JPH1051007A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH1051007A
JPH1051007A JP8220677A JP22067796A JPH1051007A JP H1051007 A JPH1051007 A JP H1051007A JP 8220677 A JP8220677 A JP 8220677A JP 22067796 A JP22067796 A JP 22067796A JP H1051007 A JPH1051007 A JP H1051007A
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JP
Japan
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gate electrode
width
thin film
region
active layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP8220677A
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English (en)
Inventor
Kouyuu Chiyou
宏勇 張
Satoshi Teramoto
聡 寺本
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Priority to US08/901,473 priority patent/US6104067A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/201Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates the substrates comprising an insulating layer on a semiconductor body, e.g. SOI
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/82Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
    • H10D84/83Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/10Integrated device layouts

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  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のゲイト電極を有する等価的に複数の薄
膜トランジスタが接続された構成において、一部のチャ
ネル領域に高電界が加わることを抑制する。 【解決手段】 活性層100に重ねる109、110、
111でその幅が示されるゲイト電極の幅をドレイン領
域104側において最も幅広なものとする。こうするこ
とで、最もドレイン領域側におけるチャネル領域での電
界強度と他のチャネル領域における電界強度との違いを
是正することができる。そして、局部的に劣化や破壊が
進行してしまうことを抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
高い特性と信頼性を有した薄膜トランジスタの構成に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、薄膜トランジスタを利用した
各種装置が知られている。しかし、薄膜トランジスタは
活性層を構成する珪素薄膜の結晶性が不十分であるが故
に、ドレイン領域とチャネル領域との間に形成される高
電界によって移動するキャリアが多く、これに起因して
OFF電流値が高いという問題がある。また、同様な要
因により、耐圧が低く、劣化が顕著であるという問題が
ある。
【0003】このような問題を解決する手段として、特
公平5−44195号に記載されている構成が知られて
いる。これは、等価的に複数の薄膜トランジスタを直列
に接続した構成とすることにより、一つの薄膜トランジ
スタに加わる電圧を低減するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の特公平5−44
195号に記載されている構成を実際に作製し動作させ
たところ、ドレイン側の薄膜トランジスタに高い電圧が
加わわってしまうことが判明した。即ち、各薄膜トラン
ジスタに電圧が分圧されず、ドレイン側の薄膜トランジ
スタに高い電圧が加わってしまうことが判明した。
【0005】そして、高電圧動作をさせた場合にドレイ
ン側の薄膜トランジスタから順次破壊、または劣化が進
行してしまうことも判明した。
【0006】本明細書で開示する発明は、上記複数の薄
膜トランジスタを等価的に直列に接続した構成におい
て、一部の薄膜トランジスタに高電圧が加わることによ
る破壊や劣化の問題を解決する手段を提供することを課
題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、共通に接続された複数のゲイト電極が活性層
に重なって配置された構造を有し、ドレイン側に配置さ
れた前記ゲイト電極の幅が最も広いことを特徴とする。
【0008】他の発明の構成は、共通に接続された3つ
以上のゲイト電極が活性層に重なって配置された構造を
有し、ソースおよび/ドレイン側に配置された前記ゲイ
ト電極の幅が最も広いことを特徴とする。
【0009】他の発明の構成は、共通に接続された複数
のゲイト電極が活性層に重なって配置された構造を有
し、各ゲイト電極の幅が異なることを特徴とする。
【0010】本明細書に開示する発明に組み合わせて、
LDD領域やオフセットゲイト領域を配置する構成とし
てもよい。また、本明細書に開示する発明は、基板側か
ら見てゲイト電極が活性層の上にあるトップゲイト型、
あるいは基板側から見てゲイト電極が活性層の下にある
ボトムゲイト型のどちらにも利用することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1にその具体的な構成を示すよ
うに、活性層100に重なって109、110、111
でその幅が示される複数のゲイト電極106、107、
108が配置され、その幅を109、110、111で
示されるようにドレイン領域104側に行くに従って幅
広なものとする。
【0012】こうすることにより、最も高い電圧が加わ
ってしまうドレイン領域104側のチャネル領域におけ
る電界強度を緩和することができる。即ち、各ゲイト電
極したの活性層に形成されるチャネル領域における電界
強度の違いを是正することができる。
【0013】そして、ドレイン領域側のチャネル領域部
分から劣化や破壊が進行してしまうことを抑制すること
ができる。
【0014】
【実施例】
〔実施例1〕図1に本実施例の構成を示す。図1に示す
のは、等価的に3つの薄膜トランジスタが直列に接続さ
れた構成を有している。
【0015】図1において、101で示されるのがゲイ
ト電極である。このゲイト電極は、106、107、1
08で示される3つの部分において、活性層100と重
なっている。
【0016】106、107、108の各ゲイト電極パ
ターンと重なる活性層の部分にチャネルが形成される。
このチャネルが形成される領域は、真性または実質的に
真性な導電型(I型)を有している。
【0017】活性層100の102、112、113、
104で示される部分にはP(リン)がドーピングされ
ており、N型となっている。
【0018】102で示される領域がソース領域であ
る。また104で示される領域がドレイン領域である。
【0019】また、103と105は、それぞれソース
コンタクト部とドレインコンタクト部である。
【0020】本実施例に示す構成で特徴とするのは、ゲ
イト電極として機能する106、107、108の各パ
ターンの幅が異なることである。即ち、109、11
0、111で示される各寸法が異なることである。
【0021】本実施例においては、111で示される寸
法を最も大きくしている。これは、複数の薄膜トランジ
スタを等価的に直列に接続した構成を採用した場合、ド
レイン側の薄膜トランジスタに最も高い電圧が加わると
いう観察事実に基づくものである。
【0022】このような構成とすることにより、各ゲイ
ト電極下部のチャネル領域中における電界強度をそれぞ
れ同じ(または同じ程度)とすることができ、特定の部
分のみで破壊や劣化が生じてしまうことを防ぐことがで
きる。
【0023】〔実施例2〕本実施例の概略の構成を図2
に示す。図2に示すのは、活性層202と交差する部分
のゲイト線201の幅を部分的に幅広にすることによ
り、各対応する薄膜トランジスタ部分のチャネルの幅を
異ならせたことを特徴とする。
【0024】図において、203がソース領域であり、
204がドレイン領域である。本実施例においては、ド
レイン領域側に行くに従ってゲイト電極の幅を205、
206、207で示されるように順次広くすることによ
り、対応するチャネル長を順次長くし、そのことによ
り、チャネル内における電界強度を違いを是正すること
を特徴とする。
【0025】〔実施例3〕本明細書に開示する発明は、
アクティブマトリクス型の液晶表示パネルに利用するこ
とができる。特に高電圧を扱う必要のある周辺駆動回路
に利用することが有用である。以下において、アクティ
ブマトリクス型の液晶パネルを利用した各種装置の例を
示す。
【0026】なお、液晶パネルには、バックライトから
の光照射によって表示を行うものと、外部からの光を反
射して表示を行う反射型と呼ばれる形式とがあるが、本
明細書に開示する発明はそのどちらにも利用することが
できる。
【0027】図3(A)に示すのは、デジタルスチール
カメラや電子カメラ、または動画を扱うことができるビ
デオムービーと称される撮影装置である。
【0028】この装置は、カメラ部2002に配置され
たCCDカメラ(または適当な撮影手段)で撮影した画
像を電子的に保存する機能を有している。そして撮影し
た画像を本体2001に配置された液晶表示パネル20
03に表示する機能を有している。装置の操作は、操作
ボタン2004によって行われる。
【0029】図3(B)に示すのは、携帯型のパーソナ
ルコンピュータ(情報処理装置)である。この装置は、
本体2101に装着された開閉可能なカバー(蓋)21
02に液晶表示パネル2104が備えられ、キーボード
2103から各種情報を入力したり、各種演算操作を行
うことができる。
【0030】図3(C)に示すのは、カーナビゲーショ
ンシステム(情報処理装置)にフラットパネルディスプ
レイを利用した場合の例である。カーナビゲーションシ
ステムは、アンテナ部2304と液晶表示パネル230
2を備えた本体から構成されている。
【0031】ナビゲーションに必要とされる各種情報の
切り換えは、操作ボタン2303によって行われる。一
般には図示しないリモートコントロール装置によって操
作が行われる。
【0032】図3(D)に示すのは、投射型の画像表示
装置の例である。図において、光源2402から発せら
れた光は、液晶表示パネル2403によって光学変調さ
れ、画像となる。画像は、ミラー2404、2405で
反射されてスクリーン2406に映し出される。
【0033】図3(E)に示すのは、ビデオカメラ(撮
影装置)の本体2501にビューファインダーと呼ばれ
る表示装置が備えられた例である。
【0034】ビューファインダーは、大別して液晶表示
パネル2502と画像が映し出される接眼部2503と
から構成されている。
【0035】図3(E)に示すビデオカメラは、操作ボ
タン2504によって操作され、テープホルダー250
5に収納された磁気テープに画像が記録される。また図
示しないカメラによって撮影された画像は液晶表示パネ
ル2502に表示される。また表示装置2502には、
磁気テープに記録された画像が映し出される。
【0036】〔実施例4〕本実施例は、図2に示す実施
例2の構成を変形したものである。図2に示すような構
成は、ソースからドレインへの経路とドレインからソー
スへの経路とが異なることになるので、供給される信号
電圧の極性が反転する場合には、動作の対称性が保持さ
れないという問題がある。
【0037】そこで本実施例においては、図4に示すよ
うに、ソース領域側のゲイト電極の幅205とドレイン
領域側のゲイト電極の幅207とを中央のゲイト電極の
幅206に比較して幅広なものとし、かつその寸法と同
一なものとしている。
【0038】こうすることにより、ソース領域203か
らドレイン領域204への経路(キャリアが移動する経
路)と、ドレイン領域204からソース領域203への
経路(キャリアが移動する経路)とを同じものとするこ
とができる。そして、ソース/ドレイン間に供給される
信号電圧の極性が反転した場合であっても動作の対称性
を保持することができる。
【0039】
【発明の効果】本明細書で開示する発明を利用すること
により、複数の薄膜トランジスタを等価的に直列に接続
した構成において、一部の薄膜トランジスタに高電圧が
加わることによる破壊や劣化の問題を解決することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】等価的に複数の薄膜トランジスタが接続された
構成の概略を示す図。
【図2】等価的に複数の薄膜トランジスタが接続された
構成の概略を示す図。
【図3】発明を利用した装置の概要を示す図。
【符号の説明】
100 活性層 101 ゲイト電極 102 ソース領域 103 ソースコンタクト 104 ドレイン領域 105 ドレインコンタクト 106 ゲイト電極 107 ゲイト電極 108 ゲイト電極 109 ゲイト電極幅 110 ゲイト電極幅 111 ゲイト電極幅 112 N型の領域 113 N型の領域 201 ゲイト線 202 活性層 203 ソース領域 204 ドレイン領域 205 ゲイト電極幅 206 ゲイト電極幅 207 ゲイト電極幅
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年10月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】等価的に複数の薄膜トランジスタが接続された
構成の概略を示す図。
【図2】等価的に複数の薄膜トランジスタが接続された
構成の概略を示す図。
【図3】発明を利用した装置の概要を示す図。
【図4】等価的に複数の薄膜トランジスタが接続された
構成の概略を示す図。
【符号の説明】 100 活性層 101 ゲイト電極 102 ソース領域 103 ソースコンタクト 104 ドレイン領域 105 ドレインコンタクト 106 ゲイト電極 107 ゲイト電極 108 ゲイト電極 109 ゲイト電極幅 110 ゲイト電極幅 111 ゲイト電極幅 112 N型の領域 113 N型の領域 201 ゲイト線 202 活性層 203 ソース領域 204 ドレイン領域 205 ゲイト電極幅 206 ゲイト電極幅 207 ゲイト電極幅

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共通に接続された複数のゲイト電極が活性
    層に重なって配置された構造を有し、 ドレイン側に配置された前記ゲイト電極の幅が最も広い
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】共通に接続された3つ以上のゲイト電極が
    活性層に重なって配置された構造を有し、 ソースおよび/ドレイン側に配置された前記ゲイト電極
    の幅が最も広いことを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】共通に接続された複数のゲイト電極が活性
    層に重なって配置された構造を有し、 各ゲイト電極の幅が異なることを特徴とする半導体装
    置。
JP8220677A 1996-08-02 1996-08-02 半導体装置 Pending JPH1051007A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8220677A JPH1051007A (ja) 1996-08-02 1996-08-02 半導体装置
US08/901,473 US6104067A (en) 1996-08-02 1997-07-28 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

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JP8220677A JPH1051007A (ja) 1996-08-02 1996-08-02 半導体装置

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JPH1051007A true JPH1051007A (ja) 1998-02-20

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ID=16754741

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JP8220677A Pending JPH1051007A (ja) 1996-08-02 1996-08-02 半導体装置

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JP (1) JPH1051007A (ja)

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