JP2009139417A - Electro-optical device, manufacturing method therefor, and electronic device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an electro-optical device such as a liquid crystal device and a manufacturing method thereof, and a technical field of an electronic apparatus such as a liquid crystal projector including the electro-optical device.
この種の電気光学装置の一例である液晶装置は、直視型ディスプレイのみならず、例えば投射型表示装置の光変調手段(ライトバルブ)としても多用されている。特に投射型表示装置の場合、光源からの強い光が液晶ライトバルブに入射されるため、この光によって液晶ライトバルブ内の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)がリーク電流の増大や誤動作等を生じないよう、入射光を遮る遮光手段としての遮光膜が液晶ライトバルブに内蔵されている。 A liquid crystal device which is an example of this type of electro-optical device is frequently used not only as a direct-view display but also as a light modulation means (light valve) of, for example, a projection display device. In particular, in the case of a projection display device, strong light from a light source is incident on a liquid crystal light valve, and this thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor) in the liquid crystal light valve does not cause an increase in leakage current or malfunction. As described above, a light shielding film as a light shielding means for blocking incident light is built in the liquid crystal light valve.
このような遮光手段或いは遮光膜について、例えば特許文献1は、TFTを構成する半導体層のチャンネル領域やLDD(Lightly Doped Drain)領域の側面近傍に、半導体層の上層側に配置されたゲート線と半導体層の下層側に配置された遮光膜とを接続するコンタクトホールを設けることで、TFTのチャネル領域やLDD領域に到達する光を低減する技術を開示している。 Regarding such a light shielding means or a light shielding film, for example, Patent Document 1 discloses a gate line disposed on the upper layer side of a semiconductor layer in the vicinity of a side surface of a channel region or LDD (Lightly Doped Drain) region of a semiconductor layer constituting a TFT. A technique for reducing light reaching a channel region or an LDD region of a TFT by providing a contact hole for connecting a light shielding film disposed on a lower layer side of a semiconductor layer is disclosed.
しかしながら、特許文献1による技術の如く、TFTを構成する半導体層の上層側に配置されたゲート線と半導体層の下層側に配置された遮光膜とをコンタクトホールを介して接続する場合には、画素における開口領域(即ち、画素において光を透過させる領域)を広げることが困難になってしまうという技術的問題点がある。より具体的には、チャネル領域やLDD領域の側面近傍にコンタクトホールをエッチング処理により形成する場合、レジストマスクの位置ずれを考慮したマージンを確保して設計する必要がある。従って、マージンを確保する分、画素における非開口領域(即ち、光を透過させない領域、言い換えれば、光を遮る遮光手段或いは遮光膜が形成された領域)の割合が大きくなり、画素における開口率を向上させることが困難となってしまう。 However, as in the technique according to Patent Document 1, when the gate line arranged on the upper layer side of the semiconductor layer constituting the TFT and the light shielding film arranged on the lower layer side of the semiconductor layer are connected through a contact hole, There is a technical problem that it is difficult to widen the opening area in the pixel (that is, the area through which light is transmitted in the pixel). More specifically, when a contact hole is formed in the vicinity of the side surface of the channel region or the LDD region by etching, it is necessary to design with a margin in consideration of the displacement of the resist mask. Therefore, as the margin is secured, the ratio of the non-opening area in the pixel (that is, the area where light is not transmitted, in other words, the area where the light shielding means or the light shielding film is formed) increases. It becomes difficult to improve.
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、画素スイッチング用のTFTに対する遮光性を高めつつ、開口率を向上させることができ、明るく高品位な画像を表示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具備してなる電子機器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of, for example, the above-described problems, and can improve the aperture ratio while improving the light shielding property with respect to the pixel switching TFT, and can display a bright and high-quality image. It is another object of the present invention to provide an electronic apparatus including such an electro-optical device.
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられたデータ線と、該データ線に電気的に接続された画素電極と、チャネル領域、前記データ線に電気的に接続されたデータ線側ソースドレイン領域、前記画素電極に電気的に接続された画素電極側ソースドレイン領域、前記チャネル領域及び前記データ線側ソースドレイン領域間に形成された第1の接合領域、並びに前記チャネル領域及び前記画素電極側ソースドレイン領域間に形成された第2の接合領域を有する半導体層と、前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたゲート電極と、前記半導体層における少なくとも前記第2の接合領域の一部を含む所定領域の側壁上に設けられた絶縁膜からなるサイドウォールと、前記所定領域及び前記サイドウォールを覆うように設けられた遮光部とを備える。 In order to solve the above problems, an electro-optical device of the present invention includes a substrate, a data line provided on the substrate, a pixel electrode electrically connected to the data line, a channel region, and the data line. A data line side source / drain region electrically connected, a pixel electrode side source / drain region electrically connected to the pixel electrode, a first junction formed between the channel region and the data line side source / drain region A semiconductor layer having a second junction region formed between the region and the channel region and the pixel electrode side source / drain region, and a gate electrode disposed to face the channel region with a gate insulating film interposed therebetween A sidewall made of an insulating film provided on a sidewall of a predetermined region including at least a part of the second junction region in the semiconductor layer, and the predetermined region and And a light shielding part provided to cover the side wall.
本発明の電気光学装置によれば、その動作時に、例えば、データ線から画素電極への画像信号の供給が制御されつつ例えば走査線から走査信号が供給され、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示が可能となる。尚、画像信号は、データ線及び画素電極間に電気的に接続されたスイッチング素子であるトランジスタ(即ち、画素スイッチング用のトランジスタ)が走査線から供給される走査信号に応じてオンオフされることによって、所定のタイミングでデータ線からトランジスタを介して画素電極に供給される。画素電極は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料からなる透明電極であり、データ線及び走査線の交差に対応して、基板上において表示領域となるべき領域にマトリクス状に複数設けられる。 According to the electro-optical device of the present invention, during the operation, for example, the scanning signal is supplied from the scanning line while the supply of the image signal from the data line to the pixel electrode is controlled, and so-called active matrix image display is possible. It becomes. The image signal is turned on and off according to a scanning signal supplied from the scanning line by a transistor (that is, a pixel switching transistor) which is a switching element electrically connected between the data line and the pixel electrode. The pixel electrode is supplied from the data line through the transistor at a predetermined timing. The pixel electrode is a transparent electrode made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), for example, and a plurality of pixel electrodes are provided in a matrix form in a region to be a display region on the substrate corresponding to the intersection of the data line and the scanning line. It is done.
上述したトランジスタは、半導体層及びゲート電極を有する。 The transistor described above includes a semiconductor layer and a gate electrode.
半導体層は、チャネル領域と、データ線側ソースドレイン領域と、画素電極側ソースドレイン領域と、チャネル領域及びデータ線側ソースドレイン領域間に形成された第1の接合領域と、チャネル領域及び画素電極側ソースドレイン領域間に形成された第2の接合領域とを有する。 The semiconductor layer includes a channel region, a data line side source / drain region, a pixel electrode side source / drain region, a first junction region formed between the channel region and the data line side source / drain region, a channel region, and a pixel electrode. And a second junction region formed between the side source / drain regions.
チャネル領域は、例えば、データ線又は走査線が延在する一の方向に沿ったチャネル長を有する。 The channel region has, for example, a channel length along one direction in which the data line or the scanning line extends.
第1の接合領域は、チャネル領域とデータ線側ソースドレイン領域との接合部に形成される領域であり、第2の接合領域は、チャネル領域と画素電極側ソースドレイン領域との接合部に形成される領域である。即ち、第1及び第2の接合領域は、例えば、トランジスタが例えばNPN型或いはPNP型トランジスタ(即ち、Nチャネル型或いはPチャネル型トランジスタ)として形成された場合におけるPN接合領域や、トランジスタがLDD構造を有する場合におけるLDD領域(即ち、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に各ソースドレイン領域よりも少量の不純物を打ち込んでなる不純物領域)を意味する。 The first junction region is a region formed at the junction between the channel region and the data line side source / drain region, and the second junction region is formed at the junction between the channel region and the pixel electrode side source / drain region. It is an area to be done. That is, the first and second junction regions are, for example, a PN junction region when the transistor is formed as an NPN type or PNP type transistor (ie, an N channel type or P channel type transistor), or the transistor has an LDD structure. Means an LDD region (that is, an impurity region formed by implanting a smaller amount of impurities than the source / drain regions into the semiconductor layer by implanting impurities such as ion implantation).
ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介してチャネル領域に対向するように配置される。ゲート絶縁膜は、ゲート電極とチャネル領域とを電気的に絶縁する。ゲート絶縁膜は、典型的には、半導体層と重なるように半導体層と同一の平面パターンで形成される。 The gate electrode is disposed so as to face the channel region with the gate insulating film interposed therebetween. The gate insulating film electrically insulates the gate electrode and the channel region. The gate insulating film is typically formed in the same planar pattern as the semiconductor layer so as to overlap the semiconductor layer.
本発明では特に、絶縁膜からなるサイドウォールを備える。サイドウォールは、半導体層における少なくとも第2の接合領域の一部を含む所定領域の側壁(或いは側面)上に設けられる。サイドウォールは、半導体層における所定領域の側壁上に、半導体層の厚み方向に沿って延びるように形成される。例えば、サイドウォールは、半導体層を覆うように絶縁膜を一旦形成した後、この絶縁膜のうち半導体層の厚み方向に沿って延びる部分が残存するように、平面的な広がりを持って延びる部分(言い換えれば、基板面に沿って延びる部分)を異方性エッチング処理によって除去することによって形成される。 In particular, the present invention includes a sidewall made of an insulating film. The sidewall is provided on a sidewall (or side surface) of a predetermined region including at least a part of the second junction region in the semiconductor layer. The sidewall is formed on the sidewall of a predetermined region in the semiconductor layer so as to extend along the thickness direction of the semiconductor layer. For example, the sidewall is a portion extending with a planar extension so that a portion extending along the thickness direction of the semiconductor layer remains after the insulating film is formed so as to cover the semiconductor layer. (In other words, the portion extending along the substrate surface) is removed by anisotropic etching.
更に、遮光部は、遮光性の導電膜からなり、半導体層における所定領域及びサイドウォールを覆うように設けられる。言い換えれば、遮光部は、典型的には、半導体層における所定領域に対して、ゲート絶縁膜を介して上層側及びサイドウォールを介して側壁側に設けられる。 Further, the light shielding portion is made of a light shielding conductive film, and is provided so as to cover a predetermined region and a sidewall in the semiconductor layer. In other words, the light shielding portion is typically provided on the upper layer side via the gate insulating film and on the side wall side via the sidewall with respect to a predetermined region in the semiconductor layer.
よって、遮光部によって、半導体層における所定領域に対して、その上層側から入射する光及びその側壁側から入射する光を遮光することができる。即ち、遮光部によって、半導体層における所定領域に対する遮光性を向上させることができる。従って、トランジスタの半導体層における光リーク電流を低減することが可能となる。 Therefore, the light incident from the upper layer side and the light incident from the side wall side can be shielded against the predetermined region in the semiconductor layer by the light shielding portion. In other words, the light shielding part can improve the light shielding property with respect to a predetermined region in the semiconductor layer. Therefore, the light leakage current in the semiconductor layer of the transistor can be reduced.
ここで特に、遮光部のうち半導体層における所定領域の側壁側に設けられた部分は、半導体層における側壁上に設けられたサイドウォール上に設けられる。よって、例えば、仮に、半導体層を覆う絶縁膜における半導体層の側壁側の部分に対してエッチング処理を施すことにより形成されたコンタクトホール或いは溝内に遮光部を形成する場合には必要とされるレジストマスクの位置ずれを考慮したマージンが不要となり、画素における非開口領域を低減できる。より具体的には、本発明によれば、遮光部と半導体層における所定領域とを電気的に絶縁できる範囲内でサイドウォールの幅を狭めることが比較的容易可能であり、画素における非開口領域を低減できる。これにより、相対的に開口領域を広げ、開口率を高めることが可能である。言い換えれば、サイドウォールを覆うように遮光部の一部を形成することで、該一部を半導体層に対してその側壁側に、例えば上述したコンタクトホールを用いた場合よりも、近接して配置することが可能となり、遮光部によっても規定される非開口領域を低減できる。尚、「開口領域」とは、実質的に光が透過する画素内の領域であり、画素に入射される光が配線、半導体膜、遮光膜等で遮られることがない領域を意味する。「非開口領域」とは、表示に寄与する光が透過しない領域(言い換えれば、画素における開口領域を除く領域)を意味し、例えば画素内に非透明な配線或いは電極等が配設されている領域を意味する。 Here, in particular, the portion of the light shielding portion provided on the side wall of the predetermined region in the semiconductor layer is provided on the side wall provided on the side wall of the semiconductor layer. Therefore, for example, if a light shielding portion is formed in a contact hole or groove formed by performing an etching process on a portion of the insulating film covering the semiconductor layer on the side wall side of the semiconductor layer, for example. A margin considering the positional deviation of the resist mask becomes unnecessary, and the non-opening region in the pixel can be reduced. More specifically, according to the present invention, it is relatively easy to reduce the width of the sidewall within a range in which the light shielding portion and the predetermined region in the semiconductor layer can be electrically insulated, and the non-opening region in the pixel Can be reduced. Thereby, it is possible to relatively widen the opening area and increase the opening ratio. In other words, by forming a part of the light-shielding part so as to cover the side wall, the part is arranged closer to the side of the semiconductor layer than when the contact hole described above is used, for example. It is possible to reduce the non-opening area defined by the light shielding portion. The “opening region” is a region in the pixel through which light is substantially transmitted, and means a region in which light incident on the pixel is not blocked by a wiring, a semiconductor film, a light shielding film, or the like. “Non-opening region” means a region where light contributing to display is not transmitted (in other words, a region excluding the opening region in the pixel), and for example, a non-transparent wiring or electrode is disposed in the pixel. Means an area.
加えて、本発明では特に、半導体層における所定領域には、少なくとも第2の接合領域の一部(典型的には、第2の接合領域の全部)が含まれる。後述するように、本願発明者らの研究によれば、理論的に、トランジスタの動作時に、第1及び第2の接合領域のうち特に第2の接合領域では相対的に光リーク電流が発生し易い傾向にあり、実験でも証明されている。本発明では、半導体層において特に光リーク電流が発生し易い領域である第2の接合領域に対する遮光性を向上させることができ、その結果、トランジスタの半導体層における光リーク電流をより効果的に低減することが可能となる。 In addition, in the present invention, in particular, the predetermined region in the semiconductor layer includes at least a part of the second junction region (typically, the entire second junction region). As will be described later, according to the present inventors' research, theoretically, during the operation of the transistor, a light leakage current is relatively generated in the first and second junction regions, particularly in the second junction region. It tends to be easy and has been proven in experiments. According to the present invention, it is possible to improve the light shielding property for the second junction region, which is a region where light leakage current is particularly likely to occur in the semiconductor layer, and as a result, the light leakage current in the semiconductor layer of the transistor is more effectively reduced. It becomes possible to do.
以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、画素スイッチング用のトランジスタに対する遮光性を高めつつ、開口率を向上させることができる。この結果、明るく高品位な画像を表示することが可能となる。ここで特に、表示性能の更なる向上に対する要望に応えるべく画素ピッチの微小化が図られる際には、配線或いは電極を微細加工することによって非開口領域の面積を低減することが技術的にみてより一層困難となるため、サイドウォールを用いることによって遮光部の一部を半導体層に対してその側壁側に近接して配置する手法は、開口率を高める観点において絶大な効果を奏する。 As described above, according to the electro-optical device of the present invention, it is possible to improve the aperture ratio while improving the light shielding property with respect to the pixel switching transistor. As a result, a bright and high-quality image can be displayed. Here, in particular, when the pixel pitch is miniaturized to meet the demand for further improvement in display performance, it is technically considered to reduce the area of the non-opening region by finely processing the wiring or the electrode. Since it becomes even more difficult, the method of arranging a part of the light-shielding part close to the side of the semiconductor layer by using the side wall has a great effect in terms of increasing the aperture ratio.
本発明の電気光学装置の一態様では、前記基板上に設けられ、前記データ線と交差すると共に前記ゲート電極に電気的に接続された走査線を備える。 In one aspect of the electro-optical device of the present invention, the scanning line is provided on the substrate, intersects the data line, and is electrically connected to the gate electrode.
この態様によれば、走査線を介してゲート電極に対して走査信号を供給することで、データ線及び画素電極間に電気的に接続されたスイッチング素子であるトランジスタをオンオフすることが可能である。尚、走査線は、基板上の積層構造におけるゲート電極と互いに異なる層に形成されてもよいし、ゲート電極と互いに同じ層に形成されてもよい(或いは、ゲート電極は走査線の一部として形成されてもよい)。 According to this aspect, by supplying a scanning signal to the gate electrode through the scanning line, it is possible to turn on and off the transistor that is a switching element electrically connected between the data line and the pixel electrode. . Note that the scanning line may be formed in a layer different from the gate electrode in the stacked structure on the substrate, or may be formed in the same layer as the gate electrode (or the gate electrode is a part of the scanning line). May be formed).
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第2の接合領域は、LDD領域である。 In one aspect of the electro-optical device of the present invention, the second junction region is an LDD region.
この態様によれば、半導体層がLDD領域を有しており、トランジスタは、LDD構造を有するトランジスタとして構築される。尚、第2の接合領域に加えて、第1の接合領域もLDD領域であってよい。 According to this aspect, the semiconductor layer has the LDD region, and the transistor is constructed as a transistor having an LDD structure. In addition to the second junction region, the first junction region may also be an LDD region.
仮に、第2の接合領域として形成されたLDD領域(以下、適宜「画素電極側LDD領域」と称する)に光リーク電流が発生すると、LDD構造を有するトランジスタの特性上、トランジスタがオフとされている際に、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に流れる電流(即ち、オフ電流)が増加する。 If a light leakage current is generated in the LDD region formed as the second junction region (hereinafter referred to as “pixel electrode side LDD region” as appropriate), the transistor is turned off due to the characteristics of the transistor having the LDD structure. Current flowing in the data line side source / drain region and the pixel electrode side source / drain region increases (ie, off current).
しかるに本態様では特に、画素電極側LDD領域に入射する光を、遮光部によって効果的に遮光することができる。よって、上述したような、オフ電流の増加を効果的に防止でき、高品位な画像を表示することが可能となる。 However, in this embodiment, in particular, light incident on the pixel electrode side LDD region can be effectively shielded by the light shielding portion. Therefore, an increase in off-current as described above can be effectively prevented, and a high-quality image can be displayed.
上述した走査線を備える態様では、前記走査線は、前記半導体層より下地絶縁膜を介して下層側に、前記基板上で平面的に見て、前記所定領域に少なくとも部分的に重なるように形成されると共に、遮光性の導電材料を含んでなり、前記ゲート電極は、前記半導体層より前記ゲート絶縁膜を介して上層側に形成され、前記遮光部は、前記ゲート電極と同一膜から一体的に形成され、前記走査線に電気的に接続されるように構成してもよい。 In the aspect including the above-described scanning line, the scanning line is formed on the lower layer side of the semiconductor layer via a base insulating film so as to at least partially overlap the predetermined region when viewed in plan on the substrate. The gate electrode is formed on the upper layer side of the semiconductor layer via the gate insulating film, and the light shielding portion is integrally formed from the same film as the gate electrode. And may be configured to be electrically connected to the scanning line.
この場合には、走査線は、半導体層における所定領域に対して下層側(言い換えば、基板側)から入射される光(例えば、基板における裏面反射による光や、複板式のプロジェクタ等で他の電気光学装置から発せられ合成光学系を突き抜けてくる光など)を遮光する遮光膜として機能することができる。尚、走査線に含まれる遮光性の導電材料としては、半導体層に対する高温処理に耐え得ると共に導電性に優れたチタン、タングステン等の高融点金属を用いるとよい。或いは、半導体層に対して低温処理で済む場合には、高融点金属に限らず、導電性に優れたアルミニウム等を用いてもよい。 In this case, the scanning line is incident on the predetermined region of the semiconductor layer from the lower layer side (in other words, the substrate side) (for example, light due to reflection on the back surface of the substrate, a multi-plate projector, etc. It can function as a light-shielding film that shields light emitted from the electro-optical device and penetrating through the composite optical system. Note that as the light-blocking conductive material included in the scan line, a high-melting-point metal such as titanium or tungsten that can withstand high-temperature treatment of the semiconductor layer and has excellent conductivity is preferably used. Alternatively, in the case where low temperature treatment is sufficient for the semiconductor layer, not only the refractory metal but also aluminum or the like excellent in conductivity may be used.
更に、遮光部は、ゲート電極と同一膜から一体的に形成され、走査線に電気的に接続される。言い換えれば、遮光部は、半導体層における所定領域及びサイドウォールを覆うように且つ半導体層の上層側に形成されたゲート電極と半導体層の下層側に形成された走査線とを繋ぐように形成される。よって、遮光部によって、ゲート電極と走査線とを電気的に接続することができる。更に、遮光部と、遮光膜として機能する走査線とによって、半導体層における所定領域を、その上層側、側壁側及び下層側から殆ど或いは完全に取り囲むことができ、半導体層における所定領域に対する遮光性をより一層向上させることができる。よって、トランジスタの半導体層における光リーク電流をより一層低減することが可能となる。 Further, the light shielding portion is integrally formed from the same film as the gate electrode, and is electrically connected to the scanning line. In other words, the light shielding portion is formed so as to cover a predetermined region and sidewall in the semiconductor layer and to connect the gate electrode formed on the upper layer side of the semiconductor layer and the scanning line formed on the lower layer side of the semiconductor layer. The Therefore, the gate electrode and the scanning line can be electrically connected by the light shielding portion. Furthermore, the predetermined region in the semiconductor layer can be almost or completely surrounded from the upper layer side, the side wall side, and the lower layer side by the light shielding portion and the scanning line functioning as a light shielding film, and the light shielding property with respect to the predetermined region in the semiconductor layer. Can be further improved. Therefore, the light leakage current in the semiconductor layer of the transistor can be further reduced.
加えて、この場合には特に、上述したように、走査線が遮光膜として機能できるため、更には、遮光部がゲート電極と同一膜から一体的に形成されるため、装置構成を殆ど複雑化させることなく遮光性をより一層向上させることができる。よって、製造期間の長期化やコストの増大等を防止しつつ、より一層高品位な画像を表示することが可能となる。 In addition, in this case, in particular, as described above, the scanning line can function as a light shielding film, and further, since the light shielding portion is integrally formed from the same film as the gate electrode, the device configuration is almost complicated. The light-shielding property can be further improved without making it. Therefore, it is possible to display a higher quality image while preventing an increase in the manufacturing period and an increase in cost.
尚、本発明に係る「同一膜」とは、製造工程における同一機会に成膜される膜を意味し、同一種類の膜である。「一体的に形成される」とは、一枚の膜として連続していることを意味する。尚、本明細書において「同一膜から形成される」とは、一枚の膜として連続していることまでも要求する趣旨ではなく、基本的に、同一膜のうち相互に分断されている膜部分であれば足りる趣旨である。 The “same film” according to the present invention means films formed on the same occasion in the manufacturing process and are the same kind of film. “Integrally formed” means continuous as a single film. In the present specification, “formed from the same film” does not mean that it is continuous as a single film, but is basically a film separated from each other in the same film. The purpose is sufficient if it is a part.
上述した遮光部が、ゲート電極と同一膜から一体的に形成され、走査線に電気的に接続される態様では、前記半導体層より上層側に、前記基板上で平面的に見て、前記チャネル領域に重ならないように且つ少なくとも前記所定領域に重なるように島状に設けられると共に、前記ゲート絶縁膜より厚い膜厚を有する島状絶縁膜を備え、前記遮光部のうち前記所定領域を覆う部分は、前記島状絶縁膜上に形成されるようにしてもよい。 In the aspect in which the above-described light-shielding portion is integrally formed from the same film as the gate electrode and is electrically connected to the scanning line, the channel is seen on the substrate in a plane above the semiconductor layer and viewed from above. A portion that is provided in an island shape so as not to overlap the region and at least overlaps the predetermined region, and includes an island-shaped insulating film having a thickness larger than the gate insulating film, and covers the predetermined region of the light shielding portion May be formed on the island-like insulating film.
この場合には、ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介してチャネル領域に対向するように配置され、遮光部のうち所定領域を覆う部分は、ゲート絶縁膜より厚い膜厚を有する島状絶縁膜を介して所定領域に対向するように配置される。よって、ゲート電極と同一膜から一体的に形成されることでゲート電極と電気的に接続された遮光部のうち半導体層における所定領域を覆う部分は、半導体層に対してゲート電極よりも離れた位置に配置される。 In this case, the gate electrode is disposed so as to face the channel region through the gate insulating film, and the portion of the light shielding portion that covers the predetermined region is made of an island-shaped insulating film having a thickness greater than that of the gate insulating film. It arrange | positions so that a predetermined area | region may be interposed. Therefore, the portion of the light shielding portion that is integrally formed from the same film as the gate electrode and covers the predetermined region in the semiconductor layer in the light shielding portion that is electrically connected to the gate electrode is further away from the gate electrode than the gate electrode. Placed in position.
仮に、ゲート電極と電気的に接続された遮光部を、半導体層における第2の接合領域を含む所定領域に対して、例えばゲート絶縁膜の膜厚程度まで近接させると、遮光部のうちこの近接された部分が第2の接合領域を含む所定領域に対して、大なり小なりゲート電圧と同電位を印加する電極として機能してしまう。即ち、半導体層における所定領域でも想定外のキャリア密度の変化が発生してしまう。このため、本来は、チャネル領域にゲート電圧が印加されてチャネルが形成されることが想定されているトランジスタにおける、リーク電流の発生、オンオフ閾値の変化等につながってしまう。 If the light-shielding portion electrically connected to the gate electrode is brought close to a predetermined region including the second junction region in the semiconductor layer, for example, to the thickness of the gate insulating film, the proximity of the light-shielding portion. This portion functions as an electrode for applying the same potential as the gate voltage to a predetermined region including the second junction region. That is, an unexpected change in carrier density occurs even in a predetermined region in the semiconductor layer. This inherently leads to the occurrence of leakage current, changes in on / off thresholds, and the like in a transistor that is supposed to have a channel formed by applying a gate voltage to the channel region.
しかるに本態様では、島状絶縁膜が設けられているため、ゲート電極と電気的に接続された遮光部と半導体層における所定領域とが、上述したようなリーク電流の発生、オンオフ閾値の変化等を生ずるまでに近接されない。よって、トランジスタにおける動作不良を効果的に防止することが可能である。 However, in this embodiment, since the island-shaped insulating film is provided, the light-shielding portion electrically connected to the gate electrode and the predetermined region in the semiconductor layer generate leakage current as described above, change in the on / off threshold value, and the like. Will not be in close proximity. Therefore, it is possible to effectively prevent malfunction in the transistor.
上述した島状絶縁膜を備える態様では、前記島状絶縁膜は、前記半導体層に対して窒化膜を介して対向するように形成されてもよい。 In the aspect including the island-shaped insulating film described above, the island-shaped insulating film may be formed to face the semiconductor layer with a nitride film interposed therebetween.
この場合には、半導体層と島状絶縁膜との間には、例えばシリコン窒化膜等の窒化膜が形成されている。窒化膜は、例えば島状絶縁膜をエッチング処理によりパターニングする際等に保護膜として機能する。よって、過度のエッチングによりゲート絶縁膜や半導体層が傷ついてしまうことを防止することができる。従って、製造工程の複雑高度化等を防止することが可能となる。 In this case, a nitride film such as a silicon nitride film is formed between the semiconductor layer and the island-like insulating film. The nitride film functions as a protective film when, for example, the island-shaped insulating film is patterned by an etching process. Therefore, it is possible to prevent the gate insulating film and the semiconductor layer from being damaged by excessive etching. Therefore, it is possible to prevent the manufacturing process from becoming more sophisticated.
更に、窒化膜は遮光性能を有しているため、半導体層に入射しようとする光を遮光することが可能である。よって、半導体層における光リーク電流の発生を防止するという効果を高めることも可能である。 Furthermore, since the nitride film has a light shielding performance, it is possible to shield light that is about to enter the semiconductor layer. Therefore, it is possible to enhance the effect of preventing the occurrence of light leakage current in the semiconductor layer.
尚、島状絶縁膜に加えて、サイドウォールも半導体層に対して窒化膜を介して対向するように形成されてもよい。 In addition to the island-like insulating film, the sidewall may be formed so as to face the semiconductor layer via the nitride film.
上述した島状絶縁膜が半導体層に対して窒化膜を介して対向するように形成される態様では、前記島状絶縁膜及び前記サイドウォールは、前記窒化膜より低い誘電率を有するようにしてもよい。 In the aspect in which the island-like insulating film is formed so as to face the semiconductor layer via the nitride film, the island-like insulating film and the sidewall have a dielectric constant lower than that of the nitride film. Also good.
この場合には、島状絶縁膜及びサイドウォールは、窒化膜よりも低い誘電率を有する絶縁膜(例えばシリコン酸化膜等)から形成される。よって、遮光部が、半導体層における所定領域に対して島状絶縁膜又はサイドウォールを介して及ぼす電気的な悪影響を低減する或いは実践上無くすことができる。従って、半導体層における所定領域で想定外のキャリア密度の変化が発生してしまうことを防止できる。 In this case, the island-like insulating film and the sidewall are formed from an insulating film (for example, a silicon oxide film) having a dielectric constant lower than that of the nitride film. Therefore, it is possible to reduce or practically eliminate the electrical adverse effect that the light shielding portion exerts on the predetermined region in the semiconductor layer via the island-shaped insulating film or the sidewall. Therefore, it is possible to prevent an unexpected change in carrier density from occurring in a predetermined region in the semiconductor layer.
本発明に係る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、チャネル領域、データ線側ソースドレイン領域、画素電極側ソースドレイン領域、前記チャネル領域及び前記データ線側ソースドレイン領域間に形成された第1の接合領域、並びに前記チャネル領域及び前記画素電極側ソースドレイン領域間に形成された第2の接合領域を有する半導体層を形成する工程と、前記基板上で平面的に見て、前記半導体層に重なるようにゲート絶縁膜を形成する工程と、前記半導体層における少なくとも前記第2の接合領域の一部を含む所定領域の側壁上に、絶縁膜からなるサイドウォールを形成する工程と、前記チャネル領域に前記ゲート絶縁膜を介して対向するように、ゲート電極を形成する工程と、前記所定領域及び前記サイドウォールを覆うように遮光部を形成する工程と、前記データ線側ソースドレイン領域に電気的に接続されるように、データ線を形成する工程と、前記画素電極側ソースドレイン領域に電気的に接続されるように、画素電極を形成する工程とを含む。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention includes a channel region, a data line side source / drain region, a pixel electrode side source / drain region, the channel region, and the data line side source / drain on a substrate. Forming a semiconductor layer having a first junction region formed between the regions and a second junction region formed between the channel region and the pixel electrode side source / drain region; and planarly on the substrate A step of forming a gate insulating film so as to overlap the semiconductor layer, and a sidewall made of an insulating film on a sidewall of a predetermined region including at least a part of the second junction region in the semiconductor layer. Forming a gate electrode so as to face the channel region with the gate insulating film interposed therebetween, and forming the predetermined region and the size of the gate region. Forming a light shielding portion so as to cover the wall; forming a data line so as to be electrically connected to the data line side source / drain region; and electrically connecting to the pixel electrode side source / drain region. Forming a pixel electrode.
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可能である。ここで特に、遮光部を、半導体層における所定領域及びサイドウォールを覆うように形成するので、例えば、仮に、半導体層を覆う絶縁膜における半導体層の側壁側の部分に対してエッチング処理を施すことによりコンタクトホール或いは溝を形成した後に、該コンタクトホール内或いは溝内に遮光部を形成する場合には必要とされるレジストマスクの位置ずれを考慮したマージンが不要となり、画素における非開口領域を低減できる。 According to the electro-optical device manufacturing method of the present invention, the above-described electro-optical device of the present invention can be manufactured. Here, in particular, since the light-shielding portion is formed so as to cover the predetermined region and the sidewall in the semiconductor layer, for example, an etching process is performed on a portion on the side wall side of the semiconductor layer in the insulating film covering the semiconductor layer. After forming a contact hole or groove by using this method, when a light shielding part is formed in the contact hole or groove, a margin that takes into account the required resist mask misalignment becomes unnecessary, and the non-opening area in the pixel is reduced. it can.
本発明に係る電気光学装置の製造方法の一態様では、前記半導体層を形成する工程よりも前に、前記データ線と交差するように走査線を形成する工程を含み、前記半導体層及び前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、前記走査線より上層側に、前記半導体層の下地となる下地絶縁膜の前駆膜としての第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に、前記半導体層の前駆膜としての半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜に、前記チャネル領域、前記データ線側ソースドレイン領域、前記画素電極側ソースドレイン領域、前記第1の接合領域及び前記第2の接合領域を形成する工程と、前記半導体膜上に、前記ゲート絶縁膜の前駆膜としての第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜上に、前記チャネル領域に重ならず且つ少なくとも前記所定領域に重なる島状絶縁膜の前駆膜としての第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜、前記半導体膜、前記第2の絶縁膜及び第3の絶縁膜に対して前記半導体層に対応するパターンを有するマスクを用いてエッチング処理を施して、前記第1の絶縁膜、前記半導体膜、前記第2の絶縁膜及び第3の絶縁膜を一括でパターニングすることで、前記下地絶縁膜、前記半導体層及び前記ゲート絶縁膜を形成する工程とを含み、前記サイドウォールを形成する工程は、前記パターニングされた第3の絶縁膜上に、前記サイドウォールの前駆膜としての第4の絶縁膜を形成する工程と、前記第4の絶縁膜に対して異方性エッチング処理を施すことにより前記サイドウォールを形成する工程とを含み、前記サイドウォールを形成する工程の後に、前記パターニングが施された第3の絶縁膜における前記チャネル領域に重なる部分に対してエッチング処理を施すことにより前記島状絶縁膜を形成する工程を含み、前記ゲート電極及び前記遮光部を形成する工程は、前記チャネル領域、前記所定領域及び前記サイドウォールを覆うように且つ前記走査線に電気的に接続されるように、遮光性導電膜を形成することで、前記ゲート電極及び前記遮光部を一体的に形成する工程を含む。 In one aspect of the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, the semiconductor layer and the gate include a step of forming a scanning line so as to intersect the data line before the step of forming the semiconductor layer. The step of forming an insulating film includes a step of forming a first insulating film as a precursor film of a base insulating film serving as a base of the semiconductor layer on the upper side of the scanning line, and on the first insulating film. A step of forming a semiconductor film as a precursor film of the semiconductor layer, the channel region, the data line side source / drain region, the pixel electrode side source / drain region, the first junction region, and the semiconductor film. Forming a second junction region; forming a second insulating film as a precursor film of the gate insulating film on the semiconductor film; and forming a channel region on the second insulating film. No overlap and little A step of forming a third insulating film as a precursor film of an island-shaped insulating film overlapping at least the predetermined region; the first insulating film; the semiconductor film; the second insulating film; and a third insulating film. Is etched using a mask having a pattern corresponding to the semiconductor layer, and the first insulating film, the semiconductor film, the second insulating film, and the third insulating film are patterned at once. The step of forming the sidewall includes a step of forming the base insulating film, the semiconductor layer, and the gate insulating film, and the step of forming the sidewall includes a precursor of the sidewall on the patterned third insulating film. Forming a sidewall, comprising: forming a fourth insulating film as a film; and forming the sidewall by subjecting the fourth insulating film to anisotropic etching. A step of forming an island-like insulating film by performing an etching process on a portion of the patterned third insulating film overlapping the channel region after the step of forming the gate electrode and the light shielding Forming a light-shielding conductive film so as to cover the channel region, the predetermined region, and the sidewall and to be electrically connected to the scanning line, thereby forming the gate electrode and A step of integrally forming the light shielding portion.
この態様によれば、上述した本発明の電気光学装置をより好適に製造することが可能であり、半導体層における所定領域に対する遮光性をより一層向上させつつ、開口率を高めることができる。 According to this aspect, the above-described electro-optical device of the present invention can be more suitably manufactured, and the aperture ratio can be increased while further improving the light-shielding property with respect to the predetermined region in the semiconductor layer.
本発明に係る電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記半導体層を形成する工程よりも前に、前記データ線と交差するように走査線を形成する工程を含み、前記半導体層及び前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、前記走査線より上層側に、前記半導体層の下地となる下地絶縁膜の前駆膜としての第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に、前記半導体層の前駆膜としての半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜に、前記チャネル領域、前記データ線側ソースドレイン領域、前記画素電極側ソースドレイン領域、前記第1の接合領域及び前記第2の接合領域を形成する工程と、前記半導体膜上に、前記ゲート絶縁膜の前駆膜としての第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜上に、第1の窒化膜を形成する工程と、前記第1の窒化膜上に、前記チャネル領域に重ならず且つ少なくとも前記所定領域に重なる島状絶縁膜の前駆膜としての第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜、前記半導体膜、前記第2の絶縁膜、第1の窒化膜及び第3の絶縁膜に対して前記半導体層に対応するパターンを有するマスクを用いてエッチング処理を施して、前記第1の絶縁膜、前記半導体膜、前記第2の絶縁膜、前記第1の窒化膜及び第3の絶縁膜を一括でパターニングすることで、前記下地絶縁膜、前記半導体層及び前記ゲート絶縁膜を形成する工程とを含み、前記サイドウォールを形成する工程は、前記パターニングされた第3の絶縁膜を覆うように、第2の窒化膜を形成する工程と、前記第2の窒化膜上に、前記サイドウォールの前駆膜としての第4の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の窒化膜及び第4の絶縁膜に対して異方性エッチング処理を施すことにより前記サイドウォールを形成する工程とを含み、前記サイドウォールを形成する工程の後に、前記パターニングが施された第3の絶縁膜における前記チャネル領域に重なる部分に対してエッチング処理を施すことにより前記島状絶縁膜を形成する工程を含み、前記ゲート電極及び前記遮光部を形成する工程は、前記チャネル領域、前記所定領域及び前記サイドウォールを覆うように且つ前記走査線に電気的に接続されるように、遮光性導電膜を形成することで、前記ゲート電極及び前記遮光部を一体的に形成する工程を含む。 In another aspect of the method for manufacturing an electro-optical device according to the invention, a scan line is formed so as to intersect the data line before the step of forming the semiconductor layer, and the semiconductor layer and the semiconductor layer The step of forming a gate insulating film includes a step of forming a first insulating film as a precursor film of a base insulating film serving as a base of the semiconductor layer on the upper side of the scanning line, and on the first insulating film. Forming a semiconductor film as a precursor film of the semiconductor layer, and forming the channel region, the data line side source / drain region, the pixel electrode side source / drain region, the first junction region, Forming the second junction region, forming a second insulating film as a precursor film of the gate insulating film on the semiconductor film, and forming a first insulating film on the second insulating film. Forming a nitride film; Forming a third insulating film on the first nitride film as a precursor film of an island-shaped insulating film that does not overlap the channel region and at least overlaps the predetermined region; and the first insulating film, Etching is performed on the semiconductor film, the second insulating film, the first nitride film, and the third insulating film using a mask having a pattern corresponding to the semiconductor layer, and the first insulating film Forming the base insulating film, the semiconductor layer, and the gate insulating film by patterning the semiconductor film, the second insulating film, the first nitride film, and the third insulating film at once. And forming the sidewall includes forming a second nitride film so as to cover the patterned third insulating film, and forming the sidewall on the second nitride film. Fourth insulation as a precursor film And a step of forming the sidewall by subjecting the second nitride film and the fourth insulating film to anisotropic etching, and after the step of forming the sidewall Forming the island-like insulating film by performing an etching process on a portion of the patterned third insulating film that overlaps the channel region, and forming the gate electrode and the light shielding portion. The step is to form the light-shielding conductive film so as to cover the channel region, the predetermined region, and the sidewall and to be electrically connected to the scanning line, so that the gate electrode and the light-shielding portion are formed. The process of forming integrally is included.
この態様によれば、上述した本発明の電気光学装置をより好適に製造することが可能であり、半導体層における所定領域に対する遮光性をより一層向上させつつ、開口率を高めることができる。ここで特に、第1の窒化膜を形成する工程及び第2の窒化膜を形成する工程を含むので、例えば、サイドウォールを形成する工程の後に行われる、パターニングが施された第3の絶縁膜におけるチャネル領域に重なる部分に対してエッチング処理を施すことにより島状絶縁膜を形成する工程において、エッチング処理が窒化膜よりも下層側(例えばゲート絶縁膜、半導体層、走査線など)に施されてしまうのを防止できる。 According to this aspect, the above-described electro-optical device of the present invention can be more suitably manufactured, and the aperture ratio can be increased while further improving the light-shielding property with respect to the predetermined region in the semiconductor layer. Here, in particular, since the process includes a process of forming a first nitride film and a process of forming a second nitride film, for example, a patterned third insulating film performed after the process of forming a sidewall is performed. In the step of forming the island-like insulating film by performing etching on the portion overlapping the channel region in FIG. 2, the etching is performed on the lower layer side (for example, the gate insulating film, the semiconductor layer, the scanning line, etc.) than the nitride film. Can be prevented.
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を具備してなる。 In order to solve the above-described problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention.
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(但し、その各種態様も含む)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、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、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することが可能である。 According to the electronic apparatus of the present invention, since the electro-optical device of the present invention described above (including various aspects thereof) is provided, a projection display device capable of performing high-quality display, portable Various electronic devices such as a telephone, an electronic notebook, a word processor, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized. In addition, as an electronic apparatus according to the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper can be realized.
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。 The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a driving circuit built-in type TFT active matrix driving type liquid crystal device, which is an example of the electro-optical device of the present invention, is taken as an example.
<第1実施形態>
第1実施形態に係る液晶装置について、図1から図7を参照して説明する。
<First Embodiment>
The liquid crystal device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
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。 First, the overall configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
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構成を示す概略的な平面図であり、図2は、図1のH−H’断面図である。 FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a liquid crystal device as seen from the side of a counter substrate, together with each component formed on the TFT array substrate, and FIG. 'Cross section.
図1及び図2において、本実施形態に係る液晶装置は、対向配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10は例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板又はシリコン基板である。対向基板20も例えばTFTアレイ基板10と同様の材料からなる基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板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。 1 and 2, the liquid crystal device according to the present embodiment includes a TFT array substrate 10 and a counter substrate 20 that are arranged to face each other. The TFT array substrate 10 is, for example, a transparent substrate such as a quartz substrate or a glass substrate, or a silicon substrate. The counter substrate 20 is also a substrate made of the same material as the TFT array substrate 10, for example. A liquid crystal layer 50 is sealed between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, and the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are sealed in a seal region positioned around the image display region 10a. The materials 52 are bonded to each other.
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。また、例えばシール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(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56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。 The sealing material 52 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like for bonding the two substrates, and is applied on the TFT array substrate 10 in the manufacturing process and then cured by ultraviolet irradiation, heating, or the like. It is. Further, for example, in the sealing material 52, a gap material 56 such as a glass fiber or a glass bead for dispersing the distance (inter-substrate gap) between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 to a predetermined value is dispersed. The liquid crystal device according to this embodiment is small and suitable for performing enlarged display for a light valve of a projector.
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。 A light-shielding frame light-shielding film 53 that defines the frame area of the image display area 10a is provided on the counter substrate 20 side in parallel with the inside of the seal area where the sealing material 52 is disposed. However, part or all of the frame light shielding film 53 may be provided as a built-in light shielding film on the TFT array substrate 10 side.
TFTアレイ基板10上における、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路101、サンプリング回路7、走査線駆動回路104及び外部回路接続端子102が夫々形成されている。 A data line driving circuit 101, a sampling circuit 7, a scanning line driving circuit 104, and an external circuit connection terminal 102 are formed in the peripheral area located around the image display area 10 a on the TFT array substrate 10.
TFTアレイ基板10上における周辺領域において、シール領域より外周側に、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。また、TFTアレイ基板10上の周辺領域のうちシール領域より内側に位置する領域には、TFTアレイ基板10の一辺に沿う画像表示領域10aの一辺に沿って且つ額縁遮光膜53に覆われるようにしてサンプリング回路7が配置されている。 In the peripheral region on the TFT array substrate 10, the data line driving circuit 101 and the external circuit connection terminal 102 are provided along one side of the TFT array substrate 10 on the outer peripheral side from the seal region. Further, a region located on the inner side of the seal region in the peripheral region on the TFT array substrate 10 is covered with the frame light shielding film 53 along one side of the image display region 10 a along one side of the TFT array substrate 10. A sampling circuit 7 is arranged.
また、走査線駆動回路104は、TFTアレイ基板10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間を電気的に接続するため、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。 The scanning line driving circuit 104 is provided along two sides adjacent to one side of the TFT array substrate 10 so as to be covered with the frame light shielding film 53. Further, in order to electrically connect the two scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display region 10a in this way, the TFT array substrate 10 is covered with the frame light shielding film 53 along the remaining side. A plurality of wirings 105 are provided.
また、TFTアレイ基板10上の周辺領域において、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、上下導通端子106が配置されると共に、このTFTアレイ基板10及び対向基板20間には上下導通材が上下導通端子106に対応して該端子106に電気的に接続されて設けられている。 In the peripheral region on the TFT array substrate 10, vertical conduction terminals 106 are disposed in regions facing the four corners of the counter substrate 20, and vertical conduction is provided between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. A material is provided corresponding to the vertical conduction terminal 106 and electrically connected to the terminal 106.
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作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域10aには、画素スイッチング用TFTや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極9aがマトリクス状に設けられている。画素電極9a上には、配向膜16が形成されている。 In FIG. 2, on the TFT array substrate 10, a laminated structure is formed in which wirings such as TFTs for pixel switching, scanning lines, and data lines are formed. In the image display area 10a, pixel electrodes 9a are provided in a matrix on the upper layer of wiring such as pixel switching TFTs, scanning lines, and data lines. An alignment film 16 is formed on the pixel electrode 9a.
他方、対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上に、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば遮光性金属膜等から形成されており、対向基板20上の画像表示領域10a内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、遮光膜23上(図2中遮光膜23より下側)に、ITO等の透明導電材料からなる対向電極21が複数の画素電極9aと対向して例えばベタ状に形成され、更に対向電極21上(図2中対向電極21より下側)には配向膜22が形成されている。 On the other hand, a light shielding film 23 is formed on the surface of the counter substrate 20 facing the TFT array substrate 10. The light shielding film 23 is formed of, for example, a light shielding metal film or the like, and is patterned, for example, in a lattice shape in the image display region 10a on the counter substrate 20. A counter electrode 21 made of a transparent conductive material such as ITO is formed on the light shielding film 23 (below the light shielding film 23 in FIG. 2) so as to face the plurality of pixel electrodes 9a. An alignment film 22 is formed on 21 (below the counter electrode 21 in FIG. 2).
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。そして、液晶装置の駆動時、夫々に電圧が印加されることで、画素電極9aと対向電極21との間には液晶保持容量が形成される。 The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a liquid crystal in which one or several types of nematic liquid crystals are mixed, and takes a predetermined alignment state between the pair of alignment films. A liquid crystal storage capacitor is formed between the pixel electrode 9 a and the counter electrode 21 by applying a voltage to each of the liquid crystal devices during driving.
尚、ここでは図示しないが、TFTアレイ基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104の他に、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液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。 Although not shown here, on the TFT array substrate 10, in addition to the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104, a plurality of data lines are precharged at a predetermined voltage level prior to the image signal. A precharge circuit to be supplied, an inspection circuit for inspecting the quality, defects, etc. of the liquid crystal device during manufacture or at the time of shipment may be formed.
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。 Next, an electrical configuration of the pixel portion of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
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。 FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display area of the liquid crystal device according to the present embodiment.
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及び本発明に係る「半導体層」及び「ゲート電極」の一例を含んで構築される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。 In FIG. 3, each of the plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display area 10 a is constructed including the pixel electrode 9 a and an example of the “semiconductor layer” and “gate electrode” according to the present invention. A TFT 30 is formed. The TFT 30 is electrically connected to the pixel electrode 9a, and performs switching control of the pixel electrode 9a during the operation of the liquid crystal device according to the present embodiment. The data line 6a to which the image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 30. The image signals S1, S2,..., Sn 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.
TFT30のゲートに走査線11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11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。 The scanning line 11 is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the liquid crystal device according to this embodiment applies the scanning signals G1, G2,..., Gm to the scanning line 11 in this order at a predetermined timing. It is configured to apply line-sequentially. The pixel electrode 9a 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 closing the TFT 30 as a switching element for a certain period. It is written at a predetermined timing. A predetermined level of image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 9a is held for a certain period with the counter electrode formed on the counter substrate.
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。 The liquid crystal constituting the liquid crystal layer 50 (see FIG. 2) modulates light and enables gradation display by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level. In the normally white mode, the transmittance for incident light is reduced according to the voltage applied in units of each pixel, and in the normally black mode, the light is incident according to the voltage applied in units of each pixel. The transmittance for light is increased, and light having a contrast corresponding to an image signal is emitted from the liquid crystal device as a whole.
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に対して電気的に並列に蓄積容量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。蓄積容量70の具体的構成については後に詳述する。 In order to prevent the image signal held here from leaking, a storage capacitor 70 is added electrically in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode 21 (see FIG. 2). ing. The storage capacitor 70 is a capacitive element that functions as a storage capacitor that temporarily holds the potential of each pixel electrode 9a in response to supply of an image signal. According to the storage capacitor 70, the potential holding characteristic in the pixel electrode 9a is improved, and display characteristics such as contrast improvement and flicker reduction can be improved. A specific configuration of the storage capacitor 70 will be described in detail later.
次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の具体的な構成について、図4から図7を参照して説明する。 Next, a specific configuration of the pixel portion of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図4は、第1実施形態に係る液晶装置の画素部の平面図である。図5は、画素スイッチング用のTFTの構成に着目してその構成を示す平面図である。図6は、図4のA−A’断面図である。図7は、図5のB−B’断面図と図5のC−C’断面図とを対比して示す図であり、図7(a)が、図5のB−B’断面図であり、図7(b)が、図5のC−C’断面図である。 FIG. 4 is a plan view of the pixel portion of the liquid crystal device according to the first embodiment. FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the TFT for pixel switching, focusing on the configuration. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 4. 7 is a diagram showing a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 5 and a cross-sectional view taken along line CC ′ in FIG. 5. FIG. 7A is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.
尚、図6及び図7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。また図4及び図6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及び図5においては、走査線11等の一部の配線や電極を透過的に図示している。 In FIGS. 6 and 7, the scales of the layers and members are different from each other in order to make the layers and members recognizable on the drawings. 4 and 6, for convenience of explanation, illustration of a portion located above the pixel electrode 9a is omitted. 4 and 5, some wirings and electrodes such as the scanning lines 11 are transparently illustrated.
図4において、画素電極9aは、TFTアレイ基板10(図2参照)上に、マトリクス状に複数設けられており、例えばITO等の透明導電材料からなる透明電極である。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11が設けられている。即ち、走査線11は、X方向に沿って延びており、データ線6aは、走査線11と交差するように、Y方向に沿って延びている。走査線11の上層側には、図5に拡大して示すような、画素スイッチング用のTFT30が画素電極9a毎に設けられている。 In FIG. 4, a plurality of pixel electrodes 9a are provided in a matrix on the TFT array substrate 10 (see FIG. 2), and are transparent electrodes made of a transparent conductive material such as ITO, for example. Data lines 6a and scanning lines 11 are provided along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9a. In other words, the scanning line 11 extends along the X direction, and the data line 6 a extends along the Y direction so as to intersect the scanning line 11. On the upper layer side of the scanning line 11, a pixel switching TFT 30 as shown in an enlarged view in FIG. 5 is provided for each pixel electrode 9a.
走査線11、データ線6a、TFT30及び後述する中継電極60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11、データ線6a、TFT30及び中継電極60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。 The scanning line 11, the data line 6a, the TFT 30, and the relay electrode 60 to be described later are viewed on the TFT array substrate 10 in plan view, and the opening area of each pixel corresponding to the pixel electrode 9a (that is, each pixel is actually displayed. Is disposed in a non-opening region surrounding a region where light contributing to the light is transmitted or reflected. That is, the scanning line 11, the data line 6a, the TFT 30, and the relay electrode 60 are arranged not in the opening area of each pixel but in the non-opening area so as not to disturb display.
本実施形態に係る液晶装置の動作時には、上述したデータ線6aから画素電極9aへの画像信号の供給が制御され、所謂アクティブマトリクス方式による画像表示が可能となる。尚、画像信号は、データ線6a及び画素電極9a間に電気的に接続されたスイッチング素子であるTFT30が走査線11から供給される走査信号に応じてオンオフされることによって、所定のタイミングでデータ線6aからTFT30を介して画素電極9aに供給される。 During the operation of the liquid crystal device according to the present embodiment, the supply of the image signal from the data line 6a to the pixel electrode 9a is controlled, and the so-called active matrix image display is possible. The image signal is data at a predetermined timing when the TFT 30 which is a switching element electrically connected between the data line 6a and the pixel electrode 9a is turned on / off according to the scanning signal supplied from the scanning line 11. The pixel electrode 9a is supplied from the line 6a through the TFT 30.
図6に示すように、TFTアレイ基板10上には、上述した画素電極9a等の各種構成要素が積層構造をなしている。 As shown in FIG. 6, on the TFT array substrate 10, various components such as the pixel electrode 9a described above have a laminated structure.
以下では、図4から図7に示されている画素部の構成要素を下層側から順に説明する。 Hereinafter, the components of the pixel portion shown in FIGS. 4 to 7 will be described in order from the lower layer side.
図6において、走査線11は、TFTアレイ基板10上に配置され、例えばタングステン(W)、Ti、TiN等の高融点金属材料等の遮光性の導電材料からなる。走査線11は、図4及び図5に示すように、X方向に沿って延びるように、且つ、TFT30のチャネル領域1a’及び画素電極側LDD領域1cに対向する領域を含むように形成されている。このような走査線11によれば、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の、戻り光に対してTFT30のチャネル領域1a’及び画素電極側LDD領域1cを殆ど遮光できる。即ち、走査線11は、TFT30に走査信号Giを供給する走査線としての機能に加えて、TFTアレイ基板10側から入射される光を遮光する遮光膜としても機能することが可能である。更に、このような走査線11によれば、走査線11の形成後に、高温プロセスを行うことが可能である。即ち、例えば、走査線11より上層側にTFT30の一部を構成する半導体層1aを形成する際、半導体層1aを、減圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の比較的高温な環境下で行われるプロセスで形成することが可能である。 In FIG. 6, the scanning line 11 is disposed on the TFT array substrate 10 and is made of a light-shielding conductive material such as a refractory metal material such as tungsten (W), Ti, or TiN. 4 and 5, the scanning line 11 is formed so as to extend along the X direction and include a region facing the channel region 1a ′ of the TFT 30 and the LDD region 1c on the pixel electrode side. Yes. According to such a scanning line 11, the TFT 30 receives the return light such as the back surface reflection on the TFT array substrate 10 or the light emitted from another liquid crystal device by a multi-plate projector or the like and penetrating the composite optical system. The channel region 1a ′ and the pixel electrode side LDD region 1c can be almost shielded from light. That is, the scanning line 11 can also function as a light-shielding film that shields light incident from the TFT array substrate 10 side, in addition to the function as a scanning line that supplies the scanning signal Gi to the TFT 30. Furthermore, according to such a scanning line 11, it is possible to perform a high temperature process after the scanning line 11 is formed. That is, for example, when forming the semiconductor layer 1a constituting a part of the TFT 30 above the scanning line 11, the semiconductor layer 1a is performed in a relatively high temperature environment such as a low pressure CVD (Chemical Vapor Deposition) method. It can be formed by a process.
図6及び図7において、下地絶縁膜12は、例えばシリコン酸化膜等からなる。下地絶縁膜12は、TFTアレイ基板10上において半導体層1aと同一の平面パターンを有するように形成されている。下地絶縁膜12は、走査線11から半導体層1aを層間絶縁する機能の他、半導体層1aの下地として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によるTFT30の特性の劣化を防止する機能を有する。 6 and 7, the base insulating film 12 is made of, for example, a silicon oxide film. The base insulating film 12 is formed on the TFT array substrate 10 so as to have the same plane pattern as the semiconductor layer 1a. In addition to the function of insulating the semiconductor layer 1a from the scanning line 11, the base insulating film 12 is formed as a base of the semiconductor layer 1a, so that the surface of the TFT array substrate 10 is roughened during polishing or remains after cleaning. It has a function of preventing deterioration of the characteristics of the TFT 30 due to the above.
図4から図6において、TFT30は、半導体層1a及びゲート電極3aを含んで構成されている。 4 to 6, the TFT 30 includes the semiconductor layer 1a and the gate electrode 3a.
半導体層1aは、ポリシリコンからなり、図4及び図5に示すX方向に沿って設けられたチャネル領域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。尚、データ線側LDD領域1bは、本発明に係る「第1の接合領域」の一例であり、画素電極側LDD領域1cは、本発明に係る「第2の接合領域」の一例である。 The semiconductor layer 1a is made of polysilicon and has a channel region 1a ', a data line side LDD region 1b, a pixel electrode side LDD region 1c, and a data line side source / drain region provided along the X direction shown in FIGS. 1d and the pixel electrode side source / drain region 1e. That is, the TFT 30 has an LDD structure. The data line side LDD region 1b is an example of the “first junction region” according to the present invention, and the pixel electrode side LDD region 1c is an example of the “second junction region” according to the present invention.
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、X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、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cを形成せずに、チャネル領域1a’の両側に隣接して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を形成してもよい。 The data line side source / drain region 1d and the pixel electrode side source / drain region 1e are formed substantially in mirror symmetry along the X direction with respect to the channel region 1a '. The data line side LDD region 1b is formed between the channel region 1a 'and the data line side source / drain region 1d. The pixel electrode side LDD region 1c is formed between the channel region 1a 'and the pixel electrode side source / drain region 1e. The data line side LDD region 1b, the pixel electrode side LDD region 1c, the data line side source / drain region 1d, and the pixel electrode side source / drain region 1e are formed by implanting impurities into the semiconductor layer 1a by, for example, ion implantation. This is an impurity region. The data line side LDD region 1b and the pixel electrode side LDD region 1c are formed as low concentration impurity regions with less impurities than the data line side source / drain region 1d and the pixel electrode side source / drain region 1e, respectively. According to such an impurity region, when the TFT 30 is not operating, the off-current flowing between the source region and the drain region can be reduced, and a decrease in the on-current flowing when the TFT 30 is operating can be suppressed. The TFT 30 preferably has an LDD structure. However, the TFT 30 may have an offset structure in which no impurity is implanted into the data line side LDD region 1b and the pixel electrode side LDD region 1c, or the data line side LDD region 1b and the pixel. The data line side source / drain region 1d and the pixel electrode side source / drain region 1e may be formed adjacent to both sides of the channel region 1a 'without forming the electrode side LDD region 1c.
図5において、ゲート絶縁膜2は、例えばシリコン酸化膜等からなる。ゲート絶縁膜2は、TFTアレイ基板10上において半導体層1aと同一の平面パターンを有するように形成されている。ゲート絶縁膜2は、ゲート電極3aとチャネル領域1a’とを電気的に絶縁する。 In FIG. 5, the gate insulating film 2 is made of, for example, a silicon oxide film. The gate insulating film 2 is formed on the TFT array substrate 10 so as to have the same plane pattern as that of the semiconductor layer 1a. The gate insulating film 2 electrically insulates the gate electrode 3a and the channel region 1a '.
図4から図7に示すように、半導体層1aにおける2種のLDD領域(即ち、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1c)のうち、少なくとも画素電極側LDD領域1cに対して島状絶縁膜31が設けられている。図5に示すように、島状絶縁膜31は、画素電極側LDD領域1cに対して、チャネル領域1a’に重ならず且つ画素電極側LDD領域1c及び画素電極側ソースドレイン領域1eに重なるような島状の平面パターンを有するように形成されている。島状絶縁膜31は、データ線側LDD領域1bに対しても、画素電極側LDD領域1c側と同様に設けられている。即ち、島状絶縁膜31は、データ線側LDD領域1bに対して、チャネル領域1a’に重ならず且つデータ線側LDD領域1b及びデータ線側ソースドレイン領域1dに重なるような島状の平面パターンを有するように形成されている。図6及び図7に示すように、島状絶縁膜31は、ゲート絶縁膜2よりも厚い膜厚を有するように、例えばシリコン窒化膜等から形成されている。尚、島状絶縁膜31をシリコン窒化膜から形成することで、島状絶縁膜31の、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜2に対するエッチング選択比を高めることができる。よって、製造プロセスにおいて、島状絶縁膜31をエッチング処理によりパターニングする際、このエッチング処理によりシリコン酸化膜から形成されたゲート絶縁膜2が傷ついてしまうこと防止することができる。 As shown in FIG. 4 to FIG. 7, among the two types of LDD regions in the semiconductor layer 1a (that is, the data line side LDD region 1b and the pixel electrode side LDD region 1c), the island is at least with respect to the pixel electrode side LDD region 1c. An insulating film 31 is provided. As shown in FIG. 5, the island-shaped insulating film 31 does not overlap the channel region 1a ′ and overlaps the pixel electrode side LDD region 1c and the pixel electrode side source / drain region 1e with respect to the pixel electrode side LDD region 1c. It is formed to have a flat island-like pattern. The island-like insulating film 31 is provided for the data line side LDD region 1b as well as the pixel electrode side LDD region 1c side. That is, the island-shaped insulating film 31 is not in the channel region 1a ′ but overlaps the data line side LDD region 1b and the data line side source / drain region 1d with respect to the data line side LDD region 1b. It is formed to have a pattern. As shown in FIGS. 6 and 7, the island-shaped insulating film 31 is formed of, for example, a silicon nitride film or the like so as to have a film thickness thicker than that of the gate insulating film 2. Incidentally, by forming the island-like insulating film 31 from a silicon nitride film, the etching selectivity of the island-like insulating film 31 with respect to the gate insulating film 2 made of a silicon oxide film can be increased. Therefore, in the manufacturing process, when the island-shaped insulating film 31 is patterned by an etching process, the gate insulating film 2 formed from the silicon oxide film can be prevented from being damaged by the etching process.
図6及び図7に示すように、半導体層1aの側壁上には、サイドウォール61が設けられている。サイドウォール61は、例えばシリコン酸化膜等の絶縁膜からなり、半導体層1aの側壁上に、半導体層1aの厚み方向(即ち、TFTアレイ基板10上における積層方向に沿って)に沿って延びるように形成されている。より具体的には、サイドウォール61は、下地絶縁膜12、半導体層1a、ゲート絶縁膜2及び島状絶縁膜31が積層されてなる積層体の側壁上に、その積層方向に沿って延びるように形成されている。サイドウォール61は、例えば、下地絶縁膜12、半導体層1a、ゲート絶縁膜2及び島状絶縁膜31が積層されてなる積層体を覆うように例えばシリコン酸化膜等の絶縁膜を一旦形成した後、この絶縁膜のうち半導体層1aの厚み方向に沿って延びる部分が残存するように、平面的な広がりを持って延びる部分(言い換えれば、TFTアレイ基板10の基板面に沿って延びる部分)を異方性エッチング処理によって除去することによって形成される。 As shown in FIGS. 6 and 7, a sidewall 61 is provided on the sidewall of the semiconductor layer 1a. The sidewall 61 is made of an insulating film such as a silicon oxide film, for example, and extends along the thickness direction of the semiconductor layer 1a (that is, along the stacking direction on the TFT array substrate 10) on the sidewall of the semiconductor layer 1a. Is formed. More specifically, the sidewall 61 extends along the stacking direction on the side wall of the stacked body in which the base insulating film 12, the semiconductor layer 1a, the gate insulating film 2, and the island-shaped insulating film 31 are stacked. Is formed. For example, the sidewall 61 is formed after an insulating film such as a silicon oxide film is once formed so as to cover a stacked body in which the base insulating film 12, the semiconductor layer 1a, the gate insulating film 2, and the island-shaped insulating film 31 are stacked. In this insulating film, a portion extending in a planar manner so that a portion extending in the thickness direction of the semiconductor layer 1a remains (in other words, a portion extending along the substrate surface of the TFT array substrate 10). It is formed by removing by an anisotropic etching process.
図4から図7において、ゲート電極3aは、ゲート絶縁膜2を介して、TFTアレイ基板10上で平面的に見てチャネル領域1a’に重なるように設けられている。更に、ゲート電極3aは、そのチャネル領域1a’に重なる部分からデータ線側ソースドレイン領域1d側へデータ線側LDD領域1bの一部に重なるように延設されると共に、そのチャネル領域1a’に重なる部分から画素電極側ソースドレイン領域1e側へ画素電極側LDD領域1cの全部及び画素電極側ソースドレイン領域1eの一部に重なるように延設されている。ゲート電極3aは、下層に導電性のポリシリコンからなる層、上層にアルミニウムを含む層の二層構造を有する遮光性の導電膜から形成されている。尚、アルミニウムを含む層は、アルミニウム膜のみから形成されてもよいし、例えば、チタン(Ti)膜、チタンナイトライド(TiN)膜、アルミニウム(Al)膜及び窒化チタン(TiN)膜がこの順に下層側から積層されてなる多層膜から形成されてもよい。言い換えれば、ゲート電極3aは、導電性のポリシリコン膜とアルミニウム膜とがこの順に下層側から積層されることにより形成されてもよいし、例えば、導電性のポリシリコン膜、Ti膜、TiN膜、Al膜及びTiN膜がこの順に下層側から積層されることにより形成されてもよい。また、ゲート電極3aは、導電性のポリシリコン膜、金属膜、金属シリサイド膜等の単一層又は多層から形成されてもよい。 4 to 7, the gate electrode 3 a is provided via the gate insulating film 2 so as to overlap the channel region 1 a ′ when viewed in plan on the TFT array substrate 10. Further, the gate electrode 3a extends from the portion overlapping the channel region 1a ′ to the data line side source / drain region 1d side so as to overlap a part of the data line side LDD region 1b, and to the channel region 1a ′. From the overlapping portion, the pixel electrode side source / drain region 1e side is extended so as to overlap all of the pixel electrode side LDD region 1c and part of the pixel electrode side source / drain region 1e. The gate electrode 3a is formed of a light-shielding conductive film having a two-layer structure in which a lower layer is made of conductive polysilicon and an upper layer is a layer containing aluminum. The layer containing aluminum may be formed only from an aluminum film, for example, a titanium (Ti) film, a titanium nitride (TiN) film, an aluminum (Al) film, and a titanium nitride (TiN) film in this order. You may form from the multilayer film laminated | stacked from the lower layer side. In other words, the gate electrode 3a may be formed by laminating a conductive polysilicon film and an aluminum film in this order from the lower layer side. For example, a conductive polysilicon film, a Ti film, a TiN film The Al film and the TiN film may be formed by laminating from the lower layer side in this order. The gate electrode 3a may be formed of a single layer or multiple layers such as a conductive polysilicon film, a metal film, or a metal silicide film.
図5及び図7において、本実施形態では特に、ゲート電極3aは、チャネル領域1a’、データ線側LDD領域1bの一部、画素電極側LDD領域1c、画素電極側ソースドレイン領域1eの一部、及びこれらの領域の側壁上に形成されたサイドウォール61を覆うように形成されている。ゲート電極3aのうちサイドウォール61の表面に沿って形成された部分が走査線11に接することで、ゲート電極3a及び走査線11が電気的に接続されている。言い換えれば、図7(b)によく示されるように、ゲート電極3aは、半導体層1aにおける画素電極側LDD領域1cに対して、ゲート絶縁膜2及び島状絶縁膜31を介して上層側に形成された部分を有すると共に、サイドウォール61を介して側壁側に形成された部分を有している。つまり、ゲート電極3aは、半導体層1aにおける画素電極側LDD領域1cをその上層側及びその側壁側から取り囲むように形成された部分を有している。 5 and 7, in this embodiment, in particular, the gate electrode 3a includes a channel region 1a ', a part of the data line side LDD region 1b, a pixel electrode side LDD region 1c, and a part of the pixel electrode side source / drain region 1e. , And the side wall 61 formed on the side wall of these regions. A portion of the gate electrode 3a formed along the surface of the sidewall 61 is in contact with the scanning line 11, so that the gate electrode 3a and the scanning line 11 are electrically connected. In other words, as well shown in FIG. 7B, the gate electrode 3a is on the upper layer side through the gate insulating film 2 and the island-shaped insulating film 31 with respect to the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a. It has a formed portion and a portion formed on the side wall side through the side wall 61. That is, the gate electrode 3a has a portion formed so as to surround the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a from the upper layer side and the side wall side thereof.
よって、ゲート電極3aによって、半導体層1aにおける少なくとも画素電極側LDD領域1cに対して、その上層側から入射する光及びその側壁側から入射する光を遮光することができる。従って、半導体層1aにおいて特に光リーク電流が発生し易い領域である画素電極側LDD領域1cに対する遮光性を向上させることができる。これにより、TFT30における光リーク電流を効果的に低減することが可能となる。 Thus, the gate electrode 3a can block light incident from the upper layer side and light incident from the side wall side on at least the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a. Therefore, it is possible to improve the light shielding property with respect to the pixel electrode side LDD region 1c, which is a region where the light leakage current is particularly likely to occur in the semiconductor layer 1a. As a result, the light leakage current in the TFT 30 can be effectively reduced.
尚、図7(a)によく示されるように、ゲート電極3aは、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’に対して、ゲート絶縁膜2を介して上層側に形成された部分を有すると共に、サイドウォール61を介して側壁側に形成された部分を有している。つまり、ゲート電極3aは、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’をその上層側及びその側壁側から取り囲むように形成された部分も有している。よって、ゲート電極3aによって、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’に対して、その上層側から入射する光及びその側壁側から入射する光を遮光することもできる。 As well shown in FIG. 7A, the gate electrode 3a has a portion formed on the upper layer side through the gate insulating film 2 with respect to the channel region 1a ′ in the semiconductor layer 1a. It has a portion formed on the side wall side through the wall 61. That is, the gate electrode 3a also has a portion formed so as to surround the channel region 1a 'in the semiconductor layer 1a from the upper layer side and the side wall side thereof. Therefore, the gate electrode 3a can also block the light incident from the upper layer side and the light incident from the side wall side on the channel region 1a 'in the semiconductor layer 1a.
ここで図7(b)において、本実施形態では特に、ゲート電極3aのうち半導体層1aにおける画素電極側LDD領域1cの側壁側に設けられた部分は、サイドウォール61上に設けられている。よって、ゲート電極3aと半導体層1aにおける画素電極側LDD領域1cとを電気的に絶縁できる範囲内でサイドウォール61の幅d1を狭めることができ、画素における非開口領域を低減することによって、相対的に開口領域を広げ、開口率を高めることが可能である。言い換えれば、サイドウォール61を覆うようにゲート電極3aの一部を形成することで、コンタクトホールを介することなくゲート電極3aと走査線11とを電気的に接続することができると共に、ゲート電極3aの一部を半導体層1aに対してその側壁側に、例えばコンタクトホールを用いた場合よりも、近接して配置することが可能となり、ゲート電極3aによっても規定される非開口領域を低減できる。 Here, in FIG. 7B, in the present embodiment, a portion of the gate electrode 3 a that is provided on the side wall side of the pixel electrode side LDD region 1 c in the semiconductor layer 1 a is provided on the side wall 61. Therefore, the width d1 of the sidewall 61 can be reduced within a range in which the gate electrode 3a and the pixel electrode-side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a can be electrically insulated, and the non-opening region in the pixel can be reduced. Thus, it is possible to increase the opening area and increase the opening ratio. In other words, by forming a part of the gate electrode 3a so as to cover the sidewall 61, the gate electrode 3a and the scanning line 11 can be electrically connected without passing through the contact hole, and the gate electrode 3a. Can be disposed closer to the side wall side of the semiconductor layer 1a than when, for example, a contact hole is used, and the non-opening region defined by the gate electrode 3a can be reduced.
更に、図6及び図7において、本実施形態では特に、ゲート電極3aは、チャネル領域1a’に重なる部分では、ゲート絶縁膜2上に形成されており(図6及び図7(a)参照)、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cに重なる部分では、上述した島状絶縁膜31上に形成されている(図6及び図7(b)参照)。即ち、ゲート電極3aのうちチャネル領域1a’に重なる部分は、ゲート絶縁膜2を介してチャネル領域1a’に対向するように配置され、ゲート電極3aのうちデータ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cに重なる部分は、島状絶縁膜31を介してデータ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cに対向するように配置されている。よって、ゲート電極3aが、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cに電気的な悪影響を与えるまでに近接されない。よって、TFT30における動作不良を効果的に防止することが可能である。尚、この観点からは、島状絶縁膜31は、例えば数十から数千nm(ナノメートル)程度の膜厚を有するに形成されることが好ましい。 Further, in FIGS. 6 and 7, particularly in the present embodiment, the gate electrode 3a is formed on the gate insulating film 2 in a portion overlapping the channel region 1a ′ (see FIGS. 6 and 7A). The portions overlapping the data line side LDD region 1b and the pixel electrode side LDD region 1c are formed on the island-like insulating film 31 (see FIGS. 6 and 7B). That is, the portion of the gate electrode 3a that overlaps the channel region 1a ′ is disposed so as to face the channel region 1a ′ with the gate insulating film 2 interposed therebetween, and the data line side LDD region 1b and the pixel electrode side of the gate electrode 3a. A portion overlapping the LDD region 1c is disposed so as to face the data line side LDD region 1b and the pixel electrode side LDD region 1c with the island-like insulating film 31 interposed therebetween. Therefore, the gate electrode 3a is not brought close to the data line side LDD region 1b and the pixel electrode side LDD region 1c until they adversely affect the data. Therefore, it is possible to effectively prevent malfunctions in the TFT 30. From this point of view, the island-like insulating film 31 is preferably formed to have a film thickness of, for example, about several tens to several thousand nm (nanometers).
以上説明したようなゲート電極3aの構成によれば、半導体層1aに対してTFTアレイ基板10側から入射する光を遮光する遮光膜として機能する走査線11と共に、半導体層1aにおける少なくとも画素電極側LDD領域1cに対する遮光性を確実に向上させることが可能となる。よって、半導体層1aにおいて特に光リーク電流が発生し易い領域である画素電極側LDD領域1cに入射しようとする光を遮光することで、より効果的に光リーク電流の発生を防止することができる。更に、ゲート電極3aのうち画素電極側LDD領域1cの側壁側に設けられた部分は、サイドウォール61上に設けられているので、画素電極側LDD領域1cに近接して配置することが可能であり、開口率を向上させることができる。 According to the configuration of the gate electrode 3a as described above, the scanning line 11 that functions as a light-shielding film that shields light incident on the semiconductor layer 1a from the TFT array substrate 10 side, and at least the pixel electrode side in the semiconductor layer 1a. It is possible to reliably improve the light shielding property for the LDD region 1c. Therefore, the light leakage current can be more effectively prevented by blocking the light that enters the pixel electrode side LDD region 1c, which is a region where the light leakage current is particularly likely to occur in the semiconductor layer 1a. . Furthermore, the portion of the gate electrode 3a provided on the side wall side of the pixel electrode side LDD region 1c is provided on the side wall 61, so that it can be disposed close to the pixel electrode side LDD region 1c. Yes, the aperture ratio can be improved.
図6において、TFTアレイ基板10上の半導体層1aよりもゲート絶縁膜2及び島状絶縁膜31を介して上層側には、データ線6a及び中継電極60が設けられている。 In FIG. 6, a data line 6a and a relay electrode 60 are provided on the upper layer side of the semiconductor layer 1a on the TFT array substrate 10 via the gate insulating film 2 and the island-shaped insulating film 31.
データ線6aは、ゲート電極3a(及び中継層60)と同一膜からなる。即ち、データ線6aは、ゲート電極3aと同様に、下層に導電性のポリシリコンからなる層、上層にアルミニウムを含む層の二層構造を有する膜として形成されている。データ線6aは、図4のY方向に沿って延びるように形成されている。データ線6aは、島状絶縁膜31及びゲート絶縁膜2を貫通して開孔されたコンタクトホール81を介して、TFT30のデータ線側ソースドレイン領域1dに電気的に接続されている。データ線6aとTFT30のデータ線側ソースドレイン領域1dとの電気的な接続は、データ線6aを構成する導電性のポリシリコンからなる層と、ポリシリコンからなるデータ線側ソースドレイン領域1dとの接触により実現されており、両者間の電気的な接続を良好にすることができる。 The data line 6a is made of the same film as the gate electrode 3a (and the relay layer 60). That is, like the gate electrode 3a, the data line 6a is formed as a film having a two-layer structure of a layer made of conductive polysilicon in the lower layer and a layer containing aluminum in the upper layer. The data line 6a is formed to extend along the Y direction in FIG. The data line 6a is electrically connected to the data line side source / drain region 1d of the TFT 30 through a contact hole 81 opened through the island-like insulating film 31 and the gate insulating film 2. The electrical connection between the data line 6a and the data line side source / drain region 1d of the TFT 30 is made between the conductive polysilicon layer constituting the data line 6a and the data line side source / drain region 1d made of polysilicon. It is realized by contact, and the electrical connection between the two can be improved.
中継電極60は、ゲート電極3a(及びデータ線6a)と同一層からなる。即ち、中継電極60は、ゲート電極3aと同様に、下層に導電性のポリシリコンからなる層、上層にアルミニウムを含む層の二層構造を有する膜として形成されている。中継電極60は、島状絶縁膜31及びゲート絶縁膜2に開孔されたコンタクトホール83を介してTFT30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ると共に、層間絶縁膜41及び容量絶縁膜75を貫通して開孔されたコンタクトホール85を介して画素電極9aに電気的に接続されている。よって、中継電極60は、画素電極9aとTFT30の画素電極側ソースドレイン領域1eとの電気的接続を中継する。従って、中継電極60及び画素電極側ソースドレイン領域1e間の層間距離が長くて一つのコンタクトホールで両者間を接続するのが困難となる事態を、回避できる。更に、中継電極60によって、画素電極9a及び画素電極側ソースドレイン領域1e間の電気的な抵抗を低減することが可能となる。 The relay electrode 60 is made of the same layer as the gate electrode 3a (and the data line 6a). That is, like the gate electrode 3a, the relay electrode 60 is formed as a film having a two-layer structure of a layer made of conductive polysilicon in the lower layer and a layer containing aluminum in the upper layer. The relay electrode 60 is electrically connected to the pixel electrode side source / drain region 1e of the TFT 30 through the contact hole 83 formed in the island-shaped insulating film 31 and the gate insulating film 2, and is connected to the interlayer insulating film 41 and the capacitor. It is electrically connected to the pixel electrode 9a through a contact hole 85 opened through the insulating film 75. Therefore, the relay electrode 60 relays the electrical connection between the pixel electrode 9a and the pixel electrode side source / drain region 1e of the TFT 30. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the interlayer distance between the relay electrode 60 and the pixel electrode side source / drain region 1e is long and it is difficult to connect the two using a single contact hole. Further, the relay electrode 60 makes it possible to reduce the electrical resistance between the pixel electrode 9a and the pixel electrode side source / drain region 1e.
図4から図6に示すように、ゲート電極3a、データ線6a及び中継電極60は、TFTアレイ基板10上で平面的に見て、互いに連続した平面形状を有するように形成されているのではなく、各者間はパターニング上分断されるように形成されている。これにより、ゲート電極3a、データ線6a及び中継電極60は、互いに電気的に層間絶縁膜41により絶縁されている。このようにゲート電極3a、データ線6a及び中継電極60を互いに同一膜から形成することで、これらを別個に別々の材料から形成する場合と比較して、画素の構成を簡略化すると共に、製造プロセスにおける工程数も削減して簡略化することができる。 As shown in FIGS. 4 to 6, the gate electrode 3 a, the data line 6 a, and the relay electrode 60 are formed so as to have a planar shape that is continuous with each other when viewed in plan on the TFT array substrate 10. Instead, each person is formed so as to be divided for patterning. Thus, the gate electrode 3a, the data line 6a, and the relay electrode 60 are electrically insulated from each other by the interlayer insulating film 41. By forming the gate electrode 3a, the data line 6a, and the relay electrode 60 from the same film in this way, the structure of the pixel is simplified and manufactured as compared with the case where they are separately formed from different materials. The number of steps in the process can also be reduced and simplified.
層間絶縁膜41は、例えばNSG(ノンシリケートガラス)によって形成されている。尚、層間絶縁膜41には、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)等のシリケートガラス、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等を用いることができる。 The interlayer insulating film 41 is made of, for example, NSG (non-silicate glass). As the interlayer insulating film 41, silicate glass such as PSG (phosphorus silicate glass), BSG (boron silicate glass), BPSG (boron phosphorus silicate glass), silicon nitride film, silicon oxide film, or the like can be used.
図6において、TFTアレイ基板10上のデータ線6aよりも層間絶縁膜41を介して上層側には、容量電極71が設けられている。容量電極71は、画素電極9aと中継電極60とを電気的に接続するためのコンタクトホール85が設けられた部分を除いて、開口領域及び非開口領域を共に覆うように設けられている。 In FIG. 6, a capacitor electrode 71 is provided on the upper layer side of the data line 6 a on the TFT array substrate 10 via the interlayer insulating film 41. The capacitor electrode 71 is provided so as to cover both the opening region and the non-opening region except for a portion where the contact hole 85 for electrically connecting the pixel electrode 9a and the relay electrode 60 is provided.
容量電極71は、画素電極9aと容量絶縁膜75を介して対向配置されており、蓄積容量70を形成している。 The capacitor electrode 71 is disposed so as to face the pixel electrode 9 a with the capacitor insulating film 75 therebetween, and forms a storage capacitor 70.
容量電極71は、例えば容量線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。容量電極71は、例えばITO等の透明導電材料から形成されている。 The capacitive electrode 71 is a fixed potential side capacitive electrode that is electrically connected to a constant potential source through a capacitive line, for example, and maintained at a fixed potential. The capacitor electrode 71 is made of a transparent conductive material such as ITO.
容量絶縁膜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。 The capacitor insulating film 75 is, for example, a single layer structure or a multilayer structure formed of a silicon oxide (SiO 2) film such as an HTO (High Temperature Oxide) film, an LTO (Low Temperature Oxide) film, or a silicon nitride (SiN) film. have.
上述したように、蓄積容量70が形成されることによって、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。また、画素電極9aと容量電極71とによって蓄積容量70を形成しているため、例えば画素電極9aの他に、上部電極及び下部電極を設けて蓄積容量を形成する場合と比較して、装置構成を単純化させることが可能である。 As described above, by forming the storage capacitor 70, the potential holding characteristic of the pixel electrode 9a is improved, and it is possible to improve display characteristics such as improvement of contrast and reduction of flicker. In addition, since the storage capacitor 70 is formed by the pixel electrode 9a and the capacitor electrode 71, the device configuration is compared with a case where, for example, an upper electrode and a lower electrode are provided in addition to the pixel electrode 9a to form a storage capacitor. Can be simplified.
更に、容量電極71は、画素電極9aより下層側に設けられているため、画素電極9aと容量電極71の下層側(例えば、データ線6aなど)との電気的或いは電磁気的なカップリングを防止するシールド層として機能することもできる。よって、画素電極9aにおける電位変動等が生じる可能性を低減することも可能となる。 Furthermore, since the capacitor electrode 71 is provided on the lower layer side than the pixel electrode 9a, electrical or electromagnetic coupling between the pixel electrode 9a and the lower layer side (for example, the data line 6a) of the capacitor electrode 71 is prevented. It can also function as a shield layer. Therefore, it is possible to reduce the possibility of potential fluctuations or the like in the pixel electrode 9a.
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。 The configuration of the pixel portion described above is common to each pixel portion as shown in FIG. Such pixel portions are periodically formed in the image display area 10a (see FIG. 1).
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、画素スイッチング用のTFT30に対する遮光性を高めつつ、開口率を向上させることができる。この結果、明るく高品位な画像を表示することが可能となる。ここで特に、表示性能の更なる向上に対する要望に応えるべく画素ピッチの微小化が図られる際には、配線或いは電極を微細加工することによって非開口領域の面積を低減することが技術的にみてより一層困難となるため、サイドウォール61を用いることによって、遮光膜として機能するゲート電極3aの一部を半導体層1aに対してその側壁側に近接して配置する手法は、開口率を高める観点において絶大な効果を奏する。 As described above, according to the liquid crystal device according to the present embodiment, it is possible to improve the aperture ratio while improving the light shielding property to the pixel switching TFT 30. As a result, a bright and high-quality image can be displayed. Here, in particular, when the pixel pitch is miniaturized to meet the demand for further improvement in display performance, it is technically considered to reduce the area of the non-opening region by finely processing the wiring or the electrode. Since it becomes more difficult, by using the sidewall 61, a method of arranging a part of the gate electrode 3a functioning as a light-shielding film close to the sidewall side with respect to the semiconductor layer 1a is a viewpoint of increasing the aperture ratio. Has a tremendous effect.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る液晶装置について、図8及び図9を参照して説明する。
Second Embodiment
Next, a liquid crystal device according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
図8は、第2実施形態における図6と同趣旨の断面図である。図9は、第2実施形態における図7と同趣旨の図であり、図9(a)が第2実施形態における図7(a)と同趣旨の断面図であり、図9(b)が第2実施形態における図7(b)と同趣旨の断面図である。尚、図8及び図9において、図1から図7に示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。 FIG. 8 is a sectional view having the same concept as in FIG. 6 in the second embodiment. 9 is a diagram having the same concept as in FIG. 7 in the second embodiment, FIG. 9A is a cross-sectional view having the same concept as FIG. 7A in the second embodiment, and FIG. It is sectional drawing with the same meaning as FIG.7 (b) in 2nd Embodiment. 8 and 9, the same reference numerals are given to the same components as the components according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7, and the description thereof will be omitted as appropriate.
図8及び図9において、第2実施形態に係る液晶装置は、上述した第1実施形態における島状絶縁膜31を備えていない点、及び上述した第1実施形態におけるゲート電極3aに代えてゲート電極3bを備える点で、上述した第1実施形態に係る液晶装置と異なり、その他の点については、上述した第1実施形態に係る液晶装置と概ね同様に構成されている。 8 and 9, the liquid crystal device according to the second embodiment does not include the island-like insulating film 31 in the first embodiment described above, and a gate instead of the gate electrode 3a in the first embodiment described above. Unlike the liquid crystal device according to the first embodiment described above in that the electrode 3b is provided, the other points are substantially the same as those of the liquid crystal device according to the first embodiment described above.
図8及び図9において、本実施形態では、TFT30は、半導体層1a及びゲート電極3bを含んで構成されている。 8 and 9, in the present embodiment, the TFT 30 includes the semiconductor layer 1a and the gate electrode 3b.
ゲート電極3bは、ゲート絶縁膜2を介して、TFTアレイ基板10上で平面的に見てチャネル領域1a’に重なるように設けられている。更に、ゲート電極3bは、そのチャネル領域1a’に重なる部分からデータ線側ソースドレイン領域1d側へデータ線側LDD領域1bに重なるように延設されると共に、そのチャネル領域1a’に重なる部分から画素電極側ソースドレイン領域1e側へ画素電極側LDD領域1cに重なるように延設されている。ここで本実施形態では、上述した第1実施形態における島状絶縁膜31は設けられておらず、ゲート電極3bは、ゲート絶縁膜2を介して、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に対向するように設けられている。即ち、本実施形態におけるTFT30は、いわゆるGOLD(Gate OverLapped LDD)構造を有している。よって、TFT30の動作時に流れるオン電流を増大させることが可能となる。 The gate electrode 3b is provided via the gate insulating film 2 so as to overlap the channel region 1a 'when viewed in plan on the TFT array substrate 10. Further, the gate electrode 3b extends from the portion overlapping the channel region 1a ′ to the data line side source / drain region 1d side so as to overlap the data line side LDD region 1b, and from the portion overlapping the channel region 1a ′. The pixel electrode side source / drain region 1e is extended so as to overlap the pixel electrode side LDD region 1c. Here, in this embodiment, the island-shaped insulating film 31 in the first embodiment described above is not provided, and the gate electrode 3b is connected to the channel region 1a ′ and the data line side LDD region 1b via the gate insulating film 2. And the pixel electrode side LDD region 1c. That is, the TFT 30 in this embodiment has a so-called GOLD (Gate OverLapped LDD) structure. Therefore, it is possible to increase the on-current that flows when the TFT 30 operates.
図9に示すように、ゲート電極3bは、チャネル領域1a’、データ線側LDD領域1b、画素電極側LDD領域1c、及びこれらの領域の側壁上に形成されたサイドウォール61を覆うように形成されている。尚、ゲート電極3bのうちデータ線側LDD領域1b、及びその側壁上に形成されたサイドウォール61を覆うように形成された部分については、ここでは図示を省略してあるが、ゲート電極3bのうち画素電極側LDD領域1c及びその側壁上に形成されたサイドウォール61を覆うように形成された部分(図9(b)参照)と概ね同様に形成されている。 As shown in FIG. 9, the gate electrode 3b is formed so as to cover the channel region 1a ′, the data line side LDD region 1b, the pixel electrode side LDD region 1c, and the sidewalls 61 formed on the sidewalls of these regions. Has been. In addition, although illustration is abbreviate | omitted here about the part formed so that the data line side LDD area | region 1b and the side wall 61 formed on the side wall among the gate electrodes 3b may be omitted, Of these, the pixel electrode side LDD region 1c and the portion (see FIG. 9B) formed so as to cover the side wall 61 formed on the side wall thereof are formed.
ゲート電極3bのうちサイドウォール61の表面に沿って形成された部分が走査線11に接することで、ゲート電極3b及び走査線11が電気的に接続されている。言い換えれば、図9によく示されるように、ゲート電極3bは、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cに対して、ゲート絶縁膜2を介して上層側に形成された部分を有すると共に、サイドウォール61を介して側壁側に形成された部分を有する。つまり、ゲート電極3bは、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cをその上層側及びその側壁側から取り囲むように形成されている。 A portion of the gate electrode 3b formed along the surface of the sidewall 61 is in contact with the scanning line 11, so that the gate electrode 3b and the scanning line 11 are electrically connected. In other words, as well shown in FIG. 9, the gate electrode 3b is connected to the channel region 1a ′, the data line side LDD region 1b, and the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a via the gate insulating film 2. It has a portion formed on the upper layer side and a portion formed on the side wall side through the sidewall 61. That is, the gate electrode 3b is formed so as to surround the channel region 1a ', the data line side LDD region 1b, and the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a from the upper layer side and the side wall side.
よって、ゲート電極3bによって、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’、データ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cに対して、その上層側から入射する光及びその側壁側から入射する光を遮光することができる。従って、半導体層1aにおいて特に光リーク電流が発生し易い領域である画素電極側LDD領域1cを含む領域に対する遮光性を向上させることができる。これにより、TFT30における光リーク電流を確実に低減することが可能となる。 Therefore, the gate electrode 3b blocks the light incident from the upper layer side and the light incident from the side wall side on the channel region 1a ′, the data line side LDD region 1b, and the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a. can do. Accordingly, it is possible to improve the light shielding property for the region including the pixel electrode side LDD region 1c, which is a region where light leakage current is particularly likely to occur in the semiconductor layer 1a. Thereby, the light leakage current in the TFT 30 can be reliably reduced.
<第3実施形態>
次に、第3実施形態に係る液晶装置について、図10を参照して説明する。
<Third Embodiment>
Next, a liquid crystal device according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
図10は、第3実施形態における図7と同趣旨の図であり、図10(a)が第3実施形態における図7(a)と同趣旨の断面図であり、図10(b)が第3実施形態における図7(b)と同趣旨の断面図である。尚、図10において、図1から図7に示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。 FIG. 10 is a diagram having the same concept as in FIG. 7 in the third embodiment, FIG. 10A is a cross-sectional view having the same concept as FIG. 7A in the third embodiment, and FIG. It is sectional drawing with the same meaning as FIG.7 (b) in 3rd Embodiment. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same components as those according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7, and description thereof will be omitted as appropriate.
図10において、第2実施形態に係る液晶装置は、窒化膜110を更に備える点、及び上述した第1実施形態におけるゲート電極3a、島状絶縁膜31及びサイドウォール61に夫々代えてゲート電極3c、島状絶縁膜33及びサイドウォール63を備える点で、上述した第1実施形態に係る液晶装置と異なり、その他の点については、上述した第1実施形態に係る液晶装置と概ね同様に構成されている。 In FIG. 10, the liquid crystal device according to the second embodiment is further provided with a nitride film 110, and the gate electrode 3c is replaced with the gate electrode 3a, the island-like insulating film 31 and the sidewall 61 in the first embodiment described above. The liquid crystal device according to the first embodiment is different from the liquid crystal device according to the first embodiment described above in that the island-shaped insulating film 33 and the sidewall 63 are provided, and the other points are substantially the same as those of the liquid crystal device according to the first embodiment described above. ing.
図10(b)において、島状絶縁膜33は、半導体層1aにおける画素電極側LDD領域1cに対してゲート絶縁膜2及び窒化膜110を介して上層側に形成されている。即ち、TFTアレイ基板10上の積層構造における半導体層1aと島状絶縁膜33との間には、窒化膜110が形成されている。島状絶縁膜33は、シリコン酸化膜から形成され、窒化膜110は、シリコン窒化膜から形成されている。よって、窒化膜110は、例えば島状絶縁膜33をエッチング処理によりパターニングする際等に保護膜として機能する。従って、過度のエッチングによりゲート絶縁膜2や半導体層1aが傷ついてしまうことを防止することができる。 In FIG. 10B, the island-like insulating film 33 is formed on the upper side of the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a via the gate insulating film 2 and the nitride film 110. That is, the nitride film 110 is formed between the semiconductor layer 1 a and the island-like insulating film 33 in the stacked structure on the TFT array substrate 10. The island-like insulating film 33 is formed from a silicon oxide film, and the nitride film 110 is formed from a silicon nitride film. Therefore, the nitride film 110 functions as a protective film, for example, when the island-shaped insulating film 33 is patterned by an etching process. Therefore, it is possible to prevent the gate insulating film 2 and the semiconductor layer 1a from being damaged by excessive etching.
更に、窒化膜110は遮光性能を有するシリコン窒化膜から形成されているため、半導体層に入射しようとする光を遮光することが可能である。よって、半導体層における光リーク電流の発生を防止するという効果を高めることも可能である。 Furthermore, since the nitride film 110 is formed of a silicon nitride film having a light shielding performance, it is possible to shield light that is about to enter the semiconductor layer. Therefore, it is possible to enhance the effect of preventing the occurrence of light leakage current in the semiconductor layer.
加えて、上述したように窒化膜110が保護膜として機能するので、島状絶縁膜33をゲート絶縁膜2に対するエッチング選択比の低い材料から形成することが可能となる。よって、本実施形態の如く、島状絶縁膜33を比較的低い低誘電率を有するシリコン酸化膜から形成することが可能となる。即ち、本実施形態では、島状絶縁膜33が、半導体層1aに対して窒化膜110を介して対向するように形成されるので、島状絶縁膜33の低誘電率化を図ることが可能となる。従って、例えば、ゲート電極3cのうち画素電極側LDD領域1cに重なる部分が、画素電極側LDD領域1cに対して島状絶縁膜33を介して及ぼす電気的な悪影響を低減することができる。これにより、半導体層1aにおいて想定外のキャリア密度の変化が発生してしまうことを防止できる。 In addition, since the nitride film 110 functions as a protective film as described above, the island-like insulating film 33 can be formed from a material having a low etching selectivity with respect to the gate insulating film 2. Therefore, as in this embodiment, the island-like insulating film 33 can be formed from a silicon oxide film having a relatively low low dielectric constant. That is, in this embodiment, since the island-like insulating film 33 is formed so as to face the semiconductor layer 1a via the nitride film 110, it is possible to reduce the dielectric constant of the island-like insulating film 33. It becomes. Therefore, for example, it is possible to reduce the adverse electrical effect that the portion of the gate electrode 3c that overlaps with the pixel electrode side LDD region 1c exerts on the pixel electrode side LDD region 1c via the island-shaped insulating film 33. Thereby, it is possible to prevent an unexpected change in carrier density from occurring in the semiconductor layer 1a.
図10において、サイドウォール63は、チャネル領域1a’の側壁側には設けられておらず(図10(a)参照)、画素電極側LDD領域1cの側壁側に設けられている(図10(b)参照)。尚、サイドウォール63は、画素電極側LDD領域1cの側壁側に加えて、データ線側ソースドレイン領域1d、データ線側LDD領域1b、画素電極側ソースドレイン領域1eの各々の側壁側にも設けられている。 In FIG. 10, the side wall 63 is not provided on the side wall side of the channel region 1a ′ (see FIG. 10A), but is provided on the side wall side of the pixel electrode side LDD region 1c (FIG. 10 ( b)). The side wall 63 is provided not only on the side wall side of the pixel electrode side LDD region 1c but also on each side wall side of the data line side source / drain region 1d, the data line side LDD region 1b, and the pixel electrode side source / drain region 1e. It has been.
サイドウォール63は、シリコン酸化膜から形成されており、比較的低い誘電率を有する。よって、例えば、ゲート電極3cのうち、画素電極側LDD領域1cの側壁側に形成されたサイドウォール63を覆う部分が、画素電極側LDD領域1cに対して島状絶縁膜33を介して及ぼす電気的な悪影響を低減することができる。これにより、半導体層1aにおいて想定外のキャリア密度の変化が発生してしまうことを防止できる。 The sidewall 63 is made of a silicon oxide film and has a relatively low dielectric constant. Therefore, for example, the portion of the gate electrode 3c that covers the sidewall 63 formed on the side wall of the pixel electrode side LDD region 1c exerts on the pixel electrode side LDD region 1c via the island-shaped insulating film 33. Adverse effects can be reduced. Thereby, it is possible to prevent an unexpected change in carrier density from occurring in the semiconductor layer 1a.
ここで、上述したTFT30の動作時に、画素電極側LDD領域1cにおいて、データ線側LDD領域1bに比べて光リーク電流が相対的に発生しやすい理由について、図11から図16を参照して、詳細に説明する。 Here, the reason why the light leakage current is more likely to occur in the pixel electrode side LDD region 1c than in the data line side LDD region 1b during the operation of the TFT 30 described above will be described with reference to FIGS. This will be described in detail.
先ず、テスト用のTFTに光を照射した場合における、ドレイン電流の大きさを測定した測定結果について、図11を参照して説明する。ここに図11は、テスト用のTFTにおける光照射位置とドレイン電流との関係を示すグラフである。 First, a measurement result obtained by measuring the magnitude of the drain current when the test TFT is irradiated with light will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the light irradiation position and the drain current in the test TFT.
図11において、データE1は、テスト用の単体のTFT、即ちTEG(Test Element Group)に対して、光スポット(約2.4umの可視光レーザ)をドレイン領域側からソース領域側へ順に走査しつつ照射した場合におけるドレイン電流の大きさを測定した結果を示している。TEGは、チャネル領域、ソース領域及びドレイン領域に加え、チャネル領域とソース領域との接合部に形成されたソース側接合領域、及びチャネル領域とドレイン領域との接合部に形成されたドレイン側接合領域を有している。 In FIG. 11, data E1 scans a light spot (approximately 2.4 um visible light laser) sequentially from the drain region side to the source region side with respect to a single TFT for test, that is, TEG (Test Element Group). The result of having measured the magnitude | size of the drain current at the time of irradiating is shown. TEG includes a channel region, a source region, and a drain region, a source side junction region formed at a junction between the channel region and the source region, and a drain side junction region formed at a junction between the channel region and the drain region. have.
尚、図11の横軸は、光スポットが照射された光照射位置を示しており、チャネル領域とドレイン側接合領域との境界及びチャネル領域とソース側接合領域との境界、更にチャネル領域をゼロとしている。図11の縦軸は、ドレイン電流の大きさ(但し、所定の値で規格化された相対値)を示しており、ドレイン電流がドレイン領域からソース領域へ向かって流れている場合には、正の値(即ち、プラスの値)を示し、ドレイン電流がソース領域からドレイン領域へ向かって流れている場合には、負の値(即ち、マイナスの値)を示す。 The horizontal axis in FIG. 11 indicates the light irradiation position where the light spot is irradiated. The boundary between the channel region and the drain side junction region, the boundary between the channel region and the source side junction region, and the channel region are zeroed. It is said. The vertical axis in FIG. 11 indicates the magnitude of the drain current (however, a relative value normalized by a predetermined value). When the drain current flows from the drain region to the source region, the vertical axis is positive. When the drain current is flowing from the source region to the drain region, a negative value (that is, a negative value) is indicated.
図11において、データE1は、いずれの光照射位置でもプラスの値を示している。即ち、ドレイン電流が、ドレイン領域からソース領域へ向かって流れていることを示している。また、データE1は、ドレイン側接合領域内において、ソース側接合領域内におけるよりも大きな値を示している。即ち、ドレイン側接合領域内に光スポットが照射された場合には、ソース側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、ドレイン電流が大きくなることを示している。つまり、ドレイン側接合領域内に光スポットが照射された場合には、ソース側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、光リーク電流が大きくなることを示している。尚、ドレイン電流は、暗電流(或いはサブスレッショルドリーク、即ち、光を照射しない状態でも、TEGのオフ状態においてソース領域及びドレイン領域間に流れる漏れ電流)と光リーク電流(或いは光励起電流、即ち、光が照射されることによる電子の励起に起因して生じる電流、)とから構成されている。 In FIG. 11, data E1 shows a positive value at any light irradiation position. That is, the drain current flows from the drain region toward the source region. Data E1 shows a larger value in the drain side junction region than in the source side junction region. That is, when the light spot is irradiated into the drain side junction region, the drain current becomes larger than when the light spot is irradiated into the source side junction region. That is, when the light spot is irradiated into the drain side junction region, the light leakage current becomes larger than when the light spot is irradiated into the source side junction region. Note that the drain current includes dark current (or subthreshold leakage, that is, leakage current that flows between the source region and the drain region even when light is not irradiated) and optical leakage current (or photoexcitation current, that is, Current generated by excitation of electrons due to light irradiation).
次に、ドレイン側接合領域内に光スポットが照射された場合の方が、ソース側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、光リーク電流が大きくなるメカニズムについて、図12及び図13を参照して説明する。ここに図12は、ドレイン側接合領域において光励起が発生した場合におけるキャリアの振る舞いを示す概念図である。図13は、ソース側接合領域において光励起が発生した場合におけるキャリアの振る舞いを示す概念図である。尚、図12及び図13では、上述したTFT30が電気的に接続された画素電極9aにおける中間階調の表示を想定して、ソース電位(即ち、ソース領域の電位)を4.5V、ゲート電位(即ち、チャネル領域の電位)を0V、ドレイン電位(即ち、ドレイン領域の電位)を9.5Vとしている。図12及び図13の横軸は、TEGを構成する半導体層における各領域を示している。図12及び図13の縦軸は、電子のポテンシャル(フェルミレベル)を示している。電子は負の電荷を有するため、各領域における電位が高いほど、電子のポテンシャルは低くなり、各領域における電位が低いほど、電子のポテンシャルは高くなる。 Next, with respect to a mechanism in which the light leakage current becomes larger when the light spot is irradiated in the drain side junction region than in the case where the light spot is irradiated in the source side junction region, FIGS. Will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a conceptual diagram showing the behavior of carriers when photoexcitation occurs in the drain side junction region. FIG. 13 is a conceptual diagram showing the behavior of carriers when photoexcitation occurs in the source-side junction region. In FIGS. 12 and 13, assuming that the above-described pixel electrode 9 a to which the TFT 30 is electrically connected has intermediate gray scale display, the source potential (that is, the potential of the source region) is 4.5 V, and the gate potential. (That is, the potential of the channel region) is 0 V, and the drain potential (that is, the potential of the drain region) is 9.5 V. The horizontal axis of FIG.12 and FIG.13 has shown each area | region in the semiconductor layer which comprises TEG. The vertical axis in FIGS. 12 and 13 represents the potential of electrons (Fermi level). Since electrons have a negative charge, the higher the potential in each region, the lower the potential of the electrons, and the lower the potential in each region, the higher the potential of the electrons.
図12は、チャネル領域及びドレイン領域間に形成されたドレイン側接合領域に光スポットが照射され、ドレイン側接合領域において光励起が生じる場合におけるキャリアの振舞いを示している。 FIG. 12 shows the behavior of carriers when a light spot is irradiated to the drain side junction region formed between the channel region and the drain region, and photoexcitation occurs in the drain side junction region.
図12において、光リーク電流は、2つの電流成分からなると推定できる。 In FIG. 12, it can be estimated that the light leakage current consists of two current components.
即ち、第1の電流成分として、光励起によって生じた電子の移動による電流成分がある。より具体的には、ドレイン側接合領域における光励起によって生じた電子(図中、「e」参照)が、ドレイン側接合領域からポテンシャルのより低いドレイン領域へ移動することにより生じる電流成分(この電流成分は、ドレイン領域からソース領域へ流れる)である。 That is, as the first current component, there is a current component due to movement of electrons generated by photoexcitation. More specifically, a current component (this current component) generated when electrons generated by photoexcitation in the drain side junction region (see “e” in the figure) move from the drain side junction region to the drain region having a lower potential. Is from the drain region to the source region).
第2の電流成分として、光励起によって生じたホール(即ち、正孔、図中、「h」参照)の移動による電流成分がある。より具体的には、ドレイン側接合領域における光励起によって生じたホールが、ドレイン側接合領域からポテンシャルのより低い(即ち、電子のポテンシャルとしてはより高い)チャネル領域へ移動することによって発生するバイポーラ効果に起因する電流成分である。つまり、チャネル領域へ移動したホールの正電荷によって、チャネル領域のポテンシャル(即ち、いわゆるベースポテンシャル)がポテンシャルLc1からポテンシャルLc2へと引き下げられるため、ソース領域からドレイン領域へと向かう電子が増大するという効果による電流成分(この電流成分は、ドレイン領域からソース領域へ流れる)である。よって、ドレイン側接合領域において光励起が生じる場合において、第1及び第2の電流成分はいずれもドレイン電流(言い換えれば、コレクタ電流)を増大させる方向(即ち、ドレイン領域からソース領域へ流れる方向)に発生する。 As the second current component, there is a current component due to movement of holes generated by photoexcitation (that is, holes, see “h” in the figure). More specifically, the bipolar effect generated by the movement of holes generated by photoexcitation in the drain side junction region from the drain side junction region to the channel region having a lower potential (that is, the electron potential is higher). This is the resulting current component. That is, the positive charge of the holes that have moved to the channel region reduces the potential of the channel region (that is, the so-called base potential) from the potential Lc1 to the potential Lc2, thereby increasing the number of electrons traveling from the source region to the drain region. (This current component flows from the drain region to the source region). Therefore, when photoexcitation occurs in the drain side junction region, the first and second current components are both in the direction of increasing the drain current (in other words, the collector current) (that is, the direction of flowing from the drain region to the source region). appear.
図13は、チャネル領域及びソース領域間に形成されたソース側接合領域に光スポットが照射され、ソース側接合領域において光励起が生じる場合にキャリアの振舞いを示している。 FIG. 13 shows the behavior of carriers when a light spot is irradiated on the source side junction region formed between the channel region and the source region, and photoexcitation occurs in the source side junction region.
図13において、光リーク電流は、図12を参照して上述したドレイン側接合領域において光励起が生じる場合とは異なり、ホールがソース側接合領域からポテンシャルのより低い(即ち、電子のポテンシャルとしてはより高い)チャネル領域へ移動するバイポーラ効果に起因した第2の電流成分が支配的であると推定できる。即ち、ソース側接合領域における光励起によって生じた電子(図中、「e」参照)が、ソース側接合領域からポテンシャルのより低いソース領域へ移動することにより生じる第1の電流成分(この電流成分は、ソース領域からドレイン領域へ流れる)は、バイポーラ効果に起因した第2の電流成分(この電流成分は、ドレイン領域からソース領域へ流れる)よりも少ないと推定できる。 In FIG. 13, unlike the case where photoexcitation occurs in the drain side junction region described above with reference to FIG. 12, the photoleakage current has a lower potential from the source side junction region (that is, the electron potential is more It can be assumed that the second current component due to the bipolar effect moving to the (high) channel region is dominant. That is, a first current component (this current component is expressed as a result of electrons generated by photoexcitation in the source side junction region (see “e” in the figure) moving from the source side junction region to the source region having a lower potential). , Which flows from the source region to the drain region) can be estimated to be less than the second current component caused by the bipolar effect (this current component flows from the drain region to the source region).
図13において、バイポーラ効果に起因した第2の電流成分(即ち、チャネル領域へ移動したホールの正電荷によって、ベースポテンシャルがポテンシャルLc1からポテンシャルLc3へと引き下げられるため、ソース領域からドレイン領域へと向かう電子が増大するという効果による電流成分)は、ドレイン領域からソース領域へと流れる。一方、上述した第1の電流成分は、ソース領域からドレイン領域へと流れる。即ち、第1の電流成分と第2の電流成分とは互いに反対方向に流れる。ここで、再び図11において、ソース側接合領域に光スポットを照射した場合には、ドレイン電流(データE1参照)は正の値を示している。即ち、この場合には、ドレイン電流はドレイン領域からソース領域へ向かって流れている。よって、第1の電流成分は、暗電流や第2の電流成分であるバイポーラ効果による電流成分を抑制するのみで、ドレイン電流の流れをソース領域からドレイン領域へ向かわせる程度までは大きくないといえる。 In FIG. 13, since the base potential is pulled down from the potential Lc1 to the potential Lc3 due to the second current component (that is, the positive charge of the holes moved to the channel region) due to the bipolar effect, the source region moves from the source region to the drain region. The current component due to the effect of increasing electrons flows from the drain region to the source region. On the other hand, the first current component described above flows from the source region to the drain region. That is, the first current component and the second current component flow in opposite directions. Here, in FIG. 11 again, when the light spot is irradiated to the source-side junction region, the drain current (see data E1) shows a positive value. That is, in this case, the drain current flows from the drain region toward the source region. Therefore, it can be said that the first current component only suppresses the current component due to the bipolar effect, which is the dark current and the second current component, and is not large enough to direct the flow of the drain current from the source region to the drain region. .
更に、チャネル領域及びソース領域間の電位差は、チャネル領域及びドレイン領域間の電位差よりも小さいため、ソース領域側の空乏化領域(即ち、ソース側接合領域)は、ドレイン領域側の空乏化領域(即ち、ドレイン側接合領域)よりも狭い。このため、ソース側接合領域に光スポットを照射した場合には、ドレイン側接合領域に光スポットを照射した場合と比較して、光励起の絶対量が少ない。 Further, since the potential difference between the channel region and the source region is smaller than the potential difference between the channel region and the drain region, the depletion region on the source region side (that is, the source side junction region) is depleted on the drain region side ( That is, it is narrower than the drain side junction region. For this reason, when the light spot is irradiated on the source-side junction region, the absolute amount of photoexcitation is small compared to the case where the light spot is irradiated on the drain-side junction region.
以上、図12及び図13を参照して説明したように、ドレイン側接合領域において光励起が生じる場合、第1及び第2の電流成分はいずれもドレイン電流を増大させる方向に発生する。一方、ソース側接合領域において光励起が生じる場合、第1の電流成分が第2の電流成分を抑制する。よって、ドレイン側接合領域内に光スポットが照射された場合の方が、ソース側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、ドレイン電流が大きくなる(即ち、光リーク電流が大きくなる)。 As described above with reference to FIGS. 12 and 13, when photoexcitation occurs in the drain side junction region, both the first and second current components are generated in the direction of increasing the drain current. On the other hand, when photoexcitation occurs in the source side junction region, the first current component suppresses the second current component. Therefore, when the light spot is irradiated in the drain side junction region, the drain current becomes larger (that is, the light leakage current becomes larger) than when the light spot is irradiated in the source side junction region. .
次に、画素電極側ソースドレイン領域がドレイン電位とされると共に画素電極側接合領域内に光スポットが照射された場合の方が、データ線側ソースドレイン領域がドレイン電位とされると共にデータ線側接合領域内に光スポットが照射された場合よりも、光リーク電流が大きくなるメカニズムについて、図14及び図15を参照して説明する。ここに図14は、データ線側ソースドレイン領域がドレイン電位とされる場合において、データ線側接合領域(言い換えれば、ドレイン側接合領域)において光励起が発生したときにおけるキャリアの振る舞いを示す概念図である。図15は、画素電極側ソースドレイン領域がドレイン電位とされる場合において、画素電極側接合領域(言い換えれば、ドレイン側接合領域)において光励起が発生したときにおけるキャリアの振る舞いを示す概念図である。 Next, when the pixel electrode side source / drain region is set to the drain potential and the light spot is irradiated into the pixel electrode side junction region, the data line side source / drain region is set to the drain potential and the data line side A mechanism in which the light leakage current becomes larger than that in the case where the light spot is irradiated in the junction region will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a conceptual diagram showing the behavior of carriers when photoexcitation occurs in the data line side junction region (in other words, the drain side junction region) when the data line side source / drain region is at the drain potential. is there. FIG. 15 is a conceptual diagram showing the behavior of carriers when photoexcitation occurs in the pixel electrode side junction region (in other words, the drain side junction region) when the pixel electrode side source / drain region is set to the drain potential.
以下では、画素スイッチング用のTFTを含む画素部に電荷が保持され、光励起が生じた場合を考える。上述したようなTEGを想定した場合と異なる点は、画素スイッチング用のTFTの画素電極側は、フローティング状態になり得る点である。画素スイッチング用のTFTの画素電極側には、蓄積容量70の如き保持容量が接続される場合もあり、容量値が十分に大きければ、上述したTEGを用いた場合と同様に固定電極に近い状態となるが、容量が十分に大きくなければ、フローティング状態或いはこれに近い状態になる。尚、ここでは、容量値は十分には大きくないものと仮定する。 In the following, a case where charge is held in a pixel portion including a pixel switching TFT and photoexcitation occurs will be considered. The difference from the case of assuming the TEG as described above is that the pixel electrode side of the pixel switching TFT can be in a floating state. A storage capacitor such as a storage capacitor 70 may be connected to the pixel electrode side of the pixel switching TFT. If the capacitance value is sufficiently large, the state is close to a fixed electrode as in the case of using the TEG described above. However, if the capacitance is not sufficiently large, it becomes a floating state or a state close to this. Here, it is assumed that the capacitance value is not sufficiently large.
図14及び図15において、液晶装置では、いわゆる焼き付きを防止するために交流駆動が採用される。ここでは、中間階調の表示を想定して、画素電極に、7Vを基準電位として、4.5Vのマイナスフィールドの電荷と9.5Vのプラスフィールドの電荷とが交互に保持される場合を想定する。このため画素スイッチング用のTFTのソース及びドレインは、画素電極側ソースドレイン領域とデータ線側ソースドレイン領域との間で、固定ではなく変化する。即ち、図14に示すように、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、画素電極側ソースドレイン領域の電位がデータ線側ソースドレイン領域の電位よりも低くなる場合)には、画素電極側ソースドレイン領域は、ソースとなるのに対し、図15に示すように、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、画素電極側ソースドレイン領域の電位がデータ線側ソースドレイン領域の電位よりも高くなる場合)には、画素電極側ソースドレイン領域は、ドレインとなる。 14 and 15, the liquid crystal device employs AC driving in order to prevent so-called burn-in. Here, it is assumed that halftone display is assumed, and the pixel electrode holds a negative field charge of 4.5 V and a positive field charge of 9.5 V alternately with 7 V as a reference potential. To do. For this reason, the source and drain of the pixel switching TFT are not fixed and change between the pixel electrode side source / drain region and the data line side source / drain region. That is, as shown in FIG. 14, when a negative field charge is held in the pixel electrode (that is, the potential of the pixel electrode side source / drain region is lower than the potential of the data line side source / drain region), The pixel electrode side source / drain region is a source, whereas, as shown in FIG. 15, when a positive field charge is held in the pixel electrode (that is, the potential of the pixel electrode side source / drain region is the data line side source). When it becomes higher than the potential of the drain region), the pixel electrode side source / drain region becomes the drain.
図14において、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合には、画素電極側ソースドレイン領域が、ソース(或いはエミッタ)となり、データ線側ソースドレイン領域が、ドレイン(或いはコレクタ)となる。ドレイン側接合領域であるデータ線側接合領域において光励起が生じた場合、上述したように、光励起によって生じた電子の移動による第1の電流成分とバイポーラ効果に起因する第2の電流成分が発生する。ここで、バイポーラ効果に起因する第2の電流成分が生じると(即ち、ベースポテンシャルがポテンシャルLc1からポテンシャルLc2へと引き下げられ、ソースである画素電極側ソースドレイン領域からドレインであるデータ線側ソースドレイン領域へ電子が移動すると)、フローティング状態である画素電極側ソースドレイン領域から電子が抜き取られることになり、エミッタとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルが、ポテンシャルLs1からポテンシャルLs2へと低下する(電位は、上昇する)。即ち、ドレイン側接合領域であるデータ線側接合領域において光励起が生じた場合、ベースポテンシャルが低下すると共にエミッタとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルも低下する。言い換えれば、ドレイン側接合領域であるデータ線側接合領域において光励起が生じた場合、ベース電位の上昇に伴ってエミッタ電位も上昇する。このため、ドレイン電流(即ち、コレクタ電流)が、抑制されることになる。 In FIG. 14, when a negative field charge is held in the pixel electrode, the pixel electrode side source / drain region becomes the source (or emitter), and the data line side source / drain region becomes the drain (or collector). When photoexcitation occurs in the data line side junction region, which is the drain side junction region, as described above, the first current component due to the movement of electrons generated by photoexcitation and the second current component due to the bipolar effect are generated. . Here, when the second current component due to the bipolar effect occurs (that is, the base potential is pulled down from the potential Lc1 to the potential Lc2, and the source / drain region from the pixel electrode side to the data line side to the source / drain to be the drain) When the electrons move to the region), electrons are extracted from the pixel electrode side source / drain region in a floating state, and the potential of the pixel electrode side source / drain region as an emitter decreases from the potential Ls1 to the potential Ls2 ( The potential rises). That is, when photoexcitation occurs in the data line side junction region which is the drain side junction region, the base potential is lowered and the potential of the pixel electrode side source / drain region as the emitter is also lowered. In other words, when photoexcitation occurs in the data line side junction region, which is the drain side junction region, the emitter potential also increases as the base potential increases. For this reason, the drain current (that is, the collector current) is suppressed.
一方、図15において、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合には、データ電極側ソースドレイン領域が、ソース(或いはエミッタ)となり、画素電極側ソースドレイン領域が、ドレイン(或いはコレクタ)となる。ドレイン側接合領域である画素電極側接合領域において光励起が生じた場合、上述したように、光励起によって生じた電子の移動による第1の電流成分とバイポーラ効果に起因する第2の電流成分が発生する。ここで、ソースとなるデータ線側ソースドレイン領域は、データ線と接続されているため、画素電極とは異なりフローティング状態ではなく、電位に変化は生じない。バイポーラ効果に起因する第2の電流成分が生じると(即ち、ベースポテンシャルがポテンシャルLc1からポテンシャルLc2へと引き下げられ、ソースであるデータ線側ソースドレイン領域からドレインである画素電極ソースドレイン領域へ電子が移動すると)、フローティング状態である画素電極側ソースドレイン領域へ電子が流れ込むことになり、コレクタとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルが、ポテンシャルLd1からポテンシャルLd2へと上昇する(電位は、低下する)。しかし、コレクタとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルの上昇は、上述したソースとしての画素電極側ソースドレイン領域のポテンシャルの低下とは異なり、ドレイン電流を抑制する働きは殆どない。ドレイン電流(即ち、コレクタ電流)は、エミッタ電位に対するベース電位の大きさよって殆ど決まるため、コレクタ電位が低下してもドレイン電流を抑制する働きは殆ど生じない、言い換えれば、バイポーラトランジスタの飽和領域に入った状態である。 On the other hand, in FIG. 15, when a positive field charge is held in the pixel electrode, the data electrode side source / drain region becomes the source (or emitter), and the pixel electrode side source / drain region becomes the drain (or collector). Become. When photoexcitation occurs in the pixel electrode side junction region which is the drain side junction region, as described above, the first current component due to the movement of electrons generated by photoexcitation and the second current component due to the bipolar effect are generated. . Here, since the source / drain region on the data line side serving as the source is connected to the data line, unlike the pixel electrode, it is not in a floating state and the potential does not change. When the second current component due to the bipolar effect is generated (that is, the base potential is lowered from the potential Lc1 to the potential Lc2, and electrons are transferred from the source / drain region on the data line side as the source to the pixel electrode source / drain region as the drain. When the electrons move, electrons flow into the pixel electrode side source / drain region in a floating state, and the potential of the pixel electrode side source / drain region as a collector increases from the potential Ld1 to the potential Ld2 (the potential decreases). ). However, unlike the above-described decrease in the potential of the pixel electrode side source / drain region as the source, the increase in the potential of the pixel electrode side source / drain region as the collector has little function of suppressing the drain current. Since the drain current (ie, collector current) is almost determined by the magnitude of the base potential with respect to the emitter potential, the drain current is hardly suppressed even if the collector potential is lowered. In other words, in the saturation region of the bipolar transistor. It is in the state.
以上、図14及び図15を参照して説明したように、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、画素電極側ソースドレイン領域が、ドレインとなる場合)には、バイポーラ効果に起因した第2の電流成分は殆ど抑制されないのに対し、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、データ側ソースドレイン領域が、ドレインとなる場合)には、バイポーラ効果に起因した第2の電流成分は、フローティング状態である画素電極側ソースドレイン領域の電位の上昇に起因して抑制される。つまり、画素電極側ソースドレイン領域がドレインとなる場合の方が、データ側ソースドレイン領域がドレインとなる場合よりも、光リーク電流に起因してドレイン電流が増加する。 As described above with reference to FIGS. 14 and 15, when a positive field charge is held in the pixel electrode (that is, when the pixel electrode side source / drain region becomes the drain), the bipolar effect is obtained. The resulting second current component is hardly suppressed, whereas when the negative electrode charge is held in the pixel electrode (that is, when the data-side source / drain region becomes the drain), it is caused by the bipolar effect. The second current component is suppressed due to an increase in potential of the pixel electrode side source / drain region which is in a floating state. That is, when the pixel electrode side source / drain region becomes the drain, the drain current increases due to the light leakage current, compared to when the data side source / drain region becomes the drain.
ここで、図16は、画素スイッチング用のTFT全体に、比較的強い光を照射した際の画素電極電位の波形を示している。 Here, FIG. 16 shows the waveform of the pixel electrode potential when relatively strong light is irradiated to the entire pixel switching TFT.
図16において、データE2は、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合(画素電極電位が電位V1とされる場合)における画素電極電位の変動Δ1は、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合(画素電極電位が電位V2とされる場合)における画素電極電位の変動Δ2よりも大きいことを示している。即ち、画素電極において、プラスフィールドの電荷は、マイナスフィールドの電荷よりも保持されにくい(つまり、光リークが発生しやすい)ことを示している。これは、画素電極にプラスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、画素電極側ソースドレイン領域が、ドレインとなる場合)の方が、画素電極にマイナスフィールドの電荷が保持される場合(即ち、データ線側ソースドレイン領域が、ドレインとなる場合)よりも光リーク電流が生じやすいという上述したメカニズムと一致している。 In FIG. 16, data E2 indicates that the variation Δ1 in the pixel electrode potential when the positive charge is held in the pixel electrode (when the pixel electrode potential is the potential V1) is the negative field charge held in the pixel electrode. This indicates that it is larger than the fluctuation Δ2 of the pixel electrode potential when the pixel electrode potential is set to the potential V2. That is, it is indicated that the positive field charge is less likely to be held than the negative field charge in the pixel electrode (that is, light leakage is likely to occur). This is because when the pixel electrode holds a positive field charge (that is, when the pixel electrode side source / drain region becomes the drain), the pixel electrode holds a negative field charge (that is, This is consistent with the mechanism described above, in which light leakage current is more likely to occur than when the data line side source / drain region becomes the drain.
以上、図11から図16を参照して詳細に説明したように、画素スイッチング用のTFTにおけるドレイン側接合領域において光励起が生じる場合にドレイン電流が増加しやすい。更に、画素電極側ソースドレイン領域がドレインとなる場合においてドレイン電流が増加しやすい(逆に言えば、データ線側ソースドレイン領域がドレインとなる場合には、バイポーラ効果に起因した電流成分が抑制されている)。 As described above in detail with reference to FIGS. 11 to 16, the drain current is likely to increase when photoexcitation occurs in the drain side junction region in the pixel switching TFT. Further, when the pixel electrode side source / drain region becomes the drain, the drain current tends to increase (in other words, when the data line side source / drain region becomes the drain, the current component due to the bipolar effect is suppressed. ing).
よって、上述した第1から第3実施形態に係る液晶装置のように、画素電極側接合領域である画素電極側LDD領域1cに対する遮光性を、データ線側接合領域であるデータ線側LDD領域1bに対する遮光性よりも高めることで、高い開口率を維持しつつTFT30における光リーク電流を極めて効果的に低減できる。 Therefore, as in the liquid crystal devices according to the first to third embodiments described above, the light shielding property with respect to the pixel electrode side LDD region 1c which is the pixel electrode side junction region is set to the data line side LDD region 1b which is the data line side junction region. The light leakage current in the TFT 30 can be extremely effectively reduced while maintaining a high aperture ratio.
<電気光学装置の製造方法>
次に、上述した第1実施形態に係る液晶装置を製造する製造方法について、図17から図21を参照して説明する。
<Method of manufacturing electro-optical device>
Next, a manufacturing method for manufacturing the above-described liquid crystal device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図17から図21は、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である。尚、図17から図21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、上述した第1実施形態に係る液晶装置のTFT30を形成する工程について主に説明することとする。 FIG. 17 to FIG. 21 are process diagrams showing each process of the manufacturing process of the liquid crystal device according to the first embodiment. 17 to 21 are shown corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. Hereinafter, the process of forming the TFT 30 of the liquid crystal device according to the first embodiment will be mainly described.
先ず、図17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(図1参照)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、所定パターンの走査線11を形成する。この際、走査線11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、概ねストライプ状に形成される。 First, in the step shown in FIG. 17, the image display region 10a (see FIG. 1) on the TFT array substrate 10 includes at least one of high melting point metals such as Ti, Cr, W, Ta, and Mo. A scanning line 11 having a predetermined pattern is formed by laminating a single metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, or a laminate thereof. At this time, the scanning line 11 is formed in a stripe shape so as to have a portion overlapping with a TFT 30 to be formed later as a predetermined pattern.
続いて、TFTアレイ基板10の全面に、下地絶縁膜12の前駆膜である絶縁膜12pを形成する。絶縁膜12p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、窒化膜やシリコン酸化膜等から形成される。尚、絶縁膜12p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。 Subsequently, an insulating film 12 p that is a precursor film of the base insulating film 12 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10. The insulating film 12p is formed by, for example, TEOS (tetraethylorthosilicate) gas, TEB (tetraethylboatate) gas, or TMOP (tetramethyloxyphosphate) gas by atmospheric pressure or low pressure CVD. Etc. are used to form a silicate glass film such as NSG, PSG or BSG, a nitride film, a silicon oxide film, or the like. Note that after the insulating film 12p is formed, the surface thereof may be flattened by performing a flattening process such as a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process.
続いて、TFTアレイ基板10の全面に、半導体層1aの前駆膜である半導体膜1apを形成する。半導体膜1apは、例えば減圧CVD等によりアモルファスシリコン膜を形成し熱処理を施すことでポリシリコン膜を固相成長させることにより形成される。尚、半導体膜1apは、例えば減圧CVD法等によりポリシリコン膜から直接形成されてもよい。その後、半導体膜1apにおける所定の領域に対して所定の濃度で不純物イオンをドープすることにより、チャネル領域1a’、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を形成する。 Subsequently, a semiconductor film 1ap which is a precursor film of the semiconductor layer 1a is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10. The semiconductor film 1ap is formed by solid-phase growth of a polysilicon film by forming an amorphous silicon film by, for example, low pressure CVD and performing heat treatment. The semiconductor film 1ap may be formed directly from a polysilicon film by, for example, a low pressure CVD method. Thereafter, a predetermined region in the semiconductor film 1ap is doped with impurity ions at a predetermined concentration, whereby the channel region 1a ′, the data line side LDD region 1b, the pixel electrode side LDD region 1c, and the data line side source / drain region 1d. The pixel electrode side source / drain region 1e is formed.
続いて、TFTアレイ基板10の全面に、ゲート絶縁膜2の前駆膜である絶縁膜2pを形成する。絶縁膜2pは、例えば、常圧又は減圧CVD法等により、シリコン酸化膜等から形成される。 Subsequently, an insulating film 2 p that is a precursor film of the gate insulating film 2 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10. The insulating film 2p is formed from a silicon oxide film or the like by, for example, normal pressure or low pressure CVD.
続いて、TFTアレイ基板10の全面に、島状絶縁膜31の前駆膜である絶縁膜31pを形成する。絶縁膜31pは、例えば、常圧又は減圧CVD法等により、絶縁膜2pよりも厚い膜厚を有するように、シリコン窒化膜等から形成される。ここで、絶縁膜31pを、絶縁膜2pに対するエッチング選択比が高い絶縁膜から形成することが好ましい。絶縁膜31pをシリコン窒化膜から形成することで、絶縁膜31pの、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜2pに対するエッチング選択比を高めることができる。よって、後の工程において、絶縁膜31pをエッチング処理によりパターニングすることで島状絶縁膜31を形成する際、このエッチング処理によりシリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜2が傷ついてしまうこと防止することができる。 Subsequently, an insulating film 31p that is a precursor film of the island-shaped insulating film 31 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10. The insulating film 31p is formed of a silicon nitride film or the like so as to have a thickness greater than that of the insulating film 2p, for example, by atmospheric pressure or low pressure CVD. Here, the insulating film 31p is preferably formed from an insulating film having a high etching selectivity with respect to the insulating film 2p. By forming the insulating film 31p from a silicon nitride film, the etching selectivity of the insulating film 31p with respect to the insulating film 2p made of a silicon oxide film or the like can be increased. Therefore, in the subsequent process, when the island-shaped insulating film 31 is formed by patterning the insulating film 31p by an etching process, the etching process prevents the gate insulating film 2 made of a silicon oxide film or the like from being damaged. Can do.
続いて、絶縁膜31p上に、半導体層1a(図4又は図5参照)の平面パターンに対応する所定パターンを有するレジスト膜510を形成する。 Subsequently, a resist film 510 having a predetermined pattern corresponding to the planar pattern of the semiconductor layer 1a (see FIG. 4 or FIG. 5) is formed on the insulating film 31p.
次に、図18に示す工程において、レジスト膜510をマスクとして、絶縁膜31p、絶縁膜2p、半導体膜1ap及び絶縁膜12pに対してエッチング処理を施して、絶縁膜31p、絶縁膜2p、半導体膜1ap及び絶縁膜2pを一括してパターニングする。これにより、絶縁膜2pがパターニングされて下地絶縁膜2が形成され、半導体膜1apがパターニングされて半導体層1aが形成され、絶縁膜2pがパターニングされてゲート絶縁膜2が形成される。尚、ここでのエッチング処理によりパターニングされた絶縁膜31pに対して、後の工程において、再びエッチング処理が施されることにより、島状絶縁膜31が形成される。 Next, in the process shown in FIG. 18, the insulating film 31p, the insulating film 2p, the semiconductor film 1ap, and the insulating film 12p are etched using the resist film 510 as a mask, so that the insulating film 31p, the insulating film 2p, and the semiconductor are processed. The film 1ap and the insulating film 2p are patterned at once. Thus, the insulating film 2p is patterned to form the base insulating film 2, the semiconductor film 1ap is patterned to form the semiconductor layer 1a, and the insulating film 2p is patterned to form the gate insulating film 2. In addition, the island-shaped insulating film 31 is formed by performing the etching process again on the insulating film 31p patterned by the etching process in a later step.
続いて、レジスト膜510を除去する。 Subsequently, the resist film 510 is removed.
次に、図19に示す工程において、半導体層1aを覆うように、典型的にはTFTアレイ基板10の全面に、サイドウォール61の前駆膜である絶縁膜61pを形成する。絶縁膜61pは、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりシリコン酸化膜等から形成される。 Next, in the step shown in FIG. 19, typically, an insulating film 61p, which is a precursor film of the sidewall 61, is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 so as to cover the semiconductor layer 1a. The insulating film 61p is formed from a silicon oxide film or the like by, for example, normal pressure or low pressure CVD.
続いて、絶縁膜61pの上側から絶縁膜61pに対して異方性エッチング処理を施すことにより、下地絶縁膜12、半導体層1a、ゲート絶縁膜2及び絶縁膜31pが積層されてなる積層体の側壁に沿ってサイドウォール61を形成する(図20参照)。ここで、絶縁膜61pのうち下地絶縁膜12、半導体層1a、ゲート絶縁膜2及び絶縁膜31pが積層されてなる積層体の側壁に沿って図中上下方向に延びる部分の厚みは、絶縁膜31pの上面に沿って延びる部分、走査線11の上面に沿って延びる部分、及びTFTアレイ基板10の上面に沿って延びる部分の各々の厚みに比べて図中上下方向に沿って相対的に厚いため、絶縁膜61pに異方性エッチング処理を均等に施した場合でも絶縁膜61pのうちサイドウォール61として機能する部分が残存することになる。 Subsequently, an anisotropic etching process is performed on the insulating film 61p from the upper side of the insulating film 61p, so that the base insulating film 12, the semiconductor layer 1a, the gate insulating film 2, and the insulating film 31p are stacked. A sidewall 61 is formed along the sidewall (see FIG. 20). Here, in the insulating film 61p, the thickness of the portion extending in the vertical direction in the drawing along the side wall of the stacked body in which the base insulating film 12, the semiconductor layer 1a, the gate insulating film 2, and the insulating film 31p are stacked is the insulating film The portion extending along the upper surface of 31p, the portion extending along the upper surface of the scanning line 11, and the portion extending along the upper surface of the TFT array substrate 10 are relatively thick in the vertical direction in the drawing. Therefore, even when the anisotropic etching process is uniformly performed on the insulating film 61p, a portion functioning as the sidewall 61 remains in the insulating film 61p.
次に、図20に示す工程において、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’が形成された部分を除いて、TFTアレイ基板10を覆うようにレジスト膜511を形成する。言い換えれば、レジスト膜511は、チャネル領域1a’に対応するように開口された窓部810を有するようにTFTアレイ基板10の全面に形成される。レジスト膜511は、窓部810が半導体層1aにおけるデータ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cに重ならないように形成される。尚、レジスト膜511は、図20(a)に示すように、窓部810がチャネル領域1a’の側壁上に形成されたサイドウォール61の一部に重なるように形成されてもよい。 Next, in the step shown in FIG. 20, a resist film 511 is formed so as to cover the TFT array substrate 10 except for the portion of the semiconductor layer 1a where the channel region 1a 'is formed. In other words, the resist film 511 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 so as to have a window portion 810 opened to correspond to the channel region 1a '. The resist film 511 is formed so that the window portion 810 does not overlap the data line side LDD region 1b and the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a. As shown in FIG. 20A, the resist film 511 may be formed so that the window portion 810 overlaps a part of the sidewall 61 formed on the sidewall of the channel region 1a '.
続いて、レジスト膜511をマスクとして、絶縁膜31pに対してエッチング処理を施して、絶縁膜31pのうちチャネル領域1a’に対向する部分を除去することで、島状絶縁膜31(図21及び図5参照)を形成する。尚、この際、サイドウォール61のうち窓部810から露出された部分にもエッチング処理が施されることになるが、シリコン酸化膜等からなるサイドウォール61の、シリコン窒化膜等からなる絶縁膜31pに対するエッチング選択比が高いので、サイドウォール61は、殆ど或いは実践上完全にそのまま残存することとなる。 Subsequently, the insulating film 31p is etched using the resist film 511 as a mask, and the portion of the insulating film 31p that faces the channel region 1a ′ is removed, whereby the island-shaped insulating film 31 (FIG. 21 and FIG. 21) is removed. (See FIG. 5). At this time, the portion of the sidewall 61 exposed from the window portion 810 is also etched, but the insulating film made of a silicon nitride film or the like on the sidewall 61 made of a silicon oxide film or the like. Since the etching selectivity with respect to 31p is high, the sidewall 61 remains almost or completely in practice.
続いて、レジスト膜511を除去する。 Subsequently, the resist film 511 is removed.
次に、図21に示す工程において、ゲート電極3aを、半導体層1aにおけるデータ線側LDD領域1bの一部、チャネル領域1a’、画素電極側LDD領域1c及び画素電極側ソースドレイン領域の一部、並びにこれらの領域の側壁上に形成されたサイドウォール61を覆うように形成する。ゲート電極3aは、例えば常圧又は減圧CVD法、スパッタ法等により、下層に導電性のポリシリコンからなる層、上層にアルミニウムを含む層の二層構造を有する遮光性の導電膜として形成される。この際、ゲート電極3aのうちサイドウォール61の表面に沿って形成された部分が走査線11に接するように形成され、ゲート電極3a及び走査線11が電気的に接続される。 Next, in the step shown in FIG. 21, the gate electrode 3a is formed by using a part of the data line side LDD region 1b, a channel region 1a ', a pixel electrode side LDD region 1c, and a part of the pixel electrode side source / drain region in the semiconductor layer 1a. And the sidewall 61 formed on the sidewalls of these regions. The gate electrode 3a is formed as a light-shielding conductive film having a two-layer structure of a layer made of conductive polysilicon in the lower layer and a layer containing aluminum in the upper layer by, for example, atmospheric pressure or reduced pressure CVD, sputtering, or the like. . At this time, a portion of the gate electrode 3a formed along the surface of the sidewall 61 is formed so as to contact the scanning line 11, and the gate electrode 3a and the scanning line 11 are electrically connected.
尚、ゲート電極3aを形成する際、データ線6a及び中継電極60も同時に形成される。即ち、TFTアレイ基板10の全面に、下層に導電性のポリシリコンからなる層、上層にアルミニウムを含む層の二層構造を有する遮光性の導電膜を形成した後、この導電膜をパターニングすることでゲート電極3a、データ線6a及び中継電極60を形成する。 In addition, when forming the gate electrode 3a, the data line 6a and the relay electrode 60 are also formed simultaneously. That is, a light-shielding conductive film having a two-layer structure of a layer made of conductive polysilicon as a lower layer and a layer containing aluminum as an upper layer is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 and then patterned. Thus, the gate electrode 3a, the data line 6a, and the relay electrode 60 are formed.
この後、TFTアレイ基板10の全面に層間絶縁膜41を形成し、続いて、容量電極71、容量絶縁膜75及び画素電極9aを順に形成する。更に、画素電極9a上に配向膜及び液晶層を形成し、対向基板20を配設することによって、上述した第1実施形態に係る液晶装置が製造される。 Thereafter, an interlayer insulating film 41 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10, and subsequently, a capacitor electrode 71, a capacitor insulating film 75, and a pixel electrode 9a are sequentially formed. Further, an alignment film and a liquid crystal layer are formed on the pixel electrode 9a, and the counter substrate 20 is provided, whereby the liquid crystal device according to the first embodiment described above is manufactured.
以上説明したように、図17から図21を参照して上述した液晶装置の製造方法によれば、上述した第1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、ゲート電極3aを、半導体層1aにおける少なくとも画素電極側LDD領域1c及びその側壁上に形成されたサイドウォール61を覆うように形成するので、画素電極側LDD領域1cに対する遮光性を高めることができると共に、コンタクトホールを介することなくゲート電極3aと走査線11とを電気的に接続することができる。更に、ゲート電極3aの一部を半導体層1aに対してその側壁側に、例えばコンタクトホールを用いた場合よりも、近接して配置することが可能となり、ゲート電極3aによっても規定される非開口領域を低減できる。 As described above, according to the method for manufacturing a liquid crystal device described above with reference to FIGS. 17 to 21, the liquid crystal device according to the first embodiment described above can be manufactured. In particular, the gate electrode 3a is formed so as to cover at least the pixel electrode side LDD region 1c and the side wall 61 formed on the side wall of the semiconductor layer 1a, so that the light shielding property to the pixel electrode side LDD region 1c is improved. In addition, the gate electrode 3a and the scanning line 11 can be electrically connected without using a contact hole. Furthermore, a part of the gate electrode 3a can be disposed closer to the side of the semiconductor layer 1a than when a contact hole is used, for example, and the non-opening defined by the gate electrode 3a. The area can be reduced.
尚、図20に示す工程において、絶縁膜31pに対してエッチング処理を施す際、上述したレジスト膜511に代えて、絶縁膜31pが形成された部分を除いてTFTアレイ基板10を覆うように形成されたレジスト膜をマスクとして用いて、絶縁膜31pのすべてを除去することで、上述した第2実施形態に係る液晶装置を製造することが可能となる。 In the process shown in FIG. 20, when the insulating film 31p is etched, it is formed so as to cover the TFT array substrate 10 except for the portion where the insulating film 31p is formed, instead of the resist film 511 described above. By using the resist film as a mask to remove all of the insulating film 31p, the liquid crystal device according to the second embodiment described above can be manufactured.
次に、上述した第3実施形態に係る液晶装置を製造する製造方法について、図22から図24を参照して説明する。 Next, a manufacturing method for manufacturing the liquid crystal device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
図22から図24は、第3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る。尚、図22から図24は、図10に示した断面図に対応して示してある。尚、以下では、上述した第3実施形態に係る液晶装置のTFT30を形成する工程について主に説明することとする。また、図17から図21を参照して上述した第1実施形態に係る液晶装置の製造方法と同様な工程については適宜説明を省略する。 FIG. 22 to FIG. 24 are process diagrams showing each process of the manufacturing process of the liquid crystal device according to the third embodiment. 22 to 24 are shown corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. In the following, the process of forming the TFT 30 of the liquid crystal device according to the third embodiment will be mainly described. Also, description of the steps similar to those of the liquid crystal device manufacturing method according to the first embodiment described above with reference to FIGS.
先ず、図22に示す工程において、上述した第1実施形態に係る液晶装置の製造方法と同様に、TFTアレイ基板10上に走査線11を形成する。 First, in the step shown in FIG. 22, the scanning lines 11 are formed on the TFT array substrate 10 in the same manner as in the method for manufacturing the liquid crystal device according to the first embodiment described above.
続いて、図17を参照して上述した第1実施形態に係る液晶装置の製造方法と同様に、TFTアレイ基板10の全面に、下地絶縁膜12の前駆膜である絶縁膜12pを形成し、続いて、TFTアレイ基板10の全面に、半導体層1aの前駆膜である半導体膜1apを形成する。この際、半導体膜1apに対して、所定の領域に対して所定の濃度で不純物イオンをドープすることにより、チャネル領域1a’、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を形成する。続いて、TFTアレイ基板10の全面に、ゲート絶縁膜2の前駆膜である絶縁膜2pを形成する。 Subsequently, as in the liquid crystal device manufacturing method according to the first embodiment described above with reference to FIG. 17, an insulating film 12 p that is a precursor film of the base insulating film 12 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10. Subsequently, a semiconductor film 1ap which is a precursor film of the semiconductor layer 1a is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10. At this time, by doping the semiconductor film 1ap with impurity ions at a predetermined concentration in a predetermined region, the channel region 1a ′, the data line side LDD region 1b, the pixel electrode side LDD region 1c, and the data line side A source / drain region 1d and a pixel electrode side source / drain region 1e are formed. Subsequently, an insulating film 2 p that is a precursor film of the gate insulating film 2 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10.
続いて、TFTアレイ基板10の全面に、窒化膜110aを形成する。窒化膜110aは、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりシリコン窒化膜等から形成される。 Subsequently, a nitride film 110 a is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10. The nitride film 110a is formed from a silicon nitride film or the like by, for example, normal pressure or low pressure CVD.
続いて、TFTアレイ基板10の全面に、島状絶縁膜33の前駆膜である絶縁膜33pを形成する。絶縁膜33pは、常圧又は減圧CVD法等により、絶縁膜2pよりも厚い膜厚を有するように、シリコン酸化膜等から形成される。ここで、絶縁膜33pは、シリコン酸化膜等から形成され、その下層側に配置されたシリコン窒化膜等から形成された窒化膜110aに対するエッチング選択比が高い。よって、後の工程において、絶縁膜33pをエッチング処理によりパターニングすることで島状絶縁膜33を形成する際、窒化膜110aによって、このエッチング処理によりゲート絶縁膜2が傷ついてしまうことを防止することができる。 Subsequently, an insulating film 33p, which is a precursor film of the island-like insulating film 33, is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10. The insulating film 33p is formed from a silicon oxide film or the like so as to have a film thickness thicker than that of the insulating film 2p by atmospheric pressure or low pressure CVD. Here, the insulating film 33p is formed of a silicon oxide film or the like, and has a high etching selectivity with respect to the nitride film 110a formed of a silicon nitride film or the like disposed on the lower layer side. Therefore, when the island-shaped insulating film 33 is formed by patterning the insulating film 33p by an etching process in a later process, the nitride film 110a prevents the gate insulating film 2 from being damaged by the etching process. Can do.
続いて、TFTアレイ基板10の全面に形成された絶縁膜33p上に、半導体層1a(図4又は図5参照)の平面パターンに対応する所定パターンを有するレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとして、絶縁膜33p、窒化膜110a、絶縁膜2p、半導体膜1ap及び絶縁膜12pに対してエッチング処理を施して、絶縁膜33p、窒化膜110a、絶縁膜2p、半導体膜1ap及び絶縁膜12pを一括してパターニングする。これにより、下地絶縁膜2、半導体膜1a、ゲート絶縁膜2が形成される。尚、ここでのエッチング処理によりパターニングされた絶縁膜33pに対して、後の工程において、再びエッチング処理が施されることにより、島状絶縁膜33が形成される。 Subsequently, a resist film having a predetermined pattern corresponding to the planar pattern of the semiconductor layer 1a (see FIG. 4 or FIG. 5) is formed on the insulating film 33p formed on the entire surface of the TFT array substrate 10, and this resist film is formed. As a mask, the insulating film 33p, the nitride film 110a, the insulating film 2p, the semiconductor film 1ap, and the insulating film 12p are etched to form the insulating film 33p, the nitride film 110a, the insulating film 2p, the semiconductor film 1ap, and the insulating film 12p. Are collectively patterned. Thereby, the base insulating film 2, the semiconductor film 1a, and the gate insulating film 2 are formed. Note that the insulating film 33p patterned by the etching process here is subjected to an etching process again in a later step, whereby the island-shaped insulating film 33 is formed.
続いて、半導体層1aを覆うように、典型的にはTFTアレイ基板10の全面に、窒化膜110bを形成する。窒化膜110bは、窒化膜110aと同様に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりシリコン窒化膜等から形成される。 Subsequently, a nitride film 110b is typically formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 so as to cover the semiconductor layer 1a. Similar to the nitride film 110a, the nitride film 110b is formed of a silicon nitride film or the like by, for example, normal pressure or low pressure CVD.
続いて、半導体層1aを覆うように、典型的にはTFTアレイ基板10の全面に、サイドウォール63の前駆膜である絶縁膜63pを形成する。絶縁膜63pは、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりシリコン酸化膜等から形成される。 Subsequently, an insulating film 63p, which is a precursor film of the sidewall 63, is typically formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 so as to cover the semiconductor layer 1a. The insulating film 63p is formed from a silicon oxide film or the like by, for example, normal pressure or low pressure CVD.
続いて、絶縁膜63pの上側から絶縁膜63p及び窒化膜110bに対して異方性エッチング処理を施すことにより、下地絶縁膜12、半導体層1a、ゲート絶縁膜2、窒化膜110a及び絶縁膜33pが積層されてなる積層体の側壁に沿ってサイドウォール63を形成する(図23参照)。この際、サイドウォール63は、下地絶縁膜12、半導体層1a、ゲート絶縁膜2、窒化膜110a及び絶縁膜33pが積層されてなる積層体の側壁に対して窒化膜110bを介して対向することになる。 Subsequently, anisotropic etching is performed on the insulating film 63p and the nitride film 110b from the upper side of the insulating film 63p, so that the base insulating film 12, the semiconductor layer 1a, the gate insulating film 2, the nitride film 110a, and the insulating film 33p. A side wall 63 is formed along the side wall of the laminate formed by laminating (see FIG. 23). At this time, the sidewall 63 is opposed to the side wall of the stacked body in which the base insulating film 12, the semiconductor layer 1a, the gate insulating film 2, the nitride film 110a, and the insulating film 33p are stacked via the nitride film 110b. become.
次に、図23に示す工程において、半導体層1aにおけるチャネル領域1a’が形成された部分を含む所定部分を除いて、TFTアレイ基板10を覆うようにレジスト膜531を形成する。より具体的には、レジスト膜531は、チャネル領域1a’に対応するように開口された窓部820を有するようにTFTアレイ基板10の全面に形成される。更に、レジスト膜511は、窓部820が半導体層1aにおけるデータ線側LDD領域1b及び画素電極側LDD領域1cに重ならないように形成される。加えて、レジスト膜531は、図23(a)に示すように、窓部820がチャネル領域1a’の側壁上に形成されたサイドウォール63に重なるように形成される。 Next, in a step shown in FIG. 23, a resist film 531 is formed so as to cover the TFT array substrate 10 except for a predetermined portion including a portion where the channel region 1a 'is formed in the semiconductor layer 1a. More specifically, the resist film 531 is formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 so as to have a window portion 820 opened so as to correspond to the channel region 1a '. Further, the resist film 511 is formed so that the window portion 820 does not overlap the data line side LDD region 1b and the pixel electrode side LDD region 1c in the semiconductor layer 1a. In addition, as shown in FIG. 23A, the resist film 531 is formed so that the window portion 820 overlaps the sidewall 63 formed on the sidewall of the channel region 1a '.
続いて、レジスト膜531をマスクとして、絶縁膜33pに対してエッチング処理を施して、絶縁膜33pのうちチャネル領域1a’に対向する部分を除去することで、島状絶縁膜33(図24参照)を形成する。尚、この際、サイドウォール63のうち窓部820から露出された部分(言い換えれば、サイドウォール63のうちチャネル領域1a’の側壁上に形成された部分)にもエッチング処理が施されることになり、サイドウォール63のうちチャネル領域1a’の側壁上に形成された部分も除去される。ここで、シリコン酸化膜等からなるサイドウォール63の、シリコン窒化膜等からなる窒化膜110bに対するエッチング選択比が高いので、窒化膜110bは、エッチング処理によって走査線11が傷ついてしまうのを防ぐ機能も有する。 Subsequently, the insulating film 33p is etched using the resist film 531 as a mask, and the portion of the insulating film 33p that faces the channel region 1a ′ is removed, whereby the island-shaped insulating film 33 (see FIG. 24). ). At this time, the portion of the sidewall 63 exposed from the window portion 820 (in other words, the portion of the sidewall 63 formed on the side wall of the channel region 1a ′) is also subjected to the etching process. Thus, the portion of the sidewall 63 formed on the side wall of the channel region 1a ′ is also removed. Here, since the etching selectivity of the sidewall 63 made of a silicon oxide film or the like to the nitride film 110b made of a silicon nitride film or the like is high, the nitride film 110b has a function of preventing the scanning line 11 from being damaged by the etching process. Also have.
続いて、レジスト膜531を除去する。 Subsequently, the resist film 531 is removed.
次に、図24に示す工程において、ゲート電極3cを、半導体層1aにおけるデータ線側LDD領域1bの一部、チャネル領域1a’、画素電極側LDD領域1c及び画素電極側ソースドレイン領域の一部、並びにこれらの領域の側壁上に形成されたサイドウォール63を覆うように形成する。この際、ゲート電極3cは、そのサイドウォール63の表面に沿って形成される部分から走査線11の表面に接するように延在する部分を有するように形成され、ゲート電極3c及び走査線11が電気的に接続される。 Next, in the step shown in FIG. 24, the gate electrode 3c is changed to a part of the data line side LDD region 1b, a channel region 1a ', a pixel electrode side LDD region 1c, and a part of the pixel electrode side source / drain region in the semiconductor layer 1a. In addition, the sidewalls 63 formed on the sidewalls of these regions are formed so as to cover them. At this time, the gate electrode 3c is formed so as to have a portion extending from the portion formed along the surface of the sidewall 63 so as to be in contact with the surface of the scanning line 11, and the gate electrode 3c and the scanning line 11 are formed. Electrically connected.
この後、上述した第1実施形態に係る液晶装置の製造方法と同様に、他の構成要素を形成することによって、上述した第3実施形態に係る液晶装置が製造される。 Thereafter, the liquid crystal device according to the third embodiment described above is manufactured by forming other constituent elements in the same manner as the method for manufacturing the liquid crystal device according to the first embodiment described above.
以上説明したように、図22から図24を参照して上述した液晶装置の製造方法によれば、上述した第3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、窒化膜110a及び110bを形成するので、例えば、サイドウォール63を形成した後に行われる、絶縁膜33pにおけるチャネル領域1a’に重なる部分に対してエッチング処理を施すことにより島状絶縁膜33を形成する工程(図23参照)において、エッチング処理が窒化膜110aよりも下層側(例えばゲート絶縁膜2、半導体層1aなど)に施されてしまうのを防止できる。 As described above, according to the method for manufacturing the liquid crystal device described above with reference to FIGS. 22 to 24, the liquid crystal device according to the third embodiment described above can be manufactured. In particular, since the nitride films 110a and 110b are formed, for example, an island-shaped insulating film is formed by performing an etching process on a portion of the insulating film 33p that overlaps the channel region 1a ′, which is performed after the sidewall 63 is formed. In the step of forming 33 (see FIG. 23), it is possible to prevent the etching process from being performed on the lower layer side (for example, the gate insulating film 2 and the semiconductor layer 1a) than the nitride film 110a.
<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。
<Electronic equipment>
Next, the case where the liquid crystal device which is the above-described electro-optical device is applied to various electronic devices will be described.
図25は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。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。 FIG. 25 is a plan view showing a configuration example of the projector. Hereinafter, a projector using the liquid crystal device as a light valve will be described.
図25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。 As shown in FIG. 25, a projector 1100 includes a lamp unit 1102 made of a white light source such as a halogen lamp. The projection light emitted from the lamp unit 1102 is separated into three primary colors of RGB by four mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 arranged in the light guide 1104, and serves as a light valve corresponding to each primary color. The light enters the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G.
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。 The configurations of the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G are the same as those of the liquid crystal device described above, and are driven by R, G, and B primary color signals supplied from the image signal processing circuit. The light modulated by these liquid crystal panels enters the dichroic prism 1112 from three directions. In the dichroic prism 1112, R and B light is refracted at 90 degrees, while G light travels straight. Therefore, as a result of the synthesis of the images of the respective colors, a color image is projected onto the screen or the like via the projection lens 1114.
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。 Here, paying attention to the display images by the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G, the display image by the liquid crystal panel 1110G needs to be horizontally reversed with respect to the display images by the liquid crystal panels 1110R and 1110B.
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。 In addition, since light corresponding to each primary color of R, G, and B is incident on the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G by the dichroic mirror 1108, it is not necessary to provide a color filter.
尚、図25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、液晶テレビや、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。 In addition to the electronic device described with reference to FIG. 25, a mobile personal computer, a mobile phone, a liquid crystal television, a viewfinder type, a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic device Examples include a notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a device equipped with a touch panel. Needless to say, the present invention can be applied to these various electronic devices.
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置(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。 In addition to the liquid crystal devices described in the above embodiments, the present invention includes a reflective liquid crystal device (LCOS), a plasma display (PDP), a field emission display (FED, SED), an organic EL display, and a digital micromirror device. (DMD), electrophoresis apparatus and the like are also applicable.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、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う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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The manufacturing method and the electronic apparatus provided with the electro-optical device are also included in the technical scope of the present invention.
1a…半導体層、1a’…チャネル領域、1b…データ線側LDD領域、1c…画素電極側LDD領域、1d…データ線側ソースドレイン領域、1e…画素電極側ソースドレイン領域、3a、3b、3c…ゲート電極、6a…データ線、9a…画素電極、10…TFTアレイ基板、10a…画像表示領域、11…走査線、12…下地絶縁膜、30…TFT、71…容量電極、60…中継電極、61、63…サイドウォール、75…容量絶縁膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Semiconductor layer, 1a '... Channel region, 1b ... Data line side LDD region, 1c ... Pixel electrode side LDD region, 1d ... Data line side source / drain region, 1e ... Pixel electrode side source / drain region, 3a, 3b, 3c DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Gate electrode, 6a ... Data line, 9a ... Pixel electrode, 10 ... TFT array substrate, 10a ... Image display area, 11 ... Scanning line, 12 ... Base insulating film, 30 ... TFT, 71 ... Capacitance electrode, 60 ... Relay electrode 61, 63 ... sidewalls, 75 ... capacitive insulating film
Claims (11)
該基板上に設けられたデータ線と、
該データ線に電気的に接続された画素電極と、
チャネル領域、前記データ線に電気的に接続されたデータ線側ソースドレイン領域、前記画素電極に電気的に接続された画素電極側ソースドレイン領域、前記チャネル領域及び前記データ線側ソースドレイン領域間に形成された第1の接合領域、並びに前記チャネル領域及び前記画素電極側ソースドレイン領域間に形成された第2の接合領域を有する半導体層と、
前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたゲート電極と、
前記半導体層における少なくとも前記第2の接合領域の一部を含む所定領域の側壁上に設けられた絶縁膜からなるサイドウォールと、
前記所定領域及び前記サイドウォールを覆うように設けられた遮光部と
を備えたことを特徴とする電気光学装置。 A substrate,
Data lines provided on the substrate;
A pixel electrode electrically connected to the data line;
A channel region, a data line side source / drain region electrically connected to the data line, a pixel electrode side source / drain region electrically connected to the pixel electrode, and between the channel region and the data line side source / drain region. A semiconductor layer having a first junction region formed, and a second junction region formed between the channel region and the pixel electrode side source / drain region;
A gate electrode disposed to face the channel region with a gate insulating film interposed therebetween;
A sidewall made of an insulating film provided on a sidewall of a predetermined region including at least a part of the second bonding region in the semiconductor layer;
An electro-optical device comprising: a light shielding portion provided to cover the predetermined region and the sidewall.
前記ゲート電極は、前記半導体層より前記ゲート絶縁膜を介して上層側に形成され、
前記遮光部は、前記ゲート電極と同一膜から一体的に形成され、前記走査線に電気的に接続される
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の電気光学装置。 The scanning line is formed on the lower layer side of the semiconductor layer through a base insulating film so as to overlap at least partially with the predetermined region when viewed in plan on the substrate, and has a light-shielding conductive material. Comprising
The gate electrode is formed on the upper layer side through the gate insulating film from the semiconductor layer,
4. The electro-optical device according to claim 2, wherein the light-shielding portion is integrally formed from the same film as the gate electrode and is electrically connected to the scanning line.
前記遮光部のうち前記所定領域を覆う部分は、前記島状絶縁膜上に形成される
ことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。 An upper layer side than the semiconductor layer is provided in an island shape so as not to overlap the channel region and at least overlap the predetermined region when viewed in plan on the substrate, and is thicker than the gate insulating film An island-shaped insulating film having
The electro-optical device according to claim 4, wherein a portion of the light shielding portion that covers the predetermined region is formed on the island-shaped insulating film.
前記基板上で平面的に見て、前記半導体層に重なるようにゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体層における少なくとも前記第2の接合領域の一部を含む所定領域の側壁上に、絶縁膜からなるサイドウォールを形成する工程と、
前記チャネル領域に前記ゲート絶縁膜を介して対向するように、ゲート電極を形成する工程と、
前記所定領域及び前記サイドウォールを覆うように遮光部を形成する工程と、
前記データ線側ソースドレイン領域に電気的に接続されるように、データ線を形成する工程と、
前記画素電極側ソースドレイン領域に電気的に接続されるように、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。 On the substrate, a channel region, a data line side source / drain region, a pixel electrode side source / drain region, a first junction region formed between the channel region and the data line side source / drain region, and the channel region and the pixel Forming a semiconductor layer having a second junction region formed between the electrode-side source / drain regions;
Forming a gate insulating film so as to overlap the semiconductor layer when viewed in plan on the substrate;
Forming a sidewall made of an insulating film on a sidewall of a predetermined region including at least a part of the second bonding region in the semiconductor layer;
Forming a gate electrode so as to face the channel region through the gate insulating film;
Forming a light shielding portion so as to cover the predetermined region and the sidewall;
Forming a data line so as to be electrically connected to the data line side source / drain region;
And a step of forming a pixel electrode so as to be electrically connected to the pixel electrode side source / drain region.
前記半導体層及び前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、
前記走査線より上層側に、前記半導体層の下地となる下地絶縁膜の前駆膜としての第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜上に、前記半導体層の前駆膜としての半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜に、前記チャネル領域、前記データ線側ソースドレイン領域、前記画素電極側ソースドレイン領域、前記第1の接合領域及び前記第2の接合領域を形成する工程と、
前記半導体膜上に、前記ゲート絶縁膜の前駆膜としての第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜上に、前記チャネル領域に重ならず且つ少なくとも前記所定領域に重なる島状絶縁膜の前駆膜としての第3の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜、前記半導体膜、前記第2の絶縁膜及び第3の絶縁膜に対して前記半導体層に対応するパターンを有するマスクを用いてエッチング処理を施して、前記第1の絶縁膜、前記半導体膜、前記第2の絶縁膜及び第3の絶縁膜を一括でパターニングすることで、前記下地絶縁膜、前記半導体層及び前記ゲート絶縁膜を形成する工程とを含み、
前記サイドウォールを形成する工程は、
前記パターニングされた第3の絶縁膜上に、前記サイドウォールの前駆膜としての第4の絶縁膜を形成する工程と、
前記第4の絶縁膜に対して異方性エッチング処理を施すことにより前記サイドウォールを形成する工程とを含み、
前記サイドウォールを形成する工程の後に、前記パターニングが施された第3の絶縁膜における前記チャネル領域に重なる部分に対してエッチング処理を施すことにより前記島状絶縁膜を形成する工程を含み、
前記ゲート電極及び前記遮光部を形成する工程は、
前記チャネル領域、前記所定領域及び前記サイドウォールを覆うように且つ前記走査線に電気的に接続されるように、遮光性導電膜を形成することで、前記ゲート電極及び前記遮光部を一体的に形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置の製造方法。 Before the step of forming the semiconductor layer, including a step of forming a scan line so as to intersect the data line,
The step of forming the semiconductor layer and the gate insulating film includes:
Forming a first insulating film as a precursor film of a base insulating film serving as a base of the semiconductor layer on the upper side of the scanning line;
Forming a semiconductor film as a precursor film of the semiconductor layer on the first insulating film;
Forming the channel region, the data line side source / drain region, the pixel electrode side source / drain region, the first junction region and the second junction region in the semiconductor film;
Forming a second insulating film as a precursor film of the gate insulating film on the semiconductor film;
Forming a third insulating film on the second insulating film as a precursor film of an island-shaped insulating film that does not overlap the channel region and at least the predetermined region;
Etching is performed on the first insulating film, the semiconductor film, the second insulating film, and the third insulating film using a mask having a pattern corresponding to the semiconductor layer, and the first insulating film is formed. Forming the base insulating film, the semiconductor layer, and the gate insulating film by patterning the film, the semiconductor film, the second insulating film, and the third insulating film at once.
The step of forming the sidewall includes
Forming a fourth insulating film as a precursor film of the sidewall on the patterned third insulating film;
Forming the sidewall by subjecting the fourth insulating film to anisotropic etching,
After the step of forming the sidewall, including the step of forming the island-like insulating film by performing an etching process on a portion of the patterned third insulating film that overlaps the channel region,
The step of forming the gate electrode and the light shielding portion includes:
By forming a light-shielding conductive film so as to cover the channel region, the predetermined region, and the sidewall and to be electrically connected to the scanning line, the gate electrode and the light-shielding portion are integrally formed. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 8, comprising a forming step.
前記半導体層及び前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、
前記走査線より上層側に、前記半導体層の下地となる下地絶縁膜の前駆膜としての第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜上に、前記半導体層の前駆膜としての半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜に、前記チャネル領域、前記データ線側ソースドレイン領域、前記画素電極側ソースドレイン領域、前記第1の接合領域及び前記第2の接合領域を形成する工程と、
前記半導体膜上に、前記ゲート絶縁膜の前駆膜としての第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜上に、第1の窒化膜を形成する工程と、
前記第1の窒化膜上に、前記チャネル領域に重ならず且つ少なくとも前記所定領域に重なる島状絶縁膜の前駆膜としての第3の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜、前記半導体膜、前記第2の絶縁膜、第1の窒化膜及び第3の絶縁膜に対して前記半導体層に対応するパターンを有するマスクを用いてエッチング処理を施して、前記第1の絶縁膜、前記半導体膜、前記第2の絶縁膜、前記第1の窒化膜及び第3の絶縁膜を一括でパターニングすることで、前記下地絶縁膜、前記半導体層及び前記ゲート絶縁膜を形成する工程とを含み、
前記サイドウォールを形成する工程は、
前記パターニングされた第3の絶縁膜を覆うように、第2の窒化膜を形成する工程と、
前記第2の窒化膜上に、前記サイドウォールの前駆膜としての第4の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の窒化膜及び第4の絶縁膜に対して異方性エッチング処理を施すことにより前記サイドウォールを形成する工程とを含み、
前記サイドウォールを形成する工程の後に、前記パターニングが施された第3の絶縁膜における前記チャネル領域に重なる部分に対してエッチング処理を施すことにより前記島状絶縁膜を形成する工程を含み、
前記ゲート電極及び前記遮光部を形成する工程は、
前記チャネル領域、前記所定領域及び前記サイドウォールを覆うように且つ前記走査線に電気的に接続されるように、遮光性導電膜を形成することで、前記ゲート電極及び前記遮光部を一体的に形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置の製造方法。 Before the step of forming the semiconductor layer, including a step of forming a scan line so as to intersect the data line,
The step of forming the semiconductor layer and the gate insulating film includes:
Forming a first insulating film as a precursor film of a base insulating film serving as a base of the semiconductor layer on the upper side of the scanning line;
Forming a semiconductor film as a precursor film of the semiconductor layer on the first insulating film;
Forming the channel region, the data line side source / drain region, the pixel electrode side source / drain region, the first junction region, and the second junction region in the semiconductor film;
Forming a second insulating film as a precursor film of the gate insulating film on the semiconductor film;
Forming a first nitride film on the second insulating film;
Forming a third insulating film on the first nitride film as a precursor film of an island-shaped insulating film that does not overlap the channel region and at least the predetermined region;
Etching is performed on the first insulating film, the semiconductor film, the second insulating film, the first nitride film, and the third insulating film using a mask having a pattern corresponding to the semiconductor layer. Patterning the first insulating film, the semiconductor film, the second insulating film, the first nitride film, and the third insulating film in a lump so that the base insulating film, the semiconductor layer, and the gate are patterned Forming an insulating film,
The step of forming the sidewall includes
Forming a second nitride film so as to cover the patterned third insulating film;
Forming a fourth insulating film as a precursor film of the sidewall on the second nitride film;
Forming the sidewalls by subjecting the second nitride film and the fourth insulating film to anisotropic etching,
After the step of forming the sidewall, including the step of forming the island-like insulating film by performing an etching process on a portion of the patterned third insulating film that overlaps the channel region,
The step of forming the gate electrode and the light shielding portion includes:
By forming a light-shielding conductive film so as to cover the channel region, the predetermined region, and the sidewall and to be electrically connected to the scanning line, the gate electrode and the light-shielding portion are integrally formed. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 8, comprising a forming step.
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JP2011186108A (en) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corp | Electric optical device, method of manufacturing the same and electronic device |
JP2012089735A (en) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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2007
- 2007-12-03 JP JP2007312554A patent/JP2009139417A/en active Pending
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JP2011186108A (en) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corp | Electric optical device, method of manufacturing the same and electronic device |
JP2012089735A (en) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
US11424274B2 (en) | 2020-01-30 | 2022-08-23 | Seiko Epson Corporation | Electro-optical device and electronic apparatus |
US11662640B2 (en) | 2020-01-30 | 2023-05-30 | Seiko Epson Corporation | Electro-optical device with interlayer insulating layers and contact holes, and electronic apparatus |
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