JP2014153384A - Electro-optic device, method for manufacturing electro-optic device, and electronic equipment - Google Patents

Electro-optic device, method for manufacturing electro-optic device, and electronic equipment Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress degradation in transistor characteristics due to diffusion of an impurity when an impurity that gives an adverse influence on the transistor characteristics is present on a substrate for forming a transistor.SOLUTION: An electro-optic device includes a substrate body 10a, a first dielectric layer 35 covering a liquid crystal layer 50 side of the substrate body 10a, a barrier layer 33 covering at least a part of the first dielectric layer 35, a second dielectric layer 36 sandwiching the barrier layer 33 with the first dielectric layer 35, and a semiconductor layer of a transistor 30 formed above the second dielectric layer 36. The region where the barrier layer 33 is disposed overlaps a channel region 1a' of the semiconductor layer in a view along the normal direction of the surface on the liquid crystal layer 50 side of the substrate body 10a, and is equal to or larger than the channel region 1a'.

Description

本発明は、電気光学装置、当該電気光学装置の製造方法、及び当該電気光学装置を搭載した電子機器に関する。   The present invention relates to an electro-optical device, a method for manufacturing the electro-optical device, and an electronic apparatus equipped with the electro-optical device.

電気光学装置として、例えば液晶プロジェクターの光変調手段(ライトバルブ)として用いられるアクティブ駆動型の液晶装置が挙げられる。この液晶装置は、画素電極や画素電極を駆動する駆動素子などが配置された画素領域、及び駆動素子を駆動するための走査線駆動回路やデータ線駆動回路などが配置された周辺領域を有している。上述した駆動素子、走査線駆動回路、及びデータ線駆動回路は、薄膜トランジスターで構成され、薄膜トランジスターの特性が液晶装置の性能に大きく影響する。   As the electro-optical device, for example, an active drive type liquid crystal device used as light modulation means (light valve) of a liquid crystal projector can be cited. This liquid crystal device has a pixel region in which a pixel electrode and a driving element for driving the pixel electrode are arranged, and a peripheral region in which a scanning line driving circuit and a data line driving circuit for driving the driving element are arranged. ing. The driving element, the scanning line driving circuit, and the data line driving circuit described above are formed of thin film transistors, and the characteristics of the thin film transistors greatly affect the performance of the liquid crystal device.

図14は、従来技術における薄膜トランジスター500の構造を示す概略断面図である。図14に示すように、従来の薄膜トランジスター500は、例えば石英基板502の上に下地層503を介して、半導体層504、ゲート絶縁膜505、ゲート電極506、及び層間絶縁膜507が、この順に形成された構造を有する。ソース領域508及びドレイン領域509は、半導体層504に不純物をイオン注入して形成される。ゲート電極506、ソース電極510、及びドレイン電極511は、層間絶縁膜507を介した多層配線構造となっている。   FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a thin film transistor 500 in the prior art. As shown in FIG. 14, a conventional thin film transistor 500 includes, for example, a semiconductor layer 504, a gate insulating film 505, a gate electrode 506, and an interlayer insulating film 507 in this order via a base layer 503 on a quartz substrate 502. It has a formed structure. The source region 508 and the drain region 509 are formed by ion implantation of impurities into the semiconductor layer 504. The gate electrode 506, the source electrode 510, and the drain electrode 511 have a multilayer wiring structure with an interlayer insulating film 507 interposed therebetween.

薄膜トランジスター500の特性は、半導体層504とゲート絶縁膜505との界面の状態や、半導体層504と下地層503との界面の状態などによって変化する。例えば、薄膜トランジスター500における閾値電圧を制御するためには、不純物を混入させずにこれら界面を形成することが重要となる。これら界面への不純物の混入を抑制する方法として、特許文献1に記載の製造方法が提案されている。
特許文献1では、下地層503、半導体層504、及びゲート絶縁膜505を真空中で、大気にさらすことなく形成し、下地膜503と半導体層504との界面、及び半導体層504とゲート絶縁膜505との界面を清浄な状態とすることによって、閾値電圧が安定し、駆動能力が高い薄膜トランジスター500を製造できるとしている。
The characteristics of the thin film transistor 500 vary depending on the state of the interface between the semiconductor layer 504 and the gate insulating film 505, the state of the interface between the semiconductor layer 504 and the base layer 503, and the like. For example, in order to control the threshold voltage in the thin film transistor 500, it is important to form these interfaces without mixing impurities. As a method for suppressing the entry of impurities into these interfaces, a manufacturing method described in Patent Document 1 has been proposed.
In Patent Document 1, the base layer 503, the semiconductor layer 504, and the gate insulating film 505 are formed in a vacuum without being exposed to the atmosphere, and the interface between the base film 503 and the semiconductor layer 504, and the semiconductor layer 504 and the gate insulating film are formed. By making the interface with 505 clean, the thin film transistor 500 having a stable threshold voltage and high driving capability can be manufactured.

特開2000−260995号公報JP 2000-260995 A

上記特許文献1の製造方法では、薄膜トランジスターを形成する基材(石英基板)にトランジスター特性に悪影響を及ぼす不純物の発生源があった場合に、熱よって当該不純物の影響を受ける恐れがあるという課題があった。具体的には、基材に液晶装置の光学特性を向上させるプリズムやマイクロレンズなどの構成要素を形成した後に、当該基材の上に薄膜トランジスターを形成する場合には、当該構成要素にトランジスター特性に悪影響を及ぼす不純物が含まれていると、例えば600℃以上の高温になるプロセスにおいては、当該構成要素から拡散する不純物の影響を受ける恐れがあるという課題があった。   In the manufacturing method of Patent Document 1, when a base material (quartz substrate) on which a thin film transistor is formed has a source of impurities that adversely affect transistor characteristics, there is a problem that the impurities may be affected by heat. was there. Specifically, when a thin film transistor is formed on a base material after forming a constituent element such as a prism or a microlens that improves the optical characteristics of the liquid crystal device on the base material, the transistor characteristics are included in the constituent element. If impurities that adversely affect the temperature are included, for example, in a process at a high temperature of 600 ° C. or higher, there is a problem that the impurities may be affected by the diffused impurities.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る電気光学装置は、基板と、前記基板の第1面を覆う第1誘電体層と、前記第1誘電体層の少なくとも一部を覆うバリア層と、前記第1誘電体層との間で前記バリア層を挟む第2誘電体層と、前記第2誘電体層の上方に形成されたトランジスターの半導体層と、を備え、前記バリア層が配置された領域は、前記第1面の法線方向から見て、前記半導体層のチャネル領域と重なり、前記チャネル領域と同じまたは前記チャネル領域よりも大きいことを特徴とする。   Application Example 1 An electro-optical device according to this application example includes a substrate, a first dielectric layer covering a first surface of the substrate, a barrier layer covering at least a part of the first dielectric layer, A second dielectric layer sandwiching the barrier layer with the first dielectric layer; and a transistor semiconductor layer formed above the second dielectric layer, wherein the barrier layer is disposed Is overlapped with the channel region of the semiconductor layer when viewed from the normal direction of the first surface, and is the same as or larger than the channel region.

本適用例によれば、トランジスターを形成する基板の第1面にトランジスター特性に悪影響を及ぼす不純物が存在した場合に、基板と半導体層との間に配置されたバリア層は、当該不純物が基板側から半導体層側に拡散することを抑制する。バリア層が配置された領域は、基板の第1面の法線方向から見て半導体層のチャネル領域と重なり、チャネル領域と同じまたはチャネル領域よりも大きくなっているので、当該不純物の半導体層のチャネル領域への拡散は、バリア層によって抑制される。よって、トランジスターを形成する基板にトランジスター特性に悪影響を及ぼす不純物が存在しても、当該不純物によるトランジスター特性の劣化が抑制される。従って、安定した電気光学特性を有する電気光学装置を提供できる。   According to this application example, when there is an impurity that adversely affects the transistor characteristics on the first surface of the substrate on which the transistor is formed, the barrier layer disposed between the substrate and the semiconductor layer has the impurity on the substrate side. From diffusion to the semiconductor layer side. The region where the barrier layer is disposed overlaps with the channel region of the semiconductor layer when viewed from the normal direction of the first surface of the substrate and is the same as or larger than the channel region. Diffusion into the channel region is suppressed by the barrier layer. Therefore, even when an impurity that adversely affects the transistor characteristics exists on the substrate over which the transistor is formed, deterioration of the transistor characteristics due to the impurities is suppressed. Therefore, an electro-optical device having stable electro-optical characteristics can be provided.

[適用例2]上記適用例に記載の電気光学装置において、前記バリア層の構成材料は、酸化アルミニウム、多結晶シリコン、及びタングステンシリサイドのいずれかを含むことが好ましい。   Application Example 2 In the electro-optical device according to the application example described above, the constituent material of the barrier layer preferably includes any of aluminum oxide, polycrystalline silicon, and tungsten silicide.

本適用例によれば、酸化アルミニウム、多結晶シリコン、及びタングステンシリサイドは、トランジスター特性に悪影響を及ぼすハロゲンやアルカリ金属などの不純物の拡散を抑制する効果を有しているので、酸化アルミニウム、多結晶シリコン、及びタングステンシリサイドのいずれかを含む材料でバリア層を形成することによって、基板側から半導体層への当該不純物の拡散を抑制することができる。   According to this application example, aluminum oxide, polycrystalline silicon, and tungsten silicide have an effect of suppressing diffusion of impurities such as halogens and alkali metals that adversely affect transistor characteristics. By forming the barrier layer using a material containing either silicon or tungsten silicide, diffusion of the impurity from the substrate side to the semiconductor layer can be suppressed.

[適用例3]上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第1誘電体層は、テトラエトキシシランガスを用いたプラズマCVDで形成された酸化シリコンであることが好ましい。   Application Example 3 In the electro-optical device according to the application example, it is preferable that the first dielectric layer is silicon oxide formed by plasma CVD using tetraethoxysilane gas.

テトラエトキシシランガスを用いたプラズマCVDで形成された酸化シリコンは、例えばモノシランガスを用いたプラズマCVDで形成された酸化シリコンと比べて、段差被覆性に優れ、且つ高速に堆積される。トランジスターを形成する基板に、例えばプリズムやマイクロレンズなどの構成要素を形成した場合に、当該基板を厚膜の酸化シリコンで覆い、当該構成要素の表面凹凸などの影響を緩和(抑制)する必要がある。テトラエトキシシランガスを用いたプラズマCVDで形成された酸化シリコンは、モノシランガスを用いたプラズマCVDで形成された酸化シリコンと比べて、当該構成要素の表面凹凸などを隙間なく、より短時間で覆うことができる。   Silicon oxide formed by plasma CVD using tetraethoxysilane gas has excellent step coverage and is deposited at a higher speed than silicon oxide formed by plasma CVD using monosilane gas, for example. When a component such as a prism or a microlens is formed on a substrate on which a transistor is formed, it is necessary to cover the substrate with a thick film of silicon oxide to mitigate (suppress) the influence of the surface unevenness of the component. is there. Silicon oxide formed by plasma CVD using tetraethoxysilane gas can cover the surface irregularities of the component in a shorter time without gaps than silicon oxide formed by plasma CVD using monosilane gas. it can.

[適用例4]上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第2誘電体層の一部を覆う走査線と、前記第2誘電体層との間で前記走査線を挟む第3誘電体層と、前記第3誘電体層の上方に形成されたデータ線と、前記第3誘電体層の上方に形成された画素電極と、前記走査線、前記データ線、及び前記画素電極に接続された第1のトランジスターと、前記走査線または前記データ線のいずれかを介して前記第1のトランジスターに接続された第2のトランジスターと、を備え、前記トランジスターは、前記第1のトランジスター及び前記第2のトランジスターを含んで構成されていることが好ましい。   Application Example 4 In the electro-optical device according to the application example described above, a third dielectric that sandwiches the scan line between the scan line that covers a part of the second dielectric layer and the second dielectric layer. A layer, a data line formed above the third dielectric layer, a pixel electrode formed above the third dielectric layer, and the scan line, the data line, and the pixel electrode. A first transistor and a second transistor connected to the first transistor through either the scan line or the data line, the transistor including the first transistor and the first transistor. It is preferable that two transistors are included.

画素電極を制御する第1のトランジスター、及び第1のトランジスターを制御する第2のトランジスターには、共に基板と半導体層との間にバリア層が配置されているので、トランジスター特性に悪影響を及ぼす不純物の基板側から半導体層側への拡散が抑制される。   Since both the first transistor for controlling the pixel electrode and the second transistor for controlling the first transistor have a barrier layer disposed between the substrate and the semiconductor layer, impurities that adversely affect the transistor characteristics. Diffusion from the substrate side to the semiconductor layer side is suppressed.

[適用例5]上記適用例に記載の電気光学装置において、前記走査線が配置された領域は、前記基板の前記第1面の法線方向から見て、前記第1のトランジスターの半導体層のチャネル領域と重なり、前記第1のトランジスターの前記チャネル領域よりも大きいことが好ましい。   Application Example 5 In the electro-optical device according to the application example described above, the region where the scanning line is arranged is the area of the semiconductor layer of the first transistor as viewed from the normal direction of the first surface of the substrate. It is preferable that the channel region overlaps and is larger than the channel region of the first transistor.

第1のトランジスターの半導体層と第3誘電体層(基板の第1面)との間には、基板の第1面の法線方向から見て第1のトランジスターの半導体層のチャネル領域と重なり、当該チャネル領域よりも大きくなった走査線が配置されているので、基板側から半導体側に向かう光が、走査線によって遮られる。よって、基板側から半導体層側に向かう光による第1のトランジスターの特性劣化が抑制される。従って、安定した電気光学特性を有する電気光学装置を提供できる。   Between the semiconductor layer of the first transistor and the third dielectric layer (first surface of the substrate), it overlaps with the channel region of the semiconductor layer of the first transistor when viewed from the normal direction of the first surface of the substrate. Since the scanning line larger than the channel region is disposed, light traveling from the substrate side to the semiconductor side is blocked by the scanning line. Therefore, characteristic deterioration of the first transistor due to light traveling from the substrate side to the semiconductor layer side is suppressed. Therefore, an electro-optical device having stable electro-optical characteristics can be provided.

[適用例6]上記適用例に記載の電気光学装置において、前記基板側から前記トランジスター側に入射する入射光を変調し、表示光として射出する電気光学装置であって、前記基板の前記第1面には、前記入射光を反射し前記表示光の一部とするプリズムが設けられていることが好ましい。   Application Example 6 In the electro-optical device according to the application example described above, the electro-optical device that modulates incident light incident on the transistor side from the substrate side and emits the display light as display light. It is preferable that a prism is provided on the surface to reflect the incident light and make it a part of the display light.

基板の第1面の法線方向に対して斜めに入射し表示光として利用できない入射光を、プリズムによって反射し、表示光の一部とすることができるので、入射光の利用効率を高め、より明るい表示を実現することができる。   Incident light that is incident obliquely with respect to the normal direction of the first surface of the substrate and cannot be used as display light can be reflected by the prism and used as part of the display light. Brighter display can be realized.

[適用例7]上記適用例に記載の電気光学装置において、前記基板側から前記トランジスター側に入射する入射光を変調し、表示光として射出する電気光学装置であって、前記基板の前記第1面には、前記入射光を集光するマイクロレンズが設けられていることが好ましい。   Application Example 7 In the electro-optical device according to the application example described above, the electro-optical device that modulates incident light incident on the transistor side from the substrate side and emits the display light as display light. The surface is preferably provided with a microlens that collects the incident light.

入射光はマイクロレンズによって集光されるので、入射光の利用効率を高め、より明るい表示を実現することができる。   Since the incident light is collected by the microlens, the utilization efficiency of the incident light can be improved and a brighter display can be realized.

[適用例8]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする。   Application Example 8 An electronic apparatus according to this application example includes the electro-optical device described in the application example.

本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備え、当該電気光学装置では、バリア層によって電気光学装置の性能を左右するトランジスター特性の劣化が抑制され、プリズムやマイクロレンズなどによって明るい表示が実現される。例えば、投射型表示装置、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)、直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、POSなどの情報端末機器、及び電子手帳などの電子機器に、上記適用例に記載の電気光学装置を適用させることで、安定して明るい表示を実現することができる。   An electronic apparatus according to this application example includes the electro-optical device described in the application example. In the electro-optical device, deterioration of transistor characteristics that influence the performance of the electro-optical device is suppressed by the barrier layer, and the prism and the microlens. A bright display is realized. For example, a projection display device, a projection type HUD (head-up display), a direct-view type HMD (head-mounted display), an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video recorder By applying the electro-optical device described in the application example to an information terminal device such as a car navigation system, a POS, and an electronic device such as an electronic notebook, stable and bright display can be realized.

[適用例9]本適用例に係る電気光学装置の製造方法は、基板と前記基板の第1面を覆う第1誘電体層と前記第1誘電体層の少なくとも一部を覆うバリア層と前記第1誘電体層との間で前記バリア層を挟む第2誘電体層と前記第2誘電体層の上方に形成されたトランジスターの半導体層とを有する電気光学装置の製造方法であって、テトラエトキシシランガスを用いたプラズマCVDで酸化シリコンを堆積し、前記第1誘電体層を形成する工程と、酸化アルミニウム、多結晶シリコン、及びタングステンシリサイドのいずれかを堆積し前記基板の前記第1面の法線方向から見て前記半導体層のチャネル領域と重なり前記チャネル領域と同じまたは前記チャネル領域よりも大きくなるようにパターニングし前記バリア層を形成する工程と、モノシランガスを用いたプラズマCVDで酸化シリコンを堆積し、前記第2誘電体層を形成する工程と、前記第2誘電体層の上方に前記半導体層を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。   Application Example 9 A method for manufacturing an electro-optical device according to this application example includes a substrate, a first dielectric layer that covers the first surface of the substrate, a barrier layer that covers at least a part of the first dielectric layer, and the A method for manufacturing an electro-optical device, comprising: a second dielectric layer sandwiching the barrier layer with a first dielectric layer; and a semiconductor layer of a transistor formed above the second dielectric layer. Depositing silicon oxide by plasma CVD using ethoxysilane gas to form the first dielectric layer; depositing one of aluminum oxide, polycrystalline silicon, and tungsten silicide, and forming the first surface of the substrate; Forming the barrier layer by patterning so as to overlap the channel region of the semiconductor layer as viewed from the normal direction and to be the same as or larger than the channel region; Depositing silicon oxide by plasma CVD using a run gas to form the second dielectric layer; and forming the semiconductor layer above the second dielectric layer. And

基板と半導体層との間に、酸化アルミニウム、多結晶シリコン、及びタングステンシリサイドのいずれかによって、基板の第1面の法線方向から見て前記半導体層のチャネル領域と重なり、チャネル領域と同じまたはチャネル領域よりも大きくなるようにパターニングして、バリア層を形成する。基板の第1面にトランジスター特性に悪影響を及ぼす不純物が存在した場合に、バリア層は当該不純物の半導体層への拡散を抑制するので、当該不純物によるトランジスター特性の劣化が抑制される。従って、安定した電気光学特性を有する電気光学装置を提供できる。   Between the substrate and the semiconductor layer, any one of aluminum oxide, polycrystalline silicon, and tungsten silicide overlaps with the channel region of the semiconductor layer when viewed from the normal direction of the first surface of the substrate, and is the same as the channel region or A barrier layer is formed by patterning to be larger than the channel region. When impurities that adversely affect the transistor characteristics are present on the first surface of the substrate, the barrier layer suppresses diffusion of the impurities into the semiconductor layer, so that deterioration of the transistor characteristics due to the impurities is suppressed. Therefore, an electro-optical device having stable electro-optical characteristics can be provided.

(a)は実施形態1に係る液晶装置の構成を示す概略平面図、(b)は(a)のJ−J’線で切った概略断面図。(A) is a schematic plan view which shows the structure of the liquid crystal device which concerns on Embodiment 1, (b) is a schematic sectional drawing cut | disconnected by the J-J 'line | wire of (a). 実施形態1に係る液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating an electrical configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment. 画素電極の配置を示す概略平面図。The schematic plan view which shows arrangement | positioning of a pixel electrode. 図3のA−A’線で切った液晶装置の概略断面図。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal device taken along line A-A ′ in FIG. 3. 表示領域に配置された素子層の概略平面図。The schematic plan view of the element layer arrange | positioned at a display area. 表示領域に配置された素子層の概略平面図。The schematic plan view of the element layer arrange | positioned at a display area. 図5及び図6のB−B’線で切った素子層の概略断面図。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an element layer taken along line B-B ′ in FIGS. 5 and 6. 回路部を構成するCMOS型TFTの概略断面図。The schematic sectional drawing of the CMOS type TFT which comprises a circuit part. プリズムを形成する工程から半導体層を構成する工程までの工程フロー。Process flow from the process of forming the prism to the process of forming the semiconductor layer. 第1誘電体層及び第2誘電体層に含まれるフッ素濃度。Fluorine concentration contained in the first dielectric layer and the second dielectric layer. n型TFTの電気特性。Electrical characteristics of n-type TFT. 実施形態に係る液晶装置200の概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal device 200 according to an embodiment. 投射型表示装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of a projection type display apparatus. 従来技術における薄膜トランジスターの構造を示す概略断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a thin film transistor in the prior art.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならせしめてある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Such an embodiment shows one aspect of the present invention and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. In each of the following drawings, the scale of each layer or each part is made different from the actual scale so that each layer or each part can be recognized on the drawing.

(実施形態1)
「液晶装置の概要」
実施形態1に係る液晶装置100は、電気光学装置の一例であり、薄膜トランジスター(以降、TFTと称す)30を備えた透過型の液晶装置である。本実施形態に係る液晶装置100は、例えば後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調素子として好適に使用することができるものである。
(Embodiment 1)
"Outline of LCD device"
The liquid crystal device 100 according to the first embodiment is an example of an electro-optical device, and is a transmissive liquid crystal device including a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) 30. The liquid crystal device 100 according to the present embodiment can be suitably used as, for example, a light modulation element of a projection display device (liquid crystal projector) described later.

まず、本実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置100の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1(a)は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図(b)は同図(a)のJ−J’線で切った概略断面図、図2は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。   First, an overall configuration of a liquid crystal device 100 as an electro-optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1A is a schematic plan view showing the configuration of the liquid crystal device, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line JJ ′ of FIG. 1A, and FIG. 2 is an electrical configuration of the liquid crystal device. FIG.

図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施形態に係る液晶装置100は、対向配置された素子基板10及び対向基板20と、これら一対の基板によって挟持された液晶層50とを有する。   As shown in FIG. 1A and FIG. 1B, a liquid crystal device 100 according to this embodiment includes an element substrate 10 and a counter substrate 20 that are arranged to face each other, and a liquid crystal layer 50 that is sandwiched between the pair of substrates. And have.

素子基板10は対向基板20よりも一回り大きく、両基板は、額縁状に配置されたシール材52を介して接着され、その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層50を構成している。シール材52は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材52には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。   The element substrate 10 is slightly larger than the counter substrate 20. The two substrates are bonded via a seal material 52 arranged in a frame shape, and liquid crystal having positive or negative dielectric anisotropy is sealed in the gap. A liquid crystal layer 50 is formed. For the sealing material 52, for example, an adhesive such as a thermosetting or ultraviolet curable epoxy resin is employed. Spacers (not shown) are mixed in the sealing material 52 to keep the distance between the pair of substrates constant.

額縁状に配置されたシール材52の内側には、同じく額縁状に遮光膜53が設けられている。遮光膜53は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜53の内側が表示領域Eとなる。表示領域Eには、画素Pがマトリックス状に複数配置されている。   A light shielding film 53 is similarly provided in a frame shape inside the sealing material 52 arranged in a frame shape. The light shielding film 53 is made of, for example, a light shielding metal or metal oxide, and the inside of the light shielding film 53 is the display region E. In the display area E, a plurality of pixels P are arranged in a matrix.

素子基板10の複数の外部接続用端子102が配置された1辺部と該1辺部に沿ったシール材52との間にデータ線駆動回路101が設けられている。また、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿ったシール材52の内側に走査線駆動回路104が設けられている。該1辺部と対向する他の1辺部のシール材52の内側には、2つの走査線駆動回路104を繋ぐ複数の配線105が設けられている。これらデータ線駆動回路101や走査線駆動回路104に繋がる配線は、該1辺部に沿って配置された複数の外部接続用端子102に接続されている。
以降、該1辺部に沿った方向をX方向、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿った方向をY方向、及び素子基板10から対向基板20に向かう方向をZ方向として説明する。
なお、Z方向は、本発明における「法線方向」の一例である。
A data line driving circuit 101 is provided between one side portion of the element substrate 10 where the plurality of external connection terminals 102 are disposed and the sealing material 52 along the one side portion. A scanning line driving circuit 104 is provided inside the sealing material 52 along the other two sides that are orthogonal to the one side and face each other. A plurality of wirings 105 that connect the two scanning line driving circuits 104 are provided inside the sealing material 52 on the other side facing the one side. Wirings connected to the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104 are connected to a plurality of external connection terminals 102 arranged along the one side.
Hereinafter, the direction along the one side is the X direction, the direction along the other two sides orthogonal to the one side and facing each other is the Y direction, and the direction from the element substrate 10 toward the counter substrate 20 is Z. This will be described as a direction.
The Z direction is an example of the “normal direction” in the present invention.

図1(b)に示すように、素子基板10は、基板本体10a、並びに基板本体10aの液晶層50側の面に順に積層された中間層10b及び素子層10cで構成される。
なお、基板本体10aは、本発明における「基板」の一例である。また、基板本体10aの液晶層50側の面は、本発明における「第1面」の一例である。
As shown in FIG. 1B, the element substrate 10 includes a substrate body 10a and an intermediate layer 10b and an element layer 10c that are sequentially stacked on the surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side.
The substrate body 10a is an example of the “substrate” in the present invention. The surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side is an example of the “first surface” in the present invention.

基板本体10aは、基材8、プリズム110などを有している。基材8には、石英基板が使用されている。基材8は、透光性の絶縁基板であればよく、石英基板の他に、例えばガラス基板を使用することができる。プリズム110は、基板本体10aの液晶層50側の面に設けられている。   The substrate body 10a includes a base material 8, a prism 110, and the like. A quartz substrate is used for the base material 8. The base material 8 should just be a translucent insulated substrate, for example, can use a glass substrate other than a quartz substrate. The prism 110 is provided on the surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side.

中間層10bは、基板本体10aと素子層10cとの間に設けられる。中間層10bは、基板本体10aを覆う第1誘電体層35、第1誘電体層35の少なくとも一部を覆うバリア層33、及び第1誘電体層35との間でバリア層33を挟む第2誘電体層36などで構成される。   The intermediate layer 10b is provided between the substrate body 10a and the element layer 10c. The intermediate layer 10b includes a first dielectric layer 35 covering the substrate body 10a, a barrier layer 33 covering at least a part of the first dielectric layer 35, and a first dielectric layer 35 sandwiching the barrier layer 33 between the first dielectric layer 35. It is composed of two dielectric layers 36 and the like.

素子層10cは、基板本体10aとの間で中間層10bを挟むように配置され、液晶層50を駆動するための構成要素が設けられている。具体的には、素子層10cは、画素電極9a、画素電極9aを駆動するTFT30、及びこれらを覆う配向膜16などを有している。さらに、上述した回路部(データ線駆動回路101、走査線駆動回路104)、外部接続用端子102、配線105なども、素子層10cの構成要素である。   The element layer 10c is disposed so as to sandwich the intermediate layer 10b with the substrate body 10a, and a component for driving the liquid crystal layer 50 is provided. Specifically, the element layer 10c includes a pixel electrode 9a, a TFT 30 that drives the pixel electrode 9a, an alignment film 16 that covers these, and the like. Further, the above-described circuit portion (data line driving circuit 101, scanning line driving circuit 104), external connection terminal 102, wiring 105, and the like are also constituent elements of the element layer 10c.

回路部(データ線駆動回路101、走査線駆動回路104)は、nチャネル型トランジスター(以降、n型TFTと称す)202nとPチャネル型トランジスター(以降、p型TFTと称す)202pとを備えたCMOS型TFT202(図8参照)等で構成された回路であり、TFT30と同一工程で形成されている。また、TFT30も、nチャネル型トランジスターである。
なお、TFT30は、本発明における「第1のトランジスター」の一例であり、後述するCMOS型TFT202は、「第2のトランジスター」の一例である。
基板本体10a、中間層10b、及び素子層10cの詳細は後述する。
The circuit portion (data line driving circuit 101, scanning line driving circuit 104) includes an n-channel transistor (hereinafter referred to as an n-type TFT) 202n and a P-channel transistor (hereinafter referred to as a p-type TFT) 202p. This circuit is composed of a CMOS type TFT 202 (see FIG. 8) or the like, and is formed in the same process as the TFT 30. The TFT 30 is also an n-channel transistor.
The TFT 30 is an example of a “first transistor” in the present invention, and a CMOS TFT 202 described later is an example of a “second transistor”.
Details of the substrate body 10a, the intermediate layer 10b, and the element layer 10c will be described later.

対向基板20は、対向基板本体20a、対向基板本体20aの液晶層50側の面に順に積層された遮光膜21,53、誘電体膜22、対向電極23、配向膜24などを有している。   The counter substrate 20 includes a counter substrate body 20a, light shielding films 21 and 53, a dielectric film 22, a counter electrode 23, an alignment film 24, and the like, which are sequentially stacked on the surface of the counter substrate body 20a on the liquid crystal layer 50 side. .

対向基板本体20aには、石英基板が使用されている。対向基板本体20aは、透光性の絶縁基板であればよく、石英基板の他に、例えばガラス基板を使用することができる。   A quartz substrate is used for the counter substrate body 20a. The counter substrate main body 20a may be a translucent insulating substrate, and for example, a glass substrate can be used in addition to the quartz substrate.

遮光膜21,53は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。図1(a)に示すように、遮光膜53は、平面的に走査線駆動回路104と重なる位置に額縁状に設けられている。遮光膜21は、平面的にTFT30と重なる位置に設けられている。これにより対向基板20から素子基板10に入射する光を遮光して、走査線駆動回路104やTFT30の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮光して、表示領域Eの表示における高いコントラストを確保している。   The light shielding films 21 and 53 are made of, for example, a light shielding metal or metal oxide. As shown in FIG. 1A, the light shielding film 53 is provided in a frame shape at a position overlapping the scanning line driving circuit 104 in a plan view. The light shielding film 21 is provided at a position overlapping the TFT 30 in plan view. Accordingly, the light incident on the element substrate 10 from the counter substrate 20 is shielded, and the malfunction of the scanning line driving circuit 104 and the TFT 30 due to the light is prevented. Further, unnecessary stray light is shielded so as not to enter the display area E, and a high contrast in the display of the display area E is ensured.

誘電体膜22は、透光性の無機絶縁材料であり、例えば常圧または減圧CVD法などを用いて形成された酸化シリコン膜を使用することができる。対向基板本体20aに遮光膜21,53が形成されることで生ずる表面凹凸を緩和可能な程度の膜厚を有している。   The dielectric film 22 is a translucent inorganic insulating material, and for example, a silicon oxide film formed by using a normal pressure or low pressure CVD method can be used. The film thickness is such that surface irregularities caused by the formation of the light shielding films 21 and 53 on the counter substrate body 20a can be alleviated.

対向電極23は、例えばITOなどの透明導電膜からなり、表示領域Eに亘って形成される。図1(a)に示すように、対向電極23は、対向基板20の四隅に設けられた上下導通部106により素子基板10側の配線に電気的に接続されている。   The counter electrode 23 is made of a transparent conductive film such as ITO, and is formed over the display region E. As shown in FIG. 1A, the counter electrode 23 is electrically connected to the wiring on the element substrate 10 side by vertical conduction portions 106 provided at the four corners of the counter substrate 20.

画素電極9aを覆う配向膜16及び対向電極23を覆う配向膜24は、液晶装置100の光学設計に基づいて設定されており、本実施形態では、酸化シリコンなどの無機材料の斜め蒸着膜(無機配向膜)が使用されている。また、配向膜16,24は、ポリイミドなどの有機配向膜を使用してもよい。   The alignment film 16 covering the pixel electrode 9a and the alignment film 24 covering the counter electrode 23 are set based on the optical design of the liquid crystal device 100, and in this embodiment, an obliquely deposited film (inorganic film) of an inorganic material such as silicon oxide is used. Alignment film) is used. The alignment films 16 and 24 may be organic alignment films such as polyimide.

図2に示すように、液晶装置100は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する信号線としての複数の走査線11a及び複数のデータ線6aや、データ線6aに対して平行に延在する容量配線400などを有する。なお、容量配線400の配置はこれに限定されず、走査線11aに対して平行に延在するように配置してもよい。   As shown in FIG. 2, the liquid crystal device 100 extends in parallel with the plurality of scanning lines 11 a and the plurality of data lines 6 a as signal lines that are insulated and orthogonal to each other at least in the display region E, and the data lines 6 a. Capacity wiring 400 to be used. Note that the arrangement of the capacitor wiring 400 is not limited to this, and the capacitor wiring 400 may be arranged to extend in parallel with the scanning line 11a.

走査線11aとデータ線6aとにより区分された領域に、画素電極9aと、TFT30と、蓄積容量70とが設けられ、これらが画素Pの画素回路を構成している。   A pixel electrode 9a, a TFT 30, and a storage capacitor 70 are provided in a region divided by the scanning line 11a and the data line 6a, and these constitute a pixel circuit of the pixel P.

走査線11aはTFT30のゲートに電気的に接続され、データ線6aはTFT30のソースに電気的に接続されている。画素電極9aはTFT30のドレインに電気的に接続されている。このように、走査線11a、データ線6a、及び画素電極9aは、TFT30に接続されている。   The scanning line 11 a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the data line 6 a is electrically connected to the source of the TFT 30. The pixel electrode 9 a is electrically connected to the drain of the TFT 30. Thus, the scanning line 11a, the data line 6a, and the pixel electrode 9a are connected to the TFT 30.

データ線6aはデータ線駆動回路101(図1参照)に接続されており、データ線駆動回路101から供給される画像信号S1,S2,…,Snを画素P(TFT30)に供給する。走査線11aは走査線駆動回路104(図1参照)に接続されており、走査線駆動回路104から供給される走査信号G1,G2,…,Gmを画素P(TFT30)に供給する。このように、データ線駆動回路101を構成するCMOS型TFT202は、サンプルホルダ回路及びデータ線6aを介してTFT30に接続されている。走査線駆動回路104を構成するCMOS型TFT202は、走査線11aを介してTFT30に接続されている。
なお、データ線駆動回路101からデータ線6aに供給される画像信号S1〜Snは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路104は、走査線11aに対して、走査信号G1〜Gmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
The data line 6a is connected to the data line driving circuit 101 (see FIG. 1), and supplies the image signals S1, S2,..., Sn supplied from the data line driving circuit 101 to the pixel P (TFT 30). The scanning line 11a is connected to the scanning line driving circuit 104 (see FIG. 1), and supplies scanning signals G1, G2,..., Gm supplied from the scanning line driving circuit 104 to the pixel P (TFT 30). Thus, the CMOS type TFT 202 constituting the data line driving circuit 101 is connected to the TFT 30 via the sample holder circuit and the data line 6a. The CMOS type TFT 202 constituting the scanning line driving circuit 104 is connected to the TFT 30 through the scanning line 11a.
Note that the image signals S1 to Sn supplied from the data line driving circuit 101 to the data lines 6a may be supplied in this order in a line sequential manner, and supplied to each of a plurality of adjacent data lines 6a for each group. May be. The scanning line driving circuit 104 supplies the scanning signals G1 to Gm to the scanning line 11a in a pulse-sequential manner at a predetermined timing.

液晶装置100は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号G1〜Gmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線6aから供給される画像信号S1〜Snが所定のタイミングで、TFT30を介して画素電極9aに書き込まれる構成となっている。そして、画素電極9aを介して液晶層50に書き込まれた所定レベルの画像信号S1〜Snは、画素電極9aと液晶層50を介して対向配置された対向電極23との間で一定期間保持される。   In the liquid crystal device 100, the TFT 30 as a switching element is turned on for a certain period by the input of the scanning signals G1 to Gm, so that the image signals S1 to Sn supplied from the data line 6a are turned on at a predetermined timing. Thus, the pixel electrode 9a is written. The predetermined level of image signals S1 to Sn written to the liquid crystal layer 50 through the pixel electrode 9a is held for a certain period between the pixel electrode 9a and the counter electrode 23 arranged to face the liquid crystal layer 50. The

保持された画像信号S1〜Snがリークするのを防止するために、画素電極9aと対向電極23との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が接続されている。蓄積容量70は、TFT30のドレインと容量配線400との間に設けられている。詳しくは後述するが、蓄積容量70を構成する一対の電極のうちの一方が容量配線400として機能している。   In order to prevent the held image signals S1 to Sn from leaking, a storage capacitor 70 is connected in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode 23. The storage capacitor 70 is provided between the drain of the TFT 30 and the capacitor wiring 400. As will be described in detail later, one of the pair of electrodes constituting the storage capacitor 70 functions as the capacitor wiring 400.

このような液晶装置100は透過型であって、電圧が印加されない時の画素Pの透過率が電圧印加時の透過率よりも大きくて明表示となるノーマリーホワイトモードや、電圧が印加されない時の画素Pの透過率が電圧印加時の透過率よりも小さくて暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光学設計に応じて、光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子(図示省略)が配置されて用いられる。   Such a liquid crystal device 100 is a transmission type, and the transmittance of the pixel P when the voltage is not applied is larger than the transmittance when the voltage is applied, and a normally white mode where a bright display is obtained, or when no voltage is applied. The normally black mode optical design is adopted in which the transmittance of the pixel P is smaller than the transmittance at the time of voltage application and dark display is achieved. Depending on the optical design, polarizing elements (not shown) are respectively used on the light incident side and the light emitting side.

「素子基板の概要」
次に、素子基板10の概要を、素子基板10の構成要素(基板本体10a、中間層10b、素子層10c)毎に説明する。
図3は、画素電極の配置を示す概略平面図である。図4は、図3のA−A’線で切った液晶装置の概略断面図である。図5及び図6は、表示領域Eに配置された素子層の概略平面図を示している。図7は、図5及び図6のB−B’線で切った素子層の概略断面図である。図8は、表示領域Eの周辺に配置された回路部(データ線駆動回路101、走査線駆動回路104)を構成するCMOS型TFTの概略断面図である。
なお、説明の都合上、図7及び図8には、中間層10bの構成要素が2点鎖線で示されている。
"Outline of element substrate"
Next, an outline of the element substrate 10 will be described for each component (substrate body 10a, intermediate layer 10b, element layer 10c) of the element substrate 10.
FIG. 3 is a schematic plan view showing the arrangement of the pixel electrodes. 4 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal device taken along line AA ′ of FIG. 5 and 6 are schematic plan views of element layers arranged in the display region E. FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the element layer cut along the line BB ′ in FIGS. 5 and 6. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a CMOS type TFT constituting a circuit portion (data line driving circuit 101, scanning line driving circuit 104) arranged around the display area E.
For convenience of explanation, the constituent elements of the intermediate layer 10b are shown by two-dot chain lines in FIGS.

図3に示すように、画素電極9aは、画素P毎に設けられ、X方向及びY方向にマトリックス状に配置されている。画素電極9aの形状は、四角形(正方形)である。Z方向から見て、画素電極9aの外縁部は、対向基板20に設けられた遮光膜21,53や後述する素子層10cに設けられた信号線(データ線6a、走査線11a、容量配線400)などで構成される遮光性の非開口領域D2に、重なるように配置されている。また、非開口領域D2で囲まれた領域が、透光性の開口領域D1となる。なお、本実施形態では、X方向及びY方向における非開口領域D2の幅は同じに設定されている。
また、図3では図示を省略したが、非開口領域D2には、画素電極9aごとに設けられたTFT30,蓄積容量70、プリズム110などが配置されている。
As shown in FIG. 3, the pixel electrode 9a is provided for each pixel P, and is arranged in a matrix in the X direction and the Y direction. The shape of the pixel electrode 9a is a quadrangle (square). When viewed from the Z direction, the outer edge of the pixel electrode 9a is formed of light shielding films 21 and 53 provided on the counter substrate 20 and signal lines (data line 6a, scanning line 11a, and capacitor wiring 400 provided on an element layer 10c described later). ) Or the like, and is arranged so as to overlap with the light-shielding non-opening region D2. In addition, a region surrounded by the non-opening region D2 is a translucent opening region D1. In the present embodiment, the width of the non-opening region D2 in the X direction and the Y direction is set to be the same.
Although not shown in FIG. 3, the TFT 30, the storage capacitor 70, the prism 110, and the like provided for each pixel electrode 9a are arranged in the non-opening region D2.

「基板本体」
図4において符号L1,L2が付された矢印は、光源(図示省略)から発せられ素子基板10に入射する入射光を示している。光源から発した光は、素子基板10側から対向基板20側に向けて入射する。本実施形態の液晶装置100は、後述する液晶プロジェクターに好適に使用できる光変調素子(ライトバルブ)であり、Z方向が当該液晶プロジェクターの光軸となる。図中で実線で示された入射光L1は、光軸方向に沿って進行する光であり、破線で示された入射光L2は、光軸に対して斜め方向に進行する光である。また、液晶装置100からZ方向に射出される光が、当該液晶プロジェクターの表示光となる。
"Board body"
In FIG. 4, arrows with reference signs L <b> 1 and L <b> 2 indicate incident light emitted from a light source (not shown) and incident on the element substrate 10. Light emitted from the light source is incident from the element substrate 10 side toward the counter substrate 20 side. The liquid crystal device 100 of the present embodiment is a light modulation element (light valve) that can be suitably used for a liquid crystal projector described later, and the Z direction is the optical axis of the liquid crystal projector. Incident light L1 indicated by a solid line in the drawing is light traveling along the optical axis direction, and incident light L2 indicated by a broken line is light traveling in an oblique direction with respect to the optical axis. The light emitted from the liquid crystal device 100 in the Z direction becomes display light of the liquid crystal projector.

図中の素子層10cの絶縁層40は、後述する第1層間絶縁膜41、誘電体層75、第2層間絶縁膜42、第3層間絶縁膜43、及び第4層間絶縁膜44で構成される(図7参照)。これら絶縁層40の構成要素は、略同じ屈折率の透光性材料で構成されているので、絶縁層40は入射光L1,L2に対して高い透過率を有している。   The insulating layer 40 of the element layer 10c in the figure includes a first interlayer insulating film 41, a dielectric layer 75, a second interlayer insulating film 42, a third interlayer insulating film 43, and a fourth interlayer insulating film 44, which will be described later. (See FIG. 7). Since these constituent elements of the insulating layer 40 are made of a light-transmitting material having substantially the same refractive index, the insulating layer 40 has a high transmittance with respect to the incident lights L1 and L2.

図4に示すように、基板本体10aの液晶層50側の面には、光反射部としてのプリズム110が設けられている。プリズム110は、液晶層50に向かって開くように基材8をエッチングして形成された断面V字形状の溝部111と、溝部111の開口部分を密封する封止部114と、溝部111内に密封された空気層113と、を有している。   As shown in FIG. 4, a prism 110 serving as a light reflecting portion is provided on the surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side. The prism 110 includes a groove portion 111 having a V-shaped cross section formed by etching the base material 8 so as to open toward the liquid crystal layer 50, a sealing portion 114 that seals an opening portion of the groove portion 111, and the groove portion 111. And a sealed air layer 113.

溝部111で形成される傾斜面112は、基材8と基材8(石英)よりも低い屈折率を有する空気層113との界面であって、傾斜面112に入射した光は全反射されるようになっている。なお、溝部111と封止部114とで囲まれた領域には、基材8(石英)よりも低屈折率材料が充填されていれば良く、例えば真空(減圧雰囲気)であっても良い。
このようなプリズム110は、開口領域D1を囲む非開口領域D2に設けられる。
The inclined surface 112 formed by the groove 111 is an interface between the base material 8 and the air layer 113 having a refractive index lower than that of the base material 8 (quartz), and light incident on the inclined surface 112 is totally reflected. It is like that. In addition, the area | region enclosed by the groove part 111 and the sealing part 114 should just be filled with the low refractive index material rather than the base material 8 (quartz), for example, may be a vacuum (reduced pressure atmosphere).
Such a prism 110 is provided in the non-opening region D2 surrounding the opening region D1.

光軸方向に沿って開口領域D1に入射する光(入射光L1)は、開口領域D1を透過し、Z方向に射出され、表示光となる。光軸に対して斜め方向の光(入射光L2)は、プリズム110の傾斜面112でZ方向に全反射され、表示光の一部となる。光軸に対して斜め方向の光(入射光L2)は、非開口領域D2に入射する光であり、プリズム110が形成されていないと非開口領域D2によって遮光される光である。光軸に対して斜め方向の光(入射光L2)は、プリズム110によって反射され、開口領域D1を透過し、Z方向に射出され、表示光となる。
このように、プリズム110によって、光軸方向に沿った入射光L1以外に、光軸に対して斜め方向の入射光L2も表示光として活用できるので、プリズム110を形成していない場合と比べて入射光の利用効率を高めることができ、より明るい表示が実現される。
The light (incident light L1) incident on the opening region D1 along the optical axis direction passes through the opening region D1, is emitted in the Z direction, and becomes display light. Light that is oblique to the optical axis (incident light L2) is totally reflected in the Z direction by the inclined surface 112 of the prism 110 and becomes part of the display light. Light that is oblique to the optical axis (incident light L2) is light that enters the non-opening region D2, and is light that is blocked by the non-opening region D2 if the prism 110 is not formed. Light oblique to the optical axis (incident light L2) is reflected by the prism 110, passes through the aperture region D1, and exits in the Z direction to become display light.
As described above, the prism 110 can also use the incident light L2 oblique to the optical axis as display light in addition to the incident light L1 along the optical axis direction, so that the prism 110 is not formed. The utilization efficiency of incident light can be increased, and a brighter display is realized.

「中間層」
図4に示すように、中間層10bは、基板本体10aの液晶層50側の面に順に積層された第1誘電体層35、バリア層33、第2誘電体層36を含んで構成されている。
第1誘電体層35は、基板本体10aの液晶層50側の面を覆うシリコン酸化膜であり、膜厚は概略2000nm〜4000nmである。バリア層33は、第1誘電体層35の少なくとも一部を覆う酸化アルミニウム膜(Al23)であり、膜厚は概略50nm〜100nmである。第2誘電体層36は、第1誘電体層35との間でバリア層33を挟むように配置されたシリコン酸化膜であり、膜厚は概略800nm〜1000nmである。
"Middle class"
As shown in FIG. 4, the intermediate layer 10b includes a first dielectric layer 35, a barrier layer 33, and a second dielectric layer 36 that are sequentially stacked on the surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side. Yes.
The first dielectric layer 35 is a silicon oxide film that covers the surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side, and has a film thickness of approximately 2000 nm to 4000 nm. The barrier layer 33 is an aluminum oxide film (Al 2 O 3 ) that covers at least a part of the first dielectric layer 35 and has a film thickness of approximately 50 nm to 100 nm. The second dielectric layer 36 is a silicon oxide film disposed so as to sandwich the barrier layer 33 with the first dielectric layer 35, and has a film thickness of approximately 800 nm to 1000 nm.

「素子層」
先に、表示領域Eに配置されている素子層10c(画素P)の概要を説明する。
図7に示すように、表示領域Eの素子層10cは、中間層10b側の面から順に、走査線11a等を含む第1層、TFT30等を含む第2層、蓄積容量70等を含む第3層、データ線6a等を含む第4層、容量配線400等を含む第5層、及び画素電極9aや配向膜16等を含む第6層(最上層)からなる。また、第1層と第2層との間には下地絶縁層12が、第2層と第3層との間には第1層間絶縁膜41が、第3層と第4層との間には第2層間絶縁膜42が、第4層と第5層との間には第3層間絶縁膜43が、第5層と第6層との間には第4層間絶縁膜44が、それぞれ設けられており、前述の各要素が短絡することを防止している。また、これら各種の絶縁膜12,41,42,43,44には、例えば、TFT30の半導体層1a中の高濃度ソース領域1dとデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール81等も設けられている。なお、第1層から第3層までが下層部分として図5に図示され、第4層から第6層までが上層部分として図6に図示されている。
以下、図5〜図7を参照して、これらの各要素について下から順に説明を行う。
"Element layer"
First, the outline of the element layer 10c (pixel P) arranged in the display area E will be described.
As shown in FIG. 7, the element layer 10c in the display region E is, in order from the surface on the intermediate layer 10b side, a first layer including the scanning lines 11a and the like, a second layer including the TFTs 30 and the like, a first layer including the storage capacitors 70 and the like. It consists of three layers, a fourth layer including the data lines 6a and the like, a fifth layer including the capacitor wiring 400 and the like, and a sixth layer (uppermost layer) including the pixel electrodes 9a and the alignment film 16 and the like. In addition, the base insulating layer 12 is provided between the first layer and the second layer, the first interlayer insulating film 41 is provided between the second layer and the third layer, and the layer between the third layer and the fourth layer. Includes a second interlayer insulating film 42, a third interlayer insulating film 43 between the fourth layer and the fifth layer, a fourth interlayer insulating film 44 between the fifth layer and the sixth layer, Each is provided to prevent the above-described elements from being short-circuited. The various insulating films 12, 41, 42, 43, and 44 are also provided with, for example, a contact hole 81 that electrically connects the high concentration source region 1d in the semiconductor layer 1a of the TFT 30 and the data line 6a. It has been. Note that the first layer to the third layer are shown in FIG. 5 as the lower layer portion, and the fourth layer to the sixth layer are shown in FIG. 6 as the upper layer portion.
Hereinafter, each of these elements will be described in order from the bottom with reference to FIGS.

(第1層の構成−走査線等−)
第1層には、タングステンシリサイド(WSi)からなる走査線11aが設けられている。走査線11aを構成する材料としては、タングステンシリサイドの他に、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Moなど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、及びこれらを積層したものであっても良い。このように、走査線11aは遮光性材料で構成され、非開口領域D2の一部をなす。走査線11aは、平面的にみて、図5のX方向に沿うように、ストライプ状にパターニングされている。より詳しく見ると、ストライプ状の走査線11aは、図5のX方向に沿うように延びる本線部と、データ線6aあるいは容量配線400が延在する図5のY方向に延びる突出部とを備えている。
(Structure of the first layer-scanning line, etc.)
In the first layer, a scanning line 11a made of tungsten silicide (WSi) is provided. As a material constituting the scanning line 11a, in addition to tungsten silicide, for example, at least one of refractory metals such as Ti, Cr, W, Ta, and Mo, a simple metal, an alloy, a metal silicide, a poly Silicides and stacked layers thereof may be used. Thus, the scanning line 11a is made of a light-shielding material and forms part of the non-opening region D2. The scanning lines 11a are patterned in a stripe shape so as to be along the X direction in FIG. More specifically, the stripe-shaped scanning line 11a includes a main line portion extending along the X direction in FIG. 5 and a protruding portion extending in the Y direction in FIG. 5 where the data line 6a or the capacitor wiring 400 extends. ing.

Z方向から見て、走査線11aが配置された領域は、後述する半導体層1aのチャネル領域1a’と重なり、チャネル領域1a’よりも大きくなっている。これにより、走査線11aは、TFT30に下側から入射しようとする光を遮り、光によるTFT30の誤動作を抑制する。   As viewed from the Z direction, the region where the scanning line 11a is disposed overlaps a channel region 1a 'of a semiconductor layer 1a described later and is larger than the channel region 1a'. Accordingly, the scanning line 11a blocks light that is about to enter the TFT 30 from below, and suppresses malfunction of the TFT 30 due to light.

(第2層の構成−TFT等−)
次に、第2層として、ゲート電極3aを含むTFT30が設けられている。TFT30は、導電性の多結晶シリコン膜からなるゲート電極3a、多結晶シリコン膜からなる半導体層1a、及びゲート電極3aと半導体層1aとを絶縁するシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜2によって構成されている。TFT30は、高濃度ソース領域1dと、チャネル領域1a’と、高濃度ドレイン領域1eと、高濃度ソース領域1dとチャネル領域1a’との間に形成された接合領域(低濃度ソース領域1b)と、チャネル領域1a’と高濃度ドレイン領域1eとの間に形成された接合領域(低濃度ドレイン領域1c)とを有するLDD(Lightly Doped Drain)構造の半導体層1aを有している(図7参照)。
(Structure of the second layer-TFT etc.)
Next, the TFT 30 including the gate electrode 3a is provided as the second layer. The TFT 30 includes a gate electrode 3a made of a conductive polycrystalline silicon film, a semiconductor layer 1a made of a polycrystalline silicon film, and a gate insulating film 2 made of a silicon oxide film that insulates the gate electrode 3a from the semiconductor layer 1a. ing. The TFT 30 includes a high concentration source region 1d, a channel region 1a ′, a high concentration drain region 1e, and a junction region (low concentration source region 1b) formed between the high concentration source region 1d and the channel region 1a ′. The semiconductor layer 1a has an LDD (Lightly Doped Drain) structure having a junction region (low concentration drain region 1c) formed between the channel region 1a 'and the high concentration drain region 1e (see FIG. 7). ).

Z方向から見て、半導体層1aのチャネル領域1a’は、中間層10bに設けられたバリア層33と重なり、バリア層33より小さくなっている。換言すれば、Z方向から見て、バリア層33が配置された領域は、半導体層1aのチャネル領域1a’と重なり、チャネル領域1a’よりも大きくなっている。なお、Z方向から見て、バリア層33が配置された領域は、半導体層1aのチャネル領域1a’と重なり、チャネル領域1a’と同じであっても良い。   As viewed from the Z direction, the channel region 1 a ′ of the semiconductor layer 1 a overlaps with the barrier layer 33 provided in the intermediate layer 10 b and is smaller than the barrier layer 33. In other words, as viewed from the Z direction, the region where the barrier layer 33 is disposed overlaps the channel region 1a 'of the semiconductor layer 1a and is larger than the channel region 1a'. Note that, as viewed from the Z direction, the region where the barrier layer 33 is disposed may overlap the channel region 1a 'of the semiconductor layer 1a and be the same as the channel region 1a'.

また、ゲート電極3aと同層に中継電極719が形成されている。この中継電極719は、平面的に見て、図5に示すように、各画素電極9aのX方向に延びる一辺の略中央に位置するように、島状に形成されている。中継電極719とゲート電極3aとは同一膜として形成されている。   A relay electrode 719 is formed in the same layer as the gate electrode 3a. As shown in FIG. 5, the relay electrode 719 is formed in an island shape so as to be positioned approximately at the center of one side extending in the X direction of each pixel electrode 9 a as viewed in a plan view. The relay electrode 719 and the gate electrode 3a are formed as the same film.

(第1層と第2層との間の構成−下地絶縁層−)
以上説明した走査線11aの上、かつ、TFT30の下には、シリコン酸化膜からなる下地絶縁層12が設けられている。なお、下地絶縁層12は、本発明における「第3誘電体層」の一例である。
(Configuration between the first layer and the second layer-base insulating layer-)
A base insulating layer 12 made of a silicon oxide film is provided on the scanning line 11 a described above and below the TFT 30. The base insulating layer 12 is an example of the “third dielectric layer” in the present invention.

この下地絶縁層12には、平面的にみて半導体層1aの両脇に、後述するデータ線6aに沿って延びる半導体層1aのチャネル長の方向に沿った溝状のコンタクトホール12cvが設けられている。このコンタクトホール12cvに対応して、その上方に積層されるゲート電極3aは下側に凹状に形成された部分を含んでいる。このコンタクトホール12cv全体を埋めるようにゲート電極3aが形成され、該ゲート電極3aには、これと一体的に形成された側壁部3bが延設される。ゲート電極3a及び走査線11aは、コンタクトホール12cvを介して接続され、常に同電位となっている。   The base insulating layer 12 is provided with groove-shaped contact holes 12cv along the channel length direction of the semiconductor layer 1a extending along the data line 6a described later on both sides of the semiconductor layer 1a in plan view. Yes. Corresponding to the contact hole 12cv, the gate electrode 3a stacked thereabove includes a portion formed in a concave shape on the lower side. A gate electrode 3a is formed so as to fill the entire contact hole 12cv, and a side wall portion 3b formed integrally with the gate electrode 3a extends. The gate electrode 3a and the scanning line 11a are connected via the contact hole 12cv and are always at the same potential.

(第3層の構成−蓄積容量等−)
第3層には、蓄積容量70が設けられている。蓄積容量70は、TFT30の高濃度ドレイン領域1e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電極71と、固定電位側容量電極としての容量電極300とが、誘電体層75を介して対向配置されることにより形成されている(図7参照)。この蓄積容量70によれば、画素電極9aにおける電位保持特性を顕著に高めることが可能となる。また、図5に示すように、蓄積容量70は、画素電極9aの形成領域にほぼ対応する光透過領域には至らないように形成されているため(換言すれば、非開口領域D2内に収まるように形成されているため)、液晶装置100の画素開口率は比較的大きく維持され、より明るい表示を提供することが可能となる。
(3rd layer configuration-storage capacity, etc.)
In the third layer, a storage capacitor 70 is provided. The storage capacitor 70 includes a lower electrode 71 as a pixel potential side capacitor electrode connected to the high concentration drain region 1e of the TFT 30 and the pixel electrode 9a, and a capacitor electrode 300 as a fixed potential side capacitor electrode. Are formed so as to face each other (see FIG. 7). According to the storage capacitor 70, it is possible to remarkably improve the potential holding characteristic in the pixel electrode 9a. Further, as shown in FIG. 5, the storage capacitor 70 is formed so as not to reach the light transmission region substantially corresponding to the formation region of the pixel electrode 9a (in other words, fits in the non-opening region D2. Therefore, the pixel aperture ratio of the liquid crystal device 100 is kept relatively large, and a brighter display can be provided.

より詳しくは、下部電極71は、例えば導電性の多結晶シリコン膜からなり画素電位側容量電極として機能する。下部電極71は、画素電位側容量電極としての機能のほか、画素電極9aとTFT30の高濃度ドレイン領域1eとを中継接続する機能をもつ。ちなみに、ここにいう中継接続は、前記の中継電極719を介して行われている。   More specifically, the lower electrode 71 is made of, for example, a conductive polycrystalline silicon film and functions as a pixel potential side capacitor electrode. The lower electrode 71 has a function of relaying and connecting the pixel electrode 9a and the high concentration drain region 1e of the TFT 30 in addition to a function as a pixel potential side capacitor electrode. Incidentally, the relay connection here is performed through the relay electrode 719.

容量電極300は、蓄積容量70の固定電位側容量電極として機能する。容量電極300は、後述する容量配線400と電気的に接続され、容量配線400と同電位(固定電位)になっている。容量電極300は、Ti、Cr、W、Ta、Moなど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、あるいは好ましくはタングステンシリサイドからなる。または、以降のプロセスによっては、アルミニウムのような遮光性を有する低抵抗材料でも良い。このように、容量電極300は遮光性材料で構成され、非開口領域D2の一部をなす。容量電極300は、TFT30に上側から入射しようとする光を遮る機能を有している。   The capacitor electrode 300 functions as a fixed potential side capacitor electrode of the storage capacitor 70. The capacitor electrode 300 is electrically connected to a later-described capacitor wiring 400 and has the same potential (fixed potential) as that of the capacitor wiring 400. The capacitor electrode 300 includes at least one of refractory metals such as Ti, Cr, W, Ta, and Mo, a simple metal, an alloy, a metal silicide, a polysilicide, a laminate of these, or preferably tungsten silicide. Consists of. Alternatively, depending on the subsequent processes, a low resistance material having light shielding properties such as aluminum may be used. As described above, the capacitor electrode 300 is made of a light-shielding material and forms a part of the non-opening region D2. The capacitor electrode 300 has a function of blocking light that is about to enter the TFT 30 from above.

誘電体層75は、図7に示すように、例えば膜厚5〜200nm程度の比較的薄いHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜などの酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。または、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウムなどの高誘電率膜が、用いられることも有る。
具体的には、誘電体層75は、下層に酸化シリコン膜75a、上層に窒化シリコン膜75bというように二層構造を有している。
As shown in FIG. 7, the dielectric layer 75 is a silicon oxide film such as a relatively thin HTO (High Temperature Oxide) film, LTO (Low Temperature Oxide) film having a thickness of about 5 to 200 nm, a silicon nitride film, or the like. Consists of Alternatively, a high dielectric constant film such as aluminum oxide, tantalum oxide, or hafnium oxide may be used.
Specifically, the dielectric layer 75 has a two-layer structure in which the lower layer is a silicon oxide film 75a and the upper layer is a silicon nitride film 75b.

(第2層と第3層との間の構成−第1層間絶縁膜−)
ゲート電極3a及び中継電極719の上、かつ、蓄積容量70の下には、例えば、NSG(ノンシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)などのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはNSGからなる第1層間絶縁膜41が形成されている。
(Configuration between the second layer and the third layer-first interlayer insulating film-)
On the gate electrode 3a and the relay electrode 719 and below the storage capacitor 70, for example, NSG (non-silicate glass), PSG (phosphorus silicate glass), BSG (boron silicate glass), BPSG (boron phosphorus silicate glass). A first interlayer insulating film 41 made of silicate glass film, silicon nitride film, silicon oxide film, or the like, or preferably NSG is formed.

そして、第1層間絶縁膜41には、TFT30の高濃度ソース領域1dと後述するデータ線6aとを電気的に接続するコンタクトホール81が、後述する第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されている。また、第1層間絶縁膜41には、TFT30の高濃度ドレイン領域1eと蓄積容量70を構成する下部電極71とを電気的に接続するコンタクトホール83が開孔されている。さらに、この第1層間絶縁膜41には、蓄積容量70を構成する画素電位側容量電極としての下部電極71と中継電極719とを電気的に接続するためのコンタクトホール881が開孔されている。更に、第1層間絶縁膜41には、中継電極719と後述する第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール882が、後述する第2層間絶縁膜42を貫通して開孔されている。   A contact hole 81 that electrically connects the high-concentration source region 1d of the TFT 30 and a data line 6a described later is formed in the first interlayer insulating film 41 so as to penetrate the second interlayer insulating film 42 described later. Has been. The first interlayer insulating film 41 is provided with a contact hole 83 that electrically connects the high-concentration drain region 1 e of the TFT 30 and the lower electrode 71 constituting the storage capacitor 70. Further, the first interlayer insulating film 41 is provided with a contact hole 881 for electrically connecting the lower electrode 71 serving as a pixel potential side capacitor electrode constituting the storage capacitor 70 and the relay electrode 719. . Further, a contact hole 882 for electrically connecting the relay electrode 719 and a second relay electrode 6a2 described later is formed in the first interlayer insulating film 41 through the second interlayer insulating film 42 described later. Has been.

(第4層の構成−データ線等−)
第4層には、データ線6aが設けられている。図7に示すように、データ線6aは、下層より順に、アルミニウムからなる層(図7における符号41A)及び窒化チタンからなる層(図7における符号41TN)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、遮光性材料で構成され、非開口領域D2の一部をなす。
(Fourth layer configuration-data lines, etc.)
A data line 6a is provided in the fourth layer. As shown in FIG. 7, the data line 6a is formed as a film having a two-layer structure of an aluminum layer (reference numeral 41A in FIG. 7) and a titanium nitride layer (reference numeral 41TN in FIG. 7) in order from the lower layer. ing. The data line 6a is made of a light shielding material and forms a part of the non-opening region D2.

第4層には、データ線6aと同一膜として、容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2が形成されている。これらは、図6に示すように、平面的に見ると、例えば図6の最左方に位置するデータ線6aに着目すると、その直右方に略四辺形状を有する容量配線用中継層6a1、更にその右方に容量配線用中継層6a1よりも若干大きめの面積をもつ略四辺形状を有する第2中継電極6a2が形成され、それぞれ分断されるように形成されている。   In the fourth layer, the capacitor wiring relay layer 6a1 and the second relay electrode 6a2 are formed as the same film as the data line 6a. As shown in FIG. 6, when viewed in plan, for example, when attention is paid to the data line 6a located on the leftmost side of FIG. 6, the capacitor wiring relay layer 6a1 having a substantially quadrilateral shape on the right side thereof, Further, a second relay electrode 6a2 having a substantially quadrilateral shape having a slightly larger area than the capacitor wiring relay layer 6a1 is formed on the right side, and is formed so as to be divided.

これら容量配線用中継層6a1及び第2中継電極6a2は、データ線6aと同一膜として形成され、下層より順に、アルミニウムからなる層41A及び窒化チタンからなる層41TNの二層構造を有する。   The capacitor wiring relay layer 6a1 and the second relay electrode 6a2 are formed as the same film as the data line 6a, and have a two-layer structure of an aluminum layer 41A and a titanium nitride layer 41TN in order from the lower layer.

(第3層と第4層との間の構成−第2層間絶縁膜−)
蓄積容量70の上、かつ、データ線6aの下には、例えばNSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはTEOSガスを用いたプラズマCVD法によって形成された第2層間絶縁膜42が形成されている。この第2層間絶縁膜42には、TFT30の高濃度ソース領域1dとデータ線6aとを電気的に接続する、前記のコンタクトホール81が開孔されているとともに、前記容量配線用中継層6a1と蓄積容量70の上部電極たる容量電極300とを電気的に接続するコンタクトホール801が開孔されている。さらに、第2層間絶縁膜42には、第2中継電極6a2と中継電極719とを電気的に接続するための、前記のコンタクトホール882が形成されている。
(Configuration between the third layer and the fourth layer—second interlayer insulating film)
A plasma CVD method using a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, or BPSG, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like, or preferably TEOS gas, is provided above the storage capacitor 70 and the data line 6a. A second interlayer insulating film 42 formed by the above is formed. The second interlayer insulating film 42 is provided with the contact hole 81 for electrically connecting the high-concentration source region 1d of the TFT 30 and the data line 6a, and the relay layer 6a1 for capacitive wiring. A contact hole 801 is formed to electrically connect the capacitor electrode 300 as the upper electrode of the storage capacitor 70. Further, the contact hole 882 is formed in the second interlayer insulating film 42 for electrically connecting the second relay electrode 6a2 and the relay electrode 719.

(第5層の構成−容量配線等−)
第5層には、容量配線400が形成されている。この容量配線400は、平面的にみると、図6に示すように、Y方向に延在してデータ線6aを覆うように形成されている。容量配線400は、画素電極9aが配置された表示領域Eからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。
(Fifth layer configuration-capacitive wiring, etc.)
In the fifth layer, the capacitor wiring 400 is formed. When viewed in plan, the capacitor wiring 400 is formed so as to extend in the Y direction and cover the data line 6a, as shown in FIG. The capacitor wiring 400 extends from the display area E in which the pixel electrode 9a is disposed to the periphery thereof, and is electrically connected to a constant potential source to have a fixed potential.

また、第4層には、このような容量配線400と同一膜として、第3中継電極402が形成されている。この第3中継電極402は、後述のコンタクトホール804及び89を介して、第2中継電極6a2及び画素電極9a間の電気的接続を中継する機能を有する。なお、これら容量配線400及び第3中継電極402間は、平面形状的に連続して形成されているのではなく、両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。   In the fourth layer, a third relay electrode 402 is formed as the same film as the capacitor wiring 400. The third relay electrode 402 has a function of relaying an electrical connection between the second relay electrode 6a2 and the pixel electrode 9a through contact holes 804 and 89 described later. The capacity wiring 400 and the third relay electrode 402 are not continuously formed in a planar shape, but are formed so as to be separated from each other by patterning.

上述の容量配線400及び第3中継電極402は、下層にアルミニウムからなる層、上層に窒化チタンからなる層の二層構造を有している。このように、容量配線400及び第3中継電極402は遮光性材料で構成され、非開口領域D2の一部をなす。   The capacitor wiring 400 and the third relay electrode 402 described above have a two-layer structure in which a lower layer is made of aluminum and an upper layer is made of titanium nitride. As described above, the capacitor wiring 400 and the third relay electrode 402 are made of a light-shielding material and form a part of the non-opening region D2.

(第4層と第5層との間の構成−第3層間絶縁膜−)
以上説明した前述のデータ線6aの上、かつ、容量配線400の下には、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などからなる第3層間絶縁膜43が形成されている。この第3層間絶縁膜43には、前記の容量配線400と容量配線用中継層6a1とを電気的に接続するためのコンタクトホール803、及び、第3中継電極402と第2中継電極6a2とを電気的に接続するためのコンタクトホール804がそれぞれ開孔されている。
(Configuration between the fourth layer and the fifth layer-third interlayer insulating film-)
A third interlayer insulating film 43 made of a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is formed on the data line 6a described above and below the capacitor wiring 400. The third interlayer insulating film 43 includes a contact hole 803 for electrically connecting the capacitor wiring 400 and the capacitor wiring relay layer 6a1, and the third relay electrode 402 and the second relay electrode 6a2. Contact holes 804 for electrical connection are respectively opened.

(第6層、及び第5層と第6層との間の構成−画素電極等−)
第6層には、上述したように画素電極9aは、画素P毎に島状に(マトリックス状に)形成され、画素電極9a上には配向膜16が形成されている。そして、画素電極9aの下には、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等、あるいは好ましくはNSGからなる第4層間絶縁膜44が形成されている。この第4層間絶縁膜44には、画素電極9a及び前記の第3中継電極402間を電気的に接続するためのコンタクトホール89が開孔されている。画素電極9aとTFT30との間は、このコンタクトホール89及び第3中継電極402並びに前述したコンタクトホール804、第2中継電極6a2、コンタクトホール882、中継電極719、コンタクトホール881、下部電極71及びコンタクトホール83を介して、電気的に接続される。
(Structure between the sixth layer and the fifth layer and the sixth layer-pixel electrode, etc.)
As described above, the pixel electrode 9a is formed in an island shape (matrix shape) for each pixel P on the sixth layer, and the alignment film 16 is formed on the pixel electrode 9a. Under the pixel electrode 9a, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, or BPSG, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like, or a fourth interlayer insulating film 44 preferably made of NSG is formed. In the fourth interlayer insulating film 44, a contact hole 89 for electrically connecting the pixel electrode 9a and the third relay electrode 402 is formed. Between the pixel electrode 9a and the TFT 30, the contact hole 89, the third relay electrode 402, the contact hole 804, the second relay electrode 6a2, the contact hole 882, the relay electrode 719, the contact hole 881, the lower electrode 71, and the contact described above. It is electrically connected through the hole 83.

(回路部−CMOS型TFT等−)
次に、表示領域Eの周辺に配置されている素子層10c(回路部(走査線駆動回路104、データ線駆動回路101))の概要を説明する。回路部(走査線駆動回路104、データ線駆動回路101)は、上述したように、n型TFT202nとp型TFT202pとを備えたCMOS型TFT202で構成されている。
(Circuit part-CMOS type TFT etc.)
Next, an outline of the element layer 10c (circuit unit (scanning line driving circuit 104, data line driving circuit 101)) arranged around the display area E will be described. As described above, the circuit portion (the scanning line driving circuit 104 and the data line driving circuit 101) includes the CMOS type TFT 202 including the n type TFT 202n and the p type TFT 202p.

図8は、回路部を構成するCMOS型TFTの概略断面図である。以下、図8を参照して、CMOS型TFT202の概要を説明する。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a CMOS type TFT constituting the circuit portion. Hereinafter, an outline of the CMOS type TFT 202 will be described with reference to FIG.

図8に示すようにCMOS型TFT202は、p型TFT202pとn型TFT202nとを含み、これらそれぞれは、半導体層202a、ゲート絶縁膜2、ゲート電極膜202b、半導体層202aのドレイン領域及びソース領域に接続される各種電極210a,210b,210c,210d並びに配線220からなる。そして、図8においては、符号12、41、42、43及び44等が示されていることからわかるように、当該CMOS型のTFT202及びその上層の構築物は、図7に示した表示領域Eの素子層10c(画素P)と同一の工程で形成されている。例えば、半導体層202aは、TFT30の半導体層1aと同一の工程で形成されており、ゲート電極膜202bは、ゲート電極3aと同一の工程で形成されている。なお、図7に示した蓄積容量70を構成していた下部電極71及び容量電極300についても、図8において、これらと同一の工程で形成された配線膜711及び712が、各種電極210a,210b,210c,210dを構成している。また、図7においてデータ線6aを構成していた二層の膜(アルミニウムからなる層41A、窒化チタンからなる層41TN)についても、図8において、これらと同一の工程で形成された配線膜222,223が、配線220を構成している。なお、図7における容量配線400と同一の工程で薄膜を形成し、CMOS型TFT202の構成の一部(例えば、配線)として利用しても良い。   As shown in FIG. 8, the CMOS TFT 202 includes a p-type TFT 202p and an n-type TFT 202n, which are respectively formed in the semiconductor layer 202a, the gate insulating film 2, the gate electrode film 202b, the drain region and the source region of the semiconductor layer 202a. It consists of various electrodes 210a, 210b, 210c, 210d and wiring 220 to be connected. As can be seen from the reference numerals 12, 41, 42, 43, and 44 shown in FIG. 8, the CMOS TFT 202 and the structure on the upper side thereof are provided in the display area E shown in FIG. It is formed in the same process as the element layer 10c (pixel P). For example, the semiconductor layer 202a is formed in the same process as the semiconductor layer 1a of the TFT 30, and the gate electrode film 202b is formed in the same process as the gate electrode 3a. For the lower electrode 71 and the capacitor electrode 300 constituting the storage capacitor 70 shown in FIG. 7, the wiring films 711 and 712 formed in the same process as those shown in FIG. , 210c, 210d. Further, the two-layered film (the layer 41A made of aluminum and the layer 41TN made of titanium nitride) constituting the data line 6a in FIG. 7 is also formed in the wiring film 222 formed in the same process in FIG. , 223 constitute the wiring 220. Note that a thin film may be formed in the same process as the capacitor wiring 400 in FIG. 7 and used as part of the configuration of the CMOS TFT 202 (for example, wiring).

ゲート絶縁膜2を挟んでゲート電極202bに対向配置された半導体層202aの部分が、半導体層202aのチャネル領域202a’となる。Z方向から見て、半導体層202aのチャネル領域202a’は、中間層10bに設けられたバリア層33と重なり、バリア層33より小さくなっている。換言すれば、Z方向から見て、バリア層33が配置された領域は、半導体層202aのチャネル領域202a’と重なり、チャネル領域202a’よりも大きくなっている。なお、Z方向から見て、バリア層33が配置された領域は、半導体層202aのチャネル領域202a’と重なり、チャネル領域202a’と同じ大きさであっても良い。   The portion of the semiconductor layer 202a that is disposed to face the gate electrode 202b with the gate insulating film 2 interposed therebetween becomes a channel region 202a 'of the semiconductor layer 202a. As viewed from the Z direction, the channel region 202 a ′ of the semiconductor layer 202 a overlaps with the barrier layer 33 provided in the intermediate layer 10 b and is smaller than the barrier layer 33. In other words, when viewed from the Z direction, the region where the barrier layer 33 is disposed overlaps with the channel region 202a 'of the semiconductor layer 202a and is larger than the channel region 202a'. As viewed from the Z direction, the region where the barrier layer 33 is disposed may overlap with the channel region 202a 'of the semiconductor layer 202a and have the same size as the channel region 202a'.

液晶装置100は、シールドケース(図示省略)によって実装された状態で、後述する液晶プロジェクターなどの電子機器に組み込まれる。回路部(走査線駆動回路104及びデータ線駆動回路101)に入射する光は、シールドケースによって遮光される。表示領域Eの近傍はシールドケースで覆われないので、回路部に入射する光を遮光膜によって遮光する必要がある。表示領域Eの近傍の素子基板10側から対向基板20側に向かって進行する入射光L1,L2(図4)は、走査線11aと同一の工程で形成された遮光膜(図示省略)によって遮光される。表示領域Eの近傍の対向基板20側から素子基板10側に向かって進行する光(例えば、入射光L1,L2の反射光)は、上層に配置される遮光性を有する配線層などによって遮光される。すなわち、CMOS型TFT202が配置された領域には、走査線11aと同一の工程で形成された遮光膜が設けられた領域(図示省略)と、遮光膜が設けられていない領域(図8)とが存在する。   The liquid crystal device 100 is incorporated in an electronic device such as a liquid crystal projector described later in a state where the liquid crystal device 100 is mounted by a shield case (not shown). Light incident on the circuit portion (the scanning line driving circuit 104 and the data line driving circuit 101) is shielded by the shield case. Since the vicinity of the display area E is not covered with the shield case, it is necessary to shield the light incident on the circuit portion with the light shielding film. Incident light L1, L2 (FIG. 4) traveling from the element substrate 10 side near the display region E toward the counter substrate 20 side is blocked by a light shielding film (not shown) formed in the same process as the scanning line 11a. Is done. Light (for example, reflected light of incident light L1 and L2) traveling from the counter substrate 20 side in the vicinity of the display region E toward the element substrate 10 side is shielded by a wiring layer having a light shielding property disposed on the upper layer. The That is, in the region where the CMOS TFT 202 is disposed, a region where a light shielding film formed in the same process as the scanning line 11a is provided (not shown), and a region where no light shielding film is provided (FIG. 8). Exists.

このように、表示領域Eにおける構成(TFT30、蓄積容量70、配線など)と、表示領域Eの周辺領域における構成(CMOS型TFT202、配線など)とを同一の工程で形成することによって、これらを別々に形成する態様に比べて、製造工程の簡略化や省略化等を図ることができる。   Thus, by forming the configuration in the display region E (TFT 30, storage capacitor 70, wiring, etc.) and the configuration in the peripheral region of the display region E (CMOS TFT 202, wiring, etc.) in the same process, The manufacturing process can be simplified or omitted as compared with the case of forming separately.

「素子基板の製造方法」
図9は、プリズムを形成する工程から半導体層を構成する工程までの工程フローであり、本発明の特徴部分をなす。以降、図9を参照して素子基板の特徴部分の製造方法の概要を説明する。なお、半導体層1a,202aを形成する工程以降は、公知技術を使用しており、素子基板10の製造方法の説明を省略する。
"Method for manufacturing element substrates"
FIG. 9 is a process flow from the process of forming the prism to the process of forming the semiconductor layer, which is a characteristic part of the present invention. Hereinafter, an outline of a method for manufacturing a characteristic portion of the element substrate will be described with reference to FIG. In addition, after the process of forming the semiconductor layers 1a and 202a, a known technique is used, and the description of the manufacturing method of the element substrate 10 is omitted.

図7及び図8に示すように、基板本体10aの液晶層50側の面にはプリズム110、プリズム110が形成された面を覆う第1誘電体層35、第1誘電体層35の少なくとも一部を覆うバリア層33、第1誘電体層35との間でバリア層33を挟む第2誘電体層36、第2誘電体層の一部を覆う走査線11a、第2誘電体層36との間で走査線11aを挟む下地絶縁層12、及び下地絶縁層12の一部を覆う半導体層1a,202a膜が、この順に形成されている。   As shown in FIGS. 7 and 8, at least one of the first dielectric layer 35 and the first dielectric layer 35 covering the surface on which the prism 110 is formed on the surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side. The second dielectric layer 36 sandwiching the barrier layer 33 between the barrier layer 33 covering the portion, the first dielectric layer 35, the scanning line 11a covering a part of the second dielectric layer, the second dielectric layer 36, A base insulating layer 12 sandwiching the scanning line 11a therebetween, and semiconductor layers 1a and 202a films covering a part of the base insulating layer 12 are formed in this order.

図9に示すようにステップS1では、基材8を公知技術、例えばドライエッチングでエッチングし、断面V字形状の溝部111を形成する。溝部111が形成された基材8の表面に、例えばスパッタ法やCVD法などの公知技術によって、溝部111の開口部分を塞ぐようにシリコン酸化膜を堆積し、封止部114を形成する。このとき溝部111内は、シリコン酸化膜を堆積する際の雰囲気(減圧雰囲気)の状態で密封される。その結果、溝部111と、溝部111の開口部分を密封する封止部114と、溝部111内に密封された空気層113(減圧雰囲気)とを有するプリズムが形成される(図4参照)。   As shown in FIG. 9, in step S1, the base material 8 is etched by a known technique, for example, dry etching to form a groove 111 having a V-shaped cross section. A silicon oxide film is deposited on the surface of the substrate 8 on which the groove 111 is formed by a known technique such as a sputtering method or a CVD method so as to close the opening of the groove 111 to form a sealing portion 114. At this time, the inside of the groove 111 is sealed in an atmosphere (depressurized atmosphere) when depositing the silicon oxide film. As a result, a prism having the groove 111, a sealing portion 114 that seals the opening of the groove 111, and an air layer 113 (depressurized atmosphere) sealed in the groove 111 is formed (see FIG. 4).

なお、上述したシリコン酸化膜を堆積するだけで、溝部111の開口部分を塞ぐことが難しい場合は、溝部111の内部に予め犠牲膜となるポリシリコンなどを埋め込んで堆積し、ダマシン法で埋め込み平坦化する。その上層に第1のシリコン酸化膜を成膜する。さらに、第1のシリコン酸化膜にエッチング用の小孔を形成して選択的に犠牲膜をエッチング除去することで、溝部111を空洞にする。その後、第2のシリコン酸化膜を堆積し、エッチング用の小孔を塞ぐことで、溝部111の内部に空気層113が密封されたプリズム110を形成することができる。
あるいは、フッ素などの不純物を含む低屈折率のシリコン酸化膜を溝部111内部に堆積してもよい。
If it is difficult to block the opening of the groove 111 simply by depositing the silicon oxide film described above, polysilicon or the like, which is a sacrificial film, is embedded in the groove 111 in advance, and is buried by a damascene method. Turn into. A first silicon oxide film is formed thereon. Furthermore, a small hole for etching is formed in the first silicon oxide film, and the sacrificial film is selectively removed by etching, whereby the groove 111 is made hollow. Thereafter, a prism 110 in which the air layer 113 is sealed inside the groove 111 can be formed by depositing a second silicon oxide film and closing the etching hole.
Alternatively, a low refractive index silicon oxide film containing an impurity such as fluorine may be deposited inside the groove 111.

ステップS3では、TMA(トリメチルアルミニウムAl(CH33)を用いたALD(atomic layer deposition)法やMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法などの公知技術によって50nm〜100nmの厚さの酸化アルミニウムを堆積する。次に、公知技術(例えば、ドライエッチング)を用いて、Z方向から見て、半導体層1aのチャネル領域1a’及び半導体層202aのチャネル領域202a’と重なり、 半導体層1aのチャネル領域1a’及び半導体層202aのチャネル領域202a’よりも大きくなるように酸化アルミニウムをパターニングし、バリア層33を形成する。 In step S3, aluminum oxide having a thickness of 50 nm to 100 nm is formed by a known technique such as ALD (atomic layer deposition) using TMA (trimethylaluminum Al (CH 3 ) 3 ) or MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). accumulate. Next, using a known technique (for example, dry etching), the channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a and the channel region 202a ′ of the semiconductor layer 202a overlap with the channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a, as viewed from the Z direction. The barrier layer 33 is formed by patterning aluminum oxide so as to be larger than the channel region 202a ′ of the semiconductor layer 202a.

なお、Z方向から見て、半導体層1aのチャネル領域1a’及び半導体層202aのチャネル領域202a’と重なり、 半導体層1aのチャネル領域1a’及び半導体層202aのチャネル領域202a’と同じ大きさとなるように酸化アルミニウムをパターニングし、バリア層33を形成しても良い。   Note that when viewed from the Z direction, the channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a and the channel region 202a ′ of the semiconductor layer 202a overlap with each other, and the channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a and the channel region 202a ′ of the semiconductor layer 202a have the same size. Thus, the barrier layer 33 may be formed by patterning aluminum oxide.

また、酸化アルミニウムは透光性の誘電体であり、公知技術によるパターニングを省略し、第1誘電体層35の表面の全域を覆ってバリア層33を形成しても良い。この場合、開口領域D1にもバリア層33が配置され、第1誘電体層35(シリコン酸化膜)とバリア層33(酸化アルミニウム)との界面、及びバリア層(酸化アルミニウム)と第2誘電体層36(シリコン酸化膜)との界面において、シリコン酸化膜と酸化アルミニウムとの屈折率差に基づく光の反射面が形成される。その結果、これら界面で光の反射が生じ、液晶装置100から射出される表示光の輝度が低下する恐れがあるので、バリア層33は非開口領域D2内に配置されるようにパターニングすることが、より好ましい。   Aluminum oxide is a translucent dielectric, and patterning by a known technique may be omitted, and the barrier layer 33 may be formed covering the entire surface of the first dielectric layer 35. In this case, the barrier layer 33 is also disposed in the opening region D1, and the interface between the first dielectric layer 35 (silicon oxide film) and the barrier layer 33 (aluminum oxide), and the barrier layer (aluminum oxide) and the second dielectric material. At the interface with the layer 36 (silicon oxide film), a light reflecting surface based on the difference in refractive index between the silicon oxide film and the aluminum oxide is formed. As a result, light is reflected at these interfaces, and the luminance of display light emitted from the liquid crystal device 100 may be lowered. Therefore, the barrier layer 33 may be patterned so as to be disposed in the non-opening region D2. More preferable.

ステップS4では、モノシラン(SiH4)ガスを用いたプラズマCVD法で800nm〜1000nmの厚さのシリコン酸化膜を堆積し、CMP処理による平坦化処理を施し、第2誘電体層36を形成する。 In step S4, a silicon oxide film having a thickness of 800 nm to 1000 nm is deposited by a plasma CVD method using monosilane (SiH 4 ) gas, and a planarization process is performed by a CMP process to form a second dielectric layer 36.

ステップS5では、スパッタ法やMOCVD法を用いてタングステンシリサイドを堆積する。その後、公知技術(ドライエッチング)を用いて、Z方向から見て、半導体層1aのチャネル領域1a’と重なり、チャネル領域1a’よりも大きくなるようにパターニングし、走査線11aを形成する。   In step S5, tungsten silicide is deposited using sputtering or MOCVD. Thereafter, using a known technique (dry etching), the pattern is formed so as to overlap with the channel region 1a 'of the semiconductor layer 1a and be larger than the channel region 1a' when viewed from the Z direction, thereby forming the scanning line 11a.

ステップS6では、モノシランガスを用いたプラズマCVD法で約400nmの厚さのシリコン酸化膜、及びモノシランガスを用いた熱CVD法で約50nmの厚さのシリコン酸化膜をこの順で堆積し、下地絶縁層12を形成する。   In step S6, a silicon oxide film having a thickness of about 400 nm is deposited by plasma CVD using monosilane gas, and a silicon oxide film having a thickness of about 50 nm is deposited in this order by thermal CVD using monosilane gas. 12 is formed.

ステップS7では、モノシランガスを用いた熱CVD法でアモルファスシリコン膜を堆積し、600℃〜700℃の温度で熱処理を行い、アモルファスを結晶化して多結晶シリコン膜を形成する。次に、公知技術(ドライエッチング)を用いて、パターニングして半導体層1a,202aを形成する。半導体層1aは、Z方向から見て、走査線11aと重なり、走査線11aaよりも小さくなっている。また、半導体層1aのチャネル領域1a’及び半導体層202aのチャネル領域202a’は、Z方向から見てバリア層33と重なり、バリア層33よりも小さくなっている。   In step S7, an amorphous silicon film is deposited by a thermal CVD method using monosilane gas, and heat treatment is performed at a temperature of 600 ° C. to 700 ° C. to crystallize the amorphous to form a polycrystalline silicon film. Next, the semiconductor layers 1a and 202a are formed by patterning using a known technique (dry etching). The semiconductor layer 1a overlaps the scanning line 11a when viewed from the Z direction, and is smaller than the scanning line 11aa. Further, the channel region 1 a ′ of the semiconductor layer 1 a and the channel region 202 a ′ of the semiconductor layer 202 a overlap with the barrier layer 33 when viewed from the Z direction and are smaller than the barrier layer 33.

ステップS6以降の工程、すなわち第1層間絶縁膜41を形成する工程から画素電極9aを形成する工程までの間の工程において、水素ガス雰囲気、または水素ガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気で300℃〜400℃の熱処理を行い、半導体層1a,202aのダングリングボンドの終端処理(水素処理)を行い、トランジスター特性の安定化を図っている。   In the process after step S6, that is, the process from the process of forming the first interlayer insulating film 41 to the process of forming the pixel electrode 9a, it is performed at 300 ° C. in a hydrogen gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of hydrogen gas and nitrogen gas. A heat treatment at ˜400 ° C. is performed, and dangling bond termination treatment (hydrogen treatment) of the semiconductor layers 1a and 202a is performed to stabilize the transistor characteristics.

また、TFT30の半導体層1aの低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1c、高濃度ソース領域1d、及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、半導体層1aにリンイオンなどのn型不純物を導入している。さらに、ソース電極(ソース領域)及びドレイン電極(ドレイン領域)を形成するために、n型TFT202nの半導体層202aにリンイオンなどのn型不純物を導入し、p型TFT202pの半導体層202aにホウ素イオンなどのp型不純物を導入している。これら不純物を半導体層1a,202aで拡散させるために、900℃〜1100℃の熱処理(活性化アニール)を施している。
このように、素子基板10の製造工程では、素子基板10の構成要素を堆積する成膜処理、水素処理、及び活性化アニール処理などで、熱処理が施されている。
Further, in order to form the low concentration source region 1b, the low concentration drain region 1c, the high concentration source region 1d, and the high concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a of the TFT 30, an n-type impurity such as phosphorus ion is introduced into the semiconductor layer 1a. doing. Further, in order to form a source electrode (source region) and a drain electrode (drain region), n-type impurities such as phosphorus ions are introduced into the semiconductor layer 202a of the n-type TFT 202n, and boron ions or the like are introduced into the semiconductor layer 202a of the p-type TFT 202p. P-type impurities are introduced. In order to diffuse these impurities in the semiconductor layers 1a and 202a, heat treatment (activation annealing) at 900 ° C. to 1100 ° C. is performed.
As described above, in the manufacturing process of the element substrate 10, heat treatment is performed by a film forming process for depositing the components of the element substrate 10, a hydrogen process, an activation annealing process, and the like.

「熱処理によるフッ素濃度の変化」
図10は、第1誘電体層及び第2誘電体層に含まれるフッ素濃度を示している。図中の上段が成膜直後の状態(アズデポ状態)のフッ素濃度を示し、下段が900℃、200秒という条件で熱処理した後のフッ素濃度を示している。実際の基板とは別に、実際の基板と同じ構造のテスト基板を作製し、二次イオン質量分析法を用いてバリア層33が設けられていない領域のフッ素濃度を測定した。また、テスト基板の熱処理条件は、900℃、200秒であるが、実際の製造工程ではより過酷な熱処理が施されている。
"Changes in fluorine concentration due to heat treatment"
FIG. 10 shows the concentration of fluorine contained in the first dielectric layer and the second dielectric layer. In the figure, the upper part shows the fluorine concentration in the state immediately after film formation (as-deposited state), and the lower part shows the fluorine concentration after heat treatment at 900 ° C. for 200 seconds. A test substrate having the same structure as the actual substrate was prepared separately from the actual substrate, and the fluorine concentration in the region where the barrier layer 33 was not provided was measured using secondary ion mass spectrometry. The heat treatment conditions of the test substrate are 900 ° C. and 200 seconds, but more severe heat treatment is performed in the actual manufacturing process.

図10に示すように、第1誘電体層35のフッ素濃度は、アズデポ状態で8E19〜4E20atoms/cm3であり、熱処理後に4E19〜5E19atoms/cm3とフッ素イオン濃度が減少した。第2誘電体層36のフッ素濃度は、アズデポ状態で6E18atoms/cm3であり、熱処理後に4E19〜6E19atoms/cm3にフッ素イオン濃度が増加した。なお、「E」は指数部を示し、例えば「8E19」は8×1019を指す。
なお、図示を省略しているが、アズデポ状態の下地絶縁層12のフッ素濃度は、第2誘電体層36のフッ素濃度と同等以下であり、1E17atoms/cm3〜E18atoms/cm3の範囲にある。
As shown in FIG. 10, the fluorine concentration of the first dielectric layer 35 was 8E19 to 4E20 atoms / cm 3 in the as-deposited state, and the fluorine ion concentration decreased to 4E19 to 5E19 atoms / cm 3 after the heat treatment. The fluorine concentration of the second dielectric layer 36 was 6E18 atoms / cm 3 in the as-deposited state, and the fluorine ion concentration increased to 4E19 to 6E19 atoms / cm 3 after the heat treatment. “E” indicates an exponent part, for example, “8E19” indicates 8 × 10 19 .
Although not shown, the fluorine concentration of the base insulating layer 12 in the as-deposited state is equal to or less than the fluorine concentration of the second dielectric layer 36 and is in the range of 1E17 atoms / cm 3 to E18 atoms / cm 3. .

テスト基板の第1誘電体層35は、上述したステップS2の第1誘電体層35と同一条件、同一装置で形成されている。テスト基板の第2誘電体層36は、上述したステップS4の第2誘電体層36と同一条件、同一装置で形成されている。ステップS2及びステップS4では、成膜装置の成膜室の内壁面などに堆積したシリコン酸化膜や副生成物を除去するために、CF4、NF3、C26などのフッ素系ガスを用いて定期的にクリーニング処理(ドライエッチング処理)が施されている。第1誘電体層35及び第2誘電体層36は、異なる成膜装置で成膜されており、第1誘電体層35は、カバレッジ特性に優れ、高速成膜が可能な装置で処理される。しかし一方で装置の性能上、クリーニング時の残留フッ素成分を多く膜中に取り込んでしまう欠点もある。 The first dielectric layer 35 of the test substrate is formed under the same conditions and the same apparatus as the first dielectric layer 35 in step S2 described above. The second dielectric layer 36 of the test substrate is formed under the same conditions and the same apparatus as the second dielectric layer 36 in step S4 described above. In step S2 and step S4, a fluorine-based gas such as CF 4 , NF 3 , or C 2 F 6 is used to remove the silicon oxide film and by-products deposited on the inner wall surface of the film forming chamber of the film forming apparatus. A cleaning process (dry etching process) is periodically performed using the same. The first dielectric layer 35 and the second dielectric layer 36 are formed by different film forming apparatuses, and the first dielectric layer 35 is processed by an apparatus having excellent coverage characteristics and capable of high speed film formation. . However, on the other hand, due to the performance of the apparatus, there is also a drawback that a large amount of residual fluorine component at the time of cleaning is taken into the film.

シリコン酸化膜中に混入したフッ素は、熱処理によって高濃度領域(第1誘電体層35)から低濃度領域(第2誘電体層36)に向けて拡散(移動)する。このため、熱処理によって、第1誘電体層35のフッ素濃度が減少し、第2誘電体層36のフッ素濃度が増加したものと考えられる。   Fluorine mixed in the silicon oxide film diffuses (moves) from the high concentration region (first dielectric layer 35) toward the low concentration region (second dielectric layer 36) by heat treatment. For this reason, it is considered that the fluorine concentration of the first dielectric layer 35 decreased and the fluorine concentration of the second dielectric layer 36 increased due to the heat treatment.

上記結果から、素子基板10の製造工程では、素子基板10の製造工程における各種熱処理によって、以下の現象が発生しているものと考えられる。
(1)第1誘電体層35、第2誘電体層36、及び下地絶縁層12は、同じ材料(酸化シリコン膜)で構成されているので、熱処理が施されると膜中に混入したフッ素は高濃度領域側から低濃度領域側に拡散する。
(2)第1誘電体層35のシリコン酸化膜中に混入した残留フッ素濃度は、装置の特性上、第2誘電体層36及び下地絶縁層12に比べて多い。
(3)(1)及び(2)より、シリコン酸化膜中に混入したフッ素は、高濃度領域(第1誘電体層35)側から低濃度領域側(下地絶縁層12)にむけて拡散し、半導体層1a,202aの下地膜である下地絶縁層12のフッ素濃度が増加する。
From the above results, it is considered that the following phenomenon occurs in the manufacturing process of the element substrate 10 due to various heat treatments in the manufacturing process of the element substrate 10.
(1) Since the first dielectric layer 35, the second dielectric layer 36, and the base insulating layer 12 are made of the same material (silicon oxide film), fluorine mixed into the film when heat treatment is performed. Diffuses from the high concentration region side to the low concentration region side.
(2) The residual fluorine concentration mixed in the silicon oxide film of the first dielectric layer 35 is larger than that of the second dielectric layer 36 and the underlying insulating layer 12 due to the characteristics of the device.
(3) From (1) and (2), fluorine mixed in the silicon oxide film diffuses from the high concentration region (first dielectric layer 35) side toward the low concentration region side (underlying insulating layer 12). Then, the fluorine concentration of the base insulating layer 12 which is the base film of the semiconductor layers 1a and 202a increases.

「トランジスターの電気特性」
図11は、ソース電極に0V、ドレイン電極に10V、ゲート電極に−5V〜20Vを印加した場合のn型TFT202nの電気特性(ゲート電圧とドレイン電流との関係)を示している。図中の実線はバリア層33を有するn型TFT202n(図8)の電気特性であり、破線はバリア層33を設けていないn型TFT202n(以降、比較例のTFTと称す)の電気特性である。
"Electrical characteristics of transistors"
FIG. 11 shows the electrical characteristics (relationship between the gate voltage and the drain current) of the n-type TFT 202n when 0 V is applied to the source electrode, 10 V is applied to the drain electrode, and −5 to 20 V is applied to the gate electrode. The solid line in the figure is the electrical characteristic of the n-type TFT 202n (FIG. 8) having the barrier layer 33, and the broken line is the electrical characteristic of the n-type TFT 202n without the barrier layer 33 (hereinafter referred to as a comparative example TFT). .

図11に示すように、バリア層33を設けたn型TFT202nは、ゲート電圧を−5V〜0Vにおけるドレイン電流(オフ電流)が1E−13〜1E−12Aと小さい。さらに、オン/オフ比(オン電流とオフ電流との比率)も8桁〜9桁と大きく、良好な電気特性を有している。   As shown in FIG. 11, the n-type TFT 202n provided with the barrier layer 33 has a small drain current (off current) of 1E-13 to 1E-12A when the gate voltage is -5V to 0V. Furthermore, the on / off ratio (ratio between on-current and off-current) is as large as 8 to 9 digits, and has good electrical characteristics.

バリア層33を設けていない比較例のTFTは、オフ電流が1E10−7〜1E10−6Aと大きく、オン/オフ比(オン電流とオフ電流との比率)が2桁と小さく、好ましくない電気特性を有している。
なお、図示を省略するが、バリア層33を設けたTFT30は、バリア層33を設けたn型TFT202nと同等の良好な電気特性を有している。
The TFT of the comparative example in which the barrier layer 33 is not provided has a large off-current of 1E10-7 to 1E10-6A, an on / off ratio (ratio of on-current to off-current) as small as two digits, and undesirable electrical characteristics. have.
Although not shown, the TFT 30 provided with the barrier layer 33 has good electrical characteristics equivalent to those of the n-type TFT 202n provided with the barrier layer 33.

上記電気特性の相違は、図10で観測されたフッ素の拡散が影響しているものと考えられる。
バリア層33を設けていない比較例のTFTにおいては、上述したように素子基板10の製造工程における各種熱処理によって、第1誘電体層35に混入したフッ素は、第1誘電体層35側から下地絶縁層12側に向けて拡散し、半導体層1a,202aの下地膜である下地絶縁層12のフッ素濃度が増加する。さらに、下地絶縁層12に拡散したフッ素は、半導体層1a,202aにも拡散し、半導体層1a,202aの膜質が劣化したものと考えられる。例えば、半導体層1a,202aにフッ素が侵入すると、半導体層1a,202aに新たな欠陥が発生し、半導体層1a,202aのリーク電流が増加するという不具合が想定される。すなわち、素子基板10の製造工程における各種熱処理によって、第1誘電体層35のフッ素が、スイッチング動作を制御する半導体層1a,202aのチャネル領域まで拡散し、半導体層1a,202aのチャネル領域の膜質が劣化したため、比較例TFTの電気特性が悪化したものと考えられる。
The difference in the electrical characteristics is considered to be due to the fluorine diffusion observed in FIG.
In the TFT of the comparative example in which the barrier layer 33 is not provided, as described above, the fluorine mixed into the first dielectric layer 35 due to various heat treatments in the manufacturing process of the element substrate 10 is caused to occur from the first dielectric layer 35 side. Diffusion toward the insulating layer 12 side increases the fluorine concentration of the base insulating layer 12 that is the base film of the semiconductor layers 1a and 202a. Furthermore, the fluorine diffused into the base insulating layer 12 is also diffused into the semiconductor layers 1a and 202a, and it is considered that the film quality of the semiconductor layers 1a and 202a is deteriorated. For example, when fluorine penetrates into the semiconductor layers 1a and 202a, a new defect is generated in the semiconductor layers 1a and 202a, and a problem that the leakage current of the semiconductor layers 1a and 202a increases is assumed. That is, by various heat treatments in the manufacturing process of the element substrate 10, the fluorine of the first dielectric layer 35 diffuses to the channel regions of the semiconductor layers 1a and 202a that control the switching operation, and the film quality of the channel regions of the semiconductor layers 1a and 202a. It is considered that the electrical characteristics of the comparative example TFT deteriorated because of the deterioration.

バリア層33を設けたn型TFT202nやTFT30では、バリア層によって第1誘電体層35に混入したフッ素の下地絶縁層12への拡散が抑制される。すなわち、バリア層33を設けた領域の下地絶縁層12のフッ素濃度の増加が抑制されるので、スイッチング動作を制御する半導体層1a,202aのチャネル領域の膜質劣化が抑制される。従って、n型TFT202nやTFT30の電気特性の劣化が抑制されるので、バリア層33を設けたn型TFT202nやTFT30は、良好な電気特性を有する。   In the n-type TFT 202n and the TFT 30 provided with the barrier layer 33, diffusion of fluorine mixed into the first dielectric layer 35 into the base insulating layer 12 is suppressed by the barrier layer. That is, since an increase in the fluorine concentration of the base insulating layer 12 in the region where the barrier layer 33 is provided is suppressed, deterioration in the film quality of the channel regions of the semiconductor layers 1a and 202a that control the switching operation is suppressed. Therefore, since the deterioration of the electrical characteristics of the n-type TFT 202n and TFT 30 is suppressed, the n-type TFT 202n and TFT 30 provided with the barrier layer 33 have good electrical characteristics.

このように、第1誘電体層35がトランジスターの電気特性を劣化させる不純物(フッ素)の発生源であり、バリア層33は、半導体層1a,202aのチャネル領域への当該不純物の拡散を抑制する機能を有している。さらに、ステップS1で形成したプリズム110に、例えばフッ素などのハロゲンやアルカリ金属などのトランジスターの電気特性を劣化させる不純物が存在しても、バリア層33によって、半導体層1a,202aのチャネル領域への当該不純物の拡散が抑制されるので、トランジスターの電気特性の劣化を抑制することができる。   Thus, the first dielectric layer 35 is a source of impurities (fluorine) that degrade the electrical characteristics of the transistor, and the barrier layer 33 suppresses diffusion of the impurities into the channel regions of the semiconductor layers 1a and 202a. It has a function. Further, even if impurities such as halogen such as fluorine or an alkali metal that deteriorate the electrical characteristics of the transistor exist in the prism 110 formed in step S1, the barrier layer 33 causes the semiconductor layer 1a and 202a to reach the channel region. Since diffusion of the impurity is suppressed, deterioration of the electrical characteristics of the transistor can be suppressed.

Z方向から見て、バリア層33が形成された領域が、半導体層1a,202aのチャネル領域よりも小さいと、半導体層1a,202aのチャネル領域へのトランジスターの電気特性を劣化させる不純物の拡散を抑制することが困難になるので、バリア層33が形成された領域は、半導体層1a,202aのチャネル領域よりも大きいことが好ましい。また、上述したように、バリア層33が開口領域D1に配置されると、表示光の輝度の低下を招く恐れがあるので、バリア層33が形成された領域は、非開口領域D2より小さいことが好ましい。すなわち、Z方向から見て、バリア層33が形成された領域は、半導体層1a,202aのチャネル領域よりも大きく、非開口領域D2内に配置されることが好ましい。また、Z方向から見て、バリア層33が形成された領域と、半導体層1a,202aのチャネル領域とが同じであっても良い。   When the region where the barrier layer 33 is formed is smaller than the channel region of the semiconductor layers 1a and 202a when viewed from the Z direction, the diffusion of impurities that degrade the electrical characteristics of the transistor into the channel regions of the semiconductor layers 1a and 202a is performed. Since it becomes difficult to suppress, the region where the barrier layer 33 is formed is preferably larger than the channel regions of the semiconductor layers 1a and 202a. Further, as described above, when the barrier layer 33 is disposed in the opening region D1, the luminance of the display light may be reduced. Therefore, the region where the barrier layer 33 is formed is smaller than the non-opening region D2. Is preferred. That is, as viewed from the Z direction, the region where the barrier layer 33 is formed is preferably larger than the channel regions of the semiconductor layers 1a and 202a and is disposed in the non-opening region D2. Further, when viewed from the Z direction, the region where the barrier layer 33 is formed and the channel region of the semiconductor layers 1a and 202a may be the same.

なお、バリア層33の構成材料としては、上述した酸化アルミニウムの他に、タングステンシリサイドや多結晶シリコンを使用することができる。すなわち、タングステンシリサイドや多結晶シリコンで形成したバリア層33によっても、トランジスターの電気特性を劣化させる不純物の拡散が抑制され、酸化アルミニウムで構成したバリア層33と同等にトランジスターの電気特性の劣化を抑制することができる。   As a constituent material of the barrier layer 33, tungsten silicide or polycrystalline silicon can be used in addition to the above-described aluminum oxide. That is, the barrier layer 33 formed of tungsten silicide or polycrystalline silicon also suppresses the diffusion of impurities that degrade the electrical characteristics of the transistor, and suppresses the degradation of the electrical characteristics of the transistor in the same manner as the barrier layer 33 composed of aluminum oxide. can do.

(実施形態2)
実施形態2に係る液晶装置200では、素子基板10にマイクロレンズ26が形成されている点が、実施形態1と異なる。詳しくは、基板本体10aの液晶層50側の面に、本実施形態ではマイクロレンズ26が形成され、実施形態1ではプリズム110が形成されている点が異なり、他の構成は実施形態1と同じである。
(Embodiment 2)
The liquid crystal device 200 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a microlens 26 is formed on the element substrate 10. Specifically, the microlens 26 is formed on the surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side, and the prism 110 is formed in the first embodiment. Other configurations are the same as those in the first embodiment. It is.

図12は、本実施形態に係る液晶装置200の概略断面図であり、図4に対応している。以下、図12を参照して、本実施形態に係る液晶装置200を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。   FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal device 200 according to the present embodiment, and corresponds to FIG. Hereinafter, with reference to FIG. 12, the liquid crystal device 200 according to the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. Moreover, about the same component as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図中の符号L3,L4が付された矢印は、光源(図示省略)から発せられ、素子基板10側から対向基板20側に向けて液晶装置200に入射する入射光を示している。入射光L3,L4は、マイクロレンズ26で集光され、光軸方向に沿って進行する表示光として液晶装置200からZ(+)方向に射出される。また、Z(+)方向が光軸となる。   Arrows denoted by reference signs L3 and L4 in the drawing indicate incident light emitted from a light source (not shown) and incident on the liquid crystal device 200 from the element substrate 10 side toward the counter substrate 20 side. Incident lights L3 and L4 are collected by the microlens 26 and emitted from the liquid crystal device 200 in the Z (+) direction as display light traveling along the optical axis direction. The Z (+) direction is the optical axis.

図12に示すように、基板本体10aの液晶層50側の面には、集光素子としてのマイクロレンズ26が設けられている。マイクロレンズ26は、凸状のレンズ面26aが液晶層50と反対側に向くように基板本体10aに形成されている。
このようなマイクロレンズ26の形成方法としては、例えば、基材8の表面を選択的にエッチングすることにより、レンズ面26aに対応した凹部を形成する。当該凹部を、基材8よりも高い屈折率を有する、例えば酸窒化シリコン(SiON)などのレンズ材料にて埋める。次に、例えばCMPなどの方法によって平坦化処理を施すことによって、凸状のレンズ面26aを有するマイクロレンズ26が、画素P毎に形成される。
As shown in FIG. 12, a microlens 26 as a condensing element is provided on the surface of the substrate body 10a on the liquid crystal layer 50 side. The microlens 26 is formed on the substrate body 10 a so that the convex lens surface 26 a faces away from the liquid crystal layer 50.
As a method for forming such a microlens 26, for example, the concave portion corresponding to the lens surface 26a is formed by selectively etching the surface of the substrate 8. The concave portion is filled with a lens material such as silicon oxynitride (SiON) having a higher refractive index than that of the substrate 8. Next, a microlens 26 having a convex lens surface 26a is formed for each pixel P by performing a flattening process by a method such as CMP.

入射光L3は、光軸に沿って進行する光である。入射光L3は、マイクロレンズ26をそのまま直進し、液晶層50を通過して対向基板20側に射出され、表示光となる。入射光L4は、光軸に対して斜め方向に進行する光である。入射光L4は、マイクロレンズ26に入射すると屈折して、ほぼ光軸に沿った方向に射出されるので、入射光L1とほぼ並行して対向基板20側に射出され、表示光の一部となる。このように、マイクロレンズ26によって、光軸に対して斜め方向に進行する入射光L4を表示光の一部とすることができるので、入射光の利用効率を向上させ、より明るい表示を提供することができる。   The incident light L3 is light that travels along the optical axis. The incident light L3 travels straight through the microlens 26, passes through the liquid crystal layer 50, and is emitted toward the counter substrate 20 to become display light. The incident light L4 is light that travels in an oblique direction with respect to the optical axis. The incident light L4 is refracted when it enters the microlens 26 and is emitted in a direction substantially along the optical axis. Therefore, the incident light L4 is emitted toward the counter substrate 20 substantially in parallel with the incident light L1, and a part of the display light Become. As described above, the incident light L4 traveling in an oblique direction with respect to the optical axis can be made part of the display light by the microlens 26, so that the utilization efficiency of the incident light is improved and a brighter display is provided. be able to.

実施形態2のCMOS型TFTやTFT30にもバリア層33が設けられ、バリア層33によって半導体層1a,202aのチャネル領域への不純物(フッ素)の拡散が抑制されるので、トランジスターの電気特性の劣化を抑制することができるという実施形態1と同等の効果を得ることができる。   A barrier layer 33 is also provided in the CMOS TFT or TFT 30 of the second embodiment, and the diffusion of impurities (fluorine) into the channel regions of the semiconductor layers 1a and 202a is suppressed by the barrier layer 33, so that the electrical characteristics of the transistor are deteriorated. The effect equivalent to Embodiment 1 that can be suppressed can be acquired.

(実施形態3)
「電子機器」
図13は電子機器としての投射型表示装置(液晶プロジェクター)の構成を示す概略図である。図13に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って配置された偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、3つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投射レンズ1207とを備えている。
(Embodiment 3)
"Electronics"
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projection display device (liquid crystal projector) as an electronic apparatus. As shown in FIG. 13, a projection display apparatus 1000 as an electronic apparatus according to the present embodiment includes a polarization illumination apparatus 1100 arranged along the system optical axis L, and two dichroic mirrors 1104 and 1105 as light separation elements. Three reflection mirrors 1106, 1107, 1108, five relay lenses 1201, 1202, 1203, 1204, 1205, three transmissive liquid crystal light valves 1210, 1220, 1230 as light modulation means, and a light combining element As a cross dichroic prism 1206 and a projection lens 1207.

偏光照明装置1100は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット1101と、インテグレーターレンズ1102と、偏光変換素子1103とから概略構成されている。   The polarized light illumination device 1100 is generally configured by a lamp unit 1101 as a light source composed of a white light source such as an ultra-high pressure mercury lamp or a halogen lamp, an integrator lens 1102, and a polarization conversion element 1103.

ダイクロイックミラー1104は、偏光照明装置1100から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー1105は、ダイクロイックミラー1104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。   The dichroic mirror 1104 reflects red light (R) and transmits green light (G) and blue light (B) among the polarized light beams emitted from the polarization illumination device 1100. Another dichroic mirror 1105 reflects the green light (G) transmitted through the dichroic mirror 1104 and transmits the blue light (B).

ダイクロイックミラー1104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー1106で反射した後にリレーレンズ1205を経由して液晶ライトバルブ1210に入射する。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
The red light (R) reflected by the dichroic mirror 1104 is reflected by the reflection mirror 1106 and then enters the liquid crystal light valve 1210 via the relay lens 1205.
Green light (G) reflected by the dichroic mirror 1105 enters the liquid crystal light valve 1220 via the relay lens 1204.
The blue light (B) transmitted through the dichroic mirror 1105 is incident on the liquid crystal light valve 1230 via a light guide system including three relay lenses 1201, 1202, 1203 and two reflection mirrors 1107, 1108.

液晶ライトバルブ1210,1220,1230は、クロスダイクロイックプリズム1206の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ1210,1220,1230に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム1206に向けて射出される。このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ1207によってスクリーン1300上に投射され、画像が拡大されて表示される。   The liquid crystal light valves 1210, 1220, and 1230 are disposed to face the incident surfaces of the cross dichroic prism 1206 for each color light. The color light incident on the liquid crystal light valves 1210, 1220, and 1230 is modulated based on video information (video signal) and emitted toward the cross dichroic prism 1206. In this prism, four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface thereof. The three color lights are synthesized by these dielectric multilayer films, and the light representing the color image is synthesized. The synthesized light is projected on the screen 1300 by the projection lens 1207 which is a projection optical system, and the image is enlarged and displayed.

液晶ライトバルブ1210,1220,1230に、上述した実施形態1の液晶装置100または実施形態2の液晶装置200を適用させることによって、安定してより明るい表示を提供することができる。   By applying the liquid crystal device 100 of the first embodiment or the liquid crystal device 200 of the second embodiment to the liquid crystal light valves 1210, 1220, and 1230, a brighter display can be stably provided.

本発明は、上記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ある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液晶装置100及び該液晶装置100を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, 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. Electronic equipment to which the liquid crystal device 100 is applied is also included in the technical scope of the present invention.
Various modifications other than the above embodiment are conceivable. Hereinafter, a modification will be described.

(変形例1)バリア層33を有するトランジスターの構成は、液晶装置100に適用させることに限定されず、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子を有する発光装置にも適用させることができる。これによれば、バリア層33によってトランジスターの特性を劣化させる不純物の拡散が抑制されるという実施形態1及び実施形態2と同等の効果を得ることができる。加えて、プリズム110やマイクロレンズ26によって、より明るい表示を提供することができるという効果も得ることができる。   (Modification 1) The structure of the transistor having the barrier layer 33 is not limited to being applied to the liquid crystal device 100, and can be applied to, for example, a light emitting device having an organic electroluminescence element. According to this, it is possible to obtain an effect equivalent to that of the first and second embodiments in which the barrier layer 33 suppresses the diffusion of impurities that degrade the characteristics of the transistor. In addition, the prism 110 and the microlens 26 can provide an effect that a brighter display can be provided.

(変形例2)
実施形態1では、プリズム110は、溝部111と、溝部111の開口部分を密封する封止部114と、溝部111内に密封された空気層113とで構成されていた。
本変形例では、公知技術(ドライエッチング)によって断面V字形状の溝部111を形成した後に、TEOSガスを用いたプラズマCVDによってシリコン酸化膜を堆積し、CMPによる平坦化処理を施し、厚さ2000nm〜4000nmの第1誘電体層35を形成する。このとき、溝部111の開口部分は、第1誘電体層35によって密閉され、空気層113が密閉されたプリズム110を形成することができる。詳しくは、溝部111の内部は、シリコン酸化膜を堆積する際に減圧された状態で密閉される。本変形例によっても、実施形態1と同等の性能を有するプリズム110を形成することができる。
本変形例によれば、封止部114を形成する工程が省略されているので、より安価にプリズム110を形成することができる。
(Modification 2)
In the first embodiment, the prism 110 includes the groove portion 111, the sealing portion 114 that seals the opening portion of the groove portion 111, and the air layer 113 that is sealed in the groove portion 111.
In this modification, after forming a groove portion 111 having a V-shaped cross section by a known technique (dry etching), a silicon oxide film is deposited by plasma CVD using TEOS gas, and planarized by CMP, and has a thickness of 2000 nm. A first dielectric layer 35 of ˜4000 nm is formed. At this time, the opening portion of the groove 111 is sealed by the first dielectric layer 35, and the prism 110 in which the air layer 113 is sealed can be formed. Specifically, the inside of the groove 111 is sealed in a state where the pressure is reduced when the silicon oxide film is deposited. Also according to this modification, the prism 110 having the same performance as that of the first embodiment can be formed.
According to this modification, the step of forming the sealing portion 114 is omitted, and thus the prism 110 can be formed at a lower cost.

(変形例3)
実施形態1では、光源から発した光は、素子基板10から対向基板20に向けて照射されていた。本変形例では、光源から発した光は、対向基板20から素子基板10に向けて照射されている。
対向基板20側から入射する光軸方向に沿った入射光は、開口領域D1を透過し、Z(−)方向に射出され、表示光となる。対向基板20側から入射する光軸に対して斜め方向の入射光は、プリズム110の傾斜面112でZ(−)方向に全反射され、表示光の一部となる。このように、プリズム110によって、光軸方向に沿った入射光以外に、光軸に対して斜め方向の入射光も表示光として活用できるので、プリズム110を形成していない場合と比べて入射光の利用効率を高めることができ、より明るい表示が実現される。
(Modification 3)
In the first embodiment, the light emitted from the light source is emitted from the element substrate 10 toward the counter substrate 20. In this modification, the light emitted from the light source is emitted from the counter substrate 20 toward the element substrate 10.
Incident light along the optical axis direction that enters from the counter substrate 20 side passes through the opening region D1, is emitted in the Z (−) direction, and becomes display light. Incident light in an oblique direction with respect to the optical axis incident from the counter substrate 20 side is totally reflected in the Z (−) direction by the inclined surface 112 of the prism 110 and becomes a part of display light. As described above, the incident light in the oblique direction with respect to the optical axis can be used as the display light in addition to the incident light along the optical axis direction by the prism 110. Therefore, the incident light is compared with the case where the prism 110 is not formed. Can be used more efficiently, and a brighter display can be realized.

(変形例4)
表示領域Eの周辺には、データ線駆動回路101や走査線駆動回路104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6aに供給するサンプリング回路、複数のデータ線6aに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、及び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。これらサンプリング回路、プリチャージ回路、及び検査回路も、バリア層33を設けたCMOS型TFT202等のトランジスターで構成され、基板本体10aの液晶層50側の面にトランジスターの電気特性を劣化させる不純物(例えば、第1誘電体層35に混入したフッ素)の拡散が抑制されるので、サンプリング回路、プリチャージ回路、及び検査回路におけるトランジスターの電気特性の劣化が抑制される。
(Modification 4)
In the periphery of the display area E, in addition to the data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104, a sampling circuit that samples an image signal on the image signal line and supplies it to the data line 6a, and a predetermined voltage across the plurality of data lines 6a A precharge circuit that supplies a precharge signal of a level in advance of an image signal, an inspection circuit for inspecting quality, defects, and the like of the electro-optical device during manufacture or at the time of shipment may be formed. These sampling circuit, precharge circuit, and inspection circuit are also composed of a transistor such as a CMOS TFT 202 provided with a barrier layer 33, and impurities (for example, an impurity that degrades the electrical characteristics of the transistor on the surface on the liquid crystal layer 50 side of the substrate body 10a). , Diffusion of fluorine mixed in the first dielectric layer 35 is suppressed, so that deterioration of the electrical characteristics of the transistors in the sampling circuit, the precharge circuit, and the inspection circuit is suppressed.

(変形例5)上記液晶装置100が適用される電子機器は、実施形態3の投射型表示装置1000に限定されない。投射型表示装置1000の他に、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、POSなどの情報端末機器、及び電子手帳などの電子機器に、実施形態1に係る液晶装置100や実施形態2に係る液晶装置200を適用させることができる。   (Modification 5) The electronic apparatus to which the liquid crystal device 100 is applied is not limited to the projection display device 1000 of the third embodiment. In addition to the projection display device 1000, a projection type HUD (head-up display), a direct-view type HMD (head-mounted display), an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type, or a monitor direct-view type The liquid crystal device 100 according to the first embodiment and the liquid crystal device 200 according to the second embodiment can be applied to information terminal devices such as video recorders, car navigation systems, POS, and electronic devices such as electronic notebooks.

1a…半導体層、1a’…チャネル領域、1b…低濃度ソース領域、1c…低濃度ドレイン領域、1d…高濃度ソース領域、1e…高濃度ドレイン領域、2…ゲート絶縁膜、3a…ゲート電極、3b…側壁部、6a…データ線、6a1…容量配線用中継層、6a2…第2中継電極、8…基材、9a…画素電極、10…素子基板、10a…基板本体、10b…中間層、10c…素子層、11a…走査線、12…下地絶縁層、12cv…コンタクトホール、16,24…配向膜、19…基材、20…対向基板、20a…対向基板本体、21,53…遮光膜、22…誘電膜、23…対向電極、26…マイクロレンズ、30…TFT、33…バリア膜、35…第1誘電体層、36…第3誘電体層、40…絶縁層、41A…アルミニウム、41TN…窒化チタン、41…第1層間絶縁膜、42…第2層間絶縁膜、43…第3層間絶縁膜、44…第4層間絶縁膜、50…液晶層、52…シール材、53…遮光膜、70…蓄積容量、71…下部電極、75…誘電体層、75a…酸化シリコン、75b…窒化シリコン、81,83,89,801,803,804,881,882…コンタクトホール、100,200…液晶装置、101…データ線駆動回路、102…外部接続用端子、104…走査線駆動回路、105…配線、106…上下導通部、110…プリズム、111…溝部、112…傾斜面、113…空気層、114…封止部、202…CMOS型TFT、202a…半導体層、202b…ゲート電極膜、202n…n型TFT、202p…p型TFT、210a,210d…電極、220…配線、221,223…配線膜、300…容量電極、400…容量配線、402…第3中継電極、711…配線膜、712…配線膜、719…中継電極。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Semiconductor layer, 1a '... Channel region, 1b ... Low concentration source region, 1c ... Low concentration source region, 1d ... High concentration source region, 1e ... High concentration drain region, 2 ... Gate insulating film, 3a ... Gate electrode, 3b ... sidewall portion, 6a ... data line, 6a1 ... relay layer for capacitive wiring, 6a2 ... second relay electrode, 8 ... base material, 9a ... pixel electrode, 10 ... element substrate, 10a ... substrate body, 10b ... intermediate layer, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10c ... Element layer, 11a ... Scanning line, 12 ... Base insulating layer, 12cv ... Contact hole, 16, 24 ... Orientation film, 19 ... Base material, 20 ... Counter substrate, 20a ... Counter substrate main body, 21, 53 ... Light shielding film 22 ... Dielectric film, 23 ... Counter electrode, 26 ... Microlens, 30 ... TFT, 33 ... Barrier film, 35 ... First dielectric layer, 36 ... Third dielectric layer, 40 ... Insulating layer, 41A ... Aluminum, 41TN ... Nitro Titanium, 41 ... first interlayer insulating film, 42 ... second interlayer insulating film, 43 ... third interlayer insulating film, 44 ... fourth interlayer insulating film, 50 ... liquid crystal layer, 52 ... sealing material, 53 ... light shielding film, 70 Storage capacitor 71 Lower electrode 75 Dielectric layer 75a Silicon oxide 75b Silicon nitride 81, 83, 89, 801, 803, 804, 881, 882 Contact hole 100, 200 Liquid crystal device 101 ... Data line driving circuit, 102 ... External connection terminal, 104 ... Scanning line driving circuit, 105 ... Wiring, 106 ... Vertical conduction part, 110 ... Prism, 111 ... Groove part, 112 ... Inclined surface, 113 ... Air layer, 114... Sealing portion, 202... CMOS type TFT, 202 a... Semiconductor layer, 202 b... Gate electrode film, 202 n... N-type TFT, 202 p. 0 ... wire, 221, 223 ... wiring layer, 300 ... capacitor electrode, 400 ... capacitor wiring, 402 ... third relay electrode, 711 ... wiring layer, 712 ... wiring layer, 719 ... relay electrode.

Claims (9)

基板と、
前記基板の第1面を覆う第1誘電体層と、
前記第1誘電体層の少なくとも一部を覆うバリア層と、
前記第1誘電体層との間で前記バリア層を挟む第2誘電体層と、
前記第2誘電体層の上方に形成されたトランジスターの半導体層と、
を備え、
前記バリア層が配置された領域は、前記第1面の法線方向から見て、前記半導体層のチャネル領域と重なり、前記チャネル領域と同じまたは前記チャネル領域よりも大きいことを特徴とする電気光学装置。
A substrate,
A first dielectric layer covering the first surface of the substrate;
A barrier layer covering at least a portion of the first dielectric layer;
A second dielectric layer sandwiching the barrier layer with the first dielectric layer;
A transistor semiconductor layer formed above the second dielectric layer;
With
The region where the barrier layer is disposed overlaps with the channel region of the semiconductor layer when viewed from the normal direction of the first surface, and is the same as or larger than the channel region. apparatus.
前記バリア層の構成材料は、酸化アルミニウム、多結晶シリコン、及びタングステンシリサイドのいずれかを含むことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。   The electro-optical device according to claim 1, wherein the constituent material of the barrier layer includes any one of aluminum oxide, polycrystalline silicon, and tungsten silicide. 前記第1誘電体層は、テトラエトキシシランガスを用いたプラズマCVDで形成された酸化シリコンであることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電気光学装置。   3. The electro-optical device according to claim 1, wherein the first dielectric layer is silicon oxide formed by plasma CVD using tetraethoxysilane gas. 4. 前記第2誘電体層の一部を覆う走査線と、
前記第2誘電体層との間で前記走査線を挟む第3誘電体層と、
前記第3誘電体層の上方に形成されたデータ線と、
前記第3誘電体層の上方に形成された画素電極と、
前記走査線、前記データ線、及び前記画素電極に接続された第1のトランジスターと、
前記走査線または前記データ線のいずれかを介して前記第1のトランジスターに接続された第2のトランジスターと、
を備え、
前記トランジスターは、前記第1のトランジスター及び前記第2のトランジスターを含んで構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気光学装置。
A scan line covering a portion of the second dielectric layer;
A third dielectric layer sandwiching the scan line with the second dielectric layer;
A data line formed above the third dielectric layer;
A pixel electrode formed above the third dielectric layer;
A first transistor connected to the scan line, the data line, and the pixel electrode;
A second transistor connected to the first transistor via either the scan line or the data line;
With
4. The electro-optical device according to claim 1, wherein the transistor includes the first transistor and the second transistor. 5.
前記走査線が配置された領域は、前記基板の前記第1面の法線方向から見て、前記第1のトランジスターの半導体層のチャネル領域と重なり、前記第1のトランジスターの前記チャネル領域よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。   The region where the scanning line is arranged overlaps with the channel region of the semiconductor layer of the first transistor when viewed from the normal direction of the first surface of the substrate, and is more than the channel region of the first transistor. The electro-optical device according to claim 4, wherein the electro-optical device is large. 前記基板側から前記トランジスター側に入射する入射光を変調し、表示光として射出する電気光学装置であって、
前記基板の前記第1面には、変調された前記入射光を反射し前記表示光の一部とするプリズムが設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電気光学装置。
An electro-optical device that modulates incident light incident on the transistor side from the substrate side and emits it as display light,
6. The prism according to claim 1, wherein a prism that reflects the modulated incident light and serves as a part of the display light is provided on the first surface of the substrate. 7. Electro-optic device.
前記基板側から前記トランジスター側に入射する入射光を変調し、表示光として射出する電気光学装置であって、
前記基板の前記第1面には、前記入射光を集光するマイクロレンズが設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電気光学装置。
An electro-optical device that modulates incident light incident on the transistor side from the substrate side and emits it as display light,
The electro-optical device according to claim 1, wherein a microlens that collects the incident light is provided on the first surface of the substrate.
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 1. 基板と、前記基板の第1面を覆う第1誘電体層と、前記第1誘電体層の少なくとも一部を覆うバリア層と、前記第1誘電体層との間で前記バリア層を挟む第2誘電体層と、前記第2誘電体層の上方に形成されたトランジスターの半導体層と、を有する電気光学装置の製造方法であって、
テトラエトキシシランガスを用いたプラズマCVDで酸化シリコンを堆積し、前記第1誘電体層を形成する工程と、
酸化アルミニウム、多結晶シリコン、及びタングステンシリサイドのいずれかを堆積し、前記基板の前記第1面の法線方向から見て、前記半導体層のチャネル領域と重なり、前記チャネル領域と同じまたは前記チャネル領域よりも大きくなるようにパターニングし、前記バリア層を形成する工程と、
モノシランガスを用いたプラズマCVDで酸化シリコンを堆積し、前記第2誘電体層を形成する工程と、
前記第2誘電体層の上方に前記半導体層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
A first dielectric layer covering a first surface of the substrate, a barrier layer covering at least a part of the first dielectric layer, and a first dielectric layer sandwiching the barrier layer between the first dielectric layer; A method for manufacturing an electro-optical device, comprising: a two-dielectric layer; and a semiconductor layer of a transistor formed above the second dielectric layer,
Depositing silicon oxide by plasma CVD using tetraethoxysilane gas to form the first dielectric layer;
One of aluminum oxide, polycrystalline silicon, and tungsten silicide is deposited, and viewed from the normal direction of the first surface of the substrate, overlaps with the channel region of the semiconductor layer, and is the same as the channel region or the channel region Patterning to be larger than that, and forming the barrier layer;
Depositing silicon oxide by plasma CVD using monosilane gas to form the second dielectric layer;
Forming the semiconductor layer above the second dielectric layer;
A method for manufacturing an electro-optical device.
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