JPH02271577A - High breakdown strength film transistor - Google Patents

High breakdown strength film transistor

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JPH02271577A
JPH02271577A JP9182689A JP9182689A JPH02271577A JP H02271577 A JPH02271577 A JP H02271577A JP 9182689 A JP9182689 A JP 9182689A JP 9182689 A JP9182689 A JP 9182689A JP H02271577 A JPH02271577 A JP H02271577A
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JP
Japan
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source
insulating film
electrode
semiconductor layer
thin
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JP9182689A
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Japanese (ja)
Inventor
Shusuke Mimura
秀典 三村
Yasumitsu Ota
泰光 太田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a film transistor (HVTFT) having large on-off ratio and high breakdown strength by providing an insulating layer of silicon nitride film, which is thin in the range of 50Angstrom to 1000Angstrom , between the semiconductor layer of amorphous silicon and the source drain electrodes. CONSTITUTION:This is constituted of a gate electrode 1, L2 apart on the plane from a drain electrode 6, a gate insulating film 2 on the gate electrode, a semiconductor layer 3 of amorphous silicon, a thin insulating film 4 in the range of 50Angstrom to 1000Angstrom , a source electrode 5, and a drain electrode 6, and this is of such structure that the thin insulating film 4 at the part of the source electrode 5 is removed and the source electrode 5 and the semiconductor layer 3 contact with each other. Hereby, HVTFT high in on-off ratio can be realized. Moreover, since the insulating films are two layers, it becomes more resistant against the insulation breakdown than the case where the gate insulating film is one layer, so the critical voltage between the source and drain electrodes 5 and 6, which act as transistors, becomes 300V to 500V.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、静電プロッター装置などのスイッチに用いる
ことのできる高耐圧薄膜トランジスター(以下HVTF
Tと略す)の構造に関するものであり、特に製造方法が
簡単でかつ高性能なHVTFTに関するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a high voltage thin film transistor (hereinafter referred to as HVTF) that can be used as a switch in an electrostatic plotter device, etc.
The present invention relates to the structure of HVTFT (abbreviated as "T"), and particularly relates to an HVTFT that is easy to manufacture and has high performance.

(従来の技術) 従来報告されているHVTFTの構造は、第2図に示す
通常の薄膜トランジスター(以下TPTと略す)の構造
すなわちゲート電極1、ゲート絶縁膜2、非晶質シリコ
ンの半導体層3、n 層7、一対のソースやドレイン電
極5からなる構造とほぼ同様であるが、異なる点は第3
図に示すように、ゲート電極とソース電極間にオフセッ
トL2をもたしていることである。このようにすること
により、ドレイン電極とゲート電極間に平面上、L2の
距離があり、ドレイン電極に高電圧を印加しても、ゲー
ト絶縁膜の絶縁破壊が起りにくくなり、トランジスター
として動作するソース・ドレイン電極間の限界電圧が4
00v程度の高耐圧のTPTが実現される(R,A、 
Martin、 P、 K、 Yap。
(Prior Art) The structure of a conventionally reported HVTFT is that of a normal thin film transistor (hereinafter abbreviated as TPT) shown in FIG. 2, namely, a gate electrode 1, a gate insulating film 2, and an amorphous silicon semiconductor layer 3 , n layer 7, and a pair of source and drain electrodes 5, but the difference is that the third
As shown in the figure, there is an offset L2 between the gate electrode and the source electrode. By doing this, there is a distance of L2 between the drain electrode and the gate electrode in a plane, and even if a high voltage is applied to the drain electrode, dielectric breakdown of the gate insulating film is less likely to occur, and the source operating as a transistor・The limit voltage between drain electrodes is 4
A TPT with a high withstand voltage of about 00V is realized (R, A,
Martin, P., K., Yap.

M、 Hack、 H,Tuan、 Teehnlca
l Digest or IEEEInternati
onal Electron Device Meet
ing、 1987年、440ページ)。しかしこのよ
うなHVTFTにおいてソース・ドレイン電極はn 層
と接続されているため、ゲート電圧がOvにおいても、
ソース・ドレイン電極に高電圧を印加した場合、ソース
から半導体に注入される電子以外にもドレインから半導
体に注入される正孔が、半導体層を流れるため、オフ電
流が多くなり、ゲート電圧によって制御できるソース・
ドレイン電流(オンオフ比)が小さくなるという問題点
があった。
M, Hack, H, Tuan, Teehnlca.
l Digest or IEEE International
onal Electron Device Meet
ing, 1987, p. 440). However, in such an HVTFT, the source and drain electrodes are connected to the n layer, so even when the gate voltage is Ov,
When a high voltage is applied to the source/drain electrodes, in addition to electrons injected from the source into the semiconductor, holes injected from the drain into the semiconductor flow through the semiconductor layer, resulting in a large off-state current, which is controlled by the gate voltage. Possible sources/
There was a problem that the drain current (on-off ratio) became small.

(発明が解決しようとする課題) 本発明はかかる課題を解決し、オフ電流を減少させ、オ
ンオフ比の大きい高耐圧の薄膜トランジスターを提供す
ることを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a high-voltage thin film transistor with reduced off-state current and a large on-off ratio.

(課題を解決するための手段) 本発明のHVTFTは、 (1)絶縁性基板上に順にゲーha極、ゲート絶縁膜、
非晶質シリコンの半導体層、一対のソース・ドレイン電
極の構造をとり、前記ゲート電極と前記ドレイン電極間
にオフセットが存在する逆スタガー型高耐圧薄膜トラン
ジスターにおいて、前記非晶質シリコンの半導体層と前
記ソース・ドレイン電極との間に50人から1000人
の範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜層を有し、かつ前
記ソースミ極部性にはシリコン窒化膜からなる薄い絶縁
膜を介在させず、前記ソース電極と前記非晶質シリコン
の半導体層とが接触しているとともにトランジスターと
して動作する前記ソース・ドレイン電極間の限界電圧が
300vから500■であることを特徴とした、高耐圧
薄膜トランジスターであり、(2)絶縁性基板上に順に
一対のソース・ドレイン電極、非晶質シリコンの半導体
層、ゲート絶縁膜、ゲート電極を設けた構造をとり、前
記ゲート電極と前記ドレイン電極間にオフセットが存在
するスタガー型高耐圧薄膜トランジスターにおいて、前
記ソース・ドレイン電極と前記非晶質シリコンの半導体
層との間に50人から1000人の範囲の薄いシリコン
窒化膜の絶縁膜層を有し、かつ前記ソース電極部分には
シリコン窒化膜からなる薄い絶縁膜を介在させず、前記
ソース電極と前記非晶質シリコンの半導体層とが接触し
ているとともにトランジスターとして動作する前記ソー
ス・ドレイン電極間の限界電圧が300vから500v
であることを特徴とした、高耐圧薄膜トランジスターで
あり、 (3)絶縁性基板上に順にゲート電極、ゲート絶縁膜、
非晶質シリコンの半導体層、n 層、一対のソース・ド
レイン電極の構造をとり、前記ゲート電極と前記ドレイ
ン電極間にオフセットが存在するスタガー型高耐圧薄膜
トランジスターにおいて、前記非晶質シリコンの半導体
層と前記ソース・ドレイン電極の間に50人から100
0人の範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜層を有し、か
つ前記ソース電極部分にはシリコン窒化膜からなる薄い
絶aSを介在させず、前記ソース電極はn 層と接触し
ているとともにトランジスターとして動作する前記ソー
ス・ドレイン電極間の限界電圧が300Vから500v
であることを特徴とした、高耐圧薄膜トランジスターで
あり、 (4)絶縁性基板上に順に一対のソース・ドレイン電極
、n 層、非晶質シリコンの半導体層、ゲート絶縁膜、
ゲート電極の構造をとり、前記ゲート電極と前記ドレイ
ン電極間にオフセットが存在するスタガー型高耐圧薄膜
トランジスターにおいて、前記ソース・ドレイン電極と
前記非晶質シリコンの半導体層との間に50人から10
00人の範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜層を有し、
かつ前記ソース電極部分にはシリコン窒化膜からなる薄
い絶縁膜を介在させず、前記ソース電極は前記n+層と
接触していることを特徴とした、高耐圧薄膜トランジス
ターである。
(Means for Solving the Problems) The HVTFT of the present invention includes: (1) a gate electrode, a gate insulating film, a gate insulating film,
In an inverted stagger type high breakdown voltage thin film transistor that has a structure of an amorphous silicon semiconductor layer, a pair of source and drain electrodes, and an offset exists between the gate electrode and the drain electrode, the amorphous silicon semiconductor layer and having a thin insulating film layer of silicon nitride film in the range of 50 to 1000 layers between the source and drain electrodes, and without intervening a thin insulating film made of silicon nitride film in the source electrode portion; A high voltage thin film transistor, characterized in that the source electrode and the amorphous silicon semiconductor layer are in contact with each other, and the limiting voltage between the source and drain electrodes operating as a transistor is from 300 V to 500 V. (2) A structure in which a pair of source/drain electrodes, an amorphous silicon semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode are provided in this order on an insulating substrate, and there is an offset between the gate electrode and the drain electrode. Existing staggered high voltage thin film transistors include a thin insulating film layer of silicon nitride in the range of 50 to 1000 layers between the source/drain electrodes and the amorphous silicon semiconductor layer; A thin insulating film made of a silicon nitride film is not interposed in the source electrode portion, and the source electrode and the amorphous silicon semiconductor layer are in contact with each other, and the limiting voltage between the source and drain electrodes that operates as a transistor is 300v to 500v
(3) A gate electrode, a gate insulating film, and a gate insulating film are sequentially formed on an insulating substrate.
In a staggered high-voltage thin film transistor that has a structure of an amorphous silicon semiconductor layer, an n-layer, and a pair of source/drain electrodes, and an offset exists between the gate electrode and the drain electrode, the amorphous silicon semiconductor 50 to 100 layers between the layer and the source/drain electrodes.
The source electrode has an insulating film layer of a thin silicon nitride film in the range of 100 nm, and there is no thin insulating film layer made of silicon nitride film interposed in the source electrode portion, and the source electrode is in contact with the n layer and the transistor. The limit voltage between the source and drain electrodes that operates as 300V to 500V
(4) A pair of source/drain electrodes, an n layer, an amorphous silicon semiconductor layer, a gate insulating film,
In a staggered high-voltage thin film transistor having a gate electrode structure and having an offset between the gate electrode and the drain electrode, there are 50 to 10 layers between the source/drain electrode and the amorphous silicon semiconductor layer.
It has a thin silicon nitride insulating film layer in the range of 0.00
Further, the present invention is a high voltage thin film transistor characterized in that a thin insulating film made of a silicon nitride film is not interposed in the source electrode portion, and the source electrode is in contact with the n+ layer.

(5)前記(1)〜(4)における50人から1000
人の範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜がシリコン酸化
膜であること、及び (6)前記(1)〜(5)における非晶質シリコンの半
導体層が硼素、燐、ゲルマニウム、炭素、窒素、酸素な
どの不純物の少くとも1種でドープされた非晶質シリコ
ン層であることを特徴とする高耐圧薄膜トランジスター
である。
(5) From 50 to 1000 people in (1) to (4) above
(6) The amorphous silicon semiconductor layer in (1) to (5) above contains boron, phosphorus, germanium, carbon, nitrogen, This is a high voltage thin film transistor characterized by an amorphous silicon layer doped with at least one type of impurity such as oxygen.

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明によるHVTFTの一実施例を示した図
である。すなわち同図(a)は本発明を逆スタガー型で
構成し、n 層を挟まない場合、同図(b)は本発明を
スタガー型で構成し、n 層を挾まない場合、同図(e
)は本発明を逆スタガー型で構成し、n 層を挟んだ場
合、同図(d)は本発明をスタガー型で構成し、n 層
を挟んだ場合である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the HVTFT according to the present invention. In other words, Figure (a) shows the case in which the present invention is configured in an inverted staggered type without sandwiching the n layer, and Figure (b) shows the configuration in which the present invention is configured in a staggered type without sandwiching the n layer. e
) shows the case where the present invention is constructed in an inverted staggered type, with n layers sandwiched between them, and (d) of the same figure shows the case where the present invention is constructed in a staggered type with n layers sandwiched between them.

まず(a)図について説明すると、本発明のHVTFT
はドレイン電極6より平面上でL2はなれているゲート
電極1上にゲート絶縁膜2と非晶質シリコンの半導体層
3と1.50人から1000人の範囲の薄い絶縁膜4と
ソース電極5とドレイン電極6から構成されており、ソ
ース電極5の部分の薄い絶縁膜4を取り除きソース電極
5と半導体層3が接触する構造となっている。
First, to explain the diagram (a), the HVTFT of the present invention
A gate insulating film 2, an amorphous silicon semiconductor layer 3, a thin insulating film 4 with a thickness ranging from 1.50 to 1000, and a source electrode 5 are formed on the gate electrode 1, which is separated from the drain electrode 6 by L2 on the plane. It is composed of a drain electrode 6, and the thin insulating film 4 in the source electrode 5 portion is removed so that the source electrode 5 and the semiconductor layer 3 are in contact with each other.

(b)図は本発明をスタガー型で構成した場合であるが
、ソース電極5とドレイン電極6上に、50人から10
00人の範囲の薄い絶縁膜4と、非晶質シリコンの半導
体層3、さらにゲート絶縁膜2とドレイン電極6より平
面上でL2はなれているゲート電極1から構成されてお
り、ソース電極5の部分の薄い絶縁膜4を取り除きソー
ス電極5と半導体層3が接触する構造となっている。こ
の場合、逆スタガー型で構成するよりも少ないフォトマ
スク数で本発明のHVTFTを実現できる。
(b) The figure shows the case where the present invention is configured in a staggered type.
It is composed of a thin insulating film 4 with a thickness of 0.00 mm, a semiconductor layer 3 of amorphous silicon, and a gate electrode 1 separated from the gate insulating film 2 and the drain electrode 6 by L2 on the plane. The structure is such that the source electrode 5 and the semiconductor layer 3 are in contact with each other by removing a portion of the thin insulating film 4. In this case, the HVTFT of the present invention can be realized with a smaller number of photomasks than when configuring with an inverted stagger type.

(e)、(d)図は逆スタガー型、スタガー型について
非晶質シリコンの半導体層3と50人から1000人の
範囲の薄い絶縁膜4の間、及びソース電極5と半導体層
3の間に、非晶質シリコンに多量に燐をドープしたn+
層7を挟んだ場合である。
(e) and (d) The figures show the inverted stagger type, and the stagger type between the amorphous silicon semiconductor layer 3 and the thin insulating film 4 in the range of 50 to 1000 layers, and between the source electrode 5 and the semiconductor layer 3. In addition, n+, which is amorphous silicon doped with a large amount of phosphorus,
This is the case where layer 7 is sandwiched.

(作  用) 本発明に示したように、ドレイン電極より平面上でL2
はなれているゲート電極1から構成されていることを特
徴とするHVTFTにおいて、非晶質シリコンの半導体
層3とソース電極5とドレイン電極6の間に50人から
1000人の範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜を挟み
、かつソース電極5の部分の薄い絶縁膜4を取り除きソ
ース電極5と半導体層3が接触する構造とすることによ
り次の作用が考えられる。
(Function) As shown in the present invention, L2 on the plane from the drain electrode
In the HVTFT, which is characterized in that it is composed of gate electrodes 1 that are separated from each other, a thin silicon nitride film in the range of 50 to 1000 layers is placed between the semiconductor layer 3 of amorphous silicon, the source electrode 5, and the drain electrode 6. By sandwiching the insulating film 4 and removing the thin insulating film 4 at the source electrode 5 portion to create a structure in which the source electrode 5 and the semiconductor layer 3 are in contact with each other, the following effects can be considered.

ゲート電圧がOvの場合、ソース・ドレイン電極に高電
圧を印加しても、ドレイン電極と半導体層の間に、薄い
シリコン窒化膜の絶縁膜が存在するため、ドレイン電極
から半導体層への正孔の注入は阻止される。また、チャ
ネル上には薄いシリコン窒化膜の絶縁膜が存在するため
、非晶質シリコン膜の表面準位は減少し、このため電子
は半導体層を流れるのであるが、半導体層表面のリーク
電流は減少する。このように、ソース・ドレイン電極間
に高電圧を印加しても、オフ電流を小さく抑えることが
できる。
When the gate voltage is Ov, even if a high voltage is applied to the source/drain electrode, holes will not flow from the drain electrode to the semiconductor layer because there is a thin silicon nitride insulating film between the drain electrode and the semiconductor layer. injection is blocked. In addition, since there is a thin silicon nitride insulating film on the channel, the surface level of the amorphous silicon film decreases, and therefore electrons flow through the semiconductor layer, but the leakage current at the surface of the semiconductor layer decreases. Decrease. In this way, even if a high voltage is applied between the source and drain electrodes, the off-state current can be kept small.

一方、ゲート電圧が印加された場合には、ゲート絶縁膜
と非晶質シリコンの半導体層の界面に電子が誘起される
。この場合には、シリコン窒化膜の絶縁膜は50人から
1000人と薄いため、ゲート絶縁膜と非晶質シリコン
の半導体層の界面に誘起された電子はトンネル効果やフ
ランケル・プール効果により、シリコン窒化膜の絶縁膜
を通り抜けることができる(なお、絶縁膜の膜厚が50
人未満の場合は、ドレイン電極から半導体層への正孔の
注入はほとんど阻止されず、1000人を超える場合は
電子は絶縁層を殆ど通過することができない)。
On the other hand, when a gate voltage is applied, electrons are induced at the interface between the gate insulating film and the amorphous silicon semiconductor layer. In this case, since the silicon nitride insulating film is 50 to 1000 times thinner, the electrons induced at the interface between the gate insulating film and the amorphous silicon semiconductor layer are transferred to the silicon nitride film due to the tunnel effect and Frankel-Pool effect. Can pass through a nitride insulating film (note that if the insulating film has a thickness of 50 mm)
If the number is less than 1,000, the injection of holes from the drain electrode into the semiconductor layer is hardly prevented, and if the number is more than 1,000, electrons are hardly able to pass through the insulating layer).

すなわち、本発明によると、オンオフ比の高いHVTF
Tが実現できる。また、絶縁膜が二層あるため、ゲート
絶縁膜−層の場合よりも、絶縁破壊に強くなるため、ト
ランジスターとして動作するソース・ドレイン電圧間の
限界電圧が300vから500Vとなる。また、ソース
・ドレイン電極間のチャネル部分は薄いシリコン窒化膜
の絶縁膜で覆われるのでパッシベーション膜を新たに設
けることなしに劣化に強いTPTが実現できる。
That is, according to the present invention, an HVTF with a high on-off ratio
T can be achieved. Further, since there are two layers of insulating films, the gate insulating film is more resistant to dielectric breakdown than the case of two layers, so the limit voltage between the source and drain voltages for operating as a transistor is 300V to 500V. Furthermore, since the channel portion between the source and drain electrodes is covered with a thin silicon nitride insulating film, a TPT that is resistant to deterioration can be realized without providing a new passivation film.

さらに、本発明の場合、ソース電極は半導体層、又はn
+層と接触しており、低いゲート電圧で容易に電子が注
入するため、高いゲート電圧は必要ない。なお、薄いシ
リコン窒化膜の絶縁膜の代りに薄いシリコン酸化膜の絶
縁膜の場合でも、薄いシリコン窒化膜を用いた場合と同
様な作用をとることができる。また、絶縁膜と非晶質シ
リコンの半導体層の間にn 層を挟むと、上記の作用の
他に、オン電流の立ち上がり電圧を制御できる。
Furthermore, in the case of the present invention, the source electrode is a semiconductor layer or an n
Since it is in contact with the + layer and electrons can be easily injected with a low gate voltage, a high gate voltage is not required. Note that even if a thin silicon oxide insulating film is used instead of the thin silicon nitride insulating film, the same effect as in the case of using a thin silicon nitride film can be achieved. Furthermore, by sandwiching an n layer between the insulating film and the amorphous silicon semiconductor layer, in addition to the above effect, the rise voltage of the on-current can be controlled.

さらに非晶質シリコンの半導体層に硼素、炭素、窒素、
酸素のいずれかをドープすれば、さらに高耐圧なHVT
FTを実現できる。
In addition, boron, carbon, nitrogen,
HVT with even higher voltage resistance can be achieved by doping with either oxygen.
FT can be realized.

また燐をドープすれば、ドープしない場合に比べて高い
ドレイン電流を得ることができ、またゲルマニウムをド
ープすれば、光り照射下においても、オフ電流の低いT
PTを製造することができる。
Also, if doped with phosphorus, a higher drain current can be obtained compared to the case without doping, and if doped with germanium, the off-state current can be lowered even under light irradiation.
PT can be manufactured.

(実 施 例) 第1図(a)に示す逆スタガー型HVTFTの構造での
ゲート電圧をパラメータにした、ドレイン電圧−電流特
性を第4図に示す。この場合、薄いシリコン窒化膜の絶
縁膜の膜厚は約100人である。
(Example) FIG. 4 shows drain voltage-current characteristics using the gate voltage as a parameter in the inverted staggered HVTFT structure shown in FIG. 1(a). In this case, the thickness of the thin silicon nitride insulating film is approximately 100 mm.

破線はソース・ドレイン電圧がn 層と接している通常
のTPTのゲート電圧Ov、すなわちオフ電流特性であ
る。
The broken line represents the gate voltage Ov, ie, the off-state current characteristic, of a normal TPT whose source-drain voltage is in contact with the n layer.

本発明の構造をとることにより、ソース・ドレイン電圧
が200 Vにおいても、充分オンオフ比がとれる良好
なHVTFTとなることがわかる。
It can be seen that by adopting the structure of the present invention, a good HVTFT with a sufficient on-off ratio can be obtained even when the source-drain voltage is 200 V.

なお、第1図(e)に示すようにn 層を挟んだHVT
FTにおいても、第4図に示した第1図(a)に示すH
VTFTとほぼ同様な特性が得られたが、立ち上がり電
圧は約50Vと、第1図(a)に示すHVTFTに比べ
約aOV減少した。
In addition, as shown in Fig. 1(e), the HVT sandwiching the n layer
Also in FT, the H shown in FIG. 1(a) shown in FIG.
Almost the same characteristics as the VTFT were obtained, but the rise voltage was about 50V, which was about an aOV lower than the HVTFT shown in FIG. 1(a).

(発明の効果) 本発明のTPTは、充分なオンオフ比を保ったまま、非
常に高耐圧となるため、高耐圧用スイッチ、たとえば静
電ブロック−用のスイッチ等に用いることができる。さ
らに、薄いシリコン窒化膜又は、シリコン酸化膜の絶縁
膜の膜厚と膜質を制御することにより、自由にソース・
ドレイン電圧の耐圧を制御することが可能である。
(Effects of the Invention) Since the TPT of the present invention has a very high breakdown voltage while maintaining a sufficient on-off ratio, it can be used for high breakdown voltage switches, such as switches for electrostatic blocks. Furthermore, by controlling the film thickness and film quality of the insulating film, such as a thin silicon nitride film or silicon oxide film, the source
It is possible to control the withstand voltage of the drain voltage.

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

第1図は本発明によるHVTFTの一実施例を示した図
であって、(a)は本発明を逆スタガー型で構成し、n
 層を挟まない場合、(b)は本発明をスタガー型で構
成し、n 層を挾まない場合、(C)は本発明を逆スタ
ガー型で構成し、n 層を挟んだ場合、 (d)は本発
明をスタガー型で構成し、n 層を挾んだ場合である。 第2図は従来の代表的な逆スタガー構造TPTの構造図
。第3図は従来報告されている、HVTFTの構造図、
第4図は本発明による逆スタガー構造TPTの一実施例
でゲート電圧をパラメータにした、ドレイン電圧−電流
特性である。なお、破線はソース・ドレイン電圧がn 
層と接している場合のゲート電圧OV電流である。 1・・・ゲート電極     2・・・ゲート絶縁膜3
・・・非晶質シリコンの半導体層 4・・・シリコン窒化膜、 又はシリコン酸化膜の薄い絶縁膜 5・・・ソース電極     6・・・ドレイン電極7
・・・n層 復代理人 弁理士 田村弘明 第1図 乙ケーμ肩1壜ケ  2.グー1−漸ぢ甥因皮手続補正
書(自発) 平成2年3月23日差出 1、事件の表示 平成1年特許願第91826号 2、発明の名称 高耐圧薄膜トランジスター 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町2丁目6番3号名称 (6
85)新日本製鐵株式会社 4、復代理人 住所 東京都台東区蔵前3丁目4番5号■D (ジ 明細書の特許請求の範囲、発明の詳細 な説明図面の簡単な説明の欄及び図面 ■、特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 2、明細書(発明の詳細な説明及び図面の簡単な説明の
欄)を以下の通り補正する。 (1)8頁6行「するスタガー型」とあるのを「する逆
スガター型」と訂正する。 (2)  10頁6行、17行、及び11頁lO行に「
L2」とあるのを rNJと訂正する。 (3)9頁6行「接触している」の次に「構造であると
ともに、トランジスターとして動作する前記ソース・ド
レイン電極間の限界電圧が300vから500vである
」 を挿入する。 (4)  13頁4行、14頁11行に「ドレイン電圧
」とあるのを 「ドレイン電極」に訂正する。 (5)  14頁8行「ゲート電圧」を[ゲート電圧(
Vc )Jに訂正する。 (6)  14頁8〜9行「ドレイン電圧−電流特性」
「ドレイン電圧(V、)−電流(Io)特性」に訂正す
る。 3、図面(第1図)を別紙の通り補正する。 復代理人
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the HVTFT according to the present invention, in which (a) the present invention is configured with an inverted stagger type, and n
When no layers are sandwiched, (b) is when the present invention is constructed in a staggered type and n layers are not sandwiched; (C) is when the present invention is constructed in an inverted staggered type and n layers are sandwiched; (d) ) is a case in which the present invention is constructed in a staggered type, with an n layer sandwiched between them. FIG. 2 is a structural diagram of a typical conventional inverted stagger structure TPT. Figure 3 is a structural diagram of a previously reported HVTFT.
FIG. 4 shows drain voltage-current characteristics using the gate voltage as a parameter in an embodiment of the inverted staggered structure TPT according to the present invention. Note that the broken line indicates the source-drain voltage n
This is the gate voltage OV current when in contact with the layer. 1... Gate electrode 2... Gate insulating film 3
...Semiconductor layer 4 of amorphous silicon...Thin insulating film 5 of silicon nitride film or silicon oxide film...Source electrode 6...Drain electrode 7
... N-layer sub-agent Patent attorney Hiroaki Tamura Figure 1 Otsuke μ shoulder 1 bottleke 2. Gu 1 - Written amendment to the law procedure filed on March 23, 1990 1, Indication of the case 1999 Patent Application No. 91826 2, Name of the invention High-voltage thin film transistor 3, Person making the amendment Relationship to the incident Patent applicant address 2-6-3 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (6
85) Nippon Steel Corporation 4, sub-agent address: 3-4-5 Kuramae, Taito-ku, Tokyo■D The drawing ■ and the claims are amended as shown in the attached sheet. 2. The specification (detailed description of the invention and brief description of the drawings) is amended as follows. (1) Page 8, line 6 “Stagger (2) In lines 6 and 17 of page 10, and line 10 of page 11, the text ``Kata'' is corrected to ``Sugata Kata''.
Correct "L2" to rNJ. (3) Next to "in contact" on page 9, line 6, insert the following statement: "The limit voltage between the source and drain electrodes, which is a structure and operates as a transistor, is 300v to 500v." (4) On page 13, line 4, and page 14, line 11, the words "drain voltage" should be corrected to "drain electrode." (5) Change "gate voltage" to page 14, line 8, to [gate voltage (
Vc) Correct to J. (6) Page 14, lines 8-9 “Drain voltage-current characteristics”
Corrected to "Drain voltage (V,) - current (Io) characteristics". 3. Correct the drawing (Figure 1) as shown in the attached sheet. sub-agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁性基板上に順にゲート電極、ゲート絶縁膜、非
晶質シリコンの半導体層、一対のソース・ドレイン電極
を設けた構造をとり、前記ゲート電極と前記ドレイン電
極間にオフセットが存在する逆スタガー型高耐圧薄膜ト
ランジスターにおいて、前記非晶質シリコンの半導体層
と前記ソース・ドレイン電極との間に50Åから100
0Åの範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜層を有し、か
つ前記ソース電極部分とはシリコン窒化膜からなる薄い
絶縁膜を介在させず、前記ソース電極は前記非晶質シリ
コンの半導体層と接触している構造であるとともに、ト
ランジスターとして動作する前記ソース・ドレイン電極
間の限界電圧が300Vから500Vであることを特徴
とした、高耐圧薄膜トランジスター。 2、絶縁性基板上に順に一対のソース・ドレイン電極、
非晶質シリコンの半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極
を設けた構造をとり、前記ゲート電極と前記ドレイン電
極間にオフセットが存在するスタガー型高耐圧薄膜トラ
ンジスターにおいて、前記ソース・ドレイン電極と前記
非晶質シリコンの半導体層との間に50Åから1000
Åの範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜層を有し、かつ
前記ソース電極部分にはシリコン窒化膜からなる薄い絶
縁膜を介在させず、前記ソース電極は前記非晶質シリコ
ンの半導体層と接触している構造であるとともに、トラ
ンジスターとして動作する前記ソース・ドレイン電極間
の限界電圧が300Vから500Vであることを特徴と
した、高耐圧薄膜トランジスター。 3、絶縁性基板上に順にゲート電極、ゲート絶縁膜、非
晶質シリコンの半導体層、n^+層、一対のソース・ド
レイン電極を設けた構造をとり、前記ゲート電極と前記
ドレイン電極間にオフセットが存在する逆スタガー型高
耐圧薄膜トランジスターにおいて、前記非晶質シリコン
の半導体層と前記ソース・ドレイン電極との間に50Å
から1000Åの範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜層
を有し、かつ前記ソース電極部分にはシリコン窒化膜か
らなる薄い絶縁膜を介在させず、前記ソース電極はn^
+層と接触している構造であるとともに、トランジスタ
ーとしての動作する前記ソース・ドレイン電極間の限界
電圧が300Vから500Vであることを特徴とした、
高耐圧薄膜トランジスター。 4、絶縁性基板上に順に一対のソース・ドレイン電極、
n^+層、非晶質シリコンの半導体層、ゲート絶縁膜、
ゲート電極を設けた構造をとり、前記ゲート電極と前記
ドレイン電極間にオフセットが存在するスタガー型高耐
圧薄膜トランジスターにおいて、前記ソース・ドレイン
電極と前記非晶質シリコンの半導体層との間に50Åか
ら1000Åの範囲の薄いシリコン窒化膜の絶縁膜層を
有し、かつ前記ソース電極部分にはシリコン窒化膜から
なる薄絶縁膜を介在させず、前記ソース電極は前記n^
+層と接触している構造であるとともに、トランジスタ
ーとして動作する前記ソース・ドレイン電極間の限界電
圧が300Vから500Vであることを特徴とした、高
耐圧薄膜トランジスター。 5、50Åから1000Åの範囲の薄いシリコン窒化膜
の絶縁膜がシリコン酸化膜であることを特徴とした請求
項1又は2又は3又は4記載の高耐圧薄膜トランジスタ
ー。 6、請求項1又は2又は3又は4又は5記載の非晶質シ
リコンの半導体層が硼素、燐、ゲルマニウム、炭素、窒
素、酸素などの不純物の少くとも1種でドープされてい
ることを特徴とする請求項1又は2又は3又は4又は5
記載の高耐圧薄膜トランジスター。
[Claims] 1. A structure in which a gate electrode, a gate insulating film, an amorphous silicon semiconductor layer, and a pair of source/drain electrodes are provided in this order on an insulating substrate, and between the gate electrode and the drain electrode. In an inverted stagger type high breakdown voltage thin film transistor in which an offset exists between the amorphous silicon semiconductor layer and the source/drain electrode,
The source electrode has a thin insulating film layer made of silicon nitride film in the range of 0 Å, and the source electrode portion is in contact with the semiconductor layer made of amorphous silicon without intervening a thin insulating film made of silicon nitride film. A high voltage thin film transistor, characterized in that it has a structure in which the transistor operates as a transistor, and the limiting voltage between the source and drain electrodes is 300V to 500V. 2. A pair of source and drain electrodes on the insulating substrate,
In a staggered high voltage thin film transistor that has a structure including an amorphous silicon semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode, and in which an offset exists between the gate electrode and the drain electrode, the source/drain electrode and the non-crystalline 50 Å to 1000 Å between crystalline silicon semiconductor layer
a thin insulating film layer of silicon nitride film having a thickness in the range of 1.5 Å, the source electrode portion is not interposed with a thin insulating film of silicon nitride film, and the source electrode is in contact with the semiconductor layer of amorphous silicon. A high voltage thin film transistor, characterized in that it has a structure in which the transistor operates as a transistor, and the limiting voltage between the source and drain electrodes is 300V to 500V. 3. A structure is adopted in which a gate electrode, a gate insulating film, an amorphous silicon semiconductor layer, an n^+ layer, and a pair of source/drain electrodes are provided in this order on an insulating substrate, and between the gate electrode and the drain electrode. In an inverted stagger type high breakdown voltage thin film transistor in which an offset exists, there is a gap of 50 Å between the amorphous silicon semiconductor layer and the source/drain electrode.
The source electrode has an insulating film layer of a thin silicon nitride film with a thickness ranging from 1000 Å to 1000 Å, and the source electrode portion is not interposed with a thin insulating film made of silicon nitride film, and the source electrode is n^
It has a structure in which it is in contact with the + layer, and the limiting voltage between the source and drain electrodes that operates as a transistor is from 300V to 500V.
High voltage thin film transistor. 4. A pair of source and drain electrodes on the insulating substrate,
n^+ layer, amorphous silicon semiconductor layer, gate insulating film,
In a staggered high voltage thin film transistor having a structure in which a gate electrode is provided and an offset exists between the gate electrode and the drain electrode, there is a gap of 50 Å between the source/drain electrode and the amorphous silicon semiconductor layer. The source electrode has an insulating film layer of a thin silicon nitride film in the range of 1000 Å, and no thin insulating film made of silicon nitride film is interposed in the source electrode portion, and the source electrode is formed in the n^
A high voltage thin film transistor, characterized in that it has a structure in which it is in contact with the + layer, and that the limiting voltage between the source and drain electrodes that operates as a transistor is from 300V to 500V. 5. The high breakdown voltage thin film transistor according to claim 1, wherein the thin silicon nitride insulating film having a thickness in the range of 50 Å to 1000 Å is a silicon oxide film. 6. The amorphous silicon semiconductor layer according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 is doped with at least one impurity such as boron, phosphorus, germanium, carbon, nitrogen, or oxygen. Claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5
The high voltage thin film transistor described above.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6255695B1 (en) * 1996-09-20 2001-07-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. TFT CMOS logic circuit having source/drain electrodes of differing spacing from the gate electrode for decreasing wiring capacitance and power consumption

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6255695B1 (en) * 1996-09-20 2001-07-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. TFT CMOS logic circuit having source/drain electrodes of differing spacing from the gate electrode for decreasing wiring capacitance and power consumption

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