JP6816000B2 - 薄膜トランジスタ、アレイ基板及び表示装置、並びに該薄膜トランジスタの製造方法、検査方法 - Google Patents
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Description
本実施例は薄膜トランジスタを提供する。図2に示されるように、該薄膜トランジスタ100は、少なくとも3つのドープ部120a、及び該少なくとも3つのドープ部120aごとに接続されるとともに連続してなる非ドープ部129を含み、該少なくとも3つのドープ部120aが互いに間隔を開けて設置されかつ非ドープ部129の周辺に分布される半導体層120と、互いに間隔を開けて設置され、かつ該少なくとも3つのドープ部120aの各々に電気的に接続された少なくとも3つのソース/ドレイン電極130と、半導体層120に垂直な方向において非ドープ部129と重なるとともに少なくとも非ドープ部129とドープ部120aとの境界部まで延びるゲート電極110と、を含む。ゲート電極110は例えば、少なくとも非ドープ部129と第1ドープ部121との境界部O−O’(図2は、ゲート電極110の、第1ドープ部121寄りの端部110aが上記境界部を超える場合を例として説明する)まで延びており、ゲート電極の、他のドープ部寄りの部分の各々も類似配置とされる。
例えば、図2中の薄膜トランジスタ100は、第1サブ薄膜トランジスタと第2サブ薄膜トランジスタを含む。第1サブ薄膜トランジスタは、ゲート電極110、半導体層120における第1ドープ部121と第3ドープ部123、及びそれぞれ第1、第3ドープ部に電気的に接続され該第1サブ薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極とされる2つのソース/ドレイン電極131、133を含む。第2サブ薄膜トランジスタは、ゲート電極110、半導体層120における第2ドープ部122と第4ドープ部124、及びそれぞれ第2、第4ドープ部に電気的に接続され該第2サブ薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極とされる2つのソース/ドレイン電極132、134を含む。該方式1では、第1、第2サブ薄膜トランジスタの各々のソース電極とドレイン電極によって該2つのサブ薄膜トランジスタの特性を検査した後、両方の特性を比較できる。
例えば、図2中の薄膜トランジスタ100は、第1サブ薄膜トランジスタと第2サブ薄膜トランジスタを含む。第1サブ薄膜トランジスタは、ゲート電極110、半導体層120における第1ドープ部121と第3ドープ部123、及びそれぞれ第1、第3ドープ部に電気的に接続され該第1サブ薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極とされる2つのソース/ドレイン電極131、133を含む。第2サブ薄膜トランジスタは、ゲート電極110、半導体層120における第1ドープ部121と第2ドープ部122、及びそれぞれ第1、第2ドープ部に電気的に接続され該第2サブ薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極とされる2つのソース/ドレイン電極131、132を含む。該方式2では、第1、第2サブ薄膜トランジスタの各々のソース電極とドレイン電極によって該2つのサブ薄膜トランジスタの特性を検査した後、両方の特性を比較できる。
本実施例は薄膜トランジスタを提供する。図6a及び6bに示されるように、本実施例による薄膜トランジスタ100は、半導体層120の平面形状がX字状である点で、実施例1と異なる。
本実施例は薄膜トランジスタを提供する。図7a及び図7bに示されるように、該薄膜トランジスタ100の半導体層120の平面形状はT字状であり、つまり、半導体層120の位置する面において、半導体層120は、中間非ドープ部1290と、中間非ドープ部1290に隣り合って接続された3つの凸部1201〜1203とを含む。隣り合う第1凸部1201と第3凸部1203は、凸方向が逆となることで、両方の間に凹部が形成されない。第1凸部1201と第3凸部1203の各々は、第2凸部1202に隣り合う凸方向に交差することで、これらの間に凹部128を形成可能になる。各凸部は、1つのドープ部を含む。非ドープ部(図7b中の半導体層120の中央における未充填部に示す)は中間非ドープ部1290を含む。それに応じて、該薄膜トランジスタ100も3つのソース/ドレイン電極130を含む。
本実施例は薄膜トランジスタを提供する。図8a及び図8bに示されるように、該薄膜トランジスタ100は、ゲート電極110と、半導体層120と、少なくとも3つのソース/ドレイン電極130とを含み、該半導体層120は、非ドープ部129と、非ドープ部129の周辺にそれぞれ位置する少なくとも3つのドープ部120aとを含み、該非ドープ部129は、第1ドープ部121から、該第1ドープ部に隣り合う第2ドープ部122への方向において、該第1ドープ部121から該第2ドープ部122までの間に位置する部分129aを含む。
本実施例は、上記した実施例のいずれかによる薄膜トランジスタの検査方法を提供する。例えば、図2、図6a、図7a及び図8aに示されるように、該薄膜トランジスタは、ゲート電極110、半導体層120及び少なくとも3つのソース/ドレイン電極130を含み、該半導体層120は、該少なくとも3つのソース/ドレイン電極30にそれぞれ電気的に接続された少なくとも3つのドープ部120aを含み、該少なくとも3つのドープ部120aは第1ドープ部121、第2ドープ部122及び第3ドープ部123を含み、第1ドープ部121と第3ドープ部123は非ドープ部129の対向する両側に位置し、第2ドープ部122は第1ドープ部121から第3ドープ部123への方向において第1ドープ部121と第3ドープ部123の間に位置する。該方法は以下のステップS51とステップS52を含む。
薄膜トランジスタのゲート電極110に第1信号を印加し、第1ドープ部121と第3ドープ部123にそれぞれ電気的に接続された2つのソース/ドレイン電極130を用いて第1検査結果を取得する。
薄膜トランジスタのゲート電極110に第2信号を印加し、該少なくとも3つのドープ部120aのうち、第1ドープ部121以外の2つのドープ部(例えば図2、図6a及び図7a中の第2、第3ドープ部122、123、または図2、図6a及び図8a中の第2、第4ドープ部122、124)にそれぞれ電気的に接続された2つのソース/ドレイン電極130を用いて第2検査結果を取得する。
本実施例はアレイ基板を提供し、図10aに示されるように、該アレイ基板は表示領域20及び表示領域20の周辺に設置された非表示領域10を含み、非表示領域10には検査領域11が設置され、検査領域11には上記実施例のいずれかによる薄膜トランジスタ100が少なくとも1つ設置される。
本実施例は、上記実施例のいずれかによるアレイ基板を含む表示装置を提供する。
本実施例は、上記実施例のいずれかに述べた薄膜トランジスタの製造方法を提供し、例えば、図2に示される薄膜トランジスタを例として、該方法は、以下のステップS81〜ステップS83を含む。
少なくとも3つのドープ部120a、及び該少なくとも3つのドープ部120aごとに接続されるとともに連続してなる非ドープ部129を含み、該少なくとも3つのドープ部120aが互いに間隔を開けて設置されかつ非ドープ部129の周辺に分布される半導体層120を形成する。
上記少なくとも3つのドープ部120aにそれぞれ電気的に接続されかつ互いに間隔を開けた少なくとも3つのソース/ドレイン電極130を同一薄膜にて形成する。
半導体層120に垂直な方向において非ドープ部129と重なるとともに少なくとも非ドープ部129とドープ部120aとの境界部O−O’までそれぞれ延びるゲート電極110を形成する。
図11aに示されるように、半導体薄膜120’を形成し、図11bに示されるように、半導体薄膜120’をパターニングして半導体層パターン120’’を形成する。
図11cに示されるように、半導体層パターン120’’上にゲート電極110を形成する。
図11dに示されるように、半導体層パターン120’’のゲート電極110に遮蔽されていない部分120a’(図11cに示す)をイオン注入処理してドープ部120aを形成することで、半導体層120を形成する。
図11aに示されるように、半導体薄膜120’を形成し、図11bに示されるように、半導体薄膜120’をパターニングして半導体層パターン120’’を形成する。
図11cに示されるように、半導体層パターン120’’上に遮蔽層180を形成する。
図11dに示されるように、半導体層パターン120’’の遮蔽層180に遮蔽されていない部分120a’(図11cに示す)をイオン注入処理してドープ部120aを形成することで、半導体層120を形成する。
(1)本発明の実施例の図面は、本発明の実施例に係る構造だけに関し、それ以外の構造については、慣用設計を参照すればよい。
(2)図面における各層の薄膜の厚さや形状は本発明の実施例を模式的に説明するためのものに過ぎず、必ずしも実際のものの寸法比を反映しているとは限らない。
(3)本発明の実施例及び実施例の特徴は矛盾しない限り、組み合わせてもよい。
110 ゲート電極
120 半導体層
120a ドープ部
129 非ドープ部
130 ソース/ドレイン電極
Claims (19)
- 薄膜トランジスタであって、
少なくとも3つのドープ部、及び前記少なくとも3つのドープ部ごとに接続されるとともに連続してなる非ドープ部を含み、前記少なくとも3つのドープ部が互いに間隔を開けて設置されかつ前記非ドープ部の周辺に分布される半導体層と、
互いに間隔を開けて設置され、かつ前記少なくとも3つのドープ部の各々に電気的に接続された少なくとも3つのソース/ドレイン電極と、
前記半導体層に垂直な方向において前記非ドープ部と重なるとともに少なくとも前記非ドープ部と前記ドープ部との境界部まで延びるゲート電極と、
前記半導体層上を覆い、前記半導体層に垂直な方向において前記非ドープ部と重なるとともに前記ドープ部と重ならない遮蔽層と、を含む薄膜トランジスタ。 - 前記半導体層が配置される面において、前記半導体層は、中間非ドープ部と、前記中間非ドープ部に隣り合って接続される少なくとも3つの凸部とを含み、互いに隣り合うとともに延び方向が交差する凸部の間には凹部が形成され、
各凸部は1つの前記ドープ部を含み、
前記非ドープ部は前記中間非ドープ部を含む、請求項1に記載の薄膜トランジスタ。 - 各凸部は前記中間非ドープ部寄りのエッジ非ドープ部をさらに含み、
前記非ドープ部は前記エッジ非ドープ部をさらに含む、請求項2に記載の薄膜トランジスタ。 - 各凸部から前記中間非ドープ部への方向において、前記各凸部に含まれた前記エッジ非ドープ部の寸法が前記非ドープ部の寸法に対する比が1/7以下である、請求項3に記載の薄膜トランジスタ。
- 各凸部から前記中間非ドープ部への方向において、前記各凸部に含まれた前記エッジ非ドープ部の寸法が0μmより大きく1μm未満である、請求項3に記載の薄膜トランジスタ。
- 隣り合う凸部の互いに近接するエッジが交差する、請求項2〜5のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記少なくとも3つの凸部は、それぞれに前記非ドープ部の対向する両側に位置するとともに凸方向が反対する凸部を少なくとも2つ含む、請求項2〜6のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記少なくとも3つの凸部は偶数個の凸部を含む、請求項7に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記半導体層の平面形状はT字状、十字状またはX字状である、請求項2〜7のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記半導体層の材料は多結晶シリコンまたは単結晶シリコンである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタ。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタの検査方法であって、
前記少なくとも3つのドープ部は、第1ドープ部、第2ドープ部及び第3ドープ部を含み、前記第1ドープ部と前記第3ドープ部は、非ドープ部の対向する両側に位置し、前記第2ドープ部は、前記第1ドープ部から前記第3ドープ部への方向において前記第1ドープ部と前記第3ドープ部の間に位置し、
前記少なくとも3つのソース/ドレイン電極は、前記少なくとも3つのドープ部にそれぞれ電気的に接続され、
前記方法は、
前記薄膜トランジスタの前記ゲート電極に第1信号を印加して、前記第1ドープ部と前記第3ドープ部にそれぞれ電気的に接続された2つのソース/ドレイン電極を用いて第1検査結果を取得するステップと、
前記薄膜トランジスタの前記ゲート電極に第2信号を印加して、前記少なくとも3つのドープ部のうち、前記第1ドープ部以外の2つのドープ部にそれぞれ電気的に接続された2つのソース/ドレイン電極を用いて第2検査結果を取得するステップと、を含む方法。 - 前記少なくとも3つのソース/ドレイン電極は、前記第3ドープ部に電気的に接続されたソース電極と、前記第1ドープ部に電気的に接続された第1ドレイン電極と、前記第2ドープ部に電気的に接続された第2ドレイン電極とを含んでおり、前記方法では、前記ソース電極と前記第2ドレイン電極を用いて前記第2検査結果を取得し、または、
前記少なくとも3つのソース/ドレイン電極は、前記第3ドープ部に電気的に接続されたドレイン電極と、前記第1ドープ部に電気的に接続された第1ソース電極と、前記第2ドープ部に電気的に接続された第2ソース電極とを含んでおり、前記方法では、前記ドレイン電極と前記第2ソース電極を用いて前記第2検査結果を取得する、請求項11に記載の方法。 - 前記少なくとも3つのドープ部は第4ドープ部をさらに含み、前記第2ドープ部と前記第4ドープ部は、前記第1ドープ部から前記第3ドープ部への方向において前記第1ドープ部と前記第3ドープ部の間に位置するとともに前記非ドープ部の対向する別の両側に位置し、
前記少なくとも3つのソース/ドレイン電極は、第1ソース電極、第1ドレイン電極、第2ソース電極及び第2ドレイン電極を含み、前記第1ソース電極と前記第1ドレイン電極はそれぞれ、前記第1ドープ部と前記第3ドープ部に電気的に接続され、前記第2ソース電極と前記第2ドレイン電極はそれぞれ、前記第2ドープ部と前記第4ドープ部に電気的に接続され、
前記方法では、前記第2ソース電極と前記第2ドレイン電極を用いて前記第2検査結果を取得する、請求項11に記載の方法。 - 前記第1信号と前記第2信号はいずれも電圧信号を含み、前記第1検査結果と前記第2検査結果はいずれも電流値を含む、請求項11〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 表示領域及び前記表示領域の周辺に設置された非表示領域を含むアレイ基板であって、
前記非表示領域には検査領域が設置され、前記検査領域には請求項1〜10のいずれか1項に記載の薄膜トランジスタが少なくとも1つ設置されるアレイ基板。 - 前記表示領域にはマトリクス状に配列された複数の表示領域用薄膜トランジスタが設置され、前記表示領域用薄膜トランジスタは前記検査領域における前記薄膜トランジスタの層構造と同様になる、請求項15に記載のアレイ基板。
- 請求項15または16に記載のアレイ基板を含む表示装置。
- 薄膜トランジスタの製造方法であって、
少なくとも3つのドープ部、及び前記少なくとも3つのドープ部ごとに接続されるとともに連続してなる非ドープ部を含み、前記少なくとも3つのドープ部が互いに間隔を開けて設置されかつ前記非ドープ部の周辺に分布される半導体層を形成するステップと、
前記少なくとも3つのドープ部の各々に電気的に接続されかつ互いに間隔を開けて配置される少なくとも3つのソース/ドレイン電極を形成するステップと、
前記半導体層に垂直な方向において前記非ドープ部と重なるとともに、少なくとも前記非ドープ部と前記ドープ部との境界部まで延びるゲート電極を形成するステップと、
前記半導体層上を覆うように、前記半導体層に垂直な方向において前記非ドープ部と重なるとともに前記ドープ部と重ならない遮蔽層を形成するステップと、を含む方法。 - 半導体薄膜を形成し、前記半導体薄膜をパターニングして半導体層パターンを形成し、前記半導体層パターン上にゲート電極を形成し、前記半導体層パターンの前記ゲート電極により遮蔽されていない部分に対しイオン注入処理を行って前記ドープ部を形成することで、前記半導体層を形成しており、または、
半導体薄膜を形成し、前記半導体薄膜をパターニングして半導体層パターンを形成し、前記半導体層パターン上に遮蔽層を形成し、前記半導体層パターンの前記遮蔽層により遮蔽されていない部分に対しイオン注入処理を行って前記ドープ部を形成することで、前記半導体層を形成する、請求項18に記載の方法。
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