JPH04348076A - Field-effect transistor array - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、電界効果型のトランジ
スタアレイに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to field effect transistor arrays.
【0002】0002
【従来の技術】近時液晶マトリクス表示パネルの画素ご
とに設けるスイッチング素子としてアモルファスシリコ
ンを用いた電界効果型トランジスタ(FET)を使用す
る研究がなされている。この種液晶マトリクスパネルは
、一方の基板に全面電極を有し、他方の基板に行列電極
を形成して各交差点にFETを設け、さらにこのFET
に接続して画素となる表示電極を形成した構造を有し、
これらの2枚の基板間隙に液晶を充填したものである。
アモルファスシリコンFETは、透明な大型基板に均質
に形成できること、及びオン/オフ電流比が大である等
の利点を有し、この種パネルのスイッチング素子として
適している。然しながらアモルファスシリコンFETを
透明ガラス基板上にマトリクス状に多数整列配置された
場合ソース・ドレイン電極とゲ−ト電極の間及び、行・
列電極交差部分で、リ−クを生じる惧れがある。即ち従
来よりソース・ドレイン電極とゲート電極との間に介在
させられる絶縁層として、酸化シリコンSiO2やシリ
コンナイトライドSi3N4が使用され、その膜質の均
質化及び膜厚を厚くすることにより、前述の欠点を生じ
ない絶縁層を形成すべく努力がなされている。然しシリ
コンナイトライドは約350℃以上の温度で膜付けする
と硬質のものが作製できるが、クラックが入りやすいと
いう欠点が生じる。また酸化シリコンも、約500℃以
下の熱CVD法、スパッタ、プラズマCVD法により膜
付けすることができるが、その膜厚を約6000Å程度
に厚くしてもなおリークが発生するという欠点がある。2. Description of the Related Art Recently, research has been carried out on the use of field effect transistors (FETs) using amorphous silicon as switching elements provided for each pixel of a liquid crystal matrix display panel. This type of liquid crystal matrix panel has full-surface electrodes on one substrate, row and column electrodes are formed on the other substrate, and FETs are provided at each intersection.
It has a structure in which a display electrode that becomes a pixel is connected to the
The gap between these two substrates is filled with liquid crystal. Amorphous silicon FETs have advantages such as being able to be uniformly formed on a large transparent substrate and having a high on/off current ratio, and are suitable as switching elements for this type of panel. However, when a large number of amorphous silicon FETs are arranged in a matrix on a transparent glass substrate, there are
There is a risk of leakage occurring at the intersection of the column electrodes. That is, conventionally, silicon oxide SiO2 or silicon nitride Si3N4 has been used as an insulating layer interposed between the source/drain electrode and the gate electrode, and by making the film quality uniform and increasing the film thickness, the above-mentioned drawbacks can be solved. Efforts have been made to form insulating layers that do not cause However, if silicon nitride is formed into a film at a temperature of about 350° C. or higher, a hard film can be produced, but it has the drawback of being susceptible to cracking. Silicon oxide can also be deposited as a film by thermal CVD, sputtering, or plasma CVD at temperatures below about 500° C., but it has the disadvantage that leakage still occurs even if the film is thickened to about 6000 Å.
【0003】かかるアモルファスFETを、液晶マトリ
クスパネルに使用し、ゲートライン200本、ドレイン
ライン250本として設計すると、ゲート・ドレイン交
差点は、50000ケ所となる。このうち、1個のFE
Tにリークを生じたとすると、449個(200+24
9)のFETに欠陥を生じることとなる。このリーク現
象は、空気中の塵埃、絶縁層のピンホール、或はアモル
ファスシリコンのエッチング液による浸食等に起因する
。然しながら前述の原因を解消する対策をたてたとして
も、絶縁層の膜質が悪いとなお多数のリークが発生する
。ガラス基板上にアモルファスシリコンのFETアレイ
を作成するには、約500℃以下の熱処理しかすること
ができず、酸化シリコンやシリコンナイトライドを熱処
理により強化することには限界があり、完全な絶縁層を
得ることはできない。If such an amorphous FET is used in a liquid crystal matrix panel and designed with 200 gate lines and 250 drain lines, there will be 50,000 gate-drain intersections. Of these, one FE
If a leak occurs in T, 449 (200+24
9) will result in a defect in the FET. This leakage phenomenon is caused by dust in the air, pinholes in the insulating layer, or erosion of amorphous silicon by an etching solution. However, even if measures are taken to eliminate the above-mentioned causes, many leaks still occur if the quality of the insulating layer is poor. To create an amorphous silicon FET array on a glass substrate, heat treatment at temperatures below approximately 500°C is required, and there are limits to strengthening silicon oxide and silicon nitride through heat treatment, making it impossible to form a complete insulating layer. cannot be obtained.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
欠点を解消すべくなされたものであり、トランジスタの
ソース・ゲート電極間、ドレイン・ゲート電極間及び行
・列電極間にリークを抑制する電界効果型トランジスタ
アレイを提供するものである。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made to eliminate these drawbacks, and suppresses leakage between the source and gate electrodes, between the drain and gate electrodes, and between the row and column electrodes of a transistor. The present invention provides a field effect transistor array.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の電界効果型トラ
ンジスタアレイは、絶縁基板、この絶縁基板表面に並列
に多数形成された行電極、この行電極に接続して電界効
果型トランジスタが形成される領域に形成されたゲート
電極、上記行電極及びゲート電極を覆って形成された絶
縁層、この絶縁層上において少なくとも電界効果型トラ
ンジスタが形成される領域に形成された半導体層、この
半導体層上に形成されたソース電極及びドレイン電極、
このドレイン電極に連なる列電極を備えたものであって
、上記半導体層は、ソース・ゲート電極間、ドレイン・
ゲート電極間及び行・列電極間に介在し、すくなくとも
該各電極間では両電極の重畳領域を完全に包含する。[Means for Solving the Problems] The field effect transistor array of the present invention comprises an insulating substrate, a large number of row electrodes formed in parallel on the surface of the insulating substrate, and field effect transistors connected to the row electrodes. an insulating layer formed covering the row electrode and the gate electrode; a semiconductor layer formed on this insulating layer in at least a region where a field effect transistor is formed; a source electrode and a drain electrode formed on the
The semiconductor layer is provided with a column electrode connected to the drain electrode, and the semiconductor layer is arranged between the source and gate electrodes, between the drain electrode and the drain electrode.
It is interposed between gate electrodes and between row and column electrodes, and completely encompasses at least the overlapping region of both electrodes between each electrode.
【0006】[0006]
【作用】本発明の電界効果型トランジスタアレイによれ
ば、ソース・ゲート電極間、ドレイン・ゲート電極間及
び行・列電極間の、少なくとも両電極の重畳領域を完全
に包含するようアモルファスシリコン層を形成している
ので、上記各両極間には通常の絶縁膜にこのアモルファ
スシリコン層を加えた2層の絶縁膜が必ず存在する事に
なる。[Operation] According to the field effect transistor array of the present invention, the amorphous silicon layer is formed between the source and gate electrodes, between the drain and gate electrodes, and between the row and column electrodes so as to completely cover at least the overlapping region of both electrodes. Therefore, a two-layer insulating film consisting of a normal insulating film and this amorphous silicon layer is always present between each of the two electrodes.
【0007】[0007]
【実施例】以下図に基づいて実施例を説明する。図1及
び図2において、(1)はガラス板等の透明基板、(G
)はこの透明基板(1)表面のFET形成領域に選択的
に被着されたゲート電極で、行電極(X)に接続されて
いる。これらのゲート電極(G)及び行電極(X)は、
ITO(Indium Tin Oxide)の蒸
着或はスパッタにより形成される。(2)はゲート電極
(G)及び行電極(X)を覆って基板(1)表面に形成
されたSiO2膜で、熱CVD法或 はプラズマCVD
法により約250〜300℃の加熱下で膜付けされる。
このSiO2膜(2)の膜厚は、約1000ないし50
00Åの範囲内で設定される。
これは次のような理由による。即ち、このSiO2膜(
2)を、例えば約500Å程度と薄くするとFETの特
性が不安定となり、またオフ時の暗電流が10−9〜1
0−8A(但しゲート電圧30V、ドレイン電圧0Vの
場合)と大きく、得られる電流のバラツキも10−8〜
10−5Aと大きく不安定である。特性を安定させる上
からは、1000Å程度の膜厚とするのが望ましい。一
方膜厚が厚いほどリーク電流は小さくなるが、厚くなる
ほど駆動電圧、閾値電圧は高くなり、電流も流れにくく
なるので膜厚の上限としては、約5000Åが望ましい
。[Embodiment] An embodiment will be described below based on the drawings. 1 and 2, (1) is a transparent substrate such as a glass plate, (G
) is a gate electrode selectively deposited on the FET formation region on the surface of the transparent substrate (1), and is connected to the row electrode (X). These gate electrodes (G) and row electrodes (X) are
It is formed by vapor deposition or sputtering of ITO (Indium Tin Oxide). (2) is a SiO2 film formed on the surface of the substrate (1) covering the gate electrode (G) and row electrode (X), using thermal CVD method or plasma CVD method.
The film is formed by heating at about 250 to 300°C. The thickness of this SiO2 film (2) is about 1000 to 50
It is set within a range of 00 Å. This is due to the following reasons. That is, this SiO2 film (
If 2) is made as thin as, for example, about 500 Å, the characteristics of the FET will become unstable, and the dark current when off will be 10-9 to 1
It is large at 0-8A (when the gate voltage is 30V and the drain voltage is 0V), and the variation in the obtained current is 10-8~
It is highly unstable at 10-5A. In order to stabilize the characteristics, the film thickness is preferably about 1000 Å. On the other hand, the thicker the film, the smaller the leakage current, but the thicker the film, the higher the drive voltage and threshold voltage, and the more difficult it is for current to flow, so the upper limit of the film thickness is preferably about 5000 Å.
【0008】(AS)は、SiO2膜(2)上のFET
形成領域を覆って帯状にして被着されたアモルファスシ
リコン層で、SiO2膜(2)全面にプラズマCVD法
によりアモルファスシリコンを被着した後、エッチング
により所定パターンに形成される。このアモルファスシ
リコン層(AS)は、ゲート電極(G)を完全に覆い、
かつゲート電極(G)より左右(図2)に延在した形状
を有する。(S)(D)は、アモルファスシリコン層(
AS)上において、ゲート電極(G)直上部に設けられ
た所定間隔を隔てて配設されたソース・ドレイン電極で
、Alのスパッタ等により形成される。ドレイン電極(
D)は、列電極(Y)の一部が兼用される。(AS) is a FET on SiO2 film (2)
The amorphous silicon layer is deposited in a band shape covering the formation area, and after depositing amorphous silicon on the entire surface of the SiO2 film (2) by plasma CVD, it is formed into a predetermined pattern by etching. This amorphous silicon layer (AS) completely covers the gate electrode (G),
Moreover, it has a shape extending from the gate electrode (G) to the left and right (FIG. 2). (S) (D) are amorphous silicon layers (
AS), these are source/drain electrodes disposed directly above the gate electrode (G) at a predetermined interval, and are formed by Al sputtering or the like. Drain electrode (
In D), a part of the column electrode (Y) is also used.
【0009】従って、ゲート電極(G)とソース・ドレ
イン電極(S)(D)の重畳領域は図1の平面図から明
らかなように、余す所なく完全にアモルファスシリコン
層(AS)にて包含されることになる。Therefore, as is clear from the plan view of FIG. 1, the overlapping region of the gate electrode (G) and the source/drain electrodes (S) and (D) is completely covered by the amorphous silicon layer (AS). will be done.
【0010】尚、(3)はITO膜よりなる表示電極で
、ソース電極(S)に接触している。Note that (3) is a display electrode made of an ITO film, which is in contact with the source electrode (S).
【0011】このような構成であれば、ソース、ドレイ
ン電極(S)(D)とゲート電極(G)との間にはアモ
ルファスシリコン層(AS)が延在し、SiO2膜(2
)と2層を構成しているから、ソース・ドレイン電極(
S)(D)とゲート電極(G)間でのリークは阻止され
る。またアモルファスシリコン層(AS)は、行・列電
極(X)(Y)交差点でも、図2から明らかな如く、上
下両電極の少なくとも重畳部分に完全に介在するから、
この間での電流リークも同様に阻止される。With such a structure, an amorphous silicon layer (AS) extends between the source and drain electrodes (S) (D) and the gate electrode (G), and the SiO2 film (2
), so the source/drain electrodes (
Leakage between S) (D) and the gate electrode (G) is prevented. Furthermore, since the amorphous silicon layer (AS) is completely interposed at the intersection of the row and column electrodes (X) and (Y) at least in the overlapping portion of both the upper and lower electrodes, as is clear from FIG.
Current leakage during this time is also prevented.
【0012】上記実施例では、絶縁膜としてSiO2膜
単層を用いたが、これに代えてSiO2膜とSi3N4
膜の2層構造を使用することもできる。この場合、Si
O2膜の膜厚は、約1000ないし2000Å、Si3
N4膜の膜厚は、約1000ないし3000Åに設定さ
れる。In the above embodiment, a single layer of SiO2 film was used as the insulating film, but instead of this, a SiO2 film and a Si3N4 film were used.
A two-layer structure of membranes can also be used. In this case, Si
The thickness of the O2 film is approximately 1000 to 2000 Å, and the thickness of the Si3 film is approximately 1000 to 2000 Å.
The thickness of the N4 film is set to about 1000 to 3000 Å.
【0013】[0013]
【発明の効果】本発明の電界効果型トランジスタアレイ
は、以上の説明から明かのように、ソース、ドレイン電
極の各電極とゲート電極との間の電極重畳領域には、余
すところなく完全にアモルファスシリコン層が延在し、
通常絶縁膜に加えて、多層の絶縁膜を構成しているから
、ソース・ドレイン電極とゲート電極間でのリークは阻
止される。またアモルファスシリコン層は、行・列電極
交差点にも少なくとも両電極の重畳部分に完全に介在す
るから、この間での電流リークも同様に阻止される。Effects of the Invention As is clear from the above description, the field effect transistor array of the present invention is completely amorphous in the electrode overlapping region between the source and drain electrodes and the gate electrode. The silicon layer extends
Since a multilayer insulating film is formed in addition to a normal insulating film, leakage between the source/drain electrode and the gate electrode is prevented. Furthermore, since the amorphous silicon layer is completely interposed at the intersection of the row and column electrodes, at least in the overlapping portion of both electrodes, current leakage between the two electrodes is similarly prevented.
【図1】本発明の電界効果型トランジスタアレイの一実
施例の平面図、FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a field effect transistor array of the present invention;
【図2】図1の本発明装置のI−I’断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line I-I' of the device of the present invention in FIG. 1;
1 透明基板 G ゲート電極 X 行電極 2 SiO2膜 AS アモルファスシリコン層 S ソース電極 D ドレイン電極 Y 列電極 3 表示電極 1 Transparent substrate G Gate electrode X row electrode 2 SiO2 film AS Amorphous silicon layer S Source electrode D Drain electrode Y Column electrode 3 Display electrode
Claims (1)
多数形成された行電極、この行電極に接続して電界効果
型トランジスタが形成される領域に形成されたゲート電
極、上記行電極及びゲート電極を覆って形成された絶縁
層、この絶縁層上において少なくとも電界効果型トラン
ジスタが形成される領域に形成された半導体層、この半
導体層上に形成されたソース電極及びドレイン電極、こ
のドレイン電極に連なる列電極を備え、上記半導体層は
、ソース・ゲート電極間、ドレイン・ゲート電極間及び
行・列電極間に介在し、すくなくとも該各電極間では両
電極の重畳領域を完全に包含することを特徴とした電界
効果型トランジスタアレイ。1. An insulating substrate, a large number of row electrodes formed in parallel on the surface of the insulating substrate, a gate electrode connected to the row electrode and formed in a region where a field effect transistor is formed, the row electrode and the gate. an insulating layer formed to cover the electrode; a semiconductor layer formed on this insulating layer at least in a region where a field effect transistor is formed; a source electrode and a drain electrode formed on this semiconductor layer; The semiconductor layer is provided with a series of column electrodes, and the semiconductor layer is interposed between the source and gate electrodes, between the drain and gate electrodes, and between the row and column electrodes, and completely encompasses the overlapping region of both electrodes at least between each electrode. Features a field-effect transistor array.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17255591A JPH088365B2 (en) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | Field effect transistor array |
Applications Claiming Priority (1)
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Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP57116031A Division JPS596578A (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | field effect transistor array |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04348076A true JPH04348076A (en) | 1992-12-03 |
JPH088365B2 JPH088365B2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=15944029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP17255591A Expired - Lifetime JPH088365B2 (en) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | Field effect transistor array |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH088365B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54154289A (en) * | 1978-05-26 | 1979-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of thin-film transistor array |
JPS56140321A (en) * | 1980-04-01 | 1981-11-02 | Canon Inc | Display device |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP17255591A patent/JPH088365B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54154289A (en) * | 1978-05-26 | 1979-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of thin-film transistor array |
JPS56140321A (en) * | 1980-04-01 | 1981-11-02 | Canon Inc | Display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH088365B2 (en) | 1996-01-29 |
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