JP4512570B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は一般に液晶表示装置に関し、特にMOS(金属−酸化物−半導体)容量を有する液晶表示装置およびその製造方法に関する。さらに本発明はかかるMOS容量、およびかかるMOS容量を有する半導体装置、またそれらの製造方法に関する。 The present invention generally relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device having a MOS (metal-oxide-semiconductor) capacity and a method for manufacturing the same. The present invention further relates to such a MOS capacitor, a semiconductor device having such a MOS capacitor, and a method of manufacturing the same.
液晶表示装置は従来より低消費電力で小型の情報表示装置として、いわゆるノートブック型パーソナルコンピュータなど、携帯型の情報処理装置に広く使われている。 Conventionally, liquid crystal display devices have been widely used as portable information processing devices such as so-called notebook personal computers as small information display devices with low power consumption.
一方、液晶表示装置の用途はかかる携帯型の情報処理装置に限定されるものではなく、今日ではいわゆるデスクトップ型の情報処理装置においても、従来のCRT表示装置を置き換えるようになっている。さらに、液晶表示装置はいわゆるハイビジョン(HDTV)の表示装置としても有望であり、特に投写型HDTV表示装置への応用が研究されている。 On the other hand, the use of the liquid crystal display device is not limited to such a portable information processing device. Today, even a so-called desktop information processing device replaces a conventional CRT display device. Furthermore, the liquid crystal display device is also promising as a so-called high-definition (HDTV) display device, and its application to a projection type HDTV display device has been particularly studied.
これらの高性能大面積液晶表示装置の場合、従来の単純マトリクス駆動方式を使ったのでは応答速度あるいはコントラスト比、さらには色の純度などの点で必要な仕様を満足することができず、このため各々の画素を対応する薄膜トランジスタ(TFT)により駆動するアクティブマトリクス駆動方式が使われている。アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置では、従来よりTFTの活性領域にアモルファスシリコンを使ったアモルファスシリコン液晶表示装置が使われているが、アモルファスシリコンは電子移動度が小さく、前記高性能液晶表示装置で要求される仕様を満足することができない。このため、これらの高性能液晶表示装置ではTFTとしてポリシリコンTFTを使う必要がある。 In the case of these high-performance large-area liquid crystal display devices, using the conventional simple matrix driving method cannot satisfy the required specifications in terms of response speed, contrast ratio, and color purity. Therefore, an active matrix driving method is used in which each pixel is driven by a corresponding thin film transistor (TFT). In an active matrix liquid crystal display device, an amorphous silicon liquid crystal display device using amorphous silicon in an active region of a TFT has been used conventionally. However, amorphous silicon has a low electron mobility, and the high performance liquid crystal display device is the same. The required specifications cannot be satisfied. Therefore, it is necessary to use a polysilicon TFT as the TFT in these high-performance liquid crystal display devices.
一般にアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置では、液晶層に印加される駆動電圧を保持するために、各々のTFTに対応してキャパシタが使われる。かかるキャパシタは通常のキャパシタのように一対の金属電極とその間に介在する誘電体膜とで形成してもよいが、微細化されたポリシリコンTFTと協働するキャパシタは、いわゆるMOS構造で形成するのが有利である。 In general, in an active matrix liquid crystal display device, a capacitor is used corresponding to each TFT in order to hold a driving voltage applied to a liquid crystal layer. Such a capacitor may be formed by a pair of metal electrodes and a dielectric film interposed between the pair of metal electrodes as in a normal capacitor, but the capacitor cooperating with the miniaturized polysilicon TFT is formed by a so-called MOS structure. Is advantageous.
図1は、従来のアクティブマトリクス駆動型液晶表示装置の概略的な構成を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a conventional active matrix drive type liquid crystal display device.
図1を参照するに、液晶表示装置は多数のTFTおよびこれに協働する透明画素電極を担持するTFTガラス基板1Aと、前記TFT基板1A上に形成された対向ガラス基板1Bとよりなり、基板1Aと1Bとの間には液晶層1が、シール部材1Cにより封入されている。図示の液晶表示装置では、前記透明画素電極を対応するTFTを介して選択的に駆動することにより、液晶層中において、前記選択された画素電極に対応して、液晶分子の配向を選択的に変化させる。さらに、前記ガラス基板1Aおよび1Bの外側には、それぞれ図示しないが偏光板が、直交ニコル状態で配設されている。また、ガラス基板1Aおよび1Bの内側には、図示を省略したが前記液晶層1に接するように分子配向膜が形成され、液晶分子の配向方向を規制する。
Referring to FIG. 1, the liquid crystal display device includes a
図2は前記TFTガラス基板1Aの一部を拡大して示す。
FIG. 2 shows an enlarged part of the
図2を参照するに、前記ガラス基板1A上には走査信号を供給される多数のパッド電極13Aおよびこれから延在する多数の走査電極13と、ビデオ信号を供給される多数のパッド電極12Aおよびこれから延在する多数の信号電極12とが、走査電極13の延在方向と信号電極12の延在方向とが略直交するように形成されており、前記走査電極13と前記信号電極12との交点には、TFT11が形成されている。さらに、前記基板1A上には、各々のTFT11に対応して透明画素電極14が形成されており、各々のTFT11は対応する走査電極13上の走査信号により選択され、対応する信号電極12上のビデオ信号により、協働する透明画素電極14を駆動する。
Referring to FIG. 2, on the
図3は図2の液晶表示装置の1画素分の液晶セル駆動回路構成を示す。 FIG. 3 shows a liquid crystal cell driving circuit configuration for one pixel of the liquid crystal display device of FIG.
図3を参照するに、図1の液晶層1中には複数の画素に対応して複数の液晶セル15が画成されており、図1のガラス基板1Aに対応するTFT基板上には前記TFT11が、前記液晶セル15に対応してマトリクス状に形成される。また前記TFT基板1A上には前記TFT11にビデオ信号を供給する信号線12が互いに実質的に平行に、列方向に延在し、さらに前記TFT11を制御するゲート制御線(走査電極)13が互いに実質的に平行に行方向に延在する。図示の例では前記TFT11は互いに直列に接続された一対のTFT11A,11Bよりなり、画素電極14を介して対応する液晶セル15を駆動する。さらに前記TFT11には前記液晶セル15に並列に、キャパシタ16が接続される。前記キャパシタ16は前記液晶セル15に印加される駆動電圧を保持する蓄積キャパシタンスを形成する。その際、前記キャパシタ16は画素電極14と容量線17との間に接続される。
Referring to FIG. 3, a plurality of liquid crystal cells 15 corresponding to a plurality of pixels are defined in the
前記蓄積キャパシタンス16は先にも説明したように、一対の金属電極パターンの間に誘電体膜を保持した構成としてもよいが、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置ではMOSキャパシタの形に形成する方が有利である。
As described above, the
図4は、かかる従来のMOSキャパシタを有する液晶表示装置の回路構成を示す。 FIG. 4 shows a circuit configuration of a liquid crystal display device having such a conventional MOS capacitor.
図4を参照するに、液晶セルは前記TFT基板1Aに対応するガラス基板10Aと、前記ガラス基板10A上に形成されたポリシリコンパターン10Bと、前記ガラス基板10A上に前記ポリシリコンパターン10Bを覆うように形成された酸化膜10Cとよりなり、前記TFT11は前記ポリシリコンパターン10B中に形成されたn+ 型の拡散領域10a,10bおよび10cと、前記酸化膜10C上、前記拡散領域10aと10bとの間に形成されたAlあるいはポリシリコンよりなるゲート電極11aと、前記酸化膜10C上、前記拡散領域10bと10cとの間に形成された、同様なAlあるいはポリシリコンよりなるゲート電極11bとよりなる。ただし、前記ゲート電極11aは前記TFT11Aに対応し、また前記ゲート電極11bは前記TFT11Bに対応する。また、前記酸化膜10Cは前記ゲート電極11a,11bの下においてゲート絶縁膜を形成する。また、前記拡散領域10aに前記信号線12が接続され、さらに前記ゲート電極11a,11bに前記ゲート制御線13が接続される。
Referring to FIG. 4, the liquid crystal cell covers a
図4の構成では、さらに前記拡散領域11cが図中右方に延在し、n+ 型拡散領域10dを形成する。さらに、前記酸化膜10C上には前記拡散領域10dに対応して前記ゲート電極11a,11bと同様なAlあるいはポリシリコンよりなる電極11cが、キャパシタ電極として形成される。前記電極11cおよび拡散領域10dは前記キャパシタ16のキャパシタ電極を構成する。
In the configuration of FIG. 4, the
かかる構成の液晶表示装置では、前記ゲートバス線13上の選択信号により前記TFT11Aおよび11Bがターンオンし、前記信号線12上のビデオ信号により前記キャパシタ16が、前記拡散領域10dを介して充電される。その結果、前記拡散領域10cおよび拡散領域10dに接続された画素電極14の電位が、次の選択信号が入来するまで所定の駆動電位に保持される。
In the liquid crystal display device having such a configuration, the
一方、かかる従来の液晶表示装置では、前記拡散領域10a,10bおよび10cは前記ゲート電極11a,11bをマスクに自己整合的に形成することができるが、前記拡散領域10dは自己整合工程では形成できない。すなわち、前記拡散領域10dを形成するには別にマスクを使い、イオン注入工程を拡散領域10a〜10cとは別に行なう必要がある。
On the other hand, in such a conventional liquid crystal display device, the
しかし、このように拡散領域10dを形成するのに別のマスク工程および別のイオン注入工程を使った場合、工程数が大幅に増大してしまい、しかもマスクずれに伴うしきい値変動等、不良の確率が増大してしまうおそれがある。さらに、図2の構成では仮に拡散領域10a〜10cを自己整合工程ではなく、拡散領域10dと同時に同一のマスク工程で形成することも考えられるが、このような工程では前記酸化膜10Cの形成工程が前記イオン注入工程の後に実行されるため、ポリシリコンパターン10Bの表面が不純物元素により汚染されやすい。半導体集積回路を製造する場合には、かかる不純物元素は洗浄により除去されるが、ガラス基板を使った液晶表示装置の場合、徹底的な洗浄を行なうことができず、このため、一度不純物元素による汚染が生じると、不純物元素がポリシリコンパターン10B上に残留しやすい。
However, when another mask process and another ion implantation process are used to form the diffusion region 10d in this way, the number of processes is greatly increased, and there is a defect such as a threshold fluctuation due to mask displacement. May increase the probability of. Further, in the configuration of FIG. 2, it is conceivable that the
これに対し、図5は図4の液晶表示装置の上記課題を解決した別の従来の液晶表示装置の構成を示す。ただし図5中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 On the other hand, FIG. 5 shows a configuration of another conventional liquid crystal display device that solves the above-described problems of the liquid crystal display device of FIG. However, in FIG. 5, the same reference numerals are assigned to portions corresponding to the portions described above, and description thereof is omitted.
図5を参照するに、図示の液晶表示装置では、前記TFT11A,11Bを構成するn+ 型拡散領域10a〜10cの他に、同様なn+ 型拡散領域10eが前記ポリシリコンパターン10B中に、前記ゲート電極11a,11bおよびキャパシタ電極11cをマスクとして自己整合工程により形成されており、このため製造工程数が増える問題およびポリシリコンパターン10Bの不純物元素による汚染の問題は回避される。図3の構成では、前記電極11cに前記容量線17を介して所定の電圧を印加し、前記ポリシリコンパターン10B中に、拡散領域10cと10eとの間の真性あるいは低濃度ドープ領域10fにおいて表面蓄積層を誘起する。前記領域10fは前記ポリシリコンパターン10B中、拡散領域10aと10bの間、あるいは拡散領域10cと10dとの間に形成されるチャネル領域と同様な不純物濃度を有する。
Referring to FIG. 5, in the illustrated liquid crystal display device, in addition to the n +
図5の構成はこのように上記図4の構成の問題点は回避することができるが、前記領域10fに表面蓄積層を誘起するためには前記容量線17を駆動するのに別に電源が必要で、このため液晶表示装置中の駆動回路が複雑になり、製造費用が増大する問題が避けられない。さらに、図3の回路図よりわかるように、このような高電圧を印加される容量線17が前記TFT基板10A上において信号線12と交差するが、前記容量線17と信号線12との間には薄い層間絶縁膜が介在するだけなので、リーク電流や絶縁破壊が生じる可能性がある。前記容量線17に印加される電圧は通常の半導体集積回路で使われる電圧よりもはるかに高い電圧である。また、このような高電圧は前記容量線17に継続的に印加されるため、前記ゲート酸化膜10Cも通常のMOSトランジスタのゲート酸化膜よりも劣化しやすい。このため、図5の構成のキャパシタ16は信頼性の点で問題を有する。
The configuration of FIG. 5 can avoid the problems of the configuration of FIG. 4 as described above, but a separate power source is required to drive the
さらに、図5の構成では前記容量線17に高電圧を印加するのに伴い、液晶セル中に、前記容量線と他の配線あるいはTFTとの間に対応してドメインが形成されやすくなる。また、かかるドメインの形成に伴う表示の乱れを回避するために、前記容量線に沿って実質的な幅の遮光マスクを形成する必要があるが、かかる幅の広い遮光マスクを形成すると液晶表示装置の開口率が低下してしまう。
Further, in the configuration of FIG. 5, as a high voltage is applied to the
そこで、本発明は上記の課題を解決した、新規で有用なMOS型容量素子、液晶表示装置、半導体装置、およびその製造方法を提供することを概括的課題とする。 Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a novel and useful MOS capacitor element, liquid crystal display device, semiconductor device, and manufacturing method thereof that solve the above-described problems.
そこで、本発明は上記の課題を解決した新規で有用なMOS型容量素子、かかるMOS型容量素子を有する液晶表示装置、およびその製造方法を提供することを概括的課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a new and useful MOS capacitor element that solves the above problems, a liquid crystal display device having such a MOS capacitor element, and a method for manufacturing the same.
本発明のその他の課題は、構成が簡単で、製造が容易なMOS型容量素子、およびかかるMOS型容量素子を有する液晶表示装置、さらにその製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a MOS capacitor element that has a simple configuration and is easy to manufacture, a liquid crystal display device having such a MOS capacitor element, and a method for manufacturing the same.
本発明は上記の課題を、第1のガラス基板と、前記第1のガラス基板に対向する第2のガラス基板と、前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に封入された液晶層と、前記第1のガラス基板上を延在する信号電極と、前記第1のガラス基板上を延在する走査電極と、前記第1のガラス基板上を延在する共通電位線と、前記信号電極線と前記走査電極との交点に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極と、前記画素電極に並列に接続された蓄積容量とよりなる液晶表示装置において、前記薄膜トランジスタは前記第1のガラス基板上に形成された半導体層中に形成されており、前記蓄積容量は、前記半導体層上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に、前記半導体層の平面パタ―ンに含まれて形成されたキャパシタ電極と、前記半導体層のうち、前記キャパシタ電極から露出している露出部は、前記キャパシタ電極の一の側において形成された第1の拡散領域と、前記キャパシタ電極の他の側において形成された第2の拡散領域とよりなり、前記第1の拡散領域は第1の導電型に、また前記第2の拡散領域は第2の、逆導電型にドープされており、前記第1の拡散領域と前記第2の拡散領域とは、前記キャパシタ電極の縁部に整合し、かつ、相互に二箇所で隣接して形成されていることを特徴とする液晶表示装置により、または
MOS型容量素子を有する液晶表示装置の製造方法において、前記MOS型容量素子を、ガラス基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に、前記半導体層の平面パタ―ンに含まれるキャパシタ電極を形成する工程と、前記キャパシタ電極をマスクに、前記キャパシタ電極の一の側において前記半導体層中に第1の導電型の不純物元素を導入し、第1の拡散領域を形成する工程と、前記キャパシタ電極をマスクに、前記キャパシタ電極の他の側において前記半導体層中に第2の、逆導電型の不純物元素を導入し、第2の拡散領域を形成する工程と、を有し、前記第1の拡散領域と前記第2の拡散領域とは、前記キャパシタ電極の縁部に整合し、かつ相互に2箇所で隣接して形成されていることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により、解決する。
[作用]
図6(A)は、本発明によるMOS型容量素子の原理を示す図、また図6(B)は、その等価回路図を示す。ただし、図中先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
The present invention is the above-mentioned problems, is sealed between a first glass substrate, a second glass substrate facing the first glass substrate, and the first glass substrate and the second glass substrate A liquid crystal layer, a signal electrode extending on the first glass substrate, a scanning electrode extending on the first glass substrate, and a common potential line extending on the first glass substrate; In a liquid crystal display device comprising: a thin film transistor formed at an intersection of the signal electrode line and the scan electrode; a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor; and a storage capacitor connected in parallel to the pixel electrode. , the thin film transistor is formed in the semiconductor layer formed on the first glass substrate, the storage capacitance, and the semiconductor insulation formed on layer film, on the insulating film, the semiconductor layer To the flat pattern A capacitor electrode which is Marete formed, of the semiconductor layer, the exposed portion exposed from the capacitor electrode, a first diffusion region formed in one side of the capacitor electrode, the other of said capacitor electrode more becomes second diffusion regions formed in a side of said first diffusion region to the first conductivity type and said second diffusion region is doped to a second, opposite conductivity type, The first diffusion region and the second diffusion region are aligned with the edge of the capacitor electrode and are formed adjacent to each other at two locations, according to the liquid crystal display device, or
In the method of manufacturing a liquid crystal display device having a MOS type capacitive element, the MOS type capacitive element includes a step of forming a semiconductor layer on a glass substrate, a step of forming an insulating film on the semiconductor layer , and the insulating film. Forming a capacitor electrode included in a planar pattern of the semiconductor layer ; and using the capacitor electrode as a mask, an impurity element of a first conductivity type in the semiconductor layer on one side of the capacitor electrode And introducing a second, reverse conductivity type impurity element into the semiconductor layer on the other side of the capacitor electrode, using the capacitor electrode as a mask, and forming a first diffusion region . Forming the first diffusion region, and the first diffusion region and the second diffusion region are aligned with the edge of the capacitor electrode and adjacent to each other at two locations. Has been This problem is solved by the method for manufacturing a liquid crystal display device.
[Action]
FIG. 6A shows the principle of the MOS capacitor according to the present invention, and FIG. 6B shows an equivalent circuit diagram thereof. However, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the portions described above in the drawing, and the description will be omitted.
図6(A)を参照するに、前記MOS型容量素子では前記ポリシリコンパターン10Bに対応する半導体層10B中に、前記キャパシタ電極11cの一の縁部に対応してn+ 型の拡散領域10hが、また前記ゲート電極11cの他の縁部に対応してp+ 型の拡散領域10iが形成される。
Referring to FIG. 6A, in the MOS type capacitive element, an n + type diffusion region 10h corresponding to one edge of the
図6(B)は、図6(A)のMOS型容量素子の等価回路図を示す。 FIG. 6B shows an equivalent circuit diagram of the MOS capacitor of FIG.
図6(B)を参照するに、前記MOS型容量素子は、前記酸化膜10Cの容量に対応し前記ゲート電極11cに接続された容量Coと、前記拡散領域10hおよび10iに対応するダイオードDnおよびDp、さらに前記拡散領域10hおよび10iに対応する接合容量CjnおよびCjpを含む。
Referring to FIG. 6B, the MOS type capacitive element includes a capacitance Co corresponding to the capacitance of the
図7(A),(B)は、図6(A),(B)のMOS型容量素子10に正あるいは負の直流バイアス±Vgを印加した場合の容量−電圧特性(C−Vg特性)を示す。ただし、図7(A)はかかる容量測定のための構成を示し、出力端子OUT間でインピーダンスZを測定することにより、MOS型容量素子の容量値を求める。また図7(B)が得られた容量−電圧特性を示す。
FIGS. 7A and 7B show capacitance-voltage characteristics (C-Vg characteristics) when a positive or negative DC bias ± Vg is applied to the
まず図7(A)を参照するに、図6(A),(B)のMOS型容量素子10において前記キャパシタ電極11cを第1の端子とし、また前記n+ 型拡散領域10hとp+ 型拡散領域10iとを共通に接続して第2の端子とした相補型のMOS型容量素子10を形成し、かかる相補型のMOS型容量素子10に対し、100kHz以上の微小な交流信号を交流信号源から供給すると同時に前記第1および第2の端子の間に直流電源22により、正あるいは負の直流バイアス±Vgを印加し、前記出力端子OUTにおいてインピーダンスZを測定することにより容量Cの値を求めた。
First, referring to FIG. 7A, the
図7(B)は、このような試験から求めた前記MOS型容量素子10の容量を、前記直流バイアス電圧±Vgの関数として示す。ただし、図7(B)中、縦軸は得られた容量値Cを前記酸化膜10Cの容量値Coで規格化した規格化容量値C/Coを示し、横軸は直流バイアス電圧±Vgを示す。
FIG. 7B shows the capacitance of the
図7(B)のC−Vg特性を参照するに、破線はMOS型容量素子10において図7(A)に示す相補型構成をとらず、前記キャパシタ電極11cとn+ 型拡散領域10hとの間の容量を求めた場合を、また一点鎖線は同様に前記相補型構成をとらず、前記キャパシタ電極11cとp+ 型拡散領域10iとの間の容量を求めた場合を示すが、破線で示す前記キャパシタ電極11cと前記n+ 型拡散領域10hとの間の容量は、前記キャパシタ電極11cに正電圧+Vgが印加されている間は前記半導体層10B表面に前記電極11c直下の領域において前記n+ 型拡散領域10hに連続して電子蓄積層が形成されるため、前記容量値Coに匹敵する値を有するのに対し、前記キャパシタ電極11cに負電圧−Vgが印加されている場合にはかかる電子蓄積層が形成されず、容量値は非常に小さくなる。同様に、一点鎖線で示す前記キャパシタ電極11cと前記p+ 型拡散領域10iとの間の容量は、前記キャパシタ電極11cに負電圧−Vgが印加されている間は前記半導体層10B表面に前記電極11c直下の領域において前記p+ 型拡散領域10iに連続してホール蓄積層が形成されるため、前記容量値Coに匹敵する値を有するのに対し、前記キャパシタ電極11cに正電圧+Vgが印加されている場合にはかかるホール蓄積層は形成されず、容量値は非常に小さくなる。また、これら相補型構成を採用しない場合には、図7(B)に示すように前記C−Vg特性が周波数に依存する。図7(B)中、「低周波C−V特性」と示してあるのは低周波におけるC−Vg特性であり、一方「高周波C−V特性」と示してあるのは高周波におけるC−Vg特性である。
Referring to the C-Vg characteristic of FIG. 7B, the broken line does not take the complementary configuration shown in FIG. 7A in the MOS
これに対し、前記MOS型容量素子10に対して図7(A)に示す相補型接続構成を採用した場合には、図7(B)中実線で示すC−Vg特性が得られる。すなわち、このような相補型接続構成を有するMOS型容量素子10は、印加される直流バイアス電圧が正であっても負であっても、ほぼ一定の容量値を示す。また、かかる相補型接続構成を有するMOS型容量素子10では前記C−Vg特性は実質的に周波数に依存しない。これは、前記キャパシタ電極11cに印加される電圧の極性が正であっても負であっても、前記キャパシタ電極11c直下の前記半導体層11B中に空乏層が形成されることはなく、電子蓄積層あるいはホール蓄積層が、前記n+ 型拡散領域11hに連続して、あるいは前記p+ 型拡散領域に連続して形成されていることを意味する。またかかるキャリア蓄積層においては、前記半導体層11B表面に誘起されたキャリアが、前記キャパシタ電極11cに印加される電圧に高速に追従できる。
On the other hand, when the complementary connection configuration shown in FIG. 7A is employed for the
このように、図6(A),(B)の構成の素子を図7(A)に示すように相補型に接続した構成のMOS型容量素子10は、正電圧および負電圧のいずれに対しても略一定の容量値を示す。
As described above, the MOS
図8(A),(B)は、図7(A)の試験装置において前記直流バイアス電源22を省略し、液晶表示装置の駆動で使われるような対称型の高周波交流信号を印加した場合の前記MOS型容量素子10の容量特性を示す。ただし、図8(A)は前記高周波交流信号の波形を、また図8(B)は図8(A)の波形に対応するMOS型容量素子10の容量を示す。
8A and 8B show the case where the DC bias
図8(A)を参照するに、液晶表示装置で使われる駆動信号は最小レベルVmin と最大レベルVmax の間の振幅を有する対称矩形波信号であるが、図6(A),(B)のMOS型容量素子は、相補接続を行なった場合、図8(B)に示すように駆動信号の極性によらず、また振幅によらず、略一定の容量を示すことがわかる。ただし、図8(B)中、縦軸は前記絶縁膜10Cの容量Coで規格化した規格化容量C/Coを、また横軸は図8(A)の信号により前記キャパシタ電極11cに印加される電圧を示す。
Referring to FIG. 8A, the drive signal used in the liquid crystal display device is a symmetric rectangular wave signal having an amplitude between the minimum level Vmin and the maximum level Vmax. As shown in FIG. 8B, it can be seen that the MOS capacitance element exhibits a substantially constant capacitance regardless of the polarity of the drive signal and the amplitude, as shown in FIG. 8B. However, in FIG. 8B, the vertical axis is the normalized capacitance C / Co normalized by the capacitance Co of the insulating
このように、図6(A),(B)に示す本発明によるMOS型容量素子は、図7(A)に示すように相補接続することにより、正電圧に対しても負電圧に対しても、また低周波信号に対しても高周波信号に対しても実質的に同一の容量を示し、有効なキャパシタとして動作する。また本発明のMOS型容量素子は、他のMOSトランジスタの製造工程と同時に、工程を追加することなく形成することができ、液晶表示装置等、かかるMOS型容量素子を使った電子装置の製造費用を低減することができる。さらに、本実施例のMOS型容量素子では、前記n+ 型拡散領域11hおよびp+ 型拡散領域11iを、前記半導体層10Bを絶縁膜10Cで覆った後でイオン注入を行なうことにより形成するため、図4の従来例におけるような半導体層10Bの不純物元素による汚染の問題は生じない。また、これに伴い、前記半導体層10B上に前記MOS型容量素子と同時に形成されるトランジスタのしきい値電圧やその他の動作特性が前記不純物元素による汚染により変動する問題が解消される。さらに、本発明によるMOS型容量素子を液晶表示装置の駆動に使った場合、前記キャパシタ電極をコモン電位に保持すればよいため、前記絶縁膜10Cあるいはその他の層間絶縁膜に印加されるストレスが軽減され、かかるストレスに起因する表示特性の劣化が回避される。
As described above, the MOS type capacitive element according to the present invention shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B) is complementary to the negative voltage as shown in FIG. 7 (A). In addition, both the low frequency signal and the high frequency signal exhibit substantially the same capacitance and operate as an effective capacitor. Further, the MOS type capacitive element of the present invention can be formed simultaneously with the manufacturing process of other MOS transistors without adding any process, and the manufacturing cost of an electronic device using such a MOS type capacitive element such as a liquid crystal display device. Can be reduced. Further, in the MOS type capacitive element of this embodiment, the n + type diffusion region 11h and the p + type diffusion region 11i are formed by performing ion implantation after covering the
また、請求項1〜6記載の本発明の特徴によれば、本発明によるMOS型容量素子を液晶表示装置に使うことにより、液晶表示装置の製造費用を低減することができる。またかかる液晶表示装置は、ゲート絶縁膜、キャパシタ絶縁膜あるいはその他の層間絶縁膜に印加されるストレスが軽減されるため信頼性が高く、また歩留まり良く製造することができる。
According to the features of the present invention described in
さらに、請求項7記載の本発明の特徴によれば、本発明によるMOS型容量素子、あるいはこれを使った液晶表示装置、あるいはこれを使った半導体集積回路装置を製造することが可能になる。 Further, according to the feature of the present invention described in claim 7, it becomes possible to manufacture the MOS type capacitive element according to the present invention, a liquid crystal display device using the same, or a semiconductor integrated circuit device using the same.
[第1実施例]
図9(A)〜9(E)は、本発明の第1実施例によるMOS型容量素子30の製造工程を示す。
[First embodiment]
9A to 9E show the manufacturing process of the
図9(A)を参照するに、基板31上にポリシリコンあるいはアモルファスシリコン等の半導体パターン32が形成され、図9(B)の工程で前記基板31上に前記半導体パターン32を覆うようにSiO2 等よりなる誘電体膜33が形成される。前記基板31は液晶表示装置のガラス基板、あるいはその他の絶縁基板であってもよい。また、前記基板31は単結晶Si基板であってもよい。また、前記半導体パターン32は単結晶Siパターンであってもよい。
Referring to FIG. 9A, a
さらに図9(C)の工程で前記誘電体膜33上にAlあるいは導電性ポリシリコン等の導電膜が堆積され、これをパターニングすることによりキャパシタ電極34が形成される。さらに図9(D)の工程で前記キャパシタ電極34を自己整合マスクに、前記誘電体膜33を介して前記半導体パターン32中にAs+ あるいはP+ 等のn型不純物元素をイオン注入法により導入し、引き続いて熱処理することにより前記キャパシタ電極34の一の側にn+ 型の拡散領域32Aが形成される。前記n型不純物元素のイオン注入工程の際、前記半導体パターン32のうち前記キャパシタ電極34の他の側はレジストマスクにより覆われている。
Further, in the step of FIG. 9C, a conductive film such as Al or conductive polysilicon is deposited on the
次に、図9(E)の工程において前記レジストマスクを除去し、前記半導体パターン32のうち前記キャパシタ電極34の前記一の側を別のレジストマスクにより覆い、前記誘電体膜33を介して前記半導体パターン32中にBF+ 等のp型不純物元素をイオン注入法により導入し、引き続いて熱処理することにより、前記キャパシタ電極34の前記他の側にp+ 型の拡散領域32Bを形成する。
Next, the resist mask is removed in the step of FIG. 9E, the one side of the
本実施例によるMOS型容量素子30の製造工程では、イオン注入工程が前記半導体パターン32が前記誘電体膜33で覆われた後、工程(D)および(E)において実行されるため、前記半導体パターン32の表面が不純物元素で汚染される問題が回避される。さらに、図9(A)〜9(E)の工程はMOSトランジスタを形成する工程、特に液晶表示装置で使われるトップゲート型TFTの製造工程と完全に両立するものであり、本実施例では前記半導体パターン32上に、前記MOS型容量素子30の形成と同時に別のMOSトランジスタを形成することが可能である。
In the manufacturing process of the MOS
例えば、トップゲート型nチャネルTFTを前記MOS型容量素子30に隣接して形成する場合、図9(C)の工程において、前記キャパシタ電極34と同時に前記半導体パターン32上に、あるいは他の同様な半導体パターン上にゲート電極を形成し、前記図9(D)の工程において、前記拡散領域32Aの形成と同時に前記ゲート電極の両側にn+ 型のソース領域およびドレイン領域を形成するようにしてもよい。形成するTFTがpチャネルTFTの場合には、図9(E)の工程で前記ゲート電極の両側に、前記拡散領域32Bと同時にp+ 型のソース領域およびドレイン領域を形成する。
For example, when a top gate type n-channel TFT is formed adjacent to the MOS
このようにして形成されたMOS容量素子30は、先に図7(B)あるいは図8(B)で説明した好ましい容量特性を有する。
The
図10(A)は、図9(E)のMOS容量素子30の一変形例によるMOS型容量素子30Aを示す。
FIG. 10A shows a MOS
図10(A)を参照するに、MOS容量素子30Aでは前記半導体パターン32中において前記n+ 型拡散領域32Aが前記キャパシタ電極34から離間して形成され、間にn− 型のLDD領域32aが形成される。同様に、前記p+ 型拡散領域32Bも前記キャパシタ電極34から離間して形成され、間にp− 型のLDD領域32bが形成される。かかるLDD領域32aあるいは32bの形成は、例えば前記キャパシタ電極34に側壁絶縁膜を形成することにより行なうことができる。あるいは別にマスク工程を行なってもよい。前記LDD領域32aあるいは32bを形成することによりMOS型容量素子30Aの耐圧を増大させることができる。
Referring to FIG. 10A, in the
図10(B)は、図10(A)のMOS型容量素子30Aの一変形例によるMOS型容量素子30Bを示す。
FIG. 10B shows a MOS
図10(B)を参照するに、MOS型容量素子30Bでは図10(A)のMOS型容量素子30AにおけるLDD領域の一方、例えばLDD領域32bのみが省略されている。かかる構成においても、MOS型容量素子の耐圧を増大させることができる。
Referring to FIG. 10B, in the
図10(C)は、図10(A)のMOS容量素子30Aのさらに別の変形例によるMOS型容量素子30Cを示す。
FIG. 10C shows a MOS
図10(C)を参照するに、MOS容量素子30Cでは前記半導体パターン32中において前記n+ 型拡散領域32Aが前記キャパシタ電極34から離間して形成され、間にオフセット領域32cが形成される。同様に、前記p+ 型拡散領域32Bも前記キャパシタ電極34から離間して形成され、間にオフセット領域32dが形成される。かかるオフセット領域32cあるいは32dを形成することにより、MOS型容量素子30Cの耐圧を増大させることができる。
Referring to FIG. 10C, in the
図11は、図9(E)のMOS型容量素子30の平面図を示す。
FIG. 11 is a plan view of the
図11を参照するに、半導体パターン32の中央部をキャパシタ電極34が覆い、前記半導体パターン32のうち、前記キャパシタ電極34の一の側に露出している部分がn+ 型にドープされて拡散領域32Aを形成し、また他の側に露出している部分がp+ 型にドープされて拡散領域32Bを形成する。また、前記n+ 型拡散領域32Aにはオーミックコンタクト32A'が、前記p+ 型拡散領域32Bにはオーミックコンタクト32B'が形成される。
Referring to FIG. 11, a
図12(A)は、前記図11のMOS型容量素子30の一変形例によるMOS型容量素子30Dの平面図を示す。
FIG. 12A shows a plan view of a MOS capacitor 30D according to a modification of the
図12(A)を参照するに、本実施例によるMOS型容量素子30Dでは、前記半導体パターン32は前記キャパシタ電極34の一の側においてのみ露出し、前記露出部に互いに隣接して、前記n+ 型拡散領域32Aおよびp+ 型拡散領域32Bが形成される。かかる構成では、前記オーミックコンタクト32A'および32B'を、それぞれ前記拡散領域32Aおよび32B上に、互いに連続した単一のオーミックコンタクトとして形成することにより、前記n+ 型拡散領域32Aおよびp+ 型拡散領域32Bの相補接続構成を、簡単に実現することができる。
Referring to FIG. 12A, in the MOS type capacitive element 30D according to the present embodiment, the
図12(B)は、前記図12(A)のMOS型容量素子30Dの一変形例によるMOS型容量素子30Eの平面図を示す。
FIG. 12B is a plan view of a
図12(B)を参照するに、本実施例では前記キャパシタ電極34が半導体パターン32中に、平面図上において含まれており、前記半導体パターン32の露出部のうち、一方がn+ 型にドープされて拡散領域32Aを形成し、他の一方がp+ 型にドープされて拡散領域32Bを形成する。また、図12(A)の実施例と同様に、前記拡散領域32Aのオーミックコンタクト32A'と前記拡散領域32Bのオーミックコンタクト32B'とは互いに連続して形成され、単一のオーミックコンタクトを形成する。これにより、本実施例でも前記n+ 型拡散領域32Aおよびp+ 型拡散領域32Bを相補接続した構成を、簡単に実現することができる。
[第2実施例]
図13(A)〜13(E)は、ボトムゲート構成のTFTの製造工程に両立する、本発明の第2実施例によるMOS型容量素子40の製造工程を示す。
Referring to FIG. 12B, in this embodiment, the
[Second Embodiment]
13A to 13E show a manufacturing process of the
図13(A)を参照するに、ガラス基板等の絶縁基板41上に導電性アモルファスシリコン等よりなるキャパシタ電極パターン42が形成され、図13(B)に工程で前記絶縁基板41上に前記キャパシタ電極パターン42を覆うようにSiO2 膜等よりなる誘電体膜43が堆積される。さらに図13(B)の工程では、前記誘電体膜43上にアモルファスシリコン膜44が堆積される。
Referring to FIG. 13A, a
さらに、図13(C)の工程において前記アモルファスシリコン膜44をパターニングして半導体パターン44Pを形成し、図13(D)の工程において前記半導体パターン44Pのうち、前記キャパシタ電極パターン42の一の側の部分にAs+ あるいはP+ をイオン注入することによりn+ 型拡散領域44Aを形成する。
Further, in the step of FIG. 13C, the
さらに、図13(E)の工程において、前記半導体パターン44Pのうち、前記キャパシタ電極パターン42の他の側の部分にBF+ をイオン注入することにより、p+ 型拡散領域44Bを形成する。図13(D),13(E)のイオン注入工程は、前記半導体パターン44Pを絶縁膜で覆った後から、前記絶縁膜を介して行なってもよい。
Further, in the step of FIG. 13E, p +
本実施例によるMOS型容量素子40は、アクティブマトリクス型液晶表示装置等において、ボトムゲート型TFTと同時に形成することができる。
[第3実施例]
図14(A),(B)は、先に説明したMOS型容量素子30を図3に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置の液晶セル駆動回路に適用した例を、本発明の第3実施例による駆動回路50として示す。ただし、図14(A),(B)中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
The MOS
[Third embodiment]
14A and 14B show an example in which the
図14(A)を参照するに、本実施例による駆動回路50は、ポリシリコン等よりなる半導体層10B上に形成されたTFT11aと、前記半導体層10B上に前記TFT11aに隣接して形成されたMOS型容量素子30とよりなる。前記TFT11aは、先に図5で説明した構成と同様に前記半導体層10B中に形成されたn+ 型拡散領域10aと10bとを含み、前記絶縁膜10C上には前記拡散領域10aと10bとの間にゲート電極11aが形成されている。前記絶縁膜10Cは、前記ゲート電極11a直下においてゲート絶縁膜を形成する。
Referring to FIG. 14A, the driving
一方、前記MOS型容量素子30は図6(A)あるいは図9(E)に示した構成を有し、前記半導体層10B中に、図6(A)のn+ 型拡散領域10hとして、あるいは図9(E)の拡散領域32Aとして、前記拡散領域10bを含み、さらに図9(E)の拡散領域32Bに対応してp+ 型拡散領域10iを含む。さらに、前記絶縁膜10C上には、前記拡散領域10bと10iとの間にキャパシタ電極11cが形成される。
On the other hand, the MOS
前記ゲート電極11aには前記信号線13を介して、図14(B)に示す制御信号VGが供給される。図14(B)を参照するに、前記制御信号VGは通常は−Vglのレベルにあり、TFT11aの選択の時にだけ+Vglのレベルに遷移する。また、前記拡散領域10aには図14(B)に示すビデオ信号VSが供給され、前記ビデオ信号は前記TFT11aのチャネル領域を通って前記拡散領域10bに送られ、MOS型容量素子30に保持される。前記ビデオ信号VSは、図14(B)に示すようにフレーム周期Tを有する対称交流信号であり、最小信号レベルの区間では値が+Vminと−Vminの間で交互に変化し、最大信号レベルの区間では値が+Vmaxと−Vmaxの間で交互に変化する。また、中間信号レベルの区間では、前記VmaxとVminの中間のレベルで信号の値が正負交互に変化する。さらに、前記キャパシタ電極11cは、前記対向基板1B(図1参照)上の透明対向電極に印加されるコモン電位レベル(Vcom)に保持される。前記キャパシタ電極11cは図3の容量線17に接続されるが、本実施例においては前記容量線には前記コモン電位Vcomが供給される。
A control signal VG shown in FIG. 14B is supplied to the
前記MOS型容量素子30に保持されたビデオ信号VSは、前記n+ 型拡散領域10bから画素電極14(図2参照)を介して液晶セル15に印加される。
The video signal VS held in the MOS
本実施例において、前記MOS型容量素子30は先に図7(B)あるいは図8(B)で説明した特性を有し、正および負の極性を有するビデオ信号VSを安定に保持する。
In this embodiment, the
先にも説明したように、前記MOS型容量素子30は、TFT11aの製造工程と完全に両立し、このためTFT11aの形成と同時に形成することが可能である。
As described above, the
アクティブマトリクス駆動液晶表示装置において、本発明によるMOS型容量素子30をTFT11aと組み合わせて使うことにより、液晶セル15に印加される電圧が安定し、高品質で安定な表示が可能になる。また、本実施例では、前記容量線17に供給される電圧が前記透明対向電極に供給される電圧と同じ電圧でよいため、前記容量線17を駆動するのに別に駆動電源を設ける必要がない。
[第4実施例]
図15は、図14(A),(B)の液晶セル駆動回路50を使った直視型液晶表示装置の液晶パネル60の構成を示す。ただし、図中先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
In the active matrix drive liquid crystal display device, by using the
[Fourth embodiment]
FIG. 15 shows a configuration of a
図15を参照するに、前記液晶パネル60は、図1で説明したTFT基板1Aと対向基板1B、およびその間に封入された液晶層1とよりなり、前記TFT基板1A上には前記マトリクス状に配列された画素電極14(図2参照)に対応して図14(A)の液晶セル駆動回路50(図示せず)がマトリクス状に配列されている。さらに、前記画素電極14および液晶セル駆動回路50の配列を囲むように、前記TFT基板1A上には前記ゲート制御線13を選択するゲート側周辺回路1Gと前記信号線12を選択する信号側周辺回路1Vとが形成されている。
Referring to FIG. 15, the
一方、前記対向基板1B上には、前記基板1Aに面する対向面上に各々の画素に対応して赤緑青の三色フィルタがマトリクス状に形成されており、さらに前記三色フィルタを覆うように透明対向電極(図示せず)が、前記対向面上に一様に形成されている。前記透明対向電極には、基板1B四隅に形成した対向電極コンタクト1Bcにおいて、前記MOS型容量素子30のキャパシタ電極11cに供給されたのと同じコモン電位Vcomが供給される。
[第5実施例]
図16は、図14(A),(B)の液晶セル駆動回路50を使った投写型液晶表示装置に使われる液晶パネル70の構成を示す。ただし、図中先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
On the other hand, on the counter substrate 1B, red, green and blue three-color filters corresponding to the respective pixels are formed in a matrix on the counter surface facing the
[Fifth embodiment]
FIG. 16 shows a configuration of a
図16を参照するに、前記液晶パネル70は図1のTFT基板1Aと対向基板1Bと、間に封入された液晶層1とよりなり、前記TFT基板1A上には前記マトリクス状に配列された画素電極14(図2参照)に対応して図14(A)の液晶セル駆動回路50がマトリクス状に配列されている。さらに、前記画素電極14および液晶セル駆動回路50の配列を囲むように、前記TFT基板1A上には前記ゲート制御線13を選択するゲート側周辺回路1Gと前記信号線12を選択する信号側周辺回路1Vとが形成されている。
Referring to FIG. 16, the
一方、前記対向基板1B上には、前記基板1Aに面する対向面上に透明対向電極(図示せず)が一様に形成されている。また、図15の液晶パネル70と同様に、前記透明対向電極には対向電極コンタクト1Bcにおいて、前記MOS型容量素子30のキャパシタ電極11cに供給されたのと同じコモン電位Vcomが供給される。さらに、前記対向基板1B上には、前記TFT基板1A上の回路1Gあるいは1Vを覆うように遮光パターンBMが形成されている。同様な遮光パターンは、図示はしないがマトリクス状に配列された個々の液晶セル駆動回路50にも設けられる。
On the other hand, on the counter substrate 1B, a transparent counter electrode (not shown) is uniformly formed on the counter surface facing the
図17は、図16の液晶パネル70を使った投写型液晶表示装置80の構成を示す。
FIG. 17 shows a configuration of a projection type liquid
図17を参照するに、前記投写表示装置80はメタルハライドランプ等よりなる強力な光源81と、前記光源81から前記光源81の一部として形成された紫外線カットフィルタ81Aを通って出射する光ビーム82の光路中に配設され、青色光成分を透過し、それ以外の光を反射するダイクロイック・ミラー91と、前記ダイクロイックミラー91で反射された光ビームの光路中に配設され、赤色光成分を反射し、それ以外の光、すなわち緑色光成分を透過するダイクロイック・ミラー92と、前記ダイクロイックミラー91を通過した青色光ビームの光路中に配設され、これを反射するミラー93とを含み、前記ダイクロイックミラーを通過した青色光ビームBは、ミラー93により反射された後、入射側偏光要素90Bを通過し、図16の液晶パネル70よりなるライトバルブ93Bに入射する。
Referring to FIG. 17, the
前記液晶パネル93B中を通過した青色光ビームBは、さらに前記入射側偏光要素90Bに対してクロスニコル状態で配設された出射側偏光要素94Bにより、空間変調を受ける。
The blue light beam B that has passed through the
同様に、前記ダイクロイックミラー22で分離された赤色光ビームは、入射側偏光装置90Rを通過させられ、さらに液晶パネル93Rを通過した後、出射側偏光要素94Rにより空間変調を受ける。前記出射側偏光要素94Rで空間変調された赤色光ビームは、前記出射側偏光要素94Bにより空間変調された青色光ビームとダイクロイックミラー94において合成され、別のダイクロイックミラー96に入射する。
Similarly, the red light beam separated by the
同様に、前記ダイクロイックミラー92で分離された緑色光ビームは、入射側偏光要素90Gを通過させられ、さらに液晶パネル93Gを通過した後、出射側偏光要素94Gにより空間変調を受ける。前記出射側偏光要素94Gで空間変調された緑色光ビームは、さらにミラー95により、前記別のダイクロイックミラー96に入射させられ、前記空間変調された青色光ビームおよび赤色光ビームと合成される。合成された光ビームは、投写光学系97により、スクリーン98上に投写される。
[第6実施例]
図18は、本発明によるMOS型容量素子10あるいは30を使った半導体集積回路100の構成を示す。
Similarly, the green light beam separated by the
[Sixth embodiment]
FIG. 18 shows a configuration of a semiconductor integrated
図18を参照するに、半導体集積回路100はp型Si基板101上に形成され、前記Si基板101上には典型的には10から0nmの厚さの熱酸化膜102が形成されている。また、前記基板101上には、MOSトランジスタ等の活性素子を形成する領域100AとMOS型容量素子を形成する領域100Bとの間にフィールド酸化膜102Aによる素子分離構造が形成されている。さらに、前記Si基板101の表面には、前記領域100Aにおいてn+ 型拡散領域101Aおよび101Bが形成され、また前記領域100Bにおいてn+ 型拡散領域101Cおよびp+ 型拡散領域101Dが形成される。さらに、前記熱酸化膜102上には、前記拡散領域101Aと101Bとの間においてAl,ポリシリコンあるいはWSiよりなるゲート電極103Aが形成され、前記拡散領域101Cと101Dとの間においてキャパシタ電極103Bが、前記ゲート電極103Aと同一の材料により形成される。さらに、前記領域100Bにおいては前記拡散領域101Cおよび101Dが共通に接続され、その結果前記領域100Bに、先に第1実施例で説明したのと同様な相補接続構成のMOS型容量素子が形成される。
[第7実施例]
図19は、図18の相補接続されたMOS型容量素子100Bを使って光栄した本発明の第7実施例によるトランスファゲート回路110の構成を示す。
Referring to FIG. 18, a semiconductor integrated
[Seventh embodiment]
FIG. 19 shows a configuration of a
図19を参照するに、入力端子111に入来した信号は、図18の相補接続されたMOS型容量素子100Bに対応するキャパシタC1に電荷の形で保持され、前記キャパシタC1に保持された電荷は入力端子113に供給される制御信号により導通するMOSトランジスタTrにより、出力側の同様なキャパシタC2に移される。これに伴い、前記キャパシタC2に接続された出力端子112に出力信号が現れる。
[第8実施例]
図20は、図19のトランスファゲート回路110の一変形例になる本発明の第8実施例によるトランスファゲート回路115の構成を示す。ただし図20中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
Referring to FIG. 19, a signal input to the
[Eighth embodiment]
FIG. 20 shows a configuration of a
図20を参照するに、本実施例では、図19の回路のトランジスタTrを、pチャネルMOSトランジスタTr1 とnチャネルMOSトランジスタTr2 を並列接続した構成により置き換える。その際、トランジスタTr1 は入力端子113に供給される第1の制御信号により、またトランジスタTr2 は入力端子114に供給される第2の制御信号により、導通が制御される。
Referring to FIG. 20, in this embodiment, the transistor Tr in the circuit of FIG. 19 is replaced with a configuration in which a p-channel MOS transistor Tr1 and an n-channel MOS transistor Tr2 are connected in parallel. At that time, the transistor Tr1 is controlled to be conductive by a first control signal supplied to the
回路112のその他の特徴は回路110のものと同じであり、説明を省略する。
[第9実施例]
図21は、図18の相補接続されたMOS型容量素子100Bを使った本発明の第9実施例によるサンプリング回路120の例を示す。
Other features of the
[Ninth embodiment]
FIG. 21 shows an example of the
図21を参照するに、入力端子121に入来した入力信号は、制御信号端子122に供給される制御信号により導通するMOSトランジスタT1を介して図18のMOS型容量素子100Bに対応する相補型MOS容量素子C3に送られ、電荷の形で保持される。前記容量素子C3に保持された電荷は、MOSトランジスタT3を導通させ、そこで前記トランジスタT3に直列に接続されたMOSトランジスタT2を、トランジスタT2の制御信号端子123に供給されるサンプリング信号により導通させることにより、前記容量素子C3中の電荷が、前記トランジスタT2を介して出力端子124に供給される。
[第10実施例]
図22は、図18の相補接続されたMOS型容量素子100Bを使った、本発明の第10実施例による光電変換回路130の構成を示す。
Referring to FIG. 21, an input signal input to input terminal 121 is complementary to MOS type capacitive element 100B of FIG. 18 through MOS transistor T1 that is turned on by a control signal supplied to control
[Tenth embodiment]
FIG. 22 shows a configuration of a
図22を参照するに、光電変換回路130はバイアス電源端子131に供給されるバイアス電圧によりバイアスされたフォトダイオードD1を含み、前記フォトダイオードD1が入来光信号により導通すると、前記バイアス電源端子131のバイアス電圧が、制御信号端子132に供給される制御信号により導通するMOSトランジスタT4を介してキャパシタC4に印加され、これを充電する。前記キャパシタC4は、図18の相補接続されたMOS型容量素子100Bに対応する構成を有する。
Referring to FIG. 22, the
図22の回路130では、このようにキャパシタC4に保持された電荷を増幅器133で読み出し、出力端子134に対応する出力信号が得られる。また、前記回路130では、前記キャパシタC4を放電させるMOSトランジスタT5が設けられており、前記トランジスタT5はリセット端子135に入来するリセット信号に応じて導通する。
[第11実施例]
図23は、図18の相補接続されたMOS型容量素子100Bを使った、本発明の第11実施例による光電変換回路140の構成を示す。
In the
[Eleventh embodiment]
FIG. 23 shows a configuration of a
図23を参照するに、光電変換回路140は、リセット端子141に入来するリセット信号により導通するMOSトランジスタT6により充電される、図18の相補接続されたMOS型容量素子100Bに対応するキャパシタCtを含み、前記キャパシタCtに並列に、フォトダイオードD1が接続される。
Referring to FIG. 23, the
前記フォトダイオードD1に光信号が入来すると前記キャパシタCtは放電し、これに伴って前記キャパシタCtに協働し電源電圧を供給されるMOSトランジスタT7がターンオフする。前記トランジスタT7と接地電位との間には、トランジスタT7に直列に挿入され、バイアス回路142により導通状態に保持されたトランジスタT8,T9が設けられており、従って前記トランジスタT7がターンオフすると前記トランジスタT7とT8との間の接続ノード143の電位が低下する。従って、この状態でトランジスタT10がその制御入力端子144に入来した制御信号により導通すると、前記トランジスタT10の出力側に接続され図18の相補接続されたMOS型容量素子100Bに対応するキャパシタCLがトランジスタT10およびT8,T7を介して放電し、これに伴うキャパシタCLの電位変化が増幅器145により検出され、低レベル出力信号として出力端子146に供給される。
When an optical signal enters the photodiode D1, the capacitor Ct is discharged, and accordingly, the MOS transistor T7 supplied with the power supply voltage is turned off in cooperation with the capacitor Ct. Between the transistor T7 and the ground potential, there are provided transistors T8 and T9 which are inserted in series with the transistor T7 and kept conductive by the
一方、図23の回路140では、前記フォトダイオードD1に光信号が入来しない場合には、前記キャパシタCtは充電された状態にあり、これに伴いトランジスタT7が導通し、トランジスタT10を介してキャパシタCLが充電される。この状態では、前記出力端子146から高レベル出力信号が出力される。
[第12実施例]
図24(A),(B)は、本発明の第12実施例による液晶セルの駆動回路150の構成を示す断面図および平面図である。
On the other hand, in the
[Twelfth embodiment]
FIGS. 24A and 24B are a sectional view and a plan view showing the configuration of the driving
図24(A),(B)を参照するに、本実施例では図14(A)の駆動回路50においてp+ 型拡散領域10iが前記キャパシタ電極11cの下方まで延在し、n+ 型拡散領域10cに連続するp+ 型拡散領域10jを形成する。
Referring to FIGS. 24A and 24B, in this embodiment, in the driving
図24(A),(B)の構成では、前記容量線17が接地レベルに保持され、また制御線13に供給される選択信号が図24(B)に示すように接地レベルと電源電圧VDDレベルとの間を変動するため、前記制御線(走査電極)13と容量線17との間に印加される電圧が最大でもVDDレベルとなり、液晶表示装置中の絶縁膜あるいは層間絶縁膜に加わるストレスが減少する。
24A and 24B, the
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims.
1 液晶層
1A,10A TFT基板
1B 対向基板
1Bc 対向電極コンタクト
1C シール
1G ゲート側周辺回路
1V 信号側周辺回路
10 MOS型容量素子
10B 半導体パターン
10C 絶縁膜
10a,10b,10c,10d,10e,10h n+ 型拡散領域
10f 低濃度ドープ領域
10i p+ 型拡散領域
11,11A,11B TFT
11a,11b ゲート電極
11c キャパシタ電極
12 信号電極(信号線)
12A,13A 電極パッド
13 走査電極(制御線)
14 画素電極
15 液晶セル
16 蓄積容量
17 容量線
21 交流電源
22 直流バイアス電源
30,30A,30B,30C,30D,30E MOS型容量素子
31,41 基板
32,44 半導体パターン
32A,44A n+ 型拡散領域
32A',32B' オーミックコンタクト
32a n− 型LDD領域
32B,44B p+ 型拡散領域
32b p− 型LDD領域
32c,32d オフセット領域
33,43 絶縁膜
34,42 キャパシタ電極
50,150 液晶セル駆動回路
60 直視型液晶表示パネル
70 投写型液晶表示パネル
80 投写型液晶表示装置
81 光源
81A 紫外線カットフィルタ
82 光ビーム
91,92,94,96 ダイクロイックミラー
93,95 ミラー
90R,90G,90B 入射側偏光素子
93R,93G,93B 液晶パネル
94R,94G,94B 出射側偏光素子
97 投写光学系
98 スクリーン
100 半導体集積回路装置
101 半導体基板
101A,101B,101C n+ 型拡散領域
101D p+ 型拡散領域
102 熱酸化膜
102A フィールド酸化膜
103A ゲート電極
103B キャパシタ電極
110,115 トランスファゲート回路
111,121 入力端子
112,124,134,146 出力端子
113,114,122,123,132,144 制御入力端子
120 サンプリング回路 130,140 光電変換回路
131 バイアス入力端
133,145 増幅器
135,141 リセット入力端子 142 バイアス回路
1
11a,
12A,
14 pixel electrode 15 liquid crystal cell 16 storage capacitor 17 capacitor line 21 AC power source 22 DC bias power source 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E MOS type capacitive element 31, 41 substrate 32, 44 semiconductor pattern 32A, 44A n + type diffusion region 32A ′, 32B ′ ohmic contact 32a n− type LDD region 32B, 44B p + type diffusion region 32b p− type LDD region 32c, 32d offset region 33, 43 insulating film 34, 42 capacitor electrode 50, 150 liquid crystal cell driving circuit 60 direct view Type liquid crystal display panel 70 projection type liquid crystal display panel 80 projection type liquid crystal display device 81 light source 81A ultraviolet cut filter 82 light beams 91, 92, 94, 96 dichroic mirrors 93, 95 mirrors 90R, 90G, 90B incident side polarizing elements 93R, 93G , 93B LCD panel 94R, 94G, 94B Emission side polarization element 97 Projection optical system 98 Screen 100 Semiconductor integrated circuit device 101 Semiconductor substrate 101A, 101B, 101C n + type diffusion region 101D p + type diffusion region 102 Thermal oxide film 102A Field oxide film 103A Gate electrode 103B Capacitor electrode 110, 115 Transfer gate circuit 111, 121 Input terminal 112, 124, 134, 146 Output terminal 113, 114, 122, 123, 132, 144 Control input terminal 120 Sampling circuit 130, 140 Photoelectric conversion circuit 131 Bias input terminal 133 , 145 Amplifier 135, 141 Reset input terminal 142 Bias circuit
Claims (7)
前記第1のガラス基板に対向する第2のガラス基板と、
前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に封入された液晶層と、
前記第1のガラス基板上を延在する信号電極と、
前記第1のガラス基板上を延在する走査電極と、
前記第1のガラス基板上を延在する共通電位線と、
前記信号電極線と前記走査電極との交点に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極と、
前記画素電極に並列に接続された蓄積容量とよりなる液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタは前記第1のガラス基板上に形成された半導体層中に形成されており、
前記蓄積容量は、
前記半導体層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に、前記半導体層の平面パタ―ンに含まれて形成されたキャパシタ電極と、
前記半導体層のうち、前記キャパシタ電極から露出している露出部は、前記キャパシタ電極の一の側において形成された第1の拡散領域と、前記キャパシタ電極の他の側において形成された第2の拡散領域とよりなり、
前記第1の拡散領域は第1の導電型に、また前記第2の拡散領域は第2の、逆導電型にドープされており、
前記第1の拡散領域と前記第2の拡散領域とは、前記キャパシタ電極の縁部に整合し、かつ、相互に二箇所で隣接して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 A first glass substrate;
A second glass substrate facing the first glass substrate;
A liquid crystal layer sealed between the first glass substrate and the second glass substrate;
A signal electrode extending on the first glass substrate;
A scan electrode extending on the first glass substrate;
A common potential line extending on the first glass substrate;
A thin film transistor formed at the intersection of the signal electrode line and the scan electrode;
A pixel electrode electrically connected to the thin film transistor;
In a liquid crystal display device comprising a storage capacitor connected in parallel to the pixel electrode,
The thin film transistor is formed in a semiconductor layer formed on the first glass substrate,
The storage capacity is
An insulating film formed on the semiconductor layer;
A capacitor electrode formed on the insulating film so as to be included in a planar pattern of the semiconductor layer ;
Of the semiconductor layer, the exposed portion exposed from the capacitor electrode includes a first diffusion region formed on one side of the capacitor electrode and a second diffusion region formed on the other side of the capacitor electrode . Consisting of diffusion areas,
The first diffusion region is doped to a first conductivity type and the second diffusion region is doped to a second, reverse conductivity type ;
The liquid crystal display device, wherein the first diffusion region and the second diffusion region are formed in alignment with the edge of the capacitor electrode and adjacent to each other at two locations .
ガラス基板上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、前記半導体層の平面パタ―ンに含まれるキャパシタ電極を形成する工程と、
前記キャパシタ電極をマスクに、前記キャパシタ電極の一の側において前記半導体層中に第1の導電型の不純物元素を導入し、第1の拡散領域を形成する工程と、
前記キャパシタ電極をマスクに、前記キャパシタ電極の他の側において前記半導体層中に第2の、逆導電型の不純物元素を導入し、第2の拡散領域を形成する工程と、を有し、
前記第1の拡散領域と前記第2の拡散領域とは、前記キャパシタ電極の縁部に整合し、かつ相互に2箇所で隣接して形成されていることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 In the method of manufacturing a liquid crystal display device having a MOS type capacitive element, the MOS type capacitive element is:
Forming a semiconductor layer on a glass substrate;
Forming an insulating film on the semiconductor layer ;
Forming a capacitor electrode included in a planar pattern of the semiconductor layer on the insulating film;
Using the capacitor electrode as a mask, introducing an impurity element of a first conductivity type into the semiconductor layer on one side of the capacitor electrode, and forming a first diffusion region ;
Using the capacitor electrode as a mask, introducing a second, reverse conductivity type impurity element into the semiconductor layer on the other side of the capacitor electrode, and forming a second diffusion region ;
The method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein the first diffusion region and the second diffusion region are formed in alignment with an edge of the capacitor electrode and adjacent to each other at two locations. .
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