JP2010060686A - Electrooptical apparatus and method of manufacturing the same, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an electro-optical device such as a liquid crystal device, and an electronic apparatus such as a liquid crystal projector including the electro-optical device.
この種の電気光学装置の一例である液晶装置は、直視型ディスプレイのみならず、例えば投射型表示装置の光変調手段(ライトバルブ)としても多用されている。特に投射型表示装置の場合、光源からの強い光が液晶ライトバルブに入射されるため、この光によって液晶ライトバルブ内の薄膜トランジスタ(即ちTFT:Thin Film Transistor、以下適宜単に「TFT」と呼ぶ)に光リーク電流が発生し、画質の低下や誤作動の原因となる場合がある。そのため、液晶ライトバルブには入射光を遮る遮光手段が内蔵されている。 A liquid crystal device which is an example of this type of electro-optical device is frequently used not only as a direct-view display but also as a light modulation means (light valve) of, for example, a projection display device. In particular, in the case of a projection display device, strong light from a light source is incident on a liquid crystal light valve, and this light causes a thin film transistor (that is, TFT: Thin Film Transistor, hereinafter simply referred to as “TFT”) in the liquid crystal light valve. Light leakage current may occur, which may cause image quality degradation or malfunction. Therefore, the liquid crystal light valve has a built-in light shielding means for blocking incident light.
例えば特許文献1及び2では、TFTの半導体層よりも遮光膜を幅広に形成することによって、半導体層に入射しようとする光を効果的に遮光する技術が開示されている。また、特許文献3及び4では、遮光性を有する導電性材料を用いて容量電極や走査線等を形成することにより、効率よく遮光膜を形成し、基板に対し垂直に入射する光りのみならず、側方から入射しようとする光についての遮光性を高めるという技術が開示されている。
For example,
しかしながら、上記背景技術によれば、ゲート電極を遮光膜として用いているため、半導体層のうちチャネル領域においては比較的遮光がなされているものの、チャネル領域以外の領域、特にLDD(Lightly Doped Drain)領域においては何ら遮光手段が設けられていない。このため、依然として光リーク電流の発生による画質の低下や誤作動が生じるという問題が残存している。また、仮に遮光性を向上させるために遮光膜と半導体層との距離を近づけた場合、例えば走査線を遮光膜として用いていると、走査線に供給される走査信号の電位によってLDD層がアクティブ化され、誤作動を起こしてしまうという問題点もある。 However, according to the above background art, since the gate electrode is used as a light shielding film, the channel region of the semiconductor layer is relatively shielded from light, but the region other than the channel region, particularly an LDD (Lightly Doped Drain). No light shielding means is provided in the area. For this reason, there still remains a problem that image quality deteriorates and malfunctions due to generation of light leakage current. In addition, if the distance between the light shielding film and the semiconductor layer is reduced in order to improve the light shielding property, for example, when the scanning line is used as the light shielding film, the LDD layer is activated by the potential of the scanning signal supplied to the scanning line. There is also a problem that it causes a malfunction.
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、TFTにおける光リーク電流の発生を効率よく抑制しつつ、安定な動作が可能な電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, for example, and provides an electro-optical device capable of stable operation while efficiently suppressing generation of light leakage current in a TFT, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus. This is the issue.
本発明の第1電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、チャネル領域、ソースドレイン領域、並びに前記チャネル領域及び前記ソースドレイン領域間に形成されたLDD領域を有する半導体層と、ゲート絶縁膜を介して前記チャネル領域に対向するように配置されたゲート電極と、前記半導体層より上層側に積層され、前記基板上で平面的に見て、少なくとも前記チャネル領域及び前記LDD領域より広く形成された上側遮光膜と、前記半導体層より下層側に積層され、前記基板上で平面的に見て、少なくとも前記チャネル領域及び前記LDD領域より広く形成された下側遮光膜と、前記半導体層及び前記下側遮光膜間に積層され、前記基板上で平面的に見て、少なくとも前記LDD領域に重なる領域における膜厚より前記ソースドレイン領域に重なる領域における膜厚の方が小さくなるように形成された下側層間絶縁膜とを備える。 In order to solve the above problems, a first electro-optical device of the present invention has a channel region, a source / drain region, and a semiconductor layer having an LDD region formed between the channel region and the source / drain region on a substrate; A gate electrode disposed so as to face the channel region via a gate insulating film, and laminated on the upper layer side of the semiconductor layer, and at least from the channel region and the LDD region when viewed in plan on the substrate A broadly formed upper light-shielding film, a lower-layer light-shielding film that is laminated on a lower layer side than the semiconductor layer, and is formed wider than at least the channel region and the LDD region when viewed in plan on the substrate, and the semiconductor Layered between the layer and the lower light-shielding film, and when viewed in plan on the substrate, at least the film thickness in the region overlapping the LDD region And a lower level interlayer insulating film towards the film thickness in the region overlapping the drain region is formed to be smaller.
本発明の電気光学装置によれば、基板上にはチャネル領域、ソースドレイン領域及びLDD領域を含む半導体層と、チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたゲート電極とから構成されているTFTが形成されている。ここで、本発明におけるTFTは、ゲート電極が半導体層の上側に配置されたトップゲート型のTFTでもよいし、ゲート電極が半導体層の下側に配置されたボトムゲート型のTFTでもよいし、或いは、ダブルゲート型のTFTが構築されてもよい。尚、LDD領域は、チャネル領域とソースドレイン領域との間の領域に形成されている。 According to the electro-optical device of the invention, the substrate includes a semiconductor layer including a channel region, a source / drain region, and an LDD region, and a gate electrode disposed so as to face the channel region with a gate insulating film interposed therebetween. TFT is formed. Here, the TFT in the present invention may be a top gate type TFT in which the gate electrode is disposed on the upper side of the semiconductor layer, or a bottom gate type TFT in which the gate electrode is disposed on the lower side of the semiconductor layer, Alternatively, a double gate TFT may be constructed. The LDD region is formed in a region between the channel region and the source / drain region.
半導体層の上下層側には夫々、上側遮光膜と下側遮光膜が積層されており、基板上で平面的に見たときに、少なくともチャネル領域及びLDD領域より広い面積を有するように形成されている。このように半導体層の上下に遮光膜を形成することによって、LDD領域やチャネル領域を含んだ半導体層への光の侵入を防ぐことができ、LDD領域及びチャネル領域における光リーク電流の発生を抑制することができる。ここで、上下の遮光膜で挟み込む形で、より効率的に光を遮光するために、下側遮光膜及び上側遮光膜は少なくともチャネル領域及びLDD領域に比べて広く形成されている。つまり、基板に対して垂直な方向から入射する光だけでなく、基板の斜めや側方から入射する光に対しても遮光能力を高めている。 An upper light shielding film and a lower light shielding film are laminated on the upper and lower layers of the semiconductor layer, respectively, and are formed so as to have at least a larger area than the channel region and the LDD region when viewed in plan on the substrate. ing. By forming the light shielding films above and below the semiconductor layer in this manner, light can be prevented from entering the semiconductor layer including the LDD region and the channel region, and generation of light leakage current in the LDD region and the channel region can be suppressed. can do. Here, in order to more efficiently shield light between the upper and lower light shielding films, the lower light shielding film and the upper light shielding film are formed wider than at least the channel region and the LDD region. In other words, not only the light incident from the direction perpendicular to the substrate but also the light blocking ability is enhanced not only for light incident from an oblique or lateral side of the substrate.
下側層間絶縁膜は、半導体層及び下側遮光膜間に積層され、基板上で平面的に見て、少なくともLDD領域に重なる領域における膜厚よりソースドレイン領域に重なる領域における膜厚の方が小さくなるように形成されている。即ち、本発明においては、半導体層のLDD領域に重なる領域では、その他の領域(例えば、ソースドレイン領域の端部)に比べて、下側絶縁膜の膜厚が厚くなるように形成されている。下側層間絶縁膜が、このように形成されているので、ソースドレイン領域に重なる領域においては、上側遮光膜及び下側遮光膜間の間隔は局所的に小さくなる。即ち、斜めや横からLDD領域やチャネル領域に進入しようとする光が、進入し得るこれらの遮光膜間の間隙或いは隙間は、僅かにしか残されないことになる。よって、このような光を効果的に遮光できる。 The lower interlayer insulating film is laminated between the semiconductor layer and the lower light-shielding film, and when viewed in plan on the substrate, the film thickness in the region overlapping the source / drain region is more than the film thickness in the region overlapping at least the LDD region. It is formed to be smaller. That is, in the present invention, in the region overlapping the LDD region of the semiconductor layer, the lower insulating film is formed to be thicker than other regions (for example, end portions of the source / drain regions). . Since the lower interlayer insulating film is formed in this manner, the distance between the upper light shielding film and the lower light shielding film is locally reduced in the region overlapping the source / drain region. That is, only a small gap or gap is left between the light shielding films through which light entering the LDD region or the channel region from obliquely or laterally can enter. Therefore, such light can be effectively shielded.
また、下側層間絶縁膜は、LDD領域に重なる領域において膜厚が厚くなるように形成されているので、仮に下側遮光膜に所定の電位が印加されていたとしても、その電位によってLDD領域がアクティブ化され、誤作動するリスクを軽減或いは解消することができる。ここで、下側遮光膜による半導体層の遮光性を向上させる典型的な手法として、半導体層と下側遮光膜との間に形成された下側層間絶縁膜の膜厚を薄くすることが考えられる。しかしながら、この手法によると、LDD領域に重なる領域においても下側層間絶縁膜の膜厚が薄くなってしまうため、仮に下側遮光膜に電位が印加されていると、LDD領域が誤作動を起こしてしまう。その点、本発明によれば、LDD領域に重なる領域においては下側層間絶縁膜を厚く形成することでLDD領域の誤作動を防止しつつ、ソースドレイン領域に重なる領域については下側層間絶縁膜を薄く形成することで、下側遮光膜による半導体層の遮光性を向上させることができる。 Further, since the lower interlayer insulating film is formed so that the film thickness is increased in the region overlapping the LDD region, even if a predetermined potential is applied to the lower light shielding film, the LDD region is affected by the potential. Can be activated and the risk of malfunction can be reduced or eliminated. Here, as a typical technique for improving the light shielding property of the semiconductor layer by the lower light shielding film, it is considered to reduce the thickness of the lower interlayer insulating film formed between the semiconductor layer and the lower light shielding film. It is done. However, according to this method, the film thickness of the lower interlayer insulating film becomes thin even in the region overlapping the LDD region. Therefore, if a potential is applied to the lower light shielding film, the LDD region malfunctions. End up. In that respect, according to the present invention, in the region overlapping the LDD region, the lower interlayer insulating film is formed thick to prevent malfunction of the LDD region, while in the region overlapping the source / drain region, the lower interlayer insulating film By forming a thin film, the light shielding property of the semiconductor layer by the lower light shielding film can be improved.
以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、半導体層の上下に配置された2つの遮光膜によってチャネル領域における光リーク電流の発生を効果的に抑制することができる。また、下側絶縁膜はLDD領域と重なる領域において厚く形成されているので、下側遮光膜に電位が印加される場合であってもLDD領域が誤作動を起こすことを防止することができる。更に、ソースドレイン領域に重なる領域においては下側層間絶縁膜が薄く形成されているので、下側遮光膜による半導体層への遮光能力を高めることができる。このようにして、高品質な画像表示が可能な電気光学装置を実現することができる。 As described above, according to the electro-optical device of the present invention, generation of light leakage current in the channel region can be effectively suppressed by the two light shielding films arranged above and below the semiconductor layer. Further, since the lower insulating film is formed thick in a region overlapping with the LDD region, it is possible to prevent the LDD region from malfunctioning even when a potential is applied to the lower light shielding film. Further, since the lower interlayer insulating film is formed thin in the region overlapping with the source / drain region, the light shielding ability of the lower light shielding film to the semiconductor layer can be enhanced. In this way, an electro-optical device capable of displaying a high-quality image can be realized.
本発明の電気光学装置の一の態様では、前記基板上で第1の方向に延在し、前記ゲート電極に走査信号を供給する走査線と、前記基板上で前記第1の方向に交差する第2の方向に延在し、前記ソースドレイン領域に画像信号を供給するデータ線と、前記データ線及び前記走査線の交差に対応して画素毎に設けられた画素電極とを更に備え、前記LDD領域は、前記チャネル領域及び前記ソースドレイン領域のうち前記データ線に電気的に接続されているデータ線側ソースドレイン領域間に形成されたデータ線側LDD領域と、前記チャネル領域及び前記ソースドレイン領域のうち前記画素電極に電気的に接続されている前記画素電極側ソースドレイン領域間に形成された画素電極側LDD領域とを有し、前記下側層間絶縁膜は、前記基板上で平面的に見て前記データ線側LDD領域及び前記画素電極側LDD領域のいずれか一方に重なる領域において、膜厚が大きくなるように表面に段差を有する。 In one aspect of the electro-optical device of the present invention, the scanning line that extends in the first direction on the substrate and supplies a scanning signal to the gate electrode intersects the first direction on the substrate. A data line extending in a second direction and supplying an image signal to the source / drain region; and a pixel electrode provided for each pixel corresponding to an intersection of the data line and the scanning line, The LDD region includes a data line side LDD region formed between a data line side source / drain region electrically connected to the data line among the channel region and the source / drain region, and the channel region and the source / drain region. A pixel electrode side LDD region formed between the pixel electrode side source / drain regions electrically connected to the pixel electrode in the region, and the lower interlayer insulating film is formed on the substrate. In the data-line-side LDD region when viewed in plane and region overlapping the one of the pixel electrode side LDD region has a step on the surface so that the film thickness increases.
この態様によれば、例えば画素毎に設けられた画素電極をオン/オフ駆動するためにスイッチング用TFTのゲート電極に入力される走査信号を供給する走査線、画素毎に設けられた画素電極に画像信号を供給するデータ線、並びに、走査線及びデータ線の交差に対応して画素毎に配置された画素電極を備えている。このように構成すれば、走査線から入力された走査信号に従って、例えばスイッチング素子として機能するTFTによって各画素電極はオン/オフ駆動され、データ線を介して画像信号が画素電極に書き込まれる。画素電極は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料からなる透明電極である。 According to this aspect, for example, a scanning line that supplies a scanning signal input to the gate electrode of the switching TFT in order to drive the pixel electrode provided for each pixel on / off, and the pixel electrode provided for each pixel A data line for supplying an image signal and pixel electrodes arranged for each pixel corresponding to the intersection of the scanning line and the data line are provided. According to this configuration, each pixel electrode is turned on / off by, for example, a TFT functioning as a switching element in accordance with the scanning signal input from the scanning line, and an image signal is written to the pixel electrode via the data line. The pixel electrode is a transparent electrode made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide).
また、TFTにおいてLDD領域は、チャネル領域及びデータ線と電気的に接続されているデータ線側ソースドレイン領域間にあるデータ線側LDD領域と、チャネル領域及び画素電極と電気的に接続されている画素電極側ソースドレイン領域間にある画素電極側LDD領域とを含んでいる。 In the TFT, the LDD region is electrically connected to the data line side LDD region between the channel region and the data line and the data line side source / drain region, the channel region, and the pixel electrode. And a pixel electrode side LDD region between the pixel electrode side source / drain regions.
下側層間絶縁膜は、基板上で平面的に見てデータ線側LDD領域及び画素電極側LDD領域のいずれか一方に重なる領域において、膜厚が大きくなるように表面に段差を有している。データ線側LDD領域及び画素電極側LDD領域の両者における領域で下側層間絶縁膜が厚く形成されていることが、LDD領域における誤作動を防止する点において最良の態様ではあるが、いずれか片方のLDD領域においてのみ下側層間絶縁膜を厚く形成していれば、少なからずLDD領域における誤作動の発生を軽減することが可能である。特に、光リークが相対的に生じ易い或いは光リークによる悪影響が相対的に顕在化しやすい方のLDD領域に繋がるソースドレイン領域についてのみ、下側層間絶縁膜の膜厚を変化させることで、遮光性能を高めると効率的である。 The lower interlayer insulating film has a step on the surface so as to increase the film thickness in a region that overlaps either the data line side LDD region or the pixel electrode side LDD region when viewed in plan on the substrate. . Although the lower interlayer insulating film is thickly formed in the data line side LDD region and the pixel electrode side LDD region, the best mode is to prevent malfunction in the LDD region. If the lower interlayer insulating film is formed thick only in the LDD region, it is possible to alleviate the occurrence of malfunctions in the LDD region. In particular, by changing the film thickness of the lower interlayer insulating film only for the source / drain region connected to the LDD region where light leakage is relatively likely to occur or the adverse effect due to light leakage is relatively obvious, the light shielding performance To increase the efficiency.
上述の走査線を備える態様では、前記下側遮光膜は、前記走査線を兼ねる部分を有するように形成してもよい。 In the aspect including the above-described scanning line, the lower light-shielding film may be formed to have a portion that also serves as the scanning line.
この態様によれば、下側遮光膜は、例えば画素毎に設けられた画素電極をオン/オフ駆動するためにスイッチング用TFTのゲート電極に入力される走査信号を供給する走査線を含むように形成されている。従って、下側遮光膜は導電性及び遮光性を有する非透明の金属等、例えば、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)、Pd(パラジウム)等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等の遮光性材料から形成するとよい。即ち、下側遮光膜については、TFT完成前に形成する必要があるので、TFT製造時における高温処理に耐えられる金属を使うとよい。 According to this aspect, the lower light-shielding film includes, for example, a scanning line that supplies a scanning signal input to the gate electrode of the switching TFT in order to drive the pixel electrode provided for each pixel on / off. Is formed. Therefore, the lower light-shielding film is a non-transparent metal having conductivity and light-shielding property, such as Ti (titanium), Cr (chromium), W (tungsten), Ta (tantalum), Mo (molybdenum), Pd (palladium). And a light shielding material such as a single metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, or a laminate of these, including at least one of high melting point metals such as). That is, since it is necessary to form the lower light-shielding film before completion of the TFT, it is preferable to use a metal that can withstand high-temperature processing during TFT manufacturing.
本態様における電気光学装置では、その動作中、走査線を含んでいる下側遮光膜には電圧信号たる走査信号が供給されているため、仮に下側絶縁膜の膜厚が全体的に渡って薄く形成されていると、下側遮光膜に印加された走査信号の電位によって半導体層のLDD領域がアクティブ化し、誤作動を引き起こしてしまう。そのため、基板上で平面的に見てLDD領域に重なる領域では、下側絶縁膜を厚く形成し、下側遮光膜(即ち、走査線)とLDD領域との間隔を大きく確保することによって、このような誤作動を防止することが可能となる。 In the electro-optical device according to this aspect, during operation, a scanning signal as a voltage signal is supplied to the lower light-shielding film including the scanning lines. If it is formed thin, the LDD region of the semiconductor layer is activated by the potential of the scanning signal applied to the lower light-shielding film, causing malfunction. For this reason, in the region overlapping the LDD region when viewed in plan on the substrate, the lower insulating film is formed thick, and this ensures a large distance between the lower light-shielding film (that is, the scanning line) and the LDD region. Such a malfunction can be prevented.
また、前記上側遮光膜は、前記データ線を兼ねる部分を有するように形成してもよい。 The upper light shielding film may be formed to have a portion that also serves as the data line.
この態様によれば、上側遮光膜は、例えば画素毎に設けられた画素電極に画像信号を供給するデータ線を含んで構成されている。従って、データ線は導電性及び遮光性を有する非透明な金属等から形成され、例えば、Al(アルミニウム)、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)等の融点が比較的低い金属や、下側遮光膜と同様にTi等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等の遮光性材料から形成される。上側遮光膜については、TFT完成後に形成できるので、TFT製造時における高温処理に耐えられる金属を使わなくてもよい。逆に、導電性、製造コスト等に鑑みて、Al等を使うことが望ましい。 According to this aspect, the upper light shielding film includes, for example, a data line that supplies an image signal to a pixel electrode provided for each pixel. Therefore, the data line is formed of a non-transparent metal having electrical conductivity and light shielding property, for example, a metal having a relatively low melting point such as Al (aluminum), Ag (silver), Au (gold), Cu (copper), etc. Similarly to the lower light-shielding film, it is made of a light-shielding material such as a simple metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, or a laminate of these containing at least one of refractory metals such as Ti. Since the upper light-shielding film can be formed after the TFT is completed, it is not necessary to use a metal that can withstand high-temperature processing during TFT manufacturing. On the other hand, it is desirable to use Al or the like in view of conductivity, manufacturing cost, and the like.
このように画像信号を供給するためのデータ線を上側遮光膜として用いることによって、データ線の他に別途遮光膜を形成する場合に比べて、基板上の積層構造を複雑化することがなく、効率的な積層構造を形成することができる。 By using the data line for supplying the image signal as the upper light-shielding film in this way, the laminated structure on the substrate is not complicated as compared with the case of separately forming the light-shielding film in addition to the data line. An efficient laminated structure can be formed.
このように構成した場合更に、前記上側遮光膜は、前記画素電極側ソースドレイン領域及び前記画素電極間を電気的に中継接続する前記中継配線を兼ねる部分を有してもよい。 In such a configuration, the upper light shielding film may further include a portion that also serves as the relay wiring that electrically connects the pixel electrode side source / drain region and the pixel electrode.
このように構成すれば、画素電極と画素電極側ソースドレイン領域との間を電気的に中継する中継配線が、上側遮光膜の一部として形成されている。この中継配線は、例えば半導体層と画素電極との間に設けられた層間絶縁膜のコンタクトホールを介して形成され、互いに離れた層に形成された画素電極側ソースドレイン領域と画素電極とを電気的に接続している。このように上側遮光膜を中継配線と兼用するように用いることで、積層構造の複雑化を最小限に留めつつ、上側遮光膜を形成することができる。 If comprised in this way, the relay wiring which electrically relays between a pixel electrode and the pixel electrode side source / drain area | region will be formed as a part of upper side light shielding film. The relay wiring is formed, for example, through a contact hole in an interlayer insulating film provided between the semiconductor layer and the pixel electrode, and electrically connects the pixel electrode side source / drain region and the pixel electrode formed in layers separated from each other. Connected. By using the upper light shielding film so as to also serve as the relay wiring in this way, the upper light shielding film can be formed while minimizing the complexity of the laminated structure.
本発明の電気光学装置の他の態様では、容量電極と、前記上側遮光膜及び前記容量電極間に積層された誘電体膜とを更に備え、前記上側遮光膜及び前記容量電極は、前記誘電体膜を挟んで相対向するように配置されている。 In another aspect of the electro-optical device of the present invention, the electro-optical device further includes a capacitive electrode, and a dielectric film laminated between the upper light-shielding film and the capacitive electrode, and the upper light-shielding film and the capacitive electrode include the dielectric It arrange | positions so that it may oppose on both sides of a film | membrane.
この態様によれば、例えば上側遮光膜より上層側に所定電位或いは固定電位とされる容量電極を設け、上側遮光膜との間に誘電体膜を形成することによって、基板上に容易に保持容量を形成することができる。つまり、これら一対の上側遮光膜及び容量電極、並びにこれらに挟持された誘電体膜から、積層型の容量(即ち、キャパシタ或いはコンデンサ)が構築される。このように構築される容量は、例えば、ソースドレイン領域のうち画素電極に接続される側に接続されることで、画素電極に対する蓄積容量或いは保持容量として機能する。 According to this aspect, for example, by providing a capacitor electrode having a predetermined potential or a fixed potential on the upper layer side of the upper light-shielding film, and forming the dielectric film between the upper light-shielding film, the storage capacitor can be easily formed on the substrate. Can be formed. That is, a stacked capacitor (that is, a capacitor or a capacitor) is constructed from the pair of upper light-shielding film and capacitor electrode, and the dielectric film sandwiched between them. The capacitor constructed in this way functions as a storage capacitor or a storage capacitor for the pixel electrode by being connected to, for example, the source / drain region connected to the pixel electrode.
尚、保持容量の容量値は、誘電体膜の膜厚及び相対向する容量電極の面積を適切に調整することによって増減すればよい。容量電極は、Al等の融点が低い金属やTi等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等の遮光性材料から形成するとよい。 The capacitance value of the storage capacitor may be increased or decreased by appropriately adjusting the film thickness of the dielectric film and the area of the capacitor electrode facing each other. The capacitor electrode is made of a light-shielding material such as a simple metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, or a laminate of these including at least one of a metal having a low melting point such as Al and a high melting point metal such as Ti. Good.
このように形成すれば、積層構造の複雑化を最小限に留めつつ、電気光学装置の製造コストの削減や、電気光学装置の全体サイズを縮小することが可能となり、高精細な電気光学装置を実現することができる。 If formed in this way, it is possible to reduce the manufacturing cost of the electro-optical device and reduce the overall size of the electro-optical device while minimizing the complexity of the laminated structure, and a high-definition electro-optical device can be obtained. Can be realized.
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記課題を解決するために、前記基板上に、前記基板上で平面的に見て前記半導体層より広く前記下側遮光膜を形成する下側遮光膜形成工程と、前記下側遮光膜上に、局所的に膜厚が厚くなるように下側層間絶縁膜を形成する下側層間絶縁膜形成工程と、前記下側層間絶縁膜のうち局所的に膜厚が厚く形成された領域にLDD領域が配置されるように半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層のチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するようにゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、前記半導体層上に、前記基板上で平面的に見て前記半導体層より広く前記上側遮光膜を形成する上側遮光膜形成工程とを含む。 In order to solve the above-described problem, the electro-optical device manufacturing method of the present invention forms a lower light-shielding film on the substrate so as to form the lower light-shielding film wider than the semiconductor layer when viewed in plan on the substrate. Forming a lower interlayer insulating film so as to locally increase the film thickness on the lower light-shielding film, and locally forming the lower interlayer insulating film. A semiconductor layer forming step of forming a semiconductor layer so that an LDD region is disposed in a region where the film is formed thick, and a gate electrode is formed so as to face the channel region of the semiconductor layer through a gate insulating film A gate electrode forming step; and an upper light shielding film forming step of forming the upper light shielding film on the semiconductor layer so as to be wider than the semiconductor layer as viewed in plan on the substrate.
本発明の製造方法によれば、まず、下側遮光膜形成工程において、基板上に後に形成される半導体層より広くなるように、下側遮光膜を形成する。下側遮光膜は広く設けるほど、基板の下側から垂直に入射する光だけでなく、基板のななめ側方から入射する光に対する遮光能力が高まるので、画素の開口領域を狭め過ぎない限りにおいて、下側遮光膜は広く設けるほどよい。 According to the manufacturing method of the present invention, first, in the lower light-shielding film forming step, the lower light-shielding film is formed so as to be wider than a semiconductor layer to be formed later on the substrate. As the lower light-shielding film is provided wider, the light-shielding ability for not only light that enters vertically from the lower side of the substrate but also light that enters from the licked side of the substrate increases, so as long as the aperture area of the pixel is not too narrow, The lower the light shielding film, the better.
下側層間絶縁膜形成工程では、下側遮光膜上に下側層間絶縁膜を形成する。特に、下側遮光膜を覆うように下側層間絶縁膜を形成した後、局所的に膜厚が厚くなるように下側層間絶縁膜を形成する。このとき、次の半導体層形成工程でLDD領域が膜厚の大きな領域に配置されるように半導体層を形成するので、下側層間絶縁膜を形成する際に予めLDD領域を形成する領域を想定して形成するとよい。 In the lower interlayer insulating film forming step, a lower interlayer insulating film is formed on the lower light shielding film. In particular, after the lower interlayer insulating film is formed so as to cover the lower light shielding film, the lower interlayer insulating film is formed so as to locally increase the film thickness. At this time, since the semiconductor layer is formed in the next semiconductor layer forming step so that the LDD region is disposed in the region having a large film thickness, it is assumed that the LDD region is formed in advance when the lower interlayer insulating film is formed. To form.
半導体層形成工程では、下側層間絶縁膜のうち局所的に膜厚が厚く形成された領域にLDD領域が配置されるように半導体層を形成する。このように半導体層を形成することによって、LDD領域と下側遮光膜との間の距離を十分に確保することができる。そのため、仮に下側遮光膜が一定の電位に保たれていたとしても、その電位によって半導体層のLDD領域がアクティブ化されることを防止することが可能となる。 In the semiconductor layer forming step, the semiconductor layer is formed so that the LDD region is disposed in a region where the film thickness is locally thick in the lower interlayer insulating film. By forming the semiconductor layer in this manner, a sufficient distance between the LDD region and the lower light shielding film can be secured. For this reason, even if the lower light-shielding film is kept at a constant potential, it is possible to prevent the LDD region of the semiconductor layer from being activated by the potential.
ゲート電極形成工程では、半導体層のチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するようにゲート電極を形成される。 In the gate electrode formation step, the gate electrode is formed so as to face the channel region of the semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween.
上側遮光膜形成工程では、半導体層の上層に、上側遮光膜を形成する。上側遮光膜は、基板の上方から入射する光に対して遮光性を向上させるために、基板上で平面的に見て、半導体層が下側遮光膜に含まれるように形成する。ここで、前述の通り、下側層間絶縁膜がLDD領域に重なる領域において厚く形成されているので、上側遮光膜と下側遮光膜との間隔は、LDD領域に重なる領域において大きく、ソースドレイン領域に重なる領域においては小さく形成される。その結果、ソースドレイン領域に重なる領域において上下側に配置された2つの遮光膜の隙間が狭くなっており、外部から半導体層に侵入しようとする光を効果的に遮光することが可能となる。その結果、チャネル領域における光リーク電流の発生を抑制することが可能となる。 In the upper light shielding film forming step, an upper light shielding film is formed on the upper layer of the semiconductor layer. The upper light-shielding film is formed so that the semiconductor layer is included in the lower light-shielding film when viewed in plan on the substrate in order to improve the light-shielding property against light incident from above the substrate. Here, as described above, since the lower interlayer insulating film is formed thick in the region overlapping the LDD region, the distance between the upper light shielding film and the lower light shielding film is large in the region overlapping the LDD region, and the source / drain region It is formed small in the region overlapping with. As a result, the gap between the two light shielding films arranged on the upper and lower sides in the region overlapping with the source / drain region is narrowed, and it is possible to effectively shield the light that enters the semiconductor layer from the outside. As a result, it is possible to suppress the occurrence of light leakage current in the channel region.
以上のようにして、上述した本発明に係る電気光学装置を容易に製造することが可能となる。 As described above, the above-described electro-optical device according to the present invention can be easily manufactured.
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を備える。 In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention (including various aspects thereof).
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像を表示することが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。 According to the electronic apparatus of the present invention, since the electro-optical device according to the present invention described above is provided, a projection display device capable of displaying a high-quality image, a television, a mobile phone, an electronic notebook, Various electronic devices such as a word processor, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized. Further, as the electronic apparatus of the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper can be realized.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。 The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。尚、以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a TFT active matrix driving type liquid crystal device with a built-in driving circuit, which is an example of the electro-optical device of the present invention, is taken as an example.
<1.液晶装置>
<第1実施形態>
先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに図1は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H’線断面図である。
<1. Liquid crystal device>
<First Embodiment>
First, the overall configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of the liquid crystal device according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG.
図1及び図2において、本実施形態に係る液晶装置では、TFTアレイ基板10と対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板や、シリコン基板等である。対向基板20は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が封入されている。TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
1 and 2, in the liquid crystal device according to the present embodiment, a
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(即ち、基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
The sealing
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
A light-shielding frame light-shielding
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路7が額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。
A data
TFTアレイ基板10上には、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
On the
図2において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が作りこまれた積層構造が形成されている。画像表示領域10aには、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線の上層に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明材料からなる画素電極9がマトリクス状に設けられている。画素電極9上には、配向膜(図2において省略)が形成されている。他方、対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上に、ブラックマトリクス23が形成されている。ブラックマトリクス23は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板20上の画像表示領域10a内で、例えば格子状、ストライプ状等にパターニングされている。ブラックマトリクス23上には、ITO等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9と対向して、対向基板20の全面に亘って(例えばベタ状に)形成されている。また、対向電極21上には配向膜(図2において省略)が形成されている。
In FIG. 2, on the
このように構成され、画素電極9と対向電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が形成されている。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。
A
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等の駆動回路の他に、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路、検査用パターン等が形成されていてもよい。
1 and FIG. 2, on the
次に、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域の電気的な構成について、図3を参照して説明する。ここに図3は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。 Next, the electrical configuration of the image display area of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix forming the image display area of the liquid crystal device according to this embodiment.
図3において、画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の各々には、画素電極9及び画素スイッチング用のTFT30が形成されている。TFT30は、画素電極9に電気的に接続されており、液晶装置の動作時に画素電極9をスイッチング制御する。データ線6に書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、互いに隣り合う複数のデータ線6同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
In FIG. 3, a pixel electrode 9 and a
TFT30のゲートには走査線11が電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、所定のタイミングで、走査線11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。スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6から供給される画像信号S1、S2、…、Snが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極9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20(図2参照)に形成された対向電極21(図2参照)との間で一定期間保持される。
The
液晶層50(図2参照)を構成する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。 The liquid crystal constituting the liquid crystal layer 50 (see FIG. 2) modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. In the normally white mode, the transmittance for incident light is reduced according to the voltage applied in units of each pixel, and in the normally black mode, the light is incident according to the voltage applied in units of each pixel. The transmittance for light is increased, and light having a contrast corresponding to an image signal is emitted from the liquid crystal device as a whole.
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極9と対向電極21(図2参照)との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。蓄積容量70は、画像信号の供給に応じて各画素電極9の電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量70の詳細な構造については後述するが、一方の電極は画素電極9と並列してTFT30に接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線300に接続されている。このように蓄積容量70を設けることにより、画素電極9の電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性を向上させることが可能となる。
In order to prevent the image signal held here from leaking, a
次に、上述の動作を実現するTFTアレイ10基板上の積層構造の具体的な構成を、図4から図7を参照して説明する。
Next, a specific configuration of the laminated structure on the
図4は、本実施形態に係る電気光学装置のTFT30周辺の構成を示す平面図であり、図5は、図4のA−A´線断面図である。尚、図4及び図5では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。また、図4では、説明の便宜上、各層を透過的に図示しており、図5で示す部材のいくつかを省略している。
4 is a plan view showing a configuration around the
図4に示すように、データ線6及び走査線11は互いに交差するように配置されている。走査線11は、図中のX方向に沿って延びており、データ線6は、図中のY方向に沿って延びている。尚、ここでは図示を省略しているが、データ線6、走査線11及び各種配線等によって規定されている開口領域(即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域)には、画素電極9が画素毎に複数設けられている。
As shown in FIG. 4, the
画素スイッチング用のTFT30は、走査線11及びデータ線6の交差に対応して配置されている。ここで、TFT30は、図5に示すように、半導体層30aとゲート電極30bとを含んで構成されている。ゲート電極30bは、ゲート絶縁膜13を挟んでチャネル領域30a2に対向するように配置されており、TFTアレイ基板10上に形成された走査線11とコンタクトホール(図4及び図5において省略)を介して電気的に接続されている。
The
TFT30を構成する半導体層30aは、データ線側ソースドレイン領域30a1、チャネル領域30a2、画素電極側ソースドレイン領域30a3、データ線側ソースドレイン領域30a1及びチャネル領域30a2間に設けられたデータ線側LDD領域30a4、及び、画素電極側ソースドレイン領域30a3及びチャネル領域30a2間に設けられた画素電極側LDD領域30a5から構成されている。データ線側ソースドレイン領域30a1、チャネル領域30a2、画素電極側ソースドレイン領域30a3、データ線側LDD領域30a4、及び、画素電極側LDD領域30a5は、例えばイオンインプランテーション法等の不純物打ち込みによって、半導体層30aに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。特に、データ線側LDD領域30a4及び画素電極側LDD領域30a5は夫々、データ線側ソースドレイン領域30a1及び画素電極側ソースドレイン領域30a3よりも不純物の少ない低濃度な不純物領域として形成されている。このような不純物領域によれば、TFT30の非動作時において、データ線側ソースドレイン領域30a1及び画素電極側ソースドレイン領域30a3間に流れるオフ電流を低減し、且つTFT30の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。
The semiconductor layer 30a constituting the
図4及び図5において、TFTアレイ基板10上には、走査線11が設けられている。走査線11は、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pd等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等の遮光性材料からなる。即ち、本発明における下側遮光膜は、本実施形態では走査線11である。従って、走査線11は下側遮光膜として、TFTアレイ基板10における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などである、TFTアレイ基板10側から装置内に入射する戻り光から、TFT30のチャネル領域30a2及びその周辺を遮光する。特に、本実施形態では、走査線11の幅は、TFTアレイ基板10上で平面的に見たときに、チャネル領域30a2、データ線側LDD領域30a4及び画素電極側LDD領域30a5を含む半導体層30a全体に比べて幅広に形成されている。このように下側遮光膜として機能する走査線11を広く形成することにより、TFTアレイ基板10に対して垂直に半導体層30aに入射しようとする光だけでなく、斜め又は側方から入射しようとする光をも効率的に遮光することが可能となる。
4 and 5, the
続いて、図5を参照すると、走査線11と半導体層30aとの間には、本発明における「下側層間絶縁膜」たる下地絶縁膜12が積層されている。ここで、下地絶縁膜12は、データ線側ソースドレイン領域30a1及び画素電極側ソースドレイン領域30a3(以下適宜「前者の領域」と呼ぶ)に比べて、データ線側LDD領域30a4及び画素電極側LDD領域30a5(以下適宜「後者の領域」と呼ぶ)において膜厚が厚くなるように、その表面に段差を有している。即ち、下地絶縁膜12における、これらの前者の領域及び後者の領域を除く全域が、前者の高さとなるように形成されていてもよいし、後者の高さとなるように形成されていてもよい。例えば、前者の領域における下地絶縁膜12を複数の成膜工程等で局所的に厚く積むように形成してもよいし、後者の領域における下地絶縁膜12をエッチング工程等で局所的に薄くするように形成してもよい。
Subsequently, referring to FIG. 5, a
図6は、TFT30の周辺領域において下地絶縁膜12が厚く形成されている領域を示した模式図である。尚、図6ではデータ線6、走査線11及び半導体層30a等以外の詳細な構造については省略し、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。下地絶縁膜12は、図中の点線で囲んだ領域内、即ち、データ線側LDD層30a4及び画素電極側LDD層30a5を含む領域において厚く形成されている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a region where the
ここで、TFTアレイ基板10の下側から入射しようとする光に対して遮光性を高めようとする場合には、典型的には、下地絶縁膜12の膜厚を極力薄くし、下側遮光膜たる走査線11と半導体層30aとの間隔を狭めることが考えられる(図5参照)。しかしながら、本実施形態では下側遮光膜は走査線11によって形成されているため、液晶装置の動作中、下側遮光膜には走査信号(即ち、電圧信号)が印加される。従って、仮に下側絶縁膜12の全体の膜厚を薄くして走査線11とLDD領域の間隔を狭めてしまうと、走査線11に印加された電位の影響を受けてLDD領域がアクティブ化し、半導体層30aが誤作動を起こしてしまう。そこで、図5に示すように、データ線側LDD領域30a4及び画素電極側LDD領域30a5においては、下地絶縁膜12の膜厚を厚く形成することで、走査線11とLDD領域との距離を大きく確保することで、LDD層の誤作動を防止している。一方、データ線側ソースドレイン領域30a1や画素電極側ソースドレイン領域30a2の端部等は、LDD領域に比べて薄い膜厚で下地絶縁膜12が形成されている。これにより、走査線11(即ち、下側遮光膜)と半導体層30aとの間隔が狭くなるので、走査線11による半導体層30aへの遮光性を向上させることができる。
Here, in order to improve the light shielding property with respect to light entering from the lower side of the
尚、図5に示すように、チャネル層30a2やソースドレイン領域のうちLDD領域付近においても下地絶縁膜12を厚く形成しているように、LDD領域以外の領域においても下地絶縁膜12を厚く形成していてもよい。
As shown in FIG. 5, the
再び図5に戻って、TFT30(即ち、半導体層30a及びゲート電極30b)より上層側には、第1層間絶縁膜14を介して蓄積容量70が形成されている。蓄積容量70は、下部容量電極1と上部容量電極8とが誘電体膜7を挟持するように対向配置されることによって形成されている。
Returning to FIG. 5 again, a
上部容量電極8は、画素電極9が配置された画像表示領域10aからその周囲に延設されており、データ線6が延びる方向(即ち、図4におけるY方向)で互いに隣り合う画素の上部容量電極8と、互いに電気的に接続されている。上部容量電極8は定電位源と電気的に接続され、固定電位に維持されている。或いは、上部容量電極8は対向電極の電源と電気的に接続され、反転する矩形波状の所定電位に維持されてもよい。本実施形態では特に、上部容量電極8は、例えばAl(アルミニウム)、Ag(銀)等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されている。即ち、上部容量電極8は、本発明における上側遮光膜の一部として構成されており、TFTアレイ基板10の上方から半導体層30a入射しようとする光を遮光する役割を果たしている。このように画像表示領域10aにおいて広く形成されている上部容量電極8を上側遮光膜として利用することによって、TFTアレイ基板10の上方から半導体層30aに入射しようとする光に対して、良好な遮光を行うことが可能となる。
The
下部容量電極1は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域30a3と画素電極9とを電気的に中継接続している。具体的には、下部容量電極1は、第1層間絶縁膜14に開口されたコンタクトホール33を介して、画素電極側ソースドレイン領域30a3と電気的に接続されている。また、ここでは図示されていないが、下部容量電極1は他の中継層等を介して画素電極9に電気的に接続されており、画素電極9に画像信号を伝達する。即ち、下部容量電極1は、画素電極側ソースドレイン領域30a3及び画素電極9間の電気的な接続を中継する中継配線としても機能する。本実施形態においては、下部容量電極1は、導電性のポリシリコンから形成されている。即ち、本実施形態における蓄積容量70は、所謂MIS構造を有している。
The
誘電体膜7は、例えばHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン(SiO2)膜、或いは窒化シリコン(SiN)膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。
The
データ線6は、蓄積容量70より上層側に層間絶縁膜15を介して積層されている。また、データ線6は、コンタクトホール32を介して半導体層30aのデータ線側ソースドレイン領域30a1に電気的に接続されている。本実施形態では特に、データ線6は非透明な金属等で構成されており、上部容量電極8とともに、本発明における上側遮光膜の一部として構成されている。そのため、TFTアレイ基板10の上方から半導体層30aに入射しようとする光は、上部容量電極8及びデータ線6の双方によって二重に或いは重畳的に遮光されるため、本形態によれば、半導体30aを極めて良好に遮光することができる。
The
ここで、図5に示すように、上側遮光膜(即ち、上部容量電極8及びデータ線6)と下側遮光膜(即ち、走査線11)との間隔は、コンタクトホール32及び33の付近において狭くなっている。即ち、チャネル層30a2付近における上下の遮光膜の間隔に比べて、コンタクトホール32及び33付近においてその間隔が狭まっている。このように、チャネル層30a2の両脇の領域において上下に配置された遮光膜の間隔を狭めることによって、TFTアレイ基板10に垂直な方向から入射しようとする光だけでなく、斜めや側方から入射しようとする光に対しても遮光が可能となる。そのため、チャネル領域30a2及びLDD領域を含む半導体層30aの一領域について、遮光性を向上させることができる。更に、上側遮光膜及び下側遮光膜間にて、内面反射により迷光が発生することも効果的に阻止できる。それらの結果、半導体層30aにおいて光リーク電流の発生を抑制することができ、より高品位な画像表示を行うことができる液晶装置の実現が可能となる。
Here, as shown in FIG. 5, the distance between the upper light shielding film (that is, the
続いて、図7は、図4のB−B’線断面図である。尚、図7では、説明の便宜上、図4に示す各部材を適宜省略して図示してある。 7 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. In FIG. 7, for convenience of explanation, each member shown in FIG. 4 is omitted as appropriate.
図7に示すように、半導体層30aは、下層側に下側遮光膜として走査線11、上層側に上側遮光膜として容量電極8及びデータ線6を有している。よって、例えば図中の矢印で示すような方向から半導体層30aに入射しようとする光を効果的に遮光することが可能である。このように構成すれば、TFTアレイ基板10の上下方向から入射しようとする光を遮光することができ、半導体層30aの光リーク電流の発生を大幅に抑制することが可能である。
As shown in FIG. 7, the semiconductor layer 30a has a
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置によれば、少なくともLDD領域においては、下地絶縁膜12の膜厚を厚く形成することで走査線11の電位による誤作動を防止しつつ、その他の領域(例えば、ソースドレイン領域)においては遮光性を高めるために下地絶縁膜12の膜厚を薄く形成することで、下側遮光膜の遮光性を向上させている。更に、チャネル領域の端部付近において上下遮光膜の間隔を狭めることで、外部からの半導体層30aへの光の侵入を抑制することで、光リーク電流の発生を減少させている。その結果、光リーク電流の発生を効果的に防止し、高品質な画像を表示することが可能な液晶装置を実現することができる。
As described above, according to the electro-optical device according to the present embodiment, at least in the LDD region, the
<第2実施形態>
図8を参照して、本実施形態に係る液晶装置の他の形態について説明する。図8は、本実施形態におけるTFT30付近の階層構造の断面図を示した図である。
<Second Embodiment>
With reference to FIG. 8, another embodiment of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional view of the hierarchical structure near the
本実施形態では、2つのLDD領域(即ち、データ線側LDD領域30a4及び画素電極側LDD領域30a5)付近においてのみ、下地絶縁膜12の膜厚が厚くなるように形成されている。
In the present embodiment, the
図9は、TFT30の周辺領域において下地絶縁膜12が厚く形成されている領域を示した模式図である。尚、図9ではデータ線6、走査線11及び半導体層30a等以外の詳細な構造については省略し、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。下地絶縁膜12は、図中の点線で囲んだ領域内、即ち、データ線側LDD層30a4及び画素電極側LDD層30a5を含む領域において厚く形成されている。
FIG. 9 is a schematic view showing a region where the
このように第1実施形態に比べて、チャネル領域30a2においても下地絶縁膜12の膜厚が薄く形成されている。従って、チャネル領域30a2においても、下側遮光膜たる走査線11との距離が狭まるため、TFTアレイ基板10の下側から侵入しようとする光に対してより効果的に遮光することができる。
In this way, the
<2.液晶装置の製造方法>
続いて、図10及び図11を参照して、以上で説明した実施形態における液晶装置の製造方法について、工程毎に説明する。
<2. Manufacturing method of liquid crystal device>
Next, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, the method for manufacturing the liquid crystal device in the embodiment described above will be described for each step.
まず、図10(a)に示すように、TFTアレイ基板10上に、スパッタリング等により、非透明な金属等で走査線11を形成する。例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pd等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等の遮光性材料で形成すればよい。ここで、走査線11の幅が、後の工程で形成する半導体層30aの幅よりも広くなるように形成することが好ましい。このように走査線11を幅広に形成することで、走査線11は本発明における下側遮光膜として機能し、TFTアレイ基板10の下側から半導体層30aに入射しようとする光を効率的に遮光することが可能となる。
First, as shown in FIG. 10A, scanning
続いて、走査線11上に、蒸着等により下地絶縁膜12を形成する(図10(b)及び(c))。ここで、下地絶縁膜12は、TFTアレイ基板10上に所定の膜厚で積層した後、次の工程で形成される半導体層30aのうち、少なくともLDD領域30a4及び30a5に該当する領域について下地絶縁膜12の膜厚が厚くなるように、ドライエッチング或いはウエットエッチング等により、下地絶縁膜12の表面に段差を形成する(図10(c))。ここでは、図10(c)に示すように、データ線側LDD領域30a4、チャネル領域30a2及び画素電極側LDD領域30a5に相当する領域において下地絶縁膜12の膜厚が厚くなるように段差を形成している。
Subsequently, a
続いて、下地絶縁膜12上に半導体層30aを形成する(図10(d)参照)。下地絶縁膜12の膜厚が厚い領域に、データ線側LDD領域30a4、画素電極側LDD領域30a5及びチャネル領域30a2が配置され、下地絶縁膜12が薄く形成されている領域にデータ線側ソースドレイン領域30a1及び画素電極側ソースドレイン領域30a3が配置されるように、半導体層30aを形成する。具体的には、例えばイオンインプランテーション法等の不純物打ち込みによって、下地絶縁膜12上に形成した半導体層30aに不純物を打ち込めばよい。特に、データ線側LDD領域30a4及び画素電極側LDD領域30a5は夫々、データ線側ソースドレイン領域30a1及び画素電極側ソースドレイン領域30a3よりも不純物の少ない低濃度な不純物領域として形成する。この際、ゲート電極30bをマスクとするセルフアライン形で不純物注入を行ってもよいし、或いはゲート電極30bとは別のマスクを形成して不純物注入を行ってもよい。
Subsequently, a semiconductor layer 30a is formed on the base insulating film 12 (see FIG. 10D). The data line side LDD region 30a4, the pixel electrode side LDD region 30a5, and the channel region 30a2 are arranged in the region where the thickness of the
また、半導体層30a上には、熱酸化等により薄いゲート絶縁膜13を形成し、その上に、蒸着、スパッタリング等によりゲート電極30bを形成する。尚、ゲート電極は例えばポリシリコン等の素材で構成されており、積層構造中に設けたコンタクトホール(図10において省略)を介して走査線11と電気的に接続する。
Further, a thin
続いて、図10(e)に示すように、ゲート絶縁膜13及びゲート電極30b上に、第1層間絶縁膜14を積層する。
Subsequently, as shown in FIG. 10E, the first
次に、図10(f)に示すように、ゲート絶縁膜13及び第1層間絶縁膜14にコンタクトホール32を開口し、下部容量電極1を形成する。ここで、下部容量電極1は、非透明な遮光性材料を用いて、半導体層30aの上部を上側からカバーするように広く形成する。これにより、下部容量電極1は本発明における上側遮光膜の一部として機能し、TFTアレイ基板10の上方から半導体層30aに入射しようとする光を遮光することが可能となる。ここで、特に下部容量電極1は、コンタクトホール33を介して積層することによって、TFTアレイ基板10上に形成された走査線11との間隔が狭くなるように形成する。これにより、単に平面的な遮光膜同士で半導体層30aを挟んだ場合に比べて、TFTアレイ基板10の側方から入射しようとする光を良好に遮光することができる。
Next, as shown in FIG. 10F, a
次に図11(g)を参照して、保持容量を形成する工程について説明する。下部容量電極1上に誘電体膜7を形成し、その上に上部容量電極8を積層する。上部容量電極8は遮光性を有する非透明な材料で構成されており、本発明における上側遮光膜の一部を構成している。その結果、下部容量電極1と共にTFTアレイ基板10の上方から入射しようとする光を遮光するので、本発明における上側遮光膜の遮光性を向上させることができる。
Next, with reference to FIG. 11G, a process for forming a storage capacitor will be described. A
続いて、上部容量電極8上に、更に層間絶縁膜15を積層する(図11(h)参照)。そして、ゲート絶縁膜13、層間絶縁膜14及び15に、コンタクトホール32を開口し、データ線6を形成する(図11(i))。本実施形態では特に、データ線6も遮光性を有する非透明な材料で構成することにより、本発明の上側遮光膜の一部としてデータ線を利用できるように形成する。そして、データ線6上に層間絶縁膜15を形成する。
Subsequently, an
尚、層間絶縁膜15上には、図11では図示していないが、画素電極や配向膜等が形成されることによって、TFTアレイ基板10上の積層構造が完成する。
Although not shown in FIG. 11 on the
このようにして完成されたTFTアレイ基板10は、対向電極や配向膜が積層されることによって完成された対向基板20と、液晶50を介して対向配置されることによって、液晶装置が完成する。
The
<3:電子機器>
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図12は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
<3: Electronic equipment>
Next, the case where the liquid crystal device which is the above-described electro-optical device is applied to various electronic devices will be described. FIG. 12 is a plan view showing a configuration example of the projector. Hereinafter, a projector using the liquid crystal device as a light valve will be described.
図12に示されるように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110B及び1110Gに入射される。
As shown in FIG. 12, a
液晶パネル1110R、1110B及び1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、R及びBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
The configurations of the
ここで、各液晶パネル1110R、1110B及び1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
Here, paying attention to the display images by the
尚、液晶パネル1110R、1110B及び1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
In addition, since light corresponding to each primary color of R, G, and B is incident on the
尚、図12を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。 In addition to the electronic device described with reference to FIG. 12, a mobile personal computer, a mobile phone, a liquid crystal television, a viewfinder type, a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic device Examples include a notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a device equipped with a touch panel. Needless to say, the present invention can be applied to these various electronic devices.
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置(LCOS)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。 In addition to the liquid crystal devices described in the above embodiments, the present invention includes a reflective liquid crystal device (LCOS), a plasma display (PDP), a field emission display (FED, SED), an organic EL display, and a digital micromirror device. (DMD), electrophoresis apparatus and the like are also applicable.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置用基板及び電気光学装置、並びに該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. For electro-optical devices with such changes The substrate, the electro-optical device, and the electronic apparatus including the electro-optical device are also included in the technical scope of the present invention.
1 下部容量電極、 6 データ線、 8 上部容量電極、 9 画素電極、 10 TFTアレイ基板、 10a 画像表示領域、 11 走査線、12 下側層間絶縁膜 20 対向基板、 21 対向電極、 30 TFT、 30a 半導体層、 30a1 データ線側ソースドレイン領域、 30a2 チャネル領域、 30a3 画素電極側ソースドレイン領域、 30a4 データ線側LDD領域、 30a5 画素電極側LDD領域、 30b ゲート電極、 50 液晶
DESCRIPTION OF
Claims (8)
チャネル領域、ソースドレイン領域、並びに前記チャネル領域及び前記ソースドレイン領域間に形成されたLDD領域を有する半導体層と、
ゲート絶縁膜を介して前記チャネル領域に対向するように配置されたゲート電極と、
前記半導体層より上層側に積層され、前記基板上で平面的に見て、少なくとも前記チャネル領域及び前記LDD領域より広く形成された上側遮光膜と、
前記半導体層より下層側に積層され、前記基板上で平面的に見て、少なくとも前記チャネル領域及び前記LDD領域より広く形成された下側遮光膜と、
前記半導体層及び前記下側遮光膜間に積層され、前記基板上で平面的に見て、少なくとも前記LDD領域に重なる領域における膜厚より前記ソースドレイン領域に重なる領域における膜厚の方が小さくなるように形成された下側層間絶縁膜と
を備えることを特徴とする電気光学装置。 On the board
A semiconductor layer having a channel region, a source / drain region, and an LDD region formed between the channel region and the source / drain region;
A gate electrode disposed to face the channel region via a gate insulating film;
An upper light-shielding film that is stacked on the upper layer side of the semiconductor layer and is formed wider than at least the channel region and the LDD region when viewed in plan on the substrate;
A lower light-shielding film that is stacked on a lower layer side than the semiconductor layer and is formed wider than at least the channel region and the LDD region when viewed in plan on the substrate;
Layered between the semiconductor layer and the lower light-shielding film and viewed in plan on the substrate, the film thickness in the region overlapping the source / drain region is smaller than the film thickness in the region overlapping at least the LDD region. An electro-optical device comprising: a lower interlayer insulating film formed as described above.
前記基板上で前記第1の方向に交差する第2の方向に延在し、前記ソースドレイン領域に画像信号を供給するデータ線と、
前記データ線及び前記走査線の交差に対応して画素毎に設けられた画素電極と
を更に備え、
前記LDD領域は、前記チャネル領域及び前記ソースドレイン領域のうち前記データ線に電気的に接続されているデータ線側ソースドレイン領域間に形成されたデータ線側LDD領域と、前記チャネル領域及び前記ソースドレイン領域のうち前記画素電極に電気的に接続されている前記画素電極側ソースドレイン領域間に形成された画素電極側LDD領域とを有し、
前記下側層間絶縁膜は、前記基板上で平面的に見て、前記データ線側LDD領域及び前記画素電極側LDD領域のいずれか一方に重なる領域において、膜厚が大きくなるように表面に段差を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 A scanning line extending in a first direction on the substrate and supplying a scanning signal to the gate electrode;
A data line extending in a second direction intersecting the first direction on the substrate and supplying an image signal to the source / drain region;
A pixel electrode provided for each pixel corresponding to the intersection of the data line and the scanning line,
The LDD region includes a data line side LDD region formed between a data line side source / drain region electrically connected to the data line among the channel region and the source / drain region, and the channel region and the source. A pixel electrode side LDD region formed between the pixel electrode side source / drain regions electrically connected to the pixel electrode in the drain region;
The lower interlayer insulating film has a step on the surface so as to increase the film thickness in a region overlapping with either the data line side LDD region or the pixel electrode side LDD region when viewed in plan on the substrate. The electro-optical device according to claim 1, comprising:
前記上側遮光膜及び前記容量電極間に積層された誘電体膜と
を更に備え、
前記上側遮光膜及び前記容量電極は、前記誘電体膜を挟んで相対向するように配置されている
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電気光学装置。 A capacitive electrode;
A dielectric film laminated between the upper light shielding film and the capacitor electrode;
6. The electro-optical device according to claim 1, wherein the upper light-shielding film and the capacitor electrode are disposed so as to face each other with the dielectric film interposed therebetween.
前記下側遮光膜上に、局所的に膜厚が厚くなるように下側層間絶縁膜を形成する下側層間絶縁膜形成工程と、
前記下側層間絶縁膜のうち局所的に膜厚が厚く形成された領域にLDD領域が配置されるように半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層のチャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するようにゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記半導体層上に、前記基板上で平面的に見て前記半導体層より広く前記上側遮光膜を形成する上側遮光膜形成工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 Forming a lower light-shielding film on the substrate to form the lower light-shielding film wider than the semiconductor layer when viewed in plan on the substrate;
A lower interlayer insulating film forming step of forming a lower interlayer insulating film on the lower light shielding film so as to locally increase the film thickness; and
A semiconductor layer forming step of forming a semiconductor layer so that an LDD region is disposed in a region of the lower interlayer insulating film that is locally thick;
Forming a gate electrode so as to face the channel region of the semiconductor layer via a gate insulating film; and
An upper light-shielding film forming step of forming the upper light-shielding film on the semiconductor layer so as to be wider than the semiconductor layer when viewed in plan on the substrate.
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