TWI246624B - Manufacturing method of optoelectronic substrate, manufacturing method of optoelectronic apparatus, and the optoelectronic apparatus - Google Patents

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1246624 ⑴ 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於適用Silicon On Insulator (以下略記爲 [S 0 I ])技術之光電基板之製造方法，光電裝置之該製造 方法，以及光電裝置液晶裝置之構成。 【先前技術】 例如，在使用薄膜電晶體（以下略稱爲TFT )之有源 矩陣驅動方式之光電裝置之中係當光照射至設置在各畫素 之畫素切換用之TFT的通道範圍時，由根據光的激起而 有光漏電流發生，T F T之特性產生變化之情況，特別是， 對於針對在投影氣之光閥用之光電裝置的情況係因入射光 的強度高，故針對在TF T之通道範圍或其週邊範圍，將 入射光進行遮光之情況則變爲重要，而在此，以往係根據 規定設置在對向基板之各畫素開口範圍之遮光膜，或針對 在TFT陣列基板上通過TFT之上方的同時，根據由A1 ( 鋁）等金屬膜而成之資料線，將有關之通道範圍或其週邊 範圍進行遮光地構成著。 並且，特別是，對於針對在TFT陣列基板上之TFT 的下側亦有設置例如由高融點金屬而成之遮光膜的情況， 而如此，如對於TFT的下側亦有設置遮光膜，對於藉由 錶鏡組合複數光電裝置來構成一個光學系統之情況，將可 防範從其他光電裝置通過銨鏡等之投射光等返回光射入至 該光電裝置之TFT情況於未然。 (2) 1246624 [曰本專利文獻1 ] 日本特開平4 - 1 3 3 0 3 3號公報 【發明內容】 [欲解決發明之課題] 作爲製造如此之TFT的技術，SOI技術則被眾所週知 ’而S 0 I技術係從具有可謀求元件之高速化或低消耗電力 畫’高集成化等之利點情況，例如則爲被理想適用於光電 裝置之技術，而在貼合由形成遮光層及絕緣體層於基板上 而成之支撐基板與，包含由單結晶矽等而成之單結晶半導 體層之裝置形成層，並由進行硏磨之方法形成薄膜單結晶 半導體層，而其薄膜單結晶半導體層適用於例如液晶驅動 用之TFT。 並且，對於適用薄膜單結晶半導體層於液晶驅動用之 TFT等之電晶體元件之情況係根據將圖案化之薄膜單結晶 半導體層進行濕蝕刻之方法或，將薄膜單結晶半導體層進 行氧化來作爲氧化膜後，將其氧化膜進行濕蝕刻之方法等 ，進行構成電晶體元件之薄膜單結晶半導體層之膜厚的控 但，針對在上述薄膜單結晶半導體層之膜厚控制工程 係在將氧化膜進行濕蝕刻時，在薄膜單結晶半導體層之非 形成範圍之中係貼合界面，更加地支撐基板側之絕緣體層 則被進行蝕刻，並更加地亦有侵蝕至其下層之遮光層的情 況，並有無法充分發揮原有之遮光性能等之不良情況發生 -5- (3) 1246624 本發明係爲有鑑於上述問題所作之構成，其目的爲 供針對在適用SOI技術，並形成遮光膜於基板表面之光 裝置’可高產率製造得到高信賴性之光電基板之方法， 更爲詳細則是以提供由使用遮光層之情況來得到優越遮 性之同時，此遮光層不易針對在製造處理上，被侵蝕等 不良狀況發生之光電基板之製造方法與，採用此之光電 置之製造方法之情況作爲目的，另外，其目的爲提供由 述製造方法製造所得到，信賴性優越之光電裝置。 爲了解決上述課題，本發明之光電基板之製造方法 爲由貼合支撐基板與，具備半導體層之半導體基板而成 複合基板的光電基板之製造方法，其特徵爲包含由規定 案形成遮光層於支撐基板上之工程與，形成絕緣體層於 述規定圖案之遮光層上的工程與，由規定圖案形成半導 層於前述絕緣體層上之工程與，將前述半導體層之一部 進行氧化來形成氧化層之工程與，去前述除氧化層之工 ，並將前述氧化層的厚度作爲比絕緣體層還小之情況。 當根據如此之製造方法時，爲了控制半導體層之層 ，故將半導體層之一部分進行氧化，並包含去除此之工 ，而此時，因將氧化半導體層之一部所形成之氧化層（ 下亦將此稱爲犧牲氧化層）之膜厚作爲比絕緣體層之層 還薄，故針對在該氧化層之去除工程，即使對於位置在 導體層之非形成範圍之絕緣體層被侵蝕之情況，也不會 該絕緣體層全體被蝕刻（或去除）之情況，至少沒有遮 提 電 而 光 之 裝 上 係 之 圖 刖 髀 Η立 分 程 厚 程 以 厚 半 有 光 -6 - (4 1246624 層被侵蝕之虞，將成爲充分 性之情況，隨之，將可成爲 信賴性的光電基板，然而， 之非形成範圍，且將前述之 之層厚還薄之構成，該遮光 更一層確實防止被侵蝕之情 然而，在形成前述半導 述半導體層圖案化之工程與 一部氧化來形成氧化層之工 氧化層之工程之後，亦可進 分氧化來形成閘道氧化層之 更加地，可作爲形成氮 遮光層與前述絕緣體層之間 氮化氧化矽膜係因可緻密地 等之氧化種之透過率，即， 透過緻密之氮化矽膜或氮化 遮光膜氧化之情況，並可更 在本發明之中係因在其遮光 化氧化矽膜之絕緣體層層厚 之構成，故該氮化矽膜或氮 之等不良情況，而可更一層 氮化矽膜或氮化氧化矽膜係 題，但在本發明之中係如上 氮化氧化矽膜之處理，亦無 賦予根據該遮光膜形成之遮光 產率高地製造不良情況少之高 具體而言，如在前述半導體層 氧化層之膜厚作爲比絕緣體層 層將可針對在氧化膜去除工程 況發生。 體層之後，將可進行包含將前 ，將其規定圖案之半導體層之 程的構成，另外，在去除前述 行包含將前述半導體層之一部 工程的構成。 化矽膜或氮化氧化矽膜於前述 的構成，而有關之氮化矽膜或 形成，故可顯著降低氧或水分 因氧或水分等之氧化種係不易 氧化矽膜，故可防止乃至控制 一層提升該遮光性能，並且， 層上，將形成在氮化矽膜或氮 ’作爲比上述犧牲氧化層還厚 化氧化矽膜亦不易產生被侵蝕 確實維持遮光性能，更加地， 當增加其膜厚時則產生著色問 述，因針對在製造氮化矽膜或 被侵蝕之情況，故可減少氮化 (5) 1246624 矽膜或氮化氧化矽膜之膜厚，並亦可迴避著色 另外，針對在形成前述半導體層之工程， 含貼合含有該半導體層之單結晶半導體基板與 絕緣體層之支撐基板之工程的構成，由此，將 合支撐基板與，具備半導體層之半導體基板而 板之情況，並可適合地形成本發明之半導體層 用於本發明之支撐基板係將透光性之絕緣基板 基板等作爲主體來構成之情況則爲理想。 然而，針對本發明係將遮光膜作爲形成爲 構成，但例如根據具有格子狀，條紋狀，島狀 狀之平面圖案的遮光膜，將可從下側將半導體 道範圍）進行遮光，而作爲如此之遮光層係可 屬或高融點金屬之硅化合物形成，並此情況， 現針對在該光電裝置基板之遮光性機能，而作 屬係例如可例示Ti (鈦），Cr (鉻），W (鎢 )，Mo (錳），Pb (鉛）等，並可作爲包含 體，合金，金屬矽化物，多晶矽化物這些構成 成上述遮光層。 另外，作爲理想之形成在前述遮光層之絕 如將氧化矽作爲主體來構成之情況，並例如可 造之構成之情況。 絕緣體層係完全覆蓋遮光層，例如可形成 的略全面，例如具有比遮光層還大一圈之格子 ，島狀等之規定形狀之平面圖案，而絕緣部的 之問題。 將可作爲包 ，具備前述 可得到由貼 成之複合基 ，而作爲使 ，例如石英 規定圖案之 等之規定形 層（例如通 由高融點金 將可充分發 爲高融點金 )，Ta (鉅 堆積金屬單 等的膜來構 緣體層係例 採用多層構 爲支撐基板 狀，條紋狀 邊緣係由平 -8- (6) 1246624 面上來看，從遮光層的邊緣有些距離，另外，對於遮光層 與氮化矽膜或氮化氧化矽膜之間係可將兩者之密著形作爲 目的來形成氧化矽。 接著，本發明之光電裝置的製造方法係爲具備半導體 元件之光電裝置的製造方法，其特徵爲採用上述製造方法 ，並包含製造含有前述半導體元件之光電基板之工程之情 況，即，作爲包含爲了切換驅動光電裝置之半導體元件之 半導體基板，由適用根據上述製造方法所得到之光電基板 之情況，將可提供遮光性優越，且信賴性高之半導體基板 〇 另外，本發明之光電裝置係爲由具備半導體元件於基 板上而成之光電裝置，其特徵爲，對於前述基板上係包含 有規定圖案之遮光層與，形成在該遮光層之絕緣體層與， 形成在該絕緣體層上之規定圖案之半導體層，並形成在前 述遮光層與前述半導體層之間的絕緣體層層後則針對在顯 示範圍爲〇 . 4 // m以上之情況。 針對在光電裝置係對於形成寄與顯示之顯示範圍與， 其他範圍之非顯示範圍，並於非顯示範圍之基板上搭載周 邊驅動電路之情況，因在非顯示範圍係必須將半導體元件 之驅動電壓作爲1 2 V程度，故針對在其半導體裝置係半 導體層層厚則將必須爲〇 · 2 // m以上，而另一方面，對於 針對在非顯示範圍來形成如此之半導體層之情況係針對在 顯示範圍係設計上將成爲〇 · 〇 7 μ m以下之膜厚，在此，由 相同之工程來形成顯示範圍與非顯示範圍的半導體層之情 -9- (7) 1246624 況’將必須形成具有至少Ο · 2 // m以上膜厚之半導體層， 但爲了將具有此0 · 2 // m以上膜厚之半導體層，針對在顯 示範圍作爲0.07// m程度之情況，係必須去除0.13// m 程度之膜厚，而作爲此去除方法採用形成如上述之犧牲氧 化膜’再去除此之方法的情況，必須考慮到根據氧化之體 積膨脹來形成〇. 3 // m程度之犧牲氧化膜，隨之，如由上 述光電基板的製造方法所示，形成在該半導體層下側之絕 緣體層係爲此犧牲氧化膜之膜厚以上，例如必須考慮由膜 之化學方式硏磨等之界限至少作爲0.4 // m程度，換言之 ，根據形成0 · 4 // m程度膜厚之絕緣體層情況亦可消解絕 緣體層被侵蝕，內部之遮光膜等剝離等不良情況，進而可 提供信賴性高之光電裝置。 【實施方式】 [發明之實施型態] 以下參照本發明之實施型態來詳細說明，然而，針對 以下的圖面係爲了容易了解圖面，使各構成要素之膜厚或 尺寸的比率等作適當的改變。 (光電基板） 首先，關於由本發明之製造方法所提供之光電基板的 構成來進行說明，而圖1係爲有關本發明之光電基板之剖 面構成圖，圖1所示之光電基板200係具備支撑基板210 與，形成在此支撐基板2 1 0上’並圖案化爲規定形狀之遮 •10- (11) 1246624 劑成規定的平面形狀，並將此光阻劑作爲光罩來進行單結 晶矽層2 2 6之蝕刻，之後將光阻劑剝離，如圖9 ( b )所 示，得到規定圖案之單結晶矽層226，接著，進行形成完 成之單結晶矽層2 2 6之膜厚控制，而此情況，例如如圖9 (c )所示，將單結晶矽層2 2 6的一部分進行氧化來形成 規定層厚之犧牲氧化層226a，並由進行乾餓刻或濕鈾刻 去除此單結晶矽層226之情來得到規定膜厚之單結晶矽基 板（單結晶半導體基板）2 6 0，而由如以上之方法得到具 備如圖1所示之半導體層206之光電基板200。 在如以上之本實施型態之製造方法之中係在貼合工程 之後，爲了控制被圖案化之單結晶矽層226之膜厚，針對 在其單結晶矽層226的厚度方向將一部分進行氧化，並包 含去除此之工程，但針對在其去除工程，將單結晶矽層 226之一部分進行氧化所形成之犧牲氧化層226a的膜厚 ，作爲比支撐基板2 1 0側之絕緣體層2 1 2的膜厚還薄，具 體來說係如圖3及圖9所示，因將犧牲氧化層226a之層 厚B作爲比形成在遮光層2 1 1上之絕緣體層2 1 2層厚A 還薄，故針對在犧牲氧化層226a之去除工程（蝕刻工程 )，即使對於位置在單結晶矽層226之非形成範圍之遮光 層2 1 1被侵蝕之情況，亦可防止形成在遮光層2 1 1與絕緣 體層2 1 2之間之保護層2 1 5，進而係至遮光層2 1 1產生剝 離等之不良情況發生，隨之，將可確實發現由遮光層211 形成之遮光性付與之情況，並可高產率製造不良情況少之 高信賴性之光電基板。 -14- (12) 1246624 另外，因將形成在遮光層2 1 1與絕緣體層2 1 2之間之 氮化矽膜或氮化氧化矽膜作爲主體所構成之保護層2 1 5 ’ 沒有被侵鈾之情況’故提升了該光電基板之信賴性，即’ 氮化砂膜或氮化氧化砂膜係因可緻密地形成，故顯著降低 氧或水分等之氧化種之透過率，進而可防止乃至控制由保 護層2 1 5之形成造成遮光層2 1 1氧化之情況，並更上一層 提升該遮光性能，並且，在本發明之中係因將形成在其保 護層2 1 5上之絕緣體層2 1 1層厚 A作爲比犧牲氧化層 226a之層厚B還大之構成，故保護層215被侵蝕等之不 良情況亦不易發生，可更一層確實確立遮光性能之維持， 更加地，由氮化矽膜或氮化氧化矽膜而成之保護層2 1 5係 將其膜厚變大時有產生著色之問題，但在本實施型態之中 係如上述’保護層2 1 5因針對在製造處理不會有被侵蝕之 情況’故可將該保護層2 1 5之膜厚縮小，並亦可迴避著色 之問題。 (液晶裝置） ® 4係針對在形成爲構成作爲光電裝置之液晶裝置之 β ί象Μ $範圍（畫素部或顯示範圍）的矩陣狀之複數畫素 之各種元件’配線等之等效電路，另外，圖5係爲擴大形 成資料線’掃描線，畫素電極，遮光膜等之TFT陣列基 丰反之進行相鄰接之複數畫素群所示之平面圖。 另外’圖6係爲圖5之A — A /剖面圖，然而，針對 Η 6係因將各層或各構件可在圖面上作辨識程度之大小， -15- (13) 1246624 故對每個各層或各構件做不同的比例尺寸。 針對圖4，形成爲構成由本實施型態之液晶裝置之晝 像形成範圍（畫素部或顯示範圍）的矩陣狀之複數畫素係 由複數形成爲矩陣狀之畫素電極9 a與，爲了控制畫素電 極9a之TFT (電晶體元件）3〇而成，而寫入於資料線6a 之畫像信號S 1，S 2，...... S η係亦可由此順序線順序地進 行供給，而亦可對於同爲相鄰接之複數資料線6a，對於 每個組群進行供給，另外，對於T F T 3 0之閘道以電接續 掃描線3 a，並以規定的時機，由脈衝方式將掃描信號G 1 ，G 2，...... G m以此順序線順序施加於掃描線3 a地構成 著，而畫素電極9 a係以電接續於T F T 3 0之汲極，並根據 將爲切換元件之TFT3 0只在一定期間關閉其開關之情況 ，以規定的時機寫入從資料線6a所供給的畫像信號S 1， S 2，......S η 〇 藉由畫素電極9 a來寫入至液晶之規定等級之畫像信 號S 1，S 2 ...... S η係被一定期間維持在與形成於對向基 板2 0 (參照圖6 )之對向電極21 (參照圖6 )之間，而液 晶係根據由所施加之電壓等級而分子集合之配向或秩序產 生變化之情況，進行光調製，可再進行等級顯示，而如爲 正常白，因應所施加之電壓，入射光則作爲無法通過此液 晶部分，而如爲正常黒，因應所施加之電壓，入射光則作 爲可，通過此液晶邰分，並作爲全體從液晶裝置係具有因 應畫像信號之對比的光則將射出，而在此，爲了防止所維 持之畫像信號產生泄放之情況，則與形成在畫素電極9 a -16- (14) 1246624 與對向電極之間的液晶容量並聯地附加儲存容量70，例 如’畫素電極9a之電壓係根據儲存容量70維持只有比施 加電壓於資料線的時間還長3位數時間，由此，維持特形 係更加被改善，並實現對比高之液晶裝置，而在本實施型 態之中’特別是爲了形成如此之儲存容量7 0，設置與如 後述之掃描線同層，或利用導電性之遮光膜來進行低電阻 化之容量線3 b。 接著，依據圖5，關於TFT陣列基板之畫素部（畫像 顯示範圍）內之平面構造來詳細說明，如圖5所示，對於 液晶裝置之TFT陣列基板上之畫素部內。係設置有複數 之透明的畫素電極9 a (由點線部9 a /表示輪廓）爲矩陣 狀，並各自沿著畫素電極9 a之縱橫邊界設置有資料線6 a ，掃描線3a，容量線3b，而資料線6a係藉由接觸孔5電 接續於單結晶砂層之半導體層1 a之中後述之源極範圍， 而畫素電極9a係藉由接觸孔8電接續於半導體層ia之中 後述之汲極範圍1 e ’另外對向於半導體層1 a之中後述之 通道範圍1 a / (圖中右上斜線的範圍：參照圖6 )地配置 掃描線3 a，並掃描線3 a係作爲閘道電極發揮機能。 容量線3 b係具有沿者丨市描線3 a幾乎延伸爲直線狀之 主線部（即’平面上來看’沿著掃描線3 a所形成之第1 範圍）與，從與資料線6a交差處沿著資料線6a突出於前 段側（圖中’朝上）之突出部（即’平面上來看，沿著資 料線6a所延設之第2範圍）° 並且，對於由圖中右上之斜線所示之範圍係設有因應 -17- (15) 1246624 圖1所示之遮光層2 1 1的複數之第1遮光膜] 體來說，第1遮光膜1 1 a係各自備設置在從 板側來看包副針對在畫素部含有半導體層 1 a 之T F T的位置，並更加地，具有對向於容量n 部，沿著掃描線3 a延伸爲直線狀之主線部， 線6a交差處沿著資料線6a突出於進行鄰接之 ，朝下）之突出部，而針對在第1遮光膜1 1 a 素行）之朝下的突出部前端係針對在資料線（ 對在次段之容量線3 b之朝上的突出部前端重 於此重疊的部分係設置有相互電接續第1遮光 量線3 b之接觸孔1 3，即，在本實施型態之中 膜1 1 a由接觸孔1 3電接續於前段或後段之容j 針對在本實施型態，畫素電極9a及TFT 畫素部內，但第1遮光膜1 1 a係不只於畫素部 作爲遮光之畫素部外側範圍（畫素部之周邊範 亦可對於塗抹爲了貼合對向電極基板之封合材 或，形成爲了接續輸出入信號線之外部電路接 子墊片範圍，由2度空間展開的型式來形成同 由此，硏磨形成在第1遮光膜1 1 a上之絕緣體 坦化時，畫素部內與畫素部之周邊範圍的凹凸 成爲一樣，故可均一地進行平坦化，並可由 貼合單結晶矽層。 接著，依據圖5 ’關於液晶裝置之畫素 造來進行說明，如圖6所示，液晶裝置係具 1 a，而更具 TFT陣列基 之通道範圍 ^ 3 b之主線 與從與資料 段側（圖中 之各段（畫 ia下，與針 疊著，而對 膜1 1 a與容 係第1遮光 t 線 3b。 係只設置於 內，而不需 圍），即， 的封合範圍 續端子之端 樣的圖案7 層來進行平 狀態因幾乎 好之狀態來 內的剖面構 有構成光透 -18- (16) 1246624 過性基板之一例的TFT陣列基板側l 〇與，對向配置於此 之透明的對向基板2 0 ’而τ F Τ陣列基板側1 〇係由具有石 英基板1 ΟΑ而成，而對向基板20係具備著玻璃基板（亦 可爲石英基板），而對於TFT陣列基板側1 〇係設置有畫 素電極9a，並於其上側係設置有施以平膜處理等之規定 配向處理之配向膜4 0，而畫素電極9 a係例如由IT 0膜等 之透明導電性薄膜而成，另外，配向膜1 6係例如由聚 亞胺薄膜等之有機薄膜而成。 另一方，對於對向基板20係於對向於TFT陣列基板 側10上之資料線6a，掃描線3a，畫素切換用TFT30之形 成範圍之範圍，即，各畫素開口部之開口範圍以外的範圍 ，設置有第2遮光膜23，而更加地，對於包含第2遮光 膜2 3上之對向基板2 0上係跨越其全面來設置對向電極（ 共通電極）2 1，而對向電極亦與TFT陣列基板側1 〇之畫 素電極9a相同，亦由ITO膜等之透明導電性薄膜而成， 而根據第2遮光膜23的存在，從對向基板20側之入射光 將不會侵入至畫素切換用TFT30之半導體層11a之通道 範圍1 a /或低濃度源極範圍1 b，低濃度汲極範圍1 c，而 更加地，第2遮光膜2 3係將可發現對比之提升，色材之 混色防止等之機能，所謂作爲黑矩陣之機能，另外，於前 述對向電極2 1之上側全面形成有配向膜60，而此配向膜 60係除了聚 亞胺等之有機配向膜，另外可適用將氧化 矽膜進行射方蒸鍍來形成之無機配向膜。 對於如此構成，並畫素電極9 a與對向電極2 1對向地 -19- (17) 1246624 來配置T F T陣列基板1 0與對向基板2 0之間係封入液晶 於由封合材所圍住之空間，形成液晶層5 0，而液晶層5 0 係在無施加從畫素電極9 a之電場之狀態下，由配向膜4 0 ，6 0得到規定之配向狀態，另，液晶層5 〇係例如由混合 一種或數種類之絲狀液晶之液晶而成，而封合材係爲由爲 了將兩個基板1 0及2 0貼合在這些周邊的例如光硬化性樹 脂或熱硬化性樹脂而成之接著劑，並混入爲將兩基板間之 距離作爲規定値之玻璃纖維或玻璃珠等之襯墼。 如圖6所示，針對在各自對向於畫素切換用 TFT 30 之位置，對於因應TFT陣列基板1 〇表面之各畫素切換用 TFT30之位置係各自設置有第1遮光膜11a，而在此，第 1遮光膜1 1 a係由含有理想爲不透明之高融點金屬之Ti， Cr，W，Ta，Mo及Pb之中至少一種之金屬單體，合金， 金屬矽化物等所構成。 如由如此之材料來構成，根據針對在TFT陣列基板 1 〇上之第1遮光膜1 1 a之形成工程後所進行之畫素切換 用TFT30之形成工程的高溫處理，將可不破壞且溶解第1 遮光膜1 1 a，而針對在本實施型態係因於TFT陣列基板 1 〇形成第1遮光膜1 1 a，故可防範從TFT陣列基板側1 0 之返回光等射入至畫素切換用TFT30之通道範圍la<或 LDD範圍1 b，1 c之事態於未然，並由光電流的發生，作 爲電晶體元件之畫素切換用TFT30之特性將不會惡化。 另外，對於第1遮光膜1 1 a與半導體層1 a之間係與 圖1所示之構成相同地，設置有由氧化矽膜而成之接著層 -20- (18) 1246624 1 4 ’由氮化矽膜或氮化氧化矽膜而成之保護層1 5，由氧 化矽膜而成之第1層間絕緣膜（絕緣體層）1 2，而第1層 間絕緣膜1 2係爲爲了從第1遮光膜1 1 a將構成畫素切換 用T F T 3 0之半導體層1 a電絕緣所設置之構成，而更加地 ，第1層間絕緣膜1 2係被形成在T F T陣列基板1 〇之全 面，並爲了消解第1遮光膜1 1 a圖案之段差而硏磨表面， 再施以平坦化處理，即，針對在圖1所示之本發明之光電 基板係第1層間絕緣膜1 2則因應絕緣體層2 1 2，而構成 TFT30之半導體層la則因應半導體層206，並且，本發 明之實施型態係根據上述圖1之光電基板200的製造方法 ，作爲製造TFT陣列基板10之構成。 即，本實施型態之液晶裝置之製造方法係作爲至少包 含以下之工程，即，包含採用圖2〜圖3所示之工程來製 造具備半導體層1 a之基板的工程與，根據與以往相同之 方法（例如微縮述法）形成通道範圍1 a >，低濃度源極 範圍1 b，低濃度汲極範圍1 c，高濃度源極範圍1 d，高濃 度汲極範圍1 e，第1儲存容量電極1 f，掃描線3 a，容量 線3b，第2層間絕緣膜4，資料線6a，第3層間絕緣膜7 ，接觸孔8，畫素電極9a於該基板的半導體層1 a之同時 ，形成配向膜40於畫素電極9a來製造TFT陣列基板10 之工程，更加地，當根據相同的工程形成第2遮光膜23 ，對向電極2 1，配向膜60於基板上來得到對向基板20 之工程時，如上述配向膜之配向方向成爲交差（例如9 0 ° )地配置形成各層之TFT陣列基板1 0與對向基板20，並 -21 - (19) 1246624 兀件厚度則欲成爲Ο . 4 // m地由封合材（略圖示）進行貼 合，再製作空面板，而作爲液晶係使用TN液晶，並將此 液晶封入於面板內，而得到本實施型態之液晶裝置。 然而，針對在本實施型態，第1層間絕緣膜1 2係除 了由上述之光電裝置之製造方法來舉出之構成之外，例如 可由NSG，PSG，BSG，BPSG等之高絕緣性玻璃或氮化 矽膜構成，另外，此第1層間絕緣膜1 2係可將第1遮光 膜11a污染、畫素切換用TFT 3 0之事態防範於未然，但在 本實施型態之液晶裝置之中係於液晶裝置之製造處理中， 因可防止此第1層間絕緣膜1 2被蝕刻而變薄之情況，故 可更有效地防止從第1遮光膜1 1 a之擴散。 另外，在本實施型態之液晶裝置之中係形成在第1遮 光膜1 1 a與半導體層1 a之間的第丨層間絕緣膜膜厚，A 則針對在顯示範圍成爲0 · 4 // m以上，而針對在液晶裝置 係對於形成寄與在顯示之顯示範圍與，其週邊之非顯示範 圍之情況，在形成在非顯示範圍之電路（例如如圖7所示 之貧料線驅動電路1 〇 1，掃描線驅動電路1 〇 4 )之中係因 必須將驅動電壓作爲1 2 V程度，故半導體層層後則必須 成爲0.2 // m以上，另一方面，對於針對在非顯示範圍形 成如此之半導體層之情況係針對在顯示範圍係設計上成爲 〇 · 〇 7 # m以下之膜厚。 在此，由相同之工程來形成顯示範圍與非顯示範圍的 半導體層之情況，將必須形成具有至少0.2 // m以上膜厚 之半導體層，但爲了將具有此0.2// m以上膜厚之半導體 -22- (20) 1246624 層，針對在顯示範圍作爲〇 · 〇 7 // m程度之情況，係必須去 除0 · 1 3 // m程度之膜厚，而作爲此去除方法採用形成如上 述之犧牲氧化膜2 2 6 a (參照圖3 )，再去除此之方法的情 況，必須考慮到根據氧化之體積膨脹來形成0.3 // m程度 之犧牲氧化膜226a (參照圖3 )，隨之，形成在該半導體 層1 a下側之第1層間絕緣膜1 2係爲此犧牲氧化膜226a 之膜厚以上，例如必須至少作爲0.4 // m程度，換言之， 根據將第1層間絕緣膜1 2之膜厚作爲〇. 4 // m程度膜厚之 情況，針對在製造處理亦可消解第1層間絕緣膜1 2被侵 蝕，內部之第1遮光膜1 1 a等剝離等不良情況，進而可提 供信賴性高之光電裝置。 接著，在本實施型態之中係根據從對向於掃描線3 a 之位置延設閘道絕緣膜2來作爲誘電體膜來採用，並延設 半導體層1 a來作爲第1儲存容量電極1 f，又更加地將對 向於此之容量線3 b之一部分作爲第2儲存容量電極之情 況，構成儲存容量7 0，而更詳細係半導體層1 a之高濃度 汲極範圍]e被延設於資料線6a及掃描線3a之下方，然 後於沿著相同之資料線6a及掃描線3 a來延伸之容量線 3 b部分，藉由絕緣膜2所對向配置，作爲第1儲存容量 電極（半導體層），而特別是作爲儲存容量70之誘電體 之絕緣膜2係因必須爲根據高溫氧化形成在單結晶係層上 之TFT30之閘道絕緣膜2，故可作爲薄且高耐壓之絕緣膜 ，且儲存容量70係可由比較來說較小的面積作爲大容量 之儲存容量來構成。 -23- (21) 1246624 更加地，針對在儲存容量7 0係可從圖5及圖6 了解 到，第1遮光膜1 1 a係根據針對在作爲第2儲存容量電極 之容量線3 b的相反側，藉由第1層間絕緣膜1 2來作爲第 3儲存容量電極’對向配置於第1儲存容量電極1 f (參照 圖6右側之儲存容量7〇 )之情況，儲存容量則更加被付 與地所構成，即’在本發明之中係構築夾合第1儲存容量 電極1 f來付與儲存容量於兩側之堆積儲存容量構造，而 更增加了儲存容量’進而提升該液晶裝置所擁有之防止針 對顯示畫像之閃爍或燒著之功能。 這些結果’可有效利用脫離沿著資料線6 a下之範圍 及掃描線3 a發生稱爲螺旋構造混亂之範圍（即，形成容 量線3 b之範圍）之開口範圍的空間，增加畫素電極9a之 儲存容量。 在本實施型態之中，特別是第1遮光膜π a (以及電 接續於此之容量線3b )係被電接續於定電位源，而第1 遮光膜1 1 a及容量線3b係被作爲定電位，隨之，第丨遮 光膜1 1 a之電位變動不會對於對向配置於第1遮光膜n a 之畫素切換用TFT30造成不良影響，另外，容量線3b係 作爲儲存容量7 0之第2儲存容量電極可得到良好的機能 ’而此情況’作爲定電位源係可舉出供給至爲了驅動該液 晶裝置之周邊電路（例如，掃描線驅動電路，資料線驅動 電路）之負電源，正電源等之定電位源，接地電源，供給 至對向電極2 1之定電位源，而如此如利用周邊電路等之 電源，將不需設置專用的電位配線或外部輸入端子而將第 -24- (22) 1246624 1遮光膜1 1 a及容量線3 b作爲定電位。 另外，如圖5及圖6所示，在本實施型態之中係加上 設置第1遮光膜1 1 a於T F T陣列基板1 〇之情況，藉由接 觸孔1 3電接續於前段或後段之容量線3 b地構成第1遮光 膜1 1 a，隨之，各第1遮光膜1 1 a則與電接續於本身段之 容量線之情況作比較，對於沿著畫素部之開口範圍邊緣， 重疊於資料線6a形成容量線3b及第1遮光膜1 1 a之範圍 的其他範圍之段差則可較少地完成，如此，當沿著畫素部 之開口範圍邊緣之段差少時，因可減少因應該段差所引起 之液晶的配向不良，故將可擴張畫素部之開口範圍。 另外，第1遮光膜1 1 a係如前述，於從延伸爲直線狀 之主線部突出之突出部開孔有接觸孔1 3，在此，作爲接 觸孔1 3之開孔處係根據越接近邊緣’越從邊緣散發壓力 等之理論，了解到不易產生斷裂之情況，隨之，此情況， 因應不管多接近於突出部的前端來將接觸孔進行開孔（理 想係因應接近界限接近於前端之情況），於製造處理中緩 和加上於第1遮光膜1 1 a之應力，將可更有效防止斷裂， 並可提生產率。 另外，容量線3 b與掃描線3 a係由同一之聚矽膜而成 ，而儲存容量70之誘電體膜與TFT30之閘道絕緣膜2係 由同一之高溫氧化膜而成，而高濃度汲極範圍1 e與， TFT30之通道形成範圍la及源極範圍Id，汲極範圍le等 係由同一之半導體層1 a而成，因此，可將形成在TFT陣 列基板1 〇之堆積構造作爲單純化，更加地，針對在後述 -25- (23) 1246624 之液晶裝置之製造方法，可由同一之薄膜形成工程同時形 成容量線3 b及掃描線3 a，並可同時形成儲存容量7 0之 誘電體膜及閘道絕緣膜2。 更加地，如圖5所示，第1遮光膜1 1 a矽各自沿著掃 描線3 a延伸著，並且，對於沿著資料線6a的方向分斷爲 複數之縞狀，因此，例如與配設一體方式形成於各畫素部 之開口朝13周邊之格子狀遮光膜之情況作比較’針對在由 第1遮光膜1 1 a，形成掃描線3 a及容量線3 b之聚矽膜， 形成資料線6a之金屬膜，層間絕緣膜而成之該液晶裝置 之堆積構造，特別緩和伴隨因各膜之物性的不同所引起之 製造處理中的加熱冷卻所產生之應力，因此，將可謀求針 對在第1遮光膜Ua之斷裂的發生防止或產率之提升。 然而，在圖之中係針對在第1遮光膜1 1 a之直線狀之 主線部係幾乎重疊於容量線3 b直線狀之主線部份地形成 著，但第1遮光膜1 la則被設置在覆蓋TFT30之通道範 圍之位置，且如可形成接觸孔1 3地重疊在容量線3 b與任 何處所，將可發揮對TFT之遮光機能及對容量線之低電 阻化機能，隨之，例如沿著位於相鄰接之掃描線3 a與容 量線3 b之間之資料線之長度狀的間隙範圍或，對於至與 掃描線3 a若干重疊之位置亦可設至該第1遮光膜1 1 a。 容量線3 b與第1遮光膜1 1 a係藉由開孔於第1層間 絕緣膜1 2之接觸孔1 3，確實且具有高信賴性來電接續兩 者，但，如此之接觸孔1 3係亦可對每個畫素進行開孔， 另亦可對每個由複數畫素而成之畫素組群進行開孔。 -26- (24) 1246624 對於將接觸孔1 3對每個畫素進行開孔之情況係可促 進由第1遮光膜1 1 a之容量線3 b之低電阻化’而更加地 可提升針對在兩者間之冗長構造之程度，另一方面’對於 將接觸孔1 3開孔於每個由複數畫素而成之畫素組群（例 如每2個畫素或每3個畫素）之情況係因可適度平衡容量 線3 b或第1遮光膜1 1 a之封合電阻，驅動頻率，不斷思 考所要求之樣式等，由第1遮光膜1 1 a之容量線3 b的低 電阻化及由冗長構造之利益與，根據將多數的接觸孔13 進行開孔之製造工程複雜化或該液晶裝置之不良化等之弊 害，故在實踐上相當有利。 另外，對於如此之每個畫素或每個畫素組群所設置之 接觸孔1 3係從對向基板2 0測來看則設置於資料線6 a的 下方，因此，接觸孔1 3係從畫素部之開口範圍脫離，並 且因設置在無形成TFT30或第1儲存容量電極If之第1 層間絕緣膜1 2的部分，故仍不斷持續謀求畫素之有效利 用，且可防止由接觸孔13之形成之TFT30或其他配線等 之不良化。 再次，針對圖6，畫素切換用TFT30係具有LDD ( Lightly Doped Drain )構造，並具備有掃描線3a，根據從 該掃描線3 a之電場形成通道之半導體層1 a之通道範圍 1 a /，將掃描線3 a與半導體層1 a進行絕緣之閘道絕緣膜 2，資料線6a，半導體層1 a之低濃度源極範圍1 b (源極 測LDD範圍）及低濃度汲極範圍1 c (汲極測LDD範圍） ，半導體層1 a之高濃度源極範圍1 d，以及高濃度汲極範 -27- (25) 1246624 圍1 e，而對於高濃度汲極範圍1 e係接續有因應複數畫素 電極9a之中的一個。 源極範圍1 b及1 d，以及汲極範圍1 c及丨e係如後述 ，對於半導體層1 a，根據因應形成η型或p型之通道來 摻雜規定濃度之η型用或ρ型用之摻雜劑之情況所形成， 而η型通道之TFT係有動作速度快之利點，並常被作爲 爲畫素之切換元件之畫素切換用TFT30所使用。 資料線6a係由A1等之金屬膜或金屬化合物之合金膜 等之遮光性的薄膜所構成，另外，對於掃描線3 a，閘道 絕緣膜2及第1層間絕緣膜丨2之上方係形成有各自形成 穿過高濃度源極範圍1 d之接觸孔5及穿過高濃度汲極範 圍1 e之接觸孔8之第2層間絕緣膜4，而藉由穿過源極 範圍1 b之接觸孔5來電接續資料線6 a於高濃度源極範圍 1 d ° 更加地，對於資料線6a及第2層間絕緣膜4之上方 係形成有穿過高濃度汲極範圍1 e之接觸孔8之第3層間 絕緣膜7，而藉由穿過此高濃度汲極範圍1 e之接觸孔8 來電接續畫素電極9a於高濃度汲極範圍1 e，而前述畫素 電極9a係被設置在如此所構成之第3層間絕緣膜7上面 ’然而，畫素電極9a與高濃度汲極範圍1 e係亦可將與資 料線6a同一之A1膜或與掃描線3 a同一之聚矽膜作爲中 繼來進行電接續。。 理想的畫素切換用TFT30係如上述具有LDD構造， 但可具有不進行注入不純物離子於低濃度源極範圍1 b及 -28- (26) 1246624

低濃度汲極範圍1 C之偏移構造，亦可爲將閘道電極3 a作 爲光罩以高濃度注入不純物離子，再自我整合地形成高濃 度源極及汲極範之自調整型之TFT 另外，將畫素切換用TFT30之閘道電極（掃描線3a )作爲只配置1個於源極及汲極範1 b及1 e間之單閘道構 造，但亦可於這之間配置2個以上之閘道電極，而此時’ 對於各閘道電極係施加相同之信號，如此如由雙閘道或三 個閘道以上來構成TFT，將可防止通道與源極汲極範圍接 合部之泄放電流，並可降低開啓時之電流，如將這些之閘 道電極之至少1個作爲LDD構造或偏移構造，更可降低 開啓電流，進而可得到安定之切換元件。 在此，一般來說，半導體層1 a之通道範圍1 a —低濃 度源極範圍1 b及低濃度汲極範圍1 c等之單晶體矽層係當 光射入時，由矽具有之光電變換效果產生光電流，而畫素 切換用TFT 30之電晶體特性將會劣化，但在本實施型態 之中係因從上測包覆掃描線3 a地由A1等之遮光性金屬膜 形成資料線6a，故至少可有效防止對半導體層1 a之通道 範圍la /及LDD範圍lb，lc之入射光之射入，另外，如 前述，對於畫素切換用TFT30之下側係因設置有第1遮 光膜1 1 a，故至少可有效防止對半導體層丨a之通道範圍 la —及LDD範圍lb，lc之返回光之射入。 然而’在此實施型態之中係因接續有設置在相鄰接之 前段或後段之容量線3 b與第1遮光膜1 1 a，故對於最上 段或最下段之畫素必須有爲了供給定電位於第1遮光膜 -29- (27) 1246624 1 1 a之容量線3 b，而在此對於垂直畫素數多設置1條容量 線3b即可。 (液晶裝置之全體構造） 參照圖7及圖8來說明如以上所構成之本實施型態之 液晶裝置之全體構造，然而，圖7係爲與形成TFT陣列 基板1 0於其上方之各構成要素同時從對向基板2 0側所看 到之平面圖，而圖8係爲包含對向基板20來表示之圖7 之Η — Η /剖面圖。 針對圖7，對於TFT陣列基板1 0之上方係沿著其邊 緣設置有封合材5 1，並並行於其內側設置著例如作爲由 與第2遮光膜23相同或不同之材料而成之周邊切口之第 2遮光膜5 3，而對於封合材外側之範圍係沿著τ F T陣列 基板1 0之一邊設置有資料線驅動電路1 〇 i及外部電路接 續端子1 02，並沿著鄰接在此一邊之2邊設置有掃描線驅 動電路1 0 4。 對於不會因供給至掃描線3 a之掃描信號延遲造成問 題之情況係掃描線驅動電路1 〇 4係當然亦可只有單側，另 外亦可沿著畫面顯示範圍的邊，將資料線驅動電路1 〇丨配 設於兩側’例如，奇數列之資料線6 a係從沿著畫面顯示 範圍一方的邊所配設之資料線驅動電路供給畫像信號，而 偶數列之資料線係從沿著前述衋面顯示範圍相反側的邊所 配設之資料線驅動電路供給晝像信號也可以，而如此如將 貝料線6 a櫛圈狀地進行驅動，因可擴張資料線驅動電路 -30- (28) 1246624 之佔有面積，故可構成複雜之電路。 更加地對於TFT陣列基板1 0之剩下的一邊係設置有 爲了接續設置在畫面顯示範圍的兩側之複數配線1 05 ’並 更加地，隱藏在作爲周邊切口之第2遮光膜5 3下方設置 預通電電路也可以，另外，針對在對向基板20之角部的 至少一處係設置有爲了在TF T陣列基板1 〇與對向基板2 0 之間採取電導通知導通材1 0 6，並且，如圖8所示，具有 與圖7所示之封合材5 1幾乎相同輪廓之對向基板2 0則由 該封合材51固著於TFT陣列基板10。 對於以上之液晶裝置之TFT陣列基板1 〇上係亦可形 成爲了檢查製造中途或出貨時之該液晶裝置之品質，缺陷 等之檢查電路，另外，替代設置資料線驅動電路1 0 1及掃 描線驅動電路104於畫素切換用之TFT10上，例如藉由 設置在畫素切換用之TFT10之週邊範圍之異方性導電薄 月旲來以電及機械方式接續於安裝在TAB ( Tape Automated Bonding)基板上之驅動用 LSI也可以，另外，對於射入 對向基板2 0之投射光側及射出畫素切換用之τ F T 1 0之射 出光側係各自因應例如T N ( T w i s t e d N e m a t i c )模式， STN t旲式，D— STN模式等動作模式或，正常白模式，正 常黑模式之各自，在規定方向配置偏光薄膜，相位差薄膜 ，偏光手段。 以上’在本貫施型態之中係將作爲光電材料採用液晶 之液裟置，作爲光電裝置之製造方法的一例已說明過， 而作爲液晶裝置係例如除了 TN ( Twisted Nematic )型之 -31 - (29) 1246624 外，可包含具有1 80 °以上之旋轉配向之STN ( Super Twisted Nematic)型，BTN ( Bistable Twisted Nematic) 型’具有強誘電型等之記憶性之雙安定型，高分子分散型 ，賓主效應型等來廣泛使用周知之構成。 另外’本發明係更加地除了液晶裝置外之光電材料， 當然亦可對例如採用電致發光元件（EL )，數位微透鏡 裝置（DMD )，或者根據離子發光或電子釋放之螢光等之 各種光電裝置來適用 本發明係並不限定於上述之實施型態，而不違反從申 請專利範圍及明 書全體所述之發明主旨，或想法之範圍 均可作適當的變更，並伴隨如此之變更的光電基板之製造 方法，光電裝置之製造方法，以及光電裝置亦另外包含於 本發明之技術範圍之構成。 【圖式簡單說明】 [圖1 ]由本發明之製造方法所得到之光電基板之剖 面構成圖。 [圖2]表示圖1所示之光電基板之製造工程之剖面 工程圖。 [圖3 ]持續圖2 ’表示光電基板之製造工程之剖面工 程圖。 [圖4]爲本發明之光電裝置之實施型態之液晶裝置 的等效電路圖。 [圖5]表示圖4所示之液晶裝置之TFT陣列基板之 -32-

Claims (1)

1246624 革 月 ：； 拾、申請專利範圍 第92136269號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國94年8月30日修正 1 . 一種光電基板之製造方法，屬於使用貼合支持基 板’和具備半導體層之半導體基板而成之複合基板的光電 基板之製造方法，其特徵乃包含 於支持基板上，將遮光層以特定圖案加以形成之工程 和於前述特定圖案之遮光層上，形成絕緣體層之工程 ， 和於前述絕緣體層上，形成半導體層之工程， 和氧化前述半導體之一部分，形成氧化層之工程， 和除去前述氧化層之工程； 令前述氧化層之層厚，較前述絕緣層之層厚爲小者。 2. 如申請專利範圍第1項之光電基板之製造方法，其 中，於形成前述半導體層之工程後，包含圖案化前述半導 體層之工程，和氧化該特定圖案之半導體層之一部分，形 成氧化層的工程。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之光電基板之製造 方法，其中，於除去前述氧化層之工程後，包含氧化前述 半導體層之一部分’形成閘極氧化層的工程。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項之光電基板之製造 方法，其中，令前述氧化層之厚度’較形成於前述半導體 1246624 層之非形成範圍，且前述遮光層上的絕緣體 者。 5.如申請專利範圍第1項或第2項之光 方法，其中，於前述遮光層和前述絕緣體層 矽膜或氮化氧化矽膜者。 6 .如申請專利範圍第1項或第2項之光 方法，其中，形成前述半導體層之工程中， 該半導體層之單結晶半導體基板，和具備前 支持基板的工程。 7. 如申請專利範圍第1項或第2項之光 方法，其中，令前述遮光層經由高融點金屬 之矽化合物加以形成。 8. —種光電裝置，屬於基板上具備半 成光電裝置，其特徵乃於前述基板上，包含 光層，和形成於前述遮光層上之絕緣體層， 緣體層上之特定圖案之半導體層，和形成於 閘極絕緣膜；形成於前述遮光層和前述半導 絕緣體層之層厚乃於顯示範圍爲0.4 // m以上 層之層厚爲小 電基板之製造 間，形成氮化 電基板之製造 包含貼合含有 述絕緣體層之 電基板之製造 或高融點金屬 導體元件所形 特定圖案之遮 和形成於該絕 半導體層上之 體層間之前述