JP2002014628A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents
半導体装置およびその作製方法Info
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Abstract
びソース配線の配置を適したものとして、かつ、マスク
数及び工程数を増加させることなく高い開口率を実現し
た画素構造を有するアクティブマトリクス型表示装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 絶縁表面上のゲート電極及びソース配線
と、前記ゲート電極及びソース配線上の第1の絶縁層
と、前記第1の絶縁膜上の半導体層と、前記半導体膜上
の第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上の前記ゲート電
極と接続するゲート配線と、前記ソース電極と前記半導
体層とを接続する接続電極と、前記半導体層と接続する
画素電極とを有することを特徴としている。
Description
(以下、TFTという)で構成された集積回路を有する
半導体装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶
表示パネルに代表される電気光学装置およびその様な電
気光学装置を部品として搭載した電子装置に関する。
尚、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を
利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装
置、半導体回路および電子装置は全て半導体装置の範疇
に含まれるものとする。
いて薄膜トランジスタ(TFT)を作製する技術が開発
されている。TFTは液晶表示装置のスイッチング素子
として実用化が進み、最近ではCMOS回路を形成し、
ガラスなどの基板上に集積回路を形成することも可能と
なっている。
するため、画素電極をマトリクス状に配置し、画素電極
の各々に接続するスイッチング素子としてTFTを用い
たアクティブマトリクス型液晶表示装置が主流となりつ
つある。このアクティブマトリクス型液晶表示装置に
は、大別して透過型と反射型の二種類が知られている。
特に、反射型の液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置
と比較して、バックライトを使用しないため、消費電力
が少ないといった長所を有し、携帯型情報端末やビデオ
カメラ用の直視型表示装置としての需要が高まってい
る。
装置は、液晶の光学変調作用を利用して、入射光が画素
電極で反射して装置外部に出力される状態と、入射光が
装置外部に出力されない状態とを選択し、明と暗の表示
を行わせ、さらにそれらを組み合わせることで画像表示
を行うものである。一般に反射型の液晶表示装置におけ
る画素電極は、アルミニウムや銀などの光反射率の高い
導電性材料を用いている。
つれ、必然的に画素一つ当たりのサイズは微細化する。
その結果、画素部においてTFT、ソース配線、ゲート
配線などが占める面積の割合が大きくなり、開口率が低
下してしまう。従って、規定の画素サイズの中で各画素
の高開口率を得るためには、画素の回路構成に必要な回
路要素を効率よくレイアウトすることが不可欠となって
くる。
で高開口率を実現するためには、画素部の回路構成に必
要な要素を効率よく配置することが不可欠となる。
されたものであり、画素部に形成される画素電極やゲー
ト配線及びソース配線の配置を適したものとして、か
つ、マスク数及び工程数を増加させることなく高い開口
率を実現した画素構造を有するアクティブマトリクス型
表示装置を提供することを目的とする。
リクスを形成するための遮光膜を用いることなくTFT
を遮光し、さらに画素と画素との間から漏洩する光を遮
断する構造を特徴としている。そのような構造を有する
本発明の構成は、絶縁表面上のゲート電極及びソース配
線と、前記ゲート電極及びソース配線上の第1の絶縁膜
と、前記第1の絶縁膜上の半導体膜と、前記半導体膜上
の第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上の前記ゲート電
極と接続するゲート配線と、前記ソース配線と前記半導
体膜とを接続する接続電極と、前記半導体膜と接続する
画素電極とを有することを特徴としている。
1のゲート電極と第2のゲート電極とソース配線と、前
記第1及び第2のゲート電極とソース配線上の第1の絶
縁膜と、前記第1の絶縁膜上に、ソース領域及びドレイ
ン領域とチャネル形成領域とを有る第1の半導体膜と、
前記第2のゲート電極と重なる第2の半導体膜と、前記
第1及び第2の半導体膜上の第2の絶縁膜と、前記第2
の絶縁膜上に前記ゲート電極と接続するゲート配線と、
前記ソース配線と前記ソース領域と接続する接続電極
と、前記ドレイン領域と前記第2の半導体膜とに接続す
る画素電極とを有することを特徴としている。
電極の一方の端部は、前記ソース配線上に形成すること
により、遮光膜を兼ねることができ、画素部において画
素電極が占める面積の割合を大きくすることができる。
ート電極とソース配線を形成する第1の工程と、前記ゲ
ート電極上に第1の絶縁膜を形成する第2の工程と、前
記第1の絶縁膜上に半導体膜を形成する第3の工程と、
前記半導体膜上に第2の絶縁膜を形成する第4の工程
と、前記第2の絶縁膜上に、前記ゲート電極と接続する
ゲート配線と、前記ソース配線と前記半導体膜とを接続
する接続電極と、前記半導体膜と接続する画素電極とを
形成する第5の工程とを有することを特徴としている。
ート電極とソース配線を形成する第1の工程と、前記ゲ
ート電極上に第1の絶縁膜を形成する第2の工程と、前
記第1の絶縁膜上に半導体膜を形成する第3の工程と、
前記半導体膜にソース領域及びドレイン領域を形成する
第4の工程と、前記半導体膜上に第2の絶縁膜を形成す
る第5の工程と、前記第2の絶縁膜上に、前記ゲート電
極と接続するゲート配線と、前記ソース配線と前記ソー
ス領域とを接続する接続電極と、前記ドレイン領域と接
続する画素電極とを形成する第6の工程とを有すること
を特徴としている。
1のゲート電極と第2のゲート電極とソース配線を形成
する第1の工程と、前記第1及び第2のゲート電極上に
第1の絶縁膜を形成する第2の工程と、前記第1の絶縁
膜上に、前記第1のゲート電極と重なる第1の半導体膜
と、前記第2のゲート電極と重なる第2の半導体膜とを
形成する第3の工程と、前記第1の半導体膜にソース領
域及びドレイン領域を形成する第4の工程と、前記半導
体膜上に第2の絶縁膜を形成する第5の工程と、前記第
2の絶縁膜上に、前記ゲート電極と接続するゲート配線
と、前記ソース配線と前記ソース領域とを接続する接続
電極と、前記ドレイン領域と前記第2の半導体膜と接続
する画素電極とを形成する第6の工程とを有することを
特徴としている。
は、ソース配線上に形成することにより、ソース配線が
遮光膜を兼ねる画素構造を形成することが可能となり、
画素部において画素電極が占める面積の割合を大きくす
ることができる。
装置に対する画素構造は、図1に示すように行方向に配
置されたゲート配線235と、列方向に配置されたソー
ス配線207と、ゲート配線とソース配線の交差部に対
応して設けた画素TFTと、該画素TFTに接続する画
素電極とから構成されている。
と記す)のゲート電極204は絶縁表面上に形成され、
第1の絶縁膜を介して半導体膜212が形成されてい
る。ソース配線207は、ゲート電極204と同じ絶縁
表面上に形成されている。ゲート配線235と画素電極
236は、半導体膜212上に形成された第2の絶縁膜
の上に形成されている。そして、ゲート配線235及び
画素電極236は、コンタクトホールを介してゲート電
極204及び半導体膜212とそれぞれ接続している。
また、ソース配線207と半導体膜212は、ゲート配
線235と同じ層に形成された接続配線234により接
続されている。
導体膜212がゲート電極204と交差する部分(TF
Tにおいてチャネルが形成される部分)を、ゲート配線
235で覆い遮光することができる。また、また、半導
体膜212のそれ以外の領域も遮光される構造とするこ
とが望ましい。また、図1ではゲート電極が櫛形となり
複数のチャネル形成領域が存在するTFT構造を示して
いるが、チャネル形成領域と他のチャネル形成領域との
間に存在する領域もゲート配線235によって遮光する
ことが望ましい。
極は画素に形成する保持容量を形成する一方の電極とし
ての機能を有している。一つの画素は、半導体膜212
と説族する画素電極236により形成されるが、画素電
極236はまた半導体膜213と接続している。半導体
膜213は容量を形成するための一方の電極として形成
され、ゲート電極205と一対となって保持容量を形成
する。この場合、半導体膜213にはp型の不純物(ア
クセプタ)が添加される。このような構成において保持
容量は画素電極236と重なって形成されている。
ース配線207と重ねて形成することができるので、隣
接する画素電極242との間から漏洩する光を遮光する
ことができる。
ロセスにより形成される。光露光プロセスで必要とされ
るフォトマスクの数は、ゲート電極形成用の第1のフォ
トマスク、半導体膜形成用の第2のフォトマスク、画素
TFTのLDD領域形成用の第3のフォトマスク、コン
タクトホール形成用の第4のフォトマスク、ゲート配線
と画素電極と接続配線形成用の第5のフォトマスクであ
り、5枚のフォトフォトマスクで画素部形成することが
できる。画素部の周辺にnチャネル型TFTとpチャネ
ル型TFTから成るCMOS回路を応用した駆動回路を
形成する場合には、nチャネル型TFTを覆うためのフ
ォトマスクが追加される。以上のように、図1に示す画
素構造とした場合、少ないマスク数で画素開口率の高い
反射型液晶表示装置を実現することができる。
表示装置を前提としたものであるが、フォトマスクを1
枚追加して透明電極を所定のパターンに形成すれば、透
過型の液晶表示装置を作製することもできる。以上の構
成でなる本発明について、以下に示す実施例によりさら
に詳細な説明を行う。
と、画素部の周辺に駆動回路を形成するTFT(nチャ
ネル型TFT及びpチャネル型TFT)を同時に作製す
る方法について是面を参照しながら説明する。
グ社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表
されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板201上に、好
適には、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、タ
ンタル(Ta)から選ばれた一種または複数種を成分と
する導電膜からゲート電極202〜204、ソース配線
206、207、画素部の保持容量を形成するための容
量配線205を形成する。例えば、低抵抗化と耐熱性の
観点からはMoとWの合金は適している。また、アルミ
ニウムを用い、表面を酸化処理してゲート電極を形成し
ても良い。
ト電極は、その厚さを200〜400nm、好ましくは2
50nmの厚さで形成し、その上層に形成する被膜の被覆
性(ステップカバレージ)を向上させるために、端部を
テーパー形状となるように形成する。テーパー部の角度
は5〜30度、好ましくは15〜25度で形成する。テ
ーパー部はドライエッチング法で形成され、エッチング
ガスと基板側に印加するバイアス電圧により、その角度
を制御する。
電極202〜204、ソース配線206、207、画素
部の保持容量を形成するための容量配線205を覆う第
1の絶縁膜208を形成する。第1の絶縁膜208はプ
ラズマCVD法またはスパッタ法を用い、その厚さを4
0〜200nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。
例えば、50nmの厚さの窒化シリコン膜208aと、1
20nmの厚さの酸化シリコン膜208bから第1の絶縁
膜208を形成する。その他に、プラズマCVD法でS
iH4、N2O、NH3から作製される酸化窒化シリコン
膜(SiOxNy)を適用してもよい。
膜を形成して、ゲート絶縁膜として用いるものである
が、基板201からアルカリ金属などの不純物が半導体
膜に拡散するのを防ぐブロッキング層としての機能も有
している。
209は、多結晶半導体を用いて30〜100nm、好ま
しくは40〜60nmの厚さで形成する。多結晶半導体の
材料に限定はないが、代表的にはシリコンまたはシリコ
ンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良
い。多結晶半導体は、プラズマCVD法やスパッタ法で
作製される非晶質構造を有する半導体をレーザー結晶化
法や熱結晶化法を用いて結晶化させて得る。
るには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレー
ザーやYAGレーザー、YVO4レーザー、YLFレー
ザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レ
ーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状
に集光し半導体膜に照射する方法を採用する。結晶化の
条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレ
ーザーを用いる場合はパルス発振周波数30Hzとし、レ
ーザーエネルギー密度を100〜400mJ/cm2(代表的
には200〜300mJ/cm2)とする。また、YAGレー
ザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振
周波数1〜10kHzとし、レーザーエネルギー密度を3
00〜600mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)
とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば
400μmで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡
って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率
(オーバーラップ率)を80〜98%として行う。
しきい値電圧を制御する目的で、ボロンに代表されるp
型の不純物(アクセプタ)を1×1016〜5×1017/c
m3の濃度で添加しておいても良い。
第2のフォトマスクを用いて所定のパターンに形成す
る。図4(C)は島状に分割された半導体膜210〜2
13を示す。半導体膜210〜212は、ゲート電極2
02、204と一部が重なるように形成する。図2はこ
の状態における画素部の上面図を示し、図中に示すA−
A'線に対応する断面が、図4(C)に対応している。
3上に酸化シリコンまたは窒化シリコンから成る絶縁膜
を100〜200nmの厚さに形成する。図4(D)は、
ゲート電極をマスクとする裏面からの露光プロセスによ
り、自己整合的にチャネル保護膜とする第3の絶縁層2
14〜218を半導体膜210〜212上に形成する。
ghtly Doped Drain)領域を形成するための第1のドー
ピング工程を行う。ドーピングの方法はイオンドープ法
若しくはイオン注入法で行えば良い。n型の不純物(ド
ナー)としてリン(P)を添加し、第3の絶縁層215
〜218をマスクとして形成される第1の不純物領域2
19〜222を形成する。この領域のドナー濃度は1×
1016〜2×1017/cm3の濃度とする。
Tのソース領域及びドレイン領域を形成する工程であ
り、図5(A)で示すように第3のフォトマスクを用い
て、レジストによるマスク223〜225を形成する。
マスク224、225はnチャネル型TFTのLDD領
域を覆って形成され、第2の不純物領域226〜228
には1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でドナー不
純物を添加する。
スク223〜225が形成された状態でフッ酸によるエ
ッチング処理を行い、第3の絶縁層214、218を除
去しておくと好ましい。
イン領域は、図5(B)に示すように第3のドーピング
処理により行い、イオンドープ法やイオン注入法でp型
の不純物(アクセプタ)を添加して第3の不純物領域2
30、231を形成する。この領域のp型の不純物濃度
は2×1020〜2×1021/cm3となるようにする。この
工程において、半導体膜213にもp型の不純物を添加
しておく。
上に第2の絶縁膜を形成する。好適には、第2の絶縁膜
を複数の絶縁膜で形成する。半導体膜上に形成する第2
の絶縁膜の第1層目232は水素を含有する窒化シリコ
ン膜または窒化酸化シリコン膜から成る無機絶縁物で5
0〜200nmの厚さに形成する。その後、それぞれの半
導体膜に添加された不純物を活性化する工程を行う。こ
の工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で
行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッド
サーマルアニール法(RTA法)を適用することができ
る。熱アニール法は窒素雰囲気中で400〜600℃、
代表的には450〜500℃で行1〜4時間の熱処理を
行う。
同時に第2の絶縁膜の第1層目232の窒化シリコン膜
または窒化酸化シリコン膜の水素が放出され、半導体膜
の水素化を行うことができる。この工程は水素により半
導体膜のダングリングボンドを終端する工程である。水
素化をより効率よく行う手段として、第2の絶縁膜の第
1層目232を形成する前にプラズマ水素化(プラズマ
により励起された水素を用いる)を行っても良い。
233は、ポリイミド、アクリルなどの有機絶縁物材料
で形成し表面を平坦化する。勿論、プラズマCVD法で
TEOS(Tetraethyl Ortho Silicate)を用いて形成
される酸化シリコン膜を適用しても良いが、平坦性を高
める観点からは前記有機物材料を用いることが望まし
い。
タクトホールを形成する。そして、第6のフォトマスク
を用いてアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、タン
タル(Ta)などを用いて、駆動回路305において接
続電極234及びソースまたはドレイン配線235〜2
36を形成する。また、画素部306において、画素電
極240、ゲート配線239、接続電極238を形成す
る。
FT301とnチャネル型TFT302を有する駆動回
路305と、画素TFT303と保持容量304を有す
る画素部306が形成される。駆動回路305のpチャ
ネル型TFT301には、チャネル形成領域307、第
3の不純物領域から成るソースまたはドレイン領域30
8が形成されている。nチャネル型TFT302には、
チャネル形成領域309、第1の不純物領域から成るL
DD領域310、第2の不純物領域から成るソースまた
はドレイン領域311が形成されている。画素部306
の画素TFT303は、マルチゲート構造であり、チャ
ネル形成領域312、LDD領域313、ソースまたは
ドレイン領域314、316が形成される。LDD領域
313の間に位置する第2の不純物領域は、オフ電流を
低減するために有用である。保持容量304は、容量配
線205と半導体膜213とその間に形成される第1の
絶縁膜とから形成されている。
によりソース配線207は、画素TFT303のソース
またはドレイン領域314と電気的な接続が形成され
る。また、ゲート配線239は、第1の電極と電気的な
接続が形成される。また、画素電極240は、画素TF
T303のソースまたはドレイン領域316及び保持容
量304の半導体膜213と接続している。
は、図1で示すA−A'線に対応したものである。ま
た、図1において示すB−B'線及びC−C'線に沿った
断面図は、それぞれ図6(B)と(C)に示されてい
る。図6(B)はゲート電極204とゲート配線239
のコンタクト部を説明する図である。ゲート電極204
は隣接する画素の保持容量の一方の電極を兼ね、画素電
極245と接続する半導体膜244と重なる部分で容量
を形成している。また、図6(C)はソース配線207
と画素電極240及び隣接する画素電極246との配置
関係を示し、画素電極の端部をソース配線207上に設
け、重なり部を形成することにより、迷光を遮り遮光性
を高めている。また、図3はこのような画素の等価回路
を示している。尚、本明細書中ではこのような基板を便
宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
の一つは、nチャネル型TFTにおいてゲート電極とオ
ーバーラップするLDD領域を裏面露光のプロセスによ
り自己整合的に形成できることにあり、ゲート絶縁膜と
半導体膜を連続形成できる特徴と相まってTFTの特性
ばらつきを小さくすることができる。
装置に適した画素構造の一例を示し、図8で示す画素の
上面図と、その図中に示すD−D'線に対応する断面図
を図7で示して説明する。図7において、画素部422
の画素TFT420は基板401上にゲート電極40
2、第1の絶縁膜405、半導体膜406、チャネル保
護膜408、第2の絶縁膜409、410ソース配線4
04、ゲート配線412、接続配線411、画素電極4
13から成っている。また、保持容量421は、容量配
線403と半導体膜407とその間に形成されている第
1の絶縁膜405から成り、これらの構成は図6(A)
で示す画素TFT303、保持容量304と同様な構成
である。
は、その表面を凹凸化させる島状領域417〜419が
形成されている。図では便宜上3つの島状領域を示す
が、大きさを5〜10μm、ピッチを10〜20μmとし
て形成する。それぞれの島状領域は、ゲート電極402
と同じ膜を用いて形成される第1の層417a〜419
a、半導体膜406と同じ層から形成される第2の層4
17b〜419b、第3の絶縁層408と同じ層から形
成される第3の層417c〜419cから成っている。
これらの層はそれそれ別の工程でエッチング形成される
ため、端部は一致せず、上層に行くに従って小さくなる
ように形成する。
成するが、有機樹脂材料で形成する第2の絶縁膜410
は下地の凹凸を反映したものとするため、粘度が10〜
1000cp(好ましくは、40〜200cp)のものを塗
布して焼成し、表面に凹凸形状が形成されるものを用い
る。有機樹脂材料から成る層を形成することにより、表
面は曲率をもったなだらかな凹凸形状が形成され、その
曲率半径を0.1〜4μmとなるようにする。図8では
島状領域を円形で示したが、形状はこれに限定される必
要はなく、任意の多角形とすることができる。このよう
な画素の構成とすることにより、反射型の液晶表示装置
において鏡面反射が防止され、特に白表示のときの表示
品位を向上させることができる。
ブマトリクス型液晶表示装置の例を示したが、画素電極
を透明導電膜で形成することにより透過型の表示装置を
形成することができる。図9に示す画素部386の画素
TFT383は、実施例1で説明する画素TFT303
と同様にして作製されるものであり、本実施例ではその
相違点について述べる。
層目229を形成した後、ゲート配線及び接続電極と同
時に第1の画素電極250、251を形成する。第1の
画素電極250は画素TFT383の半導体膜と接続
し、251は保持容量384を形成する半導体膜と接続
している。その後、透明導電膜252を形成し画素電極
とする。
n2O3)や酸化インジウム酸化スズ合金(In2O3―S
nO2;ITO)などをスパッタ法や真空蒸着法などを
用いて形成する。このような材料のエッチング処理は塩
酸系の溶液により行う。また、ITOのエッチングは残
渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するた
めに酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)
を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平
滑性に優れ、ITOに対して熱安定性にも優れている。
同様に、酸化亜鉛(ZnO)も適した材料であり、さら
に可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム(G
a)を添加した酸化亜鉛(ZnO:Ga)などを用いる
ことができる。
表示装置を作製できるアクティブマトリクス基板を5枚
のフォトマスクにより作製したが、さらに1枚のフォト
マスクの追加(合計6枚)で、透過型の液晶表示装置に
対応したアクティブマトリクス基板を完成させることが
できる。
たアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリク
ス型液晶表示装置を作製する工程を説明する。図10は
アクティブマトリクス基板と対向基板454とをシール
材458で貼り合わせた状態を示している。最初に、図
6(A)の状態のアクティブマトリクス基板上に柱状の
スペーサ451、452を形成する。画素部に設けるス
ペーサ451は画素電極上のコンタクト部に重ねて設け
る。スペーサは用いる液晶材料にも依存するが、3〜1
0μmの高さとする。コンタクト部では、コンタクトホ
ールに対応した凹部が形成されるので、この部分に合わ
せてスペーサを形成することにより液晶の配向の乱れを
防ぐことができる。その後、配向膜453を形成しラビ
ング処理を行う。対向基板454には透明導電膜45
5、配向膜456を形成する。その後、アクティブマト
リクス基板と対向基板とを貼り合わせ液晶を注入する。
基板とを貼り合わせて組み立てる様子を模式的に示す。
アクティブマトリクス基板650は、画素部653、走
査線側駆動回路652、信号線側駆動回路651、外部
入力端子654、外部入力端子から各回路の入力部まで
を接続する配線659などが形成されている。対向基板
655にはアクティブマトリクス基板650の画素部及
び駆動回路が形成されている領域に対応して対向電極6
56が形成されている。このようなアクティブマトリク
ス基板650と対向基板655とはシール材657を介
して貼り合わせ、液晶を注入してシール材657の内側
に液晶層658を設ける。さらに、アクティブマトリク
ス基板650の外部入力端子654にはFPC(フレキ
シブルプリント配線板:Flexible Printed Circuit)6
60を貼り付ける。FPC660の接着強度を高めるた
めに補強板659を設けても良い。
トリクス型の液晶表示装置は各種電子装置の表示装置と
して用いることができる。また、本実施例で示すアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の作製方法は、実施例2
又は実施例3のアクティブマトリクス基板を用いる場合
においても同様に適用することができる。
いて作製される反射型液晶表示装置のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置を直視型の表示装置として用いる例
を示す。アクティブマトリクス基板1203には画素部
1201及び駆動回路部1202が形成され、シール材
1206により対向基板1204が接着され、その間に
液晶層1205が形成されている。
反射型液晶表示装置の例であり、偏光板1207上にフ
ロントライトシステム1208を設ける。反射型液晶表
示装置は、昼間明るい場所では外光を利用して画像の表
示を行うが、夜間など十分な外光を導入できない場合に
は、フロントライトを用いて表示を行う方式を採用する
ことができる。いずれにしても、本発明の画素構造とす
ることにより、画素部における画素電極の占める割合が
大きくなり、明るい画像表示を実現することができる。
また、フロントライトを用いる場合には、照射する光の
強度を小さくすることができ、このような液晶表示装置
を組み込んだ電子装置の消費電力を少なくすることがで
きる。このような本実施例に構成は、実施例4で作製さ
れるアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用するこ
とができる。
たアクティブマトリクス基板を、エレクトロルミネッセ
ンス(EL:Electro Luminescence)材料を用いた自発
光型の表示装置(以下、EL表示装置と記す)に適用す
る場合について説明する。尚、エレクトロルミネッセン
ス材料における発光には、蛍光と燐光とによる発光の両
方があり、本実施例でいう発光にはそのいずれか一方、
またはその両方による発光を含んでいる。
ング用TFT701、電流制御用TFT702、保持容
量703が形成されている様子を示す。これらのTFT
は実施例1と同様の工程で作製される。スイッチング用
TFT701はnチャネル型TFTであり、ゲート電極
751上の半導体膜755にチャネル形成領域704、
LDD領域705、ソースまたはドレイン領域706を
有している。そして、半導体膜755はソース配線75
3と接続電極761により接続されている。
FTであり、ゲート電極752上の半導体膜756にチ
ャネル形成領域707、ソースまたはドレイン領域70
8を有している。そして、電流制御用TFT202のソ
ース側は電源線764と接続し、ドレイン側はドレイン
電極765と接続している。さらに、ドレイン電極76
5には透明導電膜で形成される画素電極766が接続し
ている。また、容量配線752と半導体膜756とが重
なる領域において保持容量703が形成される。
b)、第2の絶縁膜759、760は実施例1と同様の
ものとする。
−E'線に対応したものである。また、図14において
示すF−F'線及びG−G'線に沿った断面図は、それぞ
れ図13(B)と(C)に示されている。図13(B)
はスイッチング用TFT701のゲート電極751とゲ
ート配線772のコンタクト部を説明する図である。ま
た、図13(C)はソース配線753と画素電極767
及び隣接する画素電極771との配置関係を示し、画素
電極の端部をソース配線753上に設け、重なり部を形
成することにより遮光性を高めている。
端部を覆う絶縁膜でなるバンク767が形成され、その
上にエレクトロルミネッセンスを発現させる有機化合物
層が形成される。溶液塗布によりポリビニルカルバゾー
ルなどの材料でなる発光層、カリウムアセチルアセトネ
ート(acacKと表記される)でなる電子注入層を含
む有機化合物層768、769が形成される。その上に
はアルミニウム合金でなる陰極770が形成される。こ
の場合、陰極770がパッシベーション膜としても機能
する。こうして陽極、有機化合物層、陰極から成る自発
光型のEL素子が形成される。本実施例の場合、発光層
768で発生した光はアクティブマトリクス基板の方に
向かって放射される。
により、アクティブマトリクス型の自発光型の表示装置
においても開口率を向上させることができる。その結
果、明るく鮮明な画像表示を可能とする。
置を組み込んだ半導体装置について示す。このような半
導体装置には、携帯情報端末(電子手帳、モバイルコン
ピュータ、携帯電話等)、ビデオカメラ、スチルカメ
ラ、パーソナルコンピュータ、テレビ等が挙げられる。
それらの一例を図15と図16に示す。
01、音声出力部9002、音声入力部2903、表示
装置2904、操作スイッチ2905、アンテナ290
6から構成されている。本発明は表示装置2904に適
用することができ、特に、実施例5で示す反射型の液晶
表示装置は低消費電力化の観点から適している。
9101、表示装置9102、音声入力部9103、操
作スイッチ9104、バッテリー9105、受像部91
06から成っている。本発明は表示装置9102に適用
することができる。特に、実施例5で示す反射型の液晶
表示装置は低消費電力化の観点から適している。
は携帯型情報端末であり、本体9201、カメラ部92
02、受像部9203、操作スイッチ9204、表示装
置9205で構成されている。本発明は表示装置920
5に適用することができる。特に、実施例5で示す反射
型の液晶表示装置は低消費電力化の観点から適してい
る。
9401、スピーカー9402、表示装置9403、受
信装置9404、増幅装置9405等で構成される。本
発明は表示装置9403に適用することができる。特
に、実施例5で示す反射型の液晶表示装置は低消費電力
化の観点から適している。
01、表示装置9502、9503、記憶媒体950
4、操作スイッチ9505、アンテナ9506から構成
されており、ミニディスク(MD)やDVDに記憶され
たデータや、アンテナで受信したデータを表示するもの
である。直視型の表示装置9502、9503は特に、
実施例5で示す反射型の液晶表示装置は低消費電力化の
観点から適している。
あり、本体9601、画像入力部9602、表示装置9
603、キーボード9604で構成される。本発明は表
示装置9603に適用することができる。特に、実施例
5で示す反射型の液晶表示装置は低消費電力化の観点か
ら適している。
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体9701、表示装置9702、スピーカ部97
03、記録媒体9704、操作スイッチ9705で構成
される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Di
gtial Versatile Disc)、CD等を
用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを
行うことができる。本発明は表示装置9702に適用す
ることができる。特に、実施例5で示す反射型の液晶表
示装置は低消費電力化の観点から適している。
体9801、表示装置9802、接眼部9803、操作
スイッチ9804、受像部(図示しない)で構成され
る。本発明は表示装置9802に適用することができ
る。特に、実施例5で示す反射型の液晶表示装置は低消
費電力化の観点から適している。
素部に占める画素電極の割合を大きくすることが可能と
なり、反射型のアクティブマトリクス型液晶表示装置に
おいて開口率を向上させることができる。その結果、反
射型の液晶表示装置のいずれにおいても明るく鮮明な画
像表示を可能とする。
説明する上面図。
説明する上面図。
回路図。
説明する断面図。
説明する断面図。
説明する断面図。
説明する断面図。
説明する上面図。
る断面図。
図。
置の構成を説明する図。
面図。
面図。
Claims (25)
- 【請求項1】絶縁表面上のゲート電極及びソース配線
と、前記ゲート電極及びソース配線上の第1の絶縁膜
と、前記第1の絶縁膜上の半導体膜と、前記半導体膜上
の第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上の前記ゲート電
極と接続するゲート配線と、前記ソース配線と前記半導
体膜とを接続する接続電極とを有することを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項2】絶縁表面上のゲート電極及びソース配線
と、前記ゲート電極及びソース配線上の第1の絶縁膜
と、前記第1の絶縁膜上の半導体膜と、前記半導体膜上
の第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上の前記ゲート電
極と接続するゲート配線と、前記ソース配線と前記半導
体膜とを接続する接続電極と、前記半導体膜と接続する
画素電極とを有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】絶縁表面上のゲート電極及びソース配線
と、前記ゲート電極及びソース配線上の第1の絶縁膜
と、前記第1の絶縁膜上に前記ゲート電極と一部が重な
るように設けられた半導体膜と、前記半導体膜上の第2
の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上の前記ゲート電極と接
続するゲート配線と、前記ソース配線と前記半導体膜と
を接続する接続電極と、前記半導体膜と接続する画素電
極とを有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】絶縁表面上のゲート電極及びソース配線
と、前記ゲート電極及びソース配線上の第1の絶縁膜
と、前記第1の絶縁膜上にソース領域及びドレイン領域
とチャネル形成領域とを有する半導体膜と、前記半導体
膜上の第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に前記ゲー
ト電極と接続するゲート配線と、前記ソース配線と前記
ソース領域と接続する接続電極と、前記ドレイン領域と
接続する画素電極とを有することを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項5】絶縁表面上の第1のゲート電極と第2のゲ
ート電極とソース配線と、前記第1及び第2のゲート電
極とソース配線上の第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜
上にソース領域及びドレイン領域とチャネル形成領域と
を有する第1の半導体膜と、前記第2のゲート電極と重
なる第2の半導体膜と、前記第1及び第2の半導体膜上
の第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に前記ゲート電
極と接続するゲート配線と、前記ソース配線と前記ソー
ス領域と接続する接続電極と、前記ドレイン領域と前記
第2の半導体膜とに接続する画素電極とを有することを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】請求項2乃至請求項5のいずれか一項にお
いて、前記画素電極の一方の端部は、前記ソース配線上
にあることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】請求項3において、前記ゲート電極と重な
る領域の前記半導体膜上に第3の絶縁層が形成されてい
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項8】請求項1乃至請求項5のいずれか一項にお
いて、前記ゲート電極は、モリブデン、タングステン、
タンタルから選ばれた一種、または複数種を含むことを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項9】請求項1乃至請求項5のいずれか一項にお
いて、前記第1の絶縁膜は、窒化シリコンから成る第1
層目と、酸化シリコンから成る第2層目とを少なくとも
有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項10】請求項1乃至請求項5のいずれか一項に
おいて、前記第2の絶縁膜は、無機絶縁物から成る第1
層目と、有機絶縁物から成る第2層目とを少なくとも有
することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項11】請求項1乃至請求項5のいずれか一項に
おいて、前記第2の絶縁膜は、無機絶縁物から成る第1
層目と、有機絶縁物から成る第2層目とを少なくとも有
し、前記接続配線及び前記ゲート配線及び前記画素電極
は、前記有機絶縁物から成る第2層目上に形成されてい
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項12】請求項1乃至請求項5のいずれか一項に
おいて、前記画素電極は、アルミニウムまたは銀を主成
分とする導電層が最表面に形成されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項13】請求項1乃至請求項5のいずれか一項に
おいて、前記ゲート電極と前記半導体膜と前記ゲート配
線とが重なる領域を有することを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項14】請求項1乃至請求項5のいずれか一項に
おいて、前記画素電極上に液晶層を有することを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項15】請求項1乃至請求項5のいずれか一項に
おいて、前記画素電極上に有機化合物層を有することを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項16】絶縁表面上にゲート電極とソース配線を
形成する第1の工程と、前記ゲート電極上に第1の絶縁
膜を形成する第2の工程と、前記第1の絶縁膜上に半導
体膜を形成する第3の工程と、前記半導体膜上に第2の
絶縁膜を形成する第4の工程と、前記第2の絶縁膜上
に、前記ゲート電極と接続するゲート配線と、前記ソー
ス配線と前記半導体膜とを接続する接続電極と、前記半
導体膜と接続する画素電極とを形成する第5の工程とを
有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項17】絶縁表面上にゲート電極とソース配線を
形成する第1の工程と、前記ゲート電極上に第1の絶縁
膜を形成する第2の工程と、前記第1の絶縁膜上に前記
ゲート電極と一部が重なる半導体膜を形成する第3の工
程と、前記半導体膜上に第2の絶縁膜を形成する第4の
工程と、前記第2の絶縁膜上に、前記ゲート電極と接続
するゲート配線と、前記ソース配線と前記半導体膜とを
接続する接続電極と、前記半導体膜と接続する画素電極
とを形成する第5の工程とを有することを特徴とする半
導体装置の作製方法。 - 【請求項18】絶縁表面上にゲート電極とソース配線を
形成する第1の工程と、前記ゲート電極上に第1の絶縁
膜を形成する第2の工程と、前記第1の絶縁膜上に半導
体膜を形成する第3の工程と、前記半導体膜にソース領
域及びドレイン領域を形成する第4の工程と、前記半導
体膜上に第2の絶縁膜を形成する第5の工程と、前記第
2の絶縁膜上に、前記ゲート電極と接続するゲート配線
と、前記ソース配線と前記ソース領域とを接続する接続
電極と、前記ドレイン領域と接続する画素電極とを形成
する第6の工程とを有することを特徴とする半導体装置
の作製方法。 - 【請求項19】絶縁表面上に第1のゲート電極と第2の
ゲート電極とソース配線を形成する第1の工程と、前記
第1及び第2のゲート電極上に第1の絶縁膜を形成する
第2の工程と、前記第1の絶縁膜上に、前記第1のゲー
ト電極と重なる第1の半導体膜と、前記第2のゲート電
極と重なる第2の半導体膜とを形成する第3の工程と、
前記第1の半導体膜にソース領域及びドレイン領域を形
成する第4の工程と、前記半導体膜上に第2の絶縁膜を
形成する第5の工程と、前記第2の絶縁膜上に、前記ゲ
ート電極と接続するゲート配線と、前記ソース配線と前
記ソース領域とを接続する接続電極と、前記ドレイン領
域と前記第2の半導体膜と接続する画素電極とを形成す
る第6の工程とを有することを特徴とする半導体装置の
作製方法。 - 【請求項20】請求項17において、前記第3の工程の
後に、前記ゲート電極と重なる領域の前記半導体膜上に
第3の絶縁層を形成さすることを特徴とする半導体装置
の作製方法。 - 【請求項21】請求項16乃至請求項19のいずれか一
項において、前記ゲート電極は、モリブデン、タングス
テン、タンタルから選ばれた一種、または複数種を含む
導電膜から形成することを特徴とする半導体装置の作製
方法。 - 【請求項22】請求項16乃至請求項19のいずれか一
項において、前記第2の工程は、窒化シリコンから成る
第1層目と、酸化シリコンから成る第2層目とを形成す
る工程を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項23】請求項16乃至請求項19のいずれか一
項において、前記第2の絶縁膜は、無機絶縁物から成る
第1層目を形成する工程と、有機絶縁物から成る第2層
目を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装
置の作製方法。 - 【請求項24】請求項16乃至請求項19のいずれか一
項において、前記画素電極上に液晶層を形成することを
特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項25】請求項16乃至請求項19のいずれか一
項において、前記画素電極上に有機化合物層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
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