JPH01243033A - Thin film transistor - Google Patents

Thin film transistor

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JPH01243033A
JPH01243033A JP63069988A JP6998888A JPH01243033A JP H01243033 A JPH01243033 A JP H01243033A JP 63069988 A JP63069988 A JP 63069988A JP 6998888 A JP6998888 A JP 6998888A JP H01243033 A JPH01243033 A JP H01243033A
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JP
Japan
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thin film
film transistor
electrode
gate
semiconductor layer
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JP63069988A
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Inventor
Takashi Nakazawa
尊史 中澤
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Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate variance in parasitic capacity and to reduce the parasitic capacity by providing a drain electrode which is arranged in parallel to two source electrodes to specific length while the line width is specified and a gate electrode which is formed on a semiconductor layer across a gate insulating film. CONSTITUTION:This thin film transistor is equipped with the two source electrodes 103 which are arranged at a specific interval in parallel to specific line width and length, the drain electrode 102 which is wired between those source electrodes 103 in parallel to the source electrodes to the specific length so that Y1<(6+1.2XW)(3+0.6X)/(6+W/2)(mum) holds for the line width Y1mum, the semiconductor layer 104 provided crossing the lengthwise direction of the two source electrodes 103 and drain electrode 102, and the gate electrode provided on the semiconductor layer 104 across the gate insulation film 105. Consequently, there is no variance in the parasitic capacity, which is reducible.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は゛アクティブマトリックス方式の液晶デイスプ
レィや、イメージセンサや3次元集積回路などに応用さ
れる薄膜トランジスタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thin film transistor applied to active matrix liquid crystal displays, image sensors, three-dimensional integrated circuits, and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の薄膜トランジスタは、例えばJAPAN DIS
PLAY ’ 86の1986年p196〜p199に
示される様な構造であった。この構造を一般化して、そ
の概要を第2図に示す。(a)図は上視図であり(b)
図はAA’における断面図である。ガラス、石英、サフ
ァイア等の絶縁基板201上に、ドナーあるいは、アク
セプタとなる不純物を添加した多結晶シリコン薄膜から
成るソース領域202及びドレイン領域203が形成さ
れている。これに接して、ソース電極204とドレイン
電極205が設けられており、更にソース領域202及
びドレイン領域203の上側で接し両者を結ぶように多
結晶シリコン薄膜から成るチャネル領域206が形成さ
れている。これらを被覆するようにゲート絶縁膜207
が設けられている。更にこれに接しゲート電極208が
設けられている。
Conventional thin film transistors are, for example, JAPAN DIS
It had a structure as shown in PLAY '86, 1986, pages 196 to 199. This structure is generalized and its outline is shown in FIG. (a) The figure is a top view, and (b)
The figure is a cross-sectional view at AA'. A source region 202 and a drain region 203 are formed on an insulating substrate 201 made of glass, quartz, sapphire, etc., which are made of a polycrystalline silicon thin film doped with impurities to serve as donors or acceptors. A source electrode 204 and a drain electrode 205 are provided in contact with this, and a channel region 206 made of a polycrystalline silicon thin film is formed so as to contact and connect above the source region 202 and drain region 203. A gate insulating film 207 covers these.
is provided. Furthermore, a gate electrode 208 is provided in contact with this.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、従来の薄膜トランジスタは次のような問題点を
有していた。
However, conventional thin film transistors have the following problems.

第3図に薄膜トランジスタの上視図を示し、第4図にそ
の等価回路を示す。
FIG. 3 shows a top view of the thin film transistor, and FIG. 4 shows its equivalent circuit.

ゲート電極304と、第3図(a)に示す斜線部S1で
ゲート絶縁膜を誘電体としてゲートGとソースSの間に
寄生容量401が形成される。同様に、ゲート電極30
4と斜線部S2でゲートGとドレインDの間に寄生容j
t402が形成される。
A parasitic capacitance 401 is formed between the gate electrode 304 and the gate G and source S using the gate insulating film as a dielectric in the shaded area S1 shown in FIG. 3(a). Similarly, gate electrode 30
4 and the parasitic capacitance j between the gate G and the drain D at the shaded area S2
t402 is formed.

第3図(b)に示す様に矢印305の方向に、ゲート電
極304のパターンずれが生じると、寄生容量401は
減少し、寄生容j1402は増大する。
As shown in FIG. 3(b), when a pattern shift of the gate electrode 304 occurs in the direction of the arrow 305, the parasitic capacitance 401 decreases and the parasitic capacitance j1402 increases.

逆に第3図(c)に示す様に矢印306の方向にゲート
電#71304のパターンずれが生じると、寄生容量4
01は増大し、寄生容Jit402は減少する。すなわ
ち薄膜トランジスタの寄生容量は、ソース電極301及
び、ドレイン電極302に対してのゲート電’[! 3
04のパターンずれで大きくばらつく、パターンずれの
主な原因は、ゲート7X ’1!1304のアライメン
トずれ、フォトマスク間のピッチずれ等である。従って
、同一基板内あるいは基板間で寄生容量がばらつき、回
路定数を一定とすることが困難となり、液晶デイスプレ
ィへ応用した場合表示品質のばらつきとなり、画質を低
下させていた。又液晶デイスプレィが大型化すればパタ
ーンずれは更に大きくなり、著しく表示品質を低下させ
、大型化の大きな妨げとなっていた。
Conversely, if the pattern of the gate electrode #71304 is misaligned in the direction of the arrow 306 as shown in FIG. 3(c), the parasitic capacitance 4
01 increases, and the parasitic capacitance Jit402 decreases. In other words, the parasitic capacitance of the thin film transistor is the gate voltage '[! 3
The main causes of the pattern deviation, which varies greatly due to the pattern deviation of 04, are the alignment deviation of the gate 7X'1!1304, the pitch deviation between photomasks, etc. Therefore, parasitic capacitance varies within the same substrate or between substrates, making it difficult to maintain constant circuit constants, resulting in variations in display quality when applied to liquid crystal displays, and deteriorating image quality. Furthermore, as the size of the liquid crystal display increases, the pattern deviation becomes even larger, significantly degrading the display quality and becoming a major hindrance to increasing the size of the display.

イメージセンサや3次元集積回路へ応用した場合、回路
定数が一定とすることが困難となり、実用化への大きな
妨げとなっていた。
When applied to image sensors and three-dimensional integrated circuits, it is difficult to maintain constant circuit constants, which has been a major hindrance to practical application.

本発明は、このような問題点を解決するもので。The present invention solves these problems.

あり、その目的とするところは、寄生容量のばらつきが
無く、寄生容量が小さい薄膜トランジスタを堤供するこ
とにある。
The purpose is to provide a thin film transistor with small parasitic capacitance and no variation in parasitic capacitance.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のFJ薄膜トランジスタ (a)所定の間隔を隔て、所定の線幅で所筆の長さに平
行に配線された2本のソース電極と、該2本のソース電
極の間に該2本のソース電極と平行に線幅Y、(μm)
が ズ。
FJ thin film transistor of the present invention (a) Two source electrodes are wired parallel to the specified length with a predetermined line width at a predetermined interval, and the two source electrodes are connected between the two source electrodes. Line width Y, (μm) parallel to the source electrode
Gas.

Y+<(6+1.2.5W)(3+0.6X)/’(6
+W/2)   fμml。
Y+<(6+1.2.5W)(3+0.6X)/'(6
+W/2) fμml.

Xは基板の長平方向の長さ(am) Wは薄膜トランジスタのチャネル幅(μm)を満たし、
所定の長さに配線されたドレイン電極と、該2本のソー
ス電極及び該トレイン電極の長手方向と交わる方向に設
けられた半導体層と、ゲート絶縁膜を介して該半導体層
上に設けられたゲート電極を具倫する。
X is the length of the substrate in the longitudinal direction (am), W is the channel width of the thin film transistor (μm),
A drain electrode wired to a predetermined length, a semiconductor layer provided in a direction intersecting the longitudinal direction of the two source electrodes and the train electrode, and a semiconductor layer provided on the semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween. Install the gate electrode.

(b)2本のソース電極の線幅Y2 (μm)がYx 
<2 (3+0.6X) 27’(12+W)    
       (μ「)を満たすことを特徴とする。
(b) The line width Y2 (μm) of the two source electrodes is Yx
<2 (3+0.6X) 27' (12+W)
It is characterized by satisfying (μ'').

〔実 施 例〕〔Example〕

以下実施例に基づいて、本発明の詳細な説明する。第1
図に本発明による薄膜トランジスタの1例を示す、(a
)は上視図であり、(b)はBB′における断面図であ
る。ガラス、石英、サファイア等の絶縁基板101上に
ドナーあるいはアクセプタとなる不純物を添加した多結
晶シリコン、非晶質シリコン等のシリコン薄膜から成る
2本のソース電極103が互いに平行となる様に設けら
れている。ソース電極と同じ材質で、2本のソース電8
i!103の間に、ドレイン電極102がソース電極1
03と平行になる様に設けられている。
The present invention will be described in detail below based on Examples. 1st
An example of a thin film transistor according to the present invention is shown in the figure (a
) is a top view, and (b) is a sectional view at BB'. On an insulating substrate 101 made of glass, quartz, sapphire, etc., two source electrodes 103 made of silicon thin films such as polycrystalline silicon, amorphous silicon, etc. doped with impurities to serve as donors or acceptors are provided in parallel to each other. ing. Two source electrodes 8 made of the same material as the source electrodes.
i! 103, the drain electrode 102 is connected to the source electrode 1
It is provided so as to be parallel to 03.

又ソース電極103及びドレイン電極102の線幅は2
0μm以下で、その膜厚は500〜5000人が望まし
い、このソース電極103の上側と、ドレイン電極10
2の上側に接して長手方向と交わる方向に多結晶シリコ
ン、あるいは非晶質シリコン等のシリコン薄膜から成る
半導体層104が形成されている。その膜厚は200O
A以下が望ましい、iた金属、透明導電膜等から成るソ
ース配線108が2本のソース電極103に接しており
、同じくトレイン配線107が、ドレイン電極102に
接している。これら全体をSiO□、5iON等のゲー
ト絶縁膜105が被覆している。
Also, the line width of the source electrode 103 and the drain electrode 102 is 2.
The upper side of this source electrode 103 and the drain electrode 10 are preferably 0 μm or less and have a thickness of 500 to 5000.
A semiconductor layer 104 made of a silicon thin film such as polycrystalline silicon or amorphous silicon is formed in contact with the upper side of the semiconductor layer 2 in a direction crossing the longitudinal direction. The film thickness is 200O
A source wiring 108 made of a metal, a transparent conductive film, etc., which is preferably less than A, is in contact with the two source electrodes 103 , and a train wiring 107 is likewise in contact with the drain electrode 102 . A gate insulating film 105 of SiO□, 5iON, etc. covers all of these.

この上に金属、透明導電膜等から成るゲート電極106
がゲート絶縁膜105を介して半導体層104を被覆し
ている。ゲート絶縁膜105は配線間の絶縁を保持する
層間絶縁膜を兼ねている。この様に構成された薄膜トラ
ンジスタは、2つの薄膜トランジスタを並列に接続した
のと等価となる。
On this, a gate electrode 106 made of metal, transparent conductive film, etc.
covers the semiconductor layer 104 with a gate insulating film 105 interposed therebetween. The gate insulating film 105 also serves as an interlayer insulating film that maintains insulation between wirings. A thin film transistor configured in this manner is equivalent to two thin film transistors connected in parallel.

薄膜トランジスタのチャネル長しは、第1図の矢印10
9であり、平行な2本のソース電極103の間隔は、チ
ャネル長しの2倍に、ドレイン電極102の線幅を加え
た値となる。又チャネル幅Wは矢印110で示された値
の2倍である。
The channel length of a thin film transistor is indicated by arrow 10 in FIG.
9, and the distance between the two parallel source electrodes 103 is twice the channel length plus the line width of the drain electrode 102. Also, the channel width W is twice the value indicated by arrow 110.

第5図に本発明の薄膜トランジスタの主視図を示し、第
6図にその等価回路を示す。
FIG. 5 shows a main view of the thin film transistor of the present invention, and FIG. 6 shows its equivalent circuit.

ゲート電極506と第5図(a)に示す斜線部S3及び
S、でゲート絶縁膜を誘電体としてゲートGとソースS
の間に寄生容量601.602が形成される。同様にゲ
ート電fl!506と斜線部S、でゲートGとドレイン
Dの間に寄生容量603が形成される。第5図(b)に
示す様に矢印511の方向にゲート電極506のパター
ンずれが生じても、33.34 、Ssの面積は全く変
化することなく一定であり、その結果、寄生容量601
.602.603はパターンずれによる影響は全くなく
一定である。又、第5図(C)に示す様にゲート電極5
06が矢印512方向にパターンずれが生じても同様で
ある。第5図(d)に示した方向にパターンずれが生じ
た場合は、S、の面積はパターンずれかない場合と同じ
であるが、Ss、S、の面積が変化する。すなわち寄生
容量601が大きくなり、602が小さくなるが第6図
に示す等価回路からも明らかな様に、寄生容量601と
602は並列となっているため、ソース側の寄生容量の
トータルはパターンずれがない場合と同じ(36+S?
 =Ss +Ss )となる、第5図(e)の場合も全
く同様(ss +39 =83−1−SS)である0以
上説明した様にどの方向にパターンずれが生じても薄膜
トランジスタの寄生容量は、常に一定となる。すなわち
、同一基板内あるいは基板間での寄生容量のばらつきを
無くすことが可能となる。
The gate electrode 506 and the hatched areas S3 and S shown in FIG.
Parasitic capacitances 601 and 602 are formed between them. Similarly, gate electric fl! A parasitic capacitance 603 is formed between the gate G and the drain D at 506 and the shaded area S. As shown in FIG. 5(b), even if a pattern shift of the gate electrode 506 occurs in the direction of the arrow 511, the area of 33.34, Ss remains constant without changing at all, and as a result, the parasitic capacitance 601
.. 602 and 603 are not affected by pattern deviation at all and are constant. Furthermore, as shown in FIG. 5(C), the gate electrode 5
The same thing applies even if pattern shift occurs in the direction of arrow 512 in 06. When a pattern shift occurs in the direction shown in FIG. 5(d), the area of S is the same as when there is no pattern shift, but the area of Ss and S changes. In other words, the parasitic capacitance 601 becomes larger and the parasitic capacitance 602 becomes smaller, but as is clear from the equivalent circuit shown in FIG. Same as when there is no (36+S?
=Ss +Ss), and the case of Fig. 5(e) is exactly the same (ss +39 =83-1-SS).0 As explained above, no matter which direction the pattern shift occurs, the parasitic capacitance of the thin film transistor is , always remains constant. That is, it is possible to eliminate variations in parasitic capacitance within the same substrate or between substrates.

薄膜トランジスタを形成する絶縁基板としてガラス基板
が広く使用されている。一般にガラス基板を熱処理を行
い常温にもどすと、熱処理前のガラス寸法に比べ、熱処
理後の寸法は小さくなる。
Glass substrates are widely used as insulating substrates for forming thin film transistors. Generally, when a glass substrate is heat-treated and returned to room temperature, the dimensions after the heat treatment become smaller than the dimensions of the glass before the heat treatment.

(以下基板の収縮と呼ぶ)1例として、#7059(コ
ーニング社製)の基板の収縮を第7図に示す、横軸は熱
処理温度、縦軸は10cm当りの基板の収縮量を示す、
第6図より明らかな様に500℃以上の熱処理により急
激な基板の収縮が生ずる。
(Hereinafter referred to as substrate shrinkage) As an example, FIG. 7 shows the shrinkage of a #7059 (manufactured by Corning) substrate, where the horizontal axis shows the heat treatment temperature and the vertical axis shows the amount of substrate shrinkage per 10 cm.
As is clear from FIG. 6, heat treatment at 500° C. or higher causes rapid shrinkage of the substrate.

半導体層504が多結晶シリコン等の500℃以上の高
温で形成する半導体を用いた場合、半導体形成後基板の
収縮が生じソース電極503及びドレイン電極502に
対しての半導体層504及びゲート電[! 506のパ
ターンずれが大きくなる。
When the semiconductor layer 504 is made of a semiconductor formed at a high temperature of 500° C. or higher, such as polycrystalline silicon, the substrate shrinks after the semiconductor is formed, and the semiconductor layer 504 and the gate electrode [! The pattern deviation of 506 becomes large.

これを第8図を用いて説明する。ソース電極801及び
ドレイン電極802を形成し、第8図に示す形状にパタ
ーニングした後半導体層803を形成する。半導体層8
03の形成時に基板の収縮が生ずる。従って半導体層8
03、ゲート電極804、ソース配線805及びドレイ
ン配線806のパターンずれは基板の収縮を考慮しなけ
ればならない、ここでアライメント精度、フォトマスク
のピッチずれ等によるパターンずれをdlとし、基板の
収縮によるパターンずれをd2とする。ソース電極80
1及び、ドレイン電極802に対しての半導体層803
のパターンずれ許容寸法808は2tL +ci、以上
とする。又ソース電極801及びドレイン電1802に
対してのゲートt’804、ソース配線805、ドレイ
ン配線806、半導体層803のそれぞれのパターンず
れ許容寸法807.809.810.811をd+ 十
d2以上とする0以上の様なパターンずれ許容寸法とす
れば、どの方向にパターンずれが生じても、寄主容量の
ばらつきを無くすことができ、半導体層803を多結晶
シリコン等の500°C以上の高温で形成する半導体を
用いた場合特に有効となる。
This will be explained using FIG. After forming a source electrode 801 and a drain electrode 802 and patterning them into the shape shown in FIG. 8, a semiconductor layer 803 is formed. semiconductor layer 8
Shrinkage of the substrate occurs during the formation of 03. Therefore, the semiconductor layer 8
03. The pattern deviation of the gate electrode 804, source wiring 805, and drain wiring 806 must take into account the shrinkage of the substrate.Here, the pattern deviation due to alignment accuracy, photomask pitch deviation, etc. is dl, and the pattern deviation due to substrate shrinkage is Let the deviation be d2. Source electrode 80
1 and the semiconductor layer 803 for the drain electrode 802
The pattern deviation allowable dimension 808 is 2tL+ci or more. Further, the allowable pattern deviation dimensions 807, 809, 810, 811 of each of the gate t' 804, the source wiring 805, the drain wiring 806, and the semiconductor layer 803 with respect to the source electrode 801 and the drain electrode 1802 are d+ 10d2 or more. With the pattern deviation tolerance dimensions as described above, it is possible to eliminate variations in host capacitance even if pattern deviation occurs in any direction, and the semiconductor layer 803 is formed using polycrystalline silicon or the like at a high temperature of 500°C or higher. This is particularly effective when semiconductors are used.

本発明の薄膜トランジスタの寄生容量と従来の薄膜トラ
ンジスタの寄生容量を第10図を用いて説明する。第1
0図(a)に本発明の薄膜トランジスタの上視図を示す
、斜線部SL及びS、で示された部分は、ゲート絶縁膜
を誘電体としてゲート電[!1004とソース電極10
01の間に寄生容量を形成している。どの方向にパター
ンずれが生じてもS1±S、は一定であり、その面積は
、S、 +33 =2(Y2 (2a、十賛/2)+W
/2  ・L/2 +W/2  (a、 +d2))(
μ1) Y2はソース電極1001の幅(μm)Lは薄膜トラン
ジスタのチャネル@(μm)Wは薄膜トランジスタのチ
ャネル幅(μm)で表わされる。
The parasitic capacitance of the thin film transistor of the present invention and the parasitic capacitance of the conventional thin film transistor will be explained using FIG. 1st
FIG. 0(a) shows a top view of the thin film transistor of the present invention. The hatched areas SL and S indicate the gate voltage [!] using the gate insulating film as a dielectric. 1004 and source electrode 10
A parasitic capacitance is formed between 01 and 01. No matter which direction the pattern shift occurs, S1±S is constant, and its area is S, +33 = 2(Y2 (2a, Jushan/2) + W
/2 ・L/2 +W/2 (a, +d2))(
μ1) Y2 is the width of the source electrode 1001 (μm), L is the channel of the thin film transistor (μm), and W is the channel width of the thin film transistor (μm).

一方斜線部S2で示された部分により、ゲート電f!1
004とドレイン電極1002の間に寄生容量を形成し
ておりその面積は 32 =Y+ (2d+ +W/2 > +2 ・Wy
’2 ・L/’2    (lid) (2)Y、はド
レイン電極1002ノ! (μm)で表わされる。
On the other hand, the gate voltage f! 1
A parasitic capacitance is formed between 004 and the drain electrode 1002, and its area is 32 =Y+ (2d+ +W/2 > +2 ・Wy
'2 ・L/'2 (lid) (2) Y is the drain electrode 1002! (μm).

又第10図(b)に従来の薄膜トランジスタの上視図を
示す。斜線部S、で示された部分にょっゲート電極10
08とゲート電極1005の間に寄生容量が形成されて
いる。斜線部S、で示された部分も同様にドレイン電極
1006とゲート電[1008の間に寄生容量を形成し
ている。パターンずれが無ければS、とS、の面積は等
しく34 =Ss = i2 (d+ +dz ) +
W)  (d+ +dz ) +LW/2   (1d
l(3)で表わされる。
Further, FIG. 10(b) shows a top view of a conventional thin film transistor. The gate electrode 10 is located in the area indicated by the shaded area S.
A parasitic capacitance is formed between 08 and the gate electrode 1005. Similarly, a parasitic capacitance is formed between the drain electrode 1006 and the gate electrode [1008] in the shaded portion S. If there is no pattern shift, the areas of S and S are equal, 34 = Ss = i2 (d+ +dz) +
W) (d+ +dz) +LW/2 (1d
It is expressed as l(3).

ゲート絶縁膜が同一の材質で、同一の厚さであれば寄生
容量は面積81〜S、により決まる。
If the gate insulating films are made of the same material and have the same thickness, the parasitic capacitance is determined by the area 81 to S.

ここで、アライメント精度、フォトマスクのピッチずれ
等によるパターンずれdlは通常3(μm)程度である
Here, the pattern deviation dl due to alignment accuracy, photomask pitch deviation, etc. is usually about 3 (μm).

又、基板の収縮d2は、多結晶シリコンを形成する一般
的な温度である6 00 ’C前後で第6図より、基板
の長さl0C11当り約6μmである。
Further, the shrinkage d2 of the substrate is approximately 6 μm per length l0C11 of the substrate, as shown in FIG. 6, at around 600'C, which is a general temperature for forming polycrystalline silicon.

従って式(1)、(2)、(3)へdl−3、d2=0
.6X(Xは基板の長手方向の長さ(am))を代入す
ると S、 +S、 =2 (Yi (6W/2) +LW/
4+W/4 (3+O,(iX))(μml (4) S2 =Y+  (6+W/2) 十LW/’2   
          (μml(5)S4=Ss = 
(2(3+0. 6X) 十W)(3+0.6X)±L
W/2   (6)となる。
Therefore, to equations (1), (2), and (3), dl-3, d2=0
.. Substituting 6X (X is the length of the substrate in the longitudinal direction (am)), we get S, +S, =2 (Yi (6W/2) +LW/
4+W/4 (3+O, (iX)) (μml (4) S2 =Y+ (6+W/2) 10LW/'2
(μml(5)S4=Ss=
(2(3+0.6X) 10W) (3+0.6X)±L
It becomes W/2 (6).

従来の薄膜トランジスタに比べ、ソース電極とゲート電
極の間に形成される寄生容量を小さくするには 31 +33 <34          (7)を満
足すればよい。
Compared to conventional thin film transistors, the parasitic capacitance formed between the source electrode and the gate electrode can be reduced by satisfying 31 +33 <34 (7).

(7)式へ(4)、(6)式を代入して整理すると Y2<2 <3+0.6X)’/(12+W)    
      [μml (8)が得られる。
Substituting equations (4) and (6) into equation (7) and rearranging it, we get Y2<2 <3+0.6X)'/(12+W)
[μml (8) is obtained.

すなわちソース電極の幅Y2が(8)式を満足していれ
ば、従来の薄膜トランジスタに比ベソース電極とゲート
電極の間に形成される寄生容量を小さくすることが可能
となる。
That is, if the width Y2 of the source electrode satisfies equation (8), it becomes possible to reduce the parasitic capacitance formed between the source electrode and the gate electrode compared to conventional thin film transistors.

第11図に、液晶デイスプレィへ応用した場合の等価回
路を示す、1本のソース配!1103には、ゲート配線
1104と同数の寄生容量1106が形成されるが、寄
生容量11o6が小さいため、ホールド回路1101の
駆動能力が小さくて済み、LSIの小型化が可能となり
、安価にできる。又、同じ駆動能力のボールド回路であ
ればより多くのゲート配線を持った液晶デイスプレィの
駆動が可能となる。
Figure 11 shows an equivalent circuit when applied to a liquid crystal display. The same number of parasitic capacitances 1106 as the gate wiring 1104 are formed in 1103, but since the parasitic capacitance 11o6 is small, the drive capacity of the hold circuit 1101 can be small, and the LSI can be made smaller and cheaper. Furthermore, a bold circuit with the same driving capability can drive a liquid crystal display with more gate wiring.

従来の薄膜トランジスタに比べ、ドレイン電極とゲート
電極の間に形成される寄生容量を小さくするには 32<35             (9)を満足す
ればよい。
Compared to conventional thin film transistors, the parasitic capacitance formed between the drain electrode and the gate electrode can be reduced by satisfying 32<35 (9).

(9)式へ、(5)、(6)式を代入して整理すると Yl<(6+1.2xW)(3+0.6X)/(6−1
−14/2)  (gol(10)すなわちドレイン電
極の幅Y1が(1o)式を満足していれば、従来の薄膜
トランジスタに比べドレイン電極とゲート電極の間に形
成される寄生容量を小さくすることが可能となる。
Substituting equations (5) and (6) into equation (9) and rearranging it, Yl<(6+1.2xW)(3+0.6X)/(6-1
-14/2) (If gol(10), that is, the width Y1 of the drain electrode satisfies equation (1o), the parasitic capacitance formed between the drain electrode and the gate electrode can be reduced compared to conventional thin film transistors. becomes possible.

第12図に薄膜トランジスタを用いた液晶デイスプレィ
の一般的な駆動波形を示す、第12図(a)はゲート配
線に印加されるゲート信号であり、行ごとに薄膜トラン
ジスタを時分割で導通状態に励起する。第12図(b)
に示すデータ信号はゲート信号に同期してソース配線に
供給され、薄膜トランジスタを通して液晶層に伝達され
る6ゲ一ト信号が次行電極に移ると薄膜トランジスタは
非導通状態となりソース配線と液晶層は絶縁される。従
って液晶層に蓄えられたデータ信号は次の走査を受ける
まで保持される。液晶層の電圧変化を第12図(c)に
示す、薄膜トランジスタが導通状態から非導通状態に変
わった時電圧変化ΔV1201が発生する。このΔ■は
薄膜トランジスタのドレイン電極とゲート電極の間で形
成される寄生容JitC,と液晶MCLcの比で決定さ
れ次式%式% すなわち、寄生容& c pが従来の薄膜トランジスタ
より小さければΔVは小さくでき、液晶層での保持特性
が向上し、フリッカ−がなく、コントラスト比が大きく
なり、高画質化できる。更に、液晶デイスプレィが大形
化してもパターンずれによる寄生容量の変化がなく小さ
くできるため高画質の大型液晶デイスプレィが実現でき
る。
Figure 12 shows a typical driving waveform for a liquid crystal display using thin film transistors. Figure 12 (a) is a gate signal applied to the gate wiring, which excites the thin film transistors in a time-divisional manner into a conductive state for each row. . Figure 12(b)
The data signal shown in is supplied to the source wiring in synchronization with the gate signal, and when the 6-gate signal is transmitted to the liquid crystal layer through the thin film transistor and transferred to the next row electrode, the thin film transistor becomes non-conductive and the source wiring and the liquid crystal layer are insulated. be done. Therefore, the data signal stored in the liquid crystal layer is held until the next scan. The voltage change in the liquid crystal layer is shown in FIG. 12(c), and a voltage change ΔV1201 occurs when the thin film transistor changes from a conductive state to a non-conductive state. This Δ■ is determined by the ratio of the parasitic capacitance JitC, formed between the drain electrode and gate electrode of the thin film transistor, and the liquid crystal MCLc, and is expressed by the following formula % Formula % In other words, if the parasitic capacitance &c p is smaller than that of a conventional thin film transistor, ΔV is It can be made smaller, has improved retention characteristics in the liquid crystal layer, is flicker-free, has a high contrast ratio, and can achieve high image quality. Furthermore, even if the liquid crystal display becomes larger, the parasitic capacitance does not change due to pattern deviation and can be made smaller, so a large liquid crystal display with high image quality can be realized.

イメージセンサや3次元集積回路へ応用した場合、回路
定数が一定で更に理想値に近ずけることができ高性能化
が可能となる。
When applied to image sensors and three-dimensional integrated circuits, the circuit constants are constant and can be brought closer to ideal values, making it possible to improve performance.

本発明の薄膜トランジスタの特性を第8図に示す、横軸
はゲート電圧V。8、縦軸はドレイン電流10の対数値
である。ドレイン電圧■。は、4(V)チャンネル長は
20μm、チャンネル幅10μmである。半導体層には
多結晶シリコンを用い、その膜厚は200人である。第
8図より明らかな様に小さいOFF電流と大きいON電
流が両立しており、従来の薄膜トランジスタとほぼ同様
な特性である。
The characteristics of the thin film transistor of the present invention are shown in FIG. 8, where the horizontal axis represents the gate voltage V. 8. The vertical axis is the logarithm of the drain current 10. Drain voltage■. The 4(V) channel length is 20 μm and the channel width is 10 μm. Polycrystalline silicon is used for the semiconductor layer, and its thickness is 200 mm. As is clear from FIG. 8, both a small OFF current and a large ON current are compatible, and the characteristics are almost the same as those of conventional thin film transistors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は次のようなすぐれた効果を有する。 The present invention has the following excellent effects.

第1に、薄膜トランジスタのソース電極とゲート電極の
間に形成される寄生容量が従来の薄膜トランジスタに比
べ小さくでき、液晶デイスプレィへ応用した場合、駆動
回路の負荷が小さくなり、チップサイズが小さく安価な
ドライバICが使用可能となる。従来と同じ駆動能力の
ドライバICを使用すれば、更に多くの走査線を持つ液
晶デイスプレィも駆動可能となる。
First, the parasitic capacitance formed between the source electrode and gate electrode of a thin film transistor can be smaller than that of a conventional thin film transistor, and when applied to a liquid crystal display, the load on the drive circuit is reduced, and the chip size is small and the driver is inexpensive. The IC becomes usable. If a driver IC with the same driving capability as the conventional one is used, it is possible to drive a liquid crystal display having even more scanning lines.

第2に、薄膜トランジスタのドレイン電極とゲート電極
の間に形成される寄生容量が従来に比べ小さくでき、液
晶層での信号電圧の保持特性が向上し、フリッカ−がな
く、コントラスト比が大きくなり、高画質化できる。
Second, the parasitic capacitance formed between the drain electrode and gate electrode of a thin film transistor can be made smaller than before, the signal voltage retention characteristics in the liquid crystal layer are improved, there is no flicker, and the contrast ratio is increased. High image quality is possible.

第3に、液晶デイスプレィが大型化しても、パターンず
れによる寄生容量の変化が全くないため高画質の大型液
晶デイスプレィが実現できる。
Third, even if the liquid crystal display becomes larger, there is no change in parasitic capacitance due to pattern deviation, so a large liquid crystal display with high image quality can be realized.

第4に薄膜トランジスタの寄生容量を、パターンずれに
関係なく一定とすることができる。これにより、薄)摸
トランジスタを用いたアクティブマトリックス基板ある
いは薄膜トランジスタを用いたロジック回路の回路定数
を一定にすることが可能となる。
Fourth, the parasitic capacitance of the thin film transistor can be made constant regardless of pattern misalignment. This makes it possible to keep the circuit constants of an active matrix substrate using thin-film transistors or a logic circuit using thin-film transistors constant.

第5に、回路定数を一定にできることにより、アクティ
ブマトリックス基板あるいはロジック回路の設計を容易
にできる。
Fifth, by making circuit constants constant, it is possible to easily design an active matrix substrate or a logic circuit.

第6に、パターンずれに対する許容度が大きく設計でき
るため、従来の様な厳しい工程管理が不用となり、歩留
りが大幅に向上する。
Sixth, since the design can be designed with a large tolerance to pattern deviations, the strict process control required in the past becomes unnecessary, and the yield is greatly improved.

第7に、パターンずれに関係なく寄生容量を一定とでき
るため、基板内のばらつきあるいは基板間のばらつきを
無くすことができ、大幅に品質が向上でき、更に大面積
基板上へ均一な特性をもった薄膜トランジスタの形成を
実現できる。
Seventh, since the parasitic capacitance can be kept constant regardless of pattern misalignment, it is possible to eliminate variations within a substrate or between substrates, significantly improving quality, and even achieving uniform characteristics on large-area substrates. It is possible to realize the formation of thin film transistors.

第8に、トランジスタ特性は従来の特性と全く同一であ
り、小さいOFF電流と大きいON電流を両立できる。
Eighth, the transistor characteristics are exactly the same as the conventional characteristics, and both a small OFF current and a large ON current can be achieved.

第9に、半導体層に多結晶シリコン等の500℃以上の
高温で形成する半導体を用いた場合、基板の収縮に基因
するパターンずれの影響を全く受けることなく、寄生容
量を一定に保つことが可能となり、回路定数を一定にす
ることができる。
Ninth, when using a semiconductor formed at a high temperature of 500°C or higher, such as polycrystalline silicon, for the semiconductor layer, it is possible to keep the parasitic capacitance constant without being affected by pattern shift caused by shrinkage of the substrate. This makes it possible to keep circuit constants constant.

以上のように、本発明の薄膜トランジスタは数多くの優
れた効果を有するものであり、その応用範囲は、デイス
プレィ用のアクティブマトリックス基板やその周辺回路
、イメージセンサ、3次元集積回路など多岐にわたる。
As described above, the thin film transistor of the present invention has many excellent effects, and its application range is wide-ranging, including active matrix substrates for displays, peripheral circuits thereof, image sensors, and three-dimensional integrated circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)(b)は本発明の薄膜トランジスタの構造
を示し、(a)は上視図、(b)は断面図である。 第2図(a)(b)は従来の薄膜トランジスタの構造を
示しくa)は上視図、(b)は断面図である。 第3図(a)〜(c)は、従来の薄膜トランジスタの構
造を示す上視図である。 第4図は、従来の薄膜トランジスタの等価回路図である
。 第5図(a)〜(e)、第8図は、本発明の薄膜トラン
ジスタの構造を示す上視図、第6図は等価回!!!1図
である。 第7図は、基板の収縮を示すグラフである。 第9図は、本発明の薄膜トランジスタの特性を示すグラ
フである。 第10図(a)(b)は、本発明の薄膜トランジスタと
従来の薄膜トランジスタの上視図である。 第11図は、薄膜トランジスタを用いた液晶デイスプレ
ィの等価回路図。 第12図(a)〜(c)は、液晶デイスプレィの駆動波
形である。 101.201・・・・・・・基板 103.202.301.503.801.1001.
1005・・・・・ソース電極102.203.302
.502.802.1002.1006・・・・・ドレ
イン電極108.204.805・・・ソース配線10
7.205.806・・・ドレイン配線104.206
.303.504.803.1003.1007・・・
・・半導体層105.207・・・・・・・ゲート絶縁
膜106.208.304.506.804.1004
.1008・・・・・ゲート電極401.402.60
1.602.603.1106・・・・・・・・・・寄
生容量1101・・・・・・・・・・ホールド回路11
02・・・・・・・・・・走査回路以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上 柳 雅 誉(他1名)(クツ 第1図 〔久〕 (ト) 第2図 第3図 (Cう 第5図 第6図 第7図 −ノp      υ      ノρ     2ρ
     30V、5(VOρで) 第9図 第10図 //N 第11図
FIGS. 1(a) and 1(b) show the structure of a thin film transistor of the present invention, in which FIG. 1(a) is a top view and FIG. 1(b) is a sectional view. FIGS. 2(a) and 2(b) show the structure of a conventional thin film transistor, in which a) is a top view and FIG. 2(b) is a sectional view. FIGS. 3(a) to 3(c) are top views showing the structure of a conventional thin film transistor. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a conventional thin film transistor. 5(a)-(e) and FIG. 8 are top views showing the structure of the thin film transistor of the present invention, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram! ! ! Figure 1. FIG. 7 is a graph showing shrinkage of the substrate. FIG. 9 is a graph showing the characteristics of the thin film transistor of the present invention. FIGS. 10(a) and 10(b) are top views of a thin film transistor of the present invention and a conventional thin film transistor. FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display using thin film transistors. FIGS. 12(a) to 12(c) show driving waveforms of the liquid crystal display. 101.201...Substrate 103.202.301.503.801.1001.
1005... Source electrode 102.203.302
.. 502.802.1002.1006...Drain electrode 108.204.805...Source wiring 10
7.205.806...Drain wiring 104.206
.. 303.504.803.1003.1007...
...Semiconductor layer 105.207...Gate insulating film 106.208.304.506.804.1004
.. 1008...Gate electrode 401.402.60
1.602.603.1106... Parasitic capacitance 1101... Hold circuit 11
02・・・・・・・・・・・・Scanning circuits and above Applicant Seiko Epson Co., Ltd. Agent Patent attorney Masayoshi Kamiyanagi (and 1 other person) (Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7 - Nop υ Noρ 2ρ
30V, 5 (at VOρ) Figure 9 Figure 10 //N Figure 11

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定の基板上に、ソース電極及びドレイン電極と
、該ソース電極と該ドレイン電極を結ぶ半導体層と、該
ソース電極と該ドレイン電極と該半導体層と被覆するゲ
ート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜を介して設けられたゲー
ト電極を具備する薄膜トランジスタにおいて、所定の間
隔を隔て、所定の線幅で所定の長さに平行に配線された
2本のソース電極と、該2本のソース電極の間に該2本
のソース電極と平行に線幅Y_1(μm)が Y_1<(6+1.2X×W)(3+0.6X)/(6
+W/2)(μm)Xは該基板の長手方向の長さ(cm
) Wは薄膜トランジスタのチャネル幅(μm)を満たし、
所定の長さに配線されたドレイン電極と、該2本のソー
ス電極及び該ドレイン電極の長手方向と交わる方向に設
けられた該半導体層と、該ゲート絶縁膜を介して該半導
体層上に設けられたゲート電極を具備したことを特徴と
する薄膜トランジスタ。
(1) On a predetermined substrate, a source electrode and a drain electrode, a semiconductor layer connecting the source electrode and the drain electrode, a gate insulating film covering the source electrode, the drain electrode, and the semiconductor layer, and the gate In a thin film transistor having a gate electrode provided through an insulating film, two source electrodes are wired in parallel to each other at a predetermined length with a predetermined line width at a predetermined interval; Between them, the line width Y_1 (μm) parallel to the two source electrodes is Y_1<(6+1.2X×W)(3+0.6X)/(6
+W/2) (μm)X is the length (cm) of the substrate in the longitudinal direction
) W satisfies the channel width (μm) of the thin film transistor,
A drain electrode wired to a predetermined length, the semiconductor layer provided in a direction intersecting the longitudinal direction of the two source electrodes and the drain electrode, and the semiconductor layer provided on the semiconductor layer via the gate insulating film. 1. A thin film transistor characterized in that it has a gate electrode that has a flat gate electrode.
(2)該2本のソース電極の線幅Y_2(μm)がY_
2<2(3+0.6X)^2/(12+W)(μm)を
満たすことを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジス
タ。
(2) The line width Y_2 (μm) of the two source electrodes is Y_
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the thin film transistor satisfies 2<2(3+0.6X)^2/(12+W) (μm).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05241194A (en) * 1992-02-27 1993-09-21 G T C:Kk Active matrix liquid crystal display device
JPH05283695A (en) * 1992-04-03 1993-10-29 Nec Corp Thin film transistor
JP2006337390A (en) * 2005-05-31 2006-12-14 Sharp Corp Liquid crystal display panel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05241194A (en) * 1992-02-27 1993-09-21 G T C:Kk Active matrix liquid crystal display device
JPH05283695A (en) * 1992-04-03 1993-10-29 Nec Corp Thin film transistor
JP2006337390A (en) * 2005-05-31 2006-12-14 Sharp Corp Liquid crystal display panel
JP4722566B2 (en) * 2005-05-31 2011-07-13 シャープ株式会社 LCD panel

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