JPS6179257A - 薄膜トランジスタ装置 - Google Patents

薄膜トランジスタ装置

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JPS6179257A
JPS6179257A JP20088284A JP20088284A JPS6179257A JP S6179257 A JPS6179257 A JP S6179257A JP 20088284 A JP20088284 A JP 20088284A JP 20088284 A JP20088284 A JP 20088284A JP S6179257 A JPS6179257 A JP S6179257A
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    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非晶質シリコン(α−57)の如き遮光を必
要とする薄膜トランジスタ(TPT)に関するものであ
る。
〔従来技術〕
α−s7や多結晶SZを用いたTPTは、液晶表示装置
をはじめ広く応用されつつある。しかしながら、中でも
α−8iは光に対し高感度なため光があたるとTNT特
性が変化する問題があり、遮光を必要とする。第2図は
、従来のα−5zTFTの断面構造例である。ガラス等
の絶縁基板1の上に設けられ、金属等のゲート電極2.
ゲート電極を被うゲート絶縁膜8.その上の高抵抗α−
81膜4.α−8i膜4に接しゲート電極20両側に配
された第1主電極5(例えばソース)第2主電極(例え
ばドレイン)よりα−81TPTが形成される。下方か
らの光に対してはゲート電極2で遮光できるが、上方か
らの光については遮光膜8を必要とする。遮光膜8は通
常金属等の不透明導電膜を用いるので、第1及び第2主
電極5゜6との絶縁のため遮光膜8f1′には絶縁膜7
が配される。絶縁膜7には、5iOc 、 81N$ 
、ポリイミド等が用いられ、遮光膜8にはA7 、 C
f等の金属や、α−B ZZGJT−Z等の半導体薄膜
が用いられ、堆積工程、マスク工程が必要であった1以
上、いわゆる逆スタガー構造のTPTについて説明した
が、ゲート電極が表面側にあるスタガー構造も同様で基
板側に遮光膜を必要としていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来構造では第2図の様に遮光膜8が電気的に浮いた形
になり、いわゆる浮遊ゲートとして働く。
そのため、遮光膜8側の半導体薄膜40表面は、ソース
・ドレイン電圧の影譬を受けた遮光膜8の電位でチャン
ネルが誘起し、たとえゲート電圧が0■でもリーク電流
が多くなってしまう問題があ−8〜 った、iた、堆積する膜の層数やマスク工程数も多いと
いう問題がある。
本発明は、上記の遮光膜の浮遊ゲート効果をなくすこと
を第1の目的とし、製造工程数を減少できるTPT構造
を提供することを第2の目的とする。さらに、リーク電
流の少ないTPTの提供を第8の目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明では、半導体薄膜と、ゲート電極及びゲート絶縁
膜、半導体薄膜に接しゲート電極の両側に設けられた第
1及び第2主電極からなる横型単位TPTで、第1主電
極に半導体薄膜上及び第2主電極上に絶縁膜を介して延
在する第1主電極延在部を設けたものを、2つ用いる。
そして、各単位TPTのゲート電極同志、第2主電極同
志を短絡し、1つの単位T]ll’TO第1主電極をソ
ース、他の単位TPTの第1主電&をドレイン、2つの
短絡したゲート電極をゲートとして、1つのTPTとし
て動作せしめるものである。
〔作用〕
第1主電極延在部が、遮光膜の働きを兼ねるため、TP
Tは特に遮光膜を必要としない、1つの単位TPTの第
1主電極延在部が第1主電極と同電位になるため、第1
主電極をソースとして動作するとき、半導体薄膜表面に
チャンネルが誘起されることはない。
しかし、第2主電極をソースとして働かせたときには、
第1主電極及びその延在部にドレイン電圧がかかり、リ
ーク電流を増加させてしまう1本発明では、この1つの
単位TPTの特性を利用し、2つの単位TFTt−組み
合わせることにより、双方向性をもった1つのTPTと
して動作せしめている。それ故、リーク電流は、2つの
うちの1つの単位TPTの第1主電極接地特性からきま
り。
これは上述の様に遮光膜の浮遊ゲート効果をもたないた
め、リーク電流は少ない。
〔実施例〕
以下に図面を用いて本発明を詳述する。
縞1図は、本発明によるTPTの断面栴造例である。1
つの単位T P T Tlは、ガラス、石英、セラミッ
クス、絶縁物コートされたSZや金属等の絶縁基板1上
に選択的に形成されたゲート電極12 、その上のゲー
ト絶縁膜13 、さらにその上のα−s4Hm 等の半
導体薄膜14.半導体薄膜14に接しゲート電極12と
平面的に一部重なる第1主電極15、第2主電極16か
ら成り、第1主電極15は延在部115を有し半導体薄
膜14及び第2主電極16の一部と絶縁膜17を介して
平面的に重なっている。他の単位TPTT1も同様な構
造を有し、絶縁基板1、ゲート電極22.ゲート絶縁1
L半導体薄膜24、第1主電極5.第2主電極あ、絶縁
膜27.第1主電極延在部125から成る。本発明は単
位TFTT1とT8の組み合せより成り、それぞれの第
2主電極16 、26を短絡、ゲート電極12 、22
の短絡している。第1図の例では、ゲート電極12 、
22は共通に設けている。ゲート電極12 、22は、
不透明導電膜よりなりA、#、Cr、MO,Tα、W。
等の金属や硅化物、それらの多層膜、場合によれば低抵
抗半導体膜が使用される。ゲート絶縁膜13.23は、
プラズマCVDや光CVD等で堆積した酸化硅素(8z
O$)膜や窒化硅素(5iN2H)膜等が用いられる。
必要に応じては、ゲート電極12 、22材料の酸化膜
も用いることができる。半導体薄膜14.24ハ、ブ7
ズーqcVDJp光CVD、、Xバッター、イオンビー
ム堆積等によるa−siHm −?) a−si:ir
またはその混合物が用いられる。場合によれば、多結晶
Si膜や単結晶ez膜も用いることができる。
第1及び第2主電極15 、16 、2.’5 、あは
導電膜から成り、IL A 、 Cr 、 M o 、
 T a 、 W等の金属やその硅化物、ITO@;の
透明専ML膜、それらの多層膜が用いられ、半導体薄膜
14 、24との接触部には+ nα−Bi :Hの如き低抵抗半導体薄膜が挿入される
ことがある。低抵抗半導体温゛膜はPα−si:Hも勿
論用いられるし、nまたはPα−8i:I!′、nまた
は+ P多結晶SZ等も適用できる。絶縁膜17,27は上述
の8i07や5iN2Hの他に、ポリイミドや塗布Sz
O$等も用いられる。第1主電極延在部115,125
は第1主電極と同様な材料で不透明導電膜が使われる。
第1図のTPTでは、単位TPTT、の第1主電極及び
単位TE’TT、の第1主電極がソ一ス及びドレインと
して、各単位TPTのゲート電極12 、22が共通ゲ
ートとして動作させられる。
第8図は、本発明を液晶表示装置用TPT基板に適用し
た例を示す。単位TPTはそれぞれ分割されたゲート電
極12.22を有し、他の部分で短絡している(図示せ
ず)例を示した。また、半導体薄膜14 、24は2つ
の単位TF’Tにつき共通薄膜4とし、画素電極9と同
時に2つの単位TPTの共通第2主電極106を必要に
より単位T F T Tlの第1主電極15の補助電極
105を形成した構造を示した。画素電極9は工TOや
SnO2などの透明導電膜より形成される。本例では単
位T P T T。
の第1主電i15がデータ(またはドレイン)ラインと
して、ゲート電極12 、22がアドレス(またはゲー
ト)ラインとしてマトリックス状に配置することができ
る単位画素構造例を示した。
第4図には、本発明をやはりアクティブマトリクス液晶
表示装置に適用したときの単位画素構造例を示す。本例
においては、単位TPTT1 、T2に対し分割された
ゲート電極12 、22を有し、ゲ一ト絶縁膜8 (I
(、23) 、半導体薄膜4は共通領域として形成して
いる。第1主電極1.5 、25と半導体薄膜4との接
触は、n半導体薄膜35 、45 、 I T O等の
透明導電膜105.9fc介して形成され、単位TPT
T!の透明導電膜9は、画素電極9としても働く。第2
主電極106は、透明導電膜から成り、半導体薄膜4と
の接触部はn半導体薄M36を介している。本例におい
ても、単位TPTT1の第1主電極15がドレインライ
ンとして、単位TFTT、の第1主電極5が各画素のソ
ースとして短絡されたゲート電極12 、22がゲート
ラインとして働く。
以上、いわゆる逆スタガー構造のTF’Tについて説明
してきたが、第5図にはスタガー構造TPTに本発明を
適用し、単位画素について説明する。
絶縁基板1上に、単位TPTTl 、T2の第1主電極
15 、16及び第1主電極延在部115,125が、
絶縁膜7を介して共通第2主電極106が形成される。
共通第2主電極106と同時に絶縁膜7の開孔全通して
単位T P T Tlの紀1主電極5に接する画素電極
9を形成できるので、共通第2主電極106の少なく共
一部は透明導電膜が好ましい、第1主電極15,5上の
絶縁膜7に開孔を設はて、半導体薄膜4を選択的に設け
、さらにゲート絶縁M8I共通ゲート電極2を形成する
。必要、に応じ同時に単位TFTT、の第1主電極15
に接するドレインライン5′f:設けることもできる。
第1主電極15 、25及び第1主電極延在部115,
125は、金属等の不透明導電膜から成り、必要に応じ
その上に低抵抗半導体膜を積める。また共通第2主電極
106や画素電極9も低抵抗半導体膜と透明導電膜の2
層構造も適用でき、画素電極9の低抵抗半導体膜は半導
体薄膜4の選択エッチ時に同時に除去できる。
〔発明の効果〕
以上の様に、本発明によるTIFTは、(1)遮光膜を
特に堆積する必要がない、(2)2つの単位TIrTか
ら成っているのでリーク電流が少ない、という利点t−
もつ、特にアクティブマトリクス表示装置に本発明のT
PTを適用したときには、(8)画累電lO− 極と第2主電極を同時に形成でき、工程を簡単化できる
特徴をも有する。本発明のTPTは、第2主電極に接す
る部分の半導体薄膜については充分な遮光は行なわれな
いが、この部分の半導体薄膜の低抵抗化はむしろ特性上
望ましい。そのため場合によれば、第2主電極は特に設
ける必要のないこともある。
以上主に半導体薄膜としてα−Bi:Rf用いた例を述
べてきたが、多結晶81や単結晶s4薄膜についても、
さらにs7に限らず他の半導体薄膜についても本発明は
適用できる。
本発明によりTPT装置のコストが低減され、リーク電
流性能が向上するので、その工業的意義は大きい。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明によるTPTの断面図、第2図は従来の
1“FTの断面図、第8図乃至第5図はそれぞれ本発明
を了クチイブマトリクス液晶表示装置用基板の単位画素
に適用したときの断面図である。 1・・絶縁基板 2 、12 、22・・ゲート電極8
 、13 、23・・ゲート絶縁膜 4 、14 、2
4・・半導体薄膜 5,15,25@・第1主電極 6
 、16 。 26.106・・あ2主電極 ’1,17,27・・絶
縁膜 115,125・・第1主電極延在部以   上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁基板と、半導体薄膜と、前記半導体薄膜とゲ
    ート絶縁膜を介して平面的に接するゲート電極と、前記
    ゲート電極と少なく共ゲート絶縁膜を介して平面的に重
    なる部分を有し前記半導体薄膜に接する第1主電極及び
    第2主電極とから成り、前記第1主電極が前記半導体薄
    膜のゲート電極に対し反対側表面に絶縁膜を介して延在
    し、かつ前記第2主電極の一部と前記絶縁膜を介して平
    面的に重なる第1主電極延在部を有する構造をそれぞれ
    有する第1及び第2の単位薄膜トランジスタから成り、
    前記第1及び第2の単位トランジスタの第2主電極同志
    を短絡し、かつゲート電極同志を短絡して1つのトラン
    ジスタとして動作せしめることを特徴とする薄膜トラン
    ジスタ装置。
  2. (2)前記第2主電極の少なく共一部が透明導電膜より
    成り、前記第1主電極の少なく共一部が不透明導電膜よ
    り成ることを特徴とした特許請求の範囲第1項記載の薄
    膜トランジスタ装置。
JP20088284A 1984-09-26 1984-09-26 薄膜トランジスタ装置 Expired - Lifetime JPH0620137B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5111261A (en) * 1988-07-13 1992-05-05 Seikosha Co., Ltd. Silicon thin film transistor with an intrinsic silicon active layer formed within the boundary defined by the edges of the gate electrode and the impurity containing silicon layer
US6713783B1 (en) 1991-03-15 2004-03-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Compensating electro-optical device including thin film transistors

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US5111261A (en) * 1988-07-13 1992-05-05 Seikosha Co., Ltd. Silicon thin film transistor with an intrinsic silicon active layer formed within the boundary defined by the edges of the gate electrode and the impurity containing silicon layer
US6713783B1 (en) 1991-03-15 2004-03-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Compensating electro-optical device including thin film transistors

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