專利名稱：半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到半導體器件。這種半導體器件是指能夠利用半導體特性工作的任何器件。本發(fā)明具體涉及到顯示器件的驅動電路。本發(fā)明還包括用這種顯示器件的驅動電路裝配成的電子設備。本文說明書中所述的顯示器件包括用液晶元件作為象素獲得的液晶顯示器件，以及用諸如有機電致發(fā)光(EL)元件等自身發(fā)光元件獲得的發(fā)光顯示器件。驅動電路是指為了顯示而對輸入圖像信號到排列在顯示器件中的象素執(zhí)行處理的一種電路，并且包括諸如移位寄存器等脈沖電路和諸如放大器等等放大電路。
背景技術：
近年來，在一個絕緣體特別是在一個玻璃襯底上形成一個半導體薄膜的半導體器件(顯示器件)，特別是一種采用薄膜晶體管(以下稱其為TFT)的有源矩陣式顯示器件已經(jīng)被廣泛應用。采用TFT的有源矩陣式顯示器件包括數(shù)十萬乃至數(shù)百萬個象素，象素被布置成矩陣形狀，由布置在各象素中的TFT來控制各象素的電荷，從而顯示出一個圖像。進而，作為新近的技術，有關一種多晶硅TFT的技術已經(jīng)有所發(fā)展，在其中除了構成象素的象素TFT之外還在一個象素部分周圍的區(qū)域用TFT同時形成一個驅動電路，它大大有益于器件的小型化，并且能減少消耗的電功率，其結果使這種顯示器件成為移動信息終端的顯示部分中的一種不可缺少的器件，其應用領域在近年來有了顯著的擴展。作為半導體器件(顯示器件的驅動電路)，通常是采用在其中組合了 N-型TFT和 P-型TFT的CMOS電路。這種CMOS電路的特征在于以下兩點僅僅在改變邏輯的瞬間有電流流動，而在保持一定邏輯的時間段內沒有電流流動；并且僅僅在改變邏輯的瞬間有電流流動，而在保持一定邏輯的時間段僅有很小的漏電流(盡管理想的漏電流為零)。這種 CMOS電路具有上述兩種特征，由此給這種CMOS電路帶來的優(yōu)點是能夠減少整個電路消耗的電流，并且能滿意地執(zhí)行高速驅動。所述的術語“邏輯”是指H(高)電平和L(低)電平。而術語“邏輯變化”是指H 電平變成L電平或是L電平變成H電平。移動電子設備正在變得更小更輕，對采用液晶或自身發(fā)光元件的顯示器件的需求在迅速增長，然而，從產(chǎn)量等方面來看卻難以將制造成本降低到足夠低的水平。未來的需求顯然還會進一步迅速增長，因此就需要能提供更加廉價的顯示器件。作為在絕緣體上制作驅動電路的方法，有一種通用方法是對活性層構圖，通過用多個遮光膜進行曝光處理和蝕刻形成導線等等。然而，在這一過程中所執(zhí)行步驟的數(shù)量會直接影響到制造成本，因此，制造這種器件的理想工藝是步驟數(shù)量越少越好。通常是由CMOS 電路構成的驅動電路是用TFT構成的，其導電性屬于N型或P型。采用這種方法就能省略一部分離子摻雜步驟，而遮光膜的數(shù)量也能減少。
然而，如果用導電性屬于N型或P型的TFT構成驅動電路，就會出現(xiàn)下文所述的問題。圖9A表示被普遍使用的一種CMOS反相器(I)和采用極性為N型或P型之一的 TFT構成的反相器(II)和(III)的一些例子。反相器(II)是一種TFT負載型反相器，而反相器(III)是一種電阻負載型反相器。以下要介紹各自的操作。圖9B表示輸入該反相器的信號波形。假設輸入信號振幅是VDD-GND (GND < VDD)。 具體說也就是假設GND = 0 [V]。所述的術語“VDD-GND”表示從VDD代表的電位到GND代表的電位這一范圍。在本文中，這一電位的范圍是用在GND，VDD等等代表各電位的中間給定的符號“-”來表示的。 例如，GND-VDDl代表從GND指示的電位到VDD 1指示的電位的那一范圍。另外，在本文中， 作為柵極-源極電壓的一個例外，在柵極和源極中間存在符號為“_”的情況。這種情況下的柵極-源極電壓代表一個晶體管的柵極電極和源極之間產(chǎn)生的電壓而不是代表柵極和源極之間的范圍。以下要解釋電路的工作方式。為了解釋的清楚和簡捷而假設構成一個電路的 N-型TFT的門限電壓是不規(guī)則的，并且被平均確定為VthN。同樣，P-型TFT的門限電壓被平均確定為VthP。如果在輸入信號的電位處在H電平(VDD)的狀態(tài)下將圖9B所示的信號輸入到 CMOS反相器，P-型TFT901就被關斷，N-型TFT902則被導通，而輸出節(jié)點上的電位具有L 電平(GND)。反之，如果輸入信號處在L電平，P-型TFT901就被導通，N-型TFT902則被關斷，而輸出節(jié)點上的電位就變成H電平(圖9C)。以下要解釋TFT負載型反相器(II)的工作方式。所考慮的輸入信號與圖9B所示的情況類似。首先，當輸入信號處在L電平時，N-型TFT904被關斷。另一方面，一個負載 TFT始終在飽和狀態(tài)下工作，使得輸出節(jié)點電位朝H電平方向上升。另一方面，當輸入信號處在H電平時，N-型TFT904被導通。此處將N-型TFT904的電流容量設置在比負載TFT903 足夠高，輸出節(jié)點的電位則向L電平方向下降。類似的情況同樣適合電阻負載型反相器(III)，如果將一個N-型TFT906的導通電阻值設置在比負載電阻905足夠低，當輸入信號處在H電平時，N-型TFT906被導通，輸出節(jié)點的電位則向L電平方向下降。當輸入信號處在L電平時，N-型TFT906被關斷，輸出節(jié)點的電位則向H電平方向上升。然而，在采用TFT負載型反相器或電阻負載型反相器時會出現(xiàn)以下的問題。圖9D 表示TFT負載型反相器的輸出波形。當輸出處在H電平時，其電位會比VDD要低數(shù)字907所示的量。在負載TFT903中，如果輸出節(jié)點一側的端子是源極，而電源VDD —側的端子是漏極，柵極電極和漏極區(qū)就被連接到一起。因此，柵極電極在此時的電位是VDD。還有，在允許負載TFT處在導通狀態(tài)的條件下，TFT903的柵極-源極電壓會大于VthN，導致輸出節(jié)點的電位幾乎上升到從VDD中減去VthN所獲得的一個值(VDD-VthN)。也就是說，由數(shù)字907代表的值等于VthN。進而，按照負載TFT903與N-型TFT904的電流容量比例，當輸出電位處在L電平時，該電位變成比GND高出一個數(shù)字908所示的量。為了使其足夠接近GND，N-型 TFT904的電流容量必須設置在比負載TFT903足夠高。同樣，圖9E表示電阻負載型反相器的輸出波形。按照負載電阻905的電阻值與N-型TFT906的導通電阻的比例，該電位會高出數(shù)字909所示的量。也就是說，如果采用圖中所示的僅僅由一種極性的TFT構成的反相器，輸出信號就會相對于輸入信號的振幅出現(xiàn)振幅衰減。為了構成驅動電路，必須獲得沒有振幅衰減的輸出。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是針對上述問題而提出的，本發(fā)明的目的是提供一種半導體器件(顯示器件的驅動電路)，它能夠按低成本用N-型或P-型之一僅僅一種極性的TFT制成，從而減少制造步驟，并且能獲得沒有振幅衰減的輸出。在圖9A所示的上述TFT負載型反相器(II)中，在輸出信號振幅通常為VDD-GND的條件下加以考慮。首先按圖IA所示的電路，當輸出信號的電位變成H電平時，電源GND和輸出節(jié)點之間的電阻值與電源VDD和輸出節(jié)點之間的電阻值相比僅僅是足夠低，因此使這一電位足夠接近GND。也就是說，N-型TFTlOl僅僅在N-型TFT102處在ON狀態(tài)的時間段中才處在OFF狀態(tài)。其次，當輸出信號的電位變成H電平時，為了使該電位等于VDD，N-型 TFT 101的柵極-源極電壓的絕對值僅僅要求始終超過VthN。也就是說，為了滿足輸出節(jié)點的H電平變成VDD的狀態(tài)，N-型TFTlOl的柵極電極的電位必須被設置在高于門限值VthN 加上電源VDD的電位所獲得的值(VDD+VthN)。提供給電路的電源僅僅包括VDD和GND兩種。因此，如果沒有電位高于VDD的第三個電源，就無法滿足這一條件。為此，本發(fā)明設想了以下的辦法。如圖IB所示，在N-型TFTlOl的柵極和源極之間設置一個電容103。N-型TFTlOl的柵極電極處在某一電位并且進入浮動狀態(tài)，而輸出節(jié)點的電位被升高，致使輸出節(jié)點的電位升高，N-型TFTlOl的柵極電極的電位也會因電容103 的電容耦合而升高。利用這一效果就能使N-型TFTlOl的柵極電極的電位高于VDD，更準確地說也就是高于門限值VthN的電位加上電源VDD的電位所獲得的值(VDD+VthN)。這樣就能使輸出節(jié)點的電位足以上升到VDD。對于圖IB所示的電容103而言，可以采用實際制作的電容部分，或者是TFTlOl的柵極和源極之間的寄生電容。按照本發(fā)明的半導體器件的特征在于它包括具有連接到第一電源的第一雜質區(qū)的第一晶體管；具有連接到第二電源的第一雜質區(qū)的第二晶體管；具有連接到第一電源的第一雜質區(qū)的第三晶體管；以及具有連接到第二電源的第一雜質區(qū)的第四晶體管，這其中 第一到第四晶體管具有相同的導電類型；第一晶體管的第二雜質區(qū)和第二晶體管的第二雜質區(qū)被連接到一個電容的一個端子；第三晶體管的第二雜質區(qū)，第四晶體管的第二雜質區(qū)和第一晶體管的柵極電極被連接到該電容的另一個端子；第二晶體管的柵極電極和第四晶體管的柵極電極被連接到一條輸入信號線；而第三晶體管的柵極電極被連接到第一電源。按照本發(fā)明的半導體器件的特征在于它包括具有連接到第一電源的第一雜質區(qū)的第一晶體管；具有連接到第二電源的第一雜質區(qū)的第二晶體管；具有連接到第一電源的第一雜質區(qū)的第三晶體管；具有連接到第二電源的第一雜質區(qū)的第四晶體管；以及一個電容，這其中第一到第四晶體管具有相同的導電類型；第一晶體管的第二雜質區(qū)和第二晶體管的第二雜質區(qū)被連接到電容的一個端子；第三晶體管的第二雜質區(qū)，第四晶體管的第二雜質區(qū)和第一晶體管的柵極電極被連接到該電容的另一個端子；第二晶體管的柵極電極和第四晶體管的柵極電極被連接到第一輸入信號線；而第三晶體管的柵極電極被連接到第二輸入信號線。


圖IA和IB是用來解釋本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)工作原理的示意圖。圖2A到2D的示意圖表示本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)的基本模式的一種反相器及其輸入/輸出信號的波形。圖3A到3C的示意圖表示本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)的基本模式的一種反相器被連接成多級時的連接方式。圖4A到4D的示意圖表示作為發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)的一個例子的電平移位器及其輸入/輸出信號的波形。圖5A和5B的示意圖分別被用來解釋電平移位器的工作原理和電平移位器的結構示例。圖6的示意圖表示一個兩點式電平移位器在包括一個反相信號的情況下的結構示例。圖7的示意圖表示用本發(fā)明制成的一種顯示器件。圖8A到8G的示意圖表示采用了本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)的電子設備的例子。圖9A到9E的示意圖表示一種普通CMOS反相器和負載型反相器的結構以及各自的輸入/輸出信號的波形。圖IOA和IOB的示意圖被用來解釋四-TFT型反相器和三-TFT型反相器的輸入信號和電路原理。
具體實施例方式圖2A表示本發(fā)明的一種半導體器件(顯示器件的驅動電路)，其電路功能是一個反相器。該電路是由N-型TFT201到204和一個電容205組成的，被虛線框206包圍的那一部分相當于圖IA所示的電路。被虛線框210包圍的那一部分構成一個輸出振幅補償電路。輸出振幅補償電路210的作用是使N-型TFT203的柵極電極進入浮動狀態(tài)，只要是能獲得同樣的功能，其電路并非僅限于圖2A的結構。在圖2A的電路中，輸入信號被輸入到N-型TFT202和N-型TFT204的柵極電極。 N-型TFT201作為負載，而N-型TFT201和202組成的一個電路的所提供輸出被輸入到N-型 TFT203的柵極電極。在圖2A中將N-型TFT201和202組成的電路的輸出稱為α。以下要依次解釋這一電路的操作。用VDD和GND表示電源電位，而用VDD (H電平)-GND(L電平)表示輸入信號的振幅。首先，當輸入信號的電位是H電平時，N-型TFT202 和204被導通。此時，由于柵極電極和漏極區(qū)被連接在一起，N-型TFT201工作在飽和狀態(tài)， 然而，N-型TFT202的電流容量被設置在高于N-型TFT201的電流容量，致使節(jié)點α的電位下降到GND。因此，N-型TFT203被關斷，而L電平的輸出出現(xiàn)在輸出節(jié)點上。接著，當輸入信號的電位是L電平時，N-型TFT202和204被關斷。因此，節(jié)點α上的電位就會上升到VDD —側，而當該電位值變成從電源VDD減去門限值VthN所獲得的值 (VDD-VthN)時，就再次形成浮動狀態(tài)。另一方面，當節(jié)點a的電位開始上升時，N-型TFT203 被提前導通，而輸出節(jié)點的電位上升到VDD—側。當節(jié)點α進入浮動狀態(tài)時，輸出節(jié)點的電位繼續(xù)上升。因此，隨著輸出節(jié)點電位的上升，處在浮動狀態(tài)的節(jié)點α的電位也會因N-型 TFT203存在柵極-源極電容205而上升。這樣就能使節(jié)點α的電位高于電源VDD加上門限值VthN所獲得的值(VDD+VthN)。這樣就會在輸出節(jié)點上出現(xiàn)H電平的輸出，并且此時的電位等于VDD。通過上述操作就能獲得相對于輸入信號振幅沒有衰減的輸出信號振幅。上述的利用在兩點之間形成的電容耦合提升電位的方法被稱為自舉方法。圖2B表示圖2A所示電路的輸入信號的波形，圖2C表示節(jié)點α上電位的波形，而圖2D表示輸出信號的波形。在圖 2C中，用數(shù)字208代表的電位是一個比VDD低VthN的電位(VDD-VthN)，而通過自舉使節(jié)點 α的電位提升的量如數(shù)字207所示。因此，如圖2D所示，當輸出節(jié)點處在H電平時，電位上升到VDD，由此就能獲得振幅為VDD-GND的輸出信號。在本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)中，盡管是以用自舉方法執(zhí)行的輸出信號的振幅補償作為基本操作，同時還假設采用電容耦合的TFT的柵極電極是處在浮動狀態(tài)。圖IOA和IOB表示本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)的基本結構，其節(jié)點α處在浮動狀態(tài)，從而用TFT1003的柵極-源極電容提升節(jié)點a的電位，然后用它來補償輸出信號的振幅。圖IOB表示用三個TFT組成的電路，其節(jié)點α同樣處在浮動狀態(tài)， 從而用TFT1007的柵極-源極電容1009提升節(jié)點β的電位，然后用它來補償輸出信號的振幅。以下要討論輸入信號的振幅和電源電位。此處將處在高電平一側的電源電位稱為 VDD ；處在低電平一側的電源電位稱為GND ；而inb代表輸入信號的反相信號。此處是在輸入信號和inb的振幅各自為VDD3-GND的情況下考慮節(jié)點α和節(jié)點β的狀態(tài)。電源GND， 電源VDD3，電源VDD，門限值VthN和從電源VDD中減去門限值VthN所獲得的值(VDD-VthN) 滿足的關系是GND < VthN < VDD3 < (VDD-VthN)。在圖IOA中，當信號inb處在H電平時， N-型TFT1001的柵極電極電位就變成VDD3。滿足VthN < VDD3，結果就能使N-型TFT1001 導通，節(jié)點α的電位上升到VDD —側，并且隨后在該電位變成從電源VDD3中減去門限值 VthN所獲得的值(VDD3-VthN)時獲得浮動狀態(tài)。也就是說，如果信號inbH電平超過VthN， 就能保證節(jié)點α進入浮動狀態(tài)，并且通過自舉完成提升N-型TFT1003的柵極電極電位的動作。另一方面，在圖IOB中，N-型TFT1006的柵極電極電位始終是VDD。因此，當信號inb 處在H電平時，節(jié)點β的電位就會上升到VDD3。然而，在此時滿足VDD3 < (VDD-VthN)，結果使N-型TFT1006始終保持導通狀態(tài)，與輸入信號的電位無關。這樣，節(jié)點β就不會進入浮動狀態(tài)。因此就不能用自舉來提升節(jié)點β的電位。也就是說，在圖IOB所示的情況下， 有一個使節(jié)點β進入浮動狀態(tài)的最低條件，那就是說，當信號inb的L電平是GND時，其H 電平至少不低于(VDD-VthN)。因此，從低電壓驅動和TFT特性的波動來看是有缺點的。如上所述，在輸入信號的振幅小于電源電壓的情況下，在一定的具體條件下，圖 IOB所示的結構還存在節(jié)點β不能進入浮動狀態(tài)的風險。另一方面，如圖IOA所示的本發(fā)明的結構所獲得的優(yōu)點是能夠確保節(jié)點α進入浮動狀態(tài)。具有上述結構的本發(fā)明能夠提供一種半導體器件，它能夠按低成本用N-型或P-型之一僅僅一種極性的TFT制成，從而減少制造步驟，并且能獲得沒有振幅衰減的輸出。以下要描述本發(fā)明的例子。[例 1]在本例中要參照圖3A到3C來描述用本發(fā)明連接成多級反相器的一種電路。圖3A表示的電路中連接有多級反相器，每一級都是本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)的模式。在這種顯示器件的驅動電路中經(jīng)常將這種電路用做緩沖器。在圖 3A所示的本發(fā)明的半導體器件中，由于是采用N-型或P-型之一僅僅一種極性的TFT，減少了制造步驟，因而能降低制造成本。進而還能獲得沒有振幅衰減的輸出。然而，在采用圖3A 所示電路的情況下，從電路消耗的電功率的角度還有一點值得注意。在圖3A中，當輸入信號處在H電平時，N-型TFT302被導通。此時，N-型TFT301 作為一個柵極和漏極被短路的負載，并且始終工作在飽和狀態(tài)。因此，當N-型TFT302導通時，有電流在VDD和GND之間流動。對各級的TFT303，304和305，306也是一樣。其結果是消耗的電流變得很大。為了避免這種問題，如圖:3B所示，可以考慮采用二輸入型反相器的方法。對于將 TFT布置在VDD和GND之間的這種電路，輸入信號的極性始終彼此相反，也就是執(zhí)行異操作， 因而不會有電流流過。然而，在采用圖IBB所示電路的情況下，需要提供反相和非反相兩種相位的信號作為輸入信號。然后，作為圖3A所示半導體器件和圖;3B所示半導體器件二者的組合結構，如圖3C 所示，第一級采用本發(fā)明的單輸入型反相器，而第二級以后使用二輸入型反相器。作為第二級的輸入，將前級的輸出信號作為其中一個輸入，而前級的輸入信號作為另一個輸入。這樣的電路可以用做一個單輸入型緩沖器，將流過的電流抑制在最小。 在具有上述結構的本發(fā)明的半導體器件中，由于是采用N-型或P-型之一僅僅一種極性的TFT，減少了制造步驟，因而能降低制造成本，并且能獲得沒有振幅衰減的輸出。[例2]本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)很容易作為電平移位器，即給定一個與輸入信號的振幅電位不同的電位作為提供給電路的電源電位。以下就是一個例子。首先考慮將諸如GND，VDDl和VDD2三種電位作為電源電位，并且假設它們的量值關系是GND < VDDl < VDD2。此處所考慮的情況是輸入一個振幅為GND-VDDl的信號并且變換成振幅為GND-VDD2的信號，然后提取這一信號。圖4A表示一個例子。電路的結構與例1的實施例相同。輸入信號的振幅是 GND-VDD1，而連接到N-型TFT401和403的雜質區(qū)一端的電源電位被表示成VDD2。以下要解釋電路的操作。圖4B表示輸入信號的波形。振幅為GND-VDDl的輸入信號被輸入到N-型TFT402和404的柵極電極。當輸入信號處在H電平時，N-型TFT402和 404被導通，節(jié)點α上的電位被降到GND —側，而N-型TFT403被關斷。這樣，輸出節(jié)點上的電位就會變成L電平。當輸入信號處在L電平時，N-型TFT402和404被關斷，而輸出節(jié)點α上的電位上升到VDD2—側。這樣，N-型TFT403就被導通，使輸出節(jié)點的電位上升。另一方面，在節(jié)點 α上，當電位變成從電源VDD2減去N-型TFT403的門限電壓絕對值所獲得的值(VDD2-N-型TFT403的門限電壓絕對值)時，它就會進入浮動狀態(tài)。然后，隨著輸出節(jié)點電位的上升，節(jié)點α的電位被存在于N-型TFT403的柵極和源極之間的電容耦合進一步提升，然后達到高于VDD2的電位(圖4C)。這樣，輸出節(jié)點的電位就會成為H電平，并輸出振幅為GND-VDD2 的信號(圖4D中的實線)。至于本例中所示的電路為什么容易被用做電平移位器的原因，可以注意到低電壓量值的信號輸入沒有提供給連接到高電位一側電源(VDD2)的TFT401和403的柵極電極。 在圖5Α所示的二輸入型電路中，即使將低電壓量值的信號輸入給連接到高電位一側電源 (VDD2)的TFT501，節(jié)點β的電位最高也能上升到接近VDDl。因此，TFT503就不足以被導通，而這樣就無法用電容耦合來提升TFT503的柵極電極電位，因此就無法完成其正常操作。因此，如圖5Β所示，在本例所示的電平移位器之后立即施加重負載并且需要這樣一種緩沖器結構的情況下，就需要使用二級的單輸入型電路，然后使輸入信號的所有振幅都變成高電壓振幅。在圖5Β中，被輸入低電壓振幅信號的TFT僅限于被虛線框506包圍的那部分TFT，在連接成二級單輸入型電路時，高電壓振幅的信號被輸入到第三級的兩個輸入 (輸入到TFT507和508的柵極電極)，這樣就能執(zhí)行正常的操作。在用于執(zhí)行振幅變換的信號中包括反相信號的情況下可以采用這樣一種結構，在其中用相互的輸出信號作為下一級的反相輸入。圖6表示一個例子，用“in”和“inb”代表輸入信號，它們分別被輸入到TFT602和614的柵極電極。第一級電平移位器650的輸出被輸入到第二級TFT606和617，而第一級電平移位器660的輸出被輸入到第二級TFT605和 618。輸入到第二級的兩個信號都是高電壓振幅，因此，后級移位器就能起到緩沖器的作用， 然后從末級獲得輸出信號“out”和“outb”。按照具有上述結構的本發(fā)明的半導體器件，由于是采用N-型或P-型之一僅僅一種極性的TFT，減少了制造步驟，因而能降低制造成本，并且能獲得沒有振幅衰減的輸出。[例3]在本例中要給出一個例子，其中的顯示器件是采用本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)制造的。圖7是一個顯示器件的示意圖。源極信號線驅動電路701，柵極信號線驅動電路 702和一個象素部分703被集中制作在一個襯底700上。在象素部分中，被虛線710包圍的一部分表示一個象素。圖7的例子表示液晶顯示器件的一個象素，由一個TFT(以下稱為象素TFT)控制提供給液晶顯示元件的一個電極的電荷。輸入到源極信號線驅動電路701 和柵極信號線驅動電路702的信號是通過一個柔性印刷電路(FPC) 704從外部提供的。具有象素TFT和驅動電路的襯底可以按照公知的方法來制造，例如在授予Koyama 等人的美國專利US5，889J91中所述。還可以利用一種促進結晶的金屬元素使用做TFT的活性層的半導體薄膜結晶，當然也可以采用促使結晶的其他方法。例如，在授予Ohtani等人的美國專利US5，643，826中就公開了一種使用金屬元素的方法。美國專利US5，889，291 和US5，643，826的全文可作為本文的參考資料。本例中所示的顯示器件是用本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)構成的，而組成包括象素部分在內的整個顯示器件的驅動電路是用和象素TFT相同的僅僅一種極性的TFT(例如是N-型TFT)制作的。這樣就能省去為一個半導體層賦予P型的離子摻
12雜步驟，從而有助于降低制造成本和產(chǎn)量的提高。盡管組成本例顯示器件的TFT的極性是N型，按照本發(fā)明，不用說也可以僅僅用P 型TFT組成驅動電路和象素TFT。在這種情況下就能省去為一個半導體層賦予N型的離子摻雜步驟。本發(fā)明不僅可以應用于液晶顯示器件，只要是采用在一個絕緣體上集中形成驅動電路的方法來制造，它還可以用于任何器件。[例 4]本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)可以用來制造供各種電子設備使用的顯示器件。這些電子設備包括便攜式信息終端(電子筆記本，移動計算機，手持電話等等)，攝像機，數(shù)字照相機，個人計算機，電視機，手持電話等等。圖8A到8G表示這些例子。圖8A表示由外殼3001，支撐架3002，顯示部分3003等組成的一種液晶顯示器 (LCD)。本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)可以用來制作顯示部分3003。圖8B表示由主體3011，顯示部分3012，音頻輸入部分3013，操作開關3014，電池 3015，圖像接收部分3016等組成的一種攝像機。本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)可以用來制作顯示部分3012。圖8C表示由主體3021，外殼3022，顯示部分3023，鍵盤30 等組成的一種筆記本個人計算機。本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)可以用來制作顯示部分 3023。圖8D表示由主體3031，輸入筆3032，顯示部分3033，操作按鈕30；34，外部接口 3035等組成的一個便攜式信息終端。本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)可以用來制作顯示部分3033。圖8E表示一種聲音重放系統(tǒng)，具體是由主體3041，顯示部分3042，操作開關3043 和3044等組成的一種車載音響裝置。本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)可以用來制作顯示部分3042。另外，盡管在本例中表示的是車載音響裝置，本發(fā)明也可以用于手持或家用音響裝置。圖8F表示由主體3051，顯示部分(A) 3052，目鏡部分3053，操作開關30 ,顯示部分(B) 3055，電池3056等組成的一種數(shù)字照相機。本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)可以用來制作顯示部分(A) 3052和顯示部分(B) 3055。圖8G表示由主體3061，音頻輸出部分3062，音頻輸入部分3063，顯示部分3064， 操作開關3065和天線3066等組成的一種手持電話。本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)可以用來制作顯示部分3064。以上所述的僅僅是一些例子，本發(fā)明不僅限于這些應用。按照本發(fā)明的半導體器件(顯示器件的驅動電路)，可以僅僅用一種導電類型的 TFT組成顯示器件的驅動電路和顯示器件的象素部分。還能減少顯示器件的制造步驟，從而借助于降低成本和提高產(chǎn)量。這樣就能提供更廉價的顯示器件。另外，采用本發(fā)明還可以提供一種半導體器件，它能夠獲得無振幅衰減的輸出。
權利要求
1.一種有源矩陣液晶顯示器件，包括 包含象素薄膜晶體管的象素；以及電連接到所述象素薄膜晶體管的柵極的驅動電路，所述驅動電路包括 第一薄膜晶體管，其中，所述第一薄膜晶體管的柵極電連接到所述第一薄膜晶體管的源極和漏極中之一；第二薄膜晶體管，其中，所述第二薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個；第三薄膜晶體管，其中，所述第三薄膜晶體管的柵極電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個，以及所述第三薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；和第四薄膜晶體管，其中，所述第四薄膜晶體管的柵極電連接到所述第二薄膜晶體管的柵極，所述第四薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第三薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個，以及所述第四薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個電連接到所述第二薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個，其中，所述象素薄膜晶體管和所述第一到第四薄膜晶體管具有N-溝道型，以及其中，在玻璃襯底上形成所述象素薄膜晶體管和所述第一到第四薄膜晶體管。
2.根據(jù)權利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器件，其中，所述象素薄膜晶體管和所述第一到第四薄膜晶體管是多晶硅薄膜晶體管。
3.根據(jù)權利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器件，還包括電連接在所述第三薄膜晶體管的所述柵極和所述第三薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的所述另一個之間的電容。
4.根據(jù)權利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器件，其中，所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一電連接到設有第一恒定電位的第一電源線。
5.根據(jù)權利要求4所述的有源矩陣液晶顯示器件，其中，所述第二薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的所述另一個電連接到設有比所述第一恒定電位低的第二恒定電位的第二電源線。
6.根據(jù)權利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器件，其中，所述第一到第四薄膜晶體管包含在從反相器、緩沖器和電平移位器所構成的組中選出的一種中。
7.一種包括根據(jù)權利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器件的電子設備，其中，所述電子設備是從液晶顯示器、攝像機、筆記本個人計算機、便攜式信息終端、車載音響裝置、數(shù)字照相機和手持電話所構成的組中選出的一種。
8.一種有源矩陣液晶顯示器件，包括 包含象素薄膜晶體管的象素；以及電連接到所述象素薄膜晶體管的柵極的驅動電路，所述驅動電路包括 第一薄膜晶體管，其中，所述第一薄膜晶體管的柵極電連接到所述第一薄膜晶體管的源極和漏極中之一；第二薄膜晶體管，其中，所述第二薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個；第三薄膜晶體管，其中，所述第三薄膜晶體管的柵極電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的所述另一個，以及所述第三薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；第四薄膜晶體管，其中，所述第四薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第三薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個，以及所述第四薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個電連接到所述第二薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個；第五薄膜晶體管，其中，所述第五薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第二薄膜晶體管的柵極；第六薄膜晶體管，其中，所述第六薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第五薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；第七薄膜晶體管，其中，所述第七薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第五薄膜晶體管的柵極；第八薄膜晶體管，其中，所述第八薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第七薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；第九薄膜晶體管，其中，所述第九薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第八薄膜晶體管的柵極；第十薄膜晶體管，其中，所述第十薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第九薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；第十一薄膜晶體管，其中，所述第十一薄膜晶體管的柵極電連接到所述第十薄膜晶體管的柵極，以及所述第十一薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第十薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個；以及第十二薄膜晶體管，其中，所述第十二薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第十一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個，其中，所述象素薄膜晶體管和所述第一到第十二薄膜晶體管具有相同的導電類型。
9.根據(jù)權利要求8所述的有源矩陣液晶顯示設備，其中，所述象素薄膜晶體管和所述第一到第十二薄膜晶體管是多晶硅薄膜晶體管。
10.根據(jù)權利要求8所述的有源矩陣液晶顯示設備，還包括電連接在所述第三薄膜晶體管的所述柵極和所述第三薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的所述另一個之間的電容。
11.根據(jù)權利要求8所述的有源矩陣液晶顯示設備，所述相同的導電類型是N-溝道型。
12.根據(jù)權利要求8所述的有源矩陣液晶顯示設備，所述相同的導電類型是P-溝道型。
13.根據(jù)權利要求8所述的有源矩陣液晶顯示設備，所述第一到第十二薄膜晶體管包含在從反相器、緩沖器和電平移位器所構成的組中選出的一種中。
14.一種包括根據(jù)權利要求8所述的有源矩陣液晶顯示器件的電子設備，其中，所述電子設備是從液晶顯示器、攝像機、筆記本個人計算機、便攜式信息終端、車載音響裝置、數(shù)字照相機和手持電話所構成的組中選出的一種。
15.一種有源矩陣液晶顯示設備，包括 包含象素薄膜晶體管的象素；以及電連接到所述象素薄膜晶體管的柵極的驅動電路，所述驅動電路包括 第一薄膜晶體管，其中，所述第一薄膜晶體管的柵極電連接到所述第一薄膜晶體管的源極和漏極中之一；頁第二薄膜晶體管，其中，所述第二薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個；第三薄膜晶體管，其中，所述第三薄膜晶體管的柵極電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的所述另一個，以及所述第三薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；第四薄膜晶體管，其中，所述第四薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第三薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個，以及所述第四薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個電連接到所述第二薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個；第五薄膜晶體管，其中，所述第五薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第二薄膜晶體管的柵極；第六薄膜晶體管，其中，所述第六薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第五薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；第七薄膜晶體管，其中，所述第七薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第五薄膜晶體管的柵極；第八薄膜晶體管，其中，所述第八薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第七薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；第九薄膜晶體管，其中，所述第九薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第八薄膜晶體管的柵極；第十薄膜晶體管，其中，所述第十薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第九薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中所述之一；第十一薄膜晶體管，其中，所述第十一薄膜晶體管的柵極電連接到所述第十薄膜晶體管的柵極，以及所述第十一薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第十薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個；以及第十二薄膜晶體管，其中，所述第十二薄膜晶體管的源極和漏極中之一電連接到所述第十一薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的另一個，其中，所述象素薄膜晶體管和所述第一到第十二薄膜晶體管具有相同的導電類型，以及其中，在玻璃襯底上形成所述象素薄膜晶體管和所述第一到第十二薄膜晶體管。
16.根據(jù)權利要求15所述的有源矩陣液晶顯示器件，其中，所述象素薄膜晶體管和所述第一到第十二薄膜晶體管是多晶硅薄膜晶體管。
17.根據(jù)權利要求15所述的有源矩陣液晶顯示器件，還包括電連接在所述第三薄膜晶體管的所述柵極和所述第三薄膜晶體管的所述源極和所述漏極中的所述另一個的電容。
18.根據(jù)權利要求15所述的有源矩陣液晶顯示器件，其中，所述相同的導電類型是 N-溝道型。
19.根據(jù)權利要求15所述的有源矩陣液晶顯示器件，其中，所述相同的導電類型是 P-溝道型。
20.根據(jù)權利要求15所述的有源矩陣液晶顯示器件，其中，所述第一到第十二薄膜晶體管包含在從反相器、緩沖器和電平移位器所構成的組中選出的一種中。
21.一種包括根據(jù)權利要求15所述的有源矩陣液晶顯示器件的電子設備，其中，所述電子設備是從液晶顯示器、攝像機、筆記本個人計算機、便攜式信息終端、車載音響裝置、數(shù)字照相機和手持電話所構成的組中選出的一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導體器件，僅僅用一種導電類型的TFT構成一個電路，從而減少制造步驟，并且能正常獲得一個輸出信號的電壓振幅。在連接到輸出節(jié)點的一個TFT(203)的柵極和源極之間形成一個電容(205)，并且由TFT(201)和(202)構成的電路具有使節(jié)點α進入浮動狀態(tài)的功能。當節(jié)點α處在浮動狀態(tài)時，通過電容(205)使節(jié)點α的電位高于采用TFT(203)的柵極-源極電容耦合獲得的VDD，這樣就能獲得振幅為VDD-GND的輸出信號，不會因TFT的門限值造成振幅衰減。
文檔編號H01L27/092GK102419961SQ201110283660
公開日2012年4月18日 申請日期2002年4月26日 優(yōu)先權日2001年4月27日
發(fā)明者棚田好文, 淺見宗廣, 長尾祥 申請人:株式會社半導體能源研究所