KR20050007286A - 반도체 장치, 반사형 액정 표시 장치, 및 반사형 액정프로젝터 - Google Patents

반도체 장치, 반사형 액정 표시 장치, 및 반사형 액정프로젝터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노이즈 내성을 열화시키지 않고 화소의 소면적화를 실현할 수 있는 반도체 장치이다. 제 1 도전형 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역) 상에 화소(Px)가 되는 단위 영역마다, 스위칭용 트랜지스터(13) 및 신호 측적용 커패시터(15)를 형성한다. 스위칭용 트랜지스터(13)는 반도체 기판(11) 상에 제 2 도전형 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)을 형성하고, 소스 영역(13S)과 드레인 영역(13D) 사이의 영역상에 절연층(12a)을 개재하여 게이트 전극(13G)을 형성하여 구성한다. 신호 축적용 커패시터(15)는 반도체 기판(11) 상에 제 1 도전형의 고농도의 반도체 영역(15D 및 15S)을 형성하여 구성한다. 바이어스용 반도체 영역(17)을 형성기초 않고, 반도체 영역(15D 및 15S)을 바이어스용 반도체 영역에 겸하게 할 수도 있다.

Description

반도체 장치, 반사형 액정 표시 장치, 및 반사형 액정 프로젝터 {Semiconductor device, reflection type liquid crystal display device, and reflection type liquid crystal projector}
액티브 매트릭스 표시의 반사형 액정 표시 장치로서, 도 7에 도시되는 것을 고려할 수 있다.
이 반사형 액정 표시 장치(9)는 전체적으로, 액티브 매트릭스 구동부를 구성하는 반도체 장치부(50)와, 각 화소에 공통의 대향 투명 전극(31)이 형성된 대향 투명 기판(32) 사이에 액정이 주입되어, 액정층(33)이 형성된 것이다.
반도체 장치부(50)는 제 1 도전형의 예를 들면 P형의 실리콘 기판 등의 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역) 상에, 화소(Px)가 되는 단위 영역마다, 스위칭용 트랜지스터(13) 및 신호 축적용 커패시터(55)가 형성된다.
스위칭용 트랜지스터(13)는 반도체 기판(11) 상에 제 2 도전형의, 즉 반도체기판(11)이 P형인 경우에는 N형의 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)이 형성되고, 이 소스 영역(13S)과 드레인 영역(13D) 사이의 영역상에 이산화실리콘 등으로 이루어지는 절연층(12)의 일부를 구성하는 얇은 절연층(12a)을 개재하여, 폴리실리콘 등으로 이루어지는 게이트 전극(13G)이 형성되고, MIS(Metal Insulator Semiconductor)형 내지 M0S(Metal 0xide Semiconductor)형의 트랜지스터로 구성되어 있다.
신호 축적용 커패시터(55)는 반도체 기판(11) 상에 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)과 같은 제 2 도전형의, 즉 반도체 기판(11)이 P형인 경우에는 N형의 반도체 영역(55D 및 55S)이 형성되고, 반도체 영역(55D, 55S) 간의 영역상에 절연층(12)의 일부를 구성하는 얇은 절연층(12b)을 개재하여 전극(55G)이 형성되어, MIS형 내지 MOS형의 트랜지스터로 구성되고, 반도체 영역(55D 및 55S)에 적당한 전위가 인가됨에 따라, 반도체 영역(55D, 55S) 간의 전극(55G)의 직하 부분에 채널(55c)이 형성되고, 전기적 용량이 형성된다.
또한, 반도체 기판(11) 상에는, 화소(Px)가 되는 단위 영역마다, 반도체 기판(11)에 접지 전위 등의 바이어스 전위를 인가하기 위한, 반도체 기판(11)과 같은 제 1 도전형의, 즉 반도체 기판(11)이 P형인 경우에는 P형의 고농도의 바이어스용 반도체 영역(57)이 형성된다.
그리고, 절연층(12) 상의 절연층(14) 상에 스위칭용 트랜지스터(13)의 게이트 전극(13G)에 접속되어 주사선(21; 주사 전극)이 형성되고, 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S)에 접속되어 신호선(23; 신호 전극)이 형성되고,스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)과 신호 축적용 커패시터(55)의 전극(55G)을 서로 접속하는 배선(25)이 형성되고, 신호 축적용 커패시터(55)의 반도체 영역(55D, 55S) 및 바이어스용 반도체 영역(57)에 접속되어 바이어스용 전극(59)이 형성된다.
또한, 절연층(14) 상의 절연층(16) 상에 배선(25)에 접속되고, 즉 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D) 및 신호 축적용 커패시터(55)의 전극(55G)에 접속되어, 화소 전극이 되는 반사 전극(19)이 형성된다.
반사형 액정 표시 장치(9)는 주사선(21)이 표시화면의 수직 방향에 배열되어 다수 형성되고, 신호선(23)이 표시화면의 수평 방향에 배열되어 다수 형성되고, 각각의 교차위치의 부분이 화소(Px)로서 상기한 바와 같이 구성된다.
그리고, 바이어스용 전극(59)이 접지되어, 신호 축적용 커패시터(55)의 반도체 영역(55D, 55S) 및 바이어스용 반도체 영역(57)에 접지 전위가 인가되고, 또한, 각 화소에 공통의 대향 투명 전극(31)에 소정 전위가 인가된 상태로, 주사선 구동 회로에 의해서 주사선(21)이 순차 선택되고, 그 선택된 주사선(21)에 접속된 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 게이트 전극(13G)에 소정 전위가 인가됨에 따라, 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)가 온이 되고, 신호선 구동 회로에 의해서 신호선(23)을 통하여 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S)에 신호 전압이 인가됨에 따라, 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)을 통하여 해당 화소의 신호 축적용 커패시터(55)의 전기적 용량에 신호 전하가 축적된다.
그 축적된 신호 전하가 해당 화소의 반사 전극(19)에 인가되어, 각 화소에 공통의 대향 투명 전극(31)과 해당 화소의 반사 전극(19) 사이에 신호 전압에 따른 전계가 인가되고, 이것에 따라서 액정층(33)에 의해 해당 화소의 부분의 광의 선광(旋光)이 제어된다. 그리고 대향 투명 기판(32)의 외측으로부터 반사형 액정 표시 장치(9)에 입사되고, 액정층(33)의 해당 화소의 부분을 투과하여 반사 전극(19)에서 반사되고, 다시 액정층(33)의 해당 화소의 부분을 투과하여 대향 투명 기판(32)의 외측으로 출사되는 광이 변조되어, 소정의 편광 방향의 광을 투과시킴으로써, 반사형 액정 표시 장치(9)에 화상이 표시된다.
그렇지만, 도 7에 도시하여 상술한 종래의 반사형 액정 표시 장치(9)의 반도체 장치부(50)는 신호 축적용 커패시터(55)를 구성하는 반도체 영역(55D 및 55S)을 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역)과 다른 도전형, 즉 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)과 같은 도전형으로 하기 때문에, 스위칭용 트랜지스터 영역과 신호 축적용 커패시터 영역의 분리를 위해서, 스위칭용 트랜지스터 영역과 신호 축적용 커패시터 영역의 거리, 즉 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)과 신호 축적용 커패시터(55)의 반도체 영역(55D)의 거리(d)를 어느 정도 이상으로 크게 해야만 하여, 화소(Px)의 면적이 커지고, 소정 사이즈 내로 형성할 수 있는 화소수가 적어진다.
또한, 신호 축적용 커패시터(55)를 구성하는 반도체 영역(55D 및 55S)을 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역)과 다른 도전형으로 하기 때문에 반도체 기판(11) 상에 반도체 기판(11)에 접지 전위 등의 바이어스 전위를 인가하기 위한, 반도체기판(11)과 같은 도전형의 바이어스용 반도체 영역(57)을 형성해야만 하고, 그 만큼, 화소(Px)의 면적이 커져, 소정 사이즈 내에 형성할 수 있는 화소수가 적어진다.
화소(Px)의 대면적화를 최소한으로 억제하도록 바이어스용 반도체 영역(57)의 면적을 작게 하면, 반도체 기판(11)에 바이어스 전위가 안정적으로 인가되지 않게 되고, 노이즈 내성이 열화된다.
그래서, 본 발명은 노이즈 내성을 열화시키지 않고 화소의 소면적화를 실현할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 액티브 매트릭스 표시의 반사형 액정 표시 장치의 액티브 매트릭스 구동부를 구성하는 반도체 장치, 액티브 매트릭스 표시의 반사형 액정 표시 장치, 및 액티브 매트릭스 표시의 반사형 액정 표시 장치를 사용한 반사형 액정 프로젝터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 제 1 예를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 제 2 예를 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 제 3 예를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도.
도 5는 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 회로 구성을 도시하는 접속도.
도 6은 본 발명의 반사형 액정 프로젝터의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 종래의 반사형 액정 표시 장치를 도시하는 단면도.
(발명의 개시)
제 1 발명의 반도체 장치는,
제 1 도전형의 기초 반도체 영역상에, 화소가 되는 단위 영역마다, 스위칭용 트랜지스터 및 신호 축적용 커패시터가 형성되고,
상기 스위칭용 트랜지스터는 상기 기초 반도체 영역상에 제 2 도전형의 소스 영역 및 드레인 영역이 형성되고, 이 소스 영역과 드레인 영역 사이의 영역상에 절연층을 개재하여 게이트 전극이 형성되어 구성되고,
상기 신호 축적용 커패시터는 상기 기초 반도체 영역상에 제 1 도전형의 2개의 반도체 영역이 형성되고, 이 2개의 반도체 영역 사이의 영역상에 절연층을 개재하여 전극이 형성되어 구성되고,
상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 게이트 전극에 접속되어 주사선이 형성되고, 상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 소스 영역에 접속되어 신호선이 형성되고, 상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 드레인 영역 및 상기 신호 축적용 커패시터의 상기 전극에 접속되어, 화소 전극이 되는 반사 전극이 형성된 것이다.
제 2 발명의 반도체 장치는,
제 1 도전형의 기초 반도체 영역상에, 화소가 되는 단위 영역마다, 스위칭용 트랜지스터 및 신호 축적용 커패시터가 형성되고,
상기 스위칭용 트랜지스터는 상기 기초 반도체 영역상에 제 2 도전형의 소스 영역 및 드레인 영역이 형성되고, 이 소스 영역과 드레인 영역 사이의 영역상에 절연층을 개재하여 게이트 전극이 형성되어 구성되고,
상기 신호 축적용 커패시터는 상기 기초 반도체 영역의 상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 드레인 영역에 인접하는 영역상에 절연층을 개재하여 전극이 형성되어 구성되고,
상기 기초 반도체 영역상에 바이어스용 전극을 개재하여 상기 신호 축적용 커패시터의 상기 전극에 접속된 제 1 도전형의 바이어스용 반도체 영역이 형성되고, 상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 게이트 전극에 접속되어 주사선이 형성되고, 상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 소스 영역에 접속되어 신호선이 형성되고, 상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 드레인 영역에 접속되어, 화소 전극이 되는 반사 전극이 형성된 것이다.
상기한 구성의 제 1 발명의 반도체 장치에서는 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역을 기초 반도체 영역과 같은 도전형, 즉 스위칭용 트랜지스터의소스 영역 및 드레인 영역과 다른 도전형으로 하기 때문에 스위칭용 트랜지스터 영역과 신호 축적용 커패시터 영역의 분리를 위해서, 스위칭용 트랜지스터 영역과 신호 축적용 커패시터 영역의 거리, 즉 스위칭용 트랜지스터의 드레인 영역과 신호 축적용 커패시터의 스위칭용 트랜지스터측의 반도체 영역의 거리를 충분히 작게 할 수 있어, 화소를 소면적화하여, 소정 사이즈 내에 형성할 수 있는 화소수를 많게 할 수 있다.
이 경우, 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역과는 별도로, 기초 반도체 영역상에 제 1 도전형의 바이어스용 반도체 영역을 형성하여도, 상기한 바와 같이 화소의 소면적화를 실현할 수 있지만, 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역은 기초 반도체 영역과 같은 도전형으로 하기 때문에 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역을 기초 반도체 영역의 바이어스용의 반도체 영역에 겸하게 할 수 있고, 그와 같이 구성하는 경우에는 화소를 더욱 소면적화할 수 있어, 소정 사이즈 내에 형성할 수 있는 화소수를 더욱 많게 할 수 있다.
상기한 구성의 제 2 발명의 반도체 장치에서는 신호 축적용 커패시터가 기초 반도체 영역의 스위칭용 트랜지스터의 드레인 영역에 인접하는 영역상에 절연층을 개재하여 전극이 형성되어 구성되고, 기초 반도체 영역상에 스위칭용 트랜지스터의 드레인 영역과는 별도로 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역을 형성기초 않기 때문에 기초 반도체 영역상에 바이어스용 반도체 영역을 형성하여도, 화소를 소면적화할 수 있어, 소정 사이즈 내에 형성할 수 있는 화소수를 많게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 반사형 액정 표시 장치는 상술한 반도체 장치와 각 화소에공통의 대향 전극이 형성된 대향 투명 기판 사이에 액정층이 형성된 것이다.
또한, 본 발명의 반사형 액정 프로젝터는 상술한 반사형 액정 표시 장치를 구비하고, 그 반사형 액정 표시 장치에 의해 광원으로부터 발휘된 광을 영상 신호에 근거하여 변조하여 출력된 영상광을 투사 렌즈에 의해 투사하는 것이다.
〔반도체 장치 및 반사형 액정 표시 장치의 실시예: 도 1 내지 도 5〕
(제 1 예: 도 1)
도 1은 본 발명의 반도체 장치의 제 1 예를 반도체 장치부로서 구비하는 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 제 1 예를 도시한다.
이 예의 반사형 액정 표시 장치(1)는 전체적으로, 액티브 매트릭스 구동부를 구성하는 반도체 장치부(10)와 각 화소에 공통의 대향 투명 전극(31)이 형성된 대향 투명 기판(32) 사이에 액정이 주입되어, 액정층(33)이 형성된 것이다.
반도체 장치부(10)는 제 1 도전형의 예를 들면 P형의 실리콘 기판 등의 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역) 상에, 화소(Px)가 되는 단위 영역마다, 스위칭용 트랜지스터(13) 및 신호 축적용 커패시터(15)가 형성된다.
스위칭용 트랜지스터(13)는 반도체 기판(11) 상에 제 2 도전형의, 즉 반도체 기판(11)이 P형인 경우에는 N형의 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)이 형성되고, 이 소스 영역(13S)과 드레인 영역(13D) 사이의 영역상에 이산화실리콘 등으로 이루어지는 절연층(12)의 일부를 구성하는 얇은 절연층(12a)을 개재하여, 폴리실리콘 등으로 이루어지는 게이트 전극(13G)이 형성되어, MIS형 내지 MOS형의 트랜지스터로 구성된다.
신호 축적용 커패시터(15)는 반도체 기판(11) 상에 반도체 기판(11)과 같은 제 1 도전형의, 즉 반도체 기판(11)이 P형인 경우에는 P형의 고농도의 반도체 영역(15D 및 15S)이 형성되고, 반도체 영역(15D, 15S) 간의 영역상에 절연층(12)의 일부를 구성하는 얇은 절연층(12b)을 개재하여 전극(15G)이 형성되어, MIS형 내지 MOS 형의 트랜지스터로 구성되고, 반도체 영역(15D 및 15S)에 적당한 전위가 인가됨에 따라, 반도체 영역(15D, 15S) 간의 전극(15G)의 직하 부분에 채널(15c)이 형성되고, 전기적 용량이 형성된다.
또한, 이 예에서는 반도체 기판(11) 상에, 화소(Px)가 되는 단위 영역마다, 반도체 기판(11)에 접지 전위 등의 바이어스 전위를 인가하기 위한, 반도체 기판(11)과 같은 제 1 도전형의, 즉 반도체 기판(11)이 P형인 경우에는 P형의 고농도의 바이어스용 반도체 영역(17)이 형성된다.
그리고, 절연층(12) 상의 절연층(14) 상에 스위칭용 트랜지스터(13)의 게이트 전극(13G)에 접속되어 주사선(21; 주사 전극)이 형성되고, 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S)에 접속되어 신호선(23; 신호 전극)이 형성되고, 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)과 신호 축적용 커패시터(15)의 전극(15G)을 서로 접속하는 배선(25)이 형성되고, 신호 축적용 커패시터(15)의 반도체 영역(15D, 15S) 및 바이어스용 반도체 영역(17)에 접속되어 바이어스용 전극(27)이 형성된다.
또한, 절연층(14) 상의 절연층(16) 상에 배선(25)에 접속되고, 즉 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D) 및 신호 축적용 커패시터(15)의 전극(15G)에 접속되어, 화소 전극이 되는 반사 전극(19)이 형성된다.
반사형 액정 표시 장치(1)는 도 4에 도시하는 바와 같이 주사선(21)이 표시화면의 수직 방향에 배열되어 다수 형성되고, 신호선(23)이 표시화면의 수평 방향에 배열되어 다수 형성되고, 각각의 교차위치의 부분이 화소(Px)로서 상기한 바와 같이 구성된다.
구동 회로로서는 도 5에 도시하는 바와 같이 바이어스용 전극(27)이 접지되어, 신호 축적용 커패시터(15)의 반도체 영역(15D, 15S) 및 바이어스용 반도체 영역(17)에 접지 전위가 인가되고, 또한, 각 화소에 공통의 대향 투명 전극(31)에 소정 전위가 인가된 상태로, 주사선 구동 회로에 의해서 주사선(21)이 순차 선택되고, 그 선택된 주사선(21)에 접속된 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 게이트 전극(13G)에 소정 전위가 인가됨에 따라, 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)가 온이 되고, 신호선 구동 회로에 의해서 신호선(23)을 통하여 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S)에 신호 전압이 인가됨에 따라, 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)을 통하여 해당 화소의 신호 축적용 커패시터(15)의 전기적 용량에 신호 전하가 축적된다.
그 축적된 신호 전하가 해당 화소의 반사 전극(19)에 인가되고, 각 화소에 공통의 대향 투명 전극(31)과 해당 화소의 반사 전극(19) 사이에 신호 전압에 따른 전계가 인가되고, 이것에 따라서 액정층(33)의 액정 용량(Cx)을 갖는 해당 화소의 부분의 액정의 선광(旋光) 상태가 제어되어, 대향 투명 기판(32)의 외측으로부터 반사형 액정 표시 장치(1)에 입사되고, 액정층(33)의 해당 화소의 부분을 투과하여 반사 전극(19)에서 반사되어, 다시 액정층(33)의 해당 화소의 부분을 투과하여 대향 투명 기판(32)의 외측으로 출사되는 광이 변조되어, 소정의 편광 방향의 광을 출력시킴으로써 반사형 액정 표시 장치(1)에 화상이 표시된다.
상술한 도 1의 예의 반사형 액정 표시 장치(1) 내지 반도체 장치부(10)에서는 신호 축적용 커패시터(15)를 구성하는 반도체 영역(15D 및 15S)을 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역)과 같은 도전형, 즉 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)과 다른 도전형으로 하기 때문에 스위칭용 트랜지스터 영역과 신호 축적용 커패시터 영역의 분리를 위해서, 스위칭용 트랜지스터 영역과 신호 축적용 커패시터 영역의 거리, 즉 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)과 신호 축적용 커패시터(15)의 반도체 영역(15D)의 거리(d)를 충분히 작게 할 수 있어, 화소(Px)를 소면적화하여, 소정 사이즈 내에 형성할 수 있는 화소수를 많게 할 수 있다.
더구나, 바이어스용 반도체 영역(17)뿐만 아니라, 신호 축적용 커패시터(15)를 구성하는 반도체 영역(15D 및 15S)도, 반도체 기판(11)에 바이어스 전위를 인가하는 영역으로서 사용되기 때문에 반도체 기판(11)에 바이어스 전위가 안정적으로 인가되고, 노이즈 내성이 향상된다.
또, 신호 축적용 커패시터(15)의 반도체 영역(15D, 15S) 및 바이어스용 반도체 영역(17)에 접지 전위와 다른 바이어스 전위를 인가하여도 좋다.
또한, 도 1의 예와는 반대로, 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역), 신호 축적용 커패시터(15)의 반도체 영역(15D, 15S), 및 바이어스용 반도체 영역(17)을 N형으로 하고, 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)을 P형으로 하여도 좋다.
또한, 반도체 기판을 직접, 기초 반도체 영역으로 하고, 이것에 스위칭용 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역, 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역, 및 바이어스용 반도체 영역을 형성하는 대신에 예를 들면, N형의 반도체 기판상에 P형의 기초 반도체 영역을 형성하고, 이 P형의 기초 반도체 영역상에 스위칭용 트랜지스터의 N형의 소스 영역 및 드레인 영역, 신호 축적용 커패시터를 구성하는 P형의 반도체 영역, 및 P형의 바이어스용 반도체 영역을 형성하여도 좋다.
(제 2 예: 도 2)
도 2는 본 발명의 반도체 장치의 제 2 예를 반도체 장치부로서 구비하는 본발명의 반사형 액정 표시 장치의 제 2 예를 도시한다.
이 예에서는 도 1의 예와 같이 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역) 상에 스위칭용 트랜지스터(13) 및 신호 축적용 커패시터(15)를 형성하는 경우에 신호 축적용 커패시터(15)를 구성하는 반도체 기판(11)과 같은 도전형의 고농도의 반도체 영역(15D 및 15S)과는 별도로, 반도체 기판(11) 상에 바이어스용 반도체 영역을 형성기초 않고, 그 신호 축적용 커패시터(15)를 구성하는 반도체 영역(15D 및 15S)을 반도체 기판(11)에 바이어스 전위를 인가하기 위한 바이어스용 반도체 영역에 겸하게 한다.
그리고, 이 반도체 영역(15D 및 15S)에 접속되어 절연층(14) 상에 바이어스용 전극(27)이 형성되고, 이 바이어스용 전극(27)이 접지 전위점 등의 바이어스 전위점에 접속되고, 반도체 영역(15D 및 15S)에 접지 전위 등의 바이어스 전위가 인가된다. 기타는 도 1의 예와 같다.
따라서, 도 2의 예에서는 도 1의 예와 같이 스위칭용 트랜지스터 영역과 신호 축적용 커패시터 영역의 분리를 위해서, 스위칭용 트랜지스터 영역과 신호 축적용 커패시터 영역의 거리, 즉 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)과 신호 축적용 커패시터(15)의 반도체 영역(15D)의 거리(d)를 충분히 작게 할 수 있을 뿐만 아니라, 도 1의 예에 있어서의 바이어스용 반도체 영역(17)을 형성하는 만큼을 화소 영역으로부터 커트(cut)할 수 있기 때문에 도 1의 예와 비교하여, 화소(Px)를 더욱 소면적화할 수 있어, 소정 사이즈 내에 형성할 수 있는 화소수를 더욱 많게 할 수 있다.
게다가, 바이어스용 반도체 영역을 겸하는 신호 축적용 커패시터(15)의 반도체 영역(15D 및 15S)의 면적을 작게 기초 않더라도, 화소(Px)를 충분히 소면적화할 수 있기 때문에 반도체 기판(11)에 바이어스 전위가 안정적으로 인가되고, 노이즈 내성이 향상된다.
또, 도 2의 예와는 반대로, 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역) 및 신호 축적용 커패시터(15)의 반도체 영역(15D, 15S)을 N형으로 하고, 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)을 P형으로 하여도 좋다.
또한, 반도체 기판을 직접, 기초 반도체 영역으로 하고, 이것에 스위칭용 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역, 및 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역을 형성하는 대신에 예를 들면, N형의 반도체 기판상에 P형의 기초 반도체 영역을 형성하고, 이 P형의 기초 반도체 영역상에 스위칭용 트랜지스터의 N형의 소스 영역 및 드레인 영역, 및 신호 축적용 커패시터를 구성하는 P형의 반도체 영역을 형성하여도 좋다.
(제 3 예: 도 3)
도 3은 본 발명의 반도체 장치의 제 3 예를 반도체 장치부로서 구비하는 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 제 3 예를 도시한다.
이 예에서는 스위칭용 트랜지스터(13)는 도 1 및 도 2의 예와 같은 구성이 되지만, 신호 축적용 커패시터(15)는 도 1 및 도 2의 예와 달리 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역)의 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)에 인접하는 영역상에 절연층(12)의 일부를 구성하는 얇은 절연층(12b)을 개재하여 전극(15G)이 형성되어 구성되고, 전극(15G)에 적당한 전위가 인가됨에 따라, 드레인 영역(13D)에 인접하는 전극(15G)의 직하 부분에 채널(15c)이 형성되고, 전기적 용량이 형성된다.
또한, 이 예에서는 반도체 기판(11) 상에, 화소(Px)가 되는 단위 영역마다, 반도체 기판(11)에 접지 전위 등의 바이어스 전위를 인가하기 위한, 반도체 기판(11)과 같은 제 1 도전형의, 즉 반도체 기판(11)이 P형인 경우에는 P형의 고농도의 바이어스용 반도체 영역(17)이 형성된다.
그리고, 절연층(12) 상의 절연층(14) 상에 스위칭용 트랜지스터(13)의 게이트 전극(13G)에 접속되어 주사선(21)이 형성되고, 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S)에 접속되어 신호선(23)이 형성되고, 신호 축적용 커패시터(15)의 전극(15G) 및 바이어스용 반도체 영역(17)에 접속되어 바이어스용 전극(27)이 형성되고, 절연층(14) 상의 절연층(16) 상에 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)에 접속되어, 화소 전극이 되는 반사 전극(19)이 형성된다.
구동 회로로서는 도 5에 도시하는 바와 같이 바이어스용 전극(27)이 접지되어, 신호 축적용 커패시터(15)의 전극(15G) 및 바이어스용 반도체 영역(17)에 접지 전위가 인가되고, 또한, 각 화소에 공통의 대향 투명 전극(31)에 소정 전위가 인가된 상태로, 주사선 구동 회로에 의해서 주사선(21)이 순차 선택되고, 그 선택된 주사선(21)에 접속된 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 게이트 전극(13G)에 소정 전위가 인가됨에 따라, 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)가 온이 되고, 신호선 구동 회로에 의해서 신호선(23)을 통하여 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S)에 신호 전압이 인가됨에 따라, 해당 화소의 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)을 통하여 해당 화소의 신호 축적용 커패시터(15)의 전기적 용량에 신호 전하가 축적된다.
그 축적된 신호 전하가 해당 화소의 반사 전극(19)에 인가되어, 도 1 및 도 2의 예와 같이 반사형 액정 표시 장치(1)에 화상이 표시된다.
상술한 도 3의 예의 반사형 액정 표시 장치(1) 내지 반도체 장치부(10)에서는 반도체 기판(11) 상에 스위칭용 트랜지스터(13)의 드레인 영역(13D)과는 별도로 신호 축적용 커패시터(15)를 구성하는 반도체 영역을 형성기초 않기 때문에 반도체 기판(11) 상에 바이어스용 반도체 영역(17)을 형성하여도, 화소(Px)를 소면적화할 수 있어, 소정 사이즈 내에 형성할 수 있는 화소수를 많게 할 수 있다.
또, 신호 축적용 커패시터(15)의 전극(15G) 및 바이어스용 반도체 영역(17)에 접지 전위와 다른 바이어스 전위를 인가하여도 좋다. 또한, 전극(15G)과 바이어스용 반도체 영역(17)과 서로 다른 바이어스 전위를 인가하도록 구성하여도 좋다.
또한, 도 3의 예와는 반대로, 반도체 기판(11; 기초 반도체 영역) 및 바이어스용 반도체 영역(17)을 N형으로 하고, 스위칭용 트랜지스터(13)의 소스 영역(13S) 및 드레인 영역(13D)을 P형으로 하여도 좋다.
또한, 반도체 기판을 직접, 기초 반도체 영역으로 하고, 이것에 스위칭용 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역, 및 바이어스용 반도체 영역을 형성하는 대신에 예를 들면, N형의 반도체 기판상에 P형의 기초 반도체 영역을 형성하고, 이 P형의 기초 반도체 영역상에 스위칭용 트랜지스터의 N형의 소스 영역 및 드레인 영역, 및 P형의 바이어스용 반도체 영역을 형성하여도 좋다.
〔반사형 액정 프로젝터의 실시예: 도 6〕
상술한 각 예와 같은 본 발명의 반사형 액정 표시 장치는 일례로서, 반사형 액정 프로젝터(투사형표시장치)에 사용할 수 있다.
도 6은 이와 같이 본 발명의 반사형 액정 표시 장치를 사용한 본 발명의 반사형 액정 프로젝터의 일례를 도시한다.
이 예의 반사형 액정 프로젝터(2)에서는 내부에 백색광원을 구비하는 조명 유닛(3)으로부터, 광속(光束) 중심으로 수직의 평면상의 일정 영역 내에서 균일한 강도 분포를 갖는 평행광이 된 무편광의 백색광이 출사된다.
그 출사된 광속은 편광 빔 스플리터(4; splitter)에 입사되어, 편광 빔 스플리터(4)에서 반사되는 S편광의 광속과 편광 빔 스플리터(4)를 투과하는 P편광의 광속으로 분리되고, 편광 빔 스플리터(4)에서 반사된 S편광의 광속이 적반사 미러(5)에 입사되고, S편광의 광속 중의 적색광이 적반사 미러(5)에서 반사되고, 녹색광 및 청색광이 적반사 미러(5)를 투과하며, 또한, 적반사 미러(5)를 투과한 녹색광 및 청색광이 청반사 미러(6)에 입사되고, 청색광이 청반사 미러(6)에서 반사되고, 녹색광이 청반사 미러(6)를 투과한다.
그리고, 적반사 미러(5)에서 반사된 적색광이 적색용 반사형 액정 표시 장치(1R)에 입사되고, 청반사 미러(6)를 투과한 녹색광이 녹색용 반사형 액정 표시장치(1G)에 입사되고, 청반사 미러(6)에서 반사된 청색광이 파랑용의 반사형 액정 표시 장치(1B)에 입사된다.
반사형 액정 표시 장치(1R, 1G, 1B)는 각각 도 1, 도 2 또는 도 3의 예와 같이 구성된 본 발명의 반사형 액정 표시 장치로, 각각 적색, 녹색, 청색의 영상 신호(색신호)에 의해서 화상 데이터가 기록된다.
반사형 액정 표시 장치(1R)에 입사된 적색광, 반사형 액정 표시 장치(1G)에 입사된 녹색광, 반사형 액정 표시 장치(1B)에 입사된 청색광은 각각, 영상 신호에 근거하여 반사형 액정 표시 장치(1R, 1G, 1B)에서 변조되어, 반사되고, 적반사 미러(5) 및 청반사 미러(6)에 의해 다시 합성된 적색, 녹색, 청색의 변조광 중, 편광 빔 스플리터(4)에서 P편광 성분의 광이 화상광으로서 투과하고, 그 투과한 화상광이 투사 렌즈(7)에 의해서 스크린(8) 상에 확대 투영된다.
이 예의 반사형 액정 프로젝터(2)에서는 상기한 바와 같이 반사형 액정 표시 장치(1R, 1G, 1B)의 화소를 소면적화할 수 있어, 소정 사이즈 내에 형성할 수 있는 화소수를 많게 할 수 있기 때문에 반사형 액정 표시 장치(1R, 1G, 1B)를 소정 사이즈로 하는 경우에는 반사형 액정 표시 장치(1R, 1G, 1B)의 화소수를 많게 하여, 스크린(8) 상에 고해상도의 화상을 투영할 수 있고, 반사형 액정 표시 장치(1R, 1G, 1B)를 소정 화소수로 하는 경우에는 반사형 액정 표시 장치(1R, 1G, 1B)의 사이즈를 작게 하여, 반사형 액정 프로젝터(2)를 소형화할 수 있다.
또, 본 발명의 반사형 액정 프로젝터에서는 도시한 예에 한기초 않고, 백색광원으로부터의 광을 광속 중심으로 수직의 평면상의 일정 영역 내에서 균일한 강도 분포를 갖는 광속으로서 출사되는 조명 광학계와 그 출사된 광속을 적색, 녹색, 청색 등의 복수색의 색광으로 분리하는 분해 광학계와 그 분리된 각 색의 색광이 입사되는 각 색용의 본 발명의 반사형 액정 표시 장치와 그 각 색용의 반사형 액정 표시 장치를 출사된 각 색의 화상광을 합성하는 합성 광학계와 그 합성 후의 화상광을 스크린상에 투영하는 투사 광학계를 구비하는 것이면 좋다. 또한, 상술한 분해 광학계와 합성 광학계를 사용기초 않고 단판의 반사형 액정 표시 장치에 의해 반사형 액정 프로젝터를 구성하여도 좋다. 또한, 도 6의 예와 같은 전면 투사형이 아니라, 배면 투사형으로 구성할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 노이즈 내성을 열화시키지 않고 화소의 소면적화를 실현할 수 있다.

Claims (6)

  1. 제 1 도전형의 기초 반도체 영역 위에, 화소가 되는 단위 영역마다, 스위칭용 트랜지스터 및 신호 축적용 커패시터를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 스위칭용 트랜지스터는 상기 기초 반도체 영역 위에 형성되어 쌍방이 제 2 도전형인 드레인 영역 및 신호선에 접속된 소스 영역과, 주사선에 접속되어 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이의 영역상에 절연층을 개재하여 형성된 게이트 전극을 갖고,
    상기 신호 축적용 커패시터는 상기 기초 반도체 영역 위에 형성된 제 1 도전형의 2개의 반도체 영역과, 이 2개의 반도체 영역 사이의 영역상에 절연층을 개재하여 형성된 전극을 갖고,
    상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 드레인 영역 및 상기 신호 축적용 커패시터의 상기 전극에 접속되어 화소 전극이 되는 반사 전극이 형성된 반도체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역과는 별도로, 상기 기초 반도체 영역 위에 제 1 도전형의 바이어스용 반도체 영역이 형성된 반도체 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 축적용 커패시터를 구성하는 반도체 영역이 바이어스용 전극에 접속되어, 상기 기초 반도체 영역의 바이어스용의 반도체 영역을겸하는 반도체 장치.
  4. 제 1 도전형의 기초 반도체 영역 위에, 화소가 되는 단위 영역마다, 스위칭용 트랜지스터 및 신호 축적용 커패시터를 갖는 반도체 장치에 있어서,
    상기 스위칭용 트랜지스터는 상기 기초 반도체 영역 위에 형성되어 쌍방이 제 2 도전형인 드레인 영역 및 신호선에 접속된 소스 영역과, 주사선에 접속된 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이의 영역 위에 절연층을 개재하여 게이트 전극을 갖고,
    상기 신호 축적용 커패시터는 상기 기초 반도체 영역의 상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 드레인 영역에 인접하는 영역 위에 절연층을 개재하여 형성된 전극을 갖고,
    바이어스용 전극을 개재하여 상기 신호 축적용 커패시터의 상기 전극에 접속되어 상기 기초 반도체 영역 위에 형성된 제 1 도전형의 바이어스용 반도체 영역과 상기 스위칭용 트랜지스터의 상기 드레인 영역에 접속되어, 화소 전극이 되는 반사 전극이 형성된 반도체 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재한 반도체 장치의 상기 반사 전극을 갖는 면과, 그 반도체 장치에 대향하여 배치된 대향 투명 기판의 각 화소에 공통의 대향 투명 전극이 형성된 면 사이에 액정층이 형성된 반사형 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 기재한 반사형 액정 표시 장치를 구비하고, 그 반사형 액정 표시 장치에 의해 광원으로부터 발생한 광을 영상 신호에 근거하여 변조하여 출력된 영상광을 투사 렌즈에 의해 투사하는 반사형 액정 프로젝터.
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