JP2002353245A - 電気光学基板装置及びその製造方法、電気光学装置、電子機器、並びに基板装置の製造方法 - Google Patents
電気光学基板装置及びその製造方法、電気光学装置、電子機器、並びに基板装置の製造方法Info
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- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136213—Storage capacitors associated with the pixel electrode
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
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-
- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/10—Materials and properties semiconductor
- G02F2202/105—Materials and properties semiconductor single crystal Si
Abstract
の開口領域を広くするのに好適であると共に比較的高性
能のトランジスタを各画素に構築し、明るく高品位の画
像表示を行えるようにする。 【解決手段】 電気光学基板装置は、基板(10)上
に、画素電極(9a)と、これに接続された画素スイッ
チング用のTFT(30)とを備える。このTFTは、
ボディイコンタクトを持たないSOI構造のPチャネル
型TFTである。
Description
(以下適宜、TFTと称す)により画素電極をアクティ
ブマトリクス駆動する所謂TFTアクティブマトリクス
駆動方式の液晶装置等の電気光学装置を構成する電気光
学基板装置及びその製造方法、該電気光学基板装置を含
む電気光学装置、該電気光学装置を具備する電子機器、
並びに基板装置の製造方法の技術分野に属する。
ス状に配列された複数の画素電極に夫々、画素電極スイ
ッチング用のTFTが設けられている。そして各TFT
は、走査信号がそのゲート電極に印加される度に、オン
状態とされ、当該TFTを介して画像信号が画素電極に
書き込まれる。
高性能なトランジスタ特性を有するTFTにより制御で
きるように、キャリアが高移動度の電子であるNチャネ
ル型のTFTが用いられている。そして近年、電気光学
装置の駆動周波数が高くなるに従って、より高い駆動周
波数に対応可能なように、キャリアが高移動度の電子で
あるNチャネル型のTFTが依然として用いられてい
る。
を行うためには、このような画素スイッチング用のTF
Tを、更に高性能にする必要性が生じる。このため、半
導体製造技術におけるSOI(Silicon On Insulator)
構造或いはSOI技術を、この種の電気光学基板装置に
応用する試みもなされている。具体的には、基板上に形
成したクオーツ、サファイア等の絶縁体層上に、単結晶
半導体層を貼り合わせ等により形成して、この単結晶半
導体層にトランジスタを作り込む。係るSOI技術を応
用すれば、アモルファスシリコンTFTやポリシリコン
TFTよりも高性能の単結晶シリコンTFTを電気光学
基板装置上に作り込むことも可能とされている。
構造を採用した場合、NチャネルMOS型のTFTで
は、その動作中にチャネル領域に余剰キャリアたる正孔
が蓄積する傾向がある。これは、本願発明者の研究によ
れば、SOI構造では、チャネル領域下に絶縁体層が配
置されているため、基板浮遊効果による寄生バイポーラ
現象によると考察されている。この現象は、Nチャネル
MOS型のTFTの場合、ドレイン空乏層内でイオンイ
ンパクト化により生成される電子正孔対のうち電子はド
レインにそのまま流れていくものの、正孔は余剰キャリ
アとしてチャネル下部のソース近傍に蓄積し、チャネル
のポテンシャルが上昇し、更にインパクトイオン化が増
長される結果、余剰正孔の蓄積量が増加してドレイン電
流がなだれ的に増加してしまうという現象である。
MOS型のTFTでは、実践上は、このような余剰キャ
リアを引き抜くためのボディコンタクトをとる必要があ
る。より具体的には、チャネル領域から半導体層部分
を、余剰キャリアを引き抜くために延設すると共に、こ
の延設部分に余剰キャリア引き抜き用の導電層を接触さ
せる必要がある。このため、基板上における積層構造及
び製造プロセスの複雑化を招くという問題点が生じる。
更に、係るボディコンタクトは、画像表示領域内で実際
に表示に寄与しない各画素の非開口領域という限られた
領域内にTFTを作り込むことを困難とし、或いは各画
素の開口領域を広げることの妨げになるという問題点が
ある。
のであり、各画素の開口領域を広くするのに好適である
と共に比較的高性能のトランジスタを各画素に備えてお
り、明るく高品位の画像表示を可能ならしめる電気光学
基板装置及びその製造方法、該電気光学基板装置を含む
電気光学装置、該電気光学装置を具備する電子機器、並
びにそのような電気光学装置に好適に用いられる基板装
置の製造方法を提供することを課題とする。
置は上記課題を解決するために、基板上に、絶縁体層
と、該絶縁体層上に形成されておりP型のソース領域及
びP型のドレイン領域並びにチャネル領域を含むN型の
単結晶半導体層と、前記チャネル領域における前記単結
晶半導体層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート
電極と、該ゲート電極に接続された走査線と、前記ソー
ス領域及び前記ドレイン領域の一方に接続されたデータ
線と、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の他方に接
続された画素電極とを備えており、前記単結晶半導体
層、前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート電極から、前記画
素電極をスイッチング制御するPチャネル型のトランジ
スタが構築されている。
査線及びデータ線に接続されたトランジスタにより、画
素電極をスイッチング制御することで、アクティブマト
リクス駆動が可能な電気光学装置を構築できる。ここで
特に、本発明の電気光学基板装置では、N型の単結晶半
導体層が絶縁体層上に形成されており、所謂SOI基板
上にPチャネル型のトランジスタが構築されている。そ
して、Pチャネル型のトランジスタは、正孔をキャリア
としており、移動度が低い分だけ、トランジスタとして
の性能はNチャネル型のトランジスタと比較して一般に
劣るものの、SOI基板上に形成しているので、例えば
ポリシリコンやアモルファスシリコンを半導体層として
用いて構成したMOSトランジスタと比べて、そのトラ
ンジスタとしての性能は劣らないようにできる。即ち、
当該SOI基板上のPチャネル型のトランジスタによ
り、画素電極をスイッチング制御するのにトランジスタ
として十分に高い性能が得られる。逆に、SOI基板上
に形成しているものの、Pチャネル型であるが故に、N
チャネル型の場合のように、前述した基板浮遊効果によ
る寄生バイポーラ現象は実用上殆ど問題とならない。こ
れは、Pチャネル型のトランジスタであれば、前述した
正孔のインパクトイオン化率が小さいためであると考察
される。このため、当該Pチャネル型のトランジスタで
は、前述の如くNチャネル型のトランジスタの場合に実
用上必要となる余剰キャリアの引き抜きが必要なくな
る。従って、このような余剰キャリアを引き抜くための
構造を各画素に作り込まなくてよい分だけ、各画素にお
ける開口率を高めることが可能となり、同時に各画素に
係る積層構造や製造プロセスの複雑化を招かないで済
む。これらの結果、最終的には、比較的高性能のトラン
ジスタによりスイッチング制御或いはアクティブマトリ
クス駆動可能であり、明るく高品位の画像表示を可能な
らしめる電気光学基板装置を実現できる。
前記トランジスタは、PチャネルMOS型トランジスタ
からなる。
MOS型トランジスタを備えるため、NチャネルMOS
型のトランジスタのように動作中に半導体層中に蓄積さ
れるキャリアを引き抜くための導電層を設ける必要がな
くなる。そして、当該Pチャネル型のトランジスタは、
SOI基板上に作られたトランジスタであるので、トラ
ンジスタとして画素電極をスイッチング制御するに十分
に高い性能が得られる。
は、前記ゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、該層
間絶縁膜上に形成され且つ前記ソース領域に接続された
P型導電層からなるソース電極と、前記層間絶縁膜上に
形成され且つ前記ドレイン領域に接続されたP型導電層
からなるドレイン電極とを更に備えており、前記データ
線は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方を中
継して前記ソース領域及び前記ドレイン領域の一方に接
続されており、前記画素電極は、前記ソース電極及び前
記ドレイン電極の他方を中継して前記ソース領域及び前
記ドレイン領域の他方に接続されている。
は、P型導電層からなるソース電極が接続されているの
で、両者間で良好な電気的な接続が得られる。仮にN型
導電層からなるソース電極を接続した場合には、両者間
にPN接合ができてしまい良好な電気的な接続は期待で
きない。他方、P型のドレイン領域には、P型導電層か
らなるドレイン電極が接続されているので、両者間で良
好な電気的な接続が得られる。
を堆積後に、イオンインプラによりP型にドープされて
いてもよい。
よりP型にドープされた導電層と、P型のソース領域或
いはドレイン領域とを良好に電気的に接続できる。
前記層間絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して
前記ソース領域に接続されており、前記ドレイン電極
は、前記層間絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介
して前記ドレイン領域に接続されていてもよい。
を介してP型導電層からなるソース電極とP型のソース
領域を良好に電気的に接続でき、コンタクトホールを介
してP型導電層からなるドレイン電極とP型のドレイン
領域を良好に電気的に接続できる。
は、前記基板上に、前記チャネル領域を下側から覆う下
側遮光膜を更に備えており、前記絶縁体層は、前記下側
遮光膜上に形成されている。
遮光膜により下側から覆われているので、基板の裏面反
射光や、当該電気光学基板装置を含んでなるライトバル
ブを複数用いた複板式のプロジェクタにおける他のライ
トバルブから出射されて合成光学系を突き抜けてくる光
などの戻り光から、チャネル領域を遮光できる。この結
果、チャネル領域における戻り光に起因した光電効果に
よる光リーク電流の発生を有効に防止できる。
は、前記絶縁体層における前記単結晶半導体層に面する
側の表面には、CMP処理が施されている。
てCMP処理が施されているので、当該絶縁体層の表面
上に単結晶半導体層を貼り付けることが可能となる。特
に、下側遮光膜を形成した場合にも、このようにCMP
処理を絶縁体層に施すことで、このようなSOI構造が
問題なく得られる。
は、前記基板は、石英ガラスからなる。
ネル型トランジスタが構築されたSOI構造が得られ
る。
様では、前記基板は、ガラスからなる。
型トランジスタが構築されたSOI構造が得られる。
は、前記画素電極は、透明電極からなる。
を用いて、透明電極を介して光が透過する透過型の電気
光学装置や透明電極を介して光が反射する反射型の電気
光学装置を実現できる。
は、前記画素電極は、反射電極からなる。
を用いて、反射電極で光が反射する反射型の電気光学装
置を実現できる。
は、前記基板上における前記画素電極が形成された画像
表示領域の周辺に周辺回路を更に備えており、該周辺回
路は、Nチャネル型のトランジスタを含んでなり、該N
チャネル型のトランジスタには、その半導体層に蓄積さ
れるキャリアを吸い出す導電層が設けられており、前記
画像表示領域に設けられた前記Pチャネル型のトランジ
スタには、その半導体層に蓄積されるキャリアを吸い出
す導電層が設けられていない。
タ線駆動回路等の周辺回路は、より高性能のNチャネル
型のトランジスタから少なくとも部分的に構成されてい
る。ここで特に、周辺領域は、画素の開口領域を確保す
る必要がある画像表示領域と比べて、そのような開口領
域を確保する必要がない分だけ、回路を作り込むための
面積に余裕がある。従って、周辺回路を構成するNチャ
ネル型のトランジスタには、蓄積される余剰キャリアを
吸い出す導電層を設けても問題は相対的に小さい。逆
に、このような余剰キャリアを吸い出す導電層を設けた
高性能のNチャネル型のトランジスタを含んでなる周辺
回路を用いて、より高度な駆動や制御が可能となる。他
方、画像表示領域におけるPチャネル型のトランジスタ
には、蓄積される余剰キャリアを吸い出す導電層が設け
なくて済むので、各画素における開口領域を広くとるこ
とが可能となる。これらの結果、最終的には明るく高品
位の画像表示が可能となる。
は、前記基板上に、前記ソース領域及び前記ドレイン領
域の他方と前記画素電極とを中継接続すると共に画素電
位側容量電極を含む中間導電層と、該画素電位側容量電
極に誘電体膜を介して対向配置された固定電位側容量電
極を含む容量線とを更に備えており、前記画素電位側容
量電極及び前記固定電位側容量電極から前記画素電極に
接続された蓄積容量が構築されており、前記容量線及び
前記中間導電層のうち少なくとも一方は、導電性の遮光
膜からなり、前記基板上において前記チャネル領域を上
側から覆う部分を含む。
及びドレイン領域の他方との間は、中間導電層により、
中継接続されている。このため、両者間の層間距離が長
くても、長距離のコンタクトホール等で両者間を接続す
る技術的な困難性を回避しつつ、両者間を良好に電気的
に接続できる。更に、このように中継接続する機能を持
つ中間導電層は、蓄積容量の画素電位側容量電極として
も機能する。従って、中継接続用の導電層と画素電位側
容量電極用の導電層とを別個に形成する場合と比べて、
積層構造及び製造プロセスの単純化を図れる。加えて、
このように蓄積容量を構築する中間導電層と容量線との
うち少なくとも一方が、導電性の遮光膜からなり、チャ
ネル領域を上側から覆うので、上側からの入射光に対し
てチャネル領域を遮光できる。このため、チャネル領域
における、入射光に起因した光電効果による光リーク電
流の発生を有効に防止できる。しかも、このような遮光
膜を別途形成する場合と比べて、積層構造及び製造プロ
セスの単純化を図れる。
域の一方との間にも、中間導電層と同一膜からなる島状
の中継接続用の導電層を設けてもよい。また、本態様
で、前述した下側遮光膜を設ければ、チャネル領域を上
下から遮光できるので、一層有利である。
見て前記走査線に重なる領域にも少なくとも部分的に設
けられていてもよい。
域にも蓄積容量を作り込むことができるので、各画素に
おける開口領域を狭めることなく、蓄積容量を増大させ
ることが可能となる。
面的に見て前記データ線に重なる領域にも少なくとも部
分的に設けられていてもよい。
領域にも蓄積容量を作り込むことができるので、各画素
における開口領域を狭めることなく、蓄積容量を増大さ
せることが可能となる。
るために、上述した本発明の電気光学基板装置(但し、
上述した各種態様を含む)と、該電気光学基板装置に対
向配置された対向基板と、該対向基板と前記電気光学基
板装置との間に挟持された電気光学物質とを備える。
本発明の電気光学基板装置を備えて構成されているの
で、明るく高品位の画像を表示可能である。
めに、上述した本発明の電気光学装置を具備する。
気光学装置を具備して構成されているので、明るく高品
位の画像表示が可能な、例えばプロジェクタ、OA機器
に内蔵される表示装置、携帯電話の表示装置等の各種電
子機器を実現できる。
記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学基
板装置におけるコンタクトホールを備えた態様を製造す
る製造方法であって、前記単結晶半導体層上に前記層間
絶縁膜を形成する第1成膜工程と、前記層間絶縁膜に対
して前記コンタクトホールを開孔する開孔工程と、前記
コンタクトホールが開孔された層間絶縁膜上に、前記P
型導電層となる所定種類の材料膜を形成する第2成膜工
程と、該形成された材料膜に対してイオンインプラによ
りイオンを打ち込むことによって前記P型導電層を形成
するイオンインプラ工程とを含んでおり、前記イオンイ
ンプラ工程では、前記イオンの打ち込みは、前記コンタ
クトホールの側面に形成された前記材料膜部分に前記イ
オンが打ち込まれるように前記コンタクトホールの中心
線に対して所定角度Xだけ傾けて行われ、且つ該所定角
度Xは、前記コンタクトホールの底面に形成された前記
材料膜部分に前記イオンが打ち込まれる範囲内に設定さ
れている。
れば、コンタクトホールが開孔された層間絶縁膜上に、
ソース電極或いはドレイン電極をなすP型導電層を形成
する際には、先ず、例えばポリシリコンなどの、P型導
電層となる所定種類の材料膜を、CVD(化学蒸着)法
等により形成する。その後、この形成された材料膜に対
して、例えばB(ボロン)等のイオンを、イオンインプ
ラにより打ち込むことによって、P型導電層を形成す
る。
板上で切り立っているので、仮にイオンインプラ工程
で、コンタクトホールの中心線に沿って即ちコンタクト
ホールの側面に沿ってイオンを打ち込んだのでは、当該
側面に形成された材料膜部分にイオンを打ち込むことは
殆ど又は実践上全くできない。かといって、仮にイオン
インプラ工程で、コンタクトホールの中心線に対して大
きく傾いた方向からイオンを打ち込んだのでは、今度は
コンタクトホールの底面に形成された材料膜部分にイオ
ンを打ち込むことが殆ど又は実践上全くできなくなって
しまう。けだし、コンタクトホールの縁及び周辺部分
が、コンタクトホールの底面に傾いて向かうイオン経路
を妨げるからである。いずれにせよ、コンタクトホール
内の材料膜をムラ無く低抵抗化することが困難或いは不
可能となり、画素電極又はデータ線とソース領域又はド
レイン領域との間にP型導電層によって良好な電気的接
続状態を実現することが困難となってしまう。
ラ工程におけるイオンの打ち込みは、コンタクトホール
の中心線に対して所定角度Xだけ傾けて行われるので、
コンタクトホールの側面に形成された材料膜部分にイオ
ンが打ち込まれる。同時に、該所定角度Xは、コンタク
トホールの底面に形成された材料膜部分にイオンが打ち
込まれる範囲内に設定されているので、コンタクトホー
ルの底面に形成された材料膜部分にも、イオンを打ち込
むことができる。従って、コンタクトホール内の材料膜
を比較的容易に低抵抗化することが可能となり、画素電
極又はデータ線とソース領域又はドレイン領域との間に
P型導電層によって良好な電気的接続状態を実現可能と
なる。このため、最終的には表示画像の品位向上を図れ
る。
基板装置におけるコンタクトホールを備えた態様を、イ
オンインプラ工程を用いて比較的容易に製造することが
可能となる。
態様では、前記イオンインプラ工程では、前記イオンの
打ち込みは、前記コンタクトホールの中心線に対して相
前後して又は同時に複数方位に前記所定角度Xだけ傾け
て行われ、前記所定角度Xは、前記複数方位の各々につ
いて前記コンタクトホールの底面の中央に位置する前記
材料膜部分に前記イオンが打ち込まれる範囲内に設定さ
れている。
は、例えば相前後して又は同時に四方に傾けてイオンが
打ち込まれる。ここで特に、コンタクトホールの底面の
各領域については、傾きの方位に応じて異なる領域へ向
かうイオン経路が、コンタクトホールの縁及び周辺部分
によって妨げられると共に、傾きの方位に応じて異なる
領域へ向かうイオン経路が、コンタクトホールの縁及び
周辺部分によって妨げられない。しかも、コンタクトホ
ールの側面の各領域についても、傾きの方位に応じて異
なる領域へ向かうイオン経路が、コンタクトホールの縁
及び周辺部分によって妨げられると共に、傾きの方位に
応じて異なる領域へ向かうイオン経路が、コンタクトホ
ールの縁及び周辺部分によって妨げられない。従って、
イオンの打ち込みの傾きの方位を変えることで、コンタ
クトホールの底面の各領域についてイオンが打ち込まれ
る領域を変えられる。このため、例えばコンタクトホー
ルの中央を囲んで三方、四方、八方、全方位など、傾き
の方位を適宜方位を変えることで、コンタクトホールの
底面におけるイオンが打ち込まれる領域を、当該底面の
殆ど或いは全域にすることが可能となる。同時に、コン
タクトホールの側面についても、イオンが打ち込まれる
領域を、その殆ど或いは全域にすることが可能となる。
従って、コンタクトホール内の材料膜を比較的容易に低
抵抗化することが可能となり、画素電極又はデータ線と
ソース領域又はドレイン領域との間にP型導電層によっ
て良好な電気的接続状態を実現可能となる。
態様では、前記開孔工程では、前記コンタクトホールは
柱状に開孔され、前記イオンインプラ工程では、前記所
定角度Xは、前記コンタクトホールの径をaとし、前記
コンタクトホールの深さをeとし、前記材料膜の膜厚を
cとするとき、0<X≦tan−1{(a−2c)/2
e}を満たすように設定される。
ば円柱状、角柱状など、柱状に開孔される。従って、そ
の側面に形成される材料膜部分は、切り立っている。し
かるに、イオンインプラ工程に係る所定角度Xは、0<
Xに設定されるので、コンタクトホールの側面に形成さ
れる材料膜部分にイオンを打ち込める。しかも、X≦t
an−1{(a−2c)/2e}を満たすように所定角
度Xは設定されるので、コンタクトホールの底面の中央
にもイオンを打ち込むことができる。従って、前述の如
くイオン打ち込みの傾きの方位を、例えば相前後して又
は同時に四方等の複数方位とすることで、コンタクトホ
ールの底面及び側面の殆ど或いは全域にイオンを打ち込
むことも可能となる。
態様では、前記開孔工程では、前記コンタクトホール
は、前記層間絶縁膜側から前記導電層側に向かって広が
る円錐台状或いは角錐台状に開けられ、前記イオンイン
プラ工程では、前記所定角度Xは、前記コンタクトホー
ルの底面における径をaとし、前記コンタクトホールの
口側の縁における径をdとし、前記コンタクトホールの
深さをeとし、前記材料膜の膜厚をcとするとき、0≦
X≦tan−1{(d−a)/2e}を満たすように設
定される。
層側に向かって広がる、即ち基板上で上方に向かって開
いた円錐台状或いは角錐台状に開けられる。従って、そ
の側面に形成される材料膜部分は、傾斜して切り立って
いる。しかるに、イオンインプラ工程に係る所定角度X
は、0≦Xに設定されるので、コンタクトホールの側面
に形成される材料膜部分にイオンを打ち込める。特に、
コンタクトホールの側面に傾斜があるので、その度合い
に応じて、仮にX=0であっても、コンタクトホールの
側面に形成される材料膜部分にイオンを打ち込める。し
かも、X≦tan−1{(d−a)/2e}を満たすよ
うに所定角度Xは設定されるので、コンタクトホールの
底面の中央にもイオンを打ち込むことができる。従っ
て、前述の如くイオン打ち込みの傾きの方位を、例えば
相前後して又は同時に四方等の複数方位とすることで、
コンタクトホールの底面及び側面の殆ど或いは全域にイ
オンを打ち込むことも可能となる。
態様では、前記開孔工程では、前記コンタクトホール
は、前記層間絶縁膜側から前記導電層側に向かって広が
る円錐台状或いは角錐台状に開けられた第1コンタクト
ホール部分と該第1部分の底から連続して柱状に開けら
れた第2コンタクトホール部分とからなるように開けら
れ、前記イオンインプラ工程では、前記所定角度Xは、
前記第2コンタクトホール部分の径をaとし、前記第1
コンタクトホール部分の口側の縁における径をdとし、
前記第1コンタクトホール部分の深さをeとし、前記第
2コンタクトホール部分の深さをbとし、前記材料膜の
膜厚をcとするとき、0<X≦(a−2c)/2(cs
inY+b−c)但し、Y=tan−1{(d−a)/
2e}を満たすように設定される。
層側に向かって広がる円錐台状或いは角錐台状に開けら
れた第1コンタクトホール部分と該第1部分の底から連
続して柱状に開けられた第2コンタクトホール部分とか
らなる。即ち基板上で、コンタクトホールの底側に、第
2コンタクトホール部分として前述の柱状のコンタクト
ホールが開けられ、そのコンタクトホールから上側(コ
ンタクトホールの口側)に連続して前述の円錐台状或い
は角錐台状のコンタクトホールが第1コンタクトホール
部分として開けられている。従って、第1コンタクトホ
ール部分の側面に形成される材料膜部分は、傾斜して切
り立っている。更に、第2コンタクトホール部分の側面
に形成される材料膜部分は、ほぼ垂直に切り立ってい
る。しかるに、イオンインプラ工程に係る所定角度X
は、0<Xに設定されるので、第1及び第2コンタクト
ホール部分の側面に形成される材料膜部分にイオンを打
ち込める。しかも、X≦(a−2c)/2(csinY
+b−c)但し、Y=tan− 1{(d−a)/2e}
を満たすように所定角度Xは設定されるので、第2コン
タクトホール部分の底面の中央にもイオンを打ち込むこ
とができる。従って、前述の如くイオン打ち込みの傾き
の方位を、例えば相前後して又は同時に四方等の複数方
位とすることで、コンタクトホールの底面及び側面の殆
ど或いは全域にイオンを打ち込むことも可能となる。
解決するために、基板上に穴が開けられた層間絶縁膜と
該層間絶縁膜上に形成されると共に前記穴内に設けられ
た導電層とを備え、該導電層から電子素子或いは電子回
路の少なくとも一部が前記基板上に構成される基板装置
を製造する基板装置の製造方法であって、前記層間絶縁
膜に対して前記穴を開ける工程と、前記穴が開けられた
層間絶縁膜上に前記導電層となる所定種類の材料膜を形
成する工程と、該形成された材料膜に対してイオンイン
プラによりイオンを打ち込むことによって前記導電層を
形成するイオンインプラ工程とを含んでおり、前記イオ
ンインプラ工程では、前記イオンの打ち込みは、前記穴
の側面に形成された前記材料膜部分に前記イオンが打ち
込まれるように前記穴の中心線に対して所定角度Xだけ
傾けて行われ、且つ該所定角度Xは、前記穴の底面に形
成された前記材料膜部分に前記イオンが打ち込まれる範
囲内に設定されている。
が開けられた層間絶縁膜上に、電子素子或いは電子回路
の少なくとも一部となる導電層を形成する際には、先
ず、例えばポリシリコンなどの、導電層となる所定種類
の材料膜を、CVD(化学蒸着)法等により形成する。
その後、この形成された材料膜に対して、例えばB(ボ
ロン)等のイオンを、イオンインプラにより打ち込むこ
とによって、導電層を形成する。
ているので、仮にイオンインプラ工程で、穴の中心線に
沿って即ち穴の側面に沿ってイオンを打ち込んだので
は、当該側面に形成された材料膜部分にイオンを打ち込
むことは殆ど又は実践上全くできない。かといって、仮
にイオンインプラ工程で、穴の中心線に対して大きく傾
いた方向からイオンを打ち込んだのでは、今度は穴の底
面に形成された材料膜部分にイオンを打ち込むことが殆
ど又は実践上全くできなくなってしまう。けだし、穴の
縁及び周辺部分が、穴の底面に傾いて向かうイオン経路
を妨げるからである。いずれにせよ、穴内の材料膜をム
ラ無く低抵抗化することが困難或いは不可能となり、導
電層によって良好な電子素子或いは電子回路を構築する
ことが困難となってしまう。
ラ工程におけるイオンの打ち込みは、穴の中心線に対し
て所定角度Xだけ傾けて行われるので、穴の側面に形成
された材料膜部分にイオンが打ち込まれる。同時に、該
所定角度Xは、穴の底面に形成された材料膜部分にイオ
ンが打ち込まれる範囲内に設定されているので、穴の底
面に形成された材料膜部分にも、イオンを打ち込むこと
ができる。従って、穴内の材料膜を比較的容易に低抵抗
化することが可能となり、導電層によって良好な電子素
子或いは電子回路を構築することが可能となる。
は、前記基板装置は、前記基板上に、前記穴を介して前
記導電層と接続された他の導電層を更に備えてなり、前
記他の導電層上に前記層間絶縁膜を形成する工程を更に
含む。
て機能する穴を用いて、層間絶縁膜で層間絶縁された二
つの導電層を含んでなる電子素子或いは電子回路を、基
板上に構築できる。
態様では、前記穴を開ける工程では、前記穴は、前記層
間絶縁膜を貫通することなく窪み状或いは凹状に形成さ
れる。
コンタクトホールとして用いることはない。しかるに各
種要請や装置仕様に応じて、凹凸が存在する層間絶縁膜
の表面に導電層を形成することが必要或いは好ましい電
子素子或いは電子回路に係る基板装置を製造する場合が
ある。このような場合にも、本発明における上述の効果
は相応に発揮される。
は、前記イオンインプラ工程では、前記イオンの打ち込
みは、前記穴の中心線に対して相前後して又は同時に複
数方位に前記所定角度Xだけ傾けて行われ、前記所定角
度Xは、前記複数方位の各々について前記穴の底面の中
央に位置する前記材料膜部分に前記イオンが打ち込まれ
る範囲内に設定されているこの態様によれば、イオンイ
ンプラ工程では、例えば相前後して又は同時に四方に傾
けてイオンが打ち込まれる。ここで特に、穴の底面の各
領域については、傾きの方位に応じて異なる領域へ向か
うイオン経路が、穴の縁及び周辺部分によって妨げられ
ると共に、傾きの方位に応じて異なる領域へ向かうイオ
ン経路が、穴の縁及び周辺部分によって妨げられない。
しかも、穴の側面の各領域についても、傾きの方位に応
じて異なる領域へ向かうイオン経路が、穴の縁及び周辺
部分によって妨げられると共に、傾きの方位に応じて異
なる領域へ向かうイオン経路が、穴の縁及び周辺部分に
よって妨げられない。従って、イオンの打ち込みの傾き
の方位を変えることで、穴の底面の各領域についてイオ
ンが打ち込まれる領域を変えられる。このため、例えば
穴の中央を囲んで三方、四方、八方、全方位など、傾き
の方位を適宜方位を変えることで、穴の底面におけるイ
オンが打ち込まれる領域を、当該底面の殆ど或いは全域
にすることが可能となる。同時に、穴の側面について
も、イオンが打ち込まれる領域を、その殆ど或いは全域
にすることが可能となる。従って、穴内の材料膜を比較
的容易に低抵抗化することが可能となる。
は、前記穴を開ける工程では、前記穴は柱状に開けら
れ、前記イオンインプラ工程では、前記所定角度Xは、
前記穴の径をaとし、前記穴の深さをeとし、前記材料
膜の膜厚をcとするとき、0<X≦tan−1{(a−
2c)/2e}を満たすように設定される。
状など、柱状に開けられる。従って、その側面に形成さ
れる材料膜部分は、切り立っている。しかるに、イオン
インプラ工程に係る所定角度Xは、0<Xに設定される
ので、穴の側面に形成される材料膜部分にイオンを打ち
込める。しかも、X≦tan−1{(a−2c)/2
e}を満たすように所定角度Xは設定されるので、穴の
底面の中央にもイオンを打ち込むことができる。従っ
て、前述の如くイオン打ち込みの傾きの方位を、例えば
相前後して又は同時に四方等の複数方位とすることで、
穴の底面及び側面の殆ど或いは全域にイオンを打ち込む
ことも可能となる。
態様では、前記穴を開ける工程では、前記穴は、前記層
間絶縁膜側から前記導電層側に向かって広がる円錐台状
或いは角錐台状に開けられ、前記イオンインプラ工程で
は、前記所定角度Xは、前記穴の底面における径をaと
し、前記穴の口側の縁における径をdとし、前記穴の深
さをeとし、前記材料膜の膜厚をcとするとき、0≦X
≦tan−1{(d−a)/2e}を満たすように設定
される。
広がる、即ち基板上で上方に向かって開いた円錐台状或
いは角錐台状に開けられる。従って、その側面に形成さ
れる材料膜部分は、傾斜して切り立っている。しかる
に、イオンインプラ工程に係る所定角度Xは、0≦Xに
設定されるので、穴の側面に形成される材料膜部分にイ
オンを打ち込める。特に、穴の側面に傾斜があるので、
その度合いに応じて、仮にX=0であっても、穴の側面
に形成される材料膜部分にイオンを打ち込める。しか
も、X≦tan−1{(d−a)/2e}を満たすよう
に所定角度Xは設定されるので、穴の底面の中央にもイ
オンを打ち込むことができる。従って、前述の如くイオ
ン打ち込みの傾きの方位を、例えば相前後して又は同時
に四方等の複数方位とすることで、穴の底面及び側面の
殆ど或いは全域にイオンを打ち込むことも可能となる。
態様では、前記穴を開ける工程では、前記穴は、前記層
間絶縁膜側から前記導電層側に向かって広がる円錐台状
或いは角錐台状に開けられた第1穴部分と該第1部分の
底から連続して柱状に開けられた第2穴部分とからなる
ように開けられ、前記イオンインプラ工程では、前記所
定角度Xは、前記第2穴部分の径をaとし、前記第1穴
部分の口側の縁における径をdとし、前記第1穴部分の
深さをeとし、前記第2穴部分の深さをbとし、前記材
料膜の膜厚をcとするとき、0<X≦(a−2c)/2
(csinY+b−c)但し、Y=tan−1{(d−
a)/2e}を満たすように設定される。
広がる円錐台状或いは角錐台状に開けられた第1穴部分
と該第1部分の底から連続して柱状に開けられた第2穴
部分とからなる。即ち基板上で、穴の底側に、第2穴部
分として前述の柱状の穴が開けられ、その穴から上側
(穴の口側)に連続して前述の円錐台状或いは角錐台状
の穴が第1穴部分として開けられている。従って、第1
穴部分の側面に形成される材料膜部分は、傾斜して切り
立っている。更に、第2穴部分の側面に形成される材料
膜部分は、ほぼ垂直に切り立っている。しかるに、イオ
ンインプラ工程に係る所定角度Xは、0<Xに設定され
るので、第1及び第2穴部分の側面に形成される材料膜
部分にイオンを打ち込める。しかも、X≦(a−2c)
/2(csinY+b−c)但し、Y=tan
−1{(d−a)/2e}を満たすように所定角度Xは
設定されるので、第2穴部分の底面の中央にもイオンを
打ち込むことができる。従って、前述の如くイオン打ち
込みの傾きの方位を、例えば相前後して又は同時に四方
等の複数方位とすることで、穴の底面及び側面の殆ど或
いは全域にイオンを打ち込むことも可能となる。
は、前記イオンインプラ工程では、前記イオンの打ち込
みは、ポリシリコンを含んでなる前記材料膜をP型のド
ープトポリシリコンからなる前記導電層とするように行
われる。
リコンからなる導電層によって、良好な電子素子或いは
電子回路を構築することが可能となる。
に説明する実施の形態から明らかにされる。
に基づいて説明する。
施形態である電気光学基板装置の断面図である。本実施
形態の電気光学基板装置は、例えば後述の電気光学装置
を構成する一対の基板のうちのTFTアレイ基板側を構
成するものであるが、その用途は特にこれに限定される
ものではない。
は、基板10上に、下側遮光膜11a、第1下地絶縁膜
12、第2下地絶縁膜13、画素スイッチング用のTF
T30を構成する単結晶シリコン層からなる半導体層1
a、TFT30を構成するゲート電極を含む走査線3
a、TFT30を構成するゲート絶縁膜を含む絶縁膜
2、第1層間絶縁膜41、TFT30のソース電極30
3及び蓄積容量70の画素電位側容量電極を含むTFT
30のドレイン電極302、蓄積容量70の誘電体膜7
5、蓄積容量70の固定電位側容量電極を含む容量線3
00、第2層間絶縁膜42、データ線6a、第3層間絶
縁膜43並びに画素電極9aをこの順に備えて構成され
ている。
コン基板等からなり、当該電気光学基板装置を透過型と
する場合には、透明の基板とされ、当該電気光学基板装
置を反射型とする場合には、不透明の基板とされる。
ン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タ
ンタル)、Mo(モリブデン)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、ポリサイド、これらを積層したもの等からなる。下
側遮光膜11aは、TFT30を構成する半導体層1a
のうち少なくともチャネル領域1a’を、図中下側から
覆うことにより、図中下側からTFT30に向かう戻り
光を遮光する。
形成されることにより、基板10の表面の研磨時におけ
る荒れや、洗浄後に残る汚れ等でTFT30の特性の劣
化を防止する機能を有する。下地絶縁膜12は、例え
ば、常圧、減圧CVD法、プラズマCVD法等によりT
EOS(テトラ・エチル・オルソ・シリケート)ガス、
TEB(テトラ・エチル・ボートレート)ガス、TMO
P(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)ガス等を
用いて、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)などを積層した或いは単層
のシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン
膜等から形成する。その膜厚は、例えば約500〜20
00nm程度とする。
が施されて平坦化されており、この平坦化された表面
に、半導体層1aが形成された第2下地絶縁膜13が貼
り合わされている。即ち、本実施形態では、第2下地絶
縁膜13は埋め込み酸化膜となり、その上に単結晶シリ
コン膜からなる半導体層1aが形成されたSOI構造が
構築されている。例えば、別途用意した半導体基板上に
先ず半導体層1aを形成し、この表面を酸化することで
第2下地絶縁膜13を形成し、この第2下地絶縁膜13
の表面と第1下地絶縁膜12の表面とを貼り合わせて熱
処理した後に、半導体層1aを残すように半導体基板を
分離することにより、このようなSOI構造が得られ
る。係る半導体層1aの厚さは、例えば約30〜150
nmであり、絶縁膜2の厚さは、例えば約20〜150
nmである。
D(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線
3aの一部からなるゲート電極、当該走査線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
ゲート絶縁膜を含む絶縁膜2、半導体層1aの低濃度ソ
ース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、半導体層1
aの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1
e、ソース電極303並びにドレイン電極302を備え
て構成されている。
dとソース電極303とを通じるコンタクトホール82
及び高濃度ドレイン領域1eとドレイン電極302とを
通じるコンタクトホール83が各々形成された第1層間
絶縁膜41が形成されている。第1層間絶縁膜41は、
例えばシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリ
コン膜等から形成され、その膜厚は、例えば約500〜
2000nm程度とする。
aが、コンタクトホール83及び85を介して中継接続
用の導電層としても機能するドレイン電極302により
中継接続されている。高濃度ソース領域1dには、デー
タ線6aが、コンタクトホール81及び82を介して中
継接続用の導電層としても機能するソース電極303に
より中継接続されている。
位側容量電極上には、誘電体膜301を介して固定電位
側容量電極を含む容量線300が形成されている。容量
線300は、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo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、ポリサイド、これらを積層した
もの等からなる。本実施形態では、このようにドレイン
電極302の一部と、容量線300の一部とが誘電体膜
301を介して対向配置されることにより、蓄積容量7
0が構築されている。
データ線6aとを通じるコンタクトホール81及びドレ
イン電極302と画素電極9aとを通じるコンタクトホ
ール85が各々形成された第2層間絶縁膜42が形成さ
れている。第2層間絶縁膜42は、例えばシリケートガ
ラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等から形成さ
れ、その膜厚は、例えば約500〜2000nm程度と
する。
が形成されており、これらの上には更に、ドレイン電極
302へのコンタクトホール85が形成された第3層間
絶縁膜43が形成されている。係るデータ線6aは、例
えば、スパッタリング、フォトリソグラフィ、エッチン
グ等により、所定パターンを持つようにAl(アルミニ
ウム)等の低抵抗金属膜から形成され、その膜厚は、配
線幅に応じて必要な導電性が得られるように、例えば数
百nm程度とされる。他方、第3層間絶縁膜43は、例
えばシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコ
ン膜等から形成され、その膜厚は、例えば約500〜2
000nm程度とする。
3層間絶縁膜7の上面に設けられている。画素電極9a
は、例えばスパッタリング、フォトリソグラフィ、エッ
チング等により、ITO(Indium Tin Oxide)膜等の透
明導電性膜から形成する。尚、後述の電気光学装置のよ
うに、ラビング処理を施された配向膜を形成してもよ
い。
光学基板装置では特に、半導体層1aは、N型単結晶シ
リコンからなり、その中にP型の高濃度ソース領域1d
及びP形の低濃度ソース領域1b並びにP型の高濃度ド
レイン領域1e及びP型の低濃度ソース領域1cが形成
されている。即ち、TFT30は、エンハンスメント形
のPチャネルMOSトランジスタとして構成されてい
る。
造を持つNチャネルMOSトランジスタにおけるゲート
電圧(|Vg|)に対するドレイン電流(|Id|)の
特性を各種のドレイン電圧(|Vd|)について示す。
また、図3に、本実施形態の如きSOI構造を持つPチ
ャネルMOSトランジスタにおけるゲート電圧(|Vg
|)に対するドレイン電流(|Id|)の特性を各種の
ドレイン電圧(|Vd|)について示す。
技術の如き動作中に半導体層中に蓄積される余剰キャリ
アを引き出すためのボディコンタクトは設けられていな
い。また、図3に対応する本実施形態の場合にも、この
ようなボディイコンタクトは設けられていない。尚、比
較例では、チャネル長を2.0μmとし、LDD長を
1.0μmとし、チャネル幅を20μmとしてあり、本
実施形態では、チャネル長を3.0μmとし、LDD長
を1.0μmとし、チャネル幅を20μmとしてある。
の場合には、ドレイン電流(|Vd|)が小さいうち
は、本実施形態の場合よりも、良好なトランジスタ特性
が得られる。これは、NチャネルMOSトランジスタの
方が、相対的に移動度が高い電子を多数キャリアとして
おり、相対的に移動度が低い正孔を多数キャリアとする
PチャネルMOSトランジスタよりも基本的に高性能で
あることに基づく。
で実用上用いられる範囲内でドレイン電圧(|Vd|)
がある程度大きくなると、比較例では、良好なトランジ
スタ特性は得られなくなる。これに対し、本実施形態の
場合には、この種の電気光学基板装置で実用上用いられ
る範囲内でドレイン電圧(|Vd|)がある程度大きく
なっても、良好なトランジスタ特性が得られている。特
に本実施形態におけるTFT30は、SOI構造をもつ
ので、例えばポリシリコンやアモルファスシリコンを半
導体層として用いて構成したMOSトランジスタと比べ
て、そのトランジスタとしての性能は劣らないようにで
きる。そして、本実施形態では、Pチャネル型であるが
故に、前述した正孔のインパクトイオン化率が小さくて
済み、Nチャネル型の場合のように、前述した基板浮遊
効果による寄生バイポーラ現象は実用上殆ど問題となら
ない。
積される余剰キャリアを引き抜くためのボディイコンタ
クトが必要となるのに対し、本実施形態では、ボディイ
コンタクトは必要ない。
P型の高濃度ソース領域1dに接続されるソース電極3
03は、P型導電層からなる。従って、両者間にPN接
合は存在せず、良好な電気的な接続が得られる。同様
に、P型の高濃度ドレイン領域1eに接続されるドレイ
ン電極は、P型導電層からなる。従って、両者間にPN
接合は存在せず、良好な電気的な接続が得られる。この
ようなP型導電層は、例えば、ポリシリコン膜等の導電
層を堆積後に、イオンインプラによりP型にドープする
ことにより比較的容易に形成できる。また、このような
ドレイン電極302及びソース電極303の膜厚は、例
えば50〜500nm程度とされる。
英ガラス、ガラス等の透明基板を用い、画素電極9aと
してもITO膜等の透明電極を用いることにより、透過
型の電気光学基板装置や、画素電極9a或いは画素電極
透9a及び基板10を介して光が反射する反射型の電気
光学装置を構築できる。或いは、本実施形態では、画素
電極9aとしてAl膜等の反射電極を用いることによ
り、反射型の電気光学基板装置を構築できる。更には、
半透過反射電極或いは半透過反射板を用いることで、反
射型と透過型とを切り替え可能な半透過反射型の電気光
学装置を構築できる。
置を備えてなる、本発明の電気光学装置に係る実施形態
を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、本発明
の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
の実施形態における電気光学装置の全体構成について、
図4及び図5を参照して説明する。ここでは、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。
された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図で
あり、図5は、図4のH−H’断面図である。
電気光学装置では、図1に示した電気光学基板装置20
0と対向基板20とが対向配置されている。
0と対向基板20との間に液晶層50が封入されてお
り、基板10と対向基板20とは、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。シール材52は、両基板
を貼り合わせるために、例えば熱硬化樹脂、熱及び光硬
化樹脂、光硬化樹脂、紫外線硬化樹脂等からなり、製造
プロセスにおいて基板10上に塗布された後、加熱、加
熱及び光照射、光照射、紫外線照射等により硬化させら
れたものである。
の間隔(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混合され
ている。即ち、本実施形態の電気光学装置は、プロジェ
クタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに
適している。但し、当該電気光学装置が液晶ディスプレ
イや液晶テレビのように大型で等倍表示を行う液晶装置
であれば、このようなギャップ材は、液晶層50中に含
まれてもよい。
6が設けられており、基板10に設けられた上下導通端
子と対向基板20に設けられた対向電極21との間で電
気的な導通をとる。
置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域1
0aを規定する遮光性の額縁53が対向基板20側に設
けられている。額縁53は基板10側に設けても良いこ
とは言うまでもない。画像表示領域の周辺に広がる周辺
領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外
側部分には、データ線駆動回路101及び外部回路接続
端子102が基板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。更に基板10の残る一辺には、画
像表示領域10aの両側に設けられた走査線駆動回路1
04間をつなぐための複数の配線105が設けられてい
る。
ッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が形成
された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されてい
る。他方、対向基板20上には、対向電極21の他、最
上層部分に配向膜が形成されている。また、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。
0上の領域に、サンプリング回路118が設けられてい
る。サンプリング回路118は、画像信号線上の画像信
号をデータ線駆動回路101から供給されるサンプリン
グ回路駆動信号に応じてサンプリングしてデータ線に供
給するように構成されている。
以上の如く構成された電気光学装置における回路構成及
び動作について図6を参照して説明する。図6は、電気
光学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
と周辺回路とを示すブロック図である。
学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成さ
れた複数の画素には夫々、画素電極9aと当該画素電極
9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成
されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該
TFT30のソース電極に電気的に接続されている。
は、データ線6aの一端(図6中で下端)が、サンプリ
ング回路118の例えばTFTからなる各スイッチング
素子のドレインに接続されている。他方、画像信号線1
15は、引き出し配線116を介してサンプリング回路
118のTFTのソースに接続されている。データ線駆
動回路101に接続されたサンプリング回路駆動信号線
114は、サンプリング回路118のTFTのゲートに
接続されている。そして、画像信号線115上の画像信
号S1、S2、…、Snは、データ線駆動回路101か
らサンプリング回路駆動信号線114を介してサンプリ
ング回路駆動信号が供給されるのに応じて、サンプリン
グ回路118によりサンプリングされて各データ線6a
に供給されるように構成されている。
号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給して
も構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対
して、グループ毎に供給するようにしても良い。
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、走査線駆動回路104により、この
順に線順次で印加するように構成されている。画素電極
9aは、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を介して電気光学物質の
一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号
S1、S2、…、Snは、対向基板に形成された対向電
極21との間で一定期間保持される。液晶は、印加され
る電位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、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
として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラス
トを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号が
リークするのを防ぐために、画素電極9aと対向電極2
1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。蓄積容量70は、後述する画素スイッチング
用のTFT30の高濃度ドレイン領域1eと定電位の容
量線300の間に誘電体膜301を介して形成される。
動回路101、走査線駆動回路104、サンプリング回
路118等に加えて、複数のデータ線6a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等を形
成してもよい。
実施形態における電気光学装置の画素部における構成に
ついて、図7から図9を参照して説明する。図7は、デ
ータ線、走査線、画素電極等が形成された電気光学装置
の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図8は、図
7のA−A’断面図である。また、図9は、比較例にお
けるボディイコンタクトを示す一画素に係る平面図であ
る。尚、図8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。
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6
a、走査線3aが設けられている。
斜線領域で示したチャネル領域1a’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。このように、走査線3aとデータ線6
aとの交差する個所には夫々、チャネル領域1a’に走
査線3aがゲート電極として対向配置された画素スイッ
チング用のTFT30が設けられている。
線で示したように走査線3aの形成領域に重ねて形成さ
れている。より具体的には容量線300は、走査線3a
に沿って延びる本線部と、図7中、データ線6aと交差
する各個所からデータ線6aに沿って上方に夫々突出し
た突出部と、コンタクトホール84に対応する個所が僅
かに括れた括れ部とを備えている。
は、ソース電極303を中継することにより、コンタク
トホール81及びコンタクトホール82を介して半導体
層1aのうち高濃度ソース領域1dに電気的に接続され
ている。他方、画素電極9aは、ソース電極303と同
一膜からなるドレイン電極302を中継層として利用し
て中継することにより、コンタクトホール83及び85
を介して半導体層1aのうち高濃度ドレイン領域1eに
電気的に接続されている。
して用いることにより、画素電極9aとTFT30を構
成する半導体層1aとの間の層間距離が例えば1000
nm程度に長くても、両者間を一つのコンタクトホール
で接続する技術的困難性を回避しつつ比較的小径の二つ
の直列なコンタクトホール83及び84で両者間を良好
に接続でき、画素開口率を高めること可能となる。特に
このような中継層を用いれば、コンタクトホール開孔時
におけるエッチングの突き抜け防止にも役立つ。同様
に、ソース電極303を用いることにより、データ線6
aとTFT30を構成する半導体層1aとの間の層間距
離が長くても、両者間を一つのコンタクトホールで接続
する技術的困難性を回避しつつ比較的小径の二つの直列
なコンタクトホール81及び82で両者間を良好に接続
できる。
302と容量線300とが誘電体膜301を介して対向
配置されることにより、平面的に見て走査線3aに重な
る領域及びデータ線6aに重なる領域に、蓄積容量70
が構築されている。
ように延びると共に、データ線6aの領域下で、ドレイ
ン電極302を覆うように突き出す突出部を有し櫛歯状
に形成している。ドレイン電極302は、走査線3aと
データ線6aの交差部から、一方がデータ線6aの領域
下にある容量線300の突出部に沿って延び、他方が走
査線3aの領域上にある容量線300に沿って隣接する
データ線6a近傍まで延びるL字状の島状容量電極を形
成している。そして、誘電体膜301を介して容量線3
00にL字状のドレイン電極302が重なる領域で蓄積
容量70が形成される。
イン電極302は、コンタクトホール85で画素電極9
aと接続されており且つコンタクトホール83で高濃度
ドレイン領域1eと接続されており、画素電極電位とさ
れる。
線300は、画素電極9aが配置された画像表示領域か
らその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続され
て、固定電位とされる。定電位源としては、TFT30
を駆動するための走査信号を走査線3aに供給するため
の走査線駆動回路や画像信号をデータ線6aに供給する
サンプリング回路を制御するデータ線駆動回路に供給さ
れる正電源や負電源の定電位源でも良いし、対向基板に
供給される定電位でも構わない。
膜厚5〜200nm程度の比較的薄いHTO膜(高温酸
化膜)、LTO膜(低温酸化膜)等の酸化シリコン膜、
あるいは窒化シリコン膜等から構成される。誘電体膜3
01は、ドレイン電極302の表面を酸化することによ
って得た熱酸化膜でもよい。蓄積容量70を増大させる
観点からは、膜厚の信頼性が十分に得られる限りにおい
て、誘電体膜301は薄い程良い。
光学基板装置200と、これに対向配置される透明な対
向基板20とを備えている。対向基板20は、例えばガ
ラス基板や石英基板からなる。基板10には、画素電極
9aが設けられており、その上側には、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。また配向膜16は例えば、ポリイミド膜などの有機
膜からなる。
て対向電極21が設けられており、その下側には、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膜などの
透明導電性膜からなる。また配向膜22は、ポリイミド
膜などの有機膜からなる。
位置に、各画素電極9aをスイッチング制御する画素ス
イッチング用のTFT30が設けられている。
うにしてもよい。このような構成を採ることで、対向基
板20側から入射光がTFT30の半導体層1aのチャ
ネル領域1a’や低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレ
イン領域1cに侵入するのを抑制できる。更に、対向基
板上の遮光膜は、入射光が照射される面を高反射な膜で
形成することにより、電気光学装置の温度上昇を防ぐ働
きをする。
光性のデータ線6aで、各画素の遮光領域のうちデータ
線6aに沿った部分を遮光してもよいし、容量線300
を遮光性の膜で形成することによりチャネル領域1a’
等を遮光することができる。
電極21とが対面するように配置された基板10と対向
基板20との間には、シール材により囲まれた空間に電
気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層50が
形成される。液晶層50は、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
の配向状態をとる。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る。
けられたTFT30は、SOI構造を持つPチャネル型
であるが故に、前述した正孔のインパクトイオン化率が
小さくて済み、基板浮遊効果による寄生バイポーラ現象
は実用上殆ど問題とならない。このため、図7に示した
ように、各画素の開口領域を相対的に大きくとることが
可能となる。
I構造を持つNチャネル型のTFTの場合には、正孔の
インパクトイオン化率が大きいため、基板浮遊効果によ
る寄生バイポーラ現象が顕著となり、図9に示すよう
に、チャネル領域1a’に蓄積される余剰キャリアを引
き抜くための導電層500を追加形成する必要がある。
このため、図9から明らかなように、当該ボディイコン
タクトをとるための導電層500の存在により、図9中
ハッチングで示した各画素の開口領域501は狭くなら
ざるを得ない。
イコンタクトが必要ない分だけ各画素における開口率を
高めることが可能となり、同時に各画素に係る積層構造
や製造プロセスの複雑化を招かないで済む。従って、比
較的高性能のTFT30によりアクティブマトリクス駆
動可能であり、明るく高品位の画像表示を行える。
形態の電気光学装置は、周辺回路内蔵型であるが、周辺
回路は、SOI構造のNチャネル型のトランジスタを含
んで構成されてもよい。そして、係るNチャネル型のト
ランジスタには、図9に示したような余剰キャリアを吸
い出す導電層を設けると共に、画像表示領域に設けられ
たPチャネル型のトランジスタには、このような余剰キ
ャリアを吸い出す導電層を設けないように構成すること
が望ましい。このように構成すれば、比較的回路を作り
込む面積に余裕がある周辺領域には、より高性能の余剰
キャリアを吸い出す導電層付のNチャネル型のTFTを
含んでなる周辺回路を用いて、より高度な駆動や制御が
可能となるので有利である。更に、このような周辺回路
を構成するTFTと各画素におけるTFT30とを少な
くとも部分的に同一工程による同一層から構成すること
により、装置全体として必要となる半導体層数、絶縁膜
数及び導電層数を抑えることもできる。
を積層することにより、データ線6aや走査線3aに沿
った領域に段差が生じるが、基板10、第1下地絶縁膜
12、第1層間絶縁膜41、第2層間絶縁膜42に溝を
掘って、データ線6a等の配線やTFT30等を埋め込
むことにより平坦化処理を行ってもよいし、第3層間絶
縁膜43や第2層間絶縁膜42の上面の段差をCMP処
理等で研磨することにより、或いは有機SOGを用いて
平らに形成することにより、当該平坦化処理を行っても
よい。
ッチング用TFT30は、好ましくは図8に示したよう
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に不純物の打ち込みを行わないオフ
セット構造を持ってよいし、走査線3aの一部からなる
ゲート電極をマスクとして高濃度で不純物を打ち込み、
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。また本実施
形態では、画素スイッチング用TFT30のゲート電極
を高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域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
ようにデュアルゲート或いはトリプルゲート以上でTF
Tを構成すれば、チャネルとソース及びドレイン領域と
の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。そして、周辺回路を構成するTFT
についても同様に各種のTFTとして構築可能である。
施形態では、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の上に設ける代わり
に、例えばTAB(Tape Automated bonding)基板上に
実装された駆動用LSIに、基板10の周辺部に設けら
れた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接
続するようにしてもよい。また、対向基板20の投射光
が入射する側及び基板10の出射光が出射する側には各
々、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、VA(V
ertically Aligned)モード、PDLC(Polymer Disper
sed Liquid Crystal)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、偏光板などが
所定の方向で配置される。
装置は、プロジェクタに適用されるため、3枚の電気光
学装置がRGB用のライトバルブとして各々用いられ、
各ライトバルブには各々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、各実施形態では、対
向基板20に、カラーフィルタは設けられていない。し
かしながら、対向基板に遮光膜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、対向基板20上に形成してもよ
い。このようにすれば、プロジェクタ以外の直視型や反
射型のカラー電気光学装置について、各実施形態におけ
る電気光学装置を適用できる。また、対向基板20上に
1画素1個対応するようにマイクロレンズを形成しても
よい。あるいは、TFTアレイ基板10上のRGBに対
向する画素電極9a下にカラーレジスト等でカラーフィ
ルタ層を形成することも可能である。このようにすれ
ば、入射光の集光効率を向上することで、明るい電気光
学装置が実現できる。更にまた、対向基板20上に、何
層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の
干渉を利用して、RGB色を作り出すダイクロイックフ
ィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ
付き対向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置
が実現できる。
説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子
機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態につい
て図10及び図11を参照して説明する。
の回路構成について図10のブロック図を参照して説明
する。尚、図10は、投射型カラー表示装置における3
枚のライトバルブのうちの1枚に係る回路構成を示した
ものである。これら3枚のライトバルブは、基本的にど
れも同じ構成を持つので、ここでは1枚の回路構成に係
る部分について説明を加えるものである。但し厳密に
は、3枚のライトバルブでは、入力信号が夫々異なり
(即ち、R用、G用、B用の信号で夫々駆動され)、更
にG用のライトバルブに係る回路構成では、R用及びB
用の場合と比べて、画像を反転して表示するように画像
信号の順番を各フィールド又はフレーム内で逆転させる
か又は水平或いは垂直走査方向を逆転させる点も異な
る。
は、表示情報出力源1000、表示情報処理回路100
2、駆動回路1004、液晶装置100、クロック発生
回路1008並びに電源回路1010を備えて構成され
ている。表示情報出力源1000は、ROM(Read Onl
y Memory)、RAM(Random Access Memory)、光ディ
スク装置などのメモリ、画像信号を同調して出力する同
調回路等を含み、クロック発生回路1008からのクロ
ック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号など
の表示情報を表示情報処理回路1002に出力する。表
示情報処理回路1002は、増幅・極性反転回路、相展
開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クラン
プ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されてお
り、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデ
ジタル信号を順次生成し、クロック信号CLKと共に駆動
回路1004に出力する。駆動回路1004は、液晶装
置100を駆動する。電源回路1010は、上述の各回
路に所定電源を供給する。尚、液晶装置100を構成す
るTFTアレイ基板の上に、駆動回路1004を搭載し
てもよく、これに加えて表示情報処理回路1002を搭
載してもよい。
型カラー表示装置の全体構成、特に光学的な構成につい
て説明する。ここに図11は、投射型カラー表示装置の
図式的断面図である。
型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ1100
は、上述した駆動回路1004がTFTアレイ基板上に
搭載された液晶装置100を含む液晶モジュールを3個
用意し、夫々RGB用のライトバルブ100R、100
G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成さ
れている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハラ
イドランプ等の白色光源のランプユニット1102から
投射光が発せられると、3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
原色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対
応するライトバルブ100R、100G及び100Bに
夫々導かれる。この際特にB光は、長い光路による光損
失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1
123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系
1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ10
0R、100G及び100Bにより夫々変調された3原
色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム111
2により再度合成された後、投射レンズ1114を介し
てスクリーン1120にカラー画像として投射される。
施形態の電気光学装置に好適に用いられる基板装置の製
造方法に係る実施形態について図12から図15を参照
して説明する。ここに、図12は、基板装置のコンタク
トホール付近の様子を示す断面図であり、図13は、基
板装置の製造方法を図12に対応する断面で示す工程図
である。また、図14及び図15は夫々、コンタクトホ
ールの形状の他の具体例を示す断面図である。
置の基板600上で、所定平面パターンを有する第1導
電層601上に層間絶縁膜610を介して所定平面パタ
ーンを有する第2導電層602を形成し、層間絶縁膜6
10に開けられたコンタクトホール611を介して両導
電膜を電気的に接続する工程に関するものである。
一例たるコンタクトホール611は、層間絶縁膜610
を貫通して開孔されている。また、コンタクトホール6
11の形状は、その平面形状が正方形や長方形或いは多
角形である角柱状、円柱状等の柱状である。
2導電層602をイオンインプラ工程によって低抵抗化
する際に打ち込まれるイオンの経路を示している。本実
施形態では特に、イオン経路620は、コンタクトホー
ル611の中心線に対して、所定角度Xだけ傾けられて
いる。
タクトホール611の径をaとし、コンタクトホール6
11の深さをeとし、第2導電層602の膜厚をcとす
るとき、0<X≦tan−1{(a−2c)/2e}を
満たすように設定されている。ここで、所定角度Xが、
0<Xに設定されるので、コンタクトホール611の側
面に形成される第2導電層部分602sにイオンを打ち
込める。しかも、X≦tan−1{(a−2c)/2
e}を満たすように設定されるので、コンタクトホール
611の底面に形成された第2導電層部分602bの中
央にもイオンを打ち込むことができる。
トホール611の右側の側面に形成された第2導電層部
分602sにイオンを打ち込み可能であると同時にコン
タクトホール611の底面の右半分に形成された第2導
電層部分602bにもイオンを打ち込み可能である。そ
して、この状態を基準としてイオン経路620の傾きを
左右反転させれば、コンタクトホール611の左側の側
面に形成された第2導電層部分602sにイオンを打ち
込み可能となると同時にコンタクトホール611の底面
の左半分に形成された第2導電層部分602bにイオン
を打ち込み可能となる。更に、図12中で紙面に垂直な
方位も含めてイオン経路620を四方に傾斜させれば、
コンタクトホール611の全側面に形成された第2導電
層部分602sにイオンを打ち込み可能となり、同時
に、コンタクトホール611の全底面に形成された第2
導電層部分602bにイオンを打ち込み可能となる。こ
のようにイオンインプラ工程におけるイオン経路620
が傾く方位を、例えばコンタクトホール611の中央を
囲んで三方、四方、八方、全方位など適宜変えること
で、コンタクトホール611内でイオンが打ち込まれる
領域を、底面及び側面の全域とすることが可能となる。
示した如き構造を含む基板装置の製造方法について説明
する。
0上に、ドープトシリコン等からなる第1導電層601
を形成する。ここでは、例えばCVD法、スパッタリン
グ法、貼り合わせ法等によって、基板600の全面に導
電膜を形成後に、フォトリソグラフィ及びエッチング等
によってこれをパターニングして、所定パターンの第1
導電層601を形成する。或いは、単結晶シリコン膜、
ポリシリコン膜等の半導体層の一部をイオンインプラ等
により低抵抗化することによって、第1導電層601を
形成してもよい。
層601が形成された基板600の全面に層間絶縁膜6
10を形成する。ここでは例えば、常圧又は減圧CVD
法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BS
G、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層間絶縁膜610を形成
する。
トホール611を層間絶縁膜610に開孔する。ここで
は例えば、指向性の高いドライエッチングを用いること
で、基板面に垂直な側面を有する柱状のコンタクトホー
ル611を開孔する。この際、基板600上における他
の領域においても、同時に他のコンタクトホールも開孔
可能である。
トホール611が開孔された層間絶縁膜610上に、C
VD法、スパッタリング法等により、例えばポリシリコ
ン膜等の第2導電層602となる材料膜を形成する。続
いて、この材料膜のパターニングと層前後して、イオン
経路620aでその打ち込み経路を示すようにイオンイ
ンプラ工程によってこの材料膜にイオンを打ち込んで低
抵抗化する。例えば、図12に示したコンタクトホール
611の径aが1000nm(ナノメータ)であり、コ
ンタクトホール611の深さeが400nmであり、第
2導電層602の膜厚cが150nmであるとき、ジボ
ランガスを用いてB(ボロン)を25Kev程度の加速
度にて且つ1015/cm2程度の比較的高濃度のドー
ズ量にて打ち込めば、第2導電層602においてムラ無
く良好な導電性が得られる。
ノンドープトシリコン膜を用いてもよいし、成膜と同時
にイオンを導入したドープトシリコン膜を用いてもよ
い。後者の場合には、イオンインプラ工程によって一層
の低抵抗化或いは所望の抵抗値を有するように第2導電
層602を形成できる。また、打ち込むイオンとして
は、材料膜の種類及び第1導電層601がP+型からな
るのかN+型からなるのか等に応じて適宜選択されるも
のであり、Bに限らず、P(リン)等であってもよい。
オンインプラ工程では、イオンの打ち込みを所定角度X
だけ傾けて行う。この結果、図13(d)中で、コンタ
クトホール611の右側側面に形成された第2導電層部
分602s及び底面の右側半分に形成された第2導電層
部分602bにイオンを打ち込める。但し、この際、コ
ンタクトホール611の口側の縁に形成された第2導電
層部分602aがイオン経路620aを部分的に妨げる
ため、図13(d)中で、コンタクトホール611の左
側側面に形成された第2導電層部分602s及び底面の
左側半分に形成された第2導電層部分602bにイオン
を打ち込めない。
の打ち込みを傾ける方位を変更して、イオンインプラ工
程を続行する。これによって、コンタクトホール611
の左側側面に形成された第2導電層部分602s及び底
面の左側半分に形成された第2導電層部分602bにイ
オンを打ち込める。同様に、イオンの打ち込みを傾ける
方位を適宜変更して、イオンインプラ工程を続行するこ
とによって、コンタクトホール611の全側面に形成さ
れた第2導電層部分602s及び全底面に形成された第
2導電層部分602bを形成できる。
ば、コンタクトホール611内の材料膜を比較的容易に
低抵抗化して、第2導電層602を形成できる。この結
果、第1導電層601と第2導電層602とをコンタク
トホール611を介して良好に電気的に接続でき、基板
600上に、これらの第1導電層601及び第2導電層
602を含んでなる電子素子或いは電子回路を構築でき
る。
ドライエッチングを用いて、柱状のコンタクトホール6
11を開孔しているが、図14に示すように、ウエット
エッチングを用いることで、基板上に、逆さま円錐台状
或いは角錐台状のコンタクトホール611’を開孔して
もよい。或いは、図15に示すように、ウエットエッチ
ングとドライエッチングとをこの順で組み合わせて用い
ることで、基板上に、逆さ円錐台状或いは角錐台状の第
1コンタクトホール部分611aと柱状の第2コンタク
トホール部分611bとからなるコンタクトホール61
1”を開孔してもよい。
(e)に示した如きイオンインプラ工程でイオン経路6
20’を傾斜させる所定角度Xは、コンタクトホール6
11’の底面における径をaとし、コンタクトホール6
11’の口側の縁における径をdとし、コンタクトホー
ル611’の深さをeとし、第2導電層602’の膜厚
をcとするとき、0≦X≦tan−1{(d−a)/2
e}を満たすように設定される。このように所定角度X
は、0≦Xに設定されるので、コンタクトホール61
1’の側面に形成される材料膜部分にイオンを打ち込め
る。特に、コンタクトホール611’の側面に傾斜があ
るので、その度合いに応じて、X=0であっても、コン
タクトホール611’の側面に形成される材料膜部分に
イオンを打ち込める。しかも、X≦tan−1{(d−
a)/2e}を満たすので、コンタクトホール611’
の底面の中央にもイオンを打ち込むことができる。従っ
て、図13(d)及び(e)を参照して説明した場合と
同様にイオン打ち込みの傾きの方位を複数方位とするこ
とで、コンタクトホール611’の底面及び側面の殆ど
或いは全域にイオンを打ち込める。
ホール611’の底面における径aが1000nmであ
り、コンタクトホール611’の口側の縁における径d
が3000nmであり、コンタクトホール611’の深
さeが400nmであり、第2導電層602’の膜厚c
が150nmであるとき、ジボランガスを用いてBを2
5Kev程度の加速度にて且つ1015/cm2程度の
比較的高濃度のドーズ量にて打ち込めば、第2導電層6
02’においてムラ無く良好な導電性が得られる。
(e)に示した如きイオンインプラ工程でイオン経路6
20”を傾斜させる所定角度Xは、第2コンタクトホー
ル部分611bの径をaとし、第1コンタクトホール部
分611aの口側の縁における径をdとし、第1コンタ
クトホール部分611aの深さをeとし、第2コンタク
トホール部分611bの深さをbとし、第2導電層60
2”の膜厚をcとするとき、0<X≦(a−2c)/2
(csinY+b−c)を満たすように設定される(但
し、Y=tan−1{(d−a)/2e})。このよう
に所定角度Xは、0<Xに設定されるので、第1コンタ
クトホール部分611a及び第2コンタクトホール部分
611bの側面に形成される材料膜部分にイオンを打ち
込める。しかも、X≦(a−2c)/2(csinY+
b−c)を満たすので、第2コンタクトホール部分61
1bの底面の中央にもイオンを打ち込むことができる。
従って、図13(d)及び(e)を参照して説明した場
合と同様にイオン打ち込みの傾きの方位を複数方位とす
ることで、コンタクトホール611”の底面及び側面の
殆ど或いは全域にイオンを打ち込める。
トホール部分611bの径aが1000nmであり、第
1コンタクトホール部分611aの口側の縁における径
dが3000nmであり、第1コンタクトホール部分6
11aの深さeが400nmであり、第2コンタクトホ
ール部分611bの深さbが400nmであり、第2導
電層602”の膜厚cが150nmであるとき、ジボラ
ンガスを用いてBを25Kev程度の加速度にて且つ1
015/cm2程度の比較的高濃度のドーズ量にて打ち
込めば、第2導電層602”においてムラ無く良好な導
電性が得られる。
基板装置の製造方法は、図1及び図8に示した如き、ド
レイン電極302を半導体層1aの高濃度ドレイン領域
1eに接続する工程、或いはソース電極303を半導体
層1aの高濃度ソース領域1dに接続する工程を含む電
気光学装置の製造方法にも適用できる。この場合には、
図1から図9を参照して説明したドレイン電極302や
ソース電極303を第2導電層602に対応させて、図
1から図9を参照して説明した半導体層1aを第1導電
層601に対応させて製造すればよい。
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なう電気光学基板装置及び
その製造方法、電気光学装置、電子機器、並びに基板装
置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるもの
である。
断面図である。
MOSトランジスタにおけるゲート電圧(|Vg|)に
対するドレイン電流(|Id|)の特性を各種のドレイ
ン電圧(|Vd|)について示す特性図である。
ネルMOSトランジスタにおけるゲート電圧(|Vg
|)に対するドレイン電流(|Id|)の特性を各種の
ドレイン電圧(|Vd|)について示す特性図である。
FTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に
対向基板の側から見た平面図である。
像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設け
られた各種素子、配線等の等価回路である。
走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相
隣接する複数の画素群の平面図である。
における余剰キャリアを引き抜くための導電層の平面図
である。
カラー表示装置におけるライトバルブに係る回路構成を
示したブロック図である。
カラー表示装置の一例たるカラー液晶プロジェクタを示
す図式的断面図である。
示す断面図である。
面で示す工程図である。
す断面図である。
を示す断面図である。
Claims (30)
- 【請求項1】 基板上に、 絶縁体層と、 該絶縁体層上に形成されておりP型のソース領域及びP
型のドレイン領域並びにチャネル領域を含むN型の単結
晶半導体層と、 前記チャネル領域における前記単結晶半導体層上にゲー
ト絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、 該ゲート電極に接続された走査線と、 前記ソース領域及び前記ドレイン領域の一方に接続され
たデータ線と、 前記ソース領域及び前記ドレイン領域の他方に接続され
た画素電極と を備えており、 前記単結晶半導体層、前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート
電極から、前記画素電極をスイッチング制御するPチャ
ネル型のトランジスタが構築されていることを特徴とす
る電気光学基板装置。 - 【請求項2】 前記トランジスタは、PチャネルMOS
(Metal Oxide Silicon)型トランジスタからなること
を特徴とする請求項1に記載の電気光学基板装置。 - 【請求項3】 前記ゲート電極上に形成された層間絶縁
膜と、 該層間絶縁膜上に形成され且つ前記ソース領域に接続さ
れたP型導電層からなるソース電極と、 前記層間絶縁膜上に形成され且つ前記ドレイン領域に接
続されたP型導電層からなるドレイン電極とを更に備え
ており、 前記データ線は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極
の一方を中継して前記ソース領域及び前記ドレイン領域
の一方に接続されており、 前記画素電極は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極
の他方を中継して前記ソース領域及び前記ドレイン領域
の他方に接続されていることを特徴とする請求項1又は
2に記載の電気光学基板装置。 - 【請求項4】 前記P型導電層は、導電層を堆積後に、
イオンインプラによりP型にドープされていることを特
徴とする請求項3に記載の電気光学基板装置。 - 【請求項5】 前記ソース電極は、前記層間絶縁膜に開
孔されたコンタクトホールを介して前記ソース領域に接
続されており、 前記ドレイン電極は、前記層間絶縁膜に開孔されたコン
タクトホールを介して前記ドレイン領域に接続されてい
ることを特徴とする請求項3又は4に記載の電気光学基
板装置。 - 【請求項6】 前記基板上に、前記チャネル領域を下側
から覆う下側遮光膜を更に備えており、 前記絶縁体層は、前記下側遮光膜上に形成されているこ
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
電気光学基板装置。 - 【請求項7】 前記絶縁体層における前記単結晶半導体
層に面する側の表面には、CMP(Chemical Mechanica
l Polishing)処理が施されていることを特徴とする請
求項1から6のいずれか一項に記載の電気光学基板装
置。 - 【請求項8】 前記基板は、石英ガラスからなることを
特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電気
光学基板装置。 - 【請求項9】 前記基板は、ガラスからなることを特徴
とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電気光学
基板装置。 - 【請求項10】 前記画素電極は、透明電極からなるこ
とを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の
電気光学基板装置。 - 【請求項11】 前記画素電極は、反射電極からなるこ
とを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の
電気光学基板装置。 - 【請求項12】 前記基板上における前記画素電極が形
成された画像表示領域の周辺に周辺回路を更に備えてお
り、 該周辺回路は、Nチャネル型のトランジスタを含んでな
り、該Nチャネル型のトランジスタには、その半導体層
に蓄積されるキャリアを吸い出す導電層が設けられてお
り、 前記画像表示領域に設けられた前記Pチャネル型のトラ
ンジスタには、その半導体層に蓄積されるキャリアを吸
い出す導電層が設けられていないことを特徴とする請求
項1から11のいずれか一項に記載の電気光学基板装
置。 - 【請求項13】 前記基板上に、 前記ソース領域及び前記ドレイン領域の他方と前記画素
電極とを中継接続すると共に画素電位側容量電極を含む
中間導電層と、 該画素電位側容量電極に誘電体膜を介して対向配置され
た固定電位側容量電極を含む容量線とを更に備えてお
り、 前記画素電位側容量電極及び前記固定電位側容量電極か
ら前記画素電極に接続された蓄積容量が構築されてお
り、 前記容量線及び前記中間導電層のうち少なくとも一方
は、導電性の遮光膜からなり、前記基板上において前記
チャネル領域を上側から覆う部分を含むことを特徴とす
る請求項1から12のいずれか一項に記載の電気光学基
板装置。 - 【請求項14】 前記蓄積容量は、平面的に見て前記走
査線に重なる領域にも少なくとも部分的に設けられてい
ることを特徴とする請求項13に記載の電気光学基板装
置。 - 【請求項15】 前記蓄積容量は、平面的に見て前記デ
ータ線に重なる領域にも少なくとも部分的に設けられて
いることを特徴とする請求項13又は14に記載の電気
光学基板装置。 - 【請求項16】 請求項1から15のいずれか一項に記
載の電気光学基板装置と、 該電気光学基板装置に対向配置された対向基板と、 該対向基板と前記電気光学基板装置との間に挟持された
電気光学物質とを備えたことを特徴とする電気光学装
置。 - 【請求項17】 請求項16に記載の電気光学装置を具
備することを特徴とする電子機器。 - 【請求項18】 請求項5に記載の電気光学基板装置を
製造する電気光学基板装置の製造方法であって、 前記単結晶半導体層上に前記層間絶縁膜を形成する第1
成膜工程と、 前記層間絶縁膜に対して前記コンタクトホールを開孔す
る開孔工程と、 前記コンタクトホールが開孔された層間絶縁膜上に、前
記P型導電層となる所定種類の材料膜を形成する第2成
膜工程と、 該形成された材料膜に対してイオンインプラによりイオ
ンを打ち込むことによって前記P型導電層を形成するイ
オンインプラ工程とを含んでおり、 前記イオンインプラ工程では、前記イオンの打ち込み
は、前記コンタクトホールの側面に形成された前記材料
膜部分に前記イオンが打ち込まれるように前記コンタク
トホールの中心線に対して所定角度Xだけ傾けて行わ
れ、且つ該所定角度Xは、前記コンタクトホールの底面
に形成された前記材料膜部分に前記イオンが打ち込まれ
る範囲内に設定されていることを特徴とする電気光学基
板装置の製造方法。 - 【請求項19】 前記イオンインプラ工程では、前記イ
オンの打ち込みは、前記コンタクトホールの中心線に対
して相前後して又は同時に複数方位に前記所定角度Xだ
け傾けて行われ、前記所定角度Xは、前記複数方位の各
々について前記コンタクトホールの底面の中央に位置す
る前記材料膜部分に前記イオンが打ち込まれる範囲内に
設定されていることを特徴とする請求項18に記載の基
板装置の製造方法。 - 【請求項20】 前記開孔工程では、前記コンタクトホ
ールは柱状に開孔され、 前記イオンインプラ工程では、前記所定角度Xは、前記
コンタクトホールの径をaとし、前記コンタクトホール
の深さをeとし、前記材料膜の膜厚をcとするとき、 0<X≦tan−1{(a−2c)/2e} を満たすように設定されることを特徴とする請求項18
又は19に記載の電気光学基板装置の製造方法。 - 【請求項21】 前記開孔工程では、前記コンタクトホ
ールは、前記層間絶縁膜側から前記導電層側に向かって
広がる円錐台状或いは角錐台状に開けられ、 前記イオンインプラ工程では、前記所定角度Xは、前記
コンタクトホールの底面における径をaとし、前記コン
タクトホールの口側の縁における径をdとし、前記コン
タクトホールの深さをeとし、前記材料膜の膜厚をcと
するとき、 0≦X≦tan−1{(d−a)/2e} を満たすように設定されることを特徴とする請求項18
又は19に記載の基板装置の製造方法。 - 【請求項22】 前記開孔工程では、前記コンタクトホ
ールは、前記層間絶縁膜側から前記導電層側に向かって
広がる円錐台状或いは角錐台状に開けられた第1コンタ
クトホール部分と該第1部分の底から連続して柱状に開
けられた第2コンタクトホール部分とからなるように開
けられ、 前記イオンインプラ工程では、前記所定角度Xは、前記
第2コンタクトホール部分の径をaとし、前記第1コン
タクトホール部分の口側の縁における径をdとし、前記
第1コンタクトホール部分の深さをeとし、前記第2コ
ンタクトホール部分の深さをbとし、前記材料膜の膜厚
をcとするとき、 0<X≦(a−2c)/2(csinY+b−c) 但し、Y=tan−1{(d−a)/2e} を満たすように設定されることを特徴とする請求項18
又は19に記載の基板装置の製造方法。 - 【請求項23】 基板上に穴が開けられた層間絶縁膜と
該層間絶縁膜上に形成されると共に前記穴内に設けられ
た導電層とを備え、該導電層から電子素子或いは電子回
路の少なくとも一部が前記基板上に構成される基板装置
を製造する基板装置の製造方法であって、 前記層間絶縁膜に対して前記穴を開ける工程と、 前記穴が開けられた層間絶縁膜上に前記導電層となる所
定種類の材料膜を形成する工程と、 該形成された材料膜に対してイオンインプラによりイオ
ンを打ち込むことによって前記導電層を形成するイオン
インプラ工程とを含んでおり、 前記イオンインプラ工程では、前記イオンの打ち込み
は、前記穴の側面に形成された前記材料膜部分に前記イ
オンが打ち込まれるように前記穴の中心線に対して所定
角度Xだけ傾けて行われ、且つ該所定角度Xは、前記穴
の底面に形成された前記材料膜部分に前記イオンが打ち
込まれる範囲内に設定されていることを特徴とする基板
装置の製造方法。 - 【請求項24】 前記基板装置は、前記基板上に、前記
穴を介して前記導電層と接続された他の導電層を更に備
えてなり、 前記他の導電層上に前記層間絶縁膜を形成する工程を更
に含むことを特徴とする請求項23に記載の基板装置の
製造方法。 - 【請求項25】 前記穴を開ける工程では、前記穴は、
前記層間絶縁膜を貫通することなく窪み状或いは凹状に
形成されることを特徴とする請求項23に記載の基板装
置の製造方法。 - 【請求項26】 前記イオンインプラ工程では、前記イ
オンの打ち込みは、前記穴の中心線に対して相前後して
又は同時に複数方位に前記所定角度Xだけ傾けて行わ
れ、前記所定角度Xは、前記複数方位の各々について前
記穴の底面の中央に位置する前記材料膜部分に前記イオ
ンが打ち込まれる範囲内に設定されていることを特徴と
する請求項23から25のいずれか一項に記載の基板装
置の製造方法。 - 【請求項27】 前記穴を開ける工程では、前記穴は柱
状に開けられ、 前記イオンインプラ工程では、前記所定角度Xは、前記
穴の径をaとし、前記穴の深さをeとし、前記材料膜の
膜厚をcとするとき、 0<X≦tan−1{(a−2c)/2e} を満たすように設定されることを特徴とする請求項23
から26のいずれか一項に記載の基板装置の製造方法。 - 【請求項28】 前記穴を開ける工程では、前記穴は、
前記層間絶縁膜側から前記導電層側に向かって広がる円
錐台状或いは角錐台状に開けられ、 前記イオンインプラ工程では、前記所定角度Xは、前記
穴の底面における径をaとし、前記穴の口側の縁におけ
る径をdとし、前記穴の深さをeとし、前記材料膜の膜
厚をcとするとき、 0≦X≦tan−1{(d−a)/2e} を満たすように設定されることを特徴とする請求項23
から26のいずれか一項に記載の基板装置の製造方法。 - 【請求項29】 前記穴を開ける工程では、前記穴は、
前記層間絶縁膜側から前記導電層側に向かって広がる円
錐台状或いは角錐台状に開けられた第1穴部分と該第1
部分の底から連続して柱状に開けられた第2穴部分とか
らなるように開けられ、 前記イオンインプラ工程では、前記所定角度Xは、前記
第2穴部分の径をaとし、前記第1穴部分の口側の縁に
おける径をdとし、前記第1穴部分の深さをeとし、前
記第2穴部分の深さをbとし、前記材料膜の膜厚をcと
するとき、 0<X≦(a−2c)/2(csinY+b−c) 但し、Y=tan−1{(d−a)/2e} を満たすように設定されることを特徴とする請求項23
から26のいずれか一項に記載の基板装置の製造方法。 - 【請求項30】 前記イオンインプラ工程では、前記イ
オンの打ち込みは、ポリシリコンを含んでなる前記材料
膜をP型のドープトポリシリコンからなる前記導電層と
するように行われることを特徴とする請求項23から2
9のいずれか一項に記載の基板装置の製造方法。
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