JP2008124104A - Manufacturing method for semiconductor substrate, semiconductor substrate, semiconductor device, electrooptic device, and electronic equipment - Google Patents

Manufacturing method for semiconductor substrate, semiconductor substrate, semiconductor device, electrooptic device, and electronic equipment Download PDF

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寛明 次六
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a semiconductor substrate inhibiting the deterioration of the electrical characteristics of a semiconductor layer resulting from a substrate floating effect and displaying excellent electrical characteristics, to provide a semiconductor substrate, to provide a semiconductor device, to provide an electrooptic device, and to provide electronic equipment. <P>SOLUTION: A non-single-crystal semiconductor layer 210 is formed on one surface side of a single-crystal semiconductor substrate 200, and an insulating layer 211 is formed on the top face of the non-single-crystal semiconductor layer 210. Ions are implanted into the single-crystal semiconductor substrate 200 from the insulating layer 211 side to form an ion implanting layer 205. After the ions are implanted, a supporting substrate 500 is laminated on the insulating layer 211 side of the single-crystal semiconductor substrate 200. A surface layer section reverse to the non-single-crystal semiconductor layer 210 in the single-crystal semiconductor substrate 200 is separated by the ion implanting layer 205, and a single-crystal semiconductor layer 220 is formed on the supporting substrate 500. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板の製造方法、半導体基板、半導体装置、電気光学装置、及び電子機器に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate, a semiconductor substrate, a semiconductor device, an electro-optical device, and an electronic apparatus.

絶縁基板上に珪素膜を形成し、その珪素膜に半導体層を形成するSOI(Silicon On Insulator)技術は、半導体層の高速化や低消費電力化、高集積化の利点を有することから広く研究されている。このSOI技術の1例として、単結晶珪素基板の貼り合わせによるSOI基板の作製技術が知られている。一般に貼り合わせ法と呼ばれるこの手法は、単結晶珪素基板と支持基板を水素結合力によって貼り合わせた後、熱処理によって貼り合わせ強度の強化がなされる。次いで単結晶珪素基板の研磨、又はエッチングを行うことによって、支持基板上に単結晶珪素膜が形成される。この手法では、直接単結晶珪素膜を薄膜化するために、珪素膜の結晶性に優れ、高性能なデバイスを作製できる。   SOI (Silicon On Insulator) technology, in which a silicon film is formed on an insulating substrate and a semiconductor layer is formed on the silicon film, is widely researched because it has advantages of higher speed, lower power consumption and higher integration of the semiconductor layer Has been. As an example of this SOI technique, a technique for manufacturing an SOI substrate by bonding a single crystal silicon substrate is known. In this method, which is generally called a bonding method, a single crystal silicon substrate and a supporting substrate are bonded together by hydrogen bonding force, and then the bonding strength is enhanced by heat treatment. Next, the single crystal silicon substrate is polished or etched, whereby a single crystal silicon film is formed over the supporting substrate. In this method, since a single crystal silicon film is directly thinned, a high performance device with excellent crystallinity of the silicon film can be manufactured.

上記貼り合わせ法の応用例としては、単結晶珪素基板上に水素イオンを注入し、これを支持基板と貼り合わせた後、熱処理によって珪素薄膜を単結晶珪素基板の水素注入領域から分離する手法が知られている(例えば特許文献1参照)。また、表面を多孔質化した珪素基板上に単結晶珪素薄膜をエピタキシャル成長させ、これを支持基板と貼り合わせた後に珪素基板を除去し、多孔質珪素層をエッチングすることにより支持基板上にエピタキシャル単結晶珪素薄膜を形成する手法も知られている(例えば特許文献2参照)。上記貼り合わせ法によるSOI基板は通常のバルク半導体基板と同様に、さまざまなデバイスの作製に用いられているが、従来のバルク半導体基板と異なり、支持基板として様々な材料を使用することが可能である。すなわち支持基板として通常の珪素基板はもちろんのこと、透明な石英、あるいはガラス基板などを用いることができる。透明な基板上に結晶性に優れた単結晶珪素膜を形成することにより、光透過性を必要とする電気光学装置、例えば透過型の液晶表示装置などにも高性能な半導体装置を形成することが可能となる。   As an application example of the above bonding method, there is a method in which hydrogen ions are implanted on a single crystal silicon substrate, bonded to a supporting substrate, and then a silicon thin film is separated from a hydrogen implanted region of the single crystal silicon substrate by heat treatment. It is known (see, for example, Patent Document 1). In addition, a single crystal silicon thin film is epitaxially grown on a silicon substrate having a porous surface, bonded to the support substrate, the silicon substrate is removed, and the porous silicon layer is etched, thereby epitaxially growing the single crystal silicon film on the support substrate. A technique for forming a crystalline silicon thin film is also known (see, for example, Patent Document 2). The SOI substrate based on the above bonding method is used for manufacturing various devices in the same way as an ordinary bulk semiconductor substrate. However, unlike a conventional bulk semiconductor substrate, various materials can be used as a supporting substrate. is there. That is, not only a normal silicon substrate but also a transparent quartz or glass substrate can be used as the support substrate. By forming a single crystal silicon film having excellent crystallinity on a transparent substrate, a high-performance semiconductor device can be formed in an electro-optical device that requires light transmission, such as a transmissive liquid crystal display device. Is possible.

一般的なバルク半導体基板を用いたMIS(Metal Insulator Semiconductor)型半導体装置では、基板を通じてチャネル形成領域を所定の電位に保持することができるので、チャネル部の電位変化によって半導体装置の電気的特性が変化することはない。
米国特許第5374564号明細書 特開平4−346418号公報
In a MIS (Metal Insulator Semiconductor) type semiconductor device using a general bulk semiconductor substrate, a channel formation region can be held at a predetermined potential through the substrate. Therefore, the electrical characteristics of the semiconductor device are changed by a potential change in the channel portion. There is no change.
US Pat. No. 5,374,564 JP-A-4-346418

しかしながら、SOI基板を用いたMIS型半導体装置では、チャネル形成領域の下部が下地絶縁膜により完全に分離されているため、チャネル形成領域を所定の電位に保持することができず、所謂、基板浮遊効果が生じ、チャネル形成領域が電気的に浮いた状態となる。そのため、ドレイン電極に高い電圧を印加したとき、ドレイン領域近傍の高電界で加速されたキャリアと結晶格子との衝突によるインパクトイオン化現象により発生した余剰キャリアがチャネルの下部に蓄積する。すると、チャネル電位が上昇し、ソース・チャネル・ドレインのNPN(Nチャネル型の場合)構造が見掛け上のバイポーラ型半導体装置として動作する(寄生バイポーラ効果)。そして、異常電流が生じ、これにより半導体装置のソース・ドレイン間耐圧が劣化するなど、電気的な特性を悪化させるといった問題が生じる。   However, in the MIS type semiconductor device using the SOI substrate, since the lower part of the channel formation region is completely separated by the base insulating film, the channel formation region cannot be held at a predetermined potential, and so-called substrate floating An effect occurs, and the channel formation region is in an electrically floating state. For this reason, when a high voltage is applied to the drain electrode, surplus carriers generated by impact ionization due to collision between carriers accelerated by a high electric field near the drain region and the crystal lattice accumulate in the lower portion of the channel. Then, the channel potential rises, and the source / channel / drain NPN structure (in the case of the N channel type) operates as an apparent bipolar semiconductor device (parasitic bipolar effect). Then, an abnormal current is generated, which causes problems such as deterioration of electrical characteristics such as deterioration of the breakdown voltage between the source and drain of the semiconductor device.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、基板浮遊効果に起因する半導体層の電気的特性の劣化を抑制し、優れた電気的特性を示す、半導体基板の製造方法、半導体基板、半導体装置、電気光学装置、及び電子機器を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and suppresses deterioration of the electrical characteristics of the semiconductor layer due to the substrate floating effect, and exhibits excellent electrical characteristics. It is an object to provide a substrate, a semiconductor device, an electro-optical device, and an electronic apparatus.

本発明の半導体基板の製造方法は、単結晶半導体基板の一方面側に非単結晶半導体層を形成する工程と、前記非単結晶半導体層の上面に絶縁層を設ける工程と、前記絶縁層側から前記単結晶半導体基板中にイオン注入を行い、イオン注入層を形成する工程と、前記イオン注入後、前記単結晶半導体基板の前記絶縁層側に支持基板を貼り合せる工程と、前記単結晶半導体基板における、前記非単結晶半導体層とは反対の表層部を、前記イオン注入層にて分離し、前記支持基板上に単結晶半導体層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。   The method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention includes a step of forming a non-single crystal semiconductor layer on one side of a single crystal semiconductor substrate, a step of providing an insulating layer on the upper surface of the non-single crystal semiconductor layer, and the insulating layer side. A step of implanting ions into the single crystal semiconductor substrate to form an ion implantation layer, a step of bonding a support substrate to the insulating layer side of the single crystal semiconductor substrate after the ion implantation, and the single crystal semiconductor And a step of separating a surface layer portion of the substrate opposite to the non-single-crystal semiconductor layer with the ion-implanted layer to form a single-crystal semiconductor layer on the support substrate.

本発明の半導体基板の製造方法によれば、支持基板の一方の面に設けられた絶縁層上に、非単結晶半導体層と単結晶半導体層とが順に積層された半導体基板が製造できる。この非単結晶半導体層と単結晶半導体層との積層構造からなる半導体層は、例えば半導体層上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を設けることにより、半導体装置の能動層として用いることができる。このとき、ドレイン領域近傍によるインパクトイオン化現象により余剰キャリアが発生した場合でも、非単結晶半導体層に含まれる結晶欠陥が余剰キャリアの再結合中心として働き、余剰キャリアをチャネルの下部に蓄積させ難くすることができる。したがって、寄生バイポーラ効果等の基板浮遊効果の発生が抑制され、優れた電気的特性を示す半導体装置を構成する半導体基板を製造することができる。非単結晶半導体層に含まれる結晶欠陥は余剰キャリアの再結合中心として働けば良い。結晶欠陥が多すぎると、半導体装置の電気特性に悪影響を及ぼすことがある。非単結晶半導体層としては、非晶質半導体層よりも、ある程度の結晶性を有する多結晶半導体層の方が好ましい。   According to the method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention, a semiconductor substrate in which a non-single crystal semiconductor layer and a single crystal semiconductor layer are sequentially stacked on an insulating layer provided on one surface of a support substrate can be manufactured. The semiconductor layer having a stacked structure of the non-single crystal semiconductor layer and the single crystal semiconductor layer can be used as an active layer of a semiconductor device by providing a gate electrode over the semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween, for example. At this time, even when surplus carriers are generated due to impact ionization in the vicinity of the drain region, the crystal defects included in the non-single-crystal semiconductor layer act as recombination centers of the surplus carriers and make it difficult to accumulate the surplus carriers in the lower portion of the channel. be able to. Accordingly, generation of a substrate floating effect such as a parasitic bipolar effect is suppressed, and a semiconductor substrate constituting a semiconductor device exhibiting excellent electrical characteristics can be manufactured. A crystal defect included in the non-single-crystal semiconductor layer may function as a recombination center of excess carriers. If there are too many crystal defects, the electrical characteristics of the semiconductor device may be adversely affected. As the non-single-crystal semiconductor layer, a polycrystalline semiconductor layer having a certain degree of crystallinity is preferable to an amorphous semiconductor layer.

あるいは、本発明の半導体基板の製造方法は、単結晶半導体基板の一方面側からイオン注入を行い、イオン注入層を形成する工程と、支持基板の一方面側に絶縁層を設ける工程と、前記絶縁層上に非単結晶半導体層を設ける工程と、前記支持基板における前記非単結晶半導体層側の面と、前記単結晶半導体基板における前記イオン注入側の面とを貼り合わせる工程と、前記貼り合わせ工程の後、前記単結晶半導体基板を前記イオン注入層の部分で分離する工程と、を備えたことを特徴とする。   Alternatively, the method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention includes a step of performing ion implantation from one side of a single crystal semiconductor substrate to form an ion implantation layer, a step of providing an insulating layer on one side of the support substrate, A step of providing a non-single crystal semiconductor layer on an insulating layer, a step of bonding a surface of the support substrate on the non-single crystal semiconductor layer side, and a surface of the single crystal semiconductor substrate on the ion implantation side; And a step of separating the single crystal semiconductor substrate at a portion of the ion implantation layer after the aligning step.

本発明の半導体基板の製造方法によれば、支持基板の一方の面に設けられた絶縁層上に、非単結晶半導体層と単結晶半導体層とが順に積層された半導体基板が製造できる。この非単結晶半導体層と単結晶半導体層との積層構造からなる半導体層は、例えば半導体層上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を設けることにより、半導体装置の能動層として用いることができる。このとき、ドレイン領域近傍によるインパクトイオン化現象により余剰キャリアが発生した場合でも、非単結晶半導体層に含まれる結晶欠陥が余剰キャリアの再結合中心として働き、余剰キャリアをチャネルの下部に蓄積させ難くすることができる。したがって、寄生バイポーラ効果等の基板浮遊効果の発生が抑制され、優れた電気的特性を示す半導体装置を構成する半導体基板を製造することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention, a semiconductor substrate in which a non-single crystal semiconductor layer and a single crystal semiconductor layer are sequentially stacked on an insulating layer provided on one surface of a support substrate can be manufactured. The semiconductor layer having a stacked structure of the non-single crystal semiconductor layer and the single crystal semiconductor layer can be used as an active layer of a semiconductor device by providing a gate electrode over the semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween, for example. At this time, even when surplus carriers are generated due to impact ionization in the vicinity of the drain region, the crystal defects included in the non-single-crystal semiconductor layer act as recombination centers of the surplus carriers and make it difficult to accumulate the surplus carriers in the lower portion of the channel. be able to. Accordingly, generation of a substrate floating effect such as a parasitic bipolar effect is suppressed, and a semiconductor substrate constituting a semiconductor device exhibiting excellent electrical characteristics can be manufactured.

本発明の半導体基板は、支持基板の一方面側に設けられた絶縁層上に、非単結晶半導体層と単結晶半導体層との積層構造からなる半導体層が設けられてなることを特徴とする。   The semiconductor substrate of the present invention is characterized in that a semiconductor layer having a stacked structure of a non-single crystal semiconductor layer and a single crystal semiconductor layer is provided on an insulating layer provided on one side of a support substrate. .

本発明の半導体基板によれば、支持基板の一方の面に設けられた絶縁層上に、非単結晶半導体層と単結晶半導体層との積層構造からなる半導体層を備えているので、例えば、該半導体層上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を設けることで、半導体装置の能動層として用いることができる。このとき、ドレイン領域近傍によるインパクトイオン化現象により余剰キャリアが発生した場合でも、非単結晶半導体層に含まれる結晶欠陥が余剰キャリアの再結合中心として機能し、これによって余剰キャリアをチャネルの下部に蓄積させ難くすることができる。したがって、寄生バイポーラ効果等の基板浮遊効果の発生が抑制され、優れた電気的特性を示す半導体装置を構成することのできる半導体基板となる。   According to the semiconductor substrate of the present invention, on the insulating layer provided on one surface of the support substrate, since the semiconductor layer having a stacked structure of the non-single crystal semiconductor layer and the single crystal semiconductor layer is provided, for example, By providing a gate electrode over the semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween, it can be used as an active layer of a semiconductor device. At this time, even if surplus carriers are generated due to impact ionization near the drain region, the crystal defects contained in the non-single-crystal semiconductor layer function as recombination centers of the surplus carriers, thereby accumulating the surplus carriers in the lower part of the channel. It can be made difficult to do. Therefore, generation of a substrate floating effect such as a parasitic bipolar effect is suppressed, and a semiconductor substrate capable of constituting a semiconductor device exhibiting excellent electrical characteristics is obtained.

本発明の半導体装置は、支持基板の一方面側に設けられた絶縁層上に、非単結晶半導体層と単結晶半導体層とが積層されてなる半導体層を備え、該半導体層が能動層として用いられることを特徴とする。   A semiconductor device of the present invention includes a semiconductor layer in which a non-single crystal semiconductor layer and a single crystal semiconductor layer are stacked over an insulating layer provided on one side of a support substrate, and the semiconductor layer serves as an active layer. It is used.

本発明の半導体装置によれば、例えば半導体層上にゲート絶縁膜を設け、MIS型半導体装置を構成することができる。よって、インパクトイオン化現象により余剰キャリアが発生した場合、非単結晶半導体層に含まれる結晶欠陥が余剰キャリアの再結合中心として機能し、余剰キャリアがチャネルの下部に蓄積し難くなる。したがって、寄生バイポーラ効果等の基板浮遊効果の発生が抑制され、優れた電気的特性を示す半導体装置となる。   According to the semiconductor device of the present invention, for example, a gate insulating film can be provided on a semiconductor layer to constitute a MIS type semiconductor device. Therefore, when surplus carriers are generated due to the impact ionization phenomenon, crystal defects included in the non-single-crystal semiconductor layer function as recombination centers of surplus carriers, and surplus carriers are difficult to accumulate in the lower portion of the channel. Therefore, the occurrence of a substrate floating effect such as a parasitic bipolar effect is suppressed, and the semiconductor device exhibits excellent electrical characteristics.

本発明の電気光学装置は、上記半導体装置を備えることを特徴とする。   An electro-optical device according to the present invention includes the above-described semiconductor device.

本発明の電気光学装置によれば、上述したように寄生バイポーラ効果等の基板浮遊効果の発生が抑制され、優れた電気的特性を示す半導体装置を備えているので、この電気光学装置自体も電気的特性が高く、高信頼性のものとなる。また、半導体装置が微細化されると、上記の基板浮遊効果が顕著となる。そこで、本発明を採用すれば、基板浮遊効果を抑制することができ、半導体装置の小型化を良好に図ることができる。よって、例えば前記半導体装置を電気光学装置の各画素領域のスイッチング素子として用いることで、画素の微細化や高開口率化を図ることができる。   According to the electro-optical device of the present invention, as described above, since the generation of the substrate floating effect such as the parasitic bipolar effect is suppressed and the semiconductor device having excellent electrical characteristics is provided, the electro-optical device itself is also electrically connected. High characteristic and high reliability. Further, when the semiconductor device is miniaturized, the above-described substrate floating effect becomes remarkable. Therefore, if the present invention is adopted, the substrate floating effect can be suppressed, and the semiconductor device can be favorably downsized. Therefore, for example, by using the semiconductor device as a switching element in each pixel region of the electro-optical device, the pixel can be miniaturized and the aperture ratio can be increased.

本発明の電子機器は、上記電気光学装置を備えることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus including the above electro-optical device.

本発明の電子機器によれば、上述したように電気的特性、及び信頼性が高く、しかも微細な画素構造をなす電気光学装置を備えているので、電子機器自体も高性能、かつ高品質なものとなる。   According to the electronic apparatus of the present invention, as described above, since the electro-optical device having high electrical characteristics and reliability and having a fine pixel structure is provided, the electronic apparatus itself has high performance and high quality. It will be a thing.

(第1実施形態)
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではない。また、以下の説明に用いる各図面では、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、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below shows the one part aspect of this invention, and does not limit this invention. Moreover, in each drawing used for the following description, the scale is appropriately changed for each layer and each member so that each layer and each member has a size that can be recognized on the drawing.

図1から図2は、それぞれ本発明の第1実施形態に係る半導体基板の製造方法を示す工程断面図である。
本実施形態では、まず図1(a)に示すように、厚さが例えば750μmの単結晶シリコン基板(単結晶半導体基板)200を用意し、低圧化学気相法(LPCVD法)によって、一方面に非晶質シリコン層(非単結晶半導体層)210を形成する。なお、非晶質シリコン層210の膜厚としては、30〜100nm程度に設定するのが好ましく、より好ましい範囲としては、40〜60nmである。本実施形態では、非晶質シリコン層210の膜厚を50nmとした。非晶質シリコン層を形成した後、600℃以上の窒素雰囲気下での熱処理を行うことによって、非晶質シリコン層を多結晶シリコン層にしても良い。また、非晶質シリコン層を形成する変わりに、直接多結晶シリコン層を形成しても良い。
1 to 2 are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor substrate according to the first embodiment of the present invention.
In this embodiment, first, as shown in FIG. 1A, a single crystal silicon substrate (single crystal semiconductor substrate) 200 having a thickness of, for example, 750 μm is prepared, and one side surface is formed by a low pressure chemical vapor deposition method (LPCVD method). Then, an amorphous silicon layer (non-single crystal semiconductor layer) 210 is formed. The film thickness of the amorphous silicon layer 210 is preferably set to about 30 to 100 nm, and a more preferable range is 40 to 60 nm. In this embodiment, the film thickness of the amorphous silicon layer 210 is 50 nm. After the amorphous silicon layer is formed, the amorphous silicon layer may be converted into a polycrystalline silicon layer by performing heat treatment in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. or higher. Further, instead of forming the amorphous silicon layer, a polycrystalline silicon layer may be directly formed.

次に、図1(b)に示すように、前記非晶質シリコン層210の上面にシリコン酸化膜(絶縁層)211を形成する。このシリコン酸化膜211を形成する方法としては、例えば前記非晶質シリコン層210を1000℃程度の酸素雰囲気下で熱酸化することによって形成する。1000℃程度の高温で熱酸化を行った場合、前記非晶質シリコン層210は多結晶化し、結晶性が向上する。なお、シリコン酸化膜211は、上記熱酸化に代えて、LPCVD法やプラズマ化学気相堆積法(PECVD法)によって形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 1B, a silicon oxide film (insulating layer) 211 is formed on the upper surface of the amorphous silicon layer 210. As a method of forming the silicon oxide film 211, for example, the amorphous silicon layer 210 is formed by thermal oxidation in an oxygen atmosphere at about 1000 ° C. When thermal oxidation is performed at a high temperature of about 1000 ° C., the amorphous silicon layer 210 is polycrystallized and crystallinity is improved. Note that the silicon oxide film 211 may be formed by LPCVD or plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) instead of the thermal oxidation.

次に、図1(c)に示すように、シリコン酸化膜211側から単結晶シリコン基板200に水素イオン(H)を注入し、水素イオン注入層(イオン注入層)205を形成する。
その結果、単結晶シリコン基板200の内部には、図1(c)中に破線で示すような進入深さ分布を示す水素イオン注入層205が形成される。このときの水素イオン注入条件としては、例えば加速エネルギを60〜150keV(本実施形態では、100keV)、ドーズ量を5×1016atoms/cm〜15×1016atoms/cm(本実施形態では、10×1016atoms/cm)とする。なお、水素イオンの加速電圧を変えて水素イオンの注入深さを変えることで、膜厚の異なる単結晶シリコン層を有する半導体基板を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 1C, hydrogen ions (H + ) are implanted into the single crystal silicon substrate 200 from the silicon oxide film 211 side to form a hydrogen ion implanted layer (ion implanted layer) 205.
As a result, a hydrogen ion implantation layer 205 having a penetration depth distribution as shown by a broken line in FIG. 1C is formed inside the single crystal silicon substrate 200. The hydrogen ion implantation conditions at this time include, for example, an acceleration energy of 60 to 150 keV (in this embodiment, 100 keV) and a dose amount of 5 × 10 16 atoms / cm 2 to 15 × 10 16 atoms / cm 2 (this embodiment). Then, 10 × 10 16 atoms / cm 2 ). Note that a semiconductor substrate having single-crystal silicon layers with different thicknesses can be obtained by changing the acceleration voltage of hydrogen ions to change the implantation depth of hydrogen ions.

次に、単結晶シリコン基板200のシリコン酸化膜211に貼り合わせる支持基板500を準備する。支持基板500として、ガラスや石英などの光透過性材料からなる基板を採用することで得られる半導体基板を、後述するような透過型の電気光学装置、例えば透過型の液晶装置(ライトバルブ)などに応用することができる。本実施形態では、支持基板500として石英基板を用いた。石英基板は一般のガラス基板に比べて耐熱性が高い為、石英基板を用いることにより、1000℃程度の高温プロセスを採用することができる。また、石英基板は一般のガラス基板に比べて、光透過率が高い為、石英基板を用いることにより、明るい透過型液晶装置を製造することができる。   Next, a support substrate 500 to be bonded to the silicon oxide film 211 of the single crystal silicon substrate 200 is prepared. A semiconductor substrate obtained by employing a substrate made of a light transmissive material such as glass or quartz as the support substrate 500 is a transmissive electro-optical device as described later, such as a transmissive liquid crystal device (light valve). It can be applied to. In this embodiment, a quartz substrate is used as the support substrate 500. Since the quartz substrate has higher heat resistance than a general glass substrate, a high temperature process of about 1000 ° C. can be employed by using the quartz substrate. Further, since the quartz substrate has a higher light transmittance than a general glass substrate, a bright transmissive liquid crystal device can be manufactured by using the quartz substrate.

そして、図2(a)に示すように、単結晶シリコン基板200のシリコン酸化膜211側の表面に支持基板500を接合させ、単結晶シリコン基板200を支持基板500上に室温〜200℃程度で貼り合わせる。本実施形態では、支持基板500としてSiOを主体とする石英基板を用いたため、上記接合を良好に行うができる。なお、SiOを主体としない材料からなるものを支持基板として用いる場合には、支持基板の接合面にスパッタリング法やCVD法などにより、シリコン酸化膜やNSG(ノンドープトシリケートガラス)などの酸化膜を形成し、CMP法などによって研磨することで平坦化しておくのが望ましい。この酸化膜は、単結晶シリコン基板200と支持基板500との密着性を確保するための膜で、基板表面のOH基の作用により単結晶シリコン基板200と支持基板500とを絶縁層213を介して貼り合わせることができる。 Then, as shown in FIG. 2A, a support substrate 500 is bonded to the surface of the single crystal silicon substrate 200 on the silicon oxide film 211 side, and the single crystal silicon substrate 200 is placed on the support substrate 500 at room temperature to about 200 ° C. to paste together. In the present embodiment, since the quartz substrate mainly composed of SiO 2 is used as the support substrate 500, the above bonding can be performed satisfactorily. When a material made of a material not mainly composed of SiO 2 is used as a support substrate, an oxide film such as a silicon oxide film or NSG (non-doped silicate glass) is formed on the bonding surface of the support substrate by sputtering or CVD. It is desirable to form the substrate and polish it by a CMP method or the like. This oxide film is a film for ensuring the adhesion between the single crystal silicon substrate 200 and the support substrate 500, and the single crystal silicon substrate 200 and the support substrate 500 are connected via the insulating layer 213 by the action of the OH group on the substrate surface. Can be pasted together.

次に、図2(b)に示すように、貼り合わせ後の単結晶シリコン基板200を薄型化し、単結晶シリコン層(単結晶半導体層)220を形成する。この単結晶シリコン層220の膜厚としては、50nm以上に設定するのが好ましく、本実施形態では200nmとした。   Next, as illustrated in FIG. 2B, the single crystal silicon substrate 200 after bonding is thinned, and a single crystal silicon layer (single crystal semiconductor layer) 220 is formed. The film thickness of the single crystal silicon layer 220 is preferably set to 50 nm or more, and is set to 200 nm in this embodiment.

この薄膜化は、貼り合わされた単結晶シリコン基板200と支持基板500とを、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で350℃〜700℃の熱処理を施すことにより、水素イオン注入層205の位置で単結晶シリコン基板200を剥離する。これにより、支持基板500の上に非単結晶シリコン層210と単結晶シリコン層220との積層構造からなる半導体層250を具備した半導体基板600が形成される。   This thinning is performed by subjecting the bonded single crystal silicon substrate 200 and the support substrate 500 to heat treatment at 350 ° C. to 700 ° C. in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, thereby positioning the hydrogen ion implanted layer 205. The single crystal silicon substrate 200 is peeled off. Thus, the semiconductor substrate 600 including the semiconductor layer 250 having a stacked structure of the non-single-crystal silicon layer 210 and the single-crystal silicon layer 220 is formed over the support substrate 500.

この剥離現象は、水素イオン注入層205に形成された欠陥層領域に注入されたイオンによりマイクロキャビティが生じ、半導体結晶の結合が分断されるために生じるものであり、水素イオン注入層205におけるイオン濃度のピーク位置でより顕著なものとなる。そのため、熱処理によって剥離される位置は、前記イオン濃度のピーク位置、つまり水素イオン注入層205と略一致する。なお、剥離した後の単結晶シリコン基板200については、そのまま別の半導体基板の作製に用いることができる。   This peeling phenomenon occurs because a microcavity is generated by ions implanted in a defect layer region formed in the hydrogen ion implanted layer 205, and bonds between semiconductor crystals are broken. It becomes more prominent at the peak position of the concentration. Therefore, the position peeled off by the heat treatment substantially coincides with the peak position of the ion concentration, that is, the hydrogen ion implanted layer 205. Note that the single crystal silicon substrate 200 after separation can be used for manufacturing another semiconductor substrate as it is.

なお、分離後の基板表面は、単結晶シリコン層220の表面に数nm程度の凹凸が残っているため、これを平坦化する必要がある。このため、本構成例においてはCMP法を用いて基板表面を微量(研磨量10nm未満)に研磨するタッチポリッシュを用いた。この平坦化の手法としては他にも水素雰囲気中にて熱処理を行う水素アニール法を用いることもできる。以上により作製された半導体基板600によれば、支持基板500の一方面側に設けられたシリコン酸化膜211上に、非単結晶シリコン層210と単結晶シリコン層220との積層構造からなる半導体層250が形成される。よって、詳細は後述するが、例えば前記半導体層250を半導体装置の能動層として用いれば、非単結晶シリコン層210に含まれる結晶欠陥が余剰キャリアの再結合中心として働き、基板浮遊効果の発生を抑制することができる。   Note that since the surface of the substrate after separation has unevenness of about several nm on the surface of the single crystal silicon layer 220, it is necessary to planarize the surface. For this reason, in this configuration example, a touch polish that polishes the substrate surface to a small amount (less than 10 nm of polishing amount) using the CMP method is used. As another planarization method, a hydrogen annealing method in which heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere can also be used. According to the semiconductor substrate 600 manufactured as described above, a semiconductor layer having a stacked structure of the non-single-crystal silicon layer 210 and the single-crystal silicon layer 220 on the silicon oxide film 211 provided on one side of the support substrate 500. 250 is formed. Therefore, although details will be described later, for example, when the semiconductor layer 250 is used as an active layer of a semiconductor device, a crystal defect included in the non-single-crystal silicon layer 210 serves as a recombination center of surplus carriers, and a substrate floating effect is generated. Can be suppressed.

(第2実施形態)
次に、本発明の半導体基板の第2実施形態について図3を参照して説明する。
本実施の形態における半導体基板の製造方法は、支持基板側に絶縁層、及び非単結晶半導体層を形成し、単結晶半導体基板側にイオン注入層のみを形成する点において第1実施形態と異なっている。図3、4は、第2実施形態に係る半導体基板の製造方法を示す工程断面図である。なお、第1実施形態と同様の部材については、同一符号を付して説明し、接合工程および薄膜化における単結晶シリコン基板200の剥離は第1実施の形態と同じであるため、その詳細な説明については省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the semiconductor substrate of the present invention will be described with reference to FIG.
The manufacturing method of the semiconductor substrate in this embodiment is different from that of the first embodiment in that an insulating layer and a non-single crystal semiconductor layer are formed on the support substrate side, and only an ion implantation layer is formed on the single crystal semiconductor substrate side. ing. 3 and 4 are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor substrate according to the second embodiment. Note that the same members as those in the first embodiment are described with the same reference numerals, and the peeling of the single crystal silicon substrate 200 in the bonding process and thinning is the same as that in the first embodiment, and thus the detailed description thereof will be omitted. The explanation is omitted.

まず、本実施形態では、図3(a)に示すように、厚さが例えば750μmの単結晶シリコン基板200を用意し、一方面側から上記実施形態と同様の条件により水素イオン(H)を注入する。その結果、単結晶シリコン基板200の内部には、図3(a)中に破線で示すような進入深さ分布を示す水素イオン注入層205が形成される。 First, in this embodiment, as shown in FIG. 3A, a single crystal silicon substrate 200 having a thickness of, for example, 750 μm is prepared, and hydrogen ions (H + ) are prepared from one surface side under the same conditions as in the above embodiment. Inject. As a result, a hydrogen ion implantation layer 205 having a penetration depth distribution as shown by a broken line in FIG. 3A is formed inside the single crystal silicon substrate 200.

次に、図3(b)に示すように、石英基板からなる支持基板500を用意し、この支持基板500の一方面側に絶縁層としてのシリコン酸化膜211を設ける。このシリコン酸化膜211を形成する方法としては、LPCVD法を採用することができ、厚さ数百nm程度に形成する。   Next, as shown in FIG. 3B, a support substrate 500 made of a quartz substrate is prepared, and a silicon oxide film 211 as an insulating layer is provided on one side of the support substrate 500. As a method of forming this silicon oxide film 211, the LPCVD method can be adopted, and the silicon oxide film 211 is formed to a thickness of about several hundreds of nanometers.

次いで、LPCVD法を用いることで、図3(c)に示すようにシリコン酸化膜211上に非晶質シリコン層210を厚さ50nm程度に形成する。第1実施形態と同様に、非晶質シリコン層の変わりに、多結晶シリコン層を形成しても良い。次に、図4(a)に示すように、前記支持基板500における非単結晶シリコン層210側の面と、前記単結晶シリコン基板200における前記イオン注入側の面とを貼り合せる。貼り合わせ工程は熱処理によって2枚の基板を直接貼り合せる方法が採用できる。   Next, an LPCVD method is used to form an amorphous silicon layer 210 with a thickness of about 50 nm on the silicon oxide film 211 as shown in FIG. Similar to the first embodiment, a polycrystalline silicon layer may be formed instead of the amorphous silicon layer. Next, as shown in FIG. 4A, the non-single crystal silicon layer 210 side surface of the support substrate 500 and the ion implantation side surface of the single crystal silicon substrate 200 are bonded together. For the bonding step, a method of directly bonding two substrates by heat treatment can be employed.

続いて、図4(b)に示すように、貼り合わせ後の単結晶シリコン基板200を上記実施形態と同様に熱処理を施すことにより、水素イオン注入層205の位置で単結晶シリコン基板200を剥離させ、単結晶シリコン層220を形成する。これにより、支持基板500の上に半導体層250を具備した半導体基板600が形成される。以上により作製された半導体基板600を用いることで、上記第1実施形態と同様に基板浮遊効果を防止することで、優れた電気的特性を示す半導体装置を提供できる。   Subsequently, as shown in FIG. 4B, the single crystal silicon substrate 200 after bonding is subjected to heat treatment in the same manner as in the above embodiment, so that the single crystal silicon substrate 200 is peeled off at the position of the hydrogen ion implantation layer 205. The single crystal silicon layer 220 is formed. As a result, the semiconductor substrate 600 including the semiconductor layer 250 is formed on the support substrate 500. By using the semiconductor substrate 600 manufactured as described above, a semiconductor device exhibiting excellent electrical characteristics can be provided by preventing the substrate floating effect as in the first embodiment.

(半導体装置)
図5は、本発明の半導体装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る半導体装置は、上記第1、第2実施形態により得た半導体基板600を主体として構成されたもので、前記半導体層250が能動層として用いられる。
(Semiconductor device)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a semiconductor device of the present invention. The semiconductor device according to this embodiment is mainly composed of the semiconductor substrate 600 obtained by the first and second embodiments, and the semiconductor layer 250 is used as an active layer.

図5に示す半導体装置700を形成する方法としては、まず上記半導体基板600を用意し、前記非単結晶シリコン層210及び前記単結晶シリコン層220から構成される半導体層250をフォトリソグラフィ法により島状にパターニングする。そして、半導体層250の表面を覆って、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜300を、例えば900℃〜1000℃程度の酸素雰囲気で熱酸化することで厚さ20nm程度に形成する。このとき、非単結晶シリコン膜210は高温雰囲気に曝されることで、多結晶シリコン膜210aとなり、結晶性を向上させることができる。そして、ゲート絶縁膜300上にゲート電極310を形成する。なお、ゲート長としては2μm以下がこのましい。   As a method for forming the semiconductor device 700 shown in FIG. 5, first, the semiconductor substrate 600 is prepared, and the semiconductor layer 250 including the non-single-crystal silicon layer 210 and the single-crystal silicon layer 220 is formed by photolithography. Pattern. Then, the gate insulating film 300 made of a silicon oxide film is formed to a thickness of about 20 nm by thermal oxidation in an oxygen atmosphere of about 900 ° C. to 1000 ° C., for example, covering the surface of the semiconductor layer 250. At this time, when the non-single-crystal silicon film 210 is exposed to a high temperature atmosphere, the non-single-crystal silicon film 210 becomes a polycrystalline silicon film 210a, and crystallinity can be improved. Then, a gate electrode 310 is formed on the gate insulating film 300. The gate length is preferably 2 μm or less.

上記半導体層250には、フォトレジストあるいはゲート電極310をマスクにして、ドナーまたはアクセプタとなる不純物イオンを注入し、これによってソース領域250a及びドレイン領域250bが形成され、前記ゲート電極310の直下にはチャネル領域250cが形成される。なお、必要に応じて、後述するようなLDD(Lightly Doped Drain)構造を採用してもよい。そして、前記半導体層250及びゲート電極310を覆うようにして、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜260を形成する。また、層間絶縁膜260、及びゲート絶縁膜300を貫通するコンタクトホールH1,H2を形成し、該コンタクトホールH1,H2を介して、ソース領域250a及びドレイン領域250bに接続するソース電極270及びドレイン電極280を形成する。このようにして、本実施形態に係る半導体装置700を得ることができる。   Impurity ions serving as donors or acceptors are implanted into the semiconductor layer 250 using a photoresist or the gate electrode 310 as a mask, thereby forming a source region 250a and a drain region 250b. A channel region 250c is formed. If necessary, an LDD (Lightly Doped Drain) structure as described later may be adopted. Then, an interlayer insulating film 260 made of a silicon oxide film is formed so as to cover the semiconductor layer 250 and the gate electrode 310. Further, contact holes H1 and H2 that penetrate the interlayer insulating film 260 and the gate insulating film 300 are formed, and the source electrode 270 and the drain electrode that are connected to the source region 250a and the drain region 250b through the contact holes H1 and H2. 280 is formed. In this way, the semiconductor device 700 according to the present embodiment can be obtained.

ここで、本発明の半導体装置の格別の作用効果を説明するために、比較として従来の半導体装置について説明する。従来の半導体装置は、半導体層における能動層が単結晶半導体層(単結晶シリコン層)のみで形成されているため、ドレイン領域近傍の電界で加速されたキャリアと結晶格子との衝突によるインパクトイオン化現象により発生した余剰キャリアがチャネルの下部に蓄積しやすい。そのため、チャネル電位が上昇し、ソース・チャネル・ドレインのNPN(Nチャネル型の場合)構造が見掛け上のバイポーラ型半導体装置として動作する、所謂寄生バイポーラ効果などにより半導体装置の電気的特性が低下してしまうといった問題があった。   Here, in order to explain the special effects of the semiconductor device of the present invention, a conventional semiconductor device will be described as a comparison. In the conventional semiconductor device, since the active layer in the semiconductor layer is formed only of the single crystal semiconductor layer (single crystal silicon layer), the impact ionization phenomenon caused by the collision between the carrier accelerated by the electric field near the drain region and the crystal lattice. The excess carriers generated by the above are easily accumulated in the lower part of the channel. As a result, the channel potential rises and the electrical characteristics of the semiconductor device deteriorate due to the so-called parasitic bipolar effect in which the source / channel / drain NPN structure operates as an apparent bipolar semiconductor device. There was a problem such as.

一方、本実施形態に係る半導体装置700は、半導体層250の上側が単結晶シリコン膜220で、下側が多結晶シリコン膜210aにより構成されている。この構成によれば、インパクトイオン化現象により余剰キャリアが発生した場合、半導体層250側の下層側に設けられた多結晶シリコン膜(非単結晶半導体層)210aに含まれる結晶欠陥が余剰キャリアの再結合中心として働き、余剰キャリアがチャネルの下部に蓄積し難くなる。よって、寄生バイポーラ効果等の基板浮遊効果の発生が抑制され、優れた電気特性を示すものとなる。   On the other hand, in the semiconductor device 700 according to the present embodiment, the upper side of the semiconductor layer 250 is constituted by the single crystal silicon film 220 and the lower side is constituted by the polycrystalline silicon film 210a. According to this configuration, when surplus carriers are generated due to the impact ionization phenomenon, crystal defects contained in the polycrystalline silicon film (non-single crystal semiconductor layer) 210a provided on the lower layer side on the semiconductor layer 250 side are regenerated as surplus carriers. It acts as a bonding center and makes it difficult for excess carriers to accumulate at the bottom of the channel. Therefore, the occurrence of a substrate floating effect such as a parasitic bipolar effect is suppressed, and excellent electrical characteristics are exhibited.

(電気光学装置)
次に、本発明の電気光学装置の一実施形態として、投射型表示装置の光変調手段として用いる液晶ライトバルブ(液晶装置)の例を挙げて説明する。本実施の形態の液晶ライトバルブはアクティブマトリクス方式の液晶パネルであって、TFTアレイ基板と対向基板との間に液晶層を挟持したものである。そして、前記TFTアレイ基板に設けられたスイッチング素子(TFT素子)は、本発明の半導体装置を能動層として用いることで構成されたものとなっている。
(Electro-optical device)
Next, as an embodiment of the electro-optical device of the present invention, an example of a liquid crystal light valve (liquid crystal device) used as light modulation means of a projection display device will be described. The liquid crystal light valve of the present embodiment is an active matrix type liquid crystal panel, in which a liquid crystal layer is sandwiched between a TFT array substrate and a counter substrate. The switching element (TFT element) provided on the TFT array substrate is configured by using the semiconductor device of the present invention as an active layer.

図6は本発明の電気光学装置の一例である液晶ライトバルブの概略構成図、図7は図6のH−H’線に沿う断面図、図8は液晶ライトバルブを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の等価回路図、図9は複数の画素群の平面図、図10は図9のA−A’線に沿う断面図である。   6 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal light valve as an example of the electro-optical device of the present invention, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG. 6, and FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of a plurality of pixels, FIG. 9 is a plan view of a plurality of pixel groups, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

(液晶ライトバルブの全体構成)
本実施の形態の液晶ライトバルブ1の構成は、図6および図7に示すように、TFTアレイ基板10上に、シール材52が対向基板20の縁に沿うように設けられており、その内側に並行して額縁としての遮光膜53(周辺見切り)が設けられている。シール材52の外側の領域には、データ線駆動回路201および外部回路接続端子202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。
(Overall configuration of liquid crystal light valve)
As shown in FIGS. 6 and 7, the configuration of the liquid crystal light valve 1 of the present embodiment is such that a sealing material 52 is provided on the TFT array substrate 10 along the edge of the counter substrate 20. In parallel with this, a light shielding film 53 (peripheral parting) is provided as a frame. A data line driving circuit 201 and an external circuit connection terminal 202 are provided along one side of the TFT array substrate 10 in a region outside the sealing material 52, and the scanning line driving circuit 104 is provided on two sides adjacent to the one side. It is provided along.

さらに、TFTアレイ基板10の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路104間を接続するための複数の配線105が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、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上下導通材106が設けられている。そして、図7に示すように、図6に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20がシール材52によりTFTアレイ基板10に固着されており、TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されている。また、図6に示すシール材52に設けられた開口部は液晶注入口52aであり、封止材25によって封止されている。   Furthermore, a plurality of wirings 105 are provided on the remaining one side of the TFT array substrate 10 for connecting the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display area. Further, at least one corner portion of the counter substrate 20 is provided with a vertical conductive material 106 for electrical conduction between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. As shown in FIG. 7, the counter substrate 20 having substantially the same outline as the seal material 52 shown in FIG. 6 is fixed to the TFT array substrate 10 by the seal material 52, and the TFT array substrate 10, the counter substrate 20, A liquid crystal layer 50 is sealed between the two. Further, the opening provided in the sealing material 52 shown in FIG. 6 is a liquid crystal injection port 52 a and is sealed by the sealing material 25.

(TFTアレイ基板の構成)
図8において、本実施の形態における液晶ライトバルブ1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9と当該画素電極9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TFT30のソース領域に電気的に接続されている。このTFT30は、本発明に係る半導体装置を能動層として用いることで構成されたものである。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同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
(Configuration of TFT array substrate)
In FIG. 8, each of a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display area of the liquid crystal light valve 1 in the present embodiment has a pixel electrode 9 and a TFT 30 for switching control of the pixel electrode 9. The data line 6 a formed and supplied with an image signal is electrically connected to the source region of the TFT 30. The TFT 30 is configured by using the semiconductor device according to the present invention as an active layer. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. Good.

また、TFT30のゲートには走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmをこの順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9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を一定期間だけオン状態とすることにより、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9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板20に形成された共通電極(後述する)との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が設けられている。   The scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the scanning line 3a in a pulse-sequential manner in this order at a predetermined timing. Has been. The pixel electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT 30, and the image signal S1, S2,... Sn supplied from the data line 6a is obtained by turning on the TFT 30 as a switching element for a certain period. Write at a predetermined timing. Image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 9 are held for a certain period with a common electrode (described later) formed on the counter substrate 20. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is provided in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and the common electrode.

図9に示すように、TFTアレイ基板10上に、矩形状の複数の画素電極9(点線部9Aにより輪郭が示されている)がマトリクス状に設けられており、画素電極9の縦横の境界に各々沿ってデータ線6aおよび走査線3aが設けられている。また、TFT30を構成する半導体層1aのうち、図9中の右上がりの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はそのままTFT30のゲート電極として機能する。なお、TFT30の詳細な構造については後述する。   As shown in FIG. 9, a plurality of rectangular pixel electrodes 9 (outlined by dotted line portions 9 </ b> A) are provided in a matrix on the TFT array substrate 10, and the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrodes 9 are provided. A data line 6a and a scanning line 3a are provided along each line. In addition, the scanning line 3a is arranged so as to face the channel region 1a ′ shown by the oblique line region rising to the right in FIG. 9 in the semiconductor layer 1a constituting the TFT 30, and the scanning line 3a is directly used as the gate of the TFT 30. Functions as an electrode. The detailed structure of the TFT 30 will be described later.

図9および図10に示すように、本実施の形態では、蓄積容量70は、TFT30の高濃度ドレイン領域1eと画素電極9とに電気的に接続された画素電位側容量電極としての中継導電膜71aと、固定電位側容量電極としての容量線300の一部とが、誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。   As shown in FIGS. 9 and 10, in this embodiment, the storage capacitor 70 is a relay conductive film as a pixel potential side capacitor electrode electrically connected to the high concentration drain region 1 e of the TFT 30 and the pixel electrode 9. 71 a and a part of the capacitor line 300 as the fixed potential side capacitor electrode are formed so as to face each other with the dielectric film 75 interposed therebetween.

また、蓄積容量70は、遮光膜としての機能も有している。中継導電膜71aは、導電性のポリシリコン膜などからなり、容量線300を構成する第2膜73と比較して光吸収性が高く、第2膜73とTFT30との間に配置された光吸収層としての機能を持つ。さらに、中継導電膜71aは、画素電極9とTFT30との導通を中継する機能を果たす。   The storage capacitor 70 also has a function as a light shielding film. The relay conductive film 71 a is made of a conductive polysilicon film or the like, has a higher light absorption than the second film 73 that constitutes the capacitor line 300, and is disposed between the second film 73 and the TFT 30. It functions as an absorption layer. Further, the relay conductive film 71 a functions to relay conduction between the pixel electrode 9 and the TFT 30.

また、容量線300は、第1膜72と第2膜73とが積層形成された多層膜からなり、それ自体が遮光膜として機能するものである。第1膜72は、第2膜73とTFT30との間に配置された光吸収層としての機能を持ち、例えば、膜厚50nm〜150nm程度の導電性のポリシリコン膜や非晶質シリコン膜、単結晶シリコン膜等から構成される。また、第2膜73は、TFT30の上側において入射光からTFT30を遮光する遮光層としての機能を持ち、例えば、膜厚150nm程度のTi、Cr、W、Ta、Mo、Pb等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイドや、これらを積層したもの、あるいは、Al等の高融点金属でない金属などからなる。なお、第2膜73は導電性を有する必要はないが、導電性を有する材料によって形成すれば、容量線300をより低抵抗化できる。   The capacitor line 300 is formed of a multilayer film in which the first film 72 and the second film 73 are laminated, and itself functions as a light shielding film. The first film 72 has a function as a light absorption layer disposed between the second film 73 and the TFT 30. For example, a conductive polysilicon film or an amorphous silicon film having a thickness of about 50 nm to 150 nm, It is composed of a single crystal silicon film or the like. The second film 73 has a function as a light shielding layer that shields the TFT 30 from incident light on the upper side of the TFT 30. For example, a high melting point metal such as Ti, Cr, W, Ta, Mo, Pb having a thickness of about 150 nm is used. These are made of a simple metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, a laminate of these, or a metal that is not a refractory metal such as Al. Note that the second film 73 does not need to have conductivity, but if formed of a material having conductivity, the resistance of the capacitor line 300 can be further reduced.

また、中継導電膜71aと容量線300との間には、図10に示すように、誘電体膜75が配置されている。誘電体膜75は、例えば、膜厚5〜200nm程度の比較的薄い酸化シリコン膜や、窒化シリコン膜、窒化酸化膜、あるいはそれらの積層膜から構成される。なお、誘電体膜75は、蓄積容量70を増大させる観点から、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて薄い程良い。   In addition, a dielectric film 75 is disposed between the relay conductive film 71a and the capacitor line 300 as shown in FIG. The dielectric film 75 is made of, for example, a relatively thin silicon oxide film having a thickness of about 5 to 200 nm, a silicon nitride film, a nitrided oxide film, or a laminated film thereof. From the viewpoint of increasing the storage capacitor 70, the dielectric film 75 is preferably as thin as the film reliability is sufficiently obtained.

また、容量線300は、平面的に見て、走査線3aに沿ってストライプ状に延びる本線部分を含み、この本線部分からTFT30に重なる個所が、図9中上下に突出している。そして、図9中、縦方向に夫々延びるデータ線6aと横方向に夫々延びる容量線300とが交差する領域に、TFTアレイ基板10上におけるTFT30が配置されている。すなわち、TFT30は、対向基板20側から見て、データ線6aと容量線300とにより二重に覆われている。そして、相交差するデータ線6aと容量線300とにより、平面的に見て格子状の遮光層が構成されており、各画素の開口領域を規定している。   Further, the capacitor line 300 includes a main line portion extending in a stripe shape along the scanning line 3a in plan view, and a portion overlapping the TFT 30 from the main line portion protrudes up and down in FIG. In FIG. 9, the TFTs 30 on the TFT array substrate 10 are arranged in regions where the data lines 6a extending in the vertical direction and the capacitor lines 300 extending in the horizontal direction intersect. That is, the TFT 30 is double-covered by the data line 6a and the capacitor line 300 when viewed from the counter substrate 20 side. The data lines 6a and the capacitor lines 300 that intersect each other form a lattice-shaped light-shielding layer as viewed in plan, and define an opening area of each pixel.

また、TFTアレイ基板10上におけるTFT30の下側には、上述した第2膜73と同様の材質などからなる下側遮光膜11aが格子状に設けられている。これによりTFTアレイ基板10の下部側からの光(戻り光)がTFT30に入り込むのを防止している。下側遮光膜11aは、容量線300およびデータ線6aの幅よりも狭く形成され、容量線300およびデータ線6aよりも一回り小さく形成されている。そして、TFT30のチャネル領域1aは、低濃度ソース領域1bおよび低濃度ドレイン領域1cとの接合部を含めて、下側遮光膜11aの交差領域内に位置する。なお、下側遮光膜11aの内面には、光吸収層を設けてもよい。   Further, below the TFT 30 on the TFT array substrate 10, a lower light-shielding film 11 a made of the same material as the second film 73 described above is provided in a lattice shape. This prevents light (return light) from the lower side of the TFT array substrate 10 from entering the TFT 30. The lower light-shielding film 11a is formed to be narrower than the width of the capacitor line 300 and the data line 6a, and is slightly smaller than the capacitor line 300 and the data line 6a. The channel region 1a of the TFT 30 is located in the intersecting region of the lower light shielding film 11a including the junction between the low concentration source region 1b and the low concentration drain region 1c. A light absorption layer may be provided on the inner surface of the lower light shielding film 11a.

また、容量線300は、画素電極9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。さらに、下側遮光膜11aについても、その電位変動がTFT30に対して悪影響を及ぼすことを避けるために、容量線300と同様に、画像表示領域からその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。   The capacitor line 300 extends from the image display area where the pixel electrode 9 is disposed to the periphery thereof, and is electrically connected to a constant potential source to be a fixed potential. Further, the lower light-shielding film 11a also extends from the image display region to the periphery thereof and is connected to a constant potential source, similarly to the capacitor line 300, in order to avoid the potential fluctuation from adversely affecting the TFT 30. Good.

図9および図10に示すように、データ線6aはコンタクトホール81を介して中継接続用の中継導電膜71bに接続されており、中継導電膜71bはコンタクトホール82を介して例えばポリシリコン膜からなる半導体層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。また、画素電極9は、中継導電膜71aを中継することにより、コンタクトホール83およびコンタクトホール8を介して半導体層1aのうちの高濃度ドレイン領域1eと電気的に接続されている。なお、中継導電膜71bは、中継導電膜71aと同一膜から同時形成される。   As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the data line 6a is connected to a relay conductive film 71b for relay connection through a contact hole 81. The relay conductive film 71b is made of, for example, a polysilicon film through a contact hole 82. The semiconductor layer 1a is electrically connected to the high concentration source region 1d. Further, the pixel electrode 9 is electrically connected to the high-concentration drain region 1e in the semiconductor layer 1a through the contact hole 83 and the contact hole 8 by relaying the relay conductive film 71a. Note that the relay conductive film 71b is formed simultaneously from the same film as the relay conductive film 71a.

また、走査線3a上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール82および高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール83が各々開孔された第1層間絶縁膜41が形成されている。第1層間絶縁膜41上には中継導電膜71a、71bならびに容量線300が形成されており、これらの上には、中継導電膜71aおよび71bへ夫々通じるコンタクトホール81およびコンタクトホール8が各々開孔された第2層間絶縁膜42が形成されている。さらに、第2層間絶縁膜42上には、データ線6aが形成されており、これらの上には、中継導電膜71aへ通じるコンタクトホール8が形成された第3層間絶縁膜43が形成されている。画素電極9は、このように構成された第3層間絶縁膜43の上面に設けられている。   On the scanning line 3a, a first interlayer insulating film 41 is formed in which a contact hole 82 leading to the high concentration source region 1d and a contact hole 83 leading to the high concentration drain region 1e are opened. Relay conductive films 71a and 71b and a capacitor line 300 are formed on the first interlayer insulating film 41, and a contact hole 81 and a contact hole 8 respectively leading to the relay conductive films 71a and 71b are opened on these. A holed second interlayer insulating film 42 is formed. Further, the data line 6a is formed on the second interlayer insulating film 42, and the third interlayer insulating film 43 in which the contact hole 8 leading to the relay conductive film 71a is formed is formed thereon. Yes. The pixel electrode 9 is provided on the upper surface of the third interlayer insulating film 43 thus configured.

図9および図10に示すように、本実施の形態の液晶ライトバルブ1は、透明な石英基板を基板本体10AとするTFTアレイ基板10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。TFTアレイ基板10にはインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電膜からなる画素電極9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。配向膜16は、例えば、ポリイミド膜などの有機膜からなる。また、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの液晶層50と反対側には、偏光子17が設けられている。   As shown in FIGS. 9 and 10, the liquid crystal light valve 1 according to the present embodiment includes a TFT array substrate 10 having a transparent quartz substrate as a substrate body 10A, and a transparent counter substrate 20 disposed to face the TFT array substrate. I have. The TFT array substrate 10 is provided with a pixel electrode 9 made of a transparent conductive film such as indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO). A predetermined alignment process such as a rubbing process is provided above the pixel electrode 9. An alignment film 16 is provided. The alignment film 16 is made of an organic film such as a polyimide film, for example. A polarizer 17 is provided on the side of the TFT array substrate 10 opposite to the liquid crystal layer 50 of the substrate body 10A.

他方、対向基板20には、基板本体20A上の全面にわたって共通電極21が設けられ、共通電極21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。共通電極21も画素電極9と同様、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。また、対向基板20の基板本体20Aの液晶層50と反対側には、偏光子24が形成されている。   On the other hand, the counter substrate 20 is provided with a common electrode 21 over the entire surface of the substrate body 20A, and an alignment film 22 that has been subjected to a predetermined alignment process such as a rubbing process is provided below the common electrode 21. Yes. Similarly to the pixel electrode 9, the common electrode 21 is also made of a transparent conductive film such as an ITO film. The alignment film 22 is made of an organic film such as a polyimide film. A polarizer 24 is formed on the opposite side of the substrate body 20 </ b> A of the counter substrate 20 from the liquid crystal layer 50.

このように構成され、画素電極9と共通電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、シール材52により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層50が形成される。液晶層50は、画素電極9からの電界が印加されていない状態で、配向膜16、22により所定の配向状態をとる。また、液晶層50は、例えば一種または数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。さらに、TFT30の下には下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、下側遮光膜11aからTFT30を絶縁する機能の他、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板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の特性の変化を防止する機能を有する。   Between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, which are configured in this manner and arranged so that the pixel electrode 9 and the common electrode 21 face each other, liquid crystal is sealed in a space surrounded by a sealing material 52, A liquid crystal layer 50 is formed. The liquid crystal layer 50 assumes a predetermined alignment state by the alignment films 16 and 22 in a state where an electric field from the pixel electrode 9 is not applied. The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a liquid crystal in which one kind or several kinds of nematic liquid crystals are mixed. Further, a base insulating film 12 is provided under the TFT 30. In addition to the function of insulating the TFT 30 from the lower light-shielding film 11a, the base insulating film 12 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 so that the surface of the TFT array substrate 10 becomes rough during polishing or remains after cleaning. For example, the TFT 30 has a function of preventing a change in characteristics of the TFT 30.

(TFTの構成)
図10に示すように、本実施形態ではTFT30は、本発明の半導体装置を能動層として用いることで構成されている。すなわち、半導体層1aは非単結晶シリコン層210及び単結晶シリコン層220の積層構造から構成される(図2、図4参照)。また、TFT30は、LDD構造を有しており、走査線3a、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薄膜2、半導体層1aの低濃度ソース領域1bおよび低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1dならびに高濃度ドレイン領域1eを備えている。
(Configuration of TFT)
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the TFT 30 is configured by using the semiconductor device of the present invention as an active layer. That is, the semiconductor layer 1a is configured by a stacked structure of a non-single crystal silicon layer 210 and a single crystal silicon layer 220 (see FIGS. 2 and 4). The TFT 30 has an LDD structure, and insulates the scanning line 3a, the channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a where a channel is formed by the electric field from the scanning line 3a, and the scanning line 3a from the semiconductor layer 1a. An insulating thin film 2 including a gate insulating film, a low concentration source region 1b and a low concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a, a high concentration source region 1d and a high concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a are provided.

図11はTFTアレイ基板10の製造工程を示す図である。まず、図11(a)に示すように、透明な石英基板からなる基板本体10Aを用意し、遮光層11を形成する。次に、図11(b)に示すように、遮光層11の上にフォトレジストパターン113を形成する。次に、図11(c)に示すように、フォトレジストパターン113をマスクとして遮光層11のエッチングを行い、トランジスタ形成領域以外の遮光層11をドライエッチングにて除去し、エッチング後のフォトレジストパターン113を剥離することで下側遮光膜11aを形成する。次に、図11(d)に示すように、下側遮光膜11aとその上に形成される半導体層250との間の絶縁を確保するために、下地絶縁膜12を堆積する。この下地絶縁膜12にはシリコン酸化膜を用いた。このシリコン酸化膜は、例えばスパッタ法、あるいはTEOS(テトラエチルオルソシリケート)を用いたプラズマCVD法により形成できる。   FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the TFT array substrate 10. First, as shown in FIG. 11A, a substrate body 10A made of a transparent quartz substrate is prepared, and the light shielding layer 11 is formed. Next, as shown in FIG. 11B, a photoresist pattern 113 is formed on the light shielding layer 11. Next, as shown in FIG. 11C, the light shielding layer 11 is etched using the photoresist pattern 113 as a mask, and the light shielding layer 11 other than the transistor formation region is removed by dry etching. The lower light shielding film 11a is formed by peeling 113. Next, as shown in FIG. 11D, the base insulating film 12 is deposited in order to ensure insulation between the lower light-shielding film 11a and the semiconductor layer 250 formed thereon. A silicon oxide film was used for the base insulating film 12. This silicon oxide film can be formed, for example, by sputtering or plasma CVD using TEOS (tetraethylorthosilicate).

下地絶縁膜12は、後述するように下側遮光膜11aの被覆段差を研磨によって平坦化しても半導体層250との十分な絶縁性を確保できる程度の膜厚とするのが好ましい。具体的には下地絶縁膜12は、下側遮光膜11aの膜厚に対して500〜1000nm程度多く堆積するのがよい。本構成例においては下側遮光膜11aの膜厚400nmに対し、シリコン酸化膜をTEOSのプラズマCVDにより1000nm堆積させた。こうして得られた遮光層付きの基板は、基板表面が下側遮光膜11aの有無に応じて凹凸になっているため、このまま単結晶シリコン基板と貼り合わせを行うと凹凸の段差部分にボイド(空隙)が形成され、貼り合わせた際に接合強度の不均一が生じてしまう。   As will be described later, the base insulating film 12 preferably has a thickness that can ensure sufficient insulation from the semiconductor layer 250 even if the coating step of the lower light-shielding film 11a is planarized by polishing. Specifically, the base insulating film 12 is preferably deposited to be about 500 to 1000 nm thicker than the film thickness of the lower light shielding film 11a. In this configuration example, a silicon oxide film was deposited by 1000 nm by TEOS plasma CVD with respect to the film thickness of 400 nm of the lower light-shielding film 11a. Since the substrate with the light-shielding layer thus obtained has irregularities in accordance with the presence or absence of the lower light-shielding film 11a, bonding to the single crystal silicon substrate in this state causes voids (voids) ) Is formed and bonding strength becomes non-uniform when bonded.

このため、図11(e)に示すように、下側遮光膜11aを形成した基板の表面をグローバルに研磨して平坦化する。研磨による平坦化の手法としては、CMP(化学的機械的研磨)法を用いた。CMP処理を行うことで、遮光層パターン端部の段差を小さくすることができ、単結晶シリコン基板貼り合わせの際にも基板全面で貼り合わせ強度が均一に得られる。その後、下側遮光膜11aが設けられた基板本体10A上に、本発明に係る半導体基板の製造方法により、半導体層1aを形成することでTFTアレイ基板10が得られる。半導体層を形成する以下の工程については、説明を省略する。   For this reason, as shown in FIG. 11E, the surface of the substrate on which the lower light-shielding film 11a is formed is globally polished and flattened. A CMP (chemical mechanical polishing) method was used as a planarization method by polishing. By performing the CMP process, the step at the end of the light shielding layer pattern can be reduced, and even when the single crystal silicon substrate is bonded, the bonding strength can be obtained uniformly over the entire surface of the substrate. Thereafter, the TFT array substrate 10 is obtained by forming the semiconductor layer 1a on the substrate body 10A provided with the lower light-shielding film 11a by the semiconductor substrate manufacturing method according to the present invention. Description of the following steps for forming the semiconductor layer is omitted.

(電子機器)
次に、電気光学装置を備えた電子機器の一例である投射型液晶表示装置を、図12を参照して説明する。
図12に示す投射型液晶表示装置(電子機器)1100では、上述した液晶ライトバルブ1を含む液晶モジュールが、RGB用のライトバルブ100R、100G、100Bとして採用されている。
この液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプなどの白色光源のランプユニット1102から光が出射されると、3枚のミラー1106および2枚のダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの3原色に対応する光成分R、G、Bに分離され(光分離手段)、対応するライトバルブ100R、100G、100B(液晶ライトバルブ1)に各々導かれる。この際に、光成分Bは、光路が長いので、光損失を防ぐために入射レンズ1122、リレーレンズ1123、および出射レンズ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100R、100G、100Bによって各々変調された3原色に対応する光成分R、G、Bは、ダイクロイックプリズム1112(光合成手段)に3方向から入射して再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120などにカラー画像として投射される。
(Electronics)
Next, a projection type liquid crystal display device which is an example of an electronic apparatus including the electro-optical device will be described with reference to FIG.
In the projection type liquid crystal display device (electronic device) 1100 shown in FIG. 12, the liquid crystal module including the liquid crystal light valve 1 described above is employed as the RGB light valves 100R, 100G, and 100B.
In this liquid crystal projector 1100, when light is emitted from a lamp unit 1102 of a white light source such as a metal halide lamp, light corresponding to the three primary colors R, G, and B is emitted by three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108. The light components are separated into components R, G, and B (light separating means) and led to the corresponding light valves 100R, 100G, and 100B (liquid crystal light valve 1). At this time, since the optical component B has a long optical path, the light component B is guided through a relay lens system 1121 including an incident lens 1122, a relay lens 1123, and an exit lens 1124 in order to prevent light loss. Then, the light components R, G, and B corresponding to the three primary colors respectively modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B are incident on the dichroic prism 1112 (light combining unit) from three directions and are combined again, and then the projection lens. A color image is projected on a screen 1120 or the like via 1114.

上記の構成によれば、本発明の半導体基板600から形成された液晶ライトバルブ1からなるRGB用のライトバルブ100R、100G、100Bを備えているため、投射型液晶表示装置は表示する画像をより高品質化することができる。   According to the above configuration, since the RGB light valves 100R, 100G, and 100B including the liquid crystal light valve 1 formed from the semiconductor substrate 600 of the present invention are provided, the projection type liquid crystal display device can display more images to be displayed. High quality can be achieved.

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明は、反射型液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス(EL)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD、登録商標)、あるいはプラズマ発光や電子放出による蛍光等を用いた、さまざまな電気光学素子を用いた電気光学装置および該電気光学装置を備えた電子機器に対しても適用可能であるということは言うまでもない。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention uses various electro-optical elements using a reflective liquid crystal display device, electroluminescence (EL), a digital micromirror device (DMD, registered trademark), or fluorescence by plasma emission or electron emission. Needless to say, the present invention can also be applied to an electro-optical device and an electronic apparatus including the electro-optical device.

第1実施形態に係る半導体基板の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor substrate which concerns on 1st Embodiment. 図1に続く半導体基板の製造方法を示す工程断面図である。FIG. 2 is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the semiconductor substrate following FIG. 1. 第2実施形態に係る半導体基板の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor substrate which concerns on 2nd Embodiment. 図3に続く半導体基板の製造方法を示す工程断面図である。FIG. 4 is a process cross-sectional view illustrating the manufacturing method of the semiconductor substrate following FIG. 3. 半導体装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of one Embodiment of a semiconductor device. 電気光学装置の一実施例を示す液晶ライトバルブの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the liquid crystal light valve which shows one Example of an electro-optical apparatus. 図6のH−H´線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the HH 'line of FIG. 液晶ライトバルブを構成する複数の画素の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a plurality of pixels constituting a liquid crystal light valve. 複数の画素郡の平面図である。It is a top view of a plurality of pixel groups. 図9のA−A´線矢視による液晶ライトバルブの断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal light valve by the AA 'line arrow of FIG. TFTアレイ基板の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of a TFT array substrate. 電子機器の一例である投射型液晶表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection type liquid crystal display device which is an example of an electronic device.

符号の説明Explanation of symbols

1…液晶ライトバルブ(電気光学装置)、200…単結晶シリコン基板(単結晶半導体基板)、205…水素イオン注入層(イオン注入層)、210…非晶質シリコン層(非単結晶半導体層)、211…シリコン酸化膜(絶縁層)、220…単結晶シリコン層(単結晶半導体層)、250…半導体層、500…支持基板、600…半導体基板、700…半導体装置、1100…投射型液晶表示装置(電子機器) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal light valve (electro-optical apparatus), 200 ... Single crystal silicon substrate (single crystal semiconductor substrate), 205 ... Hydrogen ion implantation layer (ion implantation layer), 210 ... Amorphous silicon layer (non-single crystal semiconductor layer) 211 ... Silicon oxide film (insulating layer) 220 ... Single crystal silicon layer (single crystal semiconductor layer) 250 ... Semiconductor layer 500 ... Support substrate 600 ... Semiconductor substrate 700 ... Semiconductor device 1100 ... Projection type liquid crystal display Equipment (electronic equipment)

Claims (6)

単結晶半導体基板の一方面側に非単結晶半導体層を形成する工程と、
前記非単結晶半導体層の上面に絶縁層を設ける工程と、
前記絶縁層側から前記単結晶半導体基板中にイオン注入を行い、イオン注入層を形成する工程と、
前記イオン注入後、前記単結晶半導体基板の前記絶縁層側に支持基板を貼り合せる工程と、
前記単結晶半導体基板における、前記非単結晶半導体層とは反対の表層部を、前記イオン注入層にて分離し、前記支持基板上に単結晶半導体層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体基板の製造方法。
Forming a non-single-crystal semiconductor layer on one side of the single-crystal semiconductor substrate;
Providing an insulating layer on the top surface of the non-single-crystal semiconductor layer;
Performing ion implantation into the single crystal semiconductor substrate from the insulating layer side to form an ion implantation layer;
A step of bonding a support substrate to the insulating layer side of the single crystal semiconductor substrate after the ion implantation;
Separating the surface layer portion of the single crystal semiconductor substrate opposite to the non-single crystal semiconductor layer with the ion implantation layer, and forming a single crystal semiconductor layer on the support substrate. A method of manufacturing a semiconductor substrate.
単結晶半導体基板の一方面側からイオン注入を行い、イオン注入層を形成する工程と、
支持基板の一方面側に絶縁層を設ける工程と、
前記絶縁層上に非単結晶半導体層を設ける工程と、
前記支持基板における前記非単結晶半導体層側の面と、前記単結晶半導体基板における前記イオン注入側の面とを貼り合わせる工程と、
前記貼り合わせ工程の後、前記単結晶半導体基板を前記イオン注入層の部分で分離する工程と、を備えたことを特徴とする半導体基板の製造方法。
Performing ion implantation from one side of the single crystal semiconductor substrate to form an ion implantation layer;
Providing an insulating layer on one side of the support substrate;
Providing a non-single-crystal semiconductor layer on the insulating layer;
Bonding the non-single crystal semiconductor layer side surface of the support substrate and the ion implantation side surface of the single crystal semiconductor substrate; and
And a step of separating the single crystal semiconductor substrate at the ion implantation layer after the bonding step.
支持基板の一方面側に設けられた絶縁層上に、非単結晶半導体層と単結晶半導体層との積層構造からなる半導体層が設けられてなることを特徴とする半導体基板。   A semiconductor substrate, wherein a semiconductor layer having a stacked structure of a non-single crystal semiconductor layer and a single crystal semiconductor layer is provided over an insulating layer provided on one side of the support substrate. 支持基板の一方面側に設けられた絶縁層上に、非単結晶半導体層と単結晶半導体層とが積層されてなる半導体層を備え、該半導体層が能動層として用いられることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor layer in which a non-single crystal semiconductor layer and a single crystal semiconductor layer are stacked is provided over an insulating layer provided on one side of a support substrate, and the semiconductor layer is used as an active layer Semiconductor device. 請求項4に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電気光学装置。   An electro-optical device comprising the semiconductor device according to claim 4. 請求項5に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 5.
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