JP4701487B2 - Method for manufacturing substrate for electro-optical device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光透過性基板の表面上に所定のパターンの遮光層と絶縁体層とトランジスタ素子とを具備する電気光学装置用基板の製造方法、該製造方法により製造される電気光学装置用基板、該電気光学装置用基板を備えた電気光学装置及び電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
絶縁基体上に単結晶シリコン薄膜を形成し、その単結晶シリコン薄膜に半導体デバイスを形成するSOI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することから、例えば液晶装置等の電気光学装置に好適に用いられている。
【0003】
このように電気光学装置に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、単結晶シリコン層により例えば液晶駆動用のMOSFET等のトランジスタ素子を形成している。
【0004】
ところで、例えば液晶装置を使ったプロジェクタ等の投射型表示装置では、通常、液晶装置を構成する一方の光透過性基板側(液晶装置の表面)から光が入射するが、この光がもう一方の基板の表面上に形成されたトランジスタ素子のチャネル領域に入射して光リーク電流を生ずるのを防ぐためにトランジスタ素子の光が入射する側に遮光層を設ける構造とするのが一般的である。
【0005】
しかしながら、トランジスタ素子の光が入射する側に遮光層を設けても、トランジスタ素子が形成された基板が光透過性を有する場合には、液晶装置に入射した光がトランジスタ素子が形成された基板の裏面の界面で反射してトランジスタ素子のチャネル部に戻り光として入射することがある。この戻り光は、液晶装置の表面から入射する光量に対する割合としては僅かであるが、プロジェクタなどの非常に強力な光源を用いる装置においては充分に光リーク電流を生じうる。すなわち、トランジスタ素子が形成された基板の裏面からの戻り光は素子のスイッチング特性に影響を及ぼしデバイスの特性を劣化させる。なお、ここでは単結晶シリコン層の形成された面を基板の表面とし、反対側を裏面としている。
【0006】
特開平10−293320号公報には、トランジスタ素子を形成する基板の表面上に、各トランジスタ素子に対応させて遮光層を形成する技術が提唱されており、基板表面上に上記の如く所定のパターンの遮光層を形成し、その上に絶縁体層を形成した後、絶縁体層の表面を研磨により平坦化し、その表面上に単結晶シリコン基板を貼り合わせる方法が提唱されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般の電気光学装置では、基板の表面上において、表示領域(画素部)にのみトランジスタ素子が形成され、非表示領域にはトランジスタ素子が形成されないなど、トランジスタ素子が密集する領域(形成される領域)と密集しない領域(形成されない領域)とが存在する。そのため、各トランジスタ素子に対応して設けられる遮光層も同様の密度で分布し、その結果、その上に形成される絶縁体層表面に凹凸が形成され、その凹凸にも分布が発生するため、絶縁体層表面の研磨を行っても、基板の表面上において、研磨の度合いにばらつきを生じ、基板表面全体の研磨を行っても、凸部が密集する部分では絶縁体層が厚くなり、凸部が密集しない部分(凹部が密集する部分)では絶縁体層が薄くなり、研磨後の絶縁体層表面の平坦性が低くなるという恐れがある。
【0008】
例えば、図15(a)に示すように、基板1001の表面上において、遮光層1003が密集する領域1010と密集しない領域1020が存在する場合、遮光層1003を形成した基板1001上に形成される絶縁体層1004の表面において、遮光層1003が密集する領域1010に比較して、密集しない領域1020では凹部が多く形成される。なお、遮光層1003が密集する領域1010においても遮光層1003のパターンに応じて、絶縁体層1004の表面には微細な凹凸が形成されるが、図面上は簡略化のため、省略している。
【0009】
このように、凹凸に分布を有する絶縁体層1004表面を研磨した場合、絶縁体層1004表面において、凸部の面積が少ない領域(遮光層1003が密集しない領域1020)の方が凸部の面積が多い領域(遮光層1003が密集する領域1010)よりも速く研磨される。その結果、図15(b)に示すように、遮光層1003が密集しない領域1020の絶縁体層1004が過剰に研磨されて、絶縁体層1004表面において、遮光層1003が密集する領域1010と密集しない領域1020との間には段差が発生し、絶縁体層1004表面の平坦性が低いものとなる。
【0010】
このように、絶縁体層表面の平坦性が低くなった場合には、以下のような問題が生じる。第1に、絶縁体層と単結晶シリコン層とを貼り合わせた境界面にボイドを生じ、このボイドの存在する領域に形成されるトランジスタ素子の特性を劣化させる恐れがある。第2に、絶縁体層と単結晶シリコン層との貼り合わせ強度が弱くなり、単結晶シリコン層形成後のトランジスタ素子形成工程において膜剥がれ等の不良を発生させる原因となり製品の歩留まりを低下させる恐れがある。
【0011】
また、絶縁体層表面を平坦化することができても、従来は研磨の終点、すなわち絶縁体層が平坦化された瞬間を検出する方法がなく、研磨時間によってのみ研磨工程を制御している。しかしながら、用いる研磨液のロットや研磨機などの違いなどによって研磨レートは変化するため、絶縁体層が平坦化されるまでの時間はその時の研磨条件によって変化する。そのため、一定時間研磨を行っても絶縁体層の表面が平坦化されない場合が生じる。
【0012】
そこで、本発明は、以上の問題を解決するためになされたもので、単結晶シリコン層を貼り合わせる、遮光層と絶縁体層とを形成した光透過性基板の表面を平坦化することができるとともに、絶縁体層を研磨する際に研磨の終点を容易に検出することができる電気光学装置用基板の製造方法及び電気光学装置用基板、この電気光学装置用基板を備えた電気光学装置、及びこの電気光学装置を備えた電子機器を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気光学装置用基板の製造方法は、光透過性基板上に遮光層を形成する工程と、前記遮光層を少なくともトランジスタ素子の形成領域にパターニングする工程と、前記パターニングされた遮光層上に、該パターニングされた遮光層の厚みに起因する凸部を有する第1の絶縁体層を形成する工程と、前記第1の絶縁体層の表面を、前記パターニングされた遮光層の表面が露出するまで研磨する工程と、表面を研磨した前記第1の絶縁体層及び前記表面が露出した遮光層の表面に第2の絶縁体層を形成する工程と、前記第2の絶縁体層の表面に単結晶シリコン層を貼り合わせる工程と、前記単結晶シリコン層によりトランジスタ素子を形成する工程とを具備することを特徴とする。
また、前記研磨する工程において、前記パターニングされた遮光層は、研磨停止機能を有するものであることを特徴とする。
【0014】
本発明者は、このように、遮光層を形成した光透過性基板上に絶縁体層を形成し、絶縁体層を形成した光透過性基板の表面を、遮光層表面が露出するまで研磨することによって、単結晶シリコン層を貼り合わせる光透過性基板の表面を平坦化することができるとともに、遮光層と絶縁体層との材質が異なることを利用し、遮光層に研磨停止機能を持たせ、研磨の終点を容易に検出できることを見出した。
【0015】
例えば、CMP(化学的機械研磨)法を用いた場合、金属等からなる遮光層は研磨液と化学反応を起こさないため、遮光層表面が露出した瞬間に、光透過性基板の研磨を行う研磨パッドと光透過性基板との間の摩擦力が低下する。また、光透過性基板を保持する基板ホルダーの振動も変化する。したがって、研磨パッドと光透過性基板との間の摩擦力あるいは基板ホルダーの振動を検出することにより、容易に研磨の終点を検出することができる。
【0016】
なお、本明細書において、「遮光層が研磨停止機能を有する」とは、具体的には上記のように、「遮光層の表面が露出した瞬間を検出することによって研磨の終点を検出する」ことを意味している。
【0017】
また、貼り合わせに用いる単結晶シリコン基板の貼り合わせ側の表面にはあらかじめ酸化膜を形成しておくので、金属等からなる遮光層の表面上に直接単結晶層シリコン基板を貼り合わせ、これを薄膜化して単結晶シリコン層とした後に、トランジスタ素子の形成を行っても、遮光層からトランジスタ素子への汚染は防止される。
【0018】
しかしながら、単結晶シリコン基板の表面に酸化膜を形成した場合においても、表面酸化膜が非常に薄い場合など、遮光層からトランジスタ素子への汚染の恐れがある場合には、単結晶シリコン基板を貼り合わせる前に、遮光層の表面上に絶縁体層を形成することが望ましい。
【0019】
本件の参考発明に係る電気光学装置用基板の製造方法は、光透過性基板の一方の表面上に遮光層を形成する工程と、前記遮光層をパターニングし、少なくとも、前記光透過性基板の一方の表面上に形成する各トランジスタ素子に対応させて、遮光層を形成する工程と、前記パターニングされた遮光層を形成した前記光透過性基板の表面上に第1の絶縁体層を形成する工程と、前記第1の絶縁体層を形成した前記光透過性基板の表面を、前記遮光層表面が露出するまで研磨する工程と、表面を研磨した前記光透過性基板の表面に第2の絶縁体層を形成する工程と、前記第2の絶縁体層を形成した前記光透過性基板の表面に単結晶シリコン層を貼り合わせる工程と、前記単結晶シリコン層によりトランジスタ素子を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0020】
このように、遮光層を形成した光透過性基板上に第1の絶縁体層を形成し、第1の絶縁体層を形成した光透過性基板の表面を、遮光層表面が露出するまで研磨することによって、遮光層と第1の絶縁体層の表面を平坦化させてから、その上に第2の絶縁体層を形成すると、第2の絶縁体層は表面が平坦化されたものとなるので、単結晶シリコン層を貼り合わせる光透過性基板の表面を平坦化することができる。さらに、この場合には遮光層とトランジスタ素子との間に第2の絶縁体層が形成されるので、遮光層からトランジスタ素子への汚染を完全に防止することができる。
【0021】
以上説明したように、本発明の電気光学装置用基板の製造方法によれば、単結晶シリコン層を貼り合わせる光透過性基板の表面を平坦化することができるので、遮光層と絶縁体層とを形成した光透過性基板と単結晶シリコン層とを貼り合わせた境界面にボイドを発生させず、トランジスタ素子の特性の劣化を防止することができる。また、遮光層と絶縁体層とを形成した光透過性基板と単結晶シリコン層との貼り合わせ強度を確保できるので、トランジスタ素子を形成する工程において膜剥がれ等の不良が発生することを防止し、製品の歩留まりを向上させることができる。
【0022】
本発明の電気光学装置用基板の製造方法により、光透過性基板の一方の表面上に、所定のパターンの遮光層と、前記遮光層が形成されていない領域に形成され、前記遮光層と同じ膜厚を有し、表面が平坦化された絶縁体層と、前記遮光層の上方に形成されたトランジスタ素子とを具備し、前記トランジスタ素子を構成する半導体層が単結晶シリコン層から形成されたものであることを特徴とする電気光学装置用基板を提供することができる。
【0023】
また、本件の参考発明に係る電気光学装置用基板の製造方法により、さらに前記遮光層と前記絶縁体層の表面上に第2の絶縁体層が設けられ、該第2の絶縁体層の表面上に前記トランジスタ素子が設けられたことを特徴とする電気光学装置用基板を提供することができる。
【0024】
また、本件の参考発明に係る電気光学装置用基板と、該電気光学装置用基板のトランジスタ素子が形成された面と対向するように配置された他の光透過性基板を具備し、これら2枚の光透過性基板の間に挟持された電気光学材料層を具備することを特徴とする電気光学装置を提供することができる。
【0025】
本件の参考発明に係る電気光学装置用基板及びこの電気光学装置用基板を備えた本件の参考発明に係る電気光学装置は、遮光層と絶縁体層とを形成した光透過性基板と単結晶シリコン層とを貼り合わせた境界面にボイドがなく、遮光層と絶縁体層とを形成した光透過性基板と単結晶シリコン層との貼り合わせ強度が強く、トランジスタ素子の特性にばらつきや欠陥を生じることがない、性能の優れたものとなる。
【0026】
また、本件の参考発明に係る電気光学装置を備えることにより、性能の優れた電子機器を提供することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。本実施形態においては電気光学装置の例として、TFT(トランジスタ素子)をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の液晶装置を取り上げて説明する。また、本実施形態において、第1遮光膜(遮光層)を形成した光透過性基板の表面上に第1層間絶縁膜を形成する工程及び、形成される第1層間絶縁膜の構造が特に特徴的なものとなっている。
【0028】
(電気光学装置の構造)
はじめに、本発明に係る実施形態の電気光学装置の構造について、液晶装置を取り上げて説明する。本実施形態の電気光学装置(液晶装置)は、本実施形態の電気光学装置用基板の製造方法により製造されたTFTアレイ基板(電気光学装置用基板)を備えたものである。
【0029】
図1は液晶装置の画素部(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、配線等の等価回路である。また、図2は、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群を拡大して示す平面図である。また、図3は、図2のA−A’断面図である。尚、図1〜図3においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【0030】
図1において、液晶装置の画素部を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、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TFT(トランジスタ素子)30とからなり、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6a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、相隣接する複数のデータ線6aに対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、TFT30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。
【0031】
画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、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、後述する対向基板に形成された後述する対向電極との間で一定期間保持される。
【0032】
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、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶装置から画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射される。
【0033】
ここで、保持された画像信号のリークによってコントラスト比の低下やフリッカと呼ばれるちらつきなど表示上の不具合が生じるのを防ぐために、画素電極9aと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。例えば、画素電極9aの電圧は、データ線に電圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ蓄積容量70により保持される。これにより、保持特性は更に改善され、コントラスト比の高い液晶装置が実現できる。本実施形態では特に、このような蓄積容量70を形成するために、後述の如く走査線と同層、もしくは導電性の遮光膜を利用して低抵抗化された容量線3bを設けている。
【0034】
次に、図2に基づいて、TFTアレイ基板のトランジスタ素子の形成領域(画素部)内の平面構造について詳細に説明する。図2に示すように、液晶装置のTFTアレイ基板上のトランジスタ素子の形成領域(画素部)内には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a(点線部9a’により輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3a及び容量線3bが設けられている。データ線6aは、コンタクトホール5を介して単結晶シリコン層の半導体層1aのうち後述のソース領域に電気的に接続されており、画素電極9aは、コンタクトホール8を介して半導体層1aのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層1aのうちチャネル領域(図中右上りの斜線の領域)に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはゲート電極として機能する。
【0035】
容量線3bは、走査線3aに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部(即ち、平面的に見て、走査線3aに沿って形成された第1領域)と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って前段側(図中、上向き)に突出した突出部(即ち、平面的に見て、データ線6aに沿って延設された第2領域)とを有する。
【0036】
そして、図中右上がりの斜線で示した領域には、複数の第1遮光膜(遮光層)11aが設けられている。より具体的には、第1遮光膜11aは夫々、画素部において半導体層1aのチャネル領域を含むTFTをTFTアレイ基板の後述する基板本体側から見て覆う位置に設けられており、更に、容量線3bの本線部に対向して走査線3aに沿って直線状に伸びる本線部と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って隣接する段側(即ち、図中下向き)に突出した突出部とを有する。第1遮光膜11aの各段(画素行)における下向きの突出部の先端は、データ線6a下において次段における容量線3bの上向きの突出部の先端と重ねられている。この重なった箇所には、第1遮光膜11aと容量線3bとを相互に電気的に接続するコンタクトホール13が設けられている。即ち、本実施形態では、第1遮光膜11aは、コンタクトホール13により前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続されている。
【0037】
また、本実施形態において、画素電極9a、TFT、第1遮光膜11aは画素部(トランジスタ素子の形成領域)内にのみ設けられている。
【0038】
次に、図3に基づいて、液晶装置の画素部内の断面構造について説明する。図3に示すように、液晶装置において、TFTアレイ基板10と、これに対向配置される対向基板20との間に液晶層50が挟持されている。
【0039】
TFTアレイ基板10は、石英などの光透過性基板からなる基板本体10Aとその液晶層50側表面上に形成された画素電極9a、TFT(トランジスタ素子)30、配向膜16を主体として構成されており、対向基板20は透明なガラスや石英などの光透過性基板からなる基板本体20Aとその液晶層50側表面上に形成された対向電極(共通電極)21と配向膜22とを主体として構成されている。
【0040】
TFTアレイ基板10の基板本体10Aの液晶層50側表面上には、画素電極9aが設けられており、その液晶層50側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられている。画素電極9aは、例えばITO(インジウム・ティン・オキサイド)などの透明導電性薄膜からなり、配向膜16は、例えばポリイミドなどの有機薄膜からなる。
【0041】
また、基板本体10Aの液晶層50側表面上には、図3に示すように、各画素電極9aに隣接する位置に、各画素電極9aをスイッチング制御する画素スイッチング用TFT30が設けられている。
【0042】
他方、対向基板20の基板本体20Aの液晶層50側表面上には、その全面に渡って対向電極(共通電極)21が設けられており、その液晶層50側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21は、例えばITOなどの透明導電性薄膜からなり、配向膜22は、例えばポリイミドなどの有機薄膜からなる。
【0043】
また、基板本体20Aの液晶層50側表面上には、更に図3に示すように、各画素部の開口領域以外の領域に第2遮光膜23が設けられている。このように対向基板20側に第2遮光膜23を設けることにより、対向基板20側から入射光が画素スイッチング用TFT30の半導体層1aのチャネル領域1a’やLDD(Lightly Doped Drain)領域1b及び1cに侵入することを防止することができるとともに、コントラストを向上させることができる。
【0044】
このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対向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、両基板の周縁部間に形成されたシール材(図示略)により囲まれた空間に液晶(電気光学材料)が封入され、液晶層(電気光学材料層)50が形成されている。
【0045】
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っており、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向状態を採る。
【0046】
また、シール材は、TFTアレイ基板10及び対向基板20をそれらの周縁部で貼り合わせるための、例えば光硬化性接着剤や熱硬化性接着剤等の接着剤からなり、その内部には両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、ガラスビーズ等のスペーサが混入されている。
【0047】
また、図3に示すように、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの液晶層50側表面上において、各画素スイッチング用TFT30に対応する位置には、第1遮光膜(遮光層)11aが設けられている。第1遮光膜11aは、好ましくは不透明な高融点金属であるTi、Cr、W、Ta、Mo及びPdのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成される。
【0048】
第1遮光膜11aをこのような材料から構成することにより、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの表面上において、第1遮光膜11aの形成工程の後に行われる画素スイッチング用TFT30の形成工程における高温処理により、第1遮光膜11aが破壊されたり溶融することを防止することができる。
【0049】
本実施形態においては、このようにTFTアレイ基板10に第1遮光膜11aが形成されているので、TFTアレイ基板10側からの戻り光等が画素スイッチング用TFT30のチャネル領域1a’やLDD領域1b、1cに入射することを防ぐことができ、光電流の発生によりトランジスタ素子としての画素スイッチング用TFT30の特性が劣化することを防止することができる。
【0050】
また、基板本体10Aの直上において、第1の遮光層11aが形成されていない領域には、第1の遮光層11aと同じ膜厚を有するとともに、表面が平坦化された第1の絶縁体層12Aが設けられ、第1遮光膜11aと第1の絶縁体層12Aの表面上には第2の絶縁体層12Bが設けられている。第2の絶縁体層12Bは基板本体10Aの表面上の全面に渡って形成されている。そして、第1の絶縁体層12Aと第2の絶縁体層12Bによって、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aを第1遮光膜11aから電気的に絶縁するための第1層間絶縁膜12が構成されている。
【0051】
また、このようにTFTアレイ基板10の表面上に第1層間絶縁膜12を設けることにより、第1遮光膜11aが画素スイッチング用TFT30等を汚染することを防止することもできる。
【0052】
また、本実施形態では、ゲート絶縁膜2を走査線3aに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜1aを延設して第1蓄積容量電極1fとし、更にこれらに対向する容量線3bの一部を第2蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量70が構成されている。
【0053】
より詳細には、半導体層1aの高濃度ドレイン領域1eが、データ線6a及び走査線3aの下に延設されて、同じくデータ線6a及び走査線3aに沿って伸びる容量線3b部分に絶縁膜2を介して対向配置されて、第1蓄積容量電極(半導体層)1fとされている。特に蓄積容量70の誘電体としての絶縁膜2は、高温酸化により単結晶シリコン層上に形成されるTFT30のゲート絶縁膜2に他ならないので、薄く且つ高耐圧の絶縁膜とすることができ、蓄積容量70は比較的小面積で大容量の蓄積容量として構成できる。
【0054】
更に、蓄積容量70においては、図2及び図3から分かるように、第1遮光膜11aを、第2蓄積容量電極としての容量線3bの反対側において第1蓄積容量電極1fに第1層間絶縁膜12を介して第3蓄積容量電極として対向配置させることにより(図3の図示右側の蓄積容量70参照)、蓄積容量が更に付与されるように構成されている。即ち、本実施形態では、第1蓄積容量電極1fを挟んで両側に蓄積容量が付与されるダブル蓄積容量構造が構築されており、蓄積容量がより増加する。このような構造とすることにより、本実施形態の液晶装置が持つ、表示画像におけるフリッカや焼き付きを防止する機能を向上させることができる。
【0055】
これらの結果、データ線6a下の領域及び走査線3aに沿って液晶のディスクリネーションが発生する領域(即ち、容量線3bが形成された領域)という開口領域を外れたスペースを有効に利用して、画素電極9aの蓄積容量を増やすことが出来る。
【0056】
また、本実施形態では、第1遮光膜11a(及びこれに電気的に接続された容量線3b)は定電位源に電気的に接続されており、第1遮光膜11a及び容量線3bは、定電位とされている。従って、第1遮光膜11aに対向配置される画素スイッチング用TFT30に対し第1遮光膜11aの電位変動が悪影響を及ぼすことはない。また、容量線3bは、蓄積容量70の第2蓄積容量電極として良好に機能し得る。なお、定電位源としては、本実施形態の液晶装置を駆動するための周辺回路(例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路等)に供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、対向電極21に供給される定電位源等を挙げることができる。このように周辺回路等の電源を利用すれば、専用の電位配線や外部入力端子を設ける必要なく、第1遮光膜11a及び容量線3bを定電位にすることができる。
【0057】
また、図2及び図3に示したように、本実施形態では、TFTアレイ基板10に第1遮光膜11aを設けるのに加えて、コンタクトホール13を介して第1遮光膜11aは、前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続するように構成されている。このような構成とした場合には、各第1遮光膜11aが、自段の容量線に電気的に接続される場合と比較して、画素部の開口領域の縁に沿って、データ線6aに重ねて容量線3b及び第1遮光膜11aが形成される領域の他の領域に対する段差が少なくて済む。このように画素部の開口領域の縁に沿った段差が少ないと、当該段差に応じて引き起こされる液晶のディスクリネーション(配向不良)を低減できるので、画素部の開口領域を広げることが可能となる。
【0058】
また、第1遮光膜11aは、前述のように直線状に伸びる本線部から突出した突出部にコンタクトホール13が開孔されている。ここで、コンタクトホール13の開孔箇所としては、縁に近い程、ストレスが縁から発散されやすくなる等の理由により、クラックが発生しにくい。従って、どれだけ突出部の先端に近づけてコンタクトホール13を開孔するかに応じて(好ましくは、マージンぎりぎりまで先端に近づけるかに応じて)、製造工程中に第1遮光膜11aにかかる応力が緩和されて、より効果的にクラックを防止し得、歩留まりを向上させることが可能となる。
【0059】
また、容量線3bと走査線3aとは、同一のポリシリコン膜からなり、蓄積容量70の誘電体膜とTFT30のゲート絶縁膜2とは、同一の高温酸化膜からなり、第1蓄積容量電極1fと、TFT30のチャネル形成領域1aおよびソース領域1d、ドレイン領域1e等とは、同一の半導体層1aからなっている。このため、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの表面上に形成される積層構造を簡略化でき、更に、後述の液晶装置の製造方法において、同一の薄膜形成工程で容量線3b及び走査線3aを同時に形成でき、蓄積容量70の誘電体膜及びゲート絶縁膜2を同時に形成することができる。
【0060】
更に、図2に示したように、第1遮光膜11aは、走査線3aに沿って夫々伸延しており、しかも、データ線6aに沿った方向に対し複数の縞状に分断されている。このため、例えば各画素部の開口領域の周りに一体的に形成された格子状の遮光膜を配設した場合と比較して、第1遮光膜11a、走査線3a及び容量線3bを形成するポリシリコン膜、データ線6aを形成する金属膜、層間絶縁膜等からなる本実施形態の液晶装置の積層構造において、各膜の物性の違いに起因した製造工程中の加熱冷却に伴い発生するストレスを格段に緩和することができる。このため、第1遮光膜11a等におけるクラックの発生防止や歩留まりの向上を図ることができる。
【0061】
尚、図2では、第1遮光膜11aにおける直線状の本線部分は、容量線3bの直線状の本線部分にほぼ重ねられるように形成されているが、第1遮光膜11aが、TFT30のチャネル領域を覆う位置に設けられており且つコンタクトホール13を形成可能なように容量線3bと何れかの箇所で重ねられていれば、TFT30に対する遮光機能及び容量線に対する低抵抗化機能を有することができる。従って、例えば相隣接した走査線3aと容量線3bとの間にある走査線に沿った長手状の間隙領域や、走査線3aと若干重なる位置にまでも、当該第1遮光膜11aを設けてもよい。
【0062】
容量線3bと第1遮光膜11aとは、第1層間絶縁膜12に開孔されたコンタクトホール13を介して確実に且つ高い信頼性を持って、両者は電気的に接続されているが、このようなコンタクトホール13は、画素毎に開孔されていても良いし、複数の画素からなる画素グループ毎に開孔されていても良い。
【0063】
コンタクトホール13を画素毎に開孔した場合には、第1遮光膜11aによる容量線3bの低抵抗化を促進でき、更に、両者間における冗長構造の度合いを高めることができる。他方、コンタクトホール13を複数の画素からなる画素グループ毎に(例えば2画素毎に或いは3画素毎に)開孔した場合には、容量線3bや第1遮光膜11aのシート抵抗、駆動周波数、要求される仕様等を勘案しつつ、第1遮光膜11aによる容量線3bの低抵抗化及び冗長構造による利益と、多数のコンタクトホール13を開孔することによる製造工程の複雑化或いは当該液晶装置の不良化等の弊害とを適度にバランスできるので、実践上大変有利である。
【0064】
また、このような画素毎或いは画素グループ毎に設けられるコンタクトホール13は、対向基板20側から見てデータ線6aの下に開孔されている。このため、コンタクトホール13は、画素部の開口領域から外れており、しかもTFT30や第1蓄積容量電極1fが形成されていない第1層間絶縁膜12の部分に設けられているので、画素部の有効利用を図りつつ、コンタクトホール13の形成によるTFT30や他の配線等の不良化を防ぐことができる。
【0065】
また、図3において、画素スイッチング用TFT30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域(ソース側LDD領域)1b及び低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイン領域1eを備えている。
【0066】
高濃度ドレイン領域1eには、複数の画素電極9aのうちの対応する一つが接続されている。ソース領域1b及び1d並びにドレイン領域1c及び1eは後述するように、半導体層1aに対し、N型又はP型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度のN型用又はP型用のドーパントをドープすることにより形成されている。N型チャネルのTFTは、動作速度が速いという利点があり、画素のスイッチング素子である画素スイッチング用TFT30として用いられることが多い。
【0067】
データ線6aは、Al等の金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性の薄膜から構成されている。また、走査線3a、ゲート絶縁膜2及び第1層間絶縁膜12の上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が各々形成された第2層間絶縁膜4が形成されている。このソース領域1bへのコンタクトホール5を介して、データ線6aは高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。
【0068】
更に、データ線6a及び第2層間絶縁膜4の上には、高濃度ドレイン領域1eへのコンタクトホール8が形成された第3層間絶縁膜7が形成されている。この高濃度ドレイン領域1eへのコンタクトホール8を介して、画素電極9aは高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されている。前述の画素電極9aは、このように構成された第3層間絶縁膜7の上面に設けられている。尚、画素電極9aと高濃度ドレイン領域1eとは、データ線6aと同一のAl膜や走査線3bと同一のポリシリコン膜を中継して電気的に接続するようにしてもよい。
【0069】
画素スイッチング用TFT30は、好ましくは上述のようにLDD構造を持つが、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよいし、ゲート電極(走査線3a)をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のTFTであってもよい。
【0070】
また、画素スイッチング用TFT30のゲート電極(走査線3a)をソース−ドレイン領域1b及び1e間に1個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に2個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにダブルゲート或いはトリプルゲート以上でTFTを構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも1個をLDD構造或いはオフセット構造にすれば、更にオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【0071】
ここで、一般には、半導体層1aのチャネル領域1a’、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c等を構成する単結晶シリコン層は、光が入射するとシリコンが有する光電変換効果により光電流が発生してしまい画素スイッチング用TFT30のトランジスタ特性が劣化するが、本実施形態では、走査線3aを上側から覆うようにデータ線6aがAl等の遮光性の金属薄膜から形成されているので、少なくとも半導体層1aのチャネル領域1a’及びLDD領域1b、1cへの入射光の入射を防止することが出来る。
【0072】
また、前述のように、画素スイッチング用TFT30の下側(基板本体10A側)には、第1遮光膜11aが設けられているので、少なくとも半導体層1aのチャネル領域1a’及びLDD領域1b、1cへの戻り光の入射を防止することが出来る。
【0073】
尚、本実施形態においては、相隣接する前段あるいは後段の画素に設けられた容量線3bと第1遮光膜11aとを接続しているため、最上段あるいは最下段の画素に対して第1遮光膜11aに定電位を供給するための容量線3bが必要となる。そこで、容量線3bの数を垂直画素数に対して1本余分に設けておくようにすると良い。
【0074】
(電気光学装置の製造方法)
次に、上記構造を有する液晶装置の製造方法について、図4〜図11を参照して説明する。
【0075】
はじめに、図4〜図11に基づいて、本実施形態の電気光学装置用基板の製造方法として、TFTアレイ基板10の製造方法について説明する。なお、図4〜図5と図6〜図11とは異なる縮尺で示している。
【0076】
まず、図4、図5に基づいて、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの表面上に第1遮光膜(遮光層)11aと第1層間絶縁膜12とを形成するまでの工程について詳細に説明する。尚、図4、図5は各工程におけるTFTアレイ基板の一部分を、図3と同様に、図2のA−A’断面に対応させて示す工程図である。
【0077】
はじめに、石英基板、ハードガラス等の基板本体(光透過性基板)10Aを用意し、基板本体10Aを好ましくはN2(窒素)等の不活性ガス雰囲気下、約850〜1300℃、より好ましくは1000℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおいて基板本体10Aに生じる歪みが少なくなるように前処理することが望ましい。即ち、製造工程において処理される最高温に合わせて、基板本体10Aを同じ温度かそれ以上の温度で熱処理することが望ましい。
【0078】
このように処理された基板本体10Aの表面上の全面に、図4(a)に示すように、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPdのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等を、スパッタリング法、CVD法、電子ビーム加熱蒸着法などにより、例えば150〜200nmの膜厚に堆積することにより、遮光層11を形成する。
【0079】
次に、基板本体10Aの表面上の全面にフォトレジストを形成した後、最終的に形成する第1遮光膜11aのパターン(図2参照)を有するフォトマスクを用いてフォトレジストを露光し、その後フォトレジストを現像することにより、図4(b)に示すように、最終的に形成する第1遮光膜11aのパターンを有するフォトレジスト207を形成する。なお、本実施形態においては、第1遮光膜11aをトランジスタ素子の形成領域(画素部)にのみ形成するため、フォトレジスト207をトランジスタ素子の形成領域にのみ形成する。
【0080】
次に、フォトレジスト207をマスクとして遮光層11のエッチングを行い、その後、フォトレジスト207を剥離することにより、図4(c)に示すように、基板本体10Aの表面上において、トランジスタ素子の形成領域(画素部)にのみ所定のパターン(図2参照)の第1遮光膜(遮光層)11aが形成される。第1遮光膜11aの膜厚は、例えば150〜200nmとなる。
【0081】
次に、図5(a)に示すように、第1遮光膜11aを形成した基板本体10Aの表面上の全面に、スパッタリング法、CVD法などにより、絶縁体層12Xを形成する。絶縁体層12Xの材料としては、酸化シリコンや窒化シリコン、あるいは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等を例示することができる。また、絶縁体層12Xの膜厚は、少なくとも第1遮光膜11aの膜厚よりも厚く設定し、例えば、約400〜1000nm、より好ましくは800nm程度とする。
【0082】
次に、図5(b)に示すように、絶縁体層12Xを形成した基板本体10Aの表面をCMP(化学的機械研磨)法などの方法を用いて、第1遮光膜11a表面が露出するまで研磨する。
【0083】
このように基板本体10A表面の研磨を行うと、第1遮光膜11aより上側に形成されていた絶縁体層12Xが除去され、第1遮光膜11aが形成されていない領域に形成され、第1遮光膜11aと同じ膜厚を有する第1の絶縁体層12Aのみが残存し、基板本体10Aの表面が平坦化される。
【0084】
また、この工程において、第1遮光膜11aと絶縁体層12X(第1の絶縁体層12A)との材質が異なることを利用し、研磨の終点を容易に検出することができる。例えば、CMP(化学的機械研磨)法を用いた場合、金属等からなる第1遮光膜11aは研磨液と化学反応を起こさないため、第1遮光膜11a表面が露出した瞬間に、基板本体10Aの研磨を行う研磨パッドと基板本体10Aとの間の摩擦力が低下する。また、基板本体10Aを保持する基板ホルダーの振動も変化する。したがって、研磨パッドと基板本体10Aとの間の摩擦力あるいは基板ホルダーの振動を検出することにより、容易に研磨の終点を検出することができる。
【0085】
このように、本実施形態において、第1遮光膜11aの表面が露出した瞬間を検出することによって研磨の終点を検出することができるので、第1遮光膜11aは研磨停止機能を有するものとなっている。
【0086】
次に、図5(c)に示すように、第1遮光膜11aと第1の絶縁体層12Aを形成した基板本体10Aの表面上の全面に、スパッタリング法、CVD法などにより、第2の絶縁体層12Bを形成する。第2の絶縁体層12Bの材料としては、酸化シリコンや窒化シリコン、あるいは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等を例示することができる。なお、第2の絶縁体層12Bは第1の絶縁体層12Aとは異なる材料から構成されていてもよいが、製造工程を簡略化するために、第2の絶縁体層12Bを第1の絶縁体層12Aと同じ材料から構成することが望ましい。
【0087】
また、この工程において形成される第2の絶縁体層12Aは、表面が平坦化された第1遮光膜11aと第1の絶縁体層12Aの表面上に形成されるので、表面が平坦化されたものとなる。以上のようにして、第1の絶縁体層12Aと第2の絶縁体層12Bとからなり、表面が平坦化された第1層間絶縁膜12が形成される。
【0088】
次に、図6〜図11に基づいて、表面が平坦化された第1層間絶縁膜12を形成した基板本体10AからTFTアレイ基板10を製造する方法について説明する。尚、図6〜図11は各工程におけるTFTアレイ基板の一部分を、図3と同様に、図2のA−A’断面に対応させて示す工程図である。
【0089】
また、図6(a)は、図5(c)の一部分を取り出して異なる縮尺で示す図である。また、図6〜図11においては、簡略化のため、第1層間絶縁膜12を構成する第1の絶縁体層12A及び第2の絶縁体層12Bの図示を省略する。
【0090】
図6(b)に示すように、表面が平坦化された第1層間絶縁膜12を形成した図6(a)に示す基板本体10Aと単結晶シリコン基板206aとの貼り合わせを行う。
【0091】
貼り合わせに用いる単結晶シリコン基板206aの厚さは例えば600μmであり、あらかじめ、単結晶シリコン基板206aの基板本体10Aと貼り合わせる側の表面には、酸化膜層206bが形成されていると共に、水素イオン(H+)が例えば加速電圧100keV、ドーズ量10×1016/cm2にて注入されている。酸化膜層206bは単結晶シリコン基板206aの表面を0.05〜0.8μm程度酸化することにより形成される。
【0092】
貼り合わせ工程は、例えば300℃で2時間熱処理することによって2枚の基板を直接貼り合わせる方法を採用することができる。また、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、石英などからなる基板本体10Aと単結晶シリコン基板206aの熱膨張係数には大きな差があるため、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、製造されるTFTアレイ基板10の品質が劣化する恐れがある。
【0093】
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206a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206aの厚さが150μmなるようエッチングを行った後、基板本体10Aとの貼り合わせを行い、さらに450℃にて再び熱処理し、貼り合わせ強度を高めることが望ましい。
【0094】
次に、図6(c)に示すように、貼り合わせた単結晶シリコン基板206aの貼り合わせ面側の酸化膜206bと単結晶シリコン層206を残したまま、単結晶シリコン基板206aを基板本体10Aから剥離するための熱処理を行う。この基板の剥離現象は、単結晶シリコン基板206a中に導入された水素イオンによって、単結晶シリコン基板206aの表面近傍のある層でシリコンの結合が分断されるために生じるものである。
【0095】
熱処理は例えば、貼り合わせた2枚の基板を毎分20℃の昇温速度にて600℃まで加熱することにより行うことができる。この熱処理によって、貼り合わせた単結晶シリコン基板206aが基板本体10Aと分離し、基板本体10Aの表面上には約200nm±5nm程度の単結晶シリコン層206が形成される。なお、単結晶シリコン層206は、前に述べた単結晶シリコン基板206aに対して行われる水素イオン注入の加速電圧を変えることによって50nm〜3000nmまで任意の膜厚で形成することが可能である。
【0096】
なお、薄膜化した単結晶シリコン層206は、ここに述べた方法以外に、単結晶シリコン基板の表面を研磨してその膜厚を3〜5μmとした後、さらにPACE(Plasma Assisted Chemical Etching)法によってその膜厚を0.05〜0.8μm程度までエッチングして仕上げる方法や、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(Epitaxial Layer Transfer)法によっても得ることができる。
【0097】
次に、図6(d)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図2に示した如き所定パターンの半導体層1aを形成する。即ち、特にデータ線6a下で容量線3bが形成される領域及び走査線3aに沿って容量線3bが形成される領域には、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aから延設された第1蓄積容量電極1fを形成する。
【0098】
次に、図6(e)に示すように、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aと共に第1蓄積容量電極1fを約850〜1300℃の温度、好ましくは約1000℃の温度で72分程度熱酸化することにより、約60nmの比較的薄い厚さの熱酸化シリコン膜を形成し、画素スイッチング用TFT30のゲート絶縁膜2と共に容量形成用のゲート絶縁膜2を形成する。この結果、半導体層1a及び第1蓄積容量電極1fの厚さは、約30〜170nmの厚さ、ゲート絶縁膜2の厚さは、約60nmの厚さとなる。
【0099】
次に、図7(a)に示すように、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置にレジスト膜301を形成し、Pチャネルの半導体層1aにPなどのV族元素のドーパント302を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、2×1011/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0100】
次に、図7(b)に示すように、図示を省略するPチャネルの半導体層1aに対応する位置にレジスト膜を形成し、Nチャネルの半導体層1aにBなどのIII族元素のドーパント303を低濃度で(例えば、Bイオンを35keVの加速電圧、1×1012/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0101】
次に、図7(c)に示すように、Pチャネル、Nチャネル毎に各半導体層1aのチャネル領域1a’の端部を除く基板10の表面にレジスト膜305を形成し、Pチャネルについて、図7(a)に示した工程の約1〜10倍のドーズ量のPなどのV族元素のドーパント306、Nチャネルについて図7(b)に示した工程の約1〜10倍のドーズ量のBなどのIII族元素のドーパント306をドープする。
【0102】
次に、図7(d)に示すように、半導体層1aを延設してなる第1蓄積容量電極1fを低抵抗化するため、基板本体10Aの表面の走査線3a(ゲート電極)に対応する部分にレジスト膜307(走査線3aよりも幅が広い)を形成し、これをマスクとしてその上からPなどのV族元素のドーパント308を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、3×1014/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0103】
次に、図8(a)に示すように、第1層間絶縁膜12に第1遮光膜11aに至るコンタクトホール13を反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより或いはウエットエッチングにより形成する。この際、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチングのような異方性エッチングにより、コンタクトホール13等を開孔した方が、開孔形状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点がある。但し、ドライエッチングとウエットエッチングとを組み合わせて開孔すれば、これらのコンタクトホール13等をテーパ状にできるので、配線接続時の断線を防止できるという利点が得られる。
【0104】
次に、図8(b)に示すように、減圧CVD法等によりポリシリコン層3を350nm程度の厚さで堆積した後、リン(P)を熱拡散し、ポリシリコン膜3を導電化する。又は、Pイオンをポリシリコン膜3の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。これにより、ポリシリコン層3の導電性を高めることができる。
【0105】
次に、図8(c)に示すように、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図2に示した如き所定パターンの走査線3aと共に容量線3bを形成する。尚、この後、基板本体10Aの裏面に残存するポリシリコンを基板本体10Aの表面をレジスト膜で覆ってエッチングにより除去する。
【0106】
次に、図8(d)に示すように、半導体層1aにPチャネルのLDD領域を形成するために、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜309で覆い、走査線3a(ゲート電極)を拡散マスクとして、まずBなどのIII族元素のドーパント310を低濃度で(例えば、BF2イオンを90keVの加速電圧、3×1013/cm2のドーズ量にて)ドープし、Pチャネルの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを形成する。
【0107】
続いて、図8(e)に示すように、半導体層1aにPチャネルの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜309で覆った状態で、かつ、図示はしていないが走査線3aよりも幅の広いマスクでレジスト層をPチャネルに対応する走査線3a上に形成した状態、同じくBなどのIII族元素のドーパント311を高濃度で(例えば、BF2イオンを90keVの加速電圧、2×1015/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0108】
次に、図9(a)に示すように、半導体層1aにNチャネルのLDD領域を形成するために、Pチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜(図示せず)で覆い、走査線3a(ゲート電極)を拡散マスクとして、PなどのV族元素のドーパント60を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、6×1012/cm2のドーズ量にて)ドープし、Nチャネルの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを形成する。
【0109】
続いて、図9(b)に示すように、半導体層1aにNチャネルの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、走査線3aよりも幅の広いマスクでレジスト62をNチャネルに対応する走査線3a上に形成した後、同じくPなどのV族元素のドーパント61を高濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、4×1015/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0110】
次に、図9(c)に示すように、画素スイッチング用TFT30における走査線3aと共に容量線3b及び走査線3aを覆うように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第2層間絶縁膜4を形成する。第2層間絶縁膜4の膜厚は、約500〜1500nmが好ましく、更に800nmがより好ましい。
【0111】
この後、高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを活性化するために約850℃のアニール処理を20分程度行う。
【0112】
次に、図9(d)に示すように、データ線31に対するコンタクトホール5を、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより或いはウエットエッチングにより形成する。また、走査線3aや容量線3bを図示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コンタクトホール5と同一の工程により第2層間絶縁膜4に開孔する。
【0113】
次に、図10(a)に示すように、第2層間絶縁膜4の上に、スパッタ処理等により、遮光性のAl等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜6として、約100〜700nmの厚さ、好ましくは約350nmに堆積し、更に図10(b)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、データ線6aを形成する。
【0114】
次に、図10(c)に示すように、データ線6a上を覆うように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第3層間絶縁膜7を形成する。第3層間絶縁膜7の膜厚は、約500〜1500nmが好ましく、更に800nmがより好ましい。
【0115】
次に、図11(a)に示すように、画素スイッチング用TFT30において、画素電極9aと高濃度ドレイン領域1eとを電気的に接続するためのコンタクトホール8を、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。
【0116】
次に、図11(b)に示すように、第3層間絶縁膜7の上に、スパッタ処理等により、ITO等の透明導電性薄膜9を、約50〜200nmの厚さに堆積し、更に図11(c)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、画素電極9aを形成する。尚、本実施形態の液晶装置が反射型液晶装置である場合には、Al等の反射率の高い不透明な材料から画素電極9aを形成してもよい。
【0117】
続いて、画素電極9aの上にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように、且つ所定方向にラビング処理を施すこと等により、配向膜16(図3参照)が形成される。
【0118】
以上のようにして、TFTアレイ基板(電気光学装置用基板)10が製造される。
【0119】
本実施形態の電気光学装置用基板の製造方法によれば、第1遮光膜(遮光層)11aを形成した基板本体(光透過性基板)10A上に絶縁体層12Xを形成し、絶縁体層12Xを形成した基板本体10Aの表面を、第1遮光膜11a表面が露出するまで研磨することによって、第1遮光膜11aが形成されていない領域に、第1遮光膜11aと同じ膜厚を有する第1の絶縁体層12Aを形成し、第1遮光膜11aと第1の絶縁体層12Aとを形成した基板本体10Aの表面を平坦化することができるとともに研磨の終点を容易に検出できることができる。
【0120】
さらに、表面が平坦化された第1遮光膜11aと第1の絶縁体層12Aの表面上に第2の絶縁体層12Aを形成することにより、第1の絶縁体層12Aと第2の絶縁体層12Bとからなり、表面が平坦化された第1層間絶縁膜12を形成することができるので、単結晶シリコン層206を貼り合わせる基板本体10Aの表面を平坦化することができる。
【0121】
このように、単結晶シリコン層206を貼り合わせる基板本体10Aの表面を平坦化することができるので、第1層間絶縁膜12と単結晶シリコン層206とを貼り合わせた境界面にボイドを発生させず、TFT(トランジスタ素子)30の特性の劣化を防止することができる。
【0122】
また、第1層間絶縁膜12と単結晶シリコン層206との貼り合わせ強度を確保することができるので、TFT(トランジスタ素子)30を形成する工程において膜剥がれ等の不良が発生することを防止し、製品の歩留まりを向上させることができる。
【0123】
また、本実施形態においては、第1の絶縁体層12Aを形成した後、さらに第1遮光膜11aと第1の絶縁体層12Aの表面上に第2の絶縁体層12Bを設け、第2の絶縁体層12Bの表面上にTFT(トランジスタ素子)30を設ける構成としたので、金属等からなる第1遮光膜11aからTFT(トランジスタ素子)30への汚染を完全に防止することができる。
【0124】
なお、貼り合わせに用いる単結晶シリコン基板206aの貼り合わせ側の表面にはあらかじめ酸化膜206bを形成しておくので、金属等からなる第1遮光膜11aの表面上に直接単結晶シリコン基板206aを貼り合わせ、TFT(トランジスタ素子)30の形成を行っても、酸化膜206bによって、第1遮光膜11aからTFT(トランジスタ素子)30への汚染を十分防止できる場合には、第1遮光膜11aと第1の絶縁体層12Aを形成した後、第2の絶縁体層12Bを形成せずに、直接単結晶シリコン基板206aを貼り合わせることが望ましく、第2の絶縁体層12Bを設ける工程が不要になるため、製造工程を簡略化することができる。
【0125】
また、この場合には、基板本体(光透過性基板)10Aの一方の表面上に、所定のパターンの第1遮光膜(遮光層)11aと、第1遮光膜11aが形成されていない領域に形成され、第1遮光膜(遮光層)11aと同じ膜厚を有し、表面が平坦化された第1の絶縁体層12Aと、第1遮光膜11aの表面上に直接形成されたTFT(トランジスタ素子)30とを具備するTFTアレイ基板(電気光学装置用基板)を提供することができる。
【0126】
また、本実施形態においては、第1遮光膜11aがトランジスタ素子の形成領域(画素部)内にのみ設けられた場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1遮光膜11aはトランジスタ素子の非形成領域に設けられていても良く、本実施形態と同等の効果を得ることができる。なお、第1遮光膜11aをトランジスタ素子の非形成領域にも設ける場合、トランジスタ素子の非形成領域における第1遮光膜11aのパターンは、トランジスタ素子の形成領域内と同じパターンであってもよいし、パターニングされていなくてもよく、いかなるパターンであってもよい。
【0127】
次に、対向基板20の製造方法及びTFTアレイ基板10と対向基板20とから液晶装置を製造する方法について説明する。
【0128】
図3に示した対向基板20については、基板本体20Aとしてガラス基板等の光透過性基板を用意し、基板本体20Aの表面上に、第2遮光膜23及び後述する周辺見切りとしての第2遮光膜を形成する。第2遮光膜23及び後述する周辺見切りとしての第2遮光膜は、例えばCr、Ni、Alなどの金属材料をスパッタリングした後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成される。尚、これらの第2遮光膜は、上記の金属材料の他、カーボンやTiなどをフォトレジストに分散させた樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。
【0129】
その後、基板本体20Aの表面上の全面にスパッタリング法などにより、ITO等の透明導電性薄膜を、約50〜200nmの厚さに堆積することにより、対向電極21を形成する。更に、対向電極21の表面上の全面にポリイミドなどの配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように、且つ所定方向にラビング処理を施すこと等により、配向膜22(図3参照)を形成する。以上のようにして、対向基板20が製造される。
【0130】
最後に、上述のように製造されたTFTアレイ基板10と対向基板20とを、配向膜16及び22が互いに対向するようにシール材により貼り合わせ、真空吸引法などの方法により、両基板間の空間に、例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶を吸引して、所定の厚みを有する液晶層50を形成することにより、上記構造の液晶装置が製造される。
【0131】
(液晶装置の全体構成)
上記のように構成された本実施形態の液晶装置の全体構成を図12及び図13を参照して説明する。尚、図12は、TFTアレイ基板10を対向基板20側から見た平面図であり、図13は、対向基板20を含めて示す図12のH−H’断面図である。
【0132】
図12において、TFTアレイ基板10の表面上には、シール材52がその縁に沿って設けられており、図13に示すように、図12に示したシール材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TFTアレイ基板10に固着されている。
【0133】
図12に示すように、対向基板20の表面上にはシール材52の内側に並行させて、例えば第2遮光膜23と同じ或いは異なる材料から成る周辺見切りとしての第2遮光膜53が設けられている。
【0134】
また、TFTアレイ基板10において、シール材52の外側の領域には、データ線駆動回路101及び実装端子102がTFTアレイ基板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場合には、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。
【0135】
また、データ線駆動回路101を表示領域(画素部)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。
【0136】
更にTFTアレイ基板10の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路104間をつなぐための複数の配線105が設けられており、更に、周辺見切りとしての第2遮光膜53の下に隠れてプリチャージ回路を設けてもよい。また、TFTアレイ基板10と対向基板20間のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための導通材106が設けられている。
【0137】
また、TFTアレイ基板10の表面上には更に、製造途中や出荷時の液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。また、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104をTFTアレイ基板10の表面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、TFTアレイ基板10の周辺領域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。
【0138】
また、対向基板20の光が入射する側及びTFTアレイ基板10の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、STN(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。
【0139】
本実施形態の液晶装置がカラー液晶プロジェクタ(投射型表示装置)に適用される場合には、3枚の液晶装置がRGB用のライトバルブとして各々用いられ、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投射光として各々入射されることになる。従って、その場合には上記実施形態で示したように、対向基板20に、カラーフィルタは設けられていない。
【0140】
しかしながら、対向基板20の基板本体20Aの液晶層50側表面上において、第2遮光膜23の形成されていない画素電極9aに対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜と共に形成してもよい。このような構成とすれば、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に、上記実施形態の液晶装置を適用することができる。
【0141】
更に、対向基板20の表面上に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の表面上に、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。
【0142】
なお、本実施形態における液晶装置では、従来と同様に入射光を対向基板20側から入射させることとしたが、TFTアレイ基板10に第1遮光膜11aを設ける構成としているので、TFTアレイ基板10側から入射光を入射させ、対向基板20側から出射するようにしても良い。即ち、このように液晶装置を液晶プロジェクタに取り付けても、半導体層1aのチャネル領域1a’及びLDD領域1b、1cに光が入射することを防ぐことが出来、高画質の画像を表示することが可能である。
【0143】
従来は、TFTアレイ基板10の裏面側での反射を防止するために、反射防止用のAR(Anti−reflection)被膜された偏光手段を別途配置したり、ARフィルムを貼り付ける必要があった。しかし、本実施形態では、TFTアレイ基板10の表面と半導体層1aの少なくともチャネル領域1a’及びLDD領域1b、1cとの間に第1遮光膜11aが形成されているため、このようなAR被膜された偏光手段やARフィルムを用いたり、TFTアレイ基板10そのものをAR処理した基板を使用する必要が無くなる。
【0144】
従って、上記実施形態によれば、材料コストを削減でき、また偏光手段の貼り付け時に、ごみ、傷等により、歩留まりを落とすことがなく大変有利である。また、耐光性が優れているため、明るい光源を使用したり、偏光ビームスプリッタにより偏光変換して、光利用効率を向上させても、光によるクロストーク等の画質劣化を生じない。
【0145】
また、本実施形態の液晶装置は、本実施形態の電気光学装置用基板用基板の製造方法により製造されたTFTアレイ基板(電気光学装置用基板)10を備えたものであるので、第1層間絶縁膜12と単結晶シリコン層206とを貼り合わせた境界面にボイドがなく、第1層間絶縁膜12と単結晶シリコン層206との貼り合わせ強度が強く、TFT(トランジスタ素子)30の特性にばらつきや欠陥を生じることがない、性能の優れたものとなる。
【0146】
(電子機器)
上記の実施形態の液晶装置(電気光学装置)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14を参照して説明する。
【0147】
図14において、投射型表示装置1100は、上記の実施形態の液晶装置を3個用意し、夫々RGB用の液晶装置962R、962G及び962Bとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。
【0148】
本例の投射型表示装置の光学系には、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)に分離する色分離手段としての色分離光学系924と、各色光束R、G、Bを変調する変調手段としての3つのライトバルブ925R、925G、925Bと、変調された後の色光束を再合成する色合成手段としての色合成プリズム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。
【0149】
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921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、925G、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。
【0150】
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。赤色光束Rはこのミラー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からプリズムユニット910の側に出射される。
【0151】
次に、緑反射ダイクロイックミラー942において、青緑反射ダイクロイックミラー941において反射された青色、緑色光束B、Gのうち、緑色光束Gのみが直角に反射されて、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。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944、945、946までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。
【0152】
色分離光学系924の赤色、緑色光束R、Gの出射部944、945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、緑色光束R、Gは、これらの集光レンズ951、952に入射して平行化される。
【0153】
このように平行化された赤色、緑色光束R、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、図示を省略している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。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、960B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、962G、962Bとからなる液晶ライトバルブである。
【0154】
導光系927は、青色光束Bの出射部946の出射側に配置した集光レンズ954と、入射側反射ミラー971と、出射側反射ミラー972と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ973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。集光レンズ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、962G、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。
【0155】
各ライトバルブ925R、925G、925B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。
【0156】
本例では、液晶装置962R、962G、962Bには、TFTの下側に第1遮光膜(遮光層)が設けられているため、当該液晶装置962R、962G、962B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、投射光が通過する際のTFTアレイ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TFTアレイ基板の側から入射しても、画素電極のスイッチング用のTFTのチャネルに対する遮光を十分に行うことができる。
【0157】
このため、小型化に適したプリズムユニットを投射光学系に用いても、各液晶装置962R、962G、962Bとプリズムユニットとの間において、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。
【0158】
また、本実施形態では、戻り光によるTFT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961R、961G、961Bを貼り付けなくてもよい。そこで、図15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はプリズムユニット910に貼り付け、他方の偏光手段960R、960G、960Bは集光レンズ953、945、944に貼り付けることが可能である。このように、偏光手段をプリズムユニットあるいは集光レンズに貼り付けることにより、偏光手段の熱は、プリズムユニットあるいは集光レンズで吸収されるため、液晶装置の温度上昇を防止することができる。
【0159】
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ため、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防ぐことができ、液晶装置の温度上昇による誤動作を防ぐことができる。
【0160】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電気光学装置用基板の製造方法によれば、遮光層を形成した光透過性基板上に絶縁体層を形成し、絶縁体層を形成した光透過性基板の表面を、遮光層表面が露出するまで研磨することによって、単結晶シリコン層を貼り合わせる光透過性基板の表面を平坦化することができるとともに、遮光層に研磨停止機能を持たせ、研磨の終点を容易に検出することができる。
【0161】
また、遮光層からトランジスタ素子への汚染の恐れがある場合には、単結晶シリコン基板を貼り合わせる前に、遮光層と絶縁体層の表面上に第2の絶縁体層を形成することが望ましい。
【0162】
また、本発明の電気光学装置用基板の製造方法により製造される電気光学装置用基板及びこの電気光学装置用基板を備えた電気光学装置は、遮光層と絶縁体層とを形成した光透過性基板と単結晶シリコン層とを貼り合わせた境界面にボイドがなく、遮光層と絶縁体層とを形成した光透過性基板と単結晶シリコン層との貼り合わせ強度が強く、トランジスタ素子の特性にばらつきや欠陥を生じることがない、性能の優れたものとなる。
【0163】
また、本発明の電気光学装置を備えることにより、性能の優れた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明に係る実施形態の電気光学装置において、画素部を構成する各種素子、配線等の等価回路図である。
【図2】 図2は、本発明に係る実施形態の電気光学装置において、TFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図3】 図3は、図2のA−A’断面図である。
【図4】 図4(a)〜(c)は、本発明に係る実施形態の電気光学装置用基板の製造方法を示す工程図である。
【図5】 図5(a)〜(c)は、本発明に係る実施形態の電気光学装置用基板の製造方法を示す工程図である。
【図6】 図6(a)〜(e)は、本発明に係る実施形態の電気光学装置用基板の製造方法を示す工程図である。
【図7】 図7(a)〜(d)は、本発明に係る実施形態の電気光学装置用基板の製造方法を示す工程図である。
【図8】 図8(a)〜(e)は、本発明に係る実施形態の電気光学装置用基板の製造方法を示す工程図である。
【図9】 図9(a)〜(d)は、本発明に係る実施形態の電気光学装置用基板の製造方法を示す工程図である。
【図10】 図10(a)〜(c)は、本発明に係る実施形態の電気光学装置用基板の製造方法を示す工程図である。
【図11】 図11(a)〜(c)は、本発明に係る実施形態の電気光学装置用基板の製造方法を示す工程図である。
【図12】 図12は、本発明に係る実施形態の電気光学装置のTFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。
【図13】 図13は、図12のH−H’断面図である。
【図14】 図14は、本発明に係る実施形態の電気光学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図である。
【図15】 図15(a)、(b)は、従来の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
1a…半導体層
1a’…チャネル領域
1b…低濃度ソース領域(ソース側LDD領域)
1c…低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)
1d…高濃度ソース領域
1e…高濃度ドレイン領域
10…TFTアレイ基板
20…対向基板
10A、20A…基板本体(光透過性基板)
11a…第1遮光膜(遮光層)
12…第1層間絶縁膜
12A…第1の絶縁体層
12B…第2の絶縁体層
12X…絶縁体層
30…画素スイッチング用TFT(トランジスタ素子)
50…液晶層(電気光学材料層)
206…単結晶シリコン層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device comprising a light-shielding layer having a predetermined pattern, an insulator layer, and a transistor element on the surface of the light-transmitting substrate, and the substrate for an electro-optical device manufactured by the manufacturing method. The present invention relates to an electro-optical device and an electronic apparatus including the electro-optical device substrate.
[0002]
[Prior art]
The SOI technology, in which a single crystal silicon thin film is formed on an insulating substrate and a semiconductor device is formed on the single crystal silicon thin film, has advantages such as higher element speed, lower power consumption, and higher integration. It is suitably used for an electro-optical device such as a device.
[0003]
When the SOI technology is applied to the electro-optical device as described above, a single crystal silicon substrate is bonded to a light transmissive substrate, a thin single crystal silicon layer is formed by polishing or the like, and the single crystal silicon layer is used for driving a liquid crystal, for example. Transistor elements such as MOSFETs are formed.
[0004]
By the way, in a projection display device such as a projector using a liquid crystal device, light is usually incident from one light-transmitting substrate side (the surface of the liquid crystal device) constituting the liquid crystal device. In general, a light shielding layer is provided on the light incident side of the transistor element in order to prevent light leakage current from entering the channel region of the transistor element formed on the surface of the substrate.
[0005]
However, even if a light-shielding layer is provided on the light incident side of the transistor element, if the substrate on which the transistor element is formed has light transmittance, the light incident on the liquid crystal device is incident on the substrate on which the transistor element is formed. The light may be reflected at the interface on the back surface and enter the channel portion of the transistor element as return light. This return light is a small percentage of the amount of light incident from the surface of the liquid crystal device, but in a device using a very powerful light source such as a projector, a light leakage current can be sufficiently generated. That is, the return light from the back surface of the substrate on which the transistor element is formed affects the switching characteristics of the element and degrades the device characteristics. Here, the surface on which the single crystal silicon layer is formed is the front surface of the substrate, and the opposite side is the back surface.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-293320 proposes a technique for forming a light-shielding layer corresponding to each transistor element on the surface of the substrate on which the transistor element is formed, and has a predetermined pattern on the substrate surface as described above. A method has been proposed in which a light-shielding layer is formed, an insulator layer is formed thereon, the surface of the insulator layer is flattened by polishing, and a single crystal silicon substrate is bonded onto the surface.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a general electro-optical device, transistor elements are formed on a substrate surface such that transistor elements are formed only in a display region (pixel portion) and transistor elements are not formed in a non-display region. Region) and regions that are not dense (regions that are not formed). Therefore, the light shielding layer provided corresponding to each transistor element is also distributed at the same density, and as a result, irregularities are formed on the surface of the insulator layer formed thereon, and the irregularities are also distributed. Even if the surface of the insulating layer is polished, the degree of polishing varies on the surface of the substrate. Even if the entire surface of the substrate is polished, the insulating layer becomes thicker at the portions where the convex portions are densely packed. There is a risk that the insulating layer becomes thin in the portion where the portion is not dense (the portion where the concave portion is dense), and the flatness of the surface of the insulating layer after polishing is low.
[0008]
For example, as illustrated in FIG. 15A, when a
[0009]
As described above, when the surface of the
[0010]
As described above, when the flatness of the surface of the insulator layer is lowered, the following problems occur. First, voids are generated at the interface between the insulator layer and the single crystal silicon layer, and the characteristics of the transistor element formed in the region where the voids are present may be deteriorated. Secondly, the bonding strength between the insulator layer and the single crystal silicon layer is weakened, which may cause defects such as film peeling in the transistor element formation process after the formation of the single crystal silicon layer, thereby reducing the product yield. There is.
[0011]
Even if the surface of the insulator layer can be flattened, there is no method for detecting the end point of polishing, that is, the moment when the insulator layer is flattened, and the polishing process is controlled only by the polishing time. . However, since the polishing rate changes depending on the lot of polishing liquid used, the polishing machine, and the like, the time until the insulator layer is flattened changes depending on the polishing conditions at that time. Therefore, the surface of the insulator layer may not be flattened even after polishing for a certain time.
[0012]
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and can planarize the surface of a light-transmitting substrate on which a single crystal silicon layer is bonded and a light shielding layer and an insulator layer are formed. And an electro-optical device substrate manufacturing method and an electro-optical device substrate capable of easily detecting an end point of polishing when polishing the insulator layer, and an electro-optical device including the electro-optical device substrate, and An object of the present invention is to provide an electronic apparatus including the electro-optical device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present inventionThe method for manufacturing a substrate for an electro-optical device is a light-transmitting substrate.aboveA step of forming a light shielding layer and the light shielding layer;Is patterned at least in the transistor element formation regionAnd patterned light shielding layerA first portion having a protrusion due to the thickness of the patterned light shielding layer;Forming an insulator layer;Polishing the surface of the first insulator layer until the surface of the patterned light-shielding layer is exposed, and polishing the surface of the first insulator layer and the surface of the light-shielding layer where the surface is exposed. A step of forming a second insulator layer; and a surface of the second insulator layer.A step of bonding a single crystal silicon layer; and a step of forming a transistor element from the single crystal silicon layer.
In the polishing step, the patterned light shielding layer has a polishing stop function.
[0014]
As described above, the inventor forms an insulator layer on the light-transmitting substrate on which the light-shielding layer is formed, and polishes the surface of the light-transmitting substrate on which the insulator layer is formed until the light-shielding layer surface is exposed. As a result, the surface of the light-transmitting substrate to which the single crystal silicon layer is bonded can be planarized, and the light shielding layer can have a polishing stop function by utilizing the different materials of the light shielding layer and the insulator layer. It was found that the end point of polishing can be easily detected.
[0015]
For example, when a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method is used, a light-shielding layer made of metal or the like does not cause a chemical reaction with the polishing liquid, so that the light-transmitting substrate is polished immediately after the surface of the light-shielding layer is exposed. The frictional force between the pad and the light transmissive substrate is reduced. Further, the vibration of the substrate holder that holds the light transmissive substrate also changes. Therefore, the end point of polishing can be easily detected by detecting the frictional force between the polishing pad and the light transmissive substrate or the vibration of the substrate holder.
[0016]
In the present specification, “the light shielding layer has a polishing stop function” specifically means, as described above, “detecting the end point of polishing by detecting the moment when the surface of the light shielding layer is exposed”. It means that.
[0017]
In addition, since an oxide film is formed in advance on the surface of the single crystal silicon substrate used for bonding, the single crystal silicon substrate is directly bonded onto the surface of the light shielding layer made of metal or the like. Even if the transistor element is formed after the thin film is formed into a single crystal silicon layer, contamination from the light shielding layer to the transistor element is prevented.
[0018]
However, even when an oxide film is formed on the surface of the single crystal silicon substrate, if there is a risk of contamination from the light shielding layer to the transistor element, such as when the surface oxide film is very thin, the single crystal silicon substrate is attached. Before the alignment, it is desirable to form an insulator layer on the surface of the light shielding layer.
[0019]
According to the reference invention of this caseThe method for manufacturing a substrate for an electro-optical device includes a step of forming a light shielding layer on one surface of a light transmissive substrate, and patterning the light shielding layer to form at least one surface of the light transmissive substrate. A step of forming a light shielding layer corresponding to each transistor element, a step of forming a first insulator layer on the surface of the light-transmitting substrate on which the patterned light shielding layer is formed, A step of polishing the surface of the light-transmitting substrate on which the insulator layer is formed until the surface of the light-shielding layer is exposed, and a step of forming a second insulator layer on the surface of the light-transmitting substrate whose surface is polished And a step of bonding a single crystal silicon layer to the surface of the light transmissive substrate on which the second insulator layer is formed, and a step of forming a transistor element from the single crystal silicon layer. To do.
[0020]
In this way, the first insulator layer is formed on the light transmissive substrate on which the light shielding layer is formed, and the surface of the light transmissive substrate on which the first insulator layer is formed is polished until the surface of the light shielding layer is exposed. Then, after the surfaces of the light shielding layer and the first insulator layer are flattened, and then the second insulator layer is formed thereon, the second insulator layer has a flattened surface. Therefore, the surface of the light-transmitting substrate on which the single crystal silicon layer is bonded can be planarized. Furthermore, in this case, since the second insulator layer is formed between the light shielding layer and the transistor element, contamination from the light shielding layer to the transistor element can be completely prevented.
[0021]
As explained above,The present inventionAccording to the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device, since the surface of the light-transmitting substrate on which the single crystal silicon layer is bonded can be planarized, the light-transmitting substrate on which the light-shielding layer and the insulator layer are formed; It is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the transistor element without generating a void at the boundary surface where the single crystal silicon layer is bonded. In addition, since the bonding strength between the light-transmitting substrate on which the light shielding layer and the insulator layer are formed and the single crystal silicon layer can be secured, it is possible to prevent defects such as film peeling in the process of forming the transistor element. , Can improve the product yield.
[0022]
The present inventionAccording to the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device, a light-shielding layer having a predetermined pattern and a region where the light-shielding layer is not formed are formed on one surface of the light-transmitting substrate and have the same thickness as the light-shielding layer And an insulating layer having a planarized surface and a transistor element formed above the light-shielding layer, and the semiconductor layer constituting the transistor element is formed from a single crystal silicon layer. There can be provided a substrate for an electro-optical device.
[0023]
Also,According to the reference invention of this caseAccording to the method for manufacturing the substrate for an electro-optical device, a second insulator layer is further provided on the surfaces of the light shielding layer and the insulator layer, and the transistor element is provided on the surface of the second insulator layer. The substrate for an electro-optical device can be provided.
[0024]
Also,According to the reference invention of this caseAn electro-optical device substrate and another light-transmitting substrate disposed so as to face the surface on which the transistor element of the electro-optical device substrate is formed, and between the two light-transmitting substrates. An electro-optical device including the sandwiched electro-optical material layer can be provided.
[0025]
According to the reference invention of this caseElectro-optical device substrate and electro-optical device substrateAccording to the reference invention of this caseThe electro-optical device has a light-transmitting substrate in which a light-transmitting substrate on which a light-shielding layer and an insulating layer are formed and a single crystal silicon layer bonded to each other have no voids and a light-shielding layer and an insulating layer are formed. The single crystal silicon layer has a high bonding strength, and does not cause variations or defects in the characteristics of the transistor element, so that it has excellent performance.
[0026]
Also,According to the reference invention of this caseBy providing the electro-optical device, it is possible to provide an electronic device with excellent performance.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. In this embodiment, an active matrix type liquid crystal device using a TFT (transistor element) as a switching element will be described as an example of an electro-optical device. In the present embodiment, the step of forming the first interlayer insulating film on the surface of the light-transmitting substrate on which the first light shielding film (light shielding layer) is formed, and the structure of the first interlayer insulating film to be formed are particularly characteristic. It is a typical one.
[0028]
(Structure of electro-optical device)
First, the structure of an electro-optical device according to an embodiment of the present invention will be described by taking up a liquid crystal device. The electro-optical device (liquid crystal device) of the present embodiment includes a TFT array substrate (electro-optical device substrate) manufactured by the method of manufacturing the electro-optical device substrate of the present embodiment.
[0029]
FIG. 1 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix that forms a pixel portion (display region) of a liquid crystal device. FIG. 2 is an enlarged plan view showing a plurality of adjacent pixel groups on the TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, light shielding films, and the like are formed. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 2. In FIG. 1 to FIG. 3, the scales are different for each layer and each member so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawings.
[0030]
In FIG. 1, a plurality of pixels formed in a matrix that forms a pixel portion of a liquid crystal device includes a plurality of
[0031]
The
[0032]
The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gradation display. In the normally white mode, incident light cannot pass through the liquid crystal part according to the applied voltage. In the normally black mode, incident light passes through the liquid crystal part according to the applied voltage. Light that has a contrast corresponding to the image signal is emitted from the liquid crystal device as a whole.
[0033]
Here, in order to prevent a display defect such as a decrease in contrast ratio and flicker called flicker due to a leak of the held image signal, the liquid crystal capacitance formed between the
[0034]
Next, referring to FIG. 2, the planar structure in the transistor element formation region (pixel portion) of the TFT array substrate will be described in detail. As shown in FIG. 2, in the transistor element formation region (pixel portion) on the TFT array substrate of the liquid crystal device, the outline is indicated by a plurality of
[0035]
The
[0036]
A plurality of first light-shielding films (light-shielding layers) 11a are provided in the region indicated by the diagonal lines rising to the right in the drawing. More specifically, the first light-shielding
[0037]
In this embodiment, the
[0038]
Next, a cross-sectional structure in the pixel portion of the liquid crystal device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, in the liquid crystal device, a
[0039]
The
[0040]
A
[0041]
On the surface of the
[0042]
On the other hand, a counter electrode (common electrode) 21 is provided over the entire surface of the
[0043]
Further, on the surface of the
[0044]
Between the
[0045]
The
[0046]
Further, the sealing material is made of an adhesive such as a photo-curing adhesive or a thermosetting adhesive for bonding the
[0047]
Further, as shown in FIG. 3, on the surface of the
[0048]
By configuring the first
[0049]
In the present embodiment, since the first light-shielding
[0050]
In addition, in the region where the first
[0051]
Further, by providing the first
[0052]
In the present embodiment, the
[0053]
More specifically, the high-
[0054]
Further, as can be seen from FIGS. 2 and 3, in the
[0055]
As a result, the space outside the opening area, that is, the area under the
[0056]
In the present embodiment, the first
[0057]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, in addition to providing the first
[0058]
Further, in the first
[0059]
The
[0060]
Further, as shown in FIG. 2, the first
[0061]
In FIG. 2, the linear main line portion of the first
[0062]
The
[0063]
When the
[0064]
Further, the
[0065]
In FIG. 3, the
[0066]
A corresponding one of the plurality of
[0067]
The
[0068]
Furthermore, on the
[0069]
The
[0070]
In addition, although a single gate structure in which only one gate electrode (scanning
[0071]
Here, in general, the single crystal silicon layer constituting the
[0072]
Further, as described above, since the first
[0073]
In the present embodiment, since the
[0074]
(Method for manufacturing electro-optical device)
Next, a method for manufacturing a liquid crystal device having the above structure will be described with reference to FIGS.
[0075]
First, a method for manufacturing the
[0076]
First, based on FIG. 4 and FIG. 5, the process until the first light shielding film (light shielding layer) 11a and the first
[0077]
First, a substrate body (light transmissive substrate) 10A such as a quartz substrate or hard glass is prepared, and the
[0078]
As shown in FIG. 4 (a), the entire surface of the
[0079]
Next, after forming a photoresist on the entire surface of the
[0080]
Next, the
[0081]
Next, as shown in FIG. 5A, the
[0082]
Next, as shown in FIG. 5B, the surface of the first
[0083]
When the surface of the substrate
[0084]
Further, in this step, the end point of polishing can be easily detected by utilizing the different materials of the first
[0085]
Thus, in this embodiment, since the end point of polishing can be detected by detecting the moment when the surface of the first
[0086]
Next, as shown in FIG. 5C, the second surface is formed on the entire surface of the
[0087]
Further, since the
[0088]
Next, a method of manufacturing the
[0089]
FIG. 6A is a diagram showing a part of FIG. In FIGS. 6 to 11, the illustration of the
[0090]
As shown in FIG. 6B, the substrate
[0091]
The thickness of the single
[0092]
For the bonding step, for example, a method of directly bonding two substrates by heat treatment at 300 ° C. for 2 hours can be employed. In order to further increase the bonding strength, it is necessary to further increase the heat treatment temperature to about 450 ° C., but there is a large difference in the thermal expansion coefficient between the
[0093]
In order to suppress the occurrence of defects such as cracks, the single
[0094]
Next, as shown in FIG. 6C, the single
[0095]
The heat treatment can be performed, for example, by heating the two bonded substrates to 600 ° C. at a temperature rising rate of 20 ° C. per minute. By this heat treatment, the bonded single
[0096]
In addition to the method described here, the thinned single
[0097]
Next, as shown in FIG. 6D, a
[0098]
Next, as shown in FIG. 6E, the first
[0099]
Next, as shown in FIG. 7A, a resist
[0100]
Next, as shown in FIG. 7B, a resist film is formed at a position corresponding to a P-
[0101]
Next, as shown in FIG. 7C, a resist
[0102]
Next, as shown in FIG. 7D, in order to reduce the resistance of the first
[0103]
Next, as shown in FIG. 8A, a
[0104]
Next, as shown in FIG. 8B, after the
[0105]
Next, as shown in FIG. 8C, the
[0106]
Next, as shown in FIG. 8D, in order to form a P-channel LDD region in the
[0107]
Subsequently, as shown in FIG. 8E, in order to form a P-channel high
[0108]
Next, as shown in FIG. 9A, in order to form an N-channel LDD region in the
[0109]
Subsequently, as shown in FIG. 9B, in order to form the N channel high
[0110]
Next, as shown in FIG. 9C, for example, by using a normal pressure or reduced pressure CVD method or TEOS gas so as to cover the
[0111]
Thereafter, an annealing process at about 850 ° C. is performed for about 20 minutes in order to activate the high
[0112]
Next, as shown in FIG. 9D, the
[0113]
Next, as shown in FIG. 10A, on the second
[0114]
Next, as shown in FIG. 10 (c), a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, BPSG is used to cover the
[0115]
Next, as shown in FIG. 11A, in the
[0116]
Next, as shown in FIG. 11B, a transparent conductive
[0117]
Subsequently, after a polyimide alignment film coating solution is applied onto the
[0118]
As described above, the TFT array substrate (electro-optical device substrate) 10 is manufactured.
[0119]
According to the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device of this embodiment, the
[0120]
Further, the
[0121]
In this way, the surface of the
[0122]
In addition, since the bonding strength between the first
[0123]
In the present embodiment, after the
[0124]
Since the
[0125]
In this case, the first light-shielding film (light-shielding layer) 11a having a predetermined pattern and the first light-shielding
[0126]
In the present embodiment, the case where the first
[0127]
Next, a manufacturing method of the
[0128]
For the
[0129]
Thereafter, a counter electrode 21 is formed by depositing a transparent conductive thin film such as ITO on the entire surface of the substrate
[0130]
Finally, the
[0131]
(Overall configuration of liquid crystal device)
The overall configuration of the liquid crystal device of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 12 is a plan view of the
[0132]
In FIG. 12, a sealing
[0133]
As shown in FIG. 12, a second
[0134]
In the
[0135]
In addition, the data
[0136]
Further, a plurality of
[0137]
Further, on the surface of the
[0138]
Further, for example, the TN (twisted nematic) mode, the STN (super TN) mode, and the D-STN (dual scan-STN) are respectively provided on the light incident side of the
[0139]
When the liquid crystal device of this embodiment is applied to a color liquid crystal projector (projection display device), three liquid crystal devices are used as RGB light valves, and each panel is for RGB color separation. Each color light separated through the dichroic mirror is incident as projection light. Therefore, in that case, as shown in the above embodiment, the
[0140]
However, even if an RGB color filter is formed together with the protective film in a predetermined region facing the
[0141]
Furthermore, a micro lens may be formed on the surface of the
[0142]
In the liquid crystal device according to this embodiment, incident light is incident from the
[0143]
Conventionally, in order to prevent reflection on the back surface side of the
[0144]
Therefore, according to the above embodiment, the material cost can be reduced, and it is very advantageous that the yield is not lowered due to dust, scratches, etc. when the polarizing means is attached. In addition, since the light resistance is excellent, even when a bright light source is used or polarization conversion is performed by a polarization beam splitter to improve light use efficiency, image quality degradation such as crosstalk due to light does not occur.
[0145]
In addition, since the liquid crystal device of the present embodiment includes the TFT array substrate (electro-optical device substrate) 10 manufactured by the method for manufacturing the substrate for an electro-optical device of the present embodiment, the first interlayer There is no void at the boundary surface where the insulating
[0146]
(Electronics)
As an example of an electronic apparatus using the liquid crystal device (electro-optical device) of the above embodiment, a configuration of a projection display device will be described with reference to FIG.
[0147]
In FIG. 14, a
[0148]
A
[0149]
The uniform illumination
[0150]
Each color separation
[0151]
Next, in the green reflection
[0152]
Condensing
[0153]
The collimated red and green light beams R and G are incident on the
[0154]
The
[0155]
The color light beams R, G, and B modulated through the
[0156]
In this example, since the
[0157]
For this reason, even if a prism unit suitable for miniaturization is used in the projection optical system, a film for preventing return light is separately arranged between the
[0158]
In this embodiment, since the influence of the return light on the channel region of the TFT can be suppressed, the polarizing means 961R, 961G, and 961B subjected to the return light prevention process directly on the liquid crystal device need not be attached. Therefore, as shown in FIG. 15, the polarizing means is formed apart from the liquid crystal device. More specifically, one polarizing means 961R, 961G, 961B is attached to the
[0159]
Although not shown, an air layer is formed between the liquid crystal device and the polarizing unit by forming the liquid crystal device and the polarizing unit apart from each other, so a cooling unit is provided between the liquid crystal device and the polarizing unit. By sending air such as cold air into the liquid crystal, it is possible to further prevent the temperature of the liquid crystal device from rising and to prevent malfunction due to the temperature rise of the liquid crystal device.
[0160]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device of the present invention, an insulator layer is formed on a light-transmitting substrate on which a light shielding layer is formed, and the light-transmitting substrate on which the insulator layer is formed. By polishing the surface until the surface of the light shielding layer is exposed, the surface of the light-transmitting substrate to which the single crystal silicon layer is bonded can be flattened, and the light shielding layer has a polishing stop function so that the polishing end point can be obtained. Can be easily detected.
[0161]
In the case where there is a risk of contamination from the light shielding layer to the transistor element, it is desirable to form the second insulator layer on the surfaces of the light shielding layer and the insulator layer before the single crystal silicon substrate is bonded. .
[0162]
An electro-optical device substrate manufactured by the method for manufacturing an electro-optical device substrate according to the present invention and an electro-optical device including the electro-optical device substrate have light-transmitting properties in which a light shielding layer and an insulator layer are formed. There are no voids at the interface between the substrate and the single crystal silicon layer, and the light-transmitting substrate on which the light-shielding layer and the insulator layer are formed and the single crystal silicon layer have a strong bonding strength, which improves the transistor element characteristics. Excellent performance without variations and defects.
[0163]
In addition, by providing the electro-optical device of the present invention, an electronic apparatus with excellent performance can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like constituting a pixel unit in an electro-optical device according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate in the electro-optical device according to the embodiment of the invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 2;
4A to 4C are process diagrams showing a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 5A to 5C are process diagrams illustrating a method for manufacturing an electro-optical device substrate according to an embodiment of the present invention.
6A to 6E are process diagrams showing a method for manufacturing an electro-optical device substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 7A to 7D are process diagrams showing a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 8A to 8E are process diagrams showing a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to an embodiment of the present invention.
9A to 9D are process diagrams showing a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 10A to 10C are process diagrams showing a method for manufacturing an electro-optical device substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 11A to 11C are process diagrams showing a method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to an embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 12 is a plan view of the TFT array substrate of the electro-optical device according to the embodiment of the present invention as viewed from the counter substrate side together with each component formed on the TFT array substrate.
FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line H-H ′ of FIG.
FIG. 14 is a configuration diagram of a projection display device that is an example of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the embodiment of the invention.
FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining a conventional problem. FIGS.
[Explanation of symbols]
1a ... Semiconductor layer
1a '... channel region
1b: low concentration source region (source side LDD region)
1c: Low concentration drain region (drain side LDD region)
1d ... High concentration source region
1e ... High concentration drain region
10 ... TFT array substrate
20 ... Counter substrate
10A, 20A ... substrate body (light transmissive substrate)
11a ... 1st light shielding film (light shielding layer)
12 ... 1st interlayer insulation film
12A ... 1st insulator layer
12B ... Second insulator layer
12X: Insulator layer
30 ... TFT for pixel switching (transistor element)
50 ... Liquid crystal layer (electro-optic material layer)
206 ... single crystal silicon layer
Claims (2)
前記遮光層を少なくともトランジスタ素子の形成領域にパターニングする工程と、
前記パターニングされた遮光層上に、該パターニングされた遮光層の厚みに起因する凸部を有する第1の絶縁体層を形成する工程と、
前記第1の絶縁体層の表面を、前記パターニングされた遮光層の表面が露出するまで研磨する工程と、
表面を研磨した前記第1の絶縁体層及び前記表面が露出した遮光層の表面に第2の絶縁体層を形成する工程と、
前記第2の絶縁体層の表面に単結晶シリコン層を貼り合わせる工程と、
前記単結晶シリコン層によりトランジスタ素子を形成する工程とを具備することを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。Forming a light shielding layer on the light transmissive substrate ;
Patterning the light shielding layer at least in a transistor element formation region ;
Forming on the patterned light shielding layer a first insulator layer having a convex portion resulting from the thickness of the patterned light shielding layer ;
Polishing the surface of the first insulator layer until the surface of the patterned light shielding layer is exposed;
Forming a second insulator layer on the surface of the first insulator layer whose surface is polished and the light shielding layer where the surface is exposed;
Bonding a single crystal silicon layer to the surface of the second insulator layer ;
Forming a transistor element from the single crystal silicon layer. A method of manufacturing a substrate for an electro-optical device.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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