JPH11135497A

JPH11135497A - 層間絶縁膜及び表示装置の製造方法

Info

Publication number: JPH11135497A
Application number: JP29446197A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kamei; 誠司亀井; Katsumi Kurematsu; 榑松　　克巳; Osamu Koyama; 理小山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】層間絶縁膜上の凹凸を著しく緩和及び平坦化
することにより、多層金属配線の信頼性や表示装置の電
気的特性を向上させる。【解決手段】ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成方法
において、第１の無機ＳＯＧ膜７上に、酸素成分を含む
雰囲気中で紫外光８を発光させ、オゾン及び活性酸素原
子を生成、照射する工程と、さらにその上に第２の無機
ＳＯＧ膜９を形成する工程と、を有することを特徴とし
た層間絶縁膜の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、層間絶縁膜の製造
方法、及びこれを用いた表示装置の製造方法に関し、特
に、表示装置の層間絶縁膜の形成方法において、表面改
質処理を施した無機ＳＯＧを用いた平坦化技術に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、層間絶縁膜に平坦性を持たせる場
合、ＳＯＧ膜を使用するのが一般的で、パターン段差の
緩和など（ステップカバレッジの改善等）に非常に有効
であった。

【０００３】図３に従来技術を用いた半導体装置におけ
る層間絶縁膜の断面図を示す。

【０００４】同図において１は半導体基板、２は絶縁酸
化膜、３は多結晶シリコン、４は絶縁膜、５は金属配
線、６は第１層間絶縁膜、７はＳＯＧ膜、１０は第２層
間絶縁膜、１１はコンタクト孔内段差、である。

【０００５】以下に従来用いられて来た技術を図３にて
説明する。

【０００６】半導体基体１上に選択酸化法にて絶縁酸化
膜２を形成する。次にＬＰ−ＣＶＤ法にて多結晶シリコ
ン３を堆積させ、不純物ドープ熱処理を加え、フォトリ
ソグラフィー工程にてパターニングを行う。この様に前
記半導体基体１上に半導体素子を形成する。その後絶縁
膜４を形成する。

【０００７】次にパターニングで前記絶縁膜４に前記多
結晶シリコン３と電気的接続を取る為のコンタクト孔を
形成し、その上にスパッタリング法で金属膜を堆積さ
せ、パターニングにより金属配線５を形成する。次にＰ
−ＣＶＤ法等を用い、第１層間絶縁膜６を堆積させる。
次にＳＯＧ膜７を回転塗布法で塗布し、熱処理を加え、
エッチバック法で段差周辺部以外で、平坦な部分の前記
ＳＯＧ膜を除去する。その後第２層間絶縁膜１０を堆積
させる。以上の様な多層構造の層間絶縁膜を構成し、以
後、第２金属配線等を形成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例での層間絶縁膜の平坦性向上に用いられるＳＯＧ膜
は、パターン段差周りでの流動性を持たせる為、Ｐ（リ
ン）を含有しているものが多く、その後のプロセスで第
２の金属配線をする際、スルーホールと呼ばれる第１−
第２金属配線を導通させる孔周辺に、このＳＯＧが存在
すると金属配線を腐食させる為、この周辺だけＳＯＧを
除去するエッチバックプロセスが必要であった。又、よ
り一層段差を緩和しようと、このＳＯＧを厚く塗布する
と、今度はＳＯＧ膜の持つ応力で空隙が発生する為、素
子の電気的特性を著しく低下させてしまう。

【０００９】一方で、有機ＳＯＧで厚く塗布する事が可
能となるが、この有機ＳＯＧの持つＣＨ₃ 基が、スルー
ホール形成時にポリマーとなって導通不良を生じさせた
り、やはり空隙が発生したりする為、ここでもエッチバ
ックプロセスが必要になり、層間絶縁膜表面を平坦化出
来ないという問題があった。

【００１０】さらに、上記従来例での層間絶縁膜形成方
法では、ＳＯＧ膜が、段差周辺のみにしか存在しない
為、コンタクト孔内段差（図３の１１）が生じるので、
層間絶縁膜表面は一部の段差緩和のみに留まり、平坦化
されていない為、この後の多層金属配線の形成には前記
コンタクト孔内段差１１の影響により金属配線の断線が
生じ、表示装置や半導体装置の信頼性や歩留りを大きく
低下させてしまう。

【００１１】［発明の目的］本発明の目的は、無機ＳＯ
Ｇ膜に、酸素成分を含む雰囲気中での特定の波長（１７
２ｎｍ，１８５ｎｍ，２５４ｎｍ）を持つ紫外光を発光
させ、オゾン、活性酸素原子を照射し、又はＯ₂ プラズ
マを照射する事で前記無機ＳＯＧ膜の表面改質を施し、
さらに、その上に無機ＳＯＧ膜を形成する事で層間絶縁
膜上の凹凸を著しく緩和及び平坦化する事により、多層
金属配線の信頼性や表示装置の電気的特性を向上させる
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、前
記課題を解決するための手段として、ＳＯＧ膜を用いる
層間絶縁膜の形成方法において、第１の無機ＳＯＧ膜上
に、酸素成分を含む雰囲気中で紫外光を照射し、オゾン
及び活性酸素原子を生成、照射する工程と、さらにその
上に第２の無機ＳＯＧ膜を形成する工程と、を有するこ
とを特徴とした層間絶縁膜の製造方法を提供するもので
ある。

【００１３】また、前記無機ＳＯＧ膜は、第１の層間絶
縁膜と第２の層間絶縁膜との間に形成されることを特徴
とする。

【００１４】また、前記無機ＳＯＧ膜は、燐（Ｐ）を含
まないことを特徴とする。

【００１５】更にまた、前記第２の無機ＳＯＧ膜を形成
し、素子分離領域と素子形成領域上の段差及び空隙を緩
和又は無くす工程と、を有する層間絶縁膜の製造方法で
もある。

【００１６】また、ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成
方法において、第１の無機ＳＯＧ膜上に、酸素成分を含
む雰囲気中で紫外光を発光させ、オゾン及び活性酸素原
子を生成、照射して、前記第１の無機ＳＯＧ膜の最表層
の水素基を切断する工程と、さらにその上に第２の無機
ＳＯＧ膜を形成する工程と、を有することを特徴とする
層間絶縁膜の製造方法でもある。

【００１７】また、前記紫外光の波長は、１００〜３０
０ｎｍであることを特徴とする。

【００１８】また、ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成
方法において、第１の無機ＳＯＧ膜上にＯ₂ プラズマを
照射する工程と、さらにその上に第２の無機ＳＯＧ膜を
形成する工程と、を有することを特徴とする層間絶縁膜
の製造方法でもある。

【００１９】また更に、前記無機ＳＯＧ膜の製造工程を
繰り返し、３層以上の無機ＳＯＧ膜を形成することを特
徴とする層間絶縁膜の製造方法でもある。

【００２０】また、本発明は、層間絶縁膜を有する半導
体装置を具備した表示装置の製造方法において、前記層
間絶縁膜が、前記層間絶縁膜の製造方法により製造され
ることを特徴とする表示装置の製造方法を提供するもの
である。

【００２１】［作用］本発明は、ＳＯＧを用いる層間絶
縁膜を形成する工程において、絶縁膜上に無機ＳＯＧを
塗布し、その後前記無機ＳＯＧの表面にＵＶ光又はＯ₂
プラズマを照射し、その後、前記無機ＳＯＧ膜上に、更
に無機ＳＯＧを塗布し、熱処理を加え、前記無機ＳＯＧ
膜上に絶縁膜を堆積させ、複数の層間絶縁膜の構成形態
を取ることが特徴である。

【００２２】このような構成によれば、前記絶縁膜上に
塗布した無機ＳＯＧ膜に特定の波長を持つＵＶ光、又は
Ｏ₂ プラズマを照射すると、前記無機ＳＯＧ膜の表面が
改質され、前記無機ＳＯＧ膜表面の濡れ性が向上する為
さらにもう一層の無機ＳＯＧ膜の塗布が可能となる。

【００２３】また前記無機ＳＯＧ膜にはＰ（リン）等の
不純物が混入されていないものを使用する為、エッチバ
ックプロセスが不要となる。

【００２４】この様に前記無機ＳＯＧ膜を表面改質して
複層構造に形成し、さらにその上に絶縁膜を堆積させる
事により、層間絶縁膜の表面の凹凸を非常に緩和し、
又、金属配線間に空隙を生じさせる事なく埋込みが可能
となる為、半導体基体表面の凹凸が層間絶縁膜表面に反
映される事が無く平坦化出来る。

【００２５】層間絶縁膜表面が平坦化される事により、
以降の多層金属配線の形成の信頼性が向上する為、表示
装置の電気的特性も信頼性が高いものとなり、歩留りを
向上させる事が可能となる。

【００２６】また、本発明によれば、金属配線間隔が
０．３〜４．０μｍ、素子分離領域上の絶縁膜の凹部断
差が１．５μｍ以下で、段差が大きく緩和され、特に前
記金属配線間隔が０．５〜２．５μｍ、前記素子分離領
域上の絶縁膜の凹部断差が１．０μｍ以下の場合、完全
に埋込まれ、平坦化することができる。

【００２７】

【実施例】

［第１の実施例］図１は、本発明の実施形態を最も良く
示すプロセスフローであり、表示装置を駆動するための
回路の半導体装置の概略断面図である。

【００２８】同図において、１は半導体基体、２は絶縁
酸化膜、３は多結晶シリコン、４は絶縁膜、５は金属配
線、６は第１層間絶縁膜、７は無機ＳＯＧ、８は表面改
質用ＵＶ光、９は無機ＳＯＧ、１０は第２層間絶縁膜で
ある。

【００２９】ここで図１のプロセスフローに従って説明
する。同図（ａ）において、１は半導体基体で、表示装
置を駆動させる回路を作り込んである。２は選択酸化法
を用いたフィールド酸化膜で本発明では１０５０℃の水
蒸気酸化で８０００オングストローム形成している。

【００３０】その上に多結晶シリコンを堆積させ、不純
物導入し、熱処理を加え、フォトリソグラフィー工程に
てパターニングを行ない、多結晶シリコン３を形成す
る。本発明では多結晶シリコン３の膜厚は４４００オン
グストロームである。もちろん、Ｗ等の金属と組合わせ
て多結晶シリコン３を形成しても良い。

【００３１】次に、ＣＶＤ法にて絶縁膜４を形成する。
本発明ではＢＰＳＧ膜を７０００オングストローム堆積
させているが他にＮＳＧ，ＰＳＧ及びこれらの膜を組合
わせて堆積させても良い。さらに熱処理を加え、パター
ニングを行ない、前記多結晶シリコン３上にコンタクト
孔を開口させ、スパッタリング法で金属膜を堆積させ、
パターニングにより金属配線５を形成する。本発明では
金属配線５はＴｉ／ＴｉＮとＡｌ−Ｓｉ／ＴｉＮを組合
わせて８０００オングストローム堆積させているが、他
の配線用金属、例えばＡｌ−Ｃｕ−Ｔｉ，Ａｌ−Ｃｕ等
の材料と組合わせて形成しても良い。

【００３２】次に第１層間絶縁膜６を堆積させる。本発
明ではプラズマ−ＣＶＤ法でＰ−ＳｉＯを５０００オン
グストローム堆積させているが、他にＰ−ＳｉＮ，ＴＥ
ＯＳ系を用いた絶縁膜及びそれらを組合わせた絶縁膜を
堆積しても良い。

【００３３】次に無機ＳＯＧ膜７を回転塗布法で表面全
体に塗布する。ここで用いる膜はＰ含有ＳＯＧや有機Ｓ
ＯＧではなく、無機ＳＯＧでなければならない。

【００３４】本発明では無機ＳＯＧ膜を２２００オング
ストローム塗布しているが、金属配線の幅や間隔、段差
に応じ、５００〜４０００オングストロームの間で増減
させる事が可能である。但し、４０００オングストロー
ムより厚く塗布すると、膜応力で空隙が形成されてしま
う為、４０００オングストローム以下に塗布しなければ
ならない。

【００３５】次に、図（ｂ）に示すように、前記無機Ｓ
ＯＧ膜７に表面改質用ＵＶ光８を全面に照射する。この
表面改質用ＵＶ光８は波長が１００〜３００ｎｍの間
で、活性酸素を生成させる条件である事が必要である。
また、この波長は、特に、１７２ｎｍ、又は１８５ｎｍ
及び２５４ｎｍの波長が好ましい。

【００３６】本実施例では、酸素雰囲気で１８５ｎｍ及
び２５４ｎｍの波長を６０秒照射する事でＯ₂ 及び活性
酸素原子を生成し、前記無機ＳＯＧ膜７の表面を改質し
ている。この活性酸素原子は高いエネルギーを持ってい
る為、水素終端している前記無機ＳＯＧ膜７の最表面の
水素基を切断出来る。この効果を利用し、表面改質を行
う事が本発明での重要な項目となる。

【００３７】又、波長が１７２ｎｍのＵＶ光を照射する
と、さらに効率良く活性酸素原子を生成する事が可能と
なり、表面改質の効果は上がる。

【００３８】さらに同様の表面改質方法として、前記無
機ＳＯＧ膜７にＯ₂ プラズマを照射する事で同じ表面改
質効果が得られる。本発明と同様の効果を得る為には、
１ｋＷ、６０秒のＯ₂ プラズマを照射する事により、同
じ結果が得られる。

【００３９】こうして表面改質された前記無機ＳＯＧ膜
７上にもう一層無機ＳＯＧ膜９を回転塗布法で形成す
る。本発明ではこの無機ＳＯＧ膜９の厚さを２２００オ
ングストロームで形成しているが、配線間隔や、パター
ン段差の高さ、埋込み性により、５００〜４０００オン
グストローム以下の範囲で増減させる事が可能である。
このような本発明によれば、パターン上の前記金属配線
間の間隔が０．３〜４．０μｍであれば前記層間絶縁膜
上の凹凸を著るしく緩和する事が出来、特に０．８〜
２．５μｍの間隔であれば、殆ど完全に平坦化する事が
可能である。

【００４０】又、コンタクト孔上の第１層間絶縁膜６の
凹部の段差は１．５μｍ以下であれば、空隙、凹部無く
埋込む事が出来、特に１．０μｍ以下では完全に平坦化
する事が可能である。これ以上の凹部内断差や前記金属
配線間隔が大きくなった場合、前記無機ＳＯＧ膜７及び
９の膜厚を厚くする方向にすれば良い。

【００４１】また、本発明は、２層の無機ＳＯＧ膜に限
定されることはなく、上述した本発明の工程により、３
層以上の無機ＳＯＧ膜を積層しても、更に大きな効果が
得られることは明らかである。

【００４２】本実施例では、次に、図１（ｃ）に示すよ
うに、４００℃、３０分の熱処理を行ない、その後Ｐ−
ＣＶＤ法にて第２層間絶縁膜１０を形成している。この
第２層間絶縁膜１０はＰ−ＳｉＯ膜を６０００オングス
トローム堆積しているが、Ｐ−ＳｉＮ，ＴＥＯＳ系の絶
縁膜でも同じ効果が得られる。

【００４３】この後は図示していないが、パターニング
によるスルーホール孔の形成、第２金属配線の形成が続
き、保護膜の堆積、最終パターニング及び最終熱処理工
程を経て、半導体装置及び表示装置は完成する。

【００４４】［第２の実施例］図２は本発明の別の実施
例を最も良く示すプロセスフローであり、表示装置の駆
動回路の半導体装置の概略断面図である。

【００４５】同図において、１は半導体基体、２は絶縁
酸化膜、３は多結晶シリコン、４は絶縁膜、５は金属配
線、６は第１層間絶縁膜、７は無機ＳＯＧ、８は表面改
質用ＵＶ光、９は無機ＳＯＧ、１０は第２層間絶縁膜、
１１は素子分離領域、１２は素子形成領域、である。

【００４６】ここで図２のプロセスフローに従って説明
する。同図（ａ）において、１は半導体基体で、表示装
置を駆動させる回路を作り込んである。２は選択酸化法
で形成したフィールド酸化膜で、本発明では１０５０℃
の水蒸気酸化で８０００オングストローム形成してい
る。

【００４７】その上に多結晶シリコンを堆積させ、不純
物を導入し熱処理を加え、フォトリソグラフィー工程に
てパターニングを行ない、多結晶シリコン３を形成す
る。

【００４８】本発明では多結晶シリコン３の膜厚は４４
００オングストロームであるが、Ｗ等の金属と組合わせ
て多結晶シリコン３を形成しても良い。

【００４９】次にＣＶＤ法にて絶縁膜４を形成する。本
発明ではＢＰＳＧ膜を７０００オングストローム堆積さ
せているが、他に、ＮＳＧ，ＰＳＧ，ＴＥＯＳ系絶縁膜
及びこれらの膜を組合わせて堆積させても良い。さらに
熱処理を加え、パターニングを行ない、前記多結晶シリ
コン３上にコンタクト孔を開口し、スパッタリング法で
金属膜を堆積させ、パターニングにより金属配線５を形
成する。本発明では金属配線５はＴｉ／ＴｉＮとＡｌ−
Ｓｉ／ＴｉＮを組合せて８０００オングストローム堆積
させているが、他の配線用金属、例えばＡｌ−Ｃｕ−Ｔ
ｉ，Ａｌ−Ｃｕ等の材料と組合わせて形成しても良い。

【００５０】次に第１層間絶縁膜６を堆積させる。本発
明ではプラズマＣＶＤ法でＰ−ＳｉＯを５０００オング
ストローム堆積させているが他にＰ−ＳｉＮ，ＴＥＯＳ
系を用いた絶縁膜及びそれらを組合わせた絶縁膜を堆積
しても良い。

【００５１】次に無機ＳＯＧ膜７を回転塗布法で表面全
体に塗布する。ここで用いる膜は、Ｐ−含有ＳＯＧや有
機ＳＯＧではなく、無機ＳＯＧでなければならない。

【００５２】本発明では無機ＳＯＧ膜を２２００オング
ストローム塗布しているが、金属配線の幅や間隔、段差
に応じ、膜厚を５００〜４０００オングストロームの間
で増減させる事が可能である。但し、４０００オングス
トロームより厚く塗布すると膜応力で空隙が形成されて
しまう為、４０００オングストローム以下に塗布しなけ
ればならない。

【００５３】次に、前記無機ＳＯＧ膜７に表面改質用Ｕ
Ｖ光８を全面に照射する。この表面改質用ＵＶ光８は波
長が１００〜３００ｎｍの間で、活性酸素原子を生成さ
せる条件である事が必要である（同図ｂ）。

【００５４】本発明では酸素雰囲気で１８５ｎｍ及び２
５４ｎｍの波長を６０秒照射する事でＯ₃ 及び活性酸素
原子を生成し、前記無機ＳＯＧ膜７の表面を改質してい
る。この活性酸素原子は高いエネルギーを持っている
為、水素終端している前記無機ＳＯＧ膜７の最表面の水
素基を切断出来る。この効果を利用し、表面改質を行な
う事が本発明での重要な項目となる。

【００５５】又、波長が１７２ｎｍのＵＶ光を照射する
とさらに効率良く活性酸素子を生成する事が可能とな
り、表面改質の効果は上がる。

【００５６】さらに同様の表面改質方法として、前記無
機ＳＯＧ膜７にＯ₂ プラズマを照射する事で同じ表面改
質効果が得られる。本発明と同様の効果を得る為には１
ｋＷ、６０秒のＯ₂ プラズマを照射する事により同じ結
果が得られる。

【００５７】こうして表面改質された前記無機ＳＯＧ膜
７上にもう一層無機ＳＯＧ膜９を回転塗布法で形成す
る。本発明ではこの無機ＳＯＧ膜９の厚さを２２００オ
ングストロームで形成しているが、金属配線の間隔やパ
ターン段差の高さ、埋込み性により、５００〜４０００
オングストローム以下の範囲で増減させることが可能で
ある。

【００５８】本発明によれば、パターン上の前記金属配
線の間隔が０．３〜４．０μｍであれば前記層間絶縁膜
の凹凸を著るしく緩和する事が出来、特に０．８〜２．
５μｍの間隔であれば殆ど完全に平坦化する事が可能で
ある。

【００５９】又、コンタクト孔上の前記第１層間絶縁膜
６の凹部の段差は１．５μｍ以下であれば空隙、凹部無
く埋込む事が出来、特に素子分離領域１１と、素子形成
領域１２の段差が１．０μｍ以上有り、尚且つ前記凹部
内の段差が１．０μｍ以上有る場合でも、前記無機ＳＯ
Ｇ膜７及び９の厚さをそれぞれ２０００オングストロー
ム以上で形成する事により、これらの凹部や段差を完全
に埋込み、平坦性を保つ事が出来る。

【００６０】本実施例では、次に、４００℃、３０分の
熱処理を行ない、その後Ｐ−ＣＶＤ法にて第２層間絶縁
膜１０を形成している。この第２層間絶縁膜１０は、Ｐ
−ＳｉＯ膜を６０００オングストローム堆積している
が、Ｐ−ＳｉＮ膜、ＴＥＯＳ系の絶縁膜でも同じ効果が
得られる（同図ｃ）。

【００６１】この後は図示していないが、パターニング
によるスルーホール孔の形成、第２金属配線の形成が続
き、保護膜の堆積、最終パターニング、最終熱処理工程
を経て、半導体装置及び表示装置は完成する。

【００６２】［第３の実施例］図４に、本発明の投写型
液晶表示装置光学系の構成図を示す。本図はその上面図
を表す図４（ａ）、正面図を表す図４（ｂ）、側面図を
示す図４（ｃ）から成っている。同図において、１０１
は投影レンズ、１０２はマイクロレンズ付液晶パネル、
１０３は偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）、４０はＲ
（赤色光）反射ダイクロイックミラー、４１はＢ／Ｇ
（青色＆緑色光）反射ダイクロイックミラー、４２はＢ
（青色光）反射ダイクロイックミラー、４３は全色光を
反射する高反射ミラー、５０はフレネルレンズ、５１は
凸レンズ、１０６はロッド型インテグレーター、１０７
は楕円リフレクター、１０８はメタルハライド、ＵＨＰ
等のアークランプである。

【００６３】図４における１０４はマイクロレンズ付液
晶パネルであるが、本発明による液晶素子は図１８の断
面図に示される構造を有している。図１８における３０
８が層間絶縁膜であり、本発明における層間絶縁膜の断
面構造は図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に準じている。こ
こで、同図に示す様に、本発明の層間絶縁膜の形成方法
を述べると、金属配線５を堆積させ、パターニングによ
り、金属配線５を形成する。本発明では金属配線５はＴ
ｉ／ＴｉＮとＡｌＳｉ／ＴｉＮを組み合せて８０００Å
堆積させているが、他の配線用金属材料を組み合せて形
成しても良い。

【００６４】次に第１層間絶縁膜６を堆積させる。本発
明ではＰ−ＣＷ）法で、Ｐ−Ｓｉ０膜を５０００Å堆積
させているが、他にＰ−ＳｉＮ，ＴＥＯＳ系の絶縁膜及
びそれらを組み合せた絶縁膜を堆積しても良い（同図
ａ）。

【００６５】次に無機ＳＯＧ膜７を回転塗布法で表面全
体に塗布する。ここで用いる膜は、燐含有ＳＯＧや有機
ＳＯＧではなく、無機ＳＯＧでなければならない。

【００６６】本発明では無機ＳＯＧ膜を２２００Å塗布
しているが、金属配線の幅や間隔、段差に応じ、膜厚を
５００〜４０００Åの間で増減させる事が可能である。
但し、４０００Åより厚く塗布すると、膜応力で空隙が
形成されてしまう為、４０００Å以下に塗布しなければ
ならない。

【００６７】次に前記無機ＳＯＧ膜７に表面改質用ＵＶ
光８を全面に照射する。この表面改質用ＵＶ光８は波長
が１００〜３００ｎｍの間で、活性酸桑原子を生成させ
る条件である事が必要である（同図ｂ）。

【００６８】本発明では酸素雰囲気で１８５ｎｍ及び２
５４ｎｍの波長のＵＶ光を６０秒照射する事で、０₃ 及
び活性酸素原子を生成し、前記無機ＳＯＧ膜７の表面を
改質している。この活性酸素原子は高いエネルギーを持
っている為、水素終端している前記無機ＳＯＧ膜７の最
表面の水素基を切断出来る。この効果を利用し、表面改
質を行う事が本発明の重要な項目となる。

【００６９】又、波長が１７２ｎｍのＵＶ光を照射する
とさらに効率良く活性酸素原子を生成する事が可能とな
り、表面改質の効果は上がる。

【００７０】さらに同様の表面改質方法として、前記無
機ＳＯＧ膜７に０₂ プラズマを照射する事で同じ表面改
質効果が得られる。本発明と同様の効果を得る為には１
ｋｗ，６０秒の０₂ プラズマを照射する事により同じ効
果が得られる。

【００７１】こうして表面改質された前記無機ＳＯＧ膜
７上にもう１層無機ＳＯＧ膜９を回転塗布法にて形成す
る。本発明では無機ＳＯＧ膜を２２００Å塗布している
が、金属配線の幅や間隔、段差に応じ、膜厚を５００〜
４０００Åの間で増減させる事が可能である。

【００７２】本発明によれば、パターン上の前記金属配
線の間隔が０．３〜５．０μｍであれば前記層間絶縁膜
の凹凸を著しく緩和する事が出来、特に０．８〜２．５
μｍの配線間隔では殆ど完全に平坦化する事が可能であ
る。

【００７３】又、コンタクト孔上の前記第１層間絶縁膜
６の凹部の段差は１．５μｍ以下であれば、空隙、凹部
無く埋め込む事が出来、特に素子分離領域１１と、素子
形成領域１２の段差が１．０μｍ以上有り、尚且つ前記
凹部内の段差が１．０μｍ以上ある場合でも、前記無機
ＳＯＧ膜７及び９の厚さをそれぞれ２０００Å以上で形
成する事により、これらの凹部や段差を完全に埋め込
み、平坦性を保つ事が出来る。

【００７４】本実施例では次に、４００℃、３０分の熱
処理を行い、その後Ｐ−ＣＶＤ法にて第２層間絶縁膜１
０を形成している。この第２層間絶縁膜１０は、Ｐ−Ｓ
ｉＯ膜を６０００Å堆積しているが、Ｐ−ＳｉＮ膜、Ｔ
ＥＯＳ系の絶縁膜でも同じ効果が得られる（同図ｃ）。

【００７５】その後、図１６に示す様に、遮光層３０
７、プラズマＳｉＮ３０９、反射電極＆画素電極３１２
を形成している。

【００７６】ここで、Ｒ（赤色光）反射ダイクロイック
ミラー４０、Ｂ／Ｇ（青色＆緑色光）反射ダイクロイッ
クミラー４１、Ｂ（青色光）反射ダイクロイックミラー
４２はそれぞれ図５に示したような分光反射特性を有し
ている。

【００７７】そしてこれらのダイクロイックミラーは高
反射ミラー４３とともに図６の斜視図に示したように３
次元的に配置されており、後述するように白色照明光を
ＲＧＢに色分解するとともに液晶パネル１０２に対して
各原色光が３次元的に異なる方向から該液晶パネルを照
明するようにしている。

【００７８】ここで、光束の進行過程に従って説明する
と、まずランプ１０８からの出射光束は白色光であり、
楕円リフレクター１０７によりその前方のインテグレー
ター１０６の入り口に集光され、このインテグレーター
１０６内を反射を繰り返しながら進行するにつれて光束
の空間的強度分布が均一化される。そしてインテグレー
ター１０６を出射した光束は凸レンズ５１とフレネルレ
ンズ５０とによりｘ軸方向（正面図４（ｂ）基準）に平
行光束化され、まずＢ反射ダイクロイックミラー４２に
至る。このＢ反射ダイクロイックミラー４２ではＢ光
（青色光）のみが反射されｚ軸−方向つまり下側（正面
図４（ｂ）基準）にｚ軸に対して所定の角度でＲ反射ダ
イクロイックミラー４０に向かう。

【００７９】一方、Ｂ光以外の色光（Ｒ／Ｇ光）はこの
Ｂ反射ダイクロイックミラー４２を通過し、高反射ミラ
ー４３により直角にｚ軸−方向（下側）に反射され、や
はりＲ反射ダイクロイックミラー４０に向かう。ここで
Ｂ反射ダイクロイックミラー４２と高反射ミラー４３は
共に正面図４（ａ）を基にして言えば、インテグレータ
ー１０６からの光束（ｘ軸−方向）をｚ軸−方向（下
側）に反射するように配置しており、高反射ミラー４３
はｙ軸方向を回転軸にｘｙ平面に対して丁度４５°の傾
きとなっている。それに対してＢ反射ダイクロイックミ
ラー４２はやはりｙ軸方向を回転軸にｘｙ平面に対して
この４５°よりも浅い角度に設定されている。従って、
高反射ミラー４３で反射されたＲ／Ｇ光はｚ軸−方向に
直角に反射されるのに対して、Ｂ反射ダイクロイックミ
ラー４２で反射されたＢ光はｚ軸に対して所定の角度
（ｘｚ面内チルト）で下方向に向かう。ここで、Ｂ光と
Ｒ／Ｇ光の液晶パネル１０２上の照明範囲を一致させる
ため、各色光の主光線は液晶パネル１０２上で交差する
ように、高反射ミラー４３とＢ反射ダイクロイックミラ
ー４２のシフト量およびチルト量が選択されている。

【００８０】次に、前述のように下方向（ｚ軸−方向）
に向かったＲ／Ｇ／Ｂ光はＲ反射ダイクロイックミラー
４０とＢ／Ｇ反射ダイクロイックミラー４１に向かう
が、これらはＢ反射ダイクロイックミラー４２と高反射
ミラー４３の下側に位置し、まず、Ｂ／Ｇ反射ダイクロ
イックミラー４１はｘ軸を回転軸にｘｙ面に対して４５
°傾いて配置されており、Ｒ反射ダイクロイックミラー
４０はやはりｘ軸方向を回転軸にｘｚ平面に対してこの
４５°よりも浅い角度に設定されている。従ってこれら
に入射するＲ／Ｇ／Ｂ光のうち、まずＢ／Ｇ光はＲ反射
ダイクロイックミラー４０を通過して、Ｂ／Ｇ反射ダイ
クロイックミラー４１により直角にｙ軸＋方向に反射さ
れ、ＰＢＳ１０３を通じて偏光化された後、ｘｚ面に水
平に配置された液晶パネル１０２を照明する。このうち
Ｂ光は前述したように（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）
既ｘ軸に対して所定の角度（ｘｚ面内チルト）で進行し
ているため、Ｂ／Ｇ反射ダイクロイックミラー４１によ
る反射後はｙ軸に対して所定の角度（ｘｙ面内チルト）
を維持し、その角度を入射角（ｘｙ面方向）として該液
晶パネル１０２を照明する。Ｇ光についてはＢ／Ｇ反射
ダイクロイックミラー４１により直角に反射しｙ軸＋方
向に進み、ＰＢＳ１０３を通じて偏光化された後、入射
角０°つまり垂直に該液晶パネル１０２を照射する。ま
たＲ光については、前述のようにＢ／Ｇ反射ダイクロイ
ックミラー４１の手前に配置されたＲ反射ダイクロイッ
クミラー４０によりＲ反射ダイクロイックミラー４０に
てｙ軸＋方向に反射されるが、図４（ｃ）（側面図）に
示したようにｙ軸に対して所定の角度（ｙｚ面内チル
ト）でｙ軸＋方向に進み、ＰＢＳ１０３を通じて偏光化
された後、該液晶パネル１０２をこのｙ軸に対する角度
を入射角（ｙｚ面方向）として照明する。

【００８１】また、前述と同様にＲＧＢ各色光の液晶パ
ネル１０２上の照明範囲を一致させるため、各色光の主
光線は液晶パネル１０２上で交差するようにＢ／Ｇ反射
ダイクロイックミラー４１とＲ反射ダイクロイックミラ
ー４０のシフト量およびチルト量が選択されている。

【００８２】さらに、図５に示したように、Ｂ／Ｇ反射
ダイクロイックミラー４１のカット波長は５７０ｎｍ、
Ｒ反射ダイクロイックミラー４０のカット波長は６００
ｎｍであるから、不要な橙色光はＢ／Ｇ反射ダイクロイ
ックミラー４１を透過して捨てられる。これにより最適
な色バランスを得ることができる。

【００８３】そして後述するように液晶パネル１０２に
て各ＲＧＢ光は反射＆偏光変調され、ＰＢＳ１０３に戻
り、ＰＢＳ１０３のＰＢＳ面１０３ａにてｘ軸＋方向に
反射する光束が画像光となり、投影レンズ１０１を通じ
て、スクリーン（不図示）に拡大投影される。

【００８４】ところで、該液晶パネル１０２を照明する
各ＲＧＢ光は入射角が異なるため、そこから反射されて
くる各ＲＧＢ光もその出射角を異にしているが、投影レ
ンズ１０１としてはこれらを全て取り込むに十分な大き
さのレンズ径及び開口のものを用いている。ただし、投
影レンズ１０１に入射する光束の傾きは、各色光がマイ
クロレンズを２回通過することにより平行化され、液晶
パネル１０２への入射光の傾きを維持している。

【００８５】本例では液晶パネル１０２からの光束の広
がりはこのように比較的小さくなるので、より小さな開
口数の投影レンズでもスクリーン上で十分に明るい投影
画像を得ることができ、より安価な投影レンズを用いる
ことが可能になる。

【００８６】次に、ここで用いる本発明の液晶パネル１
０２について説明する。図７に該液晶パネル１０２の拡
大断面模式図（図４のｙｚ面に対応）を示す。図７にお
いて、２１はマイクロレンズ基板、２２はマイクロレン
ズ、２３はシートガラス、２４は透明対向電極、２５は
液晶層、２６は画素電極、２７はアクティブマトリック
ス駆動回路部、２８はシリコン半導体基板である。

【００８７】マイクロレンズ２２は、いわゆるイオン交
換法によりガラス基板（アルカリ系ガラス）２１の表面
上に形成されており、画素電極２６のピッチの倍のピッ
チで２次元的アレイ構造を成している。液晶層２５は反
射型に適応したいわゆるＤＡＰ、ＨＡＮ等のＥＣＢモー
ドのネマチック液晶を採用しており、不図示の配向層に
より所定の配向が維持されている。画素電極２６はＡｌ
から成り反射鏡を兼ねており、表面性を良くして反射率
を向上させるためパターニング後の最終工程でいわゆる
ＣＭＰ処理を施している（詳しくは後述）。アクティブ
マトリックス駆動回路部２７はいわゆるシリコン半導体
基板２８上に設けられた半導体回路であり、上記画素電
極２６をアクティブマトリックス駆動するものであり、
該回路マトリックスの周辺部には不図示のゲート線ドラ
イバー（垂直レジスター等）や信号線ドライバー（水平
レジスター等）が設けられている（詳しくは後述）。こ
れらの周辺ドライバーおよびアクティブマトリックス駆
動回路はＲＧＢの各原色映像信号を所定の各ＲＧＢ画素
に書き込むように構成されており、該各画素電極２６は
カラーフィルターは有さないものの、前記アクティブマ
トリックス駆動回路にて書き込まれる原色映像信号によ
り各ＲＧＢ画素として区別され、後述する所定のＲＧＢ
画素配列を形成している。

【００８８】ここで、液晶パネル１０２に対して照明す
るＧ光について見てみると、前述したようにＧ光はＰＢ
Ｓ１０３により偏光化されたのち該液晶パネル１０２に
対して垂直に入射する。この光線のうち１つのマイクロ
レンズ２２ａに入射する光線例を図中の矢印（ｉｎ／ｏ
ｕｔ）に示す。ここに図示されたように該Ｇ光線はマイ
クロレンズ２２ａにより集光されＧ画素電極２６ｇ上を
照明する。そしてＡｌより成る該画素電極２６ｇにより
反射され、再び同じマイクロレンズ２２ａを通じてパネ
ル外に出射していく。このように液晶層２５を往復通過
する際、該Ｇ光線（偏光）は画素電極２６ｇに印可され
る信号電圧により対向電極２４との間に形成される電界
による液晶の動作により変調を受けて該液晶パネルを出
射しＰＢＳ１０３に戻る。ここで、その変調度合いによ
りＰＢＳ面１０３ａにて反射され投影レンズ１０１に向
かう光量が変化し、各画素のいわゆる濃淡階調表示がな
されることになる。

【００８９】一方、上述したように図中断面（ｙｚ面）
内の斜め方向から入射してくるＲ光については、やはり
ＰＢＳ１０３により偏光化されたのち、例えばマイクロ
レンズ２２ｂに入射するＲ光線に注目すると図中の矢印
Ｒ（ｉｎ）で示したように、該マイクロレンズ２２ｂに
より集光されその真下よりも左側にシフトした位置にあ
るＲ画素電極２６ｒ上を照射する。そして該画素電極２
６ｒにより反射され、図示したように今度は隣（−ｚ方
向）のマイクロレンズ２２ａを通じてパネル外に出射し
ていく（Ｒ（ｏｕｔ））。この際、該Ｒ光線（偏光）は
やはり画素電極２６ｒに印可される信号電圧により対向
電極２４との間に形成される電界による液晶の動作によ
り変調を受けて該液晶パネルを出射しＰＢＳ１０３に戻
る。そしてその後のプロセスは前述のＧ光の場合と全く
同じように、画像光の１部として投影される。

【００９０】ところで、図７の描写では画素電極２６ｇ
上と画素電極２６ｒ上の各Ｇ光とＲ光の色光が１部重な
り干渉しているようになっているが、これは模式的に液
晶層の厚さを拡大誇張して描いているためであり、実際
には該液晶層の厚さは〜５μｍであり、シートガラス２
３の５０〜１００μｍに比べて非常に薄く、画素サイズ
に関係なくこのような干渉は起こらない。

【００９１】次に、図８に本例での色分解色合成原理説
明図を示す。ここで図８（ａ）は液晶パネル１０２の上
面模式図、図８（ｂ）、図８（ｃ）はそれぞれ該液晶パ
ネル上面模式図に対するＡ−Ａ′（ｘ方向）断面模式
図、Ｂ−Ｂ′（ｚ方向）断面模式図である。このうち図
８（ｃ）はｙｚ断面を表す上記図７に対応するものであ
り、各マイクロレンズ２２に入射するＧ光とＲ光の入出
射の様子を表している。これから判るように各Ｇ画素電
極は各マイクロレンズ中心の真下に配置され、各Ｒ画素
電極は各マイクロレンズ間境界の真下に配置されてい
る。従ってＲ光の入射角はそのｔａｎθが画素ピッチ
（Ｂ＆Ｒ画素）とマイクロレンズ・画素電極間距離の比
に等しくなるように設定するのが好ましい。

【００９２】一方、図８（ｂ）は該液晶パネル１０２の
ｘｙ断面に対応するものである。このｘｙ断面について
はＢ画素電極とＧ画素電極とが図８（ｃ）と同様に交互
に配置されており、やはり各Ｇ画素電極は各マイクロレ
ンズ中心の真下に配置され、各Ｂ画素電極は各マイクロ
レンズ間境界の真下に配置されている。ところで該液晶
パネルを照明するＢ光については、前述したようにＰＢ
Ｓ１０３による偏光化後、図中断面（ｘｙ面）の斜め方
向から入射してくるため、Ｒ光の場合と全く同様に各マ
イクロレンズから入射したＢ光線は図示したようにＢ画
素電極により反射され、入射したマイクロレンズに対し
てｘ方向に隣り合うマイクロレンズから出射する。Ｂ画
素電極上の液晶による変調や液晶パネルからのＢ出射光
の投影については、前述のＧ光およびＲ光と同様であ
る。また、各Ｂ画素電極は各マイクロレンズ間境界の真
下に配置されており、Ｂ光の液晶パネルに対する入射角
についてもＲ光と同様にそのｔａｎθが画素ピッチ（Ｇ
＆Ｂ画素）とマイクロレンズ・画素電極間距離の比に等
しくなるように設定するのが好ましい。ところで本例液
晶パネルでは以上述べたように各ＲＧＢ画素の並びがｚ
方向に対してはＲＧＲＧＲＧ…ｘ方向に対してはＢＧＢ
ＧＢＧ…となっているが、図８（ａ）はその平面的な並
びを示している。このように各画素サイズは縦横共にマ
イクロレンズの約半分になっており、画素ピッチはｘｚ
両方向ともにマイクロレンズのそれの半分になってい
る。また、Ｇ画素は平面的にもマイクロレンズ中心の真
下に位置し、Ｒ画素はｚ方向のＧ画素間かつマイクロレ
ンズ境界に位置し、Ｂ画素はｘ方向のＧ画素間かつマイ
クロレンズ境界に位置している。また、１つのマイクロ
レンズ単位の形状は矩形（画素の２倍サイズ）となって
いる。

【００９３】図９に本液晶パネルの部分拡大上面図を示
す。ここで図中の破線格子２９は１つの絵素を構成する
ＲＧＢ画素のまとまりを示している。つまり、図７のア
クティブマトリックス駆動回路部２７により各ＲＧＢ画
素が駆動される際、破線格子２９で示されるＲＧＢ画素
ユニットは同一画素位置に対応したＲＧＢ映像信号にて
駆動される。ここでＲ画素電極２６ｒ、Ｇ画素電極２６
ｇ、Ｂ画素電極２６ｂから成る１つの絵素に注目してみ
ると、まずＲ画素電極２６ｒは矢印ｒ１で示されるよう
にマイクロレンズ２２ｂから前述したように斜めに入射
するＲ光で照明され、そのＲ反射光は矢印ｒ２で示すよ
うにマイクロレンズ２２ａを通じて出射する。Ｂ画素電
極２６ｂは矢印ｂ１で示されるようにマイクロレンズ２
２ｃから前述したように斜めに入射するＢ光で照明さ
れ、そのＢ反射光は矢印ｂ２で示すようにやはりマイク
ロレンズ２２ａを通じて出射する。またＧ画素電極２６
ｇは正面後面矢印ｇ１２で示されるように、マイクロレ
ンズ２２ａから前述したように垂直（紙面奥へ向かう方
向）に入射するＧ光で照明され、そのＧ反射光では同じ
マイクロレンズ２２ａを通じて垂直に（紙面手前に出て
くる方向）出射する。このように、本液晶パネルにおい
ては、１つの絵素を構成するＲＧＢ画素ユニットについ
て、各原色照明光の入射照明位置は異なるものの、それ
らの出射について同じマイクロレンズ（この場合は２２
ａ）から行われる。そしてこのことはその他の全ての画
素（ＲＧＢ画素ユニット）についても成り立っている。

【００９４】従って、図１０に示すように本液晶パネル
からの全出射光をＰＢＳ１０３および投影レンズ１０１
０１を通じてスクリーン１０９に投写するに際して、液
晶パネル１０２内のマイクロレンズ位置がスクリーン１
０９上に結像投影されるように光学調整すると、その投
影画像は図１２に示すようなマイクロレンズの格子内に
各絵素を構成する該ＲＧＢ画素ユニットからの出射光が
混色した状態つまり同画素混色した状態の絵素を構成単
位としたものとなる。そして、前述した従来例のような
いわゆるＲＧＢモザイクが無い質感の高い良好なカラー
画像表示が可能となる。

【００９５】アクティブマトリックス駆動回路部（図７
の２７）は各画素電極（図７の２６）の下に存在するた
め、図７の回路図上では絵素を構成する各ＲＧＢ画素は
単純に横並びに描かれているが、各画素ＦＥＴのドレイ
ンは図９に示したような２次元的配列の各ＲＧＢ画素電
極２６に接続している。

【００９６】ところで、本投写型液晶表示装置の駆動回
路系についてその全体ブロック図を図１１に示す。ここ
で１１０はパネルドライバーであり、ＲＧＢ映像信号を
極性反転しかつ所定の電圧増幅をした液晶駆動信号を形
成するとともに、対向電極２４駆動信号、各種タイミン
グ信号等を形成している。１１２はインターフェースで
あり、各種映像及び制御伝送信号を標準映像信号等にデ
コードしている。１１１はデコーダーであり、インター
フェース１１２からの標準映像信号をＲＧＢ原色映像信
号及び同期信号にデコードしている。１１４はバラスト
であり、アークランプ１０８を駆動点灯する。１１５は
電源回路であり、各回路ブロックに対して電源を供給し
ている。１１３は不図示の操作部を内在したコントロー
ラーであり、上記各回路ブロックを総合的にコントロー
ルするものである。このように本投写型液晶表示装置
は、その駆動回路系は単板式プロジェクターとしては極
一般的なものであり、特に駆動回路系に負担を掛けるこ
となく、前述したようなＲＧＢモザイクの無い良好な質
感のカラー画像を表示することができるものである。

【００９７】ところで図１３に本発明における液晶パネ
ルの別形態の部分拡大上面図を示す。ここではマイクロ
レンズ２２の中心真下位置にＢ画素を配列し、それに対
し左右方向にＧ画素が交互に並ぶように、上下方向にＲ
画像が交互に並ぶように配列している。このように配列
しても、絵素を構成するＲＧＢ画素ユニットからの反射
光が１つの共通マイクロレンズから出射するように、Ｂ
光を垂直入射、Ｒ／Ｇ光を斜め入射（同角度異方向）と
することにより、前例と全く同様な効果を得ることがで
きる。また、さらにマイクロレンズ２２の中心真下位置
にＲ画素を配列しその他の色画素を左右または上下方向
にＲ画素に対して交互に並ぶようにしても良い。

【００９８】［第４の実施例］図１４に本発明に係わる
液晶パネルの第４の実施例を示す。

【００９９】図１４において、２７はアクティブマトリ
ックス駆動回路であるが、本発明を用いた場合の前記ア
クティブマトリックス駆動回路２７に形成される層間絶
縁膜の断面構造を図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。

【０１００】ここで、同図に示す様に、本発明の層間絶
縁膜の形成方法を述べると、金属配線５を堆積させ、パ
ターニングにより、金属配線５を形成する。本発明では
金属配線５はＴｉ／ＴｉＮとＡｌＳｉ／ＴｉＮを組み合
せて８０００Å堆積させているが、他の配線用金属材料
を組み合せて形成しても良い。

【０１０１】次に第１層間絶縁膜６を堆積させる。本発
明ではＰ−ＣＷ）法で、Ｐ−Ｓｉ０膜を５０００Å堆積
させているが、他にＰ−ＳｉＮ，ＴＥＯＳ系の絶縁膜及
びそれらを組み合せた絶縁膜を堆積しても良い（同図
ａ）。

【０１０２】次に無機ＳＯＧ膜７を回転塗布法で表面全
体に塗布する。ここで用いる膜は、燐含有ＳＯＧや有機
ＳＯＧではなく、無機ＳＯＧでなければならない。

【０１０３】本発明では無機ＳＯＧ膜を２２００Å塗布
しているが、金属配線の幅や間隔、段差に応じ、膜厚を
５００〜４０００Åの間で増減させる事が可能である。
但し、４０００Åより厚く塗布すると、膜応力で空隙が
形成されてしまう為、４０００Å以下に塗布しなければ
ならない。

【０１０４】次に前記無機ＳＯＧ膜７に表面改質用ＵＶ
光８を全面に照射する。この表面改質用ＵＶ光８は波長
が１００〜３００ｎｍの間で、活性酸桑原子を生成させ
る条件である事が必要である（同図ｂ）。

【０１０５】本発明では酸素雰囲気で１８５ｎｍ及び２
５４ｎｍの波長のＵＶ光を６０秒照射する事で、０₃ 及
び活性酸素原子を生成し、前記無機ＳＯＧ膜７の表面を
改質している。この活性酸素原子は高いエネルギーを持
っている為、水素終端している前記無機ＳＯＧ膜７の最
表面の水素基を切断出来る。この効果を利用し、表面改
質を行う事が本発明の重要な項目となる。

【０１０６】又、波長が１７２ｎｍのＵＶ光を照射する
とさらに効率良く活性酸素原子を生成する事が可能とな
り、表面改質の効果は上がる。

【０１０７】さらに同様の表面改質方法として、前記無
機ＳＯＧ膜７に０₂ プラズマを照射する事で同じ表面改
質効果が得られる。本発明と同様の効果を得る為には１
ｋｗ，６０秒の０₂ プラズマを照射する事により同じ効
果が得られる。

【０１０８】こうして表面改質された前記無機ＳＯＧ膜
７上にもう１層無機ＳＯＧ膜９を回転塗布法にて形成す
る。本発明では無機ＳＯＧ膜を２２００Å塗布している
が、金属配線の幅や間隔、段差に応じ、膜厚を５００〜
４０００Åの間で増減させる事が可能である。

【０１０９】本発明によれば、パターン上の前記金属配
線の間隔が０．３〜５．０μｍであれば前記層間絶縁膜
の凹凸を著しく緩和する事が出来、特に０．８〜２．５
μｍの配線間隔では殆ど完全に平坦化する事が可能であ
る。

【０１１０】又、コンタクト孔上の前記第１層間絶縁膜
６の凹部の段差は１．５μｍ以下であれば、空隙、凹部
無く埋め込む事が出来、特に素子分離領域１１と、素子
形成領域１２の段差が１．０μｍ以上有り、尚且つ前記
凹部内の段差が１．０μｍ以上ある場合でも、前記無機
ＳＯＧ膜７及び９の厚さをそれぞれ２０００Å以上で形
成する事により、これらの凹部や段差を完全に埋め込
み、平坦性を保つ事が出来る。

【０１１１】本実施例では次に、４００℃、３０分の熱
処理を行い、その後Ｐ−ＣＶＤ法にて第２層間絶縁膜１
０を形成している。この第２層間絶縁膜１０は、Ｐ−Ｓ
ｉＯ膜を６０００Å堆積しているが、Ｐ−ＳｉＮ膜、Ｔ
ＥＯＳ系の絶縁膜でも同じ効果が得られる（同図ｃ）。

【０１１２】その後、図１６に示す様に、遮光層３０
７、プラズマＳｉＮ３０９、反射電極＆画素電極３１２
を形成している。

【０１１３】同図は本液晶パネル１０２の部分拡大断面
図である。前例との相違点を述べると、まず対向ガラス
基板としてシートガラス２３を用いており、マイクロレ
ンズ１２０についてはシートガラス２３上に熱可塑性樹
脂を用いたいわゆるリフロー法により形成している。さ
らに、非画素部にスペーサー柱１５１を感光性樹脂のフ
ォトリソグラフィーにて形成している。

【０１１４】該液晶パネル１０２の部分上面図を図１５
（ａ）に示す。この図から判るようにスペーサー柱１５
１は所定の画素のピッチでマイクロレンズ１２０の角隅
部の非画素領域に形成されている。このスペーサー柱１
５１を通るＡ−Ａ′断面図を図１５（ｂ）に示す。この
スペーサー柱１５１の形成密度については１０〜１００
画素ピッチでマトリックス状に設けるのが好ましく、シ
ートガラス２３の平面性と液晶の注入性というスペーサ
ー柱数に対して相反するパラメーターを共に満足するよ
うに設定する必要がある。また本例では金属膜パターン
による遮光層１２１を設けており、各マイクロレンズ境
界部分からの漏れ光の進入を防止している。これによ
り、このような漏れ光による投影画像の彩度低下（各原
色画像光の混色による）やコントラスト低下が防止され
る。従って本液晶パネル１０２を用いて前例の如く投写
型表示装置を構成することにより、さらにメリハリのあ
る良好な画質が得られるようになる。

【０１１５】また、本発明が係わる投射型液晶表示装置
においては、マイクロレンズ付反射型液晶パネルとそれ
ぞれ異なる方向から各原色光を照射する光学系等を用い
て、１つの絵素を構成する１組のＲＧＢ画素からの液晶
による変調後の反射光が同一のマイクロレンズを通じて
出射するようにしたことにより、ＲＧＢモザイクの無い
質感の高い良好なカラー画像投写表示が可能となる。

【０１１６】また、各画素からの光束はマイクロレンズ
を２回通過してほぼ並行化されるので、開口数の小さい
安価な投影レンズを用いてもスクリーン上で明るい投影
画像を得ることが可能になる。

【０１１７】［第５の実施例］次に、ＰＤＬＣ型の液晶
表示装置について、以下に説明する。本発明の実施の形
態を複数の液晶パネルを挙げて記述するが、それぞれの
形態に限定されるものではない。相互の形態の技術を組
み合わせることによって効果が増大することはいうまで
もない。また、液晶パネルの構造は、半導体基板を用い
たもので記述しているが、必ずしも半導体基板に限定さ
れるものではなく、通常の透明基板上に以下に記述する
構造体を形成してもいい。また、以下に記述する液晶パ
ネルは、すべてＭＯＳＦＥＴやＴＦＴ型であるが、ダイ
オード型などの２端子型であってもいい。さらに、以下
に記述する液晶パネルは、家庭用テレビはもちろん、プ
ロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ、３次元映像
ゲーム機器、ラップトップコンピュータ、電子手帳、テ
レビ会議システム、カーナビゲーション、飛行機のパネ
ルなどの表示装置として有効である。

【０１１８】本発明の液晶パネル部の断面を図１６に示
す。図において、３０１は半導体基板、３０２，３０
２′はそれぞれｐ型及びｎ型ウェル、３０３，３０
３′，３０３″はトランジスタのソース領域、３０４は
ゲート領域、３０５，３０５′，３０５″はドレイン領
域である。

【０１１９】図１６に示すように、表示領域のトランジ
スタは、２０〜３５Ｖという高電圧が印加されるため、
ゲート３０４に対して、自己整合的にソース、ドレイン
層が形成されず、オフセットをもたせ、その間にソース
領域３０３′，ドレイン領域３０５′に示す如く、ｐウ
ェル中の低濃度のｎ^- 層，ｎウェル中の低濃度のｐ-層
が設けられる。ちなみにオフセット量は０．５〜２．０
μｍが好適である。一方、周辺回路の一部の回路部が図
１６の左側に示されているが、周辺部の一部の回路は、
ゲートに自己整合的にソース、ドレイン層が形成されて
いる。

【０１２０】ここでは、ソース、ドレインのオフセット
について述べたが、それらの有無だけでなく、オフセッ
ト量をそれぞれの耐圧に応じて変化させたり、ゲート長
の最適化が有効である。これは、周辺回路の一部は、ロ
ジック系回路であり、この部分は、一般に１．５〜５Ｖ
系駆動でよいため、トランジスタサイズの縮小及び、ト
ランジスタの駆動力向上のため、上記自己整合構造が設
けられている。本基板３０１は、ｐ型半導体からなり、
基板は、最低電位（通常は、接地電位）であり、ｎ型ウ
ェルは、表示領域の場合、画素に印加する電圧すなわち
２０〜３５Ｖがかかり、一方、周辺回路のロジック部
は、ロジック駆動電圧１．５〜５Ｖが印加される。この
構造により、それぞれ電圧に応じた最適なデバイスを構
成でき、チップサイズの縮小のみならず、駆動スピード
の向上による高画素表示が実現可能になる。

【０１２１】また、図１６において、３０６はフィール
ド酸化膜、３１０はデータ配線につながるソース電極、
３１１は画素電極につながるドレイン電極、３１２は反
射鏡を兼ねる画素電極、３０７は表示領域、周辺領域を
覆う遮光荘で、Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｗ，Ｍｏ等が適してい
る。図１６に示すように、上記遮光層３０７は、表示領
域では、画素電極３１２とドレイン電極３１１との接続
部を除いて覆われているが、周辺画素領域では、一部ビ
デオ線、クロック線等、配線容量が重くなる領域は、上
記遮光層３０７をのぞき、高速信号が上記遮光層３０７
がのぞかれた部分は照明光の光が混入し、回路の誤動作
を起こす場合は画素電極３１２の層をおおう設計になっ
ている転送可能な工夫がなされている。３０８は遮光層
３０７の下部の絶縁層で、Ｐ−ＳｉＯ層３１８上にＳＯ
Ｇにより平坦化処理を施し、そのＰ−ＳｉＯ層３１８を
さらに、Ｐ−ＳｉＯ層３０８でカバーし、絶縁層３０８
の安定性を確保した。

【０１２２】ここで、本発明による層間絶縁膜の形成方
法を図１の断面構造に基づいて説明する。図１６のＰ−
ＳｉＯ層３１８は、本発明ではＰ−ＣＶＤ法で、Ｐ−Ｓ
ｉＯ膜を５０００Å堆積させているが、他にＰ−Ｓｉ
Ｎ、ＴＥＯＳ系の絶縁膜及びそれらを組み合わせた絶縁
膜を堆積しても良い。

【０１２３】次に無機ＳＯＧ膜７を回転塗布法で表面全
体に塗布する。ここで用いる膜は、燐含有ＳＯＧや有機
ＳＯＧではなく、無機ＳＯＧでなければならない。

【０１２４】本発明では無機ＳＯＧ膜を２２００Å塗布
しているが、金属配線の幅や間隔、段差に応じ、膜厚を
５００〜４０００Åの間で増減させる事が可能である。
但し、４０００Åより厚く塗布すると、膜応力で空隙が
形成されてしまう為、４０００Å以下に塗布しなければ
ならない。

【０１２５】次に前記無機ＳＯＧ膜７に表面改質用ＵＶ
光８を全面に照射する。この表面改質用ＵＶ光８は波長
が１００〜３００ｎｍの間で、活性酸桑原子を生成させ
る条件である事が必要である（同図ｂ）。

【０１２６】本発明では酸素雰囲気で１８５ｎｍ及び２
５４ｎｍの波長のＵＶ光を６０秒照射する事で、０₃ 及
び活性酸素原子を生成し、前記無機ＳＯＧ膜７の表面を
改質している。この活性酸素原子は高いエネルギーを持
っている為、水素終端している前記無機ＳＯＧ膜７の最
表面の水素基を切断出来る。この効果を利用し、表面改
質を行う事が本発明の重要な項目となる。

【０１２７】又、波長が１７２ｎｍのＵＶ光を照射する
とさらに効率良く活性酸素原子を生成する事が可能とな
り、表面改質の効果は上がる。

【０１２８】さらに同様の表面改質方法として、前記無
機ＳＯＧ膜７に０₂ プラズマを照射する事で同じ表面改
質効果が得られる。本発明と同様の効果を得る為には１
ｋｗ，６０秒の０₂ プラズマを照射する事により同じ効
果が得られる。

【０１２９】こうして表面改質された前記無機ＳＯＧ膜
７上にもう１層無機ＳＯＧ膜９を回転塗布法にて形成す
る。本発明では無機ＳＯＧ膜を２２００Å塗布している
が、金属配線の幅や間隔、段差に応じ、膜厚を５００〜
４０００Åの間で増減させる事が可能である。

【０１３０】本発明によれば、パターン上の前記金属配
線の間隔が０．３〜５．０μｍであれば前記層間絶縁膜
の凹凸を著しく緩和する事が出来、特に０．８〜２．５
μｍの配線間隔では殆ど完全に平坦化する事が可能であ
る。

【０１３１】又、コンタクト孔上の前記第１層間絶縁膜
６の凹部の段差は１．５μｍ以下であれば、空隙、凹部
無く埋め込む事が出来、特に素子分離領域１１と、素子
形成領域１２の段差が１．０μｍ以上有り、尚且つ前記
凹部内の段差が１．０μｍ以上ある場合でも、前記無機
ＳＯＧ膜７及び９の厚さをそれぞれ２０００Å以上で形
成する事により、これらの凹部や段差を完全に埋め込
み、平坦性を保つ事が出来る。

【０１３２】本実施例では次に、４００℃、３０分の熱
処理を行い、その後Ｐ−ＣＶＤ法にて第２層間絶縁膜１
０を形成している。この第２層間絶縁膜１０は、Ｐ−Ｓ
ｉＯ膜を６０００Å堆積しているが、Ｐ−ＳｉＮ膜、Ｔ
ＥＯＳ系の絶縁膜でも同じ効果が得られる（同図ｃ）。

【０１３３】また、３０９は反射電極３１２と遮光層３
０７との間に設けられた絶縁層で、この絶縁層３０９を
介して反射電極３１２の電荷保持容量となっている。大
容量形成のために、ＳｉＯ₂ 以外に、高誘電率のＰ−Ｓ
ｉＮ，Ｔａ₂ Ｏ₅ やＳｉＯ₂との積層膜等が有効であ
る。遮光層３０７にＴｉ，ＴｉＮ，Ｍｏ，Ｗ等の平坦な
メタル上に設ける事により、５００〜５０００オングス
トローム程度の膜厚が好適である。

【０１３４】さらに、３１４は液晶材料、３１５は共通
透明電極、３１６は対向基板、３１７，３１７′は高濃
度不純物領域、３１９は表示領域、３２０は反射防止膜
である。

【０１３５】図１６に示すように、トランジスタ下部に
形成されたウェル３０２，３０２′と同一極性の高濃度
不純物層３１７，３１７′は、ウェル３０２，３０２′
の周辺部及び内容に形成されており、高振幅な信号がソ
ースに印加されても、ウェル電位は、低抵抗層で所望の
電位に固定されているため、安定しており、高品質な画
像表示が実現できた。さらにｎ型ウェル３０２′とｐ型
ウェル３０２との間には、フィールド酸化膜を介して上
記高濃度不純物層３１７，３１７′が設けられており、
通常ＭＯＳトランジスタの時に使用されるフィールド酸
化膜直下のチャネルストップを不要にしている。

【０１３６】これらの高濃度不純物層３１７，３１７′
は、ソース、ドレイン層形成プロセスで同時にできるの
で作製プロセスにおけるマスク枚数、工数が削減され、
低コスト化が図れた。

【０１３７】次に、３１３は共通透明電極３１５と対向
基板３１６との間に設けられた反射防止用膜で、界面の
液晶の屈折率を考慮して、界面反射率が軽減されるよう
に構成される。その場合、対向基板３１６と、透明電極
３１５の屈折率よりも小さい絶縁膜が好適である。

【０１３８】次に、本発明の平面図を図１７に示す。図
において、３２１は水平シフトレジスタ、３２２は垂直
シフトレジスタ、３２３はｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ、
３２４はｐチャンネルＭＯＳＦＥＴ、３２５は保持容
量、３２６は液晶層、３２７は信号転送スイッチ、３２
８はリセットスイッチ、３２９はリセットパルス入力端
子、３３０はリセット電源端子、３３１は映像信号の入
力端子である。半導体基板３０１は図１６ではｐ型にな
っているが、ｎ型でもよい。

【０１３９】ウェル領域３０２′は、半導体基板３０１
と反対の導電型にする。このため、図１６では、ウェル
領域３０２はｐ型になっている。ｐ型ウェル領域３０２
及びｎ型ウェル領域３０２′は、半導体基板３０１より
も高濃度に不純物が注入されていることが望ましく、半
導体基板３０１の不純物濃度が１０¹⁴〜１０¹⁵（ｃ
ｍ ^-3）のとき、ウェル領域３０２の不純物濃度は１０¹⁵
〜１０¹⁷（ｃｍ^-3）が望ましい。

【０１４０】ソース電極３１０は、表示用信号が送られ
てくるデータ配線に、ドレイン電極３１１は画素電極３
１２に接続する。これらの電極３１０，３１１には、通
常Ａｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣｕ，ＡｌＧｅＣｕ，Ａｌ
Ｃｕ配線を用いる。これらの電極３１０，３１１の下部
と半導体との接触面に、ＴｉとＴｉＮからなるバイアメ
タル層を用いると、コンタクトが安定に実現できる。ま
たコンタクト抵抗も低減できる。画素電極３１２は、表
面が平坦で、高反射材が望ましく、通常の配線用金属で
あるＡｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣｕ，ＡｌＧｅＣｕ，Ａ
ｌＣ以外にＣｒ，Ａｕ，Ａｇなどの材料を使用すること
が可能である。また、平坦性の向上のため、下地絶縁層
３０９や画素電極３１２の表面をケミカルメカニカルポ
リッシング（ＣＭＰ）法によって処理している。

【０１４１】保持容量３２５は、画素電極３１２と共通
透明電極３１５の間の信号を保持するための容量であ
る。ウェル領域３０２には、基板電位を印加する。本実
施形態では、各行のトランスミッションゲート構成を、
上から１行目は上がｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ３２３
で、下がｐチャンネルＭＯＳＦＥＴ３２４、２行目は上
がｐチャンネルＭＯＳＦＥＴ３２４で、下がｎチャンネ
ルＭＯＳＦＥＴ３２３とするように、隣り合う行で順序
を入れ換える構成にしている。以上のように、ストライ
プ型ウェルで表示領域の周辺で電源線とコンタクトして
いるだけでなく、表示領域にも、細い電源ラインを設け
コンタクトをとっている。

【０１４２】この時、ウェルの抵抗の安定化がカギにな
る。したがって、ｐ型基板であれば、ｎウェルの表示領
域内部でのコンタクト面積又はコンタクト数をｐウェル
のコンタクトより増強する構成を採用した。ｐウェル
は、ｐ型基板で一定電位がとられているため、基板が低
抵抗体としての役割を演ずる。したがって、島状になる
ｎウェルのソース、ドレインへの信号の入出力による振
られの影響が大きくなりやすいが、それを上部の配線層
からのコンタクトを増強することで防止できた。これに
より、安定した高品位な表示が実現できた。

【０１４３】映像信号（ビデオ信号、パルス変調された
デジタル信号など）は、映像信号入力端子３３１から入
力され、水平シフトレジスタ３２１からのパルスに応じ
て信号転送スイッチ３２７を開閉し、各データ配線に出
力する。垂直シフトレジスタ３２２からは、選択した行
のｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ３２３のゲートへはハイパ
ルス、ｐチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲートへはローパル
スを印加する。

【０１４４】以上のように、画素部のスイッチは、単結
晶のＣＭＯＳトランスミッションゲートで構成されてお
り、画素電極へ書き込む信号が、ＭＯＳＦＥＴのしきい
値に依存せず、ソースの信号をフル書き込める利点を有
する。

【０１４５】又、スイッチが、単結晶トランジスタから
成り立っており、ｐｏｌｙｓｉ−ＴＦＴの結晶粒界での
不安定な振まい等がなく、バラツキのない高信頼性な高
速駆動が実現できる。

【０１４６】次にパネル周辺回路の構成について、図１
８を用いて説明する。図１８において、３３７は液晶素
子の表示領域、３３２はレベルシフター回路、３３３は
ビデオ信号サンプリングスイッチ、３３４は水平シフト
レジスタ、３３５はビデオ信号入力端子、３３６は垂直
シフトレジスタである。

【０１４７】以上に示す構成により、Ｈ，Ｖともにシフ
トレジスタ等のロジック回路は、ビデオ信号入力端子３
３５から２５Ｖ，３０Ｖ程度の振幅が供給されるので、
１．５〜５Ｖ程度と極めて低い値で駆動でき、高速、低
消費電圧化が達成できた。ここでの水平、垂直ＳＲは、
走査方向は選択スイッチにより双方向可能なものとなっ
ており、光学系の配置等の変更に対して、パネルの変更
なしに対応でき、製品の異なるシリーズにも同一パネル
が使用でき低コスト化が図れるメリットがある。

【０１４８】又、図１８においては、ビデオ信号サンプ
リングスイッチは、片側極性の１トランジスタ構成のも
のを記述したが、これに限らず、ＣＭＯＳトランスミッ
ションゲート構成にすることにより入力ビデオ線をすべ
てを信号線に書き込むことができることは、言うまでも
ない。

【０１４９】又ＣＭＯＳトランスミッションゲート構成
にした時、ＮＭＯＳゲートとＰＭＯＳゲート面積や、ゲ
ートとソースドレインとの重なり容量の違いにより、ビ
デオ信号に振られが生じる課題がある。これにはそれぞ
れの極性のサンプリングスイッチのＭＯＳＦＥＴのゲー
ト量の約１／２のゲート量のＭＯＳＦＥＴのソースとド
レインとを信号線にそれぞれ接続し、逆相パルスで印加
することにより振られが防止でき、きわめて良好なビデ
オ信号が信号線に書き込まれた。これにより、さらに高
品位の表示が可能になった。

【０１５０】次に、ビデオ信号と、サンプリングパルス
の同期を正確にとる方向について図１９を用いて説明す
る。このためには、サンプリングパルスのｄｅｌａｙ量
を変化させる必要がある。３４２はパルスｄｅｌａｙ用
インバータ、３４３はどのｄｅｌａｙ用インバータを選
択するかを決めるスイッチ、３４４はｄｅｌａｙ量が制
御された出力、３４５は容量（ｏｕｔＢは逆相出力、ｏ
ｕｔは同相出力）である。３４６は保護回路であるＳＥ
Ｌ１（ＳＥＬ１Ｂ）からＳＥＬ３（ＳＥＬ３Ｂ）の組み
合わせにより、ｄｅｌａｙ用インバータ３４２を何コ通
過するかが選択できる。

【０１５１】この同期回路がパネルに内蔵していること
により、パネル外部からのパルスのｄｅｌａｙ量が、
Ｒ．Ｇ．Ｂ３板パネルのとき、治具等の関係で対称性が
くずれても、上記選択スイッチで調整でき、Ｒ．Ｇ．Ｂ
のパルス位相高域による位置ずれがない良好な表示画像
が得られた。又、パネル内部に温度測定ダイオードを内
蔵させ、その出力によりｄｅｌａｙ量をテーブルから参
照し温度補正することも有効である事は言うまでもな
い。

【０１５２】次に、液晶材との関係について説明する。
図１６では、平坦な対向基板構造のものを示したが、共
通電極基板３１６は、共通透明電極３１５の界面反射を
防ぐため、凹凸を形成し、その表面に共通透明電極３１
５を設けている。また、共通電極基板３１６の反対側に
は、反射防止膜３２０を設けている。これらの凹凸形状
の形成のために、微少な粒径の砥粒により板ずり研磨を
おこなう方式も高コントラスト化に有効である。

【０１５３】液晶材料としては、ポリマー・ネットワー
ク液晶ＰＮＬＣを用いた。ただし、ポリマー・ネットワ
ーク液晶として、ＰＤＬＣなどを用いてもいい。ポリマ
ー・ネットワーク液晶ＰＮＬＣは、重合相分離法によっ
て作製される。液晶と重合性モノマーやオリゴマーで溶
液をつくり、通常の方法でセル中に注入した後、ＵＶ重
合によって液晶と高分子を相分離させ、液晶中に網目状
に高分子を形成する。ＰＮＬＣは多くの液晶（７０〜９
０ｗｔ％）を含有している。

【０１５４】ＰＮＬＣにおいては、屈折率の異方性（Δ
ｎ）の高いネマチック液晶を用いると光散乱が強くな
い、誘電異方性（Δε）の大きいネマチック液晶を用い
ると低電圧で駆動が可能となる。ポリマー・ネットワー
クの大きさ、すなわち網目の中心間距離が１〜１．５
（μｍ）の場合、光散乱は高コントラストを得るのに十
分強くなる。

【０１５５】次に、シール構造と、パネル構造との関係
について、図２０を用いて説明する。図２０において、
３５１はシール部、３５２は電極パッド、３５３はクロ
ックバッファー回路である。不図示のアンプ部は、パネ
ル電気検査時の出力アンプとして使用するものである。
また、対向基板の電位をとる不図示のＡｇペースト部が
あり、また３５６は液晶素子による表示部、３５７は水
平・垂直シフトレジスタ（ＳＲ）等の周辺回路部であ
る。シール部３５１は表示部３５６の四方周辺に半導体
基板３０１上に画素電極３１２を設けたものと共通電極
３１５を備えたガラス基板との張り合わせのための圧着
材や接着剤の接触領域を示し、シール部３５１で張り合
わせた後に、表示部３５６とシフトレジスタ部３５７に
液晶を封入する。

【０１５６】図２０に示すように、本実施形態では、シ
ールの内部にも、外部にも、ｔｏｔａｌｃｈｉｐｓ
ｉｚｅが小さくなるように、回路が設けられている。本
実施形態では、パッドの引き出しをパネルの片辺側の１
つに集中させているが、長辺側の両辺でも又、一辺でな
く多辺からのとり出しも可能で、高速クロックをとり扱
うときに有効である。

【０１５７】さらに、本発明のパネルは、Ｓｉ基板等の
半導体基板を用いているため、プロジェクタのように強
力な光が照射され、基板の側壁にも光があたると、基板
電位が変動し、パネルの誤動作を引き起こす可能性があ
る。したがって、パネルの側壁及び、パネル上面の表示
領域の周辺回路部は、遮光できる基板ホルダーとなって
おり、又、Ｓｉ基板の裏面は、熱伝導率の高い接着剤を
介して熱伝導率の高いＣｕ等のメタルが接続されたホル
ダー構造となっている。

【０１５８】次に、本発明の反射電極構造及びその作製
方法について述べる。本発明の完全平坦化反射電極構造
は、メタルをパターニングしてから、研磨する通常の方
法とは異なり、電極パターンのところにあらかじめ、溝
のエッチングをしておき、そこにメタルを成膜し、電極
パターンが成形されない領域上のメタルを研磨でとり除
くとともに、電極パターン上のメタルも平坦化する新規
な方法である。しかも、配線の幅が配線以外の領域より
も極めて広く、従来のエッチング装置の常識では、下記
問題が発生し、本発明の構造体は作製できない。

【０１５９】エッチングすると、エッチング中にポリマ
ーが堆積し、パターニングができなくなる。そこで、酸
化膜系エッチング（ＣＦ₄ ／ＣＨＦ₃ 系）において、条
件を変えてみた。これについて、図２１に、ｔｏｔａｌ
圧力（従来）１．７ｔｏｒｒ時（ａ）、（今回）１．０
ｔｏｒｒ時（ｂ）を示す。

【０１６０】図２１（ａ）の条件で、デポジション性の
ガスＣＨＦ₃ を減らすと、たしかにポリマーの堆積は、
減少するが、レジストに近いパターンと遠いパターンで
の寸法の違い（ローディング効果）がきわめて大きくな
り、使用できない事がわかる。

【０１６１】図２１（ｂ）では、ローディング効果をお
さえるため、徐々に圧力を下げていき、１ｔｏｒｒ以下
になるとローディング効果がかなり抑制され、かつＣＨ
Ｆ₃をゼロにし、ＣＦ₄ のみによるエッチングが有効で
あることを見出した。

【０１６２】さらに、画素電極領域は、ほとんどレジス
トが存在せず、周辺部はレジストで占められている。構
造体を形成するのは難しく、構造として、画素電極と同
等の空き電極とその形状を表示領域の周辺部まで設ける
事が有効であることがわかった。

【０１６３】本構造にすることにより、従来あった表示
部と周辺部もしくはシール部との段差もなくなり、ギャ
ップ精度が高くなり、面内均一圧が高くなるだけでな
く、注入時のムラもへり、高品位の画質が歩留りよくで
きる効果を得られた。

【０１６４】次に本発明の反射型液晶パネルを組み込む
光学システムについて図２２を用いて説明する。図２２
において、３７１はハロゲンランプ等の光源、３７２は
光源像をしぼり込む集光レンズ、３７３，３７５は平面
状の凸型フレネルレンズ、３７４はＲ，Ｇ，Ｂに分解す
る色分解光学素子で、ダイクロイックミラー、回折格子
等が有効である。

【０１６５】また、３７６はＲ，Ｇ，Ｂ光に分解された
それぞれの光をＲ，Ｇ，Ｂ３パネルに導くそれぞれのミ
ラー、３７７は集光ビームを反射型液晶パネルに平行光
で照明するための視野レンズ、３７８は上述の反射型液
晶素子、３７９の位置にしぼりがある。また、３８０は
複数のレンズを組み合わせて拡大する投射レンズ、３８
１はスクリーンで、通常、投射光を平行光へ変換するフ
レネルレンズと上下、左右に広視野角として表示するレ
ンチキュラレンズの２板より構成されると明瞭な高コン
トラストで明るい画像を得ることができる。

【０１６６】図２２の構成では、１色のパネルのみ記載
されているが、色分解光学素子３７４からしぼり部３７
９の間は３色それぞれに分離されており、３板パネルが
配置されている。又、反射型液晶装置パネル表面にマイ
クロレンズアレーを設け、異なる入射光を異なる画素領
域に照射させる配置をとることにより、３板のみなら
ず、単板構成でも可能であることは言うまでもない。液
晶素子の液晶層に電圧が印加され、各画素で正反射した
光は、３７９に示すしぼり部を透過しスクリーン上に投
射される。

【０１６７】一方、電圧が印加されずに、液晶層が散乱
体となっている時、反射型液晶素子へ入射した光は、等
方的に散乱し、３７９に示す絞り部の開口を見込む角度
の中の散乱光以外は、投射レンズに入らない。これによ
り黒を表示する。以上の光学系からわかるように、偏光
板が不要で、しかも画素電極の全面が信号光が高反射率
で投射レンズに入るため、従来よりも２−３倍明るい表
示が実現できた。上述の実施形態でも述べたように、対
向基板表面、界面には、反射防止対策が施されており、
ノイズ光成分も極めて少なく、高コントラスト表示が実
現できた。又、パネルサイズが小さくできるため、すべ
ての光学素子（レンズ、ミラーｅｔｃ．）が小型化さ
れ、低コスト、軽量化が達成された。

【０１６８】又、光源の色ムラ、輝度ムラ、変動は、光
源と光学系との間にインテグレタ（はえの目レンズ型ロ
ッド型）を挿入することにより、スクリーン上での色ム
ラ、輝度ムラは、解決できた。

【０１６９】上記液晶パネル以外の周辺電気回路につい
て、図２３を用いて説明する。図において、３８５は電
源で、主にランプ用電源とパネルや信号処理回路駆動用
システム電源に分離される。３８６はプラグ、３８７は
ランプ温度検出器で、ランプの温度の異常があれば、制
御ボード３８８によりランプを停止させる等の制御を行
う。これは、ランプに限らず、３８９のフィルタ安全ス
イッチでも同様に制御される。たとえば、高温ランプハ
ウスボックスを開けようとした場合、ボックスがあかな
くなるような安全上の対策が施されている。３９０はス
ピーカー、３９１は音声ボードで、要求に応じて３Ｄサ
ウンド、サラウンドサウンド等のプロセッサも内蔵でき
る。３９２は拡張ボード１で、ビデオ信号用Ｓ端子、ビ
デオ信号用コンポジット映像、音声等の外部装置３９６
からの入力端子及びどの信号を選択するかの選択スイッ
チ３９５、チューナ３９４からなり、デコーダ３９３を
介して拡張ボード２へ信号が送られる。一方、拡張ボー
ド２は、おもに、別系列からのビデオやコンピュータの
Ｄｓｕｂ１５ピン端子を有し、デコーダ３９３からのビ
デオ信号と切り換えるスイッチ４５０を介して、Ａ／Ｄ
コンバータ４５１でディジタル信号に変換される。

【０１７０】また、４５３は主にビデオＲＡＭ等のメモ
リとＣＰＵとからなるメインボードである。Ａ／Ｄコン
バータ４５１でＡ／Ｄ変換したＮＴＳＣ信号は、一端メ
モリに蓄積され、高画素数へうまく割り当てるために、
液晶素子数にマッチしていない空き素子の不足の信号を
補間して作成したり、液晶表示素子に適したγ変換エッ
ジ階調、ブライト調整バイアス調整等の信号処理を行
う。ＮＴＳＣ信号でなく、コンピュータ信号も、たとえ
ばＶＧＡの信号がくれば、高解像度のＸＧＡパネルの場
合、その解像度変換処理も行う。一画像データだけでな
く、複数の画像データのＮＴＳＣ信号にコンピュータ信
号を合成させる等の処理もこのメインボード４５３で行
う。メインボード４５３の出力はシリアル・パラレル変
換され、ノイズの影響を受けにくい形態でヘッドボード
４５４に入力される。このヘッドボード４５４で、再度
パラレル／シリアル変換後、Ｄ／Ａ変換し、パネルのビ
デオ線数に応じて分割され、ドライブアンプを介して、
Ｂ，Ｇ，Ｒ色の液晶パネル４５５，４５６，４５７へ信
号を書き込む。４５２はリモコン操作パネルで、コンピ
ュータ画面も、ＴＶと同様の感覚で、簡単操作可能とな
っている。また、液晶パネル４５５，４５６，４５７の
夫々は、各色の色フィルタを備えた同一の液晶装置構成
であり、その水平・垂直走査回路は、前述の実施例で説
明したものを適用する。各液晶装置は以上の説明のよう
に、必ずしも高解像度がない画像も処理により高品位画
像化するため、本発明の表示結果は、きわめてきれいな
画像表示が可能である。

【０１７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成方法において、絶縁
膜上に無機ＳＯＧ膜を塗布し、Ｏ₂ 雰囲気での特定波長
（１７２ｎｍ，１８５ｎｍ、２５４ｎｍ）のＵＶ光、又
はＯ₂ プラズマを照射する事で前記無機ＳＯＧ膜を表面
改質させ、さらにもう一層無機ＳＯＧ膜を形成する事で
絶縁膜上の段差や金属配線間の段差を著しく緩和し、層
間絶縁膜表面の平坦性を飛躍的に向上させる事が出来、
多層金属配線の形成を容易にするとともに前記多層金属
配線の信頼性も向上する為、高い歩留りを達成する事が
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の層間絶縁膜の形成プロ
セスを示す工程断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例の層間絶縁膜の形成プロ
セスを示す工程断面図である。

【図３】従来手法で形成された層間絶縁膜の形成を示す
工程断面図である。

【図４】本発明の投写型表示装置の一例を示す模式図で
ある。

【図５】本発明の投写型表示装置に用いたダイクロイッ
クミラーの分光反射特性図である。

【図６】本発明の投写型表示装置の色分解照明部の斜視
図である。

【図７】本発明の液晶パネルの一例を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の液晶パネルでの色分解色合成の原理説
明図である。

【図９】本発明の液晶パネルの一例についての部分拡大
上面図である。

【図１０】本発明の投写型表示装置の投影光学系を示す
模式図である。

【図１１】本発明の投写型表示装置の駆動回路系を示す
ブロック図である。

【図１２】本発明の投写型表示装置の一例についてのス
クリーン上の投影像の部分拡大図である。

【図１３】本発明の液晶パネルの一例についての部分拡
大上面図である。

【図１４】本発明の液晶パネルの一例を示す模式図であ
る。

【図１５】本発明の液晶パネルの一例についての部分拡
大上面図と部分拡大断面図である。

【図１６】本発明によるＣＭＰにより製造される液晶素
子の断面図である。

【図１７】本発明による液晶装置の概略的回路図であ
る。

【図１８】本発明による液晶装置のブロック図である。

【図１９】本発明による液晶装置の入力部のディレイ回
路を含む回路図である。

【図２０】本発明による液晶装置の液晶パネルの概念図
である。

【図２１】本発明による液晶装置の製造上のエッチング
処理の良否を判断するグラフである。

【図２２】本発明による液晶装置を用いた液晶プロジェ
クターの概念図である。

【図２３】本発明による液晶プロジェクターの内部を示
す回路ブロック図である。

【符号の説明】

１半導体基体２絶縁酸化膜３多結晶シリコン４絶縁膜５金属配線６第１層間絶縁膜７（第１の）無機ＳＯＧ８表面改質用ＵＶ光９（第２の）無機ＳＯＧ１０第２層間絶縁膜１１素子分離領域１２素子形成領域１３コンタクト孔内段差２０マイクロレンズ付液晶パネル２１マイクロレンズガラス基板２２マイクロレンズ（インデックス分布式）２３シートガラス２４対向透明電極２５液晶層２６画素電極２７アクチブマトリックス駆動回路部２８シリコン半導体基板２９基本絵素単位４０Ｒ反射ダイクロイックミラー４１Ｂ／Ｇ反射ダイクロイックミラー４２Ｂ反射ダイクロイックミラー４３高反射ミラー５０フレネルレンズ（第２コンデンサーレンズ）５１第１コンデンサーレンズ１０１投影レンズ１０２マイクロレンズ付液晶パネル１０３偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１２０マイクロレンズ（リフロー熱ダレ式）１２１遮光マスク１５１スペーサー柱１５２周辺シール部１０６ロッド型インテグレータ１０７楕円リフレクター１０８アークランプ１０９スクリーン１１０パネルドライバー１１１デコーダー１１２インターフェース回路１１３コントローラー１１４バラスト（アークランプ点灯回路）１１５電源回路１１６マイクロレンズ１１８透過型液晶画素３０１半導体基板３０２，３０２′ ｐ型及びｎ型ウェル３０３，３０３′，３０３″ ソース領域３０４ゲート領域３０５，３０５′，３０５″ ドレイン領域３０６ＬＯＣＯＳ絶縁層３０７遮光層３０８絶縁膜３０９プラズマＳｉＮ３１０ソース電極３１１連結電極３１２反射電極＆画素電極３１４液晶層３１５共通透明電極３１６対向電極３１７，３１７′ 高濃度不純物領域３１９表示領域３２０反射防止膜３２１，３２２シフトレジスタ３３２昇圧レベルシフター３４２インバータ３５１シール３７８液晶装置４５５，４５６，４５７液晶装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成方法
において、第１の無機ＳＯＧ膜上に、酸素成分を含む雰囲気中で紫
外光を照射し、オゾン及び活性酸素原子を生成、照射す
る工程と、さらにその上に第２の無機ＳＯＧ膜を形成する工程と、
を有することを特徴とした層間絶縁膜の製造方法。
【請求項２】前記無機ＳＯＧ膜は、第１の層間絶縁膜
と第２の層間絶縁膜との間に形成されることを特徴とす
る請求項１記載の層間絶縁膜の製造方法。
【請求項３】前記無機ＳＯＧ膜は、燐（Ｐ）を含まな
いことを特徴とする請求項１又は２記載の層間絶縁膜の
製造方法。
【請求項４】ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成方法
において、第１の無機ＳＯＧ膜上に、酸素成分を含む雰囲気中で紫
外光を発光させ、オゾン及び活性酸素原子を生成、照射
する工程と、さらにその上に第２の無機ＳＯＧ膜を形成し、素子分離
領域と素子形成領域上の段差及び空隙を緩和又は無くす
工程と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の層間絶縁膜の製造方法。
【請求項５】ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成方法
において、第１の無機ＳＯＧ膜上に、酸素成分を含む雰囲気中で紫
外光を発光させ、オゾン及び活性酸素原子を生成、照射
して、前記第１の無機ＳＯＧ膜の最表層の水素基を切断
する工程と、さらにその上に第２の無機ＳＯＧ膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載の層間絶縁膜の製造方法。
【請求項６】前記紫外光の波長は、１００〜３００ｎ
ｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載の層間絶縁膜の製造方法。
【請求項７】ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成方法
において、第１の無機ＳＯＧ膜上に、Ｏ₂ プラズマを照射する工程
と、さらにその上に第２の無機ＳＯＧ膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする層間絶縁膜の製造方法。
【請求項８】ＳＯＧ膜を用いる層間絶縁膜の形成方法
において、第１の無機ＳＯＧ膜上に、Ｏ₂ プラズマを照射する工程
と、さらにその上に第２の無機ＳＯＧ膜を形成し、素子分離
領域と素子形成領域上の段差及び空隙を緩和又は無くす
工程と、を有することを特徴とする層間絶縁膜の製造方
法。
【請求項９】前記第１の無機ＳＯＧ膜上にＯ₂ プラズ
マを照射することにより前記第１の無機ＳＯＧ膜の最上
層の水素基を切断することを特徴とした請求項７又は８
記載の層間絶縁膜の製造方法。
【請求項１０】前記層間絶縁膜に覆われる金属配線間
隔が、０．３〜４．０μｍ、素子分離領域上の絶縁膜の
凹部断差が１．５μｍ以下であることを特徴とした請求
項１〜９のいずれかに記載の層間絶縁膜の製造方法。
【請求項１１】前記無機ＳＯＧ膜の製造工程を繰り返
し、３層以上の無機ＳＯＧ膜を形成することを特徴とす
る請求項１〜１０のいずれかに記載の層間絶縁膜の製造
方法。
【請求項１２】層間絶縁膜を有する半導体装置を具備
した表示装置の製造方法において、前記層間絶縁膜が、請求項１〜１１のいずれかに記載の
層間絶縁膜の製造方法により製造されることを特徴とす
る表示装置の製造方法。