JPH0955512A - Thin film transistor and liquid crystal display device using the transistor - Google Patents

Thin film transistor and liquid crystal display device using the transistor

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JPH0955512A
JPH0955512A JP20813695A JP20813695A JPH0955512A JP H0955512 A JPH0955512 A JP H0955512A JP 20813695 A JP20813695 A JP 20813695A JP 20813695 A JP20813695 A JP 20813695A JP H0955512 A JPH0955512 A JP H0955512A
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JP
Japan
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thin film
film transistor
polycrystalline silicon
source
liquid crystal
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Application number
JP20813695A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Furuta
守 古田
Shigeki Maekawa
茂樹 前川
Tetsuya Kawamura
哲也 川村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0955512A publication Critical patent/JPH0955512A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce characteristics variation of a driving circuit built-in type thin film transistor array using high mobility thin film transistors, and improve the display quality of a liquid display device. SOLUTION: In the thin film transistor, the total sum of the resistance value of a polycrystalline silicon thin film forming a source region and a drain region, and the contact resistance of the polycrystalline silicon thin film and metal or a metal oxide thin film is at least 35kω and at most 200kω. The thickness of a polycrystalline silicon thin film 10 is 100nm. The width of a gate electrode, e.g., the channel length L of the thin film transistor is 10μm. The channel widths WS and WD are 6μm. The distances LS and LD) from the end portion of the gate electrode 11 to contact hole parts 13, 14 are 10μm. The resistivity ρ is 1×10<-1> (Ω.cm), and Rcs and Rcd are 10kΩ. A relation RS=Rd =l6.7kΩ is held, and a series resistance component R is 53.4kΩ.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置やイメ
ージセンサ等の入出力装置に使用可能な薄膜トランジス
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor that can be used for input / output devices such as liquid crystal display devices and image sensors.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタ(以下、TFTとい
う。なおTFTはthin film transistorの略語であ
る。)を集積化した液晶表示装置や、イメージセンサー
では高密度化の技術トレンドとともに低コスト化への要
望が強く、従来の非晶質シリコンを活性層に用いたTF
Tから、多結晶シリコンを活性層に用いたTFTの開発
が活発化している。多結晶シリコン薄膜トランジスタは
非晶質シリコン薄膜トランジスタに比べて電子移動度が
2桁以上大きく、駆動回路を同一基板上に集積化できる
ことによる低コスト化、または素子の微細化が可能であ
ることによる素子密度の向上や液晶表示装置の開口率向
上等の利点がある。しかしながら多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタは移動度が大きい反面、基板内での特性ばら
つきが大きいという課題を有している。以下に従来の多
結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法の一例を図4
を参照して説明する。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device in which a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT; TFT is an abbreviation for thin film transistor) and an image sensor are required to be manufactured at a low cost as well as a technology trend of high density. Strong and conventional TF using amorphous silicon as active layer
Since T, the development of TFTs using polycrystalline silicon as an active layer has been activated. Compared with amorphous silicon thin film transistors, polycrystalline silicon thin film transistors have electron mobility two or more orders of magnitude higher, so that driving circuits can be integrated on the same substrate to reduce costs, or device density can be reduced. And the aperture ratio of the liquid crystal display device. However, while the polycrystalline silicon thin film transistor has high mobility, it has a problem that the characteristic variation in the substrate is large. An example of a conventional method for manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0003】図4(a)に示したように透光性基板(ガ
ラス基板)上に多結晶シリコン薄膜41を100nmの厚さ
に堆積する。多結晶シリコンはシラン(SiH4)ガスを用い
た減圧CVD法により、基板温度600℃にて堆積し、フ
ォトリソグラフィーによりTFTの形状(島状)に加工
する。次に図4(b)に示したようにゲート絶縁膜42
(SiO2)を100nmの厚さに形成する。ゲート絶縁膜はシラ
ン(SiH4)と酸素(O2)の混合ガスを用いた常圧CVD法を
用い、基板温度450℃にて形成する。その後、RFスパ
ッタリング法を用いてゲート電極となるTa薄膜を形成
し、フォトリソグラフィーによりゲート電極の形状43
に加工する。ゲート電極形成後、TFTのソースおよび
ドレイン領域を形成する目的で不純物(リン:P)イオン
を注入し、600℃24時間の熱処理を行い注入した不純物
の活性化処理を行なう。図4(c)に示したように層間
絶縁膜44(SiO2)を400nmの厚さに形成し、コンタクト
ホール45、46を開口する。最後にソースおよびドレ
イン電極47、48(Al/Ti:700/100nm)を形成してTF
Tが完成する。図4(d)はTFTのゲート電極43、
多結晶シリコン層41、ソースおよびドレイン電極4
7、48、コンタクトホール45、46のみの位置関係
を示す概略図である。ゲート電極43の幅、すなわちT
FTのチャネル長Lは10μmであり、チャネル幅は6
μmである。ゲート電極端部からソース領域またはドレ
イン領域に形成したコンタクトホール部までの距離L
s、Ldはそれぞれ4μmである。
As shown in FIG. 4A, a polycrystalline silicon thin film 41 is deposited to a thickness of 100 nm on a transparent substrate (glass substrate). Polycrystalline silicon is deposited at a substrate temperature of 600 ° C. by a low pressure CVD method using silane (SiH 4 ) gas and processed into a TFT shape (island shape) by photolithography. Next, as shown in FIG. 4B, the gate insulating film 42 is formed.
(SiO 2 ) is formed to a thickness of 100 nm. The gate insulating film is formed at a substrate temperature of 450 ° C. by an atmospheric pressure CVD method using a mixed gas of silane (SiH 4 ) and oxygen (O 2 ). Then, a Ta thin film to be a gate electrode is formed by RF sputtering, and the shape 43 of the gate electrode is formed by photolithography.
Process into After forming the gate electrode, impurity (phosphorus: P) ions are implanted for the purpose of forming the source and drain regions of the TFT, and heat treatment is performed at 600 ° C. for 24 hours to activate the implanted impurities. As shown in FIG. 4C, an interlayer insulating film 44 (SiO 2 ) is formed to a thickness of 400 nm, and contact holes 45 and 46 are opened. Finally, the source and drain electrodes 47 and 48 (Al / Ti: 700/100 nm) are formed to form TF.
T is completed. FIG. 4D shows the gate electrode 43 of the TFT,
Polycrystalline silicon layer 41, source and drain electrodes 4
7 is a schematic view showing a positional relationship between only 7, 48 and contact holes 45, 46. FIG. The width of the gate electrode 43, that is, T
The channel length L of the FT is 10 μm, and the channel width is 6
μm. Distance L from the edge of the gate electrode to the contact hole formed in the source or drain region
s and Ld are each 4 μm.

【0004】多結晶シリコン薄膜トランジスタを用いた
駆動回路内蔵型液晶表示装置やイメージセンサ等の入出
力装置を実現するにあたり、入出力部のスイッチング素
子であるTFTと前記TFTを駆動する回路部に用いる
TFTでは、要求されるデバイス性能、具体的には移動
度が異なる。駆動回路部では入出力部に形成した多数の
TFTを駆動する必要から高移動度なTFTにて回路を
形成する必要があるが、入出力部のスイッチング素子に
おいては回路部に比べて必要な移動度は1桁程度小さく
設定できる反面素子特性の均一性が重要課題である。
In realizing an input / output device such as a liquid crystal display device with a built-in driving circuit and an image sensor using a polycrystalline silicon thin film transistor, a TFT which is a switching element of an input / output part and a TFT used in a circuit part for driving the TFT. Then, the required device performance, specifically, the mobility is different. Since it is necessary to drive a large number of TFTs formed in the input / output section in the drive circuit section, it is necessary to form a circuit using TFTs with high mobility. The degree can be set small by about one digit, but the uniformity of element characteristics is an important issue.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
にはTFTが高移動度化するほど素子特性の均一性が悪
化する傾向にあり、高移動度のTFTからなる駆動回路
部と、均一性に優れた薄膜トランジスタアレイを同一基
板上に集積化するには課題が多い。
However, in general, the higher the mobility of the TFT, the worse the uniformity of the device characteristics, and the higher the mobility of the TFT, the higher the mobility of the drive circuit section composed of the TFT. There are many problems in integrating an excellent thin film transistor array on the same substrate.

【0006】本発明は、前記従来の課題を解決するた
め、駆動回路内蔵型薄膜トランジスタアレイの特性ばら
つきを低減し、液晶表示装置の表示品位を向上しうる高
移動度薄膜トランジスタ及びそれを用いた液晶表示装置
を提供することを目的とする。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention reduces a characteristic variation of a thin film transistor array with a built-in driving circuit and improves the display quality of a liquid crystal display device, and a high mobility thin film transistor and a liquid crystal display using the same. The purpose is to provide a device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の薄膜トランジスタは、多結晶シリコンから
なる半導体活性層を備えた薄膜トランジスタにおいて、
薄膜トランジスタのソースおよびドレイン領域を形成す
る多結晶シリコン薄膜の抵抗値と、前記多結晶シリコン
薄膜と金属または金属酸化物薄膜とのコンタクト抵抗の
総和が35KΩ以上かつ200KΩ以下であることを特
徴とする。前記構成においては、薄膜トランジスタのソ
ースおよびドレイン領域を形成する多結晶シリコン薄膜
の幅が4μm以上50μm以下であり、かつ薄膜トラン
ジスタのチャネル領域からソースおよびドレイン領域に
形成した各コンタクトホールまで距離の総和が10μm
以上100μm以下であることが好ましい。
To achieve the above object, a thin film transistor of the present invention is a thin film transistor having a semiconductor active layer made of polycrystalline silicon,
The sum of the resistance value of the polycrystalline silicon thin film forming the source and drain regions of the thin film transistor and the contact resistance between the polycrystalline silicon thin film and the metal or metal oxide thin film is 35 KΩ or more and 200 KΩ or less. In the above structure, the width of the polycrystalline silicon thin film forming the source and drain regions of the thin film transistor is 4 μm or more and 50 μm or less, and the total distance from the channel region of the thin film transistor to each contact hole formed in the source and drain regions is 10 μm.
It is preferably not less than 100 μm.

【0008】本発明の液晶表示装置は、前記本発明の薄
膜トランジスタを表示部のスイッチング素子として用い
たアクティブマトリックス型液晶表示装置である。
A liquid crystal display device of the present invention is an active matrix type liquid crystal display device using the thin film transistor of the present invention as a switching element of a display section.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】前記本発明の薄膜トランジスタに
よれば、多結晶シリコンからなる半導体活性層を備えた
薄膜トランジスタにおいて、薄膜トランジスタのソース
およびドレイン領域を形成する多結晶シリコン薄膜の抵
抗値と、前記多結晶シリコン薄膜と金属または金属酸化
物薄膜とのコンタクト抵抗の総和が35KΩ以上かつ2
00KΩ以下であることにより、特性ばらつきの少ない
薄膜トランジスタを達成できる。
According to the thin film transistor of the present invention, in a thin film transistor having a semiconductor active layer made of polycrystalline silicon, the resistance value of the polycrystalline silicon thin film forming the source and drain regions of the thin film transistor, The total contact resistance between the crystalline silicon thin film and the metal or metal oxide thin film is 35 KΩ or more and 2
When the resistance is 00 KΩ or less, a thin film transistor with less characteristic variation can be achieved.

【0010】薄膜トランジスタのソースおよびドレイン
領域を形成する多結晶シリコン薄膜の幅が4μm以上5
0μm以下であり、かつ薄膜トランジスタのチャネル領
域からソースおよびドレイン領域に形成した各コンタク
トホールまで距離の総和が10μm以上100μm以下
であるという本発明の好ましい例によれば、容易に特性
ばらつきの少ない薄膜トランジスタを達成できる。
The width of the polycrystalline silicon thin film forming the source and drain regions of the thin film transistor is 4 μm or more 5
According to the preferable example of the present invention, which is 0 μm or less and the total distance from the channel region of the thin film transistor to each contact hole formed in the source and drain regions is 10 μm or more and 100 μm or less, a thin film transistor with less variation in characteristics can be easily formed. Can be achieved.

【0011】本発明の液晶表示装置によれば、前記本発
明の薄膜トランジスタを表示部のスイッチング素子とし
て用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置である
ことにより、特性ばらつきの少ない表示品位に優れた液
晶表示装置を達成できる。
According to the liquid crystal display device of the present invention, since it is an active matrix type liquid crystal display device using the thin film transistor of the present invention as a switching element of a display section, a liquid crystal display device having excellent display quality with little characteristic variation. Can be achieved.

【0012】高移動度が要求される駆動回路部を形成す
るTFTにおいては抵抗成分(ソース、およびドレイン
領域とチャネル領域との間の抵抗成分と、コンタクト抵
抗の総和)を可能な限り少なく設計し、かつ薄膜トラン
ジスタアレイ部においては意図的にTFTに抵抗成分を
挿入する。具体的には高移動度薄膜トランジスタにあっ
ては、ゲート電極からソースおよびドレイン領域に形成
するコンタクトホール開口部までの距離を可能な限り
(露光機のマスク合わせ精度により規定される)小さく
設定し、ソースおよびドレイン領域での多結晶シリコン
からなる抵抗成分を減少すると同時に、ソースまたはド
レイン配線とのコンタクトホールを複数個、並列に設置
することにより、コンタクト抵抗を減少する。一方で入
出力部のスイッチング素子として用いるTFTにおいて
は、ソースおよびドレイン領域に形成するコンタクトホ
ールとゲート電極までの距離や幅を適切に設定すること
により、ソースおよびドレイン領域の多結晶シリコンか
らなる抵抗成分をTFTに直列に付加することにより、
TFTの特性ばらつきを低減できる。
In the TFT forming the drive circuit portion which requires high mobility, the resistance component (the sum of the resistance component between the source and drain regions and the channel region and the contact resistance) is designed to be as small as possible. In addition, in the thin film transistor array section, a resistance component is intentionally inserted in the TFT. Specifically, in a high mobility thin film transistor, the distance from the gate electrode to the contact hole opening formed in the source and drain regions is set as small as possible (specified by the mask alignment accuracy of the exposure device), The resistance component made of polycrystalline silicon in the source and drain regions is reduced, and at the same time, the contact resistance is reduced by arranging a plurality of contact holes with the source or drain wirings in parallel. On the other hand, in a TFT used as a switching element in the input / output section, by appropriately setting the distance and width between the contact hole formed in the source and drain regions and the gate electrode, the resistance made of polycrystalline silicon in the source and drain regions By adding the components in series to the TFT,
Variations in TFT characteristics can be reduced.

【0013】TFTに抵抗成分を挿入することにより、
実効的な移動度は減少するが、本来TFTがもつ特性ば
らつきを抑制することが可能である。本発明の手法を用
いて特性均一性が要求される薄膜トランジスタアレイ部
に選択的に抵抗成分を挿入し、かつ高移動度が要求され
る薄膜トランジスタ部では抵抗成分を減少させることに
より、従来困難であった高移動度薄膜トランジスタから
なる駆動回路部と、移動度ばらつきの少ない薄膜トラン
ジスタアレイからなる入出力部を、同一基板上に集積化
でき、液晶表示装置やイメージセンサー等の入出力装置
の高性能化が可能になる。
By inserting a resistance component into the TFT,
Although the effective mobility is reduced, it is possible to suppress the characteristic variation originally possessed by the TFT. By using the method of the present invention to selectively insert a resistance component in the thin film transistor array portion where characteristic uniformity is required, and to reduce the resistance component in the thin film transistor portion where high mobility is required, it has been difficult in the past. It is possible to integrate a drive circuit section consisting of high mobility thin film transistors and an input / output section consisting of a thin film transistor array with little mobility variation on the same substrate, which improves the performance of input / output devices such as liquid crystal display devices and image sensors. It will be possible.

【0014】[0014]

【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。 (実施例1)縦300mm、横400mm、厚さ1.1
mmのガラス基板上に多結晶シリコン薄膜を100nmの厚
さに堆積した。多結晶シリコンはシラン(SiH4)ガスを用
いた減圧CVD法により、基板温度600℃にて堆積し、
フォトリソグラフィーによりTFTの形状(島状)に加
工した。次に、ゲート絶縁膜(SiO2)を100nmの厚さに形
成した。ゲート絶縁膜はシラン(SiH4)と酸素(O2)の混合
ガスを用いた常圧CVD法を用い、基板温度450℃にて
形成した。その後、RFスパッタリング法を用いてゲー
ト電極となるTa薄膜を形成し、フォトリソグラフィーに
よりゲート電極の形状に加工した。ゲート電極形成後、
TFTのソースおよびドレイン領域を形成する目的で不
純物(リン:P)イオンを注入し、600℃、24時間の熱処
理を行い注入した不純物の活性化処理を行った。層間絶
縁膜(SiO2)を400nmの厚さに形成し、コンタクトホール
を開口した。最後にソースおよびドレイン電極(Al/Ti:7
00/100nm)を形成してTFTを完成させた。図1(a)
は本実施例のTFTの主要構成部分の配列を示す概略図
である。ゲート電極11の幅、すなわちTFTのチャネ
ル長Lは10μmであり、チャネル幅は6μmであっ
た。ゲート電極端部からソース領域またはドレイン領域
に形成したコンタクトホール部までの距離Ls、Ldは
それぞれ10μmである。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. (Example 1) Length 300 mm, width 400 mm, thickness 1.1
A polycrystalline silicon thin film was deposited to a thickness of 100 nm on a glass substrate of mm. Polycrystalline silicon is deposited at a substrate temperature of 600 ° C. by a low pressure CVD method using silane (SiH 4 ) gas,
It was processed into a TFT shape (island shape) by photolithography. Next, a gate insulating film (SiO 2 ) was formed to a thickness of 100 nm. The gate insulating film was formed at a substrate temperature of 450 ° C. by an atmospheric pressure CVD method using a mixed gas of silane (SiH 4 ) and oxygen (O 2 ). After that, a Ta thin film to be a gate electrode was formed by using the RF sputtering method, and processed into a shape of the gate electrode by photolithography. After forming the gate electrode,
Impurity (phosphorus: P) ions were implanted for the purpose of forming the source and drain regions of the TFT, and heat treatment was performed at 600 ° C. for 24 hours to activate the implanted impurities. An interlayer insulating film (SiO 2 ) was formed to a thickness of 400 nm and a contact hole was opened. Finally, the source and drain electrodes (Al / Ti: 7
(00/100 nm) was formed to complete the TFT. FIG. 1 (a)
FIG. 4 is a schematic diagram showing an arrangement of main components of the TFT of this embodiment. The width of the gate electrode 11, that is, the channel length L of the TFT was 10 μm, and the channel width was 6 μm. The distances Ls and Ld from the end of the gate electrode to the contact hole formed in the source region or the drain region are 10 μm, respectively.

【0015】本実施例のTFTは、ゲート電極11が多
結晶シリコン活性層(チャネル領域)10の上方に形成
されるトップゲート構造であり、ソース領域10aおよ
びドレイン領域10bはゲート電極に自己整合により形
成されている。ソース領域とデータ配線12とはコンタ
クトホール13を介して、またドレイン領域と表示電極
14とはコンタクトホール14,15を介して電気的に
接続されている。このTFTの等価回路を図1(b)に
示す。図1(b)に示したようにデータ配線12からは
多結晶シリコンとのコンタクトホール部13に発生する
コンタクト抵抗:Rcsとソース領域多結晶シリコン抵
抗Rsを介してTFTに接続されている。一方、表示電
極へはドレイン領域多結晶シリコン抵抗Rdと多結晶シ
リコンとのコンタクト抵抗Rcdおよび画素電極とのコ
ンタクト抵抗Rcpを介して接続される。実際にはコン
タクト抵抗RcpはRcd、Rcsに比べて充分小さな
値であるため無視でき、結果的にTFTに形成される抵
抗成分Rは下記式(数1)で示される。
The TFT of this embodiment has a top gate structure in which the gate electrode 11 is formed above the polycrystalline silicon active layer (channel region) 10, and the source region 10a and the drain region 10b are self-aligned with the gate electrode. Has been formed. The source region and the data line 12 are electrically connected via the contact hole 13, and the drain region and the display electrode 14 are electrically connected via the contact holes 14 and 15. The equivalent circuit of this TFT is shown in FIG. As shown in FIG. 1B, the data line 12 is connected to the TFT through a contact resistance Rcs generated in a contact hole portion 13 with the polycrystalline silicon and a source region polycrystalline silicon resistance Rs. On the other hand, it is connected to the display electrode via the drain region polycrystalline silicon resistor Rd, the contact resistor Rcd with the polycrystalline silicon, and the contact resistor Rcp with the pixel electrode. In practice, the contact resistance Rcp is a value that is sufficiently smaller than Rcd and Rcs and can be ignored. As a result, the resistance component R formed in the TFT is expressed by the following equation (Equation 1).

【0016】[0016]

【数1】 [Equation 1]

【0017】本実施例の直列抵抗成分Rは35KΩ以上
200KΩ以下の範囲である。実施例1での不純物注入
多結晶シリコン薄膜トランジスタの抵抗率ρは1×10
-1(Ω・cm)であり、RcsおよびRcdはそれぞれ
10KΩであった。また、多結晶シリコン薄膜の膜厚は
100nmであり、薄膜トランジスタの幅WsおよびW
dは6μm、ソースおよびドレイン領域の長さLs、L
dは10μmである。これよりRs=Rd=16.7K
Ωとなり、直列抵抗成分Rは53.4KΩである。
The series resistance component R of this embodiment is in the range of 35 KΩ or more and 200 KΩ or less. The resistivity ρ of the impurity-implanted polycrystalline silicon thin film transistor in Example 1 is 1 × 10 5.
−1 (Ω · cm), and Rcs and Rcd were each 10 KΩ. In addition, the thickness of the polycrystalline silicon thin film is 100 nm, and the thin film transistor widths Ws and W
d is 6 μm, and the lengths Ls and L of the source and drain regions are
d is 10 μm. From this, Rs = Rd = 16.7K
Ω, and the series resistance component R is 53.4 KΩ.

【0018】図2は薄膜トランジスタの直列抵抗成分と
移動度を示したものである。理想的な薄膜トランジスタ
(直列抵抗成分が0の場合)の特性が平均移動度80c
2/V・s、特性ばらつき±25%であると仮定して
計算している。
FIG. 2 shows the series resistance component and mobility of the thin film transistor. The characteristic of an ideal thin film transistor (when the series resistance component is 0) is an average mobility of 80c.
It is calculated assuming that m 2 / V · s and characteristic variation are ± 25%.

【0019】従来例である図4(d)に示した薄膜トラ
ンジスタにおいてはソースおよびドレイン領域の長さL
s=Ldは4μm、かつ薄膜トランジスタの幅Ws=W
d=6μmであるので、ソースおよびドレイン領域の抵
抗Rs=Rd=6.7KΩとなる。コンタクト抵抗はそ
れぞれ10KΩであるため、直列抵抗成分Rは33.4
KΩとなる。従来例の薄膜トランジスタの特性を図2か
ら求めると平均移動度61cm2/V・s、特性ばらつ
き±20%である。
In the conventional thin film transistor shown in FIG. 4D, the length L of the source and drain regions is L.
s = Ld is 4 μm, and the thin film transistor width Ws = W
Since d = 6 μm, the resistance of the source and drain regions becomes Rs = Rd = 6.7 KΩ. Since the contact resistance is 10 KΩ, the series resistance component R is 33.4.
KΩ. When the characteristics of the thin film transistor of the conventional example are obtained from FIG. 2, the average mobility is 61 cm 2 / V · s and the characteristic variation is ± 20%.

【0020】これに対して本実施例の薄膜トランジスタ
アレイでは、個々の薄膜トランジスタに53.4KΩの
直列抵抗を有するため、図2より求めた平均移動度は5
3cm2/V・sとなるが、移動度ばらつきを±17%
にまで低減でき均一性を向上することができた。また、
図1のLsまたはLdをさらに増大させる、またはLs
やLd内に低濃度不純物注入領域を設けることにより直
列抵抗成分をより増大することができ、結果として特性
ばらつきのさらなる低減が可能である。例えば直列抵抗
成分を100KΩまで増大させれば特性ばらつきは10
%にまで低減できる。
On the other hand, in the thin film transistor array of this embodiment, since each thin film transistor has a series resistance of 53.4 KΩ, the average mobility obtained from FIG.
3 cm 2 / V · s, but mobility variation is ± 17%
It was possible to reduce the amount to 1 and improve the uniformity. Also,
Further increase Ls or Ld in FIG. 1, or Ls
By providing the low-concentration impurity implantation region in or Ld, the series resistance component can be further increased, and as a result, the characteristic variation can be further reduced. For example, if the series resistance component is increased to 100 KΩ, the characteristic variation will be 10
%.

【0021】(実施例2)本実施例のTFTを用いた液
晶表示装置の作製例を図3に示す。薄膜トランジスタア
レイ部では各絵素34を構成する薄膜トランジスタ31
は走査側32および信号側33の駆動回路に接続されて
いる。この各駆動回路部は多結晶シリコンを活性層とす
る高移動度薄膜トランジスタを用いて構成されている。
各画素は薄膜トランジスタにて液晶自体の容量成分(C
LC)を充電することにより画像表示を行なっている。液
晶には各画素の書き込み時間内での信号保持率を向上さ
せる目的で付加容量(Cs)が形成されている。各画素
をスイッチングする薄膜トランジスタを実施例1の薄膜
トランジスタを用いて形成することにより、薄膜トラン
ジスタの移動度ばらつきが17%にまで低減でき表示品
位が向上した。
Example 2 FIG. 3 shows an example of manufacturing a liquid crystal display device using the TFT of this example. In the thin film transistor array section, the thin film transistor 31 forming each picture element 34
Are connected to the drive circuits on the scanning side 32 and the signal side 33. Each drive circuit section is configured by using a high mobility thin film transistor having polycrystalline silicon as an active layer.
Each pixel is a thin film transistor, and the capacitance component (C
Image is displayed by charging (LC). In the liquid crystal, an additional capacitor (Cs) is formed for the purpose of improving the signal retention rate in the writing time of each pixel. By forming the thin film transistor that switches each pixel using the thin film transistor of Example 1, the mobility variation of the thin film transistor can be reduced to 17% and the display quality is improved.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の薄膜トラン
ジスタによれば、トランジスタの特性ばらつきを大幅に
低減できる。また、高移動度が要求される薄膜トランジ
スタアレイを駆動する回路部では薄膜トランジスタの抵
抗成分を可能な限り小さく設計するため本来の移動度か
らなる高速駆動回路が実現できた。これにより、同一基
板上に特性ばらつきの少ない薄膜トランジスタアレイと
前記薄膜トランジスタアレイを駆動する高速回路が集積
化でき、半導体装置のコストを低減することが可能にな
る。
As described above, according to the thin film transistor of the present invention, variations in transistor characteristics can be greatly reduced. In addition, in the circuit portion that drives the thin film transistor array that requires high mobility, the resistance component of the thin film transistor is designed to be as small as possible, so that a high speed drive circuit having the original mobility can be realized. As a result, the thin film transistor array with less characteristic variations and the high-speed circuit for driving the thin film transistor array can be integrated on the same substrate, and the cost of the semiconductor device can be reduced.

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

【図1】 (a)は本発明の一実施例における薄膜トラ
ンジスタアレイの構成を示す概略図、(b)は(a)の
薄膜トランジスタアレイの等価回路を示す図
FIG. 1A is a schematic diagram showing a configuration of a thin film transistor array in one embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing an equivalent circuit of the thin film transistor array of FIG.

【図2】 本発明の一実施例の薄膜トランジスタの直列
抵抗と移動度の相関を示すグラフ図
FIG. 2 is a graph showing a correlation between series resistance and mobility of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例の薄膜トランジスタを用い
た液晶表示装置の構成を示す概略図
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid crystal display device using a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【図4】 (a)〜(c)は従来例の薄膜トランジスタ
の構成を示す概略断面図、(d)は薄膜トランジスタの
主要構成部分の位置関係を示す概略図
4A to 4C are schematic cross-sectional views showing a configuration of a conventional thin film transistor, and FIG. 4D is a schematic diagram showing a positional relationship of main components of the thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 多結晶シリコン(活性層) 10a 多結晶シリコン(ソース領域) 10b 多結晶シリコン(ドレイン領域) 11 ゲート電極(走査配線) 12 ソース・ドレイン電極(データ配線) 13、14、15 コンタクトホール 16 表示電極(画素電極) 31 薄膜トランジスタ 32 走査側駆動回路 33 データー側駆動回路 34 絵素 CLC 液晶容量 Cs 信号保持用付加容量 41 多結晶シリコン 42 ゲート絶縁膜 43 ゲート電極(走査配線) 44 層間絶縁膜 45、46 コンタクトホール 47 ソース電極 48 ドレイン電極 10 Polycrystalline Silicon (Active Layer) 10a Polycrystalline Silicon (Source Region) 10b Polycrystalline Silicon (Drain Region) 11 Gate Electrode (Scan Wiring) 12 Source / Drain Electrodes (Data Wiring) 13, 14, 15 Contact Hole 16 Display Electrode (Pixel electrode) 31 Thin film transistor 32 Scanning side driving circuit 33 Data side driving circuit 34 Picture element CLC Liquid crystal capacity Cs Signal holding additional capacity 41 Polycrystalline silicon 42 Gate insulating film 43 Gate electrode (scanning wiring) 44 Interlayer insulating film 45, 46 Contact hole 47 Source electrode 48 Drain electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多結晶シリコンからなる半導体活性層を
備えた薄膜トランジスタにおいて、薄膜トランジスタの
ソースおよびドレイン領域を形成する多結晶シリコン薄
膜の抵抗値と、前記多結晶シリコン薄膜と金属または金
属酸化物薄膜とのコンタクト抵抗の総和が35KΩ以上
200KΩ以下であることを特徴とする薄膜トランジス
タ。
1. A thin film transistor provided with a semiconductor active layer made of polycrystalline silicon, wherein the resistance value of the polycrystalline silicon thin film forming the source and drain regions of the thin film transistor, the polycrystalline silicon thin film and the metal or metal oxide thin film. The thin film transistor is characterized in that the sum of contact resistances is 35 KΩ or more and 200 KΩ or less.
【請求項2】 薄膜トランジスタのソースおよびドレイ
ン領域を形成する多結晶シリコン薄膜の幅が4μm以上
50μm以下であり、かつ薄膜トランジスタのチャネル
領域からソースおよびドレイン領域に形成した各コンタ
クトホールまで距離の総和が10μm以上100μm以
下である請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
2. The width of the polycrystalline silicon thin film forming the source and drain regions of the thin film transistor is 4 μm or more and 50 μm or less, and the total distance from the channel region of the thin film transistor to each contact hole formed in the source and drain regions is 10 μm. The thin film transistor according to claim 1, having a thickness of 100 μm or more.
【請求項3】 請求項1または2に記載の薄膜トランジ
スタを表示部のスイッチング素子として用いたアクティ
ブマトリックス型液晶表示装置。
3. An active matrix liquid crystal display device using the thin film transistor according to claim 1 as a switching element of a display section.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999028784A1 (en) * 1997-11-28 1999-06-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reflection-type display device and image device using reflection-type display device
KR100662778B1 (en) * 1999-05-20 2007-01-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 An LCD and a fabricating method thereof

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