JP2002217417A

JP2002217417A - 電気光学装置用基板、電気光学装置及び電子機器

Info

Publication number: JP2002217417A
Application number: JP2001005545A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Kawada; 浩孝川田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁体層上の半導体層に形成された電気光学
装置用基板において、熱酸化時にＯＳＦの導入を防ぎ、
信頼性の高い電気光学装置を提供する。【解決手段】支持基板に形成された絶縁体層に、｛１
００｝面より±１．０度を超えた傾きを持つ結晶面の単
結晶半導体層を貼り合わせる。例えば｛１１１｝面や
｛５１１｝面等はＯＳＦが｛１００｝面より導入され難
いため信頼性の高い電気光学装置用基板を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁体層上の半導
体層に形成されたMISトランジスタにおいて、酸化誘起
積層欠陥（ＯｘｉｄａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄＳｔ
ａｃｋｉｎｇＦａｕｌｔ；ＯＳＦ）を防止した電気光
学装置用基板、及び、電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】絶縁体上に単結晶シリコン層からなる半
導体層を形成し、その半導体層にトランジスタ等の半導
体デバイスを形成するＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎ
Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）技術は、素子の高速化や低消費電
力化、高集積化等の利点を有し、液晶装置等の電気光学
装置に適用することが可能である。

【０００３】このような電気光学装置にＳＯＩ技術を適
用する場合、光透過性基板に単結晶シリコン基板を貼り
合わせて研磨等により薄膜の単結晶シリコン層を形成
し、単結晶シリコン層を例えば液晶駆動用のＭＯＳＦＥ
Ｔ等のトランジスタ素子に形成している。

【０００４】ところで、一般的なＳＯＩ基板では単結晶
シリコン層の表面が｛１００｝面である基板を用いる。
これは、ＭＯＳＦＥＴのデバイス特性で重要なチャネル
部のシリコンとゲート絶縁膜であるシリコン酸化膜との
界面において、界面準位が少ないため、特にＮ型ＭＯＳ
ＦＥＴにおいて、高い電界効果移動度を得ることができ
るためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単結晶
シリコンの｛１００｝面を９００℃以上の高温で熱酸化
すると、しばしばウエハー表面に酸化誘起積層欠陥（Ｏ
ＳＦ）と呼ばれる欠陥が発生する。ＯＳＦ密度は基本的
にウエハー表面の有効生成核密度に依存するが、核密度
の低い｛１００｝面は他の結晶面よりＯＳＦが発生しや
すい。ＯＳＦは結晶欠陥のため、これがチャネル・ゲー
ト酸化膜界面に生成すると、移動度の低下、ゲート耐圧
の低下等の問題を生じる。特に、電気光学装置等に用い
るＭＯＳＦＥＴは電源電圧が比較的高いため、ゲート酸
化膜が厚くなる。そのため、ゲート酸化時間が長くな
り、ＯＳＦが導入されやすいと言う問題がある。

【０００６】また、液晶プロジェクタのライトバルブの
ような電気光学装置にＳＯＩ技術を適用する場合、光が
通過する画素部のＭＯＳＦＥＴでは光リークを少なくす
るためにシリコン層の膜厚を薄くし、一方、周辺回路を
形成するＭＯＳＦＥＴでは素子特性のばらつきを小さく
するためシリコン層の膜厚を厚くする場合がある。その
際、公知の犠牲酸化プロセスによりシリコン膜厚の作り
分けを行う。このような犠牲酸化を｛１００｝面のシリ
コン層に９００℃以上の高温の熱酸化で行うと、特に膜
厚を薄くする画素のＭＯＳＦＥＴ部にＯＳＦが導入され
やすいと言う問題がある。

【０００７】また、｛１００｝面はフッ酸に対して最も
ダメージを受けやすいため、フッ酸によるダメージ部分
を起点に熱酸化時に更にＯＳＦが導入されやすいと言う
問題がある。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、熱酸化によりＯＳＦが
導入されることを抑制した電気光学装置用基板、およ
び、この電気光学装置用基板を用いた電子機器を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、次のように、絶縁体層上の半導体層に形
成された電気光学装置用基板を提供する。

【００１０】すなわち、支持基板と、前記支持基板上に
形成された絶縁体層と、該絶縁体層上に形成された単結
晶半導体層とにより構成された基板であって、上記単結
晶半導体層の表面は｛１００｝面より±１．０度を超え
た傾きを持つ結晶面であることを特徴としている。

【００１１】本発明の構成によれば、基板表面が｛１０
０｝面以外の面を用いるため耐フッ酸性が高くなり、熱
酸化時にＯＳＦの導入を防ぐことができ信頼性の高いＭ
ＯＳＦＥＴを作製できる電気光学装置用基板が得られ
る。

【００１２】本件の第２の発明は、支持基板と、前記支
持基板上に形成された絶縁体層と、該絶縁体層上に形成
された単結晶半導体層とにより構成された基板であっ
て、上記単結晶半導体層の表面は｛１１１｝面と±１．
０度以内の傾きを持つ結晶面であることを特徴としてい
る。

【００１３】本発明の構成によれば、基板表面に｛１１
１｝面を用いるため、熱酸化時にＯＳＦの導入を防ぐこ
とができるだけでなく、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴの飽和移動度
が高くなるため大きなオン電流を得ることができる利点
もある。

【００１４】本件の第３の発明は、支持基板と、前記支
持基板上に形成された絶縁体層と、該絶縁体層上に形成
された単結晶半導体層とにより構成された基板であっ
て、上記単結晶半導体層の表面は｛５１１｝面と±１．
０度以内の傾きを持つ結晶面であることを特徴としてい
る。

【００１５】本発明の構成によれば、基板表面に｛５１
１｝面を用いるため、熱酸化時にＯＳＦの導入を防ぐこ
とができるだけでなく、電気抵抗のウエハー内の径方向
均一性が優れる効果もある。

【００１６】本件の第４の発明によれば、上記第１から
第３の発明のいずれかの電気光学装置用基板において
は、前記支持基板が単結晶シリコン基板であることが望
ましい。この構成によれば、入手し易い基板であるため
基板全体のコストを低くする事ができる。また、基板表
面側に反射面を作製することにより開口率の高い電気光
学装置を作製することができる。

【００１７】本件の第５の発明によれば、上記第１から
第３の発明のいずれかの電気光学装置用基板において
は、前記支持基板が石英基板であることが望ましい。こ
の構成によれば、支持基板が透明のため、透過型や上記
基板側から光を取り出す構成の電気光学装置を作製でき
る。

【００１８】本件の第６の発明は、光透過性支持基板
と、前記光透過性支持基板上でパターニングされた遮光
層と、該遮光層上に形成された絶縁体層と、該絶縁体層
上に形成された単結晶半導体層とにより構成された基板
であって、上記単結晶半導体層の表面は｛１００｝面よ
り±１．０度を超えた傾きを持つ結晶面であることを特
徴としている。

【００１９】本発明の構成によれば、基板表面が｛１０
０｝面以外の面を用いるため耐フッ酸性が高くなり、熱
酸化時にＯＳＦの導入を防ぐことができ信頼性の高いＭ
ＯＳＦＥＴを作製できる。更に、遮光層を形成している
ため上記基板の半導体層側の表面と反対側から入射する
光によるＭＯＳＦＥＴの光リークを防止することがで
き、表示品位の高い電気光学装置が得られる。

【００２０】本件の第７の発明は、光透過性支持基板
と、前記光透過性支持基板上でパターニングされた遮光
層と、該遮光層上に形成された絶縁体層と、該絶縁体層
上に形成された単結晶半導体層とにより構成された基板
であって、上記単結晶半導体層の表面は｛１１１｝面と
±１．０度以内の傾きを持つ結晶面であることを特徴と
している。

【００２１】本発明の構成によれば、基板表面に｛１１
１｝面を用いるため、熱酸化時にＯＳＦの導入を防ぐこ
とができるだけでなく、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴの飽和移動度
が高くなるため大きなオン電流を得ることができ。更
に、遮光層を形成しているため上記基板の半導体層側の
表面と反対側から入射する光によるＭＯＳＦＥＴの光リ
ークを防止することができ、表示品位の高い電気光学装
置が得られる。

【００２２】本件の第８の発明は、光透過性支持基板
と、前記光透過性支持基板上でパターニングされた遮光
層と、該遮光層上に形成された絶縁体層と、該絶縁体層
上に形成された単結晶半導体層とにより構成された基板
であって、上記単結晶半導体層の表面は｛５１１｝面と
±１．０度以内の傾きを持つ結晶面であることを特徴と
している。

【００２３】本発明の構成によれば、基板表面に｛５１
１｝面を用いるため、熱酸化時にＯＳＦの導入を防ぐこ
とができるだけでなく、電気抵抗のウエハー内の径方向
均一性が優れる効果がある。更に、遮光層を形成してい
るため上記基板の半導体層側の表面と反対側から入射す
る光によるＭＯＳＦＥＴの光リークを防止することがで
き、表示品位の高い電気光学装置が得られる。

【００２４】本件の第９の発明は、上記第６から第８の
発明のいずれかの電気光学装置用基板において、前記光
透過性基板が石英であることを特徴とする。この構成に
よれば、１１００度程度までの高温プロセスを適用でき
るため強固な貼り合わせＳＯＩ基板を得ることができ
る。

【００２５】本件の第１０の発明は、上記第６から第９
の発明のいずれかの電気光学装置用基板において、前記
遮光層が高融点金属または高融点金属の珪素化合物であ
ることを特徴としている。この構成によれば、遮光層の
耐熱性が高いため、１１００度程度までの高温プロセス
を適用できできるため強固な貼り合わせＳＯＩ基板を得
ることができる。

【００２６】本件の第１１の発明は、上記いずれかの発
明においては、前記半導体層がシリコンであることを特
徴としている。この構成によれば、シリコン半導体ＭＯ
ＳＦＥＴの設計資産を活かしてデバイスを作製できる利
点がある。

【００２７】本件の第１２の発明は、上記いずれかに記
載の電気光学装置用基板において、複数の走査線と、前
記複数の走査線に交差する複数のデータ線と、前記各走
査線と前記各データ線に接続された画素トランジスタ
と、前記画素トランジスタに接続された画素電極と、前
記画素トランジスタを動作させるための駆動トランジス
タを含む周辺回路とを有する電気光学装置であって、前
記半導体層に形成される前記画素トランジスタ部の膜厚
が１００ｎｍ以下であることを特徴とする。

【００２８】この構成によれば、上記遮光層を用いても
ＭＯＳＦＥＴ内に入り込む迷光があっても、光リークを
小さくすることができる。

【００２９】そして、本発明の電気光学装置は、上記い
ずれかに記載の電気光学装置用基板であって、前記半導
体層の上部に形成された画素電極と、前記画素電極に接
続された画素トランジスタと、前記画素トランジスタを
動作させるための駆動トランジスタを含む周辺回路とを
有する電気光学装置であって、前記画素電極上には有機
薄膜が成膜され、前記有機薄膜上には対向電極が成膜さ
れ、前記画素トランジスタにより前記有機薄膜に電流を
注入することにより、光を取り出すことを特徴とする。

【００３０】更に、本発明の電子機器は、光源と、前記
光源から出射される光が入射されて画像情報に対応した
変調を施す上記電気光学装置と、前記電気光学装置によ
り変調された光を投射する投射手段とを具備することを
特徴としている。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態に係る
電気光学装置について、図面を参照して説明する。

【００３２】（電気光学装置の基本構造）図２は本発明
の第一の実施形態に係る電気光学装置用基板の基本構造
を示す断面図である。

【００３３】図２に示すように、電気光学装置基板２０
１では、光透過性基板２０２上に絶縁体層２０５及び単
結晶シリコン層２０６が順次形成されている。なお、単
結晶シリコン層は｛１００｝面より±１．０度を超えた
傾きを持つ結晶面であり、例えば｛１１１｝や｛５１
１｝が形成されるようになっている。

【００３４】図３は本発明の第二の実施形態に係る電気
光学装置用基板の基本構造を示す断面図である。

【００３５】図３に示すように、電気光学装置基板２０
１では、光透過性基板２０２上に遮光層２０４が形成さ
れている。そして、この光透過性基板２０２上に絶縁体
層２０５及び単結晶シリコン層２０６が順次形成されて
いる。なお、単結晶シリコン層は｛１００｝面より±
１．０度を超えた傾きを持つ結晶面であり、例えば｛１
１１｝面や｛５１１｝面が形成されるようになってい
る。

【００３６】（第一の実施形態の製造プロセス）図４に
基づいて上記第一の実施形態の製造プロセスを説明す
る。

【００３７】まず、図４（ａ）に示すように、例えば透
明の光透過性基板２０２上に、例えば酸化シリコン膜か
らなる絶縁体層２０５を堆積する。この酸化シリコン膜
は、例えばスパッタ法、あるいはＴＥＯＳ（テトラエチ
ルオルソシリケート）を用いたプラズマＣＶＤ法によ
り、例えば２００ｎｍ程度堆積させる。なお、絶縁体層
２０５の材料としては、上記の酸化シリコン膜の他に、
例えばＮＳＧ（ノンドープトシリケートガラス）、ＰＳ
Ｇ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケー
トガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）
などの高絶縁性ガラス又は、窒化シリコン膜等を用いる
ことができる。なお、上記絶縁体層２０５は必須ではな
く、十分に清浄で平坦な基板表面であれば、上記絶縁体
層２０５はなくてもよい。

【００３８】次に、図４（ｂ）に示すように、光透過性
基板２０２と単結晶シリコン基板２０６ａとの貼り合わ
せを行う。貼り合わせに用いる単結晶シリコン基板２０
６ａは、表面が｛１００｝面より±１．０度を超えた傾
きを持つ結晶面であり、例えば｛１１１｝面や｛５１
１｝面を用いる。また、単結晶シリコン基板２０６ａ
は、厚さ３００μｍ程度あり、その表面にあらかじめ
０．０５〜０．８μｍ程度、酸化膜層２０６ｂを形成し
ておく。この酸化膜は熱酸化膜でもよく、またマイクロ
波励起高密度プラズマプロセス装置を利用したKr/O2酸
化による酸化膜でもよい。これは貼り合わせ後に形成さ
れる単結晶シリコン層２０６と酸化膜層２０６ｂの界面
で、電気特性の良い界面を確保するためである。貼り合
わせ工程は、例えば３００℃で２時間の熱処理によって
２枚の基板を直接貼り合わせる方法が採用できる。貼り
合わせ強度をさらに高めるためには、さらに熱処理温度
を上げて４５０℃程度にする必要があるが、石英基板と
単結晶シリコン基板の熱膨張係数には大きな違いがある
ため、このまま加熱すると単結晶シリコン層にクラック
などの欠陥が発生し、基板品質が劣化してしまう。この
ようなクラックなどの欠陥の発生を抑制するためには、
一度３００℃にて貼り合わせのための熱処理を行った単
結晶シリコン基板をウエットエッチングまたはＣＭＰに
よって１００〜１５０μｍ程度まで薄くした後に、さら
に高温の熱処理を行うことが望ましい。例えば８０℃の
ＫＯＨ水溶液を用い、単結晶シリコン基板の厚さが１５
０μｍなるようエッチングを行い、この後貼り合わせた
基板を４５０℃にて再び熱処理し、貼り合わせ強度を高
めるのが好適である。

【００３９】さらに図４（ｃ）に示すように、この貼り
合わせ基板を研磨して、単結晶シリコン層２０６の厚さ
を３〜５μｍとする。

【００４０】このようにして薄膜化した貼り合わせ基板
は、最後にＰＡＣＥ（ＰｌａｓｍａＡｓｓｉｓｔｅｄ
ＣｈｅｍｉｃａｌＥｔｃｈｉｎｇ）法によってシリコ
ン層２０６の膜厚を０．０５〜０．８μｍ程度までエッ
チングして仕上げる。このＰＡＣＥ処理によって単結晶
シリコン層２０６は、例えば膜厚１００ｎｍに対しその
均一性は１０％以内のものが得られる。

【００４１】なお、薄膜化した単結晶シリコン層を得る
ための手法としては、ここで述べたＰＡＣＥ処理の他に
も水素イオンを注入した単結晶シリコン基板を貼り合わ
せ後に熱処理によってスプリットするＳｍａｒｔＣｕ
ｔ法や、多孔質シリコン上に形成したエピタキシャルシ
リコン層を多孔質シリコン層の選択エッチングによって
貼り合わせ基板上に転写するＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａ
ｘｉａｌＬａｙｅｒＴｒａｎｓｆｅｒ）法を用いるこ
とができる。

【００４２】以上のように、本実施形態の製造プロセス
によれば、光透過性基板２０２に｛１００｝面より±
１．０度を超えた傾きを持つ結晶面であり、例えば｛１
１１｝面や｛５１１｝面を持つ単結晶シリコン膜を形成
できる。そのため、犠牲酸化やゲート酸化の際に基板表
面のＯＳＦが形成されることがなく、信頼性の高いＭＯ
ＳＦＥＴを光透過性基板上に作製できる。

【００４３】更に、｛１１１｝面を用いた際にはＰ型Ｍ
ＯＳＦＥＴの飽和移動度が高くなり、大きなオン電流を
得ることができる。そのため、例えば画素トランジスタ
にＰ型を用いることにより、ボディコンタクトが必要な
く、サイズの小さなトランジスタのため画素部の開口率
を高くできる利点もある。

【００４４】そして、｛５１１｝面を用いた際にはウエ
ハー内の径方向の電気抵抗均一性が優れるため、回路レ
イアウトの自由度が高くなる。

【００４５】（第二の実施形態の製造プロセス）図５に
基づいて上記第二の実施形態の製造プロセスを説明す
る。

【００４６】まず、図５（ａ）に示すように、例えば透
明の光透過性基板２０２上に遮光層２０４を形成する。
ここで、光透過性基板２０２として例えば厚さ１．２ｍ
ｍの石英を用いる。遮光層２０４は、例えばモリブデン
をスパッタ法により１００〜２５０ｎｍ程度の厚さ、よ
り好ましくは２００ｎｍの厚さに堆積することにより得
る。なお、この遮光層２０４の材料は本実施形態に限定
されるものではなく、製造するデバイスの熱プロセス最
高温度に対して安定な材料であればどのような材料を用
いても問題はない。例えば他にもタングステン，タンタ
ルなどの高融点金属や多結晶シリコン、さらにはタング
ステンシリサイド、モリブデンシリサイド等のシリサイ
ドが好ましい材料として用いられ、形成法もスパッタ法
の他、ＣＶＤ法、電子ビーム加熱蒸着法などを用いるこ
とができる。

【００４７】次に、図５（ｂ）に示すように、フォトレ
ジストパターン２０７を形成する。このフォトレジスト
パターン２０７は、トランジスタ素子領域に対応する位
置のほか、トランジスタ素子の非形成領域にも同様に形
成する。ここで、トランジスタ素子の非形成領域とは、
画素領域周辺部に存在する対向基板貼り合わせのための
シール材を塗布するシール領域、および、入出力信号線
を接続するための端子パッドの周辺部を指す。次に、フ
ォトレジストパターン２０７をマスクとして遮光層２０
４のエッチングを行い、光透過性基板２０２上に遮光層
２０４のパターンを形成する。その後、フォトレジスト
パターン２０７を剥離する。

【００４８】次に、図５（ｃ）に示すように、例えば酸
化シリコン膜からなる絶縁体層２０５を堆積する。この
酸化シリコン膜は、例えばスパッタ法、あるいはＴＥＯ
Ｓ（テトラエチルオルソシリケート）を用いたプラズマ
ＣＶＤ法により、例えば１０００ｎｍ程度堆積させる。
なお、絶縁体層２０５の材料としては、上記の酸化シリ
コン膜の他に、例えばＮＳＧ（ノンドープトシリケート
ガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ
（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシ
リケートガラス）などの高絶縁性ガラス又は、窒化シリ
コン膜等を用いることができる。

【００４９】次に、図５（ｄ）に示すように、絶縁体層
２０５の表面を、遮光層２０４上に所定の膜厚を残す条
件でグローバルに研磨して平坦化する。研磨による平坦
化の手法としては、例えばＣＭＰ（化学的機械研磨）法
を用いることができる。

【００５０】以降の図５（ｅ）、図５（ｆ）に示すプロ
セスは第一の実施形態の図４（ｂ）以降と同様のためこ
こでは省略する。

【００５１】以上のように、本実施形態の製造プロセス
によれば、第一の実施形態の利点に加えて、光透過性基
板２０２に遮光層２０４を形成し、トランジスタ素子を
形成する領域に遮光層パターンを設けているので、光透
過性基板２０２の半導体層側の表面と反対側から入射す
る光によるＭＯＳＦＥＴの光リークを防止することがで
き、表示品位の高い電気光学装置が得られる。

【００５２】第一、第二の実施形態の製造プロセスで得
られる基板は支持基板が透明な基板に限られるものでは
ない。例えば、単結晶シリコンを用いた支持基板に第一
の実施形態の製造プロセスでＳＯＩ基板を作製し、この
ＳＯＩ基板上にＬＳＩを作製することで、高速または低
消費電力のデバイスを提供することができる。

【００５３】また、本実施例の様に光透過性の基板、す
なわち絶縁性の基板を持いたＳＯＩ基板は、後述する電
気光学装置に用いることに限られるものではない。例え
ば、上記の単結晶シリコンを支持基板としたＳＯＩ基板
より、支持基板が絶縁体のためＭＯＳＦＥＴに寄生する
容量を更に小さくすることができるので、高周波デバイ
スを提供することも可能である。

【００５４】（電気光学装置の構成）図１は、本発明の
一実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置のう
ち、画像形成領域の等価回路を示す図である。

【００５５】さて、図１において、本実施形態に係る液
晶装置の画像表示領域を構成する複数の画素は、マトリ
クス状に複数形成された画素電極９ａと、画素電極９ａ
を制御するための画素トランジスタ３０とからなり、画
像信号が供給されるデータ線６ａが当該画素トランジス
タ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６
ａに書き込まれる画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、こ
の順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数
のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するよ
うにしても良い。

【００５６】また、画素トランジスタ３０のゲートに走
査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミング
で、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、
Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されてい
る。画素電極９ａは、画素トランジスタ３０のドレイン
に電気的に接続されており、画素トランジスタ３０を一
定期間だけスイッチを閉じることにより、データ線６ａ
から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定の
タイミングで書き込む。画素電極９ａを介して液晶に書
き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ
は、対向基板（後述する）に形成された対向電極（後述
する）との間で一定期間保持される。ここで、保持され
た画像信号のリークするのを防ぐために、画素電極９ａ
および対向電極の間に形成される液晶容量に対して並列
に蓄積容量７０が付加されている。この蓄積容量７０に
より、保持特性が改善され、コントラスト比の高い液晶
装置が実現できる。

【００５７】上記構成の液晶装置では支持基板が単結晶
シリコンを用いる場合には反射型の液晶装置を得ること
ができる。反射型の液晶装置では開口率を高くすること
ができるだけでなく、画素電極が光遮光層の役割も果た
すため、基本的に光リークに強いという利点がある。

【００５８】また、支持基板が透明な例えば石英の場
合、上記液晶装置は光透過型として利用できる。光透過
型では特に後述するプロジェクタ装置では、光利用効率
の高い光学系を利用することができる利点がある。

【００５９】なお、透過型の液晶装置では、画素トラン
ジスタ部分をほぼ完全に遮光できる場合は、光励起によ
るリーク電流を許容できる範囲内で画素トランジスタ部
分の半導体層の膜厚が厚い部分空乏型を適用できる。

【００６０】また、遮光が完全ではなく迷光が侵入する
場合は、光が照射される画素トランジスタ３０では、チ
ャネル領域が形成されている部分の半導体層の膜厚を１
００ｎｍ以下にすると、光励起によるリーク電流が抑制
される。光励起により生成されるキャリア数は、半導体
層の膜厚に比例するために、膜厚が薄い方が光リーク電
流は低いが、あまり薄すぎるとトランジスタの閾値電圧
の制御が難しくなるため、５０ｎｍ程度が好ましい。ま
た、半導体層膜厚を薄くしたことによってソース・ドレ
インなどのシート抵抗の増加が問題になる場合には、ソ
ース・ドレインをシリサイド化すれば低抵抗化できる。

【００６１】（液晶装置の全体構成）次に、実施形態に
係る液晶装置の全体構成について、図６及び図７を参照
して説明する。尚、図６は、トランジスタが形成された
素子基板１０を、そこに形成された他の構成要素と共に
対向基板２０の側から見た平面図であり、図７は、対向
基板２０を含めて示す図６のＨ−Ｈ’断面図である。

【００６２】図６に示されるように、対向基板２０に
は、シール材５２の内側に並行して、第２遮光膜２３と
同一或いは異なる材料からなる額縁としての第３遮光膜
５３が設けられている。なお、第２遮光膜２３は、対向
基板２０の側からの入射光が、画素トランジスタ３０に
侵入するのを防止したり、画素間の混色を防止したりす
るために、画素電極９ａと対向する領域以外の領域に設
けられたものである。

【００６３】一方、素子基板１０において、シール材５
２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び外部
回路接続端子１０２が素子基板１０の一辺に沿って設け
られており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接
する２辺に沿って設けられている。走査線３ａに供給さ
れる走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆
動回路１０４は片側だけでも良いことは言うまでもな
い。また、データ線駆動回路１０１を画像表示領域の辺
に沿って両側に配列してもよい。例えば奇数列のデータ
線６ａは画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデ
ータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ
線６ａは前記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設さ
れたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにし
てもよい。この様にデータ線６ａを櫛歯状に駆動するよ
うにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張するこ
とができるため、複雑な回路を構成することが可能とな
る。更に素子基板１０の残る一辺には、画像表示領域の
両側に設けられた走査線駆動回路１０４の間をつなぐた
めの複数の配線１０５が設けられている。また、対向基
板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素
子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるた
めの上下導通材１０６が設けられている。そして、図７
に示すように、シール材５２とほぼ同じ輪郭を持つ対向
基板２０が当該シール材５２により素子基板１０に固着
されている。

【００６４】このような液晶装置の素子基板１０上に
は、更に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠
陥等を検査するための検査回路等が設けられ、データ線
駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４とともに周
辺回路として形成されている。

【００６５】また、データ線駆動回路１０１および走査
線駆動回路１０４を素子基板１０の上に設ける代わり
に、例えばＴＡＢ（テープオートメイテッドボンディン
グ基板）上に実装された駆動用ＬＳＩに、素子基板１０
の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気
的及び機械的に接続するようにしてもよい。

【００６６】また、対向基板２０の投射光が入射する側
及び素子基板１０の出射光が出射する側には、各々、例
えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴ
Ｎ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（デュアルスキ
ャン−ＳＴＮ）モード等の動作モードや、ノーマリーホ
ワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じ
て、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光手段などが所
定の方向で配置される。

【００６７】以上説明した液晶装置は、例えばカラー液
晶プロジェクタ（投射型表示装置）に適用する場合に
は、３枚の液晶装置がＲＧＢ用のライトバルブに各々用
いられる。この場合、各パネルには各々ＲＧＢ色分解用
のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が
各々入射された後、合成されて投射されることになる。
従って、この場合には、対向基板２０には、実施形態の
ようにカラーフィルタは設けられない。

【００６８】ただし、実施形態における液晶装置を、液
晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレ
ビなどのカラー液晶装置として適用する場合には、画素
電極９ａと対向する領域であって、第２遮光膜２３の形
成されていない領域に、ＲＧＢのカラーフィルタをその
保護膜と共に、対向基板２０上に形成すれば良い。

【００６９】一方、実施形態における液晶装置を、液晶
プロジェクタのライトバルブに適用する場合、対向基板
２０上に１画素に１個対応するようにマイクロレンズを
形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率
を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。更に
また、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干
渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色
を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。
このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、よ
り明るいカラー液晶装置が実現できる。

【００７０】（電子機器）次に、上記液晶装置を用いた
電子機器の一例として、投射型表示装置の構成につい
て、図８を参照して説明する。図８は、上述した液晶装
置を３個用意し、夫々ＲＧＢ用の液晶装置９６２Ｒ、９
６２Ｇ及び９６２Ｂとして用いた投射型液晶装置１１０
０の光学系の概略構成を示す図である。本例の投射型表
示装置１１００の光学系には、光源装置９２０と、均一
照明光学系９２３が採用されている。そして、投射型表
示装置１１００は、この均一照明光学系９２３から出射
される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離す
る色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞ
れ変調するライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ
と、変調された後の色光束を再合成する色合成プリズム
９１０と、合成された光束を投射面１００の表面に拡大
投射する投射手段としての投射レンズユニット９０６を
備えている。また、青色光束Ｂを対応するライトバルブ
９２５Ｂに導く導光系９２７をも備えている。

【００７１】均一照明光学系９２３は、２つのレンズ板
９２１、９２２と反射ミラー９３１を備えており、反射
ミラー９３１を挟んで２つのレンズ板９２１、９２２が
直交する状態に配置されている。均一照明光学系９２３
の２つのレンズ板９２１、９２２は、それぞれマトリク
ス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源
装置９２０から出射された光束は、第１のレンズ板９２
１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。
そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板９２２の
矩形レンズによって３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２
５Ｇ、９２５Ｂ付近で重畳される。従って、均一照明光
学系９２３を用いることにより、光源装置９２０が出射
光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合で
も、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ
を均一な照明光で照明することが可能となる。

【００７２】各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイク
ロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー
９４２と、反射ミラー９４３とから構成される。まず、
青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、光束Ｗ
に含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反
射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向か
う。一方、赤色光束Ｒは、青緑反射ダイクロイックミラ
ー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に
反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４から色合成光学
系の側に出射される。

【００７３】次に、青緑反射ダイクロイックミラー９４
１により反射された青色光束Ｂ、緑色光束Ｇのうち、緑
色光束Ｇのみが、緑反射ダイクロイックミラー９４２に
おいて直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５か
ら色合成光学系の側に出射される。また、緑反射ダイク
ロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光
束Ｂの出射部９４６から導光系９２７の側に出射され
る。本例では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部か
ら、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４
４、９４５、９４６までの距離が互いにほぼ等しくなる
ように設定されている。

【００７４】色分離光学系９２４による赤色光束Ｒの出
射部９４４の出射側、および、緑色光束Ｇの出射部９４
５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が
配置されている。したがって、各出射部から出射した赤
色光束Ｒ、緑色光束Ｇは、これらの集光レンズ９５１、
９５２にそれぞれ入射して平行化される。

【００７５】このように平行化された赤色光束Ｒ、緑色
光束Ｇは、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して
変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。す
なわち、これらの液晶装置は、図示しない駆動手段によ
って画像情報に応じてスイッチング制御されて、これに
より、ここを通過する各色光の変調が行われる。

【００７６】一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介し
て対応するライトバルブ９２５Ｂに導かれ、ここにおい
て、同様に画像情報に応じて変調が施される。尚、本例
のライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、それ
ぞれさらに入射側偏光手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０
Ｂと、出射側偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂ
と、これらの間に配置された液晶装置９６２Ｒ、９６２
Ｇ、９６２Ｂとからなるものである。

【００７７】ところで、導光系９２７は、青色光束Ｂの
出射部９４６の出射側に配置された集光レンズ９５４
と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７
２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９
７３と、ライトバルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光
レンズ９５３とから構成されている。出射部９４６から
出射された青色光束Ｂは、導光系９２７を介して液晶装
置９６２Ｂに導かれて変調される。各色光束の光路長、
すなわち、光束Ｗの出射部から各液晶装置９６２Ｒ、９
６２Ｇ、９６２Ｂまでの距離は、青色光束Ｂが最も長く
なり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くな
る。しかし、導光系９２７を介在させることにより、光
量損失を抑制することができる。

【００７８】各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２
５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成
プリズム９１０に入射され、ここで合成される。そし
て、この色合成プリズム９１０によって合成された光が
投射レンズユニット９０６を介して所定の位置にある投
射面１００の表面に拡大投射されるようになっている。

【００７９】本例では、液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、
９６２Ｂには、トランジスタの下側に遮光層が設けられ
ているため、当該液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２
Ｂからの投射光に基づく液晶プロジェクタ内の投射光学
系による反射光や、投射光が通過する際の素子基板の表
面からの反射光、他の液晶装置から出射した後に投射光
学系を突き抜けてくる投射光の一部等が、戻り光として
素子基板の側から入射しても、画素トランジスタのチャ
ネルに対する遮光を十分に行うことができる。

【００８０】このため、小型化に適した色合成プリズム
９１０を用いても、各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９
６２Ｂと当該色合成プリズム９１０との間において、戻
り光防止用のフィルムを別途配置したり、偏光手段に戻
り光防止処理を施したりすることが不要となるので、構
成を小型且つ簡易化する上で大変有利である。

【００８１】また、本例では、戻り光によるトランジス
タのチャネル領域への影響を抑えることができるため、
液晶装置に直接戻り光防止処理を施した偏光手段９６１
Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂを貼り付けなくてもよい。そこ
で、図９に示されるように、偏光手段を液晶装置から離
して形成、より具体的には、一方の偏光手段９６１Ｒ、
９６１Ｇ、９６１Ｂは色合成プリズム９１０に貼り付
け、他方の偏光手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂは集
光レンズ９５１、９５２、９５３に貼り付けることが可
能である。このように、偏光手段を色合成プリズム９１
０あるいは集光レンズ９５１、９５２、９５３に貼り付
けると、偏光手段の熱が、色合成プリズム９１０あるい
は集光レンズ９５１、９５２、９５３に吸収されるた
め、液晶装置の温度上昇を抑制して、その誤動作を未然
に防止することができる。

【００８２】また、図示を省略するが、液晶装置と偏光
手段とを離間形成することにより、液晶装置と偏光手段
との間には空気層ができる。ここに、冷却手段を設け、
液晶装置と偏光手段との間に冷風等の送風を送り込むこ
とにより、液晶装置の温度上昇をさらに抑制して、液晶
装置の温度上昇による誤動作を、より確実に防止するこ
とが可能となる。

【００８３】なお、上述した説明にあっては、電気光学
装置を、液晶装置として説明したが、これに限るもので
はなく、プラズマディスプレイ等の種々の電気光学装置
にも本発明は適用可能である。

【００８４】（有機ＥＬ装置の構成）図９は本発明の一
実施形態に係る電気光学装置としての有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）装置のうち、発光部の断面の一例
を示す図である。

【００８５】本発明の第一及び第二の実施形態により製
造された基板２０１の表面に、通常の半導体プロセスに
より、トランジスタ３０１、トランジスタ３０１に接続
された電極を形成する。ここでトランジスタ３０１は、
ソース領域が電源電位３０２に固定される際にはＰ型ト
ランジスタが望ましく、ソース領域が接地電位３０３に
固定される際にはＮ型トランジスタが望ましい。また、
電極はＰ型トランジスタの際にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
ＴｉｎＯｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）な
どの透明電極を陽極とすることが望ましく、Ｎ型トラン
ジスタの際にはＭｇ−Ａｇ合金やＬｉ−Ａｌ合金などの
金属を陰極とすることが望ましい。

【００８６】上記構成の基板２０１表面に、陽極３０
４、例えばジアミン誘導体であるホール輸送層３０５、
例えばアルミ錯体である電子輸送性発光層３０６、陰極
３０７の順に積層構造を構成する。各層は蒸着法、スピ
ンコート法、インクジェット法等により形成でき、ま
た、基板２０１全面に成膜する場合や特定の画素毎に作
り分ける場合などの場合がある。

【００８７】このようにして構成した有機ＥＬ素子はト
ランジスタの閾値のばらつきが小さいため、階調表示の
面内の均一性が高いなどの優れた特性を実現できる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、熱酸化時にＳＯＩ基板表面に形成されるＯＳＦを少
なくすることができ、信頼性の高いトランジスタを作製
できる。また、このような信頼性の高いトランジスタを
用いた電気光学装置においても、信頼性の高い装置を提
供することが可能となる。

【００８９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る液晶装置のうち、画
像形成領域の構成を示す等価回路である。

【図２】本発明の第一の実施形態に係る電気光学装置
用基板を示す断面図である。

【図３】本発明の第二の実施形態に係る電気光学装置
用基板を示す断面図である。

【図４】本発明の第一の実施形態に係る電気光学装置
用基板の製造方法を示した模式図である。

【図５】本発明の第二の実施形態に係る電気光学装置
用基板の製造方法を示した模式図である。

【図６】本発明の実施形態に係る液晶装置の構成を示
す平面図である。

【図７】図７のＨ−Ｈ’断面図である。

【図８】同液晶装置を用いた電子機器の一例である投
射型表示装置の構成を示す平面図である。

【図９】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…素子基板２０…対向基板５２…シール材５３…額縁１００…液晶装置１０１…データ線駆動回路１０２…外部回路接続端子１０４…走査線駆動回路１０６…上下導通材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１９Ｂ６２７ＤＦターム(参考） 2H092 JA23 JB51 JB56 KA03 NA25 NA26 NA29 PA08 PA09 PA13 5C094 AA31 BA03 BA29 BA31 BA43 DA15 EB05 ED15 5F110 BB01 CC02 DD03 DD05 DD12 DD13 DD14 FF02 FF23 GG02 GG12 GG17 GG25 NN45 NN46 NN53 NN54 NN55 QQ16 QQ19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持基板と、前記支持基板上に形成され
た絶縁体層と、該絶縁体層上に形成された単結晶半導体
層とにより構成された基板であって、上記単結晶半導体層の表面は｛１００｝面より±１．０
度を超えた傾きを持つ結晶面であることを特徴とする電
気光学装置用基板。
【請求項２】支持基板と、前記支持基板上に形成され
た絶縁体層と、該絶縁体層上に形成された単結晶半導体
層とにより構成された基板であって、上記単結晶半導体層の表面は｛１１１｝面と±１．０度
以内の傾きを持つ結晶面であることを特徴とする電気光
学装置用基板。
【請求項３】支持基板と、前記支持基板上に形成され
た絶縁体層と、該絶縁体層上に形成された単結晶半導体
層とにより構成された基板であって、上記単結晶半導体層の表面は｛５１１｝面と±１．０度
以内の傾きを持つ結晶面であることを特徴とする電気光
学装置用基板。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の電気光学装置用基板において、前記支持基板が単結晶シリコン基板であることを特徴と
する電気光学装置用基板。
【請求項５】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
電気光学装置用基板において、前記支持基板が石英基板であることを特徴とする電気光
学装置用基板。
【請求項６】光透過性支持基板と、前記光透過性支持
基板上でパターニングされた遮光層と、該遮光層上に形
成された絶縁体層と、該絶縁体層上に形成された単結晶
半導体層とにより構成された基板であって、上記単結晶半導体層の表面は｛１００｝面より±１．０
度を超えた傾きを持つ結晶面であることを特徴とする電
気光学装置用基板。
【請求項７】光透過性支持基板と、前記光透過性支持
基板上でパターニングされた遮光層と、該遮光層上に形
成された絶縁体層と、該絶縁体層上に形成された単結晶
半導体層とにより構成された基板であって、上記単結晶半導体層の表面は｛１１１｝面と±１．０度
以内の傾きを持つ結晶面であることを特徴とする電気光
学装置用基板。
【請求項８】光透過性支持基板と、前記光透過性支持
基板上でパターニングされた遮光層と、該遮光層上に形
成された絶縁体層と、該絶縁体層上に形成された単結晶
半導体層とにより構成された基板であって、上記単結晶半導体層の表面は｛５１１｝面と±１．０度
以内の傾きを持つ結晶面であることを特徴とする電気光
学装置用基板。
【請求項９】請求項６乃至請求項８のいずれかに記載
の電気光学装置用基板において、前記光透過性基板が石英であることを特徴とする電気光
学装置用基板。
【請求項１０】請求項６乃至請求項９のいずれかに記
載の電気光学装置用基板において、前記遮光層が高融点金属または高融点金属の珪素化合物
であることを特徴とする電気光学装置用基板。
【請求項１１】請求項１乃至請求項１０のいずれかに
記載の電気光学装置用基板において、前記半導体層がシリコンであることを特徴とする電気光
学装置用基板。
【請求項１２】請求項１乃至請求項１１のいずれかに
記載の電気光学装置用基板において、複数の走査線と、前記複数の走査線に交差する複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線に接続された画素トラン
ジスタと、前記画素トランジスタに接続された画素電極と、前記画素トランジスタを動作させるための駆動トランジ
スタを含む周辺回路とを有する電気光学装置であって前
記半導体層に形成される前記画素トランジスタ部の膜厚
が１００ｎｍ以下であることを特徴とする電気光学装
置。
【請求項１３】請求項１乃至請求項１１のいずれかに
記載の電気光学装置用基板であって、前記半導体層の上部に形成された画素電極と、前記画素電極に接続された画素トランジスタと、前記画素トランジスタを動作させるための駆動トランジ
スタを含む周辺回路とを有する電気光学装置であって前
記画素電極上には有機薄膜が成膜され、前記有機薄膜上には対向電極が成膜され、前記画素トランジスタにより前記有機薄膜に電流を注入
することにより、光を取り出すことを特徴とする電気光
学装置。
【請求項１４】光源と、前記光源から出射される光が入射されて画像情報に対応
した変調を施す、請求項１乃至請求項１２のいずれかに
記載の電気光学装置と、前記電気光学装置により変調された光を投射する投射手
段とを具備することを特徴とする電子機器。