JPS6089958A - 半導体装置 - Google Patents

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】 本発明は基板−Ｌの非単結晶半導体を用いた縦チャネル
型の積層型の絶縁ゲイト型半導体装置（以下ＩＧＩ’　
という）に関する。

本発明は、ゲイト電極を５層に積層させた積層体の２つ
の側周辺のチャネル形成領域を構成する非単結晶半導体
上にゲイト絶縁膜、ゲイト電極を２つ設けた２つのＩＧ
Ｆに関する。

さらにこのゲイト電極の上端部を積層された半導体上方
に延在することなく設け、より高い周波数動作をさせる
ことを目的とする。

この発明は絶縁性基板上の第１の導電性電極、第１の半
導体、第２の半導体または絶縁体、第３の半導体および
第２の導電性電極よりなる５層に積層された積層体の２
つの側周辺にさらにチャネルを形成する非単結晶半導体
を設け、この半導体を用いて２つのＩＧＦを対を構成さ
せていわゆるぺ（２） アトランジスタとして作製することにより、インバータ
等の回路素子を高集積化して設けることを目的としてい
る。

本発明はかかる複合半導体装置をマトリックス構造に基
板−Ｌに設置Ｊ、固体表示装置である液晶表示型のディ
スプレイ装置に応用することを特徴としている。

平面型の固体表示装置を設ける場合、平行な透光性基板
例えばガラス、プラスチック板内に一対の電極を設けて
この電極間に液晶を注入した液晶の固体表示装置が知ら
れている。

このためこの表示部を複数の絵素とし、それをマトリッ
クス構成させ、任意の絵素をその周辺部に設けられたデ
コーダ、ドライバの論理回路により制御してオンまたは
オフ状態にするには、その絵素に対応したＩＧＦ’およ
びインバータ、抵抗等を同一プロセス、同一構造で作る
ことを必要としていた。そしてこのｒＧＦに制御信号を
与えて、それに対応した絵素をオンまたはオフさせたも
のである。

（３） この液晶表示またはエレクトロクロミック表示素子はそ
の等価回路としてキャパシタ（以下Ｃという）にて示す
ことができる。このためｌＧＦ、！：Ｃとを例えば２×
２のマトリックス構成せしめたものを第１図（Ａ）に示
す。

第１図（Ａ）において、マトリックス（４０）の１個の
番地は１個のＩＧＦ　（１０）と２個のＣ（３１）（即
ち表示部としてのＣとストーレイジ用のＣ）により１個
の絵素を構成させている。これを行に（５１）、＜　５
２　）としてビット線に連結し、他方、ゲイトを連結し
て列（４Ｄ、（４２）（ワード）を設けたものである。

すると、例えば（５１）、（４１）を「１」とし、〈５
２〉、（４２）を「０」とすると、ＩＧＦ　（１０）は
オンとなり、ＩＧＦ　（１０’）等の他のＩＧＦはオフ
となる。そして（２，１）番地のみを選択してオンとし
、電気的にＣ（３１）として等測的に示される表示部を
選択的にオン状態にすることができる。

本発明はこのマトリックス構成された２つのＩＧＦを対
構成せしめて、表示部以外のＩＧＦ配線に必要（４） な面積を少なくさせたことを特長としている。さらに縦
チャネル型とすることにより、第４の半導体であるチャ
ネル形成領域を構成する半導体は、水素または弗素が添
加された珪素を主成分とする非単結晶半導体を用いてい
る。さらにキャリア移動度が小さいという欠点を有する
ため、第２の半導体または絶縁体の膜厚を１μまたはそ
れ以下とし、その結果第４の半導体に形成されるチャネ
ルを短チャネルとし、１０ＭＩＩｚ以上のカットオフ周
波数を有せしめた。

本発明は第１図（Ｂ　）、（ｃ　）、＜　Ｄ　）に示す
ごとく、同一基板上にデコーダ、ドライバを構成せしめ
るため、他の絶縁ゲイト型半導体装置（Ｂ）および他の
インバータ（Ｃ）、抵抗（Ｄ）を同一基板上に同一プロ
セスで設けることができることを特長としている。

かくすることにより、本発明をその設計仕様に基づいて
組み合わせることにより、ブラウン管に代わる平面テレ
ビ用の固体表示装置を作ることができた。

（５） 第２図は本発明のベア型の積層型ＩＧＦの縦断面図およ
びその製造工程を示したものである。この図面は２つの
ＩＧＦを１つの積層体にそって作製する製造例を示すが
、同一基板に複数ケ作る場合もまったく同様である。

図面において、絶縁基板例えば石英ガラスまたはホウ珪
酸ガラス基板上に第１の導電膜（２）（以下Ｅ１という
）を下側電極、リードとして設けた。

この実施例では酸化スズを主成分とする透光性導電膜を
０．２μの厚さに形成している。これに選択エッチを第
１のマスクのを用いて施した。さらにこの上面にＰまた
はＮ型の導電型を有する第１の非単結晶半導体（２）〈
以下単にＳｌという）を１００〜３０００人、第２の半
導体または絶縁体（４）（以下単にＳ２という＞＜０．
３〜３μ）、第１の半導体と同一導電型を有する第３の
半導体（５〉（以下単に５３というＸｏ、１〜０．５μ
）を積層（スタック即ちＳという）して設けた。この積
層によりＮＩＮ、　ＰＩＰ構造（Ｉは絶縁体または真性
半導体）を有せしめた。

図面においては上面にＩＴＯ（酸化インジューム（６） ・スズ）、Ｍｏ５ｉＬ＋　Ｔｉ５ｉＬ、　ＷＳｉＬ、　
ＩＬ　Ｔｉ　、　Ｍｏ等の耐熱性金属の第２の導体（６
）、ここではＣｒを電子ビーム法により０．２．１７の
厚さに積層した。次にこの第２の導体のうち積層体（６
０）に不要部分を第２のフォトマスク■を用いて除去し
た。

さらに積層上に予め１．１３　ＣＶＤ法（減圧気相法）
、ＩＩＣｖＩ′１法または光ＣＶＤ法により０．３〜１
μの厚さに酸化珪素Ｉ！（７）を形成しておいてもよい
。Ｐ（：ＶＤ法の場合はＮＬＯとＳ　ｉ　Ｉｌ＋との反
応を２５０℃で行わしめて作製した。

この第１、第３の半導体のＮ、１層をＮＮまたはｐ’ｐ
としてＮ’ＮＩＮＮ’、Ｐ＋ｌ’ＩＰ１１＋（Ｉは絶縁
体または真性半導体）としてＰまたはＮと第１、第２の
電極との接触抵抗を下げることは有効であった。

かくのどとくにして、第１の導体、第１の半導体、第２
の半導体または絶縁体、第３の半導体、第２の導体をＮ
伏に形成して得た。

次に第２図（Ｂ）に示すごとく、マスク■を用いてそれ
ぞれの導体およびＳｌ　、　Ｓ２．５３を選択エツチン
グ法により導体（１６）を除去し、さらに第２の（７） 導体をマスクとしてその下の５３　（５’）　、５２　
（４）および５ｌ（３）を除去し、積層体（６０）をそ
れぞれの導体およびＳｌ、Ｓ２．Ｓ３を互いに概略同一
形状に形成して設けた。すべて同一マスクでプラズマ気
相エッチ例えば旺気体またはＣＦ４＋　ＯＬの混合気体
を用い、０．１〜０，５ｔｏｒｒ　３０Ｗとしてエッチ
速度５００人／分とした。

この後、これら積層体Ｓｌ　（１３）、Ｓ２　（１４）
、Ｓ３　（１５）。

導体（１６）を覆ってチャネル形成領域を構成する真性
またはＰまたはＮ型の非単結晶半導体を第４の半導体（
２５）として積層させた。この第４の半導体（２５）は
、基板上にシランのグロー放電法（ＰＣＶＤ法）、光Ｃ
ＶＤ法、ＬＴ　ＣＶＤ法（ＩＩＯＭＯＣＶＩｌ法ともい
う）を利用して室温〜５００℃の温度例えばＰＣＶＤ法
における２５０℃、０．１ｔｏｒｒ、３０Ｗ、１３．５
６ＭＨｚの条件下にて設けたもので、非晶質（アモルフ
ァス）または半非晶質（セミアモルファス）または多結
晶構造の非単結晶珪素半導体を用いている。本発明にお
いてはアモルファスまたはセミアモルファス半導体を中
心として示す。

（８） さらに、そのに面に同一反応炉にて、第４の半導体表面
を大気に触れさせることな（窒化珪素膜（２４）を光Ｃ
ＶＤ法にてシラン（ジシランでも可）とアンモニアとを
水銀励起法の気相反応により作製し、厚さは３００〜２
０００人とした。

この絶縁膜は１３．５６Ｍ１ｌｚ−２，４５ＧＩＩｚの
周波数の電磁エネルギにより活性化して窒素またはアン
モニア雰囲気に１００〜４００℃浸して固相−気相反応
の窒化珪素を形成してもよい。

また、ｐｃｖｏ法により窒化珪素を形成させてもよい。

すると５２　（１４）の側周辺では、チャネル形成領域
（９）、（９’）とその上のゲイト絶縁物（２４）とし
ての絶縁物を形成させた。第４の半導体（２５）はＳｌ
、Ｓ３とはダイオード接合を構成させている。

第２図（Ｂ）において、さらに第４のマスク■により電
極穴開けを行い、この後この積層体上の窒化珪素膜（２
４）を覆って第２の導電膜（１７）を０．３〜１μの厚
さに形成した。

この導電膜（１７）はＩＴＯ（酸化インジューム・（９
） スズ）のごとき透光性導電膜＋　Ｔｉ、Ｓ＋、　ｌ　Ｍ
ｏ５ｔＬ＋　ＷＳ＋、　＋Ｗ　＋　Ｔ　ｉ　＋　Ｍ　ｏ
等の耐熱性導電膜としてもよい。ここでばＰまたはＮ型
の不純物の多量にドープされた珪素半導体をＰＣＶＤ法
で作った。即ち、０．４　μの厚さにリンが１％添加さ
れ、かつ微結晶性〈粒径５０〜３００人）の非単結晶半
導体をＰＣＶＤ法で作製した。

この後、この上面にレジスト（１８）を形成した。

さらに第２図（Ｃ）に示されるごとく、第５のフォトリ
ソグラフィ技術により垂直方向よりの異方性エッチを行
った。即ち例えばＣＰＬ　ＣＩＬ＋　ＣＦＬ＋Ｏｔ。

ＨＦ等の反応性気体をプラズマ化し、さらにこのプラズ
マを基板の上方より垂直に矢印（２８）のごとくに加え
た。すると導体（１７）は、平面上（上表面）は厚さく
０．４μ）をエッチすると、この被膜は除去されるが、
側面では積層体の厚さおよび被膜の厚さの合計の２〜３
μを垂直方向に有する。

このため図面に示すごとき垂直方向よりの異方性エッチ
を行うと、破線（３８＞、（３８′）のごとくにこれら
導体をマスク（１８）のある領域以外にも残すことがで
きた。

（１０） その結果、積層体の側周辺のみに選択的にゲイト残存物
を設りることができた。さらに本発明はこの残存物をゲ
イト電極（２０＞、＜２０’）とし、第３の半導体（１
５）の上方には存在せず、結果として第３の半導体とゲ
イト電極との寄生容量を実質的にないに等しくすること
ができた。

図面において積層体（６０）の側周辺の導体のうちゲイ
ト電極およびそのリード（２０）、＜２０’）とする以
外の他の側周辺の導体を第６のフォ］−マスク■により
水平方向の気相エッチ法により除去しそれぞれのゲイト
を独立動作させた。

かくして第２図（Ｃ）を得た。

第２図（Ｃ）の平面図を第２図（Ｄ）として示す。番号
はそれぞれ対応させている。

第２図（Ｃ）ｔ（Ｄ　）にて明らかなごとく、２つのＩ
ＧＦ　（１０）、＜１０’）はチャネルが（９）、＜９
’）と２つを有し、ソースまたはドレイン（１３〉、ド
レインまたはソース（１５）を有し、ゲイト（２０）、
（２０’）を有するペアを構成をしている。Ｓ３　（１
５）の電極（１９）はリード（２１）に延在し、Ｓｌの
リードは（２２）に（１１） より設けである。即ち、図面では２つのＩＧＦを対（ペ
ア）として設けることができる。これは２つのＩＧＦの
チャネル間の半導体または絶縁体が絶縁性であり、３０
μ以上の１１をＳＬ、Ｓ２，５３が有すれば数十ＭΩの
抵抗となり、実質的に独立構成をし得るためであり、そ
の特性を利用することにより結晶半導体とはまったく異
なった構造を有せしめることができた。

本発明の第４の半導体（２５）はアモルファス珪素を含
む非単結晶半導体を用い、その中の不対結合手の中和用
に水素を用いており、その表面を大気に触れさせること
なくゲイト絶縁物を作製している。さらにこの第４の半
導体上にはフォトレジストをそのプロセス中に触れさせ
ることがなく、特性劣化がない。さらにこの半導体とＰ
またはＮのＳｌ、Ｓ３とは十分ダイオード特性を有せし
めるため、製造上の難点がまったくないという他の特長
を有する。

またゲイト電極（２０＞、＜２０’＞をＳｌ　（１３）
、Ｓ２　（１４）。

Ｓ３　（１５）と同様の半導体で電気的にフローティン
（１２） グとして設け、さらにこの上面に絶縁膜を介して第２の
ゲイトをコントロール・ゲイトとした不揮発性メモリと
することもできる。

かくしてソースまたはドレインをＳｌ　（１３）、チャ
ネル形成領域（９＞、（９’）を有する５４　（２５）
、ドレインまたはソースを５３　（１５）により形成せ
しめ、チャネル形成領域側面にはゲイト絶縁物（２４）
、その外側面にゲイト電極（２０）、＜２０’）を設け
た対を構成する積層型のＩＧＩ’　（１０）を作ること
ができた。

さらに本発明のＩＧＦにおいて、電子移動度がホールに
比べて５〜３０倍もあるため、Ｎチャネル型とするのが
好ましい。さらにこの基板上の他部にＰチャネルＩＧＦ
をペアを有して構成せしめて相補型トランジスタとすれ
ば有効である。さらに第２図において左側をＮチャネル
、右側をＰチャネルＩＧＦとするペア型の補助トランジ
スタとすることも有効である。

Ｓ４　（２５）にホウ素不純物を被膜形成の際わずか（
０，１〜１０Ｐｒ’Ｍ　）添加して真性またはＰ−また
はＮ−半導体としてスレッシュホールト電圧の制御を行
（１３） うことは有効であった。

この発明において、チャネル長はＳ２　（１４）の厚さ
で決められ、一般には０．１〜３μここでは１．０μと
した。かくのごとき短チャネルのため非単結晶半導体（
２５）の移動度が単結晶の１１５〜１／１００シかない
にもかかわらず１０ＭＨｚ以上のカットオフ周波数特性
を双対のトランジスタに有せしめた。

かくして、ドレイン（１５）または（１３）、ソース（
１３）または（１５）、ゲイト（２０）または（２０’
）としテＶ、、−５Ｖ、シ、、＝５Ｖ、動作周波数１５
．５ＭＨｚを得ることができた。

第３図は第２図に示した本発明のＩＧＦを応用した第１
図（Ａ）の表示パネルの一部の縦断面図を示したもので
ある。

第３図（Ａ）は第１図の２つのＩＧＦ　（１０）、（１
０’）がペア構成で設けられている。さらにその一方の
電極は液晶キャパシタ（３４）、ストーレッジキャパシ
タ（３４）の上側電極（第３図では下側に設けられてい
る＞＜３２＞、（３２’）に連結し、他方の電極は、液
（１４） 晶（３１）の電極（３０）、ストーレッジキャパシタ（
３４）の電極（３３）が設けられている。図面において
、（Ａ）の平面図のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’の縦断面図を（
Ｂ　）、（Ｃ）に示す。

第３図において、積層体（６０）に対し、下側電極は２
つ（１２）、＜１２’）が設けられている。上側電極（
１６）は、さらにそれにコンタクト（１９）をへてＸ方
向のリード（５１）を連設している。ゲイト電極（２０
）、＜２０’）は、２つのＩＧＩ’　（１０＞＃（１０
’＞　（第３図（Ａ）での破線で囲まれた領域（１０）
、（１０’））を除き、リード（４１）、＜　４２　）
をＹ方向に構成している。

下側電極（１２）、（１２’）はさらに延在して、液晶
およびストーレッジキャパシタの一方の電極（３２）。

（３２’）になっている。かくしてＸ方向、Ｙ方向にマ
トリックス構成を有し、ＩＴｒ／絵素構造を有せしめる
ことができた。またこのＩＧＦのオーバコート用ポリイ
ミド樹脂（２６）により、絵素の部分のみに液晶（３１
）が充填させている。またこの絵素（７０）、＜７０’
）の周辺部は２つの電極（３０＞、＜　３２　）間のス
ペーサ（厚さ１〜１０μ）をも兼ね、加えて絵素（１５
） 周辺部を黒色化（無反射）してブラックマトリックスと
して、この絵素のコントラストを向上させてることがで
きた。さらに、（３１）の領域に表示体である例えば液
晶が充填され、この絵素をＩＧＦ（１０）、＜１０’）
のオン、オフにより制御を行なわしめた。

第３図において、Ｓ３　（１５）上には第３図（Ｂ）で
金属導体（１６）を有し、（Ｃ）では第２のマスク■に
て除去することにより、Ｘ方向のリード（６１）を構成
させた。即ちもし導体が設けられていると、この導体は
Ｙ方向のリードとなり、Ｓ３をＸ方向にマトリックス化
できない。また第３図より明らかなごと＜、Ｓ３さらに
Ｓ４　（２５）は３０μ以上離れると絶縁体と考えるこ
とができるため、Ｙ方向に配列されたＩＧＦ間にはＳ３
、Ｓ４が残存していてもアイソレイションが不要である
。このためにＹ方向のＩＧＦは少なくとも３０μ以上互
いに離間してＸ方向の配線（５１）、＜５２）を設けた
。また図面において、表示部（３２）以外のリード（５
１＞、（５２）、＜　４１　）、（４２）を絶縁物（２
６）で覆うことは有効である。

（１６） さらに第３図より明らかなごとく、このディスプレイの
ＩＧＦの必要な面積は全体の１％以下である。表示部は
９１％、リード部８％となる。このことは、対を為す【
ＧＦを用いるに加え、チャネル長の短いＩＧＦであるた
め、基板上における必要な面積を少なくできた。かつフ
ォ］・リソグラフィの精度が動作周波数の上限を限定し
ないという他の特長を有する。

さらにこれらの絵素を高周波で動作させるため、ＩＧＦ
の周波数特性がきわめて重要であるが、本発明のＩＧＦ
はＶ、、＝５Ｖ、騙＝５Ｖにおいてカットオフ周波数１
０ＭＩＩｚ以上（１５，５Ｍ１ｌｚ　＞（ＮチャネルＩ
ＧＦ　）を有せしめることができた。Ｖい　−０，２〜
２ｖにすることが８４　（２５）への添加不純物の濃度
制御で可能となった。

周辺部のデコーダ、ドライバに必要な抵抗（Ｄ）、イン
バータ（Ｃ）につき本発明のＩＧＦを以下に記す。

第１図（Ｃ）のインバータの縦断面図を第４図に示す。

（１７） 第４図（Ａ）および（Ｂ）においてＩＧＦ　（６１）。

（６４）は第２図とその番号を対応させている。ドライ
バ（６１）は左側のＩＧＦを、ロードは右側のＩＧＦを
用いた。第４ＴＩ！Ｊの（Ａ）ではロードのゲイト電極
（２０）とＶゆ　（６５）とを連続させるエンヘンスメ
ント型を示す。第４図（Ｂ）は出力（６２）とゲイト電
極（２０）とを連続させたディプレッション型のＴＧＦ
を示す。

さらにこのインバータの出力は（６２）よりなり、この
基板上の２つのＩＧＦ　（６１）、（６４）を互いに離
間することな（同一半導体積層体（６０）に複合化して
設けたことを特長としている。

この第４図（Ａ）のインバータは上側電極を２つのＩＧ
Ｆとして独立せしめ（１６＞、＜１６’）とした。かく
すると１つのＩＧＦ　（６４Ｘロード）を電極（１９入
ドレイン（１５入チヤネル（９）４ソース（１３）、電
極（１２）即ち出力（６２）かつ他のＩＧＦ　（６１Ｘ
ドライバ）の電極（１２）、ドレイン（１３）、チャネ
ル（９′）、ソース（１５’）、電極（６６）として設
けることが可能となった。その結果、２つのＩＧＦを１
つのＳ１〜（１８） Ｓ３のブロックと一体化してインバータとすることがで
きた。

また第４図（Ｂ）は下側電極を２つに分割したもノテあ
る。即ｔ）ｌ　−Ｍ）ｒＧＦ　Ｏ−ド（６４）　Ｔ！Ｖ
ｐｐ（６５）、下側電極（１２）、ドレイン（１３）、
チャネル（９）、ソース（５）、電極（６２）即ち出力
（６２）、他のｒＧＦ　（ドライバＸ６１）でのトレイ
ン（１５）、チャネル（９つ、ソース（１３）、電極（
１２’）、Ｖ５．（６６）よりなり、入力（６３）をゲ
イト電極（２０’）に、また出力（６２）を５３　（１
５）より引き出さセ・た。

第１図の抵抗（７０）は第２図（Ｄ　＞、＜　Ｅ　）お
よび第３図（Ｄ）においてゲイ１−に加える電圧に無関
係にｓ、ｉ　（２５）のバルク成分の抵抗率で決められ
る。

即ちゲイト電極に加えられる電圧に無関係に５４のバル
ク成分の抵抗率で決められる。即ちゲイト電極を設けな
い状態でＳＬ、Ｓ２．Ｓ３を積層すればよい。

またこの抵抗値はＳ２の抵抗率とその厚さ、基板上に占
める面積で設計仕様に従って決めればよい。

かくのごとく本発明は縦チャネルであり、１つの積層体
を用いて２つの対をなすＩＧＦを作ること（１９） ができた。さらにゲイト電極をＳ３の一ヒ方にわたって
設けさせていないため、ＩＧＦのゲイト電極と３３との
寄生容量を少なくすることができるという大きな特長を
有する。さらにＳ２が絶縁性である時、３０〜１００ｖ
の大電圧をＳｌ、３３間に加えてもショートすることが
ない。またＳｌ　、　Ｓ３のいずれがドレインとして作
用しても、その外部は絶縁であるため、最も理想的ＩＧ
Ｆといえる。さらにＳ４のチャネル下もＳ２の絶縁性の
ため、周波数特性の向上に寄与する２つのｒＧＦを対を
なして同時に作ることができる。製造マスクも６回で十
分であり、マスク精度を必要としない等の多くの特長を
チャネル長が０．２〜１μときわめて短くすることがで
きることに加えて有せしめることができた。

本発明における第３図のディスプレイは１つの電極（３
２）力月つの絵素の大きさを決定する。第１図のごとき
走査型の方式において、１０μ　〜５ｍｍ’のマトリッ
クス状の絵素として５００　Ｘ５００とした。しかし積
層体としては対構成のＩＧＦのためＩＧＦ用のブロック
はその半分でよく、製造が積層（２０） の横チャネルＩＧＦに比べてきわめて製造しやすかった
。さらに液晶（３１）用の配向処理がされた２つの電極
（３０）、＜３２）間を１〜１０μとし、その間隙に例
えばネマチック型の液晶を注入して設けた。

またこのディスプレイをカラー表示してもよい。

さらに例えばこれらの絵素を三重に重あわせて作製して
もよい。そして赤縁黄の３つの要素を交互に配列せしめ
ればよい。

また逆方向リークは、第１図に示すようなＳｌまたはＳ
３を５ｉｘＣ１−＞＜（０＜ｘ＜１　例えばｘ＝０．２
）とすることにより、さらにＳ２を”’ｒ　Ｎ、−、（
０≦Ｘ〈４）または５ｉｘＣ１−ｙ（０≦ｘ〈１）とｔ
７て絶縁物化することによりこのＳｌ、Ｓ３の不純物が
３２に流入することが少なくなり、このＮ−Ｉ接合また
はｐ　−■接合のリークは逆方向に１０ｖを加えても１
０ｎＡ／−以下であった。これは単結晶の逆リークより
もさらに２〜３桁も少なく、非単結晶半導体特有の物性
を積極的に利用したことによる好ましいものであった。

さらに高温での動作において、電極の金属が非単結晶の
５１、Ｓ３内に混入して不良になり（２１） やすいため、この電極に密接した側を５ｉｘＣ＋ｘ　（
０〈ｘ〈１例えばｘ＝０．２）とした。その結果１５０
℃で１０００時間動作させたが何等の動作不良が１００
０素子を評価しても見られなかった。これはこの電極に
密接してアモルファス珪素のみで５１またはＳ３を形成
した場合、１５０℃で１０時間も耐えないことを考える
と、きわめて高い信頼性の向上となった。

さらにかかる積層型のＩＧＦのため、従来のように高精
度のフォトリソグラフィ技術を用し）ることなく、基鈑
特に絶縁基板上に複数個のＩＧＦ　、抵抗、キャパシタ
を作ることが可能になった。そして液晶表示ディスプレ
イにまで発展させることが可能になった・ 本発明における非単結晶半導体は珪素、ゲルマニューム
または炭化珪素（ＳｉｘＣ＋−ｘ　Ｏ＜　ｘ　＜　１　
＞。

絶縁体は炭化珪素または窒化珪素を用いた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による絶縁ゲイト型半導体装置、インバ
ータ、抵抗、キャパシタまたは絶縁ゲイト型半導体装置
とキャパシタとを絵素としたマトリ（２２） ソクス構造の等価回路を示す。 第２図は本発明の積層型絶縁ゲイト型半導体装置の工程
を示す縦断面図である。 第３図は本発明の積層型絶縁ゲイ１−型半導体装置とキ
ャパシタまた表示部とを一体化した平面ディスプレイを
示す複合半導体の縦断面図である。 第４図は本発明のｍｌｌ梨型絶縁ゲイト半導体装置イン
バータ構造を示す。 特許出願人 株式会社半導体エネルギー研究所 （２３） （／、２）　（２，２） 特開口ＨＧＯ−８９９５８（８） ｅ＋　Ｇｌ。 ど−４ど−メー、 覚４．■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上または基板上の電極−ヒに第１の半導体、第
   ２の半導体または絶縁体、第３の半導体および導体を概
   略同一形状に積層した積層体を有し、前記第１および第
   ３の半導体をしてソースおよびドレインを構成せしめ、
   前記積層体の側部に隣接して第４の半導体をチャネル形
   成領域を構成して設け、該第４の半導体上のゲイト絶縁
   膜と該ゲイト絶縁膜上に隣接して２つのゲイト電極を前
   記積層体の２つの側面に配設して２つの絶縁ゲイト型半
   導体装置を設けたことを特徴とする絶縁ゲイト型半導体
   装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、ゲイト電極は積層
   体上方に延在することなく設けられたことを特徴とする
   半導体装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、第２の半導（１） 体または絶縁体はＳ　Ｉ　Ｊ　Ｎ４−、＋　（０≦ｘ＜
   ４））または５ｉｘＣ１−）＜　（０≦ｘく１）を主成
   分としたことを特徴とする半導体装置。