JP3440764B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子および
液晶表示装置に係り、特に、薄膜半導体素子として用い
るに好適な半導体素子および薄膜半導体素子を用いたア
クティブマトリックス方式の液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a liquid crystal display device, and more particularly to a semiconductor device suitable for use as a thin film semiconductor device and an active matrix type liquid crystal display device using the thin film semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】OA機器等の画像情報,文字情報の表示
装置として、薄膜トランジスタ(以下TFTと記す)を
用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置が知
られている。従来この種の液晶表示装置においては低コ
スト化と並んで高精細化,高画質化が重要な課題であ
る。これらの課題を解決するためにはキーデバイスであ
るTFTの性能向上が欠かせない。高性能なTFTを安
価なガラス基板上に形成するに際して、例えば、198
5年 コンファレンスレコード オブ インターナショ
ナル ディスプレイ リサーチコンファレンス(Confere
nce Record of International Display Research Confe
rence)第9頁に記載されているように、TFTアクティ
ブマトリックスを駆動する周辺駆動回路をもTFTで構
成し、同一基板上に集積してコストを低減することが試
みられている。より高機能の周辺駆動回路をガラス基板
上に集積できれば外部に実装する回路構成や実装工程を
簡単化できるので実装コストの大幅な削減が期待でき
る。高機能の回路を構成するためにはより高性能なTF
Tが必要とされる。特に、現在周辺駆動回路集積型の表
示装置用のTFTとして最も期待されている多結晶シリ
コン(以下poly−Siと記す)膜上に形成したTFTに
おいてはキャリア移動度の向上とともにしきい電圧(V
th)の低減が重要な技術課題である。2. Description of the Related Art An active matrix type liquid crystal display device using thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) is known as a display device for image information and character information in office automation equipment and the like. In the conventional liquid crystal display device of this type, high definition and high image quality are important issues along with cost reduction. In order to solve these problems, it is essential to improve the performance of the TFT, which is a key device. In forming a high-performance TFT on an inexpensive glass substrate, for example, 198
5th Conference Record of International Display Research Conference (Confere
nce Record of International Display Research Confe
rence) As described on page 9, it has been attempted to reduce the cost by configuring the peripheral drive circuit for driving the TFT active matrix also with the TFT and integrating them on the same substrate. If higher-performance peripheral drive circuits can be integrated on the glass substrate, the circuit configuration and the mounting process to be mounted on the outside can be simplified, and a significant reduction in mounting cost can be expected. Higher performance TF for constructing high-performance circuits
T is required. In particular, in a TFT formed on a polycrystalline silicon (hereinafter referred to as poly-Si) film, which is currently most expected as a TFT for a peripheral drive circuit integrated type display device, the carrier mobility is improved and the threshold voltage (V
The reduction of th) is an important technical issue.
【0003】絶縁体上に形成されたトランジスタにおい
てVthを下げてより低電圧での動作を実現する方法とし
ては、1994年 テクニカル ダイジェスト オブ
インターナショナル エレクトロン デバイス ミーテ
ィング(Technical Digest ofInternational Electron D
evice Meeting)に記載がある。その第809頁には、活
性層となる半導体膜にソース,ドレインとは別に第4の
コンタクトを設けてこれをゲート電極と接続し、バイポ
ーラ動作をさせる、いわゆるダイナミックスレッショル
ドボルテージMOSFET(Dynamic Threshold Voltsge MOSFE
T:DTMOS)がサブミクロンのシリコン オン イン
シュレータ(Silicon on Insulator:SOI)デバイス
が記載されている。As a method of lowering Vth in a transistor formed on an insulator to realize operation at a lower voltage, 1994 Technical Digest of
International Electron Device Meeting (Technical Digest of International Electron D
evice Meeting). On page 809 thereof, what is called a dynamic threshold voltage MOSFET (Dynamic Threshold Voltage MOSFET) is provided in which a semiconductor film to be an active layer is provided with a fourth contact in addition to a source and a drain and is connected to a gate electrode to perform a bipolar operation.
Silicon on Insulator (SOI) devices with submicron T: DTMOS are described.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、トランジスタのしきい電圧を下げ低電圧で動作す
るようにしたため、電源電圧を下げて回路の消費電力を
低減することができ、この点において液晶表示装置用の
駆動素子として望ましいものである。しかし、この技術
は明らかに、低電圧で高速動作する論理素子あるいはメ
モリ素子を対象としたものであって、これをそのまま液
晶表示装置用の駆動素子として用いることはできない。In the above-mentioned prior art, since the threshold voltage of the transistor is lowered to operate at a low voltage, the power supply voltage can be lowered to reduce the power consumption of the circuit. Is desirable as a driving element for a liquid crystal display device. However, this technique is obviously intended for a logic element or a memory element that operates at a high speed with a low voltage, and cannot be used as it is as a driving element for a liquid crystal display device.
【0005】すなわち、上記従来技術により得られた半
導体素子は、上記文献の第809頁に記載されているよ
うに、ゲート電圧が0.6V 未満の領域でのみ有効に動
作するようになっており、ゲート駆動電圧の下限が液晶
駆動電圧によって制限される液晶表示装置に、上記従来
技術により得られた半導体素子をそのまま適用すること
はできない。具体的には、一般的な液晶材料を駆動する
ためには少なくともピーク振幅で±3V程度が必要であ
り、画素駆動用トランジスタのゲート電圧の振幅は、最
低この液晶駆動のためのピーク電圧以上が必要である。
従って、周辺駆動回路の出力電圧は少なくとも±3V程
度の振幅が必要とされる。よって、ゲート電圧が1V未
満でしか有効に動作しない上記の従来素子を、そのまま
液晶表示装置に適用することは困難である。That is, as described on page 809 of the above document, the semiconductor device obtained by the above-mentioned prior art is designed to operate effectively only in the region where the gate voltage is less than 0.6V. The semiconductor element obtained by the above-mentioned conventional technique cannot be directly applied to a liquid crystal display device in which the lower limit of the gate drive voltage is limited by the liquid crystal drive voltage. Specifically, in order to drive a general liquid crystal material, at least a peak amplitude of about ± 3 V is required, and the amplitude of the gate voltage of the pixel driving transistor must be at least the peak voltage for driving the liquid crystal. is necessary.
Therefore, the output voltage of the peripheral drive circuit is required to have an amplitude of at least about ± 3V. Therefore, it is difficult to directly apply the above-mentioned conventional element that operates effectively only when the gate voltage is less than 1 V to the liquid crystal display device.
【0006】本発明の目的は、低消費電力のアクティブ
マトリックス型の液晶表示装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an active matrix type liquid crystal display device of low power consumption.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、液晶表
示装置の表示領域に形成されるスイッチング素子として
の半導体素子又は表示領域を駆動するための駆動回路領
域に形成される半導体素子は、第1,第2,第3及び第
4の電極と、第2及び第3の電極に接続され互いに分離
された一対の一方導電型の半導体層と、これら一対の一
方導電型の半導体層に接続された真性半導体層と、この
真性半導体層上に形成された他方導電型の半導体層とを
有し、第1の電極は真性半導体層上に絶縁膜を介して形
成され、第4の電極は真性半導体層上に形成された他方
導電型の半導体層上に形成される。According to the present invention, a semiconductor element as a switching element formed in a display area of a liquid crystal display device or a semiconductor element formed in a drive circuit area for driving the display area, First, second, third and fourth electrodes, a pair of one conductivity type semiconductor layers connected to the second and third electrodes and separated from each other, and connected to the pair of one conductivity type semiconductor layers And a second conductivity type semiconductor layer formed on the intrinsic semiconductor layer, the first electrode is formed on the intrinsic semiconductor layer via an insulating film, and the fourth electrode is It is formed on the other conductivity type semiconductor layer formed on the intrinsic semiconductor layer.
【0008】一対の一方導電型の半導体層と他方導電型
の半導体層は前記真性半導体層によって互いに分離され
ていることが望ましい。更に、他の実施態様によれば真
性半導体層の基板の垂直方向から見た領域は、絶縁層の
領域より、少なくとも一対の一方導電型の半導体層の方
向に延びている。The pair of one conductivity type semiconductor layer and the other conductivity type semiconductor layer are preferably separated from each other by the intrinsic semiconductor layer. Furthermore, according to another embodiment, the region of the intrinsic semiconductor layer viewed from the direction perpendicular to the substrate extends from the region of the insulating layer in the direction of at least the pair of one-conductivity-type semiconductor layers.
【0009】第1の電極と前記第4の電極は抵抗を介し
て接続することが液晶表示装置の配線上好ましい。It is preferable for the wiring of the liquid crystal display device to connect the first electrode and the fourth electrode via a resistor.
【0010】真半導体層,一方導電型の半導体層及び前
記他方導電型の半導体層はシリコン,シリコンゲルマニ
ウム及び炭化シリコンのいずれかからなる半導体薄膜に
より構成しても良い。The true semiconductor layer, the one-conductivity-type semiconductor layer, and the other-conductivity-type semiconductor layer may be composed of a semiconductor thin film made of any one of silicon, silicon germanium, and silicon carbide.
【0011】また、真性半導体層,一方導電型の半導体
層及び他方導電型の半導体層は多結晶シリコン膜から構
成することも可能である。特に、駆動回路内蔵型の液晶
表示装置においては多結晶シリコン膜を用いることが望
ましい。Further, the intrinsic semiconductor layer, the one conductivity type semiconductor layer and the other conductivity type semiconductor layer may be composed of a polycrystalline silicon film. In particular, it is desirable to use a polycrystalline silicon film in a liquid crystal display device with a built-in drive circuit.
【0012】半導体素子はプレーナ型,逆スタガ型及び
正スタガ型のうちのいずれかであっても構成出来る。逆
スタガ型の場合、一方の基板上に第1の電極が形成さ
れ、第1の電極上に絶縁層が形成され、この絶縁膜上に
真性半導体層が形成され、真性半導体層上に一対の一方
導電型の半導体層が形成される。また、プレーナ型の場
合、一方の基板上に前記第2電極,第3電極及び第4の
電極が形成される。The semiconductor element can be constructed by any one of a planar type, an inverted stagger type and a normal stagger type. In the case of the inverted stagger type, a first electrode is formed on one substrate, an insulating layer is formed on the first electrode, an intrinsic semiconductor layer is formed on this insulating film, and a pair of intrinsic semiconductor layers is formed on the intrinsic semiconductor layer. On the other hand, a conductive semiconductor layer is formed. In the case of the planar type, the second electrode, the third electrode and the fourth electrode are formed on one substrate.
【0013】正スタガ及び逆スタガの場合、一対の一方
導電型の半導体層と他方導電型の半導体層とはいずれか
一方の半導体層のパターンをマスクパターンとして他方
の半導体層が自己整合的に形成することも可能である。In the case of the positive stagger and the reverse stagger, the semiconductor layer of one of the one conductivity type and the semiconductor layer of the other conductivity type is used as a mask pattern to form the other semiconductor layer in a self-aligned manner. It is also possible to do so.
【0014】液晶表示装置の駆動回路領域には相補型の
半導体装置のn型およびp型半導体素子として本発明の
半導体素子を用いることができる。具体的には、駆動回
路領域には垂直走査回路及び映像信号駆動回路を有して
おり、これらの回路内のシフトレジスタにこの相補型の
半導体装置が適用される。特に、周辺回路内蔵型の液晶
表示装置の駆動回路領域で本発明の半導体素子を用いる
と低消費電力に効果的である。The semiconductor element of the present invention can be used as the n-type and p-type semiconductor elements of a complementary semiconductor device in the drive circuit region of a liquid crystal display device. Specifically, the driver circuit area has a vertical scanning circuit and a video signal driver circuit, and the complementary semiconductor device is applied to a shift register in these circuits. In particular, when the semiconductor element of the present invention is used in the drive circuit region of a liquid crystal display device with a built-in peripheral circuit, low power consumption is effective.
【0015】本発明によれば、第1の電極,第2の電
極,第3の電極との間に形成される半導体層として真性
半導体層(i層)を形成し、第2の電極および第3の電
極に接続される不純物半導体層(一方導電型の半導体
層)の電流担体とは極性の異なる電流担体を真性半導体
層に注入するようにしている。この構成により、第2の
電極と第3の電極に接続される不純物半導体層をn型の
半導体層で形成した場合、電流担体注入層または第4の
電極と第2の電極間にはp−i−n接合が形成される。According to the present invention, an intrinsic semiconductor layer (i layer) is formed as a semiconductor layer formed between the first electrode, the second electrode and the third electrode, and the second electrode and the second electrode are formed. Current carriers having different polarities from the current carriers of the impurity semiconductor layer (one-side conductivity type semiconductor layer) connected to the third electrode are injected into the intrinsic semiconductor layer. With this configuration, when the impurity semiconductor layer connected to the second electrode and the third electrode is formed of an n-type semiconductor layer, p− is formed between the current carrier injection layer or the fourth electrode and the second electrode. An in junction is formed.
【0016】また、電流担体注入層または第4の電極と
第2の電極間の電圧をVbとすると、電圧Vbはp−i
−n接合の内のi−n接合とi層とに分圧され、過剰な
電流(ベース電流)が流れることを防止できる。このた
め、より大きなゲート電圧(第1の電極に印加される電
圧)まで低電力での動作が可能になる。即ち、真性半導
体の代わりにp型あるいはn型の半導体層を用いると、
Vbは全てソース接合に加わることになり、Vbがソー
ス接合のビルトイン電圧(約0.6V)を越えると、過剰
なベース電流が流れ、消費電力が急激に増大する。これ
に対して、半導体層を真性半導体で構成すると、より高
いVbまで過剰なベース電流が流れず、より高いゲート
電圧まで低電力での動作が可能になる。この場合p−i
−n接合の採用により、しきい電圧の低下の程度はやや
小さくなるが、従来の素子よりは低しきい電圧化が図ら
れる。このしきい電圧の低下により液晶駆動用素子や周
辺回路の低電圧化が可能になり、アクティブマトリック
ス型表示装置の消費電力を低減することが出来る。When the voltage between the current carrier injection layer or the fourth electrode and the second electrode is Vb, the voltage Vb is p-i.
It is possible to prevent an excessive current (base current) from flowing by being divided into the i-n junction and the i-layer of the -n junction. Therefore, it is possible to operate with low power up to a larger gate voltage (voltage applied to the first electrode). That is, when a p-type or n-type semiconductor layer is used instead of the intrinsic semiconductor,
All of Vb is added to the source junction, and when Vb exceeds the built-in voltage (about 0.6 V) of the source junction, an excessive base current flows and power consumption sharply increases. On the other hand, when the semiconductor layer is made of an intrinsic semiconductor, an excessive base current does not flow up to a higher Vb, and a low gate operation can be performed up to a higher gate voltage. In this case p-i
By adopting the -n junction, the degree of decrease in the threshold voltage is slightly reduced, but the threshold voltage can be made lower than that of the conventional element. This lowering of the threshold voltage makes it possible to lower the voltage of the liquid crystal driving element and the peripheral circuits, and it is possible to reduce the power consumption of the active matrix type display device.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】(実施の形態1)図1は本発明の第1の実
施例の半導体素子の断面図である。図1において、半導
体素子はガラス基板1上に形成されたクロムよりなるゲ
ート電極10が第1の電極として形成されている。ゲー
ト電極10は、シリコン窒化膜(SiN膜)よりなるゲ
ート絶縁膜20で被覆されている。ゲート絶縁膜20上
には真性a−Si層30が形成されている。真性a−S
i層30上にはリンがドープされたn型a−Si層3
1,32が形成されているとともに、ボロンがドープさ
れたp型a−Si層33が形成されている。(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the semiconductor element has a gate electrode 10 made of chromium formed on a glass substrate 1 as a first electrode. The gate electrode 10 is covered with a gate insulating film 20 made of a silicon nitride film (SiN film). An intrinsic a-Si layer 30 is formed on the gate insulating film 20. Genuine a-S
An n-type a-Si layer 3 doped with phosphorus is formed on the i layer 30.
1, 32 are formed, and a p-type a-Si layer 33 doped with boron is formed.
【0019】p型a−Si層33はn型a−Si層3
1,32のパターンをマスクとして自己整合的にn型a
−Si層31,32の間に形成されている。n型a−S
i層31,32のパターンをマスクとして利用してn型
a−Si層32を形成すると、1回のホトリソグラフィ
工程でn型a−Si層31,32とp型a−Si層33
の両方が形成できるので製造工程が簡単になり製造コス
トを削減できる。前記n型a−Si層31,32に接続
する第2および第3の電極として、チタンよりなるソー
ス電極11およびドレイン電極12が形成されている。
また、正孔の注入電極としてp型a−Si層33に接触
するベース電極14が形成されている。そして、素子全
体がシリコン窒化膜(SiN膜)よりなる保護絶縁膜2
2より被覆され、n型電界効果トランジスタが構成され
ている。The p-type a-Si layer 33 is the n-type a-Si layer 3
The n-type a is self-aligned using the patterns of 1, 32 as a mask.
It is formed between the -Si layers 31 and 32. n type a-S
When the n-type a-Si layer 32 is formed using the patterns of the i-layers 31 and 32 as a mask, the n-type a-Si layers 31 and 32 and the p-type a-Si layer 33 are formed by one photolithography process.
Since both can be formed, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. As the second and third electrodes connected to the n-type a-Si layers 31 and 32, a source electrode 11 and a drain electrode 12 made of titanium are formed.
Further, a base electrode 14 that contacts the p-type a-Si layer 33 is formed as a hole injection electrode. Then, the protective insulating film 2 in which the entire element is made of a silicon nitride film (SiN film)
2 to cover an n-type field effect transistor.
【0020】即ち上記実施例では多数キャリアは電子で
あり、少数キャリアは正孔である。ここでp型a−Si
層33に接触するベース電極14にソース電極11に対
して正の電圧を印加することにより、少数キャリアであ
る正孔が真性a−Si層30に注入される。That is, in the above embodiment, the majority carriers are electrons and the minority carriers are holes. Where p-type a-Si
By applying a positive voltage with respect to the source electrode 11 to the base electrode 14 in contact with the layer 33, holes that are minority carriers are injected into the intrinsic a-Si layer 30.
【0021】次に、図1に示す半導体素子の具体的な動
作を、図2および図3に従って説明する。Next, the specific operation of the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
【0022】n型のトランジスタにおいては、図2に示
すようにソース電極を接地電位としたとき、ゲート電極
10およびドレイン電極12それぞれに正の電圧Vgお
よびVdを印加して導通状態(オン状態)を実現する。
この時、本発明のトランジスタでは半導体層に設けたp
型a−Si層33に接触する第4の電極14(以下ベー
ス電極と記す)に正電圧Vbを印加する。正電位である
Vbにより、ソース電極11に接触するn型a−Si層
31−真性a−Si層30−p型a−Si層33からな
るn−i−p接合が順方向にバイアスされ、p型a−S
i層33から正孔が注入される。Фhは注入される正孔
の流れを表す。注入された正孔はソース電極11に向か
ってドリフトしn型a−Si層31と真性a−Si層3
0とで作られるn+/i 接合のポテンシャルバリアによ
ってブロックされ、n+/i 接合付近に蓄積する。蓄積
された正孔はn+/i 接合のポテンシャルバリアを低下
させ、n+ 層から真性半導体層とゲート絶縁膜20の界
面に形成されたチャネルchに向かって大量の電子が注
入される。Фeは注入される電子の流れを表す。この結
果、小量の少数キャリア(正孔)の注入により大幅な多
数キャリア(電子)電流の増大が実現される。In the n-type transistor, when the source electrode is set to the ground potential as shown in FIG. 2, positive voltages Vg and Vd are applied to the gate electrode 10 and the drain electrode 12, respectively, to bring them into a conductive state (on state). To realize.
At this time, in the transistor of the present invention, p
A positive voltage Vb is applied to the fourth electrode 14 (hereinafter referred to as the base electrode) that is in contact with the mold a-Si layer 33. By the positive potential Vb, the n-i-p junction composed of the n-type a-Si layer 31-intrinsic a-Si layer 30-p-type a-Si layer 33 in contact with the source electrode 11 is forward biased, p-type a-S
Holes are injected from the i layer 33. Φh represents the flow of injected holes. The injected holes drift toward the source electrode 11 and the n-type a-Si layer 31 and the intrinsic a-Si layer 3
It is blocked by the potential barrier of the n + / i junction formed with 0 and accumulates near the n + / i junction. The accumulated holes lower the potential barrier of the n + / i junction, and a large amount of electrons are injected from the n + layer to the channel ch formed at the interface between the intrinsic semiconductor layer and the gate insulating film 20. Φe represents the flow of injected electrons. As a result, a large increase in majority carrier (electron) current is realized by injecting a small amount of minority carriers (holes).
【0023】図3は図2中でX−X′で示したソース接
合部のエネルギーバンド図を示したものである。ベース
電極から注入された正孔がn+/i 接合のポテンシャル
バリアによってブロックされ、n+/i 接合付近に蓄積
する。これにより真性a−Si層30のポテンシャルエ
ネルギーは正孔蓄積前の状態を示す点線から実線の様に
変化しn型a−Si層31に大量に存在する電子に対す
るポテンシャルバリアが低下しφeで示すように大量の
電子がチャネルchに向かって注入される。一方、遮断
状態(オフ状態)においては、ゲート電極に負の電圧を
印加するとともにベース電極にも負電圧を印加してn−
i−p接合を逆方向バイアスすることにより、ベースか
らの正孔の注入を止めることにより電流を遮断できる。
電流増倍の効果は電子電流がソースからの注入によって
制限されるサブスレショルド領域でより顕著であるの
で、トランスファー特性は図4に示すように、ベース電
流ibの増大と共にサブスレショルド領域の電流立ち上
がりが急峻となる様に変化し、しきい電圧Vthが低下す
ることになる。FIG. 3 is an energy band diagram of the source junction indicated by XX 'in FIG. Holes injected from the base electrode is blocked by the potential barrier of n + / i junction, to accumulate near n + / i junction. As a result, the potential energy of the intrinsic a-Si layer 30 changes from the dotted line showing the state before the hole accumulation to the solid line, and the potential barrier against a large amount of electrons existing in the n-type a-Si layer 31 decreases, which is indicated by φe. Thus, a large amount of electrons are injected toward the channel ch. On the other hand, in the cut-off state (off state), a negative voltage is applied to the gate electrode and a negative voltage is also applied to the base electrode, so that n−
By reverse biasing the ip junction, current injection can be interrupted by stopping injection of holes from the base.
Since the effect of the current multiplication is more remarkable in the subthreshold region where the electron current is limited by the injection from the source, the transfer characteristic shows that the current rise in the subthreshold region is increased as the base current ib increases as shown in FIG. The threshold voltage Vth changes so that the threshold voltage Vth decreases.
【0024】また、本実施の形態においては、半導体層
として真性a−Si層30を用いたため、ベース−ソー
ス間電圧Vbがp−i−n接合の内のi−n接合とi層
とに分圧され、過剰な電流(ベース電流)が流れること
を防止できる。このため、より大きなゲート電圧、例え
ば±5Vを越えた電圧まで低電力での動作が可能にな
る。このため、しきい電圧の低下が可能な半導体素子を
液晶駆動素子あるいは周辺回路の素子として用いれば、
電源電圧の低電圧化が可能となり、アクティブマトリッ
クス型表示装置の消費電力を低減することが出来る。Further, in this embodiment, since the intrinsic a-Si layer 30 is used as the semiconductor layer, the base-source voltage Vb becomes the i-n junction and the i-layer of the p-i-n junction. It is possible to prevent an excessive current (base current) from flowing due to voltage division. Therefore, it is possible to operate at a low power up to a larger gate voltage, for example, a voltage exceeding ± 5V. Therefore, if a semiconductor element capable of lowering the threshold voltage is used as a liquid crystal driving element or an element of a peripheral circuit,
The power supply voltage can be lowered, and the power consumption of the active matrix display device can be reduced.
【0025】(実施の形態2)図5は、本発明の第2の
実施の形態の半導体素子の断面図である。本実施の形態
における半導体素子は、正スタガ型のTFTとして構成
されており、ガラス基板1上にクロムよりなるソース電
極11,ドレイン電極12およびベース電極14が互い
に分離された状態で形成されている。前記ソース電極1
1およびドレイン電極12上にはそれぞれn型a−Si
層31,32が形成されており、前記ベース電極14上
にはp型a−Si層33が形成されている。前記n型a
−Si層31およびp型a−Si層33上に形成された
真性a−Si層30,前記真性a−Si層30上に形成
されたシリコン窒化膜(SiN膜)よりなるゲート絶縁
膜20,前記ゲート絶縁膜20を介して前記真性a−S
i層30上に形成されたアルミニウムよりなるゲート電
極10、および素子全体を被覆するシリコン窒化膜(S
iN膜)よりなる保護絶縁膜22より構成されている。(Second Embodiment) FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. The semiconductor element in the present embodiment is configured as a positive stagger type TFT, and is formed on a glass substrate 1 in a state where a source electrode 11, a drain electrode 12 and a base electrode 14 made of chromium are separated from each other. . The source electrode 1
1 and the n-type a-Si on the drain electrode 12, respectively.
Layers 31 and 32 are formed, and a p-type a-Si layer 33 is formed on the base electrode 14. The n-type a
An intrinsic a-Si layer 30 formed on the -Si layer 31 and the p-type a-Si layer 33, a gate insulating film 20 formed of a silicon nitride film (SiN film) formed on the intrinsic a-Si layer 30, Through the gate insulating film 20, the intrinsic aS
The gate electrode 10 made of aluminum formed on the i layer 30 and the silicon nitride film (S
The protective insulating film 22 is made of an iN film).
【0026】本実施の形態における半導体素子は、前記
実施の形態と同様に、多数キャリアは電子であり、少数
キャリアは正孔である。ここでp型a−Si層33に接
触するベース電極14にソース電極11に対して正の電
圧を印加することにより、少数キャリアである正孔が真
性a−Si層30に注入される。これにより、前記第1
の実施の形態における原理と同様に、しきい電圧の低下
が図られ電流駆動能力が向上する。In the semiconductor device of the present embodiment, the majority carriers are electrons and the minority carriers are holes, as in the above embodiments. Here, by applying a positive voltage to the source electrode 11 to the base electrode 14 in contact with the p-type a-Si layer 33, holes which are minority carriers are injected into the intrinsic a-Si layer 30. Thereby, the first
Similar to the principle of the above embodiment, the threshold voltage is reduced and the current driving capability is improved.
【0027】本実施の形態においては、前記実施の形態
と同様に、真性a−Si層30を能動層とするものであ
るが、これは他の半導体材料、例えば多結晶シリコン
(poly−Si)や非晶質あるいは多結晶シリコンゲルマ
ニウム薄膜(SiGe)を用いても同様な効果が得られ
る。In the present embodiment, the intrinsic a-Si layer 30 is used as an active layer as in the above-mentioned embodiments, but this is made of another semiconductor material such as polycrystalline silicon (poly-Si). The same effect can be obtained by using an amorphous or polycrystalline silicon germanium thin film (SiGe).
【0028】(実施の形態3)図6は本発明の第3の実
施の形態を示す半導体素子の断面図である。本実施の形
態における半導体素子はプレーナ型のTFTとして構成
されており、ガラス基板1上にクロムよりなるベース電
極14,前記ベース電極14上に形成されたp+ 層33
1,前記p+ 層331上に形成された真性半導体層30
1,前記真性半導体層301上の一部に形成された二酸
化シリコン(SiO2 )よりなるゲート絶縁膜201,
前記ゲート絶縁膜201上に形成されたアルミニウムよ
りなるゲート電極10,前記真性半導体層301の一部
に形成されたn+ 層311,321,前記n+ 層31
1,321に接触するように形成されたクロムよりなる
ソース電極11およびドレイン電極12,SiO2 より
なる第2の保護絶縁膜21、および素子全体を被覆する
保護絶縁膜22より構成されている。本実施の形態にお
いても、前記第1の実施の形態と同様に多数キャリアは
電子であり、少数キャリアは正孔である。(Third Embodiment) FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. The semiconductor element in the present embodiment is configured as a planar type TFT, and includes a base electrode 14 made of chromium on the glass substrate 1, and ap + layer 33 formed on the base electrode 14.
1, intrinsic semiconductor layer 30 formed on the p + layer 331
1, a gate insulating film 201 made of silicon dioxide (SiO 2 ) formed on a part of the intrinsic semiconductor layer 301,
The gate electrode 10 made of aluminum formed on the gate insulating film 201, the n + layers 311, 321 and the n + layer 31 formed on a part of the intrinsic semiconductor layer 301.
1, a source electrode 11 and a drain electrode 12 made of chromium formed so as to be in contact with the first and the second electrodes 321, a second protective insulating film 21 made of SiO 2 , and a protective insulating film 22 covering the entire element. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the majority carriers are electrons and the minority carriers are holes.
【0029】ここでp+ 層331に接触するベース電極
14にソース電極11に対して正の電圧を印加すること
により、少数キャリアである正孔が真性半導体層301
に注入される。これにより、図1に示す半導体素子の同
様の原理によりしきい電圧の低下が図られ電流駆動能力
が向上する。By applying a positive voltage with respect to the source electrode 11 to the base electrode 14 in contact with the p + layer 331, holes, which are minority carriers, are transferred to the intrinsic semiconductor layer 301.
Is injected into. As a result, the threshold voltage is lowered by the same principle of the semiconductor device shown in FIG. 1 and the current driving capability is improved.
【0030】また、本実施の形態では前記n+ 層31
1,321は前記ゲート絶縁膜201およびゲート電極
10のパターンに対して自己整合的に形成されている。
即ち、前記ゲート絶縁膜201およびゲート電極10の
パターンをマスクとして利用してn+ 層311,321
が形成されている。これにより1回のホトリソグラフィ
工程でn+ 層311,321とゲート電極10の両方の
パターンが形成できるので製造工程が簡単になり製造コ
ストを削減できるだけでなく、ゲート電極10とn+ 層
311,321のオーバラップ幅を最小限にでき、ゲー
ト電極10とソース電極11あるいはゲート電極10と
ドレイン電極12間の寄生容量を最小にできるので素子
の高速動作が可能になる。Further, in the present embodiment, the n + layer 31
1, 321 are formed in self-alignment with the patterns of the gate insulating film 201 and the gate electrode 10.
That is, the n + layers 311 and 321 are formed by using the patterns of the gate insulating film 201 and the gate electrode 10 as a mask.
Are formed. As a result, both the patterns of the n + layers 311 and 321 and the gate electrode 10 can be formed by one photolithography process, which simplifies the manufacturing process and reduces the manufacturing cost. In addition, the gate electrode 10 and the n + layer 311 can be formed. Since the overlap width of 321 can be minimized and the parasitic capacitance between the gate electrode 10 and the source electrode 11 or the gate electrode 10 and the drain electrode 12 can be minimized, high-speed operation of the device becomes possible.
【0031】(実施の形態4)以上述べた実施の形態の
半導体素子はいずれもゲート,ソース,ドレインおよび
ベースよりなる4端子素子である。一方、従来液晶表示
装置やその駆動回路に用いられるトランジスタは3端子
素子である。従って、本発明の素子を従来の回路システ
ムに適用するためには、ベース電流を供給するために別
途新たな配線を設けなければならず、回路配置が煩雑と
なり回路の占有面積が増大する。(Embodiment 4) Each of the semiconductor elements of the above-described embodiments is a four-terminal element including a gate, a source, a drain and a base. On the other hand, the transistor used in the conventional liquid crystal display device and its driving circuit is a three-terminal element. Therefore, in order to apply the element of the present invention to the conventional circuit system, a new wiring must be separately provided in order to supply the base current, the circuit layout becomes complicated, and the area occupied by the circuit increases.
【0032】そこで、本実施の形態では、図7に示すよ
うに、ベースに適当な電流を供給するためにゲート電極
10とベース電極14を適当な値の抵抗rbで接続し、
ゲート配線からベース電流を供給する。このようにする
ことによりベース専用に新たな配線を設けることが不要
となるので配線が簡単化され、回路の集積度が向上し、
微細化が容易となる。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the gate electrode 10 and the base electrode 14 are connected by a resistor rb having an appropriate value in order to supply an appropriate current to the base.
Base current is supplied from the gate wiring. By doing this, it is not necessary to provide a new wiring exclusively for the base, so the wiring is simplified and the degree of circuit integration is improved.
Miniaturization becomes easy.
【0033】(実施の形態5)図8は本発明に係るプレ
ーナ型TFTの平面図を示す。図9は図8中X−X′で
示した線に沿う断面図である。(Fifth Embodiment) FIG. 8 is a plan view of a planar type TFT according to the present invention. FIG. 9 is a sectional view taken along the line XX 'in FIG.
【0034】本実施の形態では、poly−Siの真性半導
体層301を凸型の平面パターンとして、その中央にゲ
ート電極10のパターンを配置しその左右両側にソー
ス,ドレインのn+ 層311,321を形成した。な
お、n+ 層311,321は図6に示すプレーナ型トラ
ンジスタと同様に、ガラス基板上に形成されている。凸
型の真性半導体層301の上部突起部にベースとなるp
+ 層331が形成されている。ソース電極11およびド
レイン電極12はそれぞれソース,ドレインのn+層3
11,321に接触し、ベース電極14はベースのp+
層331に接触するように形成されている。ゲート電極
下部の真性半導体層301(チャネル)からp+ 層33
1に至る部分はp型,n型どちらの不純物もドープされ
ておらず高抵抗層rbを形成しており、ソース,ドレイ
ンのn+ 層311,321とベースのp+ 層331は真
性半導体層301によって分離された構造を有する。In this embodiment, the poly-Si intrinsic semiconductor layer 301 is used as a convex plane pattern, the pattern of the gate electrode 10 is arranged at the center thereof, and the source and drain n + layers 311 and 321 are arranged on the left and right sides thereof. Was formed. The n + layers 311 and 321 are formed on the glass substrate, similarly to the planar type transistor shown in FIG. On the upper protrusion of the convex intrinsic semiconductor layer 301, p serving as a base is formed.
The + layer 331 is formed. The source electrode 11 and the drain electrode 12 are the source and drain n + layers 3 respectively.
11 and 321, and the base electrode 14 is p + of the base.
It is formed to be in contact with the layer 331. From the intrinsic semiconductor layer 301 (channel) below the gate electrode to the p + layer 33
1 is not doped with either p-type or n-type impurities to form a high resistance layer rb. The source / drain n + layers 311 and 321 and the base p + layer 331 are intrinsic semiconductor layers. It has a structure separated by 301.
【0035】本実施の形態においても、前記第1の実施
の形態と同様に多数キャリアは電子であり、少数キャリ
アは正孔である。ここn+ 層321に接触するベース電
極14にソース電極11に対して正の電圧を印加するこ
とにより、少数キャリアである正孔が真性半導体層30
1に注入される。これにより、図1に示す半導体素子の
同様の原理によりしきい電圧の低下が図られ電流駆動能
力が向上する。Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the majority carriers are electrons and the minority carriers are holes. By applying a positive voltage to the source electrode 11 to the base electrode 14 in contact with the n + layer 321, holes that are minority carriers are transferred to the intrinsic semiconductor layer 30.
Injected into 1. As a result, the threshold voltage is lowered by the same principle of the semiconductor device shown in FIG. 1 and the current driving capability is improved.
【0036】また、本実施の形態において、ベース電極
14とゲート電極10を接続することにより、図7に示
したような3端子構成での動作が可能になる。この時、
前記高抵抗層rbがベース電流を制限するように働くの
で過剰なベース電流注入を防止し、より大きなゲート電
圧、例えば±5Vを越えた電圧まで低電力での動作が可
能になる。Further, in the present embodiment, by connecting the base electrode 14 and the gate electrode 10, the operation with the three-terminal structure as shown in FIG. 7 becomes possible. At this time,
Since the high resistance layer rb functions to limit the base current, excessive base current injection is prevented, and operation at low power is possible up to a larger gate voltage, for example, a voltage exceeding ± 5V.
【0037】本実施の形態のTFTのドレイン電流−ゲ
ート電圧特性およびドレイン電流−ドレイン電圧を、図
25(a)および(b)にそれぞれ従来構造のTFTと
比較して示す。本発明のTFTは、従来TFTに比べ
て、大きな電流駆動能力があることが明らかである。The drain current-gate voltage characteristics and the drain current-drain voltage of the TFT of this embodiment are shown in FIGS. 25 (a) and 25 (b) in comparison with the TFT having the conventional structure, respectively. It is clear that the TFT of the present invention has a larger current driving capability than the conventional TFT.
【0038】(実施の形態6)図10は本発明に係るプ
レーナ型TFTの平面図を示す。図11は図10中X−
Aで示した線に沿う断面図である。(Embodiment 6) FIG. 10 is a plan view of a planar type TFT according to the present invention. FIG. 11 shows X- in FIG.
It is sectional drawing which follows the line shown by A.
【0039】実施の形態では、前記第5の実施の形態と
同様に、真性半導体層301を凸型の平面パターンとし
て、その中央にゲート電極10のパターンを配置しその
左右両側にソース,ドレインのn+ 層311,321を
形成し、また、凸型の真性半導体層301の上部突起部
にベースとなるp+ 層331を形成している。また、ゲ
ート電極下部の真性半導体層301(チャネル)からp
+ 層331に至る部分にはp型,n型どちらの不純物も
ドープされていない高抵抗層rbを形成している点も、
前記第5の実施の形態と同様である。本実施の形態では
ソース,ドレインのn+ 層311,321とゲート電極
10直下の真性半導体層301(チャネル)の間に真性
半導体層301からなるオフセット層,roff 、が形成
されている点に特徴がある。即ち、ソース,ドレインの
n+ 層311,321とベースのp+ 層331は真性半
導体層301によって分離された構造を有する。このよ
うな構成を実現するために、本実施の形態ではゲート絶
縁膜20のパターンをゲート電極10よりもひとまわり
大きく構成し、このゲート絶縁膜20のパターンをマス
クとして利用してソース,ドレインのn+ 層311,3
21、あるいはベースとなるp+ 層331を形成してい
る。In the embodiment, similarly to the fifth embodiment, the intrinsic semiconductor layer 301 is formed as a convex plane pattern, the pattern of the gate electrode 10 is arranged in the center thereof, and the source and drain of the source and drain are formed on both sides thereof. The n + layers 311 and 321 are formed, and the p + layer 331 serving as a base is formed on the upper protrusion of the convex intrinsic semiconductor layer 301. In addition, from the intrinsic semiconductor layer 301 (channel) below the gate electrode, p
The high resistance layer rb, which is not doped with either p-type or n-type impurities, is formed in the portion reaching the + layer 331.
This is the same as the fifth embodiment. This embodiment is characterized in that an offset layer composed of the intrinsic semiconductor layer 301, roff, is formed between the n + layers 311 and 321 of the source and drain and the intrinsic semiconductor layer 301 (channel) directly below the gate electrode 10. There is. That is, the source / drain n + layers 311 and 321 and the base p + layer 331 have a structure separated by the intrinsic semiconductor layer 301. In order to realize such a structure, in the present embodiment, the pattern of the gate insulating film 20 is made slightly larger than the gate electrode 10, and the pattern of the gate insulating film 20 is used as a mask for the source and drain. n + layers 311 and 3
21 or a p + layer 331 serving as a base is formed.
【0040】本実施の形態においても、前記第1の実施
の形態と同様に多数キャリアは電子であり、少数キャリ
アは正孔である。ここでp+ 層331に接触するベース
電極14にソース電極11に対して正の電圧を印加する
ことにより、少数キャリアである正孔が真性半導体層3
01に注入される。これにより、図1に示す半導体素子
の同様の原理によりしきい電圧の低下が図られ電流駆動
能力が向上する。また、本実施の形態において、ベース
電極14とゲート電極10を接続することにより、図7
に示したような3端子構成での動作が可能になる。この
時、前記高抵抗層rbのみならずオフセット層roff が
ベース電流を制限するように働くので過剰なベース電流
注入をより防止し、より大きなゲート電圧まで低電力で
の動作が可能になる。また、オフセット層はソース電極
11とドレイン電極12間の電界を緩和するように作用
するため、ホットキャリアの発生が抑さえられ素子の信
頼性が向上する。Also in the present embodiment, the majority carriers are electrons and the minority carriers are holes, as in the first embodiment. Here, by applying a positive voltage to the source electrode 11 to the base electrode 14 in contact with the p + layer 331, holes that are minority carriers are transferred to the intrinsic semiconductor layer 3.
Injected at 01. As a result, the threshold voltage is lowered by the same principle of the semiconductor device shown in FIG. 1 and the current driving capability is improved. In addition, in the present embodiment, by connecting the base electrode 14 and the gate electrode 10, as shown in FIG.
It becomes possible to operate with a three-terminal configuration as shown in FIG. At this time, not only the high resistance layer rb but also the offset layer roff works so as to limit the base current, so that excessive base current injection can be further prevented and operation at low power up to a larger gate voltage becomes possible. Further, since the offset layer acts so as to relax the electric field between the source electrode 11 and the drain electrode 12, the generation of hot carriers is suppressed and the reliability of the device is improved.
【0041】(実施の形態7)図12は、前記図8およ
び図9に示した半導体素子を用いて相補型(CMOS)イ
ンバータ回路を構成した時の回路図であり、図13は図
12に示したインバータ回路のパターン配置図を示す。
このようなインバータは特に液晶表示装置の駆動回路で
用いられる。本実施の形態における相補型インバータ
は、p型トランジスタPMOSとn型トランジスタNM
OSとによって構成されており、各トランジスタのゲー
トとベースはベース抵抗rbを介して接続されている。
TFTのゲート電極10および入力端子Vinと一体にな
った第1の配線電極105が凸状パターンを有するTF
Tの突起部分近くまで延在され、第2の配線電極106
を介して突起部分に形成されたベース電極と接続されて
いる。(Embodiment 7) FIG. 12 is a circuit diagram when a complementary (CMOS) inverter circuit is constructed using the semiconductor elements shown in FIGS. 8 and 9, and FIG. 13 is shown in FIG. The pattern layout drawing of the shown inverter circuit is shown.
Such an inverter is used especially in a drive circuit of a liquid crystal display device. The complementary inverter according to the present embodiment includes a p-type transistor PMOS and an n-type transistor NM.
The gate and base of each transistor are connected via a base resistance rb.
TF in which the first wiring electrode 105 integrated with the gate electrode 10 of the TFT and the input terminal Vin has a convex pattern
The second wiring electrode 106 is extended to the vicinity of the protruding portion of T.
Is connected to the base electrode formed on the protruding portion via.
【0042】また、回路に基準電圧Vssおよび電源電圧
Vddを供給する電極および出力端子Vout も第2の配線
電極106により形成されている。高速な回路動作を実
現するため、キャリア移動度の大きな真性半導体層30
1を活性層に用いている。また、ホットキャリアによる
動作中の特性劣化を防止するために、ホットキャリアが
発生しやすいn型トランジスタは図10に示したよう
な、オフセット層roffを有する構成となっている。The electrodes for supplying the reference voltage Vss and the power supply voltage Vdd to the circuit and the output terminal Vout are also formed by the second wiring electrode 106. In order to realize high-speed circuit operation, the intrinsic semiconductor layer 30 having high carrier mobility is used.
1 is used for the active layer. Further, in order to prevent characteristic deterioration during operation due to hot carriers, the n-type transistor in which hot carriers are easily generated has a configuration having an offset layer roff as shown in FIG.
【0043】本インバータ回路を構成するトランジスタ
は、前記したような作用により低しきい電圧で動作す
る。低い電源電圧で動作が可能となり回路の消費電力を
低減できる。また、入力端子とTFTのベース電極14
間には高抵抗rbが挿入されており、入力端子からベー
ス電極14を経てソース電極に至る入力電流を抑制する
ので、消費電力を低減できる。The transistor forming the present inverter circuit operates at a low threshold voltage due to the above-mentioned operation. It is possible to operate with a low power supply voltage and reduce the power consumption of the circuit. In addition, the input terminal and the base electrode 14 of the TFT
A high resistance rb is inserted between them to suppress the input current from the input terminal through the base electrode 14 to the source electrode, so that the power consumption can be reduced.
【0044】(実施の形態8)図14は前記図1に示し
た逆スタガ型TFTを用いて相補型(CMOS)インバ
ータ回路を構成した時の断面図であり、図15はインバ
ータ回路のパターン配置図を示す。図中左側に示したn
型トランジスタの構造は図1に示したものと同様であ
る。ただし、高速な回路動作を実現するため、キャリア
移動度の大きな真性半導体層301を活性層に用いてい
る。図中右側に示したp型トランジスタは前記n型トラ
ンジスタと相補的な構造を有する。即ち、真性半導体層
301上に形成されたn+ 層311,321と、前記n
+ 層311,321が形成されない領域の真性半導体層
301表面にp+ 層331が形成されている。前記p型
トランジスタでは前記n+ 層311を介してベース電極
14より少数キャリアである電子が注入され、n型トラ
ンジスタと同様な作用によりしきい電圧が低下する。し
たがって、本発明の素子により構成したインバータでは
低い入力電圧Vinでスイッチングが可能となり回路の消
費電力を低減できる。また、p型トランジスタ,n型ト
ランジスタのベースはベース抵抗rbを介してゲート電
極に接続される点は図13に示した実施の形態と同様で
ある。これにより入力端子からベース電極14を経てソ
ース電極に至る入力電流を抑制するので、消費電力を低
減できる。(Embodiment 8) FIG. 14 is a sectional view when a complementary (CMOS) inverter circuit is constructed using the inverted stagger type TFT shown in FIG. 1, and FIG. 15 is a pattern layout of the inverter circuit. The figure is shown. N shown on the left side of the figure
The structure of the type transistor is similar to that shown in FIG. However, in order to realize high-speed circuit operation, the intrinsic semiconductor layer 301 having high carrier mobility is used as the active layer. The p-type transistor shown on the right side of the figure has a structure complementary to the n-type transistor. That is, the n + layers 311 and 321 formed on the intrinsic semiconductor layer 301,
The p + layer 331 is formed on the surface of the intrinsic semiconductor layer 301 in the region where the + layers 311 and 321 are not formed. In the p-type transistor, electrons, which are minority carriers, are injected from the base electrode 14 through the n + layer 311, and the threshold voltage is lowered by the same action as in the n-type transistor. Therefore, the inverter configured by the element of the present invention can switch at a low input voltage Vin, and the power consumption of the circuit can be reduced. Further, the bases of the p-type transistor and the n-type transistor are connected to the gate electrode via the base resistance rb, as in the embodiment shown in FIG. Thereby, the input current from the input terminal to the source electrode via the base electrode 14 is suppressed, so that the power consumption can be reduced.
【0045】(実施の形態9)図16は図1の素子を用
いて構成したTFTアクティブマトリックスの単位画素
の平面図である。図16中X−X′で示した点線部での
断面構造は図1に示したものと同様である。アクティブ
マトリックスはガラス基板上に形成した走査電極100
と、これに交差するように形成された信号電極120
と、これらの電極の交差部付近に形成された真性a−S
i層30と前記真性a−Si層30上に形成されたソー
ス電極11とベース電極14により構成されるTFT
と、前記TFTを構成する真性a−Si層30とは分離さ
れて形成された真性a−Si層30およびn型a−Si
層31のパターンと、前記TFTのソース電極11に接
続された画素電極13とから構成される。(Embodiment 9) FIG. 16 is a plan view of a unit pixel of a TFT active matrix formed by using the element of FIG. The sectional structure taken along the dotted line indicated by XX 'in FIG. 16 is similar to that shown in FIG. The active matrix is a scanning electrode 100 formed on a glass substrate.
And the signal electrode 120 formed so as to intersect with the
And the intrinsic aS formed near the intersection of these electrodes
A TFT composed of the i layer 30, the source electrode 11 and the base electrode 14 formed on the intrinsic a-Si layer 30.
And an intrinsic a-Si layer 30 and an n-type a-Si formed separately from the intrinsic a-Si layer 30 forming the TFT.
It is composed of the pattern of the layer 31 and the pixel electrode 13 connected to the source electrode 11 of the TFT.
【0046】ベース電極14は図1,図17から分かる
ように、TFTを構成する真性a−Si層30表面に形
成されたp型a−Si層33と、これと分離されて形成
された真性a−Si層30上のn型a−Si層31のパ
ターンを接続している。前記真性a−Si層30上のn
型a−Si層31のパターンには、前記ベース電極14
とは分離されて形成された接続電極15の一端が接続さ
れその他端はゲート絶縁膜20に設けたスルーホールT
Hを介して走査電極100に接続されている。As can be seen from FIGS. 1 and 17, the base electrode 14 includes a p-type a-Si layer 33 formed on the surface of the intrinsic a-Si layer 30 constituting the TFT, and an intrinsic type formed separately from the p-type a-Si layer 33. The pattern of the n-type a-Si layer 31 on the a-Si layer 30 is connected. N on the intrinsic a-Si layer 30
In the pattern of the mold a-Si layer 31, the base electrode 14 is formed.
One end of the connection electrode 15 which is formed separately from is connected and the other end is a through hole T formed in the gate insulating film 20.
It is connected to the scan electrode 100 via H.
【0047】ここで、前記ベース電極14と前記接続電
極15とに接触する真性a−Si層30上のn型a−S
i層31のパターンは、図7の等価回路中のべース抵抗
rbを構成する。抵抗値rbは前記ベース電極14と前
記接続電極15間のギャップを調整することにより制御
できる。このようにベース電極14を抵抗を介して走査
電極100に接続することにより、走査電極100によ
りベース電流の給電を兼ねることが出来、新たな給電線
を設ける必要がないので画素開口率の低下がない。ま
た、ベース抵抗をTFTを構成する半導体膜を用いて構
成することにより抵抗形成のための新たな工程が不要と
なり製造工程の簡略化が可能になる。Here, the n-type a-S on the intrinsic a-Si layer 30 in contact with the base electrode 14 and the connection electrode 15 is formed.
The pattern of the i layer 31 constitutes the base resistance rb in the equivalent circuit of FIG. The resistance value rb can be controlled by adjusting the gap between the base electrode 14 and the connection electrode 15. By thus connecting the base electrode 14 to the scan electrode 100 via a resistor, the scan electrode 100 can also serve as a base current feed, and it is not necessary to provide a new feed line, so that the pixel aperture ratio is reduced. Absent. In addition, since the base resistance is formed by using the semiconductor film that forms the TFT, a new step for forming the resistance is unnecessary and the manufacturing process can be simplified.
【0048】図18は図16の単位画素を用いて構成し
た表示装置全体の等価回路を示す。XiG,Xi+1
G,…は緑色フィルターGが形成される画素に接続され
た映像信号電極である。同様に、XiB,Xi+1B,…
は青色フィルターBが、XiR,Xi+1R,…は赤色
フィルターRが形成される画素に接続された映像信号電
極であるYi,Yi+1…は図18に示した画素列X
1,X2,…を選択する走査電極100であり、これら
の走査電極100は垂直走査回路Vに接続されている。
映像信号電極は映像信号起動回路Hに接続されている。
SUPは1つの電圧源から複数の分圧した安定化された
電圧源をえるための電源回路やホスト(上位演算処理装
置)からの陰極線管用の情報を液晶表示パネル用の情報
に変換する回路を含む回路である。そして絶縁基板上の
領域の内の複数の走査電極と複数の映像信号電極とに取
り囲まれた複数の表示領域には走査電極と映像信号電極
に接続されたスイッチング素子と、スイッチング素子に
接続された画素電極と、画素電極と相対向して配置され
た対向電極と、画素電極と対向電極とに挟持された液晶
層を備えて構成されている。FIG. 18 shows an equivalent circuit of the whole display device constituted by using the unit pixel of FIG. XiG, Xi + 1
G, ... Are video signal electrodes connected to the pixels in which the green filters G are formed. Similarly, XiB, Xi + 1B, ...
Is a video signal electrode connected to a pixel in which a blue filter B is formed, XiR, Xi + 1R, ... Is a red filter R, and Yi, Yi + 1 ... is a pixel column X shown in FIG.
, X2, ..., Which are the scanning electrodes 100, and these scanning electrodes 100 are connected to the vertical scanning circuit V.
The video signal electrode is connected to the video signal starting circuit H.
The SUP is a power supply circuit for obtaining a plurality of divided and stabilized voltage sources from one voltage source and a circuit for converting the information for the cathode ray tube from the host (upper processing unit) into the information for the liquid crystal display panel. It is a circuit including. A plurality of display areas surrounded by a plurality of scanning electrodes and a plurality of video signal electrodes in the area on the insulating substrate are connected to the switching elements connected to the scanning electrodes and the video signal electrodes, and to the switching elements. A pixel electrode, a counter electrode arranged to face the pixel electrode, and a liquid crystal layer sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode are provided.
【0049】各表示領域のスイッチング素子として、本
発明に係る半導体素子が用いられている。このように、
各表示領域のスイッチング素子として、本発明の素子を
もちいることにより垂直走査回路Vの出力電圧を低減で
き消費電力を低減できる。The semiconductor element according to the present invention is used as the switching element in each display area. in this way,
By using the element of the present invention as the switching element in each display area, the output voltage of the vertical scanning circuit V can be reduced and the power consumption can be reduced.
【0050】(実施の形態10)図19は本発明に係る
プレーナ型TFTの平面図を示す。図19(a)及び
(b)はそれぞれn型及びp型のTFTを示す。また、
図19(c)は、図19(a)中Y−Y′で示した線に
沿う断面図、図19(d)は図19(a)中X−X′で
示した線に沿う断面図である。図19(a)及び(b)
におけるA−A′,B−B′,Z−Z′で示した断面図
については後述する図24に示した。(Embodiment 10) FIG. 19 is a plan view of a planar type TFT according to the present invention. 19A and 19B show an n-type TFT and a p-type TFT, respectively. Also,
19C is a sectional view taken along the line YY 'in FIG. 19A, and FIG. 19D is a sectional view taken along the line XX' in FIG. 19A. Is. 19 (a) and (b)
The cross-sectional views indicated by AA ', BB', and ZZ 'in FIG.
【0051】本実施の形態では、前記第5の実施の形態
と同様に、真性半導体層301を凸型の平面パターンと
して、その中央にゲート電極10のパターンを配置しそ
の左右両側にソース,ドレインのn+ 層311,321
を形成し、また、凸型の真性半導体層301の上部突起
部にベースとなるp+ 層331を形成している。また、
ゲート電極下部の真性半導体層301(チャネル)から
p+ 層331に至る部分にはp型,n型どちらの不純物
もドープされていない高抵抗層rbを形成している点
も、前記第5の実施の形態と同様である。本実施の形態
ではソース,ドレインのn+ 層311,321とゲート
電極10直下の真性半導体層301(チャネル)の間に
真性半導体層301からなるオフセット層,roff 、が
形成されている。即ち、ソース,ドレインのn+ 層31
1,321とベースのp+ 層331は真性半導体層30
1によって分離された構造を有する。このような構成を
実現するために、本実施の形態ではゲート絶縁膜20の
パターンをゲート電極10よりもひとまわり大きく構成
し、このゲート絶縁膜20のパターンをマスクとして利
用してソース,ドレインのn+ 層311,321、ある
いはベースとなるp+層331を形成している。In this embodiment, as in the fifth embodiment, the intrinsic semiconductor layer 301 is formed as a convex plane pattern, and the pattern of the gate electrode 10 is arranged in the center thereof, and the source and drain are provided on both left and right sides thereof. N + layers 311 and 321
And a p + layer 331 serving as a base is formed on the upper protrusion of the convex intrinsic semiconductor layer 301. Also,
The high resistance layer rb, which is not doped with either p-type or n-type impurities, is formed in the portion from the intrinsic semiconductor layer 301 (channel) below the gate electrode to the p + layer 331. It is similar to the embodiment. In the present embodiment, an offset layer composed of the intrinsic semiconductor layer 301, roff, is formed between the n + layers 311 and 321 of the source and drain and the intrinsic semiconductor layer 301 (channel) immediately below the gate electrode 10. That is, the source and drain n + layers 31
1, 321 and the base p + layer 331 are the intrinsic semiconductor layer 30.
It has a structure separated by 1. In order to realize such a structure, in the present embodiment, the pattern of the gate insulating film 20 is made slightly larger than the gate electrode 10, and the pattern of the gate insulating film 20 is used as a mask for the source and drain. The n + layers 311 and 321 or the p + layer 331 serving as a base are formed.
【0052】さらに本実施の形態の特徴として、図19
(c)および(d)に示すように、ゲート電極10を凸
型の真性半導体層301の上部突起部の上まで延在させ
るが、ベースとなるp+ 層331および高抵抗層rbが
形成される領域のみゲート電極10が存在しないような
中抜きの平面パターンとしている。また、ベースとなる
p+ 層331と上部突起部の上まで延在させたゲート電
極10とをベース電極14により接続している。この構
成により、p+ 層331とゲート電極10とを接続し3
端子素子として用いる。このような平面パターンの採用
により、素子の占有面積の増大を最小限としつつゲート
電極10とベース電極14を接続することができる。ま
た、高抵抗層rbの上部のゲート電極10を除去するこ
とにより、高抵抗層rbの抵抗値がゲート電圧により変
化することがなくなるので、安定したベース電流制限機
構を得ることができる。また、前記高抵抗層rbのみな
らずオフセット層roff がベース電流を制限するように
働くので過剰なベース電流注入をより防止し、より大き
なゲート電圧まで低電力での動作が可能になる。また、
オフセット層はソース電極11とドレイン電極12間の
電界を緩和するように作用するため、ホットキャリアの
発生が抑さえられ素子の信頼性が向上する。図20
(a)は、図19(a)に示した半導体素子を用いて構
成したTFTアクティブマトリックスの単位画素の平面
図である。図20(b)は、図20(a)中X−X′で示
した線に沿う断面図である。Further, as a feature of this embodiment, FIG.
As shown in (c) and (d), the gate electrode 10 is extended to above the upper protrusion of the convex intrinsic semiconductor layer 301, but the p + layer 331 and the high resistance layer rb to be the base are formed. The area is a flat pattern in which the gate electrode 10 does not exist only in the region. Further, the p + layer 331 serving as a base and the gate electrode 10 extending to above the upper protrusion are connected by the base electrode 14. With this structure, the p + layer 331 and the gate electrode 10 are connected to each other.
Used as a terminal element. By adopting such a plane pattern, it is possible to connect the gate electrode 10 and the base electrode 14 while minimizing the increase in the area occupied by the element. Further, by removing the gate electrode 10 above the high resistance layer rb, the resistance value of the high resistance layer rb does not change due to the gate voltage, so that a stable base current limiting mechanism can be obtained. Further, not only the high resistance layer rb but also the offset layer roff functions to limit the base current, so that excessive base current injection can be further prevented and operation at low power up to a larger gate voltage becomes possible. Also,
Since the offset layer acts so as to relax the electric field between the source electrode 11 and the drain electrode 12, the generation of hot carriers is suppressed and the reliability of the device is improved. Figure 20
FIG. 19A is a plan view of a unit pixel of a TFT active matrix formed by using the semiconductor element shown in FIG. 20B is a sectional view taken along the line indicated by XX 'in FIG.
【0053】アクティブマトリックスはガラス基板上に
形成した走査電極100と、これに交差するように形成
された信号電極120と、これらの電極の交差部付近に
形成された真性半導体層301と前記真性半導体層30
1にスルーホールを介して接続されたソース電極11と
ベース電極14により構成されるTFTと、前記TFTの
ソース電極11に接続された画素電極13とから構成さ
れる。ベース電極14は図20(b)から分かるよう
に、図19に示したp+ 層331とゲート電極10を接
続している。このようにベース電極14と走査電極10
0を接続することにより、走査電極100によりベース
電流の給電を兼ねることが出来、新たな給電線を設ける
必要がないので画素開口率の低下がない。また、ベース
抵抗をTFTを構成する半導体膜を用いて構成すること
により抵抗形成のための新たな工程が不要となり製造工
程の簡略化が可能になる。The active matrix is composed of the scanning electrode 100 formed on the glass substrate, the signal electrode 120 formed so as to intersect with the scanning electrode 100, the intrinsic semiconductor layer 301 formed near the intersection of these electrodes, and the intrinsic semiconductor. Layer 30
1 is composed of a TFT composed of a source electrode 11 and a base electrode 14 connected to each other through a through hole, and a pixel electrode 13 connected to the source electrode 11 of the TFT. As can be seen from FIG. 20B, the base electrode 14 connects the p + layer 331 shown in FIG. 19 and the gate electrode 10. Thus, the base electrode 14 and the scan electrode 10
By connecting 0, the scanning electrode 100 can also serve as the power supply of the base current, and it is not necessary to provide a new power supply line, so that the pixel aperture ratio does not decrease. In addition, since the base resistance is formed by using the semiconductor film that forms the TFT, a new step for forming the resistance is unnecessary and the manufacturing process can be simplified.
【0054】図21は、図12および図13に示したC
MOSインバータを用いて構成した駆動回路を、図20
に示したTFTアクティブマトリックスとともに同一基
板上に集積した表示装置全体の等価回路を示す。本発明
に係るTFTよりなるアクティブマトリックス50と、
これを駆動する垂直走査回路51,1走査線分のビデオ
信号を複数のブロックに分割して時分割的に供給するた
めの毎水平走査回路53,ビデオ信号Data を供給する
データ信号線Vdr1,Vdg1,Vdb1,… 、ビデオ信号を
分割ブロック毎にアクティブマトリックス側へ供給する
スイッチマトリックス回路52よりなる。ここで、垂直
走査回路51および水平走査回路53は、図22に示す
様なシフトレジスタとバッファより構成され、クロック
信号CL1,Cl2,CKVにより駆動される。図22
は、走査線1本分に対応する走査回路である。図中、7
0がp型のトランジスタ、71がn型のトランジスタを
示す。各々のトランジスタは、図7に示した様なベース
とゲートを抵抗rbで接続した構造を有する。シフトレ
ジスタは2相クロック(Vcp1,Vcp2)とそれぞれの反
転クロック(Vcp1,Vcp2)でタイミングを取り、入力
電圧を反転,シフトしてバッファに転送する。同時に、
これが次段走査線に対応するシフトレジスタの入力電圧
となる。バッファは、最大電圧Vdd2 のパルス電圧を出
力し、これがアクティブマトリックス表示部の走査電圧
となる。FIG. 21 shows C shown in FIGS. 12 and 13.
A drive circuit configured by using a MOS inverter is shown in FIG.
An equivalent circuit of the whole display device integrated on the same substrate with the TFT active matrix shown in FIG. An active matrix 50 comprising TFTs according to the present invention,
A vertical scanning circuit 51 for driving this, each horizontal scanning circuit 53 for dividing a video signal for one scanning line into a plurality of blocks and supplying them in a time division manner, data signal lines Vdr1, Vdg1 for supplying a video signal Data. , Vdb1, ..., A switch matrix circuit 52 for supplying a video signal to the active matrix side for each divided block. Here, the vertical scanning circuit 51 and the horizontal scanning circuit 53 are composed of shift registers and buffers as shown in FIG. 22, and are driven by clock signals CL1, Cl2 and CKV. FIG. 22
Is a scanning circuit corresponding to one scanning line. 7 in the figure
Reference numeral 0 represents a p-type transistor, and 71 represents an n-type transistor. Each transistor has a structure in which a base and a gate are connected by a resistor rb as shown in FIG. The shift register takes timing with a two-phase clock (Vcp1, Vcp2) and respective inversion clocks (Vcp1, Vcp2), inverts and shifts the input voltage, and transfers it to the buffer. at the same time,
This becomes the input voltage of the shift register corresponding to the next scanning line. The buffer outputs a pulse voltage of the maximum voltage Vdd2, which becomes the scanning voltage of the active matrix display section.
【0055】本発明の素子を用いて構成した相補型TF
Tのシフトレジスタは、従来のTFTで構成したシフトレ
ジスタにくらべ約半分の消費電力で動作した。また、ア
クティブマトリックスを構成するTFTにも本発明の素
子を用いたので、走査回路の出力レベル、即ちVdd2 を
従来の1/2に下げることができた。これにより、アク
ティブマトリックス基板全体の消費電力を従来の1/3
にまで下げることが出来た。Complementary TF constructed using the device of the present invention
The T shift register operated at about half the power consumption of the conventional shift register composed of TFTs. Further, since the element of the present invention is used for the TFTs forming the active matrix, the output level of the scanning circuit, that is, Vdd2, can be reduced to 1/2 of the conventional level. As a result, the power consumption of the entire active matrix substrate is reduced to 1/3 that of the conventional one.
I was able to lower it to.
【0056】また、上記の例ではプレーナ型のTFTを
用いて全体を構成したが、TFTは図1または図2に示
したような逆タガ型あるいはスタガ型であってもよい。
特にプレーナ型素子ではゲートとソースあるいはドレイ
ン間の寄生容量が小さく出来るので、より高速な動作が
可能である。Further, in the above-mentioned example, the entire structure is formed by using the planar type TFT, but the TFT may be an inverted tag type or stagger type as shown in FIG. 1 or 2.
Particularly, in the planar type device, since the parasitic capacitance between the gate and the source or the drain can be reduced, higher speed operation is possible.
【0057】(実施の形態11)図23(a)〜(d)
は、図1に示した本発明に係る半導体素子の製造工程を
示す断面図である。ガラス基板1上にスパッタリング法
によりCr膜を100nm堆積し、周知のホトリソグラ
フィ法を用いて所定の平面形状にパターニングしゲート
電極10とする。次に、前記ゲート電極10上を含む基
板全面にシリコン窒化膜(SiN膜)20,真性a−S
i層30、およびn型a−Si層31をプラズマCVD
法により連続して形成する。各々の膜厚はSiN膜が3
50nm,真性a−Si膜が200nm,n型a−Si
膜が40nmである(図23(a)参照)。(Embodiment 11) FIGS. 23A to 23D.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 1. A Cr film having a thickness of 100 nm is deposited on the glass substrate 1 by a sputtering method, and patterned into a predetermined plane shape by a well-known photolithography method to form a gate electrode 10. Then, a silicon nitride film (SiN film) 20 and an intrinsic a-S are formed on the entire surface of the substrate including the gate electrode 10.
Plasma CVD of the i layer 30 and the n-type a-Si layer 31
It is formed continuously by the method. Each film has 3 SiN films
50 nm, intrinsic a-Si film 200 nm, n-type a-Si
The film is 40 nm (see FIG. 23 (a)).
【0058】真性a−Si膜とn型a−Si膜を所定の
平面形状にパターニングした後、さらに所定の平面形状
のホトレジストPRをn型a−Si層31上に形成し、
前記ホトレジストをマスクとしてプラズマエッチング法
によりn型a−Si層31を所定の形状にパターニング
する(n型a−Si層31をn型a−Si層31とn型
a−Si層32の2つの部分に分離する)(図23
(b)参照)。After patterning the intrinsic a-Si film and the n-type a-Si film into a predetermined plane shape, a photoresist PR having a predetermined plane shape is further formed on the n-type a-Si layer 31.
The n-type a-Si layer 31 is patterned into a predetermined shape by a plasma etching method using the photoresist as a mask (the n-type a-Si layer 31 is divided into two layers: the n-type a-Si layer 31 and the n-type a-Si layer 32). (Separate into parts) (Fig. 23
(See (b)).
【0059】続いて、前記ホトレジストPRを残したま
ま、ボロンを含むイオンビームIBを基板全面に照射
し、前記n型a−Si層31を除去した領域の真性a−
Si層30表面にp型a−Si層33を形成する(図2
3(c)参照)。Then, with the photoresist PR remaining, the entire surface of the substrate is irradiated with an ion beam IB containing boron to remove the intrinsic a- in the region where the n-type a-Si layer 31 is removed.
A p-type a-Si layer 33 is formed on the surface of the Si layer 30 (see FIG. 2).
3 (c)).
【0060】ホトレジストPRを除去した後、スパッタ
リング法によりCrを40nm,Alを400nm形成
し、所定の形状にパターニングしてソース電極11,ド
レイン電極12およびベース電極14を得る。最後に、
保護絶縁膜22となるSiN膜をプラズマCVD法により
400nm形成し素子は完成する(図23(d)参
照)。After removing the photoresist PR, Cr is formed to a thickness of 40 nm and Al is formed to a thickness of 400 nm by a sputtering method, and patterned into a predetermined shape to obtain a source electrode 11, a drain electrode 12 and a base electrode 14. Finally,
A SiN film to be the protective insulating film 22 is formed to a thickness of 400 nm by the plasma CVD method to complete the device (see FIG. 23D).
【0061】本実施の形態では、p型a−Si層33は
n型a−Si層31,32のパターンに対して自己整合
的に形成されている。即ち、n型a−Si層31,32
のパターンをマスクとして利用してp型a−Si層33
が形成されている。これにより1回のホトリソグラフィ
工程でn型a−Si層31,32とp型a−Si層33
の両方が形成できるので製造工程が簡単になり製造コス
トを削減できる。In this embodiment, the p-type a-Si layer 33 is formed in self-alignment with the pattern of the n-type a-Si layers 31 and 32. That is, the n-type a-Si layers 31, 32
Pattern is used as a mask to form the p-type a-Si layer 33.
Are formed. As a result, the n-type a-Si layers 31 and 32 and the p-type a-Si layer 33 are formed in one photolithography process.
Since both can be formed, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
【0062】(実施の形態12)図24(a)〜(f)
は、図19に示した本発明に係る相補型(CMOS)半
導体素子の製造工程を示す断面図である。図24中、A
−A′,Y−Y′,B−B′,Z−Z′で示した部分
は、それぞれ、図9中のA−A′,Y−Y′,B−
B′,Z−Z′の各線に沿う断面構造である。(Embodiment 12) FIGS. 24 (a) to 24 (f).
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the complementary (CMOS) semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 19. In FIG. 24, A
The portions indicated by -A ', YY', BB 'and ZZ' are respectively AA ', YY' and B- in FIG.
It is a cross-sectional structure taken along each line B ', ZZ'.
【0063】ガラス基板1上にLPCVD法により真性
a−Si層30を50nm形成し、高輝度のXeClエ
キシマレーザ光LASERを、エネルギー密度330m
J/cm2 で照射し、前記真性a−Si層30を溶融再結
晶化して、真性半導体層301を得る(図24(a)参
照)。An intrinsic a-Si layer 30 having a thickness of 50 nm is formed on the glass substrate 1 by the LPCVD method, and a high-brightness XeCl excimer laser beam LASER is emitted at an energy density of 330 m.
Irradiation with J / cm 2 is performed to melt and recrystallize the intrinsic a-Si layer 30 to obtain an intrinsic semiconductor layer 301 (see FIG. 24A).
【0064】前記n+ 層311を所定の平面形状にパタ
ーニングした後、プラズマCVD法により二酸化シリコ
ン(SiO2 )膜を100nm、さらにスパッタリング
法によりAlを100nm形成し、所定の平面形状にパ
ターニングしてゲート絶縁膜20およびゲート電極10
とする(図24(b)参照)。After patterning the n + layer 311 into a predetermined plane shape, a silicon dioxide (SiO 2 ) film having a thickness of 100 nm is formed by a plasma CVD method, and Al having a thickness of 100 nm is formed by a sputtering method, and patterned into a predetermined plane shape. Gate insulating film 20 and gate electrode 10
(See FIG. 24B).
【0065】次に、所定形状のホトレジストパターンP
R1を形成後、前記ホトレジストパターンPR1、およ
びゲート電極10のパターンをマスクとして、リンを含
むイオンビームIPを照射し、n型poly−Si層311
を形成する(図24(c)参照)。Next, a photoresist pattern P having a predetermined shape
After forming R1, the ion beam IP containing phosphorus is irradiated using the photoresist pattern PR1 and the pattern of the gate electrode 10 as a mask, and the n-type poly-Si layer 311 is formed.
Are formed (see FIG. 24C).
【0066】前記ホトレジストパターンPR1を除去し
た後、別のホトレジストパターンPR2を形成し、前記
ホトレジストパターンPR2、およびゲート電極10の
パターンをマスクとして、ボロンを含むイオンビームI
Bを照射し、p+ 層331を形成する。前記ホトレジス
トパターンPR2を除去した後、再度XeClエキシマ
レーザ光をエネルギー密度200mJ/cm2 で照射し、
注入したリンおよびボロンを活性化し、n型poly−Si
層311、およびn+ 層321を低抵抗化する(図24
(d)参照)。After removing the photoresist pattern PR1, another photoresist pattern PR2 is formed, and the ion beam I containing boron is formed using the photoresist pattern PR2 and the pattern of the gate electrode 10 as a mask.
B is irradiated to form the p + layer 331. After removing the photoresist pattern PR2, XeCl excimer laser light is irradiated again at an energy density of 200 mJ / cm 2 ,
Activates the implanted phosphorus and boron, n-type poly-Si
The resistance of the layer 311 and the n + layer 321 is reduced (see FIG. 24).
(See (d)).
【0067】次に、保護絶縁膜22としてプラズマCV
D法によりSiO2 膜を300nm形成して所定の形状
にパターニングする(図24(e)参照)。Next, plasma CV is used as the protective insulating film 22.
A SiO 2 film having a thickness of 300 nm is formed by the D method and patterned into a predetermined shape (see FIG. 24E).
【0068】最後にスパッタリング法によりCrを40
nm,Alを400nm形成し、所定の形状にパターニ
ングしてソース電極11,ドレイン電極12およびベー
ス電極14として素子は完成する(図24(f)参
照)。Finally, 40% of Cr was formed by the sputtering method.
nm and Al having a thickness of 400 nm and patterned into a predetermined shape to complete the element as the source electrode 11, the drain electrode 12 and the base electrode 14 (see FIG. 24F).
【0069】(実施の形態13)図26は、本発明に係
る液晶表示装置の断面模式図を示す。液晶層506を基
準に下部のガラス基板1上には、走査信号電極10と映
像信号電極120とがマトリックス状に形成され、その
交点近傍に形成されたTFTを介してITOよりなる画
素電極13を駆動する。液晶層506を挾んで対向する
対向ガラス基板508上にはITOよりなる対向電極5
10、及びカラーフィルター507,カラーフィルター
保護膜511,遮光用ブラックマトリックスパターンを
形成する遮光膜512が形成されている。図26の中央
部は1画素部分の断面を、左側は一対のガラス基板1,
508の左側縁部分で外部引出端子の存在する部分の断
面を、右側は一対のガラス基板1,508の右側縁部分
で外部引出端子の存在しない部分の断面をしめしてい
る。(Embodiment 13) FIG. 26 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention. The scanning signal electrodes 10 and the video signal electrodes 120 are formed in a matrix on the lower glass substrate 1 with respect to the liquid crystal layer 506, and the pixel electrodes 13 made of ITO are formed through the TFTs formed in the vicinity of their intersections. To drive. The counter electrode 5 made of ITO is formed on the counter glass substrate 508 that faces the liquid crystal layer 506.
10, a color filter 507, a color filter protective film 511, and a light blocking film 512 forming a black matrix pattern for light blocking are formed. The central portion of FIG. 26 is a cross section of one pixel portion, and the left is a pair of glass substrates 1,
The left side edge portion of 508 shows a cross section of a portion where the external lead terminal exists, and the right side shows a cross section of a right edge portion of the pair of glass substrates 1 and 508 where there is no external lead terminal.
【0070】図26の左側,右側のそれぞれに示すシー
ル材SLは、液晶層506を封止するように構成されて
おり、液晶封入口(図示していない)を除くガラス基板
1,508の縁全体に沿って形成されている。シール剤
は、例えばエポキシ樹脂で形成されている。対向ガラス
基板508側の対向電極510は少なくとも一個所にお
いて、銀ペ−スト材SILによってガラス基板1に形成
された外部引出配線に接続されている。この外部接続配
線は走査信号配線10,ソース電極11,映像信号配線
120およびベース電極14のそれぞれと同一製造工程
で形成される。配向膜ORI1,ORI2,画素電極1
3,保護膜22,ゲートSiN膜20のそれぞれの層は
シール材SLの内側に形成される。偏光板505はそれ
ぞれ一対のガラス基板1,508の外側の表面に形成さ
れている。The sealing material SL shown on each of the left side and the right side of FIG. 26 is configured to seal the liquid crystal layer 506, and the edges of the glass substrates 1 and 508 excluding the liquid crystal sealing port (not shown). It is formed along the whole. The sealing agent is made of, for example, an epoxy resin. The counter electrode 510 on the counter glass substrate 508 side is connected to the external extraction wiring formed on the glass substrate 1 by the silver paste material SIL at at least one location. The external connection wiring is formed in the same manufacturing process as the scanning signal wiring 10, the source electrode 11, the video signal wiring 120, and the base electrode 14. Alignment film ORI1, ORI2, pixel electrode 1
3, the respective layers of the protective film 22 and the gate SiN film 20 are formed inside the sealing material SL. The polarizing plates 505 are formed on the outer surfaces of the pair of glass substrates 1 and 508, respectively.
【0071】液晶層506は液晶分子の向きを設定する
下部配向膜ORI1と、上部配向膜ORI2の間に封入
され、シール材SLによってシールされている。下部配
向膜ORI1は、ガラス基板1側の保護膜22の上部に
形成される。対向ガラス基板508の内側の表面には、
遮光膜512,カラーフィルター507,カラーフィル
ター保護膜511,対向電極510および上部配向膜O
RI2が順次積層して設けられている。この液晶表示装
置はガラス基板1側と対向ガラス基板508側の層を別
々に形成し、その後上下ガラス基板1,508を重ねあ
わせ、両者間に液晶506を封入することによって組立
てられる。バックライトBLからの光の透過を画素電極
13部分で調節することによりTFT駆動型のカラー液
晶表示装置が構成される。The liquid crystal layer 506 is enclosed between the lower alignment film ORI1 and the upper alignment film ORI2 that set the orientation of the liquid crystal molecules, and is sealed by the seal material SL. The lower alignment film ORI1 is formed on the protective film 22 on the glass substrate 1 side. On the inner surface of the counter glass substrate 508,
Light-shielding film 512, color filter 507, color filter protective film 511, counter electrode 510 and upper alignment film O
RI2 is sequentially stacked. This liquid crystal display device is assembled by separately forming layers on the glass substrate 1 side and the counter glass substrate 508 side, then stacking the upper and lower glass substrates 1 and 508 and enclosing the liquid crystal 506 between them. A TFT driving type color liquid crystal display device is configured by adjusting the transmission of light from the backlight BL at the pixel electrode 13 portion.
【0072】画素電極13を駆動するTFTとして、以
上に述べた本発明の半導体素子を用いることにより、低
い電圧でTFTを動作させることが可能となるので、低
消費電力の液晶表示装置を実現できる。By using the above-described semiconductor element of the present invention as a TFT for driving the pixel electrode 13, it becomes possible to operate the TFT at a low voltage, so that a liquid crystal display device with low power consumption can be realized. .
【0073】(実施の形態14)図27は、本発明に係
る反射型のの液晶表示装置の断面模式図を示す。画素部
分の断面図のみを示してある。液晶層506を基準に下
部のガラス基板1上には、走査信号電極10と映像信号
電極120とがマトリックス状に形成され、その交点近
傍に形成されたTFTを介して画素電極130を駆動す
る。本実施の形態においては、画素電極130はAlに
よって構成される。液晶層506を挾んで対向する対向
ガラス基板508上にはITOよりなる対向電極51
0、及びカラーフィルター507,カラーフィルター保
護膜511,遮光用ブラックマトリックスパターンを形
成する遮光膜512が形成されている。また、光の位相
を変化させる位相板530と偏光板505が対向ガラス
基板1,508の外側の表面に形成されている。配向膜
ORI1,ORI2,画素電極13,保護膜22,ゲー
トSiN膜20のそれぞれの層はシール材(図示せず)の
内側に形成されており、液晶層506は液晶分子の向き
を設定する下部配向膜ORI1と、上部配向膜ORI2
の間に封入され、シール材によって封止されている。下
部配向膜ORI1は、ガラス基板1側の保護膜22の上部に
形成される。対向ガラス基板508の内側の表面には、
遮光膜512,カラーフィルター507,カラーフィル
ター保護膜511,対向電極510および上部配向膜O
RI2が順次積層して設けられている。この液晶表示装
置はガラス基板1側と対向ガラス基板508側の層を別
々に形成し、その後上下ガラス基板1,508を重ねあ
わせ、両者間に液晶506を封入することによって組立
てられる。(Embodiment 14) FIG. 27 is a schematic sectional view of a reflective liquid crystal display device according to the present invention. Only a cross-sectional view of the pixel portion is shown. The scanning signal electrodes 10 and the video signal electrodes 120 are formed in a matrix on the lower glass substrate 1 based on the liquid crystal layer 506, and the pixel electrodes 130 are driven through the TFTs formed near the intersections thereof. In the present embodiment, the pixel electrode 130 is made of Al. A counter electrode 51 made of ITO is formed on a counter glass substrate 508 that faces the liquid crystal layer 506.
0, a color filter 507, a color filter protective film 511, and a light shielding film 512 forming a black matrix pattern for light shielding. Further, a phase plate 530 for changing the phase of light and a polarizing plate 505 are formed on the outer surfaces of the opposing glass substrates 1 and 508. The respective layers of the alignment films ORI1, ORI2, the pixel electrode 13, the protective film 22, and the gate SiN film 20 are formed inside a sealing material (not shown), and the liquid crystal layer 506 is a lower part for setting the orientation of liquid crystal molecules. Alignment film ORI1 and upper alignment film ORI2
It is sealed in between and is sealed by the sealing material. The lower alignment film ORI1 is formed on the protective film 22 on the glass substrate 1 side. On the inner surface of the counter glass substrate 508,
Light-shielding film 512, color filter 507, color filter protective film 511, counter electrode 510 and upper alignment film O
RI2 is sequentially stacked. This liquid crystal display device is assembled by separately forming layers on the glass substrate 1 side and the counter glass substrate 508 side, then stacking the upper and lower glass substrates 1 and 508 and enclosing the liquid crystal 506 between them.
【0074】本実施の形態は、反射型表示装置であるの
で、光源は対向ガラス基板508の外側から入射する光
であり、この入射光を、表面が鏡面状である画素電極1
30で反射する。この反射光の強度を液晶層506部分
で調節することによりTFT駆動型の反射型カラー液晶
表示装置が構成される。このような反射型の表示装置に
おいては、電力を多く消費するバックライトが不要であ
るので、低消費電力の液晶表示装置を実現できるが、画
素電極130を駆動するTFT、あるいは周辺駆動回路
を構成するTFTとして、以上に述べた本発明の半導体
素子を用いることにより、アクティブマトリックス基板
で消費される電力も低減できるので、極めて低消費電力
の液晶表示装置を実現できる。そのような表示装置は、
電池により駆動させる駆動携帯型の情報端末機器用の画
像表示装置として最も望ましいものである。Since this embodiment is a reflection type display device, the light source is light incident from the outside of the counter glass substrate 508, and this incident light is reflected by the pixel electrode 1 whose surface is a mirror surface.
Reflect at 30. By adjusting the intensity of the reflected light in the liquid crystal layer 506 portion, a TFT driving type reflective color liquid crystal display device is constructed. Since such a reflective display device does not require a backlight that consumes a lot of power, a liquid crystal display device with low power consumption can be realized, but a TFT that drives the pixel electrode 130 or a peripheral drive circuit is configured. By using the above-described semiconductor element of the present invention as the TFT, the power consumed by the active matrix substrate can be reduced, and thus a liquid crystal display device with extremely low power consumption can be realized. Such a display device
It is most desirable as an image display device for a portable information terminal device driven by a battery.
【0075】[0075]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば電界効果
型半導体素子のしきい電圧を低減できる。これにより回
路あるいはアクティブマトリックスの動作電圧をさげる
ことができ、表示装置の消費電力を低減できる効果があ
る。As described above, according to the present invention, the threshold voltage of the field effect semiconductor device can be reduced. As a result, the operating voltage of the circuit or the active matrix can be reduced, and the power consumption of the display device can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す半導体素子の
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device showing a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す半導体素子の動作原理を説明するた
めの断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation principle of the semiconductor device shown in FIG.
【図3】図1に示す半導体素子の動作原理を説明するた
めのエネルギーバンド図である。FIG. 3 is an energy band diagram for explaining the operation principle of the semiconductor device shown in FIG.
【図4】図1に示す半導体素子のトランスファ特性であ
る。FIG. 4 is a transfer characteristic of the semiconductor device shown in FIG.
【図5】本発明の第2の実施の形態を示す半導体素子の
断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor device showing a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施の形態を示す半導体素子の
断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor device showing a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第4の実施の形態を示す半導体素子等
価回路図である。FIG. 7 is a semiconductor element equivalent circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第5の実施の形態を示す半導体素子の
平面図である。FIG. 8 is a plan view of a semiconductor device showing a fifth embodiment of the present invention.
【図9】図8に示すTFTのX−X′線に沿う断面図で
ある。9 is a cross-sectional view taken along the line XX 'of the TFT shown in FIG.
【図10】本発明の第6の実施の形態を示す半導体素子
の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a semiconductor device showing a sixth embodiment of the present invention.
【図11】図10に示すTFTのX−A線に沿う断面図
である。11 is a cross-sectional view taken along the line XA of the TFT shown in FIG.
【図12】本発明の第7の実施の形態を示す相補型イン
バータの回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram of a complementary inverter showing a seventh embodiment of the present invention.
【図13】図12に示した相補型インバータの平面図で
ある。13 is a plan view of the complementary inverter shown in FIG.
【図14】本発明の第8の実施の形態を示す相補型イン
バータの断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a complementary inverter showing an eighth embodiment of the present invention.
【図15】図14に示した相補型インバータの平面図で
ある。15 is a plan view of the complementary inverter shown in FIG.
【図16】本発明の第9の実施の形態を示す液晶表示装
置の単位画素の平面図である。FIG. 16 is a plan view of a unit pixel of a liquid crystal display device showing a ninth embodiment of the present invention.
【図17】図16に示す液晶表示装置のYーY′線に沿
う断面図である。17 is a cross-sectional view taken along line YY ′ of the liquid crystal display device shown in FIG.
【図18】本発明を適用した液晶表示装置の全体構成を
示す等価構成図である。FIG. 18 is an equivalent configuration diagram showing an overall configuration of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.
【図19】本発明の第10の実施の形態を示す半導体素
子の平面図および断面図である。FIG. 19 is a plan view and a sectional view of a semiconductor device showing a tenth embodiment of the present invention.
【図20】図19に示す半導体素子を用いて構成した液
晶表示装置の単位画素の平面図および断面図である。20A and 20B are a plan view and a cross-sectional view of a unit pixel of a liquid crystal display device configured by using the semiconductor element shown in FIG.
【図21】図19に示す半導体素子を用いて構成した駆
動回路内蔵型の液晶表示装置全体の等価構成図である。21 is an equivalent configuration diagram of an entire liquid crystal display device with a built-in drive circuit, which is configured by using the semiconductor element shown in FIG.
【図22】図21に示す駆動回路内蔵型の液晶表示装置
に用いられるシフトレジスタとバッファの回路構成図で
ある。22 is a circuit configuration diagram of a shift register and a buffer used in the liquid crystal display device with a built-in drive circuit shown in FIG. 21.
【図23】本発明の第11の実施の形態の半導体素子の
製造工程を示すための断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor element according to the eleventh embodiment of the present invention.
【図24】本発明の第12の実施の形態の半導体素子の
製造工程を示すための断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device of the twelfth embodiment of the invention.
【図25】図19に示す半導体素子の電流−電圧特性で
ある。25 is a current-voltage characteristic of the semiconductor device shown in FIG.
【図26】本発明の第13の実施の形態の液晶表示装置
の液晶セル断面図である。FIG. 26 is a sectional view of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図27】本発明の第14の実施の形態の液晶表示装置
の液晶セル断面図である。FIG. 27 is a sectional view of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
1…ガラス基板、10…ゲート電極、11…ソース電
極、12…ドレイン電極、13…画素電極、14…ベー
ス電極、15…接続電極、20ゲート絶縁膜、21…第
2の保護絶縁膜、22…保護絶縁膜、30…真性a−S
i層、31,32…n型a−Si層、33…p型a−S
i層、50…TFTアクティブマトリックス、51…垂
直走査回路、53…水平走査回路、70…p型TFT、
71…n型TFT、100…走査電極、201…ゲート
絶縁膜、301…真性半導体層、311,321…n+
層、331…p+ 層、rb…ベース抵抗、TH…スルー
ホール、V…垂直走査回路、H…映像信号起動回路、S
UP…電源供給回路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate, 10 ... Gate electrode, 11 ... Source electrode, 12 ... Drain electrode, 13 ... Pixel electrode, 14 ... Base electrode, 15 ... Connection electrode, 20 Gate insulating film, 21 ... Second protective insulating film, 22 ... Protective insulating film, 30 ... Intrinsic aS
i layer, 31, 32 ... n-type a-Si layer, 33 ... p-type a-S
i layer, 50 ... TFT active matrix, 51 ... Vertical scanning circuit, 53 ... Horizontal scanning circuit, 70 ... P-type TFT,
71 ... N-type TFT, 100 ... Scan electrode, 201 ... Gate insulating film, 301 ... Intrinsic semiconductor layer, 311, 321 ... N +
Layers, 331 ... P + layers, rb ... Base resistance, TH ... Through holes, V ... Vertical scanning circuit, H ... Video signal starting circuit, S
UP ... Power supply circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−106581(JP,A) 特開 昭63−208896(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1368 H01L 29/786 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-7-106581 (JP, A) JP-A-63-208896 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1368 H01L 29/786
Claims (23)
一対の基板に挟持された液晶層を有する液晶表示装置で
あって、 前記一対の基板の一方の基板にはマトリクス状に配置さ
れた複数の半導体素子が形成され、 前記複数の半導体素子は、第1,第2,第3及び第4の
電極と、前記第2及び第3の電極に接続され互いに分離
された一対の一方導電型の半導体層と、これら一対の一
方導電型の半導体層に接続された真性半導体層と、前記
一対の一方導電型の半導体層から分離され、かつ前記真
性半導体層に接続された他方導電型の半導体層とを有
し、 前記第1の電極は前記真性半導体層に絶縁膜を介して近
接するよう形成され、 前記第4の電極は前記他方導電型半導体層に接続される
よう形成され、 前記第1の電極と前記第4の電極は配線あるいは抵抗素
子を介して接続されていることを特徴とする液晶表示装
置。 1. A pair of substrates of at least one of which is transparent, the
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer between a pair of substrates, said one of the pair of substrates a plurality of semiconductor elements arranged in a matrix are formed, the plurality of semiconductor elements, the 1. First, second, third and fourth electrodes, a pair of one conductive type semiconductor layers connected to the second and third electrodes and separated from each other, and connected to the pair of one conductive type semiconductor layers an intrinsic semiconductor layer, wherein
Is separated from a pair of one conductivity type semiconductor layers, and
Conductive semiconductor layer connected to the other conductive semiconductor layer.
However, the first electrode is close to the intrinsic semiconductor layer via an insulating film.
The fourth electrode is formed so as to be in contact with the other conductive type semiconductor layer.
And the first electrode and the fourth electrode are formed by wiring or a resistor element.
Liquid crystal display device characterized by being connected through a child
Place
の半導体層と前記他方導電型の半導体層は前記真性半導
体層によって互いに分離されていることを特徴とする液
晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pair of one conductivity type semiconductor layer and the other conductivity type semiconductor layer are separated from each other by the intrinsic semiconductor layer.
記基板の垂直方向から見た領域は、前記絶縁層の領域よ
り、少なくとも前記一対の一方導電型の半導体層の方向
に延びていることを特徴とする液晶表示装置。3. The region of the intrinsic semiconductor layer as viewed from the vertical direction of the substrate according to claim 2, extending at least in the direction of the pair of one-conductivity-type semiconductor layers from the region of the insulating layer. Liquid crystal display device characterized by.
第4の電極は抵抗を介して接続されることを特徴とする
液晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first electrode and the fourth electrode are connected via a resistor.
記一方導電型の半導体層及び前記他方導電型の半導体層
はシリコン,シリコンゲルマニウム及び炭化シリコンの
いずれかからなる半導体薄膜により構成されていること
を特徴とする液晶表示装置。5. The intrinsic semiconductor layer, the one-conductivity-type semiconductor layer, and the other-conductivity-type semiconductor layer are formed of a semiconductor thin film made of any one of silicon, silicon germanium, and silicon carbide. A liquid crystal display device characterized by the above.
方導電型の半導体層及び他方導電型の半導体層は多結晶
シリコン膜から構成されていることを特徴とする液晶表
示装置。6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the intrinsic semiconductor layer, the semiconductor layer of one conductivity type and the semiconductor layer of the other conductivity type are composed of a polycrystalline silicon film.
方導電型の半導体層はそれぞれn型の半導体層及びp型
の半導体層であることを特徴とする液晶表示装置。7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the semiconductor layers of one conductivity type and the other conductivity type are an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, respectively.
は、前記第4の電極から前記他方導電型の半導体層を介
して電流担体が注入されることを特徴とする液晶表示装
置。8. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a current carrier is injected into the intrinsic semiconductor layer from the fourth electrode through the semiconductor layer of the other conductivity type.
及び第4の電極はそれぞれゲート,ソース,ドレイン及
びベース電極であることを特徴とする液晶表示装置。9. The first, second, and third elements according to claim 1,
And the fourth electrode is a gate, source, drain and base electrode, respectively, in a liquid crystal display device.
半導体素子はプレーナ型,逆スタガ型及び正スタガ型の
うちのいずれかであることを特徴とす液晶表示装置。10. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first and second semiconductor elements are any one of a planar type, an inverted stagger type, and a positive stagger type.
に前記第1の電極が形成され、前記第1の電極上に前記
絶縁層が形成され、前記絶縁膜上に前記真性半導体層が
形成され、前記真性半導体層上に前記一対の一方導電型
の半導体層が形成されていることを特徴とする液晶表示
装置。11. The method according to claim 10, wherein the first electrode is formed on the one substrate, the insulating layer is formed on the first electrode, and the intrinsic semiconductor layer is formed on the insulating film. And a pair of one-conductivity-type semiconductor layers are formed on the intrinsic semiconductor layer.
に前記第2電極,第3電極及び第4の電極が形成されて
いることを特徴とする液晶表示装置。12. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode are formed on the one substrate.
この基板に挟持された液晶層を有する液晶表示装置であ
って、 前記一対の基板の一方の基板には表示領域と、この表示
領域を駆動するための駆動回路領域とを有し、 前記表示領域にはマトリクス状に配置された複数の半導
体素子が形成され、 前記駆動回路領域にはシフトレジスタを構成する複数の
相補型のn型及びp型の半導体素子が形成され、 前記駆動回路領域に形成されたn型の半導体素子は、第
1,第2,第3及び第4の電極と、前記第2及び第3の
電極に接続され互いに分離された一対のn型導電性の半
導体層と、これら一対のn型導電性の半導体層に接続さ
れた真性半導体層と、この真性半導体層上に形成された
p型導電性の半導体層とを有し、前記第1の電極は前記
真性半導体層上に絶縁膜を介して形成され、前記第4の
電極は前記真性半導体層上に形成されたp型導電性の半
導体層上に形成され、かつ前記第1の電極と前記第4の
電極は配線あるいは抵抗素子を介して接続されており、 前記駆動回路領域に形成されたp型の半導体素子は、第
1,第2,第3及び第4の電極と、前記第2及び第3の
電極に接続され互いに分離された一対のp型導電性の半
導体層と、これら一対のp型導電性の半導体層に接続さ
れた真性半導体層と、この真性半導体層上に形成された
n型導電性の半導体層とを有し、前記第1の電極は前記
真性半導体層上に絶縁膜を介して形成され、前記第4の
電極は前記真性半導体層上に形成されたn型導電性の半
導体層上に形成され、かつ前記第1の電極と前記第4の
電極は配線あるいは抵抗素子を介して接続されているこ
とを特徴とする液晶表示装置。13. A pair of substrates, at least one of which is transparent,
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, wherein one of the pair of substrates has a display region and a drive circuit region for driving the display region, A plurality of semiconductor elements arranged in a matrix are formed in the drive circuit area, a plurality of complementary n-type and p-type semiconductor elements forming a shift register are formed in the drive circuit area, and are formed in the drive circuit area. And a pair of n-type conductive semiconductor layers connected to the second and third electrodes and separated from each other, The semiconductor device has an intrinsic semiconductor layer connected to the pair of n-type conductive semiconductor layers and a p-type conductive semiconductor layer formed on the intrinsic semiconductor layer, and the first electrode is the intrinsic semiconductor layer. The fourth electrode formed on the insulating film via an insulating film. Is formed on the p-type conductive semiconductor layer formed on the intrinsic semiconductor layer, and the first electrode and the fourth electrode are formed .
The electrodes are connected via wiring or resistance elements, and the p-type semiconductor element formed in the drive circuit region includes the first, second, third and fourth electrodes and the second and third electrodes. A pair of p-type conductive semiconductor layers that are connected to the electrodes and are separated from each other, an intrinsic semiconductor layer connected to the pair of p-type conductive semiconductor layers, and an n-type formed on the intrinsic semiconductor layer. A conductive semiconductor layer, the first electrode is formed on the intrinsic semiconductor layer via an insulating film, and the fourth electrode is an n-type conductive layer formed on the intrinsic semiconductor layer. A first electrode and a fourth electrode formed on the semiconductor layer;
A liquid crystal display device in which electrodes are connected via wiring or a resistance element .
成される半導体素子はn型の半導体素子であることを特
徴とする液晶表示装置。14. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the semiconductor element formed in the display region is an n-type semiconductor element.
成されるn型の半導体素子は、第1,第2,第3及び第
4の電極と、前記第2及び第3の電極に接続され互いに
分離された一対のn型導電性の半導体層と、これら一対
のn型導電性の半導体層に接続された真性半導体層と、
この真性半導体層上に形成されたp型導電性の半導体層
とを有し、前記第1の電極は前記真性半導体層上に絶縁
膜を介して形成され、前記第4の電極は前記真性半導体
層上に形成されたp型導電性の半導体層上に形成されて
いることを特徴とする液晶表示装置。15. The n-type semiconductor element formed in the display region according to claim 14, being connected to the first, second, third and fourth electrodes and the second and third electrodes. A pair of n-type conductive semiconductor layers separated from each other, an intrinsic semiconductor layer connected to the pair of n-type conductive semiconductor layers,
A p-type conductive semiconductor layer formed on the intrinsic semiconductor layer, the first electrode is formed on the intrinsic semiconductor layer via an insulating film, and the fourth electrode is the intrinsic semiconductor. A liquid crystal display device, which is formed on a p-type conductive semiconductor layer formed on the layer.
駆動回路領域に形成される半導体素子はプレーナ型,逆
スタガ型及び正スタガ型のうちのいずれかであることを
特徴とす液晶表示装置。16. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the semiconductor element formed in the display region and the drive circuit region is any one of a planar type, an inverted stagger type, and a positive stagger type.
駆動回路領域に形成される半導体素子の真性半導体層,
n型導電性の半導体層及びn型導電性の半導体層は多結
晶シリコン膜から構成されていることを特徴とする液晶
表示装置。17. The intrinsic semiconductor layer of a semiconductor device according to claim 13, which is formed in the display region and the drive circuit region,
A liquid crystal display device, wherein the n-type conductive semiconductor layer and the n-type conductive semiconductor layer are composed of a polycrystalline silicon film.
電性の半導体層と前記p型導電性の半導体層は前記真性
半導体層によって互いに分離されていることを特徴とす
る液晶表示装置。18. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the pair of n-type conductive semiconductor layers and the p-type conductive semiconductor layers are separated from each other by the intrinsic semiconductor layer.
の前記基板の垂直方向から見た領域は、前記絶縁層の領
域より、少なくとも前記一対のn型導電性の半導体層の
方向に延びていることを特徴とする液晶表示装置。19. The region of the intrinsic semiconductor layer as viewed in the vertical direction of the substrate extends from the region of the insulating layer in at least the direction of the pair of n-type conductive semiconductor layers. A liquid crystal display device characterized by the above.
前記第4の電極は抵抗を介して接続されることを特徴と
する液晶表示装置。20. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the first electrode and the fourth electrode are connected through a resistor.
この基板に挟持された液晶層を有する液晶表示装置であ
って、 前記一対の基板の一方の基板には表示領域と、この表示
領域を駆動するための駆動回路領域とを有し、 前記表示領域には複数の走査信号電極とこれらとマトリ
クス状に交差する複数の映像信号電極と、前記複数の走
査信号電極と映像信号電極との交点に対応して形成され
複数のn型の半導体素子と、それぞれの半導体素子に接
続された複数の画素電極とが形成され、 前記駆動回路領域には垂直走査回路及び映像信号駆動回
路を構成する複数の相補型のn型及びp型の半導体素子
が形成され、 前記表示領域又は駆動回路領域に形成されるn型の半導
体素子は、第1,第2,第3及び第4の電極と、前記第
2及び第3の電極に接続されたn型導電性の半導体層
と、これらn型導電性の半導体層に接続された真性半導
体層と、この真性半導体層上に形成されたp型導電性の
半導体層とを有し、前記第1の電極は前記真性半導体層
上に絶縁膜を介して形成され、前記第4の電極は前記真
性半導体層上に形成されたp型半導体層上に接続され、 前記駆動回路領域に形成されるp型の半導体素子は、第
1,第2,第3及び第4の電極と、前記第2及び第3の
電極に接続されたp型導電性の半導体層と、これらp型
導電性の半導体層に接続された真性半導体層と、この真
性半導体層上に形成されたn型の半導体層とを有し、前
記第1の電極は前記真性半導体層上に絶縁膜を介して形
成され、前記第4の電極は前記真性半導体層上に形成さ
れたn型導電性の半導体層上に接続され、 前記第1の電極は前記走査信号電極に接続され、前記第
2の電極は前記映像信号電極に接続され、前記第4の電
極は抵抗を介して前記第1の電極に接続されることを特
徴とする液晶表示装置。21. A pair of substrates, at least one of which is transparent,
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, wherein one of the pair of substrates has a display region and a drive circuit region for driving the display region, A plurality of scanning signal electrodes, a plurality of video signal electrodes intersecting these in a matrix, and a plurality of n-type semiconductor elements formed corresponding to the intersections of the plurality of scanning signal electrodes and the video signal electrodes, A plurality of pixel electrodes connected to each semiconductor element are formed, and a plurality of complementary n-type and p-type semiconductor elements forming a vertical scanning circuit and a video signal driving circuit are formed in the driving circuit region. The n-type semiconductor element formed in the display region or the drive circuit region has first, second, third and fourth electrodes, and n-type conductivity connected to the second and third electrodes. Semiconductor layers and these n-type conductivity An intrinsic semiconductor layer connected to the semiconductor layer and a p-type conductive semiconductor layer formed on the intrinsic semiconductor layer, wherein the first electrode is provided on the intrinsic semiconductor layer via an insulating film. The fourth electrode is formed, is connected to the p-type semiconductor layer formed on the intrinsic semiconductor layer, and the p-type semiconductor element formed in the drive circuit region is the first, second, third And a fourth electrode, a p-type conductive semiconductor layer connected to the second and third electrodes, an intrinsic semiconductor layer connected to these p-type conductive semiconductor layers, and on this intrinsic semiconductor layer And an n-type semiconductor layer formed on the intrinsic semiconductor layer, the first electrode is formed on the intrinsic semiconductor layer via an insulating film, and the fourth electrode is formed on the intrinsic semiconductor layer. A first conductive electrode connected to the scanning signal electrode, The liquid crystal display device and the second electrode is connected to the video signal electrode, the fourth electrode, characterized in that connected to the first electrode through a resistor.
電性の半導体層と前記p型導電型の半導体層は前記真性
半導体層によって互いに分離されていることを特徴とす
る液晶表示装置。22. The liquid crystal display device according to claim 21, wherein the pair of n-type conductive semiconductor layers and the p-type conductive semiconductor layers are separated from each other by the intrinsic semiconductor layer.
の前記基板の垂直方向から見た領域は、前記絶縁層の領
域より、少なくとも前記一対のn型導電性の半導体層の
方向に延びていることを特徴とする液晶表示装置。23. The region of the intrinsic semiconductor layer as viewed in the vertical direction of the substrate extends from the region of the insulating layer in at least the direction of the pair of n-type conductive semiconductor layers. A liquid crystal display device characterized by the above.
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