JP3733970B6 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、アクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置及びその製造方法の技術分野に属し、特に蓄積容量を付加するために蓄積容量電極を備える電気光学装置の技術分野に属する。

従来、ＴＦＴ駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置においては、縦横に夫々配列された多数の走査線及びデータ線並びにこれらの各交点に対応して多数のＴＦＴがＴＦＴアレイ基板上に設けられている。各ＴＦＴは、走査線にゲート電極が接続され、データ線に半導体層のソース領域が接続され、画素電極に半導体層のドレイン領域が接続されている。ここで特に画素電極は、ＴＦＴや配線を構成する各種の層や当該画素電極を相互に絶縁するための層間絶縁膜上に設けられているため、層間絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介してＴＦＴを構成する半導体層のドレイン領域に接続されている。そして、ＴＦＴのゲート電極に走査線を介して走査信号が供給されると、ＴＦＴはオン状態とされ、半導体層のソース領域にデータ線を介して供給される画像信号が当該ＴＦＴのソース−ドレイン間を介して画素電極に供給される。このような画像信号の供給は、各ＴＦＴを介して画素電極毎に極めて短時間しか行われない。このため、極短時間だけオン状態とされたＴＦＴを介して供給される画像信号の電圧を、このオン状態とされた時間よりも遥かに長時間に亘って保持するために、各画素電極には液晶容量と並列に蓄積容量が形成されるのが一般的である。他方、この種の電気光学装置においては、ＴＦＴアレイ基板上に形成された半導体層から、画素スイッチング用ＴＦＴのソース領域及びドレイン領域並びにこれらの間にあるチャネル領域が構成される。画素電極は、積層構造をなす走査線、容量線、データ線等の配線及びこれらを相互に電気的に絶縁するための複数の層間絶縁膜を介して、半導体層のドレイン領域と接続される必要がある。

この種の電気光学装置においては、表示画像の高品位化という一般的な要請が強い。蓄積容量を形成する電極の抵抗が高いと、画質品位を向上できないという不具合を有する。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたものである。

そして、本発明の電気光学装置は、複数の走査線と、前記複数の走査線に交差する複数のデータ線と、前記走査線及び前記データ線の交差に対応して配置された薄膜トランジスタ及び画素電極と、蓄積容量とを有する電気光学装置であって、前記薄膜トランジスタの半導体層の下層に、前記薄膜トランジスタのチャネル領域及び前記データ線に重なる遮光性の下側導電膜を備え、前記蓄積容量を構成する一方の蓄積容量電極は、前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一層で形成されると共に、前記データ線が延在する領域で前記下側遮光膜に電気的に接続され、前記蓄積容量を構成する他方の蓄積容量電極は、前記一方の蓄積容量電極と重なるように、前記薄膜トランジスタのドレイン領域が前記データ線の延在する領域に形成されてなることを特徴とする。

これにより、蓄積容量を構成する一方の蓄積容量電極の抵抗を下げることができ、画質品位を向上させることができる。また、冗長配線として機能させることができる。

また、本発明の電気光学装置の一の態様によれば、前記蓄積容量は、前記走査線に沿って形成されているとよい。

また、本発明の電気光学装置の一の態様によれば、前記薄膜トランジスタのチャネル領域は、前記データ線と前記走査線とが交差する領域に設けられるとよい。

また、本発明の電気光学装置の一の態様によれば、前記薄膜トランジスタは、デュアルゲートあるいはトリプルゲートであるとよい。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにする。

（電気光学装置の基本形態）
本発明による電気光学装置の基本形態である液晶装置の構成について、図１から図３を参照して説明する。図１は、液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路であり、図２は、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。尚、図３においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

図１において、本実施形態における液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極９aを制御するためのＴＦＴ３０がマトリクス状に複数形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極９ａ及びＴＦＴ３０は、走査線３ａとデータ線６ａとの交差に対応して配置されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板（後述する）に形成された対向電極（後述する）との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。例えば、画素電極９ａの電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量７０により保持される。これにより、保持特性は更に改善され、コントラスト比の高い液晶装置が実現できる。

図２において、液晶装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５を介してポリシリコン膜等からなる半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気的に接続されており、画素電極９ａは、図中右上がりの斜線で示した領域に夫々形成されておりバッファとして機能する導電層８０（以下、バリア層と称す。）を中継して、第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂを介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうちチャネル領域１ａ’（図中右下りの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。このように、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する個所には夫々、チャネル領域１ａ’に走査線３ａがゲート電極として対向配置されたＴＦＴ３０が設けられている。

容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中、上向き）に突出した突出部とを有する。

また、図中太線で示した領域には夫々、走査線３ａ、容量線３ｂ及びＴＦＴ３０の下側を通るように、第１遮光膜１１ａが設けられている。より具体的には図２において、第1遮光膜１１ａは夫々、走査線３ａに沿って縞状に形成されていると共に、データ線６ａと交差する箇所が図中下方に幅広に形成されており、この幅広の部分により各ＴＦＴのチャネル領域１ａ’をＴＦＴアレイ基板側から見て夫々覆う位置に設けられている。

次に図３の断面図に示すように、液晶装置は、透明な一方の基板の一例を構成するＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な他方の基板の一例を構成する対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜１６は例えば、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。

他方、対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。

ＴＦＴアレイ基板１０には、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。

対向基板２０には、更に図３に示すように、各画素の非開口領域に、第２遮光膜２３を設けても良い。このため、対向基板２０の側から入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することはない。更に、第２遮光膜２３は、コントラストの向上、カラーフィルタを形成した場合における色材の混色防止などの機能を有する。

このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、後述のシール材により囲まれた空間に電気光学物質の一例である液晶が封入され、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６及び２２により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール材は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のギャップ材が混入されている。

更に図３に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０に各々対向する位置においてＴＦＴアレイ基板１０と各画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、第１遮光膜１１ａが設けられている。第１遮光膜１１ａは、好ましくは不透明な高融点金属であるＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成される。このような材料から構成すれば、ＴＦＴアレイ基板１０上の第１遮光膜１１ａの形成工程の後に行われる画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成工程における高温処理により、第１遮光膜１１ａが破壊されたり溶融しないようにできる。第１遮光膜１１ａが形成されているので、ＴＦＴアレイ基板１０の側からの反射光（戻り光）等が光に対して励起しやすい画素スイッチング用ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに入射する事態を未然に防ぐことができ、これに起因した光電流の発生により画素スイッチング用ＴＦＴ３０の特性が変化したり、劣化することはない。

更に、第１遮光膜１１ａと複数の画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、下地絶縁膜１２が設けられている。下地絶縁膜１２は、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するために設けられるものである。更に、下地絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のための下地膜としての機能をも有する。即ち、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。下地絶縁膜１２は、例えば、ＮＳＧ（ノンドープトシリケートガラス）、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）などの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる。下地絶縁膜１２により、第１遮光膜１１ａが画素スイッチング用ＴＦＴ３０等を汚染する事態を未然に防ぐこともできる。

本基本形態では、半導体層１ａを高濃度ドレイン領域１ｅから延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、これに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とし、絶縁薄膜２を走査線３ａに対向する位置から延設してこれらの電極間に挟持された第１誘電体膜とすることにより、第１蓄積容量７０ａが構成されている。更に、この第２蓄積容量電極と対向するバリア層８０の一部を第３蓄積容量電極とし、これらの電極間に第１層間絶縁膜８１を設ける。第１層間絶縁膜８１は第２誘電体膜としても機能し、第２蓄積容量７０ｂが形成されている。そして、これら第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂが第１コンタクトホール８ａを介して並列接続されて蓄積容量７０が構成されている。

より詳細には、半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅが、データ線６ａ及び走査線３ａの下に延設されて画素スイッチング用ＴＦＴ３０を形成し、同じくデータ線６ａ及び走査線３ａに沿って伸びる容量線３ｂ部分に第１誘電体膜２を介して対向配置されて、第１蓄積容量電極１ｆとされる。特に第１誘電体膜２は、高温酸化等によりポリシリコン膜上に形成されるＴＦＴ３０の絶縁薄膜２に他ならないので、薄く且つ高耐圧の絶縁膜とすることができ、第１蓄積容量７０ａは比較的小面積で大容量の蓄積容量として構成できる。また、第２誘電体膜８１も、絶縁薄膜２と同様に薄く形成することが可能なので、図２に示したように相隣接するデータ線６ａ間の領域を利用して、第２蓄積容量７０ｂは比較的小面積で大容量の蓄積容量として構成できる。従って、これら第１蓄積容量７０ａ及び第２蓄積容量７０ｂから立体的に構成される蓄積容量７０は、データ線６ａ下の領域や走査線３ａに沿って液晶のディスクリネーションが発生する領域（即ち、容量線３ｂが形成された領域）という画素開口領域を外れたスペースを有効に利用して、小面積で大容量の蓄積容量を形成することができる。

図３において、画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁する絶縁薄膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。高濃度ドレイン領域１ｅには、複数の画素電極９ａのうちの対応する一つがバリア層８０を中継して接続されている。低濃度ソース領域１ｂ及び高濃度ソース領域１ｄ並びに低濃度ドレイン領域１ｃ及び高濃度ドレイン領域１ｅは後述のように、半導体層１ａに対し、ｎ型又はｐ型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度のｎ型用又はｐ型用の不純物をドープすることにより形成されている。ｎ型チャネルのＴＦＴは、動作速度が速いという利点があり、画素のスイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ３０として用いられることが多い。本基本形態では特にデータ線６ａは、Ａｌ等の低抵抗な金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性且つ導電性の薄膜から構成されている。また、バリア層８０及び第２誘電体膜（第１層間絶縁膜）８１の上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５及びバリア層８０へ通じるコンタクトホール８ｂが各々形成された第２層間絶縁膜４が形成されている。この高濃度ソース領域１ｄへのコンタクトホール５を介して、データ線６ａは高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。更に、データ線６ａ及び第２層間絶縁膜４の上には、バリア層８０へのコンタクトホール８ｂが形成された第３層間絶縁膜７が形成されている。このコンタクトホール８ｂを介して、画素電極９ａはバリア層８０に電気的に接続されており、更にバリア層８０を中継してコンタクトホール８ａを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。前述の画素電極９ａは、このように構成された第３層間絶縁膜７の上面に設けられている。

画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに不純物の打ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、走査線３ａの一部であるゲート電極をマスクとして高濃度で不純物を打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。

また本基本形態では、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の走査線３ａの一部であるゲート電極を高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅ間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート或いはトリプルゲート以上でＴＦＴを構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造或いはオフセット構造にすれば、更にオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。

図２及び図３に示すように、本基本形態の液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線６ａ及び走査線３ｂが第２層間絶縁膜４を介して立体的に相交差するように設けられている。そして、バリア層８０は、半導体層１ａと画素電極９ａとの間に介在しており、高濃度ドレイン領域１ｅと画素電極９ａとを第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂを経由して電気的に接続する。

このため、画素電極９ａから半導体層１ａのドレイン領域まで一つのコンタクトホールを開孔する場合と比較して、第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂの径を夫々小さくできる。即ち、一つのコンタクトホールを開孔する場合には、エッチング時の選択比が低いとコンタクトホールを深く開孔する程エッチング精度は落ちるため、例えば５０ｎｍ程度の非常に薄い半導体層１ａにおける突き抜けを防止するためには、コンタクトホールの径を小さくできるドライエッチングを途中で停止して、最終的にウエットエッチングで半導体層１ａまで開孔するように工程を組まねばならない。或いは、ドライエッチングによる突き抜け防止用のポリシリコン膜を別途設けたりする必要が生じてしまうのである。

これに対して本基本形態では、画素電極９ａ及び高濃度ドレイン領域１ｅを２つの直列な第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂにより接続すればよいので、これら第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂを夫々、ドライエッチングにより開孔することが可能となるのである。或いは、少なくともウエットエッチングにより開孔する距離を短くすることが可能となるのである。但し、第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂに夫々、若干のテーパを付けるために、ドライエッチング後に敢えて比較的短時間のウエットエッチングを行うようにしてもよい。

以上のように本基本形態によれば、第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂの径を夫々小さくでき、第１コンタクトホール８ａにおけるバリア層８０の表面に形成される窪みや凹凸も小さくて済むので、その上方に位置する画素電極９ａの部分における平坦化が促進される。更に、第２コンタクトホール８ｂにおける画素電極９ａの表面に形成される窪みや凹凸も小さくて済むので、この画素電極９ａの部分における平坦化が促進される。これらの結果、画素電極９ａの表面の窪みや凹凸に起因する液晶層５０におけるディスクリネーションが低減され、最終的には当該液晶装置により高品位の画像表示が可能となる。例えば、バリア層８０と画素電極９ａとの間に介在する第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７の合計膜厚を数百ｎｍ程度に抑えておけば、上述した画素電極９ａの表面における窪みや凹凸に、より直接的に影響する第２コンタクトホール８ｂの径を非常に小さくできる。

尚、本基本形態では、バリア層８０は高融点金属膜やその合金膜から構成されているので、金属膜と層間絶縁膜とのエッチングにおける選択比が大きく異なるため、前述の如きドライエッチングによるバリア層８０の突き抜けの可能性は殆ど無い。

本基本形態では特に、バリア層８０を中央にして立体的に構成された蓄積容量７０における、第１誘電体膜２及び第２誘電体膜８１は、いずれも、立体的に相交差するデータ線６ａと走査線３ｂとの間に介在する第２層間絶縁膜４とは異なる層に設けられた誘電体膜である。従って、フリッカ等の原因となる画像信号の電圧降下を引き起こすデータ線６ａ及び走査線３ａ間の寄生容量を抑えるために、第２層間絶縁膜４とは異なる層を介してバリア層８０を設けて蓄積容量を付加するため、本基本形態の場合には、これらの第１誘電体膜２及び第２誘電体膜８１を技術的な限界まで薄く構成することが可能となる。この結果、特に第２蓄積容量７０ｂにおいて第２誘電体膜８１の厚みに反比例する容量値を極めて効率的に増加させることが可能となる。特に、画素スイッチング用ＴＦＴ３０における絶縁薄膜２のように余り薄く構成するとトンネル効果等の特異現象が発生することもないので、膜破れなどの欠陥が生じないことを条件に、例えば２００ｎｍ程度或いは絶縁薄膜２よりも薄い１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚みを持つ極薄い第２誘電体膜８１を形成することにより、非常に大容量の第２蓄積容量７０ａを比較的小さな領域内に作り込むことが可能となる。これにより、フリッカの発生を抑制するだけでなく、電圧保持能力を高めることができるため、高コントラストな電気光学装置を提供できる。

本願発明者等の実験及び研究によれば、仮に、データ線６ａと同一の導電層からバリア層が構成される前述した従来技術において、このバリア層を蓄積容量の一方の電極として用いて、データ線６ａ及び走査線３ａ間の層間絶縁膜を誘電体膜として用いると仮定すると、データ線６ａと走査線３ａとの寄生容量が問題とならないようにするためには、誘電体膜（本基本形態の第２層間絶縁膜に相当する膜）には８００ｎｍ程度の厚みが必要とされる。従って、同一面積において本基本形態では、数倍から十数倍或いはそれ以上の大きさの容量値を持つ第２蓄積容量７０ｂを実現できるので、極めて有利である。

尚、バリア層８０と画素電極９ａの間に更に、他の一又は複数のバリア層を層間絶縁膜を介して積層形成することにより、限られたＴＦＴアレイ基板１０上の領域を利用して更に立体的に蓄積容量を増大させることも可能である。

このように第２蓄積容量７０ｂを構成する第２誘電体膜８１は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等でもよいし、これらの膜を複数積層した多層膜から構成してもよい。一般に絶縁薄膜２を形成するのに用いられる各種の公知技術（減圧ＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、熱酸化法、スパッタリング法、ＥＣRプラズマ法、リモートプラズマ法等）により、第２誘電体膜８１を形成可能である。但し、このようなバリア層８０による蓄積容量付加機能に代えてまたは加えて、特に遮光膜からなるバリア層８０の遮光機能や第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂのレイアウト等を重視して、バリア層８０や第２誘電体膜８１を走査線３ａ上に至るまで形成する場合には、第２誘電体膜８１をバリア層８０及び走査線３ａ間の寄生容量が問題とならない程度に厚く形成するのが好ましい。

他方、バリア層８０の膜厚は、例えば５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度とするのが好ましい。５０ｎｍ程度の厚みがあれば、製造プロセスにおける第２コンタクトホール８ｂの開孔時に突き抜ける可能性は低くなり、また５００ｎｍ程度であれば画素電極９ａの表面の凹凸は問題とならないか或いは比較的容易に平坦化可能だからである。

更に本基本形態では、このように第１層間絶縁膜（第２誘電体膜）８１を薄く形成することにより、第１コンタクトホール８ａの径を更に小さく出来るので、前述した第１コンタクトホール８ａにおけるバリア層８０の窪みや凹凸が更に小さくて済み、その上方に位置する画素電極９ａにおける平坦化が更に促進される。従って、画素電極９ａにおける窪みや凹凸に起因した液晶のディスクネーションが低減され、最終的には当該液晶装置により一層高品位の画像表示が可能となる。

尚、本基本形態の液晶装置の構成においても、従来同様に、走査線３ｂとデータ線６ａとの間に介在する第２層間絶縁膜４については、両配線間における寄生容量が問題とならない程度の厚み（例えば、８００ｎｍ程度の厚み）が必要とされる。

以上のように構成された本基本形態においては特に、縞状に形成された第１遮光膜１１ａは、走査線３ａ下に延設されて、定電位源又は大容量部分に電気的に接続されてもよい。このように構成すれば、第１遮光膜１１ａに対向配置される画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対し第１遮光膜１１ａの電位変動が悪影響を及ぼすことはない。この場合、定電位源としては、当該液晶装置を駆動するための周辺回路（例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路等）に供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、対向電極２１に供給される定電位源等が挙げられる。

また、容量線３ｂと走査線３ａとは、同一のポリシリコン膜からなり、第１蓄積容量７０ａの第１誘電体膜２と画素スイッチング用ＴＦＴ３０の絶縁薄膜２とは、同一の高温酸化膜等からなり、第１蓄積容量電極１ｆと画素スイッチング用ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’、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、高濃度ドレイン領域１ｅ等とは、同一の半導体層１ａからなる。このため、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成される積層構造を単純化でき、更に、後述の電気光学装置の製造方法において、同一の薄膜形成工程で容量線３ｂ及び走査線３ａを同時に形成でき、蓄積容量７０ａの第１誘電体膜及び絶縁薄膜２を同時に形成できる。

本基本形態では特に、バリア層８０は、導電性の遮光膜からなる。従って、バリア層８０により、各画素開口領域を少なくとも部分的に規定することが可能となる。また、バリア層８０により、あるいはデータ線６ａ等の遮光性を有する配線のＴＦＴアレイ基板１０に形成された遮光性を有する膜との組み合わせで画素開口部を規定することにより、対向基板２０側の第２遮光膜を省略することも可能である。対向基板２０上の第２遮光膜２３ではなく、ＴＦＴアレイ基板１０上に内蔵遮光膜としてバリア層８０設ける構成は、製造プロセスにおけるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との位置ずれによって画素開口率の低下を招かない点で極めて有利である。

尚、対向基板２０上の第２遮光膜２３は、主に入射光による液晶装置の温度上昇を抑える目的で、小さめ（幅狭）に形成して画素開口領域を規定しないように構成してもよい。この場合、第２遮光膜２３をＡｌ膜等の反射率の高い材質で形成すれば、更に効率的に温度上昇を抑えることができる。このように第２遮光膜２３をＴＦＴアレイ基板における遮光領域よりも小さめに形成しておけば、製造プロセスにおける両基板間の多少の位置ずれによっては画素開口領域が小さくならないで済む。

遮光膜からなるバリア層８０は、例えば、不透明な高融点金属であるＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成される。このように構成すれば、バリア層８０形成工程の後に行われる高温処理により、バリア層８０が破壊されたり溶融しないようにできる。

更に、これらの高融点金属と画素電極９ａを構成するＩＴＯ膜とが接触してもイオン化率の違いで高融点金属が溶けてしまうことはないため、第２コンタクトホール８ｂを介してバリア層８０及び画素電極９ａ間で良好に電気的な接続がとれる。

また本基本形態では特に、遮光膜からなるバリア層８０は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上における平面形状が相隣接するデータ線６ａ間を走査線３ａに沿って伸び、各画素単位毎に島状に構成されている。これにより、遮光膜による応力の緩和を図ることができる。また、画素開口領域の走査線３ａに沿った辺の一部又は全部をバリア層８０により規定することも可能である。ここで具体的な回路設計に応じて走査線３ａ及びバリア層８０間の寄生容量が問題となる場合は、本基本形態のように、走査線３ａ上にはバリア層８０を設けることなく、容量線３ｂと画素電極９ａとが隣接する側における画素開口領域の走査線３ａに沿った辺をバリア層８０により規定するのが好ましい。或いは、具体的な回路設計に応じて走査線３ａ及びバリア層８０間の寄生容量が問題とならないのであれば、バリア層８０は、第２誘電体膜８１を介して走査線３ａに対向する位置にも形成されてよい。このように構成すれば、走査線３ａ及び容量線３ｂの両者を夫々少なくとも部分的に覆う遮光性のバリア層８０により、画素開口領域の走査線３ａに沿った辺のより多くの部分を規定することが可能となる。言い換えれば、このように構成する場合には、走査線３ａ及びバリア層８０の寄生容量が問題とならない程度に第２誘電体膜８１を厚く構成するのが好ましい。或いは、この寄生容量を小さく抑えるためには、バリア層８０により、走査線３ａを画素開口領域を規定するのに必要な領域だけ覆うのが好ましい。

尚、走査線３ａと画素電極９ａとが隣接する側（図２で下側）における画素開口領域の走査線３ａに沿った辺については、第１遮光膜１１ａや第２遮光膜２３により規定すればよい。また、画素開口領域のデータ線６ａに沿った辺については、Ａｌ等からなるデータ線６ａ或いは第１遮光膜１１ａや第２遮光膜２３により規定すればよい。

更に図２に示したように島状のバリア層８０の走査線３ａ方向の各端部とデータ線６ａの縁部とは、平面的に見て若干重なるように構成するのが好ましい。このように構成すれば、両者間に入射光が透過するような隙間が生じないで済み、この部分における光抜け等の表示不良を防止できる。ここで、データ線６ａとバリア層８０と第１遮光膜１１ａあるいは、データ線６ａとバリア層８０等の遮光性を有する膜により画素開口部を規定することが可能である。このような場合、対向基板２０に第２遮光膜２３を形成しなくて済むため、対向基板２０に第２遮光膜２３を形成する工程を削減することが可能である。さらに、対向基板２０とＴＦＴアレイ基板１０とのアライメントずれによる画素開口率の低下やばらつきを防ぐことができる。また、対向基板２０に第２遮光膜２３を設ける場合は、ＴＦＴアレイ基板１０とのアライメントずれを考慮して大きめに形成するが上述のようにデータ線６ａ、バリア層８０等のＴＦＴアレイ基板１０側に形成された遮光性の膜により画素開口部を規定するため、精度よく画素開口部を規定することができ、対向基板２０に設けた第２遮光膜２３により画素開口部を決める場合に比べて開口率を向上させることができる。

以上説明したように本基本形態では特に、バリア層８０が導電性の遮光膜からなるため様々な利点が得られるが、バリア層８０を、高融点金属膜ではなく、例えば、リン等をドープした導電性のポリシリコン膜から構成してもよい。このように構成すれば、バリア層８０は、遮光膜としての機能は発揮しないが、蓄積容量７０を増加させる機能及びバリア層本来の中継機能は十分に発揮し得る。更に、第２層間絶縁膜４との間で熱等によるストレスが発生しにくくなるので、バリア層８０及びその周辺におけるクラック防止に役立つ。他方、画素開口領域を規定するための遮光については、第１遮光膜１１ａや第２遮光膜２３により別途行えばよい。

また、本基本形態では、ＴＦＴ３０の下側に形成される第１遮光膜１１ａにより画素開口領域の一部又は全部を規定してもよい。例えば、第１遮光膜１１ａを、図２において平面的に見てバリア層８０の脇に並べるか若干重なるように並べれば、これらの第１遮光膜１１ａ及びバリア層８０により、画素開口領域の走査線３ａに沿った辺を規定できる。

本基本形態では特に、第２図及び第３図に示されるように第１コンタクトホール８ａと第２コンタクトホール８ｂとは、ＴＦＴアレイ基板１０上における相異なった平面位置に開孔されている。従って、これら第１コンタクトホール８ａ及び第２コンタクトホール８ｂが開孔された平面位置に発生する凹凸が、相重なって凹凸が増幅する事態を回避できる。よって、これらのコンタクトホールにおける良好に電気的な接続が期待できる。

尚、コンタクトホール８ａ、８ｂ及び５の平面形状は、円形や四角形或いはその他の多角形状等でもよいが、円形は特にコンタクトホールの周囲の層間絶縁膜等におけるクラック防止に役立つ。そして、良好に電気的な接続を得るために、ドライエッチング後にウエットエッチングを行って、これらのコンタクトホール８ａ、８ｂ及び５に夫々若干のテーパをつけることが好ましい。

（電気光学装置の基本形態における製造プロセス）
次に、以上のような構成を持つ実施形態における液晶装置の製造プロセスについて、図４から図７を参照して説明する。尚、図４から図７は各工程におけるＴＦＴアレイ基板側の各層を、図３と同様に図２のＡ−Ａ’断面に対応させて示す工程図である。

先ず図４の工程（１）に示すように、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のＴＦＴアレイ基板１０を用意する。ここで、好ましくはＮ₂（窒素）等の不活性ガス雰囲気且つ約９００〜１３００℃の高温で熱処理し、後に実施される高温プロセスにおけるＴＦＴアレイ基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。即ち、製造プロセスにおける最高温で高温処理される温度に合わせて、事前にＴＦＴアレイ基板１０を同じ温度かそれ以上の温度で熱処理しておく。そして、このように処理されたＴＦＴアレイ基板１０の全面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリング等により、１００〜５００ｎｍ程度の膜厚、好ましくは約２００ｎｍの膜厚の遮光膜１１を形成する。尚、遮光膜１１上には、表面反射を緩和するためにポリシリコン膜等の反射防止膜を形成しても良い。

次に工程（２）に示すように、該形成された遮光膜１１上にフォトリソグラフィ工程により第１遮光膜１１ａのパターン（図２参照）に対応するレジストマスクを形成し、該レジストマスクを介して遮光膜１１に対しエッチングを行うことにより、第１遮光膜１１ａを形成する。

次に工程（３）に示すように、第１遮光膜１１ａの上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、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からなる下地絶縁膜１２を形成する。この下地絶縁膜１２の膜厚は、例えば、約５００〜２０００ｎｍとする。尚、ＴＦＴアレイ基板１０裏面からの戻り光が問題にならない場合は、第１遮光膜１１ａを形成する必要はない。

次に工程（４）に示すように、下地絶縁膜１２の上に、約４５０〜５５０℃、好ましくは約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００〜６００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣＶＤ）により、アモルファスシリコン膜を形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００〜７００℃にて約１〜１０時間、好ましくは、４〜６時間の熱処理を施すことにより、ポリシリコン膜１を約５０〜２００ｎｍの厚さ、好ましくは約１００ｎｍの厚さとなるまで固相成長させる。固相成長させる方法としては、ＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal)を使った熱処理でも良いし、エキシマレーザー等を用いたレーザー熱処理でも良い。

この際、図３に示した画素スイッチング用ＴＦＴ３０として、ｎチャネル型の画素スイッチング用ＴＦＴ３０を作成する場合には、当該チャネル領域にＳｂ（アンチモン）、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）などのＶ族元素の不純物を僅かにイオン注入等によりドープしても良い。また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合には、Ｂ（ボロン）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）などのIII族元素の不純物を僅かにイオン注入等によりドープしても良い。尚、アモルファスシリコン膜を経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜１を直接形成しても良い。或いは、減圧ＣＶＤ法等により堆積したポリシリコン膜にシリコンイオンを打ち込んで一旦非晶質化し、その後熱処理等により再結晶化させてポリシリコン膜１を形成しても良い。

次に工程（５）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図２に示した如き所定パターンを有する半導体層１ａを形成する。

次に工程（６）に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを約９００〜１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度により熱酸化することにより、約３０ｎｍの比較的薄い厚さの熱酸化シリコン膜２ａを形成し、更に工程（７）に示すように、減圧ＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜からなる絶縁膜２ｂを約５０ｎｍの比較的薄い厚さに堆積し、熱酸化シリコン膜２ａ及び絶縁膜２ｂを含む多層構造を持つ画素スイッチング用ＴＦＴ３０の絶縁薄膜２と共に蓄積容量形成用の第１誘電体膜２を同時に形成する。この結果、半導体層１ａの厚さは、約３０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３５〜５０ｎｍの厚さとなり、絶縁薄膜（第1誘電体膜）２の厚さは、約２０〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは約３０〜１００ｎｍの厚さとなる。このように高温熱酸化時間を短くすることにより、特に８インチ程度の大型基板を使用する場合に熱によるそりを防止することができる。但し、ポリシリコン膜１を熱酸化することのみにより、単一層構造を持つ絶縁薄膜２を形成してもよい。

次に工程（８）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等によりレジスト層５００を第１蓄積容量電極１ｆとなる部分を除く半導体層１ａ上に形成した後、例えばＰイオンをドーズ量約３×１０¹²／ｃｍ²でドープして、第1蓄積容量電極１ｆを低抵抗化しても良い。

次に工程（９）に示すように、レジスト層５００を除去した後、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン膜３を堆積し、更にＰを熱拡散し、ポリシリコン膜３を導電化する。又は、Ｐイオンをポリシリコン膜３の成膜と同時に導入したドープトポリシリコン膜を用いてもよい。ポリシリコン膜３の膜厚は、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。

次に図５の工程（１０）に示すように、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図２に示した如き所定パターンの走査線３ａと共に容量線３ｂを形成する。走査線３ａ及び容量線３ｂは、高融点金属や金属シリサイド等の金属合金膜で形成しても良いし、ポリシリコン膜等と組み合わせた多層配線としても良い。

次に工程（１１）に示すように、図３に示した画素スイッチング用ＴＦＴ３０をＬＤＤ構造を持つｎチャネル型のＴＦＴとする場合、半導体層１ａに、先ず低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃを形成するために、走査線３ａの一部であるゲート電極をマスクとして、ＰなどのＶ族元素の不純物を低濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量にて）ドープする。これにより走査線３ａ下の半導体層１ａはチャネル領域１ａ’となる。

次に工程（１２）に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、走査線３ａよりも幅の広いマスクでレジスト層６００を走査線３ａ上に形成した後、同じくＰなどのＶ族元素の不純物を高濃度で（例えば、Ｐイオンを１〜３×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量にて）ドープする。また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合、半導体層１ａに、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、ＢなどのIII族元素の不純物を用いてドープする。尚、例えば、低濃度のドープを行わずに、オフセット構造のＴＦＴとしてもよく、走査線３ａをマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイオン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしてもよい。この不純物のドープにより容量線３ｂ及び走査線３ａも更に低抵抗化される。

尚、これらのＴＦＴ３０の素子形成工程と並行して、ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴから構成される相補型構造を持つデータ線駆動回路、走査線駆動回路等の周辺回路をＴＦＴアレイ基板１０上の周辺部に形成してもよい。このように、本実施形態において画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａをポリシリコン膜で形成すれば、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成時にほぼ同一工程で、周辺回路を形成することができ、製造上有利である。

次に工程（１３）に示すように、レジスト層６００を除去した後、容量線３ｂ及び走査線３ａ並びに絶縁薄膜（第１誘電体膜）２上に、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や窒化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜８１を１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の比較的薄い厚さに堆積する。但し、前述のように、第１層間絶縁膜８１は、多層膜から構成してもよいし、一般にＴＦＴの絶縁薄膜を形成するのに用いられる各種の公知技術により、第１層間絶縁膜８１を形成可能である。第１層間絶縁膜８１の場合には、第２層間絶縁膜４の場合のように余り薄くするとデータ線６ａ及び走査線３ａ間の寄生容量が大きくなってしまうことはなく、またＴＦＴ３０における絶縁薄膜２のように余り薄く構成するとトンネル効果等の特異現象が発生することもない。また、第１層間絶縁膜８１は、容量線の一部である第２蓄積容量電極とバリア層８０の間で、第２誘電体膜として機能する。そして、第２誘電体膜８１を薄くする程、第２蓄積容量７０ｂは大きくなるので、結局、膜破れなどの欠陥が生じないことを条件に、絶縁薄膜２よりも薄い５０ｎｍ以下の厚みを持つ極薄い絶縁膜となるように第２誘電体膜８１を形成すると本基本形態の効果を増大させることができる。

次に工程（１４）に示すように、バリア層８０と高濃度ドレイン領域１ｅとを電気的に接続するためのコンタクトホール８ａを、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。このようなドライエッチングは、指向性が高いため、小さな径のコンタクトホール８ａを開孔可能である。或いは、コンタクトホール８ａが半導体層１ａを突き抜けるのを防止するのに有利なウエットエッチングを併用してもよい。このウエットエッチングは、コンタクトホール８ａに対し、より良好に電気的な接続をとるためのテーパを付与する観点からも有効である。

次に工程（１５）に示すように、第１層間絶縁膜８１及びコンタクトホール８ａを介して覗く高濃度ドレイン領域１ｅの全面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜をスパッタリング等により堆積して、５０〜５００ｎｍ程度の膜厚の導電膜８０’を形成する。５０ｎｍ程度の厚みがあれば、後に第２コンタクトホール８ｂを開孔する時に突き抜ける可能性は殆どない。尚、この導電膜８０’上には、表面反射を緩和するためにポリシリコン膜等の反射防止膜を形成しても良い。また、導電膜８０’は応力緩和のためにドープトポリシリコン膜等を用いても良い。この際、下層にドープトポリシリコン膜（導電性のポリシリコン膜）を用いて上層に金属膜を用いて２層以上の積層された導電膜８０’を形成してもよい。また、２層のポリシリコン膜の間に金属膜を挟んで３層としてもよい。このように、導電膜８０’と高濃度ドレイン領域１ｅとを電気的に接続する際に、同じポリシリコン膜で形成すると、コンタクト抵抗を大幅に低減することができる。

次に図６の工程（１６）に示すように、該形成された導電膜８０’上にフォトリソグラフィによりバリア層８０のパターン（図２参照）に対応するレジストマスクを形成し、該レジストマスクを介して導電膜８０’に対しエッチングを行うことにより、第３蓄積容量電極を含むバリア層８０を形成する。

次に工程（１７）に示すように、第１層間絶縁膜８１及びバリア層８０を覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、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からなる第２層間絶縁膜４を形成する。第２層間絶縁膜４の膜厚は、約５００〜１５００ｎｍが好ましい。第２層間絶縁膜４の膜厚が５００ｎｍ以上あれば、データ線６ａ及び走査線３ａ間における寄生容量は余り又は殆ど問題とならない。

次に工程（１８）の段階で、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを活性化するために約１０００℃の熱処理を２０分程度行った後、データ線６ａに対するコンタクトホール５を開孔する。また、走査線３ａや容量線３ｂをＴＦＴアレイ基板１０の周辺領域において図示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コンタクトホール５と同一の工程により第２層間絶縁膜４に開孔することができる。

次に、工程（１９）に示すように、第２層間絶縁膜４の上に、スパッタリング等により、遮光性のＡｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜６として、約１００〜５００ｎｍの厚さ、好ましくは約３００ｎｍに堆積する。

次に工程（２０）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、データ線６ａを形成する。

次に図７の工程（２１）に示すように、データ線６ａ上を覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、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からなる第３層間絶縁膜７を形成する。第３層間絶縁膜７の膜厚は、約５００〜１５００ｎｍが好ましい。

次に工程（２２）に示すように、画素電極９ａとバリア層８０とを電気的に接続するためのコンタクトホール８ｂを、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。また、テーパ状にするためにウェットエッチングを用いても良い。

次に工程（２３）に示すように、第３層間絶縁膜７の上に、スパッタリング等により、ＩＴＯ膜等の透明導電性薄膜９を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積し、更に工程（２４）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、画素電極９ａを形成する。尚、当該液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Ａｌ等の反射率の高い不透明な材料から画素電極９ａを形成してもよい。

続いて、画素電極９ａの上にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜１６（図３参照）が形成される。

他方、図３に示した対向基板２０については、ガラス基板等が先ず用意され、第２遮光膜２３及び後述する額縁としての第３遮光膜が、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成される。尚、これらの第２及び第３遮光膜は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。尚、ＴＦＴアレイ基板１０上で、データ線６ａ、バリア層８０、第１遮光膜１１ａ等で遮光領域を規定すれば、対向基板２０上の第２遮光膜２３や第３遮光膜を省くことができる。

その後、対向基板２０の全面にスパッタリング等により、ＩＴＯ等の透明導電性薄膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積することにより、対向電極２１を形成する。更に、対向電極２１の全面にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜２２（図３参照）が形成される。

最後に、上述のように各層が形成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、配向膜１６及び２２が対面するように後述するシール材により貼り合わされ、真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引されて、所定層厚の液晶層５０が形成される。

（電気光学装置の第１実施形態）
本発明による電気光学装置の第１実施形態である液晶装置の構成について、図８及び図９を参照して説明する。図８は、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図９は、図８のＢ−Ｂ’断面図である。尚、図８及び図９に示した第２実施形態において図２及び図３に示した基本形態と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、その説明は省略する。また、図９においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

図８及び図９において、第１実施形態では基本形態とは異なり、第１遮光膜１１ｂがＴＦＴアレイ基板１０側から見て走査線３ａ、容量線３ｂ及びデータ線６ａを覆うように即ち、各画素を囲む格子状の非開口領域の全域に設けられている。更に、下地絶縁膜１２には、容量線３ｂと第１遮光膜１１ｂとを電気的に接続するコンタクトホール１５が設けられている。容量線３ｂ及び第１遮光膜１１ｂは、基板周辺領域において、定電位配線に接続されている。その他の構成については基本形態の場合と同様である。

従って、第１実施形態によれば、第１遮光膜１１ｂは、画素開口領域を規定する機能と共に容量線３ｂの定電位配線又は冗長配線としての機能を有するだけでなく、容量線自体の抵抗を下げることができ、画質品位を向上させる。このように構成すれば、第１遮光膜１１ｂ単独で画素開口領域を規定することが可能となる。更に、容量線３ｂ及び第１遮光膜１１ｂの電位を同一の一定電位にでき、容量線３ｂや第１遮光膜１１ｂにおける電位揺れによる画像信号やＴＦＴ３０への悪影響を低減できる。また、第１遮光膜１１ｂと半導体層１ａの間に介在する下地絶縁膜１２を誘電体膜とし、更に蓄積容量を付加することができる。

また、第１遮光膜１１ｂを容量線として代用すれば、走査線３ａと同一工程で形成される容量線３ｂは、各画素単位毎に蓄積容量電極として島状に設けてもよい。このように構成することで、画素開口率を向上することが可能となる。

尚、このような第１遮光膜１１ｂは、第１実施形態における製造プロセス中、工程（２）におけるレジストマスクのパターンを変更すれば形成できる。また、コンタクトホール１５は、基本形態における製造プロセス中、工程（８）と工程（９）の間に、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングやウェットエッチングを施すことにより開孔すればよい。

（電気光学装置の第２実施形態）
本発明による電気光学装置の第２実施形態である液晶装置の構成について、図１０を参照して説明する。図１０は、第１実施形態における図８の平面図のＢ−Ｂ’断面に対応する第２実施形態の断面図である。尚、図１０に示した第２実施形態において図８に示した第１実施形態と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、その説明は省略する。また、図１０においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

図１０において、第２実施形態では第１実施形態とは異なり、第３層間絶縁膜７’は、上側表面が平坦に形成されている。この結果、第３層間絶縁膜７’を下地膜とする画素電極９ａ及び配向膜１６も平坦化されている。その他の構成については第２実施形態の場合と同様である。

従って、第２実施形態によれば、データ線６ａに重ねて走査線３ａ、ＴＦＴ３０、容量線３ｂ等が形成される領域の他の領域に対する段差が低減される。このようにして画素電極９ａが平坦化されているので、当該平坦化の度合いに応じて液晶層５０のディスクリネーションの発生を低減できる。この結果、第２実施形態によれば、より高品位の画像表示が可能となり、画素開口領域を広げることも可能となる。

尚、このような第３層間絶縁膜７’の平坦化は、例えば、基本形態の製造プロセスにおける工程（２１）の際、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理、スピンコート処理、リフロー法等により行ったり、有機ＳＯＧ（Spin On Glass)、無機ＳＯＧ、ポリイミド膜等を利用して行えばよい。このように平坦化するために第３層間絶縁膜７’の膜厚が厚くなってもバリア層８０が選択比の高い膜で形成されているため、エッチング時に膜を突き抜けることがない。

（電気光学装置の第３実施形態）
本発明による電気光学装置の第３実施形態である液晶装置の構成について、図１１を参照して説明する。図１１は、第１実施形態における図８の平面図のＢ−Ｂ’断面に対応する第３実施形態の断面図である。尚、図１０に示した第３実施形態において図８に示した第１実施形態と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、その説明は省略する。また、図１１においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

図１１において、第３実施形態では第１実施形態とは異なり、ＴＦＴアレイ基板１０’は、その上側表面が、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂに対向する部分が凹状に窪んで形成されている。この結果、ＴＦＴアレイ基板１０’上にこれらの配線や層間絶縁膜を介して形成される画素電極９ａ及び配向膜１６も平坦化されている。その他の構成については第１実施形態の場合と同様である。

従って、第３実施形態によれば、データ線６ａに重ねて走査線３ａ、ＴＦＴ３０、容量線３ｂ等が形成される領域と形成されない領域に対する段差が低減される。このようにして画素の非開口領域の少なくとも一部分を埋め込むだけで画素電極９ａがほぼ平坦化され、当該平坦化の度合いに応じて液晶層５０のディスクリネーションの発生を低減できる。この結果、第３実施形態によれば、より高品位の画像表示が可能となり、画素開口領域を広げることも可能となる。

尚、このようなＴＦＴアレイ基板１０’は、例えば、第１実施形態の製造プロセスにおける工程（１）の前に、凹状の窪みを形成すべき領域にエッチングを施せばよい。

上述のように第２実施形態では、第３層間絶縁膜上面を平坦化し、第３実施形態では、基板を凹状に溝を形成した上に配線や素子部を形成して最終的に画素電極を平坦化しているが、第２層間絶縁膜４又は下地絶縁膜１２を凹状に窪めて形成しても同様の平坦化の効果が得られる。この場合、各層間絶縁膜を凹状に形成する方法としては、各層間絶縁膜を二層構造として、一層のみからなる薄い部分を凹状の窪み部分として二層の厚い部分を凹状の土手部分とするように薄膜形成及びエッチングを行なえばよい。或いは、各層間絶縁膜を単一層構造として、エッチングにより凹状の窪みを開孔するようにしてもよい。これらの場合、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングを用いると、設計寸法通りに凹状部分を形成できる利点がある。一方、少なくもとウエットエッチングを単独で又はドライエッチングと組み合わせて用いた場合には、凹状の窪みの側壁面をテーパ状に形成できるため、後工程で凹状の窪み内に形成されるポリシリコン膜、レジスト等の側壁周囲への残留を低減できるので、歩留まりの低下を招かない利点が得られる。

（電気光学装置の変形形態）
本発明による電気光学装置の変形形態である液晶装置の構成について、図１２を用いて説明する。図１２は、第１実施形態における図２のＡ−Ａ’断面図に対応する変形形態の断面図である。尚、図１２に示した変形形態において基本形態と同様の構成要素については、同様の参照部号を付し、その説明は省略し、基本形態と異なる点のみ説明する。

変形形態では、容量線３ｂ上においてバリア層８０と画素電極９ａを電気的に接続するための第２コンタクトホール８ｂが形成されている。このように、容量線３ｂ上に第２コンタクトホール８ｂを形成することにより、第２コンタクトホール８ｂの領域下の面積も容量として機能させることができるため、その分容量を大きくすることができる。

（電気光学装置の全体構成）
以上のように構成された各実施形態における電気光学装置に一例である液晶装置の全体構成を図１３及び図１４を参照して説明する。尚、図１３は、ＴＦＴアレイ基板１０をその上に形成された各構成要素と共に対向基板２０の側から見た平面図であり、図１４は、図１３のＨ−Ｈ’断面図である。
図１３において、ＴＦＴアレイ基板１０の上には、シール材５２がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、例えば第２遮光膜２３と同じ或いは異なる材料から成る画像表示領域の周辺を規定する額縁としての第３遮光膜５３が設けられている。シール材５２の外側の領域には、データ線６ａに画像信号を所定タイミングで供給することによりデータ線６ａを駆動するデータ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線３ａに走査信号を所定タイミングで供給することにより走査線３ａを駆動する走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。走査線３ａに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路１０１を画像表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば奇数列のデータ線６ａは画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線は前記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。この様にデータ線６ａを櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的に導通をとるための導通材１０６が設けられている。そして、図１４に示すように、図１３に示したシール材５２とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５２によりＴＦＴアレイ基板１０に固着されている。尚、ＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、複数のデータ線６ａに画像信号を所定のタイミングで印加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、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。尚、本実施の形態によれば、対向基板２０上の第２遮光膜２３はＴＦＴアレイ基板１０の遮光領域よりも小さく形成すれば良い。また、液晶装置の用途により、第２遮光膜２３は容易に取り除くことができる。

以上図１から図１４を参照して説明した各実施形態では、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（Tape Automated Bonding)基板上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ(Vertically Aligned)モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。

以上説明した各実施形態における電気光学装置は、カラー表示のプロジェクタ等に適用されるため、３枚の電気光学装置がＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）用のライトバルブとして各々用いられ、各ライトバルブには各々ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、各実施形態では、対向基板２０に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、第２遮光膜２３の形成されていない画素電極９ａに対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板２０上に形成してもよい。あるいは、ＴＦＴアレイ基板１０上のＲＧＢに対向する画素電極９ａ下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。このようにすれば、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどに各実施形態における電気光学装置を適用できる。更に、対向基板２０上に１画素1個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい電気光学装置が実現できる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置が実現できる。

以上説明した各実施形態における電気光学装置では、従来と同様に入射光を対向基板２０の側から入射することとしたが、第１遮光膜１１ａを設けているので、ＴＦＴアレイ基板１０の側から入射光を入射し、対向基板２０の側から出射するようにしても良い。即ち、このように電気光学装置を液晶プロジェクタに取り付けても、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに光が入射することを防ぐことが出来、高画質の画像を表示することが可能である。ここで、従来は、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面側での反射を防止するために、反射防止用のＡＲ（Anti Reflection)被膜された偏光板を別途配置したり、ＡＲフィルムを貼り付ける必要があったが、各実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０の表面と半導体層１ａの少なくともチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃとの間に第１遮光膜１１ａが形成されているため、このようなＡＲ被膜された偏光板やＡＲフィルムを用いたり、ＴＦＴアレイ基板１０そのものをＡＲ処理した基板を使用する必要が無くなる。従って、各実施形態によれば、材料コストを削減でき、また偏光板貼り付け時に、ごみ、傷等により、歩留まりを落とすことがなく大変有利である。また、耐光性が優れているため、明るい光源を使用したり、偏光ビームスプリッタにより偏光変換して、光利用効率を向上させても、光によるクロストーク等の画質劣化を生じない。

また、各画素に設けられるスイッチング素子としては、正スタガ型又はコプラナー型のポリシリコンＴＦＴであるとして説明したが、逆スタガ型のＴＦＴやアモルファスシリコンＴＦＴ等の他の形式のＴＦＴに対しても、各実施形態は有効である。

（電子機器）
次に、以上詳細に説明した電気光学装置１００を備えた電子機器の実施の形態について図１５から図１７を参照して説明する。

先ず図１５に、このように電気光学装置１００を備えた電子機器の概略構成を示す。

図１５において、電子機器は、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、電気光学装置１００、クロック発生回路１００８並びに電源回路１０１０を備えて構成されている。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、光ディスク装置などのメモリ、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、クロック発生回路１００８からのクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路１００２に出力する。表示情報処理回路１００２は、増幅・極性反転回路、シリアル−パラレル変換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されており、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号CLKと共に駆動回路１００４に出力する。駆動回路１００４は、電気光学装置１００を駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に所定電源を供給する。尚、電気光学装置１００を構成するＴＦＴアレイ基板の上に、駆動回路１００４を搭載してもよく、これに加えて表示情報処理回路１００２を搭載してもよい。

次に図１６から図１７に、このように構成された電子機器の具体例を各々示す。

図１６において、電子機器の一例たるプロジェクタ１１００は、上述した駆動回路１００４がＴＦＴアレイ基板上に搭載された電気光学装置１００を含むライトバルブを３個用意し、各々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに各々導かれる。この際特にＢ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにより各々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０にカラー画像として投射される。

図１７において、電子機器の他の例たるマルチメディア対応のラップトップ型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２００は、上述した電気光学装置１００がトップカバーケース内に設けられており、更にＣＰＵ、メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード１２０２が組み込まれた本体１２０４を備えている。

以上図１６から図１７を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、携帯電話、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などが図１５に示した電子機器の例として挙げられる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、製造効率が高く高品位の画像表示が可能な電気光学装置を備えた各種の電子機器を実現できる。

電気光学装置の基本形態である液晶装置における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路である。 基本形態の液晶装置におけるデータ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。 図２のＡ−Ａ’断面図である。 基本形態の液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図（その１）である。 基本形態の液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図（その２）である。 基本形態の液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図（その３）である。 基本形態の液晶装置の製造プロセスを順を追って示す工程図（その４）である。 電気光学装置の第１実施形態である液晶装置におけるデータ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。 図８のＢ−Ｂ’断面図である。 電気光学装置の第２実施形態である液晶装置の断面図である。 電気光学装置の第３実施形態である液晶装置の断面図である。 電気光学装置の変形形態である液晶装置の断面図である。 各実施形態の液晶装置におけるＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。 図１２のＨ−Ｈ’断面図である。 本発明による電子機器の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 電子機器の一例としてプロジェクタを示す断面図である。 電子機器の他の例としてのパーソナルコンピュータを示す正面図である。

符号の説明

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
１ｆ…第１蓄積容量電極
２…絶縁薄膜（第１誘電体膜）
３ａ…走査線
３ｂ…容量線
４…第２層間絶縁膜
５…コンタクトホール
６ａ…データ線
７…第３層間絶縁膜
８ａ…第１コンタクトホール
８ｂ…第２コンタクトホール
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１１ａ、１１ｂ…第１遮光膜
１２…下地絶縁膜
１５…コンタクトホール
１６…配向膜
２０…対向基板
２１…対向電極
２２…配向膜
２３…第２遮光膜
３０…ＴＦＴ
５０…液晶層
５２…シール材
５３…第３遮光膜
７０…蓄積容量
７０ａ…第１蓄積容量
７０ｂ…第２蓄積容量
８０…バリア層
８１…第１層間絶縁膜（第２誘電体膜）
１０１…データ線駆動回路
１０４…走査線駆動回路

Claims (5)

1. 複数の走査線と、前記複数の走査線に交差する複数のデータ線と、前記走査線及び前記データ線の交差に対応して配置された薄膜トランジスタ及び画素電極と、蓄積容量とを有する電気光学装置であって、
   前記薄膜トランジスタの半導体層の下層に、前記薄膜トランジスタのチャネル領域及び前記データ線に重なる遮光性の下側導電膜を備え、
   前記蓄積容量を構成する一方の蓄積容量電極は、前記薄膜トランジスタのゲート電極と同一層で形成されると共に、前記データ線が延在する領域で前記下側遮光膜に電気的に接続され、
   前記蓄積容量を構成する他方の蓄積容量電極は、前記一方の蓄積容量電極と重なるように、前記薄膜トランジスタのドレイン領域が前記データ線の延在する領域に形成されてなることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記蓄積容量は、前記走査線に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記薄膜トランジスタのチャネル領域は、前記データ線と前記走査線とが交差する領域に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 前記薄膜トランジスタは、デュアルゲートあるいはトリプルゲートであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。

Images