JPH05243571A - Field effect type transistor array - Google Patents

Field effect type transistor array

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JPH05243571A
JPH05243571A JP17255491A JP17255491A JPH05243571A JP H05243571 A JPH05243571 A JP H05243571A JP 17255491 A JP17255491 A JP 17255491A JP 17255491 A JP17255491 A JP 17255491A JP H05243571 A JPH05243571 A JP H05243571A
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JP
Japan
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electrode
film
gate electrode
field effect
effect transistor
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Application number
JP17255491A
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Japanese (ja)
Inventor
Takumitsu Kuroda
卓允 黒田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a field effect transistor array for effectively restricting leakage between source and gate electrodes and between drain and gate electrodes by providing a multi-phase construction for an insulation film of a transistor. CONSTITUTION:A gate electrode G selectively bonded to a FET forming region on the surface of a clear substrate 1 is connected to electrodes x in rows, and the film thickness of an SiO2 film 2 formed on and covering the surface of the substrate 1 and other items is set to the range of about 1000 to 5000 angstroms. And an amorphous silicon layer AS formed and adhered to a strip shape and covering the FET formation region on SiO2 film 2 fully covers the gate electrode G and has a shape extended to the right and left from the gate electrode G. Therefore, an amorphous silicon layer AS is extended between the source and drain electrodes S and D and gate electrode G, thereby forming two layers together with the Si02 film, and the leakage between the gate electrode and source or drain electrode can be restricted thereby enhancing the reliability of each transistor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電界効果型のトランジ
スタアレイに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor array.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時液晶マトリクス表示パネルの画素ご
とに設けるスイッチング素子としてアモルファスシリコ
ンを用いた電界効果型トランジスタ(FET)を使用す
る研究がなされている。この種液晶マトリクスパネル
は、一方の基板に全面電極を有し、他方の基板に行列電
極を形成して各交差点にFETを設け、さらにこのFE
Tに接続して画素となる表示電極を形成した構造を有
し、これらの2枚の基板間隙に液晶を充填したものであ
る。アモルファスシリコンFETは、透明な大型基板に
均質に形成できること、及びオン/オフ電流比が大であ
る等の利点を有し、この種パネルのスイッチング素子と
して適している。然しながらアモルファスシリコンFE
Tを透明ガラス基板上にマトリクス状に多数整列配置さ
れた場合ソース・ドレイン電極とゲ−ト電極の間及び、
行・列電極交差部分で、リ−クを生じる惧れがある。即
ち従来よりソース・ドレイン電極とゲート電極との間に
介在させられる絶縁層として、酸化シリコンSiO2やシ
リコンナイトライドSi34が使用され、その膜質の均
質化及び膜厚を厚くすることにより、前述の欠点を生じ
ない絶縁層を形成すべく努力がなされている。然しシリ
コンナイトライドは約350℃以上の温度で膜付けすると
硬質のものが作製できるが、クラックが入りやすいとい
う欠点が生じる。また酸化シリコンも、約500℃以下の
熱CVD法、スパッタ、プラズマCVD法により膜付け
することができるが、その膜厚を約6000Å程度に厚くし
てもなおリークが発生するという欠点がある。
2. Description of the Related Art Recently, studies have been made on the use of a field effect transistor (FET) using amorphous silicon as a switching element provided for each pixel of a liquid crystal matrix display panel. This type of liquid crystal matrix panel has full-surface electrodes on one substrate and matrix electrodes on the other substrate to provide FETs at each intersection.
It has a structure in which a display electrode to be a pixel is formed by connecting to T, and a liquid crystal is filled in a gap between these two substrates. Amorphous silicon FETs are advantageous in that they can be uniformly formed on a large transparent substrate and have a large on / off current ratio, and are suitable as switching elements for this type of panel. However, amorphous silicon FE
When a large number of Ts are arranged in a matrix on a transparent glass substrate, between the source / drain electrodes and the gate electrodes, and
There is a risk of leakage at the intersection of the row and column electrodes. That is, conventionally, silicon oxide SiO 2 or silicon nitride Si 3 N 4 is used as an insulating layer interposed between the source / drain electrode and the gate electrode, and by homogenizing the film quality and increasing the film thickness. Efforts have been made to form an insulating layer that does not suffer from the aforementioned drawbacks. However, when silicon nitride is applied as a film at a temperature of about 350 ° C. or higher, a hard one can be manufactured, but it has a drawback that cracks easily occur. Silicon oxide can also be formed by a thermal CVD method at about 500 ° C. or lower, a sputtering method, or a plasma CVD method, but there is a drawback in that even if the film thickness is increased to about 6000Å, leakage still occurs.

【0003】かかるアモルファスFETを、液晶マトリ
クスパネルに使用し、ゲートライン200本、ドレインラ
イン250本として設計すると、ゲート・ドレイン交差点
は、50000ケ所となる。このうち、1個のFETにリー
クを生じたとすると、449個(200+249)のFETに欠
陥を生じることとなる。このリーク現象は、空気中の塵
埃、絶縁層のピンホール、或はアモルファスシリコンの
エッチング液による浸食等に起因する。然しながら前述
の原因を解消する対策をたてたとしても、絶縁層の膜質
が悪いとなお多数のリークが発生する。ガラス基板上に
アモルファスシリコンのFETアレイを作成するには、
約500℃以下の熱処理しかすることができず、酸化シリ
コンやシリコンナイトライドを熱処理により強化するこ
とには限界があり、完全な絶縁層を得ることはできな
い。
When such an amorphous FET is used in a liquid crystal matrix panel and designed with 200 gate lines and 250 drain lines, the number of gate-drain intersections is 50,000. Of these, if one FET leaks, 449 (200 + 249) FETs will be defective. This leak phenomenon is caused by dust in the air, pinholes in the insulating layer, or erosion of amorphous silicon by an etching solution. However, even if measures are taken to eliminate the above-mentioned cause, many leaks still occur if the film quality of the insulating layer is poor. To create an FET array of amorphous silicon on a glass substrate,
Only heat treatment at about 500 ° C. or lower is possible, and there is a limit to strengthening silicon oxide or silicon nitride by heat treatment, and a perfect insulating layer cannot be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
欠点を解消すべくなされたものであり、トランジスタの
ソース・ゲート電極間、及びドレイン・ゲート電極間で
のリークを効果的に抑制できる電界効果型トランジスタ
アレイを提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a drawback, and it is possible to effectively suppress the leak between the source / gate electrode and between the drain / gate electrode of a transistor. A field effect transistor array is provided.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の電界効果型トラ
ンジスタアレイは、絶縁基板、この絶縁基板表面に並列
に多数形成された行電極、この行電極に接続して電界効
果型トランジスタが形成される領域に形成されたゲート
電極、上記行電極及びゲート電極を覆って形成された絶
縁層、この絶縁層上において少なくとも電界効果型トラ
ンジスタが形成される領域に形成された半導体層、この
半導体層上に形成されたソース電極及びドレイン電極、
このドレイン電極に連なる列電極を備えたものであっ
て、上記絶縁膜を2層構造としたものである。
A field effect transistor array according to the present invention has an insulating substrate, a plurality of row electrodes formed in parallel on the surface of the insulating substrate, and field effect transistors formed by connecting to the row electrodes. A gate electrode formed in a region, an insulating layer formed to cover the row electrode and the gate electrode, a semiconductor layer formed in at least a region where a field effect transistor is formed on the insulating layer, and a semiconductor layer formed on the semiconductor layer. A source electrode and a drain electrode formed on
A column electrode connected to the drain electrode is provided, and the insulating film has a two-layer structure.

【0006】また、本発明の電界効果型トランジスタア
レイは、絶縁基板、この絶縁基板表面に並列に多数形成
された行電極、この行電極に接続して電界効果型トラン
ジスタが形成される領域に形成されたゲート電極、シリ
コン酸化膜とシリコン窒化膜の2層構造からなり、上記
行電極及びゲート電極を覆って形成された絶縁層、この
絶縁層上において少なくとも電界効果型トランジスタが
形成される領域に形成された半導体層、この半導体層上
に形成されたソース電極及びドレイン電極、このドレイ
ン電極に連なる列電極、上記ソース電極に接続する表示
電極を備えたものであって、上記半導体層を上記トラン
ジスタ位置及び上記行電極と上記列電極との交差位置に
上記絶縁膜と共に存在せしめる事によって、該絶縁膜の
膜厚を5000Å以下としたものである。
Further, the field effect transistor array of the present invention is formed on an insulating substrate, a plurality of row electrodes formed in parallel on the surface of the insulating substrate, and a region connected to the row electrodes where the field effect transistors are formed. An insulating layer formed of a two-layer structure of a gate electrode, a silicon oxide film, and a silicon nitride film, which is formed to cover the row electrode and the gate electrode, and at least a region where a field effect transistor is formed on the insulating layer. A semiconductor layer formed, a source electrode and a drain electrode formed on the semiconductor layer, a column electrode connected to the drain electrode, and a display electrode connected to the source electrode, wherein the semiconductor layer is the transistor. The film thickness of the insulating film is set to 5000 Å or less by allowing the insulating film to exist together with the insulating film at the position and the intersection of the row electrode and the column electrode. It was done.

【0007】[0007]

【作用】本発明の電界効果型トランジスタアレイによれ
ば、トランジスタの絶縁膜を多相構造としたので、該各
層に喩えピンホールが発生したとしても、このポンホー
ルの発生位置が各層で一致する可能性は極めて小さくた
めに、この多層構造絶縁層を貫通するピンホールの発生
は殆ど無く、ゲート電極とソースあるいはドレイン電極
との間での電流リークは抑制される。
According to the field effect transistor array of the present invention, since the insulating film of the transistor has a multi-phase structure, even if a pinhole is generated in each layer, the generation position of this pondhole can be the same in each layer. Since the property is extremely small, pinholes penetrating the multi-layered insulating layer are hardly generated, and current leakage between the gate electrode and the source or drain electrode is suppressed.

【0008】[0008]

【実施例】以下図に基づいて実施例を説明する。図1及
び図2において、(1)はガラス板等の透明基板、
(G)はこの透明基板(1)表面のFET形成領域に選
択的に被着されたゲート電極で、行電極(X)に接続さ
れている。これらのゲート電極(G)及び行電極(X)
は、ITO(Indium Tin Oxide)の蒸着或はスパ
ッタにより形成される。(2)はゲート電極(G)及び
行電極(X)を覆って基板(1)表面に形成されたSi
2膜で、熱CVD法或 はプラズマCVD法により約25
0〜300℃の加熱下で膜付けされる。このSi2膜(2)
の膜厚は、約1000ないし5000Åの範囲内で設定される。
これは次のような理由による。即ち、このSi2
(2)を、例えば約500Å程度と薄くするとFETの特
性が不安定となり、またオフ時の暗電流が10-9〜10
-8A(但しゲート電圧30V、ドレイン電圧0Vの場合)
と大きく、得られる電流のバラツキも10-8〜10-5
と大きく不安定である。特性を安定させる上からは、10
00Å程度の膜厚とするのが望ましい。一方膜厚が厚いほ
どリーク電流は小さくなるが、厚くなるほど駆動電圧、
閾値電圧は高くなり、電流も流れにくくなるので膜厚の
上限としては、約5000Åが望ましい。
EXAMPLES Examples will be described below with reference to the drawings. 1 and 2, (1) is a transparent substrate such as a glass plate,
(G) is a gate electrode selectively deposited on the FET formation region on the surface of the transparent substrate (1) and is connected to the row electrode (X). These gate electrode (G) and row electrode (X)
Is formed by vapor deposition or sputtering of ITO (Indium Tin Oxide). (2) S i formed on the substrate (1) surface to cover the gate electrode (G) and row electrodes (X)
O 2 film, about 25 by thermal CVD or plasma CVD
The film is applied under heating at 0 to 300 ° C. The S i O 2 film (2)
The film thickness is set within the range of about 1000 to 5000Å.
This is for the following reasons. That is, the S i O 2 film (2), made for example, as thin as about 500Å about the unstable characteristics of the FET, also the dark current at the OFF time 10-9
-8 A (However, when the gate voltage is 30 V and the drain voltage is 0 V)
And the variation of the obtained current is 10 -8 to 10 -5 A
It is very unstable. From the viewpoint of stabilizing the characteristics, 10
It is desirable to have a film thickness of about 00Å. On the other hand, the thicker the film, the smaller the leakage current, but the thicker the
Since the threshold voltage becomes high and the current hardly flows, the upper limit of the film thickness is preferably about 5000Å.

【0009】(AS)は、SiO2膜(2)上のFET形
成領域を覆って帯状にして被着されたアモルファスシリ
コン層で、SiO2膜(2)全面にプラズマCVD法によ
りアモルファスシリコンを被着した後、エッチングによ
り所定パターンに形成される。このアモルファスシリコ
ン層(AS)は、ゲート電極(G)を完全に覆い、かつ
ゲート電極(G)より左右(図2)に延在した形状を有
する。(S)(D)は、アモルファスシリコン層(A
S)上において、ゲート電極(G)直上部に設けられた
所定間隔を隔てて配設されたソース・ドレイン電極で、
Alのスパッタ等により形成される。ドレイン電極
(D)は、列電極(Y)の一部が兼用される。(3)は
ITO膜よりなる表示電極で、ソース電極(S)に接触
している。
[0009] (AS) is a SiO 2 film (2) amorphous silicon layer which is deposited in the strip over the FET forming region on the amorphous silicon by SiO 2 film (2) over the entire surface to a plasma CVD method to be After wearing, it is formed into a predetermined pattern by etching. The amorphous silicon layer (AS) has a shape that completely covers the gate electrode (G) and extends to the left and right (FIG. 2) from the gate electrode (G). (S) and (D) are amorphous silicon layers (A
On S), the source / drain electrodes provided at a predetermined interval provided directly above the gate electrode (G),
It is formed by sputtering Al or the like. A part of the column electrode (Y) is also used as the drain electrode (D). (3) is a display electrode made of an ITO film, which is in contact with the source electrode (S).

【0010】このような構成であれば、ソース、ドレイ
ン電極(S)(D)とゲート電極(G)との間にはアモ
ルファスシリコン層(AS)が延在し、SiO2膜(2)
と2層を構成しているから、ソース・ドレイン電極
(S)(D)とゲート電極(G)間でのリークは阻止さ
れる。またアモルファスシリコン層(AS)は、行・列
電極(X)(Y)交差点にも介在せしめられているか
ら、この間での電流リークも同様に阻止される。
With this structure, the amorphous silicon layer (AS) extends between the source / drain electrodes (S) (D) and the gate electrode (G), and the SiO 2 film (2) is formed.
Since the two layers are formed, the leak between the source / drain electrodes (S) (D) and the gate electrode (G) is prevented. Further, since the amorphous silicon layer (AS) is also interposed at the intersections of the row / column electrodes (X) (Y), the current leak between them is also blocked.

【0011】上記実施例では、絶縁膜として、膜厚5000
Å以下のSiO2膜単層を用いたが、これに代えてSiO2
膜とSi34膜の2層構造を使用することもできる。こ
の場合、SiO2膜の膜厚は、約1000ないし2000Å、Si3
4膜の膜厚は、約1000ないし3000Åに設定される。従
って絶縁膜全体としては約5000Å以下となる。
In the above embodiment, the insulating film has a thickness of 5000
Was used following the SiO 2 film monolayer Å, instead of this SiO 2
It is also possible to use a two-layer structure of the membrane and the Si 3 N 4 membrane. In this case, the thickness of the SiO 2 film is about 1000 to 2000 Å, Si 3
The film thickness of the N 4 film is set to about 1000 to 3000Å. Therefore, the total thickness of the insulating film is about 5000 Å or less.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明の電界効果型トランジスタアレイ
は、以上の説明から明かのように、トランジスタの絶縁
膜を多層構造としたので、ゲート電極とソースあるいは
ドレイン電極との間でのリークが抑制され、各トランジ
スタの信頼性の向上が望める。
As is apparent from the above description, the field effect transistor array of the present invention has a multilayer structure of the insulating film of the transistor, so that the leakage between the gate electrode and the source or drain electrode is suppressed. Therefore, the reliability of each transistor can be improved.

【0013】更に、行・列電極交差位置にも両電極間に
絶縁膜に加えて半導体層を設けることにより薄い絶縁膜
を使用しながらも十分な電極間の絶縁を実現できる。
Further, by providing a semiconductor layer in addition to the insulating film between both electrodes at the row / column electrode crossing position, sufficient insulation between the electrodes can be realized while using a thin insulating film.

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

【図1】本発明の電界効果型トランジスタアレイの一実
施例の平面図、
FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a field effect transistor array of the present invention,

【図2】図1の本発明装置のI−I’断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line I-I ′ of the device of the present invention in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板 G ゲート電極 X 行電極 2 SiO2膜 AS アモルファスシリコン層 S ソース電極 D ドレイン電極 Y 列電極 3 表示電極1 transparent substrate G gate electrode X row electrode 2 SiO 2 film AS amorphous silicon layer S source electrode D drain electrode Y column electrode 3 display electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板、この絶縁基板表面に並列に多
数形成された行電極、この行電極に接続して電界効果型
トランジスタが形成される領域に形成されたゲート電
極、上記行電極及びゲート電極を覆って形成された絶縁
層、この絶縁層上において少なくとも電界効果型トラン
ジスタが形成される領域に形成された半導体層、この半
導体層上に形成されたソース電極及びドレイン電極、こ
のドレイン電極に連なる列電極を備え、上記絶縁膜を2
層構造としたことを特徴とする電界効果型トランジスタ
アレイ。
1. An insulating substrate, a plurality of row electrodes formed in parallel on the surface of the insulating substrate, a gate electrode connected to the row electrode in a region where a field effect transistor is formed, the row electrode and a gate. An insulating layer formed to cover the electrode, a semiconductor layer formed on at least a region where a field effect transistor is formed on the insulating layer, a source electrode and a drain electrode formed on the semiconductor layer, and a drain electrode Equipped with a continuous column electrode, the insulating film
A field-effect transistor array having a layered structure.
【請求項2】 絶縁基板、この絶縁基板表面に並列に多
数形成された行電極、この行電極に接続して電界効果型
トランジスタが形成される領域に形成されたゲート電
極、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の2層構造からな
り、上記行電極及びゲート電極を覆って形成された絶縁
層、この絶縁層上において少なくとも電界効果型トラン
ジスタが形成される領域に形成されたシリコン半導体
層、この半導体層上に形成されたソース電極及びドレイ
ン電極、このドレイン電極に連なる列電極を備え、 上記半導体層を上記トランジスタ位置及び上記行電極と
上記列電極との交差位置に上記絶縁膜と共に存在せし
め、この絶縁膜の膜厚を約5000Å以下とすることを特徴
とした電界効果型トランジスタアレイ。
2. An insulating substrate, a plurality of row electrodes formed in parallel on the surface of the insulating substrate, a gate electrode connected to the row electrode in a region where a field effect transistor is formed, a silicon oxide film and silicon. An insulating layer having a two-layer structure of a nitride film and formed to cover the row electrode and the gate electrode, a silicon semiconductor layer formed on at least a region where a field effect transistor is formed on the insulating layer, and this semiconductor layer The semiconductor device includes a source electrode and a drain electrode formed thereon, and a column electrode connected to the drain electrode, and the semiconductor layer is present together with the insulating film at the transistor position and at the intersection of the row electrode and the column electrode, and the insulation A field-effect transistor array characterized by having a film thickness of about 5000 Å or less.
JP17255491A 1991-07-12 1991-07-12 Field effect type transistor array Pending JPH05243571A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54154289A (en) * 1978-05-26 1979-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of thin-film transistor array
JPS596578A (en) * 1982-07-02 1984-01-13 Sanyo Electric Co Ltd Field effect type transistor array

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