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公開番号2024166329
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2024159075,2023039328
出願日2024-09-13,2008-12-19
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G09F 9/30 20060101AFI20241121BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】ダイオードの逆方向電流を低減することを目的の一とする。また、薄膜トランジ
スタを用いる表示装置の画質の向上を目的の一とする。
【解決手段】ゲート電極上に、ゲート絶縁膜を介して該ゲート電極の端部に至らない内側
領域に設けられた微結晶半導体膜と、微結晶半導体膜の上面及び側面を被覆する非晶質半
導体膜と、非晶質半導体膜上に、ソース領域及びドレイン領域をそれぞれ形成する一導電
型の不純物元素が添加された不純物半導体膜と、を有し、微結晶半導体膜は、ドナーとな
る不純物元素を含む薄膜トランジスタである。
【選択図】図16
特許請求の範囲【請求項１】
基板上方の第１の導電層と、
前記基板上方の第２の導電層と、
前記第１の導電層上方及び前記第２の導電層上方の第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上方の半導体層と、
前記半導体層上方の第３の導電層と、
前記半導体層上方の第４の導電層と、
前記第３の導電層上方及び前記第４の導電層上方の第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上方の第５の導電層と、を有し、
前記第３の導電層は、第２の導電層と交差する領域を有し、
前記第１の導電層は、ゲート電極として機能する領域を有し、
前記第２の導電層は、配線として機能する領域を有し、
前記第２の絶縁層は、第１の開口部を有し、
前記第２の絶縁層は、第２の開口部を有し、
前記第５の導電層は、画素電極として機能する領域を有し、
前記第５の導電層は、前記第１の開口部を介して前記第４の導電層と電気的に接続される領域を有し、
前記第５の導電層は、前記第２の開口部において、前記第１の絶縁層を介して前記第２の導電層と重なる領域を有する、表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオード、及びそれを有する表示装置に関する。
続きを表示（約 1,500 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、非晶質半導体膜を用いた薄膜トランジスタ、結
晶粒径が１００ｎｍ以上の多結晶半導体膜を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、結晶粒径が１ｎｍ～１００ｎｍ程度の微
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（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】
多結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタは、非晶質半導体膜を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、微結晶半導体膜をチャネル形成領域に用いた逆スタガ型の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逆スタガ型の薄膜トランジスタと比較して、オ
ン電流を向上させることが可能であるが、それと共に、オフ電流も上昇してしまう。オフ
電流の高い薄膜トランジスタを用いた表示装置は、コントラストが低下すると共に、消費
電力も高くなるという問題がある。
【０００８】
上述した問題に鑑み、本発明は、薄膜トランジスタのオフ電流を低減することを目的の一
とする。また、ダイオードの逆方向電流を低減することを目的の一とする。また、表示装
置の画質の向上を目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一は、ゲート電極上に、ゲート絶縁膜を介して該ゲート電極の端部に至らない内
側領域に設けられた微結晶半導体膜と、微結晶半導体膜の上面及び側面を被覆する非晶質
半導体膜と、非晶質半導体膜上に、ソース領域及びドレイン領域をそれぞれ形成する一導
電型の不純物元素が添加された不純物半導体膜と、を有し、微結晶半導体膜は、ドナーと
なる不純物元素を含むことを特徴とする薄膜トランジスタである。
【００１０】
微結晶半導体膜のソース領域及びドレイン領域側の端部は、非晶質半導体膜、不純物半導
体膜と重なっていてもよい。また、微結晶半導体膜の端部の一部がソース電極またはドレ
イン電極に覆われていてもよい。また、非晶質半導体膜の端部は、ソース電極及びドレイ
ン電極の外側に露出していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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