DE19913920A1

DE19913920A1 - Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrichtung und Halbleiteranzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE19913920A1
Application number: DE19913920A
Authority: DE
Inventors: Jun Koyama; Shunpei Yamazaki
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 1999-09-30
Also published as: US7315296B2; US20030137480A1; US8373631B2; JP2009025822A; JP4198477B2; TW459267B; US20040196240A1; JP2004363625A; US6549184B1; JP2015111726A; US20130147691A1; JP2003308052A; JP2003308038A; JPH11338439A; JP2015146420A; US8054270B2; JP5933776B2; JP4823494B2; US20140191934A1; US8629823B2

Abstract

Es wird eine Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrichtung, die ein ausgezeichnetes Bild ohne eine Bildunschärfe (Ungleichmäßigkeit des Bildes) und mit einer hohen Güte und hohen Auflösung erreichen kann, und die Halbleiteranzeigevorrichtung bereitgestellt. Eine Pufferschaltung, die in der Ansteuerschaltung der Halbleiteranzeigevorrichtung verwendet wird, besteht aus einer Vielzahl von TFTs, von denen jeder eine kleine Kanalbreite aufweist, wobei eine Vielzahl solcher Pufferschaltungen parallel miteinander verbunden sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ansteuer schaltung einer aktiven Halbleiteranzeigevorrichtung des Ma trixtyps. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Halbleiteranzeigevorrichtung, die die Ansteuerschaltung auf weist.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

In den letzten Jahren wurde eine Technik für das Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die einen Halbleiterdünnfilm, der auf einem billigen Glassubstrat ausgebildet wird, wie ein Dünnfilm-Transistor (TFT), aufweist, stürmisch entwickelt. Der Grund ist der, daß die Nachfrage nach einer aktiven Halb leiteranzeigevorrichtung des Matrixtyps (insbesondere nach einer aktiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Matrix typs) gestiegen ist.

In der aktiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Matrix typs wird ein TFT für jeden der mehrere zehn bis Millionen von Bildpunkten, die in der Matrix angeordnet sind, vorgese hen, und eine elektrische Ladung, die in jede Bildpunktelek trode hinein und aus ihr heraus geht, wird durch eine Schalt funktion des TFT gesteuert.

Insbesondere durch die Verbesserung einer Anzeigevorrichtung hinsichtlich der Auflösung und der Bildqualität richtet sich die Aufmerksamkeit auf eine aktive Flüssigkristallanzeigevor richtung des Matrixtyps, die eine digitale Ansteuerschaltung aufweist, die die digitalen Videodaten, so wie sie sind, ver arbeiten kann.

In einer Ansteuerschaltung auf der Seite einer Source-Signal-Lei tung einer Halbleiteranzeigevorrichtung, die eine digitale Ansteuerschaltung umfaßt, werden digitale Videodaten, die von außerhalb geliefert werden, sequentiell durch eine Halte schaltung oder dergleichen für eine kurze Zeit auf der Basis eines Zeitsignals von einem Schieberegister gehalten. Und nachdem die Daten in ein analoges Signal umgewandelt worden sind (Abstufungsspannung), wird das Signal zu einem entspre chenden Bildpunkt-TFT geliefert. Wenn die digitale Ansteuer schaltung verwendet wird, so wird es möglich, eine sogenannte zeilensequentielle Ansteuerung zu erreichen, in welcher die Bildpunkt-TFTs für eine Zeile zur selben Zeit angesteuert werden.

In der digitalen Ansteuerschaltung wird auf der Basis des Zeitsignals vom Schieberegister die Operationszeit der Halte schaltung, der D/A-Umwandlungsschaltung und dergleichen be stimmt. Eine Anzahl von Schaltungen und Elementen, die jedes eine hohe Ladekapazität haben, sind mit einer Signalleitung verbunden, an die das Zeitsignal vom Schieberegister gelie fert wird. Somit gibt es einen Fall, bei dem das Zeitsignal vom Schieberegister auf seinem Weg einem "Stumpfwerden" un terliegt. Eine der Gegenmaßnahmen besteht darin, daß eine Prüfung durchgeführt wird, in welchem das Zeitsignal vom Schieberegister durch eine Pufferschaltung oder dergleichen geführt wird, um das "Stumpfwerden" zu eliminieren.

Wenn die Stromkapazität einer Pufferschaltung klein ist, so ist die Pufferfunktion bedeutungslos. So ist ein Puffer not wendig, der bis zu einem gewissen Grad eine große Stromkapa zität aufweist. In dem Fall, bei dem ein Puffer, der eine große Stromkapazität aufweist, unter Verwendung von Dünnfilm-Tran sistoren ausgebildet wird, wird ein TFT, der eine hohe Stromkapazität hat, das heißt eine große Kanalbreite, erfor derlich. In einem TFT, der eine große Kanalbreite aufweist, tritt jedoch eine Fluktuation im Kristallgefüge in einer Kom ponente auf, und als Ergebnis tritt eine Fluktuation der Schwellenspannung bei jedem TFT auf. Somit ist es unvermeid lich, daß auch eine Fluktuation in den Eigenschaften eines Puffers auftritt, der durch eine Vielzahl von TFTs gebildet wird. Somit existieren Puffer, die Fluktuationen in ihren Ei genschaften aufweisen, bei jeder Signalleitung, und die Fluk tuation in den Eigenschaften verursacht direkt eine Fluktua tion der an eine Bildpunktmatrixschaltung angelegten Span nung. Dies bewirkt eine Anzeigeunschärfe (Ungleichmäßigkeit der Anzeige) der gesamten Anzeigevorrichtung.

Darüberhinaus funktioniert, wenn die Größe (Kanalbreite) ei nes TFT zu grob ist, nur der Zentralteil des TFT als ein Ka nal, und seine Enden funktionieren nicht als Kanal. In diesem Fall wird die Zerstörung des TFT beschleunigt.

Weiterhin wird, wenn die Dimension eines TFT groß ist, die Eigenwärmeerzeugung des TFT groß, was manchmal eine Änderung der Schwellenspannung oder eine Zerstörung bewirkt.

In einer Ansteuerschaltung der Gate-Signal-Leitung wird auch ein Abtastsignal sequentiell der Gate-Signal-Leitung (Abtastleitung) auf der Basis eines Zeitsignals von einem Schieberegister zugeführt. In einer digitalen Ansteuerschal tung, die eine zeilensequentielle Ansteuerung durchführt, müssen alle Bildpunkt-TFTs für eine Zeile, die mit einer Ab tastzeile verbunden sind, angesteuert werden, und die Lastka pazität, die mit einer Abtastzeile verbunden ist, ist groß. Somit ist es auch in der Ansteuerschaltung der Gate-Signal-Lei tung notwendig, ein "Stumpfwerden" zu eliminieren, indem das Zeitsignal vom Schieberegister durch eine Pufferschaltung oder dergleichen geführt wird. Auch in diesem Fall werden, da ein Puffer notwendig wird, der eine hohe Stromkapazität hat, die oben beschriebenen Probleme auftreten. Insbesondere muß der Puffer der Gate-Signal-Leitung alle verbundenen TFTs für eine Zeile in der Bildpunktmatrixschaltung ansteuern, so daß die Fluktuation in den Eigenschaften des Puffers eine bemerk bare Ungleichmäßigkeit des Bildes ergibt. Dies stellt eines der schwerwiegendsten Probleme dar, wenn eine Anzeigevorrich tung mit einer hohen Güte und einer hohen Auflösung gewünscht wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um die voranstehen den Probleme zu überwinden, und eine ihrer Aufgaben besteht darin, eine Halbleiteranzeigevorrichtung zu liefern, die eine Bildunschärfe (Ungleichmäßigkeit der Anzeige) eliminieren kann, und die ein ausgezeichnetes Bild mit einer hohen Güte und einer hohen Auflösung erzielen kann.

Gemäß einer Art der Ausführung der vorliegenden Erfindung wird in einer Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevor richtung, wie einem TFT, der eine Pufferschaltung bildet, die zwischen einer Schieberegisterschaltung und einer Halteschal tung einer Ansteuerschaltung auf der Seite einer Source-Si gnal-Leitung vorgesehen ist, nicht ein TFT, der eine große Dimension (Kanalbreite) aufweist, verwendet, sondern statt dessen werden eine Vielzahl von TFTs verwendet, die jeweils eine kleine Dimension aufweisen, und die jeweils parallel miteinander verbunden sind. Darüberhinaus wird als ein TFT, der eine Pufferschaltung, die zwischen einer Schieberegister schaltung und einer Gate-Signal-Leitung einer Ansteuerschal tung einer Seite der Gate-Signal-Leitung bildet, kein TFT verwendet, der eine große Abmessung (Kanalbreite) aufweist, sondern es werden eine Vielzahl von TFTs verwendet, die je weils eine kleine Abmessung aufweisen und die parallel mit einander verbunden sind. In beiden Fällen werden eine Viel zahl von Pufferschaltungen parallel miteinander verbunden, um einen Pufferschaltungsteil in einer Ansteuerschaltung zu lie fern. Dadurch ist es möglich, die Fluktuation in den Eigen schaften der Pufferschaltung zu vermindern, während ihre Stromkapazität gesichert wird.

Nachfolgend wird die Struktur der vorliegenden Erfindung be schrieben.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird folgendes vorgesehen:
eine Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrich tung, umfassend: eine Ansteuerschaltung einer Seite einer Source-Signal-Leitung, und eine Ansteuerschaltung einer Seite einer Gate-Signal-Leitung, wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Leitung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puf fert, und die eine Vielzahl von Inverterschaltungen ein schließt, wobei jede der Inverterschaltungen aus einer Viel zahl von Invertern besteht, die parallel miteinander verbun den sind. Dadurch kann die obige Aufgabe gelöst werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrichtung be reitgestellt, die folgendes umfaßt: eine Ansteuerschaltung einer Seite einer Source-Signal-Leitung, und eine Ansteuer schaltung einer Seite einer Gate-Signal-Leitung, wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Leitung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schiebe registerschaltung puffert, und die eine Vielzahl von Inver terschaltungen einschließt, wobei jede der Inverterschaltun gen aus einer Vielzahl von Invertern besteht, die parallel miteinander verbunden sind. Dadurch kann die obige Aufgabe gelöst werden.

Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfin dung wird eine Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevor richtung bereitgestellt, wobei diese folgendes umfaßt: eine Ansteuerschaltung einer Seite einer Source-Signal-Leitung, und eine Ansteuerschaltung einer Seite einer Gate-Signal-Lei tung, wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Source-Si gnal-Leitung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert, und die eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, wobei jede der Inverterschaltungen aus einer Vielzahl von Invertern besteht, die parallel miteinander verbunden sind, und wobei die An steuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Leitung eine Puf ferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schiebere gisterschaltung puffert, und die eine Vielzahl von Inverter schaltungen einschließt, wobei jede der Inverterschaltungen aus einer Vielzahl von Invertern besteht, die parallel mit einander verbunden sind. Dadurch kann die obige Aufgabe ge löst werden.

Gemäß einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfin dung wird eine Halbleiteranzeigevorrichtung vorgesehen, die folgendes umfaßt die Ansteuerschaltung der Halbleiteranzei gevorrichtung gemäß jedem der vorhergehenden Aspekte der vor liegenden Erfindung, und eine Bildpunktmatrixschaltung. Da durch kann die obige Aufgabe gelöst werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Schaltungsblockdiagramm einer aktiven Flüs sigkristallanzeigevorrichtung des Matrixtyps, die Ansteuer schaltungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung umfaßt;

Fig. 2 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform einer digitalen Ansteuerschaltung für Videodaten zeigt, die für die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung verwen det wird;

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform eines Teils einer Schieberegisterschaltung der Seite der Source-Signal-Leitung und einen Teil einer Pufferschaltung zeigt, die für die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfin dung verwendet werden;

Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform eines Inverters zeigt, der für die Pufferschaltung der vor liegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform eines Teils der Schieberegisterschaltung der Seite der Gate-Sig nal-Leitung und einen Teil einer Pufferschaltung zeigt, die für die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung ver wendet werden;

Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform eines Inverters zeigt, der für die Pufferschaltung der vor liegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 7 ist ein Schaltungsmusterdiagramm, das eine Ausfüh rungsform des Inverters zeigt, der für die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 8 ist ein Schaltungsmusterdiagramm, das eine Ausfüh rungsform des Inverters zeigt, der für die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 9A bis 9D sind Ansichten, die Schritte der Herstel lung einer aktiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Ma trixtyps, die eine Ansteuerschaltung einschließt, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 10A bis 10D sind Ansichten, die Schritte der Herstel lung einer aktiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Ma trixtyps, die die Ansteuerschaltung einschließt, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 11A bis 11C sind Ansichten, die Schritte der Herstel lung einer aktiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Ma trixtyps, die die Ansteuerschaltung einschließt, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 12 ist eine Ansicht, die die aktive Flüssigkristallan zeigevorrichtung des Matrixtyps, die die Treiberschaltung einschließt, gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 13 ist eine Ansicht, die die äußere Erscheinung einer aktiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Matrixtyps, die eine Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung ein schließt, zeigt;

Fig. 14 ist eine Ansicht, die eine TEM-Photographie des CGS zeigt;

Fig. 15 ist eine Ansicht, die eine TEM-Photographie eines konventionellen Hochtemperatur-Polysiliziums zeigt;

Fig. 16A und 16B sind Ansichten, die Elektronen strahlstreuungsmuster von CGS und konventionellem Hochtempe ratur-Polysilizium zeigen;

Fig. 17A und 17B sind Ansichten, die die TEM-Photographien von CGS und konventionellem Hochtemperatur-Polysilizium zei gen; und

Fig. 18A und 18B sind Ansichten, die Halbleitervorrichtun gen zeigen, von denen jede eine Halbleiteranzeigevorrichtung einschließt, die eine Ansteuerschaltung der vorliegenden Er findung aufweist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGEN DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrichtung und die Halbleiteranzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Er findung werden nachfolgend im Detail gemäß den folgenden Aus führungsformen beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen sollen jedoch bloß einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, und die Ansteuerschaltung der Halblei teranzeigevorrichtung und die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht darauf beschränkt.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

In dieser Ausführungsform wird als ein Beispiel, in der eine Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrichtung der vor liegenden Erfindung verwendet wird, eine aktive Flüssigkri stallanzeigevorrichtung des Matrixtyps, in der die Zahl der Bildpunkte 1920 × 1080 in der Horizontalen und Vertikalen be trägt, beschrieben.

Es wird Bezug genommen auf Fig. 1. Fig. 1 ist ein Blockdia gramm eines Hauptteiles einer aktiven Flüssigkristallanzeige vorrichtung des Matrixtyps dieser Ausführungsform. Die aktive Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Matrixtyps dieser Aus führungsform umfaßt eine Ansteuerschaltung A 101 der Seite der Source-Signal-Leitung, eine Ansteuerschaltung B 111 der Seite der Source-Signal-Leitung; eine Ansteuerschaltung A 112 der Seite der Gate-Signal-Leitung; eine Ansteuerschaltung B 115 der Seite der Gate-Signal-Leitung, eine Bildpunktma trixschaltung 116 und eine Ansteuerschaltung 110 für digitale Videodaten.

Die Ansteuerschaltung A 101 der Seite der Source-Signal-Lei tung umfaßt eine Schieberegisterschaltung 102, eine Puffer schaltung 103, eine Halteschaltung (1) 104, eine Halteschal tung (2) 105, eine Auswahlschaltung (1) 106, eine Pegelschie beschaltung 107, eine D/A-Wandlerschaltung 108, und eine Aus wahlschaltung (2) 109. Die Ansteuerschaltung A 101 der Seite der Source-Signal-Leitung liefert ein Bildsignal (ein Abstu fungsspannungssignal) an eine ungerade numerierte Source-Si gnal-Leitung.

Der Betrieb der Ansteuerschaltung A 101 der Seite der Source- Signal-Leitung wird beschrieben. Ein Startpuls und ein Takt signal werden in die Schieberegisterschaltung 102 eingegeben.

Die Schieberegisterschaltung 102 liefert sequentiell ein Zeitsignal an die Pufferschaltung 103 auf der Basis des Startpulses und des Taktsignals. Obwohl dies erst später be schrieben wird, besteht die Schieberegisterschaltung 102 aus einer Vielzahl getakteter Inverter.

Das Zeitsignal von der Schieberegisterschaltung 102 wird durch die Pufferschaltung 103 gepuffert. Eine Anzahl von Schaltungen oder Komponenten sind zwischen der Schieberegi sterschaltung 102 und einer Source-Signal-Leitung, die mit der Bildpunktmatrixschaltung 116 verbunden ist, verbunden, so daß die Lastkapazität groß ist. Um ein "Stumpfwerden" des er zeugten Zeitsignals aufgrund der großen Lastkapazität zu ver hindern, wird diese Pufferschaltung 103 bereitgestellt.

Das Zeitsignal, das durch die Pufferschaltung 103 gepuffert wird, wird an die Halteschaltung (1) 104 geliefert. Die Hal teschaltung (1) 104 umfaßt 960 Halteschaltungen, die jeweils 4-Bit Daten verarbeiten. Wenn das Zeitsignal in die Halte schaltung (1) 104 eingegeben wird, so wird ein digitales Si gnal, das von der Treiberschaltung 110 der digitalen Videoda ten geliefert wird, sequentiell herein genommen und durch die Halteschaltung gehalten.

Eine Zeit bis zum Ende des Schreibens des Digitalsignals in alle Halteschaltungen der Halteschaltung (1) 104 wird "eine Zeilenperiode" genannt. Das heißt, eine Zeilenperiode ist ein Zeitintervall von einem Zeitpunkt, an dem das Schreiben digi taler Videodaten aus der Treiberschaltung für die digitalen Videodaten für die am weitesten links liegende Halteschaltung in der Halteschaltung (1) gestartet wird, bis zu einem Zeit punkt, an dem das Schreiben der Videodaten für die am weite sten rechts liegende Halteschaltung (1) beendet wird.

Nachdem das Schreiben der digitalen Signale in die Halte schaltung (1) 104 beendet ist, werden, wenn ein Haltepuls durch eine Haltepulsleitung, die mit der Halteschaltung (2) 105 verbunden ist, synchron mit der Betriebszeit der Schiebe registerschaltung 102 fließt, digitale Signale, die in die Halteschaltung (1) 104 geschrieben wurden, zur Halteschaltung (2) 105 zur selben Zeit übertragen und geschrieben.

In der Halteschaltung (1) 104, die die Übertragung der digi talen Videodaten zur Halteschaltung (2) 105 vollendet, wird das Schreiben der digitalen Videodaten, die von der Ansteuer schaltung der digitalen Videodaten geliefert wird, sequenti ell nochmals durch das Zeitsignal von der Schieberegister schaltung 102 ausgeführt.

Während dieser zweiten einen Zeilenperiode werden die digita len Videodaten, die zur Halteschaltung (2) synchron mit dem Start der zweiten Zeilenperiode übertragen wurden, sequenti ell durch die Auswahlschaltung (1) 106 ausgewählt. Die De tails der Auswahlschaltung sind in der japanischen Patentan meldung Nr. Hei 9-286098, die am 1. Oktober 1997 durch den vorliegenden Anmelder eingereicht wurde, beschrieben, wobei auf sie Bezug genommen werden kann. Die gesamte Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 9-286098, die die Be schreibung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammen fassung einschließt, wird hiermit durch Bezugnahme vollstän dig eingeschlossen.

Digitale Vier-Bit-Videodaten werden von der Halteschaltung, die durch die Auswahlschaltung ausgewählt wurde, an die Pe gelschiebeschaltung 107 geliefert. Der Spannungspegel der di gitalen Videodaten werden durch die Pegelschiebeschaltung 107 angehoben, und die Daten werden zur D/A-Wandlerschaltung 108 geliefert. Die Details der D/A-Wandlerschaltung sind in den japanischen Patentanmeldungen Nr. Hei 9-344,351, eingereicht am 27. November 1997 und Nr. Hei 9-365054, eingereicht am 19. Dezember 1997 des vorliegenden Anmelders beschrieben, wobei auf diese Bezug genommen werden kann. Die gesamten Offenba rungen der obigen japanischen Patentanmeldungen, die die Be schreibungen, die Ansprüche, die Zeichnungen und Zusammenfas sungen einschließen, werden hiermit durch Bezugnahmen in ih rer Gesamtheit eingeschlossen.

Die D/A-Wandlereinheit 108 wandelt die digitalen 4-Bit Video daten in ein analoges Signal (Abstufungsspannung) um, das se quentiell an eine Source-Signal-Leitung, die durch die Aus wahlschaltung (2) 109 ausgewählt wird, geliefert wird. Das analoge Signal, das an die Source-Signal-Leitung geliefert wird, wird zu einem Source-Gebiet eines Bildpunkt-TFT der Bildpunktmatrixschaltung 116, die mit der Source-Signal-Lei tung verbunden ist, geliefert.

In die Treiberschaltung A 112 der Seite der Gate-Signal-Lei tung wird ein Zeitsignal von einem Schieberegister 113 zu ei ner Pufferschaltung 114 geliefert, und es wird dann zu einer entsprechenden Gate-Signal-Leitung (Abtastleitung) geliefert. Die Gate-Elektroden der Bildpunkt-TFTs für eine Zeile sind mit der Gate-Signal-Leitung verbunden, und alle Bildpunkt-TFTs für eine Zeile müssen zur selben Zeit angeschaltet wer den, so daß die Pufferschaltung 114, die eine große Stromka pazität aufweist, verwendet wird.

Auf diese Art wird das Schalten des entsprechenden TFT durch das Abtastsignal des Schieberegisters der Seite der Gate-Si gnal-Leitung durchgeführt, und das analoge Signal (Abstufungsspannung) von der Seite der Ansteuerschaltung der Source-Signal-Leitung wird an den Bildpunkt-TFT geliefert, so daß die Flüssigkristallmoleküle angesteuert werden.

Die Bezugszahl 111 bezeichnet die Ansteuerschaltung B der Seite der Source-Signal-Leitung, und ihre Struktur ist die selbe wie bei der Ansteuerschaltung A 101 der Seite der Sour ce-Signal-Leitung. Die Ansteuerschaltung B 111 der Seite der Source-Signal-Leitung liefert ein Bildsignal an eine ungerade numerierte Source-Signal-Leitung.

Die Bezugszahl 110 bezeichnet die Teilungsschaltung der digi talen Videodaten. Die Teilungsschaltung 110 der digitalen Vi deodaten ist ein Schaltung für das Erniedrigen der Frequenz der digitalen Videodaten, die von außerhalb eingegeben wer den, um einen Faktor von 1/m. Durch das Teilen der digitalen Videodaten kann auch die Frequenz des Signals, die für das Betreiben der Ansteuerschaltung notwendig ist, um einen Fak tor von 1/m erniedrigt werden.

Hieb wird die Teilungsschaltung 110 für die digitalen Video daten dieser Ausführungsform kurz unter Bezug auf Fig. 2 be schrieben. Übrigens beschreibt die japanische Patentanmeldung Nr. Hei 9-356238, die am 8. Dezember 1997 durch denselben An melder eingereicht wurde, daß die Teilungsschaltung des digi talen Videosignals auf demselben Substrat wie die Bildpunkt matrixschaltung und andere Teilungsschaltungen ausgebildet ist. Die obige Patentanmeldung beschreibt die Details des Be triebs der Teilungsschaltung der digitalen Videodaten, und es kann auf sie Bezug genommen werden für das Verstehen des Be triebes der Teilungsschaltung für die digitalen Videodaten dieser Ausführungsform. Die gesamte Offenbarung der japani schen Patentanmeldung Nr. Hei 9-356238, die die Beschreibung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung ein schließt, wird hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen.

In Fig. 2 bezeichnet die Bezugszahl 201 einen Synchronzäh ler, und ein Taktsignal (ck) und ein Rücksetzpuls (reset) werden eingegeben. In dieser Ausführungsform werden digitale Videodaten mit 80 MHz, die von außerhalb geliefert werden, in 8 Stücke geteilt, so daß digitale Videodaten mit 10 MHz er zeugt werden. Somit werden sechzehn D Flip-Flops 202 verbun den, wie das in Fig. 2 gezeigt ist. Die digitalen Videodaten mit 10 MHz, die durch die Teilungsschaltung 110 der digitalen Videodaten erzeugt wurde, werden zur Halteschaltung (1) 104 geliefert, wie das oben beschrieben wurde.

Es wird nun nochmals Bezug genommen auf Fig. 1, und der Be trieb der Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Leitung wird beschrieben. Die Bezugszahl 112 bezeichnet die Ansteuer schaltung A der Seite der Gate-Signal-Leitung. Die Ansteuer schaltung A 112 der Seite der Gate-Signal-Leitung umfaßt die Schieberegisterschaltung 113 und die Pufferschaltung 114. Die Schieberegisterschaltung 113 liefert ein Zeitsignal an die Pufferschaltung 114. Die Pufferschaltung 114 puffert das Zeitsignal von der Schieberegisterschaltung 113 und liefert es an die Gate-Signal-Leitung (Abtastleitung).

Die Bezugszahl 115 bezeichnet die Ansteuerschaltung B der Seite der Gate-Signal-Leitung und sie hat dieselbe Struktur wie die Ansteuerschaltung A 112 der Seite der Gate-Signal-Lei tung. In dieser Ausführungsform werden die Ansteuerschal tungen der Seite der Gate-Signal-Leitung auf diese Weise an beiden Enden der Bildpunktmatrixschaltung 116 bereitgestellt, und beide Ansteuerschaltungen der Seite der Gate-Signal-Lei tung werden betrieben, so daß diese Ausführungsform auch mit dem Fall fertig wird, bei dem eine der Schaltungen nicht ar beitet.

Die Bildpunktmatrixschaltung 116 hat eine solche Struktur, daß die Bildpunkt-TFTs, deren Anzahl 1920 × 1080 in horizon taler und vertikaler Richtung beträgt, in einer Matrix ange ordnet sind.

Ein Schirm (ein Rahmen) wird durch das Wiederholen der voran gehenden Operation mit der Anzahl von Abtastzeilen ausgebil det. In der aktiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Ma trixtyps dieser Ausführungsform wird das Aktualisieren der Bilder mit 60 Rahmen pro Sekunde ausgeführt.

Hier wird ein Schaltungsdiagramm eines Teils (des obersten Teils) der Schieberegisterschaltung 102 und der Pufferschal tung 103 dieser Ausführungsform in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 zeigt eine Flip-Flop-(FF)-Schaltung 102', die die Schiebere gisterschaltung 102 und einen Teil der Pufferschaltung 103', die die Pufferschaltung 103 bildet, bildet.

In dieser Ausführungsform wird die Schieberegisterschaltung 102 durch 204 solcher Flip-Flop-Schaltungen 102' gebildet. Die Flip-Flop-Schaltungen 102' umfassen getaktete Inverter 301 bis 304. Das Bezugszeichen ck bezeichnet ein Taktsignal. Das Bezugszeichen LR bezeichnet ein Wechselsignal für die Ab tastrichtung. Wenn das Signal LR einen hohen Pegel aufweist, so wird ein Startpuls (SP) an die am weitesten links liegende Flip-Flop-Schaltung 102' der Schieberegisterschaltung 102 ge liefert, und die Flip-Flop-Schaltung 102' überträgt ein Si gnal von links nach rechts. Wenn sich das Signal LR auf nied rigem Pegel befindet, so wird ein Startpuls (SP) zur (nicht gezeigten) am weitesten rechts liegenden Flip-Flop-Schaltung geliefert, und die Flip-Flop-Schaltung 102' überträgt ein Si gnal von rechts nach links.

Nachfolgend erfolgt eine Erläuterung des beispielhaften Falls, bei dem das Signal LR einen hohen Pegel aufweist, das heißt, die Flip-Flop-Schaltungen der Schieberegisterschaltung 102 arbeiten von links nach rechts.

Ein Startpuls (SP) wird in den getakteten Inverter 301 einge geben. Wenn der Startpuls in den getakteten Inverter 301 ein gegeben wird, so arbeitet der getaktete Inverter 301 synchron mit einem Taktsignal (ck) und einem invertierten Taktsignal (invertiertes ck), und gibt ein invertiertes Signal eines Eingangssignals aus. Da das Signal LR (hoher Pegel) in den getakteten Inverter 302 eingegeben wird, empfängt der getak tete Inverter 302 das Signal vom getakteten Inverter 301, und gibt sein invertiertes Signal aus. Der getaktete Inverter 304 empfängt das Signal vom getakteten Inverter 302 und gibt sein invertiertes Signal aus. Da das Signal LR (hoher Pegel) in den getakteten Inverter 303 eingegeben wird, so arbeitet die ser nicht. Auf diese Weise gibt die Flip-Flop-Schaltung 102' ein Zeitsignal an eine NAND-Schaltung 305 aus.

Das Zeitsignal von der Schieberegisterschaltung 102 (Flip- Flop-Schaltung 102') gelangt durch die NAND-Schaltung 305 und wird zu einem Teil der Pufferschaltung 103' geliefert. In dieser Ausführungsform umfaßt der eine Teil der Pufferschal tung 103' die fünf Inverter 306 bis 310. Obwohl der eine Teil der Pufferschaltung 103' die fünf Inverter in dieser Ausfüh rungsform einschließt, ist in der vorliegenden Erfindung die Zahl der Inverter nicht darauf begrenzt, sondern sie kann In verter einschließen, die eine Anzahl von weniger oder von mehr als fünf aufweisen.

Die fünf Inverter 306 bis 310 werden jeweils durch TFTs un terschiedlicher Größen (Kanalbreiten) gebildet. In dieser Ausführungsform werden die Inverter 306, 307 und 308 durch TFTs gebildet, die jeweils eine Kanalbreite um 30 µm aufwei sen. Die Inverter 309 und 310 werden durch TFTs gebildet, die jeweils eine Kanalbreite von 100 µm aufweisen. Eine optimale Größe, die durch eine Simulation oder dergleichen ausgewählt wird, kann für die Größe des TFT verwendet werden, der diese Inverter bildet. Übrigens kann die optimale Größe des TFT ge mäß der Anzahl der Bildpunkte der Halbleiteranzeigevorrich tung oder dergleichen bestimmt werden.

Hier erfolgt eine Erklärung unter beispielhafter Verwendung des Inverters 307. Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm des In verters 307. Der Inverter 307 wird durch sechs P-Kanal TFTs und sechs N-Kanal TFTs gebildet. Die Kanalbreite jedes TFT beträgt 30 µm. Übrigens kann die Kanalbreite dieser TFTs auch mit einer Größe von 100 µm oder weniger (vorzugsweise 90 µm oder weniger) ausgelegt werden.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, hat der Inverter 307 eine solche Struktur, daß zwei Inverterschaltungen parallel zueinander verbunden sind, wobei jede der Inverterschaltungen durch eine Schaltung, in welcher drei P-Kanal TFTs in Serie miteinander verbunden sind (Trippel-Gate-TFTs werden in der Schaltung verwendet) und durch eine Schaltung, in welcher drei N-Kanal TFTs in Serie miteinander verbunden sind (Trippel-Gate-TFTs werden in der Schaltung verwendet) gebildet werden. Ebenso können, wenn mehrere Leitungen der TFTs, die jeweils eine kleine Kanalbreite aufweisen (30 µm in dieser Ausführungs form) kombiniert werden, verglichen mit dem Fall, bei dem ein Inverter durch TFTs gebildet wird, von denen jeder eine große Kanalbreite aufweist, Fluktuationen in den TFTs eliminiert werden. Darüberhinaus kann eine Wärmeerzeugung und eine Zer störung durch die große Kanalbreite verhindert werden.

Als nächstes wird Bezug genommen auf Fig. 5. Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Teil (den obersten Teil) der Schieberegisterschaltung 113 und der Pufferschaltung 114 der Treiberschaltung A 112 der Seite der Gate-Signal-Leitung die ser Ausführungsform zeigt, und sie zeigt eine Flip-Flop-Schal tung 113', die die Schieberegisterschaltung 113 bildet, und einen Teil der Pufferschaltung 114', die die Pufferschal tung 114 liefert.

In dieser Ausführungsform wird die Schieberegisterschaltung 113 durch. 1080 solche Flip-Flop-Schaltungen 113' gebildet. Die Flip-Flop-Schaltungen 113' umfassen getaktete Inverter 501 bis 504. Das Bezugszeichen ck bezeichnet ein Taktsignal. Das Bezugszeichen LR bezeichnet ein Signal zur Änderung der Abtastrichtung, und wenn das Signal LR einen hohen Pegel auf weist, so wird ein Startpuls (SP) an die am weitesten links liegende Flip-Flop-Schaltung 113' der Schieberegisterschal tung 113 geliefert, und wenn das Signal LR einen niedrigen Pegel aufweist, so wird der Startpuls (SP) an die (nicht ge zeigte) am weitesten rechts liegende Flip-Flop-Schaltung ge liefert.

Da der Betrieb der Schieberegisterschaltung 113 derselbe wie der der Schieberegisterschaltung 102 der Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Leitung ist, wird dessen Erklä rung weggelassen.

Ein Zeitsignal von der Schieberegisterschaltung 113 (Flip- Flop-Schaltung 113') geht durch eine NAND-Schaltung 505 und wird zum einen Teil der Pufferschaltung 114' geliefert. Der eine Teil der Pufferschaltung 114' umfaßt drei Inverter 506 bis 508. In dieser Ausführungsform ist, obwohl der eine Teil der Pufferschaltung 114' drei Inverter einschließt, in der vorliegenden Erfindung die Zahl der Inverter nicht darauf be grenzt, sondern sie kann mehr als drei oder weniger als drei betragen.

Diese drei Inverter 506 bis 508 werden durch TFTs gebildet, von denen jeder eine Kanalbreite von 90 µm aufweist. Eine op timale Größe, die durch eine Simulation oder dergleichen aus gewählt wird, kann für die Größe des TFT verwendet werden, der diese Inverter bildet. Darüberhinaus kann die optimale Größe des TFT gemäß der Anzahl der Bildpunkte der Halbleiter anzeigevorrichtung oder dergleichen bestimmt werden.

Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm des Inverters 508. Der In verter 508 wird aus acht P-Kanal TFTs und acht N-Kanal TFTs gebildet. Die Kanalbreite jeder der TFT beträgt 90 µm. Die Kanalbreite dieser TFTs kann passenderweise auch auf den Wert 100 µm oder weniger (vorzugsweise 90 µm oder weniger) festge legt werden.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, werden zwei Schaltungen parallel miteinander verbunden, wobei jede Schaltung durch zwei P-Ka nal TFTs, die in Serie miteinander verbunden sind, (tatsächlich werden Doppel-Gate-TFTs verwendet), gebildet wird. Darüberhinaus werden zwei Schaltungen parallel mitein ander verbunden, wobei jede Schaltung durch zwei N-Kanal TFTs, die in Serie miteinander verbunden sind (tatsächlich werden Doppel-Gate-TFTs verwendet) gebildet wird. Der Inver ter 508 wird durch diese Schaltungen gebildet. Somit können, wenn eine Vielzahl von TFTs, von denen jeder eine kleine Ka nalbreite aufweist, kombiniert werden, im Vergleich zum Fall, bei dem ein Inverter aus TFTs gebildet wird, von denen jeder eine große Kanalbreite aufweist, Fluktuationen in den TFTs eliminiert werden, und die Stromkapazität kann gesichert wer den. Darüberhinaus wird eine durch die große Kanalbreite ver ursachte Wärmeerzeugung und Zerstörung verhindert.

Fig. 7 ist ein Schaltungsmusterdiagramm des Inverters 307, der in Fig. 4 gezeigt ist. In Fig. 7 bezeichnen die Bezugs zeichen 701 und 702 Halbleiteraktivschichten, denen Verunrei nigungen des N-Typs zugefügt wurden. Die Bezugszahlen 703 und 704 bezeichnen aktive Halbleiterschichten, denen Verunreini gungen des P-Typs zugefügt wurden. Die Bezugszahl 705 be zeichnet eine Verdrahtungsleitung einer Gate-Elektrode, und Al (Aluminium) und Sc (Scandium) mit einem Anteil von 2 Ge wichtsprozent werden in dieser Ausführungsform verwendet. Die Bezugszahlen 708 bis 711 bezeichnen zweite Verdrahtungslei tungen, und es wird Al in dieser Ausführungsform verwendet. Die Bezugszahl 712 bezeichnet eine Verdrahtungsleitung, die in derselben Schicht wie die Verdrahtungsleitung der Gate-Elek trode existiert. Ein geschwärzter Teil, der typischerwei se mit 713 bezeichnet ist, ist ein Teil, bei dem die Gate-Elek trode mit der zweiten Verdrahtungsleitung verbunden ist, oder die aktive Halbleiterschicht ist mit der zweiten Ver drahtungsleitung verbunden.

Die Bezugszahl 706 bezeichnet GND, 707 bezeichnet VddH (Leistungsquelle), 712 bezeichnet OUT (Ausgang) und 714 be zeichnet IN (Eingang).

In der Zeichnung wird angenommen, daß Verdrahtungsleitungen mit demselben Muster in derselben Verdrahtungsleitungsschicht existieren. Ein Teil, der durch eine unterbrochene Linie in der Zeichnung dargestellt ist, zeigt die Form einer niedrige ren Verdrahtungsleitung, die von einer oberen Verdrahtungs leitung verdeckt wird.

Im Inverter 307, der in Fig. 7 gezeigt ist, ist es, obwohl drei P-Kanal TFTs und drei N-Kanal TFTs auf derselben Halb leiterschicht ausgebildet sind, auch möglich, eine solche Struktur zu verwenden, daß drei unabhängige P-Kanal TFTs und drei unabhängige N-Kanal TFTs auf unabhängigen Halbleiter schichten ausgebildet und miteinander durch eine Metallver drahtung oder dergleichen Durchkontaktierungen verbunden wer den. Die Struktur dieser Ausführungsform ist jedoch vorteil haft, da das Gebiet des Inverters 307 kleiner gemacht werden kann.

Als nächstes wird Bezug genommen auf Fig. 8. Fig. 8 ist ein Schaltungsmusterdiagramm des Inverters 508, der in Fig. 6 gezeigt ist. In Fig. 8 sind zusätzlich zum Inverter 508 ins gesamt vier Inverter gezeigt.

In Fig. 8 bezeichnen die Bezugszahlen 801 bis 808 aktive Halbleiterschichten, denen Verunreinigungen des P-Typs zuge fügt wurden. Die Bezugszahlen 809 bis 816 bezeichnen aktiven Halbleiterschichten, denen Verunreinigungen des N-Typs zuge fügt wurden. Die Bezugszahlen 817 bis 824 bezeichnen Verdrah tungsleitungen der Gate-Elektrode, wobei Al (Aluminium), das 2 Gewichtsprozent Sc (Scandium) enthält, in dieser Ausfüh rungsform verwendet wird. Die Bezugszahlen 825 bis 828 be zeichnen Verdrahtungsleitungen, die in derselben Schicht wie die Verdrahtungsleitungen der Gate-Elektrode existieren. Die Bezugszahlen 829 bis 835 bezeichnen zweite Verdrahtungslei tungen, wobei Al in dieser Ausführungsform verwendet wird. Ein geschwärzter Teil, der typischerweise mit 836 bezeichnet ist, ist ein Teil, bei dem die Gate-Elektrode mit der zweiten Verdrahtungsleitung verbunden ist, oder die aktive Halblei terschicht ist mit der zweiten Verdrahtungsleitung verbunden.

Die Bezugszahl 829 bezeichnet eine VddH (Hochspannungsleistungsquelle), 832 bezeichnet GND und 833 bezeichnet eine VddL (Niederspannungsleistungsquelle). Übri gens bezeichnet jedes der Bezugszeichen IN1 bis IN4 einen Eingang und jedes der Bezugszeichen OUT1 bis OUT4 bezeichnet einen Ausgang.

In der Zeichnung sind Verdrahtungsleitungen mit demselben Mu ster aus demselben Material hergestellt und existieren auf derselben Verdrahtungsschicht. Ein Teil, der durch eine un terbrochene Linie in der Zeichnung dargestellt ist, zeigt die Form einer unteren Verdrahtungsleitung, die durch eine obere Verdrahtungsleitung verdeckt wird.

Hier wird ein Verfahren zur Herstellung einer aktiven Flüs sigkristallanzeigevorrichtung des Matrixtyps, die die Ansteu erschaltung dieser Erfindung einschließt, beschrieben. Übri gens ist das unten beschriebene Herstellungsverfahren ein Herstellungsverfahren, das die vorliegende Erfindung verwirk licht, und die aktive Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Matrixtyps der vorliegenden Erfindung kann durch andere Her stellungsverfahren verwirklicht werden.

Hier wird ein Beispiel, indem eine Vielzahl von TFTs auf ei nem Substrat ausgebildet sind, das eine isolierende Oberflä che aufweist, und eine Bildpunktmatrixschaltung, eine Ansteu erschaltung, eine Logikschaltung und dergleichen monolithisch ausgebildet sind, unter Bezug auf die Fig. 9 bis 12 be schrieben. In dieser Ausführungsform wird ein Zustand, in welchem eine Bildpunkt einer Bildpunktmatrixschaltung und ei ne CMOS-Schaltung als eine Basisschaltung anderer Schaltungen (Ansteuerschaltung, Logikschaltung, etc.) zur selben Zeit ausgebildet werden, gezeigt. In dieser Ausführungsform kann, obwohl Herstellungsschritte für den Fall beschrieben werden, bei dem jede P-Kanal TFT und jeder N-Kanal TFT eine Gate-Elek trode einschließt, eine CMOS-Schaltung von TFTs, von de nen jeder eine Vielzahl von Gate-Elektroden aufweist, wie ein Doppel-Gate-Typ oder ein Trippel-Gate-Typ ebenso auf dieselbe Weise hergestellt werden.

Es wird Bezug genommen auf die Fig. 9A bis 9D. Zuerst wird ein Quarzsubstrat 901 als ein Substrat vorbereitet, das eine isolierende Oberfläche aufweist. Statt des Quarzsubstrats kann ein Siliziumsubstrat verwendet werden, auf dem ein ther mische Oxidationsfilm ausgebildet wurde. Darüberhinaus kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem ein amorpher Silizi umfilm vorübergehend auf einem Quarzsubstrat ausgebildet wird, und der Film vollständig thermisch oxidiert wird, um einen Isolationsfilm zu bilden. Zusätzlich können ein Quarz substrat oder ein keramisches Substrat, die jeweils einen Si liziumnitridfilm, der als Isolationsfilm ausgebildet ist, aufweisen, verwendet werden.

Ein amorpher Siliziumfilm 902 wird auf dem Substrat 901 durch ein Niederdruck-CVD-Verfahren, ein Plasma-CVD-Verfahren oder ein Sputter-Verfahren ausgebildet. Es wird eine Einstellung so vorgenommen, daß die endgültige Filmdicke (die Filmdicke, die bestimmt wird, nachdem eine Filmabnahme nach der thermi schen Oxidation berücksichtigt wurde) des amorphen Silizium films 902 einen Wert von 10 bis 100 nm (vorzugsweise von 30 bis 60 nm) annimmt. Bei der Filmausbildung ist es wichtig, die Konzentration der Verunreinigungen im Film sorgsam zu handhaben.

In dieser Ausführungsform kann, obwohl der amorphe Silizium film 902 auf dem Substrat 901 ausgebildet wurde, ein anderer Halbleiter-Dünnfilm statt des amorphen Siliziumfilms verwen det werden. Es ist beispielsweise auch möglich, einen Verbin dung von Silizium und Germanium zu verwenden, die durch Si_xGe_1-x (0 < x < 1) bezeichnet wird.

Im Falle dieser Ausführungsform erfolgt die Handhabung so, daß die Konzentration von C (Kohlenstoff) und N (Stickstoff), die die Verunreinigungen der Blockkristallisierung im amor phen Siliziumfilm 902 darstellen, weniger als 5 × 10¹⁸ Ato me/cm³ (typischerweise 5 × 10¹⁷ Atome/cm oder weniger, vor zugsweise 2 × 10¹⁷ Atome/cm³ oder weniger) betragen, und die Konzentration von O (Sauerstoff) weniger als 1,5 × 10¹⁹ Atome/cm³ (typischerweise 1 × 10¹⁸ Atome/cm³ oder weniger, vorzugsweise 5 × 10¹⁷ Atome/cm³ oder weniger) beträgt. Dies kommt daher, daß wenn die Konzentration irgendeiner der Ver unreinigungen den obigen Wert überschreitet, die Verunreini gung einen schlechten Einfluß auf die nachfolgende Kristalli sation haben kann und sie eine Filmqualität nach der Kristal lisation verschlechtern kann. In der vorliegenden Beschrei bung ist die voranstehende Konzentration des Verunreinigungs elements im Film als ein minimaler Wert in den Meßergebnissen der SIMS (Sekundäre Ionenmassen-Spektroskopie) definiert.

Um die obige Struktur zu erhalten, ist es wünschenswert, pe riodisch das Trockenreinigen eines thermalen Niederdruck-CVD-Ofens, der in dieser Ausführungsform verwendet wird, durchzu führen, so daß eine Filmwachstumskammer gereinigt wird. Pas senderweise wird die Trockenreinigung der Filmwachstumskammer durch das Einleiten eines ClF₃ (Chlorfluorid)-Gases von 100 bis 300 sccm in den Ofen, der auf ungefähr 200 bis 400°C er hitzt wurde, und durch die Verwendung von Fluor, das durch Pyrolyse erzeugt wurde, durchgeführt.

Nach Kenntnis der Erfinder ist es in dem Fall, bei dem die Temperatur im Ofen auf 300°C eingestellt wird, und die Fluß rate des ClF₃ (Chlorfluorid) Gases auf 300 sccm eingestellt wurde, möglich, eine Verkrustung (die Silizium als Hauptkomp onente einschließt) mit einer Dicke von ungefähr 2 µm vier Stunden zu entfernen.

Die Konzentration des Wasserstoffs im amorphen Siliziumfilm 902 stellt auch einen sehr wichtigen Parameter dar, und es scheint, daß wenn der Wasserstoffgehalt niedrig gemacht wird, man einen Film mit einer überragenden Kristallstruktur er hält. Somit ist es vorteilhaft, den amorphen Siliziumfilm 902 mit einem Niedruck-CVD-Verfahren auszubilden. Es kann auch ein Plasma-CVD-Verfahren verwendet werden, wenn die Bedingun gen für die Filmausbildung optimiert werden.

Es ist wirksam, ein Verunreinigungselement (Element der Grup pe 13, typischerweise Bor oder ein Element in Gruppe 15, ty pischerweise Phosphor) für das Steuern der Schwellenspannung (V_th) eines TFT bei der Filmausbildung des amorphen Silizium films 902 hinzuzufügen. Es ist notwendig, die hinzuzufügende Menge im Hinblick auf V_th zu bestimmen, in dem Fall, bei dem die obige Verunreinigung für das Steuern von V_th nicht hinzu gefügt wird.

Als nächstes wird der amorphe Siliziumfilm 902 kristalli siert. Eine Technik, die in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 7-130652, veröffentlicht am 19. Mai 1995 (eingereicht am 29. Oktober 1993) beschrieben ist, wird als Mittel für die Kristallisation verwendet. Ob wohl beide Mittel der Ausführungsform 1 und der Ausführungs form 2, die in der Veröffentlichung beschrieben sind, in die ser Ausführungsform verwendet werden können, wird vorzugs weise die Technik verwendet (die im Detail in der nicht ge prüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 8-78329, veröffentlicht am 22. März 1996, eingereicht am 5. September 1994 gezeigt ist), die in der Ausführungsform 2 der Veröf fentlichung dargestellt ist. Die gesamten Offenbarungen bei der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichungen Nr. Hei 7-130652 und Nr. Hei 8-78329, die jeweils die Beschrei bung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung umfassen, werden hiermit durch Bezugnahmen in ihrer Gesamt heit eingeschlossen.

Gemäß der Technik, die in der nicht geprüften japanischen Pa tentveröffentlichung Nr. Hei 8-78329 beschrieben ist, wird zuerst ein Isolationsmaskierungsfilm 903 für das Auswählen eines hinzugefügten Gebietes eines Elements für das Erleich tern der Kristallisation des amorphen Siliziumfilm ausgebil det. Der Isolationsmaskierungsfilm 903 hat eine Vielzahl von Öffnungen für das Hinzufügen des Elements für die Erleichte rung der Kristallisation des amorphen Siliziumfilms. Die Po sitionen der Kristallgebiete können durch die Positionen der Öffnungen bestimmt werden. Eine Lösung, die Nickel (Ni) als das Element für die Erleichterung des amorphen Siliziumfilms enthält, wird durch eine Spinn-Beschichtungsverfahren aufge bracht, um eine Ni enthaltende Schicht 904 zu bilden. Statt Nickel (Fig. 9A) können auch die Elemente Kobalt (Co), Eisen (Fe), Palladium (Pd), Germanium (Ge), Platin (Pt), Kupfer (Cu), Gold (Au) oder dergleichen verwendet werden.

Für den vorangehenden Hinzufügungsschritt des Elements für das Erleichtern der Kristallisation des amorphen Silizium films kann auch ein Ionenimplantierverfahren oder ein Plasma dotierverfahren, die eine Widerstandsmaske verwenden, verwen det werden. In diesem Fall wird, da es leicht wird, ein be legtes Gebiet eines hinzugefügten Gebietes zu vermindern, und die Wachstumsdistanz eines seitlichen Wachstumsgebietes zu steuern, das Verfahren eine wirksame Technik, wenn eine klei ne Schaltung ausgebildet wird.

Als nächstes wird, nachdem der Schritt des Hinzufügens des Elements beendet wurde, eine Dehydrierung bei 500°C für 2 Stunden durchgeführt, und dann wird eine Hitzebehandlung in einer inerten Gasatmosphäre, einer Wasserstoffatmosphäre oder einer Sauerstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 500 bis 700°C (typischerweise 550 bis 650°C, vorzugsweise 570°C) für 4 bis 24 Stunden durchgeführt, um den amorphen Siliziumfilm 902 zu kristallisieren. In dieser Ausführungsform wird eine Hitzebehandlung in einer Stickstoffatmosphäre bei 570°C für 14 Stunden durchgeführt.

Zu dieser Zeit schreitet die Kristallisation des amorphen Si liziumfilms 902 zuerst von einem Kern fort, der in den Gebie ten 905 und 906 mit Nickel hinzugefügt wurde, und die Kri stallgebiete 907 und 908 wachsen nahezu parallel zur Oberflä che des Substrats 901. Die Kristallgebiete 907 und 908 werden jeweils als seitliches Wachstumsgebiet bezeichnet. Da die je weiligen Kristalle im seitlichen Wachstumsgebiet in einem vergleichsweise gleichförmigen Zustand gesammelt werden, hat das seitliche Wachstumsgebiet den Vorteil, daß das Kristall gitter eine ausgezeichnete Qualität aufweist (Fig. 9B).

Übrigens wird selbst in dem Fall, bei dem die Technik, die in der Ausführungsform 1 der oben erwähnten nicht geprüften ja panischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 7-130652 verwendet wird, ein Gebiet, das seitliches Wachstumsgebiet genannt wer den kann, mikroskopisch ausgebildet. Da die Produktion der Kerne jedoch unregelmäßig in der Oberfläche auftritt, ist es schwierig, die Kristallkorngrenzen zu steuern.

Nachdem die Hitzebehandlung für die Kristallisation beendet wurde, wird der Isolationsmaskenfilm 903 entfernt, und es wird eine Mustergebung ausgeführt, so daß inselförmige Halb leiterschichten (aktive Schichten) 909, 910 und 911, die aus den seitlichen Wachstumsgebieten 907 und 908 gebildet sind, ausgeformt werden (Fig. 9C).

Hier bezeichnet die Bezugszahl 909 die aktive Schicht des N-Kanal TFT, der die CMOS-Schaltung bildet, 910 bezeichnet die aktive Schicht des P-Kanal TFT, der die CMOS-Schaltung bil det, und 911 bezeichnet die aktive Schicht des N-Kanal TFT (Bildpunkt-TFT), der die Bildpunktmatrixschaltung bildet.

Nachdem die aktiven Schichten 909, 910 und 911 ausgeformt sind, wird auf ihnen ein Gate-Isolationsfilm 912 aus einem Isolationsfilm, der Silizium einschließt, ausgeformt (Fig. 9C).

Als nächstes wird, wie in Fig. 9D gezeigt, eine Wärmebehand lung (Getterverfahren für das Element für die Erleichterung der Kristallisation des amorphen Siliziumfilms) für das Ent fernen oder Reduzieren des Elements für das Erleichtern der Kristallisation des amorphen Siliziumfilms (Nickel) durchge führt. Bei dieser Wärmebehandlung wird ein Halogenelement in eine Verarbeitungsatmosphäre eingebracht, und es wird der Getter-Effekt für ein metallisches Element durch das Halogen-Ele ment verwendet.

Um einen ausreichenden Gettereffekt durch das Halogen-Element zu erhalten, wird die obige Wärmebehandlung vorzugsweise bei einer Temperatur, die 700°C überschreitet, ausgeführt. Wenn die Temperatur nicht höher als 700°C ist, wird es schwierig, eine Halogenverbindung in der Verarbeitungsatmosphäre zu zer setzen, so daß die Gefahr besteht, daß man keinen Getter-Ef fekt erhält.

Somit wird in dieser Ausführungsform die Wärmebehandlung bei einem Temperatur, die 700°C überschreitet, vorzugsweise bei 800 bis 1000°C (typischerweise bei 900°C) durchgeführt, wobei die Verarbeitungszeit zwischen 0,1 und 6 Stunden, typischer weise 0,5 bis 1 Stunde beträgt.

In dieser Ausführungsform ist ein Beispiel gezeigt, in wel cher eine Wärmebehandlung in einer Sauerstoffatmosphäre, die 0,5 bis 10 Volumenprozent (in dieser Ausführungsform 3 Volu menprozent) enthält, bei 950°C für 30 Minuten durchgeführt wird. Wenn die Konzentration des HCl höher als die oben er wähnte Konzentration ist, werden Unebenheiten, deren Größe mit der Filmdicke verglichen werden kann, auf den Oberflächen der aktiven Schichten 909, 910 und 911 erzeugt. Somit ist ei ne hohe Konzentration nicht vorteilhaft.

Obwohl ein Beispiel beschrieben wurde, in dem ein HCl Gas als Verbindung verwendet wurde, die ein Halogen-Element enthält, kann eine Art oder mehrere Arten der Gase, die aus Verbindun gen ausgewählt werden, die Halogen enthalten, wie typischer weise HF, NF₃, HBr, Cl₂, ClF₃, BCl₂, F₂ und Br₂ statt des HCl Gases verwendet werden.

In diesem Schritt kann erwogen werden, daß Nickel derart ent fernt wird, daß das Nickel in den aktiven Schichten 909, 910 und 911 durch die Aktion des Chlors gegettert und in das flüchtige Nickelchlorid verwandelt wird, das dann in die Luft abgelassen wird. Durch diesen Schritt wird die Konzentration des Nickels in den aktiven Schichten 909, 910 und 911 bis auf 5 × 10¹⁷ Atome/cm³ oder weniger vermindert.

Übrigens ist der Wert von 5 × 10¹⁷ Atome/cm³ die untere Wahr nehmungsgrenze bei der SIMS (Sekundäre Ionenmassenspektrosko pie). Als Ergebnis der Analyse von TFTs, die experimentell durch die Erfinder erzeugt wurden, kann, wenn die Konzentra tion nicht höher als 1 × 10¹⁸ Atome/cm³ (vorzugsweise 5 × 10¹⁷ Atome/cm³ oder weniger) liegt, ein Einfluß des Nickels auf die Eigenschaften des TFT nicht festgestellt werden. Die Kon zentration einer Verunreinigung in der vorliegenden Beschrei bung wird als minimaler Wert in den Meßergebnissen der SIMS-Ana lyse definiert.

Durch die obige Wärmebehandlung schreitet eine thermische Oxidationsreaktion an der Schnittstelle zwischen dem Gate-Iso lationsfilm 912 und den aktiven Schichten 909, 910 und 911 fort, so daß die Dicke des Gate-Isolationsfilms 912 durch die Dicke eines thermischen Oxidationsfilms erhöht wird. Wenn der thermische Oxidationsfilm auf diese Weise ausgebildet wird, ist es möglich, eine Schnittstelle zwischen dem Halbleiter und dem isolierenden Film zu erzielen, die sehr wenige Grenz schichtebenen aufweist. Darüberhinaus besteht auch ein Ef fekt, um eine störende Ausbildung (Kantenausdünnung) des thermischen Oxidationsfilms am Ende der aktiven Schicht zu verhindern.

Das Getterverfahren des Elements für das Erleichtern der Kri stallisation des amorphen Siliziumfilms kann ausgeführt wer den, nachdem der Isolationsmaskenfilm 903 entfernt wurde und bevor die aktive Schicht als Muster ausgebildet wird. Auch das Getterverfahren des Elements für die Erleichterung der Kristallisation des amorphen Siliziumfilms kann ausgeführt werden, nachdem die aktive Schicht als Muster ausgebildet wurde. Daneben können beliebige Getterverfahren kombiniert werden.

Übrigens kann das Getterverfahren des Elements für das Er leichtern der Kristallisation des amorphen Siliziumfilms auch unter Verwendung von P (Phosphor) ausgeführt werden. Das Get terverfahren mit Phosphor kann mit dem vorangehenden Getter verfahren kombiniert werden. Es kann auch nur das Getterver fahren mit Phosphor verwendet werden.

Es kann auch, nachdem die Wärmebehandlung in der oben erwähn ten Halogenatmosphäre ausgeführt wurde, eine Wärmebehandlung bei ungefähr 950°C für eine Stunde in einer Stickstoffatmo sphäre durchgeführt werden, um die Filmqualität des Gate-Iso lationsfilms 912 zu verbessern.

Übrigens wurde auch durch die SIMS-Analyse bestätigt, daß das Halogen-Element, das für das Getter-Verfahren verwendet wurde, das eine Konzentration von 1 × 10¹⁵ bis 1 × 10²⁰ Atome/cm aufweist, in den aktiven Schichten 909, 910 und 911 verbleibt. Darüberhinaus wurde durch die SIMS-Analyse auch festgestellt, daß zu dieser Zeit das voranstehende Halogen-Ele ment mit einer hohen Konzentration zwischen dem thermi schen Oxidationsfilm, der durch die Wärmebehandlung ausgebil det wurde, und den aktiven Schichten 909, 910 und 911 ver teilt wird.

Als Ergebnis der SIMS-Analyse für andere Elemente wurde fest gestellt, daß die Konzentration von C (Kohlenstoff), N (Stickstoff), O (Sauerstoff) und S (Schwefel) als typische Verunreinigungen weniger als 5 × 10¹⁸ Atome/cm³ (typischerweise 1 × 10¹⁸ Atome/cm³ oder weniger) beträgt.

Das seitliche Wachstumsgebiet der so erhaltenen aktiven Schicht hat eine einheitliche Kristallstruktur aus gemeinsa men stabförmigen oder abgeflacht stabförmigen Kristallen. Die Merkmale der einheitlichen Kristallstruktur werden später be schrieben.

Als nächstes wird auf die Fig. 10A bis 10D Bezug genommen. Zuerst werden ein nicht gezeigten Metallfilm, der Aluminium als Hauptbestandteil enthält, ausgebildet, und Originale 913, 914 und 915 der nachfolgenden Gate-Elektroden werden durch eine Musterausbildung ausgebildet. In dieser Ausführungsform wird ein Aluminiumfilm, der 2 Gewichtsprozent Scandium ent hält, verwendet (Fig. 10A).

Übrigens kann ein polykristalliner Siliziumfilm, dem Verun reinigungen hinzugefügt wurden, für die Gate-Elektrode statt des Aluminiumfilms, der 2 Gewichtsprozent Scandium enthält, verwendet werden.

Als nächstes werden durch eine Technik, die in der nicht ge prüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 7-135318, die am 23. Mai 1995 veröffentlicht wurde (eingereicht am 5. November 1993) beschrieben ist, poröse anodische Oxidations filme 916, 917 und 918, nicht poröse anodische Oxidationsfil me 919, 920 und 921 und Gate-Elektroden 922, 923 und 924 aus gebildet (Fig. 10B). Die gesamte Offenbarung der nicht ge prüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 7-135318, die die Beschreibung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung einschließt, wird hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.

Nachdem der in Fig. 10B gezeigte Zustand auf diese Weise er halten wurde, wird als nächstes der Gate-Isolationsfilm 912 durch die Verwendung der Gate-Elektroden 922, 923 und 924 und der porösen anodischen Oxidationsfilme 916, 917 und 918 als Masken geätzt. Dann werden die porösen anodischen Oxidations filme 916, 917 und 918 entfernt, um den Zustand zu erhalten, der in Fig. 10C gezeigt ist. Übrigens bezeichnen die Bezugs zahlen 925, 926 und 927 in Fig. 10C den Gate-Isolationsfilm nach der Bearbeitung.

Als nächstes wird ein Schritt des Hinzufügens eines Verunrei nigungselements, das eine Leitfähigkeit verleiht, ausgeführt. Als Verunreinigungselement kann P (Phosphor) oder As (Arsen) für den N-Kanal Typ und B (Bor) oder Ga (Gallium) für den P-Kanal Typ verwendet werden.

In dieser Ausführungsform wird jeder der Schritte des Hinzu fügens der Verunreinigungen für das Ausbilden eines N-Kanal TFT und eines P-Kanal TFT in zwei Schritte unterteilt und ausgeführt.

Zuerst wird das Hinzufügen der Verunreinigungen für das Aus bilden des N-Kanal TFT ausgeführt. Das erste Hinzufügen der Verunreinigung (P (Phosphor) wird in dieser Ausführungsform verwendet) wird bei einer hohen Beschleunigungsspannung von ungefähr 80 kV ausgeführt, um ein n⁻ Gebiet auszubilden. Eine Einstellung wird vorgenommen, so daß die Konzentration der P Ionen im n⁻ Gebiet die Werte von 1 × 10¹⁸ Atomen/cm³ bis 1 × 10¹⁹ Atomen/cm³ annimmt.

Weiterhin wird das Hinzufügen der zweiten Verunreinigung bei einer niedrigen Beschleunigungsspannung von ungefähr 10 kV durchgeführt, um ein n⁺ Gebiet auszubilden. Da die Beschleu nigungsspannung zu dieser Zeit niedrig ist, fungiert der Ga te-Isolationsfilm als eine Maske. Es wird eine Einstellung vorgenommen, so daß der Flächenwiderstand des n⁺ Gebietes 500 Ω oder weniger (vorzugsweise 300 Ω oder weniger) beträgt.

Durch die oben beschriebenen Schritte werden ein Source-Ge biet 928, ein Drain-Gebiet 929, ein Verunreinigungsgebiet 930 niedriger Konzentration und ein Kanalausbildungsgebiet 931 des N-Kanal TFT, der die CMOS-Schaltung bildet, ausgebildet. Darüberhinaus werden ein Source-Gebiet 932, ein Drain-Gebiet 933, ein Verunreinigungsgebiet 934 niedriger Konzentration und ein Kanalausbildungsgebiet 935 des N-Kanal TFT, der den Bildpunkt-TFT bildet, definiert (Fig. 10D).

Im Zustand, der in Fig. 10D gezeigt ist, hat die aktive Schicht des P-Kanal TFT, der die CMOS-Schaltung bildet, die selbe Struktur wie die aktive Schicht des N-Kanal TFT.

Als nächstes wird, wie in Fig. 11A gezeigt ist, eine Wider standsmaske 936, die die N-Kanal TFTs bedeckt, vorgesehen, und ein Verunreinigungs-Ion für das Herstellen eines P-Typs (in dieser Ausführungsform wird Bor verwendet) wird hinzuge fügt.

Obwohl dieser Schritt auch aufgeteilt und zweimal ausgeführt wird, wie der vorangehende Schritt zur Hinzufügung der Un reinheit wird, da der N-Kanal Typ in den P-Kanal Typ inver tiert werden muß, das B (Bor) Ion mit einer Konzentration, die ein Mehrfaches der Konzentration der vorher hinzugefügten P Ions beträgt, hinzugefügt.

Auf diese Weise werden ein Source-Gebiet 937, ein Drain-Ge biet 938, ein Verunreinigungsgebiet 939 niedriger Konzentra tion und ein Kanalausbildungsgebiet 940 des P-Kanal TFT, der die CMOS-Schaltung bildet, ausgebildet (Fig. 11A).

Nachdem die aktive Schicht auf die oben beschriebene Art ver vollständigt wurde, wird eine Aktivierung der Verunreini gungsionen durch eine Kombination einer Ofenaushärtung, einer Laseraushärtung, einer Lampenaushärtung und dergleichen durchgeführt. Zur selben Zeit werden Beschädigungen der akti ven Schichten, die beim Schritt des Hinzufügens aufgetreten sind, repariert.

Als nächstes wird ein Zwischenschicht-Isolationsfilm 941, ein laminierter Film aus einem Siliziumoxidfilm und einem Silizi umnitridfilm, ausgebildet. Als nächstes werden, nachdem Kon taktlöcher im Zwischenschichtisolationsfilm ausgebildet wur den, Source-Elektroden 942, 943 und 944, und Drain-Elektroden 945 und 946 ausgebildet, um den Zustand zu erhalten, der in Fig. 11B gezeigt ist. Ein organischer Harzfilm kann als Zwi schenschichtisolationsfilm 941 verwendet werden.

Nachdem der in Fig. 11B gezeigte Zustand erreicht wurde, wird ein erster Zwischenschicht-Isolationsfilm 974, der aus einem organischen Harzfilm hergestellt wurde und der eine Dicke von 0,5 bis 3 µm aufweist, ausgebildet. Polyimid, Acryl, Polyimid-Amid oder dergleichen können für den organi schen Harzfilm verwendet werden. Die Vorteile der Verwendung des organischen Harzfilmes werden nachfolgend aufgelistet: das Verfahren zur Ausbildung des Filmes ist einfach, die Filmdicke kann leicht erhöht werden, parasitäre Kapazitäten können vermindert werden, da seine relative Dielektrizitäts konstante niedrig ist, und die Oberflächenbeschaffenheit ist ausgezeichnet. Es kann ein anderer organischer Harzfilm statt des oben beschriebenen Harzfilms verwendet werden.

Als nächstes wird eine schwarze Matrix 948, die aus einem Film hergestellt wird, der Schattierungeigenschaften auf weist, und eine Dicke von 100 nm besitzt, auf dem ersten Zwi schenschicht-Isolationsfilm 947 ausgebildet. Obwohl ein Ti tanfilm als schwarze Matrix 948 in dieser Ausführungsform ve rwendet wird, kann ein Harzfilm, der schwarze Pigmente ent hält, oder dergleichen verwendet werden.

In dem Fall, bei dem der Titanfilm für die schwarze Matrix 948 verwendet wird, können ein Teil der Verdrahtungsleitungen einer Ansteuerschaltung oder andere periphere Schaltungsteile aus Titan ausgebildet werden. Die Verdrahtungsleitungen aus Titan können zur selben Zeit geformt werden, wenn die schwar ze Matrix 948 ausgebildet wird.

Nachdem die schwarze Matrix 948 ausgebildet wurde, werden ein zweiter Zwischenschicht-Isolationsfilm 949, der aus einem Si liziumoxydfilm, einem Siliziumnitridfilm und einem organi schen Harzfilm oder einem daraus laminierten Film hergestellt ist, und der eine Dicke von 0,1 bis 0,3 µm aufweist, ausge formt. Ein Kontaktloch wird in den Zwischenschicht-Isolati onsfilm 947 und den Zwischenschicht-Isolationsfilm 949 einge formt, und eine Bildpunktelektrode 950 mit einer Dicke von 120 nm wird ausgebildet. Gemäß der Struktur dieser Ausfüh rungsform wird eine Hilfskapazität in einem Gebiet ausge formt, in dem die schwarze Matrix 948 sich mit der Bildpunk telektrode 950 überlappt (Fig. 11C). Da sich diese Ausfüh rungsform auf eine aktive Flüssigkristallmatrixanzeigevor richtung des Übertragungstyps bezieht, wird ein transparenter leitender Film aus ITO oder dergleichen als leitender Film, der die Bildpunktelektrode 950 bildet, verwendet.

Als nächstes wird das gesamte Substrat in einer Wasserstoff atmosphäre bei einer Temperatur von 350°C für 1 bis 2 Stunden erhitzt, um die gesamte Vorrichtung zu hydrieren, so daß freie Bindungen (unpaare Bindungen) im Film (insbesondere in der aktiven Schicht) kompensiert werden. Durch die obigen Schritte ist es möglich, die CMOS-Schaltung und die Bild punktmatrixschaltung auf demselben Substrat herzustellen.

Als nächstes wird unter Bezug auf Fig. 12 ein Schritt der Herstellung einer aktiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Matrixtyps auf der Basis des aktiven Matrixsubstrats, das durch die obigen Schritte hergestellt wurde, beschrieben.

Ein gerichteter Film 951 wird auf dem aktiven Matrixsubstrat im Zustand der Fig. 11C ausgebildet. In dieser Ausführungs form wird Polyimid für den gerichteten Film 951 verwendet. Als nächstes wir ein entgegengesetztes Substrat vorbereitet. Das entgegengesetzte Substrat wird durch ein Glassubstrat 952, einen transparenten leitenden Film 953 und einen gerich teten Film 954 gebildet.

In dieser Ausführungsform wird ein Polyimidfilm, dessen Flüs sigkristallmoleküle parallel zum Substrat ausgerichtet sind, als gerichteter Film verwendet. Übrigens wird nachdem der ge richtete Film ausgebildet wurde, ein Rubbelverfahren ausge führt, so daß die Flüssigkristallmoleküle parallel mit einem festen vorgeneigten Winkel ausgerichtet werden.

Als nächstes werden das aktive Matrixsubstrat, das man durch die obigen Schritte erhalten hat, und das entgegengesetzte Substrat durch ein Dichtungsmaterial, ein Abstandsstück oder dergleichen (nicht gezeigt) in wohlbekannten Zellenzusammen fügungsverfahren miteinander verbunden. Danach wird ein Flüs sigkristallmaterial 955 zwischen die beiden Substrate inji ziert und vollständig mit einem (nicht gezeigten) Dichtungs mittel abgedichtet. Somit ist die aktive Flüssigkristallma trixanzeigevorrichtung des Übertragungstyps, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist, vollendet.

Verschiedene bekannte Flüssigkristallmaterialen, wie ein ver drehtes nematisch Flüssigkristall, ein Polymerdispersions-Flüs sigkristall, ein ferroelektrischer Flüssigkristall, ein antiferroelektrischer Flüssigkristall oder eine Mischung aus einem ferroelektrischen und einem antiferroeelektrischen Flüssigkristall können in der Flüssigkristallanzeige dieses Beispiels verwendet werden.

In dieser Ausführungsform ist die Flüssigkristallplatte so gestaltet, daß sie eine Anzeige mit einem TN-(verdreht nema tischen)-Modus ergibt. Somit werden ein Paar (nicht gezeig ter) Polarisationsplatten so angeordnet, daß die Flüssigkri stallplatte zwischen den Polarisationsplatten in gekreuztem Nikol gehalten wird (in einem solchen Zustand, daß die Pola risationsachsen des Paares der Polarisationsplatten sich in rechten Winkeln kreuzen).

Somit wird verständlich, daß in dieser Ausführungsform die Anzeige sich normalerweise in einem weißen Modus befindet, in welchem die Flüssigkristallanzeigevorrichtung in den weißen Anzeigezustand geht, wenn keine Spannung an sie angelegt wird.

In der Flüssigkristallplatte dieser Ausführungsform wird das Matrixsubstrat nur an einer Endfläche freigelegt, wo ein FPC angefügt wird, und die anderen drei Endflächen des aktiven Matrixsubstrats sind bündig mit denen des entgegengesetzten Substrats.

Es ist verständlich, daß durch das oben beschriebene Herstel lungsverfahren in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung des aktiven Matrixtyps dieser Ausführungsform die Ansteuerschal tung, andere periphere Vorrichtungen und Bildpunkte integral auf dem isolierenden Substrat, wie einem Quarzsubstrat oder einem Glassubstrat ausgebildet werden können.

Fig. 13 zeigt die Flüssigkristallanzeigevorrichtung des ak tiven Matrixtyps, die nach dem voranstehenden Herstellverfah ren hergestellt wurde. Fig. 13 zeigt die äußere Erscheinung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung des aktiven Matrixtyps, wenn ein Prüfmuster dargestellt wird.

Obwohl die Flüssigkristallanzeigevorrichtung des aktiven Ma trixtyps, die in Fig. 13 gezeigt ist, ein schwarzes und wei ßes Prüfmuster zeigt, kann, wenn drei solcher Flüssigkri stallanzeigevorrichtungen des aktiven Matrixtyps verwendet werden, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung des vollen Farbprojektionstyps verwirklicht werden.

Hier werden die Merkmale der Kristallstruktur des seitlichen Wachstumsbereiches der Halbleiterschicht, die durch das Her stellverfahren dieser Ausführungsform erhalten wurden, be schrieben.

Da seitliche Wachstumsgebiet, das gemäß dem voranstehenden Herstellungsverfahren ausgebildet wurde, hat mikroskopisch eine Kristallstruktur, in der eine Vielzahl von stabförmigen (oder abgeflacht stabförmigen) Kristallen nahezu parallel zu einander regelmäßig auf eine spezifische Richtung hin ange ordnet sind. Dies kann man leicht durch eine Beobachtung mit einem TEM (Transmissionselektronenmikroskop) feststellen.

Die Erfinder beobachteten Kristallkorngrenzen des Halbleiter dünnfilms, der durch das voranstehende Herstellungsverfahren erhalten wurde, im Detail durch ein HR-TEM (Transmissionselektronenmikroskop hoher Auflösung) (Fig. 14). In der vorliegende Beschreibung ist die Kristallkorn grenze definiert als Korngrenze, die an einer Schnittfläche ausgebildet ist, an der verschiedene stabförmige Kristalle sich in Kontakt miteinander befinden, sofern keine andere De finition erfolgt. Somit wird die Kristallkorngrenze anders als beispielsweise eine makroskopische Korngrenze, die durch die Kollision getrennter seitlicher Wachstumsgebiete ausge bildet wird, betrachtet.

Das voranstehende HR-TEM (Transmissions-Elektronenmikroskop hoher Auflösung) liefert ein Verfahren, in dem eine Probe vertikal mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird, und die Anordnung der Atome und Moleküle durch das Verwenden einer Interferenz der Übertragungselektronen oder der elastisch ge streuten Elektronen geschätzt wird. Durch das Verwenden die ses Verfahrens ist es möglich, den Zustand der Anordnung der Kristallgitter als Gitterstreifen zu beobachten. Durch das Beobachten der Kristallkorngrenze ist es möglich, auf den Bindungszustand der Atome an der Kristallkorngrenze zu schließen.

In der TEM-Photographie (Fig. 14), die durch die Erfinder gemacht wurde, im Zustand, bei dem sich zwei unterschiedliche Kristallkörner (stabförmige Kristallkörner) im Kontakt mit einander an der Kristallkorngrenze befinden, kann dies klar beobachtet werden. Zu dieser Zeit wurde durch die Elektronen strahlbeugung festgestellt, daß sich die beiden Kristallkör ner nahezu in einer {110} Ausrichtung befinden, obwohl einige Abweichungen in den Kristallachsen eingeschlossen sind.

Bei der Beobachtung der Gitterstreifen durch die TEM-Photo graphie werden, wie oben beschrieben, Gitterstreifen, die ei ner {111} Ebene entsprechen, in der {110} Ebene beobachtet. Übrigens zeigt der Gitterstreifen, der der {111} Ebene ent spricht, einen solchen Gitterstreifen an, daß, wenn das Kri stallkorn entlang des Gitterstreifens durchgeschnitten wird, die {111} Ebene im Schnitt erscheint. Es ist möglich, durch die Distanz zwischen den Gitterstreifen einfach festzustel len, welcher Ebene der Gitterstreifen entspricht.

Zu dieser Zeit beobachteten die Erfinder im Detail die TEM-Pho tographie des Halbleiterdünnfilms, der durch das voranste hende Herstellungsverfahren erhalten wurde, und es wurden sehr interessante Beobachtungen gemacht. In beiden unter schiedlichen Kristallkörnern, die man in der Photographie sieht, kann man Gitterstreifen sehen, die der {111} Ebene entsprechen. Und es wurde beobachtet, daß die Gitterstreifen offensichtlich parallel zueinander sind.

Weiterhin sind unabhängig von der Vorhandensein der Kristall korngrenze Gitterstreifen der beiden unterschiedlichen Kri stallkörner miteinander so verbunden, daß sie die Kristall korngrenze kreuzen. Das heißt, es wurde festgestellt, daß na hezu alle Gitterstreifen, von denen beobachtet wurde, daß sie die Kristallkorngrenze kreuzen, linear kontinuierlich sind, trotz der Tatsache, daß es sich um Gitterstreifen unter schiedlicher Kristallkörner handelt. Dies ist auch der Fall bei einer beliebigen Kristallkorngrenze.

Eine solche Kristallstruktur (präzise die Struktur der Kri stallkorngrenze) zeigt an, daß zwei verschiedene Kristallkör ner sich mit einer ausgezeichneten Gleichförmigkeit an der Kristallkorngrenze im Kontakt miteinander befinden. Das heißt, die Kristallgitter sind an der Kristallkorngrenze kon tinuierlich miteinander verbunden, so daß eine solche Struk tur ausgebildet wird, so daß Anlagerungsniveaus, die durch Kristalldefekte oder dergleichen verursacht werden, kaum aus gebildet werden. Mit anderen Worten, man kann sagen, daß die Kristallgitter an der Kristallkorngrenze kontinuierlich sind.

In Fig. 15 wurde als Referenz ebenfalls eine Analyse durch die Elektronenstrahlbeugung und die HR-TEM Beobachtung durch die Erfinder für einen konventionellen polykristallinen Sili ziumfilm (einen sogenannten Hochtemperatursiliziumfilm) durchgeführt. Es wurde als Ergebnis herausgefunden, daß die Gitterstreifen in den beiden unterschiedlichen Kristallkör nern zufällig vorliegen, und daß kaum eine kontinuierliche Verbindung in der Kristallkorngrenze mit einer ausgezeichne ten Übereinstimmung existiert. Das heißt, es wurde herausge funden, daß es viele Teile gab, in denen die Gitterstreiten in der Kristallkorngrenze durchgeschnitten wurden, und daß es viele Kristalldefekte gab.

Die Erfinder beziehen sich auf den Bindungszustand der Atome in dem Fall, bei denen die Gitterstreifen einander mit einer guten Gleichmäßigkeit entsprechen, wie beim Halbleiterdünn film, der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung her gestellt wurde, als "Paarbindung" und nennen eine Bindung zu dieser Zeit eine "Paarbindung". Im Gegensatz dazu beziehen sich die Erfinder auf den Bindungszustand der Atome in dem Fall, bei dem die Gitterstreifen einander nicht mit einer gu ten Gleichmäßigkeit entsprechen, wie man es oft in einem kon ventionellen polykristallinen Siliziumfilm beobachten kann, als "unpaare Bindungen", und bezeichnen eine Bindung zu die ser Zeit als "unpaare Bindung" (oder "freie Bindung").

Da der Halbleiterdünnfilm, der in der vorliegenden Ausfüh rungsform verwendet wird, eine extrem gute Gleichförmigkeit an der Kristallkorngrenze aufweist, gibt es nur sehr wenig der voranstehenden ungleichförmigen Bindungen. Als ein Ergeb nis einer Studie für viele beliebige Kristallkorngrenzen, die von den Erfindern vorgenommen wurde, betrug das existierende Verhältnis der ungleichförmigen Bindungen zur Gesamtzahl der Bindungen 10% oder weniger (vorzugsweise 5% oder weniger, am besten 3% oder weniger). Das heißt, 90% oder mehr der gesam ten Bindungen (vorzugsweise 95% oder mehr, am besten 97% oder mehr) werden durch die gleichförmigen Bindungen gebildet.

Fig. 16A zeigt ein Ergebnis der Beobachtung durch die Elek tronenstrahlbeugung für ein seitliches Wachstumsgebiet, das gemäß den vorangehenden Schritten ausgebildet wurde. Fig. 16B zeigt ein Elektronenstrahlbeugungsmuster eines konventio nellen Polysiliziumfilms (der "Hochtemperaturpolysiliziumfilm" genannt wird), der zum Ver gleich betrachtet wurde.

In den Elektronstrahlbeugungsmustern, die in den Fig. 16A und 16B gezeigt sind, beträgt der Durchmesser des Strahlungs gebietes eines Elektronenstrahls 4,25 µm, und es wird die In formation eines ausreichend breiten Gebietes gesammelt. Die hier gezeigten Photographien zeigen typische Beugungsmuster als Ergebnis der Untersuchung für mehrere beliebige Teile.

Im Falle der Fig. 16A erscheinen Beugungspunkte (Beugungsflecken), die dem <110< Einfall entsprechen, ver hältnismäßig klar, und es kann festgestellt werden, daß nahe zu alle Kristallkörner im Strahlungsgebiet sich in der {110} Ausrichtung befinden. Andererseits kann im Falle des konven tionellen Hochtemperaturpolysiliziumfilms, der in Fig. 16B gezeigt ist, keine klare Regelmäßigkeit der Beugungspunkte erkannt werden, und es wurde herausgefunden, daß Korngrenzen mit einer Ebenenorientierung, die sich von der {110} Ebene unterscheiden, unregelmäßig gemischt sind.

Ebenso ist das Merkmal des Halbleiterdünnfilms, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, das, daß der Film das Elektronenstrahlbeugungsmuster hat, das insbesondere in der {110} Ausrichtung eine Regelmäßigkeit aufweist, obwohl dieser Film ein Halbleiterdünnfilm ist, der Kristallkorngrenzen auf weint. Wenn die Elektronenstrahlbeugungsmuster verglichen werden, so wird der Unterschied gegenüber dem konventionellen Halbleiterdünnfilm klar.

Wie oben beschrieben wurde, ist der Halbleiterdünnfilm, der mit den voranstehenden Herstellungsschritten hergestellt wurde, ein Halbleiterdünnfilm, der eine Kristallstruktur (präziser gesagt, eine Struktur einer Kristallkorngrenze) aufweist, die sich ziemlich vom konventionellen Halbleiter dünnfilm unterscheidet. Die Erfinder erklären das Ergebnis der Analyse wie beim Halbleiterdünnfilm, der in der Ausfüh rungsform in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 9.55633, die am 24. Februar 1997 eingereicht wurde, mit der Nr. Hei 9- 165216, die am 6. Juni 1997 eingereicht wurde, und mit der Nr. Hei 9-212428, die am 23. Juli 1997 eingereicht wurde, be schrieben ist. Die gesamten Offenbarungen der drei japani schen Patentanmeldungen, die jeweils die Beschreibung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung einschlie ßen, werden hier unter Bezugnahmen in ihrer Gesamtheit einge schlossen.

Da 90% oder mehr der Kristallkorngrenzen des Halbleiterdünn films, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wie oben beschrieben, durch gleichförmige Bindungen gebildet wer den, bilden sie kaum eine Barrierefunktion gegenüber der Be wegung von Trägern. Das heißt, es kann gesagt werden, daß der Halbleiterdünnfilm, der in dieser Ausführungsform verwendet wird, im wesentlichen keine Kristallkorngrenze aufweist.

Im konventionellen Halbleiterdünnfilm kann, obwohl die Kri stallkorngrenze als eine Barriere für das Blockieren der Be wegung der Träger dient, da eine solche Kristallkorngrenzen im wesentlichen nicht im Halbleiterdünnfilm, der in der vor liegenden Erfindung verwendet wird, existiert, eine hohe Trä germobilität verwirklicht werden. Somit zeigen die elektri schen Eigenschaften eines TFT, der unter Verwendung des Halb leiterdünnfilms, der in dieser Ausführungsform verwendet wurde hergestellt wird, sehr gut Ergebnisse. Dies wird nach folgend beschrieben.

ERGEBNISSE DER ELEKTRISCHEN EIGENSCHAFTEN EINES TFT

Da der Halbleiterdünnfilm, der in dieser Ausführungsform ver wendet wird, im wesentlichen als ein einzelner Kristall ange sehen werden kann (es existieren im wesentlichen keine Kri stallkorngrenzen), zeigt ein TFT, der den Halbleiterdünnfilm als eine aktive Schicht verwendet, elektrische Eigenschaften, die vergleichbar sind mit einem MOSFET, der ein einkristalli nes Silizium verwendet. Die unten gezeigten Daten wurden bei den TFTs gefunden, die von den Erfindern experimentell ausge bildet wurden.

(1) Der Unterschwellwertkoeffizient als ein Index, der die Schaltleistung (Schnelligkeit bei der Anschalt-/Ausschalt-Ope ration) eines TFT zeigt, beträgt nur 60 bis 100 mV/Dekade (typischerweise 60 bis 85 mV/Dekade) sowohl für einen N-Kanal TFT als auch einen P-Kanal TFT.
(2) Die Feldeffektmobilität (µ_FE) als ein Index, der eine Operationsgeschwindigkeit eines TFT zeigt, hat eine Größe von 200 bis 650 cm²/Vs (typischerweise 250 bis 300 cm²/Vs) für einen N-Kanal TFT und 100 bis 300 cm²/Vs (typischerweise 150 bis 200 cm²/Vs) für einen P-Kanal TFT.
(3) Die Schwellenspannung (V_th) als ein Index, der eine An steuerspannung eines TFT bezeichnet, beträgt nur -0,5 bis 1,5 V für einen N-Kanal TFT und -1,5 bis 0,5 V für einen P-Kanal TFT.

Wie oben beschrieben wurde, wurde festgestellt, daß extrem gute Schalteigenschaften und eine hohe Operationsgeschwindig keit verwirklicht werden können.

Übrigens spielt bei der Ausbildung des CGS der vorangehende Aushärtungsschritt bei einem Temperatur (700 bis 1100°C) über der Kristallisationstemperatur eine wichtige Rolle bezüglich der Verminderung von Defekten in den Kristallkörnern. Dies wird nachfolgend beschrieben.

Fig. 17A ist eine TEM-Photographie eines Kristallsilizium films, wenn die Schritte bis zum vorangehenden Kristallisati onsschritt beendet wurden, mit einer Vergrößerung von 250 000. Zickzack-Defekte, wie sie durch einen Pfeil angezeigt sind, werden in den Kristallkörnern gefunden (der schwarze Teil und der weiße Teil erscheinen durch einen Unterschied im Kon trast).

Obwohl solche Defekte hauptsächlich Laminationsdefekte sind, in welchen die Reihenfolge der Lamination der Atome auf einer Siliziumkristallgitterebene diskrepant ist, gibt es auch ei nen Fall von Verschiebung. Es scheint, daß Fig. 17A einen Laminationsdefekt zeigt, der eine defekte Ebene parallel zur {111} Ebene aufweist. Dies kann man aus der Tatsache erken nen, daß die Zickzack-Defekte um ungefähr 70° gebogen sind.

Andererseits wird festgestellt, wie das in Fig. 17B gezeigt ist, daß im Kristallsiliziumfilm, der in der vorliegenden Er findung verwendet wird, der die gleiche Vergrößerung auf weist, Defekte, die durch Laminationsdefekte, Verschiebungen und dergleichen verursacht werden, kaum gesehen werden, und daß die Kristallizität sehr hoch ist. Diese Tendenz kann man auf der gesamten Filmoberfläche erkennen, und obwohl es schwierig ist, die Defekte bei den vorliegenden Umständen zu eliminieren, ist es möglich, die Zahl auf im wesentlichen null zu vermindern.

Das heißt, im Kristallsiliziumfilm, der in dieser Ausfüh rungsform verwendet wird, werden Defekte in den Kristallkör nern so weit vermindert, daß die Defekte nahezu vernachläs sigt werden können, und die Kristallkorngrenze kann aufgrund ihrer hohen Kontinuität zu keiner Barriere gegenüber der Be wegung der Träger werden, so daß der Film als Einkristall oder im wesentlichen als Einkristall angesehen werden kann.

So wie hier besteht in den Kristallsiliziumfilmen, die in den Photographien der Fig. 17A und 17B gezeigt sind, obwohl beide der Kristallkorngrenzen eine nahezu gleiche Kontinuität haben, ein großer Unterschied in der Zahl der Defekte in den Kristallkörnern. Der Grund, warum der Kristallsiliziumfilm, der in Fig. 17B gezeigt ist, elektrische Eigenschaften zeigt, die so viel besser sind als die des Kristallsilizium film, der in Fig. 17A gezeigt ist, besteht hauptsächlich in Unterschied der Anzahl der Defekte.

Aus obigem wird verständlich, daß das Getterverfahren eines Elements für die Erleichterung der Kristallisation des amor phen Siliziumfilms ein unverzichtbarer Schritt in der Ausbil dung der CGS ist. Die Erfinder betrachten das folgende Modell für ein Phänomen, das durch diesen Schritt verursacht wird.

Zuerst wird im Zustand, wie er in Fig. 17A gezeigt ist, das Element für die Erleichterung der Kristallisation des amor phen Siliziumfilms (typischerweise Nickel) an den Defekten (hauptsächlich an den Laminationsdefekten) im Kristallkorn abgesondert. Das heißt, man kann erwägen, daß es so viele Bindungen gibt, wie Si-Ni-Si vorhanden sind.

Wenn jedoch Ni, das in den Defekten existiert, durch das Aus führen des Getter-Verfahrens des Elements für das Erleichtern der Kristallisation des amorphen Siliziumfilms entfernt wird, so wird die Bindung von Si-Ni durchschnitten. Somit bildet die verbleibende Bindung des Siliziums sofort eine Si-Si-Bin dung und wird stabil. Auf diese Weise verschwinden die De fekte.

Natürlich wird angenommen, obwohl es bekannt ist, daß die De fekte im Kristallsiliziumfilm durch ein thermisches Ausglühen bei hoher Temperatur verschwinden, daß, da die Bindungen mit Nickel durchschnitten werden und viele ungepaarte Bindungen erzeugt werden, so daß die Rekombination des Siliziums sanft durchgeführt wird.

Die Erfinder betrachten auch ein Modell, in welchem der Kri stallsiliziumfilm durch eine Wärmebehandlung bei einer Tempe ratur (700 bis 1100°C) über der Kristallisationstemperatur mit seiner unteren Seite verbunden wird, und die Anhaftung erhöht wird, so daß die Defekte verschwinden.

Der so erhaltene Kristallsiliziumfilm (Fig. 17B) hat das Merkmal, daß die Zahl der Defekte in den Kristallkörnern ex trem viel kleiner als im Kristallsiliziumfilm (Fig. 17A) ist, in welchem nur eine Kristallisation ausgeführt wurde. Der Unterschied in der Zahl der Defekte erscheint als der Un terschied in der Spin-Dichte durch die Analyse der Elektro nenspinnresonanz (ESR). Unter den vorliegenden Umständen be trägt die Spinndichte des Kristallsiliziumfilms, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, höchstens 1 × 10¹⁸ Spins/cm³ (typischerweise 5 × 10¹⁷ Spins/cm³ oder weniger).

Der Kristallsiliziumfilm, der die oben beschriebene Kristall struktur und die Merkmale aufweist, und der in der vorliegen den Erfindung verwendet wird, wird als "Continuous Grain Si licon: CGS" (etwa: Silizium mit kontinuierlichem Korn) be zeichnet.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

In der vorangehenden Ausführungsform 1 wurde eine Beschrei bung des Falles gegeben, bei dem die Ansteuerschaltung des digitalen Ansteuersystems der vorliegenden Erfindung für die Flüssigkristallanzeigevorrichtung des aktiven Matrixtyps ver wendet wurde. In diesem Fall können als Anzeigeverfahren, das für die Flüssigkristallanzeigevorrichtung des aktiven Matrix typs verwendet wird, eine TN-Betriebsart, die einen nemati schen Flüssigkristall verwendet, eine Betriebsart, die eine Doppelbrechung der elektrischen Feldsteuerung verwendet, eine gemischte Schicht eines Flüssigkristalls und eines Hochpoly mers, eine sogenannte Polymerdispersionsbetriebsart und der gleichen ebenfalls verwendet werden.

Weiterhin wird in der Ansteuerschaltung des digitalen Ansteu ersystems der vorliegenden Erfindung die zeilensequentielle Abtastung der Bildpunkt-TFTs wie oben beschrieben ausgeführt, und die Zahl der Bildpunkte entspricht dem zukünftigen ATF (Advanced TV). Somit können, wenn die Ansteuerschaltung für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung des aktiven Matrix typs, die einen Flüssigkristall mit einer hohen Ansprechge schwindigkeit verwendet, das heißt, einen sogenannten anti ferroelektrischen Flüssigkristall ohne Schwelle, verwendet wird, bessere Eigenschaften gezeigt werden.

Die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung kann auch für eine Flüssigkristallanzeige verwendet werden, die einen ferroelektrischen Flüssigkristall verwendet, der durch neue ste Forschungen realisiert wurde, und in welchem die Ausrich tung des ferroelektrischen Flüssigkristalls mit einem spezi ell ausgerichteten Film gesteuert wird, und es kann eine Ab stufungsanzeige vorgenommen werden, wie in einer TN-Flüssig kristall-Betriebsart.

Die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung, die in der Ausführungsform 1 oder 2 gezeigt ist, kann als Ansteuerschal tung einer Anzeigevorrichtung verwendet werden, die irgend ein anderes Anzeigemedium verwendet, dessen optische Eigen schaften in Erwiderung auf eine angelegte Spannung moduliert werden können. Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung als eine Ansteuerschaltung einer Anzeigevorrichtung verwendet werden, die ein Elektroluminiszenselement oder dergleichen verwendet.

Die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung, die typi scherweise in der Ausführungsform 1 oder 2 gezeigt ist, kann als Ansteuerschaltung einer Halbleitervorrichtung, wie einem Bildsensor, verwendet werden. In diesem Fall kann die Ansteu ershaltung auch so auf einen solchen Bildsensor angewandt werden, daß ein Lichtempfangsteil des Bildsensors und ein Bildanzeigeteil für das Anzeigen eines Bildes, das beim Lich tempfangsteil in elektrische Signale umgewandelt wurde, inte gral ausgebildet sind. Der Bildsensor, auf den die vorlie gende Erfindung angewandt werden kann, kann ein Liniensensor oder ein Gebietssensor sein.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

In den Ausfü 04074 00070 552 001000280000000200012000285910396300040 0002019913920 00004 03955hrungsformen 1 und 2 kann die Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung, obwohl eine aktive Flüssigkri stallmatrixanzeigevorrichtung des Transmissionstyps beschrie ben wurde, auch für eine aktive Flüssigkristallmatrixanzeige vorrichtung des Reflexionstyps verwendet werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 4

Die Ansteuerschaltung der Ausführungsform 1 und die Halblei teranzeigevorrichtung des aktiven Matrixtyps (Ausführungsformen 2 und 3), die die Ansteuerschaltung ver wenden, haben verschiedene Anwendungen. In dieser Ausfüh rungsform werden Halbleitervorrichtungen, die jeweils eine solche Halbleiteranzeigevorrichtung einschließen, beschrie ben.

Als solche Halbleitervorrichtungen seien eine Videokamera, eine Standbildkamera, ein Projektion, eine am Kopf montierte Anzeige, ein Autonavigationssystem, ein Personalcomputer, ein tragbares Informationsendgerät (mobiler Computer, tragbares Telefon, etc.) und dergleichen aufgezählt. Beispiele davon werden in den Fig. 18A bis 18F gezeigt.

Fig. 18A zeigt ein tragbares Telefon, das aus einem Haupt körper 1801, eine Audioausgangsteil 1802, einem Audioeingang steil 1803, einer Halbleiteranzeigevorrichtung 1804, einen Betätigungsschalter 1805 und einer Antenne 1806 besteht.

Fig. 18B zeigt eine Videokamera, die aus einem Hauptkörper 1901, einer Halbleiteranzeigevorrichtung 1902, einem Au dioeingabeteil 1903, einem Betätigungsschalter 1904, einer Batterie 1905 und einem Bildempfangsteil 1906 besteht.

Fig. 18C zeigt einen mobilen Computer, der aus einem Haupt körper 2001, einem Kamerateil 2002, einem Bildempfangsteil 2003, einen Betätigungsschaltung 2004 und einer Halbleiteran zeigevorrichtung 2005 besteht.

Fig. 18D zeigt eine am Kopf zu montierende Anzeige, die aus einem Hauptkörper 2101, einer Halbleiteranzeigevorrichtung 2102 und einem Bandteil 2103 besteht.

Fig. 18E zeigt einen Rückprojektor, der aus einem Hauptkör per 2201, einer Lichtquelle 2202, einer Halbleiteranzeigevor richtung 2203, einem Polarisationsstrahlspalter 2204, Reflek toren 2205 und 2206 und einem Schirm 2207 besteht. Übrigens ist es beim Rückprojektor vorteilhaft, daß ein Winkel des Schirmes geändert werden kann, während der Hauptkörper fest gehalten wird, gemäß der Position, von wo ein Betrachter den Schirm sieht. Wenn drei solche Halbleiteranzeigevorrichtungen 2203 (von denen jede so hergestellt ist, daß sie Licht von R, G und B entspricht) verwendet werden, ist es möglich, einen Rückprojektor mit höherer Auflösung und höherer Güte zu ver wirklichen.

Fig. 18F zeigt einen Frontprojektor, der aus einem Hauptkör per 2301, einer Lichtquelle 2302, einer Halbleiteranzeigevor richtung 2303, einem optischen System 2304 und einem Schirm 2305 besteht. Wenn drei solcher Halbleiteranzeigevorrichtung gen 2303 (von denen jede so hergestellt ist, daß sie dem Licht von R, G und B entspricht) verwendet werden, ist es möglich, einen Frontprojektor mit einer höheren Auflösung und höheren Güte zu verwirklichen.

Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Er findung in einer Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeige vorrichtung die Fluktuation ihrer Eigenschaften vermindert werden, während die Stromkapazität einer Pufferschaltung ge sichert wird. Somit kann eine Halbleiteranzeigevorrichtung ohne eine Anzeigeunschärfe (Anzeigeungleichförmigkeit) und mit einer hohen Güte und einer hohen Auflösung verwirklicht werden.

Claims

1. Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrichtung um fassend:
eine Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung; und
eine Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung,
wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert und eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, und wobei jede der Inverter schaltungen aus einer Vielzahl von Invertern, die parallel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist.

2. Halbleiteranzeigevorrichtung, umfassend: eine Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 und eine Bild punktmatrixschaltung.

3. Halbleiteranzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Halbleiteranzeigevorrichtung in einer Halbleitervorrichtung eingeschlossen ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgendem besteht: einer Videokamera, einer Standbildka mera, einem Projektor, einer am Kopf zu montierenden Anzeige, einem Autonavigationssystem, einem Personalcomputer, einem tragbaren Informationsendgerät und einem tragbaren Telefon.

4. Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrichtung, um fassend:
eine Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung; und
eine Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung,
wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert und eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, wobei jede der Inverter schaltungen aus einer Vielzahl von Invertern, die parallel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist.

5. Halbleiteranzeigevorrichtung, umfassend: eine Ansteuerschaltung nach Anspruch 4 und eine Bild punktmatrixschaltung.

6. Halbleiteranzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Halbleiteranzeigevorrichtung in einer Halbleitervorrichtung eingeschlossen ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgendem besteht: einer Videokamera, einer Standbildka mera, einem Projektor, einer am Kopf zu montierenden Anzeige, einem Autonavigationssystem, einem Personalcomputer, einem tragbaren Informationsendgerät und einem tragbaren Telefon.

7. Ansteuerschaltung einer Halbleiteranzeigevorrichtung, um fassend:
eine Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung; und
eine Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung,
wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert und eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, wobei jede der Inverter schaltungen aus einer Vielzahl von Invertern, die parallel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist; und
wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert und eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, wobei jede der Inverter schaltungen aus einer Vielzahl von Invertern, die parallel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist.

8. Halbleiteranzeigevorrichtung, umfassend: eine Ansteuerschaltung nach Anspruch 7 und eine Bild punktmatrixschaltung.

9. Halbleiteranzeigevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Halbleiteranzeigevorrichtung in einer Halbleitervorrichtung eingeschlossen ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgendem besteht: einer Videokamera, einer Standbildka mera, einem Projektor, einer am Kopf zu montierenden Anzeige, einem Autonavigationssystem, einem Personalcomputer, einem tragbaren Informationsendgerät und einem tragbaren Telefon.

10. Halbleiteranzeigevorrichtung, umfassend:
eine Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung; und
eine Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung,
wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert und eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, wobei jede der Inverter schaltungen aus einer Vielzahl von Invertern, die parallel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist; und
wobei jeder der Inverter eine Vielzahl von Dünnfilmtran sistoren umfaßt, die in Serie miteinander verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Halbleiteranzei gevorrichtung in einer Halbleitervorrichtung eingeschlossen ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgendem besteht: einer Videokamera, einer Standbildkamera, einem Pro jektor, einer am Kopf zu montierenden Anzeige, einem Autona vigationssystem, einem Personalcomputer, einem tragbaren In formationsendgerät und einem tragbaren Telefon.

12. Halbleiteranzeigevorrichtung, umfassend:
eine Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung; und
eine Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung,
wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert und eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, wobei jede der Inverter schaltungen aus einer Vielzahl von Invertern, die parallel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist; und
wobei jeder der Inverter eine Vielzahl von Dünnfilmtran sistoren umfaßt, die in Serie miteinander verbunden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Halbleiteranzei gevorrichtung in einer Halbleitervorrichtung eingeschlossen ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgendem besteht: einer Videokamera, einer Standbildkamera, einem Pro jektor, einer am Kopf zu montierenden Anzeige, einem Autona vigationssystem, einem Personalcomputer, einem tragbaren In formationsendgerät und einem tragbaren Telefon.

14. Halbleiteranzeigevorrichtung, umfassend:
eine Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung; und
eine Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung,
wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Source-Signal-Lei tung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert und eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, wobei jede der Inverter schaltungen aus einer Vielzahl von Invertern, die parallel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist; und
wobei die Ansteuerschaltung der Seite der Gate-Signal-Lei tung eine Pufferschaltung umfaßt, die ein Zeitsignal von einer Schieberegisterschaltung puffert und eine Vielzahl von Inverterschaltungen einschließt, wobei jede der Inverter schaltungen aus einer Vielzahl von Invertern, die parallel miteinander verbunden sind, aufgebaut ist; und
wobei jeder der Inverter eine Vielzahl von Dünnfilmtran sistoren umfaßt, die in Serie miteinander verbunden sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Halbleiteranzei gevorrichtung in einer Halbleitervorrichtung eingeschlossen ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgendem besteht: einer Videokamera, einer Standbildkamera, einem Pro jektor, einer am Kopf zu montierenden Anzeige, einem Autona vigationssystem, einem Personalcomputer, einem tragbaren In formationsendgerät und einem tragbaren Telefon.