JPS58136085A - 表示用半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表示用半導体装置に関わり、特に前記半導体
装置と透明電極の間にゲストホスト液晶を狭持する形式
の表示体の、半導体装置側電極構造に関わるものである
。

液晶表示体は、時計、電卓、ゲーム用表示用等用途は広
く、最近では画像表示用例えばテレビにも用いられてさ
た。その中で、一方の液晶挟持板として半導体基板が用
いられるものにおいては、ＤＳＭ液晶が主に利用された
。しかし、ＤＳＭ液晶は一般に動作電圧が約１５〜２０
Ｖと高く、大さな電源を必要とするだけでなく半導体基
板内に設けられたトランジスタや配線等の耐圧を高くす
る必要があった。一方、反射板としても作用する半導体
基板表面の液晶表示用電極は鏡面であることが望ましく
、むしろ製造技術的には作りやすかった。

ぞれに対して、ゲストホスト液晶は、動作電圧が数■と
低く寿命が長いので特にポータブル機器用表示体として
望ましいが、半導体基板側電極は白地にする必要があっ
た。第１図には、アクティプマトリクス・アドレス方式
で用いられる表示部単位セルとその等価回路の１例を示
す０ 第１図（ａ）は、表示用半導体装置の単位セルの断面図
であり、例えばｎ型Ｓｉ基板１０の表面に列選択用ソー
スＰ＋領域１１、行選択用ゲート多結晶電極１３とその
下のゲート酸化膜２３、ドレインＰ＋領域１２から成る
書き込み用ＭＯＳトランジスタＱ、ドレイン領域に接続
された多結晶層３４とその下の酸化膜２４とｎ＋領域１
４から構成される信号電圧保持用コンデンサ０、多結晶
層３４上の金属層４４は液晶表示用電極として働き、そ
の上部に液晶、透明電極（図示せず）から成る表示部Ｌ
Ｃがある。また、層間絶縁膜２２、フィールド絶縁膜２
１も図示した。第１図にはその等価回路図を示す。この
表示装置において、金属層４４の表面ははＤＳＭ液晶の
場合は鏡面に、ゲストホスト液晶の場合は白地にする必
要から凹凸を設けていた。従来、この凹凸は金属層４４
の堆積条件を制御して粒径を大きくして荒れた表面にし
たり、ん＋領域１４に凹凸をつけていた。しかし、金属
層４４の粒径を大きくすることでは白地にすることは不
充分であり、かつその後の金属層４４の選択エッチ等加
工上問題があつた。またｎ＋領域１４に凹凸を設ける例
もあるが、それらはほぼ均一な深さほぼ平坦な底面を有
していた。

本発明は、ゲストホスト液晶に有利な表示用半導体装置
の電極部において、容易に白地を得ることがでさ、かつ
製造が容易な構造を提供するもので、エッチングや成形
時の結晶方向依存性を利用するものである。

第２図には、本発明の表示用半導体装置の信号電圧保持
容量の一部拡大断面図を示す。本発明においては、ｎ型
Ｓｉ基板１０の表面として（１００）（±５°）を選び
、異方性選択エッチを行なつて凹部を形成し、側面に４
つの（１１１）面を出したものであり、入射光は各面で
反射するため、白地に近くなる。第２図の例では、ｎ＋
領域１４形成後にマスクを介してアルカリ系溶液やドラ
イエッチによって凹部を形成し、その後容量用酸化膜２
４、多結晶層３４、金属層４４を設けたものである。凹
部形成用マスクの開孔幅をＷとすれば、深さは約Ｗ／√
２となる。実験によれば、ゲストホスト液晶に対して下
地電極の粒径が約０．２μｍのとき視■反射率が約１５
％、約０．４μｍのとき約３０％、約０．７μｍのとき
約５０％以上であつた。視■反射牽が高い程コントラス
トは良好になり、通常３０％以上あれば使用でき、さら
に望ましくは５０％以上である。そのため、凹部の深さ
が０．７μｍ以上であることが望ましく、狭い方の開孔
幅は１μｍ以上となる。凹部の場所は、等間隔例えば１
〜５μｍでもよいが、ランダムな配置がより望ましく、
平均間隔が１〜５μｍでよい。またマスクの平面状は、
４角に限らず円形、だ円等所望の形状を用いることがで
き、いずれの場合も側面には（１１１）が現われる０さ
らに、ほぼ矩形平面状に凹部を形成するだけでなく、ス
トライプ状に凹部を設けて相対的な突起部を設けること
も効果的であり、この場合側面には（１１１）だけでな
く（１１１）と他の（１１１）の曲の結晶面が現われ、
平面形状は角のまるい形の４角形になる。乱反射という
点ではより望ましい形である。

第３図は、凹部の深さが２種以上ある実施例を示した。

Ｓｉの選択エッチの際の開孔幅を２種以上することによ
って達成でき、基本的には第２図の例と同様な行程で実
現される。第３図の例では凹部形成後にｎ＋領域１４を
設け、表示用電極金属層４４を直接ＭＯＳ容量電極とし
て用いた例を示した。この例でも、平均深さは０．７μ
ｍ以上あることが肇まし＜、相対的に深い凹部と浅い凹
部か少なく共交互に配列され、かつフランダムな深さが
あることが望ましい。相対的に突起状島領域として形成
する揚台も同様である。

第４図は、選択エピタキシャル成長を利用して（１１１
）面を側面に有する突起を設けた（相対的に凹部を設け
た）実施例を示す。選択成長は、Ｃｌを含む原料ガス（
ＳｉＣｌ４、ＳｉＲＣｌ３、ＳｉＨ４＋ＨＣｌなど）を
用い、マスクとして酸化膜５４など絶縁層が利用できる
。この場合の高さ（深さ）も、第２図の例とほぼ同様に
して開孔幅でほぼきめられる。

高さ、形状等も所望のものが得られる。

以上の様に、本発明による表示用半導体装置はゲストホ
スト液晶表示体に有効であり、製造方法も開孔寸法で凹
部深さがほぼきめられるので容易である。

本発明はｎ型基板を例にしたかＰ型基板でも適用される
。さらに、多結晶や金属層の粒径を大きくする技術と併
用丁れば、さらに効果は大きいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は、従来の液晶表示装置構造例
の断面図とその等価回路図の例をそれぞれ示し、第２図
は本発明による実施例の一部拡大断面図、第３図は本発
明の他の実施例の一部拡大断面図、第４図はさらに他の
実施例の拡大断面図である。 １０・・・・・・ｎ型Ｓｉ基板 １１．１２・・・・・・Ｐ＋ソース、ドレイン領域１３
・・・・・・ゲート電極 １４・・・・・・ｎ＋領域 ２１、２２，２３，２４．・・・・・・酸化膜３４・・
・・・・多結晶層 ４４・・・・・・金属層 以上 出願人株式会社　第　二　稍　工　舎 代理人　弁理士　　最　　上　　　　務第］匡：（α） 第１医、（１７）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲストホスト液晶を挟持する表示体の一方の電極
   を有する半導体基板において、前記一方の電極としての
   金属層の下部の前記基板の表面は（１００）面を有し、
   かつ該表面に側面が（１１１）面を有する凹部を複数個
   配したことを特徴とする表示用半導体装置。
2. （２）前記複数個の凹部は深さとして２種類以上有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の表示用半
   導体装置。
3. （３）前記凹部の平均深さが０．７μｍ以上であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   表示用半導体装置。
4. （４）前記凹部を設けられる領域は、少なく共信号電圧
   保持用容量の一方の電極として働く前記基板側表面であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項い
   ずれか記載の表示用半導体装置。