JPH01119068A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタ

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Publication number
JPH01119068A
JPH01119068A JP62276753A JP27675387A JPH01119068A JP H01119068 A JPH01119068 A JP H01119068A JP 62276753 A JP62276753 A JP 62276753A JP 27675387 A JP27675387 A JP 27675387A JP H01119068 A JPH01119068 A JP H01119068A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
source electrode
semiconductor layer
contact resistance
evaluation
Prior art date
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Pending
Application number
JP62276753A
Other languages
English (en)
Inventor
Michiya Oura
大浦 道也
Kenichi Oki
沖 賢一
Satoru Kawai
悟 川井
Yasuhiro Nasu
安宏 那須
Kenichi Yanai
梁井 健一
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH01119068A publication Critical patent/JPH01119068A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 7トリツクス表示駆動方式の液晶表示パネル等に用いら
れる薄膜トランジスタに関し、実際の薄膜トランジスタ
におけるソース電極、またはドレイン電極とアモルファ
スシリコンからなる半導体層とのコンタクト抵抗を容易
に測定評価できることを目的とし、 絶縁性基板上にアモルファスシリコンからなる半導体層
及びゲート絶縁膜を挟んでソース電極及びドレイン電極
とゲート電極とを対向配置してなる薄膜トランジスタの
構造において、前記ソース電極、若しくはドレイン電極
の隣に評価用電極をゲート電極と対向して設けた構成と
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明はマトリックス表示駆動方式の液晶表示パネル等
に用いられる薄膜トランジスタ、特にソース電極、また
はドレイン電極とアモルファスシリコン膜とのコンタク
ト抵抗の測定を可能にした薄膜トランジスタに関するも
のである。
マトリックス表示駆動方式の液晶表示パネル等に適用す
るアモルファスシリコン(a−3i)の薄+191−ラ
ンジスタ(TPT)ではソース電極、またはドレイン電
極とアモルファスシリコン膜とのコンタクト抵抗を正確
に測定評価できる構造が必要とされている。
〔従来の技術〕
一般にアモルファスシリコン(a−Si)の薄膜トラン
ジスタは第4図の要部断面図に示すように、例えば絶縁
性基板1上にソース電極2とドレイン電極3が配設され
、それらの基板1上にアモルファスシリコンからなる半
導体層4が設けられ、その半導体層4上に更にゲート絶
縁膜5を介してゲート電極6が設けられている。
そしてこのような構成の薄膜トランジスタにおけるソー
ス電極2、またとドレイン電極3とアモルファスシリコ
ンからなる半導体層4とのコンタクト抵抗を測定評価す
る場合、ソース電極2とドレイン電極3間に一定電圧V
dを印加して、その画電極2.3に流れる電流■を測定
して前記コンタクト抵抗(U Rを算出する方法が用い
られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが上記した構成の薄膜トランジスタにおいては、
ソース・ドレイン電極2,3とコンタクトがなされたア
モルファスシリコンの導電率σは10−”(1/Ω・c
m)と極めて高ぐ、また離間して設けられたソース・ド
レイン電極2.3間の所謂、アモルファスシリコンの抵
抗値が1013Ωにもなるので、このソース・ドレイン
電極2.3間の間隔を成る程度狭くし、その上高入力イ
ンピーダンスの微小電圧計を用いてもコンタクト抵抗R
を正確に測定評価することは困難であった。
そこで、例えば前記ソース・ドレイン電極2゜3と同様
な材質の二つの電極間に数千人の厚さのアモルファスシ
リコン層を介在させた1ナンドイツチ構造の測定試料を
形成し、この両電極間に一定電圧Vdを印加してコンタ
クト抵抗Rを測定し、評価することも考えられるが、こ
のような測定構造は実際の薄膜トランジスタにおける測
定構造と異なるため、得られるコンタクト抵抗値も、該
薄膜トランジスタより得られる現実のコンタクト抵抗値
Rとは異なり、単に相対値が得られる程度で、信頼性に
乏しいといった問題があった。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、実際の薄膜トランジ
スタにおけるソース電極、またはドレイン電極とアモル
ファスシリコンからなる半導体層とのコンタクト抵抗を
容易に測定評価できる新規な薄膜トランジスタを堤供す
ることを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記した目的を達成するため、絶縁性基板上に
アモルファスシリコンからなる半導体層及びゲート絶縁
膜を挟んでソース電極及びドレイン電極とゲート電極と
を対向配置してなる薄膜トランジスタの構造における前
記ソース電極、若しくはドレイン電極の隣に評価用電極
をゲート電極と対向して配設した構成とする。
〔作 用〕
本発明の薄膜トランジスタにおける、例えばソース電極
とアモルファスシリコンからなる半導体層とのコンタク
ト抵抗を測定する場合、該ソース電極に電流計を、また
評価用電極に高入力インピーダンス(10”Ω以上)の
微小電圧計を接続する。
そして前記ソース電極及び評価用電極とゲート電極間に
所定電圧を印加することにより、電界効果によってソー
ス・ドレイン電極間上及びソース電極と評価用電極間上
のアモルファスシリコンからなる半導体層のゲート絶縁
膜と接する領域に、チャネル(電子伝導部)が形成され
る。従って、このチャネルを介してドレイン電極からソ
ース電極へ電流が流れ、その電流値■は該ソース電極に
接続された電流計によって測定される。
一方、その時のソース電極上のアモルファスシリコンか
らなる半導体層の電位を評価用電極に接続された高入力
インピーダンス(10”Ω以上)の微小電圧計により測
定し、その電圧測定値■(ソース電極と前記半導体層と
のコンタクト抵抗により降下する電圧値に等しい)と前
記電流計によって測定される電流値Iにより、ソース電
極とアモルファスシリコンからなる半導体層とのコンタ
クト抵抗Rを容易に算出することができる。
〔実施例〕
以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。
第1図は本発明に係る薄膜トランジスタの一実施例を示
す構成図である。
図において、11は絶縁性基板であり、該絶縁性基板1
1上にソース電極12とドレイン電極13、及びそのソ
ース電極12を中心として該ドレイン電極13とは反対
側の位置に、該ソース電極12と同電極材料による評価
用電極14が配設されている。
またこれらの各電極12.13及び14が配設された基
板1上には、アモルファスシリコンからなる半導体層1
5が設けられ、更に該半導体層15上にゲート絶縁膜1
6を介してゲート電極17が設けられている。なお、こ
の評価用の薄膜トランジスタは実用の薄膜トランジスタ
群と同時に同じ基板11上に形成される。
そしてこのような構成の薄膜トランジスタにおけるソー
ス電極12とアモルファスシリコンからなる半導体層1
5とのコンタクト抵抗を測定するに際しては、ソース電
極12に電流計21を、また評価用電極14には高入力
インピーダンス(10′3Ω以上)の微小電圧計22を
それぞれ接続し、前記ドレイン電極12及びゲート電極
17にそれぞれ所定の電圧Vd、 Vgを印加して当該
薄膜トランジスタを動作状態にする。
かくすれば、この時の電界効果によってソース・ドレイ
ン電極12.13間上及びソース電極12と評価用電極
14間上のアモルファスシリコンからなる半導体層15
のゲート絶縁膜16と接する領域に、低抵抗なチャネル
(電子伝導部)1Bが形成され、矢印で示すように該ド
レイン電極13から該チャネル18を介してソース電極
12へ電流が流れるので、前記ソース電極12に接続さ
れた電流計21によりその電流値Iが測定できる。
一方、この際にソース電極12上でのアモルファスシリ
コンからなる半導体層15に生じる電位は、評価用電極
14に接続された高入力インピーダンス(10”Ω以上
)の微小電圧計22により測定される。
この電圧測定値Vはソース電極12と前記半導体層15
とのコンタクト抵抗により降下する電圧値に等しく、該
電圧測定値■を前記電流計21によって測定される電流
値Iで除算することにより、容易にソース電極12とア
モルファスシリコンからなる半導体層15とのコンタク
ト抵抗Rを求めることができ、その評価を行うことが可
能となる。
第2図は上記した薄膜トランジスタの構成と測定系を等
価回路で示すもので、R,はドレイン電極13と半導体
層15とのコンタクト抵抗、R3はソース電極12と半
導体[15とのコンタクト抵抗、R3は評価用電極14
と半導体層15とのコンタクト抵抗、またR2及びR4
は前記電界効果によりソース・ドレイン電極12.13
間上及びソース・評価用電極12.14間上の半導体層
15中に形成されるチャネル18aの抵抗及びチャネル
18bの抵抗である。
前記R2及びR4はおよそ10”Ω程度、R5はおよそ
106Ω程度とすると、ドレイン電極13に所定の電圧
Vdを印加した場合、該R4及びR2での電圧降下はせ
いぜい10−’V程度であり、この値は無視できる。
従って、ソース電極12上の半導体層15の電位Pは高
入力インピーダンス(10”Ω以上)の微小電圧計22
により正確に測定することができる。
更に、第3図はソース・ドレイン電極12.13の表面
に生じるnative oxideを除去する表面処理
を行わずに製作された薄膜トランジスタ (以下評価試
料1と称する)と、ソース・ドレイン電極12゜13の
表面に生じるnative oxideを除去する表面
処理を行って製作された各薄膜トランジスタ (以下評
価試料2と称する)、即ちソース・ドレイン電極の表面
処理の有無のみをパラメータとし、かつ評価用電極を有
する評価試料1と評価試料2とを形成し、前記した測定
法によりソース電極と半導体層とのコンタクト抵抗を測
定した結果を示すもので、これらの評価試料1及び2で
は、それぞれのゲート電極とドレイン電極に所定電圧を
印加すると、電流値■の増加に従って評価用電極に接続
された微少電圧計での電流値も増加するが、10−6へ
の電流値Iを基準として両評価試料1及び2の電圧値■
を比較すると、同図において評価試料1では曲線aで示
されるように1.45V、また評価試料2では曲線すで
示されるように2.48Vの各電圧値が得られており、
ソース・ドレイン電極表面に生じたnative ox
ideを除去せずに形成した評価試料1では明らかに該
naLiνe oxideによりソース・ドレイン電極
とアモルファスシリコンからなる半導体層とのコンタク
ト抵抗が増加していることが確認できる。
なお、以上の実施例では、評価用電極をソース電極を中
心にしてドレイン電極とは反対側の位置に配設し、該ソ
ース電極と半導体層とのコンタクト抵抗を測定する構造
とした場合の例について説明したが、例えば評価用電極
をドレイン電極を中心にしてソース電極とは反対側の位
置に配設し、ドレイン電極と半導体層とのコンタクト抵
抗を測定する構造とすることもできる。
またソース電極に接続された電流計により測定された電
流値■と、評価用電極に接続された微小電圧計により測
定された電圧値■に基づいてソース電極のコンタクト抵
抗Rを算出して評価する例について説明したが、本発明
はこの例に限定されるものではなく、例えば評価用電極
に接続された微小電圧計により測定された電圧値■をド
レイン印加電圧Vdから減することにより、ドレイン電
極のコンタクト抵抗を評価することもできる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明に係る薄膜トラ
ンジスタによれば、ソース・ドレイン電極とアモルファ
スシリコンからなる半導体層とのコンタクト状態による
電圧降下が測定できるので、そのコンタクト抵抗値を正
確に求めることが可能となり、容易に評価することがで
きる優れた利点を有する。
従って、アモルファスシリコンからなる半導体層を用い
た薄膜I・ランジスタマトリックス構造等に適用して同
様な評価が実現でき、実用上、顕著なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る薄膜トランジスタの構造及びソー
ス電極のコンタクト抵抗測定 を説明する構成図、 第2図は本発明に係る薄膜トランジスタにおけるソース
電極のコンタクト抵抗の測定 を説明する等価回路図、 第3図は本発明に係る薄膜トランジスタによるソース電
極のコンタクト抵抗の測定例 を示す図、 第4図は従来の薄膜トランジスタにおけるソース・ドレ
イン電極のコンタクト抵抗測 定を説明する構成図である。 第1図及び第2図において、 11は絶縁性基板、12はソース電極、13はドレイン
電極、14は評価用電極、15は半導体層、16はゲー
ト絶縁膜、17はゲート電極、18a、 18bはチャ
ネル、21は電流計、22は微小電圧計、R9はドレイ
ン電極のコンタクト抵抗、R2はソース・ドレイン電極
間のチャネル抵抗、R3はソース電極のコンタクト抵抗
、R4はソース・評価用電極間のチャネル抵抗、R6は
評価用電極のコンタクト抵抗をそれぞれ示す。 滲イとg小講遁野隻σンー又f極4]〉り7ト障5抗パ
勺足琶tヒ4L0才訴へ゛G〕第1図 オ→答明のソース壷フ叡−コ〉り7トメQ九麿J定17
1 g刀す疼葎り反目各G]−一÷ 徴りt斤低(V) p’J(s’/−ズtQ/l];97 トtt’s&;
#’1f4f:IG”41m第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  絶縁性基板(11)上にアモルファスシリコンからな
    る半導体層(15)及びゲート絶縁膜(16)を挟んで
    、ソース電極(12)及びドレイン電極(13)とゲー
    ト電極(17)とを対向配置してなる薄膜トランジスタ
    の構造において、 上記ソース電極(12)、若しくはドレイン電極(13
    の隣に評価用電極(14)をゲート電極(17)と対向
    して配設したことを特徴とする薄膜トランジスタ。
JP62276753A 1987-10-30 1987-10-30 薄膜トランジスタ Pending JPH01119068A (ja)

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JP62276753A JPH01119068A (ja) 1987-10-30 1987-10-30 薄膜トランジスタ

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JP62276753A JPH01119068A (ja) 1987-10-30 1987-10-30 薄膜トランジスタ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015073094A (ja) * 2013-09-05 2015-04-16 株式会社半導体エネルギー研究所 コンタクト抵抗測定パターンおよび半導体装置
WO2015085658A1 (zh) * 2013-12-13 2015-06-18 深圳市华星光电技术有限公司 一种tft电性量测方法及装置
WO2020087581A1 (zh) * 2018-10-31 2020-05-07 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 薄膜晶体管结构及沟道电阻和接触电阻的测量方法

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