JP2019102602A - 半導体装置および表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.実施の形態(第1絶縁層の厚みよりも小さな厚みの第2絶縁層が設けられた表示装置)
2.変形例(半導体膜よりも上層にソース・ドレイン電極が配置されている例)
3.表示装置の機能構成例
4.撮像装置の例
5.電子機器の例
[構成]
図1は、本技術の一実施の形態に係る表示装置(表示装置1)の断面構成を模式的に表したものである。表示装置1は、例えば有機電界発光(EL:Electro-Luminescence)装置であり、半導体装置10上に表示素子層20を備えたものである。
基板11上の選択的な領域に設けられた第2ゲート電極12は、例えば第1ゲート電極18の平面(図2のXY平面)形状と略同じ平面形状を有しており、第2ゲート電極12の端面は第1ゲート電極18の端面と略重なる位置に配置されている。即ち、第2ゲート電極12は、第1ゲート電極18と平面視で重なる位置に配置されている。第2ゲート電極12は、平面視で、第1ゲート電極18よりも広い領域にわたって設けられていてもよい。この第2ゲート電極12は、例えば、固定電位に保持されており、第2ゲート電極12の電位は一定に維持されている。具体的には、第2ゲート電極12は、グランド(GND)電位(例えば0V)に保持される。このような第2ゲート電極12を設けることにより、トランジスタTrの特性の変動が抑えられる。例えば、第2ゲート電極12を設けることにより、ドレイン電圧Vd−ドレイン電流Id特性の飽和電流の変動が抑えられる。
保持容量Csは、トランジスタTrが設けられた領域と異なる領域に配置されている。換言すれば、下部電極14および上部電極16Cは、半導体膜16と平面視で重ならない領域に配置されている。
表示素子層20は、複数の画素を含むと共に、トランジスタTrが複数配置されたバックプレーンにより表示駆動される表示素子を含んでいる。表示素子としては、例えば有機EL素子などが挙げられる。有機EL素子は、半導体装置10側から順に、例えば第1電極21、発光層を含む有機層23および第2電極24を有している。隣り合う有機EL素子は、素子分離膜22により分離されている。素子分離膜22は、第1電極21上に設けられており、第1電極21の中央部を露出させる開口を有している。この素子分離膜22から露出された第1電極21上に有機層23が設けられている。各々の第1電極21は、例えば、対応するトランジスタTrに電気的に接続されている(図示せず)。第2電極24には、例えば後述の配線WL2などを通じて、各画素に共通のカソード電位が供給されるようになっている。第2電極24は、例えば複数の画素に共通に設けられている。
上記のような表示装置1は、例えば次のようにして製造することができる。図4A〜図5Cは、表示装置1の製造プロセスを工程順に表したものである。
本実施の形態の表示装置1では、外部から入力される映像信号に基づいて、表示素子層20の各画素が表示駆動され、映像表示がなされる。このとき、半導体装置10では、例えば画素毎にトランジスタTrが電圧駆動される。具体的には、ある画素のトランジスタTrの第1ゲート電極18に閾値電圧以上の電圧が供給されると、半導体膜16のチャネル領域16aが活性化され(チャネルを形成し)、これにより、一対のソース・ドレイン電極12A,12B間に電流が流れる。
図7は、上記実施の形態の変形例に係る半導体装置(半導体装置30)の断面構成を表したものである。この半導体装置30のトランジスタ(トランジスタ30Tr)では、ソース・ドレイン電極(ソース・ドレイン電極32A,32B)が、第2ゲート電極12と異なる層に設けられている。この点を除き、半導体装置30は上記実施の形態の半導体装置10と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図8は、上記実施の形態等において説明した表示装置1の機能ブロック構成を表すものである。
上記実施の形態等では、半導体装置10,30の適用例として表示装置1を例に挙げて説明したが、半導体装置10,30は、表示装置1の他にも、図9に示したような撮像装置(撮像装置2)に用いられてもよい。
上記実施の形態等において説明した表示装置1(または撮像装置2)は、様々なタイプの電子機器に用いることができる。図10に、電子機器3の機能ブロック構成を示す。電子機器3としては、例えばテレビジョン装置、パーソナルコンピュータ(PC)、スマートフォン、タブレット型PC、携帯電話機、デジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラ等が挙げられる。
(1)
基板と、
前記基板上に、半導体膜、ゲート絶縁膜および第1ゲート電極をこの順に有するとともに、前記半導体膜を間にして前記第1ゲート電極に対向する第2ゲート電極を有するトランジスタと、
前記基板上に、下部電極と、前記下部電極に対向するとともに前記半導体膜の構成材料と同じ材料を含む上部電極とをこの順に有する保持容量と、
前記第2ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられた第1絶縁層と、
前記下部電極と前記上部電極との間に設けられ、前記第1絶縁層の厚みよりも小さな厚みを有する第2絶縁層と
を備えた半導体装置。
(2)
前記第1絶縁層は有機絶縁膜および無機絶縁膜を含み、
前記第2絶縁層は前記無機絶縁膜を含む
前記(1)に記載の半導体装置。
(3)
前記第1絶縁層の厚みは、前記有機絶縁膜の厚みと前記無機絶縁膜の厚みの和であり、
前記第2絶縁層の厚みは、前記無機絶縁膜の厚みと同じである
前記(2)に記載の半導体装置。
(4)
前記トランジスタは、更に、前記第1絶縁層に設けられた接続孔を介して前記半導体膜に電気的に接続されたソース・ドレイン電極を有する
前記(1)ないし(3)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(5)
前記ソース・ドレイン電極は、前記第2ゲート電極の構成材料と同じ材料を含んでいる
前記(4)に記載の半導体装置。
(6)
前記第2ゲート電極は固定電位に保持されている
前記(1)ないし(5)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(7)
前記半導体膜は酸化物半導体材料を含む
前記(1)ないし(6)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(8)
前記第1ゲート電極の端面は、前記ゲート絶縁膜の端面と重なる位置に設けられている
前記(1)ないし(7)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(9)
前記第2ゲート電極は、前記第1ゲート電極の平面形状と同一の平面形状を有している
前記(1)ないし(8)のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
(10)
半導体装置および前記半導体装置により駆動される表示素子層を備え、
前記半導体装置は、
基板と、
前記基板上に、半導体膜、ゲート絶縁膜および第1ゲート電極をこの順に有するとともに、前記半導体膜を間にして前記第1ゲート電極に対向する第2ゲート電極を有するトランジスタと、
前記基板上に、下部電極と、前記下部電極に対向するとともに前記半導体膜の構成材料と同じ材料を含む上部電極とをこの順に有する保持容量と、
前記第2ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられた第1絶縁層と、
前記下部電極と前記上部電極との間に設けられ、前記第1絶縁層の厚みよりも小さな厚みを有する第2絶縁層とを含む
表示装置。
(11)
基板と、
前記基板上に、ソース・ドレイン電極、前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続された半導体膜、ゲート絶縁膜および第1ゲート電極をこの順に有するトランジスタと、
前記基板上に、下部電極と、前記下部電極に対向するとともに前記半導体膜の構成材料と同じ材料を含む上部電極とをこの順に有する保持容量と
を備えた半導体装置。
Claims (10)
- 基板と、
前記基板上に、半導体膜、ゲート絶縁膜および第1ゲート電極をこの順に有するとともに、前記半導体膜を間にして前記第1ゲート電極に対向する第2ゲート電極を有するトランジスタと、
前記基板上に、下部電極と、前記下部電極に対向するとともに前記半導体膜の構成材料と同じ材料を含む上部電極とをこの順に有する保持容量と、
前記第2ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられた第1絶縁層と、
前記下部電極と前記上部電極との間に設けられ、前記第1絶縁層の厚みよりも小さな厚みを有する第2絶縁層と
を備えた半導体装置。 - 前記第1絶縁層は有機絶縁膜および無機絶縁膜を含み、
前記第2絶縁層は前記無機絶縁膜を含む
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1絶縁層の厚みは、前記有機絶縁膜の厚みと前記無機絶縁膜の厚みの和であり、
前記第2絶縁層の厚みは、前記無機絶縁膜の厚みと同じである
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記トランジスタは、更に、前記第1絶縁層に設けられた接続孔を介して前記半導体膜に電気的に接続されたソース・ドレイン電極を有する
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記ソース・ドレイン電極は、前記第2ゲート電極の構成材料と同じ材料を含んでいる
請求項4に記載の半導体装置。 - 前記第2ゲート電極は固定電位に保持されている
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記半導体膜は酸化物半導体材料を含む
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1ゲート電極の端面は、前記ゲート絶縁膜の端面と重なる位置に設けられている
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第2ゲート電極は、前記第1ゲート電極の平面形状と同一の平面形状を有している
請求項1に記載の半導体装置。 - 半導体装置および前記半導体装置により駆動される表示素子層を備え、
前記半導体装置は、
基板と、
前記基板上に、半導体膜、ゲート絶縁膜および第1ゲート電極をこの順に有するとともに、前記半導体膜を間にして前記第1ゲート電極に対向する第2ゲート電極を有するトランジスタと、
前記基板上に、下部電極と、前記下部電極に対向するとともに前記半導体膜の構成材料と同じ材料を含む上部電極とをこの順に有する保持容量と、
前記第2ゲート電極と前記半導体膜との間に設けられた第1絶縁層と、
前記下部電極と前記上部電極との間に設けられ、前記第1絶縁層の厚みよりも小さな厚みを有する第2絶縁層とを含む
表示装置。
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