JP2020202223A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2020202223A
JP2020202223A JP2019106689A JP2019106689A JP2020202223A JP 2020202223 A JP2020202223 A JP 2020202223A JP 2019106689 A JP2019106689 A JP 2019106689A JP 2019106689 A JP2019106689 A JP 2019106689A JP 2020202223 A JP2020202223 A JP 2020202223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tft
polysilicon
oxide semiconductor
semiconductor device
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019106689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
涼 小野寺
Ryo Onodera
涼 小野寺
明紘 花田
Akihiro Hanada
明紘 花田
田中 仁
Hitoshi Tanaka
仁 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Priority to JP2019106689A priority Critical patent/JP2020202223A/en
Priority to CN202020529398.9U priority patent/CN212461692U/en
Publication of JP2020202223A publication Critical patent/JP2020202223A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

To provide a semiconductor device including a TFT formed of polysilicon and a TFT formed of oxide semiconductor, in which the number of layers is reduced so that the manufacturing cost can be reduced.SOLUTION: A semiconductor device includes a first TFT in which a first polysilicon 102 is used as a channel and a second polysilicon 1022 obtained by adding conductivity to the first polysilicon is used as a source and a drain, and a second TFT in which an oxide semiconductor 108 is used as a channel and the oxide semiconductor having conductivity is used as a source and a drain. A first gate electrode 104 in the first TFT is formed of the same material as the source and the drain of the oxide semiconductor.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、酸化物半導体TFT及びポリシリコンTFTを用いた表示装置や光センサ装置を含む半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device including a display device and an optical sensor device using an oxide semiconductor TFT and a polysilicon TFT.

酸化物半導体(Oxide Semiconducotor、以後OSと呼ぶこともある)を用いたTFT(Thin Film Transistor)は、ポリシリコン(Poly−Silicon)を用いたTFTに比べてOFF抵抗を大きくでき、a−Si(アモルファスシリコン amorphous Silicon)を用いたTFTに比べて移動度を大きくできるので、液晶表示装置や有機EL表示装置等の表示装置、あるいは、センサ等の半導体装置に用いることが出来る。一方、ポリシリコンTFTはキャリアの移動度が大きいので、動作速度を上げることが出来る。 A TFT (Thin Film Transistor) using an oxide semiconductor (Oxide Semiconductor, hereafter referred to as an OS) can have a larger OFF resistance than a TFT using polysilicon (Poly-Silicon), and a-Si ( Since the mobility can be increased as compared with a TFT using amorphous silicon (amorphous silicon), it can be used for a display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device, or a semiconductor device such as a sensor. On the other hand, since the polysilicon TFT has a large carrier mobility, the operating speed can be increased.

そこで、酸化物半導体TFTを画素におけるスイッチングTFTに、ポリシリコンTFTを、走査線や信号線の駆動回路に用いることが提案されている。一つの基板に酸化物半導体TFTとポリシリコンTFTを形成する方式はハイブリッド方式とも呼ばれる。 Therefore, it has been proposed to use an oxide semiconductor TFT as a switching TFT in a pixel and a polysilicon TFT as a driving circuit for scanning lines and signal lines. The method of forming an oxide semiconductor TFT and a polysilicon TFT on one substrate is also called a hybrid method.

特許文献1には、ハイブリッド方式の半導体回路基板において、ポリシリコンTFTを酸化物半導体の遮光膜として使用する構成が記載されている。 Patent Document 1 describes a configuration in which a polysilicon TFT is used as a light-shielding film for an oxide semiconductor in a hybrid semiconductor circuit board.

特開2018−64020号公報JP-A-2018-64020

酸化物半導体TFTにおける酸化物半導体とポリシリコンTFTにおけるポリシリコンは同じ層に形成することが出来ない。したがって、酸化物半導体TFTとポリシリコンTFTを形成した半導体回路基板では層数が多くなる。層数が多くなるということは、製造コストが増大し、また、製造歩留りも低下する。 The oxide semiconductor in the oxide semiconductor TFT and the polysilicon in the polysilicon TFT cannot be formed in the same layer. Therefore, the number of layers is large in the semiconductor circuit board on which the oxide semiconductor TFT and the polysilicon TFT are formed. As the number of layers increases, the manufacturing cost increases and the manufacturing yield also decreases.

本発明の課題は、このようなハイブリッド型半導体回路基板において、層数を減らし、半導体回路基板の製造コストを低減することである。また、このようなハイブリッド半導体回路基板を有する液晶表示装置や有機EL表示装置などの表示装置、あるいは、センサ等の半導体装置における製造コストを低下することである。 An object of the present invention is to reduce the number of layers in such a hybrid type semiconductor circuit board and reduce the manufacturing cost of the semiconductor circuit board. Further, it is possible to reduce the manufacturing cost of a display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device having such a hybrid semiconductor circuit board, or a semiconductor device such as a sensor.

本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。 The present invention overcomes the above problems, and specific means are as follows.

(1)第1のポリシリコンによるチャネルと前記第1のポリシリコンに導電性を付与した第2のポリシリコンをソース及びドレインに有する第1のTFTと、酸化物半導体によるチャネルと前記酸化物半導体に導電性を付与したソース及びドレインを有する第2のTFTを有する半導体装置であって、前記第1のTFTを構成する第1のゲート電極は、前記酸化物半導体のソース及びドレインと同じ材料によって形成されていることを特徴とする半導体装置。 (1) A first TFT having a channel made of a first polysilicon and a second polyvinyl obtained by imparting conductivity to the first polysilicon at a source and a drain, a channel made of an oxide semiconductor, and the oxide semiconductor. A semiconductor device having a second TFT having a source and a drain imparted with conductivity to the semiconductor device, wherein the first gate electrode constituting the first TFT is made of the same material as the source and drain of the oxide semiconductor. A semiconductor device characterized by being formed.

(2)第1のポリシリコンによるチャネルと前記第1のポリシリコンに導電性を付与した第2のポリシリコンをソース及びドレインに有する第1のTFTと、酸化物半導体によるチャネルと前記酸化物半導体に導電性を付与したソース及びドレインを有する第2のTFTを有する半導体装置であって、前記第2のTFTを構成する第2のゲート電極は、前記第2のポリシリコンと同じ材料で形成された第3のポリシリコンで形成されていることを特徴とする半導体装置。 (2) A first TFT having a channel made of first polysilicon and a second polysilicon imparting conductivity to the first polysilicon as a source and a drain, a channel made of an oxide semiconductor, and the oxide semiconductor. A semiconductor device having a second TFT having a source and a drain imparted with conductivity to the second TFT, the second gate electrode constituting the second TFT is formed of the same material as the second polysilicon. A semiconductor device characterized by being formed of a third polysilicon.

液晶表示装置の平面図である。It is a top view of the liquid crystal display device. 液晶表示装置の表示領域の平面図である。It is a top view of the display area of a liquid crystal display device. ハイブリッド構成を有する液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device which has a hybrid structure. 図3のTFT基板部分の拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the TFT substrate part of FIG. 実施例1の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of Example 1. FIG. 図5の構成を形成するための第1の工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st step for forming the structure of FIG. 図5の構成を形成するための第2の工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd step for forming the structure of FIG. 図5の構成を形成するための第3の工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd step for forming the structure of FIG. インバータ回路の等価回路である。It is an equivalent circuit of an inverter circuit. 図9の回路を実施例1の構成で形成したレイアウトの例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the layout which formed the circuit of FIG. 9 by the structure of Example 1. 実施例2の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of Example 2. FIG. 実施例2の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of Example 2. FIG. 実施例3の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of Example 3. FIG. 有機EL表示装置の画素の等価回路である。It is an equivalent circuit of pixels of an organic EL display device. ハイブリッド構成を有する有機EL表示装置の画素の断面図である。It is sectional drawing of the pixel of the organic EL display device which has a hybrid structure. 光センサの例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of an optical sensor. 光センサの平面図である。It is a top view of an optical sensor.

以下、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。以下の実施例では、主として、液晶表示装置を例にとって本発明を説明するが、本発明は、液晶表示装置のみでなく、有機EL表示装置等の他の表示装置、あるいは、ハイブリッド半導体回路基板を用いたセンサ、あるいは、他の半導体装置にも適用することが出来る。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to Examples. In the following examples, the present invention will be described mainly by taking a liquid crystal display device as an example, but the present invention uses not only a liquid crystal display device but also another display device such as an organic EL display device or a hybrid semiconductor circuit board. It can also be applied to the sensor used or other semiconductor devices.

図1は、本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。図1において、TFT基板100と対向基板200がシール材16によって接着し、TFT基板100と対向基板200の間に液晶層が挟持されている。TFT基板100と対向基板200が重なっている部分に表示領域14が形成されている。 FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. In FIG. 1, the TFT substrate 100 and the opposing substrate 200 are adhered to each other by the sealing material 16, and a liquid crystal layer is sandwiched between the TFT substrate 100 and the opposing substrate 200. A display region 14 is formed in a portion where the TFT substrate 100 and the facing substrate 200 overlap.

TFT基板100の表示領域14には、走査線11が横方向(x方向)に延在し、縦方向(y方向)に配列している。また、映像信号線12が縦方向に延在して横方向に配列している。走査線11と映像信号線12に囲まれた領域が画素13になっている。
TFT基板100は対向基板200よりも大きく形成され、TFT基板100が対向基板200と重なっていない部分は端子領域15となっている。端子領域15にはフレキシブル配線基板17が接続している。液晶表示装置を駆動するドライバICはフレキシブル配線基板17に搭載されている。
Scanning lines 11 extend in the horizontal direction (x direction) and are arranged in the vertical direction (y direction) in the display area 14 of the TFT substrate 100. Further, the video signal lines 12 extend in the vertical direction and are arranged in the horizontal direction. The area surrounded by the scanning line 11 and the video signal line 12 is the pixel 13.
The TFT substrate 100 is formed larger than the opposing substrate 200, and the portion where the TFT substrate 100 does not overlap the opposing substrate 200 is a terminal region 15. A flexible wiring board 17 is connected to the terminal area 15. The driver IC that drives the liquid crystal display device is mounted on the flexible wiring board 17.

液晶は、自らは発光しないので、TFT基板100の背面にバックライトを配置している。液晶表示パネルはバックライトからの光を画素毎に制御することによって画像を形成する。フレキシブル配線基板17は、バックライトの背面に折り曲げられることによって、液晶表示装置全体としての外形を小さくする。 Since the liquid crystal does not emit light by itself, a backlight is arranged on the back surface of the TFT substrate 100. The liquid crystal display panel forms an image by controlling the light from the backlight for each pixel. The flexible wiring board 17 is bent to the back surface of the backlight to reduce the outer shape of the liquid crystal display device as a whole.

本発明の液晶表示装置では、表示領域14に用いるTFTには、リーク電流の少ない酸化物半導体を用いたTFTが使用されている。また、シール材16付近の額縁部分には、例えば、走査線駆動回路が形成されており、走査線駆動回路には、移動度の大きい、ポリシリコン半導体を用いたTFTが使用される。 In the liquid crystal display device of the present invention, the TFT used for the display region 14 is a TFT using an oxide semiconductor having a small leakage current. Further, for example, a scanning line driving circuit is formed in the frame portion near the sealing material 16, and a TFT using a polysilicon semiconductor having a high mobility is used for the scanning line driving circuit.

図2は、液晶表示装置における画素の平面図である。図2は、IPS(In Plane Switching)方式における、FFS(Fringe Field Swtiching)と呼ばれる方式の液晶表示装置である。図2では、酸化物半導体108を用いたTFTが使用されている。酸化物半導体TFTはリーク電流が小さいので、スイッチングTFTとして好適である。表示領域の周辺に形成された走査線駆動回路等にはポリシリコンTFTが用いられる。 FIG. 2 is a plan view of pixels in a liquid crystal display device. FIG. 2 is a liquid crystal display device of a system called FFS (Fringe Field Switching) in an IPS (In Plane Switching) system. In FIG. 2, a TFT using an oxide semiconductor 108 is used. Since the oxide semiconductor TFT has a small leakage current, it is suitable as a switching TFT. A polysilicon TFT is used for a scanning line drive circuit or the like formed around the display area.

図2において、走査線11が横方向(x方向)に延在し、縦方向(y方向)に配列している。また、映像信号線12が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線11と映像信号線12に囲まれた領域に画素電極121が形成されている。図2において、映像信号線12と画素電極121との間に酸化物半導体108を有する酸化物半導体TFTが形成されている。酸化物半導体TFTにおいて、映像信号線12がドレイン電極を構成し、走査線11が分岐して酸化物半導体TFTのゲート電極111を構成している。酸化物半導体TFTのソース電極117は画素電極121側に延在し、スルーホール130を介して画素電極121と接続している。 In FIG. 2, the scanning lines 11 extend in the horizontal direction (x direction) and are arranged in the vertical direction (y direction). Further, the video signal lines 12 extend in the vertical direction and are arranged in the horizontal direction. A pixel electrode 121 is formed in a region surrounded by the scanning line 11 and the video signal line 12. In FIG. 2, an oxide semiconductor TFT having an oxide semiconductor 108 is formed between the video signal line 12 and the pixel electrode 121. In the oxide semiconductor TFT, the video signal line 12 constitutes the drain electrode, and the scanning line 11 branches to form the gate electrode 111 of the oxide semiconductor TFT. The source electrode 117 of the oxide semiconductor TFT extends to the pixel electrode 121 side and is connected to the pixel electrode 121 via a through hole 130.

画素電極121は櫛歯状に形成されている。画素電極121の下側には、容量絶縁膜を介してコモン電極119が平面状に形成されている。コモン電極119は各画素に連続して共通に形成されている。画素電極121に映像信号が供給されると、画素電極121とコモン電極119との間に液晶層を通過する電気力線が形成され、液晶分子301を回転させることによって画像を形成する。なお、図2では、TFTと基板100の間に形成される遮光膜(シールド電極)は省略されている。 The pixel electrode 121 is formed in a comb-teeth shape. A common electrode 119 is formed in a plane on the lower side of the pixel electrode 121 via a capacitive insulating film. The common electrode 119 is continuously and commonly formed in each pixel. When a video signal is supplied to the pixel electrode 121, electric lines of force passing through the liquid crystal layer are formed between the pixel electrode 121 and the common electrode 119, and an image is formed by rotating the liquid crystal molecules 301. In FIG. 2, the light-shielding film (shield electrode) formed between the TFT and the substrate 100 is omitted.

図3は、液晶表示装置の表示領域と周辺回路領域の断面図である。図3の右側が表示領域の断面図であり、左側が周辺回路領域において、駆動回路を構成するポリシリコンTFTの断面図である。表示領域においては、TFT基板100と対向基板200の間には液晶層300が存在しているが、周辺回路はシール材16と平面的にはオーバーラップして形成されることが多いので、図3の左側においては、TFT基板100と対向基板200の間にはシール材16が存在している。周辺回路も表示領域も同じ基板100に同時に形成される。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a display area and a peripheral circuit area of the liquid crystal display device. The right side of FIG. 3 is a cross-sectional view of the display area, and the left side is a cross-sectional view of the polysilicon TFT constituting the drive circuit in the peripheral circuit area. In the display region, the liquid crystal layer 300 exists between the TFT substrate 100 and the facing substrate 200, but the peripheral circuit is often formed so as to overlap the sealing material 16 in a plane. On the left side of 3, the sealing material 16 exists between the TFT substrate 100 and the opposing substrate 200. The peripheral circuit and the display area are simultaneously formed on the same substrate 100.

図3において、ガラスやポリイミド等の樹脂で形成されたTFT基板100の上に下地膜101が形成されている。下地膜101は、酸化シリコン(以後SiO)膜や窒化シリコン(以後SiN)膜等の積層膜で形成されている。基板100からの不純物が半導体層102等を汚染することを防止するためである。 In FIG. 3, the base film 101 is formed on the TFT substrate 100 made of a resin such as glass or polyimide. The base film 101 is formed of a laminated film such as a silicon oxide (hereinafter SiO) film or a silicon nitride (hereinafter SiN) film. This is to prevent impurities from the substrate 100 from contaminating the semiconductor layer 102 and the like.

下地膜101の上にポリシリコン層102が形成されている。ポリシリコン層102は、最初はCVDによってa−Siを形成し、このa−Siにエキシマレーザを照射することによって、ポリシリコンに変換したものである。このようなポリシリコンは低温で形成することが出来るので、LTPS(Low Temperature Poly Silicon)とも呼ばれる。ポリシリコン層の厚さは例えば50nmである。 The polysilicon layer 102 is formed on the base film 101. The polysilicon layer 102 is initially formed of a-Si by CVD, and is converted into polysilicon by irradiating the a-Si with an excimer laser. Since such polysilicon can be formed at a low temperature, it is also called LTPS (Low Temperature Poly Silicon). The thickness of the polysilicon layer is, for example, 50 nm.

ポリシリコン層102をパターニング後、CVDによって第1ゲート絶縁膜103が形成されている。ゲート絶縁膜103の上にポリシリコンTFT用の第1ゲート電極104が金属あるいは合金によって形成される(以後合金も含めて単に金属という)。第1ゲート電極104を構成する金属は例えばMoW、Ti等である。第1ゲート電極104をパターニングする過程において、ポリシリコン層にn−領域1021、n+領域1022がイオンインプランテーションによって形成される。n−領域はLDD(Light Doped Drain)領域1021、n+領域は導電領域1022とも呼ばれる。n+領域1022はソースあるいはドレインを形成し、n−領域で構成されるLDD領域1021はチャネル102とドレイン1022間の絶縁破壊を防止する。第1ゲート電極104と同時に、表示領域において、酸化物半導体TFTのための遮光膜105が形成される。 After patterning the polysilicon layer 102, the first gate insulating film 103 is formed by CVD. A first gate electrode 104 for a polysilicon TFT is formed of a metal or an alloy on the gate insulating film 103 (hereinafter, the alloy is also simply referred to as a metal). The metal constituting the first gate electrode 104 is, for example, MoW, Ti, or the like. In the process of patterning the first gate electrode 104, n-region 1021 and n + region 1022 are formed in the polysilicon layer by ion implantation. The n- region is also called an LDD (Light Doped Drain) region 1021, and the n + region is also called a conductive region 1022. The n + region 1022 forms a source or drain, and the LDD region 1021 composed of the n− region prevents dielectric breakdown between the channel 102 and the drain 1022. At the same time as the first gate electrode 104, a light-shielding film 105 for the oxide semiconductor TFT is formed in the display region.

第1ゲート電極104、遮光膜105を覆って、第1層間絶縁膜106がSiN膜で形成されその上に第2層間絶縁膜107がSiO膜によって形成される。表示領域においてSiO膜107の上に酸化物半導体層108が形成さる。酸化物半導体108には、IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、ZnON(Zinc Oxide Nitride)、IGO(Indium Gallium Oxide)等がある。本実施例では、酸化物半導体108としてIGZOを使用している。 The first interlayer insulating film 106 is formed of a SiN film and the second interlayer insulating film 107 is formed of a SiO film on the first gate electrode 104 and the light-shielding film 105. An oxide semiconductor layer 108 is formed on the SiO film 107 in the display region. Oxide semiconductor 108 includes IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), ITZO (Indium Tin Zinc Oxide), ZnON (Zinc Oxide Nitride), IGO (Indium Galium Oxide) and the like. In this embodiment, IGZO is used as the oxide semiconductor 108.

酸化物半導体層108において、ドレイン電極116及びソース電極117が接触する部分には金属による保護膜109が形成されている。ドレイン電極116及びソース電極117のためのスルーホール114、115はポリシリコン半導体1021、1022のドレイン電極125及びソース電極126のためのスルーホール123、124と同時に形成される。ポリシリコン側においては、スルーホール内の表面に酸化膜が形成されるので、これを佛酸(HF)で洗浄して除去する必要がある。しかし、この佛酸(HF)が酸化物半導体108側のスルーホール114、115に侵入すると、酸化物半導体108を溶解してしまう。酸化物半導体層108を佛酸(HF)から保護するために、金属で形成された保護膜109が形成されている。 In the oxide semiconductor layer 108, a protective film 109 made of metal is formed at a portion where the drain electrode 116 and the source electrode 117 come into contact with each other. The through holes 114 and 115 for the drain electrode 116 and the source electrode 117 are formed at the same time as the through holes 123 and 124 for the drain electrodes 125 and the source electrode 126 of the polysilicon semiconductors 1021 and 1022. On the polysilicon side, an oxide film is formed on the surface inside the through hole, and it is necessary to wash it with hydrofluoric acid (HF) to remove it. However, if this hydrofluoric acid (HF) invades the through holes 114 and 115 on the oxide semiconductor 108 side, the oxide semiconductor 108 is dissolved. In order to protect the oxide semiconductor layer 108 from hydrofluoric acid (HF), a protective film 109 made of metal is formed.

酸化物半導体層108及び保護膜109を覆って第2ゲート絶縁膜110が例えばSiO膜によって形成される。このSiO膜から酸素が酸化物半導体108に供給され、酸化物半導体108の特性を維持する。第2ゲート絶縁膜110を覆って第2ゲート電極111が形成される。第2ゲート電極111は第1ゲート電極104と同様な材料で形成することが出来る。第2ゲート電極111を覆って第3層間絶縁膜112が例えばSiOによって形成され、第3層間絶縁膜112を覆って第4層間絶縁膜113が例えばSiNによって形成される。 The second gate insulating film 110 is formed by, for example, a SiO film, covering the oxide semiconductor layer 108 and the protective film 109. Oxygen is supplied to the oxide semiconductor 108 from this SiO film to maintain the characteristics of the oxide semiconductor 108. The second gate electrode 111 is formed so as to cover the second gate insulating film 110. The second gate electrode 111 can be formed of the same material as the first gate electrode 104. The third interlayer insulating film 112 is formed by, for example, SiO, covering the second gate electrode 111, and the fourth interlayer insulating film 113 is formed, for example, by SiN, covering the third interlayer insulating film 112.

酸化物半導体TFT側にスルーホール114、115を形成してドレイン電極116、ソース電極117を形成すると同時に、ポリシリコンTFT側にスルーホール123、124を形成してドレイン電極125、ソース電極126を形成する。酸化物半導体TFT側のドレイン電極116は映像信号線と接続し、ソース電極117はスルーホール130、131を介して画素電極121と接続する。一方、ポリシリコンTFT側のドレイン電極125、ソース電極126は駆動回路の配線を構成する。 Through holes 114 and 115 are formed on the oxide semiconductor TFT side to form drain electrodes 116 and source electrodes 117, and at the same time, through holes 123 and 124 are formed on the polysilicon TFT side to form drain electrodes 125 and source electrodes 126. To do. The drain electrode 116 on the oxide semiconductor TFT side is connected to the video signal line, and the source electrode 117 is connected to the pixel electrode 121 via through holes 130 and 131. On the other hand, the drain electrode 125 and the source electrode 126 on the polysilicon TFT side form the wiring of the drive circuit.

ドレイン電極116、ソース電極117を覆って有機パッシベーション膜118が形成される。有機パッシベーション膜118は平坦化膜の役割も兼ねているので、2乃至4μm程度と厚く形成される。表示領域において、有機パッシベーション膜118には、画素電極121とソース電極117を接続するために、スルーホール130が形成される。また、表示領域においては、有機パッシベーション膜118の上にコモン電極119が平面状に形成されている。 An organic passivation film 118 is formed so as to cover the drain electrode 116 and the source electrode 117. Since the organic passivation film 118 also serves as a flattening film, it is formed as thick as about 2 to 4 μm. In the display region, a through hole 130 is formed in the organic passivation film 118 in order to connect the pixel electrode 121 and the source electrode 117. Further, in the display region, the common electrode 119 is formed in a plane shape on the organic passivation film 118.

コモン電極119を覆って容量絶縁膜120がSiNによって形成されている。容量絶縁膜120は、コモン電極119と画素電極121の間に画素容量を形成するのでこのように呼ばれる。容量絶縁膜120の上に櫛歯状に画素電極121が形成されている。画素電極121の平面形状は、例えば、図2に示すようなものである。画素電極121を覆って液晶分子301を初期配向させるための配向膜122が形成されている。IPSは液晶分子301のプレティルト角が不要なので、配向膜122の配向処理には偏光紫外線を用いた光配向が有利である。コモン電極119と画素電極121との間に電圧が印加されると、液晶層300中に電気力線が発生し、これによって液晶分子301が回転して、液晶層300の透過率が画素毎に制御され、画像が形成される。 A capacitive insulating film 120 is formed of SiN so as to cover the common electrode 119. The capacitive insulating film 120 is so called because it forms a pixel capacitance between the common electrode 119 and the pixel electrode 121. A pixel electrode 121 is formed in a comb-like shape on the capacitive insulating film 120. The planar shape of the pixel electrode 121 is, for example, as shown in FIG. An alignment film 122 for initially orienting the liquid crystal molecules 301 is formed so as to cover the pixel electrode 121. Since IPS does not require the pretilt angle of the liquid crystal molecule 301, photo-alignment using polarized ultraviolet rays is advantageous for the alignment treatment of the alignment film 122. When a voltage is applied between the common electrode 119 and the pixel electrode 121, electric lines of force are generated in the liquid crystal layer 300, which causes the liquid crystal molecules 301 to rotate, and the transmittance of the liquid crystal layer 300 is increased for each pixel. It is controlled and an image is formed.

図3において、液晶層300を挟んで、対向基板200が配置している。対向基板200にはカラーフィルタ201とブラックマトリクス202が形成され、その上にオーバーコート膜203が形成されている。オーバーコート膜203の上に配向膜204が形成されている。配向膜204の作用および配向処理は、TFT基板100側の配向膜116と同じである。 In FIG. 3, the opposing substrate 200 is arranged with the liquid crystal layer 300 interposed therebetween. A color filter 201 and a black matrix 202 are formed on the facing substrate 200, and an overcoat film 203 is formed on the color filter 201 and the black matrix 202. The alignment film 204 is formed on the overcoat film 203. The action and alignment treatment of the alignment film 204 are the same as those of the alignment film 116 on the TFT substrate 100 side.

図3において、左側の周辺回路部分の断面構成も、酸化物半導体TFTの代わりにポリシリコンTFTが形成されている他は、表示領域と同様である。ただし、図3の周辺回路部分には、液晶層300の代わりに、TFT基板100と対向基板200を接着するためのシール材16が形成されている。また、この部分には画素電極121は存在しない。 In FIG. 3, the cross-sectional structure of the peripheral circuit portion on the left side is the same as that of the display region except that the polysilicon TFT is formed instead of the oxide semiconductor TFT. However, in the peripheral circuit portion of FIG. 3, a sealing material 16 for adhering the TFT substrate 100 and the opposing substrate 200 is formed instead of the liquid crystal layer 300. Further, the pixel electrode 121 does not exist in this portion.

図4は、図3のポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFT部分の拡大断面図である。図4の構成は、図3で説明したのと同様であるが、図4では第4パッシベーション膜113は省略されている。また、図4では、ポリシリコンTFTと酸化物半導体TFTが対比のために、並んで配置されている。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the polysilicon TFT and the oxide semiconductor TFT portion of FIG. The configuration of FIG. 4 is the same as that described with reference to FIG. 3, but the fourth passivation film 113 is omitted in FIG. Further, in FIG. 4, the polysilicon TFT and the oxide semiconductor TFT are arranged side by side for comparison.

また、図4では、酸化物半導体108の構造がより詳細に記載されている。酸化物半導体108において、第2ゲート電極111の下がチャネルとなっている。酸化物半導体108の厚さは、例えば、10nm乃至100nmである。図4において、第2ゲート電極111を形成後、第2ゲート電極111をマスクとして酸化物半導体108にイオンインプランテーション(I/I)によって不純物がドーピングされるので、第2ゲート電極111の下以外の酸化物半導体は導電領域1081となっている。イオンインプランテーションによって打ち込まれるイオンは、例えば、リン(P)、ボロン(B)の他アルゴン(Ar)等でもよい。イオンインプランテーションによって酸化物半導体108の格子構造を破壊して導電性を生じさせている。 Further, in FIG. 4, the structure of the oxide semiconductor 108 is described in more detail. In the oxide semiconductor 108, the channel is below the second gate electrode 111. The thickness of the oxide semiconductor 108 is, for example, 10 nm to 100 nm. In FIG. 4, after the second gate electrode 111 is formed, impurities are doped into the oxide semiconductor 108 by ion implantation (I / I) using the second gate electrode 111 as a mask, so that the oxide semiconductor 108 is not under the second gate electrode 111. The oxide semiconductor of is the conductive region 1081. The ions implanted by ion implantation may be, for example, phosphorus (P), boron (B), argon (Ar), or the like. The lattice structure of the oxide semiconductor 108 is destroyed by ion implantation to generate conductivity.

導電領域1081の一方は、金属で形成された保護電極109で覆われて、ドレイン電極116と接続し、他方は、金属で形成された保護電極109で覆われて、ソース電極117と接続している。保護電極109は例えば、第1ゲート電極104あるいは第2ゲート電極111と同じ金属で形成することが出来る。 One of the conductive regions 1081 is covered with a protective electrode 109 made of metal and connected to the drain electrode 116, and the other is covered with a protective electrode 109 made of metal and connected to the source electrode 117. There is. The protective electrode 109 can be formed of, for example, the same metal as the first gate electrode 104 or the second gate electrode 111.

図5は、実施例1によるポリシリコンTFTと酸化物半導体TFTの部分の断面図である。図5の特徴は、ポリシリコンTFTのゲート電極104として、導電性を付与された酸化物半導体1081が使用されていることである。したがって、図5においては、図4における第1層間絶縁膜106及び第2層間絶縁膜107を形成する必要が無い。したがって、層数が減った分、スループットを向上させることが出来る。なお、第1ゲート電極104を構成する導電性の酸化物半導体1081は、酸化物半導体TFTにおけるドレイン領域1081、およびソース領域1081と同時に形成され、パターニングされる。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the polysilicon TFT and the oxide semiconductor TFT according to the first embodiment. The feature of FIG. 5 is that an oxide semiconductor 1081 imparted with conductivity is used as the gate electrode 104 of the polysilicon TFT. Therefore, in FIG. 5, it is not necessary to form the first interlayer insulating film 106 and the second interlayer insulating film 107 in FIG. Therefore, the throughput can be improved by the amount that the number of layers is reduced. The conductive oxide semiconductor 1081 constituting the first gate electrode 104 is formed and patterned at the same time as the drain region 1081 and the source region 1081 in the oxide semiconductor TFT.

図5において、TFT基板100の上に、酸化物半導体TFTに対応する部分に遮光膜105が形成されている。酸化物半導体TFTは、表示領域に形成され、バックライトが照射されることを前提としているので、遮光膜105を形成しているが、ポリシリコンTFTは周辺駆動回路に形成され、この部分は、他の遮光手段によって、バックライトが遮光されていることを前提としているので、遮光膜105は形成されていないが、ポリシリコンTFTを表示領域に形成するような場合は、遮光膜を105をポリシリコンTFTに対応する部分にも同時に形成する。 In FIG. 5, a light-shielding film 105 is formed on the TFT substrate 100 at a portion corresponding to the oxide semiconductor TFT. Since the oxide semiconductor TFT is formed in the display region and is premised on being irradiated with the backlight, the light-shielding film 105 is formed, but the polysilicon TFT is formed in the peripheral drive circuit, and this portion is formed. Since it is assumed that the backlight is shielded by other light-shielding means, the light-shielding film 105 is not formed. However, when the polysilicon TFT is formed in the display region, the light-shielding film 105 is poly. It is also formed on the portion corresponding to the silicon TFT at the same time.

図5において、遮光膜105を覆って下地膜101が形成されている。下地膜101の上には、ポリシリコン102を形成するが、これは図3で説明したLTPSである。ポリシリコン102には、チャネル領域102の他、LDD領域1021、導電領域1022が形成されるが、この形成方法は図6乃至図8で説明する
ポリシリコン102を覆ってSiОによる第1ゲート絶縁膜103が形成される。第1ゲート絶縁膜103を覆って、酸化物半導体108が基板全面にスパッタリングによって形成され、パターニングされる。酸化物半導体108は、周辺回路領域では、導電性を付与されて第1ゲート電極104を構成し、表示領域では、酸化物半導体TFTのアクティブ領域を構成する。すなわち、酸化物半導体108は、パターニングまでは、ポリシリコンTFT部分と酸化物半導体TFT部分において同時に形成されるが、導電性付与等の処理は、ポリシリコンTFT部分と酸化物半導体TFT部分とでは別個に行われる。その後、酸化物半導体TFTにおいて、保護電極109を形成し、第2ゲート絶縁膜110、第2ゲート電極111を形成し、これらを覆って第3層間絶縁膜112が形成されることは図4と同じである。
In FIG. 5, the undercoat film 101 is formed so as to cover the light-shielding film 105. Polysilicon 102 is formed on the base film 101, which is the LTPS described in FIG. In addition to the channel region 102, the LDD region 1021 and the conductive region 1022 are formed on the polysilicon 102. The forming method covers the polysilicon 102 described with reference to FIGS. 6 to 8 and covers the first gate insulating film made of SiО. 103 is formed. The oxide semiconductor 108 is formed on the entire surface of the substrate by sputtering so as to cover the first gate insulating film 103 and is patterned. In the peripheral circuit region, the oxide semiconductor 108 is imparted with conductivity to form the first gate electrode 104, and in the display region, it constitutes an active region of the oxide semiconductor TFT. That is, the oxide semiconductor 108 is formed simultaneously in the polysilicon TFT portion and the oxide semiconductor TFT portion until patterning, but the treatment such as imparting conductivity is separate between the polysilicon TFT portion and the oxide semiconductor TFT portion. It is done in. After that, in the oxide semiconductor TFT, the protective electrode 109 is formed, the second gate insulating film 110 and the second gate electrode 111 are formed, and the third interlayer insulating film 112 is formed over these. It is the same.

ところで、図5の構成は、ポリシリコンTFTを構成する導電性を付与された酸化物半導体1081の上にSiO膜が形成されている。通常は、SiO膜に酸素が供給されると、酸化物半導体の1081の抵抗が上昇する。しかし、酸化物半導体108に対する導電性の付与をリン(P)、ボロン(B)あるいはアルゴン(Ar)等のイオンインプランテーションによって行う場合、酸化物半導体108の格子構造を破壊することによって導電性を付与しているので、仮に酸素がSiO膜から注入されても大幅な抵抗率の増加にはならない。 By the way, in the configuration of FIG. 5, a SiO film is formed on the oxide semiconductor 1081 imparted with conductivity constituting the polysilicon TFT. Normally, when oxygen is supplied to the SiO film, the resistance of the oxide semiconductor 1081 increases. However, when the conductivity of the oxide semiconductor 108 is imparted by ion implantation of phosphorus (P), boron (B), argon (Ar), etc., the conductivity is increased by destroying the lattice structure of the oxide semiconductor 108. Since it is imparted, even if oxygen is implanted from the SiO film, the resistivity does not increase significantly.

図6乃至図8は、酸化物半導体1081によってゲート電極104で構成したポリシリコンTFTを形成するプロセスを示す断面図である。図6乃至図8では、ポリシリコンTFTとしては、NチャネルTFTとPチャネルTFTを形成する場合を示している。左側のポリシリコンTFTにはN型ポリシリコンが使用されてNチャネルTFTを構成し、右側のポリシリコンTFTにはP型ポリシリコンが使用されてPチャネルTFTを構成する。 6 to 8 are cross-sectional views showing a process of forming a polysilicon TFT composed of a gate electrode 104 by an oxide semiconductor 1081. 6 to 8 show a case where an N-channel TFT and a P-channel TFT are formed as the polysilicon TFT. N-type polysilicon is used for the polysilicon TFT on the left side to form an N-channel TFT, and P-type polysilicon is used for the polysilicon TFT on the right side to form a P-channel TFT.

図6において、下地膜101の上にポリシリコン102、1025が形成され、パターニングされている。パターニングされたポリシリコン102、1025を覆ってSiОによる第1ゲート絶縁膜103が形成されている。第1ゲート絶縁膜103の上には、導電性が付与された酸化物半導体1081が形成されている。図6において、酸化物半導体108、1081はパターニングのためのレジスト250によって覆われている状態で記載されている。 In FIG. 6, polysilicon 102 and 1025 are formed and patterned on the base film 101. The first gate insulating film 103 made of SiО is formed over the patterned polysilicon 102 and 1025. An oxide semiconductor 1081 to which conductivity is imparted is formed on the first gate insulating film 103. In FIG. 6, the oxide semiconductors 108 and 1081 are described in a state of being covered with a resist 250 for patterning.

図6において、ポリシリコンTFT領域における酸化物半導体は、イオンインプランテーション等によって導電性が付与された状態の導電性酸化物半導体1081となっているが、酸化物半導体TFT側の酸化物半導体108は、まだ、導電性が付与されていない状態である。酸化物半導体TFT側における、酸化物半導体108への導電性付与はポリシリコンTFT側において、酸化物半導体1081による第1ゲート電極104が形成された後、行われる。 In FIG. 6, the oxide semiconductor in the polysilicon TFT region is a conductive oxide semiconductor 1081 in a state where conductivity is imparted by ion implantation or the like, but the oxide semiconductor 108 on the oxide semiconductor TFT side is , It is in a state where conductivity has not been imparted yet. Conductivity is imparted to the oxide semiconductor 108 on the oxide semiconductor TFT side after the first gate electrode 104 is formed by the oxide semiconductor 1081 on the polysilicon TFT side.

図6において、左側のポリシリコンTFTがNチャネルTFTであり、右側のポリシリコンTFTがPチャネルTFTである。図6の状態において、例えば、リン(P)をイオンインプランテーション(I/I)によってドーピングし、n+領域を形成する。これによって、NチャネルTFTにドレイン領域1022及びソース領域1022を形成する。この時、レジスト250でカバーされている酸化物半導体108、導電性が付与された酸化物半導体1081、N型ポリシリコン102、P型ポリシリコン1025等はイオンインプランテーションの影響を受けない。 In FIG. 6, the polysilicon TFT on the left side is an N-channel TFT, and the polysilicon TFT on the right side is a P-channel TFT. In the state of FIG. 6, for example, phosphorus (P) is doped by ion implantation (I / I) to form an n + region. As a result, the drain region 1022 and the source region 1022 are formed in the N-channel TFT. At this time, the oxide semiconductor 108 covered with the resist 250, the oxide semiconductor 1081 to which conductivity is imparted, the N-type polysilicon 102, the P-type polysilicon 1025, and the like are not affected by the ion implantation.

図7は、図6の状態から、例えば、プラズマアッシャーをかけ、レジスト250を後退させるとともに、レジストから露出した部分の酸化物半導体1081をエッチングする。その後、リン(P)等をイオンインプランテーションし、n−領域、すなわち、LDD領域を形成する。このプロセスにおいては、PチャネルTFTのP型ポリシリコン1025、及び酸化物半導体側の酸化物半導体108等はレジストでおおわれており、n−のイオンインプランテーションの影響は受けない。 In FIG. 7, for example, a plasma asher is applied to retract the resist 250 from the state of FIG. 6, and the oxide semiconductor 1081 of the portion exposed from the resist is etched. Then, phosphorus (P) or the like is ion-implanted to form an n- region, that is, an LDD region. In this process, the P-type polysilicon 1025 of the P-channel TFT, the oxide semiconductor 108 on the oxide semiconductor side, and the like are covered with a resist and are not affected by n- ion implantation.

図8はPチャネル型TFTを形成するプロセスである。図8では、図7で使用したレジスト250は除去し、PチャネルTFT形成のために、新たにレジスト250をパターニングした状態である。この状態においては、NチャネルTFT全体、及び、酸化物半導体TFTを構成することになる酸化物半導体108はレジスト250で覆われている。 FIG. 8 shows a process of forming a P-channel type TFT. In FIG. 8, the resist 250 used in FIG. 7 is removed, and the resist 250 is newly patterned for forming the P-channel TFT. In this state, the entire N-channel TFT and the oxide semiconductor 108 that constitutes the oxide semiconductor TFT are covered with the resist 250.

図8の状態において、ボロン(B)等の不純物を、レジスト250をマスクにしてP型ポリシリコン1025にドープし、P型ポリシリコン1025にドレイン領域1026及びソース領域1026を形成する。この時、Nチャネル型TFT、及び、酸化物半導体TFTを構成することになる酸化物半導体108はレジスト250で覆われているので、ボロン(B)のイオンインプランテーションの影響は受けない。 In the state of FIG. 8, impurities such as boron (B) are doped into the P-type polysilicon 1025 using the resist 250 as a mask to form the drain region 1026 and the source region 1026 in the P-type polysilicon 1025. At this time, since the N-channel TFT and the oxide semiconductor 108 constituting the oxide semiconductor TFT are covered with the resist 250, they are not affected by the ion implantation of boron (B).

図6乃至図8のプロセスによって、導電性の酸化物半導体1081をゲート電極104としたNチャネルTFT及びPチャネルTFTを形成することが出来る。その後、酸化物半導体TFTを形成するが、この形成方法は図4で説明したとおりである。 By the process of FIGS. 6 to 8, N-channel TFTs and P-channel TFTs using the conductive oxide semiconductor 1081 as the gate electrode 104 can be formed. After that, an oxide semiconductor TFT is formed, and the forming method is as described with reference to FIG.

図9は、例えば、周辺駆動回路にNチャネルTFTとPチャネルTFTによってインバータ回路を形成した場合の等価回路である。図9において、P型TFTのドレインは電源電圧Vddと接続し、N型TFTのソースは基準電圧Vssに接続する。N型TFTとP型TFTのゲートに共通に入力Inが印加される。そして、P型TFTのソースとN型TFTのドレインから共通に出力Outが出力される。 FIG. 9 shows, for example, an equivalent circuit when an inverter circuit is formed by an N-channel TFT and a P-channel TFT in a peripheral drive circuit. In FIG. 9, the drain of the P-type TFT is connected to the power supply voltage Vdd, and the source of the N-type TFT is connected to the reference voltage Vss. An input In is commonly applied to the gates of the N-type TFT and the P-type TFT. Then, the output Out is output in common from the source of the P-type TFT and the drain of the N-type TFT.

図10は、図9のインバータを、導電性を付与した酸化物半導体1081でゲート電極104を形成したTFTで構成する場合のレイアウトを示す平面図である。図10の上下関係は図9に合わせている。図10において、枠で囲ったPch−LTPSはPチャネル LTPS TFTの意味であり、枠で囲ったNch−LTPSはNチャネル LTPS TFTの意味である。図10において、配線921は、映像信号線12と同じ層を使用している。図10において、Vddが横方向(x方向)に延在し、Vssが横方向に延在している。VssとVddをつなぐように、ポリシリコンが縦方向(y方向)に延在している。ポリシリコン1022はコンタクトホールCH1によってVssと接続し、ポリシリコン1026は、コンタクトホールCH2によってVddと接続している。 FIG. 10 is a plan view showing a layout in which the inverter of FIG. 9 is composed of a TFT in which a gate electrode 104 is formed of an oxide semiconductor 1081 imparted with conductivity. The hierarchical relationship of FIG. 10 is aligned with that of FIG. In FIG. 10, the framed Pch-LTPS means a P-channel LTPS TFT, and the framed Nch-LTPS means an N-channel LTPS TFT. In FIG. 10, the wiring 921 uses the same layer as the video signal line 12. In FIG. 10, Vdd extends in the lateral direction (x direction) and Vss extends in the lateral direction. Polysilicon extends in the vertical direction (y direction) so as to connect Vss and Vdd. The polysilicon 1022 is connected to Vss by the contact hole CH1, and the polysilicon 1026 is connected to Vdd by the contact hole CH2.

ポリシリコン1026、1022はコンタクトホールCH4によって出力線Outと接続している。Vssに近い方がN型ポリシリコンであり、Vddに近い方がP型ポリシリコンとなっている。一方、VddとVssの間において、横方向に延在する入力線(In)はスルーホールCH3を介して保護電極109と接続している。導電性を付与された酸化物半導体1081の一方は屈曲してN型TFTのゲート電極となり、他方は屈曲してP型TFTのゲートとなる。 The polysilicon 1026 and 1022 are connected to the output line Out by the contact hole CH4. The one closer to Vss is N-type polysilicon, and the one closer to Vdd is P-type polysilicon. On the other hand, between Vdd and Vss, the input line (In) extending in the lateral direction is connected to the protective electrode 109 via the through hole CH3. One of the oxide semiconductor 1081 imparted with conductivity is bent to be the gate electrode of the N-type TFT, and the other is bent to be the gate of the P-type TFT.

導電性を付与された酸化物半導体1081は金属に比べて抵抗率は大きいが、ゲート電極のための引き回し配線は映像信号線と同じ材料の金属を使用しているので、酸化物半導体1081の抵抗率は大きな問題にはならない。また、図10では、保護電極109は、コンタクトホールCH3の部分にのみ使用されているが、保護電極109を延在させて、TFTのチャネル付近まで形成すれば、酸化物半導体1081をゲート電極として使用した場合の抵抗率の問題はさらに軽減される。 The resistivity of the oxide semiconductor 1081 to which the conductivity is imparted is higher than that of the metal, but since the routing wiring for the gate electrode uses the metal of the same material as the video signal line, the resistance of the oxide semiconductor 1081 Rate is not a big issue. Further, in FIG. 10, the protective electrode 109 is used only in the portion of the contact hole CH3, but if the protective electrode 109 is extended to the vicinity of the TFT channel, the oxide semiconductor 1081 can be used as a gate electrode. The resistivity problem when used is further reduced.

図11は実施例2の構成を示す断面図である。図11の特徴は、酸化物半導体TFTをボトムゲートにして、トップゲートを構成する第2ゲート電極111を省略していることである。そしてボトムゲート電極1111には、導電性を付与したポリシリコン1022が使用されている。したがって、金属で形成された第2ゲート電極111を省略できるので、実施例1の場合よりもさらに層数を減らすことが出来る。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of the second embodiment. The feature of FIG. 11 is that the oxide semiconductor TFT is used as the bottom gate, and the second gate electrode 111 constituting the top gate is omitted. The bottom gate electrode 1111 is made of polysilicon 1022 having conductivity. Therefore, since the second gate electrode 111 made of metal can be omitted, the number of layers can be further reduced as compared with the case of the first embodiment.

図11において、左側がポリシリコンTFTであり、図5で説明したようにゲート電極104が導電性を付与された酸化物半導体1081によって形成されている。図11における右側が酸化物半導体TFTであり、実施例1の図5と異なる点は、トップゲート111が存在せず、代わりに導電性を付与されたポリシリコン1022によってボトムゲート電極1111が構成されていることである。なお、このボトムゲート電極1111は、ポリシリコンTFTにおいて、ドレイン領域1022あるいはソース領域1022を形成する時に同時形成することが出来る。したがって、図5の場合に比べて、さらにプロセス負荷を軽減することが出来る。 In FIG. 11, the left side is a polysilicon TFT, and as described with reference to FIG. 5, the gate electrode 104 is formed of an oxide semiconductor 1081 imparted with conductivity. The right side in FIG. 11 is an oxide semiconductor TFT, and the difference from FIG. 5 of the first embodiment is that the top gate 111 does not exist, and the bottom gate electrode 1111 is configured by polysilicon 1022 to which conductivity is imparted instead. That is. The bottom gate electrode 1111 can be formed at the same time when the drain region 1022 or the source region 1022 is formed in the polysilicon TFT. Therefore, the process load can be further reduced as compared with the case of FIG.

図11において、トップゲート電極111は省略されても、SiOで形成された第2ゲート絶縁膜110は残されている。すなわち、第2ゲート絶縁膜110を構成するSiO膜から酸化物半導体108に酸素を供給するためである。しかしながら、第3層間絶縁膜112をSiOによって形成し、このSiO膜から酸化物半導体108に酸素を供給することが出来れば、第2ゲート絶縁膜を省略することが出来る。 In FIG. 11, even if the top gate electrode 111 is omitted, the second gate insulating film 110 formed of SiO remains. That is, this is to supply oxygen to the oxide semiconductor 108 from the SiO film forming the second gate insulating film 110. However, if the third interlayer insulating film 112 is formed of SiO and oxygen can be supplied to the oxide semiconductor 108 from this SiO film, the second gate insulating film can be omitted.

また、酸化物半導体108とボトムゲート1111である導電性を付与されたポリシリコン1022の間にはSiОによるゲート絶縁膜103が形成されているが、SiОによるゲート絶縁膜103からの酸化物半導体108への酸素の供給が十分でない場合は、スパッタリング等の他の方法でSiO膜を形成し、ゲート絶縁膜103からの酸化物半導体108への必要な酸素の供給を確保できるようにする必要がある。 Further, the gate insulating film 103 made of SiО is formed between the oxide semiconductor 108 and the conductive polysilicon 1022 which is the bottom gate 1111. However, the oxide semiconductor 108 from the gate insulating film 103 made of SiО When the supply of oxygen to the oxide semiconductor 108 is insufficient, it is necessary to form the SiO film by another method such as sputtering so that the necessary oxygen supply from the gate insulating film 103 to the oxide semiconductor 108 can be secured. ..

図12は、酸化物半導体TFTのボトムゲート1111を導電性が付与されたポリシリコン1022で形成した場合のレイアウトを示す平面図である。図12において、枠で囲ったBottom Gate OS−TFTは、Bottom Gate 酸化物半導体TFTの意味である。図12において、映像信号線12が縦後方(y方向)に延在し、2本の映像信号線12の間に酸化物半導体TFTが形成されている。映像信号線12の下側を遮光膜105としての役割を有するシールド線105が横方向(x方向)に延在している。図12におけるシールド線105はゲート配線11とすることも出来る。 FIG. 12 is a plan view showing a layout when the bottom gate 1111 of the oxide semiconductor TFT is formed of polysilicon 1022 to which conductivity is imparted. In FIG. 12, the Bottom Gate OS-TFT surrounded by a frame means a Bottom Gate oxide semiconductor TFT. In FIG. 12, the video signal line 12 extends vertically and rearward (y direction), and an oxide semiconductor TFT is formed between the two video signal lines 12. A shielded wire 105 having a role as a light-shielding film 105 extends below the video signal line 12 in the lateral direction (x direction). The shielded wire 105 in FIG. 12 may be the gate wiring 11.

図12において、スルーホールCH6を介してシールド電極105と導電性を付与されたポリシリコン1022によって形成されるボトムゲート電極1111が接続する。接続は、通常2個のスルーホールによって行われるが、図12ではコンタクトホールCH6で代表させている。この接続は映像信号線12と同層で形成された電極922を経由して行われる。なお、図12におけるシールド電極105は走査線91で兼用させることも可能である。 In FIG. 12, a shield electrode 105 and a bottom gate electrode 1111 formed of polysilicon 1022 imparted with conductivity are connected via a through hole CH6. The connection is usually made by two through holes, but is represented by the contact hole CH6 in FIG. This connection is made via an electrode 922 formed in the same layer as the video signal line 12. The shield electrode 105 in FIG. 12 can also be used as the scanning line 91.

図12において、コンタクトホールCH5によって、保護電極109が映像信号線92と接続する。すなわち、図12では、保護電極109がドレイン電極を構成している。図12において、平面で視て、酸化物半導体108で形成されるチャネルを挟んで、保護電極109で構成されるソース電極が配置している、そして、コンタクトホールCH7によって、映像信号線12と同層の電極923と接続する。そして、電極923は画素電極と接続する。 In FIG. 12, the protective electrode 109 is connected to the video signal line 92 by the contact hole CH5. That is, in FIG. 12, the protective electrode 109 constitutes the drain electrode. In FIG. 12, when viewed in a plane, a source electrode composed of a protective electrode 109 is arranged across a channel formed of the oxide semiconductor 108, and the contact hole CH7 is the same as the video signal line 12. Connect with the electrode 923 of the layer. Then, the electrode 923 is connected to the pixel electrode.

図13は実施例3を示す断面図である。図13が実施例2である図11と異なる点は、ポリシリコンTFTをトップゲートではなくボトムゲートにしている点である。そして、ポリシリコンTFTのゲートには、遮光層105と同じ層に同じ材料で同時に形成されたボトムゲート電極1041が形成されている。図13では、下地膜101がポリシリコンTFTのゲート絶縁膜を構成している。しがって、図13の下地膜101は厚い膜ではないことが望ましい。図13では、例えば、SiN膜、あるいは、SiN膜とSiO膜の積層膜が下地膜101として使用される。 FIG. 13 is a cross-sectional view showing the third embodiment. The difference from FIG. 11 in FIG. 13 is that the polysilicon TFT is not a top gate but a bottom gate. Then, at the gate of the polysilicon TFT, a bottom gate electrode 1041 formed simultaneously with the same material in the same layer as the light shielding layer 105 is formed. In FIG. 13, the base film 101 constitutes the gate insulating film of the polysilicon TFT. Therefore, it is desirable that the base film 101 of FIG. 13 is not a thick film. In FIG. 13, for example, a SiN film or a laminated film of a SiN film and a SiO film is used as the base film 101.

図13における酸化物半導体TFTの構成は図11と同じである。したがって、図13では、ポリシリコンTFTも酸化物半導体TFTもボトムゲートとなっている。図13におけるポリシリコンTFTにおけるポリシリコンのLDD領域1021、導電領域1022は図6乃至図8で説明したプロセスで形成することが出来る。 The structure of the oxide semiconductor TFT in FIG. 13 is the same as that in FIG. Therefore, in FIG. 13, both the polysilicon TFT and the oxide semiconductor TFT are bottom gates. The LDD region 1021 and the conductive region 1022 of polysilicon in the polysilicon TFT in FIG. 13 can be formed by the process described with reference to FIGS. 6 to 8.

図13のその他の構成は、図11で説明したのと同様である。図13は、ポリシリコンをボトムゲートにすると同時に、酸化物半導体TFTのゲート電極1111を、導電性を与えたポリシリコン1022で構成することによって、層数を減少させることが出来、製造歩留りを向上させ、製造コストを低減することが出来る。 Other configurations of FIG. 13 are the same as those described with reference to FIG. In FIG. 13, the number of layers can be reduced and the manufacturing yield is improved by using polysilicon as the bottom gate and at the same time configuring the gate electrode 1111 of the oxide semiconductor TFT with polysilicon 1022 imparted with conductivity. It is possible to reduce the manufacturing cost.

以上、実施例1乃至3ではポリシリコンTFTが酸化物半導体TFTよりも基板に近く配置されている構成で説明したが、酸化物半導体TFTがポリシリコンTFTよりも基板に近く配置される構成であってもよい。 As described above, in the first to third embodiments, the polysilicon TFT is arranged closer to the substrate than the oxide semiconductor TFT, but the oxide semiconductor TFT is arranged closer to the substrate than the polysilicon TFT. You may.

実施例1乃至3では、本発明を液晶表示装置に対して適用した場合を説明した。本発明は有機EL表示装置に対しても適用することが出来る。図14は有機EL表示装置の表示領域の画素部の等価回路である。図14において、映像信号線12と電源線93が縦方向に延在して横方向に配列している。また、走査線11が横方向に延在して縦方向に配列している。映像信号線12または電源線93と走査線11で囲まれた領域が画素になっている。 In Examples 1 to 3, the case where the present invention is applied to a liquid crystal display device has been described. The present invention can also be applied to an organic EL display device. FIG. 14 is an equivalent circuit of the pixel portion of the display area of the organic EL display device. In FIG. 14, the video signal line 12 and the power supply line 93 extend in the vertical direction and are arranged in the horizontal direction. Further, the scanning lines 11 extend in the horizontal direction and are arranged in the vertical direction. The area surrounded by the video signal line 12, the power supply line 93, and the scanning line 11 is a pixel.

図14において、発光層としての有機EL層(EL)に流れる電流は制御TFT(T2)によって制御される、制御TFT(T2)のドレインは電源線93と接続し、電源線93と制御TFT(T2)のドレインの間には保持容量(Ch)が接続している。また、制御TFT(T2)のゲートはスイッチングTFT(T1)のソースと接続している。スイッチングTFT(T1)のゲートは走査線11と接続し、ドレインは映像信号線12と接続している。 In FIG. 14, the current flowing through the organic EL layer (EL) as the light emitting layer is controlled by the control TFT (T2), the drain of the control TFT (T2) is connected to the power supply line 93, and the power supply line 93 and the control TFT ( A holding capacity (Ch) is connected between the drains of T2). Further, the gate of the control TFT (T2) is connected to the source of the switching TFT (T1). The gate of the switching TFT (T1) is connected to the scanning line 11, and the drain is connected to the video signal line 12.

図14において、スイッチングTFT(T1)のゲートがONになると、映像信号線12から映像信号が保持容量Chの一方の電極に供給され、保持容量Chには、これに応じた電荷が電源線93から供給される。その結果、駆動TFT(T2)のゲートは所定の電位に保持され、これに応じた電流が制御TFT(T2)を介して有機EL層(EL)に流れることになる。 In FIG. 14, when the gate of the switching TFT (T1) is turned on, a video signal is supplied from the video signal line 12 to one electrode of the holding capacitance Ch, and a charge corresponding to this is supplied to the holding capacitance Ch of the power supply line 93. Supplied from. As a result, the gate of the driving TFT (T2) is held at a predetermined potential, and the corresponding current flows to the organic EL layer (EL) via the control TFT (T2).

図14に示すように、有機EL表示装置の画素には2個のTFT(T1、T2)が存在する。いずれのTFTも酸化物半導体で形成することができる。本実施例においても、周辺駆動回路をポリシリコンTFTで形成することは同じである。つまり、半導体回路基板はハイブリッド構成になっている。 As shown in FIG. 14, there are two TFTs (T1, T2) in the pixels of the organic EL display device. Both TFTs can be formed of oxide semiconductors. In this embodiment as well, the peripheral drive circuit is formed of the polysilicon TFT in the same manner. That is, the semiconductor circuit board has a hybrid configuration.

図15は、画素における制御TFTを酸化物半導体で構成した場合の画素部における断面図の例である。図15と図3を比較するとわかるように、液晶表示装置の場合も、有機EL表示装置の場合も、TFTのドレイン電極116、ソース電極117を覆って有機パッシベーション膜118を形成し、有機パッシベーション膜にスルーホール130を形成するまでは、液晶表示装置である図3と同じである。したがって、実施例1乃至3で説明した本発明の構成は、有機EL表示装置にもそのまま適用することが出来る。 FIG. 15 is an example of a cross-sectional view of the pixel portion when the control TFT in the pixel is composed of an oxide semiconductor. As can be seen by comparing FIGS. 15 and 3, in both the liquid crystal display device and the organic EL display device, the organic passage film 118 is formed by covering the drain electrode 116 and the source electrode 117 of the TFT to form the organic passivation film. It is the same as FIG. 3 which is a liquid crystal display device until the through hole 130 is formed in the liquid crystal display device. Therefore, the configuration of the present invention described in Examples 1 to 3 can be applied to the organic EL display device as it is.

以下は有機EL表示装置を示す図15が液晶表示装置を示す図3と異なる部分である。図15において、有機パッシベーション膜118の上にアノードとしての下部電極150が形成されている。下部電極150の上に、ホールを有するバンク160が形成されている。バンク160のホール内に発光層としての有機EL層151が形成されている。有機EL層151の上にカソードとしての上部電極152が形成されている。上部電極152は各画素共通に形成されている。上部電極152を覆ってSiN膜等を有する保護膜153が形成されている。保護膜153の上に外光の反射を防止するための、円偏光板155が粘着剤154を介して貼り付けられている。 The following is a part where FIG. 15 showing an organic EL display device is different from FIG. 3 showing a liquid crystal display device. In FIG. 15, a lower electrode 150 as an anode is formed on the organic passivation film 118. A bank 160 having a hole is formed on the lower electrode 150. An organic EL layer 151 as a light emitting layer is formed in the hole of the bank 160. An upper electrode 152 as a cathode is formed on the organic EL layer 151. The upper electrode 152 is formed in common with each pixel. A protective film 153 having a SiN film or the like is formed so as to cover the upper electrode 152. A circularly polarizing plate 155 for preventing reflection of external light is attached on the protective film 153 via an adhesive 154.

ところで、有機EL表示装置は、バックライトは不要なので、光に対する遮光膜105は必ずしも必要ないが、基板100をポリイミド等の樹脂で構成する場合、樹脂は帯電しやすいため、基板100の帯電の影響を除去する必要があるので、遮光膜105はシールド電極として維持する必要がある場合もある。 By the way, since the organic EL display device does not require a backlight, a light-shielding film 105 for light is not always necessary. However, when the substrate 100 is made of a resin such as polyimide, the resin is easily charged, so that the influence of the charge on the substrate 100 The light-shielding film 105 may need to be maintained as a shield electrode because it is necessary to remove the light-shielding film 105.

なお、画素における制御TFTをポリシリTFTで形成する場合、TFTを図15の構成に変えて、例えば、図5に示すようなポリシリコンTFTの構成とすることが出来る。この場合、必要に応じてポリシリコンの下方に、酸化物半導体の下方に形成される遮光膜105と同様なシールド電極あるいは遮光膜を形成することが出来る。 When the control TFT in the pixel is formed of a polysilicon TFT, the TFT can be changed to the configuration of FIG. 15 to have a polysilicon TFT configuration as shown in FIG. 5, for example. In this case, if necessary, a shield electrode or a light-shielding film similar to the light-shielding film 105 formed below the oxide semiconductor can be formed below the polysilicon.

本発明は、表示装置のみでなく、センサ装置等、種々の半導体装置に適用することが出来る。センサ装置には多くの種類が存在する。図16は、図15の有機EL表示装置と同様な構成を光センサとして使用した場合の例である。すなわち、有機EL表示装置を発光素子として使用している。図16おいては、図15で説明した有機EL表示装置の表示領域(発光素子)において、TFT基板100の下面に受光素子500を配置している。発光素子の上面においては、粘着材601を介して、透明なガラス基板または透明な樹脂基板で形成されたフェースプレート600が配置している。被測定物700は、フェースプレート600の上に載置する。 The present invention can be applied not only to display devices but also to various semiconductor devices such as sensor devices. There are many types of sensor devices. FIG. 16 shows an example in which a configuration similar to that of the organic EL display device of FIG. 15 is used as an optical sensor. That is, the organic EL display device is used as a light emitting element. In FIG. 16, in the display region (light emitting element) of the organic EL display device described with reference to FIG. 15, the light receiving element 500 is arranged on the lower surface of the TFT substrate 100. On the upper surface of the light emitting element, a face plate 600 formed of a transparent glass substrate or a transparent resin substrate is arranged via an adhesive material 601. The object to be measured 700 is placed on the face plate 600.

発光素子において、発光領域は、有機EL層151、下部電極150、上部電極152で構成される。発光領域の中央部分には、有機EL層、下部電極、上部電極が存在しないウィンドウ400が形成されており、この部分は光が通過することが出来る。なお、下部電極150の下層には反射電極が形成され、有機EL層151で発光した光Lは上方に向かう。 In the light emitting element, the light emitting region is composed of an organic EL layer 151, a lower electrode 150, and an upper electrode 152. A window 400 in which the organic EL layer, the lower electrode, and the upper electrode do not exist is formed in the central portion of the light emitting region, and light can pass through this portion. A reflective electrode is formed in the lower layer of the lower electrode 150, and the light L emitted by the organic EL layer 151 goes upward.

図16において、有機EL層151から出射した光Lは被測定物700で反射して、ウィンドウ400を通して、TFT基板100の下部に配置した受光素子500によって受光され、被測定物700が存在していることを検出する。被測定物700が存在しない場合は反射光が存在しないので、受光素子500には電流が流れない。したがって、被測定物700の存在の有無を測定することが出来る。 In FIG. 16, the light L emitted from the organic EL layer 151 is reflected by the object to be measured 700 and received through the window 400 by the light receiving element 500 arranged under the TFT substrate 100, and the object to be measured 700 is present. Detects that. When the object 700 to be measured does not exist, the reflected light does not exist, so that no current flows through the light receiving element 500. Therefore, the presence or absence of the object to be measured 700 can be measured.

図17は、図16に示すセンサ素子をマトリクス状に配置した光センサの平面図である。図17において、x方向において両側に配置した走査回路95から走査線91が横方向(x方向)に延在している。y方向における下側に配置した信号回路96から信号線92が縦方向(y方向)に延在し、上側に配置した電源回路97から電源線93が下方向(−y方向)に延在している。走査線91と信号線92、あるいは、走査線91と電源線93で囲まれた領域がセンサ素子94である。 FIG. 17 is a plan view of an optical sensor in which the sensor elements shown in FIG. 16 are arranged in a matrix. In FIG. 17, scanning lines 91 extend in the lateral direction (x direction) from scanning circuits 95 arranged on both sides in the x direction. The signal line 92 extends in the vertical direction (y direction) from the signal circuit 96 arranged on the lower side in the y direction, and the power supply line 93 extends in the downward direction (-y direction) from the power supply circuit 97 arranged on the upper side. ing. The region surrounded by the scanning line 91 and the signal line 92 or the scanning line 91 and the power supply line 93 is the sensor element 94.

なお、本実施例における光センサにおいては、単に、被測定物700の有無のみでなく、被測定物700からの反射の強度を測定することによって、2次元画像を読み取ることが出来る。また、色毎にセンシングすることによって、カラー画像、あるいは、分光画像を検出することも出来る。センサの分解能は、図17におけるセンサ素子94の大きさによって決まるが、必要に応じて複数のセンサ素子94を纏めて駆動することによって実効的なセンサ素子の大きさを調整することが出来る。 In the optical sensor of this embodiment, the two-dimensional image can be read not only by measuring the presence or absence of the object to be measured 700 but also by measuring the intensity of reflection from the object to be measured 700. It is also possible to detect a color image or a spectroscopic image by sensing for each color. The resolution of the sensor is determined by the size of the sensor element 94 in FIG. 17, but the effective size of the sensor element can be adjusted by driving a plurality of sensor elements 94 together as needed.

図16及び図17の例では、有機EL表示装置と同様な構成を光センサに応用した例であるが、本発明は、このような構成のみでなく、他の検出方法を用いた光センサにも適用することができる。さらに本発明は、光センサのみでなく、例えば容量センサ等、半導体装置基板を用いた他のセンサにも適用することができる。 In the examples of FIGS. 16 and 17, the same configuration as that of the organic EL display device is applied to the optical sensor, but the present invention applies not only to such a configuration but also to an optical sensor using another detection method. Can also be applied. Furthermore, the present invention can be applied not only to optical sensors but also to other sensors using a semiconductor device substrate, such as a capacitance sensor.

11…走査線、 12…映像信号線、 13…画素、 14…表示領域、 15…端子領域、 16…シール材、 17…フレキシブル配線基板、 20…異物、 30…接続配線、 51…遮光膜、 52…下地膜、 53…ポリシリコン、 54…ゲート絶縁膜、 55…ゲート電極、 56…ゲート絶縁膜、 90…検出領域、 91…走査線、 92…信号線、 93…電源線、 94…センサ素子、 95…走査回路、 96…信号回路、 97…電源回路、 100…TFT基板、 101…下地膜、 102…ポリシリコン半導体、 103…第1ゲート絶縁膜、 104…第1ゲート電極、 105…遮光膜、 106…第1層間絶縁膜、 107…第2層間絶縁膜、 108…酸化物半導体、 109…保護電極、 110…第2ゲート絶縁膜、 111…第2ゲート電極、 112…第3層間絶縁膜、 113…第4層間絶縁膜、 114…スルーホール、 115…スルーホール、 116…ドレイン電極、 117…ソース電極、 118…有機パッシベーション膜、 119…コモン電極、 120…容量絶縁膜、 121…画素電極、 122…配向膜、 123…スルーホール、 124…スルーホール、 125…ドレイン電極、 126…ソース電極、 130…スルーホール、 131…スルーホール、 135…スルーホール、 136…スルーホール、 150…下部電極、 151…有機EL層、 152…カソード、 153…保護層、 154…粘着材、 155…偏光板、 160…バンク、 200…対向基板、 201…カラーフィルタ、 202…ブラックマトリクス、 203…オーバーコート膜、 204…配向膜、 250…レジスト、 300…液晶層、 301…液晶分子、 400…ウィンドウ、 500…受光素子、 600…フェースプレート、 601…粘着材、 700…被測定物、 800…レジスト、 921…配線層、 922…電極、 923…電極、 1021…LDD領域(n−領域)、1022…ポリシリコン導電領域、 1025…Pチャネルポリシリコン、 1026…ポリシリコン導電領域、 1041…ボトムゲート電極、 1081…導電性を付与された酸化物半導体、 1111…ボトムゲート電極、 EL…有機EL層、 CH…コンタクトホール、 Ch…保持容量、 L…光、 Va…アノード電圧、 Vcc…基準電圧、 Vdd…電源電圧、 Vk…カソード電圧、 Vp…画素電圧、 Vsig…信号電圧 11 ... scanning line, 12 ... video signal line, 13 ... pixel, 14 ... display area, 15 ... terminal area, 16 ... sealing material, 17 ... flexible wiring board, 20 ... foreign matter, 30 ... connection wiring, 51 ... light-shielding film, 52 ... Undercoat, 53 ... Polysilicon, 54 ... Gate insulating film, 55 ... Gate electrode, 56 ... Gate insulating film, 90 ... Detection area, 91 ... Scan line, 92 ... Signal line, 93 ... Power line, 94 ... Sensor Element, 95 ... Scanning circuit, 96 ... Signal circuit, 97 ... Power supply circuit, 100 ... TFT substrate, 101 ... Base film, 102 ... Polysilicon semiconductor, 103 ... First gate insulating film, 104 ... First gate electrode, 105 ... Light-shielding film, 106 ... 1st interlayer insulating film, 107 ... 2nd interlayer insulating film, 108 ... Oxide semiconductor, 109 ... Protective electrode, 110 ... 2nd gate insulating film, 111 ... 2nd gate electrode, 112 ... 3rd interlayer Insulating film, 113 ... 4th interlayer insulating film, 114 ... Through hole, 115 ... Through hole, 116 ... Drain electrode, 117 ... Source electrode, 118 ... Organic passivation film, 119 ... Common electrode, 120 ... Capacitive insulating film, 121 ... Pixel electrode, 122 ... Alignment film, 123 ... Through hole, 124 ... Through hole, 125 ... Drain electrode, 126 ... Source electrode, 130 ... Through hole, 131 ... Through hole, 135 ... Through hole, 136 ... Through hole, 150 ... Lower electrode, 151 ... Organic EL layer, 152 ... Cathode, 153 ... Protective layer, 154 ... Adhesive material, 155 ... Plate plate, 160 ... Bank, 200 ... Opposite substrate, 201 ... Color filter, 202 ... Black matrix, 203 ... Over Coated film, 204 ... alignment film, 250 ... resist, 300 ... liquid crystal layer, 301 ... liquid crystal molecule, 400 ... window, 500 ... light receiving element, 600 ... face plate, 601 ... adhesive material, 700 ... object to be measured, 800 ... resist , 921 ... Wiring layer, 922 ... Electrode, 923 ... Electrode, 1021 ... LDD region (n-region), 1022 ... Polysilicon conductive region, 1025 ... P-channel polysilicon, 1026 ... Polysilicon conductive region, 1041 ... Bottom gate electrode , 1081 ... Conductive oxide semiconductor, 1111 ... Bottom gate electrode, EL ... Organic EL layer, CH ... Contact hole, Ch ... Holding capacity, L ... Light, Va ... Anode voltage, Vcc ... Reference voltage, Vdd ... Power supply Voltage, Vk ... Cathode voltage, Vp ... Pixel voltage, Vsig ... Signal voltage

Claims (16)

第1のポリシリコンによるチャネルと前記第1のポリシリコンに導電性を付与した第2のポリシリコンをソース及びドレインに有する第1のTFTと、酸化物半導体によるチャネルと前記酸化物半導体に導電性を付与したソース及びドレインを有する第2のTFTを有する半導体装置であって、
前記第1のTFTを構成する第1のゲート電極は、前記酸化物半導体のソースまたはドレインと同じ材料によって形成されていることを特徴とする半導体装置。
A first TFT having a channel made of first polysilicon and a second polysilicon imparting conductivity to the first polysilicon in a source and a drain, a channel made of an oxide semiconductor, and conductivity to the oxide semiconductor. A semiconductor device having a second TFT having a source and a drain.
A semiconductor device characterized in that the first gate electrode constituting the first TFT is made of the same material as the source or drain of the oxide semiconductor.
前記酸化物半導体のソースまたはドレインはイオンインプランテーションによって導電性が付与されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the source or drain of the oxide semiconductor is imparted with conductivity by ion implantation. 前記第1のTFTはトップゲートであり、前記第2のTFTはトップゲートであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the first TFT is a top gate, and the second TFT is a top gate. 前記第1のTFTはNチャネル型であり、前記チャネルの両側にLDD(Light Doped Drain)領域を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the first TFT is an N-channel type and has LDD (Light Doped Drain) regions on both sides of the channel. 前記第1のTFTはPチャネル型であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the first TFT is a P-channel type. 前記第1のTFTを構成する第1のゲート絶縁膜と前記第2のTFTを構成する第2のゲート絶縁膜は直接積層されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the first gate insulating film constituting the first TFT and the second gate insulating film constituting the second TFT are directly laminated. 前記第2のTFTはボトムゲートであり、前記第2のTFTを構成する前記第2のゲート電極は前記第2のポリシリコンと同じ材料による第3のポリシリコンによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The second TFT is a bottom gate, and the second gate electrode constituting the second TFT is formed of a third polysilicon made of the same material as the second polysilicon. The semiconductor device according to claim 1. 前記第1のTFTはトップゲートであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, wherein the first TFT is a top gate. 前記第1のTFTを構成する第1のゲート絶縁膜と前記第2のTFTを構成する第2のゲート絶縁膜は共通の絶縁膜によって形成されていることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The seventh aspect of claim 7, wherein the first gate insulating film constituting the first TFT and the second gate insulating film constituting the second TFT are formed of a common insulating film. Semiconductor device. 第1のポリシリコンによるチャネルと前記第1のポリシリコンに導電性を付与した第2のポリシリコンをソース及びドレインに有する第1のTFTと、酸化物半導体によるチャネルと前記酸化物半導体に導電性を付与したソース及びドレインを有する第2のTFTを有する半導体装置であって、
前記第2のTFTを構成する第2のゲート電極は、前記第2のポリシリコンと同じ材料で形成された第3のポリシリコンで形成されていることを特徴とする半導体装置。
A first TFT having a channel made of first polysilicon and a second polysilicon imparting conductivity to the first polysilicon in a source and a drain, a channel made of an oxide semiconductor, and conductivity to the oxide semiconductor. A semiconductor device having a second TFT having a source and a drain.
A semiconductor device characterized in that the second gate electrode constituting the second TFT is formed of a third polysilicon formed of the same material as the second polysilicon.
前記第1のTFTはボトムゲートであることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 10, wherein the first TFT is a bottom gate. 前記第2のTFTは前記第2のゲート電極の背面に遮光膜を有し、
前記第1のTFTの第1のゲート電極は、前記遮光膜と同じ材料で、同じ層の上に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
The second TFT has a light-shielding film on the back surface of the second gate electrode.
The semiconductor device according to claim 10, wherein the first gate electrode of the first TFT is made of the same material as the light-shielding film and is formed on the same layer.
前記第1のTFTは駆動回路に使用され、前記第2のTFTはスイッチング素子として使用されることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 12, wherein the first TFT is used in a drive circuit, and the second TFT is used as a switching element. 前記半導体装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 12, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device. 前記半導体装置は有機EL表示装置であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 12, wherein the semiconductor device is an organic EL display device. 前記半導体装置は光センサであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 12, wherein the semiconductor device is an optical sensor.
JP2019106689A 2019-06-07 2019-06-07 Semiconductor device Pending JP2020202223A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019106689A JP2020202223A (en) 2019-06-07 2019-06-07 Semiconductor device
CN202020529398.9U CN212461692U (en) 2019-06-07 2020-04-10 Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019106689A JP2020202223A (en) 2019-06-07 2019-06-07 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020202223A true JP2020202223A (en) 2020-12-17

Family

ID=73742068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019106689A Pending JP2020202223A (en) 2019-06-07 2019-06-07 Semiconductor device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020202223A (en)
CN (1) CN212461692U (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022219449A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
WO2023021623A1 (en) * 2021-08-18 2023-02-23 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 Display device and method for manufacturing same
WO2023062696A1 (en) * 2021-10-11 2023-04-20 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 Display device
WO2023157293A1 (en) * 2022-02-21 2023-08-24 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 Display device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022219449A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
WO2023021623A1 (en) * 2021-08-18 2023-02-23 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 Display device and method for manufacturing same
WO2023062696A1 (en) * 2021-10-11 2023-04-20 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 Display device
WO2023157293A1 (en) * 2022-02-21 2023-08-24 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 Display device

Also Published As

Publication number Publication date
CN212461692U (en) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9293594B2 (en) Circuit board and display device
US20220173132A1 (en) Display device
JP2020202223A (en) Semiconductor device
WO2020184533A1 (en) Display device and semiconductor device
JP7085352B2 (en) Display device
US10431701B2 (en) Semiconductor device, array substrate and method for fabricating semiconductor device
CN212569365U (en) Semiconductor device with a plurality of transistors
JP5284553B2 (en) Semiconductor device and display device
US8519317B2 (en) Photosensor, manufacturing method thereof, and liquid crystal display including a photosensor
WO2020021938A1 (en) Display device
JP7250558B2 (en) Display device and semiconductor device
WO2014092116A1 (en) Liquid-crystal display panel, liquid-crystal display, and method for manufacturing liquid-crystal display panels
KR20090004282A (en) Touch panel display device
JP2005093459A (en) Static electricity protective structure for display panel
KR101620527B1 (en) Thin film transistor array panel and method of manufacturing the same
US20120104530A1 (en) Substrate for display panel, and display device
WO2010146737A1 (en) Substrate for display panel, and display device
JP2021039291A (en) Semiconductor device
US20180053791A1 (en) Array substrate and display device with the array substrate
US20230034080A1 (en) Light sensing unit of light sensing device
US20220246764A1 (en) Thin film transistor using oxide semiconductor, and semiconductor device including the same
JP7333162B2 (en) Display device
WO2020137670A1 (en) Display device and semiconductor device
KR102219668B1 (en) Thin film transistor substrate and touch device of using the same