JP4677727B2 - Semiconductor device, electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents

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本発明は、半導体装置、電気光学装置および電子機器に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, an electro-optical device, and an electronic apparatus.

従来、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下TFTと略記する)駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を、例えば、投射型表示装置のライトバルブとして用いる技術が知られている。この投射型表示装置の表示画像を高品位化するために、以下のような技術が採用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which an active matrix liquid crystal device driven by a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) is used as, for example, a light valve of a projection display device. In order to improve the quality of the display image of the projection display device, the following technique is employed.

上述のように、液晶装置をライトバルブとして用いると、一般的に、液晶層を挟んで液晶装置用基板に対向配置されている対向基板の側から投射光が入射される。ここで、投射光がTFTのシリコン膜(例えばアモルファスシリコン膜やポリシリコン膜)から構成されたチャネル形成用の領域に入射すると、この領域において、光電変換効果による光電流が発生してしまい、TFTのトランジスタ特性が劣化する。
このため、対向基板には、各TFTに対向する位置にクロム(Cr)などの金属材料や樹脂ブラックなどからブラックマトリクスあるいはブラックマスクと呼ばれる遮光膜が形成されるのが一般的である(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−186049号公報
As described above, when a liquid crystal device is used as a light valve, generally, projection light is incident from the side of the counter substrate that is disposed opposite to the liquid crystal device substrate with the liquid crystal layer interposed therebetween. Here, when the projection light is incident on a channel formation region composed of a silicon film of the TFT (for example, an amorphous silicon film or a polysilicon film), a photocurrent due to the photoelectric conversion effect is generated in this region, and the TFT The transistor characteristics deteriorate.
For this reason, a light shielding film called a black matrix or a black mask is generally formed on a counter substrate from a metal material such as chromium (Cr) or resin black at a position facing each TFT (for example, (See Patent Document 1).
JP 2003-186049 A

特許文献1に示したシリコン膜をアモルファスシリコン膜やポリシリコン膜で形成する技術の他にも、高速化、低消費電力化、高集積化等の観点からシリコン膜として単結晶シリコンを用いる技術が知られている。このような単結晶シリコンをガラスや石英等の絶縁基板の上に形成する技術として、従来からSOI(Silicon On Insulator)技術が用いられている。
また、さらに高速化を図るために、TFTのゲート電極と遮光膜とを電気的に接続して、電気的抵抗の小さな遮光膜をゲート信号の入力に用いる技術も知られている。
In addition to the technique of forming the silicon film shown in Patent Document 1 with an amorphous silicon film or a polysilicon film, there is a technique of using single crystal silicon as a silicon film from the viewpoint of speeding up, low power consumption, high integration, and the like. Are known. Conventionally, SOI (Silicon On Insulator) technology has been used as a technology for forming such single crystal silicon on an insulating substrate such as glass or quartz.
In order to further increase the speed, a technique is also known in which a TFT gate electrode and a light-shielding film are electrically connected and a light-shielding film having a small electrical resistance is used for gate signal input.

ここで、SOI技術においては、貼り合せた単結晶シリコンを所定の膜厚とするために単結晶シリコンをエッチングする工程が含まれている。例えば、膜厚200nmの単結晶シリコンを50nmの膜厚にする場合には、まず、200nmの単結晶シリコンを酸化して50nmの単結晶シリコンと300nmの酸化シリコンとする。その後、300nmの酸化シリコンをエッチングにより除去して、50nmの単結晶シリコンを残している。   Here, the SOI technology includes a step of etching the single crystal silicon so that the bonded single crystal silicon has a predetermined thickness. For example, when a 200 nm-thick single crystal silicon film is formed to a 50 nm film thickness, first, the 200 nm single crystal silicon film is oxidized into a 50 nm single crystal silicon film and a 300 nm silicon oxide film. Thereafter, the 300 nm silicon oxide is removed by etching, leaving 50 nm single crystal silicon.

このエッチング工程において、例えば、単結晶シリコン層に孔などの欠陥が存在すると、上記酸化シリコンのエッチングの際に、欠陥を通して絶縁基板もエッチングされて遮光膜が露出し、液晶装置の製造装置が遮光膜を形成する成分(例えばCr)に汚染されてしまうなどの不具合を引き起こす恐れがあった。この不具合の発生を防止するために、シリコン層から遮光膜までの厚さは、上記酸化シリコンの膜厚(例えば300nm)よりも厚く、望ましくは2倍の膜厚(例えば600nm)に形成されていた。   In this etching process, for example, if there is a defect such as a hole in the single crystal silicon layer, the insulating substrate is also etched through the defect when the silicon oxide is etched, and the light shielding film is exposed. There is a risk of causing problems such as contamination by components (for example, Cr) forming the film. In order to prevent the occurrence of this problem, the thickness from the silicon layer to the light-shielding film is thicker than the thickness of the silicon oxide (for example, 300 nm), and preferably twice the thickness (for example, 600 nm). It was.

しかしながら、上述のようにシリコン層から遮光膜までの厚さを厚く(距離を遠く)すると、遮光膜のチャネル形成領域に対する遮光領域が狭くなり、チャネル形成領域に投射光が入射しやすくなる。その結果、チャネル形成領域において、光電流が発生しやすくなり、TFTのトランジスタ特性が劣化し、表示される画像の品位が低下する恐れがあった。   However, as described above, when the thickness from the silicon layer to the light shielding film is increased (the distance is increased), the light shielding region of the light shielding film with respect to the channel formation region becomes narrow, and the projection light easily enters the channel formation region. As a result, in the channel formation region, a photocurrent is likely to be generated, the transistor characteristics of the TFT are degraded, and the quality of the displayed image may be degraded.

また、シリコン層から遮光膜までの厚さを厚くすると、ゲート電極と遮光膜との電気的接続部のアスペクト比が高くなる(電気的接続部の形状が細長くなる)ことから、ゲート電極と遮光膜との間の電気抵抗が高くなる。その結果、ゲート信号の遅延が防止できなくなり、TFTへの書き込み不足によるコントラスト低下や、液晶材への直流電圧成分の印加による輝度傾斜などの表示品位低下が生じる恐れがあった。   In addition, when the thickness from the silicon layer to the light shielding film is increased, the aspect ratio of the electrical connection portion between the gate electrode and the light shielding film is increased (the shape of the electrical connection portion is elongated). The electrical resistance between the film increases. As a result, the delay of the gate signal cannot be prevented, and there is a possibility that the display quality such as a decrease in contrast due to insufficient writing to the TFT and a luminance gradient due to the application of a DC voltage component to the liquid crystal material may occur.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、表示画像品位の低下を防止することができる半導体装置、電気光学装置および電子機器を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a semiconductor device, an electro-optical device, and an electronic apparatus that can prevent deterioration in display image quality.

上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、支持基板と、半導体層を有する半導体基板とを貼り合わせてなり、半導体層を能動層とする薄膜トランジスタが形成され、支持基板と半導体層との間に、導電性を有するとともに、支持基板側から薄膜トランジスタに入射する光を遮る遮光層が形成され、薄膜トランジスタのゲート電極と、遮光層とを電気的に接続する中継層が形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a semiconductor device of the present invention includes a supporting substrate and a semiconductor substrate having a semiconductor layer which are bonded to each other to form a thin film transistor using the semiconductor layer as an active layer. In addition, a light-shielding layer that has conductivity and shields light incident on the thin film transistor from the support substrate side is formed, and a relay layer that electrically connects the gate electrode of the thin film transistor and the light-shielding layer is formed. It is characterized by.

すなわち、本発明の半導体装置は、中継層を用いてゲート電極と遮光層とを電気的に接続するため、遮光層をゲート信号の入力に使用することができ、ゲート信号の遅延を防止することができる。
さらに、中継層を用いることにより、ゲート電極と遮光層との電気的接続部が、ゲート電極と中継層との電気的接続部、中継層と遮光層との電気的接続部に分割され、電気的接続部のアスペクト比が低くなる(電気的接続部が太く短くなる)。すると、電気的接続部の電気抵抗を低くすることができるとともに、その電気抵抗のバラツキを少なくすることができる。その結果、ゲート信号の遅延を防止することができるとともに、薄膜トランジスタのオン電流を増加および安定化(オン電流のバラツキを少なく)することができる。
例えば、この半導体装置を液晶表示装置に用いたとすると、ゲート信号の遅延が防止できることにより、薄膜トランジスタへの書き込み不足によるコントラスト低下や、液晶材への直流電圧成分の印加による輝度傾斜などを防止でき、表示品位低下を防止することができる。また、オン電流の増加および安定化を図ることにより、表示画像の明るさムラを改善することができ、多階調化を図ることができる。
In other words, since the semiconductor device of the present invention electrically connects the gate electrode and the light shielding layer using the relay layer, the light shielding layer can be used for gate signal input, and delay of the gate signal is prevented. Can do.
Furthermore, by using the relay layer, the electrical connection between the gate electrode and the light shielding layer is divided into an electrical connection between the gate electrode and the relay layer, and an electrical connection between the relay layer and the light shielding layer. The aspect ratio of the electrical connection is reduced (the electrical connection is thicker and shorter). Then, it is possible to reduce the electrical resistance of the electrical connection portion and to reduce variation in the electrical resistance. As a result, the delay of the gate signal can be prevented and the on-current of the thin film transistor can be increased and stabilized (less variation in on-current).
For example, if this semiconductor device is used in a liquid crystal display device, it is possible to prevent a decrease in contrast due to insufficient writing to the thin film transistor, a luminance gradient due to application of a DC voltage component to the liquid crystal material, and the like by preventing delay of the gate signal, Display quality degradation can be prevented. In addition, by increasing and stabilizing the on-state current, it is possible to improve brightness unevenness of the display image and to increase the number of gradations.

上記の構成を実現するために、より具体的には、中継層が遮光膜と半導体層との間に形成されていることが望ましい。
この構成によれば、ゲート電極と中継層との電気的接続部および中継層と遮光層との電気的接続部のアスペクト比をより確実に低くすることができる。その結果、電気的接続部の電気抵抗をより確実に低くすることができ、ゲート信号の遅延を防止することができる。
More specifically, in order to realize the above configuration, it is desirable that the relay layer be formed between the light shielding film and the semiconductor layer.
According to this configuration, the aspect ratio of the electrical connection portion between the gate electrode and the relay layer and the electrical connection portion between the relay layer and the light shielding layer can be reliably reduced. As a result, the electrical resistance of the electrical connection portion can be reduced more reliably and the delay of the gate signal can be prevented.

上記の構成を実現するために、より具体的には、中継層が光を遮光する材料から形成され、支持基板側から薄膜トランジスタに入射する光を遮る領域に形成されていることが望ましい。
この構成によれば、中継層が遮光層よりも半導体層に近い層に形成されているため、
中継層は、遮光層よりも広い角度から薄膜トランジスタに入射する光を遮光することができる。そのため、薄膜トランジスタのチャネル形成領域において、光電流の発生を防止しやすくなり、薄膜トランジスタのトランジスタ特性劣化を防止することができる。
例えば、この半導体装置を液晶表示装置に用いたとすると、薄膜トランジスタのトランジスタ特性劣化を防止できるので、表示画像の品位低下を防止することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, it is desirable that the relay layer is formed of a material that blocks light and is formed in a region that blocks light incident on the thin film transistor from the support substrate side.
According to this configuration, since the relay layer is formed in a layer closer to the semiconductor layer than the light shielding layer,
The relay layer can block light incident on the thin film transistor from a wider angle than the light blocking layer. Therefore, it is easy to prevent generation of photocurrent in the channel formation region of the thin film transistor, and deterioration of transistor characteristics of the thin film transistor can be prevented.
For example, when this semiconductor device is used in a liquid crystal display device, deterioration of transistor characteristics of a thin film transistor can be prevented, so that deterioration in display image quality can be prevented.

上記の構成を実現するために、より具体的には、中継層と遮光層とが、接触することにより導通していることが望ましい。
上記の構成を実現するために、より具体的には、ゲート電極と中継層とが、接触することにより導通していることが望ましい。
この構成によれば、中継層および遮光層と、ゲート電極および中継層とが接触しているため、中継層および遮光層の間のコンタクト抵抗と、ゲート電極および中継層の間のコンタクト抵抗とのバラツキを抑えることができるとともに、両コンタクト抵抗の値を小さくすることができる。その結果、薄膜トランジスタのオン電流を増加および安定化(オン電流のバラツキを少なく)することができる。
In order to realize the above-described configuration, more specifically, it is desirable that the relay layer and the light shielding layer are electrically connected by contact.
In order to realize the above configuration, more specifically, it is desirable that the gate electrode and the relay layer are brought into conduction by being in contact with each other.
According to this configuration, since the relay layer and the light shielding layer are in contact with the gate electrode and the relay layer, the contact resistance between the relay layer and the light shielding layer and the contact resistance between the gate electrode and the relay layer are Variations can be suppressed and the values of both contact resistances can be reduced. As a result, the on-current of the thin film transistor can be increased and stabilized (less variation in on-current).

上記の構成を実現するために、より具体的には、中継層が高融点材料から形成されていることが望ましい。
この構成によれば、中継層の形成後に、処理温度の高い工程、例えば半導体層に熱酸化膜を形成する工程を行っても、中継層がダメージを受けることを防止することができる。中継層が高温によるダメージを受けないため、ゲート信号の遅延を防止や、薄膜トランジスタのオン電流の増加および安定化を図ることができる。
高融点材料としてはドープトSi、高融点金属としてはCr、Ti、W、Ta、Moなどを挙げることができ、より好ましくは、中継層が、上記高融点金属の金属シリサイド膜として形成されていることが望ましい。
More specifically, in order to realize the above-described configuration, it is desirable that the relay layer be formed from a high melting point material.
According to this configuration, even if a process having a high processing temperature, for example, a process of forming a thermal oxide film on the semiconductor layer is performed after the relay layer is formed, the relay layer can be prevented from being damaged. Since the relay layer is not damaged by the high temperature, the delay of the gate signal can be prevented, and the on-current of the thin film transistor can be increased and stabilized.
Examples of the refractory material include doped Si, and examples of the refractory metal include Cr, Ti, W, Ta, and Mo. More preferably, the relay layer is formed as a metal silicide film of the refractory metal. It is desirable.

上記の構成を実現するために、より具体的には、遮光層は、異なるゲート信号が入力されるゲート電極間で電気的に独立していることが望ましい。
この構成によれば、所定のゲート電極に伝達すべきゲート信号が、遮光層を介して別のゲート電極へ伝達されることを防止することができる。そのため、半導体装置が意図しない動作をすることを防止することができる。例えば、この半導体装置を液晶表示装置に用いたとすると、画像の誤表示を防止することができ、表示画像の品位低下を防止することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, it is desirable that the light shielding layer is electrically independent between gate electrodes to which different gate signals are input.
According to this configuration, it is possible to prevent a gate signal to be transmitted to a predetermined gate electrode from being transmitted to another gate electrode via the light shielding layer. Therefore, it is possible to prevent the semiconductor device from operating unintentionally. For example, when this semiconductor device is used for a liquid crystal display device, it is possible to prevent erroneous display of an image and to prevent deterioration in the quality of a display image.

上記の構成を実現するために、より具体的には、支持基板が透明基板であることが望ましい。より望ましくは支持基板がガラス基板であることが望ましく、さらに支持基板が石英基板であることが望ましい。
この構成によれば、支持基板に透明基板(好ましくはガラス基板、より好ましくは石英基板)を用いることにより、半導体装置に透光性を与えることができる。そのため、半導体装置を光透過型の電気光学装置に用いることができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, it is desirable that the support substrate is a transparent substrate. More preferably, the support substrate is a glass substrate, and the support substrate is preferably a quartz substrate.
According to this configuration, by using a transparent substrate (preferably a glass substrate, more preferably a quartz substrate) as the support substrate, the semiconductor device can be provided with translucency. Therefore, the semiconductor device can be used for a light transmission type electro-optical device.

上記の構成を実現するために、より具体的には、薄膜トランジスタが1種類の導電型のトランジスタから構成されていてもよい。
この構成によれば、複数の薄膜トランジスタを、1種類の導電型のトランジスタで構成するため、薄膜トランジスタの製造工程を、複数の導電型のトランジスタから形成するときと比較して、簡略化することができる。そのため、半導体装置の製造工程を簡略化することができ、製造効率を向上させることができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, the thin film transistor may be formed of one type of conductive transistor.
According to this configuration, since the plurality of thin film transistors are formed of one type of conductive transistor, the manufacturing process of the thin film transistor can be simplified as compared with the case of forming from a plurality of conductive type transistors. . Therefore, the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified and the manufacturing efficiency can be improved.

本発明の電気光学装置は、上記本発明の半導体装置を備えることを特徴とする。
すなわち、本発明の電気光学装置は、本発明の半導体装置を備えているため、薄膜トランジスタへの書き込み不足によるコントラスト低下や、液晶材への直流電圧成分の印加による輝度傾斜などを防止でき、表示品位低下を防止することができる。また、オン電流の増加および安定化を図ることにより、表示画像の明るさムラを改善することができ、多階調化を図ることができる。
An electro-optical device according to the present invention includes the semiconductor device according to the present invention.
That is, since the electro-optical device of the present invention includes the semiconductor device of the present invention, it is possible to prevent a decrease in contrast due to insufficient writing to the thin film transistor and a luminance gradient due to application of a DC voltage component to the liquid crystal material. A decrease can be prevented. In addition, by increasing and stabilizing the on-state current, it is possible to improve brightness unevenness of the display image and to increase the number of gradations.

本発明の電子機器は、上記本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
すなわち、本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えているため、薄膜トランジスタへの書き込み不足によるコントラスト低下や、液晶材への直流電圧成分の印加による輝度傾斜などを防止でき、表示品位低下を防止することができる。また、オン電流の増加および安定化を図ることにより、表示画像の明るさムラを改善することができ、多階調化を図ることができる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device according to the present invention.
That is, since the electronic apparatus of the present invention includes the electro-optical device of the present invention, it is possible to prevent a decrease in contrast due to insufficient writing to the thin film transistor and a luminance gradient due to application of a DC voltage component to the liquid crystal material. A decrease can be prevented. In addition, by increasing and stabilizing the on-state current, it is possible to improve brightness unevenness of the display image and to increase the number of gradations.

〔第1の実施の形態〕
以下、本発明に係る半導体装置を用いた電気光学装置の第1の実施形態である液晶装置について図1から図10を参照して説明する。本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子用のTFTとしてMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)型のTFTを用いたアクティブマトリクス型の透過型液晶装置である。また、本実施形態では、表示モードとしてTNモードを採用した場合を例示している。
[First Embodiment]
A liquid crystal device that is a first embodiment of an electro-optical device using a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The liquid crystal device according to the present embodiment is an active matrix transmissive liquid crystal device using a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) type TFT as a switching element TFT. Moreover, in this embodiment, the case where TN mode is employ | adopted as a display mode is illustrated.

図1は本実施形態の透過型液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。
なお、本明細書中に示す図においては、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せてある。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines, and the like in a plurality of pixels arranged in a matrix that constitutes an image display region of the transmissive liquid crystal device of this embodiment.
In the drawings shown in the present specification, the scales of the respective layers and members are different in order to make each layer and each member recognizable on the drawing.

本実施形態の透過型液晶装置において、図1に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極9と当該画素電極9を制御するためのスイッチング素子であるTFT(薄膜トランジスタ)30とがそれぞれ形成されており、Xドライバ(データ線駆動回路)201から出力される画像信号をTFT30に供給するデータ線6aが、前記TFT30のソースに電気的に接続されている。Xドライバ201からデータ線6aに書き込まれる画像信号S1、S2、・・・、Snは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線6aに対してグループ毎に供給される。   In the transmissive liquid crystal device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of pixels arranged in a matrix constituting an image display region includes a pixel electrode 9 and a switching element for controlling the pixel electrode 9. TFTs (thin film transistors) 30 are respectively formed, and a data line 6 a for supplying an image signal output from an X driver (data line driving circuit) 201 to the TFT 30 is electrically connected to the source of the TFT 30. ing. Image signals S1, S2,..., Sn written from the X driver 201 to the data line 6a are supplied line-sequentially in this order, or are supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. The

また、Yドライバ(走査線駆動回路)204から出力される走査信号をTFT30に供給する走査線3aがTFT30のゲートに電気的に接続されており、Yドライバ204から複数の走査線3aに対して走査信号G1、G2、・・・、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極9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を一定期間だけオンすることにより、データ線6aを介して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。   A scanning line 3a for supplying a scanning signal output from the Y driver (scanning line driving circuit) 204 to the TFT 30 is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the Y driver 204 supplies a plurality of scanning lines 3a to the gate. Scan signals G1, G2,..., Gm are applied in a line-sequential manner in a pulse manner at a predetermined timing. The pixel electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT 30, and the image signal S1, S2,... Supplied via the data line 6a is turned on by turning on the TFT 30 as a switching element for a certain period. , Sn is written at a predetermined timing.

画素電極9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、後述する共通電極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。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極9と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。この蓄積容量70には、走査線3aと並んで延びる容量線300が接続されており、この容量線300は、Yドライバ204と接続され、Yドライバ204により任意の電圧ないし電気信号を印加可能に構成されている。   Image signals S1, S2,..., Sn written at a predetermined level on the liquid crystal via the pixel electrode 9 are held for a certain period with a common electrode described later. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gradation display. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and the common electrode. The storage capacitor 70 is connected to a capacitor line 300 extending alongside the scanning line 3a. The capacitor line 300 is connected to a Y driver 204, and an arbitrary voltage or electric signal can be applied by the Y driver 204. It is configured.

図2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構造を示す平面図である。
次に、図2に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の平面構造について説明する。
図2に示すように、TFTアレイ基板上に、平面矩形状の複数の画素電極9が、マトリクス状に配列されており、画素電極9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300が延在している。本実施形態において、1つの画素電極9と、この画素電極9を囲むように配設されたデータ線6a、走査線3a、容量線300等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。また、データ線6aと走査線3aとが交差する領域にTFT30が形成されている。
FIG. 2 is a plan view showing the structure of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes and the like are formed.
Next, the planar structure of the transmissive liquid crystal device of this embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, a plurality of planar rectangular pixel electrodes 9 are arranged in a matrix on the TFT array substrate, and the data lines 6a and the scanning lines 3a are arranged along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrodes 9, respectively. And the capacity line 300 is extended. In this embodiment, an area where one pixel electrode 9 and a data line 6a, a scanning line 3a, a capacitor line 300, and the like arranged so as to surround the pixel electrode 9 are formed is a pixel and arranged in a matrix. Thus, the display can be performed for each pixel. A TFT 30 is formed in a region where the data line 6a and the scanning line 3a intersect.

データ線6aは、TFT30を構成する例えば単結晶シリコン膜からなる半導体層1a(図中右上がりの斜線領域)のうち、後述のソース領域にコンタクトホール82、83を介して電気的に接続された後述する第1ソース中継層3c、第2ソース中継層71bにコンタクトホール81を介して接続されている。
一方、画素電極9は、半導体層1aのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール84、85を介して電気的に接続された後述する第1ドレイン中継層3b、容量電極71aに、コンタクトホール8を介して電気的に接続されている。
The data line 6a is electrically connected to a source region, which will be described later, through contact holes 82 and 83 in the semiconductor layer 1a (a hatched region rising to the right in the figure) that constitutes the TFT 30, for example, made of a single crystal silicon film. The first source relay layer 3c and the second source relay layer 71b described later are connected via a contact hole 81.
On the other hand, the pixel electrode 9 has a contact hole 8 formed in a first drain relay layer 3b, which will be described later, which is electrically connected to a drain region which will be described later in the semiconductor layer 1a via contact holes 84, 85, and a capacitor electrode 71a. Is electrically connected.

走査線3aは、画素電極9の図2における左右方向の境界に沿って略直線状に延びる本線部と、この本線部がデータ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って、図2における上下方向に突出した突出部とを有する。また、上下方向に隣り合う走査線3aは、電気的に独立して形成されている。
また、走査線3aは遮光膜としても機能し、半導体層1aのチャネル領域を含むTFT30をTFTアレイ基板側から見て覆うように形成されている。そのため、以後、走査線3aを遮光走査線(遮光層)3aと表記する。
また、半導体層1aと遮光走査線3aとは、半導体層1aの後述のチャネル領域(図中左上がりの斜線の領域)にて対向するように互いに交差して配置されている。
The scanning line 3a includes a main line portion extending substantially linearly along the left-right boundary in FIG. 2 of the pixel electrode 9, and the data line 6a extending from the location where the main line portion intersects the data line 6a in FIG. And a protruding portion protruding in the vertical direction. Further, the scanning lines 3a adjacent in the vertical direction are formed electrically independently.
The scanning line 3a also functions as a light shielding film and is formed so as to cover the TFT 30 including the channel region of the semiconductor layer 1a when viewed from the TFT array substrate side. Therefore, hereinafter, the scanning line 3a is referred to as a light shielding scanning line (light shielding layer) 3a.
Further, the semiconductor layer 1a and the light-shielding scanning line 3a are arranged so as to cross each other so as to face each other in a channel region (a hatched region in the left-upward direction in the figure) described later of the semiconductor layer 1a.

そして、遮光走査線3aと電気的に接続されたゲート電極3gがチャネル領域に対向して配置され、ゲート電極層として機能する。ゲート電極3gはTFT30ごとに独立して形成されるとともに、チャネル領域上に左右方向へ略直線状に延びゲート電極層として機能する電極部と、電極部の両端に形成された電極部よりも上下方向の幅が広い接続部とを有する。ゲート電極3gは、接続部において遮光走査線3aと電気的に接続されている。
なお、ゲート電極3gは、上述のように、TFT30ごとに独立して形成されていてもよいし、図3に示すように、同一の遮光走査線3aと電気的に接続されているゲート電極3gの間を接続部で接続してもよい。
A gate electrode 3g electrically connected to the light-shielding scanning line 3a is disposed to face the channel region and functions as a gate electrode layer. The gate electrode 3g is formed independently for each TFT 30, and extends substantially linearly in the left-right direction on the channel region, and functions as a gate electrode layer, and is formed above and below the electrode portions formed at both ends of the electrode portion. And a connecting portion having a wide width in the direction. The gate electrode 3g is electrically connected to the light-shielding scanning line 3a at the connection portion.
As described above, the gate electrode 3g may be formed independently for each TFT 30, or as shown in FIG. 3, the gate electrode 3g electrically connected to the same light-shielding scanning line 3a. You may connect between by a connection part.

中継層4は、図2に示すように、遮光走査線3aと略同じ領域に、略同じ形状に形成されているとともに、半導体層1aと遮光走査線3aとの間に形成されている(図4参照)。
また、中継層4は遮光走査線3aとゲート電極3gとを電気的に接続するとともに、遮光膜としても機能し、半導体層1aのチャネル領域を含むTFT30を、TFTアレイ基板側から見て覆うように形成されている。
As shown in FIG. 2, the relay layer 4 is formed in substantially the same region as the light-shielding scanning line 3a and between the semiconductor layer 1a and the light-shielding scanning line 3a (see FIG. 2). 4).
The relay layer 4 electrically connects the light-shielding scanning line 3a and the gate electrode 3g and functions as a light-shielding film so as to cover the TFT 30 including the channel region of the semiconductor layer 1a when viewed from the TFT array substrate side. Is formed.

容量線300は、遮光走査線3aに沿って略直線状に延びる本線部と、この本線部がデータ線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。   The capacitor line 300 has a main line portion that extends substantially linearly along the light-shielding scanning line 3a, and a protrusion that protrudes forward (upward in the figure) along the data line 6a from a location where the main line portion intersects the data line 6a. Part.

図4は本実施形態の透過型液晶装置の構造を示す断面図であって、図2のA−A’線に沿う断面図である。
次に、図4に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。
図4に示すように、本実施形態の透過型液晶装置は、TFTアレイ基板(半導体基板)10と、これに対向配置される対向基板20と、前記両基板10、20間に挟持された液晶層50とを備えて構成されている。TFTアレイ基板10は、石英等の透光性材料からなる基板本体(支持基板、透明基板、ガラス基板、石英基板)10Aとその液晶層50側表面に形成された画素電極9、TFT30等を主体として構成されており、対向基板20はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体20Aとその液晶層50側表面に形成された共通電極21とを主体として構成されている。基板本体10A、20Aに石英等の透光性材料からなる基板を用いることにより、本実施の形態の液晶装置は光透過性を有し、透過型の液晶装置とすることができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the transmissive liquid crystal device of this embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
Next, a cross-sectional structure of the transmissive liquid crystal device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the transmissive liquid crystal device of this embodiment includes a TFT array substrate (semiconductor substrate) 10, a counter substrate 20 disposed opposite thereto, and a liquid crystal sandwiched between the substrates 10 and 20. Layer 50. The TFT array substrate 10 is mainly composed of a substrate body (support substrate, transparent substrate, glass substrate, quartz substrate) 10A made of a light-transmitting material such as quartz, the pixel electrode 9 formed on the liquid crystal layer 50 side surface, the TFT 30, and the like. The counter substrate 20 is mainly composed of a substrate body 20A made of a translucent material such as glass or quartz and a common electrode 21 formed on the surface of the liquid crystal layer 50 side. By using a substrate made of a light-transmitting material such as quartz for the substrate main bodies 10A and 20A, the liquid crystal device of this embodiment has light transmittance and can be a transmissive liquid crystal device.

TFTアレイ基板10において、基板本体10Aの液晶層50側表面には画素電極9が設けられ、各画素電極9に隣接する位置に、各画素電極9をスイッチング制御する画素スイッチング用のTFT30が設けられている。
TFT30は、図4に示す如くLDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、ゲート電極3g、当該ゲート電極3g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3gと半導体層1aとを絶縁する第1ゲート絶縁膜2a、第2ゲート絶縁膜2b、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域1bおよ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および高濃度ドレイン領域1eを備えている。
In the TFT array substrate 10, a pixel electrode 9 is provided on the surface of the substrate body 10 </ b> A on the liquid crystal layer 50 side, and a pixel switching TFT 30 that performs switching control of each pixel electrode 9 is provided at a position adjacent to each pixel electrode 9. ing.
The TFT 30 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure as shown in FIG. 4, and includes a gate electrode 3g, a channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a in which a channel is formed by an electric field from the gate electrode 3g, and a gate electrode 3g. A first gate insulating film 2a, a second gate insulating film 2b, a data line 6a, a low concentration source region 1b and a low concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a, and a high concentration source region of the semiconductor layer 1a. 1d and a high concentration drain region 1e.

基板本体10Aの液晶層50側表面において、各TFT30が形成された領域には、基板本体10A側から入射する光が、半導体層1aのチャネル領域1a’及び低濃度ソース、ドレイン領域1b、1cに入射するのを防止するための遮光膜として機能する遮光走査線3aが設けられている。
この遮光走査線3aとTFT30との間には、基板本体10A側から順に積層された絶縁膜12aと、保護層12bと、絶縁膜12cと、貼り合わせ絶縁膜12dとからなる下地絶縁膜12が設けられている。この下地絶縁膜12は、TFT30を構成する半導体層1aと遮光走査線3aとを電気的に絶縁する機能を奏するのに加え、後続の工程にて遮光走査線3aが酸化されたり、遮光走査線3aの成分が拡散して半導体層1aが汚染されたりするのを防止できるようになっている。
On the surface of the substrate body 10A on the liquid crystal layer 50 side, the light incident from the substrate body 10A side enters the channel region 1a ′ and the low-concentration source / drain regions 1b and 1c of the semiconductor layer 1a. A light-shielding scanning line 3 a that functions as a light-shielding film for preventing incidence is provided.
Between the light-shielding scanning line 3a and the TFT 30, there is an underlying insulating film 12 composed of an insulating film 12a, a protective layer 12b, an insulating film 12c, and a bonded insulating film 12d, which are sequentially stacked from the substrate body 10A side. Is provided. The base insulating film 12 has a function of electrically insulating the semiconductor layer 1a constituting the TFT 30 and the light-shielding scanning line 3a. In addition, the light-shielding scanning line 3a is oxidized in a subsequent process, or the light-shielding scanning line. It is possible to prevent the component 3a from diffusing and contaminating the semiconductor layer 1a.

図5は本実施形態の透過型液晶装置の構造を示す断面図であって、図2のB−B’線に沿う部分断面図である。
絶縁膜12cと、貼り合わせ絶縁膜12dとの間には中継層4が形成され、中継層4は、絶縁膜12a、保護層12b、絶縁膜12cを貫通する中継コンタクトホール86を介して遮光走査線3aと電気的に接続されている。また、中継層4は、図5に示すように、第2ゲート絶縁膜2b、貼り合わせ絶縁膜12dを貫通するゲートコンタクトホール87を介してゲート電極3gと電気的に接続されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the transmissive liquid crystal device of this embodiment, and is a partial cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
The relay layer 4 is formed between the insulating film 12c and the bonded insulating film 12d, and the relay layer 4 scans light through a relay contact hole 86 that penetrates the insulating film 12a, the protective layer 12b, and the insulating film 12c. It is electrically connected to the line 3a. As shown in FIG. 5, the relay layer 4 is electrically connected to the gate electrode 3g through a gate contact hole 87 that penetrates the second gate insulating film 2b and the bonded insulating film 12d.

このように、本実施形態に係るTFTアレイ基板10は、図4に示すように、基板本体10A上に下地絶縁膜12を介して半導体層1aが形成された複合基板(SOI基板)を用いて構成されたアクティブマトリクス基板であり、下地絶縁膜12の貼り合わせ絶縁膜12dは、SOI技術を用いて貼り合わされた、貼り合わせ界面を有する絶縁膜となっている。   Thus, as shown in FIG. 4, the TFT array substrate 10 according to the present embodiment uses a composite substrate (SOI substrate) in which the semiconductor layer 1a is formed on the substrate body 10A with the base insulating film 12 interposed therebetween. In the active matrix substrate thus configured, the bonding insulating film 12d of the base insulating film 12 is an insulating film having a bonding interface bonded using an SOI technique.

TFT30の第1ゲート絶縁膜2a、第2ゲート絶縁膜2bには、高濃度ソース領域1dへ通じる第1ソースコンタクトホール83、および高濃度ドレイン領域1eへ通じる第1ドレインコンタクトホール85が形成されている。そして、第2ゲート絶縁膜2bの上には、導電性を有する材料(例えばドープトポリシリコン膜)であって、望ましくはゲート電極3gと同じ材料からなる第1ソース中継層3cと第1ドレイン中継層3bとが形成されている。なお、第1ソース中継層3cと第1ドレイン中継層3bとは上述のようにドープトポリシリコン膜から形成されてもよいし、導電性の高い金属膜から形成されてもよい。   A first source contact hole 83 leading to the high concentration source region 1d and a first drain contact hole 85 leading to the high concentration drain region 1e are formed in the first gate insulating film 2a and the second gate insulating film 2b of the TFT 30. Yes. On the second gate insulating film 2b, a first source relay layer 3c and a first drain made of a conductive material (for example, a doped polysilicon film), preferably made of the same material as the gate electrode 3g. The relay layer 3b is formed. The first source relay layer 3c and the first drain relay layer 3b may be formed of a doped polysilicon film as described above, or may be formed of a highly conductive metal film.

上記ゲート電極3gの上、第2ゲート絶縁膜2bの上には第1層間絶縁膜41が形成され、第1層間絶縁膜41には、第1ソース中継層3cへ通じる第2ソースコンタクトホール82、および第1ドレイン中継層3bへ通じる第2ドレインコンタクトホール84が開口されている。そして、第1層間絶縁膜41の上には、容量電極71aと、第2ソース中継層71bとが形成されている。
容量電極71aは、図2に示す平面図では遮光走査線3aとデータ線6aとの交差する位置を基点として遮光走査線3a及びデータ線6aに沿って延在する略L字状に形成されている。
そして、上記容量電極71aは、図4に示すように、第2ドレインコンタクトホール84および第1ドレインコンタクトホール85に形成された第1ドレイン中継層3bを介して半導体層1aの高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されている。第2ソース中継層71bは、第1ソースコンタクトホール83を介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。
A first interlayer insulating film 41 is formed on the gate electrode 3g and the second gate insulating film 2b, and a second source contact hole 82 leading to the first source relay layer 3c is formed in the first interlayer insulating film 41. , And a second drain contact hole 84 leading to the first drain relay layer 3b. A capacitor electrode 71a and a second source relay layer 71b are formed on the first interlayer insulating film 41.
In the plan view shown in FIG. 2, the capacitor electrode 71a is formed in a substantially L shape extending along the light shielding scanning line 3a and the data line 6a with the position where the light shielding scanning line 3a and the data line 6a intersect as a base point. Yes.
As shown in FIG. 4, the capacitor electrode 71a is connected to the high concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a via the first drain relay layer 3b formed in the second drain contact hole 84 and the first drain contact hole 85. Is electrically connected. The second source relay layer 71b is electrically connected to the high concentration source region 1d through the first source contact hole 83.

第1層間絶縁膜41上の容量電極71aおよび第2ソース中継層71bを覆うように、容量絶縁膜75が形成されている。そして、容量絶縁膜膜75を間に挟んで容量電極71aと対向するように、容量線300が形成されている。本実施形態では、TFT30の高濃度ドレイン領域1eおよび画素電極9に接続された画素電位側容量電極としての容量電極71aと、固定電位側容量電極としての容量線300の一部とが、容量絶縁膜75を介して対向配置されることにより、蓄積容量70を形成している。
画素電位側容量電極としての容量電極71aは導電性を有するドープトポリシリコン膜等からなる。固定電位側容量電極としての容量線300は、導電性を有するドープトポリシリコン膜や非晶質、単結晶からなるシリコン膜等からなる第1膜72と、高融点金属を含む金属シリサイド膜などからなる第2膜73とが積層形成された多層膜からなる。
A capacitor insulating film 75 is formed so as to cover the capacitor electrode 71a and the second source relay layer 71b on the first interlayer insulating film 41. The capacitor line 300 is formed so as to face the capacitor electrode 71a with the capacitor insulating film 75 interposed therebetween. In the present embodiment, the capacitor electrode 71a as the pixel potential side capacitor electrode connected to the high concentration drain region 1e of the TFT 30 and the pixel electrode 9 and a part of the capacitor line 300 as the fixed potential side capacitor electrode are capacitively insulated. The storage capacitor 70 is formed by being opposed to each other via the film 75.
The capacitor electrode 71a as the pixel potential side capacitor electrode is made of a doped polysilicon film having conductivity. The capacitor line 300 as a fixed potential side capacitor electrode includes a doped polysilicon film having conductivity, a first film 72 made of an amorphous or single crystal silicon film, a metal silicide film containing a refractory metal, etc. The second film 73 is made of a multilayer film formed by laminating.

本実施形態の液晶装置において、TFT30の遮光膜として機能する遮光走査線3a、中継層4、および容量線300の第2膜73は、例えばCr、Ti、W、Ta、Mo、Pb等の高融点金属、あるいはこれらの金属を含む金属シリサイド、ポリシリサイドや、これらを積層したものにより構成することが好ましく、場合によってはAl等からなる構成としてもよい。
また、容量電極71aと容量線300との間に介在して蓄積容量70を構成する容量絶縁膜75は、例えば膜厚5〜200nm程度の比較的薄いHTO膜、LTO膜などの酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化膜や、それらの積層膜で構成される。蓄積容量を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて容量絶縁膜75は薄い程良い。
In the liquid crystal device according to the present embodiment, the light-shielding scanning line 3a that functions as the light-shielding film of the TFT 30, the relay layer 4, and the second film 73 of the capacitor line 300 are high in, for example, Cr, Ti, W, Ta, Mo, Pb, and the like. It is preferable to use a melting point metal, or a metal silicide containing these metals, a polysilicide, or a laminate of these metals. In some cases, it may be made of Al or the like.
The capacitor insulating film 75 constituting the storage capacitor 70 interposed between the capacitor electrode 71a and the capacitor line 300 is, for example, a relatively thin HTO film having a film thickness of about 5 to 200 nm, a silicon oxide film such as an LTO film, It is composed of a silicon nitride film, a nitrided oxide film, or a laminated film thereof. From the viewpoint of increasing the storage capacity, it is better that the capacitor insulating film 75 is thinner as long as the reliability of the film is sufficiently obtained.

光吸収層として機能するのみならず容量線300の一部を構成する第1膜72は、例えば膜厚50〜150nmのポリシリコン膜または非晶質、単結晶からなるシリコン膜からなる。また、遮光膜として機能するのみならず容量線300の一部を構成する第2膜73は、例えば膜厚150nm程度のタングステンシリサイド膜からなる。また、容量電極71aは、第1膜72と同様のポリシリコン膜で構成されている。
このように、容量絶縁膜75と接する側に配置される第1膜72および容量電極71aをポリシリコン膜から構成することで、容量絶縁膜75の劣化を防止し、液晶装置の信頼性を向上させることができる。
The first film 72 that not only functions as a light absorption layer but also constitutes a part of the capacitor line 300 is made of, for example, a polysilicon film with a film thickness of 50 to 150 nm or a silicon film made of amorphous or single crystal. Further, the second film 73 that not only functions as a light shielding film but also constitutes a part of the capacitor line 300 is made of, for example, a tungsten silicide film having a thickness of about 150 nm. Further, the capacitor electrode 71 a is composed of a polysilicon film similar to the first film 72.
As described above, the first film 72 and the capacitor electrode 71a disposed on the side in contact with the capacitor insulating film 75 are formed of the polysilicon film, thereby preventing the capacitor insulating film 75 from being deteriorated and improving the reliability of the liquid crystal device. Can be made.

容量絶縁膜75上、容量線300を含む基板本体10A上には第3層間絶縁膜42が形成されている。第3層間絶縁膜42には、容量電極71aへ通じる画素コンタクトホール8、および第2ソース中継層71bへ通じる第3ソースコンタクトホール81、並びに容量線300に通じるコンタクトホール93が開孔されている。
この第3層間絶縁膜42の上には、遮光走査線3aと直行する方向に延在するデータ線6aと、信号配線6bとが形成されている。
データ線6aは第3ソースコンタクトホール81を介して第2ソース中継層71bに電気的に接続され、第2ソース中継層71bを介して半導体層1aの高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。
A third interlayer insulating film 42 is formed on the capacitor insulating film 75 and on the substrate body 10 </ b> A including the capacitor line 300. In the third interlayer insulating film 42, a pixel contact hole 8 leading to the capacitor electrode 71a, a third source contact hole 81 leading to the second source relay layer 71b, and a contact hole 93 leading to the capacitor line 300 are opened. .
On the third interlayer insulating film 42, data lines 6a extending in a direction perpendicular to the light-shielding scanning lines 3a and signal wirings 6b are formed.
The data line 6a is electrically connected to the second source relay layer 71b via the third source contact hole 81, and is electrically connected to the high concentration source region 1d of the semiconductor layer 1a via the second source relay layer 71b. ing.

容量線300は、平面的には画素電極9が配置された画像表示領域からその周囲に延設され、第2層間絶縁膜42を貫通して設けられたコンタクトホール93を介して信号配線6bと導電接続されている。この信号配線6bは、実際には画像表示領域の外側に配設されたYドライバ204の定電位源と電気的に接続されており、容量線300を任意の電位に保持するようになっている。   The capacitor line 300 extends in a plan view from the image display region in which the pixel electrode 9 is disposed, and is connected to the signal line 6b through a contact hole 93 provided through the second interlayer insulating film 42. Conductive connection. The signal wiring 6b is actually electrically connected to the constant potential source of the Y driver 204 disposed outside the image display area, and holds the capacitor line 300 at an arbitrary potential. .

容量線300に導電接続される定電位源としては、TFT30の走査信号を遮光走査線3aに供給するためのYドライバ(走査線駆動回路)204のみならず、画像信号をデータ線6aに供給するためのサンプリング回路を制御するXドライバ(データ線駆動回路)201に供給される正電源や負電源の定電位源を利用することもできる。さらには、対向基板20の電極21に定電位を供給する定電位源を利用しても構わない。   As a constant potential source conductively connected to the capacitor line 300, not only a Y driver (scanning line driving circuit) 204 for supplying the scanning signal of the TFT 30 to the light-shielding scanning line 3a but also an image signal is supplied to the data line 6a. Therefore, it is also possible to use a constant power source such as a positive power source or a negative power source supplied to an X driver (data line driving circuit) 201 that controls the sampling circuit. Further, a constant potential source that supplies a constant potential to the electrode 21 of the counter substrate 20 may be used.

第2層間絶縁膜42上、データ線6aを含む基板本体10A上には第3層間絶縁膜43が形成され、第3層間絶縁膜43には、容量電極71aへ通じる画素コンタクトホール8が開孔されている。すなわち、画素コンタクトホール8は、第3層間絶縁膜43と第2層間絶縁膜42とを貫通して容量電極71aに到るコンタクトホールである。
第3層間絶縁膜43上には画素電極9が形成され、画素電極9は、画素コンタクトホール8を介して容量電極71aと導電接続されている。この導電接続構造により、画素電極9は、容量電極71aを中継して半導体層1aの高濃度ドレイン領域1eと電気的に接続されている。また画素電極9は、平面的には図2に示すように画像表示領域を含む領域に矩形状に形成されている。
A third interlayer insulating film 43 is formed on the second interlayer insulating film 42 and on the substrate body 10A including the data line 6a. A pixel contact hole 8 leading to the capacitor electrode 71a is opened in the third interlayer insulating film 43. Has been. That is, the pixel contact hole 8 is a contact hole that passes through the third interlayer insulating film 43 and the second interlayer insulating film 42 and reaches the capacitor electrode 71a.
A pixel electrode 9 is formed on the third interlayer insulating film 43, and the pixel electrode 9 is conductively connected to the capacitor electrode 71 a through the pixel contact hole 8. With this conductive connection structure, the pixel electrode 9 is electrically connected to the high-concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a through the capacitance electrode 71a. In addition, the pixel electrode 9 is formed in a rectangular shape in a region including the image display region as shown in FIG.

このように、容量電極71aは蓄積容量70の画素電位側容量電極としての機能、および光吸収層としての機能のほかに、画素電極9と高濃度ドレイン領域1eとの電気的接続を中継する機能を有している。このような容量電極71aを設けることで、層間距離が例えば1000〜2000nmと長くなる場合にも、両者間を1つのコンタクトホールで接続する技術的困難性を回避しつつ、比較的小径の直列なコンタクトホールで両者間を良好に接続でき、コンタクトホールの小径化による画素開口率の向上を実現することができる。また、コンタクトホール開孔時にも、開孔深さが比較的小さくなるので、エッチング時の突き抜けが起こり難くなるという効果も得られる。   As described above, the capacitor electrode 71a functions as a pixel potential side capacitor electrode of the storage capacitor 70 and a function as a light absorption layer, and also functions to relay the electrical connection between the pixel electrode 9 and the high concentration drain region 1e. have. By providing such a capacitive electrode 71a, even when the interlayer distance is as long as 1000 to 2000 nm, for example, a series of relatively small diameters is avoided while avoiding the technical difficulty of connecting the two with a single contact hole. The contact holes can be satisfactorily connected to each other, and the pixel aperture ratio can be improved by reducing the contact hole diameter. In addition, since the depth of the opening is relatively small even when the contact hole is opened, there is an effect that penetration during etching hardly occurs.

TFTアレイ基板10の液晶層50側最表面、すなわち、画素電極9を含む第3層間絶縁膜43上には、電圧無印加時における液晶層50内の液晶分子の配向を規制するための配向膜16が形成されている。TFTアレイ基板10の液晶層50と反対側の面には、偏光子17が設けられている。   On the outermost surface of the TFT array substrate 10 on the liquid crystal layer 50 side, that is, on the third interlayer insulating film 43 including the pixel electrode 9, an alignment film for regulating the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 50 when no voltage is applied. 16 is formed. A polarizer 17 is provided on the surface of the TFT array substrate 10 opposite to the liquid crystal layer 50.

他方、対向基板20においては、基板本体20Aの液晶層50側表面に、その略全面に渡って、インジウム錫酸化物(ITO)等からなる共通電極21が形成され、その液晶層50側には、電圧無印加時における液晶層50内の液晶分子の配向を規制するための配向膜22が形成されている。また対向基板20の液晶層50と反対側の面にも偏光子24が設けられている。   On the other hand, in the counter substrate 20, a common electrode 21 made of indium tin oxide (ITO) or the like is formed over the entire surface of the substrate body 20 </ b> A on the liquid crystal layer 50 side. An alignment film 22 for regulating the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 50 when no voltage is applied is formed. A polarizer 24 is also provided on the surface of the counter substrate 20 opposite to the liquid crystal layer 50.

なお、TFTアレイ基板10における基板本体10Aの液晶層50側の面には、平面視格子状の溝を設けることもでき、この溝内に遮光走査線3a、データ線6a、TFT30等の配線や素子を形成することで、配線や素子などが形成されている領域と、これらが形成されていない領域との間に段差が形成されるのを緩和することができ、前記段差に起因する液晶の配向不良等を防止できるという利点が得られる。   The surface of the substrate body 10A of the TFT array substrate 10 on the liquid crystal layer 50 side can also be provided with a groove in a lattice pattern in plan view. In this groove, wiring such as the light-shielding scanning line 3a, the data line 6a, the TFT 30, By forming the element, it is possible to alleviate the formation of a step between the region where the wiring or the element is formed and the region where these are not formed. The advantage that alignment failure etc. can be prevented is obtained.

上記の構成によれば、中継層4を用いることにより、ゲート電極3gと遮光走査線3aとを電気的に接続するコンタクトホールが、ゲート電極3gと中継層4とを電気的に接続するゲートコンタクトホール87、中継層4と遮光走査線3aとを電気的に接続する中継コンタクトホール86とに分割され、コンタクトホールのアスペクト比が低くなる(コンタクトホールが太く短くなる)。すると、コンタクトホールにおける接続部の電気抵抗を低くすることができるとともに、その電気抵抗のバラツキを少なくすることができる。その結果、ゲート信号の遅延を防止することができるとともに、TFT30のオン電流の増加および安定化(オン電流のバラツキを少なく)することができる。
そのため、本発明の液晶装置はゲート信号の遅延が防止できるため、TFT30への書き込み不足によるコントラスト低下や、液晶材への直流電圧成分の印加による輝度傾斜などを防止でき、表示品位低下を防止することができる。また、オン電流の増加および安定化を図ることにより、表示画像の明るさムラを改善することができ、多階調化を図ることができる。
According to the above configuration, by using the relay layer 4, the contact hole that electrically connects the gate electrode 3 g and the light-shielding scanning line 3 a becomes the gate contact that electrically connects the gate electrode 3 g and the relay layer 4. The hole 87 is divided into a relay contact hole 86 that electrically connects the relay layer 4 and the light-shielding scanning line 3a, and the aspect ratio of the contact hole is reduced (the contact hole becomes thicker and shorter). As a result, the electrical resistance of the connecting portion in the contact hole can be lowered, and variation in the electrical resistance can be reduced. As a result, the delay of the gate signal can be prevented, and the on-current of the TFT 30 can be increased and stabilized (less variation in on-current).
Therefore, since the liquid crystal device of the present invention can prevent the delay of the gate signal, it can prevent a decrease in contrast due to insufficient writing to the TFT 30 and a luminance gradient due to application of a DC voltage component to the liquid crystal material, thereby preventing a deterioration in display quality. be able to. In addition, by increasing and stabilizing the on-state current, it is possible to improve brightness unevenness of the display image and to increase the number of gradations.

中継層4が遮光走査線3aよりもTFT30に近い層に形成されているため、中継層4は、遮光走査線3aよりも広い角度からTFT30に入射する光を遮光することができる。そのため、TFT30のチャネル形成領域において、光電流の発生を防止しやすくなり、TFT30のトランジスタ特性劣化を防止することができる。   Since the relay layer 4 is formed in a layer closer to the TFT 30 than the light shielding scanning line 3a, the relay layer 4 can shield light incident on the TFT 30 from a wider angle than the light shielding scanning line 3a. Therefore, it becomes easy to prevent generation of photocurrent in the channel formation region of the TFT 30, and deterioration of transistor characteristics of the TFT 30 can be prevented.

中継層4および遮光走査線3aと、ゲート電極3gおよび中継層4とが接触しているため、中継層4および遮光走査線3aの間のコンタクト抵抗と、ゲート電極3gおよび中継層4の間のコンタクト抵抗とのバラツキを抑えることができるとともに、両コンタクト抵抗の値を小さくすることができる。その結果、TFT30のオン電流の増加および安定化(オン電流のバラツキを少なく)することができる。   Since the relay layer 4 and the light-shielding scanning line 3a are in contact with the gate electrode 3g and the relay layer 4, the contact resistance between the relay layer 4 and the light-shielding scanning line 3a and the gate electrode 3g and the relay layer 4 are Variations in contact resistance can be suppressed and the values of both contact resistances can be reduced. As a result, the on-current of the TFT 30 can be increased and stabilized (less variation in on-current).

隣り合う遮光走査線3aが電気的に独立して形成されているため、所定のゲート電極3gに伝達すべきゲート信号が、遮光走査線3aを介して別のゲート電極3gへ伝達されることを防止することができる。そのため、液晶装置が画像の誤表示を防止することができ、表示画像の品位低下を防止することができる。   Since adjacent light-shielding scanning lines 3a are formed electrically independently, a gate signal to be transmitted to a predetermined gate electrode 3g is transmitted to another gate electrode 3g via the light-shielding scanning line 3a. Can be prevented. Therefore, the liquid crystal device can prevent erroneous display of images, and can prevent deterioration in the quality of displayed images.

<アクティブマトリクス基板の製造方法>
以下、本発明に係る半導体装置の製造方法を含むアクティブマトリクス基板の製造方法を、図面を参照して説明する。本実施形態では、先の実施形態の液晶装置に備えられたTFTアレイ基板10を製造する工程を、図6から図10に示す断面工程図により詳細に説明する。
<Method for manufacturing active matrix substrate>
Hereinafter, an active matrix substrate manufacturing method including a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a process of manufacturing the TFT array substrate 10 provided in the liquid crystal device of the previous embodiment will be described in detail with reference to cross-sectional process diagrams shown in FIGS.

まず、図6(A)に示すように、ガラスや石英等からなる基板本体10Aを用意する。この基板本体10Aは、後続の工程における加熱温度と同等、あるいはそれ以上の温度でアニール処理しておくことが好ましい。具体的には、N等の不活性ガス雰囲気下で850℃〜1300℃程度に加熱してアニール処理するのがよい。このアニール処理を行っておくことで、後続の工程にて基板本体10Aを高温処理した際に生じる基板の歪みを低減することができる。 First, as shown in FIG. 6A, a substrate body 10A made of glass, quartz or the like is prepared. The substrate body 10A is preferably annealed at a temperature equal to or higher than the heating temperature in the subsequent steps. Specifically, annealing is preferably performed by heating to about 850 ° C. to 1300 ° C. in an inert gas atmosphere such as N 2 . By performing the annealing process, it is possible to reduce the distortion of the substrate that occurs when the substrate main body 10A is subjected to a high-temperature process in a subsequent process.

次いで、このように処理された基板本体10Aの表面上の全面に遮光膜として機能する遮光走査線3aを形成する。遮光走査線3aは、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPbのうちの少なくとも1つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等からなり、スパッタリング法、CVD法、電子ビーム加熱蒸着法などにより堆積され、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて所定平面形状にパターン形成される。より好ましくは、遮光走査線3aが、タングステンシリサイド(WSi)から形成されることが望ましい。
また、遮光走査線3aの膜厚は、例えば略150nm〜略200nmに形成されることが望ましく、より好ましくは、略200nmに形成されることが好ましい。
Next, a light-shielding scanning line 3a that functions as a light-shielding film is formed on the entire surface of the substrate body 10A thus treated. The light-shielding scanning line 3a is made of a single metal, an alloy, a metal silicide, or the like containing at least one of Ti, Cr, W, Ta, Mo, and Pb, and is formed by a sputtering method, a CVD method, an electron beam heating vapor deposition method, or the like. It is deposited and patterned into a predetermined planar shape using a known photolithography technique. More preferably, the light-shielding scanning line 3a is formed from tungsten silicide (WSi).
Further, the film thickness of the light-shielding scanning line 3a is desirably formed to, for example, approximately 150 nm to approximately 200 nm, and more preferably approximately 200 nm.

次に、図6(B)に示すように、遮光走査線3aを形成した基板本体10Aの表面上に、スパッタリング法、CVD法などにより、絶縁膜12aと、保護層12bと、絶縁膜12cと、を形成する。
絶縁膜12a、12cの構成材料としては、酸化シリコンや、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等を例示することができる。好ましくは、絶縁膜12aが高温酸化シリコン(High Temperature Oxide;以後、HTOと表記する)HTOから形成され、絶縁膜12cがTEOS(テトラエトキシシラン)−NSGから形成されることが望ましい。
絶縁膜12aの膜厚は50nm程度とされることが好ましく、絶縁膜12cの膜厚は、600nm程度とされることが好ましいが、特にその膜厚を限定するものではない。また、保護層12bとしては、例えば10nm〜50nm程度、好ましくは15nmの膜厚の窒化シリコン(SiN)膜を用いることができ、ジクロロシランとアンモニアを用いた減圧CVD法やプラズマCVD法により形成できる。
Next, as shown in FIG. 6B, an insulating film 12a, a protective layer 12b, an insulating film 12c, and the like are formed on the surface of the substrate body 10A on which the light-shielding scanning lines 3a are formed by sputtering, CVD, or the like. , Form.
As the constituent material of the insulating films 12a and 12c, highly insulating glass such as silicon oxide, NSG (non-doped silicate glass), PSG (phosphorus silicate glass), BSG (boron silicate glass), BPSG (boron phosphorous silicate glass), etc. Etc. can be illustrated. Preferably, the insulating film 12a is made of high temperature silicon oxide (hereinafter referred to as HTO) HTO, and the insulating film 12c is made of TEOS (tetraethoxysilane) -NSG.
The film thickness of the insulating film 12a is preferably about 50 nm, and the film thickness of the insulating film 12c is preferably about 600 nm, but the film thickness is not particularly limited. Further, as the protective layer 12b, for example, a silicon nitride (SiN) film having a thickness of about 10 nm to 50 nm, preferably 15 nm can be used, and can be formed by a low pressure CVD method or a plasma CVD method using dichlorosilane and ammonia. .

このとき、遮光走査線3aを形成した領域上には、絶縁膜12cの表面にて遮光走査線3aに倣う凸部が形成されている。また、上記保護層12bを設けることで、遮光走査線3aを構成する金属材料の拡散や、基板本体10Aからの不純物の拡散を抑制することができ、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
なお、上述のように、絶縁膜12cの表面に凸部が形成されたままにしてもよいし、絶縁膜12cの表面をCMP(化学的機械研磨)法などの方法を用いて研磨して、絶縁膜12cの表面を平坦化してもよい。
At this time, a convex portion that follows the light-shielding scanning line 3a is formed on the surface of the insulating film 12c on the region where the light-shielding scanning line 3a is formed. Further, by providing the protective layer 12b, diffusion of the metal material constituting the light-shielding scanning line 3a and diffusion of impurities from the substrate body 10A can be suppressed, and the reliability of the semiconductor device can be improved. .
As described above, the protrusions may be left on the surface of the insulating film 12c, or the surface of the insulating film 12c may be polished using a method such as CMP (chemical mechanical polishing). The surface of the insulating film 12c may be planarized.

そして、図6(C)に示すように、絶縁膜12aと、保護層12bと、絶縁膜12cと、を貫通する中継コンタクトホール86と公知のフォトリソグラフィ法などを用いて形成する。この際、絶縁膜12a、保護層12bおよび絶縁膜12cの膜厚は、例えば、略50nm、略15nmおよび略600nm程度なので、中継コンタクトホール86の深さが浅くなり、その深さの制御が行いやすくなる。   Then, as shown in FIG. 6C, a relay contact hole 86 that penetrates the insulating film 12a, the protective layer 12b, and the insulating film 12c is formed using a known photolithography method or the like. At this time, since the film thickness of the insulating film 12a, the protective layer 12b, and the insulating film 12c is, for example, about 50 nm, about 15 nm, and about 600 nm, the depth of the relay contact hole 86 becomes shallow, and the depth is controlled. It becomes easy.

中継コンタクトホール86が形成されると、図6(D)に示すように、リンイオンを成膜と同時に導入したドープトポリシリコン膜を形成する。または、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPbのうちの少なくとも1つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド膜が形成される。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて所定平面形状にパターン形成することにより、中継層4が形成される。   When the relay contact hole 86 is formed, as shown in FIG. 6D, a doped polysilicon film into which phosphorus ions are introduced simultaneously with the film formation is formed. Alternatively, a metal simple substance, an alloy, or a metal silicide film including at least one of Ti, Cr, W, Ta, Mo, and Pb is formed. Then, the relay layer 4 is formed by forming a pattern in a predetermined planar shape using a known photolithography technique.

次に、図6(E)に示すように、絶縁膜12cおよび中継層4の上に、絶縁膜12d1をスパッタリング法、CVD法などにより形成する。
絶縁膜12d1の構成材料としては、酸化シリコンや、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等を例示することができる。好ましくは、絶縁膜12d1がTEOS(テトラエトキシシラン)−NSGから形成されることが望ましい。
このとき、中継層4を形成した領域上には、絶縁膜12d1の表面にて中継層4に倣う凸部が形成されている。
その後、絶縁膜12d1の表面をCMP法などの方法を用いて研磨して、絶縁膜12d1の表面を平坦化する。
Next, as shown in FIG. 6E, an insulating film 12d1 is formed over the insulating film 12c and the relay layer 4 by a sputtering method, a CVD method, or the like.
As a constituent material of the insulating film 12d1, highly insulating glass such as silicon oxide, NSG (non-doped silicate glass), PSG (phosphorus silicate glass), BSG (boron silicate glass), BPSG (boron phosphorus silicate glass), or the like is used. It can be illustrated. Preferably, the insulating film 12d1 is formed of TEOS (tetraethoxysilane) -NSG.
At this time, on the region where the relay layer 4 is formed, a convex portion that follows the relay layer 4 is formed on the surface of the insulating film 12d1.
After that, the surface of the insulating film 12d1 is polished using a method such as CMP to planarize the surface of the insulating film 12d1.

次に、図7(A)に示すように、上記工程を経た基板本体10Aと、別途用意した単結晶シリコン基板との貼り合わせを行う。
貼り合わせに用いる単結晶シリコン基板としては、単結晶シリコン層1と、その一面側に形成された酸化膜12d2とからなる、例えば600μm程度の板厚の単結晶シリコン基板が用いられる。単結晶シリコン層1中には、例えば、加速電圧100keV、ドーズ量10×1016/cmにて水素イオンが注入されている。酸化膜12d2は、単結晶シリコン基板1の単結晶シリコン層を50nm〜800nm程度酸化することにより形成することができる。貼り合わせ工程は、前記単結晶シリコン基板と基板本体10Aとを接触させた状態にて300℃〜350℃程度で2時間熱処理することにより2枚の基板を直接貼り合わせる方法を採用できる。この貼り合わせ工程により、単結晶シリコン層(半導体層)と絶縁層12cとの間に、貼り合わせ界面sを有する貼り合わせ絶縁膜12dが形成される。
Next, as shown in FIG. 7A, the substrate body 10A that has undergone the above steps is bonded to a separately prepared single crystal silicon substrate.
As the single crystal silicon substrate used for bonding, a single crystal silicon substrate having a plate thickness of, for example, about 600 μm composed of the single crystal silicon layer 1 and the oxide film 12d2 formed on one surface thereof is used. For example, hydrogen ions are implanted into the single crystal silicon layer 1 at an acceleration voltage of 100 keV and a dose of 10 × 10 16 / cm 2 . The oxide film 12d2 can be formed by oxidizing the single crystal silicon layer of the single crystal silicon substrate 1 by about 50 nm to 800 nm. For the bonding step, a method of directly bonding two substrates can be adopted by performing heat treatment at about 300 ° C. to 350 ° C. for 2 hours in a state where the single crystal silicon substrate and the substrate body 10A are in contact with each other. By this bonding step, a bonding insulating film 12d having a bonding interface s is formed between the single crystal silicon layer (semiconductor layer) and the insulating layer 12c.

また、貼り合わせ強度をさらに高めるために、熱処理温度を上げて450℃程度とする方法も適用できるが、石英などからなる基板本体10Aの熱膨張係数と単結晶シリコン基板1の熱膨張係数との間には大きな差があるため、このまま加熱すると単結晶シリコン層にクラックなどの欠陥が発生し、製造されるTFTアレイ基板10の品質が劣化するおそれがある。
このようなクラック等の欠陥の発生を抑制するためには、一度300℃にて貼り合わせのための熱処理を行った単結晶シリコン基板1を、ウエットエッチングまたはCMPによって100〜150μm程度まで薄くし、その後、さらに高温の熱処理を行うことが望ましい。例えば、80℃のKOH水溶液を用いて単結晶シリコン基板1の厚さが150μmとなるようにエッチングし、その後、基板本体10Aとの貼り合わせを行い、さらに450℃にて再び熱処理することにより貼り合わせ強度を高めることが望ましい。
In order to further increase the bonding strength, a method of raising the heat treatment temperature to about 450 ° C. can be applied. However, the thermal expansion coefficient of the substrate body 10A made of quartz or the like and the thermal expansion coefficient of the single crystal silicon substrate 1 are Since there is a large difference between them, if the heating is continued as it is, defects such as cracks are generated in the single crystal silicon layer, and the quality of the manufactured TFT array substrate 10 may be deteriorated.
In order to suppress the occurrence of such defects such as cracks, the single crystal silicon substrate 1 once subjected to heat treatment for bonding at 300 ° C. is thinned to about 100 to 150 μm by wet etching or CMP, Thereafter, it is desirable to perform heat treatment at a higher temperature. For example, etching is performed using a KOH aqueous solution at 80 ° C. so that the thickness of the single crystal silicon substrate 1 becomes 150 μm, and then bonding is performed with the substrate body 10A, followed by heat treatment again at 450 ° C. It is desirable to increase the bonding strength.

次に、貼り合わせた単結晶シリコン層1を部分的に剥離する。この単結晶シリコン層の剥離は、単結晶シリコン層1中に導入された水素イオンによって、単結晶シリコン層1の貼り合わせ絶縁膜12c側の表面近傍にてシリコンの結合が分断される作用を利用するものである。ここでの熱処理は、例えば、貼り合わせた2枚の基板を毎分20℃の昇温速度にて600℃まで加熱することにより行うことができる。この熱処理により、貼り合わせた単結晶シリコン層1が、部分的に基板本体10Aから分離し、基板本体10Aの表面上には約200nm±5nm程度の単結晶シリコン層が得られる。剥離後の単結晶シリコン層1の膜厚については、前述した単結晶シリコン基板に対して行う水素イオン注入の加速電圧を変えることにより、例えば10nm〜3000nmの範囲で任意に調整することができる。   Next, the bonded single crystal silicon layer 1 is partially peeled off. This separation of the single crystal silicon layer utilizes an action in which silicon bonds are separated in the vicinity of the surface of the single crystal silicon layer 1 on the side of the bonded insulating film 12c by hydrogen ions introduced into the single crystal silicon layer 1. To do. The heat treatment here can be performed, for example, by heating the two bonded substrates to 600 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C. per minute. By this heat treatment, the bonded single crystal silicon layer 1 is partially separated from the substrate body 10A, and a single crystal silicon layer of about 200 nm ± 5 nm is obtained on the surface of the substrate body 10A. About the film thickness of the single crystal silicon layer 1 after peeling, it can adjust arbitrarily in the range of 10 nm-3000 nm, for example by changing the acceleration voltage of the hydrogen ion implantation performed with respect to the single crystal silicon substrate mentioned above.

なお、薄膜化した単結晶シリコン層1は、ここに述べた方法以外に、単結晶シリコン基板の表面を研磨して膜厚を3〜5μmとした後、PACE(Plasma Assisted Chemical Etching)法によってその膜厚を0.05〜0.8μm程度までエッチングして仕上げる方法や、多孔質シリコン上に形成したエピタキシャルシリコン層を、多孔質シリコン層の選択エッチングによって貼り合わせ基板上に転写するELTRAN(Epitaxial Layer Transfer)法によっても得ることができる。   In addition to the method described here, the thinned single crystal silicon layer 1 is polished by a PACE (Plasma Assisted Chemical Etching) method after polishing the surface of the single crystal silicon substrate to a thickness of 3 to 5 μm. An ELTRAN (Epitaxial Layer) method in which the film thickness is etched to about 0.05 to 0.8 μm and the epitaxial silicon layer formed on the porous silicon is transferred onto the bonded substrate by selective etching of the porous silicon layer. It can also be obtained by the Transfer method.

さらに、貼り合わせ絶縁膜12dと単結晶シリコン層1との密着性を高め、貼り合わせ強度を高めるために、基板本体10Aと単結晶シリコン層1との貼り合わせを行った後に、急速熱処理法(RTA)などによる加熱処理を実施することが望ましい。その際の加熱温度としては、600℃〜1200℃、望ましくは絶縁膜の粘度を下げ、原子的な密着性を高めるため1050℃〜1200℃とすることが望ましい。   Furthermore, in order to improve the adhesion between the bonding insulating film 12d and the single crystal silicon layer 1 and increase the bonding strength, the substrate body 10A and the single crystal silicon layer 1 are bonded together, and then a rapid thermal processing method ( It is desirable to perform a heat treatment such as RTA). The heating temperature at that time is preferably 600 ° C. to 1200 ° C., preferably 1050 ° C. to 1200 ° C. in order to lower the viscosity of the insulating film and increase the atomic adhesion.

次に、図7(B)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るメサ型分離法により、所定パターンの半導体層1aを、例えば膜厚略40nm〜略60nmにて形成する。なお、前記素子分離工程については、周知のLOCOS分離法やトレンチ分離法を用いることもできる。
その後、半導体層1aを約750℃〜1050℃の温度で熱酸化することにより、第1ゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)2aを形成する。第1ゲート酸化膜2aの膜厚としては5〜50nm程度の厚さが好ましく、より好ましくは略20nmの膜厚で形成されることが好ましい。ここでの熱酸化法としては、前述したように特に形成する第1ゲート酸化膜2aの厚さに応じて、ドライ熱酸化処理又はウェット熱酸化処理を適宜に選択して用いる。
その後、第1ゲート酸化膜2aの上および貼り合わせ絶縁膜12dの上に、スパッタリング法、CVD法などにより、HTOからなる第2ゲート絶縁膜2bを形成する。第2ゲート絶縁膜2bは、その膜厚が略60nmに形成されることが好ましいが、それ以外の膜厚で形成されても良い。
Next, as shown in FIG. 7B, a semiconductor layer 1a having a predetermined pattern is formed with a film thickness of, for example, approximately 40 nm to approximately 60 nm by a mesa-type separation method using a photolithography process, an etching process, or the like. For the element isolation step, a well-known LOCOS isolation method or trench isolation method can also be used.
Thereafter, the semiconductor layer 1a is thermally oxidized at a temperature of about 750 ° C. to 1050 ° C. to form a first gate oxide film (gate insulating film) 2a. The thickness of the first gate oxide film 2a is preferably about 5 to 50 nm, more preferably about 20 nm. As the thermal oxidation method here, dry thermal oxidation treatment or wet thermal oxidation treatment is appropriately selected and used according to the thickness of the first gate oxide film 2a to be specifically formed as described above.
Thereafter, the second gate insulating film 2b made of HTO is formed on the first gate oxide film 2a and the bonded insulating film 12d by sputtering, CVD, or the like. The second gate insulating film 2b is preferably formed with a film thickness of approximately 60 nm, but may be formed with a film thickness other than that.

次に、図8(A)に示すように、第1ゲート絶縁膜2aおよび第2ゲート絶縁膜2bを形成したならば、半導体層1aに対するイオン注入を行う。
本実施形態では、TFT30してNチャネルの薄膜トランジスタを形成する場合について説明するが、TFT30はPチャネルトランジスタであっても良いし、その一部がPチャネルトランジスタであっても良い。
NチャネルのTFT30を形成するために、まず、半導体層1aにボロンなどのIII族元素のドーパントを低濃度(例えば、加速電圧35keV、ドーズ量1×1012/cm程度)でドープする。その後、さらに半導体層1a及びゲート絶縁膜2上にフォトレジストを被覆した状態で、前述の工程の1〜10倍のドーズ量でボロンなどのIII族元素をドープする。続いて、半導体層1aにNチャネルの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、後述する遮光走査線3aよりも幅の広いマスクでレジスト層を形成した状態で、リンなどのV族元素のドーパントを高濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、4×1015/cmのドーズ量にて)ドープする。
PチャネルのTFTを形成する場合には、上記III族元素のドーパントに代えてリンなどのV族元素のドーパントを用いればよく、上記V族元素のドーパントに代えて、ボロン等のIII族元素のドーパントを用いる。また、以下で参照する図面においては、
高濃度ソース領域1dおよび高濃度ドレイン領域1e、ならびに、後述する低濃度ソース領域1bおよび低濃度ドレイン領域1cは、その図示を適宜省略している。
Next, as shown in FIG. 8A, when the first gate insulating film 2a and the second gate insulating film 2b are formed, ion implantation is performed on the semiconductor layer 1a.
In this embodiment, the case where an N-channel thin film transistor is formed as the TFT 30 will be described. However, the TFT 30 may be a P-channel transistor, or a part thereof may be a P-channel transistor.
In order to form the N-channel TFT 30, first, the semiconductor layer 1a is doped with a dopant of a group III element such as boron at a low concentration (for example, an acceleration voltage of 35 keV and a dose of about 1 × 10 12 / cm 2 ). Thereafter, a group III element such as boron is doped with a dose of 1 to 10 times that of the above-described process while further coating the photoresist on the semiconductor layer 1a and the gate insulating film 2. Subsequently, in order to form the N-channel high concentration source region 1d and the high concentration drain region 1e in the semiconductor layer 1a, phosphorus or the like is formed in a state where a resist layer is formed with a mask wider than a light-shielding scanning line 3a described later. The dopant of the group V element is doped at a high concentration (for example, P ions are accelerated at an acceleration voltage of 70 keV and a dose of 4 × 10 15 / cm 2 ).
When forming a P-channel TFT, a group V element dopant such as phosphorus may be used instead of the group III element dopant, and a group III element such as boron may be used instead of the group V element dopant. Use a dopant. In the drawings referred to below,
The high concentration source region 1d and the high concentration drain region 1e, and the low concentration source region 1b and the low concentration drain region 1c, which will be described later, are omitted as appropriate.

次に、図8(B)に示すように、高濃度ソース領域1dおよび高濃度ドレイン領域1eに相当する領域に、第1ゲート絶縁膜2a、および第2ゲート絶縁膜2bを貫通する第1ソースコンタクトホール83および第1ドレインコンタクトホール85を公知のフォトリソグラフィ法などを用いて形成する。この際、第1ゲート絶縁膜2aおよび第2ゲート絶縁膜2bの膜厚は、例えば、略20nmおよび略60nm程度なので、第1ソースコンタクトホール83および第1ドレインコンタクトホール85の深さが浅くなり、その深さの制御が行いやすくなる。   Next, as shown in FIG. 8B, the first source penetrating the first gate insulating film 2a and the second gate insulating film 2b in the region corresponding to the high concentration source region 1d and the high concentration drain region 1e. The contact hole 83 and the first drain contact hole 85 are formed using a known photolithography method or the like. At this time, since the film thicknesses of the first gate insulating film 2a and the second gate insulating film 2b are, for example, about 20 nm and about 60 nm, the depths of the first source contact hole 83 and the first drain contact hole 85 become shallow. , It becomes easier to control the depth.

次に、図8(C)に示すように、リンイオンを成膜と同時に導入したドープトポリシリコン膜を形成する。又は、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を350nm程度の厚さで堆積し、その後、リン(P)を熱拡散してポリシリコン膜を導電化したものも用いることができる。さらに、ドープトポリシリコン膜の上部にTi、W、Co及びMoのうちの少なくとも1つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等を、スパッタリング法、CVD法、電子ビーム加熱蒸着法などにより、例えば150〜200nmの膜厚に堆積した層構造としてもよい。係る層構造を採用することで前記ドープトポリシリコン膜を含む層の導電性を向上させることができる。
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、所定パターンのゲート電極3gと、第1ソース中継層3cと、第1ドレイン中継層3bと、を形成する。
その後、半導体層1aにNチャネルのLDD領域を形成するために、ゲート電極3gをマスクとして、まず、リン等のV族元素のドーパントを低濃度でドープする。具体的には、Pイオンを加速電圧70keV、ドーズ量6×1012/cmにてドープし、図3に示した低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを形成する。
Next, as shown in FIG. 8C, a doped polysilicon film into which phosphorus ions are introduced simultaneously with film formation is formed. Alternatively, a film obtained by depositing a polysilicon film with a thickness of about 350 nm by a low pressure CVD method or the like and then thermally diffusing phosphorus (P) to make the polysilicon film conductive can be used. Furthermore, a single metal, an alloy, a metal silicide, or the like containing at least one of Ti, W, Co, and Mo on the doped polysilicon film is formed by sputtering, CVD, electron beam heating deposition, or the like. For example, it is good also as a layered structure deposited in the film thickness of 150-200 nm. By employing such a layer structure, the conductivity of the layer including the doped polysilicon film can be improved.
A gate electrode 3g having a predetermined pattern, a first source relay layer 3c, and a first drain relay layer 3b are formed by a photolithography process, an etching process, or the like using a resist mask.
Thereafter, in order to form an N-channel LDD region in the semiconductor layer 1a, a dopant of a group V element such as phosphorus is first doped at a low concentration using the gate electrode 3g as a mask. Specifically, P ions are doped at an acceleration voltage of 70 keV and a dose of 6 × 10 12 / cm 2 to form the low concentration source region 1b and the low concentration drain region 1c shown in FIG.

図9(A)〜(C)は、図2におけるB−B′線に沿う断面で見た工程図であり、図8(A)〜(C)と同じ工程を示す図である。
図9(A)は、半導体層1aに対するイオン注入を行う工程を示す図である。
次に、図9(B)に示すように、第1ゲート絶縁膜2b、および貼り合わせ絶縁膜12dを貫通するゲートコンタクトホール87を公知のフォトリソグラフィ法などを用いて形成する(図2参照)。この際、ゲートコンタクトホール87の深さは、遮光走査線3aにまで貫通するコンタクトホールと比較すると浅くなる。そのため、コンタクトホールの断面積と深さとの比(アスペクト比)が低くなり、ゲートコンタクトホール87を形成しやすくなる。また、ゲートコンタクトホール87の深さが浅くなるため、形成時における深さ制御が行いやすくなる。
FIGS. 9A to 9C are process diagrams viewed from a cross section taken along the line BB ′ in FIG. 2, and are diagrams illustrating the same processes as those in FIGS. 8A to 8C.
FIG. 9A is a diagram showing a step of performing ion implantation into the semiconductor layer 1a.
Next, as shown in FIG. 9B, a gate contact hole 87 that penetrates the first gate insulating film 2b and the bonded insulating film 12d is formed by using a known photolithography method or the like (see FIG. 2). . At this time, the depth of the gate contact hole 87 is shallower than that of the contact hole penetrating to the light-shielding scanning line 3a. Therefore, the ratio (aspect ratio) between the cross-sectional area and the depth of the contact hole is reduced, and the gate contact hole 87 is easily formed. Further, since the depth of the gate contact hole 87 becomes shallow, it becomes easy to control the depth during formation.

ゲートコンタクトホール87を形成したら、次に、図9(C)に示すように、リンイオンを成膜と同時に導入したドープトポリシリコン膜を形成する。又は、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を堆積し、リン(P)を熱拡散してポリシリコン膜を導電化したものも用いることができる。さらに、ドープトポリシリコン膜の上部にTi、W、Co及びMoのうちの少なくとも1つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等を、スパッタリング法、CVD法、電子ビーム加熱蒸着法などにより堆積した層構造としてもよい。
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、所定パターンのゲート電極3gと、第1ソース中継層3cと、第1ドレイン中継層3bと、を形成する。
After the gate contact hole 87 is formed, a doped polysilicon film into which phosphorus ions are introduced at the same time as the film formation is formed as shown in FIG. 9C. Alternatively, a film obtained by depositing a polysilicon film by a low pressure CVD method or the like and thermally diffusing phosphorus (P) to make the polysilicon film conductive can be used. Further, a single metal, an alloy, a metal silicide, or the like containing at least one of Ti, W, Co, and Mo is deposited on the doped polysilicon film by a sputtering method, a CVD method, an electron beam heating evaporation method, or the like. A layered structure may be used.
A gate electrode 3g having a predetermined pattern, a first source relay layer 3c, and a first drain relay layer 3b are formed by a photolithography process, an etching process, or the like using a resist mask.

次に、図10(A)に示すように、ゲート電極3g、第1ソース中継層3cおよび第1ドレイン中継層3bを覆うように、例えば常圧又は減圧CVD法によって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1層間絶縁膜41を形成する。
この第1層間絶縁膜41の膜厚は、約500〜1500nmとするのが好ましく、800nmとするのがより好ましい。この後、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、約850℃のアニール処理を20分程度行う。
Next, as shown in FIG. 10A, NSG, PSG, BSG, BPSG is formed by, for example, atmospheric pressure or low pressure CVD so as to cover the gate electrode 3g, the first source relay layer 3c, and the first drain relay layer 3b. A first interlayer insulating film 41 made of a silicate glass film such as silicon nitride film or silicon oxide film is formed.
The film thickness of the first interlayer insulating film 41 is preferably about 500 to 1500 nm, and more preferably 800 nm. Thereafter, in order to activate the high concentration source region 1d and the high concentration drain region 1e, an annealing process at about 850 ° C. is performed for about 20 minutes.

次に、第1層間絶縁膜41を貫通して第1ソース中継層3cに達する第2ソースコンタクトホール82、および第1ドレイン中継層3bに達する第2ドレインコンタクトホール84を、反応性エッチング、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、或いはウエットエッチングにより形成する。
その後、第1層間絶縁膜41上に、Pイオンをポリシリコン膜の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を形成する。あるいは、減圧CVD法等によりポリシリコン膜を350nm程度の厚さで堆積し、その後、リン(P)を熱拡散してポリシリコン膜を導電化してもよい。
ドープトポリシリコン膜を成膜したら、ドープトポリシリコン膜をフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等によりパターニングして容量電極71aおよび第2ソース中継層71bを形成する。その後、気相合成法、例えば常圧又は減圧CVD法、蒸着法等により、シリコン酸化物、シリコン窒化物、又はシリコン酸窒化物を成膜することにより、第1層間絶縁膜41、容量電極71aおよび第2ソース中継層71bを覆う容量絶縁膜75を形成する。
Next, the second source contact hole 82 that reaches the first source relay layer 3c through the first interlayer insulating film 41 and the second drain contact hole 84 that reaches the first drain relay layer 3b are subjected to reactive etching and reaction. It is formed by dry etching such as reactive ion beam etching or wet etching.
Thereafter, a doped silicon film in which P ions are introduced simultaneously with the formation of the polysilicon film is formed on the first interlayer insulating film 41. Alternatively, a polysilicon film may be deposited with a thickness of about 350 nm by a low pressure CVD method or the like, and then phosphorus (P) may be thermally diffused to make the polysilicon film conductive.
After forming the doped polysilicon film, the doped polysilicon film is patterned by a photolithography process, an etching process, or the like to form the capacitor electrode 71a and the second source relay layer 71b. Thereafter, a silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride film is formed by a vapor phase synthesis method such as atmospheric pressure or low pressure CVD method, vapor deposition method, etc., so that the first interlayer insulating film 41 and the capacitor electrode 71a are formed. Then, a capacitor insulating film 75 is formed to cover the second source relay layer 71b.

次に、ドープトポリシリコン膜や単結晶シリコン膜からなる第1膜72と、高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる第2膜73との積層膜を成膜し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程等によりパターニングすることで、図2に示した所定平面形状の容量線300を形成する。この容量線300は、図1に示す如くYドライバ204と接続されるため、図2の左右方向で画像表示領域の外側にまで延設する。   Next, a laminated film of a first film 72 made of a doped polysilicon film or a single crystal silicon film and a second film 73 made of a metal silicide film containing a refractory metal or the like is formed, and a photolithography process and etching are performed. The capacitance line 300 having a predetermined planar shape shown in FIG. 2 is formed by patterning through a process or the like. Since the capacitor line 300 is connected to the Y driver 204 as shown in FIG. 1, it extends to the outside of the image display area in the left-right direction of FIG.

次に、図10(B)に示すように、容量線300及び第1層間絶縁膜41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、窒化半導体膜や酸化半導体膜等からなる第2層間絶縁膜42を形成する。第2層間絶縁膜42の膜厚は、約500〜1500nm程度が好ましく、より好ましくは800nm程度である。
続いて、第2層間絶縁膜42および容量絶縁膜75を貫通して第2ソース中継層71bに達する第3ソースコンタクトホール81を形成する。
Next, as shown in FIG. 10B, NSG, PSG, BSG, and the like are used by using, for example, atmospheric pressure or reduced pressure CVD method or TEOS gas so as to cover the capacitor line 300 and the first interlayer insulating film 41. A second interlayer insulating film 42 made of a silicate glass film such as BPSG, a nitride semiconductor film, an oxide semiconductor film, or the like is formed. The film thickness of the second interlayer insulating film 42 is preferably about 500 to 1500 nm, more preferably about 800 nm.
Subsequently, a third source contact hole 81 that reaches the second source relay layer 71b through the second interlayer insulating film 42 and the capacitor insulating film 75 is formed.

次に、図10(C)に示すように、第2層間絶縁膜42の上にスパッタ処理等により、遮光性のAl等の低抵抗金属や金属シリサイド等を、約100〜700nmの厚さ、好ましくは約350nmに堆積した後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等によりパターニングして、データ線6a、信号配線6c、配線6dを形成する。
データ線6aは、第3ソースコンタクトホール81を介して第2ソース中継層71bと電気的に接続されている。
Next, as shown in FIG. 10C, a light-shielding low-resistance metal such as Al or metal silicide is formed on the second interlayer insulating film 42 by sputtering or the like to a thickness of about 100 to 700 nm. Preferably, after depositing to about 350 nm, patterning is performed by a photolithography process, an etching process, or the like to form data lines 6a, signal wirings 6c, and wirings 6d.
The data line 6a is electrically connected to the second source relay layer 71b through the third source contact hole 81.

次に、図10(D)に示すように、データ線6a、および第2層間絶縁膜42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、窒化半導体膜や酸化半導体膜等からなる第3層間絶縁膜43を形成する。第3層間絶縁膜43の膜厚は、約500〜1500nmが好ましく、さらに800nmがより好ましい。
次いで、TFT30において、画素電極9と容量電極71aとを電気的に接続するために、第2層間絶縁膜42と第3層間絶縁膜43とを貫通する画素コンタクトホール8を、反応性エッチング、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。
Next, as shown in FIG. 10D, NSG, PSG, BSG are used to cover the data line 6a and the second interlayer insulating film 42 using, for example, atmospheric pressure or reduced pressure CVD method, TEOS gas, or the like. A third interlayer insulating film 43 made of a silicate glass film such as BPSG, a nitride semiconductor film or an oxide semiconductor film is formed. The film thickness of the third interlayer insulating film 43 is preferably about 500 to 1500 nm, and more preferably 800 nm.
Next, in the TFT 30, in order to electrically connect the pixel electrode 9 and the capacitor electrode 71a, the pixel contact hole 8 penetrating the second interlayer insulating film 42 and the third interlayer insulating film 43 is subjected to reactive etching and reaction. It is formed by dry etching such as reactive ion beam etching.

そして、第3層間絶縁膜43上に、スパッタ処理等によってITO等の透明導電性薄膜9を、約50〜200nmの厚さに堆積した後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等によりパターニングすることで、図2に示した平面視矩形状の画素電極9を形成する。なお、本実施形態の電気光学装置を反射型電気光学装置とする場合には、Al等の反射率の高い不透明な材料から画素電極9を形成してもよい。
その後、画素電極9および第3層間絶縁膜43を覆うようにポリイミド等からなる配向膜16を塗布形成すれば、先の実施形態の液晶装置に備えられたTFTアレイ基板10が得られる。
Then, after depositing a transparent conductive thin film 9 such as ITO on the third interlayer insulating film 43 to a thickness of about 50 to 200 nm by sputtering or the like, patterning is performed by a photolithography process, an etching process, etc. The pixel electrode 9 having a rectangular shape in plan view shown in FIG. 2 is formed. Note that when the electro-optical device of the present embodiment is a reflective electro-optical device, the pixel electrode 9 may be formed from an opaque material having a high reflectance such as Al.
Thereafter, if the alignment film 16 made of polyimide or the like is applied and formed so as to cover the pixel electrode 9 and the third interlayer insulating film 43, the TFT array substrate 10 provided in the liquid crystal device of the previous embodiment is obtained.

上記工程を備えた本実施形態の製造方法では、複数のTFT30を、1種類の導電型のトランジスタで構成するため、TFT30の製造工程を、複数の導電型のトランジスタから形成するときと比較して、簡略化することができる。そのため、電気光学装置用基板の製造工程を簡略化することができ、製造効率を向上させることができる。   In the manufacturing method of the present embodiment including the above steps, since the plurality of TFTs 30 are configured by one type of conductive type transistor, the manufacturing process of the TFT 30 is compared with the case of forming from a plurality of conductive type transistors. Can be simplified. Therefore, the manufacturing process of the electro-optical device substrate can be simplified, and the manufacturing efficiency can be improved.

中継層4が、ドープトポリシリコン膜または、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPbのうちの少なくとも1つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド膜から形成されているため、中継層4の形成後に、処理温度の高い工程、例えば半導体層1aに熱酸化膜を形成する工程を行っても、中継層4がダメージを受けることを防止することができる。中継層4が高温によるダメージを受けないため、ゲート信号の遅延を防止や、TFT30のオン電流の増加および安定化を図ることができる。   Since the relay layer 4 is made of a doped polysilicon film or a single metal, alloy, or metal silicide film containing at least one of Ti, Cr, W, Ta, Mo, and Pb, the relay layer 4 Even if a process with a high processing temperature, for example, a process of forming a thermal oxide film on the semiconductor layer 1a, is performed after the formation of, the relay layer 4 can be prevented from being damaged. Since the relay layer 4 is not damaged by the high temperature, the delay of the gate signal can be prevented, and the on-current of the TFT 30 can be increased and stabilized.

〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図11を参照して説明する。
本実施の形態における液晶装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは、TFTアレイ基板が異なっている。よって、本実施の形態においては、図11を用いてTFTアレイ基板の絶縁膜周辺のみを説明し、TFT等の説明を省略する。
次に、図11に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。
図11に示すように、基板本体10Aの上には、基板本体10A側から順に積層された遮光走査線3aと、絶縁膜12aと、中継層4と、貼り合わせ絶縁膜12dが設けられている。この貼り合わせ絶縁膜12dは、TFT30を構成する半導体層1aと遮光走査線3aとを電気的に絶縁する機能を奏するのに加え、後続の工程にて遮光走査線3aが酸化されたり、遮光走査線3aの成分が拡散して半導体層1aが汚染されたりするのを防止できるようになっている。
このように、本実施形態に係るTFTアレイ基板10は、基板本体10A上に貼り合わせ絶縁膜12dを介して半導体層1aが形成された複合基板(SOI基板)を用いて構成されたアクティブマトリクス基板であり、貼り合わせ絶縁膜12dは、SOI技術を用いて貼り合わされた、貼り合わせ界面を有する絶縁膜となっている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the liquid crystal device in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, but the TFT array substrate is different from the first embodiment. Therefore, in this embodiment, only the periphery of the insulating film of the TFT array substrate will be described with reference to FIG. 11, and description of the TFT and the like will be omitted.
Next, a cross-sectional structure of the transmissive liquid crystal device of this embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 11, on the substrate main body 10A, a light shielding scanning line 3a, an insulating film 12a, a relay layer 4, and a bonded insulating film 12d, which are sequentially stacked from the substrate main body 10A side, are provided. . The bonded insulating film 12d functions to electrically insulate the semiconductor layer 1a constituting the TFT 30 from the light-shielding scanning line 3a. In addition, the light-shielding scanning line 3a is oxidized in the subsequent process, or the light-shielding scanning is performed. It is possible to prevent the component of the line 3a from diffusing and contaminating the semiconductor layer 1a.
As described above, the TFT array substrate 10 according to the present embodiment is an active matrix substrate configured using a composite substrate (SOI substrate) in which the semiconductor layer 1a is formed on the substrate main body 10A via the bonded insulating film 12d. The bonded insulating film 12d is an insulating film having a bonded interface bonded using the SOI technology.

上記の構成によれば、遮光走査線3a上の絶縁膜12a、中継層4および貼り合わせ絶縁膜12dの合計膜厚を薄くすることができる。これにより、遮光走査線3aおよび中継層4による遮光性が向上し、液晶装置による表示画像のコントラストを向上させることができる。   According to said structure, the total film thickness of the insulating film 12a on the light-shielding scanning line 3a, the relay layer 4, and the bonding insulating film 12d can be made thin. Thereby, the light-shielding property by the light-shielding scanning line 3a and the relay layer 4 is improved, and the contrast of the display image by the liquid crystal device can be improved.

(電子機器)
このような構成の液晶装置を用いた電子機器として、図12に示す投射型表示装置(液晶プロジェクタ)を挙げることができる。
図12に示す投射型液晶表示装置1100では、上述した液晶装置100を含む液晶モジュールが、RGB用のライトバルブ100R、100G、100Bとして採用されている。
(Electronics)
As an electronic apparatus using the liquid crystal device having such a configuration, a projection display device (liquid crystal projector) illustrated in FIG. 12 can be given.
In the projection type liquid crystal display device 1100 shown in FIG. 12, a liquid crystal module including the above-described liquid crystal device 100 is employed as the RGB light valves 100R, 100G, and 100B.

この液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプなどの白色光源のランプユニット1102から光が出射されると、3枚のミラー1106および2枚のダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの3原色に対応する光成分R、G、Bに分離され(光分離手段)、対応するライトバルブ100R、100G、100B(液晶装置100/液晶ライトバルブ)に各々導かれる。この際に、光成分Bは、光路が長いので、光損失を防ぐために入射レンズ1122、リレーレンズ1123、および出射レンズ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、100Bによって各々変調された3原色に対応する光成分R、G、Bは、ダイクロイックプリズム1112(光合成手段)に3方向から入射して再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120などにカラー画像として投射される。
In this liquid crystal projector 1100, when light is emitted from a lamp unit 1102 of a white light source such as a metal halide lamp, light corresponding to the three primary colors R, G, and B is emitted by three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108. The light components are separated into components R, G, and B (light separating means) and led to the corresponding light valves 100R, 100G, and 100B (liquid crystal device 100 / liquid crystal light valve). At this time, since the optical component B has a long optical path, the light component B is guided through a relay lens system 1121 including an incident lens 1122, a relay lens 1123, and an exit lens 1124 in order to prevent light loss.
The light components R, G, and B corresponding to the three primary colors modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B are incident on the dichroic prism 1112 (light combining unit) from three directions and are combined again, and then the projection lens. A color image is projected on a screen 1120 or the like via 1114.

上記の構成によれば、本発明の液晶装置を備えているため、投射型表示装置による表示される表示画像の明るさムラを改善することができ、多階調化を図ることができる。   According to the above configuration, since the liquid crystal device of the present invention is provided, unevenness in brightness of a display image displayed by the projection display device can be improved, and multi-gradation can be achieved.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明による液晶装置を投射型表示装置に適応して説明したが、この発明は投射型表示装置への適応に限られることなく、液晶装置を用いた携帯電話やPDAなど、その他各種の液晶装置を備えた電子機器に適応できるものである。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the liquid crystal device according to the present invention has been described as being adapted to a projection display device. However, the present invention is not limited to adaptation to a projection display device, and a portable device using a liquid crystal device is used. The present invention can be applied to electronic devices including various other liquid crystal devices such as telephones and PDAs.

本発明による液晶装置の第1の実施の形態における等価回路図である。1 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention. 同、画素領域の平面構成図である。FIG. 3 is a plan configuration diagram of a pixel region. 同、画素領域における別の例の平面構成図である。FIG. 6 is a plan configuration diagram of another example in the pixel region. 図2のA−A’線に沿う断面構成図である。FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram taken along line A-A ′ of FIG. 2. 図2のB−B’線に沿う部分断面構成図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional configuration diagram taken along line B-B ′ of FIG. 2. TFTアレイ基板の断面製造工程図である。It is a section manufacturing process figure of a TFT array substrate. TFTアレイ基板の断面製造工程図である。It is a section manufacturing process figure of a TFT array substrate. TFTアレイ基板の断面製造工程図である。It is a section manufacturing process figure of a TFT array substrate. TFTアレイ基板の断面製造工程図である。It is a section manufacturing process figure of a TFT array substrate. TFTアレイ基板の断面製造工程図である。It is a section manufacturing process figure of a TFT array substrate. 本発明による液晶装置の第2の実施の形態における断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram in 2nd Embodiment of the liquid crystal device by this invention. 電子機器の一形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one form of an electronic device.

符号の説明Explanation of symbols

1a・・・半導体層、 3a・・・遮光走査線(遮光層)、 3g・・・ゲート電極、 4・・・中継層、 10・・・TFTアレイ基板(半導体基板)、 10A・・・基板本体(支持基板、透明基板、ガラス基板、石英基板) 30・・・TFT(薄膜トランジスタ)

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Semiconductor layer, 3a ... Light-shielding scanning line (light-shielding layer), 3g ... Gate electrode, 4 ... Relay layer, 10 ... TFT array substrate (semiconductor substrate), 10A ... Substrate Main body (support substrate, transparent substrate, glass substrate, quartz substrate) 30 ... TFT (Thin Film Transistor)

Claims (12)

支持基板と、半導体層を有する半導体基板とを貼り合わせてなり、
前記半導体層を能動層とする薄膜トランジスタが形成され、
前記支持基板と前記半導体層との間に、導電性を有するとともに、前記支持基板側から前記薄膜トランジスタに入射する光を遮る遮光層が形成され、
前記遮光層と前記薄膜トランジスタとの間には、前記遮光層と前記薄膜トランジスタのゲート電極とを電気的に接続させる中継層と、複数の絶縁膜とが積層されており、
前記中継層は、前記遮光膜を覆うようにして前記基板上に形成された絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して前記遮光層と電気的に接続されているとともに、当該中継層を覆うようにして前記絶縁上に形成された他の絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して前記ゲート電極と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
A support substrate and a semiconductor substrate having a semiconductor layer are bonded together,
A thin film transistor having the semiconductor layer as an active layer is formed,
Between the support substrate and the semiconductor layer, a light shielding layer is formed that has conductivity and blocks light incident on the thin film transistor from the support substrate side,
Between the light shielding layer and the thin film transistor, a relay layer that electrically connects the light shielding layer and the gate electrode of the thin film transistor, and a plurality of insulating films are laminated,
The relay layer is electrically connected to the light shielding layer through a contact hole penetrating an insulating film formed on the substrate so as to cover the light shielding film, and covers the relay layer. wherein the insulating another insulating film formed on the film via a contact hole passing through the are electrically connected to the gate electrode Te wherein a.
前記ゲート電極と前記遮光層との接続部が、前記中継層と前記遮光層とが接触することにより導通している接続部と、前記ゲート電極と前記中継層とが接触することにより導通している接続部とからなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 The connection portion between the gate electrode and the light shielding layer is electrically connected when the relay layer and the light shielding layer are brought into contact with each other and the gate electrode and the relay layer are brought into contact with each other. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a connecting portion. 前記遮光膜を覆う絶縁膜は、窒化膜からなる保護層と、該保護層の上下層にそれぞれ形成される酸化膜からなる複数の絶縁膜と、を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   The insulating film covering the light shielding film has a protective layer made of a nitride film and a plurality of insulating films made of oxide films respectively formed on upper and lower layers of the protective layer. Semiconductor device. 前記中継層が、光を遮光する材料から形成され、前記支持基板側から前記薄膜トランジスタに入射する光を遮る領域に形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体装置。   The said relay layer is formed from the material which shields light, and is formed in the area | region which shields the light which injects into the said thin-film transistor from the said support substrate side, It is any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Semiconductor device. 前記中継層が、高融点材料から形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the relay layer is made of a high melting point material. 前記遮光層は、異なるゲート信号が入力されるゲート電極間で電気的に独立していることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の半導体装置。 The light-shielding layer, a semiconductor device according to any one of claims 1, characterized in that are electrically independent between different gate signal is a gate electrode which is input five. 前記支持基板が透明基板であることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の半導体装置。 A semiconductor device according to any one of 6 claim 1 wherein the supporting substrate is a transparent substrate. 前記支持基板がガラス基板であることを特徴とする請求項記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, wherein the support substrate is a glass substrate. 前記支持基板が石英基板であることを特徴とする請求項記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, wherein the support substrate is a quartz substrate. 前記薄膜トランジスタが、1種類の導電型のトランジスタから構成されていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の半導体装置。 The thin film transistor is one kind of semiconductor device according to any one of claims 1 to 9, characterized by being composed of a conductive type of the transistor. 請求項1から請求項10のいずれかに記載の半導体装置を備えることを特徴とする電気光学装置。 Electro-optical apparatus comprising the semiconductor device according to any one of claims 1 to 10. 請求項11記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 11 .
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