JPS6179259A - 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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JPS6179259A
JPS6179259A JP59200886A JP20088684A JPS6179259A JP S6179259 A JPS6179259 A JP S6179259A JP 59200886 A JP59200886 A JP 59200886A JP 20088684 A JP20088684 A JP 20088684A JP S6179259 A JPS6179259 A JP S6179259A
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    • 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
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    • HELECTRICITY
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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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices

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、薄膜トランジスタ(T P T)を塔載した
装置で静電気等高電圧に対し保護機能を有しfCT F
 T装置に関するものである。
〔従来技術〕
TPTは通常ガラス基板等の絶縁基板上に設けら扛るた
め、製造プロセス中や実装工程中の静電気で破壊しやす
い問題を有していた。例えば、Si基板に形成さn f
c M 0日トランジスタのゲート保護には、基板との
間に保護ダイオードを挿入していた。保護ダイオードに
は、ツェナーダイオードの様にMOS )ランジスタの
Vyn(1,、きい値電圧)より高く、ゲート破壊電圧
より低い電圧で降伏する特性をもたしていた。しかしな
がら、TPTの場合にはPM接合ダイオードを作るのが
困雛であつ7’Cり、そのために製造工程が増えたりし
てしまう。また基板が絶縁性のため、s4基板の様な静
電気保護はとりにくい難点があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
、ト述の如く、静電気保護のためTIPT塔載基板にP
N接合やショットキー接合ダイオードを同時に作りこむ
のは、工程が増える難点があった。
本発明は、TPT製造工程と同時に製造可能な2端子素
子で、保護すべき端子に接続できる構造を提供し、上記
の問題を解決するものである。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は、TFT装置の外部取り出し端子間にTPTと
同時に製造可能な2端子素子を挿入する。または、上記
2端子素子を、外部取り出し端子と共通浮遊電極との間
に挿入するものである。2端子素子は、TII’Tとほ
ぼ同様な構造を有し、TFTの半導体薄膜と同時に形成
さrL7を付加半導体薄膜を有しており、両端に第1及
び第2主電極が設けらnている。また、TPTのゲート
電極及びゲート絶縁膜と同時に形成できる付加ゲート電
極及び付カロゲート絶縁膜を有し、遮光と場合によnば
半導体薄膜にチャンネルを形成する。このチャンネル形
成は、付加ゲート電極と第2主電極との短絡、または容
蓋結合による。さらに、この2端子素子が両方向に電流
を流せる様に、付加半導体薄膜表面に絶縁膜を介して延
在し、第1主電極と同電位の第1主電極延在部を設ける
。以上の2端子素子は、内部のTPT動作に影響を与え
ない様、チャンネル長、チャンネル幅、’VyHの選択
がさnるが、さらに付加ゲート電極と第1主電極の間、
第1主電極延在部と第2主電極の間にオフセット領域を
設定することも可能である。
〔作用〕
外部取り出し端子間、または外部取り出し端子と共通浮
遊電極の間に非綜形特性を有する2端子素子を挿入する
ことにより、例えば1つの端子に静電気が印刀口さt′
L、たとき2端子素子を通して他の端子にも静電気を分
割し、実質的な印加電圧を低くする。共通浮遊電極を設
けた場合には、静電気は2端子素子から共通浮遊電極さ
′らに2端子素子を通して他の複数の端子に放電さnる
ので、さらに印加電圧を低くすることができる。2端子
素子は、そn故TXPT装置の動作電圧より高く、破壊
電圧より低い電圧で電流が渾nる様、寸法、構造が選ば
扛ている。
〔実施例〕
以下に図面に沿って本発明を詳述する。第1図に)は、
本発明を1つのTIFTに適用した1実施例の平面図、
第1図(6)は第1図に)のB−Bl線に沿った断面図
、第1図(c)は第1図(ロ)のムーム1線に沿った断
面図である。第1図の)は静電気保tii2端子素子部
、第1図(c)はTII’T部の断面図を示す。
TPTは、ガラス、石英、セラミックス、絶縁物コート
さ′;!した導電基板等のいわゆる絶縁基板1上に形成
さ扛、ゲート電極2、ゲート絶縁膜8、半導体薄膜4、
ソース電極5、ドレイン電極6から成る。本例では、T
II′Tのソース。ゲート端子15、12の間に2端子
素子を挿入した例を示した。2端子素子は、基板1の上
のゲート絶縁膜8と同時に堆積された付加ゲート絶縁膜
13上に形成さn1TFTの半導体薄膜4と同時に堆積
さrtyc付加半導体薄膜14と、ソース、ドレイン電
極5.6と同時に設けらrL7’(第1主電極105、
第2主電極106から成る。この例では、第2主電極1
06とゲート端子12を短絡している。本例において、
例λ、ばソース端子15に静電気が印加すnば、静電気
はTII’Tのソース側と2端子素子を通してゲート側
に分流さn実質的電圧は低下する。勿論、ゲート端子1
2とドレイン端子間に2端子素子を挿入することも有効
である。半導体薄膜4にa−E3t:H膜やα−s7 
:F膜を用いたとき、TPT及び6一 2端子素子共に遮光を必要とする場合があるが、図面で
は省略した。本例の2端子素子は、保護すべき静電気の
範囲によって異なるが、一般的にTFTのチャンネル長
より短い第1#第2主電極間距離を有する。また、2端
子素子の構造は、第1図(b)に限らず、さらに他の例
もあり後述する。
第1図@)〜(C)では2端子素子を外部取り出し端子
間に入n*例を示したが、第2図は外部取り出し端子と
共通浮遊電極間に入nた平面図例を示す。第2図におい
て、TF′T装置の外部取り出し端子10,20,30
.40 、 、。。は例えばチップの周辺に位置するが
、チップ外円に沿って共通浮遊電極100を設け、外部
取り出し端子10 、20 、加、40゜。。と共通浮
遊電極100の各々の間に2端子素子110,120,
180,140.amを挿入する。例えば、端子10に
印刀口さ2″した静電気は、2端子素子110、共通電
極100.2端子素子120.180,140.。0.
を経て端子20,30゜40、、、。に放電し、端子1
0に接続さnfcTFT等を保護する。そのため、この
例での2端子素子は、外部取り出し電極側から共通浮遊
電極側へ電流が流nるしきい値電圧よりも逆方向のしき
い値電圧の方が低いことが望ましい。共通浮遊電極は、
外部取り出し端子と同時に、またはゲート電極または他
電極と同時に形成できるので特に工程増にはならない。
TPT装置に外部取り出し端子として共通接地端子があ
る場合には、この端子を共通浮遊電極と同様に利用する
ことができる。
以下に2端子素子の構造例について説明する。
第3図(ロ))は、本発明に使用さ牡る2端子素子の実
施例を、第3図(b)のT11rTの構造と対応して示
す。TIFTは逆スタガー構造例であり、基板1、ゲー
ト電極2、ゲート絶縁膜8、半導体薄膜4、ソース、ド
レイン電極5.6及び必要に応じ遮光膜も含む表面保護
膜7から成る。このTPTに対応し、同時作製可能な2
端子素子は、ゲート電極2と同時に形成さnる付加ゲー
ト電極12、以下同様に付加ゲート絶縁gi13、付加
半導体薄膜14、第1及び第2主電極105,106及
び表面保護膜17より成る。この例では、付加ゲート電
極12は電気的に浮いており、遮光の役目を果たす。ま
た、第1及び第2主電極105,106との平面口重な
りを大きくす牡ば、容量結合で付加ゲート電極12の電
位を制御でき付加半導体薄膜14にチャンネルを形成で
きる。表面保護膜17は、B40x、ポリイミド等絶縁
膜が用いらnるが最上層に不透明導電膜を設けnば、遮
光と浮遊ゲートの働きを兼ねら扛る。
第4図乃至第6図は、第3図の)の逆スタガー型TPT
と同時に作成できる2端子素子の断面例である。第4図
は第3図(ロ)の2端子素子の竹刀ロゲート電極12と
第2主電極106を短絡した例で、第2主電極106に
電圧が印加さlrしたときTIl’TのVTIとほぼ同
じ値で電流が流しる。そのため静電気保護素子と用いる
ときには、TPTよりチャンネル長を長く、ま几はチャ
ンネル幅を狭くすることが望ましい。また、第2主電極
106を共通浮遊電極に接続することが好ましい。
第5図は、第4図の例において竹刀ロゲート電極【2と
第1主電極1050間に平面的重畳をなくし、いわゆる
オフセットを設け、見かけ上VTHを高くシl;例であ
る。
第6図は、さらに第5図の例において遮光、嘆を第1主
電極延在部27として第1主電極106に接続しt例で
、両方向に電流を流しやすい構造を有している。
第7図(α)と(b)は、本発明をゲート電極が半導体
薄膜の上方に位置するいわゆるスタガー形TII’T(
第7図(b))と同時塔載可能な2端子素子(第7図(
a)の例である。第1図の)、第3図(ロ)、第5図及
び第6図の各構造に対応する2端子素子が可能であるが
、第7図(φには第4図に対応する構造例を示した。第
7図(6)のスタガー形TPTは、基板1上の遮光膜3
7、絶縁膜47、ソース、ドレイン電極5,6、半導体
薄膜4、ゲート絶縁膜8、ゲート電甑2、必要に応じゲ
ート電極2と同時に形成できるソース。ドレイン配線1
5 、16から成っている。このTII’Tに対応して
紀7図に)の2端子素子は、遮光N37と同時形成でき
る第1主電極延在部57、以下同様に絶縁gI47、第
1及び第2主電極105,106、付加半導体薄膜14
、付加ゲート絶縁膜13、付加ゲート電極【2から成り
、付加ゲート電極12と第2主電極106とが短絡さn
1必要により第1が第2主電極配線115,116が設
けらnている。
以上、逆スタガー形、スタガー形TIFTと同時形成可
能な2端子素子の例を述べてきたが、以上の例に限らず
本発明で用いる2端子素子は基本的にTPTと同じ構造
をもっているので、他の構造のTPTのときにも本発明
は適用できる。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明によnばTUFT装置の特に実装工
程における静電気破壊をなくせるので最終的な歩留りが
向上し、コスト低減に役立つ。また、静電気対策のため
に特に製造工程の増加がないことも他の利点である。
本発明を主にcL−s4’ry’r装置について述べて
きたが、多結晶Six単結晶S(を初め他の半導体薄膜
を用いたTIPTを塔載する装置についても本発明は適
用でき、その工業的意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図@は本発明の一実施例を説明するための平面図、
第1図の)は第1図(へ)のB、−B l線にそった断
面図であり、第1図(6)は第1図(ロ)のA−ム智線
にそった断面図である。第2図は本発明の他の実施例の
平面図、第3図(ロ)及び第3図(6)はそnぞn本発
明で用いる2端子素子とTFTの構造例の断面図、第4
図乃至第6図はそnぞn本発明で用いる2端子素子の構
造例の断面図、第7図(ω及び第7図の)はそ扛ぞn本
発明による他の実施例の2端子素子とTF’Tの構造例
の断面図である。 1、。基板、2゜。ゲート電極、8.。ゲート絶縁膜、
4゜。半導体薄膜、5゜。ソース電極、6゜。ドレイン
電極、7.17゜。表面保護膜、12、。付加ゲート電
極、13.。付加ゲート絶縁膜、14、。付加半導体薄
膜、105.、第1主電極、106、、第2主電極、2
7.57.。第1主電極延在部、10,20,30,4
0.、外部取り出し電極、100゜。共通浮遊電極。 以上 出願人 七イコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 最 上    務 、1リ−

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、絶縁基板上に、少なく共ゲート電極、ゲート絶
    縁膜、半導体薄膜、ソース電極、ドレイン電極から成る
    薄膜トランジスタを塔載し、外部取り出し端子を複数個
    有する薄膜トランジスタ装置において、前記端子間もし
    くは前記端子と共通浮遊電極間の少なく共1つに、前記
    半導体薄膜と同時に形成された付加半導体薄膜と、該付
    加薄膜をはさんで形成された第1主電極と第2主電極と
    から少なく共成る2端子素子を接続し、高電圧保護を行
    なつたことを特徴とする薄膜トランジスタ装置。
  2. (2)、前記2端子素子が前記付加半導体薄膜に対し前
    記ゲート絶縁膜と同時に形成された付加ゲート絶縁膜を
    含む第1絶縁膜を介して平面的に重なる前記ゲート電極
    し同時に形成された付加ゲート電極を具備することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄膜トランジスタ
    装置。
  3. (3)、前記付加ゲート電極が前記第2主電極と短絡し
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の薄
    膜トランジスタ装置。
  4. (4)、前記付加ゲート電極が前記第1主電極に対しオ
    フセットを形成していることを特徴とする特許請求の範
    囲第3項記載の薄膜トランジスタ装置。
  5. (5)、前記第1主電極が前記付加ゲート電極に対し反
    対側の前記付加半導体薄膜表面に第2絶縁膜を介して、
    前記第2主電極と平面的に重なるまで延在する第1主電
    極延在部を有することを特徴とする特許請求の範囲第2
    項乃至第4項いずれか記載の薄膜トランジスタ装置。
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