JP3934236B2

JP3934236B2 - 半導体装置およびその作製方法

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Publication number: JP3934236B2
Application number: JP1805098A
Authority: JP
Inventors: 美佐子仲沢
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH11202368A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本願発明は薄膜を用いた半導体装置において、導電性薄膜相互の電気的接続をとるための接続配線の構成に関する。
【０００２】
特に、アクティブマトリクス型液晶表示装置（以下、ＡＭＬＣＤと呼ぶ）の画素領域において、スイッチング素子と画素電極とを電気的に接続するための接続配線の構成に関する。
【０００３】
なお、本明細書中において、半導体装置とは半導体特性を利用して機能する全ての装置の総称であり、ＡＭＬＣＤに代表される電気光学装置やマイクロプロセッサ等の半導体回路も半導体装置の範疇に含む。さらに、その様な電気光学装置や半導体回路を構造に含む電子機器も半導体装置の範疇に含むものとする。
【０００４】
【従来の技術】
近年、安価なガラス基板上にＴＦＴを作製する技術が急速に発達してきている。その理由は、ＡＭＬＣＤ（Active Matrix Liquid Crystal Display）の需要が高まったことにある。
【０００５】
ＡＭＬＣＤはマトリクス状に配置された数十〜数百万個もの各画素のそれぞれにスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を配置し、各画素電極に出入りする電荷をＴＦＴのスイッチング機能により制御するものである。
【０００６】
各画素電極と対向電極との間には液晶が挟み込まれ、一種のコンデンサを形成している。従って、ＴＦＴによりこのコンデンサへの電荷の出入りを制御することで液晶の電気光学特性を変化させ、液晶パネルを透過する光を制御して画像表示を行うことができる。
【０００７】
この様な液晶を用いた表示装置に特有の現象としてディスクリネーションと呼ばれる現象がある。液晶は画素電極と対向電極との間にある規則性をもった配向性をもって配列しているが、電極表面の凹凸に起因するラビング不良によって配向性が乱れる場合がある。この場合、その部分では正常な光シャッタとしての機能が失われ、光漏れなどの表示不良を起こす。
【０００８】
これまではディスクリネーションを防止するためにＴＦＴを平坦化膜で覆う構成などの工夫が施されたが、現状では必ずしも抜本的な解決策とはなっていない。なぜならば、如何に平坦化膜を利用しても最終的に形成される画素電極のコンタクト部の段差は平坦化が不可能だからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、完全に平坦な導電層を形成するためのコンタクト部の構成に関する技術を提供する。
【００１０】
特にＡＭＬＣＤの画素電極を完全に平坦化し、コンタクト部の段差に起因するディスクリネーションの発生を防止することを目的とする。そして、必要なブラックマスクの面積を低減することで有効画素面積を拡大し、高精細かつ高コントラストのＡＭＬＣＤを実現する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する発明の構成は、
異なる層に形成された二層の導電層と、当該二層の導電層に挟まれた絶縁層とを有する半導体装置であって、
前記二層の導電層は前記絶縁層に設けられた開孔部を埋め込む様に形成された酸化物導電層を介して互いに電気的に接続された構造を有していることを特徴とする。
【００１２】
また、他の発明の構成は、
異なる層に形成された二層の導電層と、当該二層の導電層に挟まれた絶縁層とを有する半導体装置であって、
前記二層の導電層は前記絶縁層に設けられた開孔部を埋め込む様に形成された酸化物導電層を介して互いに電気的に接続された構造を有し、
前記開孔部の形状と当該開孔部に埋め込まれた前記酸化物導電層の形状とが概略一致していることを特徴とする。
【００１３】
また、他の発明の構成は、
異なる層に形成された二層の導電層と、当該二層の導電層に挟まれた絶縁層とを有する半導体装置であって、
前記二層の導電層は前記絶縁層に設けられた開孔部を埋め込む様に形成された酸化物導電層を介して互いに電気的に接続された構造を有し、
前記酸化物導電層によって形成された平坦面上に前記二層の導電層の一方が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、他の発明の構成は、
第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に開孔部を形成し、当該開孔部の底部において前記第１の導電層を露呈させる工程と、
前記絶縁層及び開孔部を覆って酸化物導電層をスピンコート法により形成する工程と、
前記酸化物導電層をエッチング又は研磨し、前記開孔部のみが当該酸化物導電層で充填された状態とする工程と、
前記絶縁層及び前記酸化物導電層上に第２の導電層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、他の発明の構成は、
第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に開孔部を形成し、当該開孔部の底部において前記第１の導電層を露呈させる工程と、
前記絶縁層及び開孔部を覆って酸化物導電層をスピンコート法により形成する工程と、
前記酸化物導電層上に第２の導電層を形成する工程と、
前記第２の導電層を所望の形状にパターニングする工程と、
前記第２の導電層をマスクとして自己整合的に前記酸化物導電層をエッチングする工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１６】
本願発明ではコンタクトホール内を導電層で埋め込むことでその上に形成される第２の導電層（特に画素マトリクス回路における画素電極）の平坦性を向上させることを目的とする。
【００１７】
本発明者は微細なコンタクトホールを埋め込むために好適な材料として、溶液塗布系導電膜を選択し、その代表的な材料として溶液塗布系のＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）膜に注目した。
【００１８】
この様なＩＴＯ膜としては、例えば旭電化工業株式会社製アデカＩＴＯ塗布液を用いた薄膜などが挙げられる。このＩＴＯ塗布液はキシレン溶媒中にインジウム・スズ有機化合物を溶解させたものであるが、溶媒・溶質を変えればその他の酸化物導電層を形成することも可能である。
【００１９】
これらの酸化物導電層は、凹凸部に集中的に形成されるので効率良く凹凸を埋め込み、平坦化するには好適な材料である。勿論、塗布回数は１度に限らず数度の重ね塗りを行って平坦性を高めると効果的である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施形態について、図１を用いて説明する。図１（Ａ）において、１００は下地膜であり、絶縁層、半導体層又は導電層の如何なる場合もありうる。その上には第１の導電層１０１がパターン形成されている。
【００２１】
第１の導電層１０１は絶縁層（層間絶縁層）１０２によって覆われる。絶縁層１０２としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素等の珪素を含む絶縁膜や有機樹脂膜を単層又は積層で用いる。
【００２２】
絶縁層１０２を形成したら、エッチングにより開孔部（コンタクトホール）１０３を形成する。エッチングの方法はウェットエッチング法でもドライエッチング法でも良い。また、開孔部１０３の断面形状をテーパー状にすることで、次に成膜する薄膜のカバレッジを改善することも有効である。
【００２３】
こうして開孔部１０３を形成したら、酸化物導電層１０４を形成する。酸化物導電層１０４としては溶液塗布系のＩＴＯ膜を用いる。この様な膜はキシレン等の有機溶媒中にインジウム・スズ有機化合物を溶かした溶液を絶縁層１０２上へ塗布し、スピンドライにより余分な溶液を飛ばして薄膜を形成する。この様な技術はスピンコート法とも呼ばれる。
【００２４】
スピンコート法により酸化物導電層１０４を形成したら、 150〜170 ℃の乾燥工程と 300℃以上の焼成工程とを行い、その後必要に応じてアニール工程を施して膜質を向上させる。勿論、膜質を向上させるためのキュア工程はこの条件に限定されず、実施者が実験によって最適な条件を求めても良い。
【００２５】
この様な溶液塗布系の薄膜の利点は、成膜が非常に簡易であること、被覆性が高いこと、である。即ち、成膜段階では溶液であるため、微細な凹凸の被覆形状が非常に良好であり、コンタクトホール等の微細な開孔部の埋め込みには非常に適している。本願発明は、その様な溶液塗布系材料の被覆性の良さに着目した技術である。
【００２６】
また、場合によっては溶液塗布系のＩＴＯ膜の基となる溶液にカーボン系材料や顔料を分散させて黒色に着色することも可能である。こうすることでコンタクトホール内の遮光性を高めることができる。
【００２７】
酸化物導電層１０４を形成したら、図１（Ａ）の状態が得られる。この状態が得られたら、次に、ドライエッチング法により酸化物導電層１０４をエッチバック処理して開孔部１０３のみを充填する様な状態とする。（図１（Ｂ））
【００２８】
なお、酸化物導電層としてＩＴＯ膜を用いる場合、このエッチバック工程におけるエッチング方法はウェット処理、ドライ処理のどちらの方法を用いることもできる。
【００２９】
ウェット処理で行う場合にはＩＴＯ専用のエッチャントが市販されているのでそちらを用いれば良い。また、ドライ処理を行う場合にはエッチングガスとしてＨＢｒ（臭化水素）、ＨＩ（ヨウ化水素）、ＣＨ₄ （メタン）を用いることができる。特に、ＨＢｒは加工性と汎用性の点で好ましい。
【００３０】
こうして図１（Ｂ）の状態を得たら、次に第２の導電層１０５をパターン形成する。この様にして、絶縁層１０２で絶縁分離された異なる二層の導電層（第１の導電層１０１と第２の導電層１０５）とが、酸化物導電層１０４を介して電気的に接続された状態を得る。この時、第２の導電層１０５はコンタクト部１０６においても完全に平坦性を維持することができる。
【００３１】
以上の構成でなる本願発明について、以下に記載する実施例でもって詳細な説明を行なうこととする。
【００３２】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、反射型モードで駆動するアクティブマトリクス型液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）の画素マトリクス回路を構成する単位画素（単位絵素）の作製方法について図２を用いて説明する。
【００３３】
まず、絶縁表面を有する基板として石英基板２０１を用意する。本実施例では後に 900〜1100℃の熱処理が行われるので耐熱性の高い材料を用いる必要がある。他にも下地膜を設けた結晶化ガラス（ガラスセラミクス）や熱酸化膜を設けたシリコン基板等を用いることもできる。
【００３４】
その上に65nm厚の非晶質珪素膜２０２を形成し、この非晶質珪素膜２０２を特開平８−７８３２９号公報記載の技術を用いて結晶化する。同公報記載の技術は結晶化を助長する触媒元素を用いて選択的な結晶化を行う技術である。
【００３５】
ここでは非晶質珪素膜２０２に対して選択的に触媒元素（本実施例ではニッケル）を添加するためにマスク絶縁膜２０３を形成する。また、マスク絶縁膜２０３には開口部２０４が設けられている。
【００３６】
そして、重量換算で10ppm のニッケルを含有したニッケル酢酸塩溶液をスピンコート法により塗布し、触媒元素含有層２０５を形成する。
【００３７】
こうして図２（Ａ）の状態が得られたら、450 ℃１時間の水素出し工程の後、570 ℃14時間の加熱処理を窒素雰囲気中で施し、横成長領域２０６を得る。こうして結晶化工程が終了したら、マスク絶縁膜２０３をそのままマスクとしてリンの添加工程を行う。この工程によりリン添加領域２０７が形成される。
【００３８】
こうして図２（Ｂ）の状態が得られたら、次に 600℃12時間の加熱処理を行い、横成長領域２０６に残留していたニッケルをリン添加領域２０７にゲッタリングさせる。こうしてニッケル濃度が 5×10¹⁷atoms/cm³ 以下にまで低減された領域（被ゲッタリング領域と呼ぶ）２０８が得られる。（図２（Ｃ））
【００３９】
次に、パターニングにより被ゲッタリング領域２０８のみで構成される活性層２０９、２１０を形成する。そして、 120nm厚のゲイト絶縁膜２１１を形成する。ゲイト絶縁膜２１１としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜或いはそれらの積層膜で構成される。
【００４０】
こうしてゲイト絶縁膜２１１を形成したら、酸素雰囲気中において 950℃30分の加熱処理を行い、活性層／ゲイト絶縁膜界面に熱酸化膜を形成する。こうすることで界面特性を大幅に向上させることができる。
【００４１】
なお、熱酸化工程では活性層２０９、２１０が酸化されて薄膜化される。本実施例では最終的な活性層膜厚が50nmとなる様に調節する。即ち、出発膜（非晶質珪素膜）が65nmであったので、15nmの酸化が行われ、30nmの熱酸化膜が形成されることになる（ゲイト絶縁膜２１１はトータルで 150nm厚となる) 。
【００４２】
次に、0.2wt%のスカンジウムを含有させたアルミニウム膜（図示せず）を成膜し、パターニングによりゲイト電極の原型となる島状パターンを形成する。島状パターンを形成したら、特開平７−１３５３１８号公報に記載された技術を利用する。なお、詳細は同公報を参考にすると良い。
【００４３】
まず、上記島状パターン上にパターニングで使用したレジストマスクを残したまま、３％のシュウ酸水溶液中で陽極酸化を行う。この時、白金電極を陰極として２〜３ｍＶの化成電流を流し、到達電圧は８Ｖとする。こうして、多孔性陽極酸化膜２１２、２１３が形成される。
【００４４】
その後、レジストマスクを除去した後に３％の酒石酸のエチレングリコール溶液をアンモニア水で中和した溶液中で陽極酸化を行う。この時、化成電流は５〜６ｍＶとし、到達電圧は１００Ｖとすれば良い。こうして、緻密な無孔性陽極酸化膜２１４、２１５が形成される。
【００４５】
そして、上記工程によってゲイト電極２１６、２１７が確定する。なお、画素マトリクス回路ではゲイト電極の形成と同時に１ライン毎に各ゲイト電極を接続するゲイト線も形成されている。（図３（Ａ））
【００４６】
次に、ゲイト電極２１６、２１７をマスクとしてゲイト絶縁膜２１１をエッチングする。エッチングはＣＦ₄ ガスを用いたドライエッチング法により行う。これにより２１８、２１９で示される様な形状のゲイト絶縁膜が形成される。
【００４７】
そして、この状態で一導電性を付与する不純物イオンをイオン注入法またはプラズマドーピング法により添加する。この場合、画素マトリクス回路をＮ型ＴＦＴで構成するならばＰ（リン）イオンを、Ｐ型ＴＦＴで構成するならばＢ（ボロン）イオンを添加すれば良い。
【００４８】
なお、上記不純物イオンの添加工程は２度に分けて行う。１度目は８０ｋｅＶ程度の高加速電圧で行い、ゲイト絶縁膜２１８、２１９の端部（突出部）の下に不純物イオンのピークがくる様に調節する。そして、２度目は５ｋｅＶ程度の低加速電圧で行い、ゲイト絶縁膜２１８、２１９の端部（突出部）の下には不純物イオンが添加されない様に調節する。
【００４９】
こうしてＴＦＴのソース領域２２０、２２１、ドレイン領域２２２、２２３、低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域とも呼ばれる）２２４、２２５、チャネル形成領域２２６、２２７が形成される。（図３（Ｂ））
【００５０】
この時、ソース／ドレイン領域は 300〜500 Ω／□のシート抵抗が得られる程度に不純物イオンを添加することが好ましい。また、低濃度不純物領域はＴＦＴの性能に合わせて最適化を行う必要がある。また、不純物イオンの添加工程が終了したら熱処理を行い、不純物イオンの活性化を行う。
【００５１】
次に、第１の層間絶縁膜２２８として酸化珪素膜を 400nmの厚さに形成し、その上にソース電極２２９、２３０、ドレイン電極２３１、２３２を形成する。なお、本実施例ではドレイン電極２３１、２３２を画素内に広げて形成する。
【００５２】
これは、ドレイン電極を補助容量の下部電極として用いるため、可能な限り大きい容量を確保するための工夫である。本実施例は反射型の例であるため、後に画素電極が配置される領域の下も開口率を気にせず自由に使える。
【００５３】
こうして図３（Ｃ）の状態が得られたら、ソース／ドレイン電極を覆って50nm厚の窒化珪素膜２３３を形成する。そして、その上に第１の金属膜（本実施例ではチタン）を形成する。本実施例では窒化珪素膜２３３を誘電体としてドレイン電極２３１と第１の金属膜２３４との間で補助容量を形成している。
【００５４】
その次に第２の層間絶縁膜２３５として１μｍ厚のポリイミド膜を形成する。勿論、ポリイミド以外にもアクリル等の有機性樹脂膜を用いても良い。そして、第２の層間絶縁膜２３５の上に第２の金属膜２３６を形成する。
【００５５】
第２の金属膜２３６はブラックマスクとしての機能も持っているが、主に電界遮蔽膜として役割を果たす。即ち、ソース／ドレイン配線から生じる電界が後に形成する画素電極に影響するのを防ぐ効果を持つ。
【００５６】
こうして図３（Ｄ）の状態が得られたら、第３の層間絶縁膜２３７として再び１μｍ厚のポリイミド膜を設け、それに対して開孔部２３８、２３９を形成する。そして、第３の層間絶縁膜２３７及び開孔部２３８、２３９を被覆する様にして酸化物導電層２４０を形成する。（図４（Ａ））
【００５７】
本実施例では酸化物導電層２４０として粘度が10〜30cPs の塗布系ＩＴＯ膜（旭電化工業株式会社製）を用いる。溶液をスピンコート法により塗布したら窒素中で 150〜200 ℃５〜10分の乾燥工程、 300〜400 ℃１〜２時間の焼成工程を行い、膜質を向上させる。ただしこの膜質向上のための処理は本実施例に限定されるものではない。
【００５８】
また、上記焼成工程の後でさらに高温のアニールを行うことも有効である。ただし、電極材料等の耐熱性を考慮する必要があり、全体を高温アニールすることを避けるのであれば、ランプアニール等の手段を用いることが好ましい。
【００５９】
この様な膜質向上のための処理を施すことで酸化物導電層２４０の抵抗値は１ｋΩ／□以下になる。ミクロンオーダー以下の電気的な接続をとるためならば、この程度の抵抗値で十分と考えられる。
【００６０】
また、形成される酸化物導電層２４０の膜厚は溶液の粘度、スピンコート時の回転数や回転時間等で制御することができる。コンタクトホールの径（開口面積）に応じて膜厚を変化させる必要があるが、 100〜500nm （代表的には 150〜300nm ）の範囲で調節すれば、コンタクトホール内を十分に埋め込むことが可能である。
【００６１】
次に、ＨＢｒ、ＨＩ、ＣＨ₄ のいずれかのエッチングガスをＡｒ（アルゴン）で希釈してドライエッチング法によるエッチバック工程を行う。本実施例では、ＨＢｒを用いる。こうして開孔部２３８、２３９が酸化物導電層２４１、２４２で充填された状態を実現する。（図４（Ｂ））
【００６２】
そして、酸化物導電層２４１、２４２によって完全に平坦化された第３の層間絶縁膜２３７上にアルミニウムを主成分とする材料でなる画素電極２４３、２４４を形成する。この時、コンタクトホール（開孔部）の内部は酸化物導電層２４１、２４２で充填されているので、段差を生じることなくドレイン電極との電気的な接続が実現される。
【００６３】
この後は、画素電極２４３、２４４上に配向膜（図示せず）を形成すれば液晶表示装置の一方の基板であるアクティブマトリクス基板が完成する。その後は公知の手段によって対向基板を用意し、セル組み工程を施してアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。
【００６４】
〔実施例２〕
実施例１では、酸化物導電層に対してエッチバック処理を行って開孔部の充填を行っているが、エッチバック処理の代わりに研磨処理を行うことも可能である。代表的にはＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）と呼ばれる技術を採用することもできる。
【００６５】
この技術を用いる場合には発塵に注意する必要があるが、この技術を用いれば第３の層間絶縁膜と酸化物導電層が異なる材料で構成されている様な場合においても優れた平坦性を確保することができる。
【００６６】
〔実施例３〕
実施例１では第２及び第３の層間絶縁膜としてポリイミド膜を用いていたが、酸化珪素膜や酸化窒化珪素膜を用いることも有効である。
【００６７】
ポリイミド等の有機樹脂膜は耐熱性が低いので、酸化物導電層の焼成温度やその後のアニール温度に制限がある。しかしながら、酸化珪素膜等で層間絶縁膜を形成しておけば、さらに高い温度でのアニールが可能となり、膜質の良い膜を得ることができる。
【００６８】
勿論、実施例１ではゲイト電極やソース／ドレイン電極としてアルミニウムを主成分とする材料を用いているので、その耐熱性も考慮する必要がある。しかし、電極材料として耐熱性の高い材料を用いれば、 500℃を超える様な高い温度でアニール処理も可能となる。
【００６９】
なお、実施例１において電極材料となりうる耐熱性の高い材料としては、タンタル、タングステン、モリブデン又は導電性を持たせたシリコン膜等を挙げることができる。
【００７０】
また、本実施例の構成と実施例２に示した構成とを組み合わせても良い。
【００７１】
〔実施例４〕
本実施例では、実施例１とは異なる構成で反射型のＡＭＬＣＤを作製する技術について図５を用いて説明する。
【００７２】
まず、実施例１の作製工程に従って図５（Ａ）の状態を得る。図５（Ａ）において、２３７は第３の層間絶縁膜、２４０は酸化物導電層である。
【００７３】
次に、酸化物導電層２４０上にアルミニウムを主成分とする材料でなる画素電極５０１、５０２を形成する。この時、画素電極５０１、５０２は開孔部５０３、５０４によって物理的に絶縁されている。（図５（Ｂ））
【００７４】
次に、画素電極５０１、５０２をマスクとして酸化物導電層２４０をエッチングし、画素電極と同一形状にパターニングされた酸化物導電層５０５、５０６を形成する。これにより酸化物導電層５０５、５０６も物理的に絶縁されるので、画素電極の一部として機能することになる。
【００７５】
なお、本実施例の構成とすると、画素電極５０１、５０２を絶縁分離する開孔部（５０３、５０４に相当）は１μｍ以上の深さとなるが、この部分はソース電極（ソース配線）の上方であるので遮光され、問題とはならない。さらに、この部分はディスクリネーションを集中させるので、画素内の必要な領域にディスクリネーションが広がるのを防ぐ効果（ピン止め効果）も期待できる。
【００７６】
なお、本実施例は実施例３と組み合わせることも可能である。
【００７７】
〔実施例５〕
実施例１〜４ではトップゲイト構造（ここではプレーナ型）のＴＦＴを例にとって説明したが、本願発明はボトムゲイト構造（代表的には逆スタガ型）のＴＦＴに対しても容易に適用することができる。
【００７８】
また、本願発明はＴＦＴに限らず、単結晶シリコンウェハ上に形成されたＭＯＳＦＥＴの配線接続にも活用することが可能である。
【００７９】
以上の様に、本願発明は異なる層に形成された配線同士を接続する必要性の生じる構造であれば、如何なる構造のデバイス素子に対しても適用することが可能である。
【００８０】
〔実施例６〕
本実施例では実施例１〜５に示した構成のアクティブマトリクス基板（素子形成側基板）を用いてＡＭＬＣＤを構成した場合の例について説明する。ここで本実施例のＡＭＬＣＤの外観を図６に示す。
【００８１】
図６（Ａ）において、６０１はアクティブマトリクス基板であり、画素マトリクス回路６０２、ソース側駆動回路６０３、ゲイト側駆動回路６０４が形成されている。駆動回路はＮ型ＴＦＴとＰ型ＴＦＴとを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路で構成することが好ましい。また、６０５は対向基板である。
【００８２】
図６（Ａ）に示すＡＭＬＣＤはアクティブマトリクス基板６０１と対向基板６０５とが端面を揃えて貼り合わされている。ただし、ある一部だけは対向基板６０５を取り除き、露出したアクティブマトリクス基板に対してＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）６０６を接続してある。このＦＰＣ６０６によって外部信号を回路内部へと伝達する。
【００８３】
また、ＦＰＣ６０６を取り付ける面を利用してＩＣチップ６０７、６０８が取り付けられている。これらのＩＣチップはビデオ信号の処理回路、タイミングパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路など、様々な回路をシリコン基板上に形成して構成される。図６（Ａ）では２個取り付けられているが、１個でも良いし、さらに複数個であっても良い。
【００８４】
また、図６（Ｂ）の様な構成もとりうる。図６（Ｂ）において図６（Ａ）と同一の部分は同じ符号を付してある。ここでは図６（Ａ）でＩＣチップが行っていた信号処理を、同一基板上にＴＦＴでもって形成されたロジック回路６０９によって行う例を示している。この場合、ロジック回路６０９も駆動回路６０３、６０４と同様にＣＭＯＳ回路を基本として構成される。
【００８５】
また、本実施例のＡＭＬＣＤはブラックマスクをアクティブマトリクス基板に設ける構成（ＢＭ on ＴＦＴ）を採用するが、それに加えて対向側にブラックマスクを設ける構成とすることも可能である。
【００８６】
また、カラーフィルターを用いてカラー表示を行っても良いし、ＥＣＢ（電界制御複屈折）モード、ＧＨ（ゲストホスト）モードなどで液晶を駆動し、カラーフィルターを用いない構成としても良い。
【００８７】
また、特開昭8-15686 号公報に記載された技術の様に、マイクロレンズアレイを用いる構成にしても良い。
【００８８】
〔実施例７〕
本願発明の構成は、ＡＭＬＣＤ以外にも他の様々な電気光学装置や半導体回路に適用することができる。
【００８９】
ＡＭＬＣＤ以外の電気光学装置としてはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置やイメージセンサ等を挙げることができる。
【００９０】
また、半導体回路としては、ＩＣチップで構成されるマイクロプロセッサの様な演算処理回路、携帯機器の入出力信号を扱う高周波モジュール（ＭＭＩＣなど）が挙げられる。
【００９１】
この様に本願発明は多層配線技術を必要とする全ての半導体装置に対して適用することが可能である。
【００９２】
〔実施例８〕
実施例６に示したＡＭＬＣＤは、様々な電子機器のディスプレイとして利用される。なお、本実施例に挙げる電子機器とは、アクティブマトリクス型液晶表示装置を搭載した製品と定義する。
【００９３】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクションＴＶ、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ（ノート型を含む）、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話等）などが挙げられる。それらの一例を図７に示す。
【００９４】
図７（Ａ）は携帯電話であり、本体２００１、音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示装置２００４、操作スイッチ２００５、アンテナ２００６で構成される。本願発明は表示装置２００４等に適用することができる。
【００９５】
図７（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示装置２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６で構成される。本願発明は表示装置２１０２に適用することができる。
【００９６】
図７（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示装置２２０５で構成される。本願発明は表示装置２２０５等に適用できる。
【００９７】
図７（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイであり、本体２３０１、表示装置２３０２、バンド部２３０３で構成される。本発明は表示装置２３０２に適用することができる。
【００９８】
図７（Ｅ）はリア型プロジェクターであり、本体２４０１、光源２４０２、表示装置２４０３、偏光ビームスプリッタ２４０４、リフレクター２４０５、２４０６、スクリーン２４０７で構成される。本発明は表示装置２４０３に適用することができる。
【００９９】
図７（Ｆ）はフロント型プロジェクターであり、本体２５０１、光源２５０２、表示装置２５０３、光学系２５０４、スクリーン２５０５で構成される。本発明は表示装置２５０３に適用することができる。
【０１００】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、他にも電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【０１０１】
【発明の効果】
本願発明はＡＭＬＣＤの画素マトリクス回路を構成する各画素において、完全に平坦な画素電極を実現するための技術である。本願発明の構成は、特に画素電極全面が有効表示領域となる反射型ＡＭＬＣＤに対して有効である。
【０１０２】
本願発明を実施することで画素電極上に発生するディスクリネーションが効果的に防止され、有効表示領域が大幅に拡大する。従って、より高精細なＬＣＤディスプレイにおいても高いコントラストを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】配線の接続構造の構成を示す図。
【図２】画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図３】画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図４】画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図５】画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図６】電気光学装置の構成を示す図。
【図７】電子機器の構成を示す図。

Claims

薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に形成され、前記薄膜トランジスタのドレイン電極の一部を露呈する開孔部を有する層間絶縁膜と、
前記開孔部を埋め込むように形成された溶液塗布系導電膜と、
前記層間絶縁膜及び前記溶液塗布系導電膜上に接して形成された、アルミニウムを主成分とする材料、タンタル、タングステン又はモリブデンからなる画素電極とを有し、
前記層間絶縁膜の上面と前記溶液塗布系導電膜の上面は同一平面であり、
前記溶液塗布系導電膜は、カーボン系材料または顔料を含むＩＴＯ膜であることを特徴とする半導体装置。
薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に形成された第１の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極を覆うように形成された窒化珪素膜と、
前記窒化珪素膜上に形成され、前記窒化珪素膜を誘電体として前記ドレイン電極との間で補助容量を形成する金属膜と、
前記金属膜上に形成された第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜上に形成された第３の層間絶縁膜と、
前記窒化珪素膜、前記第２の層間絶縁膜及び前記第３の層間絶縁膜に形成され、前記ドレイン電極の一部を露呈する開孔部と、
前記開孔部を埋め込むように形成された溶液塗布系導電膜と、
前記第３の層間絶縁膜及び前記溶液塗布系導電膜上に接して形成された、アルミニウムを主成分とする材料、タンタル、タングステン又はモリブデンからなる画素電極とを有し、
前記第３の層間絶縁膜の上面と前記溶液塗布系導電膜の上面は同一平面であり、
前記溶液塗布系導電膜は、カーボン系材料または顔料を含むＩＴＯ膜であることを特徴とする半導体装置。
薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に形成され、前記薄膜トランジスタのドレイン電極の一部を露呈する開孔部を有する層間絶縁膜と、
前記開孔部を埋め込むとともに前記層間絶縁膜上に形成された溶液塗布系導電膜と、
前記溶液塗布系導電膜上に接して形成された、アルミニウムを主成分とする材料、タンタル、タングステン又はモリブデンからなる画素電極とを有し、
前記溶液塗布系導電膜は前記画素電極と同一形状であることを特徴とする半導体装置。
薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に形成された第１の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上に形成されたドレイン電極と、
前記ドレイン電極を覆うように形成された窒化珪素膜と、
前記窒化珪素膜上に形成され、前記窒化珪素膜を誘電体として前記ドレイン電極との間で補助容量を形成する金属膜と、
前記金属膜上に形成された第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜上に形成された第３の層間絶縁膜と、
前記窒化珪素膜、前記第２の層間絶縁膜及び前記第３の層間絶縁膜に形成され、前記ドレイン電極の一部を露呈する開孔部と、
前記開孔部を埋め込むとともに前記第３の層間絶縁膜上に形成された溶液塗布系導電膜と、
前記溶液塗布系導電膜上に接して形成された、アルミニウムを主成分とする材料、タンタル、タングステン又はモリブデンからなる画素電極とを有し、
前記溶液塗布系導電膜は前記画素電極と同一形状であることを特徴とする半導体装置。
請求項１において、前記層間絶縁膜は有機樹脂膜の単層又は積層であることを特徴とする半導体装置。
請求項３または請求項４において、前記溶液塗布系導電膜は酸化物導電層でなることを特徴とする半導体装置。
請求項３または請求項４において、前記溶液塗布系導電膜はＩＴＯ膜であることを特徴とする半導体装置。
請求項７において、前記ＩＴＯ膜はカーボン系材料または顔料を含むことを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、前記開孔部の断面形状はテーパー状であることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、前記半導体装置はアクティブマトリクス型液晶表示装置であることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、前記半導体装置はＥＬ表示装置であることを特徴とする半導体装置。
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、前記半導体装置は、ビデオカメラ、スチルカメラ、リア型プロジェクター、フロント型プロジェクター、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータまたは携帯情報端末であることを特徴とする半導体装置。
絶縁層、半導体層または導電層でなる下地膜上に第１の導電層を形成し、
前記第１の導電層を覆うように第１の絶縁層を形成し、
前記第１の絶縁層に前記第１の導電層の一部を露出する開孔部を形成し、
前記第１の絶縁層と前記開孔部を覆うようにスピンコート法により、カーボン系材料または顔料を含むＩＴＯ膜を形成し、
前記ＩＴＯ膜をエッチングすることにより、前記開孔部のみを前記ＩＴＯ膜で充填し、
前記ＩＴＯ膜及び前記第１の絶縁層上に接して第２の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
薄膜トランジスタ上に第１の層間絶縁膜を形成し、
前記第１の層間絶縁膜上にドレイン電極を形成し、
前記ドレイン電極上に第２の層間絶縁膜を形成し、
前記第２の層間絶縁膜に、前記ドレイン電極の一部を露出する開孔部を形成し、
前記第２の層間絶縁膜と前記開孔部を覆うようにスピンコート法により、カーボン系材料または顔料を含むＩＴＯ膜を形成し、
前記ＩＴＯ膜をエッチングすることにより、前記開孔部のみを前記ＩＴＯ膜で充填し、
前記ＩＴＯ膜及び前記第２の層間絶縁膜上に接して画素電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
薄膜トランジスタ上に第１の層間絶縁膜を形成し、
前記第１の層間絶縁膜上にドレイン電極を形成し、
前記ドレイン電極上に第２の層間絶縁膜を形成し、
前記第２の層間絶縁膜に、前記ドレイン電極の一部を露出する開孔部を形成し、
前記第２の層間絶縁膜と前記開孔部を覆うようにスピンコート法により、カーボン系材料または顔料を含むＩＴＯ膜を形成し、
前記ＩＴＯ膜を研磨することにより、前記開孔部のみを前記ＩＴＯ膜で充填し、
前記ＩＴＯ膜及び前記第２の層間絶縁膜上に接して画素電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
薄膜トランジスタ上に第１の層間絶縁膜を形成し、
前記第１の層間絶縁膜上にドレイン電極を形成し、
前記ドレイン電極上に第２の層間絶縁膜を形成し、
前記第２の層間絶縁膜に前記ドレイン電極の一部を露出する開孔部を形成し、
前記第２の層間絶縁膜と前記開孔部を覆うようにスピンコート法により、カーボン系材料または顔料を含むＩＴＯ膜を形成し、
前記ＩＴＯ膜上に接して画素電極を形成し、
前記画素電極をマスクとして前記ＩＴＯ膜をエッチングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１３において、前記エッチングは、前記第１の絶縁層の上面と前記ＩＴＯ膜の上面が同一平面になるよう行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１４において、前記エッチングは、前記第２の層間絶縁膜の上面と前記ＩＴＯ膜の上面が同一平面になるよう行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１５において、前記研磨は、前記第２の層間絶縁膜の上面と前記ＩＴＯ膜の上面が同一平面になるよう行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。