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Abstract
Description
ン、マニュファクチャに関する。特に、本発明は、例えば、半導体装置、表示装置、発光
装置、蓄電装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明
は、例えば、トランジスタを有する半導体装置及びその作製方法に関する。
装置の小型化、軽量化、狭額縁化を達成するための手段の一つとして、画素部と共にゲー
トドライバを同一基板上に作製することが知られている。更なる狭額縁化を達成するため
にはゲートドライバの縮小が求められている。ゲートドライバの主要な回路の一つとして
シフトレジスタがあげられる。
イバ回路全体の幅を縮小することにつながり、狭額縁化の手段として有効である。
向を縮小したゲートドライバ回路を提供することを課題の一とする。また、本発明の一態
様は、ゲートドライバ回路の信号線の遅延時間を増加させることなくゲートドライバ回路
の幅方向の縮小を達成した半導体装置を提供することを課題の一とする。また、本発明の
一態様は、ゲートドライバ回路の設計により狭額縁化を達成した半導体装置を提供するこ
とを課題の一とする。
一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
続するデマルチプレクサ回路と、n本(nは4以上の自然数)の信号線と、を有し、シフ
トレジスタユニットは、n本の信号線のうち1本以上と電気的に接続し、デマルチプレク
サ回路は、n本の信号線のうち1本以上(n−3)本以下と電気的に接続することを特徴
とする駆動回路である。
トと、m個のシフトレジスタユニットのそれぞれと電気的に接続するm個のデマルチプレ
クサ回路と、n本(nは4以上の自然数)の信号線と、を有し、m個のシフトレジスタユ
ニットのそれぞれは、n本の信号線のうち1本以上と電気的に接続し、m個のデマルチプ
レクサ回路のそれぞれは、n本の信号線のうち1本以上(n−3)本以下と電気的に接続
し、m個のシフトレジスタユニットの一に、m個のシフトレジスタユニットの一の、前段
のシフトレジスタユニットと電気的に接続されるデマルチプレクサ回路の出力の一が入力
され、m個のシフトレジスタユニットの一に、m個のシフトレジスタユニットの一の、後
段のシフトレジスタユニットと電気的に接続されるデマルチプレクサ回路の出力の一が入
力されることを特徴とする駆動回路である。
n本(nは4以上の自然数)の信号線と、を有し、シフトレジスタユニットは、セット信
号線と、第1のトランジスタ乃至第6のトランジスタと、を有し、第1のトランジスタは
、ソース及びドレインの一方が高電源電位線と電気的に接続され、ソース及びドレインの
他方が、第2のトランジスタのソース及びドレインの一方及びデマルチプレクサ回路と電
気的に接続され、ゲートがセット信号線と電気的に接続され、第2のトランジスタは、ソ
ース及びドレインの他方が低電源電位線と電気的に接続され、ゲートがデマルチプレクサ
回路、第4のトランジスタのソース及びドレインの一方、第5のトランジスタのソース及
びドレインの一方及び第6のトランジスタのソース及びドレインの一方と電気的に接続さ
れ、第3のトランジスタは、ソース及びドレインの一方が高電源電位線と電気的に接続さ
れ、ソース及びドレインの他方が第4のトランジスタのソース及びドレインの他方と電気
的に接続され、ゲートがn本の信号線の一と電気的に接続され、第4のトランジスタは、
ゲートがn本の信号線の他の一と電気的に接続され、第5のトランジスタは、ソース及び
ドレインの他方が低電源電位線と電気的に接続され、ゲートがセット信号線と電気的に接
続され、第6のトランジスタは、ソース及びドレインの他方が高電源電位線に電気的に接
続され、ゲートがリセット信号線と電気的に接続され、デマルチプレクサ回路は、a個(
aは1以上(n−3)以下の自然数)のバッファを有し、a個のバッファのそれぞれは、
第1のトランジスタソース及びドレインの他方及び第2のトランジスタのゲートと電気的
に接続され、a個のバッファのそれぞれは、それぞれ異なるn本の信号線の一と電気的に
接続し、a個のバッファのそれぞれは、出力端子を有することを特徴とする駆動回路であ
る。
は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及
び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は
、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、以下に説
明する実施の形態において、同一部分または同様の機能を有する部分には、同一の符号ま
たは同一のハッチパターンを異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略す
る。
明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されな
い。
めに付したものであり、数的に限定するものではない。そのため、例えば、「第1の」を
「第2の」または「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。
合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレ
イン」という用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
の中にある単位電荷が持つ静電エネルギー(電気的な位置エネルギー)のことをいう。た
だし、一般的に、ある一点における電位と基準となる電位(例えば接地電位)との電位差
のことを、単に電位もしくは電圧と呼び、電位と電圧が同義語として用いられることが多
い。このため、本明細書では特に指定する場合を除き、電位を電圧と読み替えてもよいし
、電圧を電位と読み替えてもよいこととする。
、フォトリソグラフィ工程で形成したマスクをエッチング工程後に除去する記載を省略す
る場合がある。
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置の構成及びその作製方法について
図面を参照して説明する。
示装置は、画素部101と、ゲートドライバ104と、ソースドライバ106と、各々が
平行または略平行に配設され、且つゲートドライバ104によって電位が制御されるm本
の走査線107と、各々が平行または略平行に配設され、且つソースドライバ106によ
って電位が制御されるn本の信号線109と、を有する。さらに、画素部101はマトリ
クス状に配設された複数の画素301を有する。また、走査線107に沿って、各々が平
行または略平行に配設された容量線115を有する。なお、容量線115は、信号線10
9に沿って、各々が平行または略平行に配設されていてもよい。また、ゲートドライバ1
04及びソースドライバ106をまとめて駆動回路部という場合がある。
ずれかの行に配設されたn個の画素301と電気的に接続される。また、各信号線109
は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれかの列に配設されたm個の画素30
1に電気的と接続される。m、nは、ともに1以上の整数である。また、各容量線115
は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれかの行に配設されたn個の画素30
1と電気的に接続される。なお、容量線115が、信号線109に沿って、各々が平行ま
たは略平行に配設されている場合は、m行n列に配設された画素301のうち、いずれか
の列に配設されたm個の画素301に電気的に接続される。
構成を示している。
133と、を有する。
る。液晶素子132は、書き込まれるデータにより配向状態が設定される。なお、複数の
画素301のそれぞれが有する液晶素子132の一対の電極の一方に共通の電位(コモン
電位)を与えてもよい。また、各行の画素301毎の液晶素子132の一対の電極の一方
に異なる電位を与えてもよい。または、IPSモードやFFSモードの場合には、液晶素
子132の一対の電極の一方を、容量線CLに接続することも可能である。
Nモード、VAモード、ASM(Axially Symmetric Aligned
Micro−cell)モード、OCB(Optically Compensate
d Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Li
quid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric
Liquid Crystal)モード、MVAモード、PVA(Patterned
Vertical Alignment)モード、IPSモード、FFSモード、または
TBA(Transverse Bend Alignment)モードなどを用いても
よい。また、液晶表示装置の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ECB(Ele
ctrically Controlled Birefringence)モード、P
DLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード
、PNLC(Polymer Network Liquid Crystal)モード
、ゲストホストモードなどがある。ただし、これに限定されず、液晶素子及びその駆動方
式として様々なものを用いることができる。
により液晶素子を構成してもよい。ブルー相を示す液晶は、応答速度が1msec以下と
短く、光学的等方性であるため、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。
の一方は、信号線DL_nに電気的に接続され、他方は容量素子133の一対の電極の一
方と液晶素子132の一対の電極の他方に電気的に接続される。また、トランジスタ13
1のゲート電極は、走査線GL_mに電気的に接続される。トランジスタ131は、オン
状態またはオフ状態になることにより、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を
有する。
電気的に接続される。なお、容量線CLの電位の値は、画素301の仕様に応じて適宜設
定される。容量素子133は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有
する。なお、容量素子133の一対の電極の他方は、IPSモードやFFSモードの場合
には、液晶素子132の一対の電極の一方に電気的に接続されることも可能である。
より各行の画素301を順次選択し、トランジスタ131をオン状態にしてデータ信号の
データを書き込む。
状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置、投射型
液晶表示装置などがある。液晶素子の一例としては、液晶の光学的変調作用によって光の
透過または非透過を制御する素子がある。その素子は一対の電極と液晶層により構造され
ることが可能である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界(横方向の電界
、縦方向の電界または斜め方向の電界を含む)によって制御される。なお、具体的には、
液晶素子の一例としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、デ
ィスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子液晶、高分子液
晶、高分子分散型液晶(PDLC)、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型液晶、側鎖型高
分子液晶、バナナ型液晶などを挙げることができる。
置等を用いることができる。また、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発
光素子、及び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、または
様々な素子を有することが出来る。表示素子、表示装置、発光素子または発光装置の一例
としては、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)、トランジ
スタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電
気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイ(PDP)
、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)、デジタルマイクロミラー
デバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)、MIRASOL(商
標登録)、IMOD(インターフェアレンス・モジュレーション)素子、圧電セラミック
ディスプレイ、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝
度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものがある。電子放出素子を用いた
表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)またはSED
方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conduction Elect
ron−emitter Display)などがある。電子インクまたは電気泳動素子
を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。
図2は、液晶表示装置の断面構造を説明するための図である。図2に、ゲートドライバ及
び画素回路の断面構造を示す。本実施の形態においては、半導体装置として、縦電界方式
の液晶表示装置について説明する。
素子209が挟持されている。
配向膜251、配向膜252という)と、液晶層207と、導電層208と、を有する。
なお、導電層206は、液晶素子209の一方の電極として機能し、導電層208は、液
晶素子209の他方の電極として機能する。
装置は、複数の画素を駆動させる駆動回路等を含む。また、液晶表示装置は、別の基板上
に配置された制御回路、電源回路、信号生成回路及びバックライトモジュール等を含み、
液晶モジュールとよぶこともある。
1と駆動回路部230を構成するトランジスタ221が設けられている。また、画素部2
20には、導電層206、液晶層207及び導電層208から構成される液晶素子209
が設けられている。
1はチャネル領域が形成される半導体層212を有しており、駆動回路部230に設けら
れたトランジスタ221はチャネル領域が形成される半導体層222を有している。
上にトランジスタのチャネル領域が形成される半導体層212、半導体層222が島状に
形成されている。
の耐熱性を有している必要がある。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サ
ファイア基板等を、基板200として用いてもよい。また、シリコンや炭化シリコンなど
の単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、
SOI基板等を適用することも可能であり、これらの基板上に半導体素子が設けられたも
のを、基板200として用いてもよい。なお、基板200として、ガラス基板を用いる場
合、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm
)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm
)、第10世代(2950mm×3400mm)等の大面積基板を用いることで、大型の
液晶表示装置を作製することができる。
成してもよい。または、基板200とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層
は、その上に素子部を一部あるいは全部完成させた後、基板200より分離し、他の基板
に転載するのに用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性
の基板にも転載できる。
ition)法、スパッタリング法又は熱酸化法等により、酸化シリコン、酸化窒化シリ
コン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いて単層又は積層構造で設けることができる。絶縁膜
201と202の組み合わせ例としては酸化窒化シリコンと酸化シリコンの組み合わせが
挙げられる。
ルファスシリコンを用いてもよい。結晶性シリコンは、アモルファスシリコン膜を成膜し
、その後レーザを照射して結晶化する。または非晶質シリコン膜の上にNiなどの金属膜
を成膜した後、非晶質シリコン膜を熱結晶化してもよい。またはCVD法により結晶性シ
リコン膜を成膜してもよい。
により、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いて単層又は積
層構造で設けることができる。
形成することで、後に形成する半導体膜の結晶性を高めることが可能であるため、トラン
ジスタのオン電流及び電界効果移動度を高めることができる。有機シランガスとしては、
テトラエトキシシラン(TEOS:化学式Si(OC2H5)4)、テトラメチルシラン
(TMS:化学式Si(CH3)4)、テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCT
S)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS)、ヘキサメチルジシラザン(
HMDS)、トリエトキシシラン(SiH(OC2H5)3)、トリスジメチルアミノシ
ラン(SiH(N(CH3)2)3)等のシリコン含有化合物を用いることができる。
とにより、表面を酸化又は窒化することで形成してもよい。例えば、He、Ar、Kr、
Xeなどの希ガスと、酸素、酸化窒素(NO2)、アンモニア、窒素、水素などの混合ガ
スを導入したプラズマ処理で形成する。この場合のプラズマの励起は、マイクロ波の導入
により行うと、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。この高密度プラ
ズマで生成された酸素ラジカル(OHラジカルを含む場合もある)や窒素ラジカル(NH
ラジカルを含む場合もある)によって、半導体膜の表面を酸化または窒化することができ
る。
は5nm以上10nm以下の絶縁膜が半導体膜に形成される。この場合の反応は、固相反
応であるため、当該絶縁膜と半導体膜との界面準位密度をきわめて低くすることができる
。このような高密度プラズマ処理は、半導体膜を直接酸化(または窒化)するため、形成
される絶縁膜の厚さのばらつきを極めて小さくすることができる。このような高密度プラ
ズマ処理により半導体膜の表面を固相酸化することにより、均一性が良く、界面準位密度
が低い絶縁膜を形成することができる。
良いし、それにCVD法やスパッタリング法等で酸化シリコン、酸化窒化シリコン又は窒
化シリコンの絶縁膜のいずれか一つ又は複数を堆積し、積層させても良い。いずれにして
も、高密度プラズマで形成した絶縁膜をゲート絶縁膜の一部または全部に含んで形成され
るトランジスタは、特性のばらつきを小さくすることができる。
の導電層272及び第2の導電層273は、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チ
タン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr
)、ニオブ(Nb)等から選択された元素、または、窒化タンタル等、これらの元素を主
成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。又は、リン等の不純物元素をドーピ
ングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。なお、第1の導電層272
及び第2の導電層273は同一の導電材料を用いても良いし、異なる導電材料を用いても
良い。
ルとタングステン、窒化タングステンとタングステン、窒化モリブデンとモリブデン等が
挙げられる。ここでは、第1の導電層は、CVD法やスパッタリング法等により、20n
m以上100nm以下の厚さで形成する。第2の導電層は、100nm以上400nm以
下の厚さで形成する。また、本実施の形態では2層の導電膜の積層構造としたが、1層と
しても良いし、もしくは3層以上の積層構造としても良い。3層構造の場合は、モリブデ
ン層とアルミニウム層とモリブデン層の積層構造を採用するとよい。
域226、不純物領域227がそれぞれ形成されている。不純物元素の導入は、n型又は
p型の不純物元素を用いてイオンドープ法、イオン注入法等により行うことができる。n
型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(As)等を用いることができる。p型
を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミニウム(Al)やガリウム(Ga)等
を用いることができる。
レイン電極である。
シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いることができる。また、アクリル樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、シロキサン系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹
脂等の有機樹脂で形成することができる。
リブデン、ニッケル、ネオジムから選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金か
らなる単層構造または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金
からなる導電層として、チタンを含有したアルミニウム合金、ネオジムを含有したアルミ
ニウム合金などで形成することができる。また、積層構造で設ける場合、例えば、アルミ
ニウム層若しくは上述したようなアルミニウム合金層を、チタン層で挟んで積層させた構
造としても良い。なお、導電層218、導電層228は、トランジスタのソース電極又は
ドレイン電極として機能する。
極である。導電層206は、発光装置において、陽極、又は陰極として機能する。
シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いることができる。また、アクリル樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、シロキサン系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹
脂等の有機樹脂で形成することができる。
タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、
酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いる
ことができる。勿論、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加し
たインジウム錫酸化物なども用いることができる。また、仕事関数の大きい材料、例えば
、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、白金(Pt)、亜鉛(Zn
)、スズ(Sn)、インジウム(In)またはモリブデン(Mo)から選ばれた元素、ま
たは前記元素を主成分とする合金材料、例えば窒化チタン、窒化珪素チタン、珪化タング
ステン、窒化タングステン、窒化珪化タングステン、窒化ニオブを用いて、単層膜または
それらの積層膜で設けてもよい。
ができる。配向膜251の膜厚は、40nm以上100nm以下、さらには50nm以上
90nm以下とすることが好ましい。このような膜厚とすることで、液晶材料のプレチル
ト角を大きくすることが可能である。液晶材料のプレチルト角を大きくすることで、ディ
スクリネーションを低減することが可能である。
ている。有色膜246は、カラーフィルタとしての機能を有する。また、有色膜246に
隣接する遮光膜244が基板242上に形成される。遮光膜244は、ブラックマトリク
スとして機能する。また、有色膜246は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、液晶表
示装置が白黒の場合等によって、有色膜246を設けない構成としてもよい。
赤色の波長帯域の光を透過する赤色(R)のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過
する緑色(G)のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色(B)のカラーフ
ィルタなどを用いることができる。
膜または黒色顔料等を含んだ有機絶縁膜などを用いることができる。
膜としての機能、または有色膜246が含有しうる不純物を液晶素子側へ拡散するのを抑
制する機能を有する。
の液晶素子が有する一対の電極の他方としての機能を有する。なお、導電層206上には
、配向膜251が形成され、導電層208上には、配向膜252が形成されている。
、液晶層207は、シール材(図示しない)を用いて、基板200と基板242の間に封
止されている。なお、シール材は、外部からの水分等の入り込みを抑制するために、無機
材料と接触する構成が好ましい。
う)を維持するスペーサを設けてもよい。
て、図3乃至図4を用いて説明する。
01、絶縁膜202は、CVD法、スパッタリング法又は熱酸化法等により、酸化シリコ
ン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いて単層又は積層構造で設けること
ができる。絶縁膜201と絶縁膜202の組み合わせ例としては酸化窒化シリコンと酸化
シリコンの組み合わせが挙げられる。
半導体層222を形成する。半導体層212、半導体層222は結晶性シリコンで形成す
ることが好ましい。本実施の形態では、CVD法を用いてアモルファスシリコンを成膜し
た後、レーザ照射を行い結晶化する。なおレーザ照射の前に水素出しのための熱処理を行
ってもよい。(図3(A))
31は、CVD法、スパッタリング法又は熱酸化法等により、酸化シリコン、酸化窒化シ
リコン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いて単層又は積層構造で設けることができる。ここ
ではゲート絶縁膜として酸化シリコンを用いる。(図3(B))
成する。第1の導電膜292及び第2の導電膜293は、タンタル(Ta)、タングステ
ン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、
クロム(Cr)、ニオブ(Nb)等から選択された元素、または、窒化タンタル等、これ
らの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。又は、リン等の不純物
元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。なお、第1の
導電膜292及び第2の導電膜293は同一の導電材料を用いても良いし、異なる導電材
料を用いても良い。ここでは第1の導電膜に窒化タンタル膜を、第2の導電膜にタングス
テン膜を用いる。(図3(C))
トマスク234を用いて、第1のエッチング処理及び第2のエッチング処理を行う。第1
のエッチング処理を行うことによって、絶縁膜231上に形成された第1の導電膜292
及び第2の導電膜293を選択的に除去し、半導体層212の上方にゲート電極として機
能しうる第1の導電層232a、第2の導電層233aの積層構造を残存させ、半導体層
222の上方にゲート電極として機能しうる第1の導電層232b、第2の導電層233
bの積層構造を残存させる。(図3(D))
電層233bの端部を選択的にエッチングする。その結果、第2の導電層233a、第2
の導電層233bの幅が第1の導電層232a、第1の導電層232bの幅より小さい構
造を得ることができる。(図3(E))
ば良いが、エッチング速度を向上するにはECR(Electron Cyclotro
n Resonance)やICP(Inductively Coupled Pla
sma:誘導結合プラズマ)などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用
いればよい。第1のエッチング処理および第2のエッチング処理のエッチング条件を適宜
調節することで、第1の導電層232a、232b及び第2の導電層233a、233b
の端部を所望のテーパー形状となるように形成することができる。
の導電層233bをマスクとして、半導体層212、半導体層222に不純物元素を導入
し、半導体層212に低濃度の不純物領域215を形成し、半導体層222に低濃度の不
純物領域225を形成する。(図4(A))
注入法等により行うことができる。n型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(
As)等を用いることができる。p型を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミ
ニウム(Al)やガリウム(Ga)等を用いることができる。
らない領域に形成されている例を示しているが、不純物元素を導入する条件によっては第
1の導電層232aと重なる領域にも不純物領域215が形成されうる。また、半導体層
222において、不純物領域225は第1の導電層232bと重ならない領域に形成され
ている例を示しているが、不純物元素を導入する条件によっては第1の導電層232bと
重なる領域にも不純物領域225が形成されうる。
トマスク235を選択的に形成し、当該レジストマスク235、第1の導電層232b及
び第2の導電層233bをマスクとして、半導体層212、半導体層222に不純物元素
を導入する。その結果、半導体層212に不純物領域216、不純物領域217が形成さ
れ、半導体層222に不純物領域226、不純物領域227が形成される。なお、不純物
元素は、第1の導電層232bを突き抜けて半導体層222に導入される。(図4(B)
)
n型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(As)等を用いることができる。p
型を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミニウム(Al)やガリウム(Ga)
等を用いることができる。ここでは不純物領域216、217、226、227にはリン
(P)をイオンドープする。
濃度の不純物領域217はトランジスタのソース領域又はドレイン領域として機能し、レ
ジストマスク235で覆われ第1の導電層232aと重ならない領域に形成された低濃度
の不純物領域216はトランジスタのLDD領域として機能する。また、半導体層222
において、第1の導電層232bと重ならない領域に形成された高濃度の不純物領域22
7はトランジスタのソース領域又はドレイン領域として機能し、第1の導電層232bと
重なり第2の導電層233bと重ならない領域に形成された低濃度の不純物領域226は
トランジスタのLDD領域として機能する。
領域またはドレイン領域との間に低濃度に不純物元素を添加した領域のことであり、LD
D領域を設けると、ドレイン領域近傍の電界を緩和してホットキャリア注入による劣化を
防ぐという効果がある。また、ホットキャリアによるオン電流値の劣化を防ぐため、ゲー
ト絶縁膜を介してLDD領域をゲート電極と重ねて配置させた構造(「GOLD(Gat
e−drain Overlapped LDD)構造」とも呼ぶ)としてもよい。本実
施の形態では、画素部を構成するトランジスタ211にLDD領域を設けn型トランジス
タを、駆動回路部を構成するトランジスタ221にGOLD構造のn型トランジスタを用
いた例を示しているが、これに限られない。画素部220を構成するトランジスタにGO
LD構造を設けてもよい。
続いて、絶縁膜231、絶縁膜236に選択的に開口部を形成し、ソース電極又はドレイ
ン電極として機能する導電層218、導電層228を形成する。(図4(C))
ン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いることができる。また、アクリル樹脂、ポリイミド樹
脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、シロキサン系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等の
有機樹脂で形成することができる。ここでは、絶縁膜236は、CVD法により酸化シリ
コン、酸化窒化シリコン又は窒化シリコンを用いて形成する。
リブデン、ニッケル、ネオジムから選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金か
らなる単層構造または積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金
からなる導電層として、チタンを含有したアルミニウム合金、ネオジムを含有したアルミ
ニウム合金などで形成することができる。また、積層構造で設ける場合、例えば、アルミ
ニウム層若しくは上述したようなアルミニウム合金層を、チタン層で挟んで積層させた構
造としても良い。なお、導電層218、導電層228は、トランジスタのソース電極又は
ドレイン電極として機能する。
と電気的に接続するように画素電極として機能する導電層206を形成する。導電層20
6は、発光装置において、陽極、又は陰極として機能する。(図4(D))
ン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いることができる。また、アクリル樹脂、ポリイミド樹
脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、シロキサン系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等の
有機樹脂で形成することができる。
ればよく、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウ
ム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化
物などを用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化
ケイ素を添加したインジウム錫酸化物なども用いることができる。また、仕事関数の大き
い材料、例えば、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、白金(Pt
)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、インジウム(In)またはモリブデン(Mo)から選
ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料、例えば窒化チタン、窒化珪素チタ
ン、珪化タングステン、窒化タングステン、窒化珪化タングステン、窒化ニオブを用いて
、単層またはそれらの積層で設けてもよい。
1を作製することができる。
用いることができる。
実施の形態1においてゲート電極の変形例について、図5を用いて説明する。
極は導電層261の単層構造を用いる例を示す。
ンジスタのLDD領域として機能する。図5の不純物領域267、不純物領域277は高
濃度の不純物領域であり、トランジスタのソース領域又はドレイン領域として機能する。
低濃度の不純物領域266、不純物領域276、及び高濃度の不純物領域267、不純物
領域277の作製方法については、図4(A)、(B)に示す低濃度の不純物領域216
と高濃度の不純物領域217の作製方法と同様に、レジストマスクを用いて形成する。
スト低減を実現することができる。
本実施の形態では、上記の実施の形態と異なる半導体装置の構成について図面を参照し
て説明する。
21は駆動回路部を構成するトランジスタである。
ている。導電層832を覆うようにゲート絶縁膜として機能する絶縁膜831が形成され
ている。絶縁膜831上には半導体層812、半導体層822が形成されている。半導体
層812、半導体層822には、チャネル領域816、チャネル領域826と、不純物領
域817、不純物領域827が形成されている。不純物領域817及び不純物領域827
はソース領域及びドレイン領域として機能する。
ングステン(W)、チタン(Ti)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ニオブ(Nb)、ネ
オジム、スカンジウム、ニッケル等から選択された元素、または、窒化タンタル等、これ
らの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層または積層して形成する。
又は、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形
成する。
積層した二層の積層構造、または銅膜上にモリブデン膜を積層した二層構造、または銅膜
上に窒化チタン膜若しくは窒化タンタル膜を積層した二層構造、窒化チタン膜とモリブデ
ン膜とを積層した二層構造、酸素を含む銅−マグネシウム合金膜と銅膜とを積層した二層
構造、酸素を含む銅−マンガン合金膜と銅膜とを積層した二層構造、銅−マンガン合金膜
と銅膜とを積層した二層構造などとすることが好ましい。三層の積層構造としては、タン
グステン膜または窒化タングステン膜と、アルミニウムとシリコンの合金膜またはアルミ
ニウムとチタンの合金膜と、窒化チタン膜またはチタン膜とを積層した三層構造とするこ
とが好ましい。電気的抵抗が低い膜上にバリア膜として機能する金属膜が積層されること
で、電気的抵抗を低くでき、且つ金属膜から半導体膜への金属元素の拡散を防止すること
ができる。
に形成することができる。なお、走査線とは画素を選択する配線をいい、容量配線とは画
素の保持容量の一方の電極に接続された配線をいう。ただし、これに限定されず、ゲート
配線及び容量配線の一方または双方と、導電層832とは別に設けてもよい。
形成することで、後に形成する半導体膜の結晶性を高めることが可能であるため、トラン
ジスタのオン電流及び電界効果移動度を高めることができる。有機シランガスとしては、
テトラエトキシシラン(TEOS:化学式Si(OC2H5)4)、テトラメチルシラン
(TMS:化学式Si(CH3)4)、テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCT
S)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS)、ヘキサメチルジシラザン(
HMDS)、トリエトキシシラン(SiH(OC2H5)3)、トリスジメチルアミノシ
ラン(SiH(N(CH3)2)3)等のシリコン含有化合物を用いることができる。
アモルファスシリコン層を用いてもよい。結晶性シリコン層は、アモルファスシリコン膜
を成膜し、その後レーザを照射して結晶化する。または非晶質シリコン膜の上にNiなど
の金属膜を成膜した後、非晶質シリコン膜を熱結晶化してもよい。またはCVD法により
結晶性シリコン膜を成膜してもよい。不純物領域817、不純物領域827を形成するた
めの不純物元素の導入は、n型又はp型の不純物元素を用いてイオンドープ法、イオン注
入法等により行うことができる。n型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(A
s)等を用いることができる。p型を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミニ
ウム(Al)やガリウム(Ga)等を用いることができる。ここでは、リン(P)をイオ
ンドープし、n型のトランジスタ811、n型のトランジスタ821を作製する。
導電層828は、アルミニウム、タングステン、チタン、タンタル、モリブデン、ニッケ
ル、ネオジムから選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層構造ま
たは積層構造を用いることができる。例えば、当該元素を複数含む合金からなる導電層と
して、チタンを含有したアルミニウム合金、ネオジムを含有したアルミニウム合金などで
形成することができる。また、積層構造で設ける場合、例えば、アルミニウム層若しくは
上述したようなアルミニウム合金層を、チタン層で挟んで積層させた構造としても良い。
またドナーとなる不純物元素を添加した結晶性シリコンを用いてもよい。ドナーとなる不
純物元素が添加された結晶性シリコンと接する側の膜を、チタン、タンタル、モリブデン
、タングステンまたはこれらの元素の窒化物により形成し、その上にアルミニウムまたは
アルミニウム合金を形成した積層構造としてもよい。更には、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金の上面及び下面を、チタン、タンタル、モリブデン、タングステンまたはこれ
らの元素の窒化物で挟んだ積層構造としてもよい。導電層818及び導電層828は、C
VD法、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて形成する。なお、導電層818及び
導電層828の一方は、ソース電極またはドレイン電極のみならず信号線としても機能す
る。ただし、これに限定されず、信号線とソース電極及びドレイン電極とは別に設けても
よい。
電層806は、発光装置において、陽極、又は陰極として機能する。ここでは、導電層8
18上に設けられた絶縁膜838上に導電層806が形成されている例を示しているが、
これに限られない。例えば、絶縁膜837上に導電層806を設けた構成としてもよい。
酸化窒化シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜を用いることができる。また、アクリル樹脂
、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、シロキサン系樹脂、ポリアミド樹脂、エ
ポキシ樹脂等の有機樹脂で形成することができる。
タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、
酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いる
ことができる。勿論、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加し
たインジウム錫酸化物なども用いることができる。また、仕事関数の大きい材料、例えば
、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、白金(Pt)、亜鉛(Zn
)、スズ(Sn)、インジウム(In)またはモリブデン(Mo)から選ばれた元素、ま
たは前記元素を主成分とする合金材料、例えば窒化チタン、窒化珪素チタン、珪化タング
ステン、窒化タングステン、窒化珪化タングステン、窒化ニオブを用いて、単層またはそ
れらの積層で設けてもよい。
ができる。配向膜851の膜厚は、40nm以上100nm以下、さらには50nm以上
90nm以下とすることが好ましい。このような膜厚とすることで、液晶材料のプレチル
ト角を大きくすることが可能である。液晶材料のプレチルト角を大きくすることで、ディ
スクリネーションを低減することが可能である。
ている。有色膜846は、カラーフィルタとしての機能を有する。また、有色膜846に
隣接する遮光膜844が基板842上に形成される。遮光膜844は、ブラックマトリク
スとして機能する。また、有色膜846は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、液晶表
示装置が白黒の場合等によって、有色膜846を設けない構成としてもよい。
赤色の波長帯域の光を透過する赤色(R)のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過
する緑色(G)のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色(B)のカラーフ
ィルタなどを用いることができる。
膜または黒色顔料等を含んだ有機絶縁膜などを用いることができる。
膜としての機能、または有色膜846が含有しうる不純物を液晶素子側へ拡散するのを抑
制する機能を有する。
の液晶素子が有する一対の電極の他方としての機能を有する。なお、導電層806上には
、配向膜851が形成され、導電層808上には、配向膜852が形成されている。
、液晶層807は、シール材(図示しない)を用いて、基板800と基板842の間に封
止されている。なお、シール材は、外部からの水分等の入り込みを抑制するために、無機
材料と接触する構成が好ましい。
う)を維持するスペーサを設けてもよい。
用いることができる。
本実施の形態では、上記実施の形態に示す表示装置の駆動回路部について説明する。
ドライバ回路600は、複数のシフトレジスタユニット601、ダミー段であるシフトレ
ジスタユニット602、各シフトレジスタユニット601と電気的に接続するデマルチプ
レクサ回路603、シフトレジスタユニット602と電気的に接続するデマルチプレクサ
回路604、スタートパルスSP、クロック信号(CLK1乃至CLK8)を伝達する信
号線を有する。
て説明する)は、図10(A)に示すようにセット信号LIN(ここでは、スタートパル
スSP)、リセット信号RIN、クロック信号(ここでは、CLK6及びCLK7)が入
力される。具体的な回路構成の一例について、図10(B)に示す。シフトレジスタユニ
ット601は、第1のトランジスタ611乃至第6のトランジスタ616を有する。
され、第1のトランジスタ611のソース及びドレインの他方は、第2のトランジスタ6
12のソース及びドレインの一方及びデマルチプレクサ回路603の入力端子FN1に接
続され、第1のトランジスタ611のゲートは、セット信号LINが入力される。第2の
トランジスタ612のソース及びドレインの他方は、低電源電位線VSSに接続され、第
2のトランジスタ612のゲートは、デマルチプレクサ回路603の入力端子FN2、第
4のトランジスタ614のソース及びドレインの一方、第5のトランジスタ615のソー
ス及びドレインの一方及び第6のトランジスタ616のソース及びドレインの一方に接続
される。第3のトランジスタ613のソース及びドレインの一方は、高電源電位線VDD
に接続され、第3のトランジスタ613のソース及びドレインの他方は、第4のトランジ
スタ614のソース及びドレインの他方に接続され、第3のトランジスタ613のゲート
は、クロック信号CLK7が入力される。第4のトランジスタ614のゲートは、クロッ
ク信号CLK6が入力される。第5のトランジスタ615のソース及びドレインの他方は
、低電源電位線VSSに接続され、第5のトランジスタ615のゲートは、セット信号L
INが入力される。第6のトランジスタ616のソース及びドレインの他方は、高電源電
位線VDDに接続され、第6のトランジスタ616のゲートは、リセット信号RINが入
力される。なお、第1のトランジスタ611のソース及びドレインの他方及び第2のトラ
ンジスタ612のソース及びドレインの一方が電気的に接続される部位をノードFN1と
よぶ。また、第2のトランジスタ612のゲート、第4のトランジスタ614のソース及
びドレインの一方、第5のトランジスタ615のソース及びドレインの一方及び第6のト
ランジスタ616のソース及びドレインの一方が電気的に接続される部位をノードFN2
とよぶ。
ロック信号CLK6及びCLK7が入力され、8a+2段目(aは0または自然数)のシ
フトレジスタユニット601には、クロック信号CLK3及びCLK4が入力され、8a
+3段目(aは0または自然数)のシフトレジスタユニット601には、クロック信号C
LK1及びCLK8が入力され、8a+4段目(aは0または自然数)のシフトレジスタ
ユニット601には、クロック信号CLK5及びCLK6が入力され、8a+5段目(a
は0または自然数)のシフトレジスタユニット601には、クロック信号CLK2及びC
LK3が入力され、8a+6段目(aは0または自然数)のシフトレジスタユニット60
1には、クロック信号CLK7及びCLK8が入力され、8a+7段目(aは0または自
然数)のシフトレジスタユニット601には、クロック信号CLK4及びCLK5が入力
され、8(a+1)段目(aは0または自然数)のシフトレジスタユニット601には、
クロック信号CLK1及びCLK2が入力される。
号LIN、クロック信号(ここでは、CLK3及びCLK4)が入力される。具体的な回
路構成の一例について、図11(B)に示す。シフトレジスタユニット602は、第1の
トランジスタ611乃至第5のトランジスタ615を有する。
され、第1のトランジスタ611のソース及びドレインの他方は、第2のトランジスタ6
12のソース及びドレインの一方及びデマルチプレクサ回路604の入力端子FN1に接
続され、第1のトランジスタ611のゲートは、セット信号LINが入力される。第2の
トランジスタ612のソース及びドレインの他方は、低電源電位線VSSに接続され、第
2のトランジスタ612のゲートは、デマルチプレクサ回路604の入力端子FN2、第
4のトランジスタ614のソース及びドレインの一方、及び第5のトランジスタ615の
ソース及びドレインの一方に接続される。第3のトランジスタ613のソース及びドレイ
ンの一方は、高電源電位線VDDに接続され、第3のトランジスタ613のソース及びド
レインの他方は、第4のトランジスタ614のソース及びドレインの他方に接続され、第
3のトランジスタ613のゲートは、クロック信号CLK4が入力される。第4のトラン
ジスタ614のゲートは、クロック信号CLK3が入力される。第5のトランジスタ61
5のソース及びドレインの他方は、低電源電位線VSSに接続され、第5のトランジスタ
615のゲートは、セット信号LINが入力される。なお、第1のトランジスタ611の
ソース及びドレインの他方及び第2のトランジスタ612のソース及びドレインの一方が
電気的に接続される部位をノードFN1とよぶ。また、第2のトランジスタ612のゲー
ト、第4のトランジスタ614のソース及びドレインの一方及び第5のトランジスタ61
5のソース及びドレインの一方が電気的に接続される部位をノードFN2とよぶ。
13(A)に示すようにクロック信号、シフトレジスタユニット601及びシフトレジス
タユニット602からの出力信号(入力端子FN1および入力端子FN2に入力される信
号)が入力され、出力信号を出力する。具体的な回路構成の一例について、図12(B)
及び図13(B)に示す。デマルチプレクサ回路603及びデマルチプレクサ回路604
は、バッファ605を有する。
のソース及びドレインの一方は、クロック信号CLK(クロック信号CLK1乃至CLK
8のいずれか一つ)が入力され、第7のトランジスタ617のソース及びドレインの他方
は、第8のトランジスタ618のソース及びドレインの一方及び出力端子に接続され、第
7のトランジスタ617のゲートは、ノードFN1に接続される。第8のトランジスタ6
18のソース及びドレインの他方は、低電源電位線VSSに接続され、第8のトランジス
タ618のゲートは、ノードFN2に接続される。
レジスタユニット601に加えてトランジスタ621、トランジスタ622、トランジス
タ623及び容量素子624を設けるシフトレジスタユニット601aとしてもよい。な
お、トランジスタ623のゲートには、リセット信号RESが入力される。
示すようにシフトレジスタユニット602に加えてトランジスタ621、トランジスタ6
22、トランジスタ623及び容量素子624を設けるシフトレジスタユニット602a
としてもよい。なお、トランジスタ623のゲートには、リセット信号RESが入力され
る。
トランジスタ623を導通状態にし、ノードFN2の電位が高電源電位線VDDの電位と
なる。また、ノードFN2の電位により、第2のトランジスタ612及びトランジスタ6
21を導通状態にすることで、ノードFN1の電位が低電源電位線VSSの電位となり、
シフトレジスタユニットを初期化することができる。なお、リセット信号RESは、全シ
フトレジスタユニットに共通の信号線を用いて入力されている。
てトランジスタ625及び容量素子619を設けるバッファ605aとしてもよい。
デマルチプレクサ回路603に入力され、デマルチプレクサ回路603は出力信号OUT
1乃至OUT5を出力する。
第2のトランジスタ612及び第8のトランジスタ618を常に導通させて、出力を低電
位に安定させている。しかし、第5のトランジスタ615のカットオフ電流(ゲート電圧
が0Vの時に流れるドレイン電流)が大きい場合、ノードFN2の電荷が第5のトランジ
スタ615を介してリークしていくため、定期的に電荷を補填する必要がある。そのため
、クロック信号CLK6及びCLK7を用いて、第3のトランジスタ613及び第4のト
ランジスタ614を導通させ、高電源電位線VDDからノードFN2の電荷を供給する。
なお、第1段目のシフトレジスタユニット601のゲート選択出力期間(ノードFN1が
高電位である期間)は、後で説明するスタートパルスSPの立ち上がり(セット)から、
クロック信号CLK7の立ち上がり(リセット)までであり、2つのクロック信号を用い
て、ゲート選択出力期間と定期的な電荷の補填とのタイミングが重ならないようにしてい
る。
も入力されない。このクロック信号においても、定期的な電荷の補填とのタイミングが重
ならないように設けている。
K2、CLK6乃至CLK8がデマルチプレクサ回路603に入力され、デマルチプレク
サ回路603は出力信号OUT1乃至OUT5を出力する。クロック信号CLK3及びC
LK4は、定期的に電荷を補填する機能を有する。また、第2段目のシフトレジスタユニ
ット601では、クロック信号CLK5はどこにも入力されない。
ニット1段には、5つのクロック信号がデマルチプレクサ回路603に入力され、デマル
チプレクサ回路603は5つの出力信号を出力する。また、他の2つのクロック信号は、
定期的に電荷を補填するために機能し、シフトレジスタユニット601に入力される。さ
らに、他の1つのクロック信号は、どこにも入力されない。
K1及びCLK2がデマルチプレクサ回路604に入力され、デマルチプレクサ回路60
4は出力信号DUMOUT1及びDUMOUT2を出力する。クロック信号CLK3及び
CLK4は、定期的に電荷を補填する機能を有する。
信号の数は少なくとも4つ以上であればよい。例えば、クロック信号の数をnとした時、
出力信号に寄与しないクロック信号は3つなので出力信号の数はn−3となる。
接続することでn−3つの出力信号を出力することができ、nが大きくなるほど出力に寄
与しないクロック信号を伝達する信号線の割合が小さくなるため、シフトレジスタユニッ
ト1段につき、1つの出力信号を出力する従来の構成に比べ、シフトレジスタユニット部
分の占有面積は小さくなり、ゲートドライバ回路600の幅を狭くすることが可能となる
。
8(A)は、従来のゲートドライバ回路のブロック図、図18(B)は、本実施の形態の
ゲートドライバ回路のブロック図である。
付き4本のクロック信号を伝達する信号線CLK_LINEが接続し、1つのバッファB
UFにより1つの信号が出力される。一方、図18(B)に示す本実施の形態のゲートド
ライバ回路は、シフトレジスタユニットSR1段に付き8本のクロック信号を伝達する信
号線CLK_LINEが接続し、5つのバッファBUFにより5つの信号が出力される。
スタユニット1段当たり横のレイアウト幅を縮小することができる。縦のレイアウト幅は
、バッファBUFが増えた分(ここでは従来の5倍)増大するがゲートドライバ回路の額
縁に寄与しない。よって、シフトレジスタユニット1段当たり横のレイアウト幅を縮小す
ることができ、狭額縁化を達成することが可能となる。また、クロック信号を伝達する信
号線CLK_LINEの本数が従来に比べて増加するが、それに伴って信号線CLK_L
INEの一本あたりの負荷容量は減少する。そのため、信号線CLK_LINEを細くし
て、負荷抵抗を大きくしても(時定数=負荷容量×負荷抵抗となるため)遅延時間は変化
しない。よって、時定数を同じにするように、信号線の幅を細くすることでレイアウト幅
の増加を抑制することができるため、信号線CLK_LINEの本数が増加しても、ゲー
トドライバ回路の幅を狭くすることができる。
照して説明する。ここでは、セット信号LIN、リセット信号RIN、及びクロック信号
CLK1乃至CLK8の高電位は、高電源電位線VDDと同じであり、低電位は、低電源
電位線VSSと同じであるとする。
高電位になり、第1のトランジスタ611及び第5のトランジスタ615が導通状態にな
る。また、リセット信号RIN(出力信号OUT7)が低電位であるため、第6のトラン
ジスタ616が非導通状態になる。また、クロック信号CLK1乃至CLK6が低電位、
クロック信号CLK7及びCLK8が高電位であるため、第4のトランジスタ614及び
第7のトランジスタ617が非導通状態、第3のトランジスタ613が導通状態になる。
11のしきい値電圧分を引いた値(VDD−Vth(611))、ノードFN2の電位が
低電源電位線VSSの電位になり、第7のトランジスタ617が導通状態、第8のトラン
ジスタ618が非導通状態になるため、出力信号OUT1乃至OUT5は、クロック信号
CLK1乃至CLK5と同じ低電位になる。
になる。なお、第3のトランジスタ613のソース及びドレインの他方及び第4のトラン
ジスタ614のソース及びドレインの一方が電気的に接続されるノードに高電位が保持さ
れる。
ードFN1の電位は、クロック信号CLK1の振幅に相当する電圧分、上昇する。その結
果、第7のトランジスタ617は導通状態となり、出力信号OUT1は、高電位(クロッ
ク信号CLK1の電位)が出力される。なお、このブートストラップは、クロック信号C
LK2以降のクロック信号が低電位から高電位になる時も同様に起こる。次に、クロック
信号CLK8が低電位になるが、1段目のシフトレジスタユニット601にはクロック信
号CLK8の信号は使用しないため、変化はない。次に、クロック信号CLK2が高電位
になり、出力信号OUT2は、高電位が出力される。その後、クロック信号CLK1が低
電位になり、出力信号OUT1は、低電位が出力される。以後、出力信号OUT3及びO
UT4も同様である。また、クロック信号CLK5が高電位になり、出力信号OUT5が
高電位になった時、2段目のシフトレジスタユニット601のセット信号LINは高電位
になる。
、第4のトランジスタ614が導通する。次に、クロック信号CLK5が低電位になり、
出力信号OUT5は、低電位が出力される。
T5)が高電位になり、第1のトランジスタ611及び第5のトランジスタ615が導通
状態になる。また、リセット信号RIN(出力信号OUT12)が低電位であるため、第
6のトランジスタ616が非導通状態になる。また、クロック信号CLK1、CLK2、
CLK6乃至CLK8が低電位、クロック信号CLK4及びCLK5が高電位であるため
、第4のトランジスタ614及び第7のトランジスタ617が非導通状態、第3のトラン
ジスタ613が導通状態になる。
11のしきい値電圧分を引いた値(VDD−Vth(611))、ノードFN2の電位が
低電源電位線VSSの電位になり、第7のトランジスタ617が導通状態、第8のトラン
ジスタ618が非導通状態になるため、出力信号OUT6乃至OUT10は、クロック信
号CLK1、CLK2、CLK6乃至CLK8と同じ低電位になる。
になる。なお、第3のトランジスタ613のソース及びドレインの他方及び第4のトラン
ジスタ614のソース及びドレインの一方が電気的に接続されるノードに高電位が保持さ
れる。
ードFN1の電位は、クロック信号CLK6の振幅に相当する電圧分、上昇する。その結
果、第7のトランジスタ617は導通状態となり、出力信号OUT6は、高電位(クロッ
ク信号CLK6の電位)が出力される。次に、クロック信号CLK5が低電位になるが、
2段目のシフトレジスタユニット601にはクロック信号CLK5の信号は使用しないた
め、変化はない。次に、クロック信号CLK7が高電位になり、出力信号OUT7は、高
電位が出力される。
号OUT7)が高電位になり、第6のトランジスタ616を導通状態にし、ノードFN2
の電位が高電源電位線VDDの電位となる。また、ノードFN2の電位により、第2のト
ランジスタ612を導通状態にすることで、ノードFN1の電位が低電源電位線VSSの
電位となり、リセットされる。
ニット601と同様に駆動する。
、m−1段目のシフトレジスタユニット601の出力信号OUT5(m−1)が入力され
、m段目のシフトレジスタユニット601のリセット信号RINは、m+1段目のシフト
レジスタユニット601の出力信号OUT5(m+2)が入力される。なお、mが1のと
きのセット信号LINは、スタートパルスSPとなる。
と同様であり、このシフトレジスタユニット602があることにより、シフトレジスタユ
ニット601の最終段にリセット信号RINを入力することができる。
幅の1/3としているがこれに限られず、パルス幅の1/2以下ならどのように重なって
いてもよい。また、クロック信号のパルスの立ち下がりと次のクロック信号のパルスの立
ち上がりが同時でもよい。また、クロック信号のパルスの立ち下がりと次のクロック信号
のパルスの立ち上がりが同時の時において、第1段目のシフトレジスタユニット601の
ゲート選択出力期間は、スタートパルスSPの立ち上がり(セット)から、クロック信号
CLK6の立ち上がり(リセット)までであるため、定期的な電荷の補填に用いるクロッ
ク信号は、1つのみでよい。
用いることができる。
本発明の一態様である半導体装置は、被検知体の近接または接触を検知可能なセンサ(
たとえば、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性方式、赤外線方式、光学方式などのタッ
チセンサ)や医療用の放射線画像を取得することが可能な放射線画像検出装置に適用する
ことができる。また、本発明の一態様である半導体装置はさまざまな電子機器(遊技機も
含む)に適用することができる。電子機器としては、テレビジョン装置(テレビ、または
テレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタ
ルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末
、音響再生装置、遊技機(パチンコ機、スロットマシン等)、ゲーム筐体が挙げられる。
これらの電子機器の一例を図7に示す。
筐体9001に表示部9003が組み込まれており、表示部9003により映像を表示す
ることが可能である。なお、4本の脚部9002により筐体9001を支持した構成を示
している。また、電力供給のための電源コード9005を筐体9001に有している。
ある。それゆえ、表示部9003の表示品位を高くすることができる。
に表示された表示ボタン9004を指などで触れることで、画面操作や、情報を入力する
ことができ、また他の家電製品との通信を可能とする、または制御を可能とすることで、
画面操作により他の家電製品をコントロールする制御装置としてもよい。例えば、イメー
ジセンサ機能を有する半導体装置を用いれば、表示部9003にタッチ入力機能を持たせ
ることができる。
垂直に立てることもでき、テレビジョン装置としても利用できる。狭い部屋においては、
大きな画面のテレビジョン装置は設置すると自由な空間が狭くなってしまうが、テーブル
に表示部が内蔵されていれば、部屋の空間を有効に利用することができる。
、筐体9101に表示部9103が組み込まれており、表示部9103により映像を表示
することが可能である。なお、ここではスタンド9105により筐体9101を支持した
構成を示している。
モコン操作機9110により行うことができる。リモコン操作機9110が備える操作キ
ー9109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部9103に表示さ
れる映像を操作することができる。また、リモコン操作機9110に、当該リモコン操作
機9110から出力する情報を表示する表示部9107を設ける構成としてもよい。
レビジョン装置9100は、受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さ
らにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方
向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)
の情報通信を行うことも可能である。
いることが可能である。それゆえ、テレビジョン装置の表示品位を向上させることができ
る。
03、キーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングデバイス9206
などを含む。
ある。それゆえ、コンピュータ9200の表示品位を向上させることができる。
開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、表示部96
31b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電力モード切
り替えスイッチ9036、留め具9033、操作スイッチ9038、を有する。
に用いることが可能である。それゆえ、タブレット端末の表示品位を向上させることがで
きる。
れた操作キー9638にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部96
31aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領
域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部96
31aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部9
631aの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表
示画面として用いることができる。
部をタッチパネルの領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボー
ド表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれること
で表示部9631bにキーボードボタン表示することができる。
タッチ入力することもできる。
を切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替え
スイッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外
光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セ
ンサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置
を内蔵させてもよい。
ているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示
の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネル
としてもよい。
33、充放電制御回路9634を有する。なお、図8(B)では充放電制御回路9634
の一例としてバッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有する構成について示
している。
にすることができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、
耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付または時刻など
を表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作または編集するタッチ
入力機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有する
ことができる。
、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は
、筐体9630の片面又は両面に設けることができ、バッテリー9635の充電を効率的
に行う構成とすることができる。なおバッテリー9635としては、リチウムイオン電池
を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
にブロック図を示し説明する。図8(C)には、太陽電池9633、バッテリー9635
、DCDCコンバータ9636、コンバータ9637、スイッチSW1乃至SW3、表示
部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コ
ンバータ9637、スイッチSW1乃至SW3が、図8(B)に示す充放電制御回路96
34に対応する箇所となる。
る。太陽電池で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるようD
CDCコンバータ9636で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部9631の動作
に太陽電池9633からの電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバー
タ9637で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表
示部9631での表示を行わない際には、スイッチSW1をオフにし、スイッチSW2を
オンにしてバッテリー9635の充電を行う構成とすればよい。
、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段による
バッテリー9635の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線(非接触)で電力を
送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う
構成としてもよい。
用いることができる。
104 ゲートドライバ
106 ソースドライバ
107 走査線
109 信号線
115 容量線
131 トランジスタ
132 液晶素子
133 容量素子
200 基板
201 絶縁膜
202 絶縁膜
206 導電層
207 液晶層
208 導電層
209 液晶素子
211 トランジスタ
212 半導体層
215 不純物領域
216 不純物領域
217 不純物領域
218 導電層
220 画素部
221 トランジスタ
222 半導体層
225 不純物領域
226 不純物領域
227 不純物領域
228 導電層
230 駆動回路部
231 絶縁膜
232a 導電層
232b 導電層
233a 導電層
233b 導電層
234 レジストマスク
235 レジストマスク
236 絶縁膜
238 絶縁膜
242 基板
244 遮光膜
246 有色膜
248 絶縁膜
251 配向膜
252 配向膜
261 導電層
266 不純物領域
267 不純物領域
272 導電層
273 導電層
276 不純物領域
277 不純物領域
292 導電膜
293 導電膜
301 画素
600 ゲートドライバ回路
601 シフトレジスタユニット
601a シフトレジスタユニット
602 シフトレジスタユニット
602a シフトレジスタユニット
603 デマルチプレクサ回路
604 デマルチプレクサ回路
605 バッファ
605a バッファ
611 トランジスタ
612 トランジスタ
613 トランジスタ
614 トランジスタ
615 トランジスタ
616 トランジスタ
617 トランジスタ
618 トランジスタ
619 容量素子
621 トランジスタ
622 トランジスタ
623 トランジスタ
624 容量素子
625 トランジスタ
800 基板
806 導電層
807 液晶層
808 導電層
811 トランジスタ
812 半導体層
816 チャネル領域
817 不純物領域
818 導電層
821 トランジスタ
822 半導体層
826 チャネル領域
827 不純物領域
828 導電層
831 絶縁膜
832 導電層
837 絶縁膜
838 絶縁膜
842 基板
844 遮光膜
846 有色膜
848 絶縁膜
851 配向膜
852 配向膜
9000 テーブル
9001 筐体
9002 脚部
9003 表示部
9004 表示ボタン
9005 電源コード
9033 具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9038 操作スイッチ
9100 テレビジョン装置
9101 筐体
9103 表示部
9105 スタンド
9107 表示部
9109 操作キー
9110 リモコン操作機
9200 コンピュータ
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングデバイス
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a 領域
9632b 領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 コンバータ
9638 操作キー
9639 ボタン
Claims (3)
- ガラス基板と、
前記ガラス基板上に配置され、酸化シリコンを有する第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上に配置され、窒化シリコンを有する第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上に配置され、結晶性シリコンを有する半導体層と、
前記半導体層上に配置され、酸化シリコンを有する第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上に配置され、窒化シリコンを有する第4の絶縁層と、
前記第4の絶縁層上に配置され、モリブデンを有するゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置され、酸化シリコン又は窒化シリコンを有する第5の絶縁層と、
前記第5の絶縁層上に配置され、積層構造を備えた第1の導電層と、
第1の導電層上に配置され、樹脂を有する第6の絶縁層と、
前記第1の導電層上に配置され、インジウム錫酸化物を有する第2の導電層と、を有し、
前記第3の絶縁層は、第1のゲート絶縁層としての機能を有し、
前記第4の絶縁層は、第2のゲート絶縁層としての機能を有し、
前記第1の導電層の側面及び上面と、前記第5の絶縁層の上面と、はそれぞれ前記第6の絶縁層と接する領域を有し、
前記第5の絶縁層は、前記半導体層と、前記第1の導電層とを電気的に接続させるための開口部を有し、
前記第6の絶縁層は、前記第1の導電層と、前記第2の導電層とを電気的に接続させるための開口部を有し、
前記第2の導電層は、画素電極としての機能を有する表示装置。 - ガラス基板と、
前記ガラス基板上に配置され、酸化シリコンを有する第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層上に配置され、窒化シリコンを有する第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層上に配置され、結晶性シリコンを有する半導体層と、
前記半導体層上に配置され、酸化シリコンを有する第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層上に配置され、窒化シリコンを有する第4の絶縁層と、
前記第4の絶縁層上に配置され、モリブデンを有するゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置され、酸化シリコン又は窒化シリコンを有する第5の絶縁層と、
前記第5の絶縁層上配置され、積層構造を備えた第1の導電層と、
第1の導電層上に配置され、樹脂を有する第6の絶縁層と、
前記第1の導電層上に配置され、インジウム錫酸化物を有する第2の導電層と、を有し、
前記第3の絶縁層は、第1のゲート絶縁層としての機能を有し、
前記第4の絶縁層は、第2のゲート絶縁層としての機能を有し、
前記第5の絶縁層は、前記第4の絶縁層の側面と接する領域を有し、
前記第1の導電層の側面及び上面と、前記第5の絶縁層の上面と、はそれぞれ前記第6の絶縁層と接する領域を有し、
前記第5の絶縁層は、前記半導体層と、前記第1の導電層とを電気的に接続させるための開口部を有し、
前記第6の絶縁層は、前記第1の導電層と、前記第2の導電層とを電気的に接続させるための開口部を有し、
前記第2の導電層は、画素電極としての機能を有する表示装置。 - 請求項1又は2において、
前記半導体層は、前記ゲート電極と重なるチャネル形成領域と、前記チャネル形成領域と隣接し、前記第4の絶縁層と重なる第1の不純物領域と、前記第1の不純物領域と隣接する第2の不純物領域とを有し、
前記第2の不純物領域は、前記第1の不純物領域より高濃度で不純物を含有し、且つ前記第4の絶縁層と重ならない表示装置。
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