JPH1117192A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH1117192A
JPH1117192A JP18056197A JP18056197A JPH1117192A JP H1117192 A JPH1117192 A JP H1117192A JP 18056197 A JP18056197 A JP 18056197A JP 18056197 A JP18056197 A JP 18056197A JP H1117192 A JPH1117192 A JP H1117192A
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JP
Japan
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wiring
semiconductor element
thin film
dielectric layer
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP18056197A
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English (en)
Inventor
Yutaka Miyata
豊 宮田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の静電気破壊対策である保護ダイオード
や保護トランジスタを用いる方法は、帯電の極性の一方
にしか効果がなく、また保護ダイオードやトランジスタ
は一度破壊すると効果がない。また、配線をショートさ
せる方法は、装置を完成するまで良否が判定できない。 【解決手段】 半導体素子11の端子(ゲート金属5と
ドレイン金属13)と接続された複数の配線(走査信号
供給配線15と映像信号供給配線14)と、導電性材料
の薄膜パターンとを誘電体層を介して形成し、その複数
の配線と薄膜パターンとの間のソフトブレークダウン耐
圧を適当に選ぶことにより、半導体素子破壊が生じる前
に静電気を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置やイ
メージセンサ等に用いられる、薄膜トランジスタや、薄
膜ダイオードアレイの一単位である薄膜トランジスタ
(TFT)やダイオードTFT等の半導体素子よりなる
半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示装置やイメージセンサ等
に用いられる半導体装置において、その半導体装置を構
成する薄膜トランジスタ(TFT)や、薄膜ダイオード
アレイの一単位である薄膜トランジスタやダイオードT
FT等の半導体素子は絶縁性基板上に形成されることか
ら静電気による素子の破壊が多発し、歩留り低下の大き
な要因であった。これを防止するために半導体素子の保
護ダイオードや保護トランジスタを絶縁性基板上に付加
したり、半導体素子の電極間の配線をショートさせ、半
導体素子の電極間に過大な電圧がかからないようにし、
液晶表示装置やイメージセンサ等の装置が完成した後、
そのショート部分をカットするものがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置において、保護ダイオードや保護トラン
ジスタ等を絶縁性基板上に付加する方法は静電気の帯電
の極性の一方にしか効果がなく、また、保護ダイオード
や保護トランジスタが一度破壊すると効果がない上に、
その破壊が元で線欠陥となる。また、半導体素子の電極
間の配線をショートさせる方法は有効であるが、配線を
ショートさせている間はTFTアレイの電気検査が不可
能であり、液晶表示装置やイメージセンサ等の装置が完
成するまで半導体素子の良否の判定ができないので、ロ
スコストが大となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の半導
体装置における課題を解決するものであり、絶縁性基板
上の複数の半導体素子と、その半導体素子の端子と電気
的に接続された複数の配線と、その複数の配線と誘電体
層を介して形成された導電性材料の薄膜パターンとから
なる半導体装置であり、半導体素子の端子に接続される
配線と薄膜パターンとの間のソフトブレークダウン耐圧
を半導体素子の駆動電圧より高く、かつ他の層間絶縁耐
圧やゲート絶縁耐圧よりも低くすることにより、半導体
素子破壊が生じる前に静電気を除去でき、歩留り向上が
図れるとともに装置が完成する前に検査も可能となり、
静電気破壊以外の要因による歩留り低下が起因するロス
コストをなくすことができる。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、絶縁性基板上の半導体素子と、その半導体素子の端
子と電気的に接続された複数の配線と、その複数の配線
と誘電体層を介して形成された導電性材料の薄膜パター
ンとからなる半導体装置であり、半導体素子の端子に接
続される配線と薄膜パターンとが誘電体層を介して対向
しているので、その間のソフトブレークダウン耐圧を適
当に選ぶことにより、半導体素子破壊が生じる前に静電
気を除去することができる。
【0006】本発明の請求項2に記載の発明は、半導体
素子の端子に接続される配線と薄膜パターンとの間のソ
フトブレークダウン耐圧を半導体素子の駆動電圧より高
く、かつ他の層間絶縁耐圧やゲート絶縁耐圧よりも低く
した請求項1に記載の半導体装置であり、前記ソフトブ
レークダウン耐圧を半導体素子の駆動電圧より高く、か
つ他の層間絶縁耐圧やゲート絶縁耐圧よりも低く選ぶこ
とにより、半導体素子破壊が生じる前に静電気を除去す
ることができる。
【0007】本発明の請求項3に記載の発明は、絶縁性
基板上の薄膜トランジスタと、その薄膜トランジスタの
ゲート配線およびドレイン配線と誘電体層を介して交差
する配線とからなる半導体装置であり、ゲート配線やド
レイン配線と、それら配線と交差する配線との間のソフ
トブレークダウン耐圧を適当に選ぶことにより、薄膜ト
ランジスタ破壊が生じる前に静電気を除去することがで
きる。
【0008】本発明の請求項4に記載の発明は、ゲート
配線とドレイン配線が複数の絶縁層で電気的に絶縁さ
れ、前記複数の絶縁層の間に、ゲート配線およびドレイ
ン配線と誘電体層を介して交差する配線が存在する請求
項3に記載の半導体装置であり、ゲート配線およびドレ
イン配線と、それら配線と誘電体層を介して交差する配
線との間のソフトブレークダウン耐圧を適当に選ぶこと
により、薄膜トランジスタ破壊が生じる前に静電気を除
去することができる。
【0009】本発明の請求項5に記載の発明は、ゲート
配線とドレイン配線が二層以上の絶縁層で電気的に絶縁
され、絶縁性基板上の一部領域で前記二層以上の絶縁層
の一層以上の薄膜が除去され、この領域にゲート配線お
よびドレイン配線と誘電体層を介して交差する配線が存
在する請求項3に記載の半導体装置であり、ゲート配線
およびドレイン配線と、それら配線と交差する配線との
間のソフトブレークダウン耐圧を適当に選ぶことによ
り、薄膜トランジスタ破壊が生じる前に静電気を除去す
ることができる。
【0010】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
半導体装置の製造工程図であり、図1(a)はコーニン
グ社7059あるいは1737等の低アルカリガラス基
板よりなる絶縁性基板1にアンダーコーティング膜とし
てCVD法を用いて酸化シリコン等の絶縁膜2を100
nmから200nm堆積し、その上に非晶質のシリコン
薄膜をプラズマCVD法やスパッタ法を用いて30nm
から85nm堆積し、その後、そのシリコン薄膜をエキ
シマレーザやアルゴンレーザ(図示せず)によって結晶
化し、パターニングして島状のポリシリコン薄膜3とし
た工程図、図1(b)は図1(a)の工程図で示す状態
の上面にゲート絶縁膜として酸化シリコン膜4をCVD
法にて100nmから200nm堆積し、さらに、前記
ポリシリコン薄膜3の上部にあたる酸化シリコン膜4の
上面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金をスパッ
タ法で3000オングストローム程度堆積してゲート金
属5を形成した工程図、図1(c)は前記ゲート金属5
をマスキング材料としてその下方のポリシリコン薄膜3
の一部領域にリンやホウ素をイオン注入法により導入
し、ソース領域6とドレイン領域7を形成した工程図、
図1(d)は図1(c)の工程図で示す状態の上面に酸
化シリコン膜を堆積して第1の絶縁膜8を形成し、その
第1の絶縁膜8の上面に、導電性材料の薄膜パターンか
ら画素電極となる透明導電膜9を形成した工程図、図1
(e)は図1(d)の工程図で示す状態の上面に酸化シ
リコン膜を堆積して第2の絶縁膜10を形成し、その
後、コンタクトホールを形成後、アルミニウムあるいは
アルミニウム合金にて半導体素子11の端子としてのソ
ース金属12とドレイン金属13を形成して半導体装置
が完成した工程図である。
【0011】図2は上記図1の製造工程図に基づいて製
造された半導体素子11をTFT駆動方式液晶表示装置
に適用した場合のTFTアレイの回路図であり、半導体
素子11を構成するポリシリコン薄膜3のソース領域6
に接続したソース金属12が画素電極となる透明導電膜
9に接続し、ドレイン領域7に接続したドレイン金属1
3が映像信号供給配線14(ドレイン配線)に接続し、
ゲート金属5が走査信号供給配線15(ゲート配線)に
接続している。16は絶縁性基板1上において、マトリ
ックス状に配列された複数の半導体素子11を囲むよう
に形成された静電気対策用の配線パターンであり、その
配線パターン16の形成は、図1(d)に示す工程図に
おける第1の絶縁膜8上の画素電極となる透明導電膜9
のパターン形成と同時に同一材料にて形成される。従っ
て、その配線パターン16は、半導体素子11の端子で
あるドレイン金属13に接続した映像信号供給配線14
(ドレイン配線)と誘電体層である第2の絶縁膜10を
介して、また、半導体素子11の端子であるゲート金属
5に接続した走査信号供給配線15(ゲート配線)と誘
電体層である第1の絶縁膜8を介してそれぞれ対向する
ことになる。
【0012】この半導体素子11の場合、映像信号供給
配線14(ドレイン配線)と走査信号供給配線15(ゲ
ート配線)に印加されるパルス電圧は15Vから20V
程度であるから、第1の絶縁膜8と第2の絶縁膜10を
例えば常圧CVD(化学気相蒸着法)で形成し、膜厚を
それぞれ100nmから200nmにすると、映像信号
供給配線14(ドレイン配線)および走査信号供給配線
15(ゲート配線)と静電対策用の配線パターン16と
の間のソフトブレークダウン耐圧はそれぞれ50Vから
100Vとなり、これ以上の静電気が基板上に発生して
も、半導体素子11や、映像信号供給配線14(ドレイ
ン配線)と走査信号供給配線15(ゲート配線)の間に
は数百V以上の過剰な静電気が直接かかることがなくな
る。
【0013】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2における半導体装置の製造工程図であり、図3
(a),図3(b),図3(c)に示す各工程図は実施
の形態1における図1(a),図1(b),図1(c)
に示す各工程図と同じであるので同じ符号を付し説明は
省略する。
【0014】図3(d)は図3(c)の工程図で示す状
態の上面に酸化シリコン膜を堆積して第1の絶縁膜17
を形成し、その後、コンタクトホールを形成後、アルミ
ニウムあるいはアルミニウム合金にて半導体素子の端子
としてのソース金属18とドレイン金属19を形成した
工程図、図3(e)は図3(d)の工程図で示す状態の
上面に第2の絶縁膜20を例えば窒化シリコンにて形成
し、その第2の絶縁膜20の一部領域を除去した後、画
素電極となる透明導電膜21をソース金属18に接続
し、静電対策用配線となる透明電極22を第1の絶縁膜
17上に形成した工程図である。
【0015】このような半導体素子の場合、ドレイン金
属19に接続したドレイン配線とゲート金属5に接続し
たゲート配線に印加されるパルス電圧は15Vから20
V程度であるから、第1の絶縁膜17を例えば常圧CV
D(化学気相蒸着法)で形成し、膜厚をそれぞれ100
nmから200nmにする。第2の絶縁膜20は例えば
プラズマCVDにて形成し、膜厚を100nmから20
0nmとする。この時、ドレイン配線およびゲート配線
と静電対策用配線となる透明電極22との間のソフトブ
レークダウン耐圧はそれぞれ50Vから100Vとな
り、これ以上の静電気が基板上に発生しても、半導体素
子や、ドレイン配線とゲート配線の間には数百V以上の
過剰な静電気が直接かかることがなくなる。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置によ
れば、半導体素子の端子に接続される配線と薄膜パター
ンとが誘電体層を介して対向しているので、その間のソ
フトブレークダウン耐圧を適当に選ぶことにより、半導
体素子破壊が生じる前に静電気をあるレベル以下まで除
去でき、歩留り向上が図れるとともに検査も可能とな
り、他の要因での歩留り低下によるロスコストをなくす
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における半導体装置の製
造工程図
【図2】本発明の実施の形態1における半導体装置をT
FT駆動方式液晶表示装置に適用した場合のTFTアレ
イの回路図
【図3】本発明の実施の形態2における半導体装置の製
造工程図
【符号の説明】
1 絶縁性基板 2 絶縁膜 3 ポリシリコン薄膜 4 酸化シリコン膜 5 ゲート金属 6 ソース領域 7 ドレイン領域 8,17 第1の絶縁膜 9,21 透明導電膜 10,20 第2の絶縁膜 11 半導体素子 12,18 ソース金属 13,19 ドレイン金属 14 映像信号供給配線 15 走査信号供給配線 16 静電気対策用の配線パターン 22 静電対策用配線となる透明電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上の半導体素子と、その半導
    体素子の端子と電気的に接続された複数の配線と、その
    複数の配線と誘電体層を介して形成された導電性材料の
    薄膜パターンとからなる半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体素子の端子に接続される配線と薄
    膜パターンとの間のソフトブレークダウン耐圧を半導体
    素子の駆動電圧より高く、かつ他の層間絶縁耐圧やゲー
    ト絶縁耐圧よりも低くした請求項1に記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 絶縁性基板上の薄膜トランジスタと、そ
    の薄膜トランジスタのゲート配線およびドレイン配線と
    誘電体層を介して交差する配線とからなる半導体装置。
  4. 【請求項4】 ゲート配線とドレイン配線が複数の絶縁
    層で電気的に絶縁され、前記複数の絶縁層の間に、ゲー
    ト配線およびドレイン配線と誘電体層を介して交差する
    配線が存在する請求項3に記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 ゲート配線とドレイン配線が二層以上の
    絶縁層で電気的に絶縁され、絶縁性基板上の一部領域で
    前記二層以上の絶縁層の一層以上の薄膜が除去され、こ
    の領域にゲート配線およびドレイン配線と誘電体層を介
    して交差する配線が存在する請求項3に記載の半導体装
    置。
JP18056197A 1997-06-20 1997-06-20 半導体装置 Pending JPH1117192A (ja)

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