JP6569549B2 - 電気光学装置、電子機器、及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Description
当該STI構造は、例えば特許文献2に記載の製造方法によって製造することができる。詳しくは、シリコン基板の上に、酸化シリコンと窒化シリコンとからなる絶縁層を堆積し、シリコン基板に素子領域を囲むトレンチを形成する。続いて、シリコン基板に酸化シリコンを堆積し、トレンチの中に酸化シリコンを埋め込む。続いて、酸化シリコンに、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing(以降、CMPと称す))による平坦化処理を施す。続いて、シリコン基板の表面を覆う絶縁層をエッチング除去し、STI構造を有するシリコン基板を形成する。
従って、シリコン基板の研磨面の平坦性が悪くなり、画素トランジスターの特性の均一性が悪くなるおそれがある。画素トランジスターの特性の均一性が悪くなると、有機EL素子が発する光の輝度の均一性が悪くなり、輝度ムラ(表示ムラ)が発生しやすいという課題があった。
第1領域と第2領域との間に第1トレンチと同じ密度の第3トレンチを有する第3領域を形成しない場合、研磨する工程における第1領域の研磨速度は第2領域の影響を受けやすく、変化しやすい。第1領域と第2領域との間に第1トレンチと同じ密度の第3トレンチを有する第3領域を形成すると、研磨する工程における第1領域の研磨速度は第2領域の影響を受けにくく、変化しにくい。
「有機EL装置の概要」
図1は、実施形態1に係る有機EL装置の概要を示す概略平面図である。図2は、本実施形態に係る有機EL装置の電気的な構成を示す図である。図3は、画素回路の電気的な構成を示す図である。
まず、図1乃至図3を参照して、本実施形態に係る有機EL装置100の概要について説明する。
なお、有機EL装置100は、「電気光学装置」の一例である。
なお、表示領域Eは、「第1領域」の一例である。
以降、データ線駆動回路領域101aと走査線駆動回路領域102aとをまとめて、駆動回路領域105と称す。なお、駆動回路領域105(データ線駆動回路領域101a、走査線駆動回路領域102a)は、「第2領域」の一例である。
一方、画素回路110は、後述するPチャネル型のトランジスター121,122,123,124,125(図3参照)を有している。
トランジスター121,122,123,124,125は、Pチャネル型のトランジスターである。
トランジスター122は、トランジスター121のゲートとデータ線14との間に電気的に接続され、トランジスター121のゲートとデータ線14との間の電気的な接続を制御する書込トランジスターとして機能する。
図4は、画素の概要を示す概略平面図である。同図には、画素20の構成要素のうち、電源線6、中継電極6−1、画素電極31、及び絶縁膜29が図示され、他の構成要素の図示は省略されている。また、図中の二点鎖線は、画素20の輪郭を示している。
以下に、図4を参照して画素20の概要について説明する。
図5は、図4の線分A─A’に沿った有機EL装置の概略断面図である。
図5には、画素回路110のうちトランジスター121,124が図示され、トランジスター122,123,125の図示は省略されている。トランジスター122,123,125は、トランジスター121,124と同じ構成を有している。
また、上述したデータ線駆動回路101や走査線駆動回路102を構成するトランジスターは、トランジスター121,122,123,124,125と同じ工程で形成されている。
以下、図5を参照して、有機EL装置100の断面構造を説明する。
ここで、基板について更に説明する。
図6は、画素における基板の状態を示す概略平面図である。図7は、図6の線分B−B’に沿った基板の概略断面図である。図8は、有機EL装置における基板の状態を示す概略平面図である。
なお、図6では、画素20の境界(輪郭)が二点鎖線で示されている。図7では、ゲート絶縁膜61とゲート62とが、二点鎖線で示されている。図8では、二点鎖線で囲まれた領域が表示領域E又は駆動回路領域105であり、網掛けが施された領域が周辺領域106である。
以下、図6乃至図8を参照して、基板7の概要を詳細に説明する。
以降の説明では、画素20に形成されたnウエル71,72,73,74,75を、画素ウエルNと称す場合がある。
基板本体8は、p型のシリコン基板(p型半導体基板)である。画素ウエルNは、基板本体8にn型不純物をイオン注入することで形成される。素子分離部80は、基板本体8をZ(−)方向にエッチングすることで形成されるトレンチ81と、トレンチ81の中に充填された酸化シリコン82とで構成される。基板7は、平坦化処理によって平坦となった表面を有する。
トレンチ81は、「第1トレンチ」の一例である。酸化シリコン82は、「絶縁層」の一例である。
素子分離領域88は、「第1トレンチ素子分離領域」の一例である。
以降、表示領域Eの面積に対する素子分離領域88の面積の割合、及び表示領域Eの面積に対するトレンチ81が設けられた領域の面積の割合を、表示領域のトレンチ密度と称す。表示領域のトレンチ密度は、D1である。
なお、表示領域のトレンチ密度D1は、「第1の密度」の一例である。
同様に、トランジスター124は、nウエル74のイオン注入部63,64(ソース又はドレイン)と、nウエル74のチャネル65と、ゲート絶縁膜61と、ゲート絶縁膜61を挟んでnウエル74のチャネル65に対向配置されたゲート62とで構成される。
他のトランジスター122,123,125も、トランジスター121,124と同じ構成(構造)を有している。
データ線駆動回路101を構成するCMOS論理回路のうち、Pチャネル型のトランジスターはnウエル133に形成され、Nチャネル型のトランジスターはp型半導体領域142に形成される。
駆動回路トレンチは、「第2トレンチ」の一例である。さらに、駆動回路素子分離部が設けられた領域は、「第2トレンチ素子分離領域」の一例である。
以降、駆動回路領域105の面積に対する駆動回路素子分離部が設けられた領域の面積の割合、及び駆動回路領域105の面積に対する駆動回路トレンチが設けられた領域の面積の割合を、駆動回路領域のトレンチ密度と称す。駆動回路領域のトレンチ密度は、D2である。
なお、駆動回路領域のトレンチ密度D2は、「第2の密度」の一例である。
周辺素子分離部が設けられた領域は、「第3トレンチ素子分離領域」の一例である。周辺トレンチは、「第3トレンチ」の一例である。
以降、周辺領域106の面積に対する周辺素子分離部が設けられた領域の面積の割合、及び周辺領域106の面積に対する周辺トレンチが設けられた領域の面積の割合を、周辺領域のトレンチ密度と称す。周辺領域のトレンチ密度は、D3である。
なお、周辺領域のトレンチ密度D3は、「第3の密度」の一例である。
図9は、本実施形態に係る有機EL装置の製造方法を示す工程フローである。図10は、図7に対応する図であり、図9に示す工程フローの主要な工程を経た後の基板の状態を示す概略断面図である。
以下、図9及び図10を参照し、本実施形態に係る有機EL装置100の製造方法を説明する。
なお、ステップS1は「研磨ストッパー層を形成する工程」の一例である。ステップS2は「トレンチを形成する工程」の一例である。ステップS3は「絶縁層を形成する工程」の一例である。ステップS5は「絶縁層を研磨する工程」の一例である。
絶縁層90は「研磨ストッパー層」の一例である。開口83は、「所定のパターン」の一例である。
なお、第2絶縁膜92(窒化シリコン)は、酸化シリコン82と比べて硬く、CMPで研磨されにくい。すなわち、第2絶縁膜92(窒化シリコン)は、CMPでほとんど研磨されず、研磨のストッパーとしての役割を有する。
図11は、図8に対応する図であり、比較例に係る有機EL装置の基板の状態を示す概略断面図である。図12(a)は、比較例に係る有機EL装置のトランジスターの概略平面図である。図12(b)は、図12(a)の線分C−C’に沿ったトランジスターの概略断面図である。図12(c)は、図12(a)の線分D−D’に沿ったトランジスターの概略断面図である。
以下、比較例に係る有機EL装置200と本実施形態に係る有機EL装置100とを比較することで、本実施形態に係る有機EL装置100が奏する効果を説明する。
この点が、比較例と本実施形態との相違点である。
しかしながら、ステップS4で余分な素子領域77の酸化シリコン82を除去しても、表示領域Eにおける単位面積当りの酸化シリコン82の占有面積は、駆動回路領域105における単位面積当りの酸化シリコン82の占有面積、及び周辺領域106における単位面積当りの酸化シリコン82の占有面積よりも小さいので、表示領域Eの酸化シリコン82の研磨速度は、駆動回路領域105の酸化シリコン82の研磨速度、及び周辺領域106の酸化シリコン82の研磨速度よりも大きくなる。すなわち、ステップS5の平坦化処理(研磨処理)では、表示領域Eにおいて速く研磨が進行し、駆動回路領域105及び周辺領域106において遅く研磨が進行する。
詳しくは、図11の斜線のハッチングが施された領域Hにおいて、表示領域Eの研磨面は、平坦性が悪くなり、Z(+)方向に盛り上がった形状変化が生じる。
従って、比較例に係る有機EL装置200は、図11の斜線のハッチングが施された領域Hにおいて、輝度ムラ(表示ムラ)が発生しやすいという課題があった。
図13は、実施形態2に係るヘッドマウントディスプレイの構成を示す概略図である。
図13に示すように、ヘッドマウントディスプレイ1000は、「電子機器」の一例であり、左右の目に対応して設けられた2つの表示部1001を有している。観察者Mはヘッドマウントディスプレイ1000を眼鏡のように頭部に装着することにより、表示部1001に表示された文字や画像などを見ることができる。例えば、左右の表示部1001に視差を考慮した画像を表示すれば、立体的な映像を見て楽しむこともできる。
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
本発明を適用した電気光学装置としては、上述した発光素子としての有機EL素子30を備えた有機EL装置100に限定されず、例えば無機EL素子やLEDなどの自発光型の発光素子を備えた電気光学装置に対して本発明を幅広く適用することが可能である。
本発明を適用した電気光学装置は、上述した有機EL装置100に限定されず、例えば液晶装置や、マイクロミラーが配列された表示素子(デジタルミラーデバイス)であってもよい。
本発明を適用した電子機器としては、上述したヘッドマウントディスプレイ1000に限らず、例えば、ヘッドアップディスプレイや、デジタルカメラの電子ビューファインダー、携帯型情報端末、ナビゲーターなどの表示部に、本発明が適用された電気光学装置を搭載してもよい。
Claims (7)
- 第1の密度を有する第1トレンチ素子分離領域を含み、トランジスターを含む画素回路が配置された第1領域と、
第2の密度を有する第2トレンチ素子分離領域を含み、前記画素回路を駆動するための信号を供給する駆動回路が配置された第2領域と、
第3の密度を有する第3トレンチ素子分離領域を含み、少なくとも前記第1領域と前記第2領域との間に配置された第3領域と、
を含み、
前記第1の密度と前記第2の密度とは異なり、前記第1の密度と前記第3の密度とは等しく、
前記第3領域は前記第2領域を囲むことを特徴とする電気光学装置。 - 前記第3領域は前記第1領域を囲むことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記第1トレンチ素子分離領域と前記第3トレンチ素子分離領域とは同一のパターンからなることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
- 第1の密度を有する第1トレンチを含み、画素回路が配置された第1領域と、
第2の密度を有する第2トレンチを含み、前記画素回路を駆動するための信号を供給する駆動回路が配置された第2領域と、
第3の密度を有する第3トレンチを含み、少なくとも前記第1領域と前記第2領域との間に配置された第3領域と、を含む電気光学装置の製造方法であって、
シリコン基板の上に、所定のパターンを有する研磨ストッパー層を形成する工程と、
少なくとも前記研磨ストッパー層をマスクとして、前記シリコン基板にトレンチを形成する工程と、
前記トレンチを充填するように、前記シリコン基板の上に絶縁層を形成する工程と、
前記研磨ストッパー層をストッパーとして、前記絶縁層を研磨する工程と、を含み、
前記トレンチを形成する工程では、前記第1の密度と前記第2の密度とが異なり、前記第1の密度と前記第3の密度とが等しくなるように、前記第1領域に前記第1の密度を有する前記第1トレンチを形成し、前記第2領域に前記第2の密度を有する前記第2トレンチを形成し、前記第3領域に前記第3の密度を有する前記第3トレンチを形成し、
前記トレンチを形成する工程では、前記第2領域を囲むように前記第3領域を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記トレンチを形成する工程では、前記第1領域を囲むように前記第3領域を形成することを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記トレンチを形成する工程では、前記第1トレンチと前記第3トレンチとは同一のパターンであることを特徴とする請求項5または6に記載の電気光学装置の製造方法。
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