JP4016955B2 - 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器 - Google Patents
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Description
子と、前記スイッチング素子に電気的に接続されたデータ線と、前記スイッチング素子に
電気的に接続された画素電極とを備える。さらに、前記画素電極の画素電位に電気的に接
続される画素電位側容量電極と、この画素電位側容量電極に絶縁膜を介して対向配置され
た固定電位側容量電極とからなる蓄積容量と、前記データ線よりも上層に形成され前記固
定電位側容量電極に電気的に接続された容量線とを備える。そして、前記容量線は前記第
1絶縁膜上に形成され、前記第1導電膜は前記容量線の膜と同一膜でなることを特徴とす
る。
また、本発明の電気光学装置は、基板上に形成され平坦化処理された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され外部回路との信号を伝送するための第1導電膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され平坦化処理された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記第1導電膜に対応する領域に形成され、前記第1導電膜に達する
開口部と、を備えて構成された接続端子部と、
画像表示領域に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続さ
れたデータ線と、前記スイッチング素子に中継層を介して電気的に接続された画素電極と、前記中継層と前記画素電極とを電気的に接続するための第3コンタクトホールと、前記画素電極の画素電位に電気的に接続される画素電位側容量電極と、この画素電位側容量電極に絶縁膜を介して対向配置された固定電位側容量電極とからなる蓄積容量と、前記データ線よりも上層に形成され前記固定電位側容量電極に電気的に接続された容量線とを備え、
前記容量線及び前記中継層は前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1導電膜は前記容量線の膜及び前記中継層と同一膜でなることを特徴とする。
〔電気光学装置の全体構成〕
まず、本発明の電気光学装置に係る第1実施形態の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに、図1は、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電気光学装置の平面図であり、図2は、図1のH−H’断面図である。ここでは、電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
以下では、本発明の第1実施形態における電気光学装置の画素部における構成について、図3から図8を参照して説明する。ここに図3は、電気光学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4及び図5は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。なお、図4及び図5は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分(図4)と上層部分(図5)とを分けて図示している。
図3において、第1実施形態における電気光学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は、それぞれ、データ線6aと走査線11aとの交差部に対応して、画素電極9aと当該画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成されている。そして、画像信号が供給されるデータ線6aは当該TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
以下では、上記データ線6a、走査線11a及びゲート電極3a、TFT30等による、上述のような回路動作が実現される電気光学装置の、具体的な構成について、図4乃至図7を参照して説明する。
まず、第1層には、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、或いは導電性ポリシリコン等からなる走査線11aが設けられている。この走査線11aは、平面的にみて、図4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4のX方向に沿うように延びる本線部と、データ線6aが延在する図4のY方向の上下に本線部から延びる突出部とを備えている。なお、隣接する走査線11aから延びる突出部は相互に接続されることはなく、したがって、該走査線11aは1本1本分断された形となっている。
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、図6に示すように、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有している。その構成要素としては、上述したゲート電極3a、例えば導電性のポリシリコン膜からなりゲート電極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´、ゲート電極3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜を含む絶縁膜2、半導体層1aにおける低濃度ソース領域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を備えている。
以上説明した走査線11aの上、かつ、TFT30の下には、例えばシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜12が設けられている。下地絶縁膜12は、走査線11aからTFT30を層間絶縁する機能のほか、TFTアレイ基板10の全面に形成されることにより、TFTアレイ基板10の表面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のTFT30の特性変化を防止する機能を有する。
さて、前述の第2層に続けて第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、誘電体膜75を介して対向配置されることにより形成されている。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、第1実施形態に係る蓄積容量70は、図4の平面図を見るとわかるように、隣接する画素電極9aの縁の形成領域に重なっている。しかし、画素電極9a形成領域にほぼ対応する光透過領域には重ならないように形成されている。換言すれば、遮光領域内に収まるように形成されているため、電気光学装置全体の画素開口率は比較的大きく維持され、これにより、より明るい画像を表示することが可能となる。
これにより、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。
以上説明したTFT30ないしゲート電極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)等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。
さて、前述の第3層に続けて第4層には、データ線6aが設けられている。このデータ線6aは、図6に示すように、下層より順に、アルミニウムからなる層(図6における符号41A参照)、窒化チタンからなる層(図6における符号41TN参照)、窒化シリコン膜からなる層(図6における符号401参照)の三層構造を有する膜として形成されている。窒化シリコン膜は、その下層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。このうちデータ線6aが、比較的低抵抗な材料たるアルミニウムを含むことにより、TFT30、画素電極9aに対する画像信号の供給を滞りなく実現することができる。他方、データ線6a上に水分の浸入をせき止める作用に比較的優れた窒化シリコン膜が形成されることにより、TFT30の耐湿性向上を図ることができ、その寿命長期化を実現することができる。なお、窒化シリコン膜は、プラズマ窒化シリコン膜が望ましい。
以上説明した蓄積容量70の上、かつ、データ線6aの下には、例えばNSG、PSG,BSG、BPSG等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。
さて、前述の第4層に続けて第5層には、容量配線400が形成されている。容量配線400は第3層間絶縁膜43上に形成されている。第3層間絶縁膜43の表面は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)処理等の平坦化処理が施されることによって平坦化されているとよい。この容量配線400は、平面的にみると、図5に示すように、図中X方向及びY方向それぞれに延在するように、格子状に形成されている。該容量配線400のうち図中Y方向に延在する部分については特に、データ線6aを覆うように、且つ、該データ線6aよりも幅広に形成されている。また、図中X方向に延在する部分については、後述の第3中継電極402を形成する領域を確保するために、各画素電極9aの一辺の中央付近に切り欠き部を有している。
以上説明した前述のデータ線6aの上、かつ、容量配線400等及びパッド404Pの下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等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法で形成された第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。
最後に、第6層には、上述したように画素電極9aがマトリクス状に形成され、該画素電極9a上に配向膜16が形成されている。そして、この画素電極9a下には、NSG、PSG、BSG、BPSG等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中継層402並びに前述したコンタクトホール804、第2中継層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こととなる。ちなみに、第4層間絶縁膜44の表面は、前述のようにCMP処理等の平坦化処理が施されることによって平坦化されており、その下方に存在する各種配線や素子等による段差に起因する液晶層50の配向不良を低減する。
以上のような構成となる第1実施形態の電気光学装置によれば、特に第5層の構成として説明したパッド404P、ないしは外部回路接続端子102等に関連して、次のような作用効果が奏されることになる。
以下では、本発明の第2の実施形態について、図10及び図11を参照しながら説明する。ここに図10及び図11は、それぞれ図7及び図8と同趣旨の図ではあるが、画素電極膜と同一膜からなる厚さ調整膜9aP(以下、単に「調整膜9aP」という。)が形成されている点で異なり、図10は平面図、図11は図10のP2−P2´断面図である。なお、第2実施形態では、上述した「電気光学装置」の構成及び作用については共通する部分(特に、画素部における構成等)を多くもつ。したがって、以下では、これらの説明については省略することとし、主に第2実施形態において特徴的な部分についてのみ説明を加えることとする。また、図10及び図11において使用する符号は、図7及び図8に示された要素と本質的に異ならない要素を指示する限り、同一の符号を用いることとする。
以下では、本発明の第3の実施形態について、図12及び図13を参照しながら説明する。ここに図12及び図13は、それぞれ図7及び図8と同趣旨の図ではあるが、パッド404Pの表面全面が露出されている点で異なり、図12は平面図、図13は図12のP3−P3´断面図である。なお、第3実施形態では、上述した「電気光学装置」の構成及び作用については共通する部分、特に、画素部における構成等を多くもつ。したがって、以下では、これらの説明については省略することとし、主に第3実施形態において特徴的な部分についてのみ説明を加えることとする。また、図12及び図13において使用する符号は、図7及び図8に示された要素と実質的に異ならない要素を指示する限り、同一の符号を用いることとする。
以下では、本発明の第4の実施形態について、図15乃至図18を参照しながら説明する。ここに図15及び図16は、それぞれ図7及び図8と同趣旨の図ではあるが、第4層間絶縁膜44に開孔されるコンタクトホールの形態の点で異なり、図15は平面図、図16は図15のP4−P4´断面図である。また、図17は図15についての変形形態、図18は図16についての変形形態である。なお、第4実施形態では、上述した「電気光学装置」の構成及び作用については共通する部分(特に、画素部における構成等)を多くもつ。したがって、以下では、これらの説明については省略することとし、主に第4実施形態において特徴的な部分についてのみ説明を加えることとする。また、図15ないし図18において使用する符号は、図7及び図8に示された要素と実質的に異ならない要素を指示する限り、同一の符号を用いることとする。
以下では、本発明の第5の実施形態について、図19及び図20を参照しながら説明する。ここに図19及び図20は、それぞれ図7及び図8と同趣旨の図ではあるが、第3層間絶縁膜43にコンタクトホール43Hが開孔されていない点で異なり、図19は平面図、図20は図19のP5−P5´断面図である。なお、第5実施形態では、上述した「電気光学装置」の構成及び作用については共通する部分、特に、画素部における構成等を多くもつ。したがって、以下では、これらの説明については省略することとし、主に第4実施形態において特徴的な部分についてのみ説明を加えることとする。また、図19及び図20において使用する符号は、図7及び図8に示された要素と実質的に異ならない要素を指示する限り、同一の符号を用いることとする。
なお、以上述べた各実施形態においては、もっぱら外部回路接続端子に含まれるパッド404P等に関する構造について説明したが、本発明は、そのような形態に限定されるものではない。例えば、前記各実施形態は、図1及び図2を参照して説明した上下導通端子106についても同様に当てはめて考えることができる。ここに上下導通端子106は、具体的には例えば、図21に示すような断面構造を備えている(図2における当該部分参照)。
以下では特に、前記の第3実施形態に係る電気光学装置の製造方法について、図22を参照しながら説明する。ここに図22は、図13の構造のうち、パッド404Pが形成されるところから配向膜16が形成されるに至るまでの工程を、順を追って示した製造工程断面図である。なお、ダミー走査線11aP等の製造方法については、走査線11aP等の製造方法と同じであるので、その説明については省略することとする。また、図22では、第3層間絶縁膜43までの製造は完了しているものとする。
次に、以上詳細に説明した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の実施形態について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。ここに、図23は、投射型カラー表示装置の図式的断面図である。
Claims (15)
- 基板上に形成され平坦化処理された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され外部回路との間で信号を伝送するための第1導電膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され平坦化処理された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記第1導電膜に重なる領域に形成された開口部と、
を備えて構成された接続端子部と、
画像表示領域に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続さ
れたデータ線と、前記スイッチング素子に中継層を介して電気的に接続された画素電極と、前記中継層と前記画素電極とを電気的に接続するための第3コンタクトホールと、前記画素電極の画素電位に電気的に接続される画素電位側容量電極と、この画素電位側容量電極に絶縁膜を介して対向配置された固定電位側容量電極とからなる蓄積容量と、前記データ線よりも上層に形成され前記固定電位側容量電極に電気的に接続された容量線とを備え、
前記容量線及び前記中継層は前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1導電膜は前記容量線の膜及び前記中継層と同一膜でなることを特徴とする電気光学装置。 - 前記接続端子部に対応した前記第1絶縁膜の下層側には、前記画像表示領域に積層された配線もしくは電極の膜と同一膜の導電膜が形成されることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記第1導電膜は、前記外部回路と接続するための基板に接続される接続端子の表面を成
すことを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記第2絶縁膜の開口部を介して前記第1導電膜と導通する第2導電膜を有することを特
徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記第2導電膜は、前記外部回路と接続するための基板に接続される接続端子部の表面を
成すことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。 - 前記第2絶縁膜の開口部は、複数の第1コンタクトホールで構成され、該第1コンタクト
ホールを介して、前記第1導電膜と前記第2導電膜とが導通することを特徴とする請求項
4に記載の電気光学装置。 - 前記複数の第1コンタクトホールは、少なくとも前記第1導電膜上に点在するように形成されることを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置。
- 前記第1導電膜は、内部回路に電気的に接続される配線に導通されることを特徴とする請
求項1乃至7のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記内部回路に電気的に接続される配線は、前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1導電
膜の膜と同一膜でなることを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置。 - 基板上に形成され平坦化処理された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され外部回路との間で信号を伝送するための第1導電膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され平坦化処理された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記第1導電膜に重なる領域に形成された開口部と、を備えて構成された接続端子部と、
複数の第2コンタクトホールを介して前記第1導電膜に導通され、前記第1絶縁膜の下層の第3絶縁膜上に形成され、内部回路に電気的に接続された配線と、を具備し、
前記複数の第2コンタクトホールは、前記第1導電膜の周縁を囲むように形成されることを特徴とする電気光学装置。 - 基板上に形成され平坦化処理された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され外部回路との間で信号を伝送するための第1導電膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され平坦化処理された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記第1導電膜に重なる領域に形成された開口部と、を備えて構成された接続端子部と、
複数の第2コンタクトホールを介して前記第1導電膜に導通され、前記第1絶縁膜の下層の第3絶縁膜上に形成され、内部回路に電気的に接続された配線と、を具備し、
前記複数の第2コンタクトホールは、前記第1導電膜の周縁であって前記開口部の外側に位置するように形成されることを特徴とする電気光学装置。 - 前記第2コンタクトホールは、前記第2絶縁膜と重なる領域に位置することを特徴とする請求項10又は11のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記データ線は前記第3絶縁膜上に形成され、前記内部回路に電気的に接続される配線は、前記データ線の膜と同一膜でなることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか一項
に記載の電気光学装置。 - 前記基板に対向し対向電極を有する対向基板と、前記第1導電膜の膜と同一膜のパッドと
を備え、前記対向電極と前記パッドは導通端子を介して電気的に接続されることを特徴と
する請求項1乃至13のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする
電子機器。
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