[发明专利]逻辑电路

说明书

技术领域

本发明涉及包括使用氧化物半导体的薄膜晶体管的电 路。具体地，本发明涉及逻辑电路。

背景技术

形成于平板(例如典型用于液晶显示器件的玻璃基板) 上的薄膜晶体管(TFT)一般使用半导体材料(例如非晶硅或多晶 硅)来形成。使用非晶硅的TFT具有低电场迁移率但却能够随玻璃 基板尺寸的增大而变化。另一方面，使用多晶硅的TFT具有高电场 迁移率，但是需要结晶步骤(例如激光退火)而且并非总能适应于玻 璃基板尺寸的增大。

因而，其中TFT使用作为半导体材料的氧化物半导体来 形成以及应用于电子器件或光学器件的技术已经引起了注意。例如， 专利文献1和2各自公开了其中使用氧化锌或In-Ga-Zn-O基氧化物 半导体作为半导体材料形成TFT以及将TFT使用于图像显示器件中 的开关元件等的技术。

其中沟道形成区(也称作沟道区)被设置于氧化物半导 体内的TFT能够具有比使用非晶硅的TFT更高的电场迁移率。氧化 物半导体膜能够在300℃或以下的温度下用溅射法等形成，并且使用 氧化物半导体的TFT的制造过程比使用多晶硅的TFT的更简单。

使用这种氧化物半导体形成于玻璃基板、塑料基板等之 上的TFT有望被应用于显示器件，例如液晶显示器、电致发光显示 器(也称作EL显示器)、及电子纸。

[参考文献]

专利文献1：日本公开专利申请No.2007-123861

专利文献2：日本公开专利申请No.2007-096055

发明内容

但是，使用氧化物半导体的常规TFT往往是耗尽型 TFT，该耗尽型TFT是常导通的，并且TFT的阈值电压随时间而变 动。因此，将使用氧化物半导体的常规TFT应用于由具有所期望的 阈值电压的晶体管(例如增强型晶体管，它是常关断的)构建的逻辑 电路是困难的。

鉴于上述问题，目标是要获得使用氧化物半导体的薄膜 晶体管的期望阈值电压，以及具体地，目标是要将薄膜晶体管应用于 由具有期望阈值电压的晶体管构建的逻辑电路。

本说明书所公开的发明的一种实施方案是包含增强型晶 体管的逻辑电路，其中该增强型晶体管在背沟道上包含用于防止还原 的层以使阈值电压受到控制。

一种实施方案是如下所描述的一种具体结构的逻辑电 路。该逻辑电路包括耗尽型晶体管，在该耗尽型晶体管中高电源电压 被施加到源极和漏极中的一个，并且栅极与源极和漏极中的另一个电 连接；以及增强型晶体管，在该增强型晶体管中第一信号被输入到栅 极，源极和漏极中的一个与所述耗尽型晶体管的源极和漏极中的另一 个电连接，并且低电源电压被施加到源极和漏极中的另一个。增强型 晶体管将其中增强型晶体管与耗尽型晶体管连接的那部分上的电压输 出作为第二信号。耗尽型晶体管和增强型晶体管每个都包括栅电极； 设置于栅电极之上的栅极绝缘层；设置于栅极绝缘层之上的第一氧化 物半导体层；一对与第一氧化物半导体层的部分接触并用作源区和漏 区的第二氧化物半导体层；与所述第二氧化物半导体层中的一个半导 体层接触的源电极，其中该第二氧化物半导体层是源区；以及与所述 第二氧化物半导体层中的另一半导体层接触的漏电极，其中该第二半 导体层是漏区。增强型晶体管包括在第一氧化物半导体层于源电极和 漏电极之间的区域之上的还原防止层。