專利名稱：半導(dǎo)體裝置、有源矩陣基板以及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備晶體管的半導(dǎo)體裝置、使用該半導(dǎo)體裝置的有源矩陣基板以及顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，例如液晶顯示裝置作為與以往的布勞恩管相比具有薄型、輕量等優(yōu)點(diǎn)的平板顯示器被廣泛利用于液晶電視、監(jiān)視器、便攜電話等。在這樣的液晶顯示裝置中，多條數(shù)據(jù)配線(源極配線)和多條掃描配線(柵極配線)配線成矩陣狀。另外，液晶顯示裝置具備像素配置成矩陣狀的有源矩陣基板，像素具有位于數(shù)據(jù)配線與掃描配線的交叉部的附近的薄膜晶體管(TFT :Thin-Film Transistor，下面簡稱為“TFT”。)等開關(guān)元件和連接到該開關(guān)元件的像素電極。有源矩陣基板一般除了作為上述開關(guān)元件的像素驅(qū)動用的薄膜晶體管以外，還具備周邊電路用的薄膜晶體管。而且，有源矩陣基板在使用于帶觸摸面板的液晶顯示裝置、帶照度傳感器(環(huán)境傳感器)的液晶顯示裝置等的情況下，還具備作為光傳感器的光電二極管(薄膜二極管，TFD)。即，有源矩陣基板具有半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體裝置具備多個薄膜晶體管、光電二極管等。近年來，在如上所述內(nèi)置光傳感器的液晶面板、內(nèi)置像素存儲器的液晶面板等中， 為了與低消耗電力化的要求對應(yīng)，謀求薄膜晶體管(晶體管)的漏電流的降低。具體地， 作為抑制晶體管的漏電流的結(jié)構(gòu)，已知如下LDD結(jié)構(gòu)其在溝道區(qū)域與源極區(qū)域以及漏極區(qū)域之間的至少一方設(shè)有電阻值比源極區(qū)域和漏極區(qū)域高的低濃度雜質(zhì)區(qū)域(LDD區(qū)域 Lightly Doped Drain)。另外也提出了一種為了來自背光源裝置的照明光不入射到晶體管，在晶體管中設(shè)有遮光膜，抑制光漏電流的構(gòu)成(例如，參照特開2003-8026號公報)。在如上所述在晶體管中設(shè)有遮光膜的構(gòu)成中，在該遮光膜由金屬等導(dǎo)體形成的情況下，該遮光膜處于電浮動的狀態(tài)(漂浮狀態(tài))。這樣，遮光膜與晶體管的漏極區(qū)域進(jìn)行電容耦合，該遮光膜的電位變動，漏電流流動。即，即使柵極電壓為0V，也有時漏電流根據(jù)遮光膜的電位而流動。對此，例如特開2002-57341號公報公開的那樣，提出了采用對遮光膜施加電壓的雙柵結(jié)構(gòu)的晶體管的方案。在該雙柵結(jié)構(gòu)的晶體管中，將通常的柵極電極設(shè)為頂柵電極，將包括導(dǎo)體的遮光膜設(shè)為底柵電極。并且，通過對這些頂柵電極和底柵電極進(jìn)行電壓施加，防止底柵電極(遮光膜)處于漂浮狀態(tài)，抑制漏電流的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在如上述特開2002-57341號公報所公開的構(gòu)成中，半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，裝置整體大型化，并且制造工序也增加。具體地，在上述構(gòu)成中，因?yàn)閷敄烹姌O和底柵電極進(jìn)行電壓施加，所以需要形成用于對頂柵電極和底柵電極提供電壓的配線。
另外，在上述構(gòu)成中，需要形成底柵電極專用的接觸孔。并且，該接觸孔的形成需要與針對晶體管的半導(dǎo)體層(硅層)所包含的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的接觸孔的形成分開地進(jìn)行。即，在上述構(gòu)成中，因?yàn)榈讝烹姌O位于晶體管的比半導(dǎo)體層靠基板側(cè)，所以當(dāng)同時形成針對底柵電極的接觸孔和針對源極區(qū)域和漏極區(qū)域的接觸孔時，會不必要地蝕刻底柵電極與源極區(qū)域以及漏極區(qū)域之間的基底絕緣膜。這樣，有可能產(chǎn)生基底絕緣膜的穿透等。本發(fā)明的目的在于在能降低漏電流的半導(dǎo)體裝置中，不會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者裝置大型化地得到能容易制造的構(gòu)成。本發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備具有主柵極電極和輔助柵極電極的晶體管，并且具備半導(dǎo)體層，其設(shè)于上述主柵極電極與上述輔助柵極電極之間；以及遮光膜，其對形成于上述半導(dǎo)體層的載流子生成區(qū)域的一方側(cè)進(jìn)行遮光，上述主柵極電極的電位由通過連接到該主柵極電極的信號配線提供的柵極信號進(jìn)行控制，上述輔助柵極電極的電位根據(jù)該輔助柵極電極和上述主柵極電極的電容耦合來決定。根據(jù)上述的一實(shí)施方式，在能降低漏電流的半導(dǎo)體裝置中，不會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜且大型化地得到能容易制造的構(gòu)成。


圖1是示出第1實(shí)施方式的液晶顯示裝置的構(gòu)成的截面圖。圖2是示意性示出圖1所示的液晶面板的構(gòu)成的圖。圖3是示出圖2所示的開關(guān)部的等價電路的電路圖。圖4是示出開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖5 (a)和圖5(b)分別是圖4中的Va-Va線截面圖和Vb-Vb線截面圖。圖6是示出變更開關(guān)部的各部的電容比的情況下的頂柵電極的端子電壓和底柵電極的電位的關(guān)系的坐標(biāo)圖。圖7是示出開關(guān)部中底柵電極的電位和低濃度雜質(zhì)區(qū)域的電阻值的關(guān)系的坐標(biāo)圖。圖8是示出第2實(shí)施方式的開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖9是圖8中的IX-IX線截面圖
圖10是示出第3實(shí)施方式的開關(guān)部的等價電路的電路圖。圖11是示出圖10中的開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖12(a)和圖12(b)分別是圖11的X II a_X II a線截面圖和X II b_X II b線截面圖。圖13是示出第4實(shí)施方式的開關(guān)部的等價電路的電路圖。圖14是示出圖13中的開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖15 (a)和圖15 (b)分別是圖14的XVa-XVa線截面圖和XVb-XVb線截面圖。圖16是示出第5實(shí)施方式的開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖17(a)和圖 17(b)分別是圖 16 的 XV II a_XV II a 線截面圖和 XV II b_XV II b線截面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備具有主柵極電極和輔助柵極電極的晶體管，并且具備半導(dǎo)體層，其設(shè)于上述主柵極電極與上述輔助柵極電極之間；以及遮光膜，其對形成于上述半導(dǎo)體層的載流子生成區(qū)域的一方側(cè)進(jìn)行遮光，上述主柵極電極的電位由通過連接到該主柵極電極的信號配線提供的柵極信號進(jìn)行控制，上述輔助柵極電極的電位根據(jù)該輔助柵極電極和上述主柵極電極的電容耦合來決定(第1構(gòu)成)。通過上述的構(gòu)成，因?yàn)檩o助柵極電極的電位根據(jù)該輔助柵極電極與主柵極電極之間的電容來決定，所以不必為了控制該輔助柵極電極的電位而針對該輔助柵極電極連接配線。因此，能相應(yīng)地將半導(dǎo)體裝置設(shè)為簡單的構(gòu)成，能容易制造該半導(dǎo)體裝置。因此，在能降低漏電流的半導(dǎo)體裝置中，能不會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者裝置大型化地得到能容易制造的構(gòu)成。另外，在上述第1構(gòu)成中，也可以是，上述晶體管形成于基板上，上述主柵極電極包括設(shè)于上述半導(dǎo)體層的與上述基板相反的一側(cè)的頂柵電極，上述輔助柵極電極包括設(shè)于上述半導(dǎo)體層的上述基板側(cè)的底柵電極(第2構(gòu)成)。在該情況下，頂柵電極的電位由通過連接到該頂柵電極的信號配線提供的柵極信號進(jìn)行控制，另一方面，底柵電極的電位根據(jù)該底柵電極和頂柵電極的電容耦合來決定。另外，在上述第2構(gòu)成中，優(yōu)選上述底柵電極被用作上述遮光膜(第3構(gòu)成)。由此，能防止半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者該裝置大型化，并且能容易制造半導(dǎo)體
直ο另外，在上述第1至第3構(gòu)成中的任一構(gòu)成中，優(yōu)選上述晶體管是N型晶體管，對該晶體管的端子電壓、以及在上述主柵極電極與輔助柵極電極之間形成的電容進(jìn)行了設(shè)定，使得在上述主柵極電極的電位為上述晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況下， 上述輔助柵極電極的電位為負(fù)電位(第4構(gòu)成)。另一方面，也可以是，上述晶體管是P型晶體管，對該晶體管的端子電壓、以及在上述主柵極電極與輔助柵極電極之間形成的電容進(jìn)行了設(shè)定，使得在上述主柵極電極的電位為上述晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況下， 上述輔助柵極電極的電位為正電位(第5構(gòu)成)。通過這些構(gòu)成，能將晶體管設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)。因此，通過上述的構(gòu)成，能將產(chǎn)生的漏電流設(shè)為與未設(shè)置輔助柵極電極且未照射光的狀態(tài)的漏電流相等。另外，在上述第1至第5構(gòu)成中的任一構(gòu)成中，也可以是，上述半導(dǎo)體層包含溝道區(qū)域、低濃度雜質(zhì)區(qū)域以及高濃度區(qū)域，上述載流子生成區(qū)域具有上述低濃度雜質(zhì)區(qū)域、上述高濃度區(qū)域的一部分、以及上述溝道區(qū)域中的上述高濃度區(qū)域側(cè)的一部分，上述遮光膜以位于上述載流子生成區(qū)域的一方側(cè)的方式設(shè)置(第6構(gòu)成)。
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由此，能防止光入射到載流子生成區(qū)域，能降低漏電流。另外，在上述第1至第5構(gòu)成中的任一構(gòu)成中，也可以是，上述半導(dǎo)體層包含偏置區(qū)域和高濃度區(qū)域，上述載流子生成區(qū)域具有上述偏置區(qū)域和上述高濃度區(qū)域的一部分，上述遮光膜以位于上述載流子生成區(qū)域的一方側(cè)的方式設(shè)置(第7構(gòu)成)。由此，能防止光入射到載流子生成區(qū)域，能降低漏電流。另外，在上述第1至第7構(gòu)成中的任一構(gòu)成中，優(yōu)選頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管與具有上述主柵極電極和上述輔助柵極電極的上述晶體管串聯(lián)連接(第8構(gòu)成)。這樣，能使每1個晶體管的源極/漏極間電壓下降，能抑制漏電流。另外，在上述第8構(gòu)成中，也可以是，串聯(lián)連接的多個晶體管中的由外部施加漏極電壓的晶體管是上述頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管(第9構(gòu)成)。由此，能抑制在晶體管的截止?fàn)顟B(tài)下，輔助柵極電極的電位由于漏極電壓的影響而變動。另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式的有源矩陣基板使用上述第1至第9構(gòu)成中的任一構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置(第10構(gòu)成)。由此，能容易得到小型且低消耗電力化的有源矩陣基板。另外，本發(fā)明的一實(shí)施方式的顯示裝置使用上述第1至第9構(gòu)成中的任一構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置(第11構(gòu)成)。由此，能容易得到小型且低消耗電力化的顯示裝置。下面，參照附圖對半導(dǎo)體裝置、有源矩陣基板以及顯示裝置的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在下面的說明中，例示將本發(fā)明的一實(shí)施方式應(yīng)用于有源矩陣基板所使用的像素電極用的開關(guān)部的情況進(jìn)行說明。另外，各圖中的構(gòu)成部件的尺寸并非如實(shí)地表示實(shí)際的構(gòu)成部件的尺寸和各構(gòu)成部件的尺寸比率等。[第1實(shí)施方式]圖1是示出第1實(shí)施方式的液晶顯示裝置的構(gòu)成的截面圖。在圖1中，液晶顯示裝置1具備圖1的上側(cè)為視覺識別側(cè)(顯示面?zhèn)?的液晶面板2;以及背光源裝置3，其配置于該液晶面板2的非顯示面?zhèn)?圖1的下側(cè))，針對該液晶面板2照射照明光。液晶面板2具備彩色濾光片基板4和有源矩陣基板5，其構(gòu)成一對基板；偏振板 6、7，其分別配置于彩色濾光片基板4和有源矩陣基板5的各外側(cè)表面。在彩色濾光片基板4與有源矩陣基板5之間設(shè)有省略圖示的液晶層。另外，彩色濾光片基板4和有源矩陣基板5使用平板狀的透明的玻璃材料或者丙烯酸樹脂等透明的合成樹脂。偏振板6、7使用 TAC(三醋酸纖維素)或者PVA(聚乙烯醇)等樹脂膜。偏振板6、7以覆蓋設(shè)于液晶面板2 的顯示面的至少有效顯示區(qū)域的方式貼合于彩色濾光片基板4或者有源矩陣基板5。另外，有源矩陣基板5構(gòu)成上述一對基板的一方基板。在該有源矩陣基板5中根據(jù)液晶面板2的顯示面所包含的多個像素設(shè)有像素電極、薄膜晶體管(TFT:Thin Film Transistor)等(詳細(xì)后述)。另外，在該有源矩陣基板5中，如后詳述，包含上述薄膜晶體管的本實(shí)施方式的開關(guān)部(半導(dǎo)體裝置)按像素單位設(shè)置。另一方面，彩色濾光片基板4 構(gòu)成一對基板的另一方基板，在該彩色濾光片基板4上設(shè)有彩色濾光片、相對電極等(未圖示)°
另外，在液晶面板2中設(shè)有FPC(Flexible Printed Circuit 柔性印刷電路)8， FPC 8連接到進(jìn)行該液晶面板2的驅(qū)動控制的控制裝置(未圖示)。液晶面板2基于通過 FPC8從控制裝置輸入的信號，使上述液晶層按像素單位進(jìn)行動作，在顯示面上顯示圖像。此外，液晶面板2的液晶模式、像素的結(jié)構(gòu)是任意的。另外，液晶面板2的驅(qū)動模式也是任意的。即，作為液晶面板2，能使用可顯示字符、圖像等的任意的液晶面板。此外， 圖1中未圖示液晶面板2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，也省略其說明。背光源裝置3具備作為光源的發(fā)光二極管9和與發(fā)光二極管9相對配置的導(dǎo)光板 10。另外，在背光源裝置3中，以在導(dǎo)光板10的上方配置有液晶面板2的狀態(tài)利用外框14 保持發(fā)光二極管9和導(dǎo)光板10。另外，外殼11抵接于彩色濾光片基板4。由此將背光源裝置3組裝于液晶面板2，構(gòu)成來自該背光源裝置3的照明光入射到液晶面板2的透射型的液晶顯示裝置1的一部分。導(dǎo)光板10使用例如透明的丙烯酸樹脂等合成樹脂，來自發(fā)光二極管9的光入射到導(dǎo)光板10。在導(dǎo)光板10的與液晶面板2相反的一側(cè)(相對面?zhèn)?配置有反射片12。另外， 在導(dǎo)光板10的液晶面板2側(cè)(發(fā)光面?zhèn)?設(shè)有透鏡片、擴(kuò)散片等光學(xué)片13。由此，在導(dǎo)光板10的內(nèi)部被引導(dǎo)向規(guī)定的導(dǎo)光方向(圖1中從左側(cè)向右側(cè)的方向)的來自發(fā)光二極管 9的光轉(zhuǎn)換為具有均勻亮度的平面狀的上述照明光而賦予液晶面板2。此外，在上述說明中，對使用具有導(dǎo)光板10的邊光型的背光源裝置3的構(gòu)成進(jìn)行說明，但本實(shí)施方式不限于此，可以使用直下型的背光源裝置。另外，也可以使用具有發(fā)光二極管以外的冷陰極熒光管、熱陰極熒光管等其它光源的背光源裝置。接著，也參照圖2和圖3對本實(shí)施方式的液晶面板2具體地進(jìn)行說明。圖2是用于說明圖1所示的液晶面板的面板內(nèi)的構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。圖3是示出圖2所示的開關(guān)部的等價電路的電路圖。在圖2中，液晶顯示裝置1(圖1)具備面板控制部15，其進(jìn)行顯示字符、圖像等的液晶面板2(圖1)的驅(qū)動控制；以及源極驅(qū)動器16和柵極驅(qū)動器17，其基于來自該面板控制部15的指示信號進(jìn)行動作。面板控制部15設(shè)于上述控制裝置內(nèi)。視頻信號從液晶顯示裝置1的外部輸入到該面板控制部15。面板控制部15具備圖像處理部15a，其針對所輸入的視頻信號進(jìn)行規(guī)定的圖像處理，生成對源極驅(qū)動器16和柵極驅(qū)動器17的各指示信號；以及幀緩沖器15b， 其能存儲包含于所輸入的視頻信號中的1幀的顯示數(shù)據(jù)。面板控制部15根據(jù)所輸入的視頻信號進(jìn)行源極驅(qū)動器16和柵極驅(qū)動器17的驅(qū)動控制，由此，與視頻信號相應(yīng)的信息顯示于液晶面板2上。源極驅(qū)動器16和柵極驅(qū)動器17設(shè)于有源矩陣基板5上。具體地，源極驅(qū)動器16 以在液晶面板2的有效顯示區(qū)域A的外側(cè)區(qū)域在該液晶面板2的橫方向延伸的方式設(shè)于有源矩陣基板5的底基板的表面上。另外，柵極驅(qū)動器17以在上述有效顯示區(qū)域A的外側(cè)區(qū)域在該液晶面板2的縱方向延伸的方式設(shè)于有源矩陣基板5的底基板的表面上。源極驅(qū)動器16和柵極驅(qū)動器17是構(gòu)成為使液晶面板2的多個像素P按像素單位驅(qū)動的驅(qū)動電路。在源極驅(qū)動器16和柵極驅(qū)動器17上分別連接著多條源極配線Sl SM(M為2以上的整數(shù)，下面用“S”總稱。)和多條柵極配線Gl GN(N為2以上的整數(shù)，下面用“G”總稱。)。這些源極配線S和柵極配線G分別構(gòu)成數(shù)據(jù)配線和掃描配線。源極配線S和柵極配線G以在有源矩陣基板5的底基板(透明的玻璃材料或者透明的合成樹脂制的基材(未圖示))上相互交叉的方式排列成矩陣狀。即，源極配線S以與矩陣狀的列方向 (液晶面板2的縱方向)平行的方式設(shè)于上述底基板上，另一方面，柵極配線G以與矩陣狀的行方向(液晶面板2的橫方向)平行的方式設(shè)于上述底基板上。另外，該柵極配線G構(gòu)成信號配線。通過對該柵極配線G提供柵極信號，能控制上述開關(guān)部的后述的頂柵電極的電位。另外，在源極配線S和柵極配線G的交叉部的附近設(shè)有上述像素P，上述像素P具有作為本發(fā)明一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的像素電極用的開關(guān)部18和連接到該開關(guān)部18的像素電極19。另外，在各像素P中，以在與像素電極19之間隔著液晶層4的方式與該像素電極19相對地配置有共用電極20。即，在有源矩陣基板5中，按像素單位設(shè)有開關(guān)部18、 像素電極19以及共用電極20。如圖3所示，在開關(guān)部18中，多個、例如2個薄膜晶體管Trl、Tr2串聯(lián)連接。另夕卜，在開關(guān)部18中，各薄膜晶體管Trl、Tr2的頂柵電極gl、g2構(gòu)成主柵極電極。這些頂柵電極gl、g2連接到柵極配線G(圖2)。另外，開關(guān)部18的源極電極和漏極電極分別連接到源極配線S (圖2)和像素電極19(圖2)。而且，在開關(guān)部18中，作為輔助柵極電極的底柵電極21與頂柵電極gl、g2進(jìn)行電容耦合。另外，在開關(guān)部18中，頂柵電極gl、g2的電位利用來自柵極配線G的柵極信號進(jìn)行控制，并且底柵電極21的電位Vls根據(jù)與頂柵電極gl、 g2的電容耦合來決定。此外，在圖3中，Vg示出頂柵電極gl、g2的端子電壓(電位)，Vs和Vd分別示出源極電極的端子電壓和漏極電極的端子電壓。另外，Vi示出薄膜晶體管Trl、Tr2的連接點(diǎn) (中間點(diǎn))的電位。該Vi在薄膜晶體管Trl、Tr2的截止?fàn)顟B(tài)下利用Vi = (Vd-Vs)/2近似地求出。另外，Cls示出頂柵電極gl、g2與底柵電極21之間的靜電電容。另外，Cs示出底柵電極21與后述的硅層的源極電極側(cè)的部分之間的靜電電容。另外，Ci示出底柵電極21 與硅層的頂柵電極gl、g2間的部分之間的靜電電容，Cd示出底柵電極21與硅層的漏極電極側(cè)的部分之間的靜電電容。另外，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，底柵電極21相對于2個柵極電極gl、g2配置 1個。而且，底柵電極21也作為對來自背光源裝置3的照明光進(jìn)行遮光的遮光膜執(zhí)行功能 (詳細(xì)后述。)。返回圖2，在有源矩陣基板5上，與由源極配線S和柵極配線G劃分成矩陣狀的各區(qū)域?qū)?yīng)地形成有多個像素P的區(qū)域。這些多個像素P含有紅色(R)、綠色(G)以及藍(lán)色 (B)的像素。另外，這些RGB的像素按例如RGB的順序相對于各柵極配線Gl GN平行配置。而且，這些RGB的像素構(gòu)成為利用設(shè)于彩色濾光片基板4側(cè)的后述的彩色濾光片層顯示對應(yīng)的顏色。柵極驅(qū)動器17基于從圖像處理部15a輸出的指示信號，針對柵極配線Gl GN依次輸出將開關(guān)部18的頂柵電極gl、g2同時設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)的掃描信號(柵極信號)。另外， 源極驅(qū)動器16基于從圖像處理部1 輸出的指示信號，將與顯示圖像的亮度(灰度級)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(電壓信號(灰度級電壓))輸出到源極配線Sl SM。下面，也參照圖4、圖5(a)以及圖5(b)對開關(guān)部18的構(gòu)成具體地進(jìn)行說明。圖4是示出上述開關(guān)部的主要部分的構(gòu)成的平面圖。圖5(a)和圖5(b)分別是圖4的Va-Va線截面圖和Vb-Vb線截面圖。此外，在圖4、圖5(a)以及圖5(b)中，為了附圖的簡化，漏極電極和與其連接的接觸孔的圖示省略(在后面披露的圖8、圖9、圖11、圖12(a)、 圖12 (b)、圖14、圖15 (a)、圖15 (b)、圖16、圖17 (a)以及圖17 (b)中也同樣。)。如圖4例示那樣，在開關(guān)部18，在連接到柵極配線G的頂柵電極gl、g2的下方設(shè)有大致U字狀的硅層SL (半導(dǎo)體層)。另外，在該硅層SL的一部分的下方設(shè)有矩形形狀的底柵電極21。該底柵電極21以在垂直于圖4的紙面的方向(有源矩陣基板5的厚度方向) 與頂柵電極gl、g2相互重合的方式設(shè)置。頂柵電極gl、g2和底柵電極21進(jìn)行電容耦合。 另外，硅層SL的一部分構(gòu)成長方形狀的保持電容產(chǎn)生用的區(qū)域31。該區(qū)域31位于與柵極配線G平行的保持電容電極配線H的下方。由此，產(chǎn)生規(guī)定的保持電容。另外，如圖5(a)和圖5(b)所示，在有源矩陣基板5中，在例如包括玻璃基板的基板主體fe上按像素單位設(shè)有開關(guān)部18。在該開關(guān)部18中，底柵電極21形成于基板主體 5a上。另外，在開關(guān)部18中，以覆蓋底柵電極21和基板主體fe的方式形成有基底絕緣膜 34，在該基底絕緣膜34上設(shè)有硅層SL。另外，在開關(guān)部18中，以覆蓋硅層SL和基底絕緣膜 34的方式形成有柵極絕緣膜35，在該柵極絕緣膜35上形成有頂柵電極gl、g2。而且，在開關(guān)部18中，以覆蓋頂柵電極gl、g2和柵極絕緣膜35的方式形成有層間絕緣膜36。在該層間絕緣膜36上形成有連接到源極配線S(圖4)的源極電極33。該源極電極33通過以貫穿層間絕緣膜36和柵極絕緣膜35的方式設(shè)置的接觸孔32連接到設(shè)于硅層SL的源極區(qū)域22。另外，在開關(guān)部18中，上述薄膜晶體管Trl、Tr2使用N型晶體管。S卩，在硅層SL 設(shè)有以高濃度注入例如磷等N型雜質(zhì)的源極區(qū)域22、高濃度區(qū)域沈、漏極區(qū)域30(在圖 5(a)中分別用網(wǎng)狀線圖示)、以低濃度注入N型雜質(zhì)的低濃度雜質(zhì)區(qū)域(LDD區(qū)域=Lightly Doped Drain區(qū)域，在圖5 (a)中用點(diǎn)圖示)23、25、27、四、以及設(shè)于頂柵電極gl、g2的正下方的P型的溝道區(qū)域?qū)Α?8。此外，在漏極區(qū)域30通過未圖示的接觸孔連接著漏極電極(未圖示。)。另外，在開關(guān)部18中，如后詳述，底柵電極21使用不透明的電極材料。底柵電極 21構(gòu)成為兼作遮光膜，該遮光膜防止來自圖5的下側(cè)的光，例如來自背光源裝置3的照明光入射到低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、25、27、四和溝道區(qū)域?qū)Α?8。由此，在開關(guān)部18中，能抑制基于上述照明光的光漏電流。另外，在開關(guān)部18中，上述電容Cls包括位于頂柵電極gl、g2與底柵電極21之間的基底絕緣膜34和柵極絕緣膜35 ( S卩，未夾著硅層SL的部分)。另外，上述電容Cs包括位于底柵電極21與源極電極22的一部分以及低濃度雜質(zhì)區(qū)域23之間的基底絕緣膜34。另夕卜，上述電容Ci包括位于底柵電極21與低濃度雜質(zhì)區(qū)域25、27以及高濃度區(qū)域沈之間的基底絕緣膜34。另外，上述電容Cd包括位于底柵電極21與低濃度雜質(zhì)區(qū)域四以及漏極區(qū)域30的一部分之間的基底絕緣膜34。并且，對薄膜晶體管Trl、Tr2的各部的端子電壓Vs、Vd、電位Vi以及各電容Cls、 CsXiXd的各值進(jìn)行了設(shè)定，使得在頂柵電極gl、g2的端子電壓(電位)Vg是薄膜晶體管 Trl、Tr2處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況下，底柵電極21的電位Vls為負(fù)電位。由此，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，能將薄膜晶體管Trl、Tr2設(shè)為截止?fàn)顟B(tài)，能將光漏電流設(shè)為0。艮口， 通過上述的構(gòu)成，能將漏電流設(shè)為與在未設(shè)置底柵電極21的構(gòu)成中未照射光的狀態(tài)相等。因此，能抑制漏電流的產(chǎn)生(詳細(xì)后述)。另外，在開關(guān)部18中，通過在將薄膜晶體管Trl、Tr2設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下針對底柵電極21施加電位，能使該開關(guān)部18的電流驅(qū)動力(S卩，導(dǎo)通電流)增大(詳細(xì)后述)。在此，對開關(guān)部18的制造方法具體地進(jìn)行說明。圖5(a)和圖5(b)中，將鉬或者鎢等金屬通過濺射而在基板主體fe上成膜，利用光刻和蝕刻進(jìn)行圖案化，由此形成底柵電極21。該底柵電極21的膜厚為例如大約100 200nmo接著，作為基底絕緣膜34，依次利用CVD (ChemiCal Vapor Deposition 化學(xué)氣相沉積)分別以IOOnm的膜厚形成例如SiN膜和SiO2膜。然后，在基底絕緣膜34的上方形成50nm的膜厚的非晶硅膜后，利用激光使非晶硅膜結(jié)晶化而成為多晶硅。并且，在該多晶硅中摻雜硼作為調(diào)整閾值用的溝道摻雜。接著，在多晶硅的上方，以SOnm的膜厚形成SW2膜作為柵極絕緣膜35。并且，在該柵極絕緣膜35的上方形成鉬或者鎢等的金屬膜，對其進(jìn)行圖案化，由此形成頂柵電極g l、g2。并且，以這些頂柵電極gl、g2作為掩模，針對多晶硅以低濃度摻雜N型雜質(zhì)、例如磷， 由此形成低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、25、27、29。然后，在形成用于確保各低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、25、 27J9的長度尺寸(LDD長度)的光致抗蝕劑后，為了形成源極區(qū)域22、高濃度區(qū)域沈以及漏極區(qū)域30而摻雜磷。在此，在低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、25、27、29中，以其片電阻值為50ΚΩ至150ΚΩ程度的方式調(diào)整摻雜量(例如，ι χ IO13 IO1Vcm2)。該摻雜量設(shè)定為抵消先摻雜的溝道摻雜用的P型雜質(zhì)(硼)的量。由此，形成N型的低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、25、27、29。另外，在源極區(qū)域22、高濃度區(qū)域沈以及漏極區(qū)域30中，以其片電阻值為IK Ω以下的方式進(jìn)行IXlO15/ cm2程度的磷的摻雜。然后，為了使雜質(zhì)活性化，以500°C至600°C進(jìn)行1小時熱處理。此外， 為了縮短熱處理時間，可以利用例如燈退火裝置以650°C至700°C進(jìn)行幾分鐘熱處理。接著，分別形成IOOnm至300nm程度的SW2膜和SiN膜作為層間絕緣膜36。然后，形成分別連接到源極電極33和漏極電極(未圖示)的接觸孔32和接觸孔(未圖示)， 并且形成源極電極23、漏極電極以及配線用的金屬膜(例如Al或者其合金)，將其圖案化。最后，雖然在圖中未示出，但在形成上述的配線后形成基于樹脂膜等的平坦化膜， 在該平坦化膜上形成成為像素電極19的透明電極(例如，ΙΤ0)。另外，根據(jù)情況，利用Al、 Ag或者其合金在ITO上形成反射電極。在上述說明中，對由N型晶體管構(gòu)成薄膜晶體管Trl、Tr2的情況下的形成方法進(jìn)行了說明。在由P型晶體管構(gòu)成薄膜晶體管Trl、Tr2的情況下，只要將用于形成源極區(qū)域 22和漏極區(qū)域30的雜質(zhì)設(shè)為P型雜質(zhì)、例如硼即可。另外，因?yàn)槔蒙鲜龅男纬煞椒ㄒ材苄纬擅姘逯苓叺尿?qū)動電路，所以也能將本結(jié)構(gòu)的開關(guān)部18應(yīng)用于要求低漏電流的開關(guān)元件等。下面，也參照圖6和圖7對開關(guān)部18的漏電流的降低效果和導(dǎo)通電流的增大效果具體地進(jìn)行說明。圖6是示出變更上述開關(guān)部的各部的電容比的情況下的頂柵電極的端子電壓Vg 和底柵電極的電位Vls的關(guān)系的坐標(biāo)圖。圖7是示出上述開關(guān)部的底柵電極的電位Vls和低濃度雜質(zhì)區(qū)域的電阻值Rnm的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，在圖3所示的等價電路中，薄膜晶體管Trl、Tr2為截止?fàn)顟B(tài)的情況下的底柵電極21的電位Vls利用下述的(1)式求出。Vls = (VgXCls+VsXCs+ViXCi+VdXCd) (Cls+Cs+Ci+Cd)-(1)在此，各電容Cls、Cs、Ci、Cd根據(jù)薄膜晶體管Trl、Tr2的尺寸來決定。因此，通過決定各端子電壓Vg、Vs、Vd，且決定電位Vi(= (Vd-Vs)A),能確定底柵電極21的電位 Vls0另外，如上所述，對端子電壓Vs、Vd、電位Vi以及各電容Cls、Cs、Ci、Cd的各值進(jìn)行了設(shè)定，使得在頂柵電極gl、g2的端子電壓(電位)Vg是薄膜晶體管Trl、Tr2處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況下，底柵電極21的電位Vls為負(fù)電位。S卩，通過設(shè)定電容Cls和電容Cs、Ci、 Cd的比率，能將底柵電極21的電位Vls設(shè)為負(fù)電位(Vis < 0V)。具體地，將例如電容Cs、Ci、Cd全部設(shè)為1，通過使電容Cls相對于該電容Cs、Ci、 Cd的值變化，能確定底柵電極21的電位Vl S。即，如圖6中直線81、82、83、84所示，通過使電容Cs、Ci、Cd和電容Cls的電容比變化，能將底柵電極21的電位Vls設(shè)為負(fù)電位。此外， 該圖6所示的頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg和底柵電極21的電位Vls的關(guān)系是將每1個薄膜晶體管的源極/漏極間電壓Vds設(shè)為5V計(jì)算的結(jié)果。另外，圖6的直線80是示出頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg自身的直線，圖6的直線90是與端子電壓Vg無關(guān)地對底柵電極施加一定的電位的現(xiàn)有例的直線。詳細(xì)地，在將電容Cs( = Ci = Cd)和電容Cls之比設(shè)定為1 1的情況下，如圖 6中直線81所示，底柵電極21的電位Vls相對于頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg變化。在該情況下，當(dāng)將頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg設(shè)為-IOV時，能將底柵電極21的電位Vls 設(shè)為不足0V(負(fù)電位)。另外，在將電容Cs( = Ci = Cd)和電容Cls之比設(shè)為1 3的情況下，如圖6中直線82所示，底柵電極21的電位Vls相對于頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg變化。在該情況下，當(dāng)使頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg比-3V小時，能將底柵電極21的電位Vls設(shè)為不足0V。另外，在將電容Cs( = Ci = Cd)和電容Cls之比設(shè)為1 5的情況下，如圖6中直線83所示，底柵電極21的電位Vls相對于頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg變化。在該情況下，當(dāng)將頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg設(shè)為-2V時，能將底柵電極21的電位Vls設(shè)為不足0V。另外，在將電容Cs( = Ci = Cd)和電容Cls之比設(shè)為1 10的情況下，如圖6中直線84所示，底柵電極21的電位Vls相對于頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg變化。在該情況下，當(dāng)將頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg設(shè)為-IV時，能將底柵電極21的電位Vls設(shè)為不足0V。在此，考慮頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg為薄膜晶體管Trl、Tr2處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況，即該端子電壓Vg的最小值是-4V的情況。在該情況下，基于圖6的直線82 決定電容Cs ( = Ci = Cd)和電容Cls之比。即，在上述的情況下，如果以電容Cs ( = Ci = Cd)和電容Cls之比為1 3以上的方式設(shè)定電容Cls，則能將底柵電極21的電位Vls設(shè)為負(fù)電位。如上所述，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，根據(jù)頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg設(shè)定該頂柵電極gl、g2與底柵電極21之間的電容值(S卩，電容Cls、Cs、Ci、Cd的各值)。艮口，對電容ClS、Cs、Ci、Cd的各值進(jìn)行了設(shè)定，使得在輸入到頂柵電極gl、g2的信號(施加電壓)為薄膜晶體管Trl、Tr2處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況下，底柵電極21的電位Vls也使該薄膜晶體管Trl、Tr2處于截止?fàn)顟B(tài)。由此，因?yàn)槟軐⒈∧ぞw管Trl、Tr2設(shè)為完全截止?fàn)顟B(tài)，所以能實(shí)現(xiàn)可降低漏電流的構(gòu)成。此外，當(dāng)薄膜晶體管Trl、Tr2是P型晶體管時，對該薄膜晶體管Trl、Tr2的各部的端子電壓和電容進(jìn)行了設(shè)定即可，使得在頂柵電極gl、g2的電位為該薄膜晶體管Trl、Tr2 處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況下，底柵電極21的電位Vls為正電位。由此，能得到與上述N 型晶體管同樣的效果。另外，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，在頂柵電極gl、g2的端子電壓Vg為正電位的情況下，與雙柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管同樣，能降低溝道區(qū)域M、28的電阻值和低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、25、27、29的電阻值。因此，能使導(dǎo)通電流增大。具體地，如圖7的曲線85例示的那樣，隨著增大底柵電極21的電位Vls，低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、25、27、四的電阻值顯著下降。具體地，在將電位Vls設(shè)為8V以上的情況下，與電位Vls為OV的情況相比，能將低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、25、27、29的電阻值設(shè)為一半以下的值。其結(jié)果是，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中， 能使導(dǎo)通電流增大。在如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式的開關(guān)部(半導(dǎo)體裝置)18中，硅層(半導(dǎo)體層) 設(shè)于頂柵電極(主柵極電極)gl、g2與底柵電極(輔助柵極電極、遮光膜)21之間。底柵電極21對硅層SL的一方側(cè)(基板側(cè))進(jìn)行遮光。另外，頂柵電極gl、g2的電位由來自柵極配線(信號配線)G的柵極信號進(jìn)行控制，底柵電極21的電位根據(jù)與頂柵電極gl、g2的電容耦合來決定。由此，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，與上述現(xiàn)有例不同，不必形成底柵電極 21用的接觸孔。因此，在本實(shí)施方式中，能不會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者大型化地利用簡單的制造方法得到能降低漏電流的開關(guān)部。另外，通過使用如上述的開關(guān)部(半導(dǎo)體裝置)18，能容易地構(gòu)成小型且低消耗電力化的有源矩陣基板5和液晶顯示裝置(顯示裝置)1。[第2實(shí)施方式]圖8是示出第2實(shí)施方式的開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖9是圖8 中的IX-IX線截面圖。在圖中，本實(shí)施方式和上述第1實(shí)施方式的主要的不同方面是如下方面底柵電極不是形成為矩形形狀，而是形成為梳齒狀。此外，對與上述第1實(shí)施方式共同的要素標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。S卩，如圖8所示，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，底柵電極37構(gòu)成為梳齒狀，設(shè)于硅層SL中的生成光漏電流的載流子生成區(qū)域(耗盡區(qū)域、即漏極接合部附近的區(qū)域)的下方。具體地，如圖9所示，底柵電極37在硅層SL的下方被分割成3個部分。底柵電極 37的一部分位于源極區(qū)域22的一部分、低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、以及溝道區(qū)域M中的高濃度區(qū)域(源極區(qū)域2 側(cè)的一部分的下方。該源極區(qū)域22的一部分、低濃度雜質(zhì)區(qū)域23、以及溝道區(qū)域M中的高濃度區(qū)域(源極區(qū)域2 側(cè)的一部分構(gòu)成載流子生成區(qū)域。另外，底柵電極37的另一部分位于溝道區(qū)域M中的高濃度區(qū)域沈側(cè)的一部分、 低濃度雜質(zhì)區(qū)域25、高濃度區(qū)域沈、低濃度雜質(zhì)區(qū)域27、以及溝道區(qū)域觀中的高濃度區(qū)域 26側(cè)的一部分的下方。該溝道區(qū)域M中的高濃度區(qū)域沈側(cè)的一部分、低濃度雜質(zhì)區(qū)域25、高濃度區(qū)域26、低濃度雜質(zhì)區(qū)域27、以及溝道區(qū)域28中的高濃度區(qū)域沈側(cè)的一部分構(gòu)成載流子生成區(qū)域。而且，底柵電極37的又一部分位于溝道區(qū)域觀中的高濃度區(qū)域(漏極區(qū)域30) 側(cè)的一部分、低濃度雜質(zhì)區(qū)域29、以及漏極區(qū)域30的一部分的下方。該溝道區(qū)域觀中的高濃度區(qū)域(漏極區(qū)域30)側(cè)的一部分、低濃度雜質(zhì)區(qū)域29、以及漏極區(qū)域30的一部分構(gòu)成載流子生成區(qū)域。通過上面的構(gòu)成，在本實(shí)施方式中得到與上述第1實(shí)施方式同樣的作用、效果。另夕卜，在本實(shí)施方式中，因?yàn)榈讝烹姌O37設(shè)于上述載流子生成區(qū)域的下方，所以能防止光入射到載流子生成區(qū)域，能抑制漏電流的產(chǎn)生。[第3實(shí)施方式]圖10是示出第3實(shí)施方式的開關(guān)部的等價電路的電路圖。圖11是示出圖10所示的開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖12(a)和圖12(b)分別是圖11的X II a-X II a 線截面圖和X II b-X II b線截面圖。在圖中，本實(shí)施方式與上述第1實(shí)施方式的主要的不同方面為如下方面相對于具有頂柵電極(主柵極電極)和底柵電極(輔助柵極電極)的薄膜晶體管，串聯(lián)連接僅具有頂柵電極的薄膜晶體管(頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管)。此外，對與上述第1實(shí)施方式共同的要素標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。S卩，如圖10所示，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，僅具有頂柵電極gl的薄膜晶體管 Trl (頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管)相對于具有頂柵電極g2和底柵電極38的薄膜晶體管Tr2串聯(lián)連接。此外，薄膜晶體管Trl因?yàn)閮H具有頂柵電極gl，所以是所謂的單柵結(jié)構(gòu)的晶體管。具體地，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，如圖11、圖12(a)以及圖12(b)所示，底柵電極38在頂柵電極g2的下側(cè)僅設(shè)于高濃度區(qū)域沈的一部分、低濃度雜質(zhì)區(qū)域27、溝道區(qū)域觀、低濃度雜質(zhì)區(qū)域29、以及漏極區(qū)域30的一部分的下方。通過上面的構(gòu)成，在本實(shí)施方式中，得到與上述第1實(shí)施方式同樣的作用、效果。 另外，在本實(shí)施方式中，通過串聯(lián)連接薄膜晶體管Trl、Tr2，能使每1個薄膜晶體管的源極 /漏極間電壓下降，能抑制漏電流的產(chǎn)生。另外，能利用雙柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管Tr2補(bǔ)充基于串聯(lián)連接的導(dǎo)通電流的下降量，能防止導(dǎo)通電流下降。[第4實(shí)施方式]圖13是示出第4實(shí)施方式的開關(guān)部的等價電路的電路圖。圖14是示出圖13所示的開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖15(a)和圖15(b)分別是圖14中的XVa-XVa 線截面圖和XVb-XVb線截面圖。在圖中，本實(shí)施方式和上述第1實(shí)施方式的主要的不同方面為如下方面以從外部對僅具有頂柵電極的薄膜晶體管(頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管)施加漏極電壓的方式串聯(lián)連接多個薄膜晶體管。此外，對與上述第1實(shí)施方式共同的要素標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。S卩，如圖13所示，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，串聯(lián)連接4個薄膜晶體管Trl、 Tr2、Tr3、Tr4。另外，由外部施加漏極電壓的一側(cè)的薄膜晶體管、即分別連接到源極電極和漏極電極的兩端的薄膜晶體管使用僅具有頂柵電極gl、g4的薄膜晶體管Trl、Tr4(頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管)。此外，這樣，兩端的薄膜晶體管使用相同類型的薄膜晶體管Trl、Tr4是因?yàn)樵礃O電極和漏極電極有可能調(diào)換。另外，薄膜晶體管Trl、Tr4因?yàn)閮H具有頂柵電極，所以是所謂的單柵結(jié)構(gòu)的晶體管。
13
另外，中央部的薄膜晶體管使用雙柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管、即具有頂柵電極g2、 g3(主柵極電極)和底柵電極39(輔助柵極電極)的薄膜晶體管Tr2、Tr3。如圖14和圖15(a)所示，在硅層SL設(shè)有以高濃度注入例如磷等N型雜質(zhì)的源極區(qū)域40、高濃度區(qū)域44、48、52以及漏極區(qū)域56(在圖15(a)中用網(wǎng)狀線圖示)。另外，在硅層SL設(shè)有以低濃度注入N型雜質(zhì)的低濃度雜質(zhì)區(qū)域(LDD區(qū)域Lightly Doped Drain區(qū)域，在圖15(a)中用點(diǎn)圖示)41、43、45、47、49、51、53、55。而且，在硅層SL設(shè)有P型的溝道區(qū)域42、46、50、54，P型的溝道區(qū)域42、46、50、54設(shè)于頂柵電極g 1、g2、g3、g4的正下方。 此外，在漏極區(qū)域56通過未圖示的接觸孔連接著上述漏極電極。另外，底柵電極39以位于頂柵電極g2、g3的下側(cè)、且高濃度區(qū)域44的一部分、低濃度雜質(zhì)區(qū)域45、溝道區(qū)域46、低濃度雜質(zhì)區(qū)域47、高濃度區(qū)域48、低濃度雜質(zhì)區(qū)域49、溝道區(qū)域50、低濃度雜質(zhì)區(qū)域51以及高濃度區(qū)域52的一部分的下方的方式設(shè)置。通過上面的構(gòu)成，在本實(shí)施方式中，得到與上述第1實(shí)施方式同樣的作用、效果。 另外，在本實(shí)施方式中，在串聯(lián)連接的多個薄膜晶體管Trl Tr4中，從外部對僅具有頂柵電極gl、g4的薄膜晶體管Trl、Tr4施加漏極電壓。由此，能抑制在薄膜晶體管Trl Tr4 的截止?fàn)顟B(tài)下底柵電極39的電位由于漏極電壓的影響而變動。[第5實(shí)施方式]圖16是示出第5實(shí)施方式的開關(guān)部的主要部分的概略構(gòu)成的平面圖。圖17(a) 和圖17(b)分別是圖16中的XV II a-XV II a線截面圖和XV II b_XV II b線截面圖。在圖中，本實(shí)施方式和上述第1實(shí)施方式的主要的不同方面是如下方面在硅層設(shè)有偏置區(qū)域， 并且在偏置區(qū)域、源極區(qū)域的一部分、以及漏極區(qū)域的一部分的下方設(shè)有底柵電極。此外， 對與上述第1實(shí)施方式共同的要素標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。S卩，如圖16和圖17所示，在本實(shí)施方式的開關(guān)部18中，偏置區(qū)域58、60形成于硅層SL。另外，底柵電極21以位于偏置區(qū)域58、60、源極區(qū)域22的一部分和漏極區(qū)域30的一部分的下方的方式設(shè)置。由這些偏置區(qū)域58、60、源極區(qū)域22的一部分和漏極區(qū)域30的一部分構(gòu)成載流子生成區(qū)域。此外，在此所說的偏置區(qū)域58、60是指在低濃度雜質(zhì)區(qū)域不含有雜質(zhì)的區(qū)域或者含有與溝道區(qū)域相同的雜質(zhì)的區(qū)域。具體地，如圖16和圖17所示，在硅層SL形成有源極區(qū)域22、偏置區(qū)域58、高濃度區(qū)域59、偏置區(qū)域60以及漏極區(qū)域30。另外，底柵電極21以位于頂柵電極gl、g2的下側(cè)、 且源極區(qū)域22的一部分、偏置區(qū)域58、高濃度區(qū)域59、偏置區(qū)域60以及漏極區(qū)域30的一部分的下方的方式設(shè)置。通過上面的構(gòu)成，在本實(shí)施方式中，得到與上述第1實(shí)施方式同樣的作用、效果。 另外，在本實(shí)施方式中，在硅層SL形成有偏置區(qū)域58、60。并且，底柵電極21以位于作為載流子生成區(qū)域的偏置區(qū)域58、60、源極區(qū)域22的一部分、以及漏極區(qū)域30的一部分的下方的方式設(shè)置。由此，在本實(shí)施方式中，能防止光入射到上述載流子生成區(qū)域，能抑制漏電流的產(chǎn)生。另外，通過設(shè)置偏置區(qū)域58、60，與第1實(shí)施方式的構(gòu)成相比，能使產(chǎn)生的漏電流進(jìn)一步降低。此外，上述的實(shí)施方式均為例示，不是限制性的。本發(fā)明的技術(shù)范圍由權(quán)利要求來限定，與在此記載的構(gòu)成均等的范圍內(nèi)的所有變更也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍中。例如，在上述說明中，例示液晶顯示裝置的有源矩陣基板所使用的像素電極用的開關(guān)部進(jìn)行了說明。但是，半導(dǎo)體裝置不限于上述的構(gòu)成。即，半導(dǎo)體裝置只要是具有對形成于位于主柵極電極與輔助柵極電極之間的半導(dǎo)體層的載流子生成區(qū)域進(jìn)行遮光的遮光膜、輔助柵極電極的電位根據(jù)該輔助柵極電極和主柵極電極的電容耦合來決定的構(gòu)成，則沒有任何限定。具體地，能應(yīng)用于例如半透射型、反射型的液晶面板或者有機(jī) EL(Electronic Luminescence 電致發(fā)光)元件、無機(jī)EL元件、場致發(fā)射顯示器(Field Emission DisPlay)等各種顯示裝置、使用于該顯示裝置的有源矩陣基板等。另外，除了像素電極用的開關(guān)部以外，在驅(qū)動電路等周邊電路所使用的開關(guān)部等中也能應(yīng)用本發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置。另外，晶體管的串聯(lián)連接數(shù)量不限于在上述的說明中例示的2 4個。另外，在上述說明中，主柵極電極包括設(shè)于半導(dǎo)體層的上方的頂柵電極，輔助柵極電極包括設(shè)于半導(dǎo)體層的下方的底柵電極。但也可以是，主柵極電極包括設(shè)于半導(dǎo)體層的下方的底柵電極，輔助柵極電極包括設(shè)于半導(dǎo)體層的上方的頂柵電極。另外，在上述說明中，底柵電極被用作遮光膜，但不限于該構(gòu)成。具體地，可以使用透明電極構(gòu)成底柵電極，并且在半導(dǎo)體層和底柵電極的下方設(shè)置遮光膜。但是，如上述的各實(shí)施方式那樣，兼作底柵電極和遮光膜的情況在能更可靠地防止半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和大型化、并且半導(dǎo)體裝置的制造容易的方面優(yōu)選。工業(yè)上的可利用件本發(fā)明對于能防止結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和大型化、并且能實(shí)現(xiàn)漏電流降低的制造簡單的半導(dǎo)體裝置、使用該半導(dǎo)體裝置的有源矩陣基板以及顯示裝置有用。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，具備具有主柵極電極和輔助柵極電極的晶體管，并且具備 半導(dǎo)體層，其設(shè)于上述主柵極電極與上述輔助柵極電極之間；以及遮光膜，其對形成于上述半導(dǎo)體層的載流子生成區(qū)域的一方側(cè)進(jìn)行遮光， 上述主柵極電極的電位由通過連接到該主柵極電極的信號配線提供的柵極信號進(jìn)行控制，上述輔助柵極電極的電位根據(jù)該輔助柵極電極和上述主柵極電極的電容耦合來決定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置， 上述晶體管形成于基板上，上述主柵極電極包括設(shè)于上述半導(dǎo)體層的與上述基板相反的一側(cè)的頂柵電極， 上述輔助柵極電極包括設(shè)于上述半導(dǎo)體層的上述基板側(cè)的底柵電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置， 上述底柵電極被用作上述遮光膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 上述晶體管是N型晶體管，對該晶體管的端子電壓、以及在上述主柵極電極與輔助柵極電極之間形成的電容進(jìn)行了設(shè)定，使得在上述主柵極電極的電位為上述晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況下，上述輔助柵極電極的電位為負(fù)電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 上述晶體管是P型晶體管，對該晶體管的端子電壓、以及在上述主柵極電極與輔助柵極電極之間形成的電容進(jìn)行了設(shè)定，使得在上述主柵極電極的電位為上述晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)的電位的情況下，上述輔助柵極電極的電位為正電位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 上述半導(dǎo)體層包含溝道區(qū)域、低濃度雜質(zhì)區(qū)域以及高濃度區(qū)域，上述載流子生成區(qū)域具有上述低濃度雜質(zhì)區(qū)域、上述高濃度區(qū)域的一部分、以及上述溝道區(qū)域中的上述高濃度區(qū)域側(cè)的一部分，上述遮光膜以位于上述載流子生成區(qū)域的一方側(cè)的方式設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 上述半導(dǎo)體層包含偏置區(qū)域和高濃度區(qū)域，上述載流子生成區(qū)域具有上述偏置區(qū)域和上述高濃度區(qū)域的一部分， 上述遮光膜以位于上述載流子生成區(qū)域的一方側(cè)的方式設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管與具有上述主柵極電極和上述輔助柵極電極的上述晶體管串聯(lián)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，串聯(lián)連接的多個晶體管中的由外部施加漏極電壓的晶體管是上述頂柵結(jié)構(gòu)的晶體管。
10.一種有源矩陣基板，其使用了權(quán)利要求1 9中的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置。
11.一種顯示裝置，其使用了權(quán)利要求1 9中的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置。
全文摘要
提供能防止結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和裝置大型化并且能降低漏電流的制造簡單的半導(dǎo)體裝置、使用該半導(dǎo)體裝置的有源矩陣基板以及顯示裝置。在具備具有頂柵電極(g1、g2)(主柵極電極)和底柵電極(21)(輔助柵極電極)的薄膜晶體管(Tr1、Tr2)的開關(guān)部(18)(半導(dǎo)體裝置)中，具備硅層(SL)(半導(dǎo)體層)，其設(shè)于頂柵電極(g1、g2)與底柵電極(21)之間；以及遮光膜，其對形成于該硅層的載流子生成區(qū)域進(jìn)行遮光。并且，頂柵電極(g1、g2)的電位由通過信號配線提供的柵極信號進(jìn)行控制，另一方面，底柵電極(21)的電位根據(jù)該底柵電極(21)和頂柵電極(g1、g2)的電容耦合來決定。
文檔編號H01L29/49GK102473736SQ20108003584
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者北角英人 申請人:夏普株式會社