JP2008034826A - Thin-film semiconductor device, lateral bipolar thin-film transistor, hybrid thin-film transistor, mos thin-film transistor, and method of manufacturing the thin film transistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁基板上に形成した薄膜トランジスタに関する。 The present invention relates to a thin film transistor formed over an insulating substrate.
OA機器等の画像情報、文字情報の表示装置として、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下TFTと記す)を用いたアクティブマトリックス方式の平面型ディスプレイが知られている。近年、マルチメディア通信技術の発展に伴い、パーソナル用途向けの小型軽量で、高解像度、高画質を有し、かつドライバ回路やその他のメモリ回路、DAコンバータ回路、画像処理回路などの画像表示にかかわる周辺機能をディスプレイパネル上に集積したシステムオンパネルとよばれる機能集積型のディスプレイが次世代のディスプレイとして注目を集めている。 2. Description of the Related Art An active matrix type flat display using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) is known as a display device for image information and character information of OA equipment and the like. In recent years, with the development of multimedia communication technology, it is compact and lightweight for personal use, has high resolution and high image quality, and is related to image display of driver circuits, other memory circuits, DA converter circuits, image processing circuits, etc. A function-integrated display called a system-on-panel in which peripheral functions are integrated on a display panel is attracting attention as a next-generation display.
従来、ディスプレイ用ガラス基板上に形成されるTFTには電界効果型トランジスタの一種であるMOS(Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタがもっぱら用いられている。MOS型のトランジスタはディスプレイの表示画素スイッチやシフトレジスタ等のデジタル回路を構成する上では有利であるため広く用いられている。
近年、ディスプレイ基板上に表示機能以外に、多様な機能を集積してディスプレイデバイスの高付加価値化を図る試みがなされている。例えば、特開2005−18088号には、個々の画素内に光電変換素子を設けてライトペン等の光による入力機能を搭載した液晶表示装置が開示されている。 In recent years, attempts have been made to increase the added value of display devices by integrating various functions in addition to display functions on a display substrate. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-18088 discloses a liquid crystal display device in which a photoelectric conversion element is provided in each pixel and an input function using light such as a light pen is mounted.
例えば、上記の例のような場合、光電流を検出して増幅する機能が必要となる。しかしMOS型トランジスタで構成したソース接地型増幅回路では入力インピーダンスが高く、電流を直接増幅することができない。このような場合、ゲート接地による電流バッファ回路を設けて電流を受けることが行われる。しかし、MOS型トランジスタだけで十分なゲインを得るためには、回路構成が複雑となる。このため簡単な回路では十分な検出感度が得られにくい問題がある。 For example, in the case of the above example, a function for detecting and amplifying the photocurrent is required. However, the common source amplifier circuit composed of MOS transistors has a high input impedance and cannot directly amplify the current. In such a case, a current buffer circuit with a grounded gate is provided to receive current. However, in order to obtain a sufficient gain with only a MOS transistor, the circuit configuration becomes complicated. For this reason, there is a problem that it is difficult to obtain sufficient detection sensitivity with a simple circuit.
一方、電流を入力信号とするトランジスタとしては、バイポーラトランジスタが知られている。単結晶SiあるいはSOI(Silicon On Insulator)基板を用いる場合には、同一基板内に、バイポーラ型トランジスタとCMOS型トランジスタを混在させ、必要に応じて使い分けるBiCMOS技術がすでに確立している。しかしながら、ガラス基板のような耐熱性の低い基板上にこのような2種のデバイスを混在させる構成を形成することは従来の技術では困難であった。その理由は、本発明者はこの要求を満足する技術について研究しており、例えば1m近い大型ガラス基板上で実現できる最小加工寸法はせいぜい3ミクロン程度にとどまることによることが判った。さらに、低温でガラス基板上に形成できるSi薄膜の結晶品質が低く、Si薄膜層内の少数キャリア寿命が短いことも理由の1つと考えられる。 On the other hand, bipolar transistors are known as transistors using current as an input signal. In the case of using a single crystal Si or SOI (Silicon On Insulator) substrate, BiCMOS technology has already been established in which a bipolar transistor and a CMOS transistor are mixed in the same substrate and selectively used as necessary. However, it has been difficult in the prior art to form such a configuration in which two types of devices are mixed on a substrate having low heat resistance such as a glass substrate. The reason for this is that the present inventor has been researching a technique that satisfies this requirement, and for example, it has been found that the minimum processing dimension that can be realized on a large glass substrate of nearly 1 m is limited to about 3 microns at most. Furthermore, it is thought that one of the reasons is that the crystal quality of the Si thin film that can be formed on the glass substrate at a low temperature is low and the minority carrier lifetime in the Si thin film layer is short.
本発明の目的は上記課題を解決するためになされたもので、耐熱性の低い絶縁基板上に設けた半導体薄膜にラテラルバイポーラ薄膜トランジスタやMOS薄膜トランジスタなど少なくとも一種を形成した薄膜トランジスタ、ハイブリッド薄膜トランジスタ、MOS薄膜トランジスタ、薄膜半導体装置を提供するものである。 An object of the present invention was made to solve the above-described problems. A thin film transistor, a hybrid thin film transistor, a MOS thin film transistor, or the like, in which at least one type such as a lateral bipolar thin film transistor and a MOS thin film transistor is formed on a semiconductor thin film provided on an insulating substrate with low heat resistance, A thin film semiconductor device is provided.
例えば、ガラス基板上にMOSトランジスタと、バイポーラトランジスタを集積できる素子構造および製法を提供することにある。 For example, an object of the present invention is to provide an element structure and a manufacturing method capable of integrating MOS transistors and bipolar transistors on a glass substrate.
上記の目的を達成するために、本発明においては以下の構成を含む。 In order to achieve the above object, the present invention includes the following configuration.
本発明の実施形態に記載の発明は、絶縁基板上に形成された半導体薄膜に形成されたソース、チャネル及びドレイン領域を有し、チャネル領域表面には絶縁膜を介してゲート電極が形成されたMOSトランジスタと、MOSトランジスタと同一の絶縁基板上に形成された半導体薄膜に形成されたエミッタ、ベース、コレクタを有するラテラルバイポーラトランジスタとを少なくとも1個以上含むことを特徴とする薄膜半導体装置を含む。 The invention described in the embodiment of the present invention has a source, a channel and a drain region formed in a semiconductor thin film formed on an insulating substrate, and a gate electrode is formed on the surface of the channel region via an insulating film. A thin film semiconductor device including at least one MOS transistor and at least one lateral bipolar transistor having an emitter, a base, and a collector formed on a semiconductor thin film formed on the same insulating substrate as the MOS transistor is included.
また、本発明の実施形態に記載の発明は、絶縁基板上に非単結晶半導体薄膜を形成する工程と、この非単結晶半導体薄膜に逆ピークパターン状のパルスレーザ光を照射して結晶化領域を形成する工程と、結晶化領域にラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ、MOS薄膜トランジスタの少なくとも1種の薄膜トランジスタを形成する工程とを具備することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法を含む。 The invention described in the embodiment of the present invention includes a step of forming a non-single-crystal semiconductor thin film on an insulating substrate, and a crystallization region by irradiating the non-single-crystal semiconductor thin film with a pulse laser beam having a reverse peak pattern. And a method of forming at least one thin film transistor of a lateral bipolar thin film transistor and a MOS thin film transistor in the crystallization region.
さらに、本発明の実施形態に記載の発明は、絶縁基板上に形成された半導体薄膜に形成されたエミッタ、ベース、およびコレクタを有するラテラルバイポーラトランジスタにおいて、半導体薄膜が所定の方向に結晶化された半導体薄膜であるラテラルバイポーラ薄膜トランジスタを含む。 Furthermore, the invention described in the embodiments of the present invention is a lateral bipolar transistor having an emitter, a base, and a collector formed on a semiconductor thin film formed on an insulating substrate. The semiconductor thin film is crystallized in a predetermined direction. A lateral bipolar thin film transistor which is a semiconductor thin film is included.
さらに、ラテラルバイポーラトランジスタのキャリアの移動方向が半導体薄膜の結晶化の方向であるラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ、コレクタを結晶化された半導体薄膜の結晶成長開始点側に、そしてエミッタを結晶成長終了点側に配置したラテラルバイポーラ薄膜トランジスタを含む。 Furthermore, lateral bipolar thin film transistors in which the carrier movement direction of the lateral bipolar transistor is the direction of crystallization of the semiconductor thin film, the collector is placed on the crystal growth start point side of the crystallized semiconductor thin film, and the emitter is placed on the crystal growth end point side A lateral bipolar thin film transistor.
さらに、本発明の実施形態に記載の発明は、絶縁基板上に形成された半導体薄膜に形成されたエミッタ、ベース、コレクタ及びベースに接続された引き出し電極を有し、ベース領域の表面には絶縁膜を介してゲート電極が形成されており、ベース引き出し電極とゲート電極は同電位となるように接続されており、エミッタはMOSトランジスタのソースとして、ベースはMOSトランジスタのチャネルとして、そしてコレクタはMOSトランジスタのドレインとしても動作するMOS−バイポーラハイブリッド薄膜トランジスタにおいて、半導体薄膜は所定の方向に結晶化された半導体薄膜であるハイブリッド薄膜トランジスタを含む。 Furthermore, the invention described in the embodiment of the present invention has an emitter, a base, a collector, and a lead electrode connected to the base formed on a semiconductor thin film formed on an insulating substrate, and the base region has an insulating surface. A gate electrode is formed through a film, the base lead electrode and the gate electrode are connected to have the same potential, the emitter is the source of the MOS transistor, the base is the channel of the MOS transistor, and the collector is the MOS In a MOS-bipolar hybrid thin film transistor that also operates as a drain of a transistor, the semiconductor thin film includes a hybrid thin film transistor that is a semiconductor thin film crystallized in a predetermined direction.
さらに、それぞれがトランジスタを形成する複数のエミッタ(ソース)、ベース(チャネル)およびコレクタ(ドレイン)を含み、各エミッタ(ソース)は共通のエミッタ(ソース)電極に接続され、各ベース(チャネル)は共通のベース(ゲート)電極に接続され、各コレクタ(ドレイン)は共通のコレクタ(ドレイン)電極に接続されているハイブリッドトランジスタ、MOS−バイポーラハイブリッドトランジスタにおけるキャリアの移動方向が半導体薄膜の結晶化の方向であるハイブリッド薄膜トランジスタを含む。 In addition, each includes a plurality of emitters (sources), bases (channels) and collectors (drains) forming a transistor, each emitter (source) being connected to a common emitter (source) electrode, and each base (channel) being Hybrid transistor connected to a common base (gate) electrode, each collector (drain) is connected to a common collector (drain) electrode, the carrier movement direction in the MOS-bipolar hybrid transistor is the direction of crystallization of the semiconductor thin film A hybrid thin film transistor.
さらに、本発明の実施形態に記載の発明は、絶縁基板上に形成された半導体薄膜に形成されたソース、チャネル、およびドレイン領域を有し、チャネル領域の表面には絶縁膜を介してゲート電極が形成されたMOS薄膜トランジスタにおいて、半導体薄膜が所定の方向に結晶化された半導体薄膜であり、ソースを結晶成長開始点側に、ドレインを結晶成長終了点側になるように配置したMOS薄膜トランジスタを含む。 Furthermore, the invention described in the embodiment of the present invention has a source, a channel, and a drain region formed in a semiconductor thin film formed on an insulating substrate, and a gate electrode is formed on the surface of the channel region via an insulating film. The MOS thin film transistor in which the semiconductor thin film is crystallized in a predetermined direction and includes a MOS thin film transistor in which the source is disposed on the crystal growth start point side and the drain is disposed on the crystal growth end point side. .
本発明の実施形態に記載の発明は、さらに、ベース長(LB)が2μm以下であるラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ、ベース幅(w)が5μm以下であるラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ、ベース電極がベースの両側から引き出されているラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ、ベース電極がベース動作領域に直接接続されているラテラルバイポーラ薄膜トランジスタを含む。 The invention described in the embodiments of the present invention further includes a lateral bipolar thin film transistor having a base length (LB) of 2 μm or less, a lateral bipolar thin film transistor having a base width (w) of 5 μm or less, and base electrodes drawn from both sides of the base. A lateral bipolar thin film transistor, and a lateral bipolar thin film transistor in which a base electrode is directly connected to a base operating region.
耐熱性の低い絶縁基板上にラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ、MOS薄膜トランジスタなどの少なくとも1種を設けることができる。さらに、ガラス基板上にMOSトランジスタと、バイポーラトランジスタを集積できる素子構造およびその製法を提供することが可能となる。 At least one of a lateral bipolar thin film transistor and a MOS thin film transistor can be provided over an insulating substrate with low heat resistance. Furthermore, it is possible to provide an element structure capable of integrating a MOS transistor and a bipolar transistor on a glass substrate and a method for manufacturing the element structure.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1Aは、本発明の実施の形態1にかかる、無アルカリガラス基板101上に形成されたバイポーラトランジスタ100の平面図である。図1Bは図1AのX−X´線での断面図である。また、図1Cは図1AのY−Y´線での断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a plan view of a
図1A〜1Cに結晶化された半導体薄膜105に形成されたエミッタ102、ベース103、コレクタ104が示されている。半導体薄膜105は所定の方向に結晶化されている。所定の方向に結晶化された半導体薄膜105とは、例えば逆ピークパターン状の光強度分布を有するパルスレーザ光を半導体薄膜に照射して横方向(水平方向)に結晶化された結晶領域である。所定の方向に結晶化された半導体薄膜105は、後に詳しく述べる結晶化方法によって形成することができる。半導体薄膜105上には、エミッタ電極106、ベース電極107、コレクタ電極108が形成されている。
1A to 1C show an
バイポーラトランジスタ100全体は、図1B、Cに示すように、無アルカリガラス基板101上の例えば膜厚50nmのSiNx膜109と、膜厚100nmのSiО2膜110からなるバッファ絶縁膜111の上に形成されている。このバッファ絶縁膜111はガラス基板101からの不純物の拡散を防止する役割を持つ。バッファ絶縁膜111としては例示以外の構成、例えばSiО2膜のみ、SiNx膜のみ等他の構成を使用することができ、使用可能な基板としては、耐熱性の低い基板で、無アルカリガラスに限定するものではなく、例えば石英基板、プラスチック基板、表面にSiО2膜の形成されたシリコン基板等を使用することができる。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the entire
前記SiО2膜110上には、図2に示すようにトランジスタ100を構成する膜厚200nmで略T字型を有する結晶化された半導体薄膜、例えば所定の方向に結晶化されたSi膜からなる島状領域のパターン112が形成されている。半導体材料はSiに限定されるものではなく、例えばGe、GaAs等を使用することができる。膜厚も200nmに限定されるわけではない。結晶化されたSi膜とはバッファ絶縁膜111上に成膜されたSi膜の総てが結晶化された場合に限らず、トランジスタ形成領域のみ形成したものも含むものとする。
On the SiO 2
結晶化されたSi膜105内には、N+型にドープされたエミッタ102、N−型にドープされたコレクタ104、N+型にドープされたコレクタコンタクト部113、P−型にドープされたベース103、P+型にドープされたベースコンタクト部104が形成されている。
In the
Si膜105上には、例えばSiO2膜からなる第1の層間絶縁膜115に設けたコンタクトスルーホール116を介して、例えばTi/Al/Tiの3層金属膜よりなる電極配線(106,107,108)が接続されている。そして、上記部材全部を覆うように、例えばSiO2からなる第2の層間絶縁膜22が形成されている。
An electrode wiring (106, 107) made of, for example, a three-layer metal film of Ti / Al / Ti is formed on the
ベース領域103の幅Wは、この実施の形態においては5μmであり、長さ(エミッターコレクタ間距離に等しい)LBは1.0μmである。エミッタ102には1×1020(cm−3)のリンがドープされている。また、この実施の形態において、ベースには1×1016(cm−3)のボロンがドープされており、ベースコンタクト部114には1×1020(cm−3)のボロンがドープされている。そして、コレクタ104には1×1017(cm−3)のリンが、コレクタコンタクト部113は1×1020(cm−3)のリンがドープされている。これらの選択的なドーピングは通常の半導体製造技術におけるイオン注入技術を用いて行うことができる。ドーピング材料は上記材料に限定されるものではない。この構造はMОSトランジスタとの同時形成を可能とするため、電流をSi膜の膜厚方向ではなく、水平方向に流すNPN型のラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ素子であり、ベースコンタクトもベースの側面から引き出す構造を持つ。第1の実施形態に示すNPN型に限定するものではなく、PNP型ラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ素子として形成することも可能である。
In this embodiment, the width W of the
このトランジスタ100の動作は、通常のバイポーラトランジスタと同様である。コレクタ104に正電圧を印加しながら、ベース103−エミッタ102間にベース電流を流して、エミッタ−コレクタ間の電流を制御する。
The operation of the
ラテラルバイポーラ薄膜トランジスタにおいて、電流増幅率hFEを決める最も重要なパラメータは、Si膜の結晶品質と、ベース長LBである。Si膜の品質は後述するような、レーザを用いた横方向結晶成長法を採用することにより、数ミクロン以上の長さを持つ結晶膜を使用することにより解決される。この場合、ラテラルバイポーラトランジスタにおけるキャリアの移動方向は半導体薄膜の結晶化の方向であることが望ましい。移動するキャリアが結晶粒界を殆ど横切らないからである。また、ベース長LBは最大でも2μm以下、望ましくは1μm以下とすることが、大きなhFEを確保する上で重要であることが分った。従来のディスプレイで用いられている多結晶シリコンTFTでは、正孔の寿命が短い上に、リソグラフィの制限から1μm以下のベース長形成が困難であるため、大きなhFEを得ることは困難である。 In the lateral bipolar thin film transistor, the most important parameters for determining the current amplification factor hFE are the crystal quality of the Si film and the base length LB. The quality of the Si film can be solved by using a crystal film having a length of several microns or more by adopting a lateral crystal growth method using a laser as described later. In this case, the carrier movement direction in the lateral bipolar transistor is preferably the crystallization direction of the semiconductor thin film. This is because the moving carriers hardly cross the crystal grain boundary. Further, it has been found that the base length LB is at most 2 μm or less, preferably 1 μm or less, in order to secure a large hFE. In a polycrystalline silicon TFT used in a conventional display, it is difficult to obtain a large hFE because the lifetime of holes is short and it is difficult to form a base length of 1 μm or less due to lithography limitations.
また、図1Aに示すような側面からコンタクトを引き出す構造ではトランジスタの幅Wの設計が重要である。バイポーラ動作はベースから注入される正孔が存在する領域でのみ起こる。正孔の濃度は側面コンタクトから離れると減少する。この低下の程度はSi膜中の正孔の拡散距離で決まる。発明者らのシミュレーション実験によれば、側面部から5μm以上離れると正孔濃度は著しく低下しほとんどコレクタ電流が流れないことが分かった。このため、ベースの幅Wは5μm程度以下、望ましくは3μm以下とすることが望ましい。 In the structure in which the contact is drawn from the side as shown in FIG. 1A, the design of the width W of the transistor is important. Bipolar operation occurs only in the region where holes injected from the base are present. The hole concentration decreases with distance from the side contact. The degree of this decrease is determined by the diffusion distance of holes in the Si film. According to the simulation experiment by the inventors, it has been found that when the distance from the side surface portion is 5 μm or more, the hole concentration is remarkably reduced and almost no collector current flows. For this reason, the width W of the base is about 5 μm or less, preferably 3 μm or less.
また、図1Aではベースの一方の側面からだけコンタクトを引き出しているが、図3Aに示すように両側から引き出してもよい。このようにすることで、バイポーラトランジスタとして働く有効なSi膜の幅を大きくできるため、コレクタ電流を大きくできる。また図3Bに示すように、ベース電極107がエミッタ102とコレクタ104に挟まれたベース動作領域118に直接接続されている構造とすることも可能である。
Further, in FIG. 1A, the contacts are drawn out only from one side of the base, but may be drawn out from both sides as shown in FIG. 3A. By doing so, the width of the effective Si film that functions as a bipolar transistor can be increased, so that the collector current can be increased. As shown in FIG. 3B, the
絶縁基板上のラテラルバイポーラ薄膜トランジスタは、ベース−エミッタ間、コレクタ−ベース間の接合断面積が小さく、従って接合容量が小さいため、高周波動作に適するものである。 A lateral bipolar thin film transistor on an insulating substrate is suitable for high-frequency operation because the junction cross-sectional area between the base and the emitter and between the collector and the base is small and the junction capacitance is small.
一方、デメリットとしては、エミッタ断面積が小さいことから、通常の縦型バイポーラトランジスタのように大きな電流を取り出すことができないことである。駆動電流自体は同じSi薄膜上に形成したMОSトランジスタより小さい。このため、従来、バイポーラトランジスタの利点として認識されている大きな電流駆動能力という特徴はこのデバイスにはあてはまらない。むしろ、小電流で高速動作に適したデバイスである。この特徴は、ディスプレイの入出力インターフェイスや、電流センシングのための前置アンプ等には好適なものである。 On the other hand, a disadvantage is that a large current cannot be taken out as in a normal vertical bipolar transistor because the emitter cross-sectional area is small. The drive current itself is smaller than the MOS transistor formed on the same Si thin film. For this reason, the feature of the large current driving capability that has been conventionally recognized as an advantage of the bipolar transistor does not apply to this device. Rather, it is a device suitable for high-speed operation with a small current. This feature is suitable for an input / output interface of a display, a preamplifier for current sensing, and the like.
図4は図1A〜図1Cに示した第1の実施の形態のラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ100における入出力特性である。図4の横軸はエミッタ−コレクタ間電圧、縦軸はコレクタ電流である。ベース電流を5μAステプで増加させ測定した結果を示す。また図5はGummelプロットである。図5の横軸はベース−エミッタ間電圧、縦軸はそれぞれベース電流およびコレクタ電流である。図4から、例えば出力電流0.01mAで10以上の電流増幅率が得られていることが分かる。また、良好な飽和特性が得られており、アナログ回路への適用に望ましい特性が得られていることがわかる。
FIG. 4 shows input / output characteristics of the lateral bipolar
(実施の形態2)
図6に本発明の実施の形態2にかかるガラス基板上のMOS−バイポーラハイブリッド薄膜トランジスタ200の平面図を示す。図7は図6のZ−Z´線における断面図である。また、図8は図1AのA−A´線における断面図である。MOS−バイポーラハイブリッド薄膜トランジスタはMOSトランジスタとバイポーラトランジスタの双方の機能を有するトランジスタである。MOSトランジスタのソースはバイポーラトランジスタのエミッタとしても機能し、MOSトランジスタのチャネルはバイポーラトランジスタのベースとしても機能し、MOSトランジスタのドレインはバイポーラトランジスタのコレクタとしても機能する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a plan view of the MOS-bipolar hybrid
全体は無アルカリガラス基板201上に膜厚50nmnoSiNx膜202と、膜厚100nmのSiO2膜203からなるバッファ絶縁膜204の上に形成されている。使用可能な基板材料としては、無アルカリガラス基板に限定するものではなく、例えば石英基板、プラスチック基板、表面にSiО2膜の形成されたシリコン基板等を使用することができる。バッファ絶縁膜204はガラス基板201からの不純物の拡散を防止する役割を持つ。バッファ絶縁膜204としては例示以外の構成、例えばSiО2膜のみ、SiNx膜のみ等他の構成を使用することができる。場合によってはガラス基板201等の絶縁基板上に直接半導体薄膜205形成しても良い。
The entirety is formed on a
SiO2膜203上には、実施の形態1と同様に、トランジスタを構成する一例として膜厚200nmで略T字型を有する半導体薄膜205、一例としてSi膜が形成されている(図2の112参照)。この実施の形態においてSi膜としては後に詳述するレーザを用いた横方向結晶成長法により形成された数ミクロン以上の長さを持つ単結晶粒を有するSi膜が使用される。半導体薄膜205内には、N+型にドープされたエミッタ(ソース)206、N−型にドープされたコレクタ(ドレインの一部)207、N+型にドープされたコレクタコンタクト(ドレインの一部)208、P−にドープされたベース(チャネル)209、P+型にドープされたベース(チャネル)コンタクト210が形成されている。本実施の形態の素子では、ベース上に、膜厚30nmのSiO2からなるゲート絶縁膜214を介してMoW合金膜よりなるゲート電極211が形成されている点が第1の実施の形態と異なる。以上の説明はNPNトランジスタ(NチャネルMOS薄膜トランジスタ)に関するものであるが、同様にPNPトランジスタ(PチャネルMOS薄膜トランジスタ)構造とすることもできる。
On the SiO 2 film 203, as in the first embodiment, a semiconductor
Si膜205およびゲート電極211上には、第1の層間絶縁膜215に設けたコンタクトスルーホール216を介して、Ti/Al/Tiの3層金属膜よりなる配線213が接続されている。図8のA−A´の断面図から分かるように、ゲート電極211とベース(チャネル)コンタクト212は、電極配線パターン213、この実施の形態ではTi/Al/Tiの3層金属膜のパターンにより接続され同電位となるように構成される。
On the
上記部材全部を覆うようにSiO2からなる第2の層間絶縁膜217が形成されている。
A second
ベース領域の幅Wおよび長さLBは以下の値に限定されるものではないが、この実施の形態において、ベース領域の幅Wは2.5μm、長さ(エミッターコレクタ間距離に等しい)LBは1μmである。 Although the width W and length LB of the base region are not limited to the following values, in this embodiment, the width W of the base region is 2.5 μm and the length (equal to the emitter-collector distance) LB is 1 μm.
第1の実施の形態と同様、エミッタ(ソース)206にはリンが、ベース(チャネル)209にはボロンが、そして、コレクタ(ドレイン)207、208にはリンがドープされている。なお、ドーピング材料は上記材料に限定されるものではない。これら不純物原子の選択的なドーピングは通常の半導体製造技術におけるイオン注入技術を用いて行うことができる。 As in the first embodiment, the emitter (source) 206 is doped with phosphorus, the base (channel) 209 is doped with boron, and the collectors (drains) 207 and 208 are doped with phosphorus. Note that the doping material is not limited to the above materials. The selective doping of these impurity atoms can be performed using an ion implantation technique in a normal semiconductor manufacturing technique.
上記MOS−バイポーラハイブリッド薄膜トランジスタ200は、実施の形態1のラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ100と同一の絶縁基板、例えば無アルカリガラス基板、上に形成することができる。かかる場合、これらのトランジスタが形成される半導体薄膜(105、205)の単結晶化は同一の結晶化工程において行なうことができる。
The MOS-bipolar hybrid
図9は図6〜8に示したハイブリッド薄膜トランジスタ(この例ではベース(チャネル)幅Wが5μm)を20個並列に接続したベース(チャネル)幅Wが全体で100μmのハイブリッド薄膜トランジスタの一部を示す平面図である。Siパターン219上に間隔を置いて形成された複数のベース(チャネル)209を挿んで、それぞれ対応する複数のエミッタ(ソース)206およびコレクタ(ドレイン)207が形成されている。各ベース(ゲート電極)209、エミッタ(ソース)、およびコレクタ(ドレイン)は、共通のゲート(ベース)電極220、共通のエミッタ(ソース)電極221、そして共通のコレクタ(ドレイン)電極222に接続されている。
FIG. 9 shows a part of a hybrid thin film transistor having a base (channel) width W of 100 μm in total in which 20 hybrid thin film transistors shown in FIGS. 6 to 8 (in this example, base (channel) width W is 5 μm) are connected in parallel. It is a top view. A plurality of bases (channels) 209 formed at intervals on the
上述のように、側面コンタクトの素子ではベース(チャネル)幅に制限があるため、大きな電流を駆動するトランジスタでは、Wの小さいトランジスタを複数並列に並べることで、良好な特性を維持することができる。また、このような構造は大電流動作時に素子の自己発熱を防止できる。 As described above, since the base (channel) width is limited in the element of the side contact, good characteristics can be maintained by arranging a plurality of transistors having small W in parallel in a transistor that drives a large current. . Further, such a structure can prevent the element from self-heating during a large current operation.
本素子の動作は、通常のバイポーラトランジスタと同様に、コレクタ(ドレイン)208に正電圧を印加しながら、ベース(ゲート)209−エミッタ(ソース)206間にベース電流を流して、エミッタ(ソース)−コレクタ(ドレイン)間の電流を制御する。ゲート電極211とベース(チャネル)コンタクト212は接続されているため、この時にベース-エミッタ間に印加される1〜2Vの電圧がゲート-ソース間の電圧となる。この電圧がMOSトランジスタのしきい電圧Vtより大きければ、チャネル領域209に表面チャネルが形成され、表面電流が流れる。バイポーラ動作によりエミッタ(ソース206)からベース(チャネル)209に注入された電子はこの表面チャネルを流れる。このため、この素子はバイポーラ単独あるいはMOS単独で動作させる場合より大きな駆動電流が得られることになる。
The operation of this element is to apply a base current between the base (gate) 209 and the emitter (source) 206 while applying a positive voltage to the collector (drain) 208 in the same manner as in a normal bipolar transistor, and thereby the emitter (source). Control the current between the collectors (drains). Since the
図10および図11は上述のハイブリッドTFTの入出力特性とGummelプロットである。図4、5に示したラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ100よりも大きな駆動電流が得られる。また、電流増幅率hFEも大きいことが分かる。図10の電流値はベース電極を接続せず、MOS単独で動作させた時の電流の約2倍となっていることがわかった。
10 and 11 are input / output characteristics and a Gummel plot of the hybrid TFT described above. A driving current larger than that of the lateral bipolar
図12は実施形態2のハイブリッドTFT200のコレクタ(ドレイン)電流と電流増幅率hFEとの関係を示す。最大で500近い電流増幅率hFEが得られている。このように、ハイブリッド動作させることでより高い電流ゲインが得られる。
FIG. 12 shows the relationship between the collector (drain) current and the current amplification factor hFE of the
図13AはSi膜205の膜の品質を変えたハイブリッドTFT200において、MOSモードで動作させた時の電界効果移動度と、バイポーラモードで動作させた時の電流増幅率の関係を示す。電界効果移動度と電流増幅率はほぼ比例し、例えば10以上のhFEとなるためには、350(cm2/V・/s)の表面チャネル移動度が得られるような高品質のSi膜が必要である。このため結晶化されたSi膜を使用するのが好適である。
FIG. 13A shows the relationship between the field effect mobility when operated in the MOS mode and the current amplification factor when operated in the bipolar mode in the
図13BはハイブリッドTFT200におけるベース長LBに対するエミッタコレクタ間のキャリア通過時間(τ)を示す。キャリア通過時間(τ)は、1/ICに対する1/2πfTのプロットから導かれる。キャリア通過時間はベース長LBに対して殆ど直線的に増加し、電子の移動がドリフトによって制限されていることを示している。これには表面チャネルの存在が寄与しており、表面チャネルは注入された電子を効果的に吸収してベース内での移動を増加させている。
FIG. 13B shows the carrier transit time (τ) between the emitter and the collector with respect to the base length LB in the
図14Aおよび図14Bは、上述のバイポーラTFT100あるいはハイブリッドTFT200と同時に同一の基板上に形成可能なMOS型TFT300の断面図および平面図である。全体は無アルカリガラス基板301上に膜厚50nmのSiNx膜321と、膜厚100nmのSiO2膜322からなるバッファ絶縁膜の上に形成されている。
14A and 14B are a sectional view and a plan view of a
MOS型TFT300は通常の電界効果トランジスタと同様に、ドープする不純物の適切な選択によりソースまたはドレイン324、チャネル330を有するP型トランジスタまたはN型トランジスタとすることができる。例えばアモルファスSi膜を所定の方向に結晶化することにより形成することができるシリコン単結晶領域323上には、例えば膜厚30nmのSiO2からなるゲート絶縁膜325が形成されている。そしてその表面には単結晶領域323を横断して延在する例えばMoW合金膜よりなるゲート電極326が形成されている。チャネル長はこのゲート電極326の幅により規定される。そして、上記部材全部を覆うように例えばSiO2からなる層間絶縁膜327が形成されている。層間絶縁膜327に設けたコンタクトスルーホール328を介して、例えばTi/Al/Tiの3層金属膜よりなる電極配線329が形成されている。なお金属膜はTi/Al/Ti以外にも種々の導電材料が使用可能である。
The
図14CにNチャネル ポリ−SiMOS型薄膜トランジスタとSOI−MOS型薄膜トランジスタのゲート長に対するブレークダウン電圧(VBD)を示す。表示装置に使用されるMOS型薄膜トランジスタにおいては、フローティング−ボディ効果によって生じるVBDの低下が重大な問題となる。結晶化されたポリ−SiMOS型薄膜トランジスタはSOI−MOS型薄膜トランジスタより高いブレークダウン電圧を有しており、表示装置に用いる素子として好適なものである。 FIG. 14C shows a breakdown voltage (V BD ) with respect to the gate length of the N-channel poly-SiMOS thin film transistor and the SOI-MOS thin film transistor. In a MOS thin film transistor used for a display device, a decrease in V BD caused by the floating body effect becomes a serious problem. The crystallized poly-SiMOS thin film transistor has a higher breakdown voltage than the SOI-MOS thin film transistor, and is suitable as an element used in a display device.
(半導体薄膜の形成)
例えば液晶パネルを用いた画像表示のための制御は、通常の薄膜トランジスタの製造に使用されているような、基板、例えばガラス基板上に形成されたアモルファスシリコン薄膜を用いた薄膜トランジスタを用いて行うことが可能である。一般にアモルファスシリコン薄膜はアニールして使用される。しかし、ディスプレイ基板としては、以下に述べるアレイ状に形成された実質的に単結晶薄膜からなる複数の島状領域を有する基板を使用するのが特に有効である。かかる基板においては、ディスプレイ装置が必要とするような大面積の基板において、実質的に単結晶薄膜からなる複数の領域を、基板全体として均一な状態で得ることが可能だからである。実質的にと表現したのは、この部分は完全な単結晶薄膜により形成されることが望ましいが、以下に述べる本発明に係る方法で結晶成長させた場合に、複数の単結晶領域により形成される場合もあるからである。
(Formation of semiconductor thin film)
For example, control for image display using a liquid crystal panel may be performed using a thin film transistor using an amorphous silicon thin film formed on a substrate, for example, a glass substrate, which is used for manufacturing a normal thin film transistor. Is possible. In general, an amorphous silicon thin film is used after being annealed. However, as the display substrate, it is particularly effective to use a substrate having a plurality of island-like regions made of a substantially single crystal thin film formed in an array described below. This is because, in such a substrate, a plurality of regions substantially made of a single crystal thin film can be obtained in a uniform state as a whole on a large-area substrate required for a display device. The term “substantially” means that this part is preferably formed of a complete single crystal thin film, but is formed by a plurality of single crystal regions when the crystal is grown by the method of the present invention described below. This is because there are cases where it is necessary.
図15は本発明において使用されるかかる基板400の電子顕微鏡像である。アレイ状の単結晶薄膜からなる複数の領域を形成する基板は、ガラス基板に限定するものではないが、この実施例では透明な無アルカリガラス基板101、201が用いられている。このディスプレイ用の基板は、二次元のマトリクス状に配置されたシリコン薄膜からなる約5μm×5μmの大きさの例えばシリコン薄膜からなる領域が、例えば縦横5μmの間隔で敷き詰められた構造をもつ。
FIG. 15 is an electron microscope image of such a
図15において、個々の単結晶領域401を囲む境界部分には多結晶領域402が存在し、多数の結晶粒界403が存在する。この結晶粒界403にはキャリアの発生・再結合中心として働く電気的に活性な欠陥が存在する。このため、この多結晶領域402は薄膜トランジスタのベースあるいはチャネル領域部分の形成からは除外される。
In FIG. 15, a
図16は図15内の単結晶領域の1つである領域Aを拡大したものである。5μmの領域のうち、周辺部の0.5μm程度の領域は多結晶領域402であり、結晶粒界に見られる多数の欠陥が存在する。したがって、トランジスタのベース(チャネル)領域は、この0.5μm程度の欠陥領域402を含まないように配置する。
FIG. 16 is an enlarged view of region A, which is one of the single crystal regions in FIG. Of the 5 μm region, the peripheral region of about 0.5 μm is the
かかる結晶化された半導体薄膜を有する基板の製造方法は、本出願人により平成15年8月29日に出願された特願2003−209598号明細書に詳しく記載されている。 A method of manufacturing a substrate having such a crystallized semiconductor thin film is described in detail in Japanese Patent Application No. 2003-209598 filed on Aug. 29, 2003 by the present applicant.
ここでは図15および図16に示すような、5μmピッチで配列された1辺が約4μmの大きさのほぼ矩形の単結晶領域を有する薄膜アレイを形成する方法の例について説明する。 Here, an example of a method for forming a thin film array having a substantially rectangular single crystal region with a side of about 4 μm arranged at a pitch of 5 μm as shown in FIGS. 15 and 16 will be described.
ディスプレイ基板として使用する基板がガラス基板の場合、単結晶を得るためにシリコンウエハを作製する時のような高温は使用できない。このため、まず任意の方法によりガラス基板に例えば非晶質シリコン薄膜を成膜する。次にパルス状の紫外レーザ光をこの非晶質シリコン薄膜に照射し非晶質シリコン膜を溶融する。続いて溶融したシリコンを再結晶化させて部分的に単結晶化されたシリコン薄膜領域を得る。この実施例ではシリコンを用いているが、例えばIII-V族半導体を使用する等、使用される半導体材料はシリコンに限定されるものではない。 When the substrate used as the display substrate is a glass substrate, a high temperature as in the case of producing a silicon wafer to obtain a single crystal cannot be used. Therefore, first, for example, an amorphous silicon thin film is formed on the glass substrate by an arbitrary method. Next, this amorphous silicon thin film is irradiated with pulsed ultraviolet laser light to melt the amorphous silicon film. Subsequently, the melted silicon is recrystallized to obtain a partially thinned silicon thin film region. Although silicon is used in this embodiment, the semiconductor material used is not limited to silicon, for example, using a III-V semiconductor.
再結晶させる場合、できるだけ大きな面積を持つ単結晶化領域を得るための一方法として、各アレイ部分毎に温度傾斜を与えて薄膜を溶融し、その後温度傾斜を有するまま基板温度を低下させ再結晶する方法を用いる。このため、適当なパターンを持つ位相シフトマスクを用いて逆ピークパターン状の光強度分布を有する透過光を生成し、基板表面に照射されるレーザビームの光強度に空間分布を持たせ、横方向(水平方向)に温度傾斜を与える手法を採用する。この方法により、レーザビームの照射後の非照射期間において、溶融時の温度傾斜に基き基板の各部分の温度がそれぞれ低下し、低温の部分から順次高温部分に向かって固液界面が移動し、横方向の結晶成長が生ずる。このため、最初に生じた多結晶部分から特に成長に適した結晶部分を種とする結晶成長が拡大し、大きな単結晶の領域が得られる。場合によっては、複数の単結晶領域が形成される場合もあるが、この場合でも成長した結晶の大きさは通常薄膜トランジスタのチャネル領域の大きさよりも大きい。この方法により、1辺が約4μmの大きさのほぼ矩形の複数の実質的に単結晶の領域401を有するアレイを得ることができる。
In the case of recrystallization, as one method for obtaining a single crystallized region having as large an area as possible, a temperature gradient is applied to each array part to melt the thin film, and then the substrate temperature is lowered while maintaining the temperature gradient to perform recrystallization. The method to be used is used. For this reason, using a phase shift mask with an appropriate pattern, the transmitted light having the light intensity distribution of the reverse peak pattern is generated, and the light intensity of the laser beam irradiated on the substrate surface has a spatial distribution, and the lateral direction A method of giving a temperature gradient in the (horizontal direction) is adopted. By this method, in the non-irradiation period after the laser beam irradiation, the temperature of each part of the substrate decreases based on the temperature gradient at the time of melting, and the solid-liquid interface moves sequentially from the low temperature part to the high temperature part, Lateral crystal growth occurs. For this reason, crystal growth using a crystal portion particularly suitable for growth as a seed is expanded from the first generated polycrystalline portion, and a large single crystal region is obtained. In some cases, a plurality of single crystal regions may be formed, but even in this case, the size of the grown crystal is usually larger than the size of the channel region of the thin film transistor. By this method, an array having a plurality of substantially rectangular single-
次に、例えば位相シフトマクを使用した上記再結晶工程を、図17およびを参照して説明する。図17(A)に示す位相シフトマスク510は、透明媒質、例えば、石英基材に厚さの異なる互いに隣合う領域を設けたものである。そして、これら領域間の段差部(位相シフト部)510aの境界で、入射するレーザ光線を回折並びに干渉させる。このようにして入射したレーザ光線の強度について周期的な空間分布を付与するものである。
Next, the recrystallization process using, for example, a phase shift macro will be described with reference to FIG. A
この位相シフトマスク510は、隣接するパターンが逆位相(180°のずれ)となるように構成される。即ち、交互に配列された領域は、位相がπの第1のストリップ領域(位相領域)510bと、位相が0の第2のストリップ領域(位相領域)510cとからなる。これらストリップ領域(位相シフト線領域)はこの例では10μmの幅を有する。具体的には、この位相シフトマスク510は、屈折率が1.5の矩形の石英基板を248nmの光に対して位相がπに相当する深さ、即ち248nmの深さにパターンエッチングして作製する。このエッチングにより薄く形成された領域が第1のストリップ領域510bとなり、エッチングされない領域が第2のストリップ領域510cとなる。
The
このような構成の位相シフトマスク510においては、厚い第2の位相領域510cを通過したレーザ光は、薄い第1の位相領域510bを通過したレーザ光に比較して180°遅れる。この結果、レーザ光間で、干渉と回折とが生じ、図17Bに示すような逆ピークパターン状のレーザ光の強度分布530が得られる。即ち、位相シフト部を通過した光は、隣接する透過光相互が逆位相となるため、これら領域間の対応する位置で光強度が最小、例えば0となる。このため、光強度が最小の部分の温度が最も低くなり、基板表面に周期的な温度分布540が形成される。
In the
レーザ光の照射が停止されると、まずこの温度の最小の部分341もしくはこれの近傍の領域において温度が融点以下となり、半導体が再結晶化する際に核となる多数の多結晶が発生する。このためこの温度の最小の部分541においては最初は多結晶が生成される。しかし、温度傾斜により順次結晶が成長する間に、特に成長に適した結晶方位を有する結晶部分の成長が拡大し、このため各温度傾斜部542において実質的に単結晶の領域が得られる。
When the irradiation with the laser beam is stopped, first, the temperature becomes the melting point or lower in the minimum temperature portion 341 or a region in the vicinity thereof, and a large number of polycrystals serving as nuclei are generated when the semiconductor is recrystallized. For this reason, in the minimum part 541 of this temperature, a polycrystal is produced | generated initially. However, during the sequential growth of the crystal due to the temperature gradient, the growth of the crystal portion having a crystal orientation particularly suitable for the growth is expanded, so that a substantially single crystal region is obtained in each
この説明においては、位相シフトマスク510は、図17Aおよび図17Bに示されるように位相シフト部が互いに平行な複数の直線状になっているもので説明したが、これに限定されることはない。例えば、位相シフト線を直交させ、位相が0とπの部分を市松格子状に配列させることも可能である(図示せず)。この場合は、位相シフト線に沿って格子状の光強度0の領域ができる。このために、結晶の核はこの線上の任意の位置で発生するので、結晶粒の位置、形の制御が難しくなる場合がある。
In this description, the
結晶核の発生を制御するためには、光強度が0となる領域は所定の周期で点状に分布して形成されることが望ましい。このための1方法として、例えば直交する位相シフト線の各位相シフト量はそれぞれ180°未満にする。この場合、各位相シフト線に対応する位置においては光強度は減少するものの完全には0にはならない。しかし、以下に述べるようにシフト量の適切な選択により、位相シフト線の交点の周囲の複素透過率の和を0にすることが可能である。この場合はこの交点に対応する位置の光強度を0にすることができる。 In order to control the generation of crystal nuclei, it is desirable that the region where the light intensity is zero is formed in a dot-like manner with a predetermined period. As one method for this purpose, for example, each phase shift amount of orthogonal phase shift lines is less than 180 °. In this case, although the light intensity is reduced at the position corresponding to each phase shift line, it is not completely zero. However, as described below, the sum of complex transmittances around the intersection of the phase shift lines can be made zero by appropriately selecting the shift amount. In this case, the light intensity at the position corresponding to this intersection can be made zero.
この一例を図17Cを参照して説明する。位相シフトマスク570は、各組が図17に示されるような厚さの異なる4つの正方形の領域550e、550f、550g、550hにより構成されている正方形のパターン552からなる複数の組を有する。各組においては、図17Cに示されるように、第1の領域550eが一番薄く、位相が0となっている。第4の領域550hは一番厚く、位相が第1の領域550eとは3π/2ずれている。これら領域550e,550hの厚さとの間の厚さを有する第2、第3の領域550f,550gは、第1の領域に対して位相がπ/2、πと夫々ずれている。
An example of this will be described with reference to FIG. 17C. The
このようなマスクにおいては、第1ないし第4の領域が隣り合う部分、即ち、正方形のパターンの中心点551が、強度0の領域となる。従って、この点が結晶成長の核となる。図17Cにおいてパターンの中心点即ち各格子点551を強度0の領域とすることができる。このため結晶粒の発生位置を容易に制御できる。このような位相シフトマスクを使用した技術は、特願2002−120312号を基礎出願とし、本願人と同じ出願人による2003年3月19日出願の国際出願PCT/JP03/03366の明細書に記載されている。
In such a mask, a portion where the first to fourth regions are adjacent to each other, that is, a
(実施の形態3)
図18は単結晶Si膜を形成するために用いた他の位相シフとマスク560の断面図と光強度分布の模式図である。この位相シフトマスク560は例えば石英板561上にSiO2で構成された所定のサイズの複数の凸パターン562が所定の密度で配置された構造を有する。この位相シフタ560に空間的に均一化されたレーザ光563を通過させることにより、多層基板(図示せず)の照射面に、鋸歯状の繰り返しパターンの光強度分布564を形成することができる。
(Embodiment 3)
FIG. 18 is a cross-sectional view of another phase shift used for forming a single crystal Si film, a
この実施の形態では、凸パターン562の繰り返しのピッチLxは10μmとしたが、この値は設計により所望の値に設定可能である。図18の光強度分布564は傾斜の異なる一対の直線部565、566により各鋸の歯の部分が形成されている。なお、光度分布はかかる鋸歯状の分布に限定されるものではなく、結晶化に適する任意の光度分布を採用
することができる。
In this embodiment, the repeated pitch Lx of the
図19は本発明により形成された結晶化されたSi膜の表面SEM像である。かかるレーザ光の照射により多層基板を加熱し半導体膜を溶融した後、レーザ光の照射を停止して降温することにより、半導体膜を結晶化させる。この際に、溶融再結晶化はレーザ強度の低い領域から高い領域向かって(図19の上から下に)起こる。その結果、結晶化開始部570では多結晶状態であるが、基板水平方向に結晶成長が進むに従い結晶化容易な方向性を有する結晶粒が次第に大きくなる。このため、後に形成されるTFTの寸法を超える単結晶粒の集合とすることが可能である。結晶化が進み、隣接する結晶化領域と衝突する結晶化終了部571近傍では多結晶となる。
FIG. 19 is a surface SEM image of the crystallized Si film formed according to the present invention. After the multilayer substrate is heated by such laser light irradiation to melt the semiconductor film, the laser light irradiation is stopped and the temperature is lowered to crystallize the semiconductor film. At this time, melt recrystallization occurs from a low laser intensity region to a high region (from the top to the bottom in FIG. 19). As a result, the
上記実施形態では、結晶化のためのレーザ光としてパルス状の紫外レーザ光の例について説明したが、レーザ光は、非晶質半導体(シリコン)薄膜が溶融するエネルギーのレーザ光を出射すればよく、連続発振型レーザ光を使用してもよい。連続発振型レーザ光を使用した結晶化装置は、レーザ光源と非晶質半導体(シリコン)薄膜とを相対的に移動させた状態で連続発振型レーザ光を出射することにより大粒径の結晶化領域を形成することができる。 In the above embodiment, an example of a pulsed ultraviolet laser beam as a laser beam for crystallization has been described. However, the laser beam only needs to emit a laser beam having an energy for melting an amorphous semiconductor (silicon) thin film. Alternatively, continuous wave laser light may be used. Crystallizers using continuous wave laser light crystallize large grains by emitting continuous wave laser light with the laser light source and the amorphous semiconductor (silicon) thin film relatively moved. Regions can be formed.
上記実施形態においては結晶化領域の大きさは、少なくとも各トランジスタのチャネル領域(活性層)が一つの結晶化領域内に形成される大きさである。 In the above embodiment, the size of the crystallization region is such that at least the channel region (active layer) of each transistor is formed in one crystallization region.
図19にはこの膜上に配置したバイポーラトランジスタのパターンイメージを示す。トランジスタは電流が流れるコレクタ、エミッタ方向と結晶成長方向を平行となるように配置してある。このようにすることにより、キャリアの流れが結晶粒界によって妨げられることがないのでより良好な特性が得られる。また、本配置ではコレクタを結晶成長開始点に近く、エミッタを結晶成長終了点に近くなるように配置した。このような配置を以下Forward配置と定義する、コレクタとエミッタの位置を交換した配置をReverse配置と定義する。 FIG. 19 shows a pattern image of a bipolar transistor arranged on this film. The transistors are arranged so that the collector and emitter directions through which current flows are parallel to the crystal growth direction. By doing so, the carrier flow is not hindered by the crystal grain boundaries, so that better characteristics can be obtained. In this arrangement, the collector is arranged close to the crystal growth start point and the emitter is arranged close to the crystal growth end point. Hereinafter, such an arrangement is defined as a forward arrangement, and an arrangement in which the positions of the collector and the emitter are exchanged is defined as a reverse arrangement.
図20は、図19のトランジスタのForward配置とReverse配置におけるGummelプロットである。Forward配置(図20a)の方がReverse配置(図20b)に比べ、電流増幅率が大きい。図21はそれぞれの配置での電流増幅率βをベースーエミッタ間電圧Vbsに対してプロットした図である。Forward配置ではβは30近い値となっているのに対し、Reverse配置ではβは6程度にとどまる。この結果から、コレクタを結晶成長開始点に近く、エミッタを結晶成長終了点に近くなるように配置した方がより良好なトランジスタ特性が得られ望ましい。このような特性の非対称性はベース-コレクタ接合とベース-エミッタ接合で電気特性が異なることに起因すると考えられる。 FIG. 20 is a Gummel plot in the Forward arrangement and the Reverse arrangement of the transistor of FIG. The forward arrangement (FIG. 20a) has a larger current amplification factor than the reverse arrangement (FIG. 20b). FIG. 21 is a diagram in which the current amplification factor β in each arrangement is plotted against the base-emitter voltage Vbs. In the Forward arrangement, β is a value close to 30, whereas in the Reverse arrangement, β is only about 6. From this result, it is desirable that better transistor characteristics can be obtained by arranging the collector close to the crystal growth start point and the emitter close to the crystal growth end point. This asymmetry of characteristics is thought to be due to the difference in electrical characteristics between the base-collector junction and the base-emitter junction.
図22は同じ素子でベース-コレクタ接合とベース-エミッタ接合のダイオード特性を示す。べース-コレクタ接合の方が、逆方向リーク電流が大きく、順方向特性のn値も大きく、再結合中心としてはたらく欠陥密度がべース-コレクタ接合の方が大きいことが分かる。これは、図19のSEM像から分かるように、横方向結晶成長の進行に伴い結晶粒の幅が大きくなるため結晶成長終了点に近づくに従って結晶粒界の密度が小さくなるためと考えられる。以上のように、一方向に成長させた結晶上にバイポーラトランジスタを形成する場合はコレクタを結晶成長開始点に近く、エミッタを結晶成長終了点に近くなるように形成することでより大きな電流増幅率を得ることが出来る。 FIG. 22 shows the diode characteristics of the base-collector junction and the base-emitter junction of the same element. It can be seen that the base-collector junction has a larger reverse leakage current and a larger forward characteristic n value, and the base-collector junction has a higher defect density acting as a recombination center. As can be seen from the SEM image in FIG. 19, the width of the crystal grain increases with the progress of the lateral crystal growth, so the density of the crystal grain boundary decreases as the crystal growth end point is approached. As described above, when a bipolar transistor is formed on a crystal grown in one direction, a larger current amplification factor can be obtained by forming the collector close to the crystal growth start point and the emitter close to the crystal growth end point. Can be obtained.
図23は図19と同じ形態を持つ結晶上に配置したMОSトランジスタの平面模式図である。トランジスタは電流が流れるソース−ドレイン方向と結晶成長方向を平行となるように配置してある。このようにすることにより、キャリアの流れが結晶粒界によって妨げられることがないのでより良好な特性が得られる。また、本配置ではドレインを結晶成長開始点に近く、ソースを結晶成長終了点に近くなるように配置した。このような配置をバイポーラトランジスタの場合と同様に以下Forward配置と定義する、ドレインとソースの位置を交換した配置を同様にReverse配置と定義する。図24はこのように配置されたMОSトランジスタの断面透過電子顕微鏡像である。 FIG. 23 is a schematic plan view of a MOS transistor arranged on a crystal having the same form as FIG. The transistors are arranged so that the source-drain direction in which current flows and the crystal growth direction are parallel. By doing so, the carrier flow is not hindered by the crystal grain boundaries, so that better characteristics can be obtained. In this arrangement, the drain is arranged close to the crystal growth start point and the source is arranged close to the crystal growth end point. Similar to the bipolar transistor, such an arrangement is hereinafter defined as a forward arrangement, and an arrangement in which the drain and source positions are exchanged is similarly defined as a reverse arrangement. FIG. 24 is a cross-sectional transmission electron microscope image of the MOS transistor thus arranged.
図25はこのように作製されたMОSトランジスタのID−VG特性をソース、ドレイン電圧を0.1Vから5,1Vの間で変化させながらForward配置およびReverse配置で測定した結果である。図26は図25の結果からトランジスタのしきい電圧Vthをドレイン電圧の関数としてプロットした結果である。 FIG. 25 shows the results of measurement in the forward arrangement and the reverse arrangement while changing the ID-VG characteristics of the MOS transistor fabricated in this way while changing the source and drain voltages between 0.1V and 5,1V. FIG. 26 is a result of plotting the threshold voltage Vth of the transistor as a function of the drain voltage from the result of FIG.
Reverse配置ではVthのドレイン電圧依存性は小さいが、Forward配置ではドレイン電圧の増大と共にVthは低下し、ドレイン電圧0,5V以上ではVthは負の値となっている。また、ゲート電圧を負の領域でのリーク電流のドレイン電圧依存性がForward配置の方が大きいことが分かる。 In the Reverse arrangement, the dependency of Vth on the drain voltage is small, but in the Forward arrangement, Vth decreases as the drain voltage increases, and when the drain voltage is 0.5 V or more, Vth is a negative value. It can also be seen that the drain voltage dependency of the leakage current in the negative region of the gate voltage is larger in the forward arrangement.
Vthの低下はドレイン接合漏洩電流に起因するボディの電位変調によると考えられる。Forward配置における中程度のVd領域における緩やかに低下するVthはドレイン漏洩およびインパクトイオン化の双方によるボディ電位変調に関連していると考えられる。Forward配置およびReverse配置間のVthの低下の程度の相違は2つの配列間のボディ電位変調の強さが異なることを示している。 It is considered that the decrease in Vth is due to the body potential modulation caused by the drain junction leakage current. The slowly decreasing Vth in the medium Vd region in the Forward arrangement is considered to be related to body potential modulation due to both drain leakage and impact ionization. The difference in the degree of decrease in Vth between the Forward arrangement and the Reverse arrangement indicates that the intensity of body potential modulation between the two arrangements is different.
Vthがドレイン電圧の増大と共に低下すると、実際に回路内で使用するドレイン電圧で大きな貫通電流が流れることになり望ましくない。このようなVthのドレイン電圧依存性の非対称性は、図21や図22に示したドレイン接合とソース接合でのリーク電流や電流増幅率βの非対称性によることが詳細な解析により判明している。図21はVbsに対するβの変化について示す。βはForward配置およびReverse配置の間で約5倍異なることに注目願いたい。接合の漏洩電流およびバイポーラ利得の双方が相異するため、ソースとドレインを交代した場合においてVthの低下について非対称性をもたらすものと考えられる。 When Vth decreases as the drain voltage increases, a large through current flows at the drain voltage actually used in the circuit, which is not desirable. Detailed analysis reveals that this asymmetry of the Vth drain voltage dependency is due to the leakage current and the current amplification factor β asymmetry in the drain junction and the source junction shown in FIGS. . FIG. 21 shows changes in β with respect to Vbs. Note that β differs about 5 times between the Forward and Reverse configurations. Since both the leakage current of the junction and the bipolar gain are different, it is considered that when the source and the drain are changed, an asymmetry is caused with respect to a decrease in Vth.
この結果から、一方向に成長させた結晶上にMОSトランジスタを形成する場合は、ソースを結晶成長開始点に近く、ドレインを結晶成長終了点に近くなるように形成することでVthのドレイン電圧依存性やドレインリーク電流より小さく出来るため望ましい。 From this result, when a MOS transistor is formed on a crystal grown in one direction, the source is close to the crystal growth start point and the drain is close to the crystal growth end point, so that Vth depends on the drain voltage. It is desirable because it can be smaller than the drainage current and drainage current.
(実施の形態4)
図1Aや図6に示したガラス基板上のラテラルバイポーラトランジスタ100あるいはハイブリッドトランジスタ200は、前述したように、通常のバイポーラトランジスタとは違い、大きな駆動電流が必要な回路で用いるのではなく、比較的小さい電流を増幅するのに適したものである。そのような特徴を利用したディスプレイデバイス600への応用として、電流駆動型のシリアルインターフェイスが考えられる。図27にそのような電流駆動型インターフェイスのフロントエンド回路601の一例を示す。
(Embodiment 4)
As described above, the lateral
画像の精細度や色数が増大すると、それだけ伝送すべきデータ量も増大する。しかし、一方で画像表示のリフレッシュ速度は一定であるため、データ量が増えれば、伝送路602のクロック周波数を高くする必要がある。このように、伝送路602の周波数が高くなると、不要な電磁輻射が伝送路から放射され電磁干渉(EMI)により外部機器にノイズをもたらすという問題が生ずる。こために、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)等で知られる、低電圧の差動駆動によりEMIを低下させる手法が採用されている。そのような技術の一例は例えば特開2002−176350号に開示されている。
As the image definition and the number of colors increase, the amount of data to be transmitted increases accordingly. However, since the refresh rate of the image display is constant, the clock frequency of the
また、EMIをさらに効果的に低減できる伝送方式として近年、電流駆動によるシリアルインターフェイスが提案されている。一例が特開2003−76345号に開示されている。図27に示した回路はシステム側から2値の電流信号Isigが供給されることを想定し、これを入力インタフェース回路(IF)603で受け電圧信号に変換し、レベルシフト回路604で電圧増幅を行い、これを以降のシリアルパラレル変換回路605に送り出す構成となっている。ここで、入力インターフェイス回路の入力部にラテラルバイポーラトランジスタを用いている点に特徴がある。
In recent years, a current-driven serial interface has been proposed as a transmission method that can more effectively reduce EMI. An example is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-76345. The circuit shown in FIG. 27 assumes that a binary current signal Isig is supplied from the system side, converts this into a received voltage signal by an input interface circuit (IF) 603, and performs voltage amplification by a
図28に入力インタフェース回路(IF)603、レベルシフト回路604の回路構成例を示す。入力部はエミッタ接地のラテラルバイポーラトランジスタQ1とゲート接地のMOSトランジスタM1をカスコード接続した構成となってる。Q1において入力信号Isigを電流増幅する。M1と負荷抵抗Rdにより電圧信号に変換する。その後この電圧信号はCMOSインバータからなるレベルシフト回路604に入力される。入力に電流を直接増幅できるバイポーラトランジスタQ1を用いることにより、入力される信号電流Isigのレベルをより小さくできる。このため、信号送信システム側での消費電力を低減できる。
FIG. 28 shows a circuit configuration example of the input interface circuit (IF) 603 and the
図29は図28の回路における、入力電流信号Isig、ラテラルバイポーラトランジスタQ1に流れるコレクタ電流Icおよびレベルシフト回路604の出力電圧Voutの信号波形と示す。Isigのレベルは0〜70μAと非常に小さいため、EMIは極小化されている。また、4トランジスタからなる極めて簡単な回路で0〜70μAの電流信号を0〜3Vの電圧信号に変換できる。
FIG. 29 shows signal waveforms of the input current signal Isig, the collector current Ic flowing through the lateral bipolar transistor Q1, and the output voltage Vout of the
本実施例では入力インタフェイス回路603にラテラルバイポーラトランジスタとMOSトランジスタのカスコード接続回路を、レベルシフト回路604にはCMOSインバータを用いた。しかし、回路構成はこれらに限定されるものではなく、一般的な差動増幅回路等も用いることができる。
In this embodiment, a cascode connection circuit of a lateral bipolar transistor and a MOS transistor is used for the
図30は図27に示すインターフェイス回路603を具備した液晶表示装置全体の構成図である。インターフェイス回路603は、映像信号だけでなく、クロック信号Iclk、制御信号等を電流信号として受け、電圧信号に変換する。レベルシフト回路604を経て適正な電圧レベルに調整された後、映像信号はシリアルパラレル変換回路605によりパラレル信号化される。またクロック信号Iclkはパラレル化の程度に応じて分周回路612により分周され、タイミングコントローラ606に送られる。またパラレル化された映像信号はバッファメモリ607を経て分周されたクロック信号とともに水平ドライバ回路608に送られる、水平ドライバ回路608で適切なタイミングで映像信号をラッチし、これを信号線毎に設けたDA変換回路609に送りアナログ信号に変換して表示部に供給される。表示部では垂直走査回路610から供給される走査信号によって各画素に設けられたスイッチトランジスタ611がオン、オフされ水平ドライバ回路からのアナログ電圧を液晶層に供給しアクティブマトリクス表示部614により画像表示が行われる。
FIG. 30 is a block diagram of the entire liquid crystal display device including the
図30は液晶表示装置620の全体鳥瞰図である。図31は液晶表示装置620の断面図を示す。透明絶縁基板621および622の間に液晶材料623が配置される。透明絶縁基板621には、図27のアクティブマトリクス回路によりそれぞれ駆動されるマトリクス状に配置された複数の画素電極624が形成されている。透明絶縁基板622には対向電極625が配置されている。図27のスイッチトランジスタ611によって各画素電極624の電位が制御される。対向電極625と各画素電極624の間に配置された液晶材料623にかかる電位が制御されることにより、液晶材料623の光学特性が制御される。
FIG. 30 is a bird's-eye view of the entire liquid
電流駆動型入力インターフェイスを採用し、さらに表示装置側の入力回路にラテラルバイポーラトランジスタQ1を用いることで、従来より低い信号レベルで信号伝送できるためEMIの低減およびシステム全体の消費電力を低減できる。また、本方式は電流インターフェイスの低EMI性から伝送周波数を高くできるためより、高精細、多階調の液晶表示装置に好適である。 By adopting a current drive type input interface and using the lateral bipolar transistor Q1 in the input circuit on the display device side, signal transmission can be performed at a signal level lower than that of the prior art, so that EMI can be reduced and the power consumption of the entire system can be reduced. Further, since this method can increase the transmission frequency due to the low EMI property of the current interface, it is more suitable for a high-definition, multi-gradation liquid crystal display device.
また、本実施の形態においては、電流駆動による信号伝送をディスプレイ外部システムとディスプレイ基板の間の伝送路に適用した例を説明したが、本発明はこれに限定されず、アクティブマトリクス基板内の回路ブロック内での信号伝送にも用いることが可能である。例えば、水平ドライバ回路が複数のブロックに分けて構成される場合、各ブロック間の信号伝送に用いることもできる。 In the present embodiment, the example in which the signal transmission by current drive is applied to the transmission path between the display external system and the display substrate is described. However, the present invention is not limited to this, and the circuit in the active matrix substrate is used. It can also be used for signal transmission within a block. For example, when the horizontal driver circuit is divided into a plurality of blocks, it can be used for signal transmission between the blocks.
(実施の形態5)
図32は、本発明の第5の実施の形態にかかるアクティブマトリクス型表示装置の構成図である。無アルカリガラス基板701上に複数の走査配線702と複数の映像信号配線703とがマトリクスを構成するように配置され、それらの配線で規定される矩形の画素領域内に2個のP型薄膜トランジスタと容量素子が配置されてなるTFTアクティブマトリクス表示部707と、これを駆動するために、TFTで構成された走査回路704および信号供給回路705が配置される。本実施の形態は、有機LED素子に電流を供給し発光させることによって表示動作を行うものであり、有機LED素子への電流供給源706が同一基板上に形成されTFTアクティブマトリクス表示部707内のトランジスタに電流供給配線708によって電流が供給される構成を持つ。
(Embodiment 5)
FIG. 32 is a configuration diagram of an active matrix display device according to the fifth embodiment of the present invention. A plurality of
外部から供給される電源電圧DCを変換してこれらの駆動回路に必要な電圧として供給するためのDC−DCコンバータ回路709および、映像データ、制御信号等を受け取り、必要な処理を行い駆動回路704、705に供給するタイミングコントロール回路710がやはりTFTにより構成されてガラス基板上に集積されている。
A DC-
本実施の形態においては、外部からの圧縮された画像データを受信するための素子として金属薄膜で構成されたインダクタ711がTFTアクティブマトリクス表示部707の外のガラス基板上の領域に形成され、このインダクタ711は信号増幅回路712および圧縮データを展開するための展開回路とを含むデータ処理回路に接続されている。またデータ処理回路に隣接し、圧縮された画像データを一端蓄積し、かつ、データ展開処理時に利用される半導体メモリ回路713がTFTが形成されている。これらの回路、メモリ回路713は全て、ガラス基板上に形成されたTFTで構成されている。
In the present embodiment, an
図33はディスプレイ基板上のインダクタ素子711と、データ送信側システムを構成する基板714上に形成された別のインダクタ素子TLによって構成される誘導結合性の非接触伝送路の断面模式図を示す。
FIG. 33 is a schematic cross-sectional view of an inductive coupling non-contact transmission line constituted by an
システム基板714上には画像データ送信回路715と自己インダクタンスL1のインダクタ716が形成され。ディスプレイ基板上の自己インダクタンスL2インダクタ711とほぼ同軸に配置される。画像データ送信回路715からの信号電圧はこれらの間の相互インダクタンスLmを介して、インダクタ716からインダクタ711へ伝送され、データ処理回路内のTFTによって増幅されメモリに蓄積される。
On the
図34は、上記のシステムにおいてインダクタRLで受信した信号の増幅回路712にラテラルバイポーラトランジスタを用いた回路構成を示す。
FIG. 34 shows a circuit configuration in which a lateral bipolar transistor is used for the
本システムでは信号伝送路は2つの対向するインダクタ716と711の間の電磁結合(結合係数k)によって形成される。送信回路では信号は送信インダクタ716に供給する電流を0〜2mAの間で変化させることで生成される。受信側インダクタ711にはIsigが変化している間のみ、Isigの電流変化率と結合係数kに比例した電流が表れる。この信号は振幅が数μAと小さく、そのままMOS型TFT回路で電圧に変換することは困難である。このため、一旦ラテラルバイポーラトランジスタQ1で電流増幅したあと、カスコード接続されたM1とRdで電圧に変換し、増幅回路717に送られ電圧増幅される。同図でR1、R2はQ1にバイアス電流を供給するための抵抗である。本回路ではインダクタ711で検出される電流の振幅が小さいためQ1にはバイアス電流を流し適切な動作点に設定しておく必要がある。
In this system, the signal transmission path is formed by electromagnetic coupling (coupling coefficient k) between two opposing
図35は、同図の入力信号送信インダクタの電流Isig、受信インダクタの電流Iinおよび増幅回路の出力電圧Voutの波形を示す。適切な信号伝送が行われていることがわかる。本実施の形態のようなインダクタを用いた非接触型の信号伝送系においてラテラルバイポーラトランジスタを用いることで、より低いレベルの信号の信号検出が可能となるので、伝送時のノイズマージンの確保、伝送速度の向上が可能となる。 FIG. 35 shows waveforms of the current Isig of the input signal transmitting inductor, the current Iin of the receiving inductor, and the output voltage Vout of the amplifier circuit in FIG. It can be seen that appropriate signal transmission is performed. By using a lateral bipolar transistor in a non-contact type signal transmission system using an inductor as in this embodiment, it becomes possible to detect a signal of a lower level signal, thus ensuring a noise margin during transmission and transmission. The speed can be improved.
(実施の形態6)
図36および図37に本発明の第6の実施の形態にかかるディスプレイ基板721および光受信回路722を示す。第1の実施の形態における容量結合による信号伝送に代え、光結合により非接触の信号伝送を行うものである。この実施の形態では伝送手段として、光伝送路を用いる。容量やインダクタの代わりに光センサをディスプレイ基板721上に集積する。図37は光センサからの信号電流を受信する回路の構成例である。この例では単結晶シリコン薄膜で構成したフォトダイオード723およびインターフェイス回路724等から構成される。インターフェイス回路724の構成は前記、第5の実施の形態と同様であり、フォトダイオード723からの電流信号を電流増幅し、電圧信号に変換した後、シリアルパラレル変換回路に送出する。
(Embodiment 6)
36 and 37 show a
信号伝送手段として、光を用いることにより、電磁ノイズの影響を排除できる。また入力部にバイポーラトランジスタを用いることで良好なSN比を達成できる。このことにより、伝送速度を向上させることが できる。特に透明なガラス基板上に単結晶シリコン薄膜で構成したフォトダイオードを用いることにより、ガラス基板の表裏どちら側に送信回路を配置しても信 号を受信できるため、実装の自由度が大きくなる。 By using light as the signal transmission means, the influence of electromagnetic noise can be eliminated. Moreover, a favorable SN ratio can be achieved by using a bipolar transistor for the input section. As a result, the transmission rate can be improved. In particular, by using a photodiode composed of a single crystal silicon thin film on a transparent glass substrate, signals can be received regardless of whether the transmitter circuit is placed on the front or back side of the glass substrate, so that the degree of freedom in mounting is increased.
[産業上の利用可能性]
本発明は、携帯情報端末や携帯電話用の画像表示デバイスやパ-ソナルコンピュータ等の情報機器の画像表示装置として利用可能である。
[Industrial applicability]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as an image display device for information equipment such as an image display device for a portable information terminal, a mobile phone, or a personal computer.
100 … バイポーラトランジスタ、 101 … 無アルカリガラス、 102 … エミッタ、 103 … ベース、 104 … コレクタ、 105 … 半導体薄膜(Si膜)、 106 … エミッタ電極、 107 … ベース電極、 108 … コレクタ電極、 109 … SiNx膜、 110 … SiО2膜、 111 … バッファ絶縁膜、 112… パターン、 113 … コレクタコンタクト部、 114 … ベースコンタクト部、 115 … 第1の層間絶縁膜、 116 コンタクトスルーホール… 、 117 … 第2の層間絶縁膜、 118 … ベース動作領域、 200 … MOS−バイポーラハイブリッドトランジスタ、 201 … ガラス基板、 202 … SiNx膜、 203 … SiO2膜、 204 … バッファ絶縁膜、 205 … 半導体薄膜(Si膜)、 206 … エミッタ(ソース)、 207 … コレクタ(ドレインの一部)、 208 … コレクタコンタクト(ドレインの一部)、 209 … ベース(チャネル)、 210 … ベース(チャネル)コンタクト、 211 … ゲート電極、 212 … ベース(チャネル)コンタクト、 213 … 電極配線パターン、 214 … ゲート絶縁膜、 215 … 第1の層間絶縁膜、 216 … コンタクトホール、 217 … 第2の層間絶縁膜、 219 … Siパターン、 220 … ゲート(ベース)電極、 221 … エミッタ(ソース)電極221、 222… ドレイン(コレクタ)電極、 300 … MOS型TFT、 301 … ガラス基板、 321 … SiNx膜、 322 … SiO2膜、 323 … シリコン単結晶領域、 324 … ソースまたはドレイン、 325 … ゲート絶縁膜、 326 … ゲート電極、 327 … 層間絶縁膜、 328 … コンタクトスルーホール、 329 … 電極配線、 330 … チャネル、 400 … 基板、 401 … 単結晶領域、 402 … 多結晶領域、 403 … 結晶粒界、 510 … 位相シフトマスク、 510a … 段差部、 510b … 第1のストリップ領域、 510c … 第2のストリップ領域、 530 … 光強度分布、 540 … 温度分布、 541 … 温度最小部分、 542 … 温度傾斜部、 550 … 位相シフトマスク、 550e、550f、550g、550h … 正方形領域、 560 … 位相シフトマスク、 561 … 石英基板、 562 … 凸パターン、 563 … レーザ光、 564 … 光強度分布、 565、566 … 直線部、 570 … 結晶化開始部、 571 … 結晶化終了部、 600 … ディスプレイデバイス、 601 … フロントエンド回路、 602 … 伝送路、 603 … 入力インタフェース回路、 604 … レベルシフト回路、 605 … シリアルパラレル変換回路、 606 … タイミングコントローラ、 607 … バッファメモリ、 608 … 水平ドライバ回路、 609 … DA変換回路、 610 … 垂直走査回路、 611 … スイッチングトランジスタ、 612 … 分周回路、 613 … バッファ分周回路、 614 … アクティブマトリクス表示部、615 … 走査配線、 616 … 映像信号配線、 617 … 基板、 618 … ラッチ回路、620 … 液晶表示装置、621,622 … 透明絶縁基板、623 … 液晶材料、624 … 画素電極、625 … 対向電極、 701 … 無アルカリガラス基板、 702 … 走査配線、 703 … 映像信号配線、 704 … 走査回路、 705 … 信号供給回路、 706 … 電流供給源、 707 … TFTアクティブマトリクス表示部、 708 … 電流供給配線、 709 … DC−DCコンバータ回路、 710 … タイミングコントロール回路、 711 … インダクタ、 712 … 信号増幅回路、 713 … 半導体メモリ回路、 714 … システム基板、 715 … 画像データ送信回路、 716 … インダクタ、 717 … 増幅回路、 721 … ディスプレイ基板、 722 …光受信回路 、 723 … フォトダイオード、 724 … インターフェイス回路
DESCRIPTION OF
Claims (9)
この非単結晶半導体薄膜に逆ピークパターン状のパルスレーザ光を照射して結晶化領域を形成する工程と、
前記結晶化領域にラテラルバイポーラ薄膜トランジスタ、MOS薄膜トランジスタの少なくとも1種の薄膜トランジスタを形成する工程と、
を具備することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 Forming a non-single crystal semiconductor thin film on an insulating substrate;
Irradiating the non-single-crystal semiconductor thin film with a pulse laser beam having a reverse peak pattern to form a crystallization region;
Forming at least one thin film transistor of a lateral bipolar thin film transistor and a MOS thin film transistor in the crystallized region;
A method for producing a thin film transistor, comprising:
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