JPS6065573A - 薄膜トランジスタ - Google Patents

薄膜トランジスタ

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JPS6065573A
JPS6065573A JP58173147A JP17314783A JPS6065573A JP S6065573 A JPS6065573 A JP S6065573A JP 58173147 A JP58173147 A JP 58173147A JP 17314783 A JP17314783 A JP 17314783A JP S6065573 A JPS6065573 A JP S6065573A
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JP
Japan
Prior art keywords
electrode
thin film
film transistor
picture element
semiconductor layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP58173147A
Other languages
English (en)
Inventor
Masumitsu Ino
益充 猪野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPS6065573A publication Critical patent/JPS6065573A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は薄膜トランジスタに関し、より詳細には、液晶
ディスプレイパネルやELディスプレイパネル等のスイ
ッチング素子として適用可能な、通常マトリクス状に複
数個配設される薄膜トランジスタに関するものである。
従来技術 薄膜トランジスタをドツトマトリクス方式の液晶ディプ
レイパネルやElディスプレイパネル等のスイッチング
素子に適用する場合、第1図に示す如く、XY方向にマ
トリクス状に形成される各画素部3について1個ずつの
薄膜1−ランジスタ2が設けられる。従来技術では、第
2図に示す如く、薄膜トランジスタ4はゲート電極5a
と不図示の絶縁層と半導体層7とソース電極6bとドレ
イン電極6aとからなり、X方向配線5とY方向配線6
の交差部分かられずかにずらした位置に設けられるのが
一般的である。第1図の様なディスプレイパネル1に於
いて、解像度を上げるには1画素部3の面積を小さくし
て画素密度を高くする必要があるが、その場合、薄膜ト
ランジスタ2の占有面積の為に画素部3の間口率が低下
するという問題がある。従って、薄膜トランジスタ2も
できるだけ小面積化する事が望ましい。しかし、第2図
に示す如き従来の形状の薄膜トランジスタ4では、製造
上の制限及び所定のオン電流値の確保という点から、小
面積化に限界があった。又、画素部8と薄膜トランジス
タ4は別々に形成されるため、製造工程が比較的複雑で
あった。
目 的 本発明は、液晶ディスプレイパネル等のスイッチング素
子として使用される薄膜l・ランジスタに於いて、ディ
スプレイパネルの画素の開口率を増加させ解像度を高く
する事の可能な小面積のN膜トランジスタを提供する事
を目的とする。又、所定のオン電流値を確保しながら画
素の開口率を増加させる事の可能な薄膜トランジスタを
提供することを目的とする。更に、製造方法の簡単な画
素スイッチング用薄膜トランジスタを提供する事を目的
とする。
構成 本発明の構成について、以下、具体的な実茄例tこ基づ
いて説明する。第3図は本発明を適用した薄膜トランジ
スタ16をスイッチング素子とする液晶ディスプレイパ
ネル9の部分平面図、第4図は1画素分の拡大斜視図、
第5図は第3図のI−■線に沿った断面図である。第3
図に示す如く、絶縁性基板13上にはX方向配線10及
び1画素毎に1個ずつ点線で示す様な四角形のリング状
を成すゲート電極10aが夫々形成され、その上は全面
的に絶縁層14(第5図参照)に覆われている。第5図
に於いて、絶縁層14上には、第4図に2点鎖線で示す
様な形状の半導体層15が形成され、更にその上に第3
図に示す如きY方向配線11及び前記各ゲート電極10
aの上方に四角形のリング状を成すドレイン電極11a
が夫々形成されると共に、各ドレインl[11aのリン
グの内側にソース電−4?1A12aを1部とする画素
部電極層12が夫々形成されている。第4図に示される
様に、リング状のゲート電極ioa、絶縁層14(第5
図参照)、半導体層15.リング状のドレインN極11
a、ソース電極12aからなる薄膜トーランジスタ16
は画素部N極12の周囲をリング状に囲んでいる。尚、
対向共通電極及び液晶の一封入等に関しては公知であり
、本発明と関係のない部分であるので説明を省略する。
次に、液晶ディスプレイパネル9に於ける薄膜、1〜ラ
ンジスタ16の製造方法の1例について、第6図〜第9
図の断面図を参考に説明する。先ず、第6図に示す様に
、石英板、セラミック板、−コーニング7059等の絶
縁性基板13上にモリブデン。
ニクロム、アルミニウム等の金属をスパッタリングや真
空N廿法により成膜し、フォトリソ工程によりX方向配
置10(第3図参照)、ゲート電極10aの形状にバタ
ン形成する。この膜厚は5,000人程以下すると良い
。次に、第7図に示す如り、−8102又はS!3N4
等の絶縁層14を減圧CVD法やグロー放電CVD法に
より成膜する。絶縁層14の膜厚は5 、000人程以
下すると良い。その後、第8図に示す様に、非晶質シリ
コン、多結晶シリコン、結晶シリコン、 T、e 、 
Qd Se等を、半導体層15としてグロー放電CVD
法、減圧CVD法、真空蒸着法等により成膜し、フォト
リソ工程にて所定の形状にバタン形成する。半導体層1
5の成膜条件として、例えば非晶質シリコンをグロー放
電CVD法を用いて形成する場合は、使用カスSf H
4: H2= 10 : 90.流1 ioo3CCM
、RFパワー5W、基(反温度〜300℃とし、多結晶
シリコンを減圧CVD法を用いて形成する場合は、使用
ガスSi H410096,流量1oos cCM、基
板温度〜700℃とすると良い。又、フォトリソ工程に
於けるエツチング液は、非晶質シリコン又は多結晶シリ
コンの場合、HF:HNO3:CH3C00H=1 :
 3 : 5として用いるのが好適である。半導体層1
5の膜厚は約5 、000人程以下すると良い。次に、
H9図に示す如く、モリブデン、ニクロム、アルミニウ
ム等の金属をスパッタリングや真空蒸着法により成膜し
、フォトリソ工程によりY方向配線11(第3図参照)
、ドレイン電極11a2画素部電極12(ソース電極1
2aを含む)の形状にバタン形成する。この膜厚は約i
 pmとすると良い。又、フォトリソ工程に於けるエツ
チング液は、ニクロムを用いた場合は硝酸第2セリウム
アンモニウム:過塩素酸:H20=1 :1 :5とし
、アルミニウムを用いた場合はH3PO4: HNO3
: C1−+3 C0OH: H20=16:’1:2
:1とするとよい。
次に、もう1つの実施例として液晶ディスプレイパネル
17の断面図を第10図に示し簡単に説明する。第10
図に於いては、第5図に於ける薄膜トランジスタ16の
各層の順序が逆になっている。即ち、絶縁基板13上に
、先ずドレイン電極11a9画素部電極12(ソース電
極12aを含む)を形成し、その上に半導体H15を所
定の形状に形成し、次に絶縁層14を全面的に形成し、
最後にゲート電極10aを形成している。これは第5図
に比べて、ソース電極12a、ドレイン電極11aの部
分での段差がなく断切れが生じにくいという効果がある
更に別の実施例として液晶ディスプレイパネル18の断
面図を第11図に示ず。第5図では、ソース電極12a
が画素部電極12と一体化されていたが、第11図の場
合は、ソース電極12bと画素部電極12Cは別個に設
けられている。画素部電極12Cは透明導電膜からなり
、特に画素部に透過度を持たせるという効果がある。
更に別の実施例として液晶ティスプレィパネル19の断
面図を第12図に示す。第12図に於いては、画素部電
極12の下方にゲート電極10aと一体化して対向11
M10bを形成している。その結果コンデンサを設けた
事になり1.薄膜トランジスタ20のオフ時の電荷の流
出を遅らせるという効果がある。
効 果 以上の如く、本発明により、ソースN極を画素部電極と
一体化した上、画素部電極を取り囲む様に作り込まれた
薄膜トランジスタが実現されるから、画素の開口率が上
りディスプレイパネルの解像度を高くする事が可能にな
る。又、第13図のグラフに示す様に薄膜トランジスタ
のドレイン電流値は で決定されるが、本発明によりチャネル幅Wを大きく取
ることができるため、従来に比べてIdを大きくする事
が可能となる。これは、薄膜1−ランジスタを小面積化
した場合にも所定のオン電流値を確保する事ができると
いう効果がある。但し、Idニドレイン電流、W:チャ
ネル幅、L:チャネル長、μ:電界効果移動度、Ci 
:MO8容聞。
Vc、 : ’j −トN圧、 VT h : シキイ
値電圧、 Vco :供給電圧である。更に、半導体層
を画素部の下部全面に作成するとフォトリソ工程による
ソース・ドレイン電極部の断切れが生じにくくなるとい
う効果がある。又、半導体層がX方向配線、Y方向配線
にオーバーラツプしている為フォトリソ工程に於ける精
度が従来に比べて低くてすみ、位置合せ等がしやすくな
るという効果がある。
尚、本発明は上述の実施例に限定される事なく種々の変
形、応用が可能である事は勿論であって、液晶ディスプ
レイパネルのみならず、マトリクス状に配列した複数個
の電極を選択的にオンオフ動作させる事により画面上で
選択的に発光乃至は光吸収を起こさせて画働のディスプ
レイを行なう任意のドツトマトリクス型ディスプレイ装
置に適用する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、液晶ディスプレイパネルの概略図、第2図は
液晶ディスプレイパネルのスイッチング素子として従来
使用されている薄膜トランジスタの形状を示す1画素分
の平面図、第3図は本発明を適用した液晶ディスプレイ
パネルの部分平面図、第4図は第3図に於ける1画素分
の斜視図、第5図は第3図のI−I線に沿った断面図、
第6図乃苗筒9図は第3図の液晶ディスプレイパネルの
製造方法の1例を示す断面図、第10図はもう1つの実
施例を示す断面図、第11図は更に別の実施例を示す断
面図、第12図は更に別の実施例を示す断面図、第13
図はドレイン電流とゲート電圧の関係を示すグラフ図で
ある。 (符号の説明) 1.9,17,18,19 : 液晶ディスプレイパネ
ル10: X方向配線 10a: ゲート電極 10b二 対向電極 11: Y方向配線 11a : ドレイン電極 12.12c: 画素部電極 12a、12b : ’)−スミ極 13: 絶縁基板 14: 絶縁層 15: 半導体層 第1図 ス 多132図 第3図 第4図 第5図 第6図 \ 旦 第7図 \ 旦 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体層上に絶縁層を介してゲート電極をリング状
    に配置し、前記半導体層に接触すると共に前記リング状
    ゲート電極の内側及び外側に互いに薩隔させて1対の電
    極を設けた事を特徴とするuprMトランジスタ。 ?、上記第1項に於いて、前記1対の電極の1方が液晶
    ディスプレイパネルの画素部電極層と一体化されている
    事を特徴とする薄膜トランジスタ。 3、上記第1項に於いて、前記1対の電極の1方がエレ
    クトロルミネセンスの画素部電極層と一体化されている
    事を特徴とする薄膜トランジスタ。 4、上記第2項又は上記第3項に於いて、前記半導体層
    を前記画素部電極層の下部全面に設けた事を特徴とする
    薄膜トランジスタ。 5、上記第4項に於いて、前記半導体層の下方に絶縁層
    を介して対向電極層を設け、コンデンサを形成した事を
    特徴とする薄膜トランジスタ。
JP58173147A 1983-09-21 1983-09-21 薄膜トランジスタ Pending JPS6065573A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2601801A1 (fr) * 1986-07-16 1988-01-22 Morin Francois Ecran d'affichage a matrice active utilisant du carbure de silicium amorphe hydrogene et procede de fabrication de cet ecran
US5414283A (en) * 1993-11-19 1995-05-09 Ois Optical Imaging Systems, Inc. TFT with reduced parasitic capacitance

Cited By (3)

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FR2601801A1 (fr) * 1986-07-16 1988-01-22 Morin Francois Ecran d'affichage a matrice active utilisant du carbure de silicium amorphe hydrogene et procede de fabrication de cet ecran
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