JP2010141083A - Method for manufacturing semiconductor device substrate, and method for manufacturing electro-optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、TFT(Thin Film Transistor)等の半導体素子が形成される半導
体装置用基板を製造するための半導体装置基板の製造方法、及びそのような製造方法を応
用して液晶装置等の電気光学装置を製造可能な電気光学装置の製造方法の技術分野に関す
る。
The present invention relates to a semiconductor device substrate manufacturing method for manufacturing a semiconductor device substrate on which a semiconductor element such as a TFT (Thin Film Transistor) is formed, and to a liquid crystal device or the like by applying such a manufacturing method. The present invention relates to a technical field of a method of manufacturing an electro-optical device capable of manufacturing the electro-optical device.
この種の半導体装置用基板を製造する際には、TFT等の半導体素子は、基板上に形成
された下地膜を下地として形成される。特許文献1は、熱処理によって生じる基板の収縮
を抑制し、半導体素子の歩留まりを高める技術が提案されている。
When manufacturing this type of semiconductor device substrate, a semiconductor element such as a TFT is formed using a base film formed on the substrate as a base.
しかしながら、基板上に絶縁膜からなる下地膜を形成した後、その上に半導体素子を含
む回路部、或いは配線等のパターン部を形成する場合、下地膜を形成する際に熱処理が施
されるため、熱処理による温度上昇によって基板が収縮する。このような基板の収縮によ
れば、仮に収縮前の基板に対して回路部、及びパターン部が形成される位置を設定したと
しても、当初設定された位置から当該収縮によってずれた位置に回路部等が形成されてし
まう。また、基板が収縮した状態で新たに回路部等の形成位置を設定したとしても、基板
の収縮量に比べて、回路部等の形成位置を設定する精度が追い付かなかったり、回路部等
を形成する際に用いられるマスクによって回路部等の形成位置について位置ずれのばらつ
きを補正できなくなったりする場合が生じ、基板上の狙いの領域に回路部、或いはパター
ン部を精度良く形成することが困難になる技術的問題点が生じる。
However, when a base film made of an insulating film is formed on a substrate and then a circuit portion including a semiconductor element or a pattern portion such as a wiring is formed thereon, heat treatment is performed when the base film is formed. The substrate shrinks due to the temperature rise due to the heat treatment. According to such shrinkage of the substrate, even if the position where the circuit portion and the pattern portion are formed is set with respect to the substrate before shrinkage, the circuit portion is shifted from the initially set position by the shrinkage. Etc. are formed. In addition, even if the formation position of the circuit unit or the like is newly set in a state where the substrate is contracted, the accuracy of setting the formation position of the circuit unit or the like does not catch up with the amount of contraction of the substrate, or the circuit unit or the like is formed. In some cases, variations in misalignment of the formation position of the circuit portion or the like cannot be corrected due to the mask used in the process, and it is difficult to accurately form the circuit portion or the pattern portion in the target region on the substrate. The following technical problem arises.
一方、液晶装置等の電気光学装置の製造プロセスでは、液晶層を挟持する一対の基板の
一方の基板に遮光膜等のパターン部が形成されている場合、液晶装置が組み上げられた状
態で、当該遮光膜と他方の基板に設けられたカラーフィルタとが相互に重ならないように
、予め一方の基板上の所定の領域に遮光膜を形成しておく必要がある。
On the other hand, in a manufacturing process of an electro-optical device such as a liquid crystal device, when a pattern portion such as a light-shielding film is formed on one of a pair of substrates that sandwich a liquid crystal layer, the liquid crystal device is assembled, It is necessary to form a light shielding film in a predetermined region on one substrate in advance so that the light shielding film and the color filter provided on the other substrate do not overlap each other.
ここで、仮に、一方の基板の所定の領域からずれた領域に遮光膜が形成されていたとし
ても、一対の基板を相互に貼り合わせる際に、遮光膜及びカラーフィルタが相互に重なら
ないように、一対の基板相互の位置決めを精度良く行えばよいようにも思われるが、一対
の基板相互の位置決め精度によれば、遮光膜の位置ずれを補正することは技術的に困難で
ある。加えて、仮に、一対の基板相互の位置決め精度によって、遮光膜の位置ずれを補正
できたとしても、当該補正に要する手間が生じてしまう。
Here, even if a light-shielding film is formed in a region shifted from a predetermined region of one substrate, the light-shielding film and the color filter do not overlap each other when the pair of substrates are bonded to each other. Although it seems that the positioning between the pair of substrates may be performed with high accuracy, according to the positioning accuracy between the pair of substrates, it is technically difficult to correct the positional deviation of the light shielding film. In addition, even if the positional deviation of the light-shielding film can be corrected by the positioning accuracy between the pair of substrates, troubles required for the correction are generated.
また、基板上にパターン部等を形成した後に生じる基板の収縮を抑制することを目的と
して、パターン部を形成する前に、当該基板の歪み点温度以上の温度で基板のアニール処
理を施した場合、例えば、ガラス基板については、当該基板の歪み点温度以上の温度であ
る600℃以上の温度でアニール処理を施す必要がある。したがって、高温でアニール処
理が可能な熱処理装置を用意したり、半導体装置用基板の製造プロセスにおいて温度を上
げるために要する時間が延びたりしてしまうため、製造設備に要するコストの増大、及び
生産性の低下を招いてしまう問題点が生じる。
In addition, when the substrate is annealed at a temperature equal to or higher than the strain point temperature of the substrate before the pattern portion is formed in order to suppress the shrinkage of the substrate that occurs after the pattern portion or the like is formed on the substrate. For example, a glass substrate needs to be annealed at a temperature of 600 ° C. or higher, which is a temperature higher than the strain point temperature of the substrate. Accordingly, a heat treatment apparatus capable of annealing at a high temperature is prepared, and the time required for raising the temperature in the manufacturing process of the substrate for a semiconductor device is extended. There arises a problem that leads to a decrease in the number.
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、半導体装置用基
板の製造プロセス中に生じ得る基板の収縮を抑制し、形成されるべきパターン部等の位置
ずれを一因として生じる不具合を低減でき、且つ製造コストの増大及び生産性の低下を抑
制可能な半導体装置用基板の製造方法、及び、それを応用した電気光学装置の製造方法を
提供することを課題とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems and the like. For example, the shrinkage of the substrate that may occur during the manufacturing process of the substrate for a semiconductor device is suppressed, and the positional deviation of the pattern portion to be formed is reduced. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a substrate for a semiconductor device capable of reducing defects caused as a cause and suppressing an increase in manufacturing cost and a decrease in productivity, and a method for manufacturing an electro-optical device using the same. .
本発明に係る半導体装置用基板の製造方法は上記課題を解決するために、基板上に、圧
縮応力が170MPa以上であるシリコン酸化膜を形成する第1工程と、前記基板の歪み
点温度以下であり、且つ、前記基板上に形成されるべき半導体層の活性化温度以上の温度
であるアニール温度に処理温度が設定された温度条件下で、前記シリコン酸化膜にアニー
ル処理を施す第2工程と、前記アニール処理が施されたシリコン酸化膜上に、所定の平面
形状を有するパターン部を形成する第3工程と、前記パターン部上に、圧縮応力が150
MPa以上であるシリコン窒化膜を形成する第4工程と、前記アニール温度以下であり、
且つ前記活性化温度以上の温度範囲に処理温度が設定された温度条件下で、前記シリコン
窒化膜上に前記半導体層を形成する第5工程と備えている。
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present invention includes a first step of forming a silicon oxide film having a compressive stress of 170 MPa or more on a substrate, and a strain point temperature of the substrate or lower. And a second step of annealing the silicon oxide film under a temperature condition in which a processing temperature is set to an annealing temperature that is equal to or higher than an activation temperature of a semiconductor layer to be formed on the substrate. A third step of forming a pattern portion having a predetermined planar shape on the annealed silicon oxide film, and a compressive stress of 150 on the pattern portion.
A fourth step of forming a silicon nitride film that is equal to or higher than MPa, and the annealing temperature or lower;
And a fifth step of forming the semiconductor layer on the silicon nitride film under a temperature condition in which a processing temperature is set in a temperature range equal to or higher than the activation temperature.
本発明に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、第1工程では、ガラス基板等の基
板上に、例えば、CVD法等の汎用の成膜法を用いてシリコン酸化膜を形成する。この際
、シリコン酸化膜中の圧縮応力が170MPa以上になるように、例えば、シリコン酸化
膜の成膜条件等の各種条件を調整する。
According to the semiconductor device substrate manufacturing method of the present invention, in the first step, a silicon oxide film is formed on a substrate such as a glass substrate by using a general-purpose film forming method such as a CVD method. At this time, for example, various conditions such as a film formation condition of the silicon oxide film are adjusted so that the compressive stress in the silicon oxide film becomes 170 MPa or more.
第2工程では、前記基板の歪み点温度以下であり、且つ、前記基板上に形成されるべき
半導体層の活性化温度以上の温度であるアニール温度に処理温度が設定された温度条件下
で、前記シリコン酸化膜にアニール処理を施す。ここで、「基板上に形成されるべき半導
体層の活性化温度」とは、後の工程を経て基板上に形成されるTFT等の半導体素子の活
性層に不純物をドープする際に、ソース領域及びドレイン領域が当該ドーピングによって
形成可能になるように設定される半導体層の温度をいう。尚、基板としてガラス基板を用
いる場合には、基板の歪み点温度は、約500℃である。
In the second step, under a temperature condition in which a processing temperature is set to an annealing temperature that is equal to or lower than a strain point temperature of the substrate and is equal to or higher than an activation temperature of a semiconductor layer to be formed on the substrate, The silicon oxide film is annealed. Here, “the activation temperature of the semiconductor layer to be formed on the substrate” refers to the source region when doping an active layer of a semiconductor element such as a TFT formed on the substrate through a subsequent process. The temperature of the semiconductor layer is set so that the drain region can be formed by the doping. In addition, when using a glass substrate as a board | substrate, the strain point temperature of a board | substrate is about 500 degreeC.
第3工程では、前記アニール処理が施されたシリコン酸化膜上に、所定の平面形状を有
するパターン部を形成する。パターン部は、例えば、後の工程で形成される半導体層に、
基板側から入射光が照射されないように当該半導体層を遮光する遮光膜、或いは基板上に
形成される配線層である。
In the third step, a pattern portion having a predetermined plane shape is formed on the annealed silicon oxide film. For example, the pattern portion is formed on a semiconductor layer formed in a later step.
It is a light-shielding film that shields the semiconductor layer so that incident light is not irradiated from the substrate side, or a wiring layer formed on the substrate.
第4工程では、前記パターン部上に、圧縮応力が150MPa以上であるシリコン窒化
膜を形成する。シリコン窒化膜中の圧縮応力は、CVD法等の汎用の成膜法を用いて当該
シリコン窒化膜を形成する際の成膜条件を調整することによって設定される。
In the fourth step, a silicon nitride film having a compressive stress of 150 MPa or more is formed on the pattern portion. The compressive stress in the silicon nitride film is set by adjusting film formation conditions when forming the silicon nitride film using a general-purpose film formation method such as a CVD method.
第5工程では、前記アニール温度以下であり、且つ前記活性化温度以上の温度範囲に処
理温度が設定された温度条件下で、前記シリコン窒化膜上に前記半導体層を形成する。こ
こで、第5工程は、前記シリコン窒化膜上に半導体層を形成する工程のみを含むのではな
く、半導体層を形成した後、当該半導体層に不純物をドープすることによって、トランジ
スタのソース領域及びドレイン領域の夫々になるべき領域を形成するまでの一連の工程を
含む。
In the fifth step, the semiconductor layer is formed on the silicon nitride film under a temperature condition that is equal to or lower than the annealing temperature and a processing temperature set in a temperature range equal to or higher than the activation temperature. Here, the fifth step does not include only a step of forming a semiconductor layer on the silicon nitride film, but after forming the semiconductor layer, the semiconductor layer is doped with an impurity, so that the source region of the transistor and A series of steps until formation of regions to be the drain regions is included.
本発明に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、パターン部が形成される下地とな
り、且つ、第1工程で形成されるシリコン酸化膜中の圧縮応力と、第2工程においてシリ
コン酸化膜に施されるアニール処理の処理温度と、第4工程においてパターン部上に形成
されるシリコン窒化膜中の圧縮応力との夫々の設定値が相互に適切な設定値に設定されて
いる。より具体的には、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、基板上における下
地膜及び層間絶縁膜の夫々として形成されるシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の種類及
びそれら各々に作用する圧縮応力、並びに、シリコン酸化膜がアニール処理されるアニー
ル温度及びそのタイミングが適切な設定値に設定されていない場合に比べて、第1工程前
の基板のサイズを基準とする、第5工程後の基板のサイズの変化量、言い換えれば第1工
程前の基板のサイズを基準とする基板収縮量を低減できる。
According to the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present invention, the compressive stress in the silicon oxide film formed in the first process and the silicon oxide film in the second process becomes a base on which the pattern portion is formed. The set values of the annealing temperature to be applied and the compressive stress in the silicon nitride film formed on the pattern portion in the fourth step are set to mutually appropriate set values. More specifically, according to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the types of silicon oxide film and silicon nitride film formed as the base film and the interlayer insulating film on the substrate, respectively, and the compression acting on each of them. Compared with the case where the stress and the annealing temperature at which the silicon oxide film is annealed and the timing thereof are not set to appropriate set values, the size after the fifth step is based on the size of the substrate before the first step. The amount of change in the size of the substrate, in other words, the amount of shrinkage of the substrate based on the size of the substrate before the first step can be reduced.
したがって、本発明に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、基板の収縮に起因し
て生じるパターン部の位置が当初の設計値に基づく位置からずれる位置ずれを低減でき、
当該位置ずれを一因として半導体装置に生じる不具合を低減できる。より具体的には、本
発明に係る半導体装置の製造方法によれば、例えば、パターン部が遮光膜である場合には
、基板上に形成される半導体層に基板側から光が照射されることによって当該半導体層に
発生する光リーク電流を一因とする回路部の動作不良等の不具合を低減できる。また、パ
ターン部が配線部である場合には、配線部と電気的に相互に接続される半導体層と、当該
配線部との夫々の位置が相互にずれることによって生じ得る接続不良等の不具合を低減で
きる。また、本発明に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、配線部及び半導体層を
相互に電気的に確実に接続できるだけの効果にとどまらず、当該配線部と、半導体層と同
層、或いはその上層に設けられる導電部を含む回路部との夫々の位置を正確に設計通りに
設定することができるため、当該配線部及び当該回路部間を電気的に接続可能なように、
当該配線部及び当該回路部間にコンタクト部を形成することも可能である。
Therefore, according to the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present invention, it is possible to reduce a positional deviation in which the position of the pattern portion generated due to the contraction of the substrate deviates from the position based on the original design value.
Problems caused in the semiconductor device due to the misalignment can be reduced. More specifically, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, for example, when the pattern portion is a light shielding film, the semiconductor layer formed on the substrate is irradiated with light from the substrate side. Accordingly, it is possible to reduce malfunctions such as malfunction of the circuit portion due to light leakage current generated in the semiconductor layer. In addition, in the case where the pattern portion is a wiring portion, the semiconductor layer electrically connected to the wiring portion and a defect such as a connection failure that may occur due to the respective positions of the wiring portion being shifted from each other. Can be reduced. In addition, according to the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present invention, not only the effect that the wiring part and the semiconductor layer can be electrically and reliably connected to each other, but also the wiring part and the same layer as the semiconductor layer, or Since each position with the circuit part including the conductive part provided in the upper layer can be accurately set as designed, so that the wiring part and the circuit part can be electrically connected,
It is also possible to form a contact portion between the wiring portion and the circuit portion.
また、本発明に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、シリコン酸化膜をアニール
処理する処理温度と、シリコン窒化膜上に前記半導体層を形成する際の処理温度との夫々
を、基板の歪み点温度以下の温度にすることが可能である。したがって、本発明に半導体
装置の製造方法によれば、基板の歪み点温度を超える温度に処理温度を設定しなくても、
シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜、並びに半導体層を形成できると共に、基板の収縮量
を低減可能であるため、基板の歪み点以上の温度でアニール処理を施すための熱処理装置
を用意する必要がない。加えて、半導体装置の製造プロセスにおいて、基板の歪み点以上
の温度に処理温度を上げなくてもよいため、処理温度を上昇させるために要する時間を短
縮することが可能である。
Further, according to the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present invention, each of the processing temperature for annealing the silicon oxide film and the processing temperature for forming the semiconductor layer on the silicon nitride film is determined on the substrate. It is possible to set the temperature below the strain point temperature. Therefore, according to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, even if the processing temperature is not set to a temperature exceeding the strain point temperature of the substrate,
Since a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a semiconductor layer can be formed and the amount of shrinkage of the substrate can be reduced, it is not necessary to prepare a heat treatment apparatus for performing an annealing process at a temperature higher than the strain point of the substrate. In addition, in the semiconductor device manufacturing process, it is not necessary to increase the processing temperature to a temperature equal to or higher than the strain point of the substrate, so that it is possible to reduce the time required to increase the processing temperature.
よって、本発明に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、半導体装置用基板を製造
する際に用いられる製造装置に要する製造コストの増大、及び、半導体装置用基板を製造
する際の生産性の低下を抑制可能である。
Therefore, according to the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present invention, an increase in manufacturing cost required for a manufacturing apparatus used when manufacturing the substrate for a semiconductor device, and productivity when manufacturing a substrate for a semiconductor device are provided. Can be suppressed.
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、圧縮応
力が170MPa以上であるシリコン酸化膜を形成する第1工程と、前記基板の歪み点温
度以下であり、且つ、前記基板上に形成されるべき半導体層の活性化温度以上の温度であ
るアニール温度に処理温度が設定された温度条件下で、前記シリコン酸化膜にアニール処
理を施す第2工程と、前記アニール処理が施されたシリコン酸化膜上に、所定の平面形状
を有するパターン部を形成する第3工程と、前記パターン部上に、圧縮応力が150MP
a以上であるシリコン窒化膜を形成する第4工程と、前記アニール温度以下であり、且つ
前記活性化温度以上の温度範囲に処理温度が設定された温度条件下で、画素スイッチング
用トランジスタの活性層となる前記半導体層を前記シリコン窒化膜上の表示領域に形成す
る第5工程とを備えている。
In order to solve the above problems, the method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention includes a first step of forming a silicon oxide film having a compressive stress of 170 MPa or more on a substrate, and a strain point temperature of the substrate or lower. And a second step of subjecting the silicon oxide film to an annealing treatment under a temperature condition in which a treatment temperature is set to an annealing temperature that is a temperature equal to or higher than an activation temperature of a semiconductor layer to be formed on the substrate; A third step of forming a pattern portion having a predetermined planar shape on the annealed silicon oxide film; and a compressive stress of 150 MP on the pattern portion.
a fourth step of forming a silicon nitride film that is greater than or equal to a and an active layer of a pixel switching transistor under a temperature condition that is lower than the annealing temperature and a processing temperature is set in a temperature range equal to or higher than the activation temperature. And forming a semiconductor layer in the display region on the silicon nitride film.
本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、上述の半導体装置の製造方法と同様に
、第1工程乃至第5工程の各工程を経て液晶装置等の電気光学装置を製造する。本発明に
係る電気光学装置の製造方法によれば、シリコン窒化膜上に形成される半導体層は、シリ
コ窒化膜上の表示領域を構成する複数の画素領域に設けられる画素スイッチング用トラン
ジスタの活性層である。
According to the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, an electro-optical device such as a liquid crystal device is manufactured through the first to fifth steps, similarly to the method for manufacturing a semiconductor device described above. According to the method for manufacturing an electro-optical device according to the invention, the semiconductor layer formed on the silicon nitride film is an active layer of a pixel switching transistor provided in a plurality of pixel regions constituting a display region on the silicon nitride film. It is.
本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、上述の半導体装置の製造方法と同様に
、基板の収縮に起因して生じるパターン部の位置が当初の設計値に基づく位置からずれる
位置ずれを低減でき、当該位置ずれを一因として電気光学装置に生じる不具合を低減でき
る。より具体的には、例えば、上述の半導体装置の製造方法と同様に、画素スイッチング
用トランジスタの活性層である半導体層に基板側から光が照射されることによって当該半
導体層に発生する光リーク電流を一因とする回路部の動作不良等の不具合を低減できるた
め、高品位の画像を表示可能な電気光学装置を製造可能である。また、パターン部が配線
部である場合には、配線部と電気的に相互に接続される半導体層と、当該配線部との夫々
の位置が相互にずれることによって生じ得る接続不良等の不具合を低減できる。また、本
発明に係る電気光学装置装置の製造方法によれば、配線部及び半導体層を相互に電気的に
確実に接続できるだけの効果にとどまらず、当該配線部と、半導体層と同層、或いはその
上層に設けられる導電部を含む画素部との夫々の位置を正確に設計通りに設定することが
できるため、当該配線部及び当該画素部間を電気的に接続可能なように、当該配線部及び
当該画素部間にコンタクト部を形成することも可能である。
According to the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, as in the above-described method for manufacturing a semiconductor device, the position shift of the pattern portion caused by the contraction of the substrate deviates from the position based on the original design value. It is possible to reduce the problem that occurs in the electro-optical device due to the positional deviation. More specifically, for example, as in the above-described method for manufacturing a semiconductor device, a light leakage current generated in the semiconductor layer when the semiconductor layer that is an active layer of the pixel switching transistor is irradiated with light from the substrate side. Therefore, it is possible to manufacture an electro-optical device capable of displaying a high-quality image. In addition, in the case where the pattern portion is a wiring portion, the semiconductor layer electrically connected to the wiring portion and a defect such as a connection failure that may occur due to the respective positions of the wiring portion being shifted from each other. Can be reduced. In addition, according to the method of manufacturing the electro-optical device device according to the present invention, the wiring portion and the semiconductor layer are not limited to the effects that can be electrically and reliably connected to each other. Since each position with respect to the pixel portion including the conductive portion provided in the upper layer can be accurately set as designed, the wiring portion and the pixel portion can be electrically connected so that the wiring portion can be electrically connected. In addition, a contact portion can be formed between the pixel portions.
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、シリコン酸化膜をアニール処理
する処理温度と、シリコン窒化膜上に前記半導体層を形成する際の処理温度との夫々を、
基板の歪み点温度以下の温度にすることが可能である。したがって、本発明に半導体装置
の製造方法によれば、基板の歪み点温度を超える温度に処理温度を設定しなくても、シリ
コン酸化膜及びシリコン窒化膜、並びに半導体層を形成できると共に、基板の収縮量を低
減可能であるため、基板の歪み点以上の温度でアニール処理を施すための熱処理装置を用
意する必要がない。加えて、電気光学装置の製造プロセスにおいて、基板の歪み点以上の
温度に処理温度を上げなくてもよいため、処理温度を上昇させるために要する時間を短縮
することが可能である。
Further, according to the method of manufacturing the electro-optical device according to the present invention, each of the processing temperature for annealing the silicon oxide film and the processing temperature for forming the semiconductor layer on the silicon nitride film,
It is possible to set the temperature below the strain point temperature of the substrate. Therefore, according to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the silicon oxide film, the silicon nitride film, and the semiconductor layer can be formed without setting the processing temperature to a temperature exceeding the strain point temperature of the substrate, and Since the amount of shrinkage can be reduced, it is not necessary to prepare a heat treatment apparatus for performing an annealing process at a temperature higher than the strain point of the substrate. In addition, in the manufacturing process of the electro-optical device, it is not necessary to raise the processing temperature to a temperature equal to or higher than the strain point of the substrate, so that it is possible to shorten the time required to raise the processing temperature.
よって、本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、電気光学装置を製造する際に
用いられる製造装置に要する製造コストの増大、及び、電気光学装置を製造する際の生産
性の低下を抑制可能である。
Therefore, according to the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, an increase in manufacturing cost required for a manufacturing device used when manufacturing the electro-optical device and a decrease in productivity when manufacturing the electro-optical device are achieved. It can be suppressed.
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、第5工程の後、液晶層等の電気
光学層を介して当該基板に対向するように当該基板上に対向基板を配置することによって
、電気光学装置が組み上げられる。ここで、パターン部が、基板側から半導体層に照射さ
れる光を遮光する遮光膜であった場合、当該基板上において遮光膜が形成される領域は、
実質的に画像表示に寄与しない領域である。したがって、遮光膜は、対向基板側に設けら
れたカラーフィルタのうち実質的に画像表示に寄与する領域に重なる部分とは、ずらして
形成されるべきである。
Further, according to the method of manufacturing the electro-optical device according to the invention, after the fifth step, the counter substrate is disposed on the substrate so as to oppose the substrate via the electro-optical layer such as a liquid crystal layer. The electro-optical device is assembled. Here, when the pattern portion is a light shielding film that shields light applied to the semiconductor layer from the substrate side, the region where the light shielding film is formed on the substrate is:
This is a region that does not substantially contribute to image display. Therefore, the light shielding film should be formed so as to be shifted from the portion of the color filter provided on the counter substrate side that substantially overlaps the region contributing to image display.
しかしながら、遮光膜の位置が、基板の収縮に応じて当初の設計に基づく位置からずれ
た場合には、基板上の表示領域のうち実質的に画像表示に寄与する領域を狭めてしまい、
当該電気光学装置が画像を表示する表示性能を低下させてしまう。
However, when the position of the light-shielding film is shifted from the position based on the original design in accordance with the contraction of the substrate, the region that contributes substantially to the image display among the display regions on the substrate is narrowed.
The electro-optical device deteriorates display performance for displaying an image.
本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、第1工程乃至第5工程を経ることによ
って生じる基板の収縮量を低減可能であるため、パターン部の一例である遮光膜を当初の
設計通りに、言い換えれば、対向基板側に設けられるカラーフィルタのうち実質的に画像
表示に寄与する部分からずらしてシリコン酸化膜上に形成しておくことによって、電気光
学層を挟持する一対の基板を貼り合わせる際に生じる余計な手間を生じさせることなく、
電気光学装置の表示性能を高めることが可能である。
According to the method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention, it is possible to reduce the amount of shrinkage of the substrate that occurs through the first to fifth steps. Therefore, a light shielding film that is an example of a pattern portion is as originally designed. In other words, the color filter provided on the counter substrate side is formed on the silicon oxide film so as to be shifted from a portion that substantially contributes to image display, thereby attaching a pair of substrates sandwiching the electro-optic layer. Without incurring the extra effort that occurs when matching,
The display performance of the electro-optical device can be improved.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。 Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る半導体装置用基板の製造方法、及び電気光学
装置の製造方法の各実施形態を説明する。
Hereinafter, embodiments of a method for manufacturing a substrate for a semiconductor device and a method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<1:半導体装置用基板の製造方法>
先ず、図1乃至図4を参照しながら、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法を
説明する。図1及び図2は、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法の主要な工程
を順に示した工程断面図である。図3は、本願発明者が行った評価の評価対象となったサ
ンプルの各種条件の一覧を示した一覧表である。図4は、図3に示したサンプルの夫々に
ついて基板の収縮量の変化をアニール処理炉の位置の対して示したグラフである。
<1: Manufacturing Method of Substrate for Semiconductor Device>
First, a method for manufacturing a semiconductor device substrate according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are process cross-sectional views sequentially showing main processes of the method for manufacturing a semiconductor device substrate according to the present embodiment. FIG. 3 is a list showing a list of various conditions of a sample that is an evaluation target of the evaluation performed by the present inventor. FIG. 4 is a graph showing the change in the amount of contraction of the substrate with respect to the position of the annealing furnace for each of the samples shown in FIG.
図1(a)に示すように、本発明の「第1工程」の一例であるシリコン酸化膜形成工程
では、本発明の「基板」の一例であるガラス基板210上に、CVD法等の汎用の成膜法
を用いてシリコン酸化膜241aを形成する。この際、シリコン酸化膜中241aの圧縮
応力が170MPa以上になるように、シリコン酸化膜241aの成膜条件を調整する。
As shown in FIG. 1A, in a silicon oxide film forming process which is an example of the “first process” of the present invention, a general purpose method such as a CVD method is formed on a
次に、図1(b)に示すように、本発明の「第2工程」の一例であるアニール処理工程
では、ガラス基板210の歪み点温度以下であり、且つ、ガラス基板210上に形成され
るべき半導体層の活性化温度以上の温度であるアニール温度に処理温度が設定された温度
条件下で、シリコン酸化膜241aにアニール処理を施す。本実施形態では、ガラス基板
210の基板の歪み点温度は、約500℃である。したがって、アニール処理を施す際の
処理温度は、500℃以下に設定される。ここで、アニール処理を施す際の処理温度の下
限値は、ガラス基板210上に形成されるべき半導体層の活性化温度以上である。「ガラ
ス基板210上に形成されるべき半導体層の活性化温度」とは、後の工程(図2(e)参
照。)を経てガラス基板210上に形成されるTFT等の半導体素子の活性層に不純物を
ドープする際に、当該活性層におけるソース領域及びドレイン領域が当該ドーピングによ
って形成可能になるように設定される半導体層の温度である。
Next, as shown in FIG. 1B, in the annealing process which is an example of the “second process” of the present invention, the temperature is not higher than the strain point temperature of the
次に、図1(c)に示すように、本発明の「第3工程」の一例である配線部形成工程で
は、アニール処理工程においてシリコン酸化膜241aにアニール処理が施されることに
よって形成されたシリコン酸化膜241上に、本発明の「パターン部」の一例である配線
部211を形成する。配線部211は、後の工程で形成される半導体層201a(図2(
e)参照。)と共にガラス基板210上の回路部を構成するように、所定の平面形状にパ
ターニングされた導電層である。配線部211は、後の工程で形成される半導体層201
a(図2(e)参照。)に、ガラス基板210側から入射光が照射されないように当該半
導体層を遮光する遮光膜として形成されていてもよい。
Next, as shown in FIG. 1C, in the wiring portion forming process which is an example of the “third process” of the present invention, the
e) See. ) And a conductive layer patterned into a predetermined planar shape so as to constitute a circuit portion on the
a (see FIG. 2E) may be formed as a light-shielding film that shields the semiconductor layer so that incident light is not irradiated from the
次に、図2(d)に示すように、本発明の「第4工程」の一例であるシリコン窒化膜形
成工程では、配線部211上に、圧縮応力が150MPa以上であるシリコン窒化膜24
2を形成する。シリコン窒化膜242中の圧縮応力は、CVD法等の汎用の成膜法を用い
て当該シリコン窒化膜242を形成する際の成膜条件を調整することによって設定可能で
ある。
Next, as shown in FIG. 2D, in the silicon nitride film forming process as an example of the “fourth process” of the present invention, the silicon nitride film 24 having a compressive stress of 150 MPa or more on the
2 is formed. The compressive stress in the
次に、図2(e)に示すように、本発明の「第5工程」の一例である活性層形成工程で
は、上述のアニール処理工程におけるアニール温度以下であり、且つ、形成すべき半導体
層201aの活性化温度以上の温度範囲に処理温度が設定された温度条件下で、シリコン
窒化膜242上に半導体層201aを形成する。半導体層201aは、例えば、アモルフ
ァスシリコン膜である。半導体層201aを形成した後、ゲート絶縁膜として機能する絶
縁膜202を形成する。半導体層201aのうちゲート電極203a2に重なる部分が、
TFT230のチャネル領域になる。その後、半導体層201aの活性化温度以上の温度
条件下で、ゲート電極203a2上から半導体層201aに不純物をドープすることによ
って、半導体層201a中にソース領域201s及びドレイン領域201dを形成し、T
FT230が形成される。したがって、半導体層201aは、ガラス基板210上に形成
されるTFT230の活性層を構成している。
Next, as shown in FIG. 2E, in the active layer forming step which is an example of the “fifth step” of the present invention, the semiconductor layer is to be formed at a temperature lower than or equal to the annealing temperature in the annealing treatment step described above. The
It becomes a channel region of the
次に、図2(f)に示すように、絶縁膜202及び243を貫通し、ソース領域201
s及びドレイン領域201dの夫々に電気的に接続されたコンタクト部281及び283
を形成することによって、ガラス基板210上の回路部を形成し、半導体装置用基板20
1を製造する。尚、本実施形態では、コンタクト部281及び283の上層側に形成され
る素子及び配線等の回路部の構成要素となり得る部分の図示を省略しているが、これら構
成要素は、半導体装置用基板201の設計に応じて必要な回路部を構成するように絶縁膜
243上に形成されていればよい。
Next, as shown in FIG. 2F, the insulating
Contact
By forming the circuit portion on the
1 is manufactured. In the present embodiment, illustration of parts that can be constituent elements of circuit parts such as elements and wirings formed on the upper layer side of the
以上の工程を含む、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、配線部2
11が形成される下地となり、且つ、シリコン酸化膜工程で形成されるシリコン酸化膜2
41a中の圧縮応力と、アニール処理においてシリコン酸化膜241aに施されるアニー
ル処理の処理温度と、シリコン窒化膜形成工程において配線部211上に形成されるシリ
コン窒化膜242中の圧縮応力との夫々の設定値が相互に適切な設定値に設定されている
。より具体的には、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、ガラス基板
210上における下地膜及び層間絶縁膜の夫々として形成される絶縁膜の種類及びそれら
各々に作用する圧縮応力、並びに、シリコン酸化膜がアニール処理されるアニール温度及
びそのタイミングが適切な設定値に設定されていない場合に比べて、シリコン酸化膜工程
前のガラス基板210のサイズを基準とする、活性層形成工程後のガラス基板210のサ
イズの変化量、言い換えればシリコン酸化膜形成工程前のガラス基板210のサイズを基
準とするガラス基板210の基板収縮量を低減できる。
According to the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to this embodiment including the above steps, the
The
The compressive stress in 41a, the annealing treatment temperature applied to the
したがって、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、ガラス基板21
0の収縮に起因して生じる、配線部211の位置が当初の設計値に基づく位置からずれる
位置ずれを低減でき、当該位置ずれを一因として半導体装置201に生じる不具合を低減
できる。より具体的には、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、例え
ば、配線部211が遮光膜である場合には、ガラス基板210上に形成される半導体層2
01aにガラス基板210側から光が照射されることによって当該半導体層201aに発
生する光リーク電流を一因とする回路部の動作不良等の不具合を低減できる。また、配線
部211に電気的に相互に接続される半導体層201aと、当該配線部211との夫々の
位置が相互にずれることによって生じ得る接続不良等の不具合を低減できる。
Therefore, according to the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present embodiment, the
It is possible to reduce misalignment that occurs due to the contraction of 0 and the position of the
Irradiation of light from 01a to the
また、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、配線部211及び半導
体層201aを相互に電気的に確実に接続できるだけの効果にとどまらず、当該配線部2
11と、半導体層201aと同層、或いはその上層に設けられる導電部を含む回路部との
夫々の位置を正確に設計通りに設定することができるため、当該配線部211及び当該回
路部間を電気的に接続可能なように、当該配線部211及び当該回路部間にコンタクト部
を形成することも可能である。
In addition, according to the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present embodiment, the
11 and the circuit portion including the conductive portion provided in the same layer as the
また、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、シリコン酸化膜241
aをアニール処理する処理温度と、シリコン窒化膜242上に半導体層201aを形成す
る際の処理温度との夫々を、ガラス基板210の歪み点温度以下の温度にすることが可能
である。したがって、本実施形態に半導体装置用基板の製造方法によれば、ガラス基板2
10の歪み点温度を超える温度に処理温度を設定しなくても、シリコン酸化膜241及び
シリコン窒化膜242、並びに半導体層201aを形成できると共に、ガラス基板210
の収縮量を低減可能であるため、ガラス基板210の歪み点以上の温度でアニール処理を
施すための熱処理装置を用意する必要がない。加えて、半導体装置用基板201の製造プ
ロセスにおいて、ガラス基板210の歪み点以上の温度に処理温度を上げなくてもよいた
め、処理温度を上昇させるために要する時間を短縮することが可能である。
In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device substrate according to the present embodiment, the
Each of the processing temperature for annealing a and the processing temperature for forming the
The
Therefore, it is not necessary to prepare a heat treatment apparatus for performing an annealing treatment at a temperature equal to or higher than the strain point of the
よって、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法によれば、半導体装置用基板2
01を製造する際に用いられる製造装置に要する製造コストの増大、及び、半導体装置用
基板201を製造する際の生産性の低下を抑制可能である。
Therefore, according to the method for manufacturing a semiconductor device substrate according to the present embodiment, the
It is possible to suppress an increase in manufacturing cost required for a manufacturing apparatus used when manufacturing 01 and a decrease in productivity when manufacturing the
次に、図3及び図4を参照しながら、本実施形態に係る半導体装置用基板の製造方法に
おける具体的な各種条件が最適な値に設定されていることを裏付けるために本願発明者が
行った評価であって、ガラス基板210上に形成されるシリコン酸化膜241a及びシリ
コン窒化膜242の夫々に作用する圧縮応力と、シリコン酸化膜241aをアニール処理
するタイミングとで特定される膜構造と、ガラス基板210の基板収縮量との関係につい
て評価した評価結果を説明する。
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the inventor of the present application has performed in order to confirm that various specific conditions in the method for manufacturing a semiconductor device substrate according to the present embodiment are set to optimum values. A film structure specified by a compressive stress acting on each of the
図3に示すように、本評価では、上述のガラス基板210上に形成されるシリコン酸化
膜241a及びシリコン窒化膜242の夫々に作用する圧縮応力と、シリコン酸化膜24
1aをアニール処理するタイミングとの夫々が相互に異なる4つのサンプル(図3のサン
プル一覧表における膜構造1乃至4)について、ガラス基板210の基板収縮量を測定し
た。尚、ガラス基板210の基板収縮量は、シリコン酸化膜241aをアニール処理する
アニール炉中の複数の位置(位置0乃至22)の夫々を各サンプルが通過する際に発生し
ていた基板収縮量を測定した。また、本評価では、シリコン酸化膜241aをアニール処
理する際のアニール温度、即ちアニール炉内の処理温度を、ガラス基板210の歪み点温
度である500℃以下であり、且つ、ガラス基板210上に形成されるべき半導体層20
1aの活性化温度以上の温度に統一した温度条件下で基板収縮量を測定している。
As shown in FIG. 3, in this evaluation, the compressive stress acting on each of the
The substrate shrinkage of the
The amount of shrinkage of the substrate is measured under a temperature condition unified to a temperature equal to or higher than the activation temperature of 1a.
図4に示すように、本評価によれば、膜構造4がアニール炉の位置に対して最もガラス
基板210の基板収縮量が小さく、且つ炉内の位置に対するばらつきも小さい。したがっ
て、本評価によれば、シリコン酸化膜241aに作用する圧縮応力が170MPa以上で
あり、シリコン窒化膜242に作用する圧縮応力が150MPa以上である状態で、シリ
コン酸化膜241aを形成した後にシリコン酸化膜241aにアニール処理することによ
って、ガラス基板210の基板収縮量を最も小さくすることが可能であることが裏付けら
れた。
As shown in FIG. 4, according to this evaluation, the
<2:電気光学装置>
次に、図5乃至図9を参照しながら、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法によっ
て製造可能な電気光学装置の一例である液晶装置1の構成を説明する。
<2: Electro-optical device>
Next, the configuration of the
<2−1:電気光学装置の全体構成>
図5及び図6を参照しながら、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法によって製造
される液晶装置1の全体構成を説明する。図5は、本実施形態に係る電気光学装置の製造
方法によって製造される液晶装置1の平面図であり、図6は、図5のVI−VI´断面図
である。
<2-1: Overall configuration of electro-optical device>
The overall configuration of the
図1及び図2において、液晶装置1では、ガラス基板であるTFTアレイ基板10と、
対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液
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、複数の画素部が
設けられる表示領域たる画像表示領域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, in the
The
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等
からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、
加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と
対向基板20との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガ
ラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
The sealing
It is cured by heating or the like. In the sealing
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。尚、画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換
えれば、本実施形態においては特に、TFTアレイ基板10の中心から見て、この額縁遮
光膜53より以遠が周辺領域として規定されている。
A light-shielding frame light-shielding
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、デ
ータ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿っ
て設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額
縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10
aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間をつなぐため、TFTアレイ基板1
0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。
A data
In order to connect the two scanning
A plurality of
対向基板20の4つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導
通材106が配置されている。他方、TFTアレイ基板10にはこれらのコーナー部に対
向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、TFTアレイ基板1
0と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
Vertical
Electrical conduction can be established between 0 and the
図6において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、
データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。他方、
対向基板20上には、対向電極21の他、格子状又はストライプ状の遮光膜23、更には
最上層部分に配向膜が形成されている。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティ
ック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
In FIG. 6, on the
An alignment film is formed on the
On the
尚、図5及び図6に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路1
01、走査線駆動回路104等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリ
ングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリ
チャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の
当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
The data line driving
01, a sampling circuit that samples the image signal on the image signal line and supplies it to the data line in addition to the driving circuit such as the scanning
<2−2:画素部における構成>
次に、図7乃至図9を参照しながら、液晶装置1の画素部の構成を詳細に説明する。図
7は、液晶装置1の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素
における各種素子、配線等の等価回路である。図8は、データ線、走査線、画素電極等が
形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素部の平面図である。図9は、図8の
IX−IX´断面図である。尚、図9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。
<2-2: Configuration in Pixel Unit>
Next, the configuration of the pixel portion of the
図7において、液晶装置1の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に配列された
複数の画素領域の夫々には、画素電極9a及びTFT30が形成されている。TFT30
は、画素電極9aに電気的に接続されており、液晶装置1の動作時にITO等の透明導電
膜で構成された画素電極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6
a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. 7, a
Is electrically connected to the
a is electrically connected to the source of the
TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、液晶装置1は、所定のタ
イミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、・・・、Gmを、この順に線
順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的
に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉
じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、・・・、Snが所定
のタイミングで書き込まれる。画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に
書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、・・・、Snは、対向基板に形成された
対向電極との間で一定期間保持される。
The
液晶層50に含まれる液晶は、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1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。蓄積容量70は、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
向電極との間に形成される液晶容量と並列に付加されている。
The liquid crystal contained in the
次に、図8及び図9を参照して、画素部の具体的な構成を説明する。図8において、液
晶装置1のTFTアレイ基板10上には、X方向及びY方向に対してマトリクス状に複数
の透明な画素電極9a(点線部9a´により輪郭が示されている)が設けられており、画
素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。T
FTアレイ基板10上の画像表示領域10aのうち縦横に延びるデータ線6a及び走査線
3a等の不透明な配線、並びに、図5及び図6で図示した遮光膜が形成された領域は、画
像表示領域10aのうち実質的に光が透過しない非開口領域である。画素スイッチング用
のTFT30は、走査線3a及びデータ線6aが相互に交差する領域の夫々に設けられて
いる。
Next, a specific configuration of the pixel portion will be described with reference to FIGS. In FIG. 8, on the
Of the
走査線3aのうち、図8中において半導体層1aにおける右上がりの斜線領域で示した
チャネル領域1cに対向するように重なる部分が、TFT30のゲート電極3a2である
。
Of the
データ線6aは、その上面が平坦化された絶縁膜44を下地として形成された下地膜4
4aa上に形成されており、コンタクトホール81を介してTFT30のソース領域1s
に電気的に接続されている。データ線6aは、TFT30を遮光する機能を有している。
データ線6a及びコンタクトホール81内部は、例えば、Al−Si−Cu、Al−Cu
等のAl(アルミニウム)含有材料、又はAl単体、若しくはAl層とTiN層等との多
層膜からなる。
The
The source region 1s of the
Is electrically connected. The
The inside of the
Al (aluminum) -containing material such as Al or a single layer of Al or a multilayer film of an Al layer and a TiN layer.
蓄積容量70は、ドレイン領域1d及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極
としての下部容量電極71と、固定電位側容量電極としての上部容量電極300の一部と
が、誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。下部容量電極71
は、絶縁膜43上に形成されている。
The
Is formed on the insulating
図8及び図9に示すように、上部容量電極300は、例えば金属又は合金を含む上側遮
光膜(内蔵遮光膜)としてTFT30の上側に設けられている。上部容量電極300は、
固定電位側容量電極としても機能する。上部容量電極300は、例えば、Ti(チタン)
、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)、Pd
(パラジウム)、Al(アルミニウム等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体
、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。上部容量
電極300は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる第1膜と高融点金属を含む金属
シリサイド膜等からなる第2膜とが積層された多層構造としてもよい。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
It also functions as a fixed potential side capacitor electrode. The
, Cr (chromium), W (tungsten), Ta (tantalum), Mo (molybdenum), Pd
(Palladium), Al (comprising at least one of metals such as aluminum, a single metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, a laminate of these, etc. The
下部容量電極71は、例えば導電性のポリシリコン膜や、例えば、Ti、Cr、W、T
a、Mo、Pd、Al等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シ
リサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなり画素電位側容量電極として
機能する。下部容量電極71は、画素電極9aとTFT30のドレイン領域1dとを電気
的に中継する画素電位側容量電極としての機能の他、TFT30を遮光する上側遮光膜と
しての機能も有する。下部容量電極71も、上部容量電極300と同様に、金属又は合金
を含む単一層膜若しくは多層膜から構成されていてもよい。
The
It consists of a single metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, or a laminate of these, including at least one of metals such as a, Mo, Pd, and Al, and functions as a pixel potential side capacitor electrode. The
容量電極としての下部容量電極71と上部容量電極300との間に配置される誘電体膜
75は、例えばHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide
)膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等から構成される。
The
) A silicon oxide film such as a film or a silicon nitride film.
上部容量電極300は、画素電極9aが配置された画像表示領域10aからその周囲に
延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。
The
TFT30の下側に、シリコン窒化膜である絶縁膜42を介してTFT30と隔てられ
、且つシリコン酸化膜である絶縁膜41を下地とし、TFTアレイ基板10上に格子状に
設けられた下側遮光膜11は、本発明の「パターン部」の一例であり、TFTアレイ基板
10側から装置内に入射する戻り光からTFT30のチャネル領域1c及びその周辺を遮
光する。下側遮光膜11は、上部容量電極300と同様に、例えば、Ti、Cr、W、T
a、Mo、Pd等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シ
リサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。
Below the
It consists of a single metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, a laminate of these, etc. containing at least one of refractory metals such as a, Mo and Pd.
絶縁層42は、下側遮光膜11からTFT30を層間絶縁する機能の他、TFTアレイ
基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面の研磨時における
荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用TFT30の特性の劣化を防止する機
能を有する。
In addition to the function of insulating the
図8及び図9に示すように、液晶装置1は、透明なTFTアレイ基板10と、これに対
向配置される透明な対向基板20とを備えている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
TFTアレイ基板10には、画素電極9aが設けられており、その上側には、ラビング
処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられている。例えば、画素電極9a
はITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電性膜からなり、配向膜16は、ポリイミ
ド膜などの有機膜からなる。
A
Is made of a transparent conductive film such as an ITO (Indium Tin Oxide) film, and the
対向基板20には、その全面に渡って対向電極21が設けられており、その下側には、
ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21
は、例えば、ITO膜などの透明導電性膜からなる。配向膜22は、ポリイミド膜などの
有機膜からなる。
The
An
Is made of a transparent conductive film such as an ITO film. The
対向基板20側には、対向電極21及び対向基板20間に設けられたカラーフィルタ2
6が形成されている。カラーフィルタ26は、画像表示領域10aを構成する複数の画素
領域の夫々における開口領域72aに重なるように正確に位置決めされており、液晶層5
0で変調された光のうち赤色光、緑色光、及び青色光のうち画素部に対応した色光を図9
中の対向基板20上に透過させる。尚、TFT30は、TFTアレイ基板10上の非開口
領域72bに形成されている。
On the side of the
6 is formed. The
Of the red light, green light, and blue light modulated by 0, the color light corresponding to the pixel portion is shown in FIG.
The light is transmitted on the
対向基板20には、格子状又はストライプ状の遮光膜を設けるようにしてもよい。この
ような構成を採ることで、上部容量電極300として設けられた上側遮光膜と併せ、TF
Tアレイ基板10側からの入射光のチャネル領域1cないしその周辺への侵入を阻止する
のをより確実に阻止することができる。
The
It is possible to more reliably prevent the incident light from the
このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対面するように配置されたTF
Tアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が形成される。液晶層50は、
画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向
状態をとる。
TF configured as described above and arranged so that the
A
A predetermined alignment state is obtained by the
図9において、画素スイッチング用TFT30は、ゲート電極3a2、走査線3aから
の電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1c、走査線3aと半導
体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜2、ソース領域1s及びドレイン領域1
dを備えて構成されている。尚、TFT30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を
有していてもよい。LDD構造を有するTF30によれば、TFT30トランジスタの高
速動作が可能となり、液晶装置1の表示性能を高めることが可能である。
In FIG. 9, a
d. The
下側遮光膜11上には、ソース領域1sへ通じるコンタクトホール81及びドレイン領
域1dへ通じるコンタクトホール83が各々開孔された絶縁膜43が形成されている。コ
ンタクトホール83によれば、画素電極9aへの画像信号の供給を確実に行うことが可能
であり、TFT30による画素部のスイッチング制御により、画像信号に応じた高品位の
画像を表示可能である。
On the lower
絶縁膜43上には下部容量電極71及び上部容量電極300が形成されており、これら
の上には、コンタクトホール81及び85が各々開孔された絶縁膜44が形成されている
。絶縁膜44上に形成された絶縁膜45は、データ線6a及び画素電極9aを相互に隔て
ている。コンタクトホール85は、絶縁膜44及び45を貫通し、下部容量電極71に電
気的に接続されている。
A
<3:電気光学装置の製造方法>
次に、図10及び図11を参照しながら、上述の液晶装置1を製造可能な、本実施形態
に係る電気光学装置の製造方法を説明する。図10及び図11は、本実施形態に係る電気
光学装置の製造方法の主要な工程を順に示した工程断面図である。
<3: Manufacturing method of electro-optical device>
Next, a method for manufacturing the electro-optical device according to the present embodiment capable of manufacturing the above-described
図10(a)に示すように、本発明の「第1工程」の一例であるシリコン酸化膜形成工
程では、本発明の「基板」の一例であるTFTアレイ基板10上に、CVD法等の汎用の
成膜法を用いて絶縁膜41aを形成する。この際、絶縁膜41a中の圧縮応力が170M
Pa以上になるように、絶縁膜41aの成膜条件を調整する。
As shown in FIG. 10A, in the silicon oxide film forming process which is an example of the “first process” of the present invention, a CVD method or the like is formed on the
The film formation conditions of the insulating
次に、図10(b)に示すように、本発明の「第2工程」の一例であるアニール処理工
程では、TFTアレイ基板10の歪み点温度以下であり、且つ、TFTアレイ基板10上
に形成されるべき半導体層の活性化温度以上の温度であるアニール温度に処理温度が設定
された温度条件下で、絶縁膜41aにアニール処理を施す。本実施形態では、TFTアレ
イ基板10の基板の歪み点温度は、約500℃である。したがって、アニール処理を施す
際の処理温度は、500℃以下に設定される。ここで、アニール処理を施す際の処理温度
の下限値は、TFTアレイ基板10上に形成されるべき半導体層の活性化温度以上である
。「TFTアレイ基板10上に形成されるべき半導体層の活性化温度」とは、後の工程(
図11(e)参照。)を経てTFTアレイ基板10上に形成されるTFT30の活性層で
ある半導体層1aに不純物をドープする際に、当該半導体層1aにおけるソース領域及び
ドレイン領域が当該ドーピングによって形成可能になるように設定される半導体層1aの
温度である。
Next, as shown in FIG. 10B, in the annealing process which is an example of the “second process” of the present invention, the temperature is lower than the strain point temperature of the
Refer to FIG. ) Is set so that the source region and the drain region in the semiconductor layer 1a can be formed by the doping when the semiconductor layer 1a which is the active layer of the
次に、図10(c)に示すように、本発明の「第3工程」の一例である遮光膜形成工程
では、アニール処理工程において絶縁膜41aにアニール処理が施されることによって形
成された絶縁膜41上に、本発明の「パターン部」の一例である遮光膜11を形成する。
遮光膜11は、後の工程で形成される半導体層1a(図2(e)参照。)と共にTFTア
レイ基板10上の回路部を構成するように、所定の平面形状にパターニングされた膜部で
ある。
Next, as shown in FIG. 10C, in the light shielding film forming process which is an example of the “third process” of the present invention, the insulating
The
次に、図11(d)に示すように、本発明の「第4工程」の一例であるシリコン窒化膜
形成工程では、遮光膜11上に、圧縮応力が150MPa以上である絶縁膜42を形成す
る。絶縁膜42中の圧縮応力は、CVD法等の汎用の成膜法を用いて当該絶縁膜42を形
成する際の成膜条件を調整することによって設定可能である。
Next, as shown in FIG. 11D, in the silicon nitride film forming process which is an example of the “fourth process” of the present invention, the insulating
次に、図11(e)に示すように、本発明の「第5工程」の一例である活性層形成工程
では、上述のアニール処理工程におけるアニール温度以下であり、且つ、形成すべき半導
体層1aの活性化温度以上の温度範囲に処理温度が設定された温度条件下で、絶縁膜42
上に半導体層1aを形成する。半導体層1aは、例えば、アモルファスシリコン膜である
。半導体層1aを形成した後、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜2を形成する。半導体
層1aのうちゲート電極3a2に重なる部分が、TFT30のチャネル領域1cになる。
続いて、半導体層1aの活性化温度以上の温度条件下で、ゲート電極3a2上から半導体
層1aに不純物をドープすることによって、半導体層1a中にソース領域1s及びドレイ
ン領域1dを形成し、TFT30を形成した後、液晶装置1の構成要素のうちTFT30
上に形成される構成要素を順次形成することによって、液晶装置1が製造される。
Next, as shown in FIG. 11E, in the active layer forming process which is an example of the “fifth process” of the present invention, the semiconductor layer which is equal to or lower than the annealing temperature in the annealing process described above and is to be formed. Under the temperature condition in which the processing temperature is set in the temperature range higher than the activation temperature of 1a, the insulating
A semiconductor layer 1a is formed thereon. The semiconductor layer 1a is, for example, an amorphous silicon film. After forming the semiconductor layer 1a, the insulating
Subsequently, the source region 1s and the drain region 1d are formed in the semiconductor layer 1a by doping impurities into the semiconductor layer 1a from above the gate electrode 3a2 under a temperature condition equal to or higher than the activation temperature of the semiconductor layer 1a. After forming the
The
以上の工程を含む、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法によれば、上述した半導
体装置用基板の製造方法によって奏される効果に加えて、液晶装置1の表示性能を高める
ことが可能になる効果が奏される。より具体的には、本実施形態に係る電気光学装置の製
造方法によれば、シリコン酸化膜形成工程乃至活性層形成工程を経ることによって生じる
TFTアレイ基板10の基板収縮量を低減可能であるため、遮光膜を当初の設計通りに、
言い換えれば、対向基板20側に設けられるカラーフィルタ26のうち実質的に画像表示
に寄与する部分からずらしてシリコン酸化膜41上に形成しておくことによって、画像表
示領域10aのうち実質的に光が透過する開口領域を狭めることがない。したがって、カ
ラーフィルタ26のうち開口領域に重なる部分と、遮光膜11とが相互に重ならないよう
に、当初の設計通りにカラーフィルタ26に対する遮光膜11の位置を設定しておくこと
によって開口領域を確保でき、液晶装置1の表示性能を高めることが可能になる。
According to the method for manufacturing an electro-optical device according to the present embodiment including the above steps, in addition to the effects exhibited by the above-described method for manufacturing a substrate for a semiconductor device, the display performance of the
In other words, the
1・・・液晶装置、1a・・・半導体層、10・・・TFTアレイ基板、11・・・遮
光膜、41,42,43,44,45・・・絶縁膜、201・・・半導体装置用基板、2
01a・・・半導体層
DESCRIPTION OF
01a ... Semiconductor layer
Claims (2)
前記基板の歪み点温度以下であり、且つ、前記基板上に形成されるべき半導体層の活性
化温度以上の温度であるアニール温度に処理温度が設定された温度条件下で、前記シリコ
ン酸化膜にアニール処理を施す第2工程と、
前記アニール処理が施されたシリコン酸化膜上に、所定の平面形状を有するパターン部
を形成する第3工程と、
前記パターン部上に、圧縮応力が150MPa以上であるシリコン窒化膜を形成する第
4工程と、
前記アニール温度以下であり、且つ前記活性化温度以上の温度範囲に処理温度が設定さ
れた温度条件下で、前記シリコン窒化膜上に前記半導体層を形成する第5工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置用基板の製造方法。 A first step of forming a silicon oxide film having a compressive stress of 170 MPa or more on the substrate;
The silicon oxide film is formed under a temperature condition in which a processing temperature is set to an annealing temperature that is equal to or lower than a strain point temperature of the substrate and is equal to or higher than an activation temperature of a semiconductor layer to be formed on the substrate. A second step of performing an annealing treatment;
A third step of forming a pattern portion having a predetermined planar shape on the annealed silicon oxide film;
A fourth step of forming a silicon nitride film having a compressive stress of 150 MPa or more on the pattern portion;
And a fifth step of forming the semiconductor layer on the silicon nitride film under a temperature condition that is lower than the annealing temperature and a processing temperature is set in a temperature range higher than the activation temperature. A method for manufacturing a semiconductor device substrate.
前記基板の歪み点温度以下であり、且つ、前記基板上に形成されるべき半導体層の活性
化温度以上の温度であるアニール温度に処理温度が設定された温度条件下で、前記シリコ
ン酸化膜にアニール処理を施す第2工程と、
前記アニール処理が施されたシリコン酸化膜上に、所定の平面形状を有するパターン部
を形成する第3工程と、
前記パターン部上に、圧縮応力が150MPa以上であるシリコン窒化膜を形成する第
4工程と、
前記アニール温度以下であり、且つ前記活性化温度以上の温度範囲に処理温度が設定さ
れた温度条件下で、画素スイッチング用トランジスタの活性層となる前記半導体層を前記
シリコン窒化膜上の表示領域に形成する第5工程と
を備えたことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 A first step of forming a silicon oxide film having a compressive stress of 170 MPa or more on the substrate;
The silicon oxide film is formed under a temperature condition in which a processing temperature is set to an annealing temperature that is equal to or lower than a strain point temperature of the substrate and is equal to or higher than an activation temperature of a semiconductor layer to be formed on the substrate. A second step of performing an annealing treatment;
A third step of forming a pattern portion having a predetermined planar shape on the annealed silicon oxide film;
A fourth step of forming a silicon nitride film having a compressive stress of 150 MPa or more on the pattern portion;
The semiconductor layer serving as an active layer of the pixel switching transistor is formed in the display region on the silicon nitride film under a temperature condition that is lower than the annealing temperature and a processing temperature is set in a temperature range higher than the activation temperature. And a fifth step of forming the electro-optical device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008315313A JP2010141083A (en) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | Method for manufacturing semiconductor device substrate, and method for manufacturing electro-optical device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018078334A (en) * | 2012-08-10 | 2018-05-17 | 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. | Thin-film transistor substrate |
-
2008
- 2008-12-11 JP JP2008315313A patent/JP2010141083A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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