護回路を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a circuit element protection circuit capable of preventing a circuit element from being destroyed by static electricity generated during or after a transistor element is formed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、回路
素子とこれに接続する入出力端子とを備えた基板上に配
置され、隣接する前記入出力端子の間に接続された抵抗
素子からなる回路素子の保護回路である。この保護回路
は、前記抵抗素子の端部と前記入出力端子の一部が絶縁
膜を介して容量素子を形成するように配置されたことを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a resistive element disposed on a substrate having a circuit element and an input / output terminal connected thereto, and connected between the adjacent input / output terminals. It is a protection circuit for a circuit element consisting of: This protection circuit is characterized in that an end of the resistance element and a part of the input / output terminal are arranged so as to form a capacitance element via an insulating film.

【0007】請求項2の発明は、回路素子とこれに接続
する入出力端子とを備えた基板上に配置され、隣接する
前記入出力端子の間に接続されたダイオード素子からな
る回路素子の保護回路である。この保護回路は、前記ダ
イオード素子の端部と前記入出力端子の一部が絶縁膜を
介して容量素子を形成するように配置されたことを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a protection for a circuit element comprising a diode element disposed on a substrate having a circuit element and an input / output terminal connected thereto and connected between the adjacent input / output terminals. Circuit. This protection circuit is characterized in that an end of the diode element and a part of the input / output terminal are arranged so as to form a capacitance element via an insulating film.

【0008】好ましい形態として、前記抵抗素子又はダ
イオード素子は、トランジスタ素子を形成する活性層と
同一の層で形成する。
In a preferred embodiment, the resistance element or the diode element is formed of the same layer as an active layer forming a transistor element.

【0009】また好ましい形態として、前記絶縁膜は、
トランジスタ素子のゲート絶縁膜と同一の絶縁膜とす
る。
In a preferred embodiment, the insulating film comprises:
The insulating film is the same as the gate insulating film of the transistor element.

【0010】さらに好ましい形態として、トランジスタ
素子の活性層をポリシリコン又はアモルファスシリコン
で形成する。
In a further preferred embodiment, the active layer of the transistor element is formed of polysilicon or amorphous silicon.

【0011】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記抵抗素子又はダイオード素子の端部に、
例えば鋸状のような複数の突起部が形成されていること
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, an end of the resistance element or the diode element has
For example, a plurality of protrusions having a saw-like shape are formed.

【0012】請求項4の発明は、回路素子とこれに接続
する入出力端子とを備えた基板上に配置された保護回路
であり、前記入出力端子の端部と前記回路素子の活性層
と同一の層で構成された抵抗素子が絶縁膜を介して容量
素子を形成するように配置されたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a protection circuit disposed on a substrate having a circuit element and an input / output terminal connected to the circuit element, wherein an end of the input / output terminal, an active layer of the circuit element, It is characterized in that the resistance elements composed of the same layer are arranged so as to form a capacitance element via an insulating film.

【0013】好ましい形態として、前記抵抗素子の他端
を、前記絶縁膜よりも膜厚の厚い層間絶縁膜を介して他
の配線と平面的に重なり合うように配置する。ここで、
抵抗素子と前記配線は、層間絶縁膜を介して容量素子を
形成する。
In a preferred embodiment, the other end of the resistance element is disposed so as to overlap with another wiring through an interlayer insulating film having a thickness larger than that of the insulating film. here,
The resistance element and the wiring form a capacitance element via an interlayer insulating film.

【0014】請求項1〜4の構成によれば、図示しない
トランジスタ素子のソース/ドレイン電極が形成される
までの間にゲート電極を破壊するような静電気が発生し
た場合は、トランジスタ素子のゲート電極より先に、抵
抗素子又はダイオード素子、入出力端子及び絶縁膜から
なる容量素子が静電気により破壊されるため、静電気の
もつ高電界エネルギーが消費され、前記ゲート電極の静
電気による破壊が防止される。また、トランジスタ素子
が形成され、保護回路が機能するようになった時点で、
前記抵抗素子又はダイオード素子の許容量を越えるよう
な大電流が流れた場合は、許容量を越えた分の電流によ
り前記容量素子が破壊されるため、静電気のもつ高電界
エネルギーが消費される。したがって、従来に比べてト
ランジスタ素子が静電気により破壊される確率が大幅に
低減する。
According to the first to fourth aspects of the present invention, if static electricity that destroys the gate electrode is generated before the source / drain electrodes of the transistor element (not shown) are formed, the gate electrode of the transistor element is not affected. First, since the resistive element or the diode element, the input / output terminal, and the capacitive element including the insulating film are destroyed by static electricity, high electric field energy of the static electricity is consumed, and the gate electrode is prevented from being destroyed by static electricity. Also, when the transistor element is formed and the protection circuit comes to work,
When a large current exceeding the allowable amount of the resistor element or the diode element flows, the capacitive element is destroyed by the current exceeding the allowable amount, so that high electric field energy of static electricity is consumed. Therefore, the probability that the transistor element is destroyed by static electricity is significantly reduced as compared with the related art.

【0015】とくに請求項3の構成によれば、前記突起
部を覆う絶縁膜の膜厚は部分的に薄くなり、また形状が
鋭角的であれば、静電気の高電界は突起部に集中するこ
とになる。したがって、抵抗素子又はダイオード素子の
の端部では広い範囲で破壊が生じることになり、静電気
のもつ高電界エネルギーはさらに消費される。
In particular, according to the structure of the third aspect, the thickness of the insulating film covering the protrusion is partially reduced, and if the shape is acute, a high electric field of static electricity is concentrated on the protrusion. become. Therefore, destruction occurs in a wide range at the end of the resistance element or the diode element, and the high electric field energy of static electricity is further consumed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる回路素子
の保護回路を、液晶表示装置のアレイ基板に適用した場
合の実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a circuit element protection circuit according to the present invention is applied to an array substrate of a liquid crystal display device will be described below.

【0017】なお、以下の実施形態では、アレイ基板上
に形成された電極構造のうち、保護回路が形成された部
分についてのみ説明するものとし、トランジスタ素子や
配線パターンなどの回路素子については図示及び説明を
省略する。
In the following embodiments, of the electrode structure formed on the array substrate, only the portion where the protection circuit is formed will be described, and circuit elements such as transistor elements and wiring patterns will be illustrated and illustrated. Description is omitted.

【0018】[実施形態1]図1は、実施形態1に係わ
るアレイ基板の電極構造を示す概略図であり、図1
(A)は入出力端子付近の電極構造を示す概略平面図、
図1(B)は(A)のa−a´線に沿って切断した概略
断面図である。
[First Embodiment] FIG. 1 is a schematic view showing an electrode structure of an array substrate according to a first embodiment.
(A) is a schematic plan view showing an electrode structure near an input / output terminal,
FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG.

【0019】絶縁基板10上に形成された入出力端子1
1及び12は、図示しないトランジスタ素子に接続する
配線の一部であり、両端子間は保護抵抗素子13により
電気的に接続されている。この保護抵抗素子13は、ト
ランジスタ素子を形成する活性層と同一の層で形成さ
れ、ドープされる不純物の量を制御することで抵抗素子
となる。この実施形態のトランジスタ素子では、活性層
をポリシリコンで形成している。
Input / output terminal 1 formed on insulating substrate 10
Reference numerals 1 and 12 denote a part of a wiring connected to a transistor element (not shown). Both terminals are electrically connected by a protective resistance element 13. The protection resistance element 13 is formed of the same layer as the active layer forming the transistor element, and becomes a resistance element by controlling the amount of impurities to be doped. In the transistor element of this embodiment, the active layer is formed of polysilicon.

【0020】保護抵抗素子13の端部と入出力端子11
の一部は、ゲート絶縁膜14を介して平面的に重なり合
うように配置されている。ここで、保護抵抗素子13の
端部と入出力端子11の一部は、ゲート絶縁膜14を介
して保護容量素子15を形成する。なお図1(B)では
示していないが、保護抵抗素子13の他方の端部と入出
力端子12の一部についても同様に保護容量素子が形成
されている。
The end of the protection resistor 13 and the input / output terminal 11
Are arranged so as to overlap in a plane with the gate insulating film 14 interposed therebetween. Here, an end portion of the protection resistance element 13 and a part of the input / output terminal 11 form a protection capacitance element 15 via a gate insulating film 14. Although not shown in FIG. 1B, the other end of the protection resistance element 13 and a part of the input / output terminal 12 are similarly formed with protection capacitance elements.

【0021】入出力端子11やゲート絶縁膜14の表面
には、層間絶縁膜16が形成され、さらにその上部には
図示しないトランジスタ部分のソース/ドレイン電極と
同一層の配線17が形成されている。
An interlayer insulating film 16 is formed on the surfaces of the input / output terminals 11 and the gate insulating film 14, and a wiring 17 on the same layer as the source / drain electrodes of the transistor portion (not shown) is formed thereon. .

【0022】保護抵抗素子13の電極構造は図示しない
トランジスタ素子と同一工程で形成されるものであり、
電極構造が形成されると、配線17により入出力端子1
1と保護抵抗素子13とが電気的に接続され、保護抵抗
素子13が保護素子として機能することになる。
The electrode structure of the protective resistance element 13 is formed in the same step as that of the transistor element (not shown).
When the electrode structure is formed, the input / output terminal 1
1 and the protection resistance element 13 are electrically connected, and the protection resistance element 13 functions as a protection element.

【0023】図1に示すような保護抵抗素子13と保護
容量素子15で構成される保護回路において、図示しな
いトランジスタ素子のソース/ドレイン電極が形成され
るまでの間に、ゲート電極を破壊するような静電気が発
生すると、トランジスタ素子のゲート電極より先に保護
容量素子15が破壊される。この破壊の際に、静電気の
もつ高電界エネルギーが消費されるため、ゲート電極の
静電気による破壊を防止することができる。また、トラ
ンジスタ素子が形成され、保護抵抗素子13が保護素子
として機能するようになった時点で、静電気により保護
抵抗素子13の許容量を越えるような大電流が流れた場
合は、許容量を越えた分の電流により保護容量素子15
が破壊される。このときも、静電気のもつ高電界エネル
ギーが消費されることになる。したがって、従来に比べ
てトランジスタ素子が静電気により破壊される確率が大
幅に低減し、静電気破壊による歩留まり低下を防止する
ことができる。
In the protection circuit shown in FIG. 1 including the protection resistance element 13 and the protection capacitance element 15, the gate electrode is broken before the source / drain electrodes of the transistor element (not shown) are formed. When such static electricity is generated, the protection capacitance element 15 is destroyed before the gate electrode of the transistor element. At the time of this destruction, high electric field energy of static electricity is consumed, so that destruction of the gate electrode due to static electricity can be prevented. Further, when a large current that exceeds the allowable amount of the protective resistance element 13 flows due to static electricity at the time when the transistor element is formed and the protective resistance element 13 functions as the protection element, the allowable amount is exceeded. The protection capacitance element 15
Is destroyed. Also at this time, the high electric field energy of the static electricity is consumed. Therefore, the probability that the transistor element is destroyed by static electricity is greatly reduced as compared with the related art, and a decrease in yield due to electrostatic breakdown can be prevented.

【0024】[実施形態2]図2は、実施形態2に係わ
るアレイ基板の電極構造を示す概略図であり、図2
(A)は入出力端子付近の電極構造を示す概略平面図、
図2(B)は(A)のb−b´線に沿って切断した概略
断面図である。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrode structure of an array substrate according to Embodiment 2.
(A) is a schematic plan view showing an electrode structure near an input / output terminal,
FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along the line bb ′ in FIG.

【0025】この実施形態2は、保護素子をダイオード
素子で構成した場合の例を示している。その他の構成は
実施形態1と同じであり、同等部分には同一符号を付し
ている。
The second embodiment shows an example in which the protection element is constituted by a diode element. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same parts.

【0026】絶縁基板10上に形成された入出力端子1
1及び12の間は、保護ダイオード素子18により電気
的に接続されている。この保護ダイオード素子18は、
トランジスタ素子を形成する活性層と同一の層で形成さ
れ、ドープされる不純物の量を制御することでダイオー
ド素子となる。この実施形態のトランジスタ素子では、
活性層をポリシリコンで形成している。
The input / output terminal 1 formed on the insulating substrate 10
1 and 12 are electrically connected by a protection diode element 18. This protection diode element 18
The diode element is formed by the same layer as the active layer forming the transistor element and by controlling the amount of doped impurities. In the transistor element of this embodiment,
The active layer is formed of polysilicon.

【0027】保護ダイオード素子18の端部と入出力端
子11の一部は、ゲート絶縁膜14を介して平面的に重
なり合うように配置されている。ここで、保護ダイオー
ド素子18の端部と入出力端子11の一部は、ゲート絶
縁膜14を介して保護容量素子19を形成する。図2
(B)では示していないが、保護ダイオード素子18の
他方の端部と入出力端子12の一部についても同様に保
護容量素子が形成されている。
The end of the protection diode element 18 and a part of the input / output terminal 11 are disposed so as to overlap in a plane with the gate insulating film 14 interposed therebetween. Here, an end of the protection diode element 18 and a part of the input / output terminal 11 form a protection capacitance element 19 via the gate insulating film 14. FIG.
Although not shown in (B), the other end of the protection diode element 18 and a part of the input / output terminal 12 are similarly formed with protection capacitance elements.

【0028】入出力端子11やゲート絶縁膜14の表面
には、層間絶縁膜16が形成され、さらにその上部に図
示しないトランジスタ素子のソース/ドレイン電極と同
一層の配線17が形成されている。
An interlayer insulating film 16 is formed on the surfaces of the input / output terminals 11 and the gate insulating film 14, and a wiring 17 in the same layer as the source / drain electrodes of the transistor element (not shown) is formed thereon.

【0029】この実施形態2の電極構造についても、図
示しないトランジスタ素子と同一工程で形成されるもの
であり、電極構造が形成されると、配線17により入出
力端子11と保護ダイオード素子18とが電気的に接続
され、保護ダイオード素子18が保護素子として機能す
ることになる。
The electrode structure according to the second embodiment is also formed in the same step as the transistor element (not shown). When the electrode structure is formed, the input / output terminal 11 and the protection diode element 18 are connected by the wiring 17. The protection diode element 18 is electrically connected and functions as a protection element.

【0030】図2に示すような保護ダイオード素子18
と保護容量素子19で構成される保護回路において、図
示しないトランジスタ素子のソース/ドレイン電極が形
成されるまでの間に、ゲート電極を破壊するような静電
気が発生すると、トランジスタ素子のゲート電極より先
に保護容量素子19が破壊される。このとき、静電気の
もつ高電界エネルギーが消費されるため、ゲート電極の
静電気による破壊を防止することができる。また、トラ
ンジスタ素子が形成され、保護ダイオード素子18が保
護素子として機能するようになった時点で、保護ダイオ
ード素子18の許容量を越えるような大電流が流れた場
合は、許容量を越えた分の電流により保護容量素子19
が破壊される。このときも、静電気のもつ高電界エネル
ギーが消費されることになる。したがって、従来に比べ
てトランジスタ素子が静電気により破壊される確率が大
幅に低減し、静電気破壊による歩留まり低下を防止する
ことができる。
The protection diode element 18 shown in FIG.
In the protection circuit composed of the transistor and the protection capacitance element 19, if static electricity that destroys the gate electrode is generated before the source / drain electrodes of the transistor element (not shown) are formed, Then, the protection capacitance element 19 is destroyed. At this time, since the high electric field energy of the static electricity is consumed, the gate electrode can be prevented from being damaged by the static electricity. When a large current that exceeds the allowable amount of the protection diode element 18 flows at the time when the transistor element is formed and the protection diode element 18 functions as the protection element, the amount exceeding the allowable amount is used. Of the protection capacitance element 19
Is destroyed. Also at this time, the high electric field energy of the static electricity is consumed. Therefore, the probability that the transistor element is destroyed by static electricity is greatly reduced as compared with the related art, and a decrease in yield due to electrostatic breakdown can be prevented.

【0031】[実施形態3]図3は、実施形態3に係わ
るアレイ基板の電極構造を示す概略図であり、入出力端
子付近の電極構造を示す概略平面図である。図3は図1
(A)に対応しており、同等部分には同一符号を付して
いる。ここでは実施形態1との相違点について説明す
る。
Third Embodiment FIG. 3 is a schematic diagram showing an electrode structure of an array substrate according to a third embodiment, and is a schematic plan view showing an electrode structure near input / output terminals. FIG. 3 is FIG.
(A), and equivalent parts are denoted by the same reference numerals. Here, differences from the first embodiment will be described.

【0032】この実施形態3では、保護容量素子21を
構成する保護抵抗素子13の平面形状が、入出力端子1
1と重なり合う端部において鋸状に形成されている。
In the third embodiment, the protective resistive element 13 constituting the protective capacitive element 21 has a planar shape of the input / output terminal 1.
It is formed in a saw-like shape at the end overlapping with 1.

【0033】このように、保護抵抗素子13の端部を鋸
状に形成した場合は、この鋸状の部分を覆うゲート絶縁
膜14の膜厚が部分的に薄くなり、また形状が鋭角的に
なるため、静電気の高電界は鋸状の部分のとくに鋭角的
な部分に集中することになる。実施形態1のように保護
抵抗素子13の端部を矩形状とした場合、破壊されやす
い部分は角の2箇所となるが、図3に示すように端部を
鋸状とした場合は、広い範囲で破壊が生じることにな
り、静電気のもつ高電界エネルギーは分散され、破壊の
際に消費されるエネルギーも多くなる。したがって、実
施形態1に比べて保護回路としての機能をより向上させ
ることが可能となる。
As described above, when the end portion of the protective resistance element 13 is formed in a sawtooth shape, the thickness of the gate insulating film 14 covering the sawtooth portion is partially reduced, and the shape is sharpened. Therefore, the high electric field of the static electricity is concentrated on a particularly sharp portion of the saw-like portion. When the end of the protective resistance element 13 is rectangular as in the first embodiment, there are two corners that are easily broken, but when the end is saw-shaped as shown in FIG. Breakage occurs in the range, the high electric field energy of the static electricity is dispersed, and more energy is consumed at the time of breakdown. Therefore, the function as a protection circuit can be further improved as compared with the first embodiment.

【0034】この実施形態3では、保護抵抗素子13を
備えた保護回路を例として説明したが、例えば図4に示
すように、保護ダイオード素子18を備えた保護回路に
も適用することができる。図4では、保護容量素子22
を構成する保護ダイオード素子18の平面形状が、入出
力端子11と重なり合う端部で鋸状に形成されている。
この場合においても、静電気のもつ高電界エネルギーは
さらに消費されることになるため、保護回路としての機
能をより向上させることが可能となる。
In the third embodiment, the protection circuit provided with the protection resistor element 13 has been described as an example. However, for example, as shown in FIG. 4, the invention can also be applied to a protection circuit provided with the protection diode element 18. In FIG. 4, the protection capacitance element 22
Is formed in a saw-tooth shape at an end overlapping with the input / output terminal 11.
Also in this case, the high electric field energy of the static electricity is further consumed, so that the function as the protection circuit can be further improved.

【0035】なお、実施形態3では、保護抵抗素子13
や保護ダイオード素子18の端部を鋸状に形状した例に
ついて説明したが、静電気のもつ高電界エネルギーを分
散させ、エネルギーをさらに消費させる作用は、このよ
うな鋸状だけでなく、複数の鋭角的な突起部を形成する
ことで達成することができる。
In the third embodiment, the protection resistance element 13
And an example in which the end portion of the protection diode element 18 is formed in a saw shape, the action of dispersing the high electric field energy of the static electricity and further consuming the energy is not limited to such a saw shape, but a plurality of acute angles. This can be achieved by forming a typical projection.

【0036】[実施形態4]図5は、実施形態4に係わ
るアレイ基板の電極構造を示す概略図であり、図5
(A)は入出力端子付近の電極構造を示す概略平面図、
図5(B)は(A)のc−c´線に沿って切断した概略
断面図である。
Fourth Embodiment FIG. 5 is a schematic diagram showing an electrode structure of an array substrate according to a fourth embodiment.
(A) is a schematic plan view showing an electrode structure near an input / output terminal,
FIG. 5B is a schematic cross-sectional view taken along the line cc ′ of FIG.

【0037】この実施形態4では、保護素子と保護容量
素子を並列的に形成した例について説明する。なお図5
では、保護素子としてダイオード素子を用いた例を示
し、実施形態2と同等部分には同一符号を付している。
In the fourth embodiment, an example in which a protection element and a protection capacitance element are formed in parallel will be described. FIG. 5
Here, an example in which a diode element is used as a protection element is shown, and the same reference numerals are given to parts equivalent to those in the second embodiment.

【0038】絶縁基板10上に形成された入出力端子1
1及び12の間は、保護ダイオード素子18により電気
的に接続されている。この保護ダイオード素子18は、
トランジスタ素子を形成する活性層と同一の層で形成さ
れ、ドープされる不純物の量を制御することでダイオー
ド素子となる。ただし、保護ダイオード素子18と入出
力端子11は平面的に離れて配置されており、実施形態
2のような容量素子は形成されていない。
Input / output terminal 1 formed on insulating substrate 10
1 and 12 are electrically connected by a protection diode element 18. This protection diode element 18
The diode element is formed by the same layer as the active layer forming the transistor element and by controlling the amount of doped impurities. However, the protection diode element 18 and the input / output terminal 11 are arranged apart from each other in a plane, and the capacitance element as in the second embodiment is not formed.

【0039】この実施形態4においては、図5(B)に
示すように、入出力端子11の一部と図示しないトラン
ジスタ素子の活性層と同一の層で構成された抵抗素子2
2がゲート絶縁膜23を介して平面的に重なり合うよう
に配置されている。ここで、抵抗素子22と入出力端子
11の一部は、ゲート絶縁膜23を介して保護容量素子
24を形成する。抵抗素子22は、トランジスタ素子を
形成する活性層と同一の層で形成され、ドープされる不
純物の量を制御することで抵抗素子となる。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 5B, a part of the input / output terminal 11 and the resistance element 2 formed of the same layer as the active layer of the transistor element (not shown) are used.
2 are arranged so as to overlap in a plane with the gate insulating film 23 interposed therebetween. Here, the resistance element 22 and a part of the input / output terminal 11 form a protection capacitance element 24 via the gate insulating film 23. The resistance element 22 is formed of the same layer as the active layer forming the transistor element, and becomes a resistance element by controlling the amount of doped impurities.

【0040】入出力端子11やゲート絶縁膜23の表面
には、層間絶縁膜25が形成され、さらにその上部に図
示しないトランジスタ素子のソース/ドレイン電極と同
一層の配線27が形成されている。抵抗素子22の他端
は、ゲート絶縁膜23よりも膜厚の厚い層間絶縁膜25
を介して配線27と平面的に重なり合うように配置され
ている。ここで、抵抗素子22と配線27は、層間絶縁
膜25を介して容量素子28を形成する。
An interlayer insulating film 25 is formed on the surfaces of the input / output terminals 11 and the gate insulating film 23, and a wiring 27 of the same layer as the source / drain electrodes of the transistor element (not shown) is formed thereon. The other end of the resistance element 22 has an interlayer insulating film 25 thicker than the gate insulating film 23.
Are arranged so as to overlap the wiring 27 in a plane through the intermediary. Here, the resistance element 22 and the wiring 27 form a capacitance element 28 via an interlayer insulating film 25.

【0041】この実施形態4の電極構造についても、図
示しないトランジスタ素子と同一工程で形成されるもの
であり、電極構造が形成されると、配線17により入出
力端子11と保護ダイオード素子18とが電気的に接続
され、保護ダイオード素子18が保護素子として機能す
ることになる。
The electrode structure of the fourth embodiment is also formed in the same step as the transistor element (not shown). When the electrode structure is formed, the input / output terminal 11 and the protection diode element 18 are connected by the wiring 17. The protection diode element 18 is electrically connected and functions as a protection element.

【0042】図5に示すような保護ダイオード素子1
8、保護容量素子24及び容量素子28でで構成される
保護回路において、図示しないトランジスタ素子のソー
ス/ドレイン電極が形成されるまでの間に、ゲート電極
を破壊するような静電気が発生すると、トランジスタ素
子のゲート電極より先に保護容量素子24が破壊され
る。このとき、静電気のもつ高電界エネルギーが消費さ
れるため、ゲート電極の静電気による破壊を防止するこ
とができる。また、トランジスタ素子が形成され、保護
ダイオード素子18が保護素子として機能するようにな
った時点で、保護ダイオード素子18の許容量を越える
ような大電流が流れた場合は、許容量を越えた分の電流
により保護容量素子24が破壊される。このときも、静
電気のもつ高電界エネルギーが消費されることになる。
したがって、従来に比べてトランジスタ素子が静電気に
より破壊される確率を大幅に低減することができる。
A protection diode element 1 as shown in FIG.
8. In a protection circuit composed of the protection capacitance element 24 and the capacitance element 28, if static electricity that destroys the gate electrode is generated before the source / drain electrodes of the transistor element (not shown) are formed, the transistor The protection capacitance element 24 is destroyed before the gate electrode of the element. At this time, since the high electric field energy of the static electricity is consumed, the gate electrode can be prevented from being damaged by the static electricity. When a large current that exceeds the allowable amount of the protection diode element 18 flows at the time when the transistor element is formed and the protection diode element 18 functions as the protection element, the amount exceeding the allowable amount is used. The protection capacitor 24 is destroyed by the current. Also at this time, the high electric field energy of the static electricity is consumed.
Therefore, the probability that the transistor element is destroyed by static electricity can be greatly reduced as compared with the related art.

【0043】また、容量素子28は、ゲート絶縁膜23
よりも膜厚の厚い層間絶縁膜25を介した構成となって
いるため、保護容量素子24よりも破壊されにくく、こ
のため保護容量素子24が破壊されても、その電流は容
量素子28で捕捉されることになり、他の領域へ流れ出
すことがない。このように、保護ダイオード素子18の
許容量を越えるような大電流は、保護容量素子24及び
容量素子28により消費、捕捉されるため、実施形態1
〜3の場合に比べて、静電気破壊による歩留まり低下を
さらに効果的に防止することが可能となる。
The capacitance element 28 is formed by the gate insulating film 23
Since the structure is formed with an interlayer insulating film 25 having a larger thickness than that of the protective capacitor 24, the current is captured by the capacitor 28 even if the protective capacitor 24 is broken. And will not flow out to other areas. As described above, a large current exceeding the allowable amount of the protection diode element 18 is consumed and captured by the protection capacitance element 24 and the capacitance element 28.
As compared with the cases of Nos. 1 to 3, it is possible to more effectively prevent the yield from being reduced due to electrostatic breakdown.

【0044】なお、実施形態4では、保護素子としてダ
イオード素子を用いた例を示したが、実施形態1と同じ
く保護素子として抵抗素子を用いてもよい。また、実施
形態1及び2のように保護素子の一部に保護容量素子を
形成した構成としてもよいし、その場合の保護容量素子
は実施形態3のような形状としてもよい。
In the fourth embodiment, an example is shown in which a diode element is used as a protection element. However, as in the first embodiment, a resistance element may be used as a protection element. Further, the protection capacitance element may be formed in a part of the protection element as in the first and second embodiments, or the protection capacitance element in that case may be shaped as in the third embodiment.

【0045】さらに、保護素子として保護抵抗素子や保
護ダイオード素子が形成されていなくても静電気破壊に
対しては有効に機能させることができる。
Further, even if a protection resistor element or a protection diode element is not formed as a protection element, it can function effectively against electrostatic breakdown.

【0046】また、実施形態1〜4のトランジスタ素子
では、活性層をポリシリコンで形成した例について示し
たが、トランジスタ素子の活性層はアモルファスシリコ
ンで形成したものであってもよい。
Further, in the transistor elements of the first to fourth embodiments, an example in which the active layer is formed of polysilicon has been described. However, the active layer of the transistor element may be formed of amorphous silicon.

【0047】また、実施形態1〜4では、液晶表示装置
のアレイ基板に適用した場合について説明したが、本発
明に係わる回路素子の保護回路は、絶縁基板上にトラン
ジスタ素子や配線パターンなどの回路素子を形成した半
導体装置一般に適用することができる。
In the first to fourth embodiments, the case where the present invention is applied to an array substrate of a liquid crystal display device has been described. However, a circuit element protection circuit according to the present invention is a circuit element such as a transistor element or a wiring pattern on an insulating substrate. The present invention can be generally applied to a semiconductor device having elements formed thereon.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
回路素子の保護回路によれば、トランジスタ素子の形成
過程で生じる静電気については、ゲート電極が破壊され
る前に容量素子が破壊され、静電気のもつ高電界エネル
ギーが消費されるので、ゲート電極の破壊を防止するこ
とができる。また、トランジスタ素子の形成後に、静電
気により保護素子の許容量を越えるような大電流が流れ
た場合は、許容量を越えた分の電流により容量素子が破
壊され、同じく静電気のもつ高電界エネルギーが消費さ
れるので、とくに入出力端子に近いトランジスタ素子の
静電気による破壊の確率を大幅に低減することができ
る。したがって、静電気破壊による製品の歩留まり低下
を防止することができる。
As described above, according to the circuit element protection circuit according to the present invention, with regard to static electricity generated in the process of forming the transistor element, the capacitive element is destroyed before the gate electrode is destroyed, Since the high electric field energy of the gate electrode is consumed, the breakdown of the gate electrode can be prevented. Also, if a large current that exceeds the allowable amount of the protection element flows due to static electricity after the transistor element is formed, the capacitive element is destroyed by the current exceeding the allowable amount, and the high electric field energy of the static electricity also increases. Since it is consumed, the probability of destruction of a transistor element near an input / output terminal due to static electricity can be significantly reduced. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the yield of the product due to the electrostatic breakdown.

【0049】とくに、抵抗素子又はダイオード素子の端
部に複数の突起部を形成した場合は、容量素子の広い範
囲で破壊を生じさせることができるため、静電気のもつ
高電界エネルギーを分散して、エネルギーをさらに消費
させることができるようになり、保護回路としての機能
をより向上させることができる。
In particular, when a plurality of protrusions are formed at the end of a resistance element or a diode element, destruction can be caused in a wide range of a capacitance element. Energy can be further consumed, and the function as a protection circuit can be further improved.

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

【図1】実施形態1に係わるアレイ基板の電極構造を示
す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an electrode structure of an array substrate according to a first embodiment.

【図2】実施形態2に係わるアレイ基板の電極構造を示
す概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrode structure of an array substrate according to a second embodiment.

【図3】実施形態3に係わるアレイ基板の電極構造を示
す概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an electrode structure of an array substrate according to a third embodiment.

【図4】実施形態3に係わるアレイ基板の他の電極構造
を示す概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing another electrode structure of the array substrate according to the third embodiment.

【図5】実施形態4に係わるアレイ基板の電極構造を示
す概略図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an electrode structure of an array substrate according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…絶縁基板、11,12…入出力端子、13…保護
抵抗素子 14,23…ゲート絶縁膜、15,19,21,22,
24…保護容量素子 18…保護ダイオード素子、28…容量素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Insulating substrate, 11, 12 ... Input / output terminal, 13 ... Protective resistance element 14, 23 ... Gate insulating film, 15, 19, 21, 22, 22
24: protection capacitance element 18: protection diode element, 28: capacitance element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回路素子とこれに接続する入出力端子と
を備えた基板上に配置され、隣接する前記入出力端子の
間に接続された抵抗素子からなる回路素子の保護回路に
おいて、 前記抵抗素子の端部と前記入出力端子の一部が絶縁膜を
介して容量素子を形成するように配置されたことを特徴
とする回路素子の保護回路。
1. A protection circuit for a circuit element, comprising a resistor element disposed on a substrate having a circuit element and an input / output terminal connected to the circuit element and connected between adjacent input / output terminals, A protection circuit for a circuit element, wherein an end of the element and a part of the input / output terminal are arranged so as to form a capacitive element via an insulating film.
【請求項2】 回路素子とこれに接続する入出力端子と
を備えた基板上に配置され、隣接する前記入出力端子の
間に接続されたダイオード素子からなる回路素子の保護
回路において、 前記ダイオード素子の端部と前記入出力端子の一部が絶
縁膜を介して容量素子を形成するように配置されたこと
を特徴とする回路素子の保護回路。
2. A protection circuit for a circuit element comprising a diode element disposed on a substrate having a circuit element and an input / output terminal connected to the circuit element and connected between the adjacent input / output terminals, A protection circuit for a circuit element, wherein an end of the element and a part of the input / output terminal are arranged so as to form a capacitive element via an insulating film.
【請求項3】 前記抵抗素子又はダイオード素子の端部
に複数の突起部が形成されていることを特徴とする請求
項1又は2記載の回路素子の保護回路。
3. The protection circuit for a circuit element according to claim 1, wherein a plurality of protrusions are formed at an end of the resistance element or the diode element.
【請求項4】 回路素子とこれに接続する入出力端子と
を備えた基板上に配置され、前記入出力端子の端部と前
記回路素子の活性層と同一の層で構成された抵抗素子が
絶縁膜を介して容量素子を形成するように配置されたこ
とを特徴とする回路素子の保護回路。
4. A resistive element which is arranged on a substrate having a circuit element and an input / output terminal connected thereto and which is formed of the same layer as an end of the input / output terminal and an active layer of the circuit element. A protection circuit for a circuit element, which is arranged so as to form a capacitor element via an insulating film.
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