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公開番号2025092513
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2025039012,2024011697
出願日2025-03-12,2010-12-10
発明の名称半導体装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10D 86/40 20250101AFI20250612BHJP()
要約【課題】半導体装置の駆動能力の向上を図ることを課題の一とする。
【解決手段】半導体装置は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタとを有し、第1
のトランジスタの第1の端子は、第1の配線と電気的に接続され、第1のトランジスタの
第2の端子は、第2の配線と電気的に接続され、第2のトランジスタのゲートは、第3の
配線と電気的に接続され、第2のトランジスタの第1の端子は、第3の配線と電気的に接
続され、第2のトランジスタの第2の端子は、第1のトランジスタのゲートと電気的に接
続され、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタは、酸化物半導体によりチャネル領
域が形成され、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタのチャネル幅が1μmあたり
のオフ電流が1aA以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数段の回路を有し、
前記複数段の回路のそれぞれは、第１のトランジスタ乃至第８のトランジスタを有し、
前記複数段の回路の少なくとも一の回路において、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第１の配線と常に導通しており、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の配線と常に導通しており、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の配線と常に導通しており、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第３の配線と常に導通しており、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第３のトランジスタのゲートは、前記第２のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第４のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の配線と常に導通しており、
前記第４のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第５のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第５のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第５のトランジスタのゲートは、前記第４のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第６のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の配線と常に導通しており、
前記第６のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第７のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第７のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第７のトランジスタのゲートは、前記第６のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第８のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第８のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第４の配線と常に導通しており、
前記第８のトランジスタのゲートは、前記第４の配線と常に導通しており、
前記第１の配線は、第１の信号を出力する機能を有し、
前記第２の配線は、クロック信号線としての機能を有し、
前記第３の配線は、電源線としての機能を有し、
前記第４の配線は、第２の信号を入力する機能を有し、
前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートは、前記複数段の回路のうち、他の一の回路が有する前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートと常に導通している、
半導体装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
複数段の回路を有し、
前記複数段の回路のそれぞれは、第１のトランジスタ乃至第８のトランジスタを有し、
前記複数段の回路の少なくとも一の回路において、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第１の配線と常に導通しており、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第２の配線と常に導通しており、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の配線と常に導通しており、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第３の配線と常に導通しており、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第３のトランジスタのゲートは、前記第２のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第４のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の配線と常に導通しており、
前記第４のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第５のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第５のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第５のトランジスタのゲートは、前記第４のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第６のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１の配線と常に導通しており、
前記第６のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第７のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第７のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と常に導通しており、
前記第７のトランジスタのゲートは、前記第６のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第８のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第１のトランジスタのゲートと常に導通しており、
前記第８のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第４の配線と常に導通しており、
前記第８のトランジスタのゲートは、前記第４の配線と常に導通しており、
前記第１の配線は、第１の信号を出力する機能を有し、
前記第２の配線は、クロック信号線としての機能を有し、
前記第３の配線は、電源線としての機能を有し、
前記第４の配線は、第２の信号を入力する機能を有し、
前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートには、第３の信号が入力され、
前記第４のトランジスタのゲート及び前記第５のトランジスタのゲートには、第４の信号が入力され、
前記第５のトランジスタのゲート及び前記第６のトランジスタのゲートには、第５の信号が入力され、
前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートは、前記複数段の回路のうち、他の一の回路が有する前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートと常に導通している、
半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第２のトランジスタ、前記第４のトランジスタ及び前記第６のトランジスタの少なくとも一は、前記第３のトランジスタ、前記第５のトランジスタ及び前記第７のトランジスタのそれぞれよりも、チャネル幅が大きい、
半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１のトランジスタ乃至前記第８のトランジスタのそれぞれは、酸化物半導体膜にチャネル形成領域を有する、
半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示する発明の技術分野は、半導体装置、表示装置、液晶表示装置及びそれらの駆動方法
に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
一つの極性のトランジスタのみにより構成される半導体装置の開発が進められている。特
に、Ｎチャネル型トランジスタのみにより構成される半導体装置の開発が進められている
（例えば特許文献１～特許文献３）。
【０００３】
このような半導体装置は、例えば、ソースとドレインとの一方が電源線と接続され、ソー
スとドレインとの他方が出力と接続される第１のトランジスタと、第１のトランジスタの
ゲートと各配線との間に接続される１つ又は２つ以上の第２のトランジスタとで構成され
る。
【０００４】
そして、半導体装置の出力信号の振幅電圧を電源電圧と等しくするために、第１のトラン
ジスタのゲートの電位を容量結合により電源電圧よりも高く（又は低く）することが多い
。これを実現するために、第１のトランジスタのゲートをフローティングにする必要があ
る。そのために、第１のトランジスタのゲートと接続される１つ又は２つ以上の第２のト
ランジスタを、全てオフにする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００２－３２８６４３号公報
特開２００３－１７９４７９号公報
特開２００４－０６４５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、第２のトランジスタがオフになっても、第２のトランジ
スタのオフ電流により、第１のトランジスタのゲートが保持する電荷は、時間と共に失わ
れていた。そのため、半導体装置の駆動能力が低下していた。
【０００７】
上記問題点に鑑み、本発明の一態様は、よりよい動作を実現することを課題の一とする。
または、本発明の一態様は、半導体装置の駆動能力の向上を図ることを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタとを有し、第１のトラン
ジスタの第１の端子は、第１の配線と電気的に接続され、第１のトランジスタの第２の端
子は、第２の配線と電気的に接続され、第２のトランジスタのゲートは、第３の配線と電
気的に接続され、第２のトランジスタの第１の端子は、第３の配線と電気的に接続され、
第２のトランジスタの第２の端子は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、酸化物半導体によりチャネル領域が形成
され、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのオフ電流が１ａＡ／μｍ以下である
半導体装置である。
【０００９】
本発明の他の一態様は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジ
スタと、第４のトランジスタとを有し、第１のトランジスタの第１の端子は、第１の配線
と電気的に接続され、第１のトランジスタの第２の端子は、第２の配線と電気的に接続さ
れ、第２のトランジスタのゲートは、第３の配線と電気的に接続され、第２のトランジス
タの第１の端子は、第３の配線と電気的に接続され、第２のトランジスタの第２の端子は
、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続され、第３のトランジスタのゲートは、第
４の配線と電気的に接続され、第３のトランジスタの第１の端子は、第５の配線と電気的
に接続され、第３のトランジスタの第２の端子は、第２の配線と電気的に接続され、第４
のトランジスタのゲートは、第４の配線と電気的に接続され、第４のトランジスタの第１
の端子は、第５の配線と電気的に接続され、第４のトランジスタの第２の端子は、第１の
トランジスタのゲートと電気的に接続され、第１のトランジスタ乃至第４のトランジスタ
は、酸化物半導体によりチャネル領域が形成され、第１のトランジスタ乃至第４のトラン
ジスタのオフ電流が１ａＡ／μｍ以下である半導体装置である。
【００１０】
本発明の他の一態様は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタとを有し、第１のト
ランジスタの第１の端子は、第１の配線と電気的に接続され、第１のトランジスタの第２
の端子は、第２の配線と電気的に接続され、第２のトランジスタのゲートは、第１の配線
と電気的に接続され、第２のトランジスタの第１の端子は、第１の配線と電気的に接続さ
れ、第２のトランジスタの第２の端子は、第１のトランジスタのゲートと電気的に接続さ
れ、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、酸化物半導体によりチャネル領域が
形成され、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのオフ電流が１ａＡ／μｍ以下で
ある半導体装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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