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公開番号2024150626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-23
出願番号2024116932,2023090807
出願日2024-07-22,2008-06-27
発明の名称半導体装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類G11C 19/28 20060101AFI20241016BHJP(情報記憶)
要約【課題】電気特性が良好であり、信頼性の高い薄膜トランジスタを有する発光装置を量産高く作製する方法を提案することを課題とする。
【解決手段】逆スタガ型の薄膜トランジスタを有する発光装置において、逆スタガの薄膜トランジスタ83は、ゲート電極上にゲート絶縁膜が形成され、ゲート絶縁膜上にチャネル形成領域として機能する微結晶半導体膜87が形成され、微結晶半導体膜上にバッファ層88が形成され、バッファ層上に一対のソース領域及びドレイン領域89が形成され、ソース領域及びドレイン領域の一部を露出するようにソース領域及びドレイン領域に接する一対のソース電極及びドレイン電極92a～92cが形成される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１乃至第７のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、出力信号配線と常に導通し、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、第１の信号線と常に導通し、
前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記出力信号配線と常に導通し、
前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、電源線と常に導通し、
前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第２のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記第３のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第４のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第２のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第４のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記電源線と常に導通し、
前記第４のトランジスタのゲート電極は、前記第１のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第５のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第１のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第５のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、第１の配線と常に導通し、
前記第６のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第１のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第６のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記電源線と常に導通し、
前記第６のトランジスタのゲート電極は、前記第２のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第７のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第１のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第７のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記電源線と常に導通し、
前記第７のトランジスタのゲート電極は、第２の信号線と常に導通し、
前記第１の配線が、少なくとも前記第５のトランジスタのチャネル形成領域を介して前記第１のトランジスタのゲート電極および前記第４のトランジスタのゲート電極と導通状態であるとき、前記第１のトランジスタがオンする電位および前記第４のトランジスタがオンする電位が少なくとも前記第５のトランジスタのチャネル形成領域を介して前記第１のトランジスタのゲート電極および前記第４のトランジスタのゲート電極に入力され、
前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方が、少なくとも前記第３のトランジスタのチャネル形成領域を介して前記第２のトランジスタのゲート電極および前記第６のトランジスタのゲート電極と導通状態であるとき、前記第２のトランジスタがオンする電位および前記第６のトランジスタがオンする電位が少なくとも前記第３のトランジスタのチャネル形成領域を介して前記第２のトランジスタのゲート電極および前記第６のトランジスタのゲート電極に入力され、
前記第５のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方としての機能する領域を有する第１の導電層は、前記第７のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方としての機能する領域を有し、
前記第２のトランジスタのゲート電極としての機能する領域を有する第２の導電層は、前記第６のトランジスタのゲート電極としての機能する領域を有し、
前記第４のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能する領域を有する第３の導電層は、前記第６のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能する領域と、前記第７のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能する領域と、を有する半導体装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
第１乃至第７のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、出力信号配線と常に導通し、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、第１の信号線と常に導通し、
前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記出力信号配線と常に導通し、
前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、電源線と常に導通し、
前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第２のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記第３のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第４のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第２のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第４のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記電源線と常に導通し、
前記第４のトランジスタのゲート電極は、前記第１のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第５のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第１のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第５のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、第１の配線と常に導通し、
前記第６のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第１のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第６のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記電源線と常に導通し、
前記第６のトランジスタのゲート電極は、前記第２のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第７のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、前記第１のトランジスタのゲート電極と常に導通し、
前記第７のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記電源線と常に導通し、
前記第７のトランジスタのゲート電極は、第２の信号線と常に導通し、
前記第１の配線が、少なくとも前記第５のトランジスタのチャネル形成領域を介して前記第１のトランジスタのゲート電極および前記第４のトランジスタのゲート電極と導通状態であるとき、前記第１のトランジスタがオンする電位および前記第４のトランジスタがオンする電位が少なくとも前記第５のトランジスタのチャネル形成領域を介して前記第１のトランジスタのゲート電極および前記第４のトランジスタのゲート電極に入力され、
前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方が、少なくとも前記第３のトランジスタのチャネル形成領域を介して前記第２のトランジスタのゲート電極および前記第６のトランジスタのゲート電極と導通状態であるとき、前記第２のトランジスタがオンする電位および前記第６のトランジスタがオンする電位が少なくとも前記第３のトランジスタのチャネル形成領域を介して前記第２のトランジスタのゲート電極および前記第６のトランジスタのゲート電極に入力され、
前記第５のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方としての機能する領域を有する第１の導電層は、前記第７のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方としての機能する領域を有し、
前記第２のトランジスタのゲート電極としての機能する領域を有する第２の導電層は、前記第６のトランジスタのゲート電極としての機能する領域を有し、
前記第４のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能する領域を有する第３の導電層は、前記第６のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能する領域と、前記第７のトランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方としての機能する領域と、を有し、
前記第２の導電層は、第４の導電層を介して、前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方としての機能する領域を有する第５の導電層と常に導通している半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも画素部に薄膜トランジスタを用いた発光装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数十～数百ｎｍ程度）をチ
ャネル形成領域に用いて薄膜トランジスタを構成する技術が注目されている。薄膜トラン
ジスタはＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置の
スイッチング素子として開発が急がれている。
【０００３】
画像表示装置のスイッチング素子として、非晶質半導体膜をチャネル形成領域に用いた薄
膜トランジスタ、または多結晶半導体膜をチャネル形成領域に用いた薄膜トランジスタ等
が用いられている。多結晶半導体膜の形成方法としては、パルス発振のエキシマレーザビ
ームを光学系により線状に加工して、非晶質珪素膜に対し線状ビームを走査させながら照
射して結晶化する技術が知られている。
【０００４】
また、画像表示装置のスイッチング素子として、微結晶半導体膜をチャネル形成領域に用
いた薄膜トランジスタが用いられている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平４－２４２７２４号公報
特開２００５－４９８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多結晶半導体膜をチャネル形成領域に用いた薄膜トランジスタは、非晶質半導体膜をチャ
ネル形成領域に用いた薄膜トランジスタに比べて電界効果移動度が２桁以上高く、半導体
表示装置の画素部とその周辺の駆動回路を同一基板上に一体形成できるという利点を有し
ている。しかしながら、非晶質半導体膜をチャネル形成領域に用いた場合に比べて、半導
体膜の結晶化のために工程が複雑化するため、その分歩留まりが低減し、コストが高まる
という問題がある。
【０００７】
また、微結晶半導体膜の結晶粒の表面は、酸化されやすいという問題がある。このため、
チャネル形成領域の結晶粒が酸化されると、結晶粒の表面に酸化膜が形成されてしまい、
当該酸化膜がキャリアの移動の障害となり、薄膜トランジスタの電気特性が低下するとい
う問題がある。
【０００８】
上述した問題に鑑み、本発明は、電気特性が良好であり、信頼性の高い薄膜トランジス
タを有する発光装置およびその発光装置を量産高く作製する方法を提案することを課題と
する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
逆スタガ型の薄膜トランジスタを有する発光装置において、逆スタガの薄膜トランジスタ
は、ゲート電極上にゲート絶縁膜が形成され、ゲート絶縁膜上にチャネル形成領域として
機能する微結晶半導体膜（セミアモルファス半導体膜ともいう。）が形成され、微結晶半
導体膜上にバッファ層が形成され、バッファ層上に一対のソース領域及びドレイン領域が
形成され、ソース領域及びドレイン領域の一部を露出するようにソース領域及びドレイン
領域に接する一対のソース電極及びドレイン電極が形成される。このため、ソース領域及
びドレイン領域は、ソース電極及びドレイン電極に接する領域と、ソース電極及びドレイ
ン電極に接しない領域とを有する。また、ソース電極及びドレイン電極の外側において、
ソース領域及びドレイン領域の一部、並びにバッファ層の一部が露出している。また、ソ
ース電極及びドレイン電極の端部の外側にソース領域及びドレイン領域の端部、並びにバ
ッファ層の端部が形成される。
【００１０】
ソース電極及びドレイン電極の端部と、ソース領域及びドレイン領域の端部が一致せず、
ソース電極及びドレイン電極の端部の外側にソース領域及びドレイン領域の端部が形成さ
れることにより、ソース電極及びドレイン電極の端部の距離が離れるため、ソース電極及
びドレイン電極間のリーク電流やショートを防止することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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