JP2004153285A - Thin film transistor, liquid crystal display device and thin film transistor circuit using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 製造工程数を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑えて信頼性の向上を図ることのできる薄膜トランジスタ(以下、TFTという。)、およびそれを駆動回路などに用いたアクティブマトリクス基板を備える液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 ゲート電極4に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域5と、チャネル領域に接続するセルフアライン的に形成された高濃度ソース・ドレイン領域8を有するTFTにおいて、ゲート電極は、チャネル幅方向における中央部分にチャネル長方向に湾曲しながら膨出した膨出部44を備えた構造とする。
【選択図】 図6PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) capable of suppressing a local temperature rise due to self-heating and improving reliability without increasing the number of manufacturing steps, and an active device using the thin film transistor in a drive circuit or the like. Provided is a liquid crystal display device including a matrix substrate.
SOLUTION: In a TFT having a channel region 5 facing a gate electrode 4 via a gate insulating film and a self-aligned high-concentration source / drain region 8 connected to the channel region, the gate electrode is A structure having a bulging portion 44 which bulges in the central portion in the channel width direction while curving in the channel length direction.
[Selection] Fig. 6
Description
本発明は、薄膜トランジスタ(以下、TFTという。)、及びそれを用いて回路構成した駆動回路を備えるアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置に関するものである。さらに詳しくは、TFTの自己発熱による温度上昇を抑えるための構造技術に関するものである。 The present invention relates to a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) and a liquid crystal display device using an active matrix substrate including a driving circuit configured using the thin film transistor. More specifically, the present invention relates to a structural technique for suppressing a temperature rise due to self-heating of a TFT.
液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板などに広く用いられているTFTは、図13にセルフアライン構造のTFTの平面形状を示し、そのC−C′線における断面図を図1(C)に示すように、ゲート電極4に対してゲート絶縁膜2を介して対峙するチャネル領域5、および該チャネル領域5に接続する高濃度領域からなるソース・ドレイン領域8を有する。ここで、従来は、ゲート電極4は側方(チャネル長方向)に張り出すことなく、略長方形の平面形状をもつように形成されている。また、図14にオフセット構造のTFTの平面形状を示し、そのA−A′線における断面図を図1(A)に示すように、ドレイン端の電界強度を緩和することなどを目的に、ゲート電極4の端部にゲート絶縁膜2を介して対峙する部分には、不純物が導入されていないか、あるいはチャネルドープによってチャネル領域5と同程度の不純物しか導入されていないオフセット領域7を形成する場合がある。この場合でも、オフセット領域7と高濃度のソース・ドレイン領域8との境界部分は直線的で、チャネル幅方向において、オフセット長Loff は一定である。
FIG. 13 shows a planar shape of a TFT widely used for an active matrix substrate for a liquid crystal display device and the like, and FIG. 1C shows a cross-sectional view taken along the line CC 'of FIG. In addition, a
しかし、従来構造のTFTにおいて、その特性・性能の向上のためにTFTに流す電流をアップすると、TFTの自己発熱によってチャネル領域での温度上昇が大きく、その分、局部的な温度上昇が発生しやすいので、特性の劣化や信頼性の低下が生じるという問題点がある。 However, in a TFT having a conventional structure, if the current flowing through the TFT is increased to improve its characteristics and performance, the temperature rise in the channel region is large due to the self-heating of the TFT, and a local temperature rise occurs accordingly. Therefore, there is a problem that characteristics are deteriorated and reliability is deteriorated.
そこで、TFTを構成する各層間に熱伝導性の高い層を付加し、それを放熱層として利用してTFTの温度上昇を抑える方法が考えられる。しかし、この方法によると、アクティブマトリクス基板などを製造する際に、放熱層として用いる膜を形成する工程と、それをパターニングする工程とが増えてしまうという問題点がある。このような製造工程の増加は、アクティブマトリクス基板などの製造コストを高めることになるので好ましくない。 Therefore, a method of adding a layer having high thermal conductivity between the layers constituting the TFT and using the layer as a heat dissipation layer to suppress the temperature rise of the TFT can be considered. However, according to this method, there is a problem that, when an active matrix substrate or the like is manufactured, a step of forming a film used as a heat radiation layer and a step of patterning the film are increased. Such an increase in the number of manufacturing steps is not preferable because it increases the manufacturing cost of the active matrix substrate and the like.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、チャネル領域周辺部分の構造を改良することにより、製造工程数を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑えて信頼性の向上を図ることのできるTFT、およびそれを駆動回路などに用いたアクティブマトリクス基板を備える液晶表示装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to improve the structure around the channel region, thereby suppressing a local temperature rise due to self-heating without increasing the number of manufacturing steps and improving reliability. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device including a TFT that can be achieved and an active matrix substrate using the TFT for a driving circuit and the like.
上記課題を解決するために、本発明では、チャネル領域周辺部分の構造を以下のように改良して、製造工程数を増やすことなく自己発熱による温度上昇が小さいTFTを実現している。ここでは、オフセットゲート構造を採用している場合を例に各構成を表しているが、オフセットゲート構造に代えて、LDD構造を採用した場合にも、同様な構成で同等の効果を得ることができる。このようなLDD構造を採用する場合には、以下の説明において、オフセット領域をLDD領域(低濃度ソース・ドレイン領域)に置き換え、オフセット長をLDD長と置き換えた構成となる。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, a structure around a channel region is improved as described below to realize a TFT with a small temperature rise due to self-heating without increasing the number of manufacturing steps. Here, each configuration is shown by taking an example in which an offset gate structure is adopted. However, even when an LDD structure is adopted in place of the offset gate structure, the same effect can be obtained by a similar configuration. it can. When such an LDD structure is employed, in the following description, the offset region is replaced with an LDD region (low-concentration source / drain region), and the offset length is replaced with the LDD length.
まず、本発明の第1のタイプに係るTFTでは、ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、該チャネル領域に接続するソース・ドレイン領域と、該ソース・ドレイン領域の少なくとも一方と前記チャネル領域との間に形成されたオフセット領域とを有するTFTにおいて、前記オフセット領域は、チャネル幅方向における中央部分のオフセット長が端縁部分のオフセット長より長いことを特徴とする。 First, in the TFT according to the first type of the present invention, a channel region facing a gate electrode via a gate insulating film, a source / drain region connected to the channel region, and at least one of the source / drain region. In a TFT having an offset region formed between one side and the channel region, the offset region is characterized in that the offset length at the center in the channel width direction is longer than the offset length at the edge.
次に、本発明の第2のタイプに係るTFTでは、ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、該チャネル領域に接続するソース・ドレイン領域と、該ソース・ドレイン領域の少なくとも一方と前記チャネル領域との間に形成されたオフセット領域とを有するTFTにおいて、前記オフセット領域は、チャネル幅方向における中央部分のみに形成されていることを特徴とする。 Next, in the TFT according to the second type of the present invention, a channel region facing the gate electrode via the gate insulating film, a source / drain region connected to the channel region, In a TFT having at least one and an offset region formed between the channel region, the offset region is formed only in a central portion in a channel width direction.
TFTのチャネル領域に電流が流れて自己発熱したとき、チャネル幅方向の端縁部分ではそこからの放熱が大きいので、温度上昇が小さいのに対して、中央部分では放熱が小さい分、温度上昇が大きい。しかるに、第1、2のタイプに係るTFTでは、チャネル幅方向における中央部分にオフセット領域を備える一方、端縁部分はオフセット長が著しく短いか、あるいはオフセット長が0、すなわち、ゲート電極に対してセルフアライン的になっている。従って、電流は、チャネル幅方向における端縁部分の側に集中する傾向にあるため、端縁部分では発熱量が大きいが、放熱性が良い分、温度上昇が小さい。これに対して、チャネル幅方向における中央部分は、放熱性は悪いが、そこを流れる電流が小さく、発熱量が小さいので、温度上昇が小さい。しかも、このような構造とするにあたっては、不純物イオンを打ち込む際のマスクパターンを変えるだけでよい。それ故、本発明によれば、製造工程を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑え、TFTの信頼性の向上を図ることができる。 When current flows through the channel region of the TFT and self-heats, the temperature rise is small at the edge portion in the channel width direction, so the temperature rise is small. large. However, the TFTs according to the first and second types have an offset region in the center portion in the channel width direction, while the edge portion has an extremely short offset length, or has an offset length of 0, that is, with respect to the gate electrode. It is self-aligned. Therefore, the current tends to concentrate on the side of the edge portion in the channel width direction, so that the heat generation amount is large at the edge portion, but the temperature rise is small due to the good heat dissipation. On the other hand, the central portion in the channel width direction has poor heat dissipation, but the current flowing therethrough is small and the calorific value is small, so that the temperature rise is small. Moreover, in order to form such a structure, it is only necessary to change a mask pattern when implanting impurity ions. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress a local temperature increase due to self-heating and increase the reliability of the TFT without increasing the number of manufacturing steps.
第1、2のタイプに係るTFTでは、前記オフセット領域と、該オフセット領域に隣接するソース・ドレイン領域との境界部分は、チャネル幅方向における中央部分が前記ソース・ドレイン領域の方に向けて湾曲するように張り出した平面形状を有していることが好ましい。すなわち、オフセット領域はソース・ドレイン領域の方に向けて角張った形状では張り出していない。それ故、チャネル幅方向での電流分布はなだらかなカーブを描くので、特定の部分に電流が集中することがない。それ故、自己発熱による局部的な温度上昇を抑え、TFTの信頼性の向上を図ることができる。 In the TFTs according to the first and second types, a boundary portion between the offset region and a source / drain region adjacent to the offset region has a central portion in a channel width direction curved toward the source / drain region. It is preferable to have a planar shape that protrudes so that That is, the offset region does not protrude toward the source / drain region in an angular shape. Therefore, the current distribution in the channel width direction draws a gentle curve, so that the current does not concentrate on a specific portion. Therefore, local temperature rise due to self-heating can be suppressed, and the reliability of the TFT can be improved.
このような構成を採用する場合には、前記チャネル領域の幅寸法が50μm以上であることが好ましい。また、オフセット領域は、チャネル幅方向における中央部分のオフセット長が2μm以下、好ましくは0.25μmから1.0μmまでの範囲内にあることが好ましい。 When such a configuration is adopted, it is preferable that the width dimension of the channel region is 50 μm or more. Further, the offset region preferably has an offset length at the central portion in the channel width direction of 2 μm or less, preferably in the range of 0.25 μm to 1.0 μm.
次に、本発明の第3のタイプに係るTFTでは、ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、該チャネル領域に接続するソース・ドレイン領域と、該ソース・ドレイン領域の少なくとも一方と前記チャネル領域との間に形成されたオフセット領域とを有するTFTにおいて、チャネル幅方向で前記オフセット領域と前記ソース・ドレイン領域とを交互に複数ずつ備えていることを特徴とする。 Next, in the TFT according to the third type of the present invention, a channel region facing the gate electrode via the gate insulating film, a source / drain region connected to the channel region, In a TFT having at least one offset region formed between the channel region and the channel region, a plurality of the offset regions and the plurality of source / drain regions are alternately provided in a channel width direction.
このように構成すると、1つのTFTにおいて電流経路を並列に分割した状態となる。それ故、特定の部分に電流が集中することがないので、自己発熱による局部的な温度上昇を抑え、TFTの信頼性の向上を図ることができる。しかも、このような構造とするにあたっては、不純物イオンを打ち込む際のマスクパターンを変えるだけでよいので、製造工程は増えない。 With this configuration, the current path in one TFT is divided in parallel. Therefore, since current does not concentrate on a specific portion, local temperature rise due to self-heating can be suppressed, and reliability of the TFT can be improved. In addition, in order to form such a structure, it is only necessary to change the mask pattern when implanting the impurity ions, so that the number of manufacturing steps does not increase.
このように構成するのは、前記チャネル領域の幅寸法が、たとえば200μm以下の場合である。 Such a configuration is employed when the width of the channel region is, for example, 200 μm or less.
これに対して、前記チャネル領域の幅寸法が、たとえば200μm以上の場合には、以下のように構成してもよい。 On the other hand, when the width of the channel region is, for example, 200 μm or more, the following configuration may be adopted.
たとえば、前記オフセット領域は、チャネル幅方向における中央部分に偏在している構成とする。または、前記複数のオフセット領域のうち、チャネル幅方向における中央部分のオフセット領域は、端縁側のオフセット領域より広い幅寸法を有している構成としてもよい。このように構成すると、第1、2のタイプのTFTと同様、端縁部分では電流が集中する傾向にあるため、発熱量は大きいが、放熱性が良い分、温度上昇が小さい。これに対して、チャネル幅方向における中央部分は、放熱性は悪いが、そこを流れる電流が小さく、発熱量が小さいので、温度上昇が小さい。しかも、このような構造とするにあたっては、不純物イオンを打ち込む際のマスクパターンを変えるだけでよい。それ故、本発明によれば、製造工程を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑えて信頼性の向上を図ることができる。 For example, the offset region is configured to be unevenly distributed at the center in the channel width direction. Alternatively, of the plurality of offset regions, an offset region at a central portion in the channel width direction may have a wider width than an offset region on an edge side. With such a configuration, similarly to the first and second types of TFTs, current tends to concentrate at the edge portion, so that the amount of heat generated is large, but the temperature rise is small due to good heat radiation. On the other hand, the central portion in the channel width direction has poor heat dissipation, but the current flowing therethrough is small and the calorific value is small, so that the temperature rise is small. Moreover, in order to form such a structure, it is only necessary to change a mask pattern when implanting impurity ions. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress a local temperature rise due to self-heating and improve reliability without increasing the number of manufacturing steps.
ここで、前記オフセット領域は、オフセット長が0.2μmから2μmまでの範囲内、好ましくは0.5μmから0.75μmまでの範囲内となるように構成される。 Here, the offset region is configured such that the offset length is in a range from 0.2 μm to 2 μm, preferably in a range from 0.5 μm to 0.75 μm.
次に、本発明の第4のタイプに係るTFTでは、ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、該チャネル領域に接続するソース・ドレイン領域とを有するTFTにおいて、前記ゲート電極は、チャネル幅方向における中央部分にチャネル長方向に湾曲しながら膨出した膨出部を備えていることを特徴とする。 Next, in a TFT according to a fourth type of the present invention, in a TFT having a channel region facing a gate electrode via a gate insulating film, and a source / drain region connected to the channel region, The electrode is provided with a bulging portion that bulges while being curved in the channel length direction at a central portion in the channel width direction.
このように構成すると、第1、2のタイプのTFTと実質的には同様で、チャネル幅方向における端縁部分では、チャネル長が短い分、電流が集中する傾向にあるため、発熱量は大きいが、放熱性が良い分、温度上昇が小さい。これに対して、チャネル幅方向における中央部分は、チャネル長が長い分、そこを流れる電流が小さく、発熱量が小さいので、温度上昇が小さい。しかも、チャネル幅方向における中央部分では、金属等の熱伝導性が高くて放熱性に優れている材料から構成されるゲート電極が拡張されているので、この部分では放熱性が改善され、中央部分での温度上昇を抑えることができる。また、ゲート電極は角張った形状で張り出していないため、チャネル幅方向での電流分布はなだらかなカーブを描くので、特定の部分に電流が集中することがない。しかも、このような構造とするにあたっては、ゲート電極をパターニングで形成する際のマスクパターンを変えるだけでよい。それ故、本発明によれば、製造工程を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑えて信頼性の向上を図ることができる。 This configuration is substantially the same as the first and second types of TFTs. At the edge portion in the channel width direction, the current tends to concentrate due to the short channel length, so that the amount of heat generated is large. However, the temperature rise is small due to the good heat dissipation. On the other hand, in the central portion in the channel width direction, the current flowing therethrough is small and the calorific value is small because the channel length is long, so that the temperature rise is small. Moreover, in the central portion in the channel width direction, the gate electrode made of a material having high heat conductivity such as metal and having excellent heat dissipation is expanded, so that the heat dissipation is improved in this portion, Temperature rise can be suppressed. Further, since the gate electrode has a square shape and does not protrude, the current distribution in the channel width direction draws a gentle curve, so that the current does not concentrate on a specific portion. Moreover, in order to form such a structure, it is only necessary to change the mask pattern when the gate electrode is formed by patterning. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress a local temperature rise due to self-heating and improve reliability without increasing the number of manufacturing steps.
このように構成した第1乃至第4のタイプのTFTは、以下のように利用することができる。 The first to fourth types of TFTs configured as described above can be used as follows.
たとえば、第1乃至第4のタイプのTFTでは、これらのTFTを逆導電型のTFTとしてそれぞれ構成するとともに、該逆導電型のTFT同士を配線接続して薄膜トランジスタ回路を構成する場合がある。 For example, in the first to fourth types of TFTs, the TFTs may be configured as TFTs of the opposite conductivity type, and the TFTs of the opposite conductivity type may be connected to each other to form a thin film transistor circuit.
また、第1乃至第3のタイプのTFTでも、これらのTFTを逆導電型のTFTとしてそれぞれ構成するとともに、該逆導電型のTFT同士を配線接続して薄膜トランジスタ回路を構成するが、各TFTがオフセットゲート構造を有しているから、前記逆導電型のTFTのうち、N型のTFTのオフセット長がP型のTFTのオフセット長より長くすることがある。このように構成すると、同じ構造のTFTであれば、N型のTFTの方がP型のTFTよりもオン電流が大きくても、オフセット長を適正化することで、これらのTFTのオン電流のバランスをとることができる。 In the first to third types of TFTs, these TFTs are each configured as a TFT of the opposite conductivity type, and the TFTs of the opposite conductivity type are connected to each other to form a thin film transistor circuit. Because of the offset gate structure, the offset length of the N-type TFT may be longer than the offset length of the P-type TFT among the TFTs of the opposite conductivity type. With this configuration, if the TFTs have the same structure, even if the N-type TFT has a larger on-state current than the P-type TFT, the on-state current of these TFTs can be reduced by optimizing the offset length. You can balance.
第1乃至第4のタイプのTFTでは、それらによって構成された駆動回路を液晶表示装置のアクティブマトリクス基板上に構成してもよい。 In the first to fourth types of TFTs, the driving circuit constituted by them may be formed on an active matrix substrate of a liquid crystal display device.
また、第1乃至第3のタイプのTFTよって構成された駆動回路を液晶表示装置のアクティブマトリクス基板上に構成した場合には、各TFTがオフセットゲート構造を有しているので、前記画素スイッチング素子として用いられたTFTのオフセット長が前記駆動回路を構成するTFTのオフセット長より長くなるように構成することが好ましい。このように構成すると、TFTの伝達特性において、画素スイッチング素子として用いられたTFTについてはオフリーク電流を低減でき、駆動回路を構成するTFTについてはオン電流レベルの低下を抑えることができる。 Further, when a driving circuit composed of the first to third types of TFTs is formed on an active matrix substrate of a liquid crystal display device, each of the TFTs has an offset gate structure. It is preferable that the offset length of the TFT used as the TFT be longer than the offset length of the TFT constituting the driving circuit. With this configuration, in the transfer characteristics of the TFT, the off-leak current of the TFT used as the pixel switching element can be reduced, and the decrease of the on-current level of the TFT forming the driving circuit can be suppressed.
以上説明したように、本発明では、前記のいずれのTFTにおいても、オフセット領域の平面形状、ゲート電極の平面形状など、チャネル領域周辺部分の構造を改良することにより、製造工程数を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑えてある。それ故、TFTの信頼性の向上を図ることができる。 As described above, according to the present invention, in any of the above-described TFTs, the structure of the periphery of the channel region, such as the planar shape of the offset region and the planar shape of the gate electrode, is improved without increasing the number of manufacturing steps. In addition, local temperature rise due to self-heating is suppressed. Therefore, the reliability of the TFT can be improved.
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、説明の重複を避けるために、共通する機能を有する部分には同一の符号を付してある。
[実施の形態1]
図1(A)、(B)は、オフセットゲート構造のTFTの縦断面図、図2は、本形態のTFTの平面図である。ここで、図1(A)は、図2においてチャネル幅方向の中央部分を通るA−A′線断面図に相当し、図1(B)は、図2においてチャネル幅方向の端縁部分を通るB−B′線断面図に相当する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, portions having common functions are denoted by the same reference numerals to avoid duplication of description.
[Embodiment 1]
1A and 1B are longitudinal sectional views of a TFT having an offset gate structure, and FIG. 2 is a plan view of the TFT of the present embodiment. Here, FIG. 1A corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ passing through a central portion in the channel width direction in FIG. 2, and FIG. 1B shows an edge portion in the channel width direction in FIG. This corresponds to a cross-sectional view taken along the line BB '.
図1(A)に示すように、TFTは、ガラス基板50上に、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどを含む金属層からなるゲート電極4と、このゲート電極4に対してシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜2を介して対峙するチャネル領域5と、このチャネル領域5に接続するソース・ドレイン領域8とを備えている。このTFTでは、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜52の上層側に位置する配線層40がコンタクトホール9を介して高濃度のソース・ドレイン領域8に電気的接続している構造になっている。ガラス基板50の表面側には、シリコン酸化膜からなる下地保護膜51が形成されている。
As shown in FIG. 1A, a TFT has a
このような構造のTFTでは、LDD構造またはオフセットゲート構造として形成すると、その耐電圧が向上する分、チャネル長を短くできるので、寄生容量の影響などを抑えることができ、しかも、オフリーク電流を低減することができる。 When the TFT having such a structure is formed as an LDD structure or an offset gate structure, the withstand voltage is improved, and the channel length can be shortened. Therefore, the influence of the parasitic capacitance can be suppressed, and the off-leak current can be reduced. can do.
そこで、本形態に係るTFTでは、まず、ソース・ドレイン領域8とチャネル領域5との間(ゲート電極4の端部に対してゲート絶縁膜2を介して対峙する部分)には、不純物が導入されていないか、あるいはチャネルドープによってチャネル領域5と同程度の不純物しか導入されていないオフセット領域7が形成されている。
Therefore, in the TFT according to the present embodiment, first, an impurity is introduced between the source /
しかも、図2に示すように、オフセット領域7と、このオフセット領域7に隣接する高濃度のソース・ドレイン領域8との境界部分70は、チャネル幅方向における中央部分がソース・ドレイン領域8の方に向けて湾曲するように張り出した平面形状を有している。このため、オフセット領域7は、チャネル幅方向における中央部分のオフセット長Loffcが端縁部分のオフセット長offeより長い構造になっている。それ故、図2においてチャネル幅方向の中央部分を通るA−A′線断面は、図1(A)に示すように表れ、図2においてチャネル幅方向の端縁部分を通るB−B′線断面は、図1(B)に示すように表れる。
Further, as shown in FIG. 2, a
ここで、オフセット領域7は幅寸法が50μm以上であり、比較的幅広なので、大きなオン電流を流すことができるとともに、チャネル幅方向においてオフセット長が異なる形状とするにも通常のフォトリソグラフィ技術で十分である。また、チャネル幅方向における中央部分のオフセット長Loffcについては、高いオン電流を確保するという観点から、2μm以下に設定してあるが、前記のオフセットゲート構造の利点を最大限活かすという観点から、0.25μmから1.0μmまでの範囲内に設定してある。
Here, the offset
このように構成した本形態に係るTFTでは、オフセット領域7のうち、チャネル幅方向における端縁部分の側では、オフセット長offeが短い分、電流が集中する傾向にあるため、端縁部分では発熱量が大きいが、放熱性が良い分、温度上昇が小さい。これに対して、チャネル幅方向における中央部分は、放熱性は悪いが、オフセット長Loffcが長い分、そこを流れる電流が小さく、発熱量が小さいので、温度上昇が小さい。しかも、このような構造とするにあたっては、高濃度のソース・ドレイン領域8を形成するための不純物イオンを打ち込む際のマスクパターンを変えるだけでよい。それ故、本発明によれば、製造工程を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑え、TFTの信頼性の向上を図ることができる。
In the TFT according to the present embodiment configured as described above, the current tends to concentrate on the side of the edge portion in the channel width direction of the offset
また、本形態では、オフセット領域7はソース・ドレイン領域8の方に向けて丸く膨らむようにして張り出しており、角張った形状では張り出していない。それ故、オフセット領域7でのチャネル幅方向の電流分布はなだらかなカーブを描くので、特定の部分に電流が集中することがない。それ故、自己発熱による局部的な温度上昇を抑え、TFTの信頼性の向上を図ることができる。
[実施の形態2]
図1(A)、(C)はそれぞれ、オフセットゲート構造およびセルフアライン構造のTFTの縦断面図、図3は、本形態のTFTの平面図である。ここで、図1(A)は、図3においてチャネル幅方向の中央部分を通るA−A′線断面図に相当し、図1(C)は、図3においてチャネル幅方向の端縁部分を通るC−C′線断面図に相当する。
Further, in the present embodiment, the offset
[Embodiment 2]
1A and 1C are longitudinal sectional views of a TFT having an offset gate structure and a self-aligned structure, respectively, and FIG. 3 is a plan view of the TFT of the present embodiment. Here, FIG. 1A corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ passing through a central portion in the channel width direction in FIG. 3, and FIG. 1C shows an edge portion in the channel width direction in FIG. This corresponds to a cross-sectional view taken along line CC ′.
図1(A)に示すように、本形態に係るTFTも、ソース・ドレイン領域8とチャネル領域5との間(ゲート電極4の端部に対してゲート絶縁膜2を介して対峙する部分)には、不純物が導入されていないか、あるいはチャネルドープによってチャネル領域5と同程度の不純物しか導入されていないオフセット領域7が形成されている。
As shown in FIG. 1A, the TFT according to this embodiment also has a portion between the source /
しかも、図3に示すように、オフセット領域7と、このオフセット領域7に隣接するソース・ドレイン領域8との境界部分70は、チャネル幅方向における中央部分がソース・ドレイン領域8の方に向けて湾曲するように張り出した平面形状を有している。また、オフセット領域7とソース・ドレイン領域8との境界部分70は、オフセット領域7の端縁部分でゲート電極4の端縁と重なっている。
このため、ソース・ドレイン領域8とチャネル領域5との間(ゲート電極4の端部に対してゲート絶縁膜2を介して対峙する部分)には、チャネル幅方向における中央部分のみに、オフセット長がLoffcのオフセット領域7を有し、このオフセット領域7は、中央部分から端縁部分に向かってオフセット長が短くなって、端縁部分ではゲート電極4に対してセルフアライン的になっている。それ故、図3においてチャネル幅方向の中央部分を通るA−A′線断面は、図1(A)に示すように表れ、図3においてチャネル幅方向の端縁部分を通るC−C′線断面は、図1(C)に示すように表れる。
In addition, as shown in FIG. 3, a
For this reason, the offset length is provided only between the source /
ここでも、オフセット領域7は幅寸法が50μm以上であり、比較的幅広なので、大きなオン電流を流すことができるとともに、チャネル幅方向においてオフセット長が異なる形状とするにも通常のフォトリソグラフィ技術で十分である。
また、チャネル幅方向における中央部分のオフセット長Loffcについては、高いオン電流を確保するという観点から、2μm以下に設定してあるが、前記のオフセットゲート構造の利点を最大限活かすという観点から、0.25μmから1.0μmまでの範囲内に設定してある。
Also here, the offset
In addition, the offset length Loffc at the central portion in the channel width direction is set to 2 μm or less from the viewpoint of securing a high on-current. However, from the viewpoint of maximizing the advantage of the above-described offset gate structure, the offset length Loffc is set to 0 μm. It is set in a range from 0.25 μm to 1.0 μm.
このように構成した本形態に係るTFTでも、オフセット領域7のうち、チャネル幅方向における端縁部分の側では、セルフアライン的になっている分、電流が集中する傾向にあるため、発熱量が大きいが、放熱性が良い分、温度上昇が小さい。これに対して、チャネル幅方向における中央部分は、放熱性は悪いが、オフセット長Loffcが長い分、そこを流れる電流が小さく、発熱量が小さいので、温度上昇が小さいなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。
[実施の形態3]
図1(A)、(C)はそれぞれ、オフセットゲート構造およびセルフアライン構造のTFTの縦断面図、図4は、本形態のTFTの平面図である。ここで、図1(A)は、図4においてオフセット領域を通るA−A′線断面図に相当し、図1(C)は、図4においてオフセット領域を外れた位置を通るC−C′線断面図に相当する。
Also in the TFT according to the present embodiment configured as described above, the current tends to concentrate on the side of the edge portion in the channel width direction in the offset
[Embodiment 3]
1A and 1C are longitudinal sectional views of a TFT having an offset gate structure and a self-aligned structure, respectively, and FIG. 4 is a plan view of the TFT of the present embodiment. Here, FIG. 1A corresponds to a sectional view taken along the line AA ′ passing through the offset region in FIG. 4, and FIG. 1C corresponds to CC ′ passing through a position outside the offset region in FIG. It corresponds to a line sectional view.
図1(A)に示すように、本形態に係るTFTも、ソース・ドレイン領域8とチャネル領域5との間(ゲート電極4の端部に対してゲート絶縁膜2を介して対峙する部分)には、不純物が導入されていないか、あるいはチャネルドープによってチャネル領域5と同程度の不純物しか導入されていないオフセット長がLoff のオフセット領域7が形成されている。
As shown in FIG. 1A, the TFT according to this embodiment also has a portion between the source /
但し、図4に示すように、本形態では、ソース・ドレイン領域8とチャネル領域5との間(ゲート電極4の端部に対してゲート絶縁膜2を介して対峙する部分)は、チャネル幅方向においてオフセット領域7と高濃度のソース・ドレイン領域8とを交互に複数ずつ備えている。すなわち、ゲート電極4の端部にゲート絶縁膜2を介して対峙する部分は、チャネル幅方向における両端縁部分がゲート電極4にセルフアライン的なソース・ドレイン領域8で、そこから中央部分に向けてオフセット領域7とソース・ドレイン領域8とが交互に並列している。それ故、図4においてチャネル幅方向の中央部分でオフセット領域7を通るA−A′線断面は、図1(A)に示すように表れ、図4においてチャネル幅方向の端縁部分でソース・ドレイン領域8を通るC−C′線断面、すなわち、オフセット領域7を外れた位置を通るC−C′線断面は、図1(C)に示すように表れる。
However, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the channel width is between the source /
ここで、チャネル領域5は、幅寸法が200μm以下であるが、それでも従来のTFTからみれば比較的幅広なので、大きなオン電流を流すことができるとともに、チャネル幅方向において複数のオフセット領域7を形成するといっても通常のフォトリソグラフィ技術で十分である。各オフセット領域7はいずれも、0.2μmから2μmまでの範囲内に以下に設定してあるが、高いオン電流を確保し、かつ、前記のオフセットゲート構造の利点を最大限活かすという観点から、0.5μmから0.75μmまでの範囲内に設定してある。
Here, the
このように構成したTFTでは、1つのTFTにおいて電流経路を並列に分割した状態となる。それ故、特定の部分に電流が集中することがないので、自己発熱による局部的な温度上昇を抑え、TFTの信頼性の向上を図ることができる。
しかも、このような構造とするにあたっても、高濃度のソース・ドレイン領域8を形成するための不純物イオンを打ち込む際のマスクパターンを変えるだけでよいので、製造工程は増えない。
[実施の形態3の変形例]
実施の形態3において、チャネル領域5の幅寸法が、たとえば200μm以上の場合には、以下のように構成してもよい。
In the TFT thus configured, the current path is divided in parallel in one TFT. Therefore, since current does not concentrate on a specific portion, local temperature rise due to self-heating can be suppressed, and reliability of the TFT can be improved.
In addition, even in such a structure, it is only necessary to change a mask pattern when implanting impurity ions for forming the high concentration source /
[Modification of Third Embodiment]
In the third embodiment, when the width of
たとえば、図示を省略するが、複数のオフセット領域7を形成する際に、チャネル領域5の幅寸法、すなわち、ソース・ドレイン領域8の幅寸法が200μm以上とかなり広いことを利用して、チャネル幅方向における中央部分にオフセット領域7を偏在させてもよい。
For example, although not shown, when forming a plurality of offset
または、図5にTFTの平面図を示すように、複数のオフセット領域7のうち、チャネル幅方向における中央部分のオフセット領域7の幅寸法をWoff1とし、この幅寸法が、端縁側のオフセット領域7の幅寸法Woff2よりかなり広くなるように構成する。ここでは、チャネル領域5は、幅寸法が200μm以上とかなり幅広なので、大きなオン電流を流すことができるとともに、チャネル幅方向において複数のオフセット領域7を形成するといっても通常のフォトリソグラフィ技術で十分である。各オフセット領域7はいずれも、0.2μmから2μmまでの範囲内に以下に設定してあるが、高いオン電流を確保し、かつ、前記のオフセットゲート構造の利点を最大限活かすという観点から、0.5μmから0.75μmまでの範囲内に設定してある。
Alternatively, as shown in the plan view of the TFT in FIG. 5, the width of the offset
このように構成した場合も、第1、2の形態に係るTFTと同様、ソース・ドレイン領域8では、端縁部分で電流が集中する傾向にあるため、発熱量は大きいが、放熱性が良い分、温度上昇が小さい。これに対して、チャネル幅方向における中央部分は、放熱性は悪いが、そこを流れる電流が小さく、発熱量が小さいので、温度上昇が小さい。しかも、このような構造とするにあたっては、不純物イオンを打ち込む際のマスクパターンを変えるだけでよい。それ故、本発明によれば、製造工程を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑えて信頼性の向上を図ることができるという効果を奏する。
[実施の形態4]
図1(C)はセルフアライン構造のTFTの縦断面図、図6は、本形態のTFTの平面図である。
Even in the case of such a configuration, as in the TFTs according to the first and second embodiments, in the source /
[Embodiment 4]
FIG. 1C is a longitudinal sectional view of a TFT having a self-aligned structure, and FIG. 6 is a plan view of the TFT of this embodiment.
図1(C)に示すように、本形態に係るTFTも、ゲート電極4に対してゲート絶縁膜2を介して対峙するチャネル領域5、および該チャネル領域5に接続するソース・ドレイン領域8を有し、ソース・ドレイン領域8は、ゲート電極4に対してセルフアライン的に形成された高濃度ソース・ドレイン領域である。但し、図6に示すように、本形態のTFTにおいて、ゲート電極4は、チャネル幅方向における中央部分にチャネル長方向に丸みを帯びた三角形状をもって湾曲しながら膨出した膨出部44を備えている。
As shown in FIG. 1C, also in the TFT according to this embodiment, the
このように構成したTFTでは、第1、2の形態に係るTFTと実質的には同様で、チャネル幅方向における端縁部分では、チャネル長Lche が短い分、電流が集中する傾向にあるため、発熱量は大きいが、放熱性が良い分、温度上昇が小さい。これに対して、チャネル幅方向における中央部分は、チャネル長Lchc が長い分、そこを流れる電流が小さく、発熱量が小さいので、温度上昇が小さい。
しかも、チャネル幅方向における中央部分では、金属等の熱伝導性が高くて放熱性に優れている材料から構成されるゲート電極4が拡張されているので、この部分では放熱性が改善され、中央部分での温度上昇を抑えることができる。また、ゲート電極は角張った形状で張り出していないため、チャネル幅方向での電流分布はなだらかなカーブを描くので、特定の部分に電流が集中することがない。しかも、このような構造とするにあたっては、ゲート電極4をパターニングで形成する際のマスクパターンを変えるだけでよい。それ故、本発明によれば、製造工程を増やすことなく、自己発熱による局部的な温度上昇を抑え、TFTの信頼性の向上を図ることができる。
[実施の形態4の変形例]
なお、ゲート電極4の中央部分にチャネル長方向に湾曲しながら膨出した膨出部44を形成するにあたっては、図7に示すように、ゲート電極4の一方だけに丸みを帯びた三角形の膨出部44を形成してもよい。また、図8(A)に示すように、ゲート電極4を楕円形状に形成し、あるいは、図8(B)に示すように、ゲート電極4を円形状に形成し、その膨らみをそのままゲート電極4の膨出部44として利用してもよい。
[アクティブマトリクス基板への適用例]
図面を参照して、本発明を液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板に適用した場合を説明する。
(アクティブマトリクス基板の全体構成)
図9(A)は、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の構成を模式的に示すブロック図である。
The TFT thus configured is substantially the same as the TFTs according to the first and second embodiments, and the current tends to concentrate at the edge portion in the channel width direction due to the short channel length Lche. Although the calorific value is large, the temperature rise is small due to good heat radiation. On the other hand, in the central portion in the channel width direction, the current flowing therethrough is small and the calorific value is small because the channel length Lchc is long, so that the temperature rise is small.
In addition, in the central portion in the channel width direction, the
[Modification of Fourth Embodiment]
In forming the bulging
[Example of application to active matrix substrate]
The case where the present invention is applied to an active matrix substrate for a liquid crystal display device will be described with reference to the drawings.
(Overall configuration of active matrix substrate)
FIG. 9A is a block diagram schematically illustrating a configuration of an active matrix substrate of a liquid crystal display device.
図9(A)に示すように、液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板では、ガラス製などの透明基板上に、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜からなるデータ線90および走査線91で区画形成された画素領域が構成され、そこには、画素用のTFT30を介して画像信号が入力される液晶容量94(液晶セル)が存在する。データ線90に対しては、シフトレジスタ84、レベルシフタ85、ビデオライン87、アナログスイッチ86を備えるデータ側駆動回路82(データドライバ部)が構成されている。走査線91に対しては、シフトレジスタ88およびレベルシフタ89を備える走査側駆動回路83(走査ドライバ部)が構成されている。なお、画素領域には、前段の走査線91との間に保持容量93が形成され、この保持容量93は、液晶容量94での電荷の保持特性を高める機能を有している。
(CMOS回路の基本構成)
データ側および走査側の駆動回路では、図9(B)に示すように、N型のTFT10とP型のTFT20とによってCMOS回路が構成されている。このようなCMOS回路は、1段あるいは2段以上でインバータ回路を構成する。
As shown in FIG. 9A, in an active matrix substrate for a liquid crystal display device, a data line 90 and a scan line made of a metal film such as aluminum, tantalum, molybdenum, titanium, or tungsten are formed on a transparent substrate made of glass or the like. A pixel region defined by 91 is formed, and a liquid crystal capacitor 94 (liquid crystal cell) to which an image signal is input via the
(Basic configuration of CMOS circuit)
In the driving circuits on the data side and the scanning side, as shown in FIG. 9B, a CMOS circuit is constituted by the N-
このようにしてCMOS回路をN型のTFT10とP型のTFT20とによって構成する場合に、前記した実施の形態1ないし4に係るTFTを使用すれば、大電流を流しても局部的な発熱がない分、高い信頼性を得ることができる。
When the CMOS circuit is configured by the N-
また、実施の形態1ないし3のTFTを用いた場合には、各TFTがオフセットゲート構造を有しているから、耐電圧が高い分、チャネル長を短くできるので、寄生容量の影響などを抑えることができる。この場合には、N型のTFT10のオフセット長をP型のTFT20のオフセット長より長くすることが好ましい。このように構成すれば、同じ構造のTFTであればN型のTFTの方がP型のTFTよりもオン電流が大きくても、オフセット長を適正化することで、これらのTFTのオン電流のバランスをとることができる。
(アクティブマトリクス基板上のTFT)
また、図9(A)に示したように、データ線90および走査線91で区画形成された画素領域には画素スイッチング用のTFT30が構成されることから、このTFT30についても、前記した実施の形態1ないし4に係るTFTを使用してもよい。
Further, when the TFTs of Embodiments 1 to 3 are used, each TFT has an offset gate structure, so that the channel length can be shortened by the higher withstand voltage, so that the influence of the parasitic capacitance is suppressed. be able to. In this case, it is preferable that the offset length of the N-
(TFT on active matrix substrate)
Further, as shown in FIG. 9A, a
そのうち、実施の形態1ないし3のTFTを用いた場合には、各TFTがオフセットゲート構造を有しているから、オフリーク電流が小さいので、コントラスト低下、表示むら、フリッカなどを防止でき、表示品位の向上を図ることができる。但し、N型およびP型の駆動回路用TFT10、20についても、N型の画素用TFT30と同様なオフセットゲート構造にしてオフリーク電流を低減すると、それに伴ってオン電流が小さくなりすぎて駆動回路の動作速度が低下したり、必要な電源電圧が増大したりする。このような駆動回路の動作速度の低下は、液晶表示装置において高品位の表示の妨げになるという問題点がある。また、必要な電源電圧の増大は、消費電力の低減の妨げとなる。そこで、同じ基板上において異なる用途に用いられるTFTの構造の最適化を図ることによって、駆動回路用TFTについてはオフリーク電流の低減と大きなオン電流の確保とを図るとともに、画素用TFTについてはオフリーク電流の低減を図るという観点から、画素スイッチング素子として用いられたTFT30のオフセット長は、駆動回路を構成するTFT10、20のオフセット長より長くなるように構成する。逆にいえば、駆動回路を構成するTFT10、20のオフセット長は、画素スイッチング素子として用いられたTFT30のオフセット長より短くなるように構成する。
Among them, when the TFTs of Embodiments 1 to 3 are used, since each TFT has an offset gate structure, the off-leakage current is small, so that a decrease in contrast, display unevenness, flicker, and the like can be prevented, and display quality can be prevented. Can be improved. However, when the off-leak current is reduced for the N-type and P-type
このように、液晶表示装置の駆動回路内蔵型のアクティブマトリクス基板では、図10に示すように、概ね3種類のTFT10、20、30が形成されることになる。図10には、左側領域から右側領域に向かって、N型の駆動回路用TFT10、P型の駆動回路用TFT20、およびN型の画素用TFT30が同一の絶縁基板50の上に形成されている状態を示してある。
As described above, in the active matrix substrate with a built-in drive circuit of the liquid crystal display device, as shown in FIG. 10, approximately three types of
このような構成のアクティブマトリクス基板において、前記3種類のTFT10、20、30を実施の形態1ないし3に係るTFTで製造しても工程数が増えないことを説明する。ここで、実施の形態1ないし3に係るTFTについては、いずれもオフセットゲート構造を例に説明したが、前記のオフセット領域7に相当する部分に低濃度ソース・ドレイン領域を備えるLDD構造でも同様なことがいえるので、ここでは、いずれのTFTもLDD構造で形成していく場合を基本に説明し、その説明の中でオフセットゲート構造を説明していく。なお、前記3種類のTFT10、20、30を実施の形態4に係るTFTで形成する場合には、ゲート電極をパターニング形成する場合のマスクパターンを変える他は、通常のセルフアラインのTFTを製造する場合と同様であるため、その説明を省略する。
It will be described that the number of steps does not increase even if the three types of
まず、図11(A)に示すように、ガラス製の基板50に対してTEOS(テトラエトキシシラン)や酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマCVD法により厚さが約2000〜5000オングストロームのシリコン酸化膜からなる下地保護膜51を形成する。次に基板50の温度を350℃に設定して、下地保護膜51の表面にプラズマCVD法により厚さが約300〜700オングストロームのアモルファスのシリコン膜からなる半導体膜を形成する。次にアモルファスのシリコン膜からなる半導体膜に対して、レーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程を行い、半導体膜をポリシリコン膜にまで結晶化しておく。レーザアニール法では、たとえば、エキシマレーザのビーム長が400mmのラインビームを用い、その出力強度はたとえば200mJ/cm2 である。ラインビームについてはその幅方向におけるレーザ強度のピーク値の90%に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査していく。
First, as shown in FIG. 11A, a silicon oxide film having a thickness of about 2000 to 5000 angstroms is formed on a
次に、ポリシリコン膜をパターニングして島状の半導体膜11、21、31とし、その表面に対して、TEOS(テトラエトキシシラン)や酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマCVD法により厚さが約600〜1500オングストロームのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜12、22、32を形成する(ゲート絶縁膜形成工程)。
Next, the polysilicon film is patterned into the island-shaped
次に、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどを含む導電膜をスパッタ法により形成した後、導電膜をパターニングし、各TFTのゲート電極14、24、34を形成する(ゲート電極形成工程)。
Next, after a conductive film containing aluminum, tantalum, molybdenum, titanium, tungsten, or the like is formed by a sputtering method, the conductive film is patterned to form
次に、図11(B)に示すように、N型の駆動回路用TFT10およびN型の画素用TFT30の形成領域をレジストマスク61で覆う。この状態で、約1013cm-2のドーズ量でボロンイオンを打ち込むと、シリコン薄膜21にはゲート電極24に対して自己整合的に不純物濃度が約1018cm-3の低濃度P型領域23が形成される。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域25となる。
Next, as shown in FIG. 11B, the formation regions of the N-type
この低濃度の不純物打ち込みの工程を行わなければ、P型の駆動回路用TFT20は、LDD構造ではなく、オフセットゲート構造となる。
If this low concentration impurity implantation step is not performed, the P-type
次に、図11(C)に示すように、P型の駆動回路用TFT20の形成領域をレジストマスク62で覆う。この状態で、約1013cm-2のドーズ量でリンイオンを打ち込むと、シリコン薄膜11、31にはゲート電極14、34に対して自己整合的に不純物濃度が約1018cm-3の低濃度N型領域13、33が形成される。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域15、35となる。
Next, as shown in FIG. 11C, a formation region of the P-type
この低濃度の不純物打ち込みの工程を行わなければ、N型の駆動回路用TFT10、およびN型の画素用TFT30は、LDD構造ではなく、オフセットゲート構造となる。
If this low concentration impurity implantation step is not performed, the N-type
次に、図11(D)に示すように、N型の駆動回路用TFT10およびN型の画素用TFT30の形成領域に加えて、ゲート電極24をも広めに覆うレジストマスク63を形成する。ここで、レジストマスク63は、実施に形態1ないし3に示した高濃度のソース・ドレイン領域8が形成されるようなパターンで形成する。この状態で、低濃度P型領域23に約1015cm-2のドーズ量でボロンイオンを打ち込で、不純物濃度が約1020cm-3の高濃度ソース・ドレイン領域26を形成する。低濃度P型領域23のうちレジストマスク63で覆われていた部分は、そのままLDD領域27(低濃度ソース・ドレイン領域)として残る。このようにしてP型の駆動回路用TFT20を形成する。
Next, as shown in FIG. 11D, in addition to the formation regions of the N-type
次に、図11(E)に示すように、P型の駆動回路用TFT20の形成領域に加えて、ゲート電極14、34をも広めに覆うレジストマスク64を形成する。
ここで、レジストマスク64も、実施に形態1ないし3に示した高濃度のソース・ドレイン領域8が形成されるようなパターンで形成する。この状態で、低濃度N型領域13、23に約1015cm-2のドーズ量でリンイオンを打ち込んで、不純物濃度が約1020cm-3の高濃度ソース・ドレイン領域16、36を形成する。低濃度N型領域13、23のうち、レジストマスク64で覆われていた部分は、そのまま不純物濃度が約1018cm-3のLDD領域17、37(低濃度ソース・ドレイン領域)として残る。このようにして、N型の駆動回路用TFT10およびN型の画素用TFT30を形成する。
Next, as shown in FIG. 11E, a resist
Here, the resist
以降、図10に示すように、層間絶縁膜52を形成した後、活性化のためのアニールを行い、しかる後にコンタクトホールを形成した後、ソース・ドレイン電極41、42、43、44、45を形成すれば、アクティブマトリクス基板を製造できる。また、レジストマスク61、62、63、64を形成するための4回のマスク形成工程と、4回の不純物導入工程とによって、LDD構造のソース・ドレイン領域が形成される。すなわち、レジストマスク63、64のパターンを、実施の形態1ないし3に示した高濃度のソース・ドレイン領域8の形状に合わせるだけで、これらの形態に係るTFTを製造でき、工程数は増えない。
[その他の構造]
なお、本発明に係るチャネル領域周辺を改良してTFTの信頼性を高めるという技術は以下の場合にも応用できる。たとえば、チャネル領域およびソース・ドレイン領域のチャネル幅方向における端縁部分がパターニング時に汚染されているためこの端縁部分を流れる電流を小さく抑え、チャネル幅方向の中央部分に電流集中させたい場合がある。この場合には、図12(A)に示すように、実施の形態1、2とは逆に、ソース・ドレイン領域8とチャネル領域5との間(ゲート電極4の端部に対峙する部分)には、チャネル幅方向における中央部分のオフセット長が端縁部分のオフセット長よりかなり短い構造のオフセット領域7を形成してもよい。この場合には、図12においてチャネル幅方向の中央部分を通るB−B′線断面は、図1(B)、(C)に示すように表れ、図12においてチャネル幅方向の端縁部分を通るA−A′線断面は、図1(A)に示すように表れる。
このように構成した場合には、チャネル領域5、およびソース・ドレイン領域8のオフセット領域7において、チャネル幅方向における端縁部分はオフセット長が長い分、そこに流れる電流を小さく抑えることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 10, after forming an
[Other structures]
The technique of improving the periphery of the channel region and improving the reliability of the TFT according to the present invention can be applied to the following cases. For example, since the edges of the channel region and the source / drain regions in the channel width direction are contaminated at the time of patterning, there is a case where it is desired to reduce the current flowing through the edges and concentrate the current in the central portion in the channel width direction. . In this case, as shown in FIG. 12A, contrary to the first and second embodiments, the portion between the source /
In the case of such a configuration, in the
また、図12(B)に示すように、実施の形態4とは逆に、ゲート電極4がチャネル幅方向における中央部分に括れ部分49をもつように構成してもよい。このように構成した場合も、チャネル領域5は、チャネル幅方向における端縁部分のチャネル長が長い分、そこに流れる電流を小さく抑えることができる。
As shown in FIG. 12B, the
2、12、22、32 ゲート絶縁膜
4、14、24、34 ゲート電極
5、15、25、35 チャネル領域
16、26、36 高濃度ソース・ドレイン領域
7 オフセット領域
8、 ソース・ドレイン領域
9 コンタクトホール
10、20、30 TFT
17、27、37 LDD領域またはオフセット領域
40 配線層
50 ガラス基板
51 下地保護膜
52 層間絶縁膜
2, 12, 22, 32
17, 27, 37 LDD region or offset
Claims (5)
前記ゲート電極は、チャネル幅方向における中央部分にチャネル長方向に湾曲しながら膨出した膨出部を備えていることを特徴とする薄膜トランジスタ。 In a thin film transistor including a channel region opposed to a gate electrode through a gate insulating film, and a source / drain region connected to the channel region,
The thin film transistor according to claim 1, wherein the gate electrode includes a bulging portion that bulges in a central portion in a channel width direction while bending in a channel length direction.
前記逆導電型の薄膜トランジスタのうち、N型の薄膜トランジスタのオフセット長がP型の薄膜トランジスタのオフセット長より長いことを特徴とする薄膜トランジスタ回路。 A thin-film transistor circuit in which each of the thin-film transistors having the structure defined in claim 1 or 2 constitutes a thin-film transistor of the opposite conductivity type, and the thin-film transistors of the opposite conductivity type are connected by wiring.
2. The thin film transistor circuit according to claim 1, wherein the offset length of the n-type thin film transistor is longer than the offset length of the p-type thin film transistor.
A pixel switching element and a driving circuit in a pixel region are configured using the thin film transistor having the structure defined in claim 1, and the offset length of the thin film transistor used as the pixel switching element is the offset of the thin film transistor configuring the driving circuit. A liquid crystal display device using an active matrix substrate configured to be longer than the length.
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