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JP5458770B2 - Transistor and transistor manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、トランジスタ及びトランジスタの製造方法に関する。   The present invention relates to a transistor and a method for manufacturing the transistor.

従来のトランジスタ(例えば、トランジスタ;Thin Film Transistor)において、チャネル領域が形成される半導体層には一般的に、非晶質シリコン(アモルファスシリコン)が用いられる。
また、トランジスタのオン電流を向上させることを目的に、半導体層に結晶性シリコン、特に微結晶シリコン(マイクロクリスタルシリコン:結晶粒径が概ね50〜100nmの結晶性(多結晶)シリコン)を用いる試みが行われているが、結晶性シリコンを用いた場合には、リーク電流が増大してしまうという問題がある。
これは、結晶性シリコンからなる半導体層の表面には凹凸が多く、その半導体層上に形成されるチャネル保護膜との界面がその凹凸により乱れてしまうことが、界面リーク電流の発生原因となるためである。
このリーク電流を低減させるために、非晶質シリコン層と結晶性シリコン層を積層してなる半導体層をトランジスタに適用する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
In a conventional transistor (for example, a transistor; thin film transistor), amorphous silicon (amorphous silicon) is generally used for a semiconductor layer in which a channel region is formed.
In addition, for the purpose of improving the on-state current of the transistor, an attempt to use crystalline silicon, particularly microcrystalline silicon (microcrystalline silicon: crystalline (polycrystalline) silicon having a crystal grain size of approximately 50 to 100 nm) for the semiconductor layer. However, when crystalline silicon is used, there is a problem that leakage current increases.
This is because the surface of the semiconductor layer made of crystalline silicon has many irregularities, and the interface with the channel protective film formed on the semiconductor layer is disturbed by the irregularities, which causes the generation of interface leakage current. Because.
In order to reduce this leakage current, a technique is known in which a semiconductor layer formed by stacking an amorphous silicon layer and a crystalline silicon layer is applied to a transistor (see, for example, Patent Document 1).

特開2005−167051号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-167051

しかしながら、上記特許文献1の場合、例えば、図24(a)(b)に示すように、結晶性シリコン層561を非晶質シリコン層562で覆うことにより、半導体層56bの表面凹凸を抑えてチャネル保護膜56dとの界面の乱れを低減することはできるものの、電界が集中する半導体層56bのドレイン端側で空乏化される範囲に結晶性シリコン層561が含まれ、その空乏化された結晶性シリコン層561が電流経路に含まれるため、そこでリーク電流が発生してしまうことがあった。これは結晶性シリコンには内在する電気的欠陥が多く、電界集中により空乏化された結晶性シリコン層561において、その欠陥を核にホールエレクトロンペア(電子正孔対)が発生してしまうことが、リーク電流の原因となるためである。   However, in the case of the above-mentioned Patent Document 1, for example, as shown in FIGS. 24A and 24B, the crystalline silicon layer 561 is covered with an amorphous silicon layer 562 so that the surface unevenness of the semiconductor layer 56b is suppressed. Although the disturbance of the interface with the channel protective film 56d can be reduced, the crystalline silicon layer 561 is included in the depleted region on the drain end side of the semiconductor layer 56b where the electric field is concentrated, and the depleted crystal Since the conductive silicon layer 561 is included in the current path, a leak current may occur there. This is because crystalline silicon has many inherent electrical defects, and in the crystalline silicon layer 561 depleted by electric field concentration, hole electron pairs (electron-hole pairs) may be generated using the defects as nuclei. This is because it causes a leak current.

本発明の課題は、オン電流の向上とリーク電流の低減を図ることである。   An object of the present invention is to improve on-current and reduce leakage current.

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様は、トランジスタであって、
基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられる結晶性シリコンからなる第一半導体膜と、前記絶縁膜上で前記第一半導体膜を被覆する非晶質シリコンからなる第二半導体膜と、
前記第二半導体膜の少なくとも一部領域を覆う保護膜と、
前記保護膜を挟んでチャネル長方向に対向する一対の不純物半導体膜と、
前記一対の不純物半導体膜上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
を備え、
前記第二半導体膜は、前記第一半導体膜と重なっている積層領域と前記第一半導体膜と重なっていない単層領域とを有し、
前記積層領域の一方の端部と前記第二半導体膜の前記単層領域との境界は前記保護膜端部よりも内側に位置し、前記積層領域の他方の端部は前記一対の不純物半導体膜における一方の不純物半導体膜の下面側に位置し、
前記一対の不純物半導体膜における他方の不純物半導体膜の下面側には、前記第二半導体膜の前記単層領域が位置していることを特徴とする。
好ましくは、前記層領域の前記一方の端部前記保護膜端部よりも0.2〜2μm内側に位置している
好ましくは、前記保護膜のチャネル長方向の長さは、前記ゲート電極のチャネル長方向の長さ以下となる
当該トランジスタは、前記一対の不純物半導体膜の前記他方の不純物半導体膜側の前記単層領域から前記積層領域を通じて前記一方の不純物半導体膜側の前記単層領域に向かう一方向に電流を流す駆動素子として用いられる。
In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention is a transistor,
A gate electrode formed on the substrate;
An insulating film covering the gate electrode;
A first semiconductor film made of crystalline silicon provided on the insulating film; a second semiconductor film made of amorphous silicon covering the first semiconductor film on the insulating film;
A protective film covering at least a partial region of the second semiconductor film;
A pair of impurity semiconductor films opposed in the channel length direction with the protective film interposed therebetween;
A source electrode and a drain electrode formed on the pair of impurity semiconductor films;
With
The second semiconductor film, and a single-layer region, which does not overlap with the first semiconductor film and the heavy going on stacking region and the first semiconductor film,
The boundary between one end of the stacked region and the single layer region of the second semiconductor film is located inside the protective film end , and the other end of the stacked region is the pair of impurity semiconductor films. Located on the lower surface side of one impurity semiconductor film in
The single layer region of the second semiconductor film is located on a lower surface side of the other impurity semiconductor film in the pair of impurity semiconductor films .
Preferably, said one end of said product layer region is located 0.2~2μm inside than the protective film ends.
Preferably, the length of the protective film in the channel length direction is equal to or shorter than the length of the gate electrode in the channel length direction .
The transistor, the pair of impurity semiconductor layer of the other of the impurity semiconductor film side of the single layer area from the current flow in one direction towards the single-layer region of said one impurity semiconductor film side through the deposition area drive element Used as

また、本発明の他の態様は、トランジスタの製造方法であって、
ゲート電極が形成された基板を被覆する絶縁膜上における、前記ゲート電極の上方に対応する位置に少なくとも一方の端部を配し、結晶性シリコンからなる第一半導体膜を形成する第一半導体膜形成工程と、
非晶質シリコンからなる第二半導体層を、前記第一半導体膜に重ねて前記絶縁膜上に成膜して、前記第二半導体膜が前記第一半導体膜に重なっている積層領域と前記第一半導体膜と重なっていない単層領域とを有するように形成する第二半導体層成膜工程と、
前記ゲート電極の上方に位置し、前記第二半導体層の前記積層領域上に、保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜が形成された前記半導体層上に、不純物半導体層を成膜し、前記不純物半導体層及び前記半導体層をパターニングして、前記保護膜を挟んでチャネル長方向に対向する一対の不純物半導体膜と、その下に配される第二半導体膜と、を形成する半導体膜形成工程と、
前記一対の不純物半導体膜上にソース電極及びドレイン電極を形成するソース・ドレイン形成工程と、
を備え、
前記積層領域の一方の端部と前記第二半導体膜の前記単層領域との境界が前記保護膜端部よりも内側に位置し、前記積層領域の他方の端部が前記一対の不純物半導体膜における一方の不純物半導体膜の下面側に位置し、前記一対の不純物半導体膜における他方の不純物半導体膜の下面側に前記第二半導体膜の前記単層領域が位置するように設けられることを特徴とする。
Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a transistor,
A first semiconductor film that forms a first semiconductor film made of crystalline silicon by disposing at least one end on a position corresponding to the upper side of the gate electrode on an insulating film covering the substrate on which the gate electrode is formed Forming process;
A second semiconductor layer made of amorphous silicon is formed on the insulating film so as to overlap the first semiconductor film, and the stacked region in which the second semiconductor film overlaps the first semiconductor film and the first semiconductor film are formed. a second semiconductor layer forming step of forming to have a single-walled region, which does not overlap with the first semiconductor film,
A protective film forming step of forming a protective film on the stacked region of the second semiconductor layer, located above the gate electrode;
A pair of impurity semiconductors facing each other in the channel length direction with the protective film sandwiched between the semiconductor layer on which the protective film is formed, an impurity semiconductor layer is formed, the impurity semiconductor layer and the semiconductor layer are patterned A semiconductor film forming step of forming a film and a second semiconductor film disposed under the film,
A source / drain formation step of forming a source electrode and a drain electrode on the pair of impurity semiconductor films;
With
The boundary between the single-layer region of the second semiconductor film with hand end of the deposition area is located inside the said protective film end, other end of the stack area is the pair of impurity semiconductor The single-layer region of the second semiconductor film is located on the lower surface side of one impurity semiconductor film in the film and the lower surface side of the other impurity semiconductor film in the pair of impurity semiconductor films. And

本発明によれば、トランジスタにおけるオン電流の向上とリーク電流の低減を図ることができる。   According to the present invention, the on-state current and the leakage current of a transistor can be improved.

ELパネルの画素の配置構成を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement configuration of the pixel of an EL panel. ELパネルの概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of EL panel. ELパネルの1画素に相当する回路を示した回路図である。It is a circuit diagram showing a circuit corresponding to one pixel of an EL panel. ELパネルの1画素を示した平面図である。It is the top view which showed 1 pixel of EL panel. 図4のV−V線に沿った面の矢視断面図である。It is arrow sectional drawing of the surface along the VV line of FIG. 図4のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。It is arrow sectional drawing of the surface along the VI-VI line of FIG. トランジスタの製造過程におけるゲート形成工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gate formation process in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程における二層成膜工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the two-layer film-forming process in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程において第一絶縁膜上に形成された半導体層に施すパターニングに関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the patterning performed to the semiconductor layer formed on the 1st insulating film in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程において半導体層上に形成されたレジストを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the resist formed on the semiconductor layer in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程における第一半導体膜形成工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st semiconductor film formation process in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程における半導体層成膜工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the semiconductor layer film-forming process in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程における保護絶縁膜成膜工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the protective insulating film film-forming process in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程における保護膜形成工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the protective film formation process in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程における不純物半導体層成膜工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the impurity semiconductor layer film-forming process in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程における半導体膜形成工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the semiconductor film formation process in the manufacture process of a transistor. トランジスタの製造過程におけるソース・ドレイン形成工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the source / drain formation process in the manufacture process of a transistor. 3つのトランジスタを1画素に備えるELパネルの回路を示した回路図である。It is a circuit diagram showing a circuit of an EL panel including three transistors in one pixel. 表示パネルにELパネルが適用された携帯電話機の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the mobile telephone by which EL panel was applied to the display panel. 表示パネルにELパネルが適用されたデジタルカメラの一例を示す正面側斜視図(a)と、後面側斜視図(b)である。They are the front side perspective view (a) which shows an example of the digital camera with which the EL panel was applied to the display panel, and a rear side perspective view (b). 表示パネルにELパネルが適用されたパーソナルコンピュータの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the personal computer by which EL panel was applied to the display panel. 空乏層に関する説明図であり、トランジスタ構造(a)、半導体層における反転層(b)、空乏層の幅(c)について示している。It is explanatory drawing regarding a depletion layer, and has shown about the transistor structure (a), the inversion layer (b) in a semiconductor layer, and the width | variety (c) of a depletion layer. スイッチトランジスタの電流経路に関する説明図(a)と、電流経路において空乏化される範囲を示す説明図(b)である。It is explanatory drawing (a) regarding the current path of a switch transistor, and explanatory drawing (b) which shows the range depleted in a current path. 従来技術のトランジスタにおける電流経路に関する説明図(a)と、電流経路において空乏化される範囲を示す説明図(b)である。It is explanatory drawing (a) regarding the current path in the transistor of a prior art, and explanatory drawing (b) which shows the range depleted in a current path.

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

図1は、発光装置であるELパネル1における複数の画素Pの配置構成を示す平面図であり、図2は、ELパネル1の概略構成を示す平面図である。   FIG. 1 is a plan view illustrating an arrangement configuration of a plurality of pixels P in an EL panel 1 that is a light emitting device, and FIG. 2 is a plan view illustrating a schematic configuration of the EL panel 1.

図1、図2に示すように、ELパネル1には、R(赤),G(緑),B(青)をそれぞれ発光する複数の画素Pが所定のパターンでマトリクス状に配置されている。
このELパネル1には、複数の走査線2が行方向に沿って互いに略平行となるよう配列され、複数の信号線3が平面視して走査線2と略直交するよう列方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。また、隣り合う走査線2の間において電圧供給線4が走査線2に沿って設けられている。そして、これら各走査線2と隣接する二本の信号線3と各電圧供給線4とによって囲われる範囲が、画素Pに相当する。
また、ELパネル1には、走査線2、信号線3、電圧供給線4の上方に覆うように、格子状の隔壁であるバンク13が設けられている。このバンク13によって囲われてなる略長方形状の複数の開口部13aが画素Pごとに形成されており、この開口部13a内に所定のキャリア輸送層(後述する正孔注入層8b、発光層8c)が設けられて、画素Pの発光領域となる。キャリア輸送層とは、電圧が印加されることによって正孔又は電子を輸送する層である。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the EL panel 1, a plurality of pixels P that respectively emit R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a matrix with a predetermined pattern. .
In the EL panel 1, a plurality of scanning lines 2 are arranged so as to be substantially parallel to each other along the row direction, and the plurality of signal lines 3 are arranged along the column direction so as to be substantially orthogonal to the scanning lines 2 in plan view. They are arranged so as to be substantially parallel to each other. A voltage supply line 4 is provided along the scanning line 2 between the adjacent scanning lines 2. A range surrounded by the two signal lines 3 adjacent to the scanning lines 2 and the voltage supply lines 4 corresponds to the pixel P.
Further, the EL panel 1 is provided with a bank 13 that is a grid-like partition wall so as to cover the scanning line 2, the signal line 3, and the voltage supply line 4. A plurality of substantially rectangular openings 13a surrounded by the banks 13 are formed for each pixel P, and predetermined carrier transport layers (a hole injection layer 8b and a light emitting layer 8c described later) are formed in the openings 13a. ) Are provided and become a light emitting region of the pixel P. The carrier transport layer is a layer that transports holes or electrons when a voltage is applied.

図3は、アクティブマトリクス駆動方式で動作するELパネル1の1画素に相当する回路を示した回路図である。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit corresponding to one pixel of the EL panel 1 operating in the active matrix driving method.

図3に示すように、ELパネル1には、走査線2と、走査線2と交差する信号線3と、走査線2に沿う電圧供給線4とが設けられており、このELパネル1の1画素Pにつき、トランジスタであるスイッチトランジスタ5と、トランジスタである駆動トランジスタ6と、キャパシタ7と、EL素子8とが設けられている。   As shown in FIG. 3, the EL panel 1 is provided with a scanning line 2, a signal line 3 intersecting with the scanning line 2, and a voltage supply line 4 along the scanning line 2. For each pixel P, a switch transistor 5 that is a transistor, a drive transistor 6 that is a transistor, a capacitor 7, and an EL element 8 are provided.

各画素Pにおいては、スイッチトランジスタ5のゲートが走査線2に接続され、スイッチトランジスタ5のドレインとソースのうちの一方が信号線3に接続され、スイッチトランジスタ5のドレインとソースのうちの他方がキャパシタ7の一方の電極及び駆動トランジスタ6のゲートに接続されている。駆動トランジスタ6のソースとドレインのうちの一方が電圧供給線4に接続され、駆動トランジスタ6のソースとドレインのうち他方がキャパシタ7の他方の電極及びEL素子8のアノードに接続されている。なお、全ての画素PのEL素子8のカソードは、一定電圧Vcomに保たれている(例えば、接地されている)。   In each pixel P, the gate of the switch transistor 5 is connected to the scanning line 2, one of the drain and source of the switch transistor 5 is connected to the signal line 3, and the other of the drain and source of the switch transistor 5 is It is connected to one electrode of the capacitor 7 and the gate of the driving transistor 6. One of the source and drain of the driving transistor 6 is connected to the voltage supply line 4, and the other of the source and drain of the driving transistor 6 is connected to the other electrode of the capacitor 7 and the anode of the EL element 8. Note that the cathodes of the EL elements 8 of all the pixels P are kept at a constant voltage Vcom (for example, grounded).

また、このELパネル1の周囲において各走査線2が走査ドライバに接続され、各電圧供給線4が一定電圧源又は適宜電圧信号を出力するドライバに接続され、各信号線3がデータドライバに接続され、これらドライバによってELパネル1がアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。電圧供給線4には、一定電圧源又はドライバによって所定の電力が供給される。   Further, in the periphery of the EL panel 1, each scanning line 2 is connected to a scanning driver, each voltage supply line 4 is connected to a constant voltage source or a driver that outputs an appropriate voltage signal, and each signal line 3 is connected to a data driver. The EL panel 1 is driven by these drivers by an active matrix driving method. The voltage supply line 4 is supplied with predetermined power by a constant voltage source or a driver.

次に、ELパネル1と、その画素Pの回路構造について、図4〜図6を用いて説明する。ここで、図4は、ELパネル1の1画素Pに相当する平面図であり、図5は、図4のV−V線に沿った面の矢視断面図、図6は、図4のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。なお、図4においては、電極及び配線を主に示す。   Next, the circuit structure of the EL panel 1 and the pixel P will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 4 is a plan view corresponding to one pixel P of the EL panel 1, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 4, and FIG. It is arrow sectional drawing of the surface along the VI-VI line. In FIG. 4, electrodes and wiring are mainly shown.

図4に示すように、スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6は、信号線3に沿うように配列され、スイッチトランジスタ5の近傍にキャパシタ7が配置され、駆動トランジスタ6の近傍にEL素子8が配置されている。また、走査線2と電圧供給線4の間に、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、キャパシタ7及びEL素子8が配置されている。   As shown in FIG. 4, the switch transistor 5 and the drive transistor 6 are arranged along the signal line 3, the capacitor 7 is disposed in the vicinity of the switch transistor 5, and the EL element 8 is disposed in the vicinity of the drive transistor 6. ing. Further, a switch transistor 5, a drive transistor 6, a capacitor 7, and an EL element 8 are disposed between the scanning line 2 and the voltage supply line 4.

図4〜図6に示すように、トランジスタ基板10上の一面にゲート絶縁膜となる第一絶縁膜11が成膜されており、その第一絶縁膜11の上に第二絶縁膜12が成膜されている。信号線3は第一絶縁膜11とトランジスタ基板10との間に形成され、走査線2及び電圧供給線4は第一絶縁膜11と第二絶縁膜12との間に形成されている。   As shown in FIGS. 4 to 6, a first insulating film 11 serving as a gate insulating film is formed on one surface of the transistor substrate 10, and a second insulating film 12 is formed on the first insulating film 11. It is filmed. The signal line 3 is formed between the first insulating film 11 and the transistor substrate 10, and the scanning line 2 and the voltage supply line 4 are formed between the first insulating film 11 and the second insulating film 12.

また、図4、図6に示すように、スイッチトランジスタ5は、逆スタガ構造のトランジスタである。このスイッチトランジスタ5は、ゲート電極5a、半導体膜5b、チャネル保護膜5d、不純物半導体膜5f,5g、ドレイン電極5h、ソース電極5i等を有するものである。   As shown in FIGS. 4 and 6, the switch transistor 5 is an inverted staggered transistor. The switch transistor 5 includes a gate electrode 5a, a semiconductor film 5b, a channel protective film 5d, impurity semiconductor films 5f and 5g, a drain electrode 5h, a source electrode 5i, and the like.

ゲート電極5aは、トランジスタ基板10と第一絶縁膜11の間に形成されている。このゲート電極5aは、例えば、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。また、ゲート電極5aの上に絶縁性の第一絶縁膜11が成膜されており、その第一絶縁膜11によってゲート電極5aが被覆されている。
第一絶縁膜11は、例えば、光透過性を有し、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。この第一絶縁膜11上であってゲート電極5aに対応する位置に真性な半導体膜5bが形成されており、半導体膜5bが第一絶縁膜11を挟んでゲート電極5aと相対している。
半導体膜5bは、例えば、第一絶縁膜11上に形成された結晶性シリコンからなる第一半導体膜51と、第一絶縁膜11上で第一半導体膜51を被覆するように形成された非晶質シリコンからなる第二半導体膜52と、を有しており、この半導体膜5bにチャネルが形成される。なお、第一半導体膜51と第二半導体膜52とが重なっている積層領域は、半導体膜5bにおけるゲート電極5aの上方に位置しており、この積層領域の両側がそれぞれ第二半導体膜52の単層領域となっている。
また、半導体膜5bの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜5dが形成されている。チャネル保護膜5dは、半導体膜5bにおける第一半導体膜51と第二半導体膜52とが重なった積層領域を覆い、そのチャネル保護膜5dの両端側は、積層領域寄りの単層領域である第二半導体膜52の一部を覆っている。このチャネル保護膜5dは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜5bの一端部側の第二半導体膜52の上には、不純物半導体膜5gが一部チャネル保護膜5dに重なるようにして形成されており、半導体膜5bの他端部側の第二半導体膜52の上には、不純物半導体膜5fが一部チャネル保護膜5dに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜5f,5gはそれぞれ半導体膜5bの両端側に互いに離間して形成されており、不純物半導体膜5f,5gは、半導体膜5b上であってチャネル保護膜5dを挟んで対向する配置に形成されている。なお、不純物半導体膜5f,5gはn型半導体であるが、これに限らず、p型半導体であってもよい。
不純物半導体膜5fの上には、ドレイン電極5hが形成されている。不純物半導体膜5gの上には、ソース電極5iが形成されている。ドレイン電極5h,ソース電極5iは、例えば、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。
チャネル保護膜5d、ドレイン電極5h及びソース電極5iの上には、絶縁性の第二絶縁膜12が成膜され、チャネル保護膜5d、ドレイン電極5h及びソース電極5iが第二絶縁膜12によって被覆されている。そして、スイッチトランジスタ5は、第二絶縁膜12によって覆われるようになっている。第二絶縁膜12は、例えば、窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
The gate electrode 5 a is formed between the transistor substrate 10 and the first insulating film 11. The gate electrode 5a is made of, for example, a Cr film, an Al film, a Cr / Al laminated film, an AlTi alloy film, or an AlTiNd alloy film. An insulating first insulating film 11 is formed on the gate electrode 5a, and the first insulating film 11 covers the gate electrode 5a.
The first insulating film 11 has, for example, optical transparency and is made of silicon nitride or silicon oxide. An intrinsic semiconductor film 5b is formed on the first insulating film 11 at a position corresponding to the gate electrode 5a, and the semiconductor film 5b is opposed to the gate electrode 5a with the first insulating film 11 interposed therebetween.
The semiconductor film 5b is, for example, a first semiconductor film 51 made of crystalline silicon formed on the first insulating film 11, and a non-film formed so as to cover the first semiconductor film 51 on the first insulating film 11. A second semiconductor film 52 made of crystalline silicon, and a channel is formed in the semiconductor film 5b. The stacked region where the first semiconductor film 51 and the second semiconductor film 52 overlap is located above the gate electrode 5a in the semiconductor film 5b, and both sides of this stacked region are the second semiconductor film 52. It is a single layer region.
An insulating channel protective film 5d is formed on the central portion of the semiconductor film 5b. The channel protective film 5d covers the stacked region of the semiconductor film 5b where the first semiconductor film 51 and the second semiconductor film 52 overlap, and both end sides of the channel protective film 5d are single layer regions near the stacked region. A part of the two semiconductor films 52 is covered. The channel protective film 5d is made of, for example, silicon nitride or silicon oxide.
Further, the impurity semiconductor film 5g is formed so as to partially overlap the channel protective film 5d on the second semiconductor film 52 on the one end side of the semiconductor film 5b, and on the other end side of the semiconductor film 5b. On the second semiconductor film 52, an impurity semiconductor film 5f is formed so as to partially overlap the channel protective film 5d. The impurity semiconductor films 5f and 5g are formed on both ends of the semiconductor film 5b so as to be separated from each other, and the impurity semiconductor films 5f and 5g are opposed to each other on the semiconductor film 5b with the channel protective film 5d interposed therebetween. Formed in the arrangement. The impurity semiconductor films 5f and 5g are n-type semiconductors, but are not limited thereto, and may be p-type semiconductors.
A drain electrode 5h is formed on the impurity semiconductor film 5f. A source electrode 5i is formed on the impurity semiconductor film 5g. The drain electrode 5h and the source electrode 5i are made of, for example, a Cr film, an Al film, a Cr / Al laminated film, an AlTi alloy film, or an AlTiNd alloy film.
An insulating second insulating film 12 is formed on the channel protective film 5d, drain electrode 5h, and source electrode 5i, and the channel protective film 5d, drain electrode 5h, and source electrode 5i are covered with the second insulating film 12. Has been. The switch transistor 5 is covered with the second insulating film 12. The second insulating film 12 is made of, for example, silicon nitride or silicon oxide.

このように、ELパネル1において駆動素子として用いられるスイッチトランジスタ5は、図6に示すように、第一半導体膜51とその第一半導体膜51を被覆する第二半導体膜52とにより構成される半導体膜5bを有している。この半導体膜5bにおける中央側に、第一半導体膜51と第二半導体膜52とが重なった積層領域が位置しており、不純物半導体膜5f,5gがチャネル保護膜5dを挟んで対向する方向に沿う積層領域の両側に第二半導体膜52の単層領域が位置している。
また、スイッチトランジスタ5のチャネル保護膜5dは、半導体膜5bにおける第一半導体膜51部分に相当する積層領域を覆いつつ、そのチャネル保護膜5dの両端側で、積層領域側の単層領域である第二半導体膜52の一部を覆っている。また、半導体膜5bにおける単層領域は、不純物半導体膜5f,5gに覆われている。
つまり、半導体膜5bにおける第一半導体膜51と第二半導体膜52とが重なった積層領域は、チャネル保護膜5dの下面側に位置し、半導体膜5bにおける単層領域は、積層領域の両側であって不純物半導体膜5f,5gの下面側に位置しており、半導体膜5bにおける積層領域の両端と単層領域との境界は、チャネル保護膜5dの下面側に位置している。
そして、ゲート電極5aの上方に位置するチャネル保護膜5dの長さであって、一対の不純物半導体膜5f,5gが対向する方向(チャネル長方向)に沿う長さは、半導体膜5bにおける積層領域である第一半導体膜51部分の長さより長く、ゲート電極5aの長さ以下となるように形成されている。
なお、第一半導体膜51部分に相当する積層領域の端部は、チャネル保護膜5dの端部よりもチャネル長方向に、片端0.2〜2μm程度ずつ内側に位置していることが好ましい。
As described above, the switch transistor 5 used as a drive element in the EL panel 1 includes the first semiconductor film 51 and the second semiconductor film 52 covering the first semiconductor film 51 as shown in FIG. The semiconductor film 5b is included. A laminated region where the first semiconductor film 51 and the second semiconductor film 52 overlap is located on the center side of the semiconductor film 5b, and the impurity semiconductor films 5f and 5g are opposed to each other with the channel protective film 5d interposed therebetween. Single-layer regions of the second semiconductor film 52 are located on both sides of the laminated region along.
Further, the channel protective film 5d of the switch transistor 5 is a single layer region on the side of the laminated region on both ends of the channel protective film 5d while covering the laminated region corresponding to the first semiconductor film 51 portion in the semiconductor film 5b. A part of the second semiconductor film 52 is covered. The single layer region in the semiconductor film 5b is covered with the impurity semiconductor films 5f and 5g.
That is, the stacked region where the first semiconductor film 51 and the second semiconductor film 52 overlap in the semiconductor film 5b is located on the lower surface side of the channel protective film 5d, and the single layer region in the semiconductor film 5b is on both sides of the stacked region. The impurity semiconductor films 5f and 5g are located on the lower surface side, and the boundary between the both ends of the stacked region and the single-layer region in the semiconductor film 5b is located on the lower surface side of the channel protective film 5d.
The length of the channel protective film 5d located above the gate electrode 5a and the length along the direction in which the pair of impurity semiconductor films 5f and 5g oppose (channel length direction) is the stacked region in the semiconductor film 5b. It is formed so as to be longer than the length of the first semiconductor film 51 and not more than the length of the gate electrode 5a.
In addition, it is preferable that the edge part of the lamination | stacking area | region corresponded to the 1st semiconductor film 51 part is located in the channel length direction from the edge part of the channel protective film 5d inside each one end about 0.2-2 micrometers.

そして、チャネル領域となる半導体膜5bは、結晶性シリコンからなる第一半導体膜51と、非晶質シリコンからなる第二半導体膜52とを有しているが、ソース・ドレイン領域となる不純物半導体膜5f,5gは、半導体膜5bにおける第二半導体膜52の単層領域と接しており、第一半導体膜51とは直接接触していない。
不純物半導体膜5f,5gが、結晶性シリコンからなる第一半導体膜51と接触せずに、非晶質シリコンからなる第二半導体膜52と接して半導体膜5bと電気的に接続するので、不純物半導体膜5f,5gが結晶性シリコン部分と直接接触する場合に比べて、リーク電流が発生し難くなっている。
更に、第一半導体膜51は第二半導体膜52で覆われており、第一半導体膜51の表面の凹凸が第二半導体膜52によってカバーされているため、半導体層5b上に形成されるエッチングストッパとしてのチャネル保護膜5dとの界面の乱れが抑えられるので、半導体層5bとチャネル保護膜5dとの界面でのリーク電流の発生が低減されている。
The semiconductor film 5b serving as a channel region includes a first semiconductor film 51 made of crystalline silicon and a second semiconductor film 52 made of amorphous silicon, but an impurity semiconductor serving as a source / drain region. The films 5f and 5g are in contact with the single layer region of the second semiconductor film 52 in the semiconductor film 5b, and are not in direct contact with the first semiconductor film 51.
The impurity semiconductor films 5f and 5g are not in contact with the first semiconductor film 51 made of crystalline silicon but are in contact with the second semiconductor film 52 made of amorphous silicon and are electrically connected to the semiconductor film 5b. Compared with the case where the semiconductor films 5f and 5g are in direct contact with the crystalline silicon portion, the leakage current is less likely to occur.
Furthermore, since the first semiconductor film 51 is covered with the second semiconductor film 52 and the unevenness on the surface of the first semiconductor film 51 is covered with the second semiconductor film 52, the etching formed on the semiconductor layer 5b is performed. Since the disorder of the interface with the channel protective film 5d as a stopper is suppressed, the occurrence of leakage current at the interface between the semiconductor layer 5b and the channel protective film 5d is reduced.

そして、スイッチトランジスタ5は、図3、図4に示すように、ドレイン電極5hが信号線3に接続されて、ソース電極5iが駆動トランジスタ6のゲート電極6aに接続されており、EL素子8を発光させるためのスイッチングに伴うソース・ドレイン間の電流の向きが定まっていないが、不純物半導体膜5f,5gが共に結晶性シリコンからなる第一半導体膜51と直接接触していないので、結晶性シリコン内の欠陥に起因する電子的欠陥の発生が抑えられる。
それによって、ドレイン電極5hおよび不純物半導体膜5fからソース電極5iおよび不純物半導体膜5gへの電流(一方の単層領域から積層領域を通じて他方の単層領域に向かう電流)が半導体膜5bに流れる場合であっても、ソース電極5iおよび不純物半導体膜5gからドレイン電極5hおよび不純物半導体膜5fへの電流(他方の単層領域から積層領域を通じて一方の単層領域に向かう電流)が半導体膜5bに流れる場合であっても、それぞれリーク電流の発生を抑えた好適な電流制御が可能となっている。
そして、半導体膜5bの積層領域における電流経路が、結晶性シリコンからなる第一半導体膜51側にとられることで、オン電流の向上が図られている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the switch transistor 5 has a drain electrode 5 h connected to the signal line 3, a source electrode 5 i connected to the gate electrode 6 a of the driving transistor 6, and the EL element 8. Although the direction of the current between the source and the drain accompanying switching for causing light emission is not fixed, the impurity semiconductor films 5f and 5g are not in direct contact with the first semiconductor film 51 made of crystalline silicon. The occurrence of electronic defects due to the internal defects is suppressed.
As a result, a current (current from one single layer region to the other single layer region through the stacked region) from the drain electrode 5h and the impurity semiconductor film 5f to the source electrode 5i and the impurity semiconductor film 5g flows to the semiconductor film 5b. Even when the current flows from the source electrode 5i and the impurity semiconductor film 5g to the drain electrode 5h and the impurity semiconductor film 5f (current from the other single layer region to one single layer region through the stacked region) flows to the semiconductor film 5b. Even so, it is possible to perform suitable current control in which generation of leakage current is suppressed.
The on-current is improved by providing a current path in the stacked region of the semiconductor film 5b to the first semiconductor film 51 made of crystalline silicon.

ここで、第一半導体膜51部分に相当する積層領域の端部が、チャネル保護膜5dの端部よりもチャネル長方向に、片端0.2〜2μm程度ずつ内側に位置するメリットについて説明する。
例えば、図22(a)に模式的に示すトランジスタにおいて、ゲート(G)に−20Vの負バイアスをかけた際(図22(b)参照)、チャネル中のホール濃度(n)は、以下のように求められる。
Q=CV
=(1/d)×ε・ε0×20
=(1/4E−5)×(6.5×8.86E−14)×20
=2.88E−7[C]
図22(b)に示すように、半導体層(a−Si)に50[Å]の反転層が生成しているとし、ホールの電荷が1.6E−19であるとすると、
=Q/{(1.6E−19)×(5E−7)}
=3.6E18[/cm
これに対し、不純物半導体層(n+)における電子濃度(n)は、1E−20[/cm]のオーダである。(例えば、不純物半導体の成膜時のガス流量が、SiH/H/PH=30/240/60[sccm]、Siの格子定数が5.43[Å]で原子密度が6.25E21[/cm]の場合。)
そして、ホール濃度(n)と電子濃度(n)の差が大きいので、図22(c)に示す空乏層の幅Wは、周知の片側階段接合で近似でき、以下の数1に示す式で求めることができる。
Here, the merit that the end portion of the stacked region corresponding to the first semiconductor film 51 portion is positioned inward by about 0.2 to 2 μm at one end in the channel length direction from the end portion of the channel protective film 5d will be described.
For example, in the transistor schematically shown in FIG. 22A, when a negative bias of −20 V is applied to the gate (G) (see FIG. 22B), the hole concentration (n h ) in the channel is as follows: It is required as follows.
Q = CV
= (1 / d) × ε · ε 0 × 20
= (1 / 4E-5) × (6.5 × 8.86E-14) × 20
= 2.88E-7 [C]
As shown in FIG. 22B, when an inversion layer of 50 [Å] is generated in the semiconductor layer (a-Si) and the hole charge is 1.6E-19,
n h = Q / {(1.6E-19) × (5E-7)}
= 3.6E18 [/ cm 3 ]
In contrast, the impurity semiconductor layer (n +) electron concentration in the (n e) is of the order of 1E-20 [/ cm 3] . (For example, the gas flow rate during film formation of the impurity semiconductor is SiH 4 / H 2 / PH 3 = 30/240/60 [sccm], the lattice constant of Si is 5.43 [Å], and the atomic density is 6.25E21. In the case of [/ cm 3 ].)
Since the difference between the hole concentration (n h ) and the electron concentration (n e ) is large, the width W of the depletion layer shown in FIG. 22C can be approximated by a well-known one-sided step junction, and is represented by the following formula 1. It can be obtained by an expression.

Figure 0005458770
Figure 0005458770

そして、K=11.7、ε0=8.86E−18[F/μm]、q=1.6E−19[C]、N=n=3.6E18[/cm]=3.6E6[/μm]、φ=0.7[V]、ソース・ドレイン電圧V=10[V]であると、数1に示す式によりW≒0.06<0.1[μm]と、半導体層(a−Si)における空乏層の幅Wを見積もることができる。 Then, K s = 11.7, ε 0 = 8.86E-18 [F / μm], q = 1.6E-19 [C], N A = n h = 3.6E18 [/ cm 3] = 3 .6E6 [/ μm 3 ], φ B = 0.7 [V], and source-drain voltage V = 10 [V], W≈0.06 <0.1 [μm] according to the equation shown in Equation 1. Then, the width W of the depletion layer in the semiconductor layer (a-Si) can be estimated.

このように電界が集中する半導体層のドレイン端側で空乏化される空乏層の幅Wは、0.1[μm]以下であるので、図23(a)(b)に示すように、第一半導体膜51部分に相当する積層領域の端部が、チャネル保護膜5dの端部よりもチャネル長方向に0.2[μm]内側に位置していれば、その空乏化される範囲には積層領域が含まれなくなり、空乏化される半導体層部分は、内在欠陥の少ない非晶質シリコンからなる第二半導体膜52で構成されるようになるので、結晶性シリコンの電子的欠陥に起因するリーク電流の発生を低減することができるのである。
また、オン時のチャネル抵抗を考えると、一般的なTFTのチャネル長は10[μm]程度であるので、チャネル領域に占める第二半導体膜52(単層領域)の形成領域は片側2[μm](両側で4[μm])程度であることが、オン電流の低下を防ぐ観点からみて好ましい。つまり、チャネル領域に占める、第一半導体膜51(積層領域)の割合が6割以上あることが、オン電流を高めるために必要であるので、第二半導体膜52(単層領域)の形成領域の上限である2[μm]が、積層領域の端部がチャネル保護膜5dの端部よりも内側に入り込む上限値となる。
以上の考察から、第一半導体膜51部分に相当する積層領域の端部が、チャネル保護膜5dの端部よりもチャネル長方向に0.2[μm]以上、2[μm]以下の寸法で内側に位置するようにスイッチトランジスタ5を形成すれば、結晶性シリコンの電子的欠陥に起因するリーク電流の低減を好適に図ることが可能になるのである。
Since the width W of the depletion layer that is depleted on the drain end side of the semiconductor layer where the electric field is concentrated in this way is 0.1 [μm] or less, as shown in FIGS. If the end of the stacked region corresponding to one semiconductor film 51 portion is located 0.2 [μm] inward in the channel length direction from the end of the channel protective film 5d, the depleted range is not The semiconductor layer portion that is not included in the stacked region and is depleted is composed of the second semiconductor film 52 made of amorphous silicon with few intrinsic defects, and thus is caused by electronic defects of crystalline silicon. The generation of leakage current can be reduced.
Considering the channel resistance at the time of ON, since the channel length of a general TFT is about 10 [μm], the formation region of the second semiconductor film 52 (single layer region) occupying the channel region is 2 [μm on one side. ] (4 [μm] on both sides) is preferable from the viewpoint of preventing a decrease in on-current. That is, since it is necessary for the on-current to be increased that the proportion of the first semiconductor film 51 (laminated region) in the channel region is 60% or more, the formation region of the second semiconductor film 52 (single layer region) The upper limit of 2 [μm] is an upper limit value at which the end portion of the stacked region enters inside the end portion of the channel protective film 5d.
From the above consideration, the end of the stacked region corresponding to the first semiconductor film 51 portion has a dimension of 0.2 [μm] or more and 2 [μm] or less in the channel length direction from the end of the channel protective film 5d. If the switch transistor 5 is formed so as to be located on the inner side, it is possible to suitably reduce the leakage current caused by the electronic defects of the crystalline silicon.

また、図4、図5に示すように、駆動トランジスタ6は、逆スタガ構造のトランジスタである。この駆動トランジスタ6は、ゲート電極6a、半導体膜6b、チャネル保護膜6d、不純物半導体膜6f,6g、ドレイン電極6h、ソース電極6i等を有するものである。   As shown in FIGS. 4 and 5, the drive transistor 6 is an inverted staggered transistor. The drive transistor 6 includes a gate electrode 6a, a semiconductor film 6b, a channel protective film 6d, impurity semiconductor films 6f and 6g, a drain electrode 6h, a source electrode 6i, and the like.

ゲート電極6aは、例えば、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなり、ゲート電極5aと同様にトランジスタ基板10と第一絶縁膜11の間に形成されている。そして、ゲート電極6aは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる第一絶縁膜11によって被覆されている。
この第一絶縁膜11の上であって、ゲート電極6aに対応する位置に、チャネルが形成される半導体膜6bが設けられており、この半導体膜6bが第一絶縁膜11を挟んでゲート電極6aと相対している。
半導体膜6bは、例えば、第一絶縁膜11上に形成された結晶性シリコンからなる第一半導体膜61と、第一絶縁膜11上で第一半導体膜61を被覆するように形成された非晶質シリコンからなる第二半導体膜62と、を有しており、この半導体膜6bにチャネルが形成される。なお、第一半導体膜61と第二半導体膜62とが重なっている積層領域は、半導体膜6bにおけるゲート電極6aの上方中央側から不純物半導体膜6g側の範囲に位置しており、この積層領域の両側がそれぞれ第二半導体膜62の単層領域となっている。なお、積層領域の一端側であり不純物半導体膜6gの下面側が比較的小さな単層領域となっており、積層領域の他端側であり不純物半導体膜6fの下面側が比較的大きな単層領域となっている。
また、半導体膜6bの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜6dが形成されている。チャネル保護膜6dは、ゲート電極6aの上方であって、半導体膜6bにおける中央側に位置する第一半導体膜61と第二半導体膜62とが重なった積層領域部分を覆い、そのチャネル保護膜6dの一端側は積層領域上にあり、チャネル保護膜6dの他端側は、比較的大きな単層領域の一部を覆っている。このチャネル保護膜6dは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜6bの一端部側の積層領域と第二半導体膜62の上には、不純物半導体膜6gが一部チャネル保護膜6dに重なるようにして形成されており、半導体膜6bの他端部側の第二半導体膜62の上には、不純物半導体膜6fが一部チャネル保護膜6dに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜6f,6gはそれぞれ半導体膜6bの両端側に互いに離間して形成されており、不純物半導体膜6f,6gは、半導体膜6b上であってチャネル保護膜6dを挟んで対向する配置に形成されている。なお、不純物半導体膜6f,6gはn型半導体であるが、これに限らず、p型半導体であってもよい。
不純物半導体膜6fの上には、ドレイン電極6hが形成されている。不純物半導体膜6gの上には、ソース電極6iが形成されている。ドレイン電極6h,ソース電極6iは、例えば、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。
チャネル保護膜6d、ドレイン電極6h及びソース電極6iの上には、絶縁性の第二絶縁膜12が成膜され、チャネル保護膜6d、ドレイン電極6h及びソース電極6iが第二絶縁膜12によって被覆されている。そして、駆動トランジスタ6は、第二絶縁膜12によって覆われるようになっている。
The gate electrode 6a is made of, for example, a Cr film, an Al film, a Cr / Al laminated film, an AlTi alloy film, or an AlTiNd alloy film, and is formed between the transistor substrate 10 and the first insulating film 11 similarly to the gate electrode 5a. Yes. The gate electrode 6a is covered with a first insulating film 11 made of, for example, silicon nitride or silicon oxide.
A semiconductor film 6b in which a channel is formed is provided on the first insulating film 11 at a position corresponding to the gate electrode 6a. The semiconductor film 6b sandwiches the first insulating film 11 with the gate electrode interposed therebetween. Relative to 6a.
The semiconductor film 6 b is, for example, a first semiconductor film 61 made of crystalline silicon formed on the first insulating film 11 and a non-film formed so as to cover the first semiconductor film 61 on the first insulating film 11. A second semiconductor film 62 made of crystalline silicon, and a channel is formed in the semiconductor film 6b. Note that the stacked region where the first semiconductor film 61 and the second semiconductor film 62 overlap is located in the range from the upper center side of the gate electrode 6a to the impurity semiconductor film 6g side in the semiconductor film 6b. Both sides of the first semiconductor film 62 are single-layer regions of the second semiconductor film 62. Note that one end side of the stacked region and the lower surface side of the impurity semiconductor film 6g is a relatively small single layer region, and the other end side of the stacked region and the lower surface side of the impurity semiconductor film 6f is a relatively large single layer region. ing.
An insulating channel protective film 6d is formed on the central portion of the semiconductor film 6b. The channel protective film 6d covers the laminated region portion where the first semiconductor film 61 and the second semiconductor film 62 located above the gate electrode 6a and located on the center side of the semiconductor film 6b overlap, and the channel protective film 6d. One end side of the channel protection film is on the laminated region, and the other end side of the channel protective film 6d covers a part of a relatively large single layer region. The channel protective film 6d is made of, for example, silicon nitride or silicon oxide.
The impurity semiconductor film 6g is formed so as to partially overlap the channel protective film 6d on the stacked region on the one end side of the semiconductor film 6b and the second semiconductor film 62, and the other end of the semiconductor film 6b. On the second semiconductor film 62 on the part side, an impurity semiconductor film 6f is formed so as to partially overlap the channel protective film 6d. The impurity semiconductor films 6f and 6g are formed on both ends of the semiconductor film 6b so as to be separated from each other, and the impurity semiconductor films 6f and 6g are opposed to each other on the semiconductor film 6b with the channel protective film 6d interposed therebetween. Formed in the arrangement. The impurity semiconductor films 6f and 6g are n-type semiconductors, but are not limited thereto, and may be p-type semiconductors.
A drain electrode 6h is formed on the impurity semiconductor film 6f. A source electrode 6i is formed on the impurity semiconductor film 6g. The drain electrode 6h and the source electrode 6i are made of, for example, a Cr film, an Al film, a Cr / Al laminated film, an AlTi alloy film, or an AlTiNd alloy film.
An insulating second insulating film 12 is formed on the channel protective film 6d, the drain electrode 6h, and the source electrode 6i, and the channel protective film 6d, the drain electrode 6h, and the source electrode 6i are covered with the second insulating film 12. Has been. The drive transistor 6 is covered with the second insulating film 12.

このように、ELパネル1において駆動素子として用いられる駆動トランジスタ6は、図5に示すように、第一半導体膜61とその第一半導体膜61を被覆する第二半導体膜62とにより構成される半導体膜6bを有している。この半導体膜6bにおける中央側のチャネル保護膜6d側から、半導体膜6bの一端側である不純物半導体膜6g側にかけて、第一半導体膜61と第二半導体膜62とが重なった積層領域が位置しており、不純物半導体膜6f,6gがチャネル保護膜6dを挟んで対向する方向に沿う積層領域の両側に第二半導体膜62の単層領域が位置している。なお、一方の不純物半導体膜6gの下面側に比較的小さな単層領域が位置し、他方の不純物半導体膜6fの下面側に比較的大きな単層領域が位置している。
また、駆動トランジスタ6のチャネル保護膜6dは、ゲート電極6aの上方に位置する積層領域部分を覆いつつ、そのチャネル保護膜6dの他端部で不純物半導体膜6f側の比較的大きな単層領域の一部を覆っている。また、チャネル保護膜6dで覆われない一端側の積層領域部分と半導体膜6bにおける比較的小さな単層領域は、不純物半導体膜6gに覆われており、半導体膜6bにおける比較的大きな単層領域は、不純物半導体膜6fに覆われている。
つまり、半導体膜6bにおける第一半導体膜61と第二半導体膜62とが重なった積層領域はチャネル長方向に沿い、チャネル保護膜6dのチャネル領域内の下面側から一対の不純物半導体膜における一方の不純物半導体膜6gの下面側に位置し、半導体膜6bにおける比較的小さな単層領域は、一対の不純物半導体膜における他方の不純物半導体膜6gの下面側に位置している。また、半導体膜6bにおける比較的大きな単層領域は、一対の不純物半導体膜における他方の不純物半導体膜6fの下面側に位置している。
なお、積層領域の一端と比較的小さな単層領域との境界は、一方の不純物半導体膜6gの下面側に位置し、積層領域の他端と比較的大きな単層領域との境界は、チャネル保護膜6dのチャネル領域内の下面側に位置している。特に、第一半導体膜61部分に相当する積層領域の他端部は、チャネル保護膜6dの端部よりもチャネル長方向に、0.2〜2μm程度内側に位置していることが好ましい。この積層領域の他端部がチャネル保護膜6dの端部よりもチャネル長方向に0.2〜2μm程度内側に位置することで、リーク電流の低減が図られるメリットは上述したスイッチトランジスタ5の場合と同様であるので、説明は省略する。
また、半導体膜6bにおける一対の不純物半導体膜6f,6gが対向する方向に沿う積層領域の長さは、スイッチトランジスタ5の半導体膜5bの積層領域の長さより長い。
As described above, the driving transistor 6 used as a driving element in the EL panel 1 includes the first semiconductor film 61 and the second semiconductor film 62 covering the first semiconductor film 61 as shown in FIG. The semiconductor film 6b is included. A laminated region where the first semiconductor film 61 and the second semiconductor film 62 overlap is located from the channel protective film 6d side of the semiconductor film 6b to the impurity semiconductor film 6g side which is one end side of the semiconductor film 6b. A single layer region of the second semiconductor film 62 is located on both sides of a stacked region along a direction in which the impurity semiconductor films 6f and 6g face each other with the channel protective film 6d interposed therebetween. A relatively small single layer region is located on the lower surface side of one impurity semiconductor film 6g, and a relatively large single layer region is located on the lower surface side of the other impurity semiconductor film 6f.
The channel protective film 6d of the drive transistor 6 covers a relatively large single layer region on the impurity semiconductor film 6f side at the other end of the channel protective film 6d while covering the stacked region portion located above the gate electrode 6a. It covers a part. In addition, a relatively small single layer region in the semiconductor film 6b and a laminated region portion on one end side that is not covered with the channel protective film 6d are covered with the impurity semiconductor film 6g, and a relatively large single layer region in the semiconductor film 6b is The semiconductor layer is covered with the impurity semiconductor film 6f.
That is, in the semiconductor film 6b, the stacked region where the first semiconductor film 61 and the second semiconductor film 62 overlap is along the channel length direction, and one of the pair of impurity semiconductor films from the lower surface side in the channel region of the channel protective film 6d. The relatively small single layer region in the semiconductor film 6b located on the lower surface side of the impurity semiconductor film 6g is located on the lower surface side of the other impurity semiconductor film 6g in the pair of impurity semiconductor films. The relatively large single layer region in the semiconductor film 6b is located on the lower surface side of the other impurity semiconductor film 6f in the pair of impurity semiconductor films.
Note that the boundary between one end of the stacked region and the relatively small single layer region is located on the lower surface side of one impurity semiconductor film 6g, and the boundary between the other end of the stacked region and the relatively large single layer region is channel protection. It is located on the lower surface side in the channel region of the film 6d. In particular, the other end portion of the stacked region corresponding to the first semiconductor film 61 portion is preferably located on the inner side by about 0.2 to 2 μm in the channel length direction from the end portion of the channel protective film 6d. The advantage that the leakage current can be reduced when the other end of the stacked region is located about 0.2 to 2 μm inward in the channel length direction from the end of the channel protective film 6d is the case of the switch transistor 5 described above. Since it is the same as that, description is abbreviate | omitted.
Further, the length of the stacked region along the direction in which the pair of impurity semiconductor films 6 f and 6 g face in the semiconductor film 6 b is longer than the length of the stacked region of the semiconductor film 5 b of the switch transistor 5.

そして、チャネル領域となる半導体膜6bは、結晶性シリコンからなる第一半導体膜61と、非晶質シリコンからなる第二半導体膜62とを有しているが、ソース・ドレイン領域となる不純物半導体膜6f,6gは、半導体膜6bにおける第二半導体膜62と接しており、第一半導体膜61とは直接接触していない。特に、積層領域の他端と比較的大きな単層領域との境界は、チャネル保護膜6dのチャネル領域内の下面側に位置しており、不純物半導体膜6fの下面側には、結晶性シリコンからなる第一半導体膜61が配されていない。
ここで、不純物半導体膜6fが、第一半導体膜61の上方に位置せずに、非晶質シリコンからなる第二半導体膜62の単層領域と接して半導体膜6bと電気的に接続するので、不純物半導体膜6fが結晶性シリコン部分と直接接触する場合に比べて、リーク電流が発生し難くなっている。
更に、第一半導体膜61は第二半導体膜62で覆われており、第一半導体膜61の表面の凹凸が第二半導体膜62によってカバーされているため、半導体層6b上に形成されるエッチングストッパとしてのチャネル保護膜6dとの界面の乱れが抑えられるので、半導体層6bとチャネル保護膜6dとの界面でのリーク電流の発生が低減されている。
The semiconductor film 6b serving as the channel region includes the first semiconductor film 61 composed of crystalline silicon and the second semiconductor film 62 composed of amorphous silicon, but the impurity semiconductor serving as the source / drain regions. The films 6f and 6g are in contact with the second semiconductor film 62 in the semiconductor film 6b, and are not in direct contact with the first semiconductor film 61. In particular, the boundary between the other end of the stacked region and the relatively large single layer region is located on the lower surface side in the channel region of the channel protective film 6d, and crystalline silicon is formed on the lower surface side of the impurity semiconductor film 6f. The first semiconductor film 61 to be formed is not disposed.
Here, the impurity semiconductor film 6f is not positioned above the first semiconductor film 61, but is in contact with the single layer region of the second semiconductor film 62 made of amorphous silicon and is electrically connected to the semiconductor film 6b. As compared with the case where the impurity semiconductor film 6f is in direct contact with the crystalline silicon portion, the leakage current is less likely to occur.
Furthermore, since the first semiconductor film 61 is covered with the second semiconductor film 62 and the surface roughness of the first semiconductor film 61 is covered with the second semiconductor film 62, the etching formed on the semiconductor layer 6b is performed. Since the disorder of the interface with the channel protective film 6d as a stopper is suppressed, the occurrence of leakage current at the interface between the semiconductor layer 6b and the channel protective film 6d is reduced.

そして、駆動トランジスタ6は、図3、図4に示すように、ドレイン電極6hが電圧供給線4に接続されて、ソース電極6iがEL素子8に接続されており、EL素子8を発光させるためのスイッチング駆動に伴うソース・ドレイン間の電流の向きが、不純物半導体膜6f側の比較的大きな単層領域から、不純物半導体膜6g側の比較的小さな単層領域に向かう一方向に定まっており、また、不純物半導体膜6fが結晶性シリコンからなる第一半導体膜61と直接接触していないので、結晶性シリコン内の欠陥に起因する電気的欠陥の発生が抑えられる。
それによって、ドレイン電極6hおよび不純物半導体膜6fからソース電極6iおよび不純物半導体膜6gへの電流(比較的大きな単層領域から積層領域を通じて比較的小さな単層領域に向かう電流)が半導体膜6bに流れる場合に、リーク電流の発生を抑えた好適な電流制御が可能となっている。
そして、半導体膜6bの積層領域における電流経路が、結晶性シリコンからなる第一半導体膜61側にとられることで、オン電流の向上が図られている。
特に、電流の向きが定まっている駆動トランジスタ6の場合、電流の上流側(ドレイン側)となる不純物半導体膜6fと接触する半導体膜6b部分を非晶質シリコンからなる第二半導体膜62の単層領域とし、ドレイン側における積層領域と単層領域の境界をチャネル保護膜6dの下面側としておけば、リーク電流の発生を好適に抑えるとともにオン電流の低下を最小限に抑えることができる。この際、ソース側において、一対の不純物半導体膜6f,6gが対向する方向に沿ってチャネル保護膜6dの下面側から不純物半導体膜6g側にはみ出す積層領域の長さは、0.5[μm]以上であることが好ましく、より好ましくは2[μm]以上であり、不純物半導体膜6gの端まで達していてもよい。
また、結晶性シリコンからなる第一半導体膜61が含まれている積層領域部分の長さを電流方向に長くすることで、トランジスタに電流が流れ易くなる。つまり、トランジスタサイズを小さくしても、より大きな電流を流すことが可能になって、EL素子8の発光輝度を向上させ、ELパネル1の表示性能を良好なものにすることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the drive transistor 6 has a drain electrode 6 h connected to the voltage supply line 4 and a source electrode 6 i connected to the EL element 8, so that the EL element 8 emits light. The direction of the current between the source and the drain due to the switching drive is determined in one direction from the relatively large single layer region on the impurity semiconductor film 6f side to the relatively small single layer region on the impurity semiconductor film 6g side, Further, since the impurity semiconductor film 6f is not in direct contact with the first semiconductor film 61 made of crystalline silicon, generation of electrical defects due to defects in the crystalline silicon can be suppressed.
Accordingly, a current (current from a relatively large single layer region to a relatively small single layer region through the stacked region) from the drain electrode 6h and the impurity semiconductor film 6f to the source electrode 6i and the impurity semiconductor film 6g flows to the semiconductor film 6b. In this case, it is possible to carry out suitable current control while suppressing the occurrence of leakage current.
The current path in the stacked region of the semiconductor film 6b is taken to the first semiconductor film 61 side made of crystalline silicon, thereby improving the on-current.
In particular, in the case of the driving transistor 6 in which the direction of current is fixed, the portion of the semiconductor film 6b that is in contact with the impurity semiconductor film 6f that is on the upstream side (drain side) of the current is a single portion of the second semiconductor film 62 made of amorphous silicon. When the layer region is used and the boundary between the stacked region and the single layer region on the drain side is provided on the lower surface side of the channel protective film 6d, it is possible to suitably suppress the occurrence of leakage current and to minimize the decrease in on-current. At this time, on the source side, the length of the stacked region protruding from the lower surface side of the channel protective film 6d to the impurity semiconductor film 6g side along the direction in which the pair of impurity semiconductor films 6f and 6g opposes is 0.5 [μm]. The above is preferable, more preferably 2 [μm] or more, and may reach the end of the impurity semiconductor film 6g.
In addition, by increasing the length of the stacked region including the first semiconductor film 61 made of crystalline silicon in the current direction, the current can easily flow through the transistor. That is, even if the transistor size is reduced, it is possible to flow a larger current, so that the light emission luminance of the EL element 8 can be improved and the display performance of the EL panel 1 can be improved.

キャパシタ7は、駆動トランジスタ6のゲート電極6aとソース電極6iとの間に接続されており、図4、図6に示すように、トランジスタ基板10と第一絶縁膜11との間に一方の電極7aが形成され、第一絶縁膜11と第二絶縁膜12との間に他方の電極7bが形成され、電極7aと電極7bが誘電体である第一絶縁膜11を挟んで相対している。   The capacitor 7 is connected between the gate electrode 6a and the source electrode 6i of the driving transistor 6, and one electrode is provided between the transistor substrate 10 and the first insulating film 11 as shown in FIGS. 7a is formed, the other electrode 7b is formed between the first insulating film 11 and the second insulating film 12, and the electrodes 7a and 7b are opposed to each other with the first insulating film 11 that is a dielectric interposed therebetween. .

なお、信号線3、キャパシタ7の電極7a、スイッチトランジスタ5のゲート電極5a及び駆動トランジスタ6のゲート電極6aは、トランジスタ基板10に一面に成膜された導電性の金属膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで一括して形成されたものである。
また、走査線2、電圧供給線4、キャパシタ7の電極7b、スイッチトランジスタ5のドレイン電極5h,ソース電極5i及び駆動トランジスタ6のドレイン電極6h,ソース電極6iは、第一絶縁膜11に一面に成膜された導電性の金属膜をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで形成されたものである。
The signal line 3, the electrode 7a of the capacitor 7, the gate electrode 5a of the switch transistor 5, and the gate electrode 6a of the driving transistor 6 are formed of a conductive metal film formed over the transistor substrate 10 by photolithography and etching. It is formed in a lump by shape processing by a method or the like.
In addition, the scanning line 2, the voltage supply line 4, the electrode 7 b of the capacitor 7, the drain electrode 5 h and source electrode 5 i of the switch transistor 5, and the drain electrode 6 h and source electrode 6 i of the driving transistor 6 are on the first insulating film 11. The conductive metal film is formed by shape processing by a photolithography method, an etching method, or the like.

また、第一絶縁膜11には、ゲート電極5aと走査線2とが重なる領域にコンタクトホール11aが形成され、ドレイン電極5hと信号線3とが重なる領域にコンタクトホール11bが形成され、ゲート電極6aとソース電極5iとが重なる領域にコンタクトホール11cが形成されており、コンタクトホール11a〜11c内にコンタクトプラグ20a〜20cがそれぞれ埋め込まれている。コンタクトプラグ20aによってスイッチトランジスタ5のゲート電極5aと走査線2が電気的に導通し、コンタクトプラグ20bによってスイッチトランジスタ5のドレイン電極5hと信号線3が電気的に導通し、コンタクトプラグ20cによってスイッチトランジスタ5のソース電極5iとキャパシタ7の電極7aが電気的に導通するとともにスイッチトランジスタ5のソース電極5iと駆動トランジスタ6のゲート電極6aが電気的に導通する。なお、コンタクトプラグ20a〜20cを介することなく、走査線2が直接ゲート電極5aと接触し、ドレイン電極5hが信号線3と接触し、ソース電極5iがゲート電極6aと接触してもよい。
また、駆動トランジスタ6のゲート電極6aがキャパシタ7の電極7aに一体に連なっており、駆動トランジスタ6のドレイン電極6hが電圧供給線4に一体に連なっており、駆動トランジスタ6のソース電極6iがキャパシタ7の電極7bに一体に連なっている。
In the first insulating film 11, a contact hole 11a is formed in a region where the gate electrode 5a and the scanning line 2 overlap, and a contact hole 11b is formed in a region where the drain electrode 5h and the signal line 3 overlap. A contact hole 11c is formed in a region where 6a and the source electrode 5i overlap, and contact plugs 20a to 20c are buried in the contact holes 11a to 11c, respectively. The contact plug 20a electrically connects the gate electrode 5a of the switch transistor 5 and the scanning line 2, the contact plug 20b electrically connects the drain electrode 5h of the switch transistor 5 and the signal line 3, and the contact plug 20c electrically connects the switch transistor. 5 source electrode 5i and capacitor 7 electrode 7a are electrically connected, and source electrode 5i of switch transistor 5 and gate electrode 6a of drive transistor 6 are electrically connected. The scanning line 2 may be in direct contact with the gate electrode 5a, the drain electrode 5h may be in contact with the signal line 3, and the source electrode 5i may be in contact with the gate electrode 6a without using the contact plugs 20a to 20c.
Further, the gate electrode 6a of the driving transistor 6 is integrally connected to the electrode 7a of the capacitor 7, the drain electrode 6h of the driving transistor 6 is integrally connected to the voltage supply line 4, and the source electrode 6i of the driving transistor 6 is connected to the capacitor. 7 is integrally connected to the electrode 7b.

画素電極8aは、第一絶縁膜11を介してトランジスタ基板10上に設けられており、画素Pごとに独立して形成されている。この画素電極8aは透明電極であって、例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム(In23)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)又はカドミウム−錫酸化物(CTO)からなる。なお、画素電極8aは一部、駆動トランジスタ6のソース電極6iに重なり、画素電極8aとソース電極6iが接続している。
そして、図4、図5に示すように、第二絶縁膜12が、走査線2、信号線3、電圧供給線4、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、画素電極8aの周縁部、キャパシタ7の電極7b及び第一絶縁膜11を覆うように形成されている。第二絶縁膜12には、各画素電極8aの中央部が露出するように開口部12aが形成されている。そのため、第二絶縁膜12は平面視して格子状に形成されている。
The pixel electrode 8 a is provided on the transistor substrate 10 via the first insulating film 11 and is formed independently for each pixel P. The pixel electrode 8a is a transparent electrode, for example, tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide, indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), or cadmium − It consists of tin oxide (CTO). The pixel electrode 8a partially overlaps the source electrode 6i of the driving transistor 6, and the pixel electrode 8a and the source electrode 6i are connected.
4 and 5, the second insulating film 12 includes the scanning line 2, the signal line 3, the voltage supply line 4, the switch transistor 5, the driving transistor 6, the peripheral edge of the pixel electrode 8a, the capacitor 7 It is formed so as to cover the electrode 7 b and the first insulating film 11. An opening 12a is formed in the second insulating film 12 so that the center of each pixel electrode 8a is exposed. Therefore, the second insulating film 12 is formed in a lattice shape in plan view.

そして、トランジスタ基板10の表面に走査線2、信号線3、電圧供給線4、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、キャパシタ7、画素電極8a及び第二絶縁膜12が形成されてなるパネルがトランジスタアレイパネルとなっている。   A panel in which the scanning line 2, the signal line 3, the voltage supply line 4, the switch transistor 5, the driving transistor 6, the capacitor 7, the pixel electrode 8a, and the second insulating film 12 are formed on the surface of the transistor substrate 10 is a transistor array. It is a panel.

EL素子8は、図4、図5に示すように、アノードとなる第一電極としての画素電極8aと、画素電極8aの上に形成された化合物膜である正孔注入層8bと、正孔注入層8bの上に形成された化合物膜である発光層8cと、発光層8cの上に形成された第二電極としての対向電極8dとを備えている。対向電極8dは全画素Pに共通の単一電極であって、全画素Pに連続して形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the EL element 8 includes a pixel electrode 8a as a first electrode serving as an anode, a hole injection layer 8b that is a compound film formed on the pixel electrode 8a, and a hole. A light emitting layer 8c, which is a compound film formed on the injection layer 8b, and a counter electrode 8d as a second electrode formed on the light emitting layer 8c are provided. The counter electrode 8d is a single electrode common to all the pixels P, and is continuously formed in all the pixels P.

正孔注入層8bは、例えば、導電性高分子であるPEDOT(poly(ethylenedioxy)thiophene;ポリエチレンジオキシチオフェン)及びドーパントであるPSS(polystyrene sulfonate;ポリスチレンスルホン酸)からなる機能層であって、画素電極8aから発光層8cに向けて正孔を注入するキャリア注入層である。
発光層8cは、画素P毎にR(赤),G(緑),B(青)のいずれかを発光する材料を含み、例えば、ポリフルオレン系発光材料やポリフェニレンビニレン系発光材料からなり、対向電極8dから供給される電子と、正孔注入層8bから注入される正孔との再結合に伴い発光する層である。このため、R(赤)を発光する画素P、G(緑)を発光する画素P、B(青)を発光する画素Pは互いに発光層8cの発光材料が異なる。画素PのR(赤),G(緑),B(青)のパターンは、デルタ配列であってもよく、また縦方向に同色画素が配列されるストライプパターンであってもよい。
The hole injection layer 8b is a functional layer made of, for example, PEDOT (poly (ethylenedioxy) thiophene) that is a conductive polymer and PSS (polystyrene sulfonate) that is a dopant. This is a carrier injection layer that injects holes from the electrode 8a toward the light emitting layer 8c.
The light emitting layer 8c includes a material that emits any one of R (red), G (green), and B (blue) for each pixel P. For example, the light emitting layer 8c is made of a polyfluorene light emitting material or a polyphenylene vinylene light emitting material. This is a layer that emits light upon recombination of electrons supplied from the electrode 8d and holes injected from the hole injection layer 8b. For this reason, the pixel P that emits R (red), the pixel P that emits G (green), and the pixel P that emits B (blue) have different light emitting materials for the light emitting layer 8c. The R (red), G (green), and B (blue) pattern of the pixel P may be a delta arrangement or a stripe pattern in which the same color pixels are arranged in the vertical direction.

対向電極8dは、画素電極8aよりも仕事関数の低い材料で形成されており、例えば、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金で形成されている。
この対向電極8dは全ての画素Pに共通した電極であり、発光層8cなどの化合物膜とともに後述するバンク13を被覆している。
The counter electrode 8d is made of a material having a work function lower than that of the pixel electrode 8a. For example, the counter electrode 8d is made of a simple substance or an alloy containing at least one of indium, magnesium, calcium, lithium, barium, and a rare earth metal.
The counter electrode 8d is an electrode common to all the pixels P, and covers a bank 13 described later together with a compound film such as the light emitting layer 8c.

このように、第二絶縁膜12及びバンク13によって発光部位となる発光層8cが画素Pごとに仕切られている。
そして、開口部13a内において、キャリア輸送層としての正孔注入層8b及び発光層8cが、画素電極8a上に積層されている。
As described above, the light emitting layer 8 c serving as a light emitting portion is partitioned for each pixel P by the second insulating film 12 and the bank 13.
And in the opening part 13a, the positive hole injection layer 8b and the light emitting layer 8c as a carrier transport layer are laminated | stacked on the pixel electrode 8a.

具体的には、バンク13は、正孔注入層8bや発光層8cを湿式法により形成するに際して、正孔注入層8bや発光層8cとなる材料が溶媒に溶解または分散された液状体が隣接する画素Pに滲み出ないようにする隔壁として機能する。
例えば、図5に示すように、第二絶縁膜12の上に設けられたバンク13には、第二絶縁膜12の開口部12aより内側に開口部13aが形成されている。
そして、各開口部13aに囲まれた各画素電極8a上に、正孔注入層8bとなる材料が含有される液状体を塗布し、トランジスタ基板10ごと加熱してその液状体を乾燥させ成膜させた化合物膜が、第1のキャリア輸送層である正孔注入層8bとなる。
さらに、各開口部13aに囲まれた各正孔注入層8b上に、発光層8cとなる材料が含有される液状体を塗布し、トランジスタ基板10ごと加熱してその液状体を乾燥させ成膜させた化合物膜が、第2のキャリア輸送層である発光層8cとなる。
なお、この発光層8cとバンク13を被覆するように対向電極8dが設けられている。
Specifically, when the hole injection layer 8b and the light emitting layer 8c are formed by a wet method, the bank 13 is adjacent to a liquid material in which a material for forming the hole injection layer 8b or the light emitting layer 8c is dissolved or dispersed in a solvent. It functions as a partition wall that prevents the pixel P from bleeding.
For example, as shown in FIG. 5, an opening 13 a is formed in the bank 13 provided on the second insulating film 12 inside the opening 12 a of the second insulating film 12.
Then, a liquid containing a material to be the hole injection layer 8b is applied on each pixel electrode 8a surrounded by each opening 13a, and the transistor is heated together with the transistor substrate 10 to dry the liquid. The compound film thus formed becomes the hole injection layer 8b which is the first carrier transport layer.
Further, a liquid material containing a material to be the light emitting layer 8c is applied on each hole injection layer 8b surrounded by the openings 13a, and the transistor is heated together with the transistor substrate 10 to dry the film. The compound film thus formed becomes the light emitting layer 8c which is the second carrier transport layer.
A counter electrode 8 d is provided so as to cover the light emitting layer 8 c and the bank 13.

そして、このELパネル1においては、画素電極8a、トランジスタ基板10及び第一絶縁膜11が透明であり、発光層8cから発した光が画素電極8a、第一絶縁膜11及びトランジスタ基板10を透過して出射する。そのため、トランジスタ基板10の裏面が表示面となる。
なお、トランジスタ基板10側ではなく、反対側が表示面となってもよい。この場合、対向電極8dを透明電極とし、画素電極8aを反射電極として、発光層8cから発した光が対向電極8dを透過して出射する。
In the EL panel 1, the pixel electrode 8a, the transistor substrate 10 and the first insulating film 11 are transparent, and light emitted from the light emitting layer 8c is transmitted through the pixel electrode 8a, the first insulating film 11 and the transistor substrate 10. Then exit. Therefore, the back surface of the transistor substrate 10 becomes a display surface.
The display surface may be the opposite side instead of the transistor substrate 10 side. In this case, the counter electrode 8d is a transparent electrode, the pixel electrode 8a is a reflective electrode, and light emitted from the light emitting layer 8c is transmitted through the counter electrode 8d and emitted.

このELパネル1は、次のように駆動されて発光する。
全ての電圧供給線4に所定レベルの電圧が印加された状態で、走査ドライバによって走査線2に順次電圧が印加されることで、これら走査線2が順次選択される。
各走査線2が選択されている時に、データドライバによって階調に応じたレベルの電圧が全ての信号線3に印加されると、その選択されている走査線2に対応するスイッチトランジスタ5がオンになっていることから、その階調に応じたレベルの電圧が駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加される。
この駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加された電圧に応じて、駆動トランジスタ6のゲート電極6aとソース電極6iとの間の電位差が定まって、駆動トランジスタ6におけるドレイン−ソース電流の大きさが定まり、EL素子8がそのドレイン−ソース電流に応じた明るさで発光する。
その後、その走査線2の選択が解除されると、スイッチトランジスタ5がオフとなるので、駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加された電圧にしたがった電荷がキャパシタ7に蓄えられ、駆動トランジスタ6のゲート電極6aとソース電極6i間の電位差は保持される。
このため、駆動トランジスタ6は選択時と同じ電流値のドレイン−ソース電流を流し続け、EL素子8の輝度を維持するようになっている。
The EL panel 1 is driven as follows to emit light.
In a state where a predetermined level of voltage is applied to all the voltage supply lines 4, the scanning driver sequentially applies voltages to the scanning lines 2, thereby sequentially selecting the scanning lines 2.
When each scanning line 2 is selected, if a voltage of a level corresponding to the gradation is applied to all the signal lines 3 by the data driver, the switch transistor 5 corresponding to the selected scanning line 2 is turned on. Therefore, a voltage of a level corresponding to the gradation is applied to the gate electrode 6a of the drive transistor 6.
The potential difference between the gate electrode 6a and the source electrode 6i of the drive transistor 6 is determined according to the voltage applied to the gate electrode 6a of the drive transistor 6, and the magnitude of the drain-source current in the drive transistor 6 is determined. The EL element 8 emits light with brightness according to the drain-source current.
Thereafter, when the selection of the scanning line 2 is released, the switch transistor 5 is turned off, so that the charge according to the voltage applied to the gate electrode 6a of the driving transistor 6 is stored in the capacitor 7 and the driving transistor 6 The potential difference between the gate electrode 6a and the source electrode 6i is maintained.
For this reason, the drive transistor 6 keeps flowing the drain-source current having the same current value as that at the time of selection, and maintains the luminance of the EL element 8.

次に、本発明にかかるELパネル1において、駆動素子として用いられているトランジスタの製造方法を、スイッチトランジスタ5を例に説明する。   Next, a method for manufacturing a transistor used as a drive element in the EL panel 1 according to the present invention will be described using the switch transistor 5 as an example.

まず、トランジスタ基板10上にゲートメタル層をスパッタリングで堆積させ、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等によってパターニングして、図7に示すように、ゲート電極5aを形成する(ゲート形成工程)。
なお、ゲート電極6aとともにトランジスタ基板10上に、駆動トランジスタ6のゲート電極6a、信号線3、キャパシタ7の電極7aが形成されている(図5、図6参照)。
First, a gate metal layer is deposited on the transistor substrate 10 by sputtering and patterned by a photolithography method, an etching method, or the like to form a gate electrode 5a as shown in FIG. 7 (gate formation step).
The gate electrode 6a of the drive transistor 6, the signal line 3, and the electrode 7a of the capacitor 7 are formed on the transistor substrate 10 together with the gate electrode 6a (see FIGS. 5 and 6).

次いで、図8に示すように、プラズマCVDによって、窒化シリコン等の第一絶縁膜11と、結晶性シリコン(マイクロクリスタルシリコン)からなり半導体膜5b(6b)における第一半導体膜となる半導体層91bとを連続して堆積し、二層を成膜する(二層成膜工程)。   Next, as shown in FIG. 8, the first insulating film 11 such as silicon nitride and the semiconductor layer 91b which becomes the first semiconductor film in the semiconductor film 5b (6b) made of crystalline silicon (microcrystal silicon) by plasma CVD. Are continuously deposited to form a two-layer film (a two-layer film forming step).

次いで、図9に示すように、半導体層91b上に、ポジタイプのフォトレジスト層40を成膜する。
さらに、図9に示すように、フォトレジスト層40の上方に、マスク部50aを有するフォトマスク50を配置して、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等によるパターニングを行い、図10に示すように、ゲート電極5aの上方の半導体層91b上にレジスト40aを形成する。このレジスト40aのサイズは、半導体膜5bにおける積層領域の範囲に対応させている。なお、駆動トランジスタ6のゲート電極6aの上方となる半導体層91b上にも、半導体膜6bにおける積層領域の範囲に対応するレジストが形成されている。
Next, as shown in FIG. 9, a positive type photoresist layer 40 is formed on the semiconductor layer 91b.
Further, as shown in FIG. 9, a photomask 50 having a mask portion 50a is disposed above the photoresist layer 40, and patterning is performed by a photolithography method, an etching method, or the like. As shown in FIG. A resist 40a is formed on the semiconductor layer 91b above the electrode 5a. The size of the resist 40a corresponds to the range of the stacked region in the semiconductor film 5b. Note that a resist corresponding to the range of the stacked region in the semiconductor film 6b is also formed on the semiconductor layer 91b above the gate electrode 6a of the driving transistor 6.

そして、レジスト40aが形成された半導体層91bに対してドライエッチング又はウェットエッチングを施した後、レジスト40aの剥離を行って、図11に示すように、結晶性シリコンからなる第一半導体膜51を第一絶縁膜11上に形成する(第一半導体膜形成工程)。この第一半導体膜51は、半導体膜5bにおける積層領域の範囲に応じたサイズを有しており、その両端部がゲート電極5aの上方に位置している。
なお、駆動トランジスタ6の半導体膜6bにおける第一半導体膜61も同様に第一絶縁膜11上に形成されており、第一半導体膜61は、半導体膜6bの積層領域の範囲に応じて、その一端部がゲート電極6aの上方からはみ出し、他端部がゲート電極6aの上方に位置するサイズを有している。
Then, after dry etching or wet etching is performed on the semiconductor layer 91b on which the resist 40a is formed, the resist 40a is peeled off to form a first semiconductor film 51 made of crystalline silicon as shown in FIG. It forms on the 1st insulating film 11 (1st semiconductor film formation process). The first semiconductor film 51 has a size corresponding to the range of the stacked region in the semiconductor film 5b, and both ends thereof are located above the gate electrode 5a.
The first semiconductor film 61 in the semiconductor film 6b of the driving transistor 6 is also formed on the first insulating film 11 in the same manner, and the first semiconductor film 61 is formed according to the range of the stacked region of the semiconductor film 6b. One end portion protrudes from above the gate electrode 6a, and the other end portion is positioned above the gate electrode 6a.

次いで、図12に示すように、非晶質シリコンからなる半導体層92bを、第一半導体膜51に重ねて第一絶縁膜11上に成膜する(半導体層成膜工程)。なお、駆動トランジスタ6の第一半導体膜61上にも同様に、非晶質シリコンからなる半導体層92bが成膜される。
ここで成膜される半導体層92bは、少なくとも第一半導体膜51(61)と同等の厚みを有しており、より好ましくは第一半導体膜51(61)の厚みよりも僅かに厚い膜厚を有する。そして、成膜された半導体層92bは、第一半導体膜51(61)の上面を覆い、第一半導体膜51(61)の表面の凹凸をカバーするようになっている。
例えば、第一半導体膜51(61)となる半導体層91bの膜厚と、半導体層92bの膜厚は、切れ目無く連続した良好な半導体膜を成膜するために、20[nm]以上であることが好ましく、また、過剰な膜厚増加によるリーク電流の増大を抑えたり、膜厚方向の抵抗によるオン電流の低下を防いだりするなど、好適な電流制御を可能とするために、100[nm]以下であることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 12, a semiconductor layer 92b made of amorphous silicon is formed on the first insulating film 11 so as to overlap the first semiconductor film 51 (semiconductor layer forming step). Similarly, a semiconductor layer 92b made of amorphous silicon is formed on the first semiconductor film 61 of the driving transistor 6.
The semiconductor layer 92b formed here has a thickness at least equal to that of the first semiconductor film 51 (61), and more preferably slightly thicker than the thickness of the first semiconductor film 51 (61). Have The formed semiconductor layer 92b covers the upper surface of the first semiconductor film 51 (61) and covers the unevenness of the surface of the first semiconductor film 51 (61).
For example, the film thickness of the semiconductor layer 91b to be the first semiconductor film 51 (61) and the film thickness of the semiconductor layer 92b are 20 [nm] or more in order to form an excellent continuous semiconductor film. In order to enable suitable current control, such as suppressing an increase in leakage current due to an excessive increase in film thickness, or preventing a decrease in on-current due to resistance in the film thickness direction, 100 [nm] It is preferable that

次いで、図13に示すように、半導体層92b上に、CVD法などによってチャネル保護膜となるシリコン窒化物などの保護絶縁膜9dを成膜する。
そして、図14に示すように、保護絶縁膜9dをフォトリソグラフィー法・エッチング法等によってパターニングして、チャネル保護膜5dを形成する(保護膜形成工程)。このチャネル保護膜5dは、ゲート電極5aの上方に位置する半導体層92bにおける第一半導体膜51と重なっている領域を覆っている。
なお、駆動トランジスタ6のチャネル保護膜6dも同様に形成されており、そのチャネル保護膜6dは、ゲート電極6aの上方に位置する半導体層92bにおける第一半導体膜61と重なっている領域を覆っている。
Next, as shown in FIG. 13, a protective insulating film 9d such as silicon nitride serving as a channel protective film is formed on the semiconductor layer 92b by a CVD method or the like.
Then, as shown in FIG. 14, the protective insulating film 9d is patterned by a photolithography method, an etching method, or the like to form a channel protective film 5d (protective film forming step). The channel protective film 5d covers a region overlapping the first semiconductor film 51 in the semiconductor layer 92b located above the gate electrode 5a.
The channel protective film 6d of the driving transistor 6 is formed in the same manner, and the channel protective film 6d covers a region overlapping the first semiconductor film 61 in the semiconductor layer 92b located above the gate electrode 6a. Yes.

次いで、図15に示すように、チャネル保護膜5dが形成された半導体層92b上に、CVD法などによって不純物半導体膜となる不純物半導体層9fを成膜する(不純物半導体層成膜工程)。
次いで、図16に示すように、フォトリソグラフィーによって不純物半導体層9f及び半導体層92bを連続してパターニングして、不純物半導体膜5f,5g及び第二半導体膜52を形成する(半導体膜形成工程)。そして、この第二半導体膜52と、第二半導体膜52で被覆された第一半導体膜51とを有する半導体膜5bが形成される。
ここで、チャネル保護膜5dは、半導体膜5bにおける第一半導体膜51と第二半導体膜52とが重なった積層領域を覆いつつ、そのチャネル保護膜5dの両端側で、積層領域側の単層領域である第二半導体膜52の一部を覆っている。また、半導体膜5bにおける第二半導体膜52の単層領域は、不純物半導体膜5f,5gに覆われている。
また、フォトリソグラフィーによってコンタクトホール11a〜11cが形成され、コンタクトホール11a〜11c内にコンタクトプラグ20a〜20cが形成される。
Next, as shown in FIG. 15, an impurity semiconductor layer 9f to be an impurity semiconductor film is formed by a CVD method or the like on the semiconductor layer 92b on which the channel protective film 5d is formed (impurity semiconductor layer forming step).
Next, as shown in FIG. 16, the impurity semiconductor layer 9f and the semiconductor layer 92b are successively patterned by photolithography to form the impurity semiconductor films 5f and 5g and the second semiconductor film 52 (semiconductor film forming step). Then, the semiconductor film 5 b including the second semiconductor film 52 and the first semiconductor film 51 covered with the second semiconductor film 52 is formed.
Here, the channel protective film 5d covers the stacked region of the semiconductor film 5b where the first semiconductor film 51 and the second semiconductor film 52 overlap, and is a single layer on the stacked region side at both ends of the channel protective film 5d. A portion of the second semiconductor film 52 that is a region is covered. The single layer region of the second semiconductor film 52 in the semiconductor film 5b is covered with the impurity semiconductor films 5f and 5g.
Further, contact holes 11a to 11c are formed by photolithography, and contact plugs 20a to 20c are formed in the contact holes 11a to 11c.

なお、半導体膜形成工程において、駆動トランジスタ6の不純物半導体膜6f,6g及び第二半導体膜62も同様に形成され、第二半導体膜62と、第二半導体膜62で被覆された第一半導体膜61とを有する半導体膜6bが形成されている(図5参照)。そして、駆動トランジスタ6のチャネル保護膜6dは一端側で、半導体膜6bにおける第一半導体膜61と第二半導体膜62とが重なった積層領域部分を覆いつつ、そのチャネル保護膜6dの他端部で不純物半導体膜6f側の比較的大きな単層領域の一部を覆っている。また、チャネル保護膜6dで覆われない一端側の積層領域部分と半導体膜6bにおける比較的小さな単層領域は、不純物半導体膜6gに覆われており、半導体膜6bにおける比較的大きな単層領域は、不純物半導体膜6fに覆われている。   In the semiconductor film formation step, the impurity semiconductor films 6f and 6g and the second semiconductor film 62 of the driving transistor 6 are formed in the same manner, and the second semiconductor film 62 and the first semiconductor film covered with the second semiconductor film 62 are formed. A semiconductor film 6b having 61 is formed (see FIG. 5). The channel protective film 6d of the drive transistor 6 is on one end side, covering the stacked region portion where the first semiconductor film 61 and the second semiconductor film 62 overlap in the semiconductor film 6b, and the other end of the channel protective film 6d. Covers a part of a relatively large single layer region on the impurity semiconductor film 6f side. In addition, a relatively small single layer region in the semiconductor film 6b and a laminated region portion on one end side that is not covered with the channel protective film 6d are covered with the impurity semiconductor film 6g, and a relatively large single layer region in the semiconductor film 6b is The semiconductor layer is covered with the impurity semiconductor film 6f.

次いで、図17に示すように、トランジスタ基板10上における不純物半導体膜5f,5gと、チャネル保護膜5dと、半導体膜5bと、第一絶縁膜11とを覆う金属膜をスパッタリングで成膜し、その金属膜をフォトリソグラフィーによってパターニングして、一対の不純物半導体膜5f,5g上にソース電極5i及びドレイン電極5hを形成する(ソース・ドレイン形成工程)。
こうしてスイッチトランジスタ5が製造される。なお、駆動トランジスタ6のソース電極6i及びドレイン電極6hも同様に形成されて、駆動トランジスタ6が製造される。
Next, as shown in FIG. 17, a metal film covering the impurity semiconductor films 5f and 5g, the channel protective film 5d, the semiconductor film 5b, and the first insulating film 11 on the transistor substrate 10 is formed by sputtering. The metal film is patterned by photolithography to form the source electrode 5i and the drain electrode 5h on the pair of impurity semiconductor films 5f and 5g (source / drain formation step).
Thus, the switch transistor 5 is manufactured. The source electrode 6i and the drain electrode 6h of the drive transistor 6 are formed in the same manner, and the drive transistor 6 is manufactured.

また、ソース電極及びドレイン電極とともに、走査線2、電圧供給線4、キャパシタ7の電極7bが形成されるようになっている(図5、図6参照)。
更に、スイッチトランジスタ5および駆動トランジスタ6が形成された後に、ITO膜を堆積してからパターニングして画素電極8aを形成する(図5参照)。
次いで、スイッチトランジスタ5や駆動トランジスタ6を覆うように、第二絶縁膜12を成膜する(図5、図6参照)。なお、第二絶縁膜12は、第一絶縁膜11と同様に、プラズマCVDによって窒化シリコン等を成膜したものである。この第二絶縁膜12をフォトリソグラフィーでパターニングすることで画素電極8aの中央部が露出する開口部12aを形成する(図5参照)。
次いで、ポリイミド等の感光性樹脂を堆積後、露光して画素電極8aが露出する開口部13aを有する格子状のバンク13を形成する(図5参照)。
次いで、バンク13の開口部13aに、正孔注入層8bや発光層8cとなる材料が溶媒に溶解または分散された液状体を塗布し、その液状体を乾燥させることによって、キャリア輸送層である正孔注入層8bや発光層8cを順次成膜する(図5参照)。
次いで、バンク13の上及び発光層8cの上に対向電極8dを一面に成膜することで、EL素子8が製造されて(図5、図6参照)、ELパネル1が製造される。
In addition to the source electrode and the drain electrode, the scanning line 2, the voltage supply line 4, and the electrode 7b of the capacitor 7 are formed (see FIGS. 5 and 6).
Further, after the switch transistor 5 and the drive transistor 6 are formed, an ITO film is deposited and then patterned to form the pixel electrode 8a (see FIG. 5).
Next, a second insulating film 12 is formed so as to cover the switch transistor 5 and the drive transistor 6 (see FIGS. 5 and 6). The second insulating film 12 is formed by depositing silicon nitride or the like by plasma CVD, as with the first insulating film 11. The second insulating film 12 is patterned by photolithography to form an opening 12a through which the central portion of the pixel electrode 8a is exposed (see FIG. 5).
Next, after depositing a photosensitive resin such as polyimide, exposure is performed to form a lattice bank 13 having an opening 13a through which the pixel electrode 8a is exposed (see FIG. 5).
Next, a liquid material in which a material for forming the hole injection layer 8b and the light emitting layer 8c is dissolved or dispersed in a solvent is applied to the opening 13a of the bank 13, and the liquid material is dried to form a carrier transport layer. A hole injection layer 8b and a light emitting layer 8c are sequentially formed (see FIG. 5).
Next, the EL element 8 is manufactured by forming the counter electrode 8d on the entire surface of the bank 13 and the light emitting layer 8c (see FIGS. 5 and 6), and the EL panel 1 is manufactured.

以上のように、スイッチトランジスタ5は、結晶性シリコンの第一半導体膜51と非晶質シリコンの第二半導体膜52とが重なっている積層領域の両端側が、非晶質シリコンである第二半導体膜52の単層領域となっている半導体膜5bを有しており、チャネル保護膜5dは、半導体膜5bにおける積層領域を覆いつつ、そのチャネル保護膜5dの両端側で、積層領域側の単層領域の一部を覆っている。
また、一対の不純物半導体膜5f,5gが対向する方向に沿うチャネル保護膜5dの長さは、半導体膜5bにおける第一半導体膜51と第二半導体膜52とが重なっている積層領域の長さより長く、ゲート電極5aの長さより短く形成されている。
そして、ソース・ドレイン領域となる不純物半導体膜5f,5gは、結晶性シリコンの第一半導体膜51と直接接触せず、半導体膜5bにおける非晶質シリコンの単層領域である第二半導体膜52と接することで、ドレイン電極5hとソース電極5iとが不純物半導体膜5f,5gを介して半導体膜5bと電気的に接続するので、結晶性シリコン内の欠陥に起因する電気的欠陥の発生が抑えられて、リーク電流が発生し難くなっている。また、半導体膜5bの積層領域における電流経路に、結晶性シリコンからなる第一半導体膜51が設けられていることで、オン電流の向上が図られている。
As described above, the switch transistor 5 includes the second semiconductor in which both ends of the stacked region where the first semiconductor film 51 of crystalline silicon and the second semiconductor film 52 of amorphous silicon overlap each other are amorphous silicon. The semiconductor film 5b is a single-layer region of the film 52, and the channel protective film 5d covers the stacked region in the semiconductor film 5b and is on both sides of the channel protective film 5d. Covers part of the layer area.
The length of the channel protective film 5d along the direction in which the pair of impurity semiconductor films 5f and 5g face each other is longer than the length of the stacked region where the first semiconductor film 51 and the second semiconductor film 52 overlap in the semiconductor film 5b. It is long and shorter than the length of the gate electrode 5a.
The impurity semiconductor films 5f and 5g serving as source / drain regions are not in direct contact with the first semiconductor film 51 made of crystalline silicon, and the second semiconductor film 52 which is a single layer area of amorphous silicon in the semiconductor film 5b. Since the drain electrode 5h and the source electrode 5i are electrically connected to the semiconductor film 5b through the impurity semiconductor films 5f and 5g, the generation of electrical defects due to defects in the crystalline silicon is suppressed. As a result, leakage current is less likely to occur. Further, the on-current is improved by providing the first semiconductor film 51 made of crystalline silicon in the current path in the stacked region of the semiconductor film 5b.

また、駆動トランジスタ6は、結晶性シリコンの第一半導体膜61と非晶質シリコンの第二半導体膜62とからなる半導体膜6bを有しており、第一半導体膜61と第二半導体膜62とが重なっている積層領域が、チャネル保護膜6dから不純物半導体膜6gの下面にかけて配されており、チャネル保護膜6dの他端側から不純物半導体膜6fの下面にかけて非晶質シリコンの単層領域である第二半導体膜62が配されている。
この駆動トランジスタ6は、ソース・ドレイン間の電流の向きが、不純物半導体膜6f側の単層領域(第二半導体膜62)から、不純物半導体膜6g側の単層領域(第二半導体膜62)に向かう一方向に定まっているものであり、電流の上流側となる不純物半導体膜6fが、結晶性シリコンの第一半導体膜61と直接接触せず、半導体膜6bにおける非晶質シリコンの単層領域である第二半導体膜62と接している。
そして、ドレイン電極6hとソース電極6iとが不純物半導体膜6f,6gを介して半導体膜6bにおける非晶質シリコンの第二半導体膜62と電気的に接続するので、結晶性シリコンに起因するホールエレクトロンペアの発生が抑えられて、リーク電流が発生し難くなっている。また、半導体膜6bの積層領域における電流経路に、結晶性シリコンからなる第一半導体膜61が設けられていることで、オン電流の向上が図られている。
特に、電流方向に対し、結晶性シリコンの第一半導体膜61と非晶質シリコンの第二半導体膜62とが重なっている積層領域の長さをより長くして、半導体膜6bにおける結晶性シリコンの割合を多くすることで、トランジスタに電流が流れ易くなるので、トランジスタサイズを小さくしても、より大きな電流を流すことが可能になって、EL素子8の発光輝度を向上させ、ELパネル1の表示性能を良好なものにすることができる。
The driving transistor 6 includes a semiconductor film 6 b composed of a first semiconductor film 61 made of crystalline silicon and a second semiconductor film 62 made of amorphous silicon, and the first semiconductor film 61 and the second semiconductor film 62. Are stacked from the channel protective film 6d to the lower surface of the impurity semiconductor film 6g, and from the other end of the channel protective film 6d to the lower surface of the impurity semiconductor film 6f, a single layer region of amorphous silicon. The second semiconductor film 62 is disposed.
In the driving transistor 6, the direction of the current between the source and the drain is changed from a single layer region (second semiconductor film 62) on the impurity semiconductor film 6f side to a single layer region (second semiconductor film 62) on the impurity semiconductor film 6g side. The impurity semiconductor film 6f on the upstream side of the current is not in direct contact with the first semiconductor film 61 of crystalline silicon, and is a single layer of amorphous silicon in the semiconductor film 6b. It is in contact with the second semiconductor film 62 which is a region.
Since the drain electrode 6h and the source electrode 6i are electrically connected to the amorphous silicon second semiconductor film 62 in the semiconductor film 6b through the impurity semiconductor films 6f and 6g, the hole electrons caused by crystalline silicon. Generation of a pair is suppressed, and a leak current is hardly generated. Further, since the first semiconductor film 61 made of crystalline silicon is provided in the current path in the stacked region of the semiconductor film 6b, the on-current is improved.
In particular, the length of the stacked region in which the first semiconductor film 61 made of crystalline silicon and the second semiconductor film 62 made of amorphous silicon overlap with each other in the current direction is made longer, and the crystalline silicon in the semiconductor film 6b is made longer. By increasing the ratio, it becomes easier for current to flow through the transistor. Therefore, even if the transistor size is reduced, it is possible to flow a larger current, so that the light emission luminance of the EL element 8 is improved and the EL panel 1 is improved. Display performance can be improved.

このように、結晶性シリコンの第一半導体膜(51、61)と非晶質シリコンの第二半導体膜(52、62)とからなる半導体膜(5b、6b)を有するスイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6は、結晶性シリコンによるオン電流の向上が図られつつ、リーク電流の低減が図られており、高いオン電流と低いリーク電流を両立した好適なトランジスタであるといえる。   Thus, the switch transistor 5 and the drive transistor having the semiconductor films (5b, 6b) composed of the first semiconductor films (51, 61) made of crystalline silicon and the second semiconductor films (52, 62) made of amorphous silicon. 6 can be said to be a suitable transistor that achieves both a high on-current and a low leakage current because the on-current is improved by crystalline silicon and the leakage current is reduced.

また、図18に示すように、1つの画素Pにつき、3つのトランジスタ(スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、保持トランジスタ55)及びキャパシタ7及びEL素子8が設けられているELパネルの場合、保持トランジスタ55は、スイッチトランジスタ5と同様に、ソース・ドレイン間の電流の向きが定まっていないので、結晶性シリコンの第一半導体膜と非晶質シリコンの第二半導体膜とが重なっている積層領域の両端側が非晶質シリコンの単層領域となっているスイッチトランジスタ5と同じタイプの半導体膜を備えるトランジスタとすればよい。   As shown in FIG. 18, in the case of an EL panel provided with three transistors (switch transistor 5, drive transistor 6, and holding transistor 55), capacitor 7, and EL element 8 for each pixel P, the holding transistor is used. Similarly to the switch transistor 5, the direction of the current between the source and the drain is not fixed, so that the first layer of crystalline silicon and the second layer of amorphous silicon overlap each other. What is necessary is just to set it as the transistor provided with the semiconductor film of the same type as the switch transistor 5 in which both end sides are single layer regions of amorphous silicon.

そして、以上のように形成されて製造されたELパネル1は、各種電子機器の表示パネルとして用いられる。
例えば、図19に示す、携帯電話機200の表示パネル1aや、図20(a)(b)に示す、デジタルカメラ300の表示パネル1bや、図21に示す、パーソナルコンピュータ400の表示パネル1cに、ELパネル1を適用することができる。
The EL panel 1 formed and manufactured as described above is used as a display panel for various electronic devices.
For example, the display panel 1a of the mobile phone 200 shown in FIG. 19, the display panel 1b of the digital camera 300 shown in FIGS. 20A and 20B, the display panel 1c of the personal computer 400 shown in FIG. The EL panel 1 can be applied.

なお、以上の実施の形態においては、第一絶縁膜11上に、結晶性シリコン(マイクロクリスタルシリコン)からなる半導体層91bを成膜し、その半導体層91bをパターニングして第一半導体膜51、61を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコンの第一半導体膜51、61を形成した後に、その非晶質シリコンを結晶性シリコンに結晶化させる処理を施して、結晶性シリコンからなる第一半導体膜51、61を形成してもよい。   In the above embodiment, the semiconductor layer 91b made of crystalline silicon (microcrystal silicon) is formed on the first insulating film 11, and the semiconductor layer 91b is patterned to form the first semiconductor film 51, However, the present invention is not limited to this. For example, after the first semiconductor films 51 and 61 of amorphous silicon are formed, the amorphous silicon is crystallized into crystalline silicon. Processing may be performed to form the first semiconductor films 51 and 61 made of crystalline silicon.

また、以上の実施の形態においては、駆動トランジスタ6の半導体膜6bにおける積層領域の一端側に比較的小さな単層領域があり、その積層領域の他端側に比較的大きな単層領域があるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、積層領域の一端側には単層領域がなく、ソース側の不純物半導体膜6gの端まで積層領域が達していてもよい。   Further, in the above embodiment, when there is a relatively small single layer region on one end side of the stacked region in the semiconductor film 6b of the drive transistor 6, and there is a relatively large single layer region on the other end side of the stacked region. However, the present invention is not limited to this. For example, there may be no single-layer region on one end side of the stacked region, and the stacked region may reach the end of the impurity semiconductor film 6g on the source side.

また、以上の実施の形態においては、電界が集中する半導体層のドレイン端側で空乏化される空乏層の幅が0.1[μm]以下であるので、第一半導体膜部分に相当する積層領域の端部が、チャネル保護膜の端部よりもチャネル長方向に0.2[μm]内側に位置していれば、その空乏化される範囲には積層領域が含まれなくなり、空乏化される半導体層部分は、内在欠陥の少ない非晶質シリコンからなる第二半導体膜で構成されるようになるので、結晶性シリコンの電子的欠陥に起因するリーク電流の発生を低減することができるとしたが、空乏化される半導体層部分全てが非晶質シリコンからなる第二半導体膜で構成されるようにする必要はなく、空乏化される半導体層部分に占める第二半導体膜の構成領域が多ければ多いほどリーク電流の発生をより低減することができる。   In the above embodiment, since the width of the depletion layer depleted on the drain end side of the semiconductor layer where the electric field is concentrated is 0.1 [μm] or less, the stack corresponding to the first semiconductor film portion. If the end of the region is located 0.2 [μm] inward in the channel length direction with respect to the end of the channel protective film, the depleted range does not include the stacked region and is depleted. Since the semiconductor layer portion is composed of the second semiconductor film made of amorphous silicon with few intrinsic defects, it is possible to reduce the occurrence of leakage current due to electronic defects of crystalline silicon. However, it is not necessary that the entire semiconductor layer portion to be depleted is composed of the second semiconductor film made of amorphous silicon, and the constituent region of the second semiconductor film occupying the semiconductor layer portion to be depleted is The higher the leakage current Can be further reduced.

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。   In addition, it is needless to say that other specific detailed structures can be appropriately changed.

1 ELパネル
2 走査線
3 信号線
4 電圧供給線
5 スイッチトランジスタ(トランジスタ)
6 駆動トランジスタ(トランジスタ)
5a、6a ゲート電極
5b、6b 半導体膜
51、61 第一半導体膜
52、62 第二半導体膜
5d、6d チャネル保護膜(保護膜)
5f、6f 不純物半導体膜
5g、6g 不純物半導体膜
5h、6h ドレイン電極
5i、6i ソース電極
7 キャパシタ
8 EL素子
91b、92b 半導体層
9d 保護絶縁膜
9f 不純物半導体層
10 トランジスタ基板
11 第一絶縁膜
12 第二絶縁膜
13 バンク
55 保持トランジスタ(トランジスタ)
1 EL panel 2 Scan line 3 Signal line 4 Voltage supply line 5 Switch transistor (transistor)
6 Drive transistor (transistor)
5a, 6a Gate electrode 5b, 6b Semiconductor film 51, 61 First semiconductor film 52, 62 Second semiconductor film 5d, 6d Channel protective film (protective film)
5f, 6f Impurity semiconductor film 5g, 6g Impurity semiconductor film 5h, 6h Drain electrode 5i, 6i Source electrode 7 Capacitor 8 EL element 91b, 92b Semiconductor layer 9d Protective insulating film 9f Impurity semiconductor layer 10 Transistor substrate 11 First insulating film 12 First Two insulating films 13 Bank 55 Holding transistor (transistor)

Claims (5)

基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられる結晶性シリコンからなる第一半導体膜と、前記絶縁膜上で前記第一半導体膜を被覆する非晶質シリコンからなる第二半導体膜と、
前記第二半導体膜の少なくとも一部領域を覆う保護膜と、
前記保護膜を挟んでチャネル長方向に対向する一対の不純物半導体膜と、
前記一対の不純物半導体膜上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
を備え、
前記第二半導体膜は、前記第一半導体膜と重なっている積層領域と前記第一半導体膜と重なっていない単層領域とを有し、
前記積層領域の一方の端部と前記第二半導体膜の前記単層領域との境界は前記保護膜端部よりも内側に位置し、前記積層領域の他方の端部は前記一対の不純物半導体膜における一方の不純物半導体膜の下面側に位置し、
前記一対の不純物半導体膜における他方の不純物半導体膜の下面側には、前記第二半導体膜の前記単層領域が位置していることを特徴とするトランジスタ。
A gate electrode formed on the substrate;
An insulating film covering the gate electrode;
A first semiconductor film made of crystalline silicon provided on the insulating film; a second semiconductor film made of amorphous silicon covering the first semiconductor film on the insulating film;
A protective film covering at least a partial region of the second semiconductor film;
A pair of impurity semiconductor films opposed in the channel length direction with the protective film interposed therebetween;
A source electrode and a drain electrode formed on the pair of impurity semiconductor films;
With
The second semiconductor film, and a single-layer region, which does not overlap with the first semiconductor film and the heavy going on stacking region and the first semiconductor film,
The boundary between one end of the stacked region and the single layer region of the second semiconductor film is located inside the protective film end , and the other end of the stacked region is the pair of impurity semiconductor films. Located on the lower surface side of one impurity semiconductor film in
The transistor, wherein the single-layer region of the second semiconductor film is located on a lower surface side of the other impurity semiconductor film in the pair of impurity semiconductor films .
前記層領域の前記一方の端部前記保護膜端部よりも0.2〜2μm内側に位置していることを特徴とする請求項1に記載のトランジスタ。 The transistor of claim 1 wherein one end of said product layer region, characterized in that located 0.2~2μm inside than the protective film ends. 前記保護膜のチャネル長方向の長さは、前記ゲート電極のチャネル長方向の長さ以下となることを特徴とする請求項1又は2に記載のトランジスタ。   3. The transistor according to claim 1, wherein a length of the protective film in a channel length direction is equal to or less than a length of the gate electrode in a channel length direction. 当該トランジスタは、前記一対の不純物半導体膜の前記他方の不純物半導体膜側の前記単層領域から前記積層領域を通じて前記一方の不純物半導体膜側の前記単層領域に向かう一方向に電流を流す駆動素子として用いられることを特徴とする請求項に記載のトランジスタ。 The transistor, the pair of impurity semiconductor layer of the other of the impurity semiconductor film side of the single layer area from the current flow in one direction towards the single-layer region of said one impurity semiconductor film side through the deposition area drive element The transistor according to claim 1 , wherein the transistor is used as a transistor. ゲート電極が形成された基板を被覆する絶縁膜上における、前記ゲート電極の上方に対応する位置に少なくとも一方の端部を配し、結晶性シリコンからなる第一半導体膜を形成する第一半導体膜形成工程と、
非晶質シリコンからなる第二半導体層を、前記第一半導体膜に重ねて前記絶縁膜上に成膜して、前記第二半導体膜が前記第一半導体膜に重なっている積層領域と前記第一半導体膜と重なっていない単層領域とを有するように形成する第二半導体層成膜工程と、
前記ゲート電極の上方に位置し、前記第二半導体層の前記積層領域上に、保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜が形成された前記半導体層上に、不純物半導体層を成膜し、前記不純物半導体層及び前記半導体層をパターニングして、前記保護膜を挟んでチャネル長方向に対向する一対の不純物半導体膜と、その下に配される第二半導体膜と、を形成する半導体膜形成工程と、
前記一対の不純物半導体膜上にソース電極及びドレイン電極を形成するソース・ドレイン形成工程と、
を備え、
前記積層領域の一方の端部と前記第二半導体膜の前記単層領域との境界が前記保護膜端部よりも内側に位置し、前記積層領域の他方の端部が前記一対の不純物半導体膜における一方の不純物半導体膜の下面側に位置し、前記一対の不純物半導体膜における他方の不純物半導体膜の下面側に前記第二半導体膜の前記単層領域が位置するように設けられることを特徴とするトランジスタの製造方法。
A first semiconductor film that forms a first semiconductor film made of crystalline silicon by disposing at least one end on a position corresponding to the upper side of the gate electrode on an insulating film covering the substrate on which the gate electrode is formed Forming process;
A second semiconductor layer made of amorphous silicon is formed on the insulating film so as to overlap the first semiconductor film, and the stacked region in which the second semiconductor film overlaps the first semiconductor film and the first semiconductor film are formed. a second semiconductor layer forming step of forming to have a single-walled region, which does not overlap with the first semiconductor film,
A protective film forming step of forming a protective film on the stacked region of the second semiconductor layer, located above the gate electrode;
A pair of impurity semiconductors facing each other in the channel length direction with the protective film sandwiched between the semiconductor layer on which the protective film is formed, an impurity semiconductor layer is formed, the impurity semiconductor layer and the semiconductor layer are patterned A semiconductor film forming step of forming a film and a second semiconductor film disposed under the film,
A source / drain formation step of forming a source electrode and a drain electrode on the pair of impurity semiconductor films;
With
The boundary between the single layer area is located inside the said protective film end and the other end of the pair of impurity semiconductor film of the laminated area of the one end portion and the second semiconductor film of the laminated area Wherein the single-layer region of the second semiconductor film is located on the lower surface side of the other impurity semiconductor film of the pair of impurity semiconductor films. A method for manufacturing a transistor.
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