TWI283380B - Electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device - Google Patents

Electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device Download PDF

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TWI283380B TW095112691A TW95112691A TWI283380B TW I283380 B TWI283380 B TW I283380B TW 095112691 A TW095112691 A TW 095112691A TW 95112691 A TW95112691 A TW 95112691A TW I283380 B TWI283380 B TW I283380B
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Description

1283380 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於例如液晶裝置等之光電裝置及該製造方 法’以及液晶投影機等之電子機器之技術分野。 【先前技術】 該種之光電裝置是在基板上具備畫素電極、用以執行 該畫素電極之選擇性驅動的掃描線、資料線及當作畫素開 關用元件之TFT (Thin Film Transistor)，構成能夠主動矩 陣驅動。再者，以高對比化等爲目的，則在TFT和畫素 電極之間設置有積蓄電容。以上之構成要素是以高密度組 裝在基板上，以謀求畫素開口率之提昇或裝置之小型化（ 例如，參照專利文獻1)。 如此一來，光電裝置則更要求顯示之高品質化或小型 化、高精細化，除上述之外，也採取各種對策。例如，當 光射入至TFT之半導體層時，由於發生光洩漏電流，顯 示品質下降，故在該半導體層之周圍設置遮光層。再者， 積蓄電容雖然是儘量以容量大者爲佳，但是另一方面，以 設計成不犧牲畫素開口率爲佳。並且，該些大多之電路要 素是以將裝置予以小型化，以高密度組裝於基板之情形爲 佳。 另外，也提案出對該種光電裝置中之積蓄電容等之電 子元件之形狀或製造方法上花上巧思，以提高裝置性能或 製造成品率之各種技術（例如，參照專利文獻2及3)。 (2) I283380 [專利文獻1]日本特開20 02-156652號公報 [專利文獻2]日本特開平6 — 3703號公報 [專利文獻3]日本特開平7 — 49508號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 但是，若藉由上述以往之各種技術，隨著 高性能化，使得基板上之疊層構造，基本上變 化。該又導致降低製造方法之複雜高度化、製 。相反的，若使基板上之疊層構造或製程單純 得不導致降低遮光性能，尤其由於TFT之半_ 漏電流而引起顯示品質下降之技術性問題。 本發明是鑒於例如上述問題點所創作出者 供適用於謀求疊層構造或製程之單純化，並且 品質之顯示之光電裝置及該製造方法以及具備 裝置而所構成之電子機器。 [用以解決課題之手段] 本發明之光電裝置爲了解決上述課題，是 備有互相交差而延伸的資料線和掃描線；在上 配置在比上述資料線更下層側之薄膜電晶體； 述薄膜電晶體之上層側，施有平坦化處理之第 膜；在上述基板上被配置在包含俯視觀看時與 晶體之通道區域相向之區域的區域上，並且被 高功能化或 成複雜高度 造成品率等 化，則有不 體層的洩 ，其課題提 能夠執行高 如此之光電 在基板上具 述基板上被 被疊層在上 1層間絕緣 上述薄膜電 配置在比上 -5- (4) (4)1283380 射之亂反射光或迷光，遮光薄膜電晶體之能力，也可能從 資料線因應薄膜電晶體之距離而成爲非常高者。依此，於 上述般之動作時，薄膜電晶體中之光洩漏電流被降低，可 以提昇對比度，並可執行高品質之畫像顯示。 並且，因在比較接近基板之第1層間絕緣膜施有平坦 化處理，故可以降低基板上之凹凸之密度所產生之彎曲或 階差，即是總體階差。例如，於具有如此疊層之基板，和 與此相向之對向基板之間，挾持液晶等之光電物質時，因 在基板表面幾乎無整體階差爲平坦，故可以降低在光電物 質之配向狀態產生散亂之可能性，並可執行更高品質之顯 示。假設有整體階差時，雖然在畫像顯示區域內之中央區 域和周邊區域會產生對比不均或亮度不均，但是若藉由本 發明則可降低或防止該顯像於未然。 除此之外，有關上述般之光洩漏電流之利益，是藉由 被形成在施有平坦化處理之第1層間絕緣膜上之資料線的 比較簡單基板構成所取得。依此，可以謀求基板上之疊層 構造之單純化，也關聯至提昇成品率之提昇。 本發明之光電裝置之一態樣中，在上述第1層間絕緣 膜，施有CMP硏磨處理，以作爲上述平坦化處理。 若藉由該態樣，依據CMP硏磨處理（Chemical Mechanical Polishing)，可以提高第1層間絕緣膜之表面之 平滑性，並使第1層間絕緣膜之表面予以平坦。依此，可 以降低面向資料線之通道區域之側，因返回光或傾斜光所 引起之亂反射或光散亂。再者，可以面向降低資料線之通 -7 - (5) 1283380 道區域之側的反對側，因投射光所引起之亂反射或光散亂 〇 本發明之光電裝置之其他態樣中，上述第1層間絕緣 膜是包含有以特定溫度而流動化的第1流動化材料，在上 述第1層間絕緣膜，施有使上述第1流動化材料流動之流動 化處理，以作爲上述平坦化處理。 若藉由該態樣，於第1層間絕緣膜包含例如以特定溫 度流動化之硼憐砂玻璃（Borophosphosilicateglass :以下 適當稱爲「BPS G」）等之第1流動化材料之時，可以藉由 回流使第1層間絕緣膜予以平坦化。依此，可以降低面向 資料線之通道區域之側，因返回光或傾斜光所引起之亂反 射或光散亂。再者，可以降低面向資料線之通道區域之側 的反對側中，因投射光所引起之亂反射或光散亂。 於本發明之光電裝置之其他態樣中，於上述基板上， 在上述資料線、上述積蓄電容及上述畫素電極之層間中之 至少一處，疊層有施有平坦化處理之其他層間絕緣膜。 若藉由該態樣，在基板上，經由其他層間絕緣膜疊層 積蓄電容及畫素電極。於疊層之後之其他層間絕緣膜之表 面，產生因下層側之該些要素所引起之凹凸。在此，例如 ，藉由CMP硏磨處理或硏磨處理、旋轉塗層處理、掩埋 凹部等之平坦化處理，如此所產生之凹凸時，層間絕緣層 之表面則被平坦化。例如，於具有如此疊層之基板，和與 此相向之對向基板之間夾入液晶等之光電物質之時，基板 表面則平坦，依此可以降低在光電物質之配向狀態產生散 (6) 1283380 亂之可能性，能夠執行更高品質之顯示。並且，如此之平 坦化處理雖然以對所有層間絕緣膜之表面執行爲佳，但是 即使對任一層間絕緣膜之表面執行之時，比起完全不施予 平坦化處理之時，因基板表面多少爲平坦，故可以降低在 光電物質之配向狀態產生散亂之可能性。 於本發明之光電裝置之其他態樣中，上述資料線是具 備有本體部，當作上述導電性遮光膜之一部份；和低反射 部，當作上述導電性遮光膜之其他部分，被成膜於與上述 本體部之上述通道區域相向之側上，相較於上述本體部反 射率爲低。 若藉由該態樣，因形成有低反射部，故可以防止與資 料線之通道區域相向之側的面，即是資料線之下層側之面 ，自基板之背面反射，或複板式之投影機等其他光電裝置 所發出，穿過合成光學系之光等之返回光之反射。依此， 可以降低光對通道區域之影響。如此之低反射部即使例如 形成反射率比構成資料線之本體部之A1膜低之材質的金 屬，或是阻擋金屬即可。 本發明之光電裝置之其他態樣中，上述資料線是具備 有本體部，當作上述導電性遮光膜之一部份；下側低反射 部，當作上述導電性遮光膜之其他部分，被成膜於與上述 本體部之上述通道區域相向之側上，相較於上述本體部反 射率爲低；上側低反射部，當作上述導電性遮光膜之另一 其他部分，被成膜於與上述本體部之上述通道區域相向之 側的相反側上，相較於上述本體部反射率爲低。 -9 - (7) 1283380 若藉由該態樣，因形成有下側低反射部，故可以防止 與資料線之通道區域相向之側的面，即是資料線之下層側 之面，自基板之背面反射，或複板式之投影機等其他光電 裝置所發出，穿過合成光學系之光等之返回光之反射。並 且，因形成有上側反射部，故可以防止與資料線之通道區 域相向之側的相反側之面，即是因資料線之上層側之面的 投射光所引起之亂反射或光散亂。依此，可以降低光對通 道區域之影響，如此之下側低反射部及上側低反射部是形 成例如反射率比構成資料線本體部之A1膜低之材質的金 屬，或是阻擋金屬即可。 於本發明之光電裝置之其他態樣中，又具備有在上述 基板上被配置比上述薄膜電晶體更下層側之下側遮光膜； 和被疊層於上述下側遮光膜上，施有平坦化處理之基底絕 緣膜。 若藉由該態樣，因在施有平坦化處理之基底絕緣膜之 上層側，疊層有薄膜電晶體、掃描線及第1層間絕緣膜， 故施有平坦化處理之前的第1層間絕緣膜之表面，比起在 基底絕緣層不施予平坦化處理之時，凹凸變小。因此，可 以容易使第1層間絕緣膜予以平坦化。 在上述基底絕緣膜施予平坦化處理之態樣，即使在上 述基底絕緣膜施予CMP處理以當作上述平坦化處理亦可 〇 此時，可藉由CMP處理提高基底絕緣膜之表面之平 滑性，並且可以使基底絕緣膜之表面予以平坦。因此，可 -10- (8) 1283380 以容易使第1層間絕緣膜予以平坦化。 在上述基底絕緣膜施予平坦化處理之態樣中，上述基 底絕緣膜是包含有以特定溫度而流動化之第2流動化材料 ，在上述基底絕緣膜，施有使上述第2流動化材料流動之 流動化處理，以作爲上述平坦化處理。 此時’基底絕緣膜於包含有例如以特定溫度流動化之 BPSG等之第2流動化材料之時，可以藉由回流使基底絕緣 膜予以平坦化。因此，可以使第1層間絕緣膜容易平坦化 〇 本發明之電子機器因具備有上述本發明之光電裝置， 故可以實現可顯示高品質之畫像的電視、行動電話、電子 記事本、文字處理器、取景型或式螢幕値視型之攝影機、 工作台、視訊電話、POS終端機、觸孔面板等，還有將光 電裝置當作曝光用光學頭使用之印表機、影印機、傳真機 等畫像形成裝置等之各種電子機器。再者，本發明之電 子機器也可實現電子紙等之電泳裝置、電子放射裝置 (Field Emission Display 及 Conduction Electron-Emitter
Display )等。 本發明之光電裝置之製造方法，是屬於在基板上具備 有互相交差而延伸的資料線和掃描線；經由第1層間絕緣 膜而被配置在比上述資料線更下層側上之頂部閘極薄膜電 晶體；被配置在比上述資料線更上層側上之積蓄電容；和 被配置在比上述積蓄電容更上層側上之畫素電極的光電裝 置之製造方法，其特徵爲··包含有以藉由上述資料線覆蓋 -11- 1283380 Ο) 上述薄膜電晶體之通道區域之方式，在上述基板上之俯視 觀看時對應於上述資料線及掃描線之交差的區域上，形成 上述薄膜電晶體之步驟；在上述薄膜電晶體上形成第1層 間絕緣膜之步驟；對上述第i層間絕緣膜施予平坦化處理 之步驟；在上述第i層間絕緣膜上，形成由導電性遮光膜 所構成之上述資料線之步驟；將積蓄電容，以在比上述資 料線更上層側’固定電位側電極、介電質膜及畫素電位側 電極順序被疊重而所構成之方式，在上述基板上包含俯視 觀看時與上述薄膜電晶體之通道區域相向之區域的區域上 ’予以形成的步驟；和在上述積蓄電容上，以被電性連接 於上述薄膜電晶體及上述畫素電位側電極之方式，在上述 基板上俯視觀看時對應於上述資料線及掃描線而被規定之 每畫素，形成上述畫素電極之步驟。 若藉由本發明之光電裝置之製造方法，則可以製造上 述本發明之光電裝置，尤其，因在施有平坦化處理之第i 層間絕緣膜形成由導電性遮光膜所構成之資料線，故可以 降低薄膜電晶體之光洩漏電流，提昇對比，並可執行高品 質之畫像顯示。並且，因基板上之疊層構造比較單純，故 可謀求製程之單純化，亦可提升成品率。並且，於蓄積電 容之製造工程中，即使依照固定電位側電極、介電質膜及 畫素電位側電極亦可，即使相反亦可。 本發明之作用及其他優點是由下述說明之實施型態明 顯可知。 -12· (10) (10)1283380 【實施方式】 參照圖式說明本發明之實施型態。於以下之實施型態 中，以本發明之光電裝置之一例之驅動電路內藏型之TFT 主動矩陣驅動方式之液晶裝置爲例。 [第1實施型態] 針對本發明之第1實施型態所涉及之液晶裝置，參照 第1圖至第9圖予以說明。 [光電裝置之全體構成] 首先，參照第1圖及第2圖，針對本實施型態所涉及之 液晶裝置之全體裝置，予以說明。在此，第1圖是表示本 實施型態所涉及之液晶裝置之構成的平面圖，第2圖爲第1 圖之H-H’線之剖面圖。 於第1圖及第2圖中，本實施型態所涉及之液晶裝置中 ，TFT陣列基板10和對向基板20是相向被配置。於TFT 陣列基板10和對向基板20之間封入有液晶層，TFT陣列基 板10和對向基板20是藉由被設置在位於畫像顯示區域l〇a 之周圍之密封區域的密封材料52而互相黏著。 於第1圖中，與配置有密封材料5 2之密封區域之內側 並行，在對向基板20側設置有用以規定畫像顯示區域l〇a 之框緣區域的遮光性之框緣遮光膜53。於週邊區域中，在 位於配置有密封材料52之密封區域之外側的區域上，沿著 TFT陣列基板10之一邊，設置有資料線驅動電路1〇1及外 -13- (11) (11)1283380 部電路連接端子102。於比沿著該一邊之密封區域更內側 上，以被框緣遮光膜53覆蓋之方式設置有取樣電路7。再 者，在TFT陣列基板10上，於與對向基板20之4個偶角之 一部份相向之區域上，配置有用以上下導通材107連接兩 基板間之上下導通端子106。依此，可以在TFT陣列基板 10和對向基板20之間取得電性導通。 於TFT陣列基板10上，形成有用以連接外部電路連 接端子102、資料線驅動電路101、掃描線驅動電路104、 上下導通端子106等之引繞配線90。 於第2圖中，在TFT陣列基板10上，形成組裝驅動元 件之畫素開關用之TFT(Thin Film Transistor)或掃描線、 資料線等之配線的疊層構造。於畫像顯示區域l〇a，在畫 素開關用TFT或掃描線、資料線等之配線之上層設置有 畫素電極9a。另外，在對向基板20之TFT陣列基板10之 對向面上，形成有遮光膜23。然後，在遮光膜23上，與多 數畫素電極9a相向形成有由IT0等之透明材料所構成之 對向電極21。 並且，於TFT陣列基板10上，除資料線驅動電路101 、掃描線驅動電路104之外，即使形成用以檢查製造途中 或出貨時之該液晶裝置之品質、缺陷等之檢查電路、檢查 用圖案等亦可。 [畫像顯示區域之構成] 接著，針對本實施型態所涉及之液晶裝置之畫素部之 -14- (12) 1283380 構成，參照第3圖至第9圖，予以說明。在此，第3圖是構 成液晶裝置之畫像顯示區域之被形成矩陣狀之多數畫素2 各種元件、配線等之等效電路圖。從第4圖至第6圖是表示 TFT陣列基板上之畫素部所涉及之部分構成。第4圖及第5 圖各相當於後述疊層構造中下層部分（第4圖）和上層部分（ 第5圖）。第6圖是放大疊層構造之平面圖，爲重疊第4圖及 第5圖。第7圖是重疊第4圖及第5圖之時的A-A’剖面圖。 第8圖是與變形例之第7圖爲相同主旨之剖面圖。第9圖是 與第2變形例所涉及之第8圖爲相同主旨之剖面圖。並且， 於第7圖至第9圖中，爲了各層、各構件在圖面上成爲可辨 識程度之大小，該各層、各構件縮尺有所不同。 [畫素部之基本構成] 於第3圖中，在構成本發明型態所涉及之液晶裝置之 畫像顯示區域之被形成矩陣狀之多數畫素上，形成有畫素 電極9a和用以開關控制該畫素電極9a之TFT30，供給畫 像訊號之資料線6a是被電性連接於該TFT30之源極。寫 入於資料線6 a之晝像訊號S 1、S 2.....S η即使依照該順 序予以供給亦可，即使對相鄰接之多數資料線6 a彼此， 供給至每群亦可。 再者，掃描線11a是電性被連接於TFT30之閘極，以 特定之時序，以將掃描訊號G1、G2、…、Gm依照順序 以線順序脈衝性施加至掃描線11 a的方式予以構成。畫素 電極9a是被電性連接於TFT30之汲極，藉由將開關元件 -15- (13) (13)1283380 之TFT3 0僅以一定期間關閉該開關，使在特定時序寫入資 料線6a被供給之畫像訊號SI、S2.....Sn。 經由畫素電極9a被寫入至當作光電物質之一例之液 晶的特定位準之畫像訊號SI、S2、…Sn，是在被形成於 對向基板之對向電極之間被保持一定期間。液晶藉由被施 加之電壓位準而變化分子集合之配向或秩序，依此使成爲 能夠調製光，並灰階顯示。若爲一般白色模態之時，因應 以各畫素之單位所施加之電壓，減少對入射光之透過率， 並且若爲一般黑色模態之時，因應以各畫素單位所施加之 電壓而增加對入射光之透過率，就全體而言自液晶裝置射 出持有因應畫像訊號之對比的光。 在此，爲了防止所保持之畫像訊號洩漏，與被形成在 畫素電極9a和對向電極之間之液晶電容並聯附加積蓄電 容70。積蓄電容70之一方之電極是與畫素電極9a並聯而 被連接於TFT30之汲極，另一方之電極是以成爲定電位之 方式，被連接於對固定之電容配線400。 [畫素部之具體性構成] 接著，針對實現上述動作之畫素部之具體性構成，參 照第4圖至第9圖予以說明。 從第4圖至第9圖中，上述畫素部之各電路要素被圖案 化，當作被疊層之導電膜構築在TFT陣列基板10上。TFT 陣列基板10是與由例如玻璃基板或石英基板所構成之對向 基板20相向。再者，各電路要素是由下依順序含有掃描線 -16· (14) (14)1283380 11a之第1層、含有TFT3 0等之第2層、含有資料線6a之第 3層、含有固定電位側電極71之第4層、含有畫素電極9& 等之第5層所構成。再者，於第1層-第2層間間設有基底絕 緣膜12、於第2層-第3層間設有第1層間絕緣膜41、於第3 層-第4層間設有第2層間絕緣膜42、於第4層-第5層間設有 第3層間絕緣膜43，防止上述各要素間短路。並且，其中 ，由第1層至第3層當作下層部分表示於第4圖中，由第4層 至第5層當作上層部分表示於第5圖中。 (第1層之構成-掃描線等-) 第1層是由掃描線11a所構成。掃描線11a是被圖案製 作成由沿著第4圖之X方向而延伸之本線部，和資料線6 a 延伸於沿著第4圖之Y方向之突出部所構成之形狀。如此 之掃描線11a是當作本發明所涉及之「第3導電性遮光膜 」之一例，例如由導電性聚矽所構成，其他也可以藉由含 有鈦（Ti)、鉻（C〇、鎢（W)、鉬（Ta)、鉬（Mo)等之高熔點金 屬中之至少一個的金屬單體、合金、金屬矽化物、聚矽化 物或是該些疊層體等所形成。 (第2層之構成-TFT等-) 第2層是以TFT30所構成。TFT30爲例如LDD(Lightly Doped Drain)構造，具備有閘極電極3a、半導體層la、包 含有絕緣閘極電極3 a和半導體層1 a之閘極絕緣膜的絕緣 膜2。閘極電極3 a是由例如導電性聚矽所形成。半導體層 -17- (15) (15)1283380 1 a是由例如聚矽所構成，由通道區域1 a ’、低濃度源極區 域lb及低濃度汲極區域lc，高濃度源極區域Id以及高濃 度汲極區域le所構成。並且，TFT30是具有LDD構造爲 佳，即使爲不對低濃度汲極區域lc執行雜質注入之補償 構造亦可，即使爲將閘極電極3 a當作罩幕高濃度注入雜 質而形成高濃度源極區域及高濃度汲極區域之自己整合型 亦可。 TFT30之閘極電極3a是在該一部份3b中，經由被形 成在基底絕緣膜12之接觸孔12cv而電性連接於掃描線11a 〇 基底絕緣膜12作爲本發明所涉及之「第2流動化材料 」之一例，例如由矽氧化膜等所構成，除第1層和第2層之 層間絕緣功能之外，具有藉由形成在TFT陣列基板10全 面，防止由於基板表面硏磨所造成之粗糙或污垢等之 TFT30之元件特性變化。在此，以本實施型態之變形例而 言，即使在基底絕緣膜12施予平坦化處理亦可。即是，例 如即使施予加熱基底絕緣膜1 2，使予以流動化，即是使溶 融（回流）之流動化處理亦可。此時，在被疊層於基底絕緣 膜12知上層側的後述第1層間絕緣膜41之表面，幾乎完全 不產生因被形成在基底絕緣膜1 2之上層的掃描線1 1 a等所 引起之凹凸。依此，可容易使第1層間絕緣膜41平坦化。 即使在基底絕緣膜12之表面施予CMP硏磨處理當作如此 之平坦化處理亦可。 並且，本實施型態30所涉及之TFT30雖然爲頂閘極型 -18- (16) (16)1283380 ，但是即使爲底閘極型亦可。 (第3層之構成-資料線等 第3層是由資料線6a及中繼層600所構成。 資料線6 a以本發明之「導電性遮光膜」而言，從下 方依順序形成鋁、氮化鈦、氮化矽之3層膜。資料線6a是 以部分性覆蓋TFT30之通道區域la，之方式而被形成。因 此’藉由能夠接近配置於通道區域la，之資料線6a，可以 對來自上層側之入射光，遮光TFT30之通道區域la，。再 者，資料線6a是經由貫通第1層間絕緣膜41之接觸孔81， 與TFT3 0之高濃度源極區域Id電性連接。第1層間絕緣膜 41是由例如NSG(無矽酸鹽玻璃）所形成。其他，第1層間 絕緣膜41可以使用PSG(磷矽玻璃）、BSG(硼矽玻璃）、 BPS G(硼磷矽玻璃）等之矽氧鹽玻璃、氮化矽或氧化矽等所 構成，以當作本發明所涉及之「第1流動化材料」，被施 有平坦化處理。即是，本發明所涉及之「平坦化處理」之 一例，即使施予流動化處理亦可，即是加熱第1層間絕緣 膜41，使予以流動化，使予以溶融（回流）。或是，當作如 此平坦化處理，是即使在第1層間絕緣膜4 1之表面施予 CMP硏磨處理亦可。並且，亦可藉由以旋轉塗層而形成 平坦化膜，施予平坦化處理，或於不施予任何平坦化時’ 將應成爲凸之位於第1層間絕緣膜41部分下側之絕緣膜’ 或在TFT陣列基板10設置凹部而應成爲該凸之第1層間絕 緣膜41部分，埋入該凹部內，實際上可以藉由不使成爲凸 -19- (17) (17)1283380 ，施予平坦化處理。 在此，本實施型態中，尤其資料線6a是被形成在施 有平坦化處理之第1層間絕緣膜4 1上。依此，覆蓋資料線 6a之通道區域la’之部分，即是遮光通道區域la，之部分也 成爲平坦。因此，降低面對資料線6 a之通道區域1 a ’之側（ 即是圖中下側），因返回光或傾斜光所引起之亂反射或光 散亂。再者，降低面對低資料線6 a之通道區域1 a ’之側的 相反側（即是，圖7中，上側）中，因投射光所引起之亂反 射或光散亂。 但是，資料線6a是被施予平坦化處理，經由構成比 較薄之第1層間絕緣膜41，即是在比較接近TFT30之疊層 位置，執行遮光。因此，由投射光含有例如數1 0 %之傾斜 光或在液晶裝置內之其他部位反射所構成之亂反射光或迷 光，遮光TFT30之能力，也因應從資料線6a至TFT30之距 離而成爲非常高者。依此，可以降低TFT30之光洩漏電流 ，並提昇對比。 並且，因對比較接近於TFT陣列基板10之第1層間絕 緣膜41施予平坦化處理，故可以降低基板上之凹凸之密度 所產生之彎曲或階差，即是總體階差。依此，由於在TFT 陣列基板10表面幾乎無整體階差爲平坦，故可以降低在液 晶層50之配向狀態產生散亂之可能性。即是，可以降低或 防止因彎曲階差所引起的畫像顯示區域l〇a(參照第1圖）內 之中央區域和周邊區域會產生對比不均或亮度不均。 如第8圖之本實施型態之第1變形例所示般，資料線6a -20- (18) (18)1283380 即使由本體部60和低反射部61所形成亦可。此時，本體部 60是由例如A1膜等所構成。反射部61是被形成在與本體 部60中之通道區域la’（參照第7圖）相向之側（第8圖中，下 側），由比起本體部60反射率爲低之材質的金屬、或是阻 擋金屬所構成。因此，可以防止與資料線6a之通道區域 1 a ’相向之側的面（即是，第8圖中下側之面），由TFT陣列 基板1〇(參照第7圖）之背面反射，或複板式之投影機等其 他光電裝置所發出，並穿過合成光學系之光等的返回光之 反射。依此，可以降低光對通道區域la’之影響。並且， 可以使用反射率比A1膜等低之材質之金屬，作爲阻擋金 屬可以使用鉻（C〇、鈦（Ti)、氮化鈦（TiN)、鎢（W)等。 如第9圖之本實施型態所示般，資料線6a即使由本體 部60、下側低反射部63及上側低反射部62所形成亦可。本 體部60是例如由A1膜等所構成。下側反射部63是被形成 在與本體部60中之通道區域1 a 乂參照第7圖）相向之側（第9 圖中下側），由反射率比本體部60低之材質的金屬，或是 阻擋金屬所構成。上側低反射部62是被形成在與本體部60 之通道區域1 a ’（參照第7圖）相向之側相反射（第9圖中上側） ，由反射率比本體部60低之金屬或是阻擋金屬所構成。 因此，藉由下側低反射部63，可以防止與資料線6a 之通道區域la’相向之側的面（即是，第9圖中下側之面）， 由TFT陣列基板10(參照第7圖）之背面反射，或複板式之 投影機等其他光電裝置所發出，並穿過合成光學系之光等 的返回光之反射。並且，藉由上側反射部6 1，可以防止與 -21 - (19) (19)1283380 資料線6 a之通道區域1 a ’相向之側之反對側之面（第9圖中 上側之面），因投射光所引起之亂反射或光散亂。依此， 可以降低光對通道區域之影響。並且，可以使用鉻（Cr)、 鈦（Ti)、氮化鈦（TiN)、鎢（W)等，當作阻擋金屬。 中繼層600是被形成與資料線6a相同膜。中繼層600 和資料線6a是如第4圖所示般，以各個分斷之方式被形成 。再者，中繼層600是經由貫通第1層間絕緣膜41之接觸孔 83，電氣性與TFT30之高濃度汲極區域le連接。 (第4層之構成-積蓄電容等-) 第4層是由積蓄電容70所構成。積蓄電容70是經由介 電質膜75而成爲電容電極300和下部電極71相向配置之構 成。在此，電容電極300爲本發明所涉及之「畫素電位側 電極」之一例，下部電極7 1爲本發明所涉及之「固定電位 側電極」之一例。電容電極300之延伸部是經由貫通第2層 間絕緣膜42之接觸孔84而與中繼層600電性連接。 電容電極300或是下部電極71是由例如包含有Ti、Cr 、W、Ta、Mo等之高熔點金屬中之至少一個的金屬單體 、合金、金屬矽化物、聚矽化物或是該些疊層體者，或是 最佳由鎢矽化物所構成。 介電質膜75是如第5圖所示般，在TFT陣列基板10上 被形成俯視觀看時於位在每畫素之開口區域之間隙。即是 ’幾乎不形成於開口區域。依此，介電質膜75即使爲不透 明之膜，若不使開口區域之透過率下降即可。因此，介電 -22- (20) 1283380 質膜75不考慮透過率，由介電率高之矽氮化膜等所形成。 因此，介電質膜75是可當作用以防止水分或溼氣之膜而發 揮功能，亦可提高耐水性、耐濕性。並且，介電質膜除矽 氮化膜之外，即使使用例如氧化鈴（HfO2)膜、氧化鋁 • (Al2〇3)、氮化矽（Si3N4)膜等。 -第2層間絕緣膜42是藉由例如NSG(無矽酸鹽玻璃）所 形成。其他，第2層間絕緣膜42可以使用PSG(磷矽玻璃） • 、BSG(硼矽玻璃）、BPSG(硼磷矽玻璃）等之矽氧鹽玻璃、 氮化矽或氧化矽等。第2層間絕緣膜42之表面是被施予化 學性硏磨處理（Chemical Mechanical Polishing: CMP)或硏 磨處理、旋轉塗層處理、掩埋凹部等之平坦化處理。依此 ，除去下層側因該些因素所引起之凹凸，第2層間絕緣層 42之表面則被平坦化。因此，可以降低被挾持於TFT陣 列基板10和對向基板20之間之液晶層50之配向狀態產生混 亂之可能性，可執行高品味之顯示。 • (第5層之構成-畫素電極等-) 在第4層之全面上，形成第3層間絕緣膜43，並且在該 上方，形成有畫素電極9a以當作第5層。第3層間絕緣膜 43是藉由例如NSG而所形成。其他，第3層間絕緣膜43可 以使用PSG、BSG、BPSG等之矽氧鹽玻璃、氮化矽或氧 化矽等。第3層間絕緣膜43之表面是與第1層間絕緣膜41及 第2層間絕緣膜42相同被施予CMP等之平坦化處理。 畫素電極9 a (圖5中，以虛線9 a ’表示輪廓）是被配置在 -23- (21) (21)1283380 被區劃配列成縱橫之畫素區域之各個上，在該境界以格子 狀配列之方式形成資料線6a及掃描線lla(參照第4及第5圖 )。再者，畫素電極9a是由例如ITO(Indium Tin Oxide)等 之透明導電膜所構成。 畫素電極9a是經由貫通層間絕緣膜43之接觸孔85， 與下部電極7 1之延伸部電性連接（參照第7圖）。 並且，又如上述般，下部電極7 1之延伸部和中繼層 600，及中繼層600和TFT30之高濃度汲極區域le，各經由 接觸孔84及83而被電性連接。即是，畫素電極9a和 TFT30之高濃度汲極區域le是中繼中繼層600及電容電極 3 00之延伸部而被中繼連接。在畫素電極9a之上側，設置 有施有拋光處理等之特定配向處理之配向膜1 6。 以上，爲TFT陣列基板10側之畫素部之構成。 另外，在對向基板20上於與該對向面全面設置有對向 電極2 1，並且於該上方（第7圖中對向電極2 1之下側）設置 有配向膜22。對向電極21是與畫素電極9a相同，由例如 ITO膜等之透明導電性膜所構成。並且，於對向基板20和 對向基板21之間，爲了防止發生TFT30之光洩漏電流，以 至少覆蓋與TFT30正對之區域的方式，設置有遮光膜23。 於如此所構成之TFT陣列基板10和對向基板20之間 ，設置有液晶層5 0。液晶層5 0是在藉由密封材料密封基板 10及20之周緣部而所形成之空間，封入液晶而所形成。液 晶層5 0是在化畫素電極9 a和對向電極21之間不施加電場 之狀態下，藉由施有摩擦處理等之配向處理之配向膜16及 -24- (22) 1283380 配向膜22，取得特定之配向狀態。 以上所說明之畫素部之構成，是如第4圖及第5圖所示 般，各畫素部爲共同。於上述畫像顯示區域1 0 a (參照第1 圖），週期性形成有如此之畫素部。另外，在如此之液晶 - 裝置中，在位於畫像顯示區域l〇a之周圍之區域，參照第 . 1圖及第2圖說明般，形成有掃描線驅動電路1〇4及資料線 驅動電路1 0 1等之驅動電路。 [製造方法] 接著，針對如此之光電裝置之製造方法，參照第8圖 至第13圖予以說明。從第10圖至第13圖是以順著對應於第 7圖之剖面表示製程之各工程之光電裝置之疊層構造的工 程圖。並且，在此本實施型態之液晶裝置中，以說明主要 部分之掃描線、TFT、資料線、積蓄電容及畫素電極之形 成工程爲主。 # 首先，如第10圖所示般，在TFT陣列基板10上形成 掃描線11a。接著，在TFT陣列基板10之全面，形成基底 絕緣膜1 2。此時，即使在基底絕緣膜1 2，施予例如CMP 硏磨處理、流動化處理（回流）等之平坦化處理亦可。接著 ’在對應於掃描線11 a及之後所形成之資料線6a之交差的 區域，形成TFT30。在形成TFT30之各工程中，可以使用 一般的半導體積體化技術。接著，在TFT陣列基板10之 全面，形成第1層間絕緣膜41之前驅膜41a。在前驅膜41a 之表面，產生因下層側之TFT30等所引起之凹凸。在此， -25- (23) (23)1283380 將前驅膜4 1 a形成厚膜，例如藉由CMP硏磨處理鑿取至 圖中虛線位置，藉由使該表面予以平坦化，取得第1層間 絕緣膜4 1。即使使用流動化處理（回流）、旋轉塗層等當作 平坦化處理亦可。 接著，在第11圖所示之工程中，在第1層間絕緣膜4 1 之表面之規定位置，施予蝕刻，並開孔深度達到高濃度源 極區域Id及高濃度汲極區域le的接觸孔83。接著，以特 定之圖案疊層導電性遮光膜，形成資料線6a及中繼層600 。資料層6a是以部分性覆蓋TFT30之通道區域le之方式 被形成，並且藉由接觸孔8 1與高濃度源極區域1 d連接。 並且，如第8圖之本實施型態之第1變形例所示般，資料線 6a首先是疊層反射率比A1膜等低之材質的金屬或是阻擋 金屬以當作該低反射部6 1，接著，即使疊層形成A1膜等 以當作該本體部60亦可。或是，如第9圖之本實施型態之 第2變形例所示般，資料線6a即使首先疊層反射率比A1 膜等低之材質的金屬，或是阻擋金屬以當作下側反射部63 ，接著，疊層形成反射率比A1膜等低之材質的金屬或是 阻擋金屬，以當作阻擋金屬亦可。 中繼層600是藉由接觸孔83而與高濃度汲極區域le連 接。接著，在TFT陣列基板1〇之全面，形成第2層間絕緣 膜42之前驅膜42a。在前驅膜42a之表面，產生因下層側 之TFT30、資料線6a、畫素電位側電極300、接觸孔81及 83等所引起之凹凸。在此，使前驅膜42a形成厚膜，並藉 由例如CMP處理鑿取至圖中之虛線位置，並藉由使該表 -26- (24) (24)1283380 面平坦化，取得第2層間絕緣膜42。 接著，於第12圖所示之工程中，在包含與通道區域 1 a ’相向之區域的特定區域，疊層導電性遮光膜，形成下 部電極71。接著，在TFT陣列基板1〇上之非開口區域形 成介電質膜75。接著，在介電質膜75之表面之特定位置施 予蝕刻，開孔深度到達中間層600之接觸孔84。接著，在 包含與通道區域la’之區域的特定區域疊層導電性遮光膜 ，並形成電容電極300。接著，在TFT陣列基板10之全面 ，形成第3層間絕緣膜43之前驅膜43a。在前驅膜43a之表 面，產生因積蓄電容70或接觸孔84所引起之凹凸。在此， 將前驅膜43a形成厚膜，例如藉由CMP硏磨處理鑿取至 圖中虛線位置，藉由使該表面予以平坦化，取得第3層間 絕緣膜43。 接著，於第13圖所示之工程中，在第3層間絕緣層43 之表面之特定位置施予鈾刻，並開孔深度到達電容電極 3 00之延伸部之接觸孔85。接著，在第3層間絕緣膜43之表 面之特定位置形成畫素電極9a。此時，畫素電極9a雖然 也形成在接觸孔85內部，但是爲了使接觸孔85之孔徑爲大 ，覆蓋爲良好。 若藉由以上說明之液晶裝置之製造方法，則可以製造 上述之本實施型態之液晶裝置。在此尤其因在施有平坦化 處理之第1層間絕緣膜41上，形成由導電性遮光膜所構成 之資料線6a，故可以降低TFT30中之光洩漏電流，並提昇 對比，能夠執行高品質之畫像顯示。並且，因TFT陣列 -27- (25) (25)1283380 基板10上之疊層構造比較單純，故可以謀求製程單純化’ 並可提升成品率。 [電子機器] 接著，針對將上述光電裝置之液晶裝置適用於各種電 子機器之時予以說明。 首先，針對將該液晶裝置當作光閥使用之投影機予以 說明。第14圖是表示投影機之構成例的平面圖。如第14圖 所示般，在投影機1100之內部設置有由鹵素燈等之白色光 源所構成之光單元1102。自該燈單元1102所射出之投射光 ，是藉由被設置在光導11 04內之4片鏡1106及兩片二色向 鏡1108分離成RGB之3原色，並被射入至當作對應於各原 色之光閥之液晶面板1110R、1110B及1110G。 液晶面板1110R、1110B及1110G之構成是與上述液 晶裝置同等，以自畫像訊號處理電路所供給之R、G、B 之原色訊號各被驅動。再者，藉由該些液晶而被調製之光 ，是從3方向被射入二色向稜鏡1112。在該二色向稜鏡 1112中，R及B之光折射成90度，另外，G之光則前進。 因此，合成各色之畫像之結果，經由投射透鏡1114，彩色 畫像則被投射至螢幕等。 在此，當注目於各液晶面板1110R、1110B及1110G 之顯示像時，藉由液晶面板1110G之顯示像是必須相對於 液晶面板1110R、1110B之顯示像呈左右反轉。 並且，因藉由二色向鏡1108，在液晶面板1110R、 -28- (26) 1283380 1110B及1110G射入對應於R、G、B之各原色之光，故 不需要設置彩色濾光片。 接著，針對將液晶裝置適用於攜帶型個人電腦之例予 以說明。第15圖是表示該個人電腦之構成的斜視圖。於第 • 15圖中，電腦1200是由具備有鍵盤1202之本體部1204，液 . 晶顯示單元1206所構成。該液晶顯示單元1206是藉由在先 前所述之液晶裝置1005之背面附加背光而所構成。 • 並且，針對將液晶裝置適用於行動電話之例予以說明 。第16圖是表示該型電話之構成的斜視圖。於第16圖中， 行動電話1300是具備有多數之操作按鈕1302，和反射型之 液晶裝置1005。該反射型液晶裝置1005是因應所需，在該 前面設置前光。 再者，除參照第14圖至第16圖所說明之電子機器之外 ，亦可舉出液晶電視、取景型、螢幕直視型之錄影機、汽 車導航裝置、呼叫器、電子記事本、電子計算機、文字處 • 理機、工作台、視訊電話、POD終端機、具備有觸控面板 之裝置等。然後，當然可適用於該些之各種電子機器。 再者，本發明除上述實施型態所說明之液晶裝置之外 ’亦可適用於在矽基板上形成元件之反射型液晶裝置 (LCOS)、電漿顯示器（PDP)、電場放射型顯示器（FED、 SED)、有機EL顯示器等。 本發明並不限定於上述實施型態，只要不脫離申請專 利範圍及說明書中之發明要旨或思想，可做適當變更，隨 此變更之光電裝置、具備有該光電裝置之電子機器及該光 •29- (27) 1283380 電裝置之製造方法也包含於本發明之技術性範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示本發明之第1實施型態所涉及之液晶裝置 之全體構成之平面圖。 第2圖爲第1圖之H-H’之剖面圖。 第3圖爲多數畫素中之各種元件、配線等之等效電路 圖。 第4圖爲第1實施型態所涉及之TFT陣列基板上之畫 素群之平面圖，僅表示下層部分（至第7圖中符號6a(資料 線）之下層部分）的構成。 第5圖爲第1實施型態所涉及之TFT陣列基板上之畫 素群之平面圖，僅表示上層部分（超過第7圖中符號6a(資 料線）之上層部分）的構成。 第6圖爲重疊第4圖及第5圖之時的平面圖，放大一部 份之圖式。 第7圖爲疊層第4圖及第5圖之時的A-A，剖面圖。 第8圖爲表示第1實施型態之第χ變形例所涉及之資料 線之構成的剖面圖。 第9圖是與第1實施型態之第2變形例的第8圖爲相同主 旨之剖面圖。 表ί表 序圖序 順 面順 依剖依 是的是 圖程圖 10Η11 第造第 製 之 第 示 置 裝 晶 液 之 及 涉 所 態 型 施 第 示 置 裝 晶 液 之 及 涉 所 態 型 施 -30- (28) 1283380 之製造工程的剖面圖（其2)。 第12圖是依順序表示第1實施型態所涉及之液晶裝_ ~ 之製造工程的剖面圖（其3)。 第13圖是依順序表示第1實施型態所涉及之液晶裝_ • 之製造工程的剖面圖（其4)。 ^ 第14圖是表示當作適用光電裝置之電子機器之一例$ 投影機之構成的平面圖。 φ 第15圖是表示當作適用光電裝置之電子機器之一例的 個人電腦之構成的斜視圖。 第16圖是表示當作適用光電裝置之電子機器之一例的 行動電話之構成的斜視圖。 【主要元件符號說明】 1 a :半導體層 I a ’ ：通道區域 φ 3a、3b :閘極電極 6a :資料線 9a :畫素電極 10 : TFT陣列基板 l〇a :畫像顯示區域 II a :掃描線 1 2 :基底絕緣膜 12cv :接觸孔 16 :配向膜 -31 - (29) (29)1283380 20 :對向基板 21 :對向電極 22 :配向膜
23 :遮光膜 30 ： TFT 4 1、4 2、4 3 :層間絕緣膜 5 0 :液晶層 70 :積蓄電容 7 1 :固定電位側電極 75 :介電質膜 81、 83、 84、 85、 86:接觸孔 300 :電容電極 6 0 0 :中繼層
-32

Claims (1)

1283380 (1)十、申請專利範園
第95 1 1 269 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國96年1月17日修正 1. 一種光電裝置，其特徵爲：在基板上具備有 互相交差而延伸的資料線和掃描線； 在上述基板上被配置在比上述資料線更下層側之薄膜 電晶體； 被疊層在上述薄膜電晶體之上層側，施有平坦化處理 之第1層間絕緣膜； 在上述基板上被配置在包含俯視觀看時與上述薄膜電 晶體之通道區域相向之區域的區域上，並且被配置在比上 述資料線更上層側，由下層側順序疊層固定電位側電極、 介電質膜及畫素電位側電極而所構成之積蓄電容；和 被配置在上述基板上俯視觀看時對應於上述資料線及 掃描線而被規定之每畫素上，並且被配置在比上述積蓄電 容更上層側上，被電性連接於上述畫素電位側電極及上述 薄膜電晶體的畫素電極， 上述資料線是由導電性遮光膜所構成，並且在上述基 板上被形成在包含有俯視觀看時覆蓋上述通道區域之區域 〇 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之光電裝置，其中， 在上述第1層間絕緣膜，施有CMP硏磨處理，以作爲上述 平坦化處理。 1283380 (2) 私年〖月,7日修(更)正替換頁 • 3 ·如申請專利範圍第1項所記載之光電裝置，其中， 上述第1層間絕緣膜是包含有以特定溫度而流動化的第1流 動化材料， 在上述第1層間絕緣膜，施有使上述第1流動化材料流 動之流動化處理，以作爲上述平坦化處理。 • 4.如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之 光電裝置，其中，在上述基板上，於上述積蓄電容及上述 φ 畫素電極之層間中至少一處，疊層有被施予平坦化處理之 其他層間絕緣層。 5·如申請專利範圍第丨項至第3項中之任一項所記載之 7b電裝置’其中，上述資料線是具備有 本體部，當作上述導電性遮光膜之一部份；和 低反射部，當作上述導電性遮光膜之其他部分，被成 膜於與上述本體部之上述通道區域相向之側上，相較於上 述本體部反射率爲低。 9 6·如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之 光電裝置，其中，上述資料線是具備有 本體部，當作上述導電性遮光膜之一部份； 下側低反射部，當作上述導電性遮光膜之其他部分， 被成膜於與上述本體部之上述通道區域相向之側上，相較 於上述本體部反射率爲低；和 上側低反射部，當作上述導電性遮光膜之另一其他部 分，被成膜於與上述本體部之上述通道區域相向之側的相 反側上，相較於上述本體部反射率爲低。 -2- 1283380 (3) ^许/月々曰修(避)正替換頁 7.如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之 光電裝置，其中，又具備有 在上述基板上被配置在比上述薄膜電晶體更下層側之 下側遮光膜；和 被疊層於上述下側遮光膜上，施有平坦化處理之基底 絕緣膜。 8·如申請專利範圍第7項所記載之光電裝置，其中， 在上述基底絕緣膜，施有CMP硏磨處理，以作爲上述平 坦化處理。 9. 如申請專利範圍第7項所記載之光電裝置，其中， 上述基底絕緣膜是包含有以特定溫度而流動化之第2流動 化材料， 在上述基底絕緣膜’施有使上述第2流動化材料流動 之流動化處理，以作爲上述平坦化處理。 10. 如申請專利範圍第1項所記載之光電裝置，其中， 上述資料線是被形成在施有平坦化處理之上述第1層間絕 緣膜上。 11· 一種光電裝置之製造方法，是屬於在基板上具備 有互相交差而延伸的資料線和掃描線；經由第1層間絕緣 膜而被配置在比上述資料線更下層側上之頂部閘極薄膜電 晶體；被配置在比上述資料線更上層側上之積蓄電容；和 被配置在比上述積蓄電容更上層側上之畫素電極的光電裝 置之製造方法，其特徵爲：包含有 以藉由上述資料線覆蓋上述薄膜電晶體之通道區域之 -3 - 1283380 (4) 一 —一 一 方式’在上述基板上之俯視觀看時對應於上述資料線及掃 描線之交差的區域上，形成上述薄膜電晶體之步驟； 在上述薄膜電晶體上形成第1層間絕緣膜之步驟； 對上述第1層間絕緣膜施予平坦化處理之步驟； 在上述第1層間絕緣膜上，形成由導電性遮光膜所構 成之上述資料線之步驟； 將積蓄電容，以在比上述資料線更上層側，固定電位 側電極、介電質膜及畫素電位側電極順序被疊重而所構成 之方式，在上述基板上包含俯視觀看時與上述薄膜電晶體 之通道區域相向之區域的區域上，予以形成的步驟；和 在上述積蓄電容上，以被電性連接於上述薄膜電晶體 及上述畫素電位側電極之方式，在上述基板上俯視觀看時 對應於上述資料線及掃描線而被規定之每畫素，形成上述 畫素電極之步驟。
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