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公開番号2025066813
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-23
出願番号2025011652,2023066914
出願日2025-01-27,2012-10-15
発明の名称トランジスタ
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10D 30/67 20250101AFI20250416BHJP()
要約【課題】トランジスタの特性のばらつきの影響が抑えられる半導体装置、発光装置及び表示装置を提供する。
【解決手段】半導体装置の回路100は、トランジスタ101、第1の配線21、第2の配線22、第1のスイッチ11、第2のスイッチ12、第3のスイッチ13、第1の容量素子102及び第2の容量素子103を有し、第1のスイッチは、第1の配線と第1の容量素子の第1電極との間の導通非導通を選択し、第1の容量素子の第1電極は、第2の容量素子の第1電極と電気的に接続され、第1の容量素子の第2電極は、トランジスタのゲートと電気的に接続され、第2の容量素子の第2電極は、トランジスタのソース及びドレインの一方と接続され、第2のスイッチは、第2の配線22と、トランジスタのゲートとの間の導通非導通を選択し、第3のスイッチは、第1の容量素子の第1電極と、トランジスタのソース及びドレインの一方との間の導通非導通を選択する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁表面上に配置された領域を有し、かつ、ソース電極又はドレイン電極の一方としての機能を有する第１の導電膜と、
前記絶縁表面上に配置された領域を有し、かつ、ソース電極又はドレイン電極の他方としての機能を有する第２の導電膜と、
前記第１の導電膜上に配置された領域を有し、前記第２の導電膜上に配置された領域を有し、かつ、トランジスタのチャネル形成領域を有する酸化物半導体膜と、
前記第１の導電膜上に配置された領域を有し、前記第２の導電膜上に配置された領域を有し、かつ、前記酸化物半導体膜上に配置された領域を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を介して前記第１の導電膜上に配置された領域を有し、前記第１の絶縁膜を介して前記第２の導電膜上に配置された領域を有し、前記第１の絶縁膜を介して前記酸化物半導体膜上に配置された領域を有し、かつ、前記トランジスタのゲート電極としての機能を有する第３の導電膜と、
前記第３の導電膜上に配置された領域を有し、かつ、前記第１の絶縁膜の上面に接する領域を有する第２の絶縁膜と、
を有するトランジスタ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置、発光装置、または、表示装置に関する。または、それらの駆動方法
、または、それらの製造方法に関する。半導体装置としては、例えば、トランジスタなど
の能動素子等を有する半導体装置が挙げられる。発光装置としては、例えば、エレクトロ
ルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子という）等の発光素子を有する発光装置が挙げられ
る。表示装置としては、例えば、ＥＬ素子等の発光素子、または表示素子を有する表示装
置が挙げられる。特に、本発明は、トランジスタの特性のばらつきの影響が低減された半
導体装置、発光装置、表示装置、または、それらの駆動方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
発光素子を用いた表示装置は視認性が高く、薄型化に最適であると共に、視野角にも制限
が無いため、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ）や液晶表示装置に替わる表示
装置として注目されている。発光素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置は、具
体的に提案されている構成がメーカーによって異なるが、通常、少なくとも発光素子と、
画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジスタ（スイッチング用トランジスタ）と、
該発光素子に供給する電流値を制御するトランジスタ（駆動用トランジスタ）とが、各画
素に設けられている。
【０００３】
例えば、画素に設ける上記トランジスタをすべて同じ導電型とすることで、トランジスタ
の作製工程において、半導体膜に一導電性を付与する不純物元素の添加などの工程を、一
部省略することができる。下記の特許文献１には、ｎチャネル型トランジスタのみで画素
が構成される表示装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－１９５８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、発光装置や表示装置等の半導体装置では、トランジスタのドレイン電流が発光
素子に供給されるため、画素間においてトランジスタの特性などにばらつきが生じると、
発光素子等の表示素子の輝度にもそのばらつきが反映されてしまう。従って、例えば、閾
値電圧のばらつきを見越してトランジスタのドレイン電流の電流値を補正することができ
る画素構成の提案は、半導体装置の質向上を図る上で、重要な課題である。
【０００６】
上述の問題に鑑み、本発明の一態様は、トランジスタの特性のばらつきの影響が抑えられ
る、半導体装置、発光装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。また
は、本発明の一態様は、トランジスタの特性の劣化の影響が抑えられる、半導体装置、発
光装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様
は、トランジスタの閾値電圧のばらつきによる輝度のばらつきが抑えられる、半導体装置
、発光装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一
態様は、トランジスタの移動度のばらつきによる輝度のばらつきが抑えられる、半導体装
置、発光装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の
一態様は、トランジスタがノーマリオフ型であっても正常に動作する、半導体装置、発光
装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は
、トランジスタがノーマリオフ型であっても、トランジスタのしきい値電圧を取得できる
、半導体装置、発光装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。または
、本発明の一態様は、質の良い表示を行う半導体装置、発光装置、または、表示装置を提
供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、ムラの少ない表示を行う半
導体装置、発光装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本
発明の一態様は、少ないトランジスタ数で、所望の回路を実現できるような、半導体装置
、発光装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一
態様は、少ない配線数で、所望の回路を実現できるような、半導体装置、発光装置、また
は、表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、発光素子
の劣化の影響が抑えられる半導体装置、発光装置、または、表示装置を提供することを課
題の一つとする。または、本発明の一態様は、少ない工程数で製造される半導体装置、発
光装置、または、表示装置を提供することを課題の一つとする。
【０００７】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、特許請求の範囲などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体装置の一態様は、トランジスタと、第１の配線と、第２の配線と、第１の
スイッチと、第２のスイッチと、第３のスイッチと、第１の容量素子と、第２の容量素子
と、を少なくとも有する。第１のスイッチは、第１の配線と第１の容量素子の一対の電極
のうちの一方との間の導通または非導通を選択する機能を有する。第１の容量素子の一対
の電極のうちの一方は、第２の容量素子の一対の電極のうちの一方と電気的に接続される
。第１の容量素子の一対の電極のうちの他方は、トランジスタのゲートと電気的に接続さ
れる。第２の容量素子の一対の電極のうちの他方は、トランジスタのソース及びドレイン
の一方と電気的に接続される。第２のスイッチは、第２の配線と、トランジスタのゲート
との間の導通または非導通を選択する機能を有する。第３のスイッチは、第１の容量素子
の一対の電極のうちの一方と、トランジスタのソース及びドレインの一方との間の導通ま
たは非導通を選択する機能を有する。
【０００９】
上記構成の半導体装置では、閾値電圧のばらつきを見越してトランジスタ（以下、駆動用
トランジスタという場合がある）のソースとゲート間に印加される電圧を補正することが
できる。こうして、トランジスタのドレイン電流を補正することができる。
【００１０】
本発明の半導体装置の一態様は、トランジスタと、負荷と、第１の配線と、第２の配線と
、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第３のスイッチと、第１の容量素子と、第２の
容量素子と、を少なくとも有する。第１のスイッチは、第１の配線と第１の容量素子の一
対の電極のうちの一方との間の導通または非導通を選択する機能を有する。第１の容量素
子の一対の電極のうちの一方は、第２の容量素子の一対の電極のうちの一方と電気的に接
続される。第１の容量素子の一対の電極のうちの他方は、トランジスタのゲートと電気的
に接続される。第２の容量素子の一対の電極のうちの他方は、負荷と、トランジスタのソ
ース及びドレインの一方とに、電気的に接続される。第２のスイッチは、第２の配線と、
トランジスタのゲートとの間の導通または非導通を選択する機能を有する。第３のスイッ
チは、第１の容量素子の一対の電極のうちの一方と、トランジスタのソース及びドレイン
の一方との間の導通または非導通を選択する機能を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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