JPH05203991A - Liquid crystal panel display device - Google Patents

Liquid crystal panel display device

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Publication number
JPH05203991A
JPH05203991A JP3573092A JP3573092A JPH05203991A JP H05203991 A JPH05203991 A JP H05203991A JP 3573092 A JP3573092 A JP 3573092A JP 3573092 A JP3573092 A JP 3573092A JP H05203991 A JPH05203991 A JP H05203991A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
circuit block
display device
driving
Prior art date
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Pending
Application number
JP3573092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhisa Ogawa
勝久 小川
Shunsuke Inoue
俊輔 井上
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP3573092A priority Critical patent/JPH05203991A/en
Publication of JPH05203991A publication Critical patent/JPH05203991A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Shift Register Type Memory (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the degree of integration and decrease the number of chips, to reduce the component cost and assembly cost, and to improve the reliability and miniaturizing the size. CONSTITUTION:The active matrix liquid crystal panel display device which has a picture element matrix 7 consisting of transistors is constituted by integrating at least a video signal processing circuit 1 which converts a video signal into a three-primary-color signal 11, a liquid crystal driving circuit block 2 which converts the primary-color signal into a liquid crystal driving signal 12, vertical and horizontal shift registers 6 and 5 for driving the transistors of the picture element matrix 7, a panel control signal generating circuit block 3 for driving the shift registers, and an active matrix panel 4 in a semiconductor layer on the same substrate 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像表示用液晶パネル
表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal panel display device for image display.

【0002】[0002]

【従来の技術】まず、従来の画像表示用液晶パネル表示
装置に用いられるマトリクス基板及びその作製方法につ
いて説明する。
2. Description of the Related Art First, a matrix substrate used in a conventional image display liquid crystal panel display device and a method for manufacturing the same will be described.

【0003】従来のマトリクス基板は、ポリシリコン又
はアモルファスシリコンのチャネルを有する薄膜トラン
ジスタ及びそれらを電気的に接続する金属配線により構
成されていた。詳細な製造方法については、例えば特願
昭61−255018号に記載されている。
A conventional matrix substrate is composed of a thin film transistor having a channel of polysilicon or amorphous silicon and a metal wiring for electrically connecting them. The detailed manufacturing method is described in, for example, Japanese Patent Application No. 61-255018.

【0004】図3に従来の液晶パネル表示装置の全体の
ブロック図を示す。図3は、特にTV信号を液晶パネル
に表示する装置である。
FIG. 3 shows an overall block diagram of a conventional liquid crystal panel display device. FIG. 3 shows an apparatus for displaying TV signals on a liquid crystal panel.

【0005】同図において、1がビデオ信号処理回路ブ
ロックでコンポジット信号8が入力され、R(赤)、G
(緑)、B(青)の3原色信号11に変換する。また前
記ビデオ信号処理回路ブロック1はパネル駆動に必要な
同期信号9も発生する。3はパネル制御信号発生回路ブ
ロック(パネルコントロールタイミングジェネレータ)
で各種制御信号を発生する。2は液晶駆動ブロックでこ
こで液晶駆動に必要な交流駆動化やγ補正、ブライト
バイアス(Bright Bias)の付加、及びロー
テーション動作が行なわれる。4がアクティブマトリク
ス液晶パネル、5が水平シフトレジスタで構成されるソ
ース線ドライバー(以下、Xドライバーと略記す
る。)、6が垂直シフトレジスタで構成されるゲート線
ドライバー(以下Yドライバーと略記する。)、7は画
素マトリクスである。
In the figure, reference numeral 1 is a video signal processing circuit block, to which a composite signal 8 is inputted, and R (red), G
The signals are converted into the three primary color signals 11 of (green) and B (blue). The video signal processing circuit block 1 also generates a synchronizing signal 9 necessary for driving the panel. 3 is a panel control signal generation circuit block (panel control timing generator)
Generates various control signals. Reference numeral 2 is a liquid crystal drive block, in which the AC drive required for liquid crystal drive, gamma correction, and bright
A bias (Bright Bias) is added and a rotation operation is performed. Reference numeral 4 is an active matrix liquid crystal panel, 5 is a source line driver (hereinafter abbreviated as X driver) configured by a horizontal shift register, and 6 is a gate line driver (hereinafter abbreviated as Y driver) configured by a vertical shift register. ) And 7 are pixel matrices.

【0006】前記3原色信号11は、前記液晶駆動回路
ブロック2でγ補正され、前記パネルコントローラ3の
出力13である制御信号1で交流駆動化、ブライト バ
イアス(Bright Bias)付加、及びローテー
ション動作が行なわれる。
The three primary color signals 11 are gamma-corrected by the liquid crystal drive circuit block 2, and AC control is performed by the control signal 1 which is the output 13 of the panel controller 3, bright bias (Bright Bias) is added, and a rotation operation is performed. Done.

【0007】12は、液晶駆動信号であり、前記アクテ
ィブマトリクス液晶パネル4に入力される。10は、前
記アクティブマトリクス液晶パネル4内の前記Xドライ
バー5と前記Yドライバー6を制御する制御信号2であ
る。
Reference numeral 12 is a liquid crystal drive signal, which is input to the active matrix liquid crystal panel 4. Reference numeral 10 is a control signal 2 for controlling the X driver 5 and the Y driver 6 in the active matrix liquid crystal panel 4.

【0008】この様な構成でシステムを組む場合、前記
ビデオ信号処理回路ブロック1及び前記液晶駆動ブロッ
ク2は、アナログ処理が主体であるため、高速バイポー
ラプロセスの半導体集積回路でIC化される。一方、前
記パネルコントロールタイミングジェネレータ3はデジ
タル信号処理回路なので、CMOSプロセスによる半導
体集積回路でIC化されていた。
In the case of constructing a system with such a configuration, the video signal processing circuit block 1 and the liquid crystal drive block 2 are mainly used for analog processing, so that they are integrated into a semiconductor integrated circuit of a high speed bipolar process. On the other hand, since the panel control timing generator 3 is a digital signal processing circuit, it has been integrated into a semiconductor integrated circuit by a CMOS process.

【0009】図4は、図3の構成で実装した時の従来の
状態を示す模式的平面図である。同図において、20は
入力ビデオ信号用の配線で図3の前記コンポジット信号
8が入力される。17はビデオ信号処理用ICで図3の
前記ビデオ信号処理回路ブロック1に相当し、18は液
晶駆動用ICで図3の前記液晶駆動回路ブロック2に相
当し、19はパルスタイミングジェネレータICで図3
の前記パネルコントロールタイミングジェネレータ3に
相当する。16はこれらのICを実装する基板であり、
液晶駆動信号はフレキシブルケーブル15を通して前記
アクティブマトリクス液晶パネル4に入力される。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a conventional state when the structure of FIG. 3 is mounted. In the figure, numeral 20 is a wiring for an input video signal, to which the composite signal 8 of FIG. 3 is inputted. Reference numeral 17 is a video signal processing IC corresponding to the video signal processing circuit block 1 in FIG. 3, 18 is a liquid crystal driving IC corresponding to the liquid crystal driving circuit block 2 in FIG. 3, and 19 is a pulse timing generator IC. Three
This corresponds to the panel control timing generator 3 of FIG. 16 is a board on which these ICs are mounted,
The liquid crystal drive signal is input to the active matrix liquid crystal panel 4 through the flexible cable 15.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述した従来構造では、ポリシリコンやアモルファスシリ
コンを、トランジスタのチャネルとして用いているため
に、チャネルを通る電子の移動度は0.1〜100cm
2 /v.sであり、ばらつきも大きかった。
However, in the above-mentioned conventional structure, since polysilicon or amorphous silicon is used as the channel of the transistor, the electron mobility through the channel is 0.1 to 100 cm.
2 / v. s, and the variation was large.

【0011】この電子の移動度は、トランジスタのスイ
ッチ速度及び電流駆動力を律速しているため、画素の増
大を著しく困難にしていた。即ち、信号線を駆動するト
ランジスタの速度、電流駆動力が充分でないために、1
ライン300画素(XY方向で9万画素)程度の画素数
がせいぜいであり、それ以上の集積化は難しいという問
題があった。
This electron mobility makes it extremely difficult to increase the number of pixels because it controls the switching speed of the transistor and the current driving force. That is, the speed of the transistor that drives the signal line and the current driving force are not sufficient.
The number of pixels of about 300 pixels in a line (90,000 pixels in the XY directions) is at most, and there is a problem that further integration is difficult.

【0012】更に、前述した周辺の駆動回路、例えば液
晶信号処理用回路、トランジスタ駆動のための信号発生
回路は、高速性、高駆動力を要求される回路であり、ポ
リシリコンやアモルファスシリコンを使用したトランジ
スタで構成しようとすると、その高速性、高駆動力を得
るため大型のものにしなければならず、これはチップサ
イズの上でも実用的ではない。そこで、前述したよう
に、通常は別チップの単結晶シリコン上に集積して構成
されている。
Further, the peripheral driving circuits described above, such as the liquid crystal signal processing circuit and the signal generating circuit for driving the transistors, are circuits which are required to have high speed and high driving force, and polysilicon or amorphous silicon is used. In order to obtain the high speed and high driving force, it is necessary to make the transistor large in size, which is not practical in terms of chip size. Therefore, as described above, it is usually integrated and formed on the single crystal silicon of another chip.

【0013】このため、図4に示したように、複数のチ
ップ構成となり、全体構成としては、マトリクス基板及
び別のシリコンチップを2〜3個かかえる大がかりなも
のとなり、加えて配線としてのフレキシブルケーブル1
5や、基板16も必要となり、部品コスト、組立コス
ト、信頼性、スペース利用の面で効率の悪い装置となっ
ていた。
For this reason, as shown in FIG. 4, it has a plurality of chips, and the overall structure is a large one having a matrix substrate and a few silicon chips, and a flexible cable as wiring. 1
5 and the substrate 16 are also required, which is an inefficient device in terms of component cost, assembly cost, reliability, and space utilization.

【0014】(発明の目的)本発明の目的は、集積化を
高めることにより、チップの個数を減らし、部品コス
ト、組み立てコストを低くし、信頼性、小型化を向上さ
せた液晶パネル表示装置を実現することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a liquid crystal panel display device in which the number of chips is reduced by increasing integration, the cost of parts and assembly are reduced, and the reliability and the size are improved. It is to be realized.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、トランジスタにて形成された
画素マトリクスを有するアクティブマトリクス液晶パネ
ル表示装置において、少なくとも、ビデオ信号を3原色
信号に変換するビデオ信号処理回路ブロックと、前記3
原色信号を液晶駆動用信号に変換する液晶駆動回路ブロ
ックと、前記画素マトリクスのトランジスタを駆動する
為の垂直及び水平方向のシフトレジスタと、前記シフト
レジスタを駆動する為のパネル制御信号発生回路ブロッ
クと、前記画素マトリクスと、を同一基板上の半導体層
に集積化して一体的に形成したことを特徴とする液晶パ
ネル表示装置を提供するものである。
As a means for solving the above problems, the present invention provides an active matrix liquid crystal panel display device having a pixel matrix formed of transistors, in which at least a video signal is converted into three primary color signals. A video signal processing circuit block for conversion;
A liquid crystal driving circuit block for converting a primary color signal into a liquid crystal driving signal, vertical and horizontal shift registers for driving the transistors of the pixel matrix, and a panel control signal generating circuit block for driving the shift register. The present invention provides a liquid crystal panel display device characterized in that the pixel matrix and the pixel matrix are integrated and integrally formed on a semiconductor layer on the same substrate.

【0016】また、少なくとも、前記画素マトリクスの
トランジスタと、前記ビデオ信号処理回路ブロックと、
前記液晶駆動回路ブロックと、前記垂直及び水平方向の
シフトレジスタと、前記パネル制御信号発生回路ブロッ
クと、を構成するトランジスタを、同一の絶縁基板上の
単結晶シリコン層に形成することを特徴とする。
At least the pixel matrix transistor, the video signal processing circuit block, and
Transistors forming the liquid crystal drive circuit block, the vertical and horizontal shift registers, and the panel control signal generation circuit block are formed in a single crystal silicon layer on the same insulating substrate. ..

【0017】また、前記同一の基板が、多孔質シリコン
層上にエピタキシャル成長された単結晶シリコン層を有
する第1の基体の、該単結晶シリコン層の側を、絶縁性
支持体となる第2の基体に張り合わせた後、前記多孔質
シリコン層をエッチング除去して得られた基板であり、
かつ前記同一の基板上の半導体層が、前記単結晶シリコ
ン層であることを特徴とする液晶パネル表示装置によ
り、前記課題を解決しようとするものである。
In addition, the same substrate has a second substrate which has an insulating support on the side of the single crystal silicon layer of the first substrate having the single crystal silicon layer epitaxially grown on the porous silicon layer. A substrate obtained by etching and removing the porous silicon layer after bonding to a substrate,
The liquid crystal panel display device is characterized in that the semiconductor layers on the same substrate are the single crystal silicon layers.

【0018】[0018]

【作用】本発明によれば、画素マトリクスを構成するト
ランジスタと、各種の信号回路をアクティブマトリクス
パネルと同一基板上に集積化することで、同一基板上に
すべての構成ブロックを作り込み、部品点数、組立工程
を削減し、信頼性、コスト面、スペース面で効率の良い
システムを組む事が出来る。
According to the present invention, transistors constituting a pixel matrix and various signal circuits are integrated on the same substrate as an active matrix panel, so that all the constituent blocks are formed on the same substrate and the number of parts is increased. It is possible to reduce the assembly process and build an efficient system in terms of reliability, cost and space.

【0019】また本発明で用いるSOI基板は、SOI
薄膜基板を均一にしかも安価に製造する方法で作製され
るため、本発明にかかるマトリクス基板の製造にも適し
ている。
The SOI substrate used in the present invention is an SOI substrate.
Since the thin film substrate is manufactured by a method for manufacturing it uniformly and at low cost, it is suitable for manufacturing the matrix substrate according to the present invention.

【0020】[0020]

【実施例】本発明における実施例を図1に示す。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【0021】図1の14の枠内は、全て同一基板上に集
積化されている事を意味している。同図において、1が
ビデオ信号処理回路ブロックでコンポジット信号8が入
力され、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色信号1
1に変換する。また前記ビデオ信号処理回路ブロック1
はパネル駆動に必要な同期信号9も発生する。3はパネ
ル制御信号発生回路ブロック(パネルコントロールタイ
ミングジェネレータ)であり、各種制御信号を発生す
る。2は液晶駆動回路ブロックであり、ここで液晶駆動
に必要な交流駆動化や、γ補正、ブライト バイアス
(BrightBias)の付加、及びローテーション
動作が行なわれる。4がアクティブマトリクス液晶パネ
ル、5が水平シフトレジスタから成るソース線ドライバ
ー(Xドライバー)、6が垂直シフトレジスタからなる
ゲート線ドライバー(Yドライバー)、7は画素マトリ
クスである。
The inside of the frame 14 in FIG. 1 means that they are all integrated on the same substrate. In the figure, reference numeral 1 denotes a video signal processing circuit block to which a composite signal 8 is input, and three primary color signals 1 of R (red), G (green) and B (blue)
Convert to 1. Also, the video signal processing circuit block 1
Also generates a synchronization signal 9 necessary for driving the panel. A panel control signal generation circuit block (panel control timing generator) 3 generates various control signals. Reference numeral 2 denotes a liquid crystal drive circuit block, which performs AC drive necessary for liquid crystal drive, γ correction, addition of bright bias (BrightBias), and rotation operation. Reference numeral 4 is an active matrix liquid crystal panel, 5 is a source line driver (X driver) including a horizontal shift register, 6 is a gate line driver (Y driver) including a vertical shift register, and 7 is a pixel matrix.

【0022】前記3原色信号11は、前記液晶駆動回路
ブロック2でγ補正され、前記パネルコントロールタイ
ミングジェネレータの出力13である制御信号1で交流
駆動化、ブライト バイアス(Bright Bia
s)付加、及びローテーション動作が行なわれる。
The three primary color signals 11 are γ-corrected by the liquid crystal drive circuit block 2 and are AC driven by the control signal 1 which is the output 13 of the panel control timing generator, and the bright bias (Bright Bia).
s) Addition and rotation operations are performed.

【0023】12は、液晶駆動信号であり、前記アクテ
ィブマトリクス液晶パネル4に入力される。10は前記
アクティブマトリクス液晶パネル内の前記Xドライバー
5と前記Yドライバー6を制御する制御信号2である。
Reference numeral 12 is a liquid crystal drive signal, which is input to the active matrix liquid crystal panel 4. Reference numeral 10 is a control signal 2 for controlling the X driver 5 and the Y driver 6 in the active matrix liquid crystal panel.

【0024】この様な構成で実装した時の状態を図2の
模式的平面図に示す。図に示されるように、入力ビデオ
信号8は、配線20により、周辺回路も一体的に形成さ
れた集積マトリクス基板4’に入力される。
FIG. 2 is a schematic plan view showing a state of mounting with such a structure. As shown in the figure, the input video signal 8 is input to the integrated matrix substrate 4'in which peripheral circuits are integrally formed by the wiring 20.

【0025】次に本発明の集積マトリクス基板4’の作
製方法について述べる。
Next, a method of manufacturing the integrated matrix substrate 4'of the present invention will be described.

【0026】まず、SOI基板を用意する。本発明で使
用したSOI基板は、多孔質シリコン層上にエピタキシ
ャル層を形成した第1の基体を、第2の基体と貼り合せ
た後、該多孔質シリコン層をエッチングにより除去する
方法に依るものである。
First, an SOI substrate is prepared. The SOI substrate used in the present invention is based on a method in which a first substrate having an epitaxial layer formed on a porous silicon layer is bonded to a second substrate and then the porous silicon layer is removed by etching. Is.

【0027】この方法は、SOI薄膜基板を均一にしか
も安価に製造する方法であり、本発明にかかるマトリク
ス基板の製造にも適している。
This method is a method for uniformly and inexpensively producing an SOI thin film substrate, and is also suitable for producing the matrix substrate according to the present invention.

【0028】以下、本発明で用いるELTRAN法によ
るSOI基板の作製方法の一例を説明する。
An example of a method for manufacturing an SOI substrate by the ELTRAN method used in the present invention will be described below.

【0029】図5(a)〜(e)は本発明の半導体基板
の作製方法を説明するための工程図で、それぞれ各工程
における摸式的断面図として示されている。
FIGS. 5A to 5E are process drawings for explaining the method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention, each of which is shown as a schematic sectional view in each process.

【0030】本実施態様例では、P型あるいは高濃度N
型Si基板のすべてを多孔質化した後に、非多孔質単結
晶Si層をエピタキシャル成長させる方法について説明
する。
In this embodiment, P type or high concentration N
A method of epitaxially growing a non-porous single crystal Si layer after making all of the type Si substrate porous will be described.

【0031】まず、P型Si基板を用意して、その全部
を多孔質化した多孔質Si基板50を作製した(図5
(a))。
First, a P-type Si substrate was prepared, and a porous Si substrate 50 in which the whole was made porous (FIG. 5).
(A)).

【0032】P型Si基板は、HF溶液を用いた陽極化
成法によって多孔質化させることができ、この多孔質S
i層は、単結晶Siの密度2. 33g/cm3に比べて、H
F溶液濃度を50〜20%に変化させることでその密度
を1. 1〜0. 6g/cm3の範囲に変化させることができ
る。
The P-type Si substrate can be made porous by the anodization method using an HF solution.
The i layer has a H content higher than the density of single crystal Si of 2.33 g / cm 3.
By changing the F solution concentration to 50 to 20%, the density can be changed to the range of 1.1 to 0.6 g / cm 3 .

【0033】また、この多孔質Si層は、透過電子顕微
鏡による観察によれば、平均約600オングストローム
程度の径の孔が形成される。
Further, in the porous Si layer, when observed by a transmission electron microscope, pores having an average diameter of about 600 angstroms are formed.

【0034】また、多孔質層は、その内部に大量の空隙
が形成されているために、密度が半分以下に減少する。
その結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するた
め、その化学エッチング速度は、通常の単結晶層のエッ
チング速度に比べて、著しく増速される。
Further, since the porous layer has a large amount of voids formed therein, the density thereof is reduced to less than half.
As a result, the surface area is remarkably increased as compared with the volume, so that the chemical etching rate thereof is remarkably increased as compared with the etching rate of a normal single crystal layer.

【0035】次に、多孔質化した基板50表面に、種々
の成長法により、エピタキシャル成長を行い、単結晶S
i層53を形成した(図5(b))。
Next, epitaxial growth is performed on the surface of the porous substrate 50 by various growth methods to obtain a single crystal S.
The i layer 53 was formed (FIG.5 (b)).

【0036】多孔質Si層には、透過電子顕微鏡による
観察によれば、平均約600オングストローム程度の径
の孔が形成されており、その密度は単結晶Siに比べる
と、半分以下になるにもかかわらず、単結晶性は維持さ
れており、多孔質層の上部へ単結晶Si層をエピタキシ
ャル成長させることも可能である。ただし、1000℃
以上では、内部の孔の再配列が起こり、増速エッチング
の特性が損なわれる。このため、Si層のエピタキシャ
ル成長には、分子線エピタキシャル成長、プラズマCV
D、減圧CVD法、光CVD、バイアス・スパッタ−
法、液相成長法等の低温成長が好適とされている。
According to observation with a transmission electron microscope, pores having an average diameter of about 600 angstroms are formed in the porous Si layer, and the density thereof is less than half that of single crystal Si. Nevertheless, single crystallinity is maintained, and it is possible to epitaxially grow a single crystal Si layer on top of the porous layer. However, 1000 ° C
In the above, rearrangement of the internal holes occurs, and the characteristics of the enhanced etching are impaired. Therefore, molecular beam epitaxial growth, plasma CV
D, low pressure CVD method, photo CVD, bias sputtering
The low temperature growth such as the liquid crystal growth method and the liquid phase growth method is suitable.

【0037】次に、図5(c)に示されるように、多孔
質Si基板50上の単結晶Si層53表面を酸化して酸
化膜52を形成する。この酸化膜52は、最終的な活性
層となる単結晶シリコン層53の界面準位を低減させる
ために形成するものである。
Next, as shown in FIG. 5C, the surface of the single crystal Si layer 53 on the porous Si substrate 50 is oxidized to form an oxide film 52. The oxide film 52 is formed in order to reduce the interface state of the single crystal silicon layer 53 which will be the final active layer.

【0038】次に、上述のようにして作製した第1の基
体Aの酸化膜52表面に、第2の基体Bとして絶縁性基
板51を、Van der Waals 力で引き合っている程度、あ
るいは貼り合わせ界面が両基板の熱膨張係数の差により
剥がれない程度に、室温あるいは加熱して貼合わせる
(一次貼合わせ)。この一次貼合わせの貼合わせ強度
は、この後の完全結合による二次貼合わせが行われるま
での工程によってはがれたりせずに、一次貼合わせ状態
を保っていられる程度の強度である(図5(d))。
Next, the insulating substrate 51 as the second substrate B is attached to the surface of the oxide film 52 of the first substrate A produced as described above to the extent that they are attracted to each other by Van der Waals force, or bonded. The bonding is performed at room temperature or by heating so that the interface does not separate due to the difference in the thermal expansion coefficient of both substrates (primary bonding). The bonding strength of this primary bonding is such a strength that the primary bonding state can be maintained without peeling off due to the steps up to the subsequent secondary bonding by complete bonding (Fig. 5 ( d)).

【0039】次に、多孔質Si基板50を全部、バッフ
ァード弗酸とアルコールとの混合液に浸すことによっ
て、多孔質Si50のみを無電解湿式化学エッチングし
て除去し、絶縁性基板51、52上に、薄膜化した単結
晶Si層53を残存させる。
Next, the entire porous Si substrate 50 is immersed in a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and alcohol to remove only the porous Si 50 by electroless wet chemical etching to remove the insulating substrates 51, 52. The thinned single crystal Si layer 53 is left on the top.

【0040】更に、熱処理を施して、Si/ SiO2
(51/52)と絶縁性基板51とをより強固に完全結
合させる二次貼合わせを行うことにより、図5(e)に
示されるような本発明で用いる半導体基板が得られる。
Further, a heat treatment is performed to carry out secondary bonding to more firmly and completely bond the Si / SiO 2 layer (51/52) and the insulating substrate 51, as shown in FIG. 5 (e). The semiconductor substrate used in the present invention can be obtained.

【0041】上記したように、本発明の方法によれば、
Si単結晶の薄膜と絶縁性基板との貼合わせとなるた
め、薄膜が基板に合わせる様に貼合わせが行われ、熱膨
張係数の差による基板の剥がれや割れを防ぐことができ
る。
As mentioned above, according to the method of the present invention,
Since the Si single crystal thin film and the insulating substrate are bonded together, the bonding is performed so that the thin film is aligned with the substrate, and peeling or cracking of the substrate due to the difference in thermal expansion coefficient can be prevented.

【0042】また絶縁性基板51、52上に結晶性がS
iウエハと同等な単結晶Si層53が平坦に、しかも均
一に薄層化されて、ウエハ全域に、大面積に形成され
る。
The crystallinity is S on the insulating substrates 51 and 52.
The single-crystal Si layer 53 equivalent to that of the i-wafer is flattened and uniformly thinned to have a large area over the entire wafer.

【0043】こうして得られた半導体基板は、絶縁分離
された電子素子作製という点から見ても好適に使用する
ことができる。
The semiconductor substrate thus obtained can be suitably used from the viewpoint of manufacturing an electronic element which is insulated and separated.

【0044】また、本実施例では、エッチング液として
バッファード弗酸とアルコールとの混合液を用いて無電
解湿式エッチングによる選択エッチング法について述べ
たが、エッチング液としては、これに限られることはな
い。
In the present embodiment, the selective etching method by electroless wet etching using a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and alcohol as an etching solution has been described, but the etching solution is not limited to this. Absent.

【0045】更に、図6(a)〜(d)は、本実施例の
半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図であ
る。
Further, FIGS. 6A to 6D are process cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment.

【0046】(a)図は、上述したELTRAN法によ
り得られた基板であり、数百μmの厚さを持つシリコン
基板51上に絶縁層52を有し、その上に100Åから
1μmの単結晶のシリコン層53を有する構造である。
FIG. 10A shows a substrate obtained by the above-mentioned ELTRAN method, which has an insulating layer 52 on a silicon substrate 51 having a thickness of several hundred μm, and a single crystal of 100 Å to 1 μm on it. It has a silicon layer 53 of.

【0047】次に、(a)図の基板上に、熱酸化によ
り、200〜1000Åのシリコン酸化膜を形成した
後、LPCVD法により100〜500Åのシリコン窒
化膜を形成し、該窒化膜を所望の形にパターニングし、
1000℃で1〜6時間シリコンの選択酸化(LOCO
S)を行なう。本実施例では、(b)図のように選択酸
化された部分(LOCOS:57)は、下層の絶縁層5
2に達し、隣り合う活性部を完全に分離した構造にし
た。これはまた、例えば、チャネルストップ層を形成す
ることにより、単結晶シリコン層が左右につながった構
造をとることも可能である。その後、フォトリソ工程と
イオン注入法により(b)図のようにp型活性部と、n
型活性部を形成する。
Then, a silicon oxide film having a thickness of 200 to 1000 Å is formed on the substrate shown in FIG. 4A by thermal oxidation, and then a silicon nitride film having a thickness of 100 to 500 Å is formed by the LPCVD method. Pattern in the shape of
Selective oxidation of silicon (LOCO
S). In this embodiment, the selectively oxidized portion (LOCOS: 57) as shown in FIG.
2 was reached, and the adjacent active parts were completely separated. It is also possible to form a structure in which single-crystal silicon layers are connected to the left and right by forming a channel stop layer, for example. After that, a p-type active region and an n-type active region are formed as shown in FIG.
Form a mold active part.

【0048】次に、LPCVD法により、ポリシリコン
55を500〜5000Å堆積させる。該ポリシリコン
層55はMOSFETのゲート電極の材料としてだけで
なく、配線層としても使用できるので、抵抗を小さくす
るために、膜厚は厚いほうが望ましい。また、2000
Å程度の厚さにして、金属シリサイド(タングステン、
チタンなど)を積層して抵抗を下げても良い。次にポリ
シリコン55をパターニングして、NMOS部にはヒ
素、又はリン、PMOS部にはボロン、またはフッ化ボ
ロンをイオン注入した後、500〜1000℃の熱処理
を施し、(c)図の構造を得る。
Next, polysilicon 55 is deposited by 500 to 5000 Å by the LPCVD method. Since the polysilicon layer 55 can be used not only as a material for the gate electrode of the MOSFET but also as a wiring layer, it is preferable that the film thickness is large in order to reduce the resistance. Also, 2000
Å About the thickness of metal silicide (tungsten,
The resistance may be lowered by laminating titanium). Next, the polysilicon 55 is patterned, arsenic or phosphorus is ion-implanted into the NMOS portion, and boron or boron fluoride is ion-implanted into the PMOS portion, and then heat treatment is performed at 500 to 1000 ° C., and the structure of FIG. To get

【0049】なお、本発明ではNMOS、PMOSとも
+ 層、p+ 層がチャネル領域に直接接するシングルド
レイン構造を説明したが、工程を増加させれば、例え
ば、n- 層、p- 層を、n+ 層、p+ 層とチャネル領域
の間に形成して、PN接合に生じる電界を緩和すること
により、トランジスタを更に高い電圧で駆動することも
できる。われわれの実験でも10V以上の電源電圧が必
要な場合には上記のような電界緩和構造が有効であるこ
とが分かった。
In the present invention, the single drain structure in which the n + layer and the p + layer are in direct contact with the channel region in both the NMOS and the PMOS has been described, but if the number of processes is increased, for example, the n layer and the p layer are formed. , N + layer, p + layer and the channel region to relax the electric field generated in the PN junction, the transistor can be driven at a higher voltage. In our experiments, it was found that the electric field relaxation structure as described above is effective when a power supply voltage of 10 V or higher is required.

【0050】その後、CVD法により、BPSG膜を3
000〜8000Å堆積し、第1の層間絶縁膜57を形
成する。更に電極取り出しのためのコンタクト孔を開口
した後、スパッタ法により、アルミニウム電極56を3
000〜8000Å形成する。アルミニウムをパターニ
ングした後、プラズマ励起法、または熱CVD法により
シリコン窒化膜、またはシリコン酸化膜を3000〜1
0000Å堆積する。この膜は第2の層間絶縁膜58と
なる。
After that, a BPSG film is formed by CVD to 3
000 to 8000 Å are deposited to form a first interlayer insulating film 57. Further, after opening a contact hole for taking out the electrode, the aluminum electrode 56 is formed to 3 by the sputtering method.
000-8000Å is formed. After patterning the aluminum, the silicon nitride film or the silicon oxide film is exposed to 3000 to 1 by a plasma excitation method or a thermal CVD method.
0000Å is deposited. This film becomes the second interlayer insulating film 58.

【0051】この時、スピンオンガラスにより、半導体
表面を出来るだけ平坦にしておくことは、以下の理由に
より、有効である。
At this time, it is effective to make the semiconductor surface as flat as possible by spin-on glass for the following reason.

【0052】第1に、平坦にすることにより、多層配線
を行なう場合に2層目以降の配線層が急峻な段差によ
り、断線するという故障が低下する。
First, by flattening, when multi-layered wiring is performed, a failure such as disconnection due to steep steps in the second and subsequent wiring layers is reduced.

【0053】第2に、平坦化することにより、液晶を配
向するための配向処理が均一になり、マトリックスパネ
ルを形成した時の画質が向上する。
Secondly, by flattening, the alignment treatment for aligning the liquid crystal becomes uniform, and the image quality when the matrix panel is formed is improved.

【0054】これ以降の工程は、表示画素部の蓄積容量
を形成するためのものであり、駆動回路部、及び周辺の
ロジック回路、ドライバー回路部に機能を付加するもの
ではない。しかし、逆にMOSFETの動作に支障をき
たすものではない。すなわち、第1層目の透明電極59
としてITO(インジウム−スズ酸化膜)を500〜2
000Å、スパッタリング法により、アルゴンと酸素の
混合ガス中で堆積させる。
The subsequent steps are for forming the storage capacitor of the display pixel section, and do not add a function to the drive circuit section, the peripheral logic circuit and the driver circuit section. However, on the contrary, it does not hinder the operation of the MOSFET. That is, the transparent electrode 59 of the first layer
ITO (indium-tin oxide film) as 500 to 2
000 Å, deposited by a sputtering method in a mixed gas of argon and oxygen.

【0055】次に、スパッタリング法、またはCVD法
により、シリコン酸化膜61を300〜3000Å堆積
する。この膜は、蓄積容量の容量を決める膜であり、厚
さに関しては、必要な諧調、蓄積容量部の面積、画素ト
ランジスタの画素側の電極に寄生する寄生容量などによ
り決められるものである。本発明では、64階調を確保
するために、蓄積容量を120fF、シリコン酸化膜厚
を2000Åとした。
Next, a silicon oxide film 61 is deposited by 300 to 3000 Å by the sputtering method or the CVD method. This film is a film that determines the capacitance of the storage capacitor, and its thickness is determined by the necessary gradation, the area of the storage capacitor portion, the parasitic capacitance parasitic on the pixel side electrode of the pixel transistor, and the like. In the present invention, in order to secure 64 gradations, the storage capacitance is 120 fF and the silicon oxide film thickness is 2000 Å.

【0056】最後に、再びコンタクト孔を開口し、第2
の透明電極60であるITOを500〜2000Å堆積
する。その後、パターニングしたものが(d)図であ
る。
Finally, the contact hole is opened again, and the second
ITO, which is the transparent electrode 60, is deposited to 500 to 2000 liters. After that, the patterning is shown in FIG.

【0057】図示はしていないが、その後、配向膜を堆
積し、配向処理を施し、液晶材料を表示部に充填する工
程は従来の液晶パネルの作成法と同じである。
Although not shown, the steps of depositing an alignment film, performing an alignment treatment, and filling a liquid crystal material into the display section are the same as those in the conventional liquid crystal panel manufacturing method.

【0058】なお、本発明においては、画素部のトラン
ジスタをPMOSとしたが、NMOSでも同一の工程で
同一の機能を実現できることは言うまでもない。
In the present invention, the transistor in the pixel section is a PMOS, but it goes without saying that an NMOS can also realize the same function in the same step.

【0059】また、本実施例は、カラー液晶パネルを例
にとって説明したが、カラーのものに限ることはなく、
モノクロ液晶パネルにも応用できることは明白である。
Further, although the present embodiment has been described by taking the color liquid crystal panel as an example, it is not limited to the color one.
Obviously, it can be applied to a monochrome liquid crystal panel.

【0060】このようにして作成した半導体装置は、
(d)図のように、 画素マトリクス部と、その駆動回
路、及び周辺のロジック回路、ドライバー回路が、同一
チップ上に形成されているため、実装を含めたトータル
のコストを大幅に下げることができる。 また、単結晶
シリコン中に形成するため、極めてコンパクトなモジュ
ールを構成することができる。同じ回路を、従来から用
いられているポリシリコンTFT技術で実現しようとす
ると、チップ全体は、本発明の約10倍ほどの大きさに
なると予想される。
The semiconductor device thus manufactured is
As shown in (d), the pixel matrix part, its drive circuit, and the peripheral logic circuit and driver circuit are formed on the same chip, so that the total cost including mounting can be significantly reduced. it can. Moreover, since it is formed in single crystal silicon, an extremely compact module can be constructed. If the same circuit is to be realized by the conventionally used polysilicon TFT technology, the entire chip is expected to be about 10 times larger than the present invention.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、基板内には、単結晶シリコンをチャネルとするNM
OSFET,PMOSFETが集積され、そのスイッチ
ング速度及び駆動力は、従来例のポリシリコン又はアモ
ルファスシリコンチャネルのMOSFETの数十〜数百
倍を有することとなる。
As described above, according to the present invention, an NM having a channel of single crystal silicon is provided in the substrate.
The OSFET and the PMOSFET are integrated, and the switching speed and driving force thereof are several tens to several hundreds of times that of the conventional polysilicon or amorphous silicon channel MOSFET.

【0062】そのため、この単結晶シリコンの高速性を
もってすれば、マトリクス基板の面積をあまり増大させ
ることなく、周辺回路を同一基板上に作り込むことは充
分可能となった。
Therefore, with the high speed of this single crystal silicon, it became possible to sufficiently form the peripheral circuit on the same substrate without increasing the area of the matrix substrate so much.

【0063】又、NMOS及びPMOSで構成できるあ
らゆる回路素子が同一の過程で作りこめることは明白で
ある。
Also, it is obvious that all circuit elements which can be constituted by NMOS and PMOS can be manufactured in the same process.

【0064】また本発明で用いるSOI基板は、SOI
薄膜基板を均一にしかも安価に製造する方法で作製され
るため、本発明にかかるマトリクス基板の製造にも適し
ている。
The SOI substrate used in the present invention is an SOI substrate.
Since the thin film substrate is manufactured by a method for manufacturing it uniformly and at low cost, it is suitable for manufacturing the matrix substrate according to the present invention.

【0065】即ち、本発明によれば、各種の回路ブロッ
クを液晶マトリクスパネルと同一基板上に集積化するこ
とで、同一基板上にすべての構成ブロックを作り込み、
部品点数、組立工程を削減し、信頼性、コスト面、スペ
ース面で効率の良いシステムを組む事が出来る。
That is, according to the present invention, by integrating various circuit blocks on the same substrate as the liquid crystal matrix panel, all the constituent blocks are formed on the same substrate,
It is possible to reduce the number of parts and the assembly process, and to build an efficient system in terms of reliability, cost and space.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の実装時の模式的平面図。FIG. 2 is a schematic plan view of a mounting example of the present invention.

【図3】従来例のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a conventional example.

【図4】従来例の実装時の模式的平面図。FIG. 4 is a schematic plan view of a conventional example during mounting.

【図5】本発明の実施例のSOI基板の製造工程断面
図。
FIG. 5 is a sectional view of a step of manufacturing an SOI substrate according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例の半導体装置の製造工程断面
図。
FIG. 6 is a sectional view showing a step of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ビデオ信号処理回路ブロック 2 液晶駆動回路ブロック 3 パネル制御信号発生回路ブロック(パネルコント
ロールタイミングジェネレータ) 4,4’ アクティブマトリクス液晶パネル 5 ソース線ドライバー(水平シフトレジスタ)(X
ドライバー) 6 ゲート線ドライバー(垂直シフトレジスタ)(Y
ドライバー) 7 画素マトリクス 8 コンポジット信号 9 同期信号 10 制御信号2 11 3原色信号 12 液晶駆動信号 13 制御信号1 14 同一基板上に集積化されている事を意味する枠 15 フレキシブルケーブル 16 基板 17 ビデオ信号処理用IC 18 液晶駆動用IC 19 パルスタイミングジェネレータIC 20 入力ビデオ信号用配線
1 Video signal processing circuit block 2 Liquid crystal drive circuit block 3 Panel control signal generation circuit block (panel control timing generator) 4, 4'Active matrix liquid crystal panel 5 Source line driver (horizontal shift register) (X
Driver) 6 Gate line driver (vertical shift register) (Y
Driver) 7 Pixel matrix 8 Composite signal 9 Sync signal 10 Control signal 2 11 3 Primary color signal 12 Liquid crystal drive signal 13 Control signal 1 14 Frame that means integrated on the same board 15 Flexible cable 16 Board 17 Video signal Processing IC 18 Liquid crystal driving IC 19 Pulse timing generator IC 20 Input video signal wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/66 102 B 9068−5C 9/30 8943−5C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication H04N 5/66 102 B 9068-5C 9/30 8943-5C

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トランジスタにて形成された画素マトリ
クスを有するアクティブマトリクス液晶パネル表示装置
において、 少なくとも、ビデオ信号を3原色信号に変換するビデオ
信号処理回路ブロックと、 前記3原色信号を液晶駆動用信号に変換する液晶駆動回
路ブロックと、 前記画素マトリクスのトランジスタを駆動する為の垂直
及び水平方向のシフトレジスタと、 前記シフトレジスタを駆動する為のパネル制御信号発生
回路ブロックと、 前記画素マトリクスと、 を同一基板上の半導体層に集積化して一体的に形成した
ことを特徴とする液晶パネル表示装置。
1. An active matrix liquid crystal panel display device having a pixel matrix formed of transistors, at least a video signal processing circuit block for converting a video signal into three primary color signals, and a liquid crystal driving signal for the three primary color signals. A liquid crystal drive circuit block for converting the pixel matrix, vertical and horizontal shift registers for driving the transistors of the pixel matrix, a panel control signal generating circuit block for driving the shift register, and the pixel matrix. A liquid crystal panel display device characterized by being integrally formed on a semiconductor layer on the same substrate.
【請求項2】 少なくとも、 前記画素マトリクスと、 前記ビデオ信号処理回路ブロックと、 前記液晶駆動回路ブロックと、 前記垂直及び水平方向のシフトレジスタと、 前記パネル制御信号発生回路ブロックと、 を構成するトランジスタを、同一の絶縁基板上の単結晶
シリコン層に形成することを特徴とする請求項1記載の
液晶パネル表示装置。
2. A transistor forming at least the pixel matrix, the video signal processing circuit block, the liquid crystal drive circuit block, the vertical and horizontal shift registers, and the panel control signal generation circuit block. 2. The liquid crystal panel display device according to claim 1, wherein the single crystal silicon layer is formed on the same insulating substrate.
【請求項3】 前記同一の基板が、多孔質シリコン層上
にエピタキシャル成長された単結晶シリコン層を有する
第1の基体の、該単結晶シリコン層の側を、絶縁性支持
体となる第2の基体に張り合わせた後、前記多孔質シリ
コン層をエッチング除去して得られた基板であり、かつ
前記同一の基板上の半導体層が、前記単結晶シリコン層
であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶パ
ネル表示装置。
3. The second substrate, wherein the same substrate has a single crystal silicon layer epitaxially grown on a porous silicon layer, and the single crystal silicon layer side of the first substrate serves as an insulating support. 2. A substrate obtained by etching and removing the porous silicon layer after being bonded to a substrate, and the semiconductor layer on the same substrate is the single crystal silicon layer. 2. The liquid crystal panel display device according to item 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08211363A (en) * 1994-10-07 1996-08-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Active matrix panel
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