JPH1184363A - 液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴＦＴ駆動によるアクティブマトリクス駆動
方式の液晶表示パネルにおいて、遮光層等からのＴＦＴ
へのコンタミネーションを低く抑えることにより、戻り
光に対する遮光性を高めると共にトランジスタ特性を高
める。 【解決手段】液晶表示パネル（１００）は、一対の第１
及び第２基板（１、２）間に挟持された液晶（５０）
と、第１基板にマトリクス状に設けられた画素電極（１
１）と、これをスイッチング制御するＴＦＴ（３０）
と、第１基板とＴＦＴとの間に設けられた遮光層（３）
と、遮光層とＴＦＴとの間に２種類の絶縁層（４１ａ、
４１ｂ）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の
液晶表示パネル及びその製造方法の技術分野に属し、特
に、液晶プロジェクタ等に用いられる、ＴＦＴの下側に
ブラックマトリクスを設けた形式の液晶表示パネル及び
その製造方法の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の液晶プロジェクタ等にラ
イトバルブとして用いられる液晶表示パネルにおいては
一般に、液晶層を挟んでＴＦＴアレイ基板に対向配置さ
れ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ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）膜や
ｐ−Ｓｉ（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
果により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
夫々対向する位置に複数のブラックマトリクスと呼ばれ
る遮光層が形成されるのが一般的である。このようなブ
ラックマトリクスは、Ｃｒ（クロム）などの金属材料
や、カーボンをフォトレジストに分散した樹脂ブラック
などの材料から作られ、上述のＴＦＴのａ−Ｓｉ膜やｐ
−Ｓｉ膜に対する遮光の他に、コントラストの向上、色
材の混色防止などの機能を有する。

【０００３】更に、この種の液晶表示パネルにおいては
特にトップゲート構造（即ち、ＴＦＴアレイ基板上にお
いてゲート電極がチャネルの上側に設けられた構造）を
採る正スタガ型又はコプラナー型のａ−Ｓｉ又はｐ−Ｓ
ｉＴＦＴを用いる場合には、投射光の一部が液晶プロジ
ェクタ内の投射光学系により戻り光として、ＴＦＴアレ
イ基板の側からＴＦＴのチャネルに入射するのを防ぐ必
要がある。

【０００４】このために、特開平９−１２７４９７号公
報、特公平３−５２６１１号公報、特開平３−１２５１
２３号公報、特開平８−１７１１０１号公報等では、石
英基板等からなるＴＦＴアレイ基板上においてＴＦＴに
対向する位置（即ち、ＴＦＴの下側）にも、ブラックマ
トリクスを形成した液晶表示パネルを提案している。こ
のように形成したブラックマトリクスにより、ＴＦＴの
ａ−Ｓｉ膜やｐ−Ｓｉ膜に対する戻り光の遮光が可能と
なるとされている。特にこの技術によれば、ＴＦＴアレ
イ基板上のブラックマトリクス形成工程の後に行われる
ＴＦＴ形成工程における高温処理により、ブラックマト
リクスが破壊されたり溶融したりしないようにするため
に、ブラックマトリクスを不透明な高融点金属から形成
するようにしている。

【０００５】また、このような従来の技術によれば、高
融点金属からなるブラックマトリクスをＴＦＴの形成領
域から電気的に絶縁するために、ブラックマトリクスの
上には、ＮＳＧ（ノンドープトシリケートガラス）等の
シリケートガラスなどからなる層間絶縁層が設けられ
る。そして、この層間絶縁層を下地として、その上にＴ
ＦＴが高温プロセスにより形成されるものとされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術によれば、以下の問題点がある。即ち先
ず、高融点金属からなる戻り光の遮光用のブラックマト
リクス上に、シリケートガラスなどの単一層である、層
間絶縁層を介してＴＦＴを形成する構成では、層間絶縁
層を介してブラックマトリクスからＴＦＴへのコンタミ
ネーション（汚染）が起きたり、層間絶縁層を構成する
ＮＳＧ等のシリケートガラスからも、ＴＦＴへのコンタ
ミネーションが起こったりする。より具体的には、ゲー
ト絶縁膜を形成する際やチャネル用のｐ−Ｓｉ層を形成
する際などの高温プロセス時等に、高融点金属からなる
ブラックマトリクスやＮＳＧ等からなる層間絶縁層が含
むカーボン、水素、水分などの不純物や金属元素等によ
る、ＴＦＴ形成領域へのコンタミネーションが起こる。
このため、最終的に形成されるＴＦＴのトランジスタ特
性が劣化してしまう。

【０００７】更に、このように、シリケートガラスなど
の単一層から層間絶縁層を形成する構成では、当該層間
絶縁層の厚みを限られた範囲内に納めつつ十分高い絶縁
性を得ることや、局所的に絶縁性の低い部分の発生を防
ぐことは困難である。

【０００８】このように上述した従来の製造技術によれ
ば、ＴＦＴの下側に遮光膜を形成したことにより必然的
な構成要素となる層間絶縁層や遮光層からのコンタミネ
ーションが増加してＴＦＴのトランジスタ性が劣化する
という問題点が有り、更に層間絶縁層における絶縁不良
により、装置欠陥率が増えてしまうという問題点もあ
る。

【０００９】本発明は上述した問題点に鑑みなされたも
のであり、ＴＦＴ等のスイッチング素子へのコンタミネ
ーションが低く抑えられており、スイッチング素子の下
側からの戻り光等の光に対する遮光性能が高く且つ該ス
イッチング素子のスイッチング特性が高いアクティブマ
トリクス駆動方式の液晶表示パネル及びその製造方法を
提供することを課題とする。

【００１０】

【解決を解決するための手段】請求項１に記載の液晶表
示パネルは上記課題を解決するために、一対の第１及び
第２基板と、該第１及び第２基板間に挟持された液晶
と、前記第１基板の前記液晶に対面する側にマトリクス
状に設けられた複数の透明な画素電極と、該複数の画素
電極に夫々隣接する位置において前記第１基板に設けら
れており前記複数の画素電極を夫々スイッチング制御す
る複数のスイッチング素子と、該複数のスイッチング素
子に夫々対向する位置において前記第１基板と前記複数
のスイッチング素子との間に夫々設けられた高融点金属
からなる遮光層と、前記遮光層と前記複数のスイッチン
グ素子との間に設けられた少なくとも２種類の絶縁層と
を備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項１に記載の液晶表示パネルによれ
ば、例えばＷ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ
（クロム）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、
Ｐｄ（鉛）等の高融点金属単体や、これらを含む高融点
金属シリサイド（例えば、ＷＳｉ（タングステンシリサ
イド）等）などの高融点金属からなる遮光層は、ＴＦＴ
等のスイッチング素子に対向する位置に設けられている
ので、第１基板の側から戻り光などの光が当該液晶表示
パネルに入射しても、この光がスイッチング素子に入射
するのを防ぐことが出来る。

【００１２】ここで遮光層と複数のスイッチング素子と
の間には、少なくとも２種類の絶縁層が設けられてい
る。これらの絶縁層は、例えば積層されて多層構造の層
間絶縁層として機能する。このため、例えばＳｉＯ₂系
の膜からなる絶縁層やＳｉＮ系の膜からなる絶縁層など
の異なる種類の絶縁層の間には、必ず界面が存在するこ
とになる。仮に前述した従来の技術のように単一層から
層間絶縁層が構成され、このような界面が存在しない場
合には、液晶表示パネルの製造プロセスにおいて特に高
温プロセス時などに、遮光層中や層間絶縁層中に存在す
るカーボン、水素、水分、金属元素などの不純物が層間
絶縁層上のＴＦＴ等のスイッチング素子形成用領域に現
われて、スイッチング素子をコンタミネート（汚染）す
る。しかしながら、本発明では２種類の絶縁層の間に存
在する界面にこれらの不純物の一部又は大部分がトラッ
プされるため、ＴＦＴ等のスイッチング素子は、遮光層
や絶縁層からのコンタミネーションが低減された状態で
形成される。

【００１３】更に、少なくとも２種類の絶縁層が設けら
れているため、当該液晶表示パネルの製造工程において
従来の技術のように単一層から層間絶縁層を形成する場
合よりも絶縁性を確実に且つ高信頼性で高めることがで
きる。また、各種の絶縁層を形成するプロセスを組み合
わせることで、製造プロセスの融通性も高くなり、用途
や仕様に応じて必要な絶縁性た層厚を持った層間絶縁層
を高経済性で効率良く製造することも可能となる。

【００１４】これらの結果、製造された液晶表示パネル
は、スイッチング素子の下側からの戻り光等の光に対す
る遮光性能が高いことに加えて、スイッチング素子に対
するコンタミネーションが低減されており且つ絶縁層に
おける絶縁不良が低減されており、スイッチング素子の
スイッチング特性が非常に高められている。

【００１５】請求項２に記載の液晶表示パネルは上記課
題を解決するために請求項１に記載の液晶表示パネルに
おいて、前記少なくとも２種類の絶縁層は、ＳｉＯ₂系
の膜からなる第１絶縁層と、ＨＴＯ膜（高温酸化シリコ
ン膜）からなる第２絶縁層とを含み、該第２絶縁層は該
第１絶縁層よりも前記スイッチング素子に近い側に位置
することを特徴とする。

【００１６】請求項２に記載の液晶表示パネルによれ
ば、第１絶縁層は、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）等の高絶縁性シリケートガラスなどのＳｉ
Ｏ₂系の膜からなる。また第２絶縁層は、ＨＴＯ膜から
なる。ここで、ＮＳＧ等のシリケートガラスなどのＳｉ
Ｏ₂系の膜からなる第１絶縁層は、カーボンや水素など
の不純物を含むが、一般にＣＶＤ法等を用いて形成が容
易である。これに対し、ＨＴＯ膜からなる第２絶縁層
は、カーボンや水素などの不純物を殆ど含むことなく、
特に上述のように構成された第１絶縁層よりも不純物が
少なく高品質である。

【００１７】ここで、遮光層をＴＦＴ等のスイッチング
素子から絶縁するためには、当該層間絶縁層として機能
する第１及び第２絶縁層にはある程度の厚みが必要であ
るが、上述のように形成が比較的容易な第１絶縁層によ
り、この必要な厚みの一部又は大部分が賄われる。そし
て、第２絶縁層は第１絶縁層よりもスイッチング素子に
近い側に位置しているので、製造プロセスにおいては、
第１絶縁層に含まれる不純物の一部又は大部分は第１絶
縁層と第２絶縁層との間に存在する界面にトラップさ
れ、スイッチング素子はこのように高品質のＨＴＯ膜
（第２絶縁層）上に形成される。このため、ＴＦＴ等の
スイッチング素子は、遮光層や絶縁層からのコンタミネ
ーションが低減された状態で形成される。

【００１８】請求項３に記載の液晶表示パネルは上記課
題を解決するために請求項１に記載の液晶表示パネルに
おいて、前記少なくとも２種類の絶縁層は、ＳｉＮ系の
膜からなる第１絶縁層とＳｉＯ₂系の膜からなる第２絶
縁層とを含み、該第１絶縁層は該第２絶縁層よりも前記
遮光層に近い側に位置することを特徴とする。

【００１９】請求項３に記載の液晶表示パネルによれ
ば、第１絶縁層は、窒化シリコン膜等のＳｉＮ系の膜か
らなる。また第２絶縁層は、ＮＳＧ等の高絶縁性シリケ
ートガラスなどのＳｉＯ₂系の膜からなる。ここで、Ｓ
ｉＮ系の膜からなる第１絶縁層は、ＳｉＯ₂系の膜から
なる第２絶縁層と比較して高融点金属からなる遮光層が
含む不純物をトラップする能力が高い。これに対し、Ｓ
ｉＯ₂系の膜からなる第２絶縁層は、一般にＣＶＤ法等
を用いて形成が容易である。

【００２０】ここで、遮光層をＴＦＴ等のスイッチング
素子から絶縁するためには、当該層間絶縁層として機能
する第１及び第２絶縁層にはある程度の厚みが必要であ
るが、上述のように形成が比較的容易な第２絶縁層によ
り、この必要な厚みの一部又は大部分が賄われる。そし
て、第１絶縁層は第２絶縁層よりも遮光層に近い側に位
置しているので、製造プロセスにおいては、遮光層に含
まれる不純物の一部又は大部分は第１絶縁層や第１絶縁
層と第２絶縁層との間に存在する界面にトラップされ、
スイッチング素子はこのように遮光層からのコンタミネ
ーションが殆ど届かない第２絶縁層上に形成される。こ
のため、ＴＦＴ等のスイッチング素子は、遮光層や絶縁
層からのコンタミネーションが低減された状態で形成さ
れる。

【００２１】請求項４に記載の液晶表示パネルの製造方
法は上記課題を解決するために請求項２に記載の液晶表
示パネルの製造方法であって、前記第１基板上に、高融
点金属ターゲットを用いたスパッタリング並びにフォト
リソグラフィ及びエッチングにより前記高融点金属から
前記遮光層を形成する工程と、該形成された遮光層上
に、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法及び減圧ＣＶＤ法のう
ちのいずれか一つにより前記ＳｉＯ₂系の膜から前記第
１絶縁層を形成する工程と、該形成された第１絶縁層上
に、減圧ＣＶＤ法により前記ＨＴＯ膜から前記第２絶縁
層を形成する工程とを備えたことを特徴とする。

【００２２】請求項４に記載の製造方法によれば、高融
点金属ターゲットを用いたスパッタリング並びにフォト
リソグラフィ及びエッチングにより、高融点金属から遮
光層が形成される。次にこの遮光層上に、ＣＶＤ法、プ
ラズマＣＶＤ法又は減圧ＣＶＤ法により、ＮＳＧ等の高
絶縁性シリケートガラス膜などのＳｉＯ₂系の膜から第
１絶縁層が形成される。次にこの第１絶縁層上に、減圧
ＣＶＤ法によりＨＴＯ膜から第２絶縁層が形成される。
従って、第１絶縁層が形成された後、第１絶縁層に含ま
れる不純物は第１絶縁層と第２絶縁層との間に存在する
界面にトラップされる。そして、スイッチング素子は、
高品質のＨＴＯ膜（第２絶縁層）上に形成される。

【００２３】請求項５に記載の液晶表示パネルの製造方
法は上記課題を解決するために請求項３に記載の液晶表
示パネルの製造方法であって、前記第１基板上に、高融
点金属ターゲットを用いたスパッタリング並びにフォト
リソグラフィ及びエッチングにより前記高融点金属から
前記遮光層を形成する工程と、該形成された遮光層上
に、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法及び減圧ＣＶＤ法のう
ちの少なくとも一つにより前記ＳｉＮ系の膜から前記第
１絶縁層を形成する工程と、該形成された第１絶縁層上
に、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法及び減圧ＣＶＤ法のう
ちの少なくとも一つにより前記ＳｉＯ₂系の膜から前記
第２絶縁層を形成する工程とを備えたことを特徴とす
る。

【００２４】請求項５に記載の製造方法によれば、高融
点金属ターゲットを用いたスパッタリング並びにフォト
リソグラフィ及びエッチングにより、高融点金属から遮
光層が形成される。次にこの遮光層上に、ＣＶＤ法、プ
ラズマＣＶＤ法又は減圧ＣＶＤ法により、窒化シリコン
膜等のＳｉＮ系の膜から第１絶縁層が形成される。次に
この第１絶縁層上に、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法又は
減圧ＣＶＤ法により、ＮＳＧ等の高絶縁性シリケートガ
ラス膜などのＳｉＯ₂系の膜から第２絶縁層が形成され
る。従って、遮光層に含まれる不純物の一部又は大部分
は第１絶縁層や第１絶縁層と第２絶縁層との間に存在す
る界面にトラップされる。そして、スイッチング素子は
このように遮光層からのコンタミネーションが殆ど届か
ない第２絶縁層上に形成される。

【００２５】本発明のこのような作用及び他の利得は次
に説明する実施の形態から明らかにされよう。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２７】図１は、本発明の実施の形態である液晶表
示パネルの断面図である。尚、図１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しめてある。また図２
は、図１に示したＴＦＴアレイ基板１上に形成される各
種電極等の平面図である。

【００２８】図１において、液晶表示パネル１００は、
透明な第１基板の一例を構成するＴＦＴアレイ基板１
と、これに対向配置される透明な第２基板の一例を構成
する対向基板２とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１
は、例えば石英基板からなり、対向基板２は、例えばガ
ラス基板からなる。

【００２９】ＴＦＴアレイ基板１には、図２に示すよう
に、マトリクス状に複数の透明な画素電極１１が設けら
れており、図１に示すようにその上側には、ラビング処
理等の所定の配向処理が施された配向膜１２が設けられ
ている。画素電極１１は例えば、ＩＴＯ膜（インジウム
・ティン・オキサイド膜）などの透明導電性薄膜からな
る。また配向膜１２は例えば、ポリイミド薄膜などの有
機薄膜からなる。

【００３０】他方、対向基板２には、その全面に渡って
共通電極２１が設けられており、その下側には、ラビン
グ処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設け
られている。共通電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透
明導電性薄膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド
薄膜などの有機薄膜からなる。

【００３１】ＴＦＴアレイ基板１には、図１及び図２に
示すように、複数の画素電極１１に夫々隣接する位置
に、複数の画素電極１１を夫々スイッチング制御する、
スイッチング素子の一例としての複数のＴＦＴ３０が設
けられている。

【００３２】対向基板２には、更に、ブラックマトリク
ス２３が、ＴＦＴ３０に対向する所定領域に設けられて
いる。このようなブラックマトリクスは、Ｃｒ（クロ
ム）やＮｉ（ニッケル）などの金属材料や、カーボンや
Ｔｉ（チタン）をフォトレジストに分散した樹脂ブラッ
クなどの材料から作られ、ＴＦＴ３０のｐ−Ｓｉ（ポリ
シリコン）層３２に対する遮光の他に、コントラストの
向上、色材の混色防止などの機能を有する。

【００３３】このように構成され、画素電極１１と共通
電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基
板１と対向基板２との間には、後述のシール剤５２（図
４及び図５参照）により囲まれた空間に液晶が封入さ
れ、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極
１１からの電界が印加されていない状態で配向膜１２及
び２２により所定の配向状態を採る。液晶層５０は、例
えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶
からなる。シール剤５２は、二つの基板１及び２をそれ
らの周辺で張り合わせるための接着剤である。

【００３４】ＴＦＴ３０に夫々対向する位置においてＴ
ＦＴアレイ基板１と複数のＴＦＴ３０との間には、例え
ばＷＳｉ（タングステンシリサイド）からなる遮光層３
が夫々設けられている。更に、遮光層３と複数のＴＦＴ
３０との間には、第１層間絶縁層４１が設けられてい
る。第１層間絶縁層４１は、ＴＦＴ３０を構成するｐ−
Ｓｉ層３２を遮光層３から電気的絶縁するために設けら
れるものである。更に、第１層間絶縁層４１は、ＴＦＴ
アレイ基板１の全面に形成されることにより、ＴＦＴ３
０のための下地膜としての機能をも有する。即ち、ＴＦ
Ｔアレイ基板１の表面の研磨時における荒れや、洗浄後
に残る汚れ等でＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能
を有する。

【００３５】遮光層３は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ
及びＰｄのうちの少なくとも一つを含む高融点金属シリ
サイド（例えば、タングステンシリサイドＷＳｉ）から
なる。このように高融点金属シリサイドから構成する
と、即ち、シリコンを遮光層３の材料に含ませると、シ
リコンを含んでなるＴＦＴアレイ基板１や第１層間絶縁
層４１との熱的相性が良くなる。より具体的には、高温
環境と常温環境とに置かれた場合でも、遮光層３とＴＦ
Ｔアレイ基板１や第１層間絶縁層４１との間で、熱膨張
率等の物理的性質の差に起因して発生する応力が緩和さ
れる。

【００３６】遮光層３は、図示しないコンタクトホール
を介して所定の配線を経て、接地されているか又は定電
位源に接続されている。このため、遮光層３の電位が変
化することにより、ＴＦＴ３０のスイッチング特性等に
悪影響を及ぼすことがない。但し、遮光層３は電気的に
浮遊していてもよいし、或いは、遮光層３を後述の蓄積
容量（図３参照）用の配線として使用することも可能で
ある。

【００３７】第１層間絶縁層４１は、２種類の絶縁層の
一例としての第１層４１ａ及び第２層４１ｂが積層され
てなる多層構造を有する。

【００３８】このように多層構造を有する第１層間絶縁
層４１の好ましい第１例としては、第１層４１ａは、Ｎ
ＳＧ（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）等の高
絶縁性シリケートガラスなどのＳｉＯ₂系の膜からな
り、第２層４１ｂは、ＨＴＯ膜（高温酸化シリコン膜）
からなる。この場合、ＮＳＧ等のシリケートガラスなど
のＳｉＯ₂系の膜からなる第１層４１ａは、カーボンや
水素などの不純物を含むが、後述の製造プロセスにおい
て説明するように一般にＣＶＤ法等を用いて形成が容易
である。これに対し、ＨＴＯ膜からなる第２層４１ｂ
は、カーボンや水素などの不純物を殆ど含むことなく、
第１層４１ａよりも不純物が少なく高品質である。この
第１層間絶縁層４１の第１例では、遮光層３をＴＦＴ３
０から絶縁するためには、第１層間絶縁層４１にはある
程度の厚みが必要であるが、上述のように形成が比較的
容易な第１層４１ａにより、この必要な厚みの一部又は
大部分が賄われる。そして、第２層４１ｂは第１層４１
ａよりもＴＦＴ３０に近い側（図で上側）に位置してい
るので、後述の製造プロセスにおいては、第１層４１ａ
に含まれる不純物は第１層４１ａと第２層４１ｂとの間
に存在する界面にトラップされる。ＴＦＴ３０は、この
ように高品質のＨＴＯ膜からなる第２層４１ｂ上に、遮
光層３や第１層間絶縁層４１からのコンタミネーション
が低減された状態で形成されている。

【００３９】また第１層間絶縁層４１の好ましい第２例
としては、第１層４１ａは、窒化シリコン膜等のＳｉＮ
系の膜からなり、第２層４１ｂは、ＮＳＧ等の高絶縁性
シリケートガラスなどのＳｉＯ₂系の膜からなる。この
場合、ＳｉＮ系の膜からなる第１層４１ａは、第２層４
１ｂよりも、ＷＳｉ等の高融点金属からなる遮光層３が
含む不純物をトラップする能力が高い。これに対し、Ｓ
ｉＯ₂系の膜からなる第２層４１ｂは、第１例の場合と
同じく形成が容易である。この第１層間絶縁層４１の第
２例では、遮光層３をＴＦＴ３０から絶縁するために
は、やはり第１層間絶縁層４１にはある程度の厚みが必
要であるが、上述のように形成が比較的容易な第２層４
１ｂにより、この必要な厚みの一部又は大部分が賄われ
る。そして、第１層４１ａは第２層４１ｂよりも遮光層
３に近い側（図で下側）に位置しているので、後述の製
造プロセスにおいては、遮光層３に含まれる不純物は第
１層４１ａや第１層４１ａと第２層４１ｂとの間に存在
する界面にトラップされる。ＴＦＴ３０は、このように
遮光層３からのコンタミネーションが殆ど届かない第２
層４１ｂ上に、遮光層３や第１層間絶縁層４１からのコ
ンタミネーションが低減された状態で形成されている。

【００４０】以上説明した第１層間絶縁層４１の第１例
又は第２例において、仮に前述した従来の技術のよう
に、単一層から第１層間絶縁層４１が構成されると仮定
すると、第１層間絶縁層４１には第１層４１ａ及び第２
層４１ｂの間の界面が存在しないので、液晶表示パネル
１００の製造プロセスにおいて特に高温プロセス時など
に、遮光層３中や第１層間絶縁層４１中に存在するカー
ボン、水素、水分、金属元素などの不純物が第１層間絶
縁層４１上のＴＦＴ３０形成用領域に現われて、ＴＦＴ
３０をコンタミネート（汚染）してしまうのである。

【００４１】更に、この第１層間絶縁層４１の第１例及
び第２例は夫々、第１層４１ａ及び第２層４１ｂが積層
されてなる多層構造を有するため、従来の技術のように
単一層からなる場合よりも、例えば局所的に絶縁不良を
起こす可能性が低く、絶縁層としての信頼性が高い。更
に、多層構造により絶縁性を高めることも容易である。

【００４２】図１に示すように、ＴＦＴ３０は、ゲート
電極３１（走査電極）、ゲート電極３１からの電界によ
りチャネルが形成されるｐ−Ｓｉ層３２、ゲート電極３
１とｐ−Ｓｉ層３２とを絶縁するゲート絶縁層３３、ｐ
−Ｓｉ層３２に形成されたソース領域３４、ソース電極
３５（信号電極）、及びｐ−Ｓｉ層３２に形成されたド
レイン領域３６を備えている。ドレイン領域３６には、
複数の画素電極１１のうちの対応する一つが接続されて
いる。ソース領域３４及びドレイン領域３６は後述のよ
うに、ｐ−Ｓｉ層３２に対し、ｎ型又はｐ型のチャネル
を形成するかに応じて所定濃度のｎ型用又はｐ型用のド
ーパントをドープすることにより形成されている。ｎ型
チャネルのＴＦＴは、動作速度が速いという利点があ
り、ｐ型チャネルのＴＦＴは、ｐ型チャネルを形成する
のが容易であるという利点がある。ソース電極３５（信
号電極）は、画素電極１１と同様にＩＴＯ膜等の透明導
電性薄膜から構成してもよいし、Ａｌ等の金属膜や金属
シリサイドなどの不透明な薄膜から構成してもよい。ま
た、ゲート電極３１、ゲート絶縁層３３及び第１層間絶
縁層４１の上には、ソース領域３４へ通じるコンタクト
ホール３７及びドレイン領域３６へ通じるコンタクトホ
ール３８が夫々形成された第２層間絶縁層４２が形成さ
れている。このソース領域３４へのコンタクトホール３
７を介して、ソース電極３５（信号電極）はソース領域
３４に電気的接続されている。更に、ソース電極３５
（信号電極）及び第２絶縁層４２の上には、ドレイン領
域３６へのコンタクトホール３８が形成された第３層間
絶縁層４３が形成されている。このドレイン領域３６へ
のコンタクトホール３８を介して、画素電極１１はドレ
イン領域３６に電気的接続されている。前述の画素電極
１１は、このように構成された第３層間絶縁層４３の上
面に設けられている。

【００４３】ここで、一般には、チャネルが形成される
ｐ−Ｓｉ層３２は、光が入射するとｐ−Ｓｉが有する光
電変換効果により光電流が発生してしまいＴＦＴ３０の
トランジスタ特性が劣化するが、本実施の形態では、対
向基板２には各ＴＦＴ３０に夫々対向する位置に複数の
ブラックマトリクス２３が形成されているので、入射光
が直接にｐ−Ｓｉ層３２に入射することが防止される。
更にこれに加えて又は代えて、ゲート電極３１を上側か
ら覆うようにソース電極３５（信号電極）をＡｌ等の不
透明な金属薄膜から形成すれば、ブラックマトリクス２
３と共に又は単独で、ｐ−Ｓｉ層３２への入射光（即
ち、図１で上側からの光）の入射を効果的に防ぐことが
出来る。

【００４４】図２の平面図に示すように、以上のように
構成された画素電極１１は、ＴＦＴアレイ基板１上にマ
トリクス状に配列され、各画素電極１１に隣接してＴＦ
Ｔ３０が設けられており、また画素電極１１の縦横の境
界に夫々沿ってソース電極３５（信号電極）及びゲート
電極３１（走査電極）が設けられている。尚、図２は、
説明の都合上、画素電極１１のマトリクス状配列等を簡
略化して示すためのものであり、実際の各電極は層間絶
縁層の間や上をコンタクトホール等を介して配線されて
おり、図１から分かるように３次元的により複雑な構成
を有している。

【００４５】図１には示されていないが、図３に示すよ
うに、画素電極１１には蓄積容量７０が夫々設けられて
いる。この蓄積容量７０は、より具体的には、ｐ−Ｓｉ
層３２と同一工程により形成されるｐ−Ｓｉ層３２’、
ゲート絶縁層３３と同一工程により形成される絶縁層３
３’、ゲート電極３１と同一工程により形成される蓄積
容量電極（容量線）３１’、第２及び第３層間絶縁層４
２及び４３、並びに第２及び第３層間絶縁層４２及び４
３を介して蓄積容量電極３１’に対向する画素電極１１
の一部から構成されている。このように蓄積容量７０が
設けられているため、デューティー比が小さくても高詳
細な表示が可能とされる。尚、蓄積容量電極（容量線）
３１’は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１の面
上においてゲート電極（走査電極）３１と平行に設けら
れている。また前述のように、遮光層３を蓄積容量７０
の配線として利用することも可能である。

【００４６】以上のように構成された液晶表示パネル１
００の全体構成を図４及び図５を参照して説明する。
尚、図４は、ＴＦＴアレイ基板１をその上に形成された
各構成要素と共に対向基板２の側から見た平面図であ
り、図５は、対向基板２を含めて示す図４のＨ−Ｈ’断
面図である。

【００４７】図４において、ＴＦＴアレイ基板１の上に
は、シール剤５２がその縁に沿って設けられており、そ
の内側に並行して対向基板２の周辺見切り５３が規定さ
れている。シール剤５２の外側の領域には、Ｘ側駆動用
ドライバ回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ
基板１の一辺に沿って設けられており、Ｙ側駆動用ドラ
イバ回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設
けられている。更にＴＦＴアレイ基板１の残る一辺に
は、複数の配線１０５が設けられている。また、シール
剤５２の四隅には、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２と
の間で電気的導通をとるための導通剤からなる銀点１０
６が設けられている。そして、図５に示すように、図４
に示したシール剤５２とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２
が当該シール剤５２によりＴＦＴアレイ基板１に固着さ
れている。

【００４８】Ｘ側駆動用ドライバ回路１０１及びＹ用駆
動用ドライバ回路１０４は配線によりソース電極３５
（信号電極）及びゲート電極３１（走査電極）に夫々電
気的接続されている。Ｘ側駆動用ドライバ回路１０１に
は、図示しない制御回路から即時表示可能な形式に変換
された表示信号が入力され、Ｙ側駆動用ドライバ回路１
０４がパルス的にゲート電極３１（走査電極）に順番に
ゲート電圧を送るのに合わせて、Ｘ側駆動用ドライバ回
路１０１は表示信号に応じた信号電圧をソース電極３５
（信号電極）に送る。本実施の形態では特に、ＴＦＴ３
０はｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）タイプのＴＦＴであるの
で、ＴＦＴ３０の形成時に同一工程で、Ｘ側駆動用ドラ
イバ回路１０１及びＹ側駆動用ドライバ回路１０４を形
成することも可能であり、製造上有利である。

【００４９】尚、Ｘ側駆動用ドライバ回路１０１及びＹ
側駆動用ドライバ回路１０４をＴＦＴアレイ基板１の上
に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（テープオートメイテ
ッドボンディング基板）上に実装された駆動用ＬＳＩ
に、ＴＦＴアレイ基板１の周辺部に設けられた異方性導
電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するように
してもよい。

【００５０】また、図１から図５には示されていない
が、対向基板２の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ
基板１の投射光が出射する側には夫々、例えば、ＴＮ
（ツイステッドネマティック）モード、 ＳＴＮ（スー
パーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モー
ド等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノー
マリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位
相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。

【００５１】次に以上のように構成された本実施の形態
の動作について図１から図５を参照して説明する。

【００５２】先ず、制御回路から表示信号を受けたＸ側
駆動用ドライバ回路１０１は、この表示信号に応じたタ
イミング及び大きさで信号電圧をソース電極３５（信号
電極）に印加し、これと並行して、Ｙ側駆動用ドライバ
回路１０４は、所定タイミングで電極３１（走査電極）
にゲート電圧をパルス的に順次印加し、ＴＦＴ３０は駆
動される。これにより、ゲート電圧がオンとされた時点
でソース電圧が印加されたＴＦＴ３０においては、ソー
ス領域３４、ｐ−Ｓｉ層３２に形成されたチャネル及び
ドレイン領域３６を介して画素電極１１に電圧が印加さ
れる。そして、この画素電極１１の電圧は、ソース電圧
が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間だけ蓄積
容量７０（図３参照）により維持される。

【００５３】このように画素電極１１に電圧が印加され
ると、液晶層５０におけるこの画素電極１１と共通電極
２１とに挟まれた部分における液晶の配向状態が変化
し、ノーマリーホワイトモードであれば、電圧が印加さ
れた状態で入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、
ノーマリーブラックモードであれば、電圧が印加された
状態で入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体と
して液晶表示パネル１００からは表示信号に応じたコン
トラストを持つ光が出射する。

【００５４】特に本実施の形態では、ＴＦＴ３０の下側
には、遮光層３が設けられているので、前述のように戻
り光による悪影響が低減されるため、ＴＦＴ３０のトラ
ンジスタ特性が改善されており、最終的には、液晶表示
パネル１００により、高コントラストで色付きの良い高
画質の画像を表示することが可能となる。

【００５５】以上説明したように液晶表示パネル１００
は構成されているので、ＴＦＴ３０の下側からの戻り光
に対する遮光性能が高いことに加えて、ＴＦＴ３０に対
するコンタミネーションが低減されており且つ第１層間
絶縁層４１における絶縁不良が低減されており、ＴＦＴ
３０のトランジスタ特性が非常に高い。加えて液晶表示
パネル１００は、後述の如き製造プロセスにより製造さ
れるため、遮光層３を設けたことによる各層間の熱歪み
の発生も低減されており、従って各層における導通不良
や絶縁不良、各層間における剥離、戻り光に対する遮光
性低下を招く遮光層３中のクラック等の装置不良は低減
されている。

【００５６】次に、このように第１層間絶縁層４１が、
第１層４１ａと第２層４１ｂとからなる多層構造を有す
る構成により、ＴＦＴ３０のトランジスタ特性がどの程
度改善されたかについて図６及び図７を参照して、検討
を加える。図６は、図１に示した液晶表示パネル１００
についてのトランジスタ特性試験の結果を示す。これに
対し、図７は、図１に示した液晶表示パネル１００の構
成において、第１層間絶縁層４１をＮＳＧの単一層から
形成した構成を有する比較例についてのトランジスタ特
性試験の結果を示す。尚、図６及び図７において、横軸
には、ゲート電極に印加するゲート電圧を示し、縦軸に
はその際に流れるドレイン電流を示す。また、ソース・
ドレイン電圧として１５Ｖ及び４Ｖの２種類の状態につ
いて、夫々試験結果が示されている。

【００５７】図６と図７とを比較すると、第１層間絶縁
層４１が多層構造を有する本実施の形態が、第１層間絶
縁層４１が単一層構造を有する場合よりも遥かにトラン
ジスタのスイッチング特性が改善されていることが分か
る。

【００５８】尚、図７に示した比較例の場合でも、遮光
層３を全く設けることなく、戻り光の影響をそのまま受
けた例と比較すると、ＴＦＴのスイッチング特性は改善
されている。

【００５９】次に、液晶表示パネル１００の製造プロセ
スについて図８及び図９を参照して説明する。

【００６０】先ず図８の工程（１）に示すように、石英
基板、ハードガラス等のＴＦＴアレイ基板１を用意す
る。ここで、好ましくはＮ₂（窒素）等の不活性ガス雰
囲気且つ約１０００℃の高温でアニール処理し、ＴＦＴ
アレイ基板１中のカーボン、水素などの不純物を除去す
ると共に後に実施される高温プロセスにおいてＴＦＴア
レイ基板１に生じる歪みを少なくする。このように処理
されたＴＦＴアレイ基板１の全面に、 ＷＳｉターゲッ
トを用いたスパッタリングにより、遮光膜を形成する。
続いて、該形成された遮光膜上にフォトリソグラフィに
より遮光層３のパターンに対応するマスクを形成し、該
マスクを介して遮光膜に対し、例えばＳＦ₆／ＣＦ₄／Ｏ
₂を用いたケミカルドライエッチング等のエッチングを
行うことにより、この基板全面に形成された遮光膜をＴ
ＦＴ３０を形成する予定の領域にのみ残して、遮光層３
を形成する。

【００６１】この製造プロセスでは特に、Ｓｉを含む高
融点金属シリサイドであるＷＳｉからなる遮光層３とＳ
ｉを含む石英基板等からなるＴＦＴアレイ基板１との熱
的相性は良く、例えば高融点金属単体から遮光層３を形
成した場合と比べて、高温環境と常温環境とに置かれた
際に、遮光層３とＴＦＴアレイ基板１との間で、熱膨張
率等の物理的性質の差に起因して発生する応力が低減さ
れる。

【００６２】遮光層３の厚さとしては、例えば、１００
０Å以上３０００Å以下とされる。遮光層３の厚さを１
０００Å以上とすることで、遮光率（透過率）１％以下
という、ＴＦＴアレイ１の側から戻り光が当該液晶表示
パネル１００に入射してもＴＦＴ３０の特性を劣化させ
ないに十分な遮光性が得られる。一方、遮光層３の厚さ
を３０００Å以下とすることで、第１層間絶縁層４１が
形成される遮光層３の上面の平坦化が促進されると共
に、厚さに伴って遮光層３に係る熱応力が過度に大きく
なるのを阻止し得る。また遮光層３の層厚としては、約
１５００〜２５００Åがより好ましくい。この範囲であ
れば、良好な遮光性が得られると共に、段差の問題も実
用上殆ど生じないで済む。

【００６３】更に、以上説明したスパッタリング工程を
行う際には、ＴＦＴトランジスタ基板１の温度を約２０
０℃以上の温度に保つことが好ましい。このようにスパ
ッタリングを行うと、遮光層３の透過率を実質的に上げ
ることなく（即ち、遮光性を実質的に低下させることな
く）、遮光層３に係る熱応力の発生をより低減すること
が出来る利点が得られる。

【００６４】尚、遮光層３は、少なくともＴＦＴ３０の
ｐ−Ｓｉ層３２のうちチャンネル形成用の領域、ソース
領域３４及びドレイン領域３６をＴＦＴアレイ基板１の
裏面から見て覆うように形成される。

【００６５】次に図８の工程（２Ａ）及び（２Ｂ）に示
すように、第１層４１ａ及び第２層４１ｂを積層するこ
とにより、多層構造を持つ第１層間絶縁層４１を形成す
る。

【００６６】先ず、前述したように第１層４１ａがＮＳ
Ｇ等の高絶縁性シリケートガラスなどのＳｉＯ₂系の膜
からなり、第２層４１ｂがＨＴＯ膜からなる第１例の場
合の第１層間絶縁層４１の形成工程について説明する。

【００６７】この第１例の場合には、図８の工程（２
Ａ）に示すように、遮光層３の上に、例えば、常圧又は
減圧ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法等による約６８０℃の
高温プロセスにより、ＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オル
ソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボー
トレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・
フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳ
Ｇ、ＢＰＳＧ等の高絶縁性シリケートガラス膜などのＳ
ｉＯ₂系の膜からなる第１層４１ａを形成する。

【００６８】この第１例の場合には更に、図８の工程
（２Ｂ）に示すように、第１層４１ａ上に、減圧ＣＶＤ
法によりＨＴＯ膜からなる第２層４１ｂを形成する。こ
のように形成されるＨＴＯ膜は、カーボンや水素などの
不純物を殆ど含むことがない高品質膜である。ここで、
第１層４１ａの層厚は、約８０００Åが好ましい。この
程度の厚さがあれば、遮光層３をＴＦＴ３０から絶縁す
るために第１層間絶縁層４１全体として必要な１０００
０Å程度の厚みのかなりの部分を比較的容易に形成でき
る第１層４１ａにより賄えるからであり、逆に、これ以
上厚くても実益が少なく段差が生じる等の弊害が起きる
からである。他方、第２層４１ｂの層厚は約２０００〜
３０００Åが好ましい。この程度の厚さがあれば、遮光
層３や第１層４１ａからの不純物をトラップする機能を
実用上十分に発揮できるからである。

【００６９】この第１例の場合には、第２層４１ｂを第
１層４１ａの上に形成することで、遮光層３、第１層４
１ａ等に含まれる不純物を第１層４１ａと第２層４１ｂ
との間に存在する界面にトラップし、特に後のＴＦＴ３
０を形成するための高温プロセス時などに遮光層３、第
１層４１ａ等からの不純物によりＴＦＴ３０のｐ−Ｓｉ
層３２等を汚染しないようにする。以上のように本第１
例では、ＴＦＴ３０を高品質のＨＴＯ膜からなる第２層
４１ｂ上に、遮光層３や第１層間絶縁層４１からのコン
タミネーションが低減された状態で形成することが可能
となる。

【００７０】次に、前述したように第１層４１ａが窒化
シリコン膜等のＳｉＮ系の膜からなり、第２層４１ｂが
ＮＳＧ等の高絶縁性シリケートガラスなどのＳｉＯ₂系
の膜からなる第２例の場合の第１層間絶縁層４１の形成
工程について説明する。

【００７１】この第２例の場合には、図８の工程（２
Ａ）に示すように、遮光層３の上に、ＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法又は減圧ＣＶＤ法により、例えば窒化シリコ
ン膜などのＳｉＮ系の膜から第１層４１ａを形成する。
このように形成されるＳｉＮ系の膜からなる第１層４１
ａは、第２層４１ｂよりも、ＷＳｉ等の高融点金属から
なる遮光層３が含む不純物をトラップする能力が高い。

【００７２】この第２例の場合には更に、図８の工程
（２Ｂ）に示すように、第１層４１ａ上に、例えば、常
圧又は減圧ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法等による約６８
０℃の高温プロセスにより、ＴＥＯＳガス、ＴＥＢガ
ス、ＴＭＯＰガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳ
Ｇ、ＢＰＳＧ等の高絶縁性シリケートガラス膜などのＳ
ｉＯ₂系の膜からなる第１層４１ａを形成する。ここ
で、第１層４１ａの層厚は、ＷＳｉ等からなる遮光層３
からの不純物をトラップする機能を実用上十分に発揮さ
せるために約２０００〜３０００Åが好ましい。他方、
第２層４１ｂの層厚は約８０００Åが好ましい。この程
度の厚さがあれば、遮光層３をＴＦＴ３０から絶縁する
ために第１層間絶縁層４１全体として必要な１００００
Å程度の厚みのかなりの部分を比較的容易に形成できる
第１層４１ａにより賄えるからである。

【００７３】この第２例の場合には、第２層４１ｂを第
１層４１ａの上に形成することで、遮光層３、第２層４
１ｂ等に含まれる不純物を第１層４１ａや第１層４１ａ
と第２層４１ｂとの間に存在する界面にトラップし、特
に後のＴＦＴ３０を形成するための高温プロセス時など
に遮光層３、第２層４１ｂ等の不純物によりＴＦＴ３０
のｐ−Ｓｉ層３２等を汚染しないようにする。以上のよ
うに本第２例では、ＴＦＴ３０を遮光層３からのコンタ
ミネーションが殆ど届かない第２層４１ｂ上に、遮光層
３や第１層間絶縁層４１からのコンタミネーションが低
減された状態で形成することが可能となる。

【００７４】更に、このように多層構造を有するように
形成された第１層間絶縁層４１に重ねて、ＳＯＧ（スピ
ンオンガラス：紡糸状ガラス）をスピンコートして又は
ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐ
ｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理を施すことにより、平坦な膜を
形成してもよい。このように、第１層間絶縁層４１の上
面をスピンコート処理又はＣＭＰ処理により平坦化して
おけば、後に上側にＴＦＴ３０を形成し易いという利点
が得られる。

【００７５】尚、第１層４１ａや第２層４１ｂに対し、
約９００℃のアニール処理を施すことにより、より汚染
を防ぐと共に平坦化してもよい。

【００７６】以上説明したように、図８に示した工程
（２Ａ）及び工程（２Ｂ）によれば、第１層４１ａ及び
第２層４１ｂを積層して多層構造とすることで、ＴＦＴ
３０に対するコンタミネーションを最低限に抑えつつ、
従来の技術のように単一層から第１層間絶縁層４１を形
成する場合よりも、限られた層厚条件や製造温度条件の
中で、第１層間絶縁層４１の絶縁性を確実に且つ高信頼
性で高めることができる。また、第１層４１ａ及び第２
層４１ｂを各種の材料から形成するプロセスを組み合わ
せることで、製造プロセスの融通性も高くなり、用途や
仕様に応じて必要な絶縁性や層厚を持った第１層間絶縁
層４１を高経済性で効率良く形成することも可能とな
る。

【００７７】次に図８の工程（３）に示すように、第１
層間絶縁層４１の上に、約４５０〜５５０℃、好ましく
は約５００℃の比較的低温環境中で、流量約４００〜６
００ｃｃ／ｍｉｎのモノシランガス、ジシランガス等を
用いた減圧ＣＶＤ（例えば、圧力約２０〜４０ＰａのＣ
ＶＤ）により、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）膜を
形成する。その後、窒素雰囲気中で、約６００〜７００
℃にて約１〜１０時間、好ましくは、４〜６時間のアニ
ール処理を施することにより、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコ
ン）膜を約５００〜２０００Åの厚さ、好ましくは約１
０００Åの厚さとなるまで固相成長させる。この際、ｎ
チャネル型のＴＦＴ３０を作成する場合には、Ｓｂ（ア
ンチモン）、Ａｓ（砒素）、Ｐ（リン）などのＶ族元素
のドーパントを僅かにイオン注入等によりドープする。
また、ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合には、Ａｌ
（アルミニウム）、Ｂ（ボロン）、Ｇａ（ガリウム）、
Ｉｎ（インジウム）などのIII族元素のドーパントを僅
かにイオン注入等によりドープする。尚、ａ−Ｓｉ膜を
経ないで、減圧ＣＶＤ法等によりｐ−Ｓｉ膜を直接形成
しても良い。或いは、減圧ＣＶＤ法等により堆積したｐ
−Ｓｉ膜にシリコンイオンを打ち込んで一旦非晶質化
（アモルファス化）し、その後アニール処理等により再
結晶化させてｐ−Ｓｉ膜を形成しても良い。

【００７８】次に図８の工程（４）に示すように、ｐ−
Ｓｉ層３２を約９００〜１３００℃の温度、好ましくは
約１０００℃の温度により熱酸化することにより、約３
００Åの比較的薄い厚さの熱酸化膜を形成する。更に減
圧ＣＶＤ法等により高温酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）や
窒化膜を約５００Åの比較的薄い厚さに堆積し、多層構
造を持つゲート絶縁層３３を形成する。この結果、ｐ−
Ｓｉ層３２の厚さは、約３００〜１５００Åの厚さ、好
ましくは約３５０〜４５０Åの厚さとなり、ゲート絶縁
層３３の厚さは、約２００〜１５００Åの厚さ、好まし
くは約３００Åの厚さとなる。このように高温熱酸化時
間を短くすることにより、特に８インチ程度の大型ウエ
ーハを使用する場合に熱によるそりを防止することがで
きる。但し、ｐ−Ｓｉ層３２を熱酸化することのみによ
り、単一層構造を持つゲート絶縁層３３を形成してもよ
い。

【００７９】次に図８の工程（５）に示すように、ｐ−
Ｓｉ層３２上にゲート絶縁層３３を介して、減圧ＣＶＤ
法等によりｐ−Ｓｉを堆積した後、ゲートマスクを用い
たフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、
ゲート電極３１（走査電極）を形成する。

【００８０】但し、ゲート電極３１（走査電極）を、ｐ
−Ｓｉ層ではなく、Ａｌ等の金属膜又は金属シリサイド
膜から形成してもよいし、若しくはこれらの金属膜又は
金属シリサイド膜とｐ−Ｓｉ膜を組み合わせて多層に形
成してもよい。この場合、ゲート電極３１（走査電極）
を、ブラックマトリクス２３が覆う領域の一部又は全部
に対応する遮光膜として配置すれば、金属膜や金属シリ
サイド膜の持つ遮光性により、ブラックマトリクス２３
の一部又は全部を省略することも可能となる。この場合
特に、対向基板２とＴＦＴアレイ基板１との貼り合わせ
ずれによる画素開口率の低下を防ぐことが出来る利点が
ある。

【００８１】次に図９の工程（６）に示すように、ＴＦ
Ｔ３０をＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄ Ｄｒａｉ
ｎ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造を持つｎチャネル型のＴ
ＦＴとする場合、ｐ型のｐ−Ｓｉ層３２に、先ずソース
領域３４及びドレイン領域３６のうちチャネル側に夫々
隣接する一部を構成する低濃度ドープ領域を形成するた
めに、ゲート電極３１を拡散マスクとして、ＰなどのＶ
族元素のドーパントを低濃度で（例えば、Ｐイオンを１
〜３×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量にて）ドープし、続い
て、ゲート電極３１よりも幅の広いマスクでレジスト層
をゲート電極３１上に形成した後、同じくＰ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１〜
３×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量にて）ドープする。ま
た、ＴＦＴ３０をｐチャネル型とする場合、ｎ型のｐ−
Ｓｉ層３２に、ソース領域３４及びドレイン領域３６を
形成するために、ＢなどのIII族元素のドーパントを用
いてドープする。このようにＬＤＤ構造とした場合、シ
ョートチャネル効果を低減できる利点が得られる。尚、
このように低濃度と高濃度の２段階に分けて、ドープを
行わなくても良い。例えば、低濃度のドープを行わず
に、オフセット構造のＴＦＴとしてもよく、ゲート電極
３１をマスクとして、Ｐイオン、Ｂイオン等を用いたイ
オン注入技術によりセルフアライン型のＴＦＴとしても
よい。

【００８２】これらの工程と並行して、ｎチャネル型ｐ
−ＳｉＴＦＴ及びｐチャネル型ｐ−ＳｉＴＦＴから構成
されるＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）構造を持つＸ側駆動用
ドライバ回路１０１及びＹ側駆動用ドライバ回路１０４
をＴＦＴアレイ基板１上の周辺部に形成する。 このよ
うに、ＴＦＴ３０はｐ−ＳｉＴＦＴであるので、ＴＦＴ
３０の形成時に同一工程で、Ｘ側駆動用ドライバ回路１
０１及びＹ側駆動用ドライバ回路１０４を形成すること
ができ、製造上有利である。

【００８３】次に図９の工程（７）に示すように、ゲー
ト電極３１（走査電極）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、Ｐ
ＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒
化膜や酸化シリコン膜等からなる第２層間絶縁層４２を
形成する。第２層間絶縁層４２の層厚は、約５０００〜
１５０００Åが好ましい。そして、ソース領域３４及び
ドレイン領域３６を活性化するために約１０００℃のア
ニール処理を２０分程度行った後、ソース電極３１（信
号電極）に対するコンタクトホール３７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。この際、反応性エッチング、反
応性イオンビームエッチングのような異方性エッチング
により、コンタクトホール３７を開口した方が、開口形
状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点がある。
但し、ドライエッチングとウエットエッチングとを組み
合わせて開口すれば、コンタクトホール３７をテーパ状
にできるので、配線接続時の断線を防止できるという利
点が得られる。また、ゲート電極３１（走査電極）を図
示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コ
ンタクトホール３７と同一の工程により第２層間絶縁層
４２に開ける。

【００８４】次に図９の工程（８）に示すように、第２
層間絶縁層４２の上に、スパッタリング処理等により、
Ａｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を、約１０００
〜５０００Åの厚さに堆積し、更にフォトリソグラフィ
工程、ウエットエッチング工程等により、ソース電極３
５（信号電極）を形成する。

【００８５】この場合、ソース電極３５（信号電極）
を、ブラックマトリクス２３が覆う領域の一部又は全部
に対応する遮光膜として配置すれば、Ａｌ等の金属膜や
金属シリサイド膜の持つ遮光性により、ブラックマトリ
クス２３の一部又は全部を省略することも可能となる。
この場合特に、対向基板２とＴＦＴアレイ基板１との貼
り合わせずれによる画素開口率の低下を防ぐことが出来
る利点がある。

【００８６】次に図９の工程（９）に示すように、ソー
ス電極３５（信号電極）上を覆うように、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、
窒化膜や酸化シリコン膜等からなる第３層間絶縁層４３
を形成する。第３層間絶縁層４３の層厚は、約５０００
〜１５０００Åが好ましい。或いは、このようなシリケ
ートガラス膜に代えて又は重ねて、有機膜やＳＯＧ（ス
ピンオンガラス）をスピンコートして、若しくは又はＣ
ＭＰ処理を施して、平坦な膜を形成してもよい。

【００８７】更に、画素電極１１とドレイン領域３６と
を電気的接続するためのコンタクトホール３８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。この際、反応性エッチン
グ、反応性イオンビームエッチングのような異方性エッ
チングにより、コンタクトホール３８を開口した方が、
開口形状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点が
得られる。但し、ドライエッチングとウエットエッチン
グとを組み合わせて開口すれば、コンタクトホール３８
をテーパ状にできるので、配線接続時の断線を防止でき
るという利点が得られる。

【００８８】次に図９の工程（１０）に示すように、第
３層間絶縁層４３の上に、スパッタリング処理等によ
り、ＩＴＯ膜等の透明導電性薄膜を、約５００〜２００
０Åの厚さに堆積し、更にフォトリソグラフィ工程、ウ
エットエッチング工程等により、画素電極１１を形成す
る。尚、当該液晶表示パネル１００を反射型の液晶表示
装置に用いる場合には、Ａｌ等の反射率の高い不透明な
材料から画素電極１１を形成してもよい。

【００８９】続いて、画素電極１１の上にポリイミド系
の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角
を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等
により、図１に示した配向膜１２が形成される。

【００９０】他方、図１に示した対向基板２について
は、ガラス基板等が先ず用意され、この上において複数
のＴＦＴ３０に夫々対応した位置にブラックマトリクス
２３が、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フ
ォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成され
る。尚、ブラックマトリクス２３は、ＣｒやＮｉなどの
金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散
した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。その
後、対向基板２の全面にスパッタリング処理等により、
ＩＴＯ等の透明導電性薄膜を、約５００〜２０００Åの
厚さに堆積することにより、共通電極２１を形成する。
更に、共通電極２１の全面にポリイミド系の配向膜の塗
布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように
且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向
膜２２が形成される。

【００９１】最後に、上述のように各層が形成されたＴ
ＦＴアレイ基板１と対向基板２とは、配向膜１２及び２
２が対面するようにシール剤５２により張り合わされ、
真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば複数種類
のネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引されて、
所定層厚の液晶層５０が形成される。

【００９２】尚、図３に示した蓄積容量７０について
は、ｐ−Ｓｉ層３２’を上述のｐ−Ｓｉ層３２と同一工
程により第１層間絶縁層４１上に形成し、その上に絶縁
層３３’を上述のゲート絶縁層３３と同一工程により形
成し、更にその上に蓄積容量電極（容量線）３１’をゲ
ート電極３１と同一工程により形成すれば良い。

【００９３】以上の製造プロセスにより、図１に示した
液晶表示パネル１００が完成する。

【００９４】以上の結果、本製造プロセスにより、高コ
ントラストで色付きの良い高画質の画像を表示すること
が可能な液晶表示パネル１００を比較的容易に製造でき
る。

【００９５】尚、以上説明した本実施の形態では、第１
層間絶縁層４１が有する多層構造をなす第１層４１ａ及
び第２層４１ｂについて、二つの具体的な例を挙げた
が、本実施の形態はこれらに限られず、例えば、遮光層
３の上にＳｉＮ系の膜、ＳｉＯ₂系の膜及びＨＴＯ膜を
この順で積層することにより３層構造を有する第１層間
絶縁層４１を構成することも可能である。また、デポジ
ション温度を変えてＣＶＤ法を行うことにより、種類が
異なる複数のＮＳＧなどからなる２層構造等を有する第
１層間絶縁層４１を構成することも可能である。更に、
遮光層３を構成するＷＳｉ等の表面を陽極酸化すること
により、第１層間絶縁層４１の第1層４１ａとすること
も可能である。

【００９６】以上説明した液晶表示パネル１００は、カ
ラー液晶プロジェクタに適用されるため、３つの液晶表
示パネル１００がＲＧＢ用のライトバルブとして夫々用
いられ、各パネルには夫々ＲＧＢ色分解用のダイクロイ
ックミラーを介して分解された各色の光が入射光として
夫々入射されることになる。従って、各実施の形態で
は、対向基板２に、カラーフィルタは設けられていな
い。しかしながら、液晶表示パネル１００においてもブ
ラックマトリックス２３の形成されていない画素電極１
１に対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその
保護膜と共に、対向基板２上に形成してもよい。このよ
うにすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型の
カラー液晶テレビなどのカラー液晶表示装置に本実施の
形態の液晶表示パネルを適用できる。

【００９７】液晶表示パネル１００では、従来と同様に
入射光を対向基板２の側から入射することとしたが、遮
光層３が存在するので、ＴＦＴアレイ基板１の側から入
射光を入射し、対向基板２の側から出射するようにして
も良い。即ち、このように液晶表示パネル１００を液晶
プロジェクタに取り付けても、チャネル形成用のｐ−Ｓ
ｉ層３２に光が入射することを防ぐことが出来、高画質
の画像を表示することが可能である。

【００９８】液晶表示パネル１００において、ＴＦＴア
レイ基板１側における液晶分子の配向不良を抑制するた
めに、第３層間絶縁層４３の上に更に平坦化膜をスピン
コート等で塗布してもよく、又はＣＭＰ処理を施しても
よい。

【００９９】また、液晶表示パネル１００のスイッチン
グ素子は、正スタガ型又はコプラナー型のｐ−ＳｉＴＦ
Ｔであるとして説明したが、逆スタガ型のＴＦＴやａ−
ＳｉＴＦＴ等の他の形式のＴＦＴに対しても、戻り光が
チャネル形成用の半導体層に入射するのを阻止するとい
う課題の下に、各種の形態での応用が可能である。

【０１００】更に、液晶表示パネル１００においては、
一例として液晶層５０をネマティック液晶から構成した
が、液晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分
散型液晶を用いれば、配向膜１２及び２２、並びに前述
の偏光フィルム、偏光板等が不要となり、光利用効率が
高まることによる液晶表示パネルの高輝度化や低消費電
力化の利点が得られる。更に、画素電極１１をＡｌ等の
反射率の高い金属膜から構成することにより、液晶表示
パネル１００を反射型液晶表示装置に適用する場合に
は、電圧無印加状態で液晶分子がほぼ垂直配向されたＳ
Ｈ（スーパーホメオトロピック）型液晶などを用いても
良い。更にまた、液晶表示パネル１００においては、液
晶層５０に対し垂直な電界（縦電界）を印加するように
対向基板２の側に共通電極２１を設けているが、液晶層
５０に平行な電界（横電界）を印加するように一対の横
電界発生用の電極から画素電極１１を夫々構成する（即
ち、対向基板２の側には縦電界発生用の電極を設けるこ
となく、ＴＦＴアレイ基板１の側に横電界発生用の電極
を設ける）ことも可能である。このように横電界を用い
ると、縦電界を用いた場合よりも視野角を広げる上で有
利である。その他、各種の液晶材料（液晶相）、動作モ
ード、液晶配列、駆動方法等に本実施の形態を適用する
ことが可能である。

【０１０１】

【発明の効果】請求項１に記載の液晶表示パネルによれ
ば、高融点金属からなる遮光層は、第１基板と複数のス
イッチング素子との間に夫々設けられており、遮光層と
複数のスイッチング素子との間には、少なくとも２種類
の絶縁層が設けられているので、スイッチング素子の下
側からの戻り光等の光に対する遮光性能が高いことに加
えて、スイッチング素子に対するコンタミネーションが
低減され且つ絶縁層における絶縁不良が低減されること
で、スイッチング素子のスイッチング特性を非常に高め
られる。更に、当該液晶表示パネルの製造における製品
欠陥率を低減でき、歩留まりを向上できる。

【０１０２】請求項２に記載の液晶表示パネルによれ
ば、第１絶縁層はＳｉＯ₂系の膜からなり、第２絶縁層
は、ＨＴＯ膜からなり、第２絶縁層は第１絶縁層よりも
スイッチング素子に近い側に位置しているので、ＴＦＴ
等のスイッチング素子を、遮光層や絶縁層からのコンタ
ミネーションが低減された状態で形成できるので、スイ
ッチング素子のスイッチング特性及び遮光性を非常に高
められる。

【０１０３】請求項３に記載の液晶表示パネルによれ
ば、第１絶縁層はＳｉＮ系の膜からなり、第２絶縁層は
ＳｉＯ₂系の膜からなり、第１絶縁層は第２絶縁層より
も遮光層に近い側に位置しているので、ＴＦＴ等のスイ
ッチング素子を、遮光層や絶縁層からのコンタミネーシ
ョンが低減された状態で形成できるので、スイッチング
素子のスイッチング特性及び遮光性を非常に高められ
る。

【０１０４】請求項４に記載の製造方法によれば、第１
絶縁層に含まれる不純物を第１絶縁層と第２絶縁層との
間に存在する界面にトラップし、ＴＦＴ等のスイッチン
グ素子を、高品質のＨＴＯ膜（第２絶縁層）上に遮光層
や絶縁層からのコンタミネーションが低減された状態で
形成できる。

【０１０５】請求項５に記載の製造方法によれば、遮光
層に含まれる不純物を第１絶縁層や第１絶縁層と第２絶
縁層との間に存在する界面にトラップし、ＴＦＴ等のス
イッチング素子を、遮光層からのコンタミネーションが
殆ど届かない第２絶縁層上に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態の液晶表示パネルの構成を示す断
面図である。

【図２】 図１の液晶表示パネルを構成するＴＦＴアレ
イ基板の平面図である。

【図３】 図１の液晶表示パネルを構成する蓄積容量の
断面図である。

【図４】 図１の液晶表示パネルの全体構成を示す平面
図である。

【図５】 図１の液晶表示パネルの全体構成を示す断面
図である。

【図６】 本実施の形態の液晶表示パネルに設けられた
ＴＦＴの特性を示す特性図である。

【図７】 比較例としての液晶表示パネルに設けられた
ＴＦＴの特性を示す特性図である。

【図８】 図１の液晶表示パネルの製造プロセスを順を
追って示す工程図（その１）である。

【図９】 図１の液晶表示パネルの製造プロセスを順を
追って示す工程図（その２）である。

【符号の説明】

１…ＴＦＴアレイ基板 ２…対向基板 ３…遮光層 １１…画素電極 １２…配向膜 ２１…共通電極 ２２…配向膜 ２３…ブラックマトリクス ３０…ＴＦＴ ３１…ゲート電極 ３２…ｐ−Ｓｉ層 ３３…ゲート絶縁層 ３４…ソース領域 ３５…ソース電極（信号電極） ３６…ドレイン領域 ３７、３８…コンタクトホール ４１…第１層間絶縁層 ４１ａ…第１層間絶縁層の第１層 ４１ｂ…第１層間絶縁層の第２層 ４２…第２層間絶縁層 ４３…第３層間絶縁層 ５０…液晶層 ５２…シール剤 ７０…蓄積容量 １００…液晶表示パネル １０１…Ｘ側駆動用ドライバ回路 １０２…実装端子 １０４…Ｙ側駆動用ドライバ回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の第１及び第２基板と、 該第１及び第２基板間に挟持された液晶と、 前記第１基板の前記液晶に対面する側にマトリクス状に
   設けられた複数の透明な画素電極と、 該複数の画素電極に夫々隣接する位置において前記第１
   基板に設けられており前記複数の画素電極を夫々スイッ
   チング制御する複数のスイッチング素子と、 該複数のスイッチング素子に夫々対向する位置において
   前記第１基板と前記複数のスイッチング素子との間に夫
   々設けられた高融点金属からなる遮光層と、 前記遮光層と前記複数のスイッチング素子との間に設け
   られた少なくとも２種類の絶縁層とを備えたことを特徴
   とする液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 前記少なくとも２種類の絶縁層は、Ｓｉ
   Ｏ₂系の膜からなる第１絶縁層とＨＴＯ膜（高温酸化シ
   リコン膜）からなる第２絶縁層とを含み、該第２絶縁層
   は該第１絶縁層よりも前記スイッチング素子に近い側に
   位置することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パ
   ネル。
3. 【請求項３】 前記少なくとも２種類の絶縁層は、Ｓｉ
   Ｎ系の膜からなる第１絶縁層とＳｉＯ₂系の膜からなる
   第２絶縁層とを含み、該第１絶縁層は該第２絶縁層より
   も前記遮光層に近い側に位置することを特徴とする請求
   項１に記載の液晶表示パネル。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の液晶表示パネルの製造
   方法であって、 前記第１基板上に、高融点金属ターゲットを用いたスパ
   ッタリング並びにフォトリソグラフィ及びエッチングに
   より前記高融点金属から前記遮光層を形成する工程と、 該形成された遮光層上に、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法
   及び減圧ＣＶＤ法のうちのいずれか一つにより前記Ｓｉ
   Ｏ₂系の膜から前記第１絶縁層を形成する工程と、 該形成された第１絶縁層上に、減圧ＣＶＤ法により前記
   ＨＴＯ膜から前記第２絶縁層を形成する工程とを備えた
   ことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の液晶表示パネルの製造
   方法であって、 前記第１基板上に、高融点金属ターゲットを用いたスパ
   ッタリング並びにフォトリソグラフィ及びエッチングに
   より前記高融点金属から前記遮光層を形成する工程と、 該形成された遮光層上に、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法
   及び減圧ＣＶＤ法のうちの少なくとも一つにより前記Ｓ
   ｉＮ系の膜から前記第１絶縁層を形成する工程と、 該形成された第１絶縁層上に、ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
   Ｄ法及び減圧ＣＶＤ法のうちの少なくとも一つにより前
   記ＳｉＯ₂系の膜から前記第２絶縁層を形成する工程と
   を備えたことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。