半导体器件的制作方法

专利名称：半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及到半导体器件。这种半导体器件是指能够利用半导体特性工作的任何器件。本发明具体涉及到显示器件的驱动电路。本发明还包括用这种显示器件的驱动电路装配成的电子设备。本文说明书中所述的显示器件包括用液晶元件作为象素获得的液晶显示器件，以及用诸如有机电致发光(EL)元件等自身发光元件获得的发光显示器件。驱动电路是指为了显示而对输入图像信号到排列在显示器件中的象素执行处理的一种电路，并且包括诸如移位寄存器等脉冲电路和诸如放大器等等放大电路。
背景技术：
近年来，在一个绝缘体特别是在一个玻璃衬底上形成一个半导体薄膜的半导体器件(显示器件)，特别是一种采用薄膜晶体管(以下称其为TFT)的有源矩阵式显示器件已经被广泛应用。采用TFT的有源矩阵式显示器件包括数十万乃至数百万个象素，象素被布置成矩阵形状，由布置在各象素中的TFT来控制各象素的电荷，从而显示出一个图像。进而，作为新近的技术，有关一种多晶硅TFT的技术已经有所发展，在其中除了构成象素的象素TFT之外还在一个象素部分周围的区域用TFT同时形成一个驱动电路，它大大有益于器件的小型化，并且能减少消耗的电功率，其结果使这种显示器件成为移动信息终端的显示部分中的一种不可缺少的器件，其应用领域在近年来有了显著的扩展。作为半导体器件(显示器件的驱动电路)，通常是采用在其中组合了 N-型TFT和 P-型TFT的CMOS电路。这种CMOS电路的特征在于以下两点仅仅在改变逻辑的瞬间有电流流动，而在保持一定逻辑的时间段内没有电流流动；并且仅仅在改变逻辑的瞬间有电流流动，而在保持一定逻辑的时间段仅有很小的漏电流(尽管理想的漏电流为零)。这种 CMOS电路具有上述两种特征，由此给这种CMOS电路带来的优点是能够减少整个电路消耗的电流，并且能满意地执行高速驱动。所述的术语“逻辑”是指H(高)电平和L(低)电平。而术语“逻辑变化”是指H 电平变成L电平或是L电平变成H电平。移动电子设备正在变得更小更轻，对采用液晶或自身发光元件的显示器件的需求在迅速增长，然而，从产量等方面来看却难以将制造成本降低到足够低的水平。未来的需求显然还会进一步迅速增长，因此就需要能提供更加廉价的显示器件。作为在绝缘体上制作驱动电路的方法，有一种通用方法是对活性层构图，通过用多个遮光膜进行曝光处理和蚀刻形成导线等等。然而，在这一过程中所执行步骤的数量会直接影响到制造成本，因此，制造这种器件的理想工艺是步骤数量越少越好。通常是由CMOS 电路构成的驱动电路是用TFT构成的，其导电性属于N型或P型。采用这种方法就能省略一部分离子掺杂步骤，而遮光膜的数量也能减少。
然而，如果用导电性属于N型或P型的TFT构成驱动电路，就会出现下文所述的问题。图9A表示被普遍使用的一种CMOS反相器(I)和采用极性为N型或P型之一的 TFT构成的反相器(II)和(III)的一些例子。反相器(II)是一种TFT负载型反相器，而反相器(III)是一种电阻负载型反相器。以下要介绍各自的操作。图9B表示输入该反相器的信号波形。假设输入信号振幅是VDD-GND (GND < VDD)。 具体说也就是假设GND = 0 [V]。所述的术语“VDD-GND”表示从VDD代表的电位到GND代表的电位这一范围。在本文中，这一电位的范围是用在GND，VDD等等代表各电位的中间给定的符号“-”来表示的。 例如，GND-VDDl代表从GND指示的电位到VDD 1指示的电位的那一范围。另外，在本文中， 作为栅极-源极电压的一个例外，在栅极和源极中间存在符号为“_”的情况。这种情况下的栅极-源极电压代表一个晶体管的栅极电极和源极之间产生的电压而不是代表栅极和源极之间的范围。以下要解释电路的工作方式。为了解释的清楚和简捷而假设构成一个电路的 N-型TFT的门限电压是不规则的，并且被平均确定为VthN。同样，P-型TFT的门限电压被平均确定为VthP。如果在输入信号的电位处在H电平(VDD)的状态下将图9B所示的信号输入到 CMOS反相器，P-型TFT901就被关断，N-型TFT902则被导通，而输出节点上的电位具有L 电平(GND)。反之，如果输入信号处在L电平，P-型TFT901就被导通，N-型TFT902则被关断，而输出节点上的电位就变成H电平(图9C)。以下要解释TFT负载型反相器(II)的工作方式。所考虑的输入信号与图9B所示的情况类似。首先，当输入信号处在L电平时，N-型TFT904被关断。另一方面，一个负载 TFT始终在饱和状态下工作，使得输出节点电位朝H电平方向上升。另一方面，当输入信号处在H电平时，N-型TFT904被导通。此处将N-型TFT904的电流容量设置在比负载TFT903 足够高，输出节点的电位则向L电平方向下降。类似的情况同样适合电阻负载型反相器(III)，如果将一个N-型TFT906的导通电阻值设置在比负载电阻905足够低，当输入信号处在H电平时，N-型TFT906被导通，输出节点的电位则向L电平方向下降。当输入信号处在L电平时，N-型TFT906被关断，输出节点的电位则向H电平方向上升。然而，在采用TFT负载型反相器或电阻负载型反相器时会出现以下的问题。图9D 表示TFT负载型反相器的输出波形。当输出处在H电平时，其电位会比VDD要低数字907所示的量。在负载TFT903中，如果输出节点一侧的端子是源极，而电源VDD —侧的端子是漏极，栅极电极和漏极区就被连接到一起。因此，栅极电极在此时的电位是VDD。还有，在允许负载TFT处在导通状态的条件下，TFT903的栅极-源极电压会大于VthN，导致输出节点的电位几乎上升到从VDD中减去VthN所获得的一个值(VDD-VthN)。也就是说，由数字907代表的值等于VthN。进而，按照负载TFT903与N-型TFT904的电流容量比例，当输出电位处在L电平时，该电位变成比GND高出一个数字908所示的量。为了使其足够接近GND，N-型 TFT904的电流容量必须设置在比负载TFT903足够高。同样，图9E表示电阻负载型反相器的输出波形。按照负载电阻905的电阻值与N-型TFT906的导通电阻的比例，该电位会高出数字909所示的量。也就是说，如果采用图中所示的仅仅由一种极性的TFT构成的反相器，输出信号就会相对于输入信号的振幅出现振幅衰减。为了构成驱动电路，必须获得没有振幅衰减的输出。

发明内容
本发明就是针对上述问题而提出的，本发明的目的是提供一种半导体器件(显示器件的驱动电路)，它能够按低成本用N-型或P-型之一仅仅一种极性的TFT制成，从而减少制造步骤，并且能获得没有振幅衰减的输出。在图9A所示的上述TFT负载型反相器(II)中，在输出信号振幅通常为VDD-GND的条件下加以考虑。首先按图IA所示的电路，当输出信号的电位变成H电平时，电源GND和输出节点之间的电阻值与电源VDD和输出节点之间的电阻值相比仅仅是足够低，因此使这一电位足够接近GND。也就是说，N-型TFTlOl仅仅在N-型TFT102处在ON状态的时间段中才处在OFF状态。其次，当输出信号的电位变成H电平时，为了使该电位等于VDD，N-型 TFT 101的栅极-源极电压的绝对值仅仅要求始终超过VthN。也就是说，为了满足输出节点的H电平变成VDD的状态，N-型TFTlOl的栅极电极的电位必须被设置在高于门限值VthN 加上电源VDD的电位所获得的值(VDD+VthN)。提供给电路的电源仅仅包括VDD和GND两种。因此，如果没有电位高于VDD的第三个电源，就无法满足这一条件。为此，本发明设想了以下的办法。如图IB所示，在N-型TFTlOl的栅极和源极之间设置一个电容103。N-型TFTlOl的栅极电极处在某一电位并且进入浮动状态，而输出节点的电位被升高，致使输出节点的电位升高，N-型TFTlOl的栅极电极的电位也会因电容103 的电容耦合而升高。利用这一效果就能使N-型TFTlOl的栅极电极的电位高于VDD，更准确地说也就是高于门限值VthN的电位加上电源VDD的电位所获得的值(VDD+VthN)。这样就能使输出节点的电位足以上升到VDD。对于图IB所示的电容103而言，可以采用实际制作的电容部分，或者是TFTlOl的栅极和源极之间的寄生电容。按照本发明的半导体器件的特征在于它包括具有连接到第一电源的第一杂质区的第一晶体管；具有连接到第二电源的第一杂质区的第二晶体管；具有连接到第一电源的第一杂质区的第三晶体管；以及具有连接到第二电源的第一杂质区的第四晶体管，这其中 第一到第四晶体管具有相同的导电类型；第一晶体管的第二杂质区和第二晶体管的第二杂质区被连接到一个电容的一个端子；第三晶体管的第二杂质区，第四晶体管的第二杂质区和第一晶体管的栅极电极被连接到该电容的另一个端子；第二晶体管的栅极电极和第四晶体管的栅极电极被连接到一条输入信号线；而第三晶体管的栅极电极被连接到第一电源。按照本发明的半导体器件的特征在于它包括具有连接到第一电源的第一杂质区的第一晶体管；具有连接到第二电源的第一杂质区的第二晶体管；具有连接到第一电源的第一杂质区的第三晶体管；具有连接到第二电源的第一杂质区的第四晶体管；以及一个电容，这其中第一到第四晶体管具有相同的导电类型；第一晶体管的第二杂质区和第二晶体管的第二杂质区被连接到电容的一个端子；第三晶体管的第二杂质区，第四晶体管的第二杂质区和第一晶体管的栅极电极被连接到该电容的另一个端子；第二晶体管的栅极电极和第四晶体管的栅极电极被连接到第一输入信号线；而第三晶体管的栅极电极被连接到第二输入信号线。


图IA和IB是用来解释本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)工作原理的示意图。图2A到2D的示意图表示本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)的基本模式的一种反相器及其输入/输出信号的波形。图3A到3C的示意图表示本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)的基本模式的一种反相器被连接成多级时的连接方式。图4A到4D的示意图表示作为发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)的一个例子的电平移位器及其输入/输出信号的波形。图5A和5B的示意图分别被用来解释电平移位器的工作原理和电平移位器的结构示例。图6的示意图表示一个两点式电平移位器在包括一个反相信号的情况下的结构示例。图7的示意图表示用本发明制成的一种显示器件。图8A到8G的示意图表示采用了本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)的电子设备的例子。图9A到9E的示意图表示一种普通CMOS反相器和负载型反相器的结构以及各自的输入/输出信号的波形。图IOA和IOB的示意图被用来解释四-TFT型反相器和三-TFT型反相器的输入信号和电路原理。
具体实施例方式图2A表示本发明的一种半导体器件(显示器件的驱动电路)，其电路功能是一个反相器。该电路是由N-型TFT201到204和一个电容205组成的，被虚线框206包围的那一部分相当于图IA所示的电路。被虚线框210包围的那一部分构成一个输出振幅补偿电路。输出振幅补偿电路210的作用是使N-型TFT203的栅极电极进入浮动状态，只要是能获得同样的功能，其电路并非仅限于图2A的结构。在图2A的电路中，输入信号被输入到N-型TFT202和N-型TFT204的栅极电极。 N-型TFT201作为负载，而N-型TFT201和202组成的一个电路的所提供输出被输入到N-型 TFT203的栅极电极。在图2A中将N-型TFT201和202组成的电路的输出称为α。以下要依次解释这一电路的操作。用VDD和GND表示电源电位，而用VDD (H电平)-GND(L电平)表示输入信号的振幅。首先，当输入信号的电位是H电平时，N-型TFT202 和204被导通。此时，由于栅极电极和漏极区被连接在一起，N-型TFT201工作在饱和状态， 然而，N-型TFT202的电流容量被设置在高于N-型TFT201的电流容量，致使节点α的电位下降到GND。因此，N-型TFT203被关断，而L电平的输出出现在输出节点上。接着，当输入信号的电位是L电平时，N-型TFT202和204被关断。因此，节点α上的电位就会上升到VDD —侧，而当该电位值变成从电源VDD减去门限值VthN所获得的值 (VDD-VthN)时，就再次形成浮动状态。另一方面，当节点a的电位开始上升时，N-型TFT203 被提前导通，而输出节点的电位上升到VDD—侧。当节点α进入浮动状态时，输出节点的电位继续上升。因此，随着输出节点电位的上升，处在浮动状态的节点α的电位也会因N-型 TFT203存在栅极-源极电容205而上升。这样就能使节点α的电位高于电源VDD加上门限值VthN所获得的值(VDD+VthN)。这样就会在输出节点上出现H电平的输出，并且此时的电位等于VDD。通过上述操作就能获得相对于输入信号振幅没有衰减的输出信号振幅。上述的利用在两点之间形成的电容耦合提升电位的方法被称为自举方法。图2B表示图2A所示电路的输入信号的波形，图2C表示节点α上电位的波形，而图2D表示输出信号的波形。在图 2C中，用数字208代表的电位是一个比VDD低VthN的电位(VDD-VthN)，而通过自举使节点 α的电位提升的量如数字207所示。因此，如图2D所示，当输出节点处在H电平时，电位上升到VDD，由此就能获得振幅为VDD-GND的输出信号。在本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)中，尽管是以用自举方法执行的输出信号的振幅补偿作为基本操作，同时还假设采用电容耦合的TFT的栅极电极是处在浮动状态。图IOA和IOB表示本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)的基本结构，其节点α处在浮动状态，从而用TFT1003的栅极-源极电容提升节点a的电位，然后用它来补偿输出信号的振幅。图IOB表示用三个TFT组成的电路，其节点α同样处在浮动状态， 从而用TFT1007的栅极-源极电容1009提升节点β的电位，然后用它来补偿输出信号的振幅。以下要讨论输入信号的振幅和电源电位。此处将处在高电平一侧的电源电位称为 VDD ；处在低电平一侧的电源电位称为GND ；而inb代表输入信号的反相信号。此处是在输入信号和inb的振幅各自为VDD3-GND的情况下考虑节点α和节点β的状态。电源GND， 电源VDD3，电源VDD，门限值VthN和从电源VDD中减去门限值VthN所获得的值(VDD-VthN) 满足的关系是GND < VthN < VDD3 < (VDD-VthN)。在图IOA中，当信号inb处在H电平时， N-型TFT1001的栅极电极电位就变成VDD3。满足VthN < VDD3，结果就能使N-型TFT1001 导通，节点α的电位上升到VDD —侧，并且随后在该电位变成从电源VDD3中减去门限值 VthN所获得的值(VDD3-VthN)时获得浮动状态。也就是说，如果信号inbH电平超过VthN， 就能保证节点α进入浮动状态，并且通过自举完成提升N-型TFT1003的栅极电极电位的动作。另一方面，在图IOB中，N-型TFT1006的栅极电极电位始终是VDD。因此，当信号inb 处在H电平时，节点β的电位就会上升到VDD3。然而，在此时满足VDD3 < (VDD-VthN)，结果使N-型TFT1006始终保持导通状态，与输入信号的电位无关。这样，节点β就不会进入浮动状态。因此就不能用自举来提升节点β的电位。也就是说，在图IOB所示的情况下， 有一个使节点β进入浮动状态的最低条件，那就是说，当信号inb的L电平是GND时，其H 电平至少不低于(VDD-VthN)。因此，从低电压驱动和TFT特性的波动来看是有缺点的。如上所述，在输入信号的振幅小于电源电压的情况下，在一定的具体条件下，图 IOB所示的结构还存在节点β不能进入浮动状态的风险。另一方面，如图IOA所示的本发明的结构所获得的优点是能够确保节点α进入浮动状态。具有上述结构的本发明能够提供一种半导体器件，它能够按低成本用N-型或P-型之一仅仅一种极性的TFT制成，从而减少制造步骤，并且能获得没有振幅衰减的输出。以下要描述本发明的例子。[例 1]在本例中要参照图3A到3C来描述用本发明连接成多级反相器的一种电路。图3A表示的电路中连接有多级反相器，每一级都是本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)的模式。在这种显示器件的驱动电路中经常将这种电路用做缓冲器。在图 3A所示的本发明的半导体器件中，由于是采用N-型或P-型之一仅仅一种极性的TFT，减少了制造步骤，因而能降低制造成本。进而还能获得没有振幅衰减的输出。然而，在采用图3A 所示电路的情况下，从电路消耗的电功率的角度还有一点值得注意。在图3A中，当输入信号处在H电平时，N-型TFT302被导通。此时，N-型TFT301 作为一个栅极和漏极被短路的负载，并且始终工作在饱和状态。因此，当N-型TFT302导通时，有电流在VDD和GND之间流动。对各级的TFT303，304和305，306也是一样。其结果是消耗的电流变得很大。为了避免这种问题，如图:3B所示，可以考虑采用二输入型反相器的方法。对于将 TFT布置在VDD和GND之间的这种电路，输入信号的极性始终彼此相反，也就是执行异操作， 因而不会有电流流过。然而，在采用图IBB所示电路的情况下，需要提供反相和非反相两种相位的信号作为输入信号。然后，作为图3A所示半导体器件和图;3B所示半导体器件二者的组合结构，如图3C 所示，第一级采用本发明的单输入型反相器，而第二级以后使用二输入型反相器。作为第二级的输入，将前级的输出信号作为其中一个输入，而前级的输入信号作为另一个输入。这样的电路可以用做一个单输入型缓冲器，将流过的电流抑制在最小。 在具有上述结构的本发明的半导体器件中，由于是采用N-型或P-型之一仅仅一种极性的TFT，减少了制造步骤，因而能降低制造成本，并且能获得没有振幅衰减的输出。[例2]本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)很容易作为电平移位器，即给定一个与输入信号的振幅电位不同的电位作为提供给电路的电源电位。以下就是一个例子。首先考虑将诸如GND，VDDl和VDD2三种电位作为电源电位，并且假设它们的量值关系是GND < VDDl < VDD2。此处所考虑的情况是输入一个振幅为GND-VDDl的信号并且变换成振幅为GND-VDD2的信号，然后提取这一信号。图4A表示一个例子。电路的结构与例1的实施例相同。输入信号的振幅是 GND-VDD1，而连接到N-型TFT401和403的杂质区一端的电源电位被表示成VDD2。以下要解释电路的操作。图4B表示输入信号的波形。振幅为GND-VDDl的输入信号被输入到N-型TFT402和404的栅极电极。当输入信号处在H电平时，N-型TFT402和 404被导通，节点α上的电位被降到GND —侧，而N-型TFT403被关断。这样，输出节点上的电位就会变成L电平。当输入信号处在L电平时，N-型TFT402和404被关断，而输出节点α上的电位上升到VDD2—侧。这样，N-型TFT403就被导通，使输出节点的电位上升。另一方面，在节点 α上，当电位变成从电源VDD2减去N-型TFT403的门限电压绝对值所获得的值(VDD2-N-型TFT403的门限电压绝对值)时，它就会进入浮动状态。然后，随着输出节点电位的上升，节点α的电位被存在于N-型TFT403的栅极和源极之间的电容耦合进一步提升，然后达到高于VDD2的电位(图4C)。这样，输出节点的电位就会成为H电平，并输出振幅为GND-VDD2 的信号(图4D中的实线)。至于本例中所示的电路为什么容易被用做电平移位器的原因，可以注意到低电压量值的信号输入没有提供给连接到高电位一侧电源(VDD2)的TFT401和403的栅极电极。 在图5Α所示的二输入型电路中，即使将低电压量值的信号输入给连接到高电位一侧电源 (VDD2)的TFT501，节点β的电位最高也能上升到接近VDDl。因此，TFT503就不足以被导通，而这样就无法用电容耦合来提升TFT503的栅极电极电位，因此就无法完成其正常操作。因此，如图5Β所示，在本例所示的电平移位器之后立即施加重负载并且需要这样一种缓冲器结构的情况下，就需要使用二级的单输入型电路，然后使输入信号的所有振幅都变成高电压振幅。在图5Β中，被输入低电压振幅信号的TFT仅限于被虚线框506包围的那部分TFT，在连接成二级单输入型电路时，高电压振幅的信号被输入到第三级的两个输入 (输入到TFT507和508的栅极电极)，这样就能执行正常的操作。在用于执行振幅变换的信号中包括反相信号的情况下可以采用这样一种结构，在其中用相互的输出信号作为下一级的反相输入。图6表示一个例子，用“in”和“inb”代表输入信号，它们分别被输入到TFT602和614的栅极电极。第一级电平移位器650的输出被输入到第二级TFT606和617，而第一级电平移位器660的输出被输入到第二级TFT605和 618。输入到第二级的两个信号都是高电压振幅，因此，后级移位器就能起到缓冲器的作用， 然后从末级获得输出信号“out”和“outb”。按照具有上述结构的本发明的半导体器件，由于是采用N-型或P-型之一仅仅一种极性的TFT，减少了制造步骤，因而能降低制造成本，并且能获得没有振幅衰减的输出。[例3]在本例中要给出一个例子，其中的显示器件是采用本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)制造的。图7是一个显示器件的示意图。源极信号线驱动电路701，栅极信号线驱动电路 702和一个象素部分703被集中制作在一个衬底700上。在象素部分中，被虚线710包围的一部分表示一个象素。图7的例子表示液晶显示器件的一个象素，由一个TFT(以下称为象素TFT)控制提供给液晶显示元件的一个电极的电荷。输入到源极信号线驱动电路701 和栅极信号线驱动电路702的信号是通过一个柔性印刷电路(FPC) 704从外部提供的。具有象素TFT和驱动电路的衬底可以按照公知的方法来制造，例如在授予Koyama 等人的美国专利US5，889J91中所述。还可以利用一种促进结晶的金属元素使用做TFT的活性层的半导体薄膜结晶，当然也可以采用促使结晶的其他方法。例如，在授予Ohtani等人的美国专利US5，643，826中就公开了一种使用金属元素的方法。美国专利US5，889，291 和US5，643，826的全文可作为本文的参考资料。本例中所示的显示器件是用本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)构成的，而组成包括象素部分在内的整个显示器件的驱动电路是用和象素TFT相同的仅仅一种极性的TFT(例如是N-型TFT)制作的。这样就能省去为一个半导体层赋予P型的离子掺
12杂步骤，从而有助于降低制造成本和产量的提高。尽管组成本例显示器件的TFT的极性是N型，按照本发明，不用说也可以仅仅用P 型TFT组成驱动电路和象素TFT。在这种情况下就能省去为一个半导体层赋予N型的离子掺杂步骤。本发明不仅可以应用于液晶显示器件，只要是采用在一个绝缘体上集中形成驱动电路的方法来制造，它还可以用于任何器件。[例 4]本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)可以用来制造供各种电子设备使用的显示器件。这些电子设备包括便携式信息终端(电子笔记本，移动计算机，手持电话等等)，摄像机，数字照相机，个人计算机，电视机，手持电话等等。图8A到8G表示这些例子。图8A表示由外壳3001，支撑架3002，显示部分3003等组成的一种液晶显示器 (LCD)。本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)可以用来制作显示部分3003。图8B表示由主体3011，显示部分3012，音频输入部分3013，操作开关3014，电池 3015，图像接收部分3016等组成的一种摄像机。本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)可以用来制作显示部分3012。图8C表示由主体3021，外壳3022，显示部分3023，键盘30 等组成的一种笔记本个人计算机。本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)可以用来制作显示部分 3023。图8D表示由主体3031，输入笔3032，显示部分3033，操作按钮30；34，外部接口 3035等组成的一个便携式信息终端。本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)可以用来制作显示部分3033。图8E表示一种声音重放系统，具体是由主体3041，显示部分3042，操作开关3043 和3044等组成的一种车载音响装置。本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)可以用来制作显示部分3042。另外，尽管在本例中表示的是车载音响装置，本发明也可以用于手持或家用音响装置。图8F表示由主体3051，显示部分(A) 3052，目镜部分3053，操作开关30 ,显示部分(B) 3055，电池3056等组成的一种数字照相机。本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)可以用来制作显示部分(A) 3052和显示部分(B) 3055。图8G表示由主体3061，音频输出部分3062，音频输入部分3063，显示部分3064， 操作开关3065和天线3066等组成的一种手持电话。本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)可以用来制作显示部分3064。以上所述的仅仅是一些例子，本发明不仅限于这些应用。按照本发明的半导体器件(显示器件的驱动电路)，可以仅仅用一种导电类型的 TFT组成显示器件的驱动电路和显示器件的象素部分。还能减少显示器件的制造步骤，从而借助于降低成本和提高产量。这样就能提供更廉价的显示器件。另外，采用本发明还可以提供一种半导体器件，它能够获得无振幅衰减的输出。
权利要求
1.一种有源矩阵液晶显示器件，包括 包含象素薄膜晶体管的象素；以及电连接到所述象素薄膜晶体管的栅极的驱动电路，所述驱动电路包括 第一薄膜晶体管，其中，所述第一薄膜晶体管的栅极电连接到所述第一薄膜晶体管的源极和漏极中之一；第二薄膜晶体管，其中，所述第二薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个；第三薄膜晶体管，其中，所述第三薄膜晶体管的栅极电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个，以及所述第三薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；和第四薄膜晶体管，其中，所述第四薄膜晶体管的栅极电连接到所述第二薄膜晶体管的栅极，所述第四薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第三薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个，以及所述第四薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个电连接到所述第二薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个，其中，所述象素薄膜晶体管和所述第一到第四薄膜晶体管具有N-沟道型，以及其中，在玻璃衬底上形成所述象素薄膜晶体管和所述第一到第四薄膜晶体管。
2.根据权利要求1所述的有源矩阵液晶显示器件，其中，所述象素薄膜晶体管和所述第一到第四薄膜晶体管是多晶硅薄膜晶体管。
3.根据权利要求1所述的有源矩阵液晶显示器件，还包括电连接在所述第三薄膜晶体管的所述栅极和所述第三薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的所述另一个之间的电容。
4.根据权利要求1所述的有源矩阵液晶显示器件，其中，所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一电连接到设有第一恒定电位的第一电源线。
5.根据权利要求4所述的有源矩阵液晶显示器件，其中，所述第二薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的所述另一个电连接到设有比所述第一恒定电位低的第二恒定电位的第二电源线。
6.根据权利要求1所述的有源矩阵液晶显示器件，其中，所述第一到第四薄膜晶体管包含在从反相器、缓冲器和电平移位器所构成的组中选出的一种中。
7.一种包括根据权利要求1所述的有源矩阵液晶显示器件的电子设备，其中，所述电子设备是从液晶显示器、摄像机、笔记本个人计算机、便携式信息终端、车载音响装置、数字照相机和手持电话所构成的组中选出的一种。
8.一种有源矩阵液晶显示器件，包括 包含象素薄膜晶体管的象素；以及电连接到所述象素薄膜晶体管的栅极的驱动电路，所述驱动电路包括 第一薄膜晶体管，其中，所述第一薄膜晶体管的栅极电连接到所述第一薄膜晶体管的源极和漏极中之一；第二薄膜晶体管，其中，所述第二薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个；第三薄膜晶体管，其中，所述第三薄膜晶体管的栅极电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的所述另一个，以及所述第三薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；第四薄膜晶体管，其中，所述第四薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第三薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个，以及所述第四薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个电连接到所述第二薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个；第五薄膜晶体管，其中，所述第五薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第二薄膜晶体管的栅极；第六薄膜晶体管，其中，所述第六薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第五薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；第七薄膜晶体管，其中，所述第七薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第五薄膜晶体管的栅极；第八薄膜晶体管，其中，所述第八薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第七薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；第九薄膜晶体管，其中，所述第九薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第八薄膜晶体管的栅极；第十薄膜晶体管，其中，所述第十薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第九薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；第十一薄膜晶体管，其中，所述第十一薄膜晶体管的栅极电连接到所述第十薄膜晶体管的栅极，以及所述第十一薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第十薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个；以及第十二薄膜晶体管，其中，所述第十二薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第十一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个，其中，所述象素薄膜晶体管和所述第一到第十二薄膜晶体管具有相同的导电类型。
9.根据权利要求8所述的有源矩阵液晶显示设备，其中，所述象素薄膜晶体管和所述第一到第十二薄膜晶体管是多晶硅薄膜晶体管。
10.根据权利要求8所述的有源矩阵液晶显示设备，还包括电连接在所述第三薄膜晶体管的所述栅极和所述第三薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的所述另一个之间的电容。
11.根据权利要求8所述的有源矩阵液晶显示设备，所述相同的导电类型是N-沟道型。
12.根据权利要求8所述的有源矩阵液晶显示设备，所述相同的导电类型是P-沟道型。
13.根据权利要求8所述的有源矩阵液晶显示设备，所述第一到第十二薄膜晶体管包含在从反相器、缓冲器和电平移位器所构成的组中选出的一种中。
14.一种包括根据权利要求8所述的有源矩阵液晶显示器件的电子设备，其中，所述电子设备是从液晶显示器、摄像机、笔记本个人计算机、便携式信息终端、车载音响装置、数字照相机和手持电话所构成的组中选出的一种。
15.一种有源矩阵液晶显示设备，包括 包含象素薄膜晶体管的象素；以及电连接到所述象素薄膜晶体管的栅极的驱动电路，所述驱动电路包括 第一薄膜晶体管，其中，所述第一薄膜晶体管的栅极电连接到所述第一薄膜晶体管的源极和漏极中之一；页第二薄膜晶体管，其中，所述第二薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个；第三薄膜晶体管，其中，所述第三薄膜晶体管的栅极电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的所述另一个，以及所述第三薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；第四薄膜晶体管，其中，所述第四薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第三薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个，以及所述第四薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个电连接到所述第二薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个；第五薄膜晶体管，其中，所述第五薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第二薄膜晶体管的栅极；第六薄膜晶体管，其中，所述第六薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第五薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；第七薄膜晶体管，其中，所述第七薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第五薄膜晶体管的栅极；第八薄膜晶体管，其中，所述第八薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第七薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；第九薄膜晶体管，其中，所述第九薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第八薄膜晶体管的栅极；第十薄膜晶体管，其中，所述第十薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第九薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中所述之一；第十一薄膜晶体管，其中，所述第十一薄膜晶体管的栅极电连接到所述第十薄膜晶体管的栅极，以及所述第十一薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第十薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个；以及第十二薄膜晶体管，其中，所述第十二薄膜晶体管的源极和漏极中之一电连接到所述第十一薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个，其中，所述象素薄膜晶体管和所述第一到第十二薄膜晶体管具有相同的导电类型，以及其中，在玻璃衬底上形成所述象素薄膜晶体管和所述第一到第十二薄膜晶体管。
16.根据权利要求15所述的有源矩阵液晶显示器件，其中，所述象素薄膜晶体管和所述第一到第十二薄膜晶体管是多晶硅薄膜晶体管。
17.根据权利要求15所述的有源矩阵液晶显示器件，还包括电连接在所述第三薄膜晶体管的所述栅极和所述第三薄膜晶体管的所述源极和所述漏极中的所述另一个的电容。
18.根据权利要求15所述的有源矩阵液晶显示器件，其中，所述相同的导电类型是 N-沟道型。
19.根据权利要求15所述的有源矩阵液晶显示器件，其中，所述相同的导电类型是 P-沟道型。
20.根据权利要求15所述的有源矩阵液晶显示器件，其中，所述第一到第十二薄膜晶体管包含在从反相器、缓冲器和电平移位器所构成的组中选出的一种中。
21.一种包括根据权利要求15所述的有源矩阵液晶显示器件的电子设备，其中，所述电子设备是从液晶显示器、摄像机、笔记本个人计算机、便携式信息终端、车载音响装置、数字照相机和手持电话所构成的组中选出的一种。
全文摘要
本发明提供了一种半导体器件，仅仅用一种导电类型的TFT构成一个电路，从而减少制造步骤，并且能正常获得一个输出信号的电压振幅。在连接到输出节点的一个TFT(203)的栅极和源极之间形成一个电容(205)，并且由TFT(201)和(202)构成的电路具有使节点α进入浮动状态的功能。当节点α处在浮动状态时，通过电容(205)使节点α的电位高于采用TFT(203)的栅极-源极电容耦合获得的VDD，这样就能获得振幅为VDD-GND的输出信号，不会因TFT的门限值造成振幅衰减。
文档编号H01L27/092GK102419961SQ201110283660
公开日2012年4月18日 申请日期2002年4月26日 优先权日2001年4月27日
发明者棚田好文, 浅见宗广, 长尾祥 申请人:株式会社半导体能源研究所