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公開番号2024153903
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-29
出願番号2024129777,2024066006
出願日2024-08-06,2008-07-25
発明の名称表示装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類G02F 1/1368 20060101AFI20241022BHJP(光学)
要約【課題】サイズが小さく、耐圧の高い薄膜トランジスタにより構成された保護回路を有す
る表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置の保護回路において、非晶質半導体層と、微結晶半導体層と、該微
結晶半導体層に接するゲート絶縁層と、ゲート電極層と、が重畳する薄膜トランジスタを
用いる。微結晶半導体層の電流駆動能力が高いため、トランジスタのサイズを小さくする
ことができる。また、非晶質半導体層を有することで耐圧を向上させることができる。こ
こで表示装置とは、液晶表示装置又は発光装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力端子と、画素部と、を有する表示装置であって、
前記入力端子と前記画素部との間には少なくとも一の保護回路を有し、
前記保護回路は、少なくとも一の薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタは、
ゲート電極と、
前記ゲート電極を覆って設けられたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に設けられた微結晶半導体層と、
前記微結晶半導体層上に設けられたバッファ層と、
前記バッファ層上の一部に設けられ、側面が前記バッファ層の凹部の側面と略同一面上に存在するソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域上に接して設けられたソース電極と、前記ドレイン領域上に接して設けられたドレイン電極と、を有し、
前記バッファ層において、前記ソース領域及びドレイン領域と重畳する領域は、チャネル形成領域と重畳する領域よりも厚く、
前記ソース電極及びドレイン電極上には保護絶縁層を有し、
前記保護絶縁層は第１の開口部及び第２の開口部を有し、
前記第１の開口部は、前記ソース電極又はドレイン電極に達するように設けられ、
前記第２の開口部は、前記ゲート電極上に達するように設けられ、
前記保護絶縁層上には前記第１の開口部と前記第２の開口部を接続する電極が設けられていることを特徴とする表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタを有する表示装置に関する。特に、液晶表示装置又は発光
装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、絶縁性表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数ｎｍ～数百ｎｍ程度
）を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ている。特に、液晶表示装置等の画
像表示装置のスイッチング素子としての開発が急がれている。
【０００３】
薄膜トランジスタに代表される半導体素子では、素子の劣化或いは絶縁破壊に繋がる帯
電現象（チャージング）を如何に抑えるかが、半導体装置の作製工程における重要な課題
の一つである。特に、高集積化に伴って、ゲート絶縁膜等各種の絶縁膜の膜厚が減少して
いるため、チャージングによる絶縁破壊はより深刻な問題になっている。
【０００４】
チャージングの発生する原因や環境は極めて複雑で多岐に渡っている。そのため、チャ
ージングが発生する原因及び発生する環境を究明することのみならず、半導体装置の構造
自体に、チャージングによる劣化又は絶縁破壊に対する耐性を高めるような工夫を凝らす
必要がある。チャージングによる劣化又は絶縁破壊を防ぐためには、ダイオード（保護ダ
イオード）を用いて構成された保護回路によって、放電経路を確保することが有効である
。放電経路を確保しておくことで、絶縁膜に蓄積された電荷が半導体素子の近傍で放電す
るのを防ぐことができ、放電のエネルギーによって半導体素子が劣化され、又は破壊され
る現象（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＳｔａｔｉｃＤｉｓｃｈａｒｇｅ）を防ぐことがで
きる。
【０００５】
また、保護回路を設けることで、信号や電源電圧と共に雑音が入力された場合であって
も、該雑音による回路の誤動作の防止が可能であり、また該雑音による半導体素子の劣化
又は破壊を防ぐことができる。
【０００６】
液晶表示装置等の画像表示装置では、スイッチング素子として、主に非晶質半導体膜を
用いた薄膜トランジスタ、又は多結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタが用いられてい
る。
【０００７】
多結晶半導体膜の形成方法として、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、非晶質半導体膜に対して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。
【０００８】
また、画像表示装置のスイッチング素子として、非晶質半導体膜を用いた薄膜トランジ
スタ又は多結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタの他に、微結晶半導体膜を用いた薄膜
トランジスタが知られている（例えば、特許文献１乃至４を参照）。
【０００９】
微結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタの作製方法として、ゲート絶縁膜上に非晶質
シリコン膜を成膜し、該非晶質シリコン膜上に金属膜を形成し、該金属膜にダイオードレ
ーザを照射して、非晶質シリコン膜をマイクロクリスタルシリコン膜に改質する技術が知
られている。この作製方法によれば、非晶質シリコン膜上に形成した金属膜は、ダイオー
ドレーザの光エネルギーを熱エネルギーに変換する役割のみを果たし、その後の工程で除
去されていた。すなわち、金属膜からの伝導加熱によってのみ非晶質シリコン膜が加熱さ
れ、この熱により微結晶シリコン膜が形成される（例えば、非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開平４－２４２７２４号公報
特開２００５－４９８３２号公報
米国特許第４４０９１３４号
米国特許第５５９１９８７号
【非特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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