JP2009058717A - 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶装置等の電気光学装置において、電蝕の発生を防止すると共に発熱を抑制する。
【解決手段】電気光学装置は、基板（１０）上に、複数の画素電極（９ａ）と、画素電極の下地として配置された絶縁膜（４３）と、絶縁膜に開孔されたコンタクトホール（８５）を介して画素電極に電気的に接続された第１導電膜（９３）とを備える。更に、画素電極より下層側且つ絶縁膜より上層側に、基板上で平面的に見て、コンタクトホールに重なるように島状に形成された第２導電膜（４１０）とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種の電気光学装置では、基板上に、画素電極と、該画素電極の選択的な駆動を行うための走査線、データ線、及び画素スイッチング用素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）とを備え、アクティブマトリクス駆動可能に構成される。そして、基板上には、これら走査線やデータ線、ＴＦＴ等を夫々構成する導電膜や半導体膜等の各種機能膜が積層された積層構造が、各画素に形成される。この積層構造における例えば最上層に画素電極が配置される。

画素電極は、典型的にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなり、層間絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して、下層側に配置された例えばアルミニウムからなる導電膜と電気的に接続される。ここで、例えばＩＴＯ膜からなる画素電極と、例えばアルミニウムからなる導電膜とがコンタクトホール介して直接に接続されると、製造プロセスにおける画素電極をパターニングする工程において用いられるアルカリ性の剥離液によって画素電極と導電膜との間に電流が流れてしまい、例えばＩＴＯ膜からなる画素電極が黒ずんでしまうなどの電蝕が生じてしまうおそれがある。

そこで、例えば特許文献１では、積層構造における画素電極と導電膜との間に例えば窒化チタンからなる電蝕防止膜を設けることで、上述したような電蝕を防止する技術が開示されている。更に、特許文献１では、このような例えば窒化チタンからなる電蝕防止膜を、導電膜上における画素電極と該導電膜とを接続するためのコンタクトホールが形成される領域のみに設けることで、例えば窒化チタンからなる電蝕防止膜の光吸収率が高いことに起因する発熱を抑制する技術が開示されている。

特開２００５−２４２２９６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術によれば、例えば窒化チタンからなる電蝕防止膜を、例えばアルミニウムからなる導電膜上で例えばエッチング処理を施すことによりパターニングする必要がある。この際、エッチング処理における電蝕防止膜と導電膜とのエッチング選択比が低い場合には、フッ化炭素と酸素の混合ガスなどを使用して、エッチング選択比を高くする必要がある。しかし、前記フッ化炭素と酸素の混合ガスなどを使用すると、電蝕防止膜に対して等方的なエッチング処理が施されることになり、電蝕防止膜を精度良くパターニングすることが困難になってしまうおそれがある。このため、電蝕防止膜に対して不要なエッチングが施されることで画素電極と導電膜とが直接に接続される部分が形成されてしまい、上述したような電蝕が生じてしまうおそれがあるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、電蝕の発生を防止できると共に発熱を抑制でき、高品質な表示を行うことが可能な電気光学装置及びその製造方法、並びにそのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板上に、複数の画素電極と、該画素電極の下地として配置された絶縁膜と、該絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して前記画素電極に電気的に接続された第１導電膜と、前記画素電極より下層側且つ前記絶縁膜より上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記コンタクトホールに重なるように島状に形成された第２導電膜とを備える。

本発明の電気光学装置によれば、その動作時には、例えば、画素電極に画像信号が供給されることにより、例えば表示素子である液晶素子は供給された画像信号に基づいて表示領域（即ち、複数の画素電極が配列された画素領域）において画像表示を行うことが可能である。

複数の画素電極は、例えばＩＴＯ膜等の透明導電膜からなる。

第１導電膜は、複数の画素電極よりも絶縁膜を介して下層側に配置されると共に該絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して、複数の画素電極に電気的に接続されており、複数の画素電極を駆動するための一の配線、電極の一部或いは全部として設けられている。即ち、第１導電膜は、例えば、複数の画素電極に、該複数の画素電極をスイッチング制御するためのＴＦＴを介して電気的に接続されたデータ線若しくは走査線、或いは、画素電極に電気的に接続された蓄積容量を構成する容量電極として形成される。

本発明では特に、第２導電膜が、画素電極より下層側且つ絶縁膜より上層側に、基板上で平面的に見て、コンタクトホールに重なるように島状に形成されている。よって、画素電極と第１導電膜とは、互いに直接に接続（或いは接触）されることなく、第２導電膜を介して電気的に接続される。即ち、コンタクトホール内において、画素電極と第２導電膜とが直接に接続されると共に第２導電膜と第１導電膜とが直接に接続されることにより、画素電極と第１導電膜とが電気的に接続される。従って、画素電極と第１導電膜とが直接に接続されることによる電蝕の発生を第２導電膜によって低減或いは防止できる。即ち、第２導電膜は、画素電極及び第１導電膜間における電蝕の発生を低減或いは防止する電蝕防止膜として機能することができる。

更に、第２導電膜は、コンタクトホールに重なるように島状に形成されているので、仮に、第１導電膜の全部に重なるように形成した場合と比較して、第２導電膜に光が入射することによる発熱を抑制できる。

加えて、第２導電膜は、画素電極より下層側且つ絶縁膜より上層側に形成されるので、製造プロセスにおいて、第２導電膜を、絶縁膜上で例えばエッチング処理を施すことによりパターニングする際、第２導電膜に対して不要なエッチング処理が施されることで画素電極と第１導電膜とが直接に接続される部分が形成されてしまい、画素電極及び第１導電膜間における電蝕が発生してしまうのを低減或いは防止できる。

ここで、仮に、第２導電膜が絶縁膜より下層側に形成され、製造プロセスにおいて、コンタクトホールが、第２導電膜が形成された後に、絶縁膜に例えばエッチング処理が施されることにより開孔される場合には、第２導電膜に対してオーバーエッチングが施されオーバーエッチングが第１導電膜に到達するのを防ぐために、第２導電膜の膜厚は比較的大きくする必要がある。

しかるに本発明では特に、第２導電膜は、画素電極より下層側且つ絶縁膜より上層側に形成されるので、製造プロセスにおいて、画素電極と第１導電膜とを電気的に接続するためのコンタクトホールは、第２導電膜が形成される前に、絶縁膜に例えばエッチング処理が施されることにより開孔されることになる。よって、仮に、第２導電膜が絶縁膜より下層側に形成される場合と比較して、第２導電膜の膜厚を小さくすることができ、第２導電膜に光が入射することによる発熱をより一層確実に抑制できる。

以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、画素電極及び第１導電膜間における電蝕の発生を防止できると共に第２導電膜に光が入射することによる発熱を抑制できる。この結果、高品質な表示を行うことが可能となる。

本発明の電気光学装置の一態様では、前記第２導電膜は、タングステン、タングステンシリコン、窒化チタン及びチタンのうち少なくとも一つを含んでなる。

この態様によれば、第２導電膜は、画素電極及び第１導電膜間における電蝕の発生を低減或いは防止する電蝕防止膜としてより一層確実に機能することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記画素電極は、ＩＴＯ膜からなり、前記第１導電膜は、アルミニウムを含んでなる。

この態様によれば、ＩＴＯ膜からなる画素電極をパターニングする工程において用いられるアルカリ性の剥離液による、ＩＴＯ膜からなる画素電極とアルミニウムを含んでなる第１導電膜との間における電蝕の発生を低減或いは防止できる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第２導電膜は、前記コンタクトホールの内表面に形成された本体部と該本体部から前記コンタクトホール外に延在する延在部とを有する。

この態様によれば、製造プロセスにおいて、第２導電膜の本体部に対して不要なエッチング処理が施されることで画素電極と第１導電膜とが直接に接続される部分が形成されてしまうことを低減或いは防止できる。よって、画素電極及び第１導電膜間における電蝕の発生を確実に低減或いは防止できる。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を具備する。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置（Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display）、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた表示装置を実現することも可能である。

本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、基板上に第１導電膜を形成する工程と、前記第１導電膜の上層側に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に前記第１導電膜に至るコンタクトホールを開孔する工程と、前記絶縁膜より上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記コンタクトホールに重なるように島状に、第２導電膜を形成する工程と、前記第２導電膜より上層側に、前記第１導電膜と前記コンタクトホールを介して電気的に接続されるように、複数の画素電極を形成する工程とを含む。

本発明の電気光学装置の製造方法によれば、上述した本発明の電気光学装置を製造することができる。ここで特に、絶縁膜より上層側に、基板上で平面的に見て、絶縁膜に開孔されたコンタクトホールに重なるように島状に、第２導電膜を形成するので、画素電極及び第１導電膜間における電蝕の発生を防止できると共に第２導電膜に光が入射することによる発熱を抑制できる。更に、第２導電膜を容易に精度良くパターニングすることが可能となる。

尚、本発明の電気光学装置の製造方法では、複数の液晶装置を形成できるマザー基板（大型の基板）に対して複数の電気光学装置分の配線パターンや各種電子素子を形成するなど、製造工程の途中までは、大型のマザー基板のままで処理を行い、その後、マザー基板を個々の基板に切断、分割するようにしてもよい。このようなマザー基板を用いる場合、本発明の電気光学装置の製造方法によれば、例えば、マザー基板における中央部分と、マザー基板における縁寄りの部分とで、第２導電膜を殆ど或いは完全に均一に形成することができる。即ち、マザー基板上に第２導電膜を精度良くパターニングすることができる（言い換えれば、複数の第２導電膜のパターンのばらつきを低減できる）。

本発明の電気光学装置の製造方法の一態様では、前記第２導電膜を形成する工程は、前記第２導電膜の前駆膜を前記絶縁膜上に形成した後に、前記前駆膜のうち前記コンタクトホールに重なる部分を除く他の部分の少なくとも一部に対してエッチング処理を施すことにより、前記第２導電膜を形成する。

この態様によれば、第２導電膜となる、窒化チタン膜である前駆膜を、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、プラズマＣＶＤ法等により絶縁膜上の全面に形成する。その後に、この前駆膜のうちコンタクトホールに重なる部分を除く他の部分の少なくとも一部を、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いたエッチング処理により除去することで第２導電膜を形成する。よって、上述した本発明の電気光学装置を比較的簡単に製造できる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下図面を参照しながら、本発明に係る電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器の実施形態を説明する。尚、本実施形態では、電気光学装置の一例として、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挙げる。
＜第１実施形態＞
先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶装置の平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’線断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板２０も、ＴＦＴアレイ基板１０と同様に、透明基板である。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。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。本実施形態に係る液晶装置は、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。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が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。画素電極９ａは、ＩＴＯ膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。他方、対向基板２０上には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が形成された後に、その全面に亘って対向電極２１が設けられており、更には最上層部分に配向膜が形成されている。対向電極２１は、ＩＴＯ膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。

尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の電気的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。

図３において、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の各々には、画素電極９ａ及びＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、本実施形態に係る液晶装置は、所定のタイミングで、走査線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が所定のタイミングで書き込まれる。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との間で一定期間保持される。

液晶層５０（図２参照）を構成する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。

ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１（図２参照）との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０は、画像信号の供給に応じて各画素電極９ａの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線３００に接続されている。蓄積容量７０によれば、画素電極９ａにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。

次に、上述の動作を実現する画素部の具体的な構成について、図４及び図５を参照して説明する。ここに図４は、相隣接する複数の画素部の平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ’線断面図である。尚、図４及び図５では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。図４及び図５では、説明の便宜上、画素電極９ａより上側に位置する部分の図示を省略している。

図４において、画素電極９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に、マトリクス状に複数設けられている。画素電極９ａの縦横の境界にそれぞれ沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。即ち、走査線３ａは、Ｘ方向に沿って延びており、データ線６ａは、走査線３ａと交差するように、Ｙ方向に沿って延びている。走査線３ａ及びデータ線６ａが互いに交差する個所の各々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。

走査線３ａ、データ線６ａ、蓄積容量７０、下側遮光膜１１ａ、中継層９３及びＴＦＴ３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、画素電極９ａに対応する各画素の開口領域（即ち、各画素において、表示に実際に寄与する光が透過又は反射される領域）を囲む非開口領域内に配置されている。即ち、これらの走査線３ａ、データ線６ａ、蓄積容量７０、中継層９３、下側遮光膜１１ａ及びＴＦＴ３０は、表示の妨げとならないように、各画素の開口領域ではなく、非開口領域内に配置されている。尚、中継層９３は、本発明に係る「第１導電膜」の一例である。

図４及び図５において、ＴＦＴ３０は、半導体層１ａと、走査線３ａの一部として形成されたゲート電極３ｂとを含んで構成されている。

半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、Ｙ方向に沿ったチャネル長を有するチャネル領域１ａ’、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ並びにデータ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅからなる。即ち、ＴＦＴ３０はＬＤＤ構造を有している。

データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅは、チャネル領域１ａ’を基準として、Ｙ方向に沿ってほぼミラー対称に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂは、チャネル領域１ａ’及びデータ線側ソースドレイン領域１ｄ間に形成されている。画素電極側ＬＤＤ領域１ｃは、チャネル領域１ａ’及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅ間に形成されている。データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃ、データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅは、例えばイオンインプランテーション法等の不純物打ち込みによって半導体層１ａに不純物を打ち込んでなる不純物領域である。データ線側ＬＤＤ領域１ｂ及び画素電極側ＬＤＤ領域１ｃはそれぞれ、データ線側ソースドレイン領域１ｄ及び画素電極側ソースドレイン領域１ｅよりも不純物の少ない低濃度な不純物領域として形成されている。このような不純物領域によれば、ＴＦＴ３０の非動作時において、ソース領域及びドレイン領域間に流れるオフ電流を低減し、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下を抑制できる。尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、データ線側ＬＤＤ領域１ｂ、画素電極側ＬＤＤ領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極をマスクとして不純物を高濃度に打ち込んでデータ線側ソースドレイン領域及び画素電極側ソースドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。

図４及び図５において、ゲート電極３ｂは、走査線３ａの一部として形成されており、例えば導電性ポリシリコンから形成されている。走査線３ａは、Ｘ方向に沿って延びるように形成されている。走査線３ａのうちチャネル領域１ａ’と重なる部分がゲート電極３ｂとして機能する。ゲート電極３ｂ及び半導体層１ａ間は、ゲート絶縁膜２（具体的には絶縁膜２ａ及び２ｂ）によって絶縁されている。

図４及び図５において、ＴＦＴアレイ基板１０上のＴＦＴ３０よりも下地絶縁膜１２を介して下層側には、下側遮光膜１１ａが格子状に設けられている。下側遮光膜１１ａは、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等の遮光性材料からなる。下側遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０における裏面反射や、複板式のプロジェクタ等で他の液晶装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光などである、ＴＦＴアレイ基板１０側から装置内に入射する戻り光からＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’及びその周辺を遮光する。

図５において、下地絶縁膜１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、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画素スイッチング用ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。

図５において、ＴＦＴアレイ基板１０上のＴＦＴ３０よりも第１層間絶縁膜４１を介して上層側には、蓄積容量７０が設けられている。

蓄積容量７０は、下部容量電極７１と上部容量電極３００ａ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。

上部容量電極３００ａは、容量線３００の一部として形成されている。容量線３００は、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に延設されている。上部容量電極３００ａは、容量線３００を介して定電位源と電気的に接続され、固定電位に維持された固定電位側容量電極である。上部容量電極３００ａは、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等の金属又は合金を含んだ非透明な金属膜から形成されており、ＴＦＴ３０を遮光する上側遮光膜（内蔵遮光膜）としても機能する。例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等から構成されていてもよい。この場合には、上部容量電極３００ａの内臓遮光膜としての機能を高めることができる。

下部容量電極７１は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに電気的に接続された画素電位側容量電極である。より具体的には、下部容量電極７１は、コンタクトホール８３を介して画素電極側ソースドレイン領域１ｅと電気的に接続されると共に、コンタクトホール８４を介して中継層９３に電気的に接続されている。更に、中継層９３は、コンタクトホール８５を介して画素電極９ａに電気的に接続されている。即ち、下部容量電極７１は、中継層９３と共に画素電極側ソースドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａ間の電気的な接続を中継する。

尚、図６及び図７を参照して後に詳細に説明するが、ＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造における画素電極９ａと中継層９３との間には、本発明に係る「第２導電膜」の一例としての導電膜４１０が形成されており、画素電極９ａと中継層９３とは導電膜４１０を介して電気的に接続されるように構成されている。図４では、説明の便宜上、導電膜４１０の図示を省略してある。

下部容量電極７１は、導電性のポリシリコンから形成されている。よって、蓄積容量７０は、所謂ＭＩＳ構造を有している。尚、下部容量電極７１は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての上部容量電極３００ａとＴＦＴ３０との間に配置される、光吸収層或いは遮光膜としての機能も有する。

尚、蓄積容量７０は、所謂ＭＩＳ構造を有しているものに限定されない。例えば、上部容量電極３００ａを導電性のポリシリコンから形成してもよい。

誘電体膜７５は、例えばＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、或いは窒化シリコン（ＳｉＮ）膜等から構成された単層構造、或いは多層構造を有している。尚、誘電体膜７５は、例えばアルミナやハフニア等の絶縁性を有する金属酸化物等から構成された単層構造、或いは多層構造を有していてもよい。

尚、下部容量電極７１を、上部容量電極３００ａと同様に金属膜から形成してもよい。即ち、蓄積容量７０を、金属膜−誘電体膜（絶縁膜）−金属膜の３層構造を有する、所謂ＭＩＭ構造を有するように形成してもよい。この場合には、導電性のポリシリコン等を用いて下部容量電極７１を構成する場合に比べて、液晶装置の駆動時に、当該液晶装置全体で消費される消費電力を低減でき、且つ各画素部における素子の高速動作が可能になる。

図５において、ＴＦＴアレイ基板１０上の蓄積容量７０よりも第２層間絶縁膜４２を介して上層側には、データ線６ａ及び中継層９３が設けられている。層間絶縁膜４１及び４２間には、部分的に絶縁膜４９が介在している。

データ線６ａは、半導体層１ａのデータ線側ソースドレイン領域１ｄに、第１層間絶縁膜４１、絶縁膜４９及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８１を介して電気的に接続されている。データ線６ａ及びコンタクトホール８１内部は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ含有材料で構成される薄膜から形成されている。データ線６ａは、ＴＦＴ３０を遮光する機能も有している。

中継層９３は、第２層間絶縁膜４２上においてデータ線６ａと同一膜（即ち、Ａｌ含有材料で構成される薄膜）から形成されている。データ線６ａ及び中継層９３は、Ａｌ含有材料で構成される薄膜を第２層間絶縁膜４２上に薄膜形成法を用いて形成しておき、当該薄膜を部分的に除去、即ちパターニングすることによって相互に離間させた状態で形成される。従って、データ線６ａ及び中継層９３を同一工程で形成できるため、装置の製造プロセスを簡便にできる。

図５において、画素電極９ａは、データ線６ａよりも第３層間絶縁膜４３を介して上層側に形成されている。画素電極９ａは、下部容量電極７１、コンタクトホール８３、８４及び８５並びに中継層９３を介して半導体層１ａの画素電極側ソースドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。コンタクトホール８５は、第３層間絶縁層４３を貫通するように形成されており、その内表面に導電膜４１０が形成されている。画素電極９ａの一部は、コンタクトホール８５に重なるように形成されており、導電膜４１０を介して中継層９３に電気的に接続されている。画素電極９ａの上側表面には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜が設けられている。

以上に説明した画素部の構成は、図４に示すように、各画素部に共通である。画像表示領域１０ａ（図１参照）には、かかる画素部が周期的に形成されている。

次に、上述した画素部のうち、画素電極と中継層との電気的な接続に関する構成について、図６及び図７を参照して詳細に説明する。ここに図６は、図４に示した画素電極及び中継層を拡大して示す拡大図であり、図７は、図６のＢ−Ｂ’線断面図である。尚、図６では、図５に示した各構成要素のうち、画素電極９ａと中継層９３との電気的な接続に関係する構成要素以外の構成要素については、適宜図示を省略している。図７では、第２層間絶縁膜４２より下層側の構成要素については図示を省略している。

図６及び図７において、中継層９３は、第２層間絶縁膜４２上に、Ａｌ含有材料で構成される薄膜から形成されている。画素電極９ａは、中継層９３よりも第３層間絶縁膜４３を介して上層側に形成されている。画素電極９ａは、第３層間絶縁膜４３に開孔されたコンタクトホール８５を介して中継層９３に電気的に接続されている。

図６及び図７において、本実施形態では特に、画素電極９ａより下層側且つ第３層間絶縁膜４３より上層側に、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、コンタクトホール８５に重なるように島状に形成された導電膜４１０を備えている。導電膜４１０は、ＴｉＮ（窒化チタン）膜から形成されている。導電膜４１０は、コンタクトホール８５の内表面に形成された本体部４１１とこの本体部４１１からコンタクトホール８５外に延在する延在部４１２とを有している。尚、導電膜４１０は、ＴｉＮ膜に限らず、Ｗ（タングステン）膜、ＷＳｉ（タングステンシリコン）膜又はＴｉ（チタン）膜から単層膜として形成されてもよいし、ＴｉＮ膜、Ｗ膜、ＷＳｉ膜及びＴｉ膜のうち少なくとも一の膜を含んでなる多層膜として形成されてもよい。

よって、画素電極９ａと中継層９３とは、互いに直接に接続されることなく、導電膜４１０を介して電気的に接続されている。即ち、画素電極９ａと導電膜４１０とが直接に接続されると共に導電膜４１０と中継層９３とが直接に接続されることにより、画素電極９ａと中継層９３とが電気的に接続されている。従って、ＩＴＯ膜からなる画素電極９ａとＡｌ含有材料で構成される薄膜からなる中継層９３とが直接に接続されることによる電蝕の発生を、ＴｉＮ膜から形成された導電膜４１０によって防止できる。即ち、導電膜４１０は、画素電極９ａ及び中継層９３間における電蝕の発生を防止する電蝕防止膜として機能することができる。

更に、図６に示すように、本実施形態では特に、導電膜４１０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、コンタクトホール８５に重なるように島状に形成されているので、仮に、例えば、ＴｉＮ膜が中継層９３の全部に重なるように形成された場合（言い換えれば、中継層９３が、Ａｌ含有材料からなる層上にＴｉＮからなる層が形成された多層構造を有する場合）と比較して、ＴｉＮ膜からなる導電膜４１０に光が入射することによる発熱を抑制できる。

加えて、図７に示すように、本実施形態では特に、導電膜４１０は、画素電極９ａより下層側且つ第３層間絶縁膜４３より上層側に形成されている。よって、製造プロセスにおいて、導電膜４１０を、第３層間絶縁膜４３上でエッチング処理を施すことによりパターニングする際、中継層９３に対して不要なエッチング処理が施されることで画素電極９ａと中継層９３とが直接に接続される部分が形成されてしまい、画素電極９ａ及び中継層９３間における電蝕が発生してしまうのを低減或いは防止できる。

図８は、比較例における図７と同趣旨の断面図である。尚、比較例に係る液晶装置は、本実施形態における導電膜４１０に代えて導電膜４９０を備える点で、本実施形態に係る液晶装置と異なり、他の点については、本実施形態に係る液晶装置と概ね同様に構成されている。

仮に、図８に比較例として示すように、電蝕防止膜として機能するＴｉＮ膜からなる導電膜４９０が、第３層間絶縁膜４３より下層側であって中継層９３上に、コンタクトホール８５に重なるように島状に形成される場合には、製造プロセスにおいて、コンタクトホール８５は、導電膜４９０が形成された後に、第３層間絶縁膜４３に対してエッチング処理が施されることにより開孔されることになる。このため、導電膜４９０に対してオーバーエッチングが施されオーバーエッチングが中継層９３に到達するのを防ぐために、導電膜４９０の膜厚は比較的大きくする必要がある。

しかるに本実施形態では特に、ＴｉＮ膜からなる導電膜４１０は、画素電極９ａより下層側且つ第３層間絶縁膜４３より上層側に形成されているので、製造プロセスにおいて、コンタクトホール８５は、導電膜４１０が形成される前に、第３層間絶縁膜４３にエッチング処理が施されることにより開孔されることになる。よって、ＴｉＮ膜からなる導電膜４１０は、図８に比較例として示したＴｉＮ膜からなる導電膜４９０と比較して、その膜厚を小さくすることができ、ＴｉＮ膜からなる導電膜４１０に光が入射することによる発熱をより一層確実に抑制できる。

以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置によれば、画素電極９ａ及び中継層９３間における電蝕の発生を防止できると共にＴｉＮ膜からなる導電膜４１０に光が入射することによる発熱を抑制できる。この結果、高品質な表示を行うことが可能となる。

次に、上述した本実施形態に係る液晶装置の製造方法について、図９及び図１０を参照して説明する。ここに図９及び図１０は、本実施形態に係る液晶装置の製造プロセスの各工程を示す工程図であり、図９は、図５に示した断面図に対応して示してあり、図１０は、図７に示した断面図に対応して示してある。尚、以下では、本実施形態に係る液晶装置の導電膜４１０を形成する工程について主に説明することとする。

先ず、図９に示す工程において、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに、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、ポリシリサイド又はこれらの積層体等を積層して、所定パターンの下側遮光膜１１ａを形成する。この際、下側遮光膜１１ａは、所定パターンとして、後に形成するＴＦＴ３０と重なる部分を有するように、概ね格子状に形成される。

続いて、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に下地絶縁膜１２を形成する。下地絶縁膜１２は、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（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、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ等のシリケートガラス膜、窒化膜や酸化シリコン膜等から形成される。尚、下地絶縁膜１２の形成後、その表面を、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理等の平坦化処理を施すことにより平坦化してもよい。続いて、ＴＦＴ３０を、データ線６ａとゲート電極としての走査線３ａとの交差に対応する領域に形成する。尚、ＴＦＴ３０を形成する工程には、通常の半導体集積化技術を用いることができる。また、ＴＦＴ３０を形成する工程において、アニール処理或いはアニーリング処理等の熱処理が施され、ＴＦＴ３０の特性が高められる。

続いて、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に第１層間絶縁膜４１を形成する。第１層間絶縁膜４１は、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳガス、ＴＥＢガス、ＴＭＯＰガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ等のシリケートガラス膜、窒化膜や酸化シリコン膜等から形成される。続いて、第１層間絶縁膜４１の表面の所定位置にエッチング処理を施し、画素電極側ソースドレイン領域１ｅに達する深さのコンタクトホール８３を開孔する。

続いて、所定のパターンで導電性のポリシリコン膜を積層し、下部容量電極７１を形成する。下部容量電極７１は、コンタクトホール８３によって画素電極側ソースドレイン領域１ｅとひとつながりに接続する。続いて、絶縁膜４９を第１層間絶縁膜４１及び下部容量電極７１上に積層する。続いて、絶縁膜４９上に、所定パターンのレジストを積層し、エッチング処理を施すことにより、下部容量電極７１が露出するように開口を形成する。このとき、絶縁膜４９が、下部容量電極７１の上に乗り上げた部分を残すように形成する。このような絶縁膜４９を形成することにより、絶縁膜４９を形成しない場合と比較して、下部容量電極７１の端面と後に形成する上部容量電極３００ａの端面との層間距離を増大させることができるので、下部容量電極７１の端面と上部容量電極３００ａの端面間の意図しない電流リークの発生を防止できる。 続いて、所定パターンの誘電体膜７５を、例えばＳｉＯ２膜、或いはＳｉＮ膜等から形成する。続いて、誘電体膜７５上にＡｌ膜を積層して、所定のパターンの上部容量電極３００ａ（言い換えれば、容量線３００（図４参照））を形成することで、蓄積容量７０を形成する。

続いて、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に第２層間絶縁膜４２を積層する。続いて、その表面の所定位置にエッチングを施し、コンタクトホール８１及び８４を開孔する。

続いて、第２層間絶縁膜４２上に、データ線６ａ及び中継層９３を形成する。データ線６ａは、絶縁膜４９、層間絶縁膜４１及び４２を貫通するコンタクトホール８１によって、データ線側ソースドレイン領域１ｄとひとつながりに接続する。中継層９３は、コンタクトホール８４によって、下部容量電極７１とひとつながりに接続する。続いて、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に第３層間絶縁膜４３を積層する。続いて、その表面の所定位置にエッチングを施し、コンタクトホール８５を開孔する。

次に、図１０（ａ）に示す工程において、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に、導電膜４１０（図５参照）の前駆膜である導電膜４１０ａを形成する。導電膜４１０ａは、例えばプラズマＣＶＤ法等により、ＴｉＮ膜から形成される。

次に、図１０（ｂ）に示す工程において、導電膜４１０ａ上に所定パターンのレジスト膜５１０を形成した後、導電膜４１０ａに対してレジスト膜５１０を介して、例えばＣＦ４（テトラフルオロメタン）及びＯ２（酸素）の混合ガス或いはＣＨＦ３（トリフルオロメタン）、ＣＦ４及びＡｒ（アルゴン）の混合ガスを用いたドライエッチング等のエッチング処理（図中、下向き矢印で示している）を施す。これにより、導電膜４１０をコンタクトホール８５毎に島状に形成する。この際、導電膜４１０は、コンタクトホール８５の内表面に本体部４１１を有すると共にこの本体部４１１からコンタクトホール８５外に延在する延在部４１２を有するように、形成される。ここで、延在部４１２は、第３層間絶縁膜４３の上層側表面に位置するので、仮に、延在部４１２に対してその外縁から内部に向かって不要なエッチング処理が施されたとしても、導電膜４１０から中継層９３が露出されてしまうことは殆どない。

その後、図５において、第３層間絶縁膜４３の全面に例えばスパッタ処理等によってＩＴＯ膜を成膜した後、エッチング処理によって、第３層間絶縁膜４３の表面の所定位置に画素電極９ａを形成する。画素電極９ａは、コンタクトホール８５によって、導電膜４１０を介して中継層９３と電気的に接続する。

以上説明した液晶装置の製造方法によれば、上述した本実施形態に係る液晶装置を製造することができる。ここで特に、第３層間絶縁膜４３より上層側に、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、第３層間絶縁膜４３に開孔されたコンタクトホール８５に重なるように島状に、ＴｉＮ膜からなる導電膜４１０を形成するので、画素電極９ａ及び中継層９３間における電蝕の発生を防止できると共にＴｉＮ膜からなる導電膜４１０に光が入射することによる発熱を抑制できる。更に、ＴｉＮ膜からなる導電膜４１０を容易に精度良くパターニングすることが可能となる。

＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。ここに図１１は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。

図１１に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

尚、図１１を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

また本発明は、上述の実施形態で説明した液晶装置以外にも、シリコン基板上に素子を形成する反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び該電気光学装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ’線断面図である。 第１実施形態に係る液晶装置の複数の画素部の等価回路図である。 第１実施形態に係る液晶装置の複数の画素部の平面図である。 図４のＡ−Ａ’線断面図である。 図４に示した画素電極及び中継層の拡大図である。 図６のＢ−Ｂ’線断面図である。 比較例における図７と同趣旨の断面図である。 第１実施形態に係る液晶装置の製造プロセスの各工程を示す工程図（その１）である。 第１実施形態に係る液晶装置の製造プロセスの各工程を示す工程図（その２）である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。

符号の説明

１ａ…半導体層、３ａ…走査線、６ａ…データ線、９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１１ａ…下側遮光膜、２０…対向基板、２１…対向電極、２３…遮光膜、３０…ＴＦＴ、４１、４２、４３…層間絶縁膜、５０…液晶層、５２…シール材、５３…額縁遮光膜、７１…下部容量電極、８１、８３、８４、８５…コンタクトホール、９３…中継層、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、４１０…導電膜、４１１…本体部、４１２…延在部

Claims (7)

1. 基板上に、
   複数の画素電極と、
   該画素電極の下地として配置された絶縁膜と、
   該絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して前記画素電極に電気的に接続された第１導電膜と、
   前記画素電極より下層側且つ前記絶縁膜より上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記コンタクトホールに重なるように島状に形成された第２導電膜と
   を備えたことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第２導電膜は、タングステン、タングステンシリコン、窒化チタン及びチタンのうち少なくとも一つを含んでなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記画素電極は、ＩＴＯ膜からなり、
   前記第１導電膜は、アルミニウムを含んでなる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記第２導電膜は、前記コンタクトホールの内表面に形成された本体部と該本体部から前記コンタクトホール外に延在する延在部とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
6. 基板上に第１導電膜を形成する工程と、
   前記第１導電膜の上層側に絶縁膜を形成する工程と、
   前記絶縁膜に前記第１導電膜に至るコンタクトホールを開孔する工程と、
   前記絶縁膜より上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記コンタクトホールに重なるように島状に、第２導電膜を形成する工程と、
   前記第２導電膜より上層側に、前記第１導電膜と前記コンタクトホールを介して電気的に接続されるように、複数の画素電極を形成する工程と
   を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
7. 前記第２導電膜を形成する工程は、前記第２導電膜の前駆膜を前記絶縁膜上に形成した後に、前記前駆膜のうち前記コンタクトホールに重なる部分を除く他の部分の少なくとも一部に対してエッチング処理を施すことにより、前記第２導電膜を形成することを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置の製造方法。

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