專利名稱：脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的本發(fā)明涉及脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器。
背景技術(shù)：
在諸如玻璃襯底之類的平板之上形成并且通常在液晶顯示裝置中使用的晶體管一般包括諸如非晶硅或多晶硅之類的半導(dǎo)體材料。雖然包括非晶硅的晶體管具有低場(chǎng)效應(yīng)遷移率，但是它們能夠在大玻璃襯底之上形成。相比之下，雖然包括多晶硅的晶體管具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率，但是它們需要諸如激光退火之類的晶化過(guò)程并且不是一直適合于大玻璃襯
。另一方面，包括氧化物半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體材料的晶體管引起關(guān)注。例如，專利文獻(xiàn)I和2公開用以使用氧化鋅或In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體材料來(lái)形成晶體管并且將其用作圖像顯示裝置的開關(guān)元件的技術(shù)。在溝道區(qū)中包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管具有比包括非晶硅的晶體管要高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率。此外，氧化物半導(dǎo)體膜能夠通過(guò)濺射方法等在300°C或更低的溫度下形成；因此，包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的制造過(guò)程比包括多晶硅的晶體管的制造過(guò)程要簡(jiǎn)單。預(yù)計(jì)包括氧化物半導(dǎo)體的這類晶體管用作諸如液晶顯示器、電致發(fā)光顯示器和電子紙之類的顯示裝置的像素部分和驅(qū)動(dòng)器電路中包括的開關(guān)元件。例如，非專利文獻(xiàn)I公開一種顯示裝置的像素部分和驅(qū)動(dòng)器電路包括具有氧化物半導(dǎo)體的晶體管所使用的技術(shù)。 注意，包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管全部是n溝道晶體管。因此，在驅(qū)動(dòng)器電路包括具有氧化物半導(dǎo)體的晶體管的情況下，驅(qū)動(dòng)器電路僅包括n溝道晶體管。[專利文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)I]日本已公開專利申請(qǐng)2007-123861 [專利文獻(xiàn)2]日本已公開專利申請(qǐng)2007-096055 [非專利文獻(xiàn)]
[非專利文獻(xiàn) I] T. Osada 等人，“Development of Driver-Integrated Panel usingAmorphous In-Ga-Zn-Oxide TFT”，Proc. SID ’09 Digest，2009，第 184-187 頁(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
驅(qū)動(dòng)器電路包括例如具有脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器。在移位寄存器包括具有相同導(dǎo)電性類型的晶體管的情況下，例如，移位寄存器可能具有不穩(wěn)定操作的問題。鑒于此問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)目的是提供能夠穩(wěn)定操作的脈沖信號(hào)輸出電路以及包括脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器。本發(fā)明的目的之一是提供能夠穩(wěn)定操作的脈沖信號(hào)輸出電路以及包括脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器。在脈沖信號(hào)輸出電路的一個(gè)實(shí)施例中，晶體管具有連接到具有形成脈沖信號(hào)輸出電路的輸出端子的源極端子或漏極端子的另一個(gè)晶體管的柵電極的源極端子或漏極端子，晶體管的溝道長(zhǎng)度比另一個(gè)晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。由此，修改另一個(gè)晶體管的柵電位的泄漏電流量能夠降低，并且能夠防止脈沖信號(hào)輸出電路的故障。下面描述能夠采用的配置的具體示例。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是包括第一至第九晶體管、第一輸入信號(hào)發(fā)生電路和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的脈沖信號(hào)輸出電路。第一晶體管的第一端子和第二晶體管的第一端子電連接到第一輸出端子，并且第三晶體管的第一端子和第四晶體管的第一端子電連接到第二輸出端子。第一輸入信號(hào)發(fā)生電路包括第五晶體管和第六晶體管。第五晶體管的第一端子和第六晶體管的第一端子相互電連接，并且共同用作第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子。第二輸入信號(hào)發(fā)生電路包括第七至第九晶體管。第七晶體管的第二端子、第八晶體管的第二端子和第九晶體管的第一端子相互電連接，并且共同用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子。第一晶體管的柵極端子、第三晶體管的柵極端子和第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互電連接。第二晶體管的柵極端子、第四晶體管的柵極端子和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互電連接。第六晶體管的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。第九晶體管的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。 在脈沖信號(hào)輸出電路中，優(yōu)選的是，將第一時(shí)鐘信號(hào)輸入到第一晶體管的第二端子和第三晶體管的第二端子；將第一電位提供給第二晶體管的第二端子、第四晶體管的第二端子、第六晶體管的第二端子和第九晶體管的第二端子；將比第一電位要高的第二電位提供給第五晶體管的第二端子、第七晶體管的第一端子和第八晶體管的第一端子；將第一脈沖信號(hào)輸入到第五晶體管的柵極端子和第九晶體管的柵極端子；將第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出信號(hào)輸入到第六晶體管的柵極端子；將第三脈沖信號(hào)輸入到第七晶體管的柵極端子；將第二時(shí)鐘信號(hào)輸入到第八晶體管的柵極端子；以及將第二脈沖信號(hào)從第一輸出端子或第二輸出端子輸出。在脈沖信號(hào)輸出電路中，第六晶體管和第九晶體管中的至少一個(gè)可以是具有其中至少兩個(gè)柵極串聯(lián)布置的多柵結(jié)構(gòu)的晶體管。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是包括第一至第十一晶體管、第一輸入信號(hào)發(fā)生電路和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的脈沖信號(hào)輸出電路。第一晶體管的第一端子和第二晶體管的第一端子電連接到第一輸出端子，并且第三晶體管的第一端子和第四晶體管的第一端子電連接到第二輸出端子。第一輸入信號(hào)發(fā)生電路包括第五至第七晶體管。第五晶體管的第一端子、第六晶體管的第一端子和第七晶體管的第一端子相互電連接，并且第七晶體管的第二端子用作第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子。第二輸入信號(hào)發(fā)生電路包括第八至第十一晶體管。第十一晶體管的第二端子和第九晶體管的第一端子相互電連接，以及第九晶體管的第二端子、第八晶體管的第二端子和第十晶體管的第一端子相互電連接并且共同用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子。第一晶體管的柵極端子、第三晶體管的柵極端子和第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互電連接。第二晶體管的柵極端子、第四晶體管的柵極端子和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互電連接。第六晶體管的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。第十晶體管的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。在脈沖信號(hào)輸出電路中，優(yōu)選的是，將第一時(shí)鐘信號(hào)輸入到第一晶體管的第二端子和第三晶體管的第二端子；將第一電位提供給第二晶體管的第二端子、第四晶體管的第二端子、第六晶體管的第二端子和第十晶體管的第二端子；將比第一電位要高的第二電位提供給第五晶體管的第二端子、第七晶體管的柵極端子、第八晶體管的第一端子和第十一晶體管的第一端子；將第一脈沖信號(hào)輸入到第五晶體管的柵極端子和第十晶體管的柵極端子；將第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出信號(hào)輸入到第六晶體管的柵極端子；將第三脈沖信號(hào)輸入到第八晶體管的柵極端子；將第二時(shí)鐘信號(hào)輸入到第九晶體管的柵極端子；將第三時(shí)鐘信號(hào)輸入到第十一晶體管的柵極端子；以及將第二脈沖信號(hào)從第一輸出端子或第二輸出端子輸出。在脈沖信號(hào)輸出電路中，第六晶體管和第十晶體管中的至少一個(gè)可以是具有其中至少兩個(gè)柵極串聯(lián)布置的多柵結(jié)構(gòu)的晶體管。在作為本發(fā)明的實(shí)施例的脈沖信號(hào)輸出電路中，可包括一種電容器，其端子電連接到其中第二晶體管的柵極端子、第四晶體管的柵極端子和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互電連接的結(jié)點(diǎn)。在脈沖信號(hào)輸出電路中，晶體管的至少一個(gè)優(yōu)選地包括氧化物半導(dǎo)體。此外，移位 寄存器能夠包括多個(gè)脈沖信號(hào)輸出電路。注意，在脈沖信號(hào)輸出電路中，晶體管在一些情況下包括氧化物半導(dǎo)體；但是所公開的本發(fā)明并不局限于此。注意，本說(shuō)明書等中，諸如“之上”或“之下”之類的術(shù)語(yǔ)不一定表示組件放置于“直接在”另一個(gè)組件“之上”或“之下”。例如，表述“柵絕緣層之上的柵電極”并不排除另一個(gè)組件放置在柵絕緣層與柵電極之間的情況。另外，在本說(shuō)明書等中，諸如“電極”和“布線”之類的術(shù)語(yǔ)并沒有限制組件的功能。例如，“電極”能夠用作“布線”的一部分，而“布線”能夠用作“電極”的一部分。例如，諸如“電極”和“布線”之類的術(shù)語(yǔ)還能夠表示多個(gè)“電極”和“布線”的組合。當(dāng)例如使用相反極性的晶體管時(shí)或者電流流動(dòng)方向在電路操作中改變時(shí)，“源”和“漏”的功能可能相互交換。因此，在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“源”和“漏”能夠相互交換。注意，在本說(shuō)明書等中，術(shù)語(yǔ)“電連接”包括組件通過(guò)具有任何電功能的對(duì)象相互連接的情況。在這里，對(duì)于具有任何電功能的對(duì)象沒有特殊限制，只要電信號(hào)能夠在通過(guò)該對(duì)象相互連接的組件之間傳送和接收。除了電極和布線之外，“具有任何電功能的對(duì)象”的示例還有諸如晶體管、電阻器、電感器、電容器之類的開關(guān)元件和具有各種功能的元件。能夠提供能夠穩(wěn)定操作的脈沖信號(hào)輸出電路以及包括脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器。


圖IA至圖IC示出脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器的配置示例。圖2是移位寄存器的時(shí)序圖。圖3A至圖3C示出脈沖信號(hào)輸出電路的操作。圖4A至圖4C示出脈沖信號(hào)輸出電路的操作。圖5A和圖5B示出脈沖信號(hào)輸出電路的配置示例。圖6A至圖6C不出脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器的配置不例。
圖7是移位寄存器的時(shí)序圖。圖8A至圖8C示出脈沖信號(hào)輸出電路的操作。圖9A和圖9B示出脈沖信號(hào)輸出電路的操作。圖IOA和圖IOB示出脈沖信號(hào)輸出電路的配置示例。圖IlA至圖IlD示出晶體管的結(jié)構(gòu)示例。圖12A至圖12E示出用于制造晶體管的方法的示例。圖13A至圖13C示出半導(dǎo)體裝置的示例。 圖14A至圖14F示出電子裝置。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例的示例。注意，本發(fā)明并不局限于以下描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于理解，本發(fā)明的模式和細(xì)節(jié)能夠按照各種方式改變，而沒有背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被理解為局限于實(shí)施例的以下描述。注意，附圖等中所示的各組件的位置、尺寸、范圍等在一些情況下為了易于理解而沒有精確表示。因此，所公開的本發(fā)明不一定局限于附圖等中公開的位置、尺寸、范圍等。注意，在本說(shuō)明書等中使用諸如“第一”、“第二”和“第三”之類的序數(shù)以便避免組件之間的混淆，而不是限制數(shù)量。(實(shí)施例I)
在這個(gè)實(shí)施例中，將參照?qǐng)DIA至圖1C、圖2、圖3A至圖3C和圖4A至圖4C來(lái)描述脈沖信號(hào)輸出電路以及包括脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器的配置示例。<電路配置>
首先，將參照?qǐng)DIA至圖IC來(lái)描述脈沖信號(hào)輸出電路以及包括脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器的電路配置的示例。這個(gè)實(shí)施例中所述的移位寄存器包括第一至第η脈沖信號(hào)輸出電路10J至10n(n ^ 2)以及傳送時(shí)鐘信號(hào)的第一至第四信號(hào)線11至14(參見圖1Α)。將第一時(shí)鐘信號(hào)(CLKl)提供給第一信號(hào)線11。將第二時(shí)鐘信號(hào)(CLK2)提供給第二信號(hào)線12。將第三時(shí)鐘信號(hào)(CLK3)提供給第三信號(hào)線13。將第四時(shí)鐘信號(hào)(CLK4)提供給第四信號(hào)線14。時(shí)鐘信號(hào)是以規(guī)則間隔在H電平信號(hào)(高電位)與L電平信號(hào)(低電位)之間交替的信號(hào)。在這里，第一至第四時(shí)鐘信號(hào)(CKl至CK4)依次延遲1/4周期。在這個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用時(shí)鐘信號(hào)，執(zhí)行脈沖信號(hào)輸出電路的控制等。第一至第η脈沖信號(hào)輸出電路10J至10 n的每個(gè)包括第一輸入端子21、第二輸入端子22、第三輸入端子23、第四輸入端子24、第五輸入端子25、第一輸出端子26以及第二輸出端子27 (參見圖1B)。第一輸入端子21、第二輸入端子22和第三輸入端子23電連接到第一至第四信號(hào)線11至14的任一個(gè)。例如，第一脈沖信號(hào)輸出電路IO1中的第一輸入端子21電連接到第一信號(hào)線11，第一脈沖信號(hào)輸出電路IO1中的第二輸入端子22電連接到第二信號(hào)線12，以及第一脈沖信號(hào)輸出電路10J中的第三輸入端子23電連接到第三信號(hào)線13。另外，第二脈沖信號(hào)輸出電路IO 2中的第一輸入端子21電連接到第二信號(hào)線12，第二脈沖信號(hào)輸出電路10 2中的第二輸入端子22電連接到第三信號(hào)線13，以及第二脈沖信號(hào)輸出電路10 2中的第三輸入端子23電連接到第四信號(hào)線14。注意，在這里，描述第二至第四信號(hào)線12至14連接到第η脈沖信號(hào)輸出電路10 η的情況。但是，哪些信號(hào)線連接到第η脈沖信號(hào)輸出電路
IOn取決于η的值。因此，要注意，本文所述的配置只是一個(gè)示例。在這個(gè)實(shí)施例中所述的移位寄存器的第m脈沖信號(hào)輸出電路(m ^ 2)中，第四輸入端子24電連接到第(m-Ι)脈沖信號(hào)輸出電路的第一輸出端子26。在第m脈沖信號(hào)輸出電路(m < n-2)中,第五輸入端子25電連接到第(m+2)脈沖信號(hào)輸出電路的第一輸出端子26 ;第一輸入端子26電連接到第(m+Ι)脈沖信號(hào)輸出電路的第四輸入端子24 ;以及第二輸出端子27向OUT (m)輸出信號(hào)。
例如，第三脈沖信號(hào)輸出電路10—3中的第四輸入端子24電連接到第二脈沖信號(hào)輸出電路10—2中的第一輸出端子26。第三脈沖信號(hào)輸出電路10—3中的第五輸入端子25電連接到第五脈沖信號(hào)輸出電路10—5中的第一輸出端子26。第三脈沖信號(hào)輸出電路10—3中的第一輸入端子26電連接到第四脈沖信號(hào)輸出電路10 4中的第四輸入端子24以及第一脈沖信號(hào)輸出電路10」中的第五輸入端子25。另外，第一起始脈沖(SPl)從第五布線15輸入到第一脈沖信號(hào)輸出電路10」中的第四輸入端子24。將從前一級(jí)輸出的脈沖輸入到第k脈沖信號(hào)輸出電路10—k(k是大于或等于2且小于或等于η的自然數(shù))中的第四輸入端子24。將第二起始脈沖(SP2)輸入到第(η-1)脈沖信號(hào)輸出電路IOjri中的第五輸入端子25。將第三起始脈沖(SP3)輸入到第η脈沖信號(hào)輸出電路IO n中的第五輸入端子25。第二起始脈沖(SP2)和第三起始脈沖(SP3)可從外部輸入或者在電路內(nèi)部生成。接下來(lái)將描述第一至第η脈沖信號(hào)輸出電路IO1至10 η的具體配置。第一至第η脈沖信號(hào)輸出電路IO1至10 η的每個(gè)包括脈沖信號(hào)發(fā)生電路，其中包括第一至第四晶體管101至104 ;第一輸入信號(hào)發(fā)生電路，其中包括第五至第七晶體管105至107 ;以及第二輸入信號(hào)發(fā)生電路，其中包括第八至第十一晶體管108至111 (參見圖1C)。此外，除了第一至第五輸入端子21至25之外，還從第一和第二電源線31和32提供信號(hào)給第一至第十一晶體管101至111。脈沖信號(hào)發(fā)生電路的配置的一個(gè)具體示例如下。第一晶體管101的第一端子(下文中，“第一端子”表示源極端子和漏極端子其中之一)和第二晶體管102的第一端子電連接到第一輸出端子26。類似地，第三晶體管103的第一端子和第四晶體管104的第一端子電連接到第二輸出端子27。第一晶體管101的柵極端子、第三晶體管103的柵極端子和第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互電連接。第二晶體管102的柵極端子、第四晶體管104的柵極端子和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互電連接。將第一時(shí)鐘信號(hào)輸入到第一晶體管101的第二端子(下文中，“第二端子”表示源極端子和漏極端子中的另一個(gè))。第一晶體管101的第二端子還用作脈沖信號(hào)輸出電路中的第一輸入端子21。第一電位(例如低電位Vss)通過(guò)第一電源線31提供給第二晶體管102的第二端子。將第一時(shí)鐘信號(hào)輸入到第三晶體管103的第二端子。第三晶體管103的第二端子還用作脈沖信號(hào)輸出電路中的第一輸入端子21。第一電位通過(guò)第一電源線31提供給第四晶體管104的第二端子。第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的配置的一個(gè)具體示例如下。
第五晶體管105的第一端子、第六晶體管106的第一端子和第七晶體管107的第一端子相互電連接。此外，第七晶體管107的第二端子用作第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子。第二電位通過(guò)第二電源線32提供給第五晶體管105的第二端子。第一電位通過(guò)第一電源線31提供給第六晶體管106的第二端子。把來(lái)自前一級(jí)的脈沖信號(hào)(在第一脈沖信號(hào)輸出電路中，脈沖信號(hào)包括起始脈沖信號(hào))輸入到第五晶體管105的柵極端子。第五晶體管105的柵極端子用作第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的第一輸入端子，并且用作脈沖信號(hào)輸出電路的第四輸入端子24。將第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出信號(hào)輸入到第六晶體管106的柵極端子。第六晶體管106的柵極端子用作第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的第二輸入端子。第二電位通過(guò)第二電源線32提供給第七晶體管107的柵極端子。雖然在這個(gè)實(shí)施例中設(shè)置第七晶體管107，但是可采用沒有第七晶體管107的配置。通過(guò)第七晶體管107，能夠抑制可能由引導(dǎo)操作引起的第五晶體管105的第一端子的電位的升高。也就是說(shuō)，能夠防止將高偏壓施加到第五晶體管105的柵極與源極之間(或者 柵極與漏極之間)的區(qū)域；因此能夠抑制第五晶體管105的退化。第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的配置的一個(gè)具體示例如下。第十一晶體管111的第二端子和第九晶體管109的第一端子相互電連接。第九晶體管的第二端子、第八晶體管的第二端子和第十晶體管的第一端子相互電連接，并且用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子。第二電位通過(guò)第二電源線32提供給第八晶體管108的第一端子和第i^一晶體管111的第一端子。第一電位通過(guò)第一電源線31提供給第十晶體管110的第二端子。把來(lái)自第二后級(jí)的脈沖信號(hào)輸入到第八晶體管108的柵極端子，如圖IA和圖IB中所示。第八晶體管108的柵極端子用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的第一輸入端子并且用作脈沖信號(hào)輸出電路的第五輸入端子25。將第二時(shí)鐘信號(hào)輸入到第九晶體管109的柵極端子。第九晶體管109的柵極端子用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的第二輸入端子以及脈沖信號(hào)輸出電路中的第二輸入端子22。把來(lái)自前一級(jí)的脈沖信號(hào)(在第一脈沖信號(hào)輸出電路中，脈沖信號(hào)是起始脈沖信號(hào))輸入到第十晶體管110的柵極端子。第十晶體管110的柵極端子用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的第三輸入端子以及脈沖信號(hào)輸出電路中的第四輸入端子24。將第三時(shí)鐘信號(hào)輸入到第十一晶體管111的柵極端子。第十一晶體管111的柵極端子用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的第四輸入端子以及脈沖信號(hào)輸出電路中的第三輸入端子23。注意，在這個(gè)實(shí)施例中所述的脈沖信號(hào)輸出電路中，第六晶體管106的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管103的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管104的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。此外，第十晶體管110的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管103的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管104的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。因此，第六晶體管106和第十晶體管110的閾值電壓的偏移量能夠降低，使得能夠抑制退化。注意，脈沖信號(hào)輸出電路的組件(例如脈沖信號(hào)發(fā)生電路、第一輸入信號(hào)發(fā)生電路和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的配置示例)只是示例，并且所公開的本發(fā)明并不局限于此。在這個(gè)實(shí)施例的以下描述中，其中第一晶體管101的柵極端子、第三晶體管103的柵極端子和第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子在圖IC中所不的脈沖信號(hào)輸出電路中相互連接的結(jié)點(diǎn)稱作結(jié)點(diǎn)A。另外，其中第二晶體管102的柵極端子、第四晶體管104的柵極端子和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互連接的結(jié)點(diǎn)稱作結(jié)點(diǎn)B。用于有利地執(zhí)行引導(dǎo)操作的電容器可設(shè)置在結(jié)點(diǎn)A與第一輸出端子26之間。此夕卜，還可設(shè)置電連接到結(jié)點(diǎn)B的電容器，以便保持結(jié)點(diǎn)B的電位。注意，第一至第^^一晶體管101至111的每個(gè)優(yōu)選地包括氧化物半導(dǎo)體。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體被包括在晶體管中，晶體管的斷態(tài)電流能夠降低。此外，與包括非晶硅等的晶體管相比，包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的通態(tài)電 流和場(chǎng)效應(yīng)遷移率能夠增加。此外，能夠抑制晶體管的退化。因此，實(shí)現(xiàn)消耗低功率、能夠以高速度進(jìn)行操作并且以較高精度進(jìn)行操作的電子電路。注意，在這里省略包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的描述，因?yàn)樗谙旅娴膶?shí)施例中詳細(xì)描述。< 操作 >
接下來(lái)參照?qǐng)D2、圖3A至圖3C以及圖4A至圖4C來(lái)描述圖IA至圖IC中所示移位寄存器的操作。具體來(lái)說(shuō)，參照?qǐng)D3A至圖3C以及圖4A至圖4C來(lái)描述圖2中所示時(shí)序圖中的第一至第六期間51至56的每個(gè)中的操作。在時(shí)序圖中，CLKl至CLK4表示時(shí)鐘信號(hào)；SP1表示第一起始脈沖；0UT1至0UT4表示來(lái)自第一至第四脈沖信號(hào)輸出電路10J至10 4的第二輸出端子的輸出；結(jié)點(diǎn)A和B表示在結(jié)點(diǎn)A和B的電位；以及SROUTl至SR0UT4表示來(lái)自第一至第四脈沖信號(hào)輸出電路10」至10—4的第一輸出端子的輸出。注意，在以下描述中，第一至第i^一晶體管101至111全部是η溝道晶體管。此夕卜，在圖3Α至圖3C以及圖4Α至圖4C中，由實(shí)線所指示的晶體管表示晶體管處于傳導(dǎo)狀態(tài)(導(dǎo)通)，而由虛線所指示的晶體管表示晶體管處于非傳導(dǎo)狀態(tài)(截止)。描述第一脈沖信號(hào)輸出電路10—i的典型操作。第一脈沖信號(hào)輸出電路10—i的配置如上所述。此外，所輸入的信號(hào)和所提供的電位之間的關(guān)系如上所述。注意，在以下描述中，Vdd用于將要提供給輸入端子和電源線的所有高電位(又稱作H電平、H電平信號(hào)等)，并且Vss用于將要提供給輸入端子和電源線的所有低電位(又稱作L電平、L電平信號(hào)等)。在第一期間51中，SPl處于H電平，使得將高電位提供給用作第一脈沖信號(hào)輸出電路10 i中的第四輸入端子24的第五晶體管105的柵極端子和第十晶體管110的柵極端子。因此，第五晶體管105和第十晶體管110導(dǎo)通。在第一期間51中，CLK3也處于H電平，使得第十一晶體管111也導(dǎo)通。另外，由于將高電位提供給第七晶體管107的柵極端子，所以第七晶體管107也導(dǎo)通(參見圖3A)。當(dāng)?shù)谖寰w管105和第七晶體管107導(dǎo)通時(shí)，結(jié)點(diǎn)A的電位升高。當(dāng)?shù)谑w管110導(dǎo)通時(shí)，結(jié)點(diǎn)B的電位下降。第五晶體管105的第二端子的電位為VDD。因此，第五晶體管105的第一端子的電位變?yōu)閂DD-Vthl(l5，其是通過(guò)從第二端子的電位中減去第五晶體管105的閾值電壓所獲得的電位。第七晶體管107的柵極端子的電位為VDD。因此，在作為第七晶體管107的閾值電壓的Vthltl7高于或等于Vthltl5的情況下，結(jié)點(diǎn)A的電位變?yōu)閂DD-VthlQ7，由此第七晶體管107截止。另一方面，在Vthltl7低于Vthltl5的情況下，結(jié)點(diǎn)A的電位升高到VDD-VthlQ5，同時(shí)第七晶體管107保持為導(dǎo)通。下文中，在第一期間51中所得到的結(jié)點(diǎn)A的電位表示為Vah。在這里，Vthl05和Vthltl7分別是第五晶體管105的閾值電壓和第七晶體管107的閾值電壓。對(duì)于其它晶體管，情況也會(huì)是這樣。當(dāng)結(jié)點(diǎn)A的電位達(dá)到Vah時(shí)，第五晶體管105和第七晶體管107截止；因此，使結(jié)點(diǎn)A處于浮態(tài)，同時(shí)其電位保持在Vffi。當(dāng)結(jié)點(diǎn)A的電位變?yōu)閂ah時(shí)，第一晶體管101和第三晶體管103導(dǎo)通。在這里，CLKl處于L電平,從第一輸出端子26和第二輸出端子27輸出L電平信號(hào)。在第二期間52中，CLKl的電位從L電平改變成H電平。由于第一晶體管101和第三晶體管103導(dǎo)通，所以第一輸出端子26的電位和第二輸出端子27的電位升高。此外，在第一晶體管101的柵極端子與源極端子(或漏極端子)之間生成電容；通過(guò)該電容，其柵極端子和源極端子(或漏極端子)電容性地耦合。類似地，在第三晶體管103的柵極端子與源極端子(或漏極端子)之間生成電容；通過(guò)該電容，其柵極端子和源極端子(或漏極端子)電容性地耦合。因此，當(dāng)?shù)谝惠敵龆俗?6的電位和第二輸出端子27的電位升高(引導(dǎo)操作)時(shí)，處于浮態(tài)的結(jié)點(diǎn)A的電位升高。結(jié)點(diǎn)A的電位最終變成高于VDD+Vth皿,并且第一輸出端子26的電位和第二輸出端子27的電位的每個(gè)變?yōu)閂dd(H電平)(參見圖2和圖3B)。在第二期間52中，第十晶體管110導(dǎo)通；因此，結(jié)點(diǎn)B保持在L電平。因此，能夠抑制當(dāng)?shù)谝惠敵龆俗?6的電位從L電平改變成H電平時(shí)發(fā)生的因電容耦合引起的結(jié)點(diǎn)B的電位的變化，使得能夠防止因電位的變化引起的故障。在第三期間53中，SPl變?yōu)長(zhǎng)電平，使得第五晶體管105和第十晶體管110截止。 此外，CLKl保持在H電平，并且結(jié)點(diǎn)A的電位沒有改變；因此，從第一輸出端子26和第二輸出端子27輸出Vdd (H電平信號(hào))(參見圖3C)。注意，在第三期間53中，雖然結(jié)點(diǎn)B處于浮態(tài)，但是第一輸出端子26的電位沒有改變；因此，因電容耦合引起的故障是可忽略的。在第四期間54中，由于CLK2和CLK3均處于H電平，所以結(jié)點(diǎn)B的電位在短時(shí)間期間中升高。此外，CLKl變?yōu)長(zhǎng)電平。因此，第二晶體管102和第四晶體管104導(dǎo)通，使得第一輸出端子26和第二輸出端子27的電位在短時(shí)間期間中下降(參見圖4A)。在第五期間55中，第五輸入端子25 (即，SR0UT3)的電位保持在H電平，由此保持結(jié)點(diǎn)B的電位。因此，第二晶體管102、第四晶體管104和第六晶體管106保持為導(dǎo)通，使得第一輸出端子26和第二輸出端子27的電位保持在L電平(參見圖4B)。 在第六期間56中，第五輸入端子25 ( S卩，SR0UT3)變?yōu)長(zhǎng)電平，使得第八晶體管108截止。這時(shí)，使結(jié)點(diǎn)B處于浮態(tài)，同時(shí)保持電位。因此，第二晶體管102、第四晶體管104和第六晶體管106保持為導(dǎo)通(參見圖4C)。注意，例如，結(jié)點(diǎn)B的電位因晶體管的斷態(tài)電流而下降。但是，具有充分低斷態(tài)電流的晶體管(例如包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管)沒有這種問題；因此能夠抑制結(jié)點(diǎn)B的電位的下降。通過(guò)摻雜來(lái)控制包括硅的晶體管的閾值電壓，但是無(wú)法通過(guò)摻雜來(lái)控制包括諸如氧化物半導(dǎo)體之類的寬能隙半導(dǎo)體(wide-gap semiconductor)的晶體管的閾值電壓。因此，在包括寬能隙半導(dǎo)體的晶體管中，甚至當(dāng)沒有施加偏壓到柵極時(shí)(甚至當(dāng)柵極和源極具有相同電位時(shí))，電流也可能在源極與漏極之間流動(dòng)。但是，在這個(gè)實(shí)施例中所述的脈沖信號(hào)輸出電路中，使第十晶體管HO的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管103的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管104的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)，由此能夠抑制從結(jié)點(diǎn)B所生成的泄漏電流量；因此能夠穩(wěn)定地保持結(jié)點(diǎn)B的電位。此外，使第六晶體管106的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管103的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管104的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)，由此能夠抑制從結(jié)點(diǎn)A所生成的泄漏電流量；因此能夠使結(jié)點(diǎn)A中的引導(dǎo)操作穩(wěn)定。也就是說(shuō)，通過(guò)這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)A的電位和結(jié)點(diǎn)B的電位能夠保持長(zhǎng)時(shí)間期間；因此，例如甚至當(dāng)該結(jié)構(gòu)用于具有低頻的電路時(shí)，也能夠防止故障。
注意，為了進(jìn)一步抑制結(jié)點(diǎn)B的電位的下降，還可設(shè)置具有電連接到結(jié)點(diǎn)B的一個(gè)電極的電容器120，如圖5A中所示。例如，電容器120的另一個(gè)電極可電連接到第一電源線31。此外，能夠通過(guò)使用具有其中至少兩個(gè)柵極串聯(lián)布置的多柵結(jié)構(gòu)的第六晶體管106或第十晶體管110，來(lái)進(jìn)一步抑制結(jié)點(diǎn)B的電位的下降，如圖5B中所示。注意，雖然圖5B示出其中第六晶體管106和第十晶體管110均具有多柵結(jié)構(gòu)的示例，但是第六晶體管106和第十晶體管110中只有一個(gè)可具有多柵結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，圖5A中所示的結(jié)構(gòu)和圖5B中所示的結(jié)構(gòu)可結(jié)合使用。借助于具有圖5B中所示多柵結(jié)構(gòu)的晶體管，能夠?qū)崿F(xiàn)晶體管的冗余度。因此，能夠改進(jìn)脈沖信號(hào)輸出電路的產(chǎn)量。在CLK2和CLK3在下一個(gè)期間中均變?yōu)镠電平的情況下，第九晶體管109和第十一晶體管111導(dǎo)通，并且電位周期地提供給結(jié)點(diǎn)B。因此，甚至當(dāng)使用具有較高斷態(tài)電流的晶 體管時(shí)，能夠防止脈沖信號(hào)輸出電路的故障。另外，通過(guò)其中從第m脈沖信號(hào)輸出電路輸出的脈沖與從第(m+Ι)脈沖信號(hào)輸出電路輸出的脈沖的一半重疊的驅(qū)動(dòng)方法來(lái)驅(qū)動(dòng)這個(gè)實(shí)施例中的移位寄存器。因此，與沒有使用該驅(qū)動(dòng)方法的情況相比，能夠?qū)Σ季€充電較長(zhǎng)時(shí)間期間。也就是說(shuō)，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)方法，提供耐受重負(fù)荷并且以高頻率進(jìn)行操作的脈沖信號(hào)輸出電路。(實(shí)施例2)
在這個(gè)實(shí)施例中，將參照?qǐng)D6A至圖6C、圖7、圖8A至圖8C以及圖9A和圖9B來(lái)描述與以上實(shí)施例中所述的脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器不同模式的脈沖信號(hào)輸出電路以及包括脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器的配置示例及其操作。<電路配置>
首先，將參照?qǐng)D6A至圖6C來(lái)描述脈沖信號(hào)輸出電路以及包括脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器的電路配置的示例。這個(gè)實(shí)施例中所述的移位寄存器的配置與以上實(shí)施例中所述的移位寄存器類似。它們之間的差別之一在于，在第一至第η脈沖信號(hào)輸出電路IO1至10 η中沒有設(shè)置第三輸入端子23 (參見圖6Α至圖6C)。也就是說(shuō)，將兩種類型的時(shí)鐘信號(hào)輸入到一個(gè)脈沖信號(hào)輸出電路。其它結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中類似。由于在第一至第η脈沖信號(hào)輸出電路IO1至10 η中沒有設(shè)置第三輸入端子23，所以沒有設(shè)置連接到第三輸入端子23的第十一晶體管(參見圖6C)。相應(yīng)地，第二輸入信號(hào)發(fā)生電路中的連接關(guān)系部分改變。第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的配置的一個(gè)具體示例如下。第九晶體管109的第二端子、第八晶體管108的第二端子和第十晶體管110的第一端子相互電連接，并且用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子。第二電位通過(guò)第二電源線32提供給第八晶體管108的第一端子和第九晶體管109的第一端子。第一電位通過(guò)第一電源線31提供給第十晶體管110的第二端子。將脈沖信號(hào)輸入到第八晶體管108的柵極端子。第八晶體管108的柵極端子用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的第一輸入端子并且用作脈沖信號(hào)輸出電路的第五輸入端子25。將第二時(shí)鐘信號(hào)輸入到第九晶體管109的柵極端子。第九晶體管109的柵極端子用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的第二輸入端子以及脈沖信號(hào)輸出電路中的第二輸入端子22。將脈沖信號(hào)輸入到第十晶體管110的柵極端子。第十晶體管110的柵極端子用作第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的第三輸入端子以及脈沖信號(hào)輸出電路中的第四輸入端子24。注意，在這個(gè)實(shí)施例中所述的脈沖信號(hào)輸出電路中，第六晶體管106的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管103的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管104的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。此外，第十晶體管110的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管103的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管104的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。因此，第六晶體管106和第十晶體管110的閾值電壓的偏移量能夠降低，使得能夠抑制退化。注意，上述配置只是一個(gè)示例，并且所公開的本發(fā)明并不局限于此。在這個(gè)實(shí)施例的以下描述中，按照與上述實(shí)施例類似的方式，其中第一晶體管101的柵極端子、第三晶體管103的柵極端子和第一輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子在圖6C中所
示的脈沖信號(hào)輸出電路中相互連接的結(jié)點(diǎn)稱作結(jié)點(diǎn)A。另外，其中第二晶體管102的柵極端子、第四晶體管104的柵極端子和第二輸入信號(hào)發(fā)生電路的輸出端子相互連接的結(jié)點(diǎn)稱作結(jié)點(diǎn)B。用于有利地執(zhí)行引導(dǎo)操作的電容器可設(shè)置在結(jié)點(diǎn)A與第一輸出端子26之間。此夕卜，還可設(shè)置電連接到結(jié)點(diǎn)B的電容器，以便保持結(jié)點(diǎn)B的電位。注意，第一至第十晶體管101至110的每個(gè)優(yōu)選地包括氧化物半導(dǎo)體。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體被包括在晶體管中，晶體管的斷態(tài)電流能夠降低。此外，與包括非晶硅等的晶體管相t匕，包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的通態(tài)電流和場(chǎng)效應(yīng)遷移率能夠增加。此外，能夠抑制晶體管的退化。因此，實(shí)現(xiàn)消耗低功率、能夠以高速度進(jìn)行操作并且以較高精度進(jìn)行操作的電子電路。注意，在這里省略包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的描述，因?yàn)樗谙旅娴膶?shí)施例中詳細(xì)描述。< 操作 >
接下來(lái)參照?qǐng)D7、圖8A至圖8C以及圖9A和圖9B來(lái)描述圖6A至圖6C中所示移位寄存器的操作。具體來(lái)說(shuō)，參照?qǐng)D8A至圖8C以及圖9A和圖9B來(lái)描述圖7中所示時(shí)序圖中的第一至第五期間51至55的每個(gè)中的操作。在時(shí)序圖中，CLKl至CLK4表示時(shí)鐘信號(hào)；SP1表示第一起始脈沖；0UT1至0UT4表示來(lái)自第一至第四脈沖信號(hào)輸出電路10J至10 4的第二輸出端子的輸出；結(jié)點(diǎn)A和B表示在結(jié)點(diǎn)A和B的電位；以及SROUTl至SR0UT4表示來(lái)自第一至第四脈沖信號(hào)輸出電路10」至10—4的第一輸出端子的輸出。注意，在以下描述中，第一至第十晶體管101至110全部是η溝道晶體管。此外，在圖8Α至圖8C以及圖9Α和圖9Β中，由實(shí)線所指不的晶體管表不晶體管處于傳導(dǎo)狀態(tài)(導(dǎo)通)，而由虛線所指示的晶體管表示晶體管處于非傳導(dǎo)狀態(tài)(截止)。描述第一脈沖信號(hào)輸出電路10—i的典型操作。第一脈沖信號(hào)輸出電路10—i的配置如上所述。此外，所輸入的信號(hào)和所提供的電位之間的關(guān)系如上所述。注意，在以下描述中，Vdd用于將要提供給輸入端子和電源線的所有高電位(又稱作H電平、H電平信號(hào)等)，并且Vss用于將要提供給輸入端子和電源線的所有低電位(又稱作L電平、L電平信號(hào)等)。在第一期間51中，SPl處于H電平，使得將高電位提供給用作第一脈沖信號(hào)輸出電路10 i中的第四輸入端子24的第五晶體管105的柵極端子和第十晶體管110的柵極端子。因此，第五晶體管105和第十晶體管110導(dǎo)通。另外，由于將高電位提供給第七晶體管107的柵極端子，所以第七晶體管107也導(dǎo)通(參見圖8A)。當(dāng)?shù)谖寰w管105和第七晶體管107導(dǎo)通時(shí)，結(jié)點(diǎn)A的電位升高。當(dāng)?shù)谑w管110導(dǎo)通時(shí)，結(jié)點(diǎn)B的電位下降。第五晶體管105的第二端子的電位為VDD。因此，第五晶體管105的第一端子的電位變?yōu)閂DD-Vthl(l5，其是通過(guò)從第二端子的電位中減去第五晶體管105的閾值電壓所獲得的電位。第七晶體管107的柵極端子的電位為VDD。因此，在作為第七晶體管107的閾值電壓的Vthltl7高于或等于Vthltl5的情況下，結(jié)點(diǎn)A的電位變?yōu)閂DD-VthlQ7，由此第七晶體管107截止。另一方面，在Vthltl7低于Vthltl5的情況下，結(jié)點(diǎn)A的電位升高到VDD-VthlQ5，同時(shí)第七晶體管107保持為導(dǎo)通。下文中，在第一期間51中所得到的結(jié)點(diǎn)A的電位表示為Vai^當(dāng)結(jié)點(diǎn)A的電位達(dá)到Vah時(shí)，第五晶體管105和第七晶體管107截止；因此，使結(jié)點(diǎn)A處于浮態(tài)，同時(shí)其電位保持在VAH。當(dāng)結(jié)點(diǎn)A的電位變?yōu)閂ah時(shí)，第一晶體管101和第三晶體管103導(dǎo)通。在這里，由于CLKl處于L電平,所以從第一輸出端子26和第二輸出端子27輸出L電平信號(hào)。在第二期間52中，CLKl的電位從L電平改變成H電平。由于第一晶體管101和第 三晶體管103導(dǎo)通，所以第一輸出端子26的電位和第二輸出端子27的電位升高。此外，在第一晶體管101的柵極端子與源極端子(或漏極端子)之間生成電容；通過(guò)該電容，其柵極端子和源極端子(或漏極端子)電容性地耦合。類似地，在第三晶體管103的柵極端子與源極端子(或漏極端子)之間生成電容；通過(guò)該電容，其柵極端子和源極端子(或漏極端子)電容性地耦合。因此，當(dāng)?shù)谝惠敵龆俗?6的電位和第二輸出端子27的電位升高(引導(dǎo)操作)時(shí)，處于浮態(tài)的結(jié)點(diǎn)A的電位升高。結(jié)點(diǎn)A的電位最終變成高于VDD+Vth皿,并且第一輸出端子26的電位和第二輸出端子27的電位的每個(gè)變?yōu)閂dd(H電平)(參見圖7和圖8B)。在第三期間53中，CLK2變?yōu)镠電平，并且第九晶體管109導(dǎo)通。相應(yīng)地，結(jié)點(diǎn)B的電位升高。當(dāng)結(jié)點(diǎn)B的電位升高時(shí)，第二晶體管102、第四晶體管104和第六晶體管106導(dǎo)通，并且結(jié)點(diǎn)A的電位下降。因此，第一輸出端子26的電位和第二輸出端子27的電位變?yōu)長(zhǎng)電平(參見圖8C)。在第四期間54中，CLK2變?yōu)長(zhǎng)電平，并且第九晶體管109截止。第五輸入端子25(即，SR0UT3)變?yōu)镠電平，并且第八晶體管108導(dǎo)通。因此，保持結(jié)點(diǎn)A的電位和結(jié)點(diǎn)B的電位，并且第一輸出端子26的電位和第二輸出端子27的電位保持在L電平(參見圖9A)。在第五期間55中，第五輸入端子25(即，SR0UT3)的電位變?yōu)長(zhǎng)電平，由此保持結(jié)點(diǎn)B的電位。因此，第二晶體管102、第四晶體管104和第六晶體管106保持為導(dǎo)通，使得第一輸出端子26和第二輸出端子27的電位保持在L電平(參見圖9B)。注意，例如，結(jié)點(diǎn)B的電位因晶體管的斷態(tài)電流而下降。但是，具有充分低斷態(tài)電流的晶體管(例如包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管)沒有這種問題。通過(guò)摻雜來(lái)控制包括硅的晶體管的閾值電壓，但是無(wú)法通過(guò)摻雜來(lái)控制包括諸如氧化物半導(dǎo)體之類的寬能隙半導(dǎo)體的晶體管的閾值電壓。因此，在包括寬能隙半導(dǎo)體的晶體管中，甚至當(dāng)沒有施加偏壓到柵極時(shí)(甚至當(dāng)柵極和源極具有相同電位時(shí))，電流也可能在源極與漏極之間流動(dòng)。但是，在這個(gè)實(shí)施例中所述的脈沖信號(hào)輸出電路中，使第十晶體管110的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管103的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管104的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)，由此能夠抑制從結(jié)點(diǎn)B所生成的泄漏電流量；因此能夠穩(wěn)定地保持結(jié)點(diǎn)B的電位。此外，使第六晶體管106的溝道長(zhǎng)度比第三晶體管103的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)并且比第四晶體管104的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)，由此能夠抑制從結(jié)點(diǎn)A所生成的泄漏電流量；因此能夠使結(jié)點(diǎn)A中的引導(dǎo)操作穩(wěn)定。也就是說(shuō)，通過(guò)這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)A的電位和結(jié)點(diǎn)B的電位能夠保持長(zhǎng)時(shí)間期間；因此，例如甚至當(dāng)該結(jié)構(gòu)用于具有低頻的電路時(shí)，也能夠防止故障。注意，為了進(jìn)一步抑制結(jié)點(diǎn)B的電位的下降，還可設(shè)置具有電連接到結(jié)點(diǎn)B的一個(gè)電極的電容器120，如圖IOA中所示。例如，電容器120的另一個(gè)電極可電連接到第一電源線31。
此外，能夠通過(guò)使用具有其中至少兩個(gè)柵極串聯(lián)布置的多柵結(jié)構(gòu)的第六晶體管106或第十晶體管110，來(lái)進(jìn)一步抑制結(jié)點(diǎn)B的電位的下降，如圖IOB中所示。注意，雖然圖IOB示出其中第六晶體管106和第十晶體管110均具有多柵結(jié)構(gòu)的示例，但是第六晶體管106和第十晶體管110其中之一可具有多柵結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，圖IOA中所示的結(jié)構(gòu)和圖IOB中所示的結(jié)構(gòu)可結(jié)合使用。借助于具有圖IOB中所示多柵結(jié)構(gòu)的晶體管，能夠?qū)崿F(xiàn)晶體管的冗余度。因此，能夠改進(jìn)脈沖信號(hào)輸出電路的產(chǎn)量。在下一個(gè)期間中CLK2變?yōu)镠電平的情況下，第九晶體管109導(dǎo)通，并且電位周期地提供給結(jié)點(diǎn)B。因此，甚至當(dāng)使用具有較高斷態(tài)電流的晶體管時(shí)，能夠防止脈沖信號(hào)輸出電路的故障。如上所述，這個(gè)實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等能夠與其它實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等的任一個(gè)適當(dāng)組合。(實(shí)施例3)
在這個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)DIlA至圖IlD來(lái)描述能夠在以上實(shí)施例中所述的脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器中使用的晶體管的示例。對(duì)于晶體管的結(jié)構(gòu)沒有特殊限制。例如，能夠采用諸如頂柵結(jié)構(gòu)、底柵結(jié)構(gòu)、交錯(cuò)結(jié)構(gòu)或平面結(jié)構(gòu)之類的適合結(jié)構(gòu)。備選地，晶體管可具有其中形成一個(gè)溝道形成區(qū)的單柵結(jié)構(gòu)或者其中形成兩個(gè)或更多溝道形成區(qū)的多柵結(jié)構(gòu)。備選地，晶體管可具有一種結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)柵電極層在溝道區(qū)之上和之下隔著柵絕緣層形成。圖IlA至圖IlD示出晶體管的截面結(jié)構(gòu)的示例。圖IlA至圖IlD中所示的晶體管各包括氧化物半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體。使用氧化物半導(dǎo)體的優(yōu)點(diǎn)是能夠通過(guò)簡(jiǎn)單低溫過(guò)程來(lái)獲得的高遷移率和低斷態(tài)電流。圖IlA中所示的晶體管410是底柵晶體管的示例，并且又稱作反交錯(cuò)晶體管。晶體管410包括設(shè)置在具有絕緣表面的襯底400之上的柵電極層401、柵絕緣層402、氧化物半導(dǎo)體層403、源電極層405a和漏電極層405b。此外，設(shè)置與氧化物半導(dǎo)體層403相接觸的絕緣層407。在絕緣層407之上形成保護(hù)絕緣層409。圖IlB中所示的晶體管420是稱作溝道保護(hù)(溝道阻止)晶體管的底柵晶體管的示例，并且又稱作反交錯(cuò)晶體管。晶體管420包括設(shè)置在具有絕緣表面的襯底400之上的柵電極層401、柵絕緣層402、氧化物半導(dǎo)體層403、用作溝道保護(hù)層的絕緣層427、源電極層405a和漏電極層405b。此外，設(shè)置保護(hù)絕緣層409。圖IlC中所示的晶體管430是底柵晶體管的示例。晶體管430包括設(shè)置在具有絕緣表面的襯底400之上的柵電極層401、柵絕緣層402、源電極層405a、漏電極層405b和氧化物半導(dǎo)體層403。此外，設(shè)置與氧化物半導(dǎo)體層403相接觸的絕緣層407。此外，在絕緣層407之上形成保護(hù)絕緣層409。在晶體管430中，柵絕緣層402設(shè)置在襯底400和柵電極層401之上并且與其接觸，以及源電極層405a和漏電極層405b設(shè)置在柵絕緣層402之上并且與其接觸。此外，氧化物半導(dǎo)體層403設(shè)置在柵絕緣層402、源電極層405a和漏電極層405b之上。圖IlD中所示的晶體管440是頂柵晶體管的示例。晶體管440包括設(shè)置在具有絕緣表面的襯底400之上的絕緣層437、氧化物半導(dǎo)體層403、源電極層405a、漏電極層405b、柵絕緣層402和柵電極層401。布線層436a和布線層436b設(shè)置成分別與源電極層405a和漏電極層405b相接觸。在這個(gè)實(shí)施例中，如上所述，氧化物半導(dǎo)體層403用作半導(dǎo)體層。作為用于氧化 物半導(dǎo)體層403的氧化物半導(dǎo)體，能夠使用諸如In-Sn-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體之類的四金屬元素的氧化物；諸如In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、In-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Al-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體層或Sn-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體之類的三金屬元素的氧化物；諸如In-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Zn-Mg-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Mg-O基氧化物半導(dǎo)體或In-Mg-O基氧化物半導(dǎo)體之類的兩金屬元素的氧化物；Ιη-0基氧化物半導(dǎo)體、Sn-O基氧化物半導(dǎo)體或者Zn-O基氧化物半導(dǎo)體。此外，SiO2可添加到氧化物半導(dǎo)體。在這里，例如，In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體是至少包括In、Ga和Zn的氧化物，而對(duì)其組成比沒有特殊限制。此外，In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體可包含除了 In、Ga和Zn之外的元素。對(duì)于氧化物半導(dǎo)體層403，能夠使用由化學(xué)式InMO3(ZnO)ni(IiiX))所表示的氧化物半導(dǎo)體。在這里，M表示從Ga、Al、Mn或Co中選取的一種或多種金屬元素。例如，M能夠是Ga、Ga 和 Al、Ga 和 Mn、Ga 和 Co 等。包括氧化物半導(dǎo)體層403的晶體管410、晶體管420、晶體管430和晶體管440的斷態(tài)電流能夠顯著降低。因此，在脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器中使用這類晶體管時(shí)，能夠易于保持各結(jié)點(diǎn)的電位，使得脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器的故障的可能性能夠顯著降低。對(duì)于能夠用作具有絕緣表面的襯底400的襯底沒有特殊限制。例如，能夠使用用于液晶顯示裝置等的玻璃襯底、石英襯底等。備選地，例如，可使用在硅晶圓之上形成絕緣層的襯底。在底柵晶體管410、420和430的每個(gè)中，用作基底的絕緣膜可設(shè)置在襯底與柵電 極層之間。絕緣層具有防止雜質(zhì)元素從襯底擴(kuò)散的功能，并且能夠形成為具有包括從氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜或氧氮化硅膜中選取的一個(gè)或多個(gè)膜的單層結(jié)構(gòu)或分層結(jié)構(gòu)。柵電極層401能夠使用諸如鑰、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹或鈧之類的金屬材料或者包括這些材料的任一種作為主要成分的合金材料來(lái)形成。柵電極層401可具有單層結(jié)構(gòu)或分層結(jié)構(gòu)。柵絕緣層402能夠使用從氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜、氮氧化鋁膜、氧化鉿膜等中選取的一個(gè)或多個(gè)膜通過(guò)等離子體增強(qiáng)CVD方法、濺射方法等形成。例如，總厚度大約為300 nm的柵絕緣層能夠按照如下方式來(lái)形成使得厚度為50至200 nm的氮化硅膜(SiNy (y>0))通過(guò)等離子體增強(qiáng)CVD來(lái)形成為第一柵絕緣層，并且厚度為5至300 nm的氧化硅膜(SiOx(x>0))通過(guò)濺射方法堆疊在第一柵絕緣層之上作為第二柵絕緣層。源電極層405a和漏電極層405b能夠使用諸如鑰、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹或鈧之類的金屬材料或者包括這些材料的任一種作為主要成分的合金材料來(lái)形成。例如，源電極層405a和漏電極層405b能夠具有包括鋁、銅等的金屬層以及包括鈦、鑰、鎢等的耐火金屬層的分層結(jié)構(gòu)。借助于添加了用于防止小丘和觸須的生成的元素(例如硅、釹或鈧)的鋁材料，可提高耐熱性。備選地，導(dǎo)電金屬氧化物膜可作為用作源電極層405a和漏電極層405b (包括使用與源電極層405a和漏電極層405b相同的層所形成的布線層)的導(dǎo)電膜來(lái)使用。氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦和氧化錫的合金(In2O3-SnO2,在一些情況下縮寫成ΙΤ0)、氧化銦和氧化鋅的合金(In2O3-ZnO)、包括氧化娃的這些金屬氧化物材料的任一種等能夠用作導(dǎo)電材料氧化物。 分別與源電極層405a和漏電極層405b相接觸的布線層436a和布線層436b能夠使用與源電極層405a和漏電極層405b的材料類似的材料來(lái)形成。對(duì)于絕緣層407、427和437的每個(gè)，通常能夠使用諸如氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜或氧氮化鋁膜之類的無(wú)機(jī)絕緣膜。對(duì)于保護(hù)絕緣層409，能夠使用諸如氮化硅膜、氮化鋁膜、氮氧化硅膜或氮氧化鋁膜之類的無(wú)機(jī)絕緣膜。另外，可在保護(hù)絕緣層409之上形成用于降低因晶體管引起的表面不勻性的平面化絕緣膜。對(duì)于平面化絕緣膜，能夠使用諸如聚酰亞胺、丙烯酸或苯并環(huán)丁烯之類的有機(jī)材料。除了這種有機(jī)材料之外，還能夠使用低介電常數(shù)材料(低k材料)等。注意，可通過(guò)堆疊包括這些材料的多個(gè)絕緣膜來(lái)形成平面化絕緣膜。如上所述，這個(gè)實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等能夠與其它實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等的任一個(gè)適當(dāng)組合。(實(shí)施例4)
在這個(gè)實(shí)施例中，將參照?qǐng)D12A至圖12E來(lái)詳細(xì)描述包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管的示例及其制造方法的示例。圖12A至圖12E是示出晶體管的制造過(guò)程的截面圖。這里所示的晶體管510是與圖IlA中所示的晶體管410類似的反交錯(cuò)晶體管。用于這個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體是i型(本征)氧化物半導(dǎo)體或者基本上i型(本征)氧化物半導(dǎo)體。按照如下方式來(lái)獲得i型(本征)氧化物半導(dǎo)體或者基本上i型(本征)氧化物半導(dǎo)體使得從氧化物半導(dǎo)體中去除作為η型雜質(zhì)的氫，并且氧化物半導(dǎo)體純化成使得盡可能少地包含不是氧化物半導(dǎo)體的主要成分的雜質(zhì)。注意，純化氧化物半導(dǎo)體包括極少載流子，并且載流子濃度低于IXlO14 /cm3，優(yōu)選地低于IXlO12 /Cm3，更優(yōu)選地低于IXlO11 /cm3。這樣少的載流子使截止?fàn)顟B(tài)中的電流(斷態(tài)電流)能夠足夠小。具體來(lái)說(shuō)，在包括上述氧化物半導(dǎo)體層的晶體管中，室溫(25°C )下的每ym溝道寬度的斷態(tài)電流密度在晶體管的溝道長(zhǎng)度L為10 μ m并且源-漏電壓為3 V的條件下能夠?yàn)?100 ζΑ/μ m(l X 1(T19 A/μ m)或更低、或者進(jìn)一步為 10 ζΑ/μ m(l X 10A/ μ m)或更低。包括純化氧化物半導(dǎo)體層的晶體管510幾乎沒有通態(tài)電流的溫度相關(guān)性，并且還具有極小斷態(tài)電流。將參照?qǐng)D12A至圖12E來(lái)描述用于在襯底505之上制造晶體管510的過(guò)程。首先，在具有絕緣表面的襯底505之上形成導(dǎo)電膜，并且然后通過(guò)第一光刻過(guò)程來(lái)形成柵電極層511。注意，可通過(guò)噴墨方法來(lái)形成光刻過(guò)程中使用的抗蝕劑掩模。通過(guò)噴墨方法來(lái)形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；因此，制造成本能夠降低。作為具有絕緣表面的襯底505，能夠使用與以上實(shí)施例中所述的襯底400類似的襯底。在這個(gè)實(shí)施例中，玻璃襯底用作襯底505。
用作基底的絕緣層可設(shè)置在襯底505與柵電極層511之間。絕緣層具有防止雜質(zhì)元素從襯底505擴(kuò)散的功能，并且能夠由從氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜等中選取的一個(gè)或多個(gè)膜來(lái)形成。柵電極層511能夠使用諸如鑰、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹或鈧之類的金屬材料或者包括這些金屬材料的任一種作為主要成分的合金材料來(lái)形成。柵電極層511能夠具有單層結(jié)構(gòu)或堆疊結(jié)構(gòu)。隨后，在柵電極層511之上形成柵絕緣層507。能夠通過(guò)等離子體增強(qiáng)CVD方法、濺射方法等，形成柵絕緣層507。柵絕緣層507能夠由從氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜、氮氧化鋁膜、氧化鉿膜等中選取的一個(gè)或多個(gè)膜來(lái)形成。此外，為了在柵絕緣層507和氧化物半導(dǎo)體膜530中盡可能少地包括氫、羥基和水分，優(yōu)選的是，在濺射設(shè)備的預(yù)熱室中預(yù)熱其上形成了柵電極層511的襯底505或者其上形成了柵電極層511和柵絕緣層507的襯底505，作為氧化物半導(dǎo)體膜530的形成的預(yù)處理，使得消除襯底505上吸附的諸如氫和水分之類的雜質(zhì)。作為排空單元，優(yōu)選地為預(yù)熱室設(shè)置低溫泵?？蓪?duì)其上形成了一直到并且包括源電極層515a和漏電極層515b的層的襯底505來(lái)執(zhí)行這個(gè)預(yù)熱步驟。注意，能夠省略這個(gè)預(yù)熱處理。隨后，在柵絕緣層507之上，形成厚度大于或等于2 nm且小于或等于200 nm、優(yōu)選地大于或等于5 nm且小于或等于30 nm的氧化物半導(dǎo)體膜530 (參見圖12A)。對(duì)于氧化物半導(dǎo)體膜530，能夠使用以上實(shí)施例中描述的四成分金屬氧化物、三成分金屬氧化物、兩成分金屬氧化物、In-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-O基氧化物半導(dǎo)體、Zn-O基氧化物半導(dǎo)體等的任一個(gè)。作為用于通過(guò)濺射方法來(lái)形成氧化物半導(dǎo)體膜530的靶，特別優(yōu)選的是使用組成比為In:Ga:Zn=l:x:y(x為O或更大，以及y大于或等于O. 5且小于或等于5)的祀。例如，能夠使用組成比為In2O3:Ga203:ZnO=I: 1:2[摩爾比]的祀。備選地，能夠使用組成比為In2O3:Ga2O3:ZnO=I: I: I [摩爾比]的革巴、組成比為In2O3 = Ga2O3:Ζη0=1:1:4 [摩爾比]的革巴或者組成比為In2O3:ZnO=I :0:2 [摩爾比]的革巴。在這個(gè)實(shí)施例中，使用In-Ga-Zn-O基金屬氧化物靶通過(guò)濺射方法來(lái)形成具有非晶結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體層。金屬氧化物靶中的金屬氧化物的相對(duì)密度大于或等于80%，優(yōu)選地大于或等于95%，以及更優(yōu)選地大于或等于99. 9%。具有高相對(duì)密度的金屬氧化物靶的使用使得有可能形成具有致密結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體層。其中形成氧化物半導(dǎo)體膜530的氣氛優(yōu)選地為稀有氣體(通常為氬)氣氛、氧氣氛或者包含稀有氣體(通常為氬)和氧的混合氣氛。具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的是使用例如去除了諸如氫、水、羥基或氫化物之類的雜質(zhì)以使得雜質(zhì)濃度為I PPm或更低(優(yōu)選地，雜質(zhì)濃度為10 ppb或更低)的高純度氣體氣氛。在氧化物半導(dǎo)體膜530的形成中，例如，加工對(duì)象保持在控制為降低壓力的處理室中，并且可加熱加工對(duì)象以使得加工對(duì)象的溫度高于或等于100°C且低于550°C，優(yōu)選地高于或等于200°C且低于或等于400°C。備選地，氧化物半導(dǎo)體膜530的形成中的加工對(duì)象的溫度可以是室溫(25°C ±10°C)。然后，在去除處理室中的水分的同時(shí)引入去除了氫、水等的濺射氣體，并且使用上述靶，由此形成氧化物半導(dǎo)體膜530。在加熱加工對(duì)象的同時(shí)形成氧化物半導(dǎo)體膜530，使得氧化物半導(dǎo)體層中包含的雜質(zhì)能夠降低。此外，因?yàn)R射引起的損壞能夠降低。為了去除處理室中的水分，優(yōu)選地使用捕集真空泵(entrapment vacuumpump)。例如，能夠使用低溫泵、離子泵、鈦升華泵等。備選地，可使用提供有冷阱的渦輪分 子泵。通過(guò)采用低溫泵等的排空，能夠從處理室中去除氫、水等，由此能夠降低氧化物半導(dǎo)體膜530中的雜質(zhì)濃度。能夠在例如下列條件下形成氧化物半導(dǎo)體膜530 :加工對(duì)象與靶之間的距離為170 mm，壓力為O. 4 Pa，直流(DC)功率為O. 5 kff,以及氣氛是氧氣氛(氧的比例為100%)、氬氣氛(氬的比例為100%)或者包括氧和氬的混合氣氛。優(yōu)選地使用脈沖直流(DC)電源，因?yàn)槟軌蚪档湍ば纬芍猩傻姆蹱钗镔|(zhì)(又稱作微?；蚧覊m)，并且膜厚度能夠是均勻的。氧化物半導(dǎo)體膜530的厚度大于或等于I nm且小于或等于50 nm，優(yōu)選地大于或等于I nm且小于或等于30 nm，更優(yōu)選地大于或等于I nm且小于或等于10 nm。通過(guò)具有這種厚度的氧化物半導(dǎo)體膜530，能夠抑制因小型化引起的短溝道效應(yīng)。注意，適當(dāng)厚度根據(jù)要使用的氧化物半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體裝置的預(yù)計(jì)用途等而有所不同；因此，可按照材料、預(yù)計(jì)用途等確定厚度。注意，在通過(guò)濺射方法形成氧化物半導(dǎo)體膜530之前，附于將要形成氧化物半導(dǎo)體膜530的表面(例如柵絕緣層507的表面)的物質(zhì)優(yōu)選地通過(guò)其中引入氬氣體并且生成等離子體的反向?yàn)R射被去除。在這里，反向?yàn)R射是一種方法，其中離子與加工表面碰撞，使得表面經(jīng)過(guò)修改，同離子與濺射靶碰撞的標(biāo)準(zhǔn)濺射相反。作為用于使離子與加工表面碰撞的方法的示例，存在一種方法，其中高頻電壓在氬氣氛中施加到加工表面，使得在加工對(duì)象附近生成等離子體。注意，氮、氦、氧等的氣氛可用來(lái)代替氬氣氛。接下來(lái)，通過(guò)第二光刻過(guò)程將氧化物半導(dǎo)體膜530加工為島狀氧化物半導(dǎo)體層。注意，光刻過(guò)程中使用的抗蝕劑掩?？赏ㄟ^(guò)噴墨方法來(lái)形成。通過(guò)噴墨方法來(lái)形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；因此，制造成本能夠降低。在柵絕緣層507中形成接觸孔的情況下，形成接觸孔的步驟能夠與加工氧化物半導(dǎo)體膜530同時(shí)執(zhí)行。作為氧化物半導(dǎo)體膜530的蝕刻，可采用濕式蝕刻或干式蝕刻或者它們兩者。作為用于氧化物半導(dǎo)體膜530的濕式蝕刻的蝕刻劑，能夠使用通過(guò)混合磷酸、醋酸和硝酸等所獲得的溶液。還可使用諸如(由日本關(guān)東化學(xué)公司生產(chǎn)的)IT0-07N之類的蝕刻劑。
然后，對(duì)氧化物半導(dǎo)體層執(zhí)行熱處理(第一熱處理)，使得形成氧化物半導(dǎo)體層531(參見圖12B)。通過(guò)第一熱處理，去除氧化物半導(dǎo)體層中的過(guò)剩氫(包括水和羥基)，并且改進(jìn)氧化物半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)，使得能夠降低能隙中的缺陷等級(jí)(defect level)。第一熱處理的溫度例如高于或等于30(TC且低于550°C，或者高于或等于40(TC且低于或等于500。。。能夠按照如下方式來(lái)執(zhí)行熱處理例如，將加工對(duì)象引入其中使用電阻加熱元件等的電爐，并且在氮?dú)夥罩幸?50°C加熱一小時(shí)。在熱處理期間，氧化物半導(dǎo)體層沒有暴露于空氣，以便防止水和氫的污染。熱處理設(shè)備并不局限于電爐；熱處理設(shè)備能夠是使用來(lái)自諸如加熱氣體等的介質(zhì)的熱傳導(dǎo)或熱輻射來(lái)加熱加工對(duì)象的設(shè)備。例如，能夠使用諸如GRTA (氣體快速熱退火)設(shè)備或LRTA (燈快速熱退火)設(shè)備之類的RTA (快速熱退火)設(shè)備。LRTA設(shè)備是使用從諸如鹵素?zé)?、金屬鹵化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓水銀燈之類的燈所發(fā)射的光(電磁波)的輻射來(lái)加熱加工對(duì)象的設(shè)備。GRTA設(shè)備是使用高溫氣體進(jìn)行熱處理的設(shè)備。作為 氣體，使用不會(huì)通過(guò)熱處理而與加工對(duì)象發(fā)生反應(yīng)的諸如氮之類的惰性氣體或者諸如氬之類的稀有氣體。例如，作為第一熱處理，可按照如下方式來(lái)執(zhí)行GRTA處理。將加工對(duì)象放進(jìn)已經(jīng)加熱的惰性氣體氣氛中，加熱數(shù)分鐘，并且然后從惰性氣體氣氛中取出。GRTA處理實(shí)現(xiàn)短時(shí)間的高溫?zé)崽幚?。此外，在GRTA處理中，甚至能夠采用超過(guò)加工對(duì)象的溫度上限的溫度條件。注意，在該過(guò)程期間，惰性氣體可改變成包括氧的氣體。這是因?yàn)橐蛉毖跻鸬哪芟吨械娜毕莸燃?jí)能夠通過(guò)在包括氧的氣氛中執(zhí)行第一熱處理來(lái)降低。注意,作為惰性氣體氣氛,優(yōu)選地使用包括氮或稀有氣體(例如氦、氖或氬)作為其主要成分但沒有包含水、氫等的氣氛。例如，引入熱處理設(shè)備中的氮或者諸如氦、氖或氬之類的稀有氣體的純度設(shè)置為6N(99. 9999%)或更大、優(yōu)選地為7N(99. 99999%)或更大(即，雜質(zhì)濃度為I ppm或更小，優(yōu)選地為O. I ppm或更小)。在任何情況下，通過(guò)第一熱處理來(lái)降低雜質(zhì)，使得獲得i型(本征)或基本上i型氧化物半導(dǎo)體層。相應(yīng)地，能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)良特性的晶體管。上述熱處理(第一熱處理)具有去除氫、水等的效果，并且因而能夠稱作脫水處理、脫氫處理等。能夠在形成氧化物半導(dǎo)體膜530之后并且在將氧化物半導(dǎo)體膜530加工成島狀氧化物半導(dǎo)體層之前執(zhí)行脫水處理或脫氫處理。這種脫水處理或脫氫處理可執(zhí)行一次或多次。第一熱處理能夠在代替上述定時(shí)的下列定時(shí)的任一個(gè)來(lái)執(zhí)行在形成源電極層和漏電極層之后，在源電極層和漏電極層之上形成絕緣層之后，等等。接下來(lái)，在柵絕緣層507和氧化物半導(dǎo)體層531之上形成將要作為源電極層和漏電極層(包括從與源電極層和漏電極層相同的層所形成的布線)的導(dǎo)電膜。能夠使用以上實(shí)施例中所述材料的任一種來(lái)形成用于形成源電極層和漏電極層的導(dǎo)電膜。在第三光刻過(guò)程中在導(dǎo)電膜之上形成抗蝕劑掩模，并且通過(guò)有選擇地蝕刻來(lái)形成源電極層515a和漏電極層515b，然后去除抗蝕劑掩模(參見圖12C)。在第三光刻過(guò)程中形成抗蝕劑掩模時(shí)的曝光可使用紫外光、KrF激光或ArF激光來(lái)執(zhí)行。注意，由源電極層與漏電極層之間的距離來(lái)確定晶體管的溝道長(zhǎng)度(L)。因此，在用于形成溝道長(zhǎng)度(L)小于25 nm的晶體管的掩模的曝光中，優(yōu)選的是使用其波長(zhǎng)短至數(shù)納米至數(shù)十納米的超紫外光。在使用超紫外光的曝光中，分辨率高，并且焦深大。由于這些原因，后來(lái)完成的晶體管的溝道長(zhǎng)度(L)能夠大于或等于10 nm且小于或等于1000 nm(lμ m)，并且電路能夠以高速度進(jìn)行操作。此外，半導(dǎo)體裝置的功率消耗能夠通過(guò)小型化來(lái)降低。為了降低光掩模的數(shù)量和光刻過(guò)程的數(shù)量，可使用采用多色調(diào)掩模所形成的抗蝕劑掩模來(lái)執(zhí)行蝕刻步驟。由于采用多色調(diào)掩模所形成的抗蝕劑掩模包括多個(gè)厚度的區(qū)域并且能夠通過(guò)執(zhí)行蝕刻進(jìn)一步改變形狀，所以能夠在多個(gè)蝕刻步驟中使用抗蝕劑掩模以提供不同的圖案。因此，能夠采用一個(gè)多色調(diào)掩模來(lái)形成與至少兩種不同圖案對(duì)應(yīng)的抗蝕劑掩模。因此，曝光掩模的數(shù)量能夠降低，并且對(duì)應(yīng)光刻過(guò)程的數(shù)量也能夠降低，由此能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)程的簡(jiǎn)化。注意，優(yōu)選的是，優(yōu)化蝕刻條件，以使得在蝕刻導(dǎo)電膜時(shí)沒有蝕刻和分割氧化物半 導(dǎo)體層531。但是，難以獲得僅蝕刻導(dǎo)電膜但完全沒有蝕刻氧化物半導(dǎo)體層531的蝕刻條件。在一些情況下，在蝕刻導(dǎo)電膜時(shí)蝕刻氧化物半導(dǎo)體層531的一部分，由此形成具有凹槽部分(凹陷部分)的氧化物半導(dǎo)體層531。濕式蝕刻或干式蝕刻可用于導(dǎo)電膜的蝕刻。注意，在元件的小型化方面，優(yōu)選地使用干式蝕刻。蝕刻氣體和蝕刻劑能夠按照要蝕刻的材料來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇。在這個(gè)實(shí)施例中，鈦膜用作導(dǎo)電膜，以及In-Ga-Zn-O基材料用于氧化物半導(dǎo)體層531 ;相應(yīng)地，在采用濕式蝕刻的情況下，氨過(guò)氧化氫(氨、水和過(guò)氧化氫的混合溶液)用作蝕刻劑。接下來(lái)，優(yōu)選地執(zhí)行使用諸如N20、N2或Ar之類的氣體的等離子體處理，使得可去除附于氧化物半導(dǎo)體層的外露部分的表面的水、氫等。在執(zhí)行等離子體處理的情況下，形成用作保護(hù)絕緣膜的絕緣層516，而在等離子體處理之后沒有使氧化物半導(dǎo)體層暴露于空氣。絕緣層516優(yōu)選地通過(guò)沒有將諸如水或氫之類的雜質(zhì)引入絕緣層516的方法(例如濺射方法)來(lái)形成為至少I nm的厚度。當(dāng)在絕緣層516中包含氫時(shí)，引起氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層或者通過(guò)氫抽取氧化物半導(dǎo)體層中的氧，由此使氧化物半導(dǎo)體層的背溝道具有較低電阻(以具有η型導(dǎo)電性)，使得可形成寄生溝道。作為絕緣層516，優(yōu)選地使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氧氮化鋁膜等。在這個(gè)實(shí)施例中，氧化硅膜通過(guò)濺射方法作為絕緣層516形成到200 nm的厚度。沉積中的襯底溫度可高于或等于室溫(25°C )且低于或等于300° C，并且在這個(gè)實(shí)施例中為100° C。能夠通過(guò)濺射方法在稀有氣體(通常為氬)氣氛、氧氣氛或者包含稀有氣體和氧的混合氣氛中沉積氧化硅膜。作為靶，可使用氧化硅靶或硅靶。為了在與沉積氧化物半導(dǎo)體膜530同時(shí)去除絕緣層516的沉積室中剩余的水分，優(yōu)選地使用捕集真空泵(例如低溫泵)。在使用低溫泵排空的沉積室中沉積絕緣層516時(shí)，絕緣層516中的雜質(zhì)濃度能夠降低。設(shè)置有冷阱的渦輪分子泵可用作用于去除用于形成絕緣層516的沉積室中剩余的水分的排空單元。用于形成絕緣層16的濺射氣體優(yōu)選地是去除了諸如氫或水之類的雜質(zhì)的高純度氣體。接下來(lái)，在惰性氣體氣氛或氧氣體氣氛中執(zhí)行第二熱處理。在高于或等于200°C且低于或等于450°C、優(yōu)選地高于或等于250°C且低于或等于350°C的溫度執(zhí)行第二熱處理。例如，熱處理可在氮?dú)夥罩幸?50°C執(zhí)行I小時(shí)。第二熱處理能夠降低晶體管的電特性的變化。通過(guò)從絕緣層516向氧化物半導(dǎo)體層531提供氧，氧化物半導(dǎo)體層531中的氧空位降低，由此能夠形成i型(本征)或基本上i型氧化物半導(dǎo)體層。在這個(gè)實(shí)施例中，在形成絕緣層516之后執(zhí)行第二熱處理；但是，第二熱處理的定時(shí)并不局限于此。例如，第一熱處理和第二熱處理可接連執(zhí)行，或者第一熱處理可兼任第二熱處理。按照上述方式，通過(guò)第一熱處理和第二熱處理，氧化物半導(dǎo)體層531經(jīng)過(guò)純化，以使得盡可能少地包含不是氧化物半導(dǎo)體層的主要成分的雜質(zhì)，由此氧化物半導(dǎo)體層531能夠成為i型(本征)氧化物半導(dǎo)體層。通過(guò)上述過(guò)程，形成晶體管510 (參見圖12D)。 優(yōu)選的是在絕緣層516之上進(jìn)一步形成保護(hù)絕緣層506 (參見圖12E)。保護(hù)絕緣層506防止氫、水等從外部進(jìn)入。作為保護(hù)絕緣層506，例如能夠使用氮化硅膜、氮化鋁膜等。保護(hù)絕緣層506的形成方法不受具體限制；但是，RF濺射方法適合于形成保護(hù)絕緣層506，因?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)高產(chǎn)率。在形成保護(hù)絕緣層506之后，熱處理可在空氣中以高于或等于100°C且低于或等于200°C的溫度進(jìn)一步執(zhí)行I小時(shí)至30小時(shí)。包括純化氧化物半導(dǎo)體層并且按照以上所述的這個(gè)實(shí)施例來(lái)制造的晶體管具有相當(dāng)小的斷態(tài)電流的特性。因此，借助于這種晶體管，能夠易于保持結(jié)點(diǎn)的電位。這種晶體管用于脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器能夠顯著降低引起脈沖信號(hào)輸出電路和移位寄存器的故障的概率。如上所述，這個(gè)實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等能夠與其它實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等的任一個(gè)適當(dāng)組合。(實(shí)施例5)
借助于其示例在實(shí)施例I或?qū)嵤├?中所示的移位寄存器，能夠制造具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置(又稱作顯示裝置)。此外，驅(qū)動(dòng)器電路的部分或全部能夠在與像素部分相同的襯底之上形成，由此能夠獲得面板上系統(tǒng)(system-on-paneI)。作為用于顯示裝置的顯示元件，能夠使用液晶元件(又稱作液晶顯示元件)或發(fā)光元件(又稱作發(fā)光顯示元件)。發(fā)光元件在其范疇內(nèi)包括其亮度通過(guò)電流或電壓來(lái)控制的元件,并且在其范疇內(nèi)具體包括無(wú)機(jī)電致發(fā)光(EL)元件、有機(jī)EL元件等等。此外，能夠使用其對(duì)比度通過(guò)電效應(yīng)來(lái)改變的顯示介質(zhì)，如電子墨水。圖13A中，密封劑4005設(shè)置成使得包圍設(shè)置在第一襯底4001之上的像素部分4002，并且在第一襯底4001與第二襯底4006之間密封像素部分4002。圖13A中，在分開制備的襯底之上形成的掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003安裝在第一襯底4001之上的密封劑4005所包圍的區(qū)域中沒有包括的區(qū)域中。此外，各種信號(hào)和電位從柔性印刷電路(FPC) 4018a和4018b提供給分開形成的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003以及掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004或像素部分4002。圖13B和圖13C中，密封劑4005設(shè)置成使得包圍設(shè)置在第一襯底4001之上的像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004。第二襯底4006設(shè)置在像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004之上。因此，像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004連同顯示元件一起由第一襯底4001、密封劑4005和第二襯底4006來(lái)密封。圖13B和圖13C中，在分開制備的襯底之上形成的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003安裝在第一襯底4001之上的與密封劑4005所包圍的區(qū)域不同的區(qū)域中。圖13B和圖13C中，各種信號(hào)和電位從FPC 4018提供給分開形成的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003以及掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004或像素部分4002。雖然圖13B和圖13C各示出其中信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003被分開形成并且被安裝在第一襯底4001之上的示例，但是本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動(dòng)器電路可被分開形成并且然后被安裝，或者只有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路的部分或者掃描線驅(qū)動(dòng)器電路的部分可被分開形成并且然后被安裝。注意，分開形成的驅(qū)動(dòng)器電路的連接方法不受具體限制，并且能夠使用玻璃上芯片(COG)方法、絲焊(wire bonding)方法、帶式自動(dòng)接合(tape automated bonding,TAB)方法等。圖13A示出其中通過(guò)COG方法來(lái)安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004的一個(gè)示例。圖13B示出其中通過(guò)COG方法來(lái)安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003的一個(gè)示例。圖13C示出其中通過(guò)TAB方法來(lái)安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003的一個(gè)示例。 另外，顯示裝置包括其中密封了顯示元件的面板以及其中在面板上安裝包括控制器的IC等的模塊。注意，本說(shuō)明書中的顯示裝置表示圖像顯示裝置、顯示裝置或者光源(包括照明裝置)。此外，顯示裝置在其范疇內(nèi)還包括下列模塊諸如FPC、TAB帶或TCP之類的連接器與其附連的模塊；具有TAB帶或TCP的模塊，在其尖部設(shè)置了印刷線路板(printed wiringboard);以及其中集成電路(IC)通過(guò)COG方法直接安裝在顯示元件上的模塊。此外，設(shè)置在第一襯底之上的像素部分包括多個(gè)晶體管，并且上述實(shí)施例中作為示例所示的晶體管能夠用于晶體管。在液晶元件用作顯示元件的情況下，使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、聚合物擴(kuò)散液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。這些液晶材料根據(jù)條件而呈現(xiàn)膽留相、近晶相、立方相、手性向列相、各向同性相等。備選地,可使用對(duì)其不需要配向膜(alignment film)的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相之一，其剛好在膽留型液晶的溫度增加時(shí)膽留相變成各向同性相之前生成。由于藍(lán)相僅在窄溫度范圍中出現(xiàn)，所以混合了數(shù)重量百分比或更大的手性試劑的液晶組成用于液晶層，以便改進(jìn)溫度范圍。包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶和手性試劑的液晶組成具有I毫秒或更小的短響應(yīng)時(shí)間，具有使得不需要配向過(guò)程的光學(xué)各向同性，并且具有小視角相關(guān)性。另外，不需要設(shè)置配向膜，并且因而不需要研磨處理(rubbing treatment)。因此,能夠防止研磨處理所引起的靜電放電損壞，并且能夠降低制造過(guò)程中的液晶顯示裝置的缺陷和損壞。因此，液晶顯示裝置的產(chǎn)率能夠提高。液晶材料的比電阻(specific resistivity)大于或等于I X IO9 Ω · cm,優(yōu)選地大于或等于IXio11 Ω · Cm，更優(yōu)選地大于或等于IXlO12 Ω .Cm0注意，在本說(shuō)明書中，在20°C測(cè)量比電阻?？紤]像素部分中設(shè)置的晶體管的泄漏電流等，來(lái)設(shè)置液晶顯示裝置中形成的存儲(chǔ)電容器的大小，使得電荷能夠保持預(yù)定期間。可考慮晶體管的斷態(tài)電流等，來(lái)設(shè)置存儲(chǔ)電容器的大小。對(duì)于液晶顯示裝置，使用扭轉(zhuǎn)向列(TN)模式、平面內(nèi)轉(zhuǎn)換(IPS)模式、邊緣場(chǎng)轉(zhuǎn)換(FFS)模式、軸向?qū)ΨQ配向微單元(ASM)模式、光學(xué)補(bǔ)償雙折射(OCB)模式、鐵電液晶(FLC)模式、反鐵電液晶(AFLC)模式等。諸如利用垂直配向(VA)模式的透射液晶顯示裝置之類的常黑型液晶顯示裝置是優(yōu)選的。給出作為垂直配向模式的一些示例。例如，能夠采用MVA(多域垂直配向)模式、PVA (圖案垂直配向)模式、ASV模式等。此外，本發(fā)明能夠應(yīng)用于VA液晶顯示裝置。VA液晶顯示裝置具有一種形式，其中控制液晶顯示元件的液晶分子的配向。在VA液晶顯示裝置中，液晶分子在沒有施加電壓時(shí)相對(duì)于面板表面沿垂直方向配向。此外，有可能使用稱作域乘法或多域設(shè)計(jì)的方法，其中像素分為一些區(qū)域(子像素)，并且分子在其相應(yīng)區(qū)域中沿不同方向配向。在顯示裝置中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置黑色矩陣(擋光層)、諸如起偏振元件之類的光學(xué)元件(光學(xué)襯底)、推遲元件或者抗反射元件等。例如，可通過(guò)使用起偏振襯底和推遲襯底來(lái)獲得圓偏振。另外，背光、側(cè)光等可用作光源。
作為像素部分中的顯示方法，能夠采用漸進(jìn)式方法、隔行掃描方法等。此外，在彩色顯示時(shí)的像素中控制的彩色元件并不局限于三種顏色R、G和B(R、G和B分別對(duì)應(yīng)于紅色、綠色和藍(lán)色)。例如，能夠使用R、G、B和W(W對(duì)應(yīng)于白色)；R、G、B以及黃色、青色、品紅等中的一個(gè)或多個(gè)，等等。此外，顯示區(qū)的大小在彩色元件的相應(yīng)點(diǎn)之間可以是不同的。注意，所公開的本發(fā)明并不局限于應(yīng)用于彩色顯示的顯示裝置；所公開的本發(fā)明還能夠應(yīng)用于供單色顯示的顯示裝置。備選地，作為顯示裝置中包括的顯示元件，能夠使用利用電致發(fā)光的發(fā)光元件。利用電致發(fā)光的發(fā)光元件按照發(fā)光材料是有機(jī)化合物還是無(wú)機(jī)化合物來(lái)分類。一般來(lái)說(shuō)，前者稱作有機(jī)EL元件，而后者稱作無(wú)機(jī)EL元件。在有機(jī)EL兀件中，通過(guò)向發(fā)光兀件施加電壓，電子和空穴從一對(duì)電極分開注入包含發(fā)光有機(jī)化合物的層，并且電流流動(dòng)。載流子(即電子和空穴)重新組合，并且因而激發(fā)發(fā)光有機(jī)化合物。發(fā)光有機(jī)化合物從激發(fā)狀態(tài)返回到基態(tài)，由此發(fā)光。由于這種機(jī)制，發(fā)光元件稱作電流激發(fā)發(fā)光元件。無(wú)機(jī)EL元件按照其元件結(jié)構(gòu)分為分散型無(wú)機(jī)EL元件和薄膜無(wú)機(jī)EL元件。分散類型無(wú)機(jī)EL元件具有發(fā)光層，其中發(fā)光材料的顆粒在粘合劑中分散，并且其發(fā)光機(jī)制是利用施主能級(jí)(donor level)和受主能級(jí)(acceptor level)的施主-受主重組類型光發(fā)射。薄膜無(wú)機(jī)EL兀件具有一種結(jié)構(gòu),其中發(fā)光層夾在介電層之間，介電層又夾在電極之間，并且其光發(fā)射機(jī)制是利用金屬離子的內(nèi)殼電子躍遷的局部類型光發(fā)射。此外，其中驅(qū)動(dòng)電子墨水的電子紙能夠作為顯示裝置來(lái)提供。電子紙又稱作電泳顯示裝置(電泳顯示器)，并且其優(yōu)點(diǎn)在于，它具有與常規(guī)紙張相同等級(jí)的可讀性，它具有比其它顯示裝置更小的功率消耗，并且它能夠設(shè)置成具有細(xì)小輕便形式。電泳顯示裝置能夠具有各種模式。電泳顯示裝置包含分散于溶劑或溶解物中的多個(gè)微膠囊，每個(gè)微膠囊包含帶正電的第一微粒和帶負(fù)電的第二微粒。通過(guò)將電場(chǎng)施加到微膠囊，微膠囊中的微粒沿彼此相反的方向移動(dòng)，并且僅顯示在一側(cè)聚集的微粒的顏色。注意，第一微粒和第二微粒各包含色素，并且在沒有電場(chǎng)時(shí)不移動(dòng)。此外，第一微粒和第二微粒具有不同顏色(其可以是無(wú)色的)。因此，電泳顯示裝置是利用所謂的介電泳效應(yīng)的顯示裝置，通過(guò)介電泳效應(yīng)，具有高介電常數(shù)的物質(zhì)移動(dòng)到高電場(chǎng)區(qū)域。其中上述微膠囊分散于溶劑中的溶液稱作電子墨水。此電子墨水能夠印刷到玻璃、塑料、布匹、紙張等的表面上。此外，通過(guò)使用濾色片或者具有色素的微粒，還能夠?qū)崿F(xiàn)彩色顯不器。注意，微膠囊中的第一微粒和第二微?？梢愿魇褂脧膶?dǎo)電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料、磁泳材料中選取的單一材料來(lái)形成，或者使用這些材料的任一種的合成材料來(lái)形成。作為電子紙，能夠使用采用扭轉(zhuǎn)球顯示系統(tǒng)的顯示裝置。扭轉(zhuǎn)球顯示系統(tǒng)指的是一種方法，其中，各以黑色和白色著色的球形微粒布置在作為用于顯示元件的電極層的第一電極層與第二電極層之間，并且在第一電極層與第二電極層之間生成電位差，以便控制球形微粒的配向，從而執(zhí)行顯示。實(shí)施例I或?qū)嵤├?中所示的脈沖信號(hào)輸出電路用于其示例如上所示的顯示裝 置，由此顯示裝置能夠具有各種功能。如上所述，這個(gè)實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等能夠與其它實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等的任一個(gè)適當(dāng)組合。(實(shí)施例6)
本說(shuō)明書中公開的半導(dǎo)體裝置能夠在各種電子裝置(包括游戲機(jī))中使用。電子裝置的示例是電視機(jī)(又稱作電視或電視接收器)、計(jì)算機(jī)等的監(jiān)視器、諸如數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)之類的攝像機(jī)、數(shù)碼相框、蜂窩電話手機(jī)(又稱作蜂窩電話或蜂窩電話裝置)、便攜游戲機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、音頻再現(xiàn)裝置、諸如彈球機(jī)之類的大型游戲機(jī)等。圖14A示出膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)，其至少包括本說(shuō)明書中公開的半導(dǎo)體裝置作為組件。膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)包括主體3001、殼體3002、顯示部分3003、鍵盤3004等。圖14B示出個(gè)人數(shù)字助理(PDA)，其至少包括本說(shuō)明書中公開的半導(dǎo)體裝置作為組件。個(gè)人數(shù)字助理在主體3021中包括顯示部分3023、外部接口 3025、操作按鈕3024等。包括觸控筆3022作為用于操作的配件。本說(shuō)明書中公開的半導(dǎo)體裝置能夠用作電子紙。圖14C示出包括電子紙作為組件的電子書閱讀器。圖14C示出電子書閱讀器的示例。例如，電子書閱讀器2700包括兩個(gè)殼體2701和2703。殼體2701和2703采用鉸鏈2711相互結(jié)合，使得電子書閱讀器2700能夠采用鉸鏈2711作為軸來(lái)開啟和閉合。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，電子書閱讀器2700能夠像紙書一樣進(jìn)行操作。顯示部分2705和顯示部分2707分別結(jié)合在殼體2701和殼體2703中。顯示部分2705和顯示部分2707可顯示一個(gè)圖像或者不同圖像。在顯示部分2705和顯示部分2707顯示不同圖像的情況下，例如右側(cè)的顯示部分(圖14C中的顯示部分2705)能夠顯示文本，而左側(cè)的顯示部分(圖14C中的顯示部分2707)能夠顯示圖像。圖14C示出其中殼體2701包括操作部分等的示例。例如,殼體2701包括電源開關(guān)2721、操作按鍵2723、揚(yáng)聲器2725等。通過(guò)操作按鍵2723能夠翻頁(yè)。注意，鍵盤、定點(diǎn)裝置等可設(shè)置在與殼體的顯示部分相同的表面上。此外，外部連接端子(例如耳機(jī)端子或USB端子)、記錄介質(zhì)插入部分等可設(shè)置在殼體的背面或側(cè)面上。此外，電子書閱讀器2700可用作電子詞典。
此外，電子書閱讀器2700可無(wú)線地傳送和接收數(shù)據(jù)。通過(guò)無(wú)線通信，能夠從電子書籍服務(wù)器購(gòu)買和下載預(yù)期書籍?dāng)?shù)據(jù)等等。圖14D示出蜂窩電話，其至少包括本說(shuō)明書中公開的半導(dǎo)體裝置作為組件。蜂窩電話包括兩個(gè)殼體2800和2801。殼體2801包括顯示面板2802、揚(yáng)聲器2803、麥克風(fēng)2804、定點(diǎn)裝置2806、攝像機(jī)鏡頭2807、外部連接端子2808等。另外，殼體2800包括用于存儲(chǔ)個(gè)人數(shù)字助理中的電力的太陽(yáng)能電池2810、外部存儲(chǔ)器槽2811等。此外，天線被結(jié)合在殼體2801 中。此外，顯示面板2802包括觸摸板。在圖 14D中由虛線指示顯示為圖像的多個(gè)操作按鍵2805。注意，蜂窩電話包括用于將從太陽(yáng)能電池2810所輸出的電壓升高到各電路中所需的電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器。根據(jù)使用模式來(lái)適當(dāng)改變顯示面板2802的顯示方向。此外，由于蜂窩電話包括與顯示面板2802相同的表面上的攝像機(jī)鏡頭2807，所以它能夠用作視頻電話。揚(yáng)聲器2803和麥克風(fēng)2804能夠用于視頻電話呼叫、記錄、回放等以及語(yǔ)音呼叫。此外，如圖14D中所示展開的殼體2800和2801能夠通過(guò)滑動(dòng)來(lái)相互重疊；因此，蜂窩電話的尺寸能夠降低，這使蜂窩電話適合攜帶。外部連接端子2808能夠連接到AC適配器以及諸如USB纜線之類的各種纜線，并且充電以及與個(gè)人計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信等是可能的。此外，大量數(shù)據(jù)能夠通過(guò)將存儲(chǔ)介質(zhì)插入外部存儲(chǔ)器槽2811來(lái)存儲(chǔ)和移動(dòng)。另外，除了上述功能之外，蜂窩電話還可具有紅外通信功能、電視接收功能等。圖14E示出數(shù)碼攝像機(jī)，其至少包括本說(shuō)明書中公開的半導(dǎo)體裝置作為組件。數(shù)碼攝像機(jī)包括主體3051、第一顯示部分3057、目鏡部分3053、操作開關(guān)3054、第二顯示部分3055、電池 3056 等。圖14F示出電視機(jī)的示例，其至少包括本說(shuō)明書中公開的半導(dǎo)體裝置作為組件。在電視機(jī)9600中，顯示部分9603被結(jié)合在殼體9601中。顯示部分9603能夠顯示圖像。在這里，殼體9601由支架9605來(lái)支持。電視機(jī)9600能夠通過(guò)殼體9601的操作開關(guān)或遙控來(lái)操作。此外，遙控可包括用于顯示從遙控所輸出的數(shù)據(jù)的顯示部分。注意，電視機(jī)9600包括接收器、調(diào)制解調(diào)器等。通過(guò)接收器，能夠接收一般電視廣播。此外，當(dāng)電視機(jī)經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無(wú)線的通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，能夠執(zhí)行單向(從傳送器到接收器)或雙向(在傳送器與接收器之間或者在接收器之間)數(shù)據(jù)通信。如上所述，這個(gè)實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等能夠與其它實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)、方法等的任一個(gè)適當(dāng)組合。本申請(qǐng)基于2010年3月2日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)2010-044949，通過(guò)引用將其完整內(nèi)容結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種脈沖信號(hào)輸出電路，包括 第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管的第一端子和所述第二晶體管的第一端子電連接到第一輸出端子； 第三晶體管和第四晶體管，所述第三晶體管的第一端子和所述第四晶體管的第一端子電連接到第二輸出端子； 第五晶體管；以及 第六晶體管， 其中所述第五晶體管的第一端子、所述第一晶體管的柵極和所述第三晶體管的柵極相互電連接； 其中所述第五晶體管的柵極、所述第六晶體管的第一端子、所述第二晶體管的柵極和所述第四晶體管的柵極相互電連接；以及 其中所述第五晶體管的溝道和所述第六晶體管的溝道各比所述第三晶體管的溝道和所述第四晶體管的溝道要長(zhǎng)。
2.一種脈沖信號(hào)輸出電路，包括 第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管的第一端子和所述第二晶體管的第一端子電連接到第一輸出端子； 第三晶體管和第四晶體管，所述第三晶體管的第一端子和所述第四晶體管的第一端子電連接到第二輸出端子； 包括第五晶體管的第一輸入信號(hào)發(fā)生電路；以及 包括第六晶體管的第二輸入信號(hào)發(fā)生電路， 其中所述第五晶體管的第一端子、所述第一晶體管的柵極和所述第三晶體管的柵極相互電連接； 其中所述第五晶體管的柵極、所述第六晶體管的第一端子、所述第二晶體管的柵極和所述第四晶體管的柵極相互電連接；以及 其中所述第五晶體管的溝道和所述第六晶體管的溝道各比所述第三晶體管的溝道和所述第四晶體管的溝道要長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖信號(hào)輸出電路，其中，所述第五晶體管的第二端子和所述第六晶體管的第二端子電連接到電源線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖信號(hào)輸出電路，還包括電連接在所述第二晶體管的柵極與第二端子之間的電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖信號(hào)輸出電路，其中，所述第五晶體管和所述第六晶體管的任一個(gè)是具有其中至少兩個(gè)柵極串聯(lián)布置的多柵結(jié)構(gòu)的晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖信號(hào)輸出電路，其中，所述晶體管的任一個(gè)包括氧化物半導(dǎo)體。
7.一種包括根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器電路。
8.一種包括根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖信號(hào)輸出電路的電子裝置。
9.一種脈沖信號(hào)輸出電路，包括 第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管的第一端子和所述第二晶體管的第一端子電連接到第一輸出端子；第三晶體管和第四晶體管，所述第三晶體管的第一端子和所述第四晶體管的第一端子電連接到第二輸出端子； 包括第五晶體管和第六晶體管的第一輸入信號(hào)發(fā)生電路；以及 包括第七晶體管、第八晶體管和第九晶體管的第二輸入信號(hào)發(fā)生電路， 其中所述第五晶體管的第一端子、所述第六晶體管的第一端子、所述第一晶體管的柵極和所述第三晶體管的柵極相互電連接； 其中所述第六晶體管的柵極、所述第七晶體管的第一端子、所述第八晶體管的第一端子、所述第九晶體管的第一端子、所述第二晶體管的柵極和所述第四晶體管的柵極相互電連接；以及 其中所述第六晶體管的溝道和所述第九晶體管的溝道各比所述第三晶體管的溝道和所述第四晶體管的溝道要長(zhǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈沖信號(hào)輸出電路， 其中，第一電源線電連接到所述第五晶體管的第二端子、所述第七晶體管的第二端子和所述第八晶體管的第二端子； 其中第二電源線電連接到所述第六晶體管的第二端子、所述第九晶體管的第二端子、所述第二晶體管的第二端子和所述第四晶體管的第二端子； 其中脈沖信號(hào)線電連接到所述第五晶體管的柵極和所述第九晶體管的柵極； 其中第一時(shí)鐘信號(hào)線電連接到所述第一晶體管的第二端子和所述第三晶體管的第二端子； 其中第二時(shí)鐘信號(hào)線電連接到所述第八晶體管的柵極；以及 其中輸入線電連接到所述第七晶體管的柵極。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈沖信號(hào)輸出電路，還包括第十晶體管，所述第十晶體管配置成控制所述第五晶體管的第一端子和所述第六晶體管的第一端子到所述第一晶體管的柵極和所述第三晶體管的柵極的電連接， 其中所述第十晶體管的柵極電連接到所述第五晶體管的第二端子。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈沖信號(hào)輸出電路，還包括具有電連接到所述第八晶體管的第二端子的第一端子的第十一晶體管， 其中所述第十一晶體管的柵極電連接到時(shí)鐘信號(hào)線。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈沖信號(hào)輸出電路，還包括電連接在所述第二晶體管的柵極與第二端子之間的電容器。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈沖信號(hào)輸出電路，其中，所述第六晶體管和所述第九晶體管的任一個(gè)是具有其中至少兩個(gè)柵極串聯(lián)布置的多柵結(jié)構(gòu)的晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈沖信號(hào)輸出電路，其中，所述晶體管的任一個(gè)包括氧化物半導(dǎo)體。
16.—種包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器電路。
17.—種包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的脈沖信號(hào)輸出電路的電子裝置。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠穩(wěn)定操作的脈沖信號(hào)輸出電路以及包括脈沖信號(hào)輸出電路的移位寄存器。在脈沖信號(hào)輸出電路的一個(gè)實(shí)施例中，晶體管具有連接到具有形成脈沖信號(hào)輸出電路的輸出端子的源極端子或漏極端子的另一個(gè)晶體管的柵電極的源極端子或漏極端子，晶體管的溝道長(zhǎng)度比另一個(gè)晶體管的溝道長(zhǎng)度要長(zhǎng)。由此，修改另一個(gè)晶體管的柵電位的泄漏電流量能夠降低，并且能夠防止脈沖信號(hào)輸出電路的故障。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK102783025SQ20118001189
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者豐高耕平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所