JP5262161B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents
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Description
一方、上下間のパッド同士、あるいは表面パッド156が駆動ドライバの端子と、良好に接続するためには、十分な接続面積を確保しなければならないが、例えば、配線141の端子、中継パッド152、中継パッド154、表面パッド156のいずれかのパターン幅を広くしようとすると、隣接するパッドとショートし製造歩留まりが低くなる恐れがあり、パッドの面積の拡大には制限があった。このような要因によって、例えば図10のように、表面パッド156を最大パターンとして、配線141の端子、中継パッド152、中継パッド154、絶縁膜122、129、131のコンタクトホール151、153、155の各パターンを任意の順で徐々に小さくしていくと、結果としてコンタクトホールが小さくなってしまいコンタクトホール内での接触抵抗が増大するといった問題を生じていた。
そこで、本発明は、良好に接続できるようにすることである。
配線部及び前記配線部の一端に設けられ、前記配線部よりも幅が広い接続端子を有する複数の配線と、
各々が、前記各配線の前記接続端子をそれぞれ被覆し、前記接続端子より幅が広い複数の中継パッドと、
前記複数の配線を被覆するとともに、前記複数の配線の接続端子及び前記複数の中継パッドの周縁を含む全体を開口する一つの第1のコンタクトホールが形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を被覆するとともに、前記複数の中継パッドを開口し、前記中継パッドより幅が狭い複数の第2のコンタクトホールが形成された保護絶縁膜と、
前記各第2のコンタクトホールを介して前記各中継パッドと接続するとともに、前記接続端子、前記中継パッド及び前記第2のコンタクトホールと幅のサイズが異なる複数の表面パッドと、を備えることを特徴とする。
前記層間絶縁膜は、ダブルゲートトランジスタのボトムゲート絶縁膜とトップゲート絶縁膜を有していてもよい。
前記表面パッドは、前記ダブルゲートトランジスタのボトムゲートライン端子、トップゲートライン端子、ドレインライン端子の少なくともいずれかに形成されていてもよい。
前記第2のコンタクトホールの幅のサイズは前記接続端子、前記中継パッド及び前記表面パッドのそれぞれの幅のサイズより小さくてもよい。
互いに隣接している前記配線同士は、延在方向の長さが互いに異なり、前記表面パッドは、前記配線の延在方向と直交する方向において部分的に重なっていてもよい。
ダブルゲートトランジスタ2は光電変換素子であり、透明のトップゲート電極30を介して半導体膜23に光が入射されると、半導体膜23に電子正孔対が形成され、このとき、各表面パッド57に接続されたトップゲートドライバからの信号によってトップゲート電極30が負電位になることで光量に応じて形成される電子正孔対のうちの正孔を保持することになる。一定の保持期間を経て、各表面パッド58に接続されたデータドライバからの信号によってドレインライン42には所定の電圧が印加された状態になり、あわせて表面パッド56に接続されたボトムゲートドライバからの信号によってボトムゲート電極21に、半導体膜23にnチャネルが形成されるための正電圧が印加される。ここで、半導体膜23に光が入射されていなければ、電子正孔対が形成されないので、トップゲート電極30による負電界がボトムゲート電極21の正電界を相殺してしまうため、半導体膜23にnチャネルが形成されずに、ドレインライン42の電圧は、データドライバからの信号による電圧のままとなる。これに対して半導体膜23に光が入射されていれば、電子正孔対が形成され、そのうちの正の電荷を持つ正孔がトップゲート電極30による負電界により保持されるとともにトップゲート電極30による負電界を緩和する方向に働くため、半導体膜23への影響が減少する。このため半導体膜23に入射される光の量に応じて半導体膜23にnチャネルが形成されてドレインからソースに電流が流れるので、ドレインライン42の電圧がソースライン42の電位(例えば接地電位)に近づく。このように、半導体膜23に光の量に応じてドレインライン42の電圧が変調するので、このドレインライン34の電位を読み取ることでダブルゲートトランジスタ2に入射される光の量を計測することができる。
ボトムゲートライン41が端子領域4まで延びている。端子領域4においては、複数のボトムゲートライン41の配線端子41aの全面が露出するように1つのコンタクトホール51が層間絶縁膜22に形成されている。コンタクトホール51は第1のコンタクトホールに相当する。このため、配線端子41aの周縁部41bは、コンタクトホール51内にて層間絶縁膜22と離間している。
従来では、図10に示すように、配線141の端子、中継パッド152、中継パッド154、表面パッド156が接続する際に、配線141の端子の周縁と、中継パッド152の周縁と、中継パッド154の周縁と、表面パッド156の周縁と、介在する絶縁膜122、129、131のコンタクトホール151、153、155のそれぞれの周縁とがアライメントによる位置合わせのために互いに大きさの異なる7つパターンにしており、また配線141の端子、中継パッド152、中継パッド154、表面パッド156の何れかを大きくすると、隣接している端子又はパッドとショートしてしまうので大きくできず、このため、形状が最も小さいパターンをコンタクトホールにすると、コンタクトホールでの接触抵抗が増大し、信号遅延等の問題が生じてしまっていたが、半導体集積回路装置1では、層間絶縁膜22のコンタクトホール51のパターン及び層間絶縁膜29のコンタクトホール53のパターンを、配線端子41a、中継パッド52、54、表面パッド56のパターンよりも十分大きくしているため、表面パッド56の形成領域では、配線端子41a、中継パッド52、54、保護絶縁膜31のコンタクトホール55、表面パッド56の5つの構成における5段階のパターンを形成すればよいので、これらのうち最小パターンである保護絶縁膜31のコンタクトホール55は最大パターンである表面パッド56より4回り小さいだけで済む。このため、最小面積の保護絶縁膜31のコンタクトホール55における接触面積は、図10に示す従来の最小パターンであるコンタクトホール151よりも2回り大きくすることができ、全体としての接触抵抗を低くすることができる。
まず、基板5の上に複数のボトムゲート電極21及びボトムゲートライン41をフォトリソグラフィーによりパターニングする。次に、気相成長法により層間絶縁膜22を一面に成膜し、これらボトムゲート電極21及びボトムゲートライン41を窒化シリコンからなるボトムゲート絶縁膜として機能する層間絶縁膜22によって被覆する。このとき、層間絶縁膜22はメタルマスクにより、図5(A)、図5(B)に示すように、コンタクトホール51が形成されたパターンとなっている。図5(A)は、図5(B)に示すV−V断面矢視図である。全てのボトムゲートライン41の配線端子41aは、コンタクトホール51内で露出している。なお、精度向上のため、メタルマスクに代えてフォトリソグラフィーによって層間絶縁膜22をパターニングしてもよい。次に、ダブルゲートトランジスタ2ごとに半導体膜23、チャネル保護膜24、不純物半導体膜25,26をフォトリソグラフィーによりパターニングする。
なお、上記実施形態では、コンタクトホール51、53の両方を複数の表面パッド56に対してそれぞれ1つだけ形成したが、いずれか一方のみ複数の表面パッド56に対して1つだけ形成し、他方を各表面パッドごとに形成しても従来よりも接触抵抗を低くできることはいうまでもない。
また上記実施形態では、表面パッド56が複数の列に配列されたが、一列であっても効果を奏することができる(図9参照)。
上記実施形態では、ボトムゲートライン41の表面パッド56に適用したが、トップゲートライン44の表面パッド57群やドレインライン42の表面パッド58群にも適用可能である。また、ソースライン43の表面パッド59群は、いずれも等電位であるので互いにショートするように接続されていればよいので必ずしも上記実施形態のボトムゲートライン41と同様の端子構造でなくてもよいが、表面パッド59群に異なる信号が入力されるのであれば、上記実施形態のボトムゲートライン41と同様の端子構造としてもよい。
2 ダブルゲートトランジスタ
41 ボトムゲートライン
51、53、55 コンタクトホール
52、54 中継パッド
56 表面パッド
Claims (5)
- 配線部及び前記配線部の一端に設けられ、前記配線部よりも幅が広い接続端子を有する複数の配線と、
各々が、前記各配線の前記接続端子をそれぞれ被覆し、前記接続端子より幅が広い複数の中継パッドと、
前記複数の配線を被覆するとともに、前記複数の配線の接続端子及び前記複数の中継パッドの周縁を含む全体を開口する一つの第1のコンタクトホールが形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を被覆するとともに、前記複数の中継パッドを開口し、前記中継パッドより幅が狭い複数の第2のコンタクトホールが形成された保護絶縁膜と、
前記各第2のコンタクトホールを介して前記各中継パッドと接続するとともに、前記接続端子、前記中継パッド及び前記第2のコンタクトホールと幅のサイズが異なる複数の表面パッドと、を備えることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 互いに隣接している前記配線同士は、延在方向の長さが互いに異なり、前記表面パッドは、前記配線の延在方向と直交する方向において部分的に重なっていることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
- 前記第2のコンタクトホールの幅のサイズは前記接続端子、前記中継パッド及び前記表面パッドのそれぞれの幅のサイズより小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路装置。
- 前記層間絶縁膜は、ダブルゲートトランジスタのボトムゲート絶縁膜とトップゲート絶縁膜を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。
- 前記表面パッドは、前記ダブルゲートトランジスタのボトムゲートライン端子、トップゲートライン端子、ドレインライン端子の少なくともいずれかに形成されていることを特徴とする請求項4に記載の半導体集積回路装置。
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