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 PDFInfo
- Publication number
- JP2014153384A JP2014153384A JP2013020161A JP2013020161A JP2014153384A JP 2014153384 A JP2014153384 A JP 2014153384A JP 2013020161 A JP2013020161 A JP 2013020161A JP 2013020161 A JP2013020161 A JP 2013020161A JP 2014153384 A JP2014153384 A JP 2014153384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- dielectric layer
- transistor
- electro
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
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
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
In
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
The
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
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
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
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
The
Details of the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Note that the image signals S1 to Sn supplied from the data line driving
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
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
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
「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
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
For convenience of explanation, the constituent elements of the
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
Although not shown in FIG. 3, the
「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
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
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
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
Such a
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
As described above, the
「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(Al2O3)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
The
「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
As shown in FIG. 7, the
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
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
(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
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
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
(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
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
(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
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
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
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
Specifically, the
(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
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
(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
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
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
(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
(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
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
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
(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
(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
(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
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
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
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
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
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 (
「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
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
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
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
Alternatively, a low refractive index silicon oxide film containing an impurity such as fluorine may be deposited inside the
ステップS3では、TMA(トリメチルアルミニウムAl(CH3)3)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
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
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
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
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
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
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
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
As described above, in the manufacturing process of the
「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
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
Although not shown, the fluorine concentration of the
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、C2F6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
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
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
(1) Since the
(2) The residual fluorine concentration mixed in the silicon oxide film of the
(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
「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-
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-
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
Although not shown, the
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
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-
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
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
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
(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
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
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
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
As a method for forming such a
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
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
(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
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
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
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
Green light (G) reflected by the
The blue light (B) transmitted through the
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
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
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
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
(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
In this modification, after forming a
According to this modification, the step of forming the sealing
(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
Incident light along the optical axis direction that enters from the
(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
(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
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
Claims (9)
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013020161A JP2014153384A (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Electro-optic device, method for manufacturing electro-optic device, and electronic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013020161A JP2014153384A (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Electro-optic device, method for manufacturing electro-optic device, and electronic equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014153384A true JP2014153384A (en) | 2014-08-25 |
Family
ID=51575341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013020161A Pending JP2014153384A (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Electro-optic device, method for manufacturing electro-optic device, and electronic equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014153384A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190064585A1 (en) * | 2017-08-29 | 2019-02-28 | Seiko Epson Corporation | Substrate for electro-optical device, electro-optical device, and electronic apparatus |
US11387258B2 (en) | 2018-11-12 | 2022-07-12 | Seiko Epson Corporation | Substrate for electro-optical device, electro-optical device, and electronic apparatus |
-
2013
- 2013-02-05 JP JP2013020161A patent/JP2014153384A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190064585A1 (en) * | 2017-08-29 | 2019-02-28 | Seiko Epson Corporation | Substrate for electro-optical device, electro-optical device, and electronic apparatus |
JP2019040151A (en) * | 2017-08-29 | 2019-03-14 | セイコーエプソン株式会社 | Substrate for electro-optical device, electro-optical device, and electronic apparatus |
US11387258B2 (en) | 2018-11-12 | 2022-07-12 | Seiko Epson Corporation | Substrate for electro-optical device, electro-optical device, and electronic apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10088727B2 (en) | Liquid crystal device and electronic apparatus | |
US10120250B2 (en) | Electro-optical device, electrical apparatus | |
JP6417847B2 (en) | Electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device, and electronic apparatus | |
US10268091B2 (en) | Electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device, and electronic apparatus | |
US10859882B2 (en) | Electro-optical device and electronic apparatus | |
JP6044358B2 (en) | Electro-optical device substrate, electro-optical device, and electronic apparatus | |
JP2017072741A (en) | Electro-optical device, electronic apparatus, manufacturing method of electro-optical device | |
JP2014056212A (en) | Electro-optic device, method for manufacturing electro-optic device, and electronic equipment | |
JP2013025138A (en) | Electro-optic device and electronic equipment | |
US7764325B2 (en) | Electro-optical device, method of producing the same, and electronic apparatus | |
JP2018136477A (en) | Electro-optical device and electronic apparatus | |
JP2015094880A (en) | Electro-optic device and electronic apparatus | |
US7215388B2 (en) | Electro-optical device and method of manufacturing the same comprising an interlayer insulating film having a multi-layered structure | |
KR20030076421A (en) | Electrooptics apparatus, method of manufacturing the same, and electronic equipment | |
JP2014153384A (en) | Electro-optic device, method for manufacturing electro-optic device, and electronic equipment | |
JP2017083679A (en) | Display device and electronic apparatus | |
JP2016080809A (en) | Electro-optic device, method for manufacturing electro-optic device, and electronic equipment | |
JP6402999B2 (en) | Electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device, and electronic apparatus | |
JP7119564B2 (en) | electro-optical device, electronic equipment | |
US10564497B2 (en) | Electro-optical device and electronic apparatus | |
JP2004335848A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof, electrooptic apparatus and manufacturing method thereof, and electronic apparatus | |
JP4269659B2 (en) | Electro-optical device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus | |
JP2017090482A (en) | Display device, method of manufacturing display device, and electronic apparatus | |
JP2016090957A (en) | Micro lens array substrate, electro-optic device and electronic apparatus | |
US9383633B2 (en) | Electro-optical device and electronic apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150109 |