JP2017198993A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は薄膜トランジスタ(以下、TFTという)で構成された回路を有する半導体
装置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される半導体装置およ
びその様な半導体装置を部品として搭載した電子機器に関する。
The present invention relates to a semiconductor device having a circuit formed of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and a method for manufacturing the semiconductor device. For example, the present invention relates to a semiconductor device typified by a liquid crystal display panel and an electronic apparatus in which such a semiconductor device is mounted as a component.
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装
置全般を指し、半導体装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
Note that in this specification, a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and a semiconductor device, a semiconductor circuit, and an electronic device are all semiconductor devices.
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用
いて薄膜トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは
ICや半導体装置のような電子デバイスに広く応用され、特に液晶表示装置のスイッチン
グ素子として開発が急がれている。
In recent years, a technique for forming a thin film transistor (TFT) using a semiconductor thin film (having a thickness of about several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface has attracted attention. Thin film transistors are widely applied to electronic devices such as ICs and semiconductor devices, and development of switching devices for liquid crystal display devices is urgently required.
液晶表示装置には大きく分けてアクティブマトリクス型とパッシブマトリクス型の二種
類のタイプが知られている。
Liquid crystal display devices are roughly classified into two types, an active matrix type and a passive matrix type.
アクティブマトリクス型の液晶表示装置はスイッチング素子としてTFTを用いており
、高品位な画像を得ることができる。アクティブマトリクス型の用途としてはノート型の
パーソナルコンピュータが一般的であるが、家庭用のテレビ、携帯端末用途としても期待
されている。
An active matrix liquid crystal display device uses a TFT as a switching element and can obtain a high-quality image. A notebook personal computer is generally used as an active matrix type application, but it is also expected to be used as a television for home use and a portable terminal.
しかし、アクティブマトリクス型はパッシブマトリクス型に比べ、マスク枚数が多く、
工程数が多い。このため、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を汎用性のあるものと
するためには、マスク枚数を減らしコストを抑えることと、歩留まりの向上が必須である
。
However, the active matrix type has more masks than the passive matrix type,
There are many processes. Therefore, in order to make an active matrix liquid crystal display device versatile, it is essential to reduce the number of masks and to reduce costs and to improve yield.
アクティブマトリクス型の液晶表示装置の素子基板は微細なゴミにより線欠陥、点欠陥が
生じてしまう。工程数が多くなると不良が発生する確率が高くなる。歩留まりの向上は、
素子基板側の工程数をいかに抑えるかにかかっている。
The element substrate of the active matrix type liquid crystal display device causes line defects and point defects due to fine dust. As the number of processes increases, the probability of occurrence of defects increases. Yield improvement
It depends on how to reduce the number of processes on the element substrate side.
ところで、アクティブマトリクス型の液晶表示装置はライン反転駆動、素子による段差
により液晶のディスクリネーションができてしまう。良質な黒レベルを得るためには、デ
ィスクリネーションによる光漏れを隠す遮光膜が必要である。
By the way, in an active matrix type liquid crystal display device, liquid crystal disclination can be performed by line inversion driving and a step due to an element. In order to obtain a high-quality black level, a light-shielding film that hides light leakage due to disclination is necessary.
しかし、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の素子基板側に遮光膜をパターニングす
ると、遮光膜自体を形成するための工程及びマスクが増加するだけでなく、遮光膜と配線
の間に層間絶縁膜を設けて絶縁することが必要となってしまう。層間絶縁膜の形成によっ
ても、コストが上昇する。もちろん工程数の増加は歩留まりの低下を招く。
However, when the light shielding film is patterned on the element substrate side of the active matrix type liquid crystal display device, not only the number of steps and masks for forming the light shielding film itself are increased, but an interlayer insulating film is provided between the light shielding film and the wiring. It will be necessary to insulate. The cost also increases due to the formation of the interlayer insulating film. Of course, an increase in the number of processes leads to a decrease in yield.
対向基板だけに遮光膜を形成すれば、素子基板側の工程数の増加を抑え、歩留まりの向
上を図ることができる。しかし、対向基板のみに遮光膜を形成すると、基板を貼り合わせ
るときの、アライメント精度によっては、遮光膜の位置ずれにより光漏れを隠しきれない
ときがあり、良質な黒レベルを確保できない。図23に示すように、対向基板に形成され
た遮光膜701がアライメントずれにより、ずれて素子基板と貼り合わせられ、ディスク
リネーションによる光漏れ703が見えてしまう。特にディスクリネーションのエッジ付
近の光漏れが見えてしまう。このため、黒表示702に光漏れが混じり黒レベルが悪くな
る。アライメントの位置ずれによる光漏れを防ぐために、遮光領域を増やすと、開口率が
低下し、逆に明るさが損なわれる。
If a light-shielding film is formed only on the counter substrate, an increase in the number of processes on the element substrate side can be suppressed and yield can be improved. However, if the light shielding film is formed only on the counter substrate, depending on the alignment accuracy when the substrates are bonded together, the light leakage may not be completely hidden due to the positional deviation of the light shielding film, and a high-quality black level cannot be secured. As shown in FIG. 23, the
つまり、開口率とコントラストを高くし、良質な黒レベルを確保するためには素子基板
側に遮光膜を形成することは、しごく、当たり前のことである。しかし、この当たり前の
ことを、素子基板側の工程数の増加を抑えて行うには、画素の配線パターンを効率よくレ
イアウトする必要がある。
In other words, in order to increase the aperture ratio and contrast and ensure a good black level, it is natural to form a light shielding film on the element substrate side. However, in order to perform this common practice while suppressing an increase in the number of processes on the element substrate side, it is necessary to efficiently lay out the pixel wiring pattern.
アクティブマトリクス型の液晶表示装置の良質な黒レベルを確保し、かつコストを抑え
て作製するには従来にない全く新しい画素構成が求められている。
In order to secure a high-quality black level and to reduce the cost of an active matrix type liquid crystal display device, a completely new pixel configuration which is not conventionally required is required.
本発明は、そのような要求に答えるものであり、遮光膜形成による素子基板側のマスク
数及び工程数を増加させることなく、良質な黒レベルを確保するアクティブマトリクス型
の液晶表示装置を提供することを課題とする。
The present invention responds to such a demand, and provides an active matrix liquid crystal display device that ensures a high-quality black level without increasing the number of masks and steps on the element substrate side by forming a light shielding film. This is the issue.
上述した従来技術の課題を解決するために以下の手段を講じた。 In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the following measures were taken.
まず、マスク数6枚で、素子基板を作製した。素子基板の構成を図19と図21を用い
て説明する。図19の上面図を鎖線K−K‘と鎖線L−L’で切断したときの断面図を図
21に示す。図19と図21において同じ要素を同符号で示している。
First, an element substrate was manufactured with six masks. The structure of the element substrate will be described with reference to FIGS. FIG. 21 shows a cross-sectional view of the top view of FIG. 19 taken along the chain line KK ′ and the chain line LL ′. In FIG. 19 and FIG. 21, the same elements are denoted by the same reference numerals.
第一の半導体層613と第二の半導体層614が一枚のマスクでパターニングされてい
る。ソース配線601とゲート電極600が一枚のマスクでパターニングされている。第
一の層間絶縁膜615と第二の層間絶縁膜616(図19においては図示せず)を形成す
る。第二の層間絶縁膜616の上に接するように、ゲート配線602と接続電極603と
ドレイン電極604と容量接続電極605が一枚のマスクでパターニングされている。
The
さらに、ドレイン電極604と容量接続電極605に重なり合うように、透明画素電極
606を形成する。透明画素電極606はゲート配線602、接続電極603とショート
しないようにマージンをとる。
Further, the
対向基板にカラーフィルタ、オーバーコート材、透明画素電極を形成し、素子基板と対
向基板をセル組みし、液晶の配向を見た。素子基板の裏面から配向の観察をした。配向は
TN方式で、混入したカイラル材は左巻きである。液晶のディスクリネーションの出る領
域を解析するために対向基板には遮光膜がない。
A color filter, an overcoat material, and a transparent pixel electrode were formed on the counter substrate, the element substrate and the counter substrate were assembled into a cell, and the orientation of the liquid crystal was observed. The orientation was observed from the back surface of the element substrate. The orientation is TN, and the mixed chiral material is left-handed. In order to analyze the region where the liquid crystal disclination appears, the counter substrate has no light shielding film.
直視型の液晶表示装置をゲートライン駆動する。ゲート方向の長さが、ソース方向の長さ
に比べ短い画素では、ゲートライン反転駆動のほうがソースライン反転駆動に比べ、画素
に占めるディスクリネーションによる光漏れの割合を小さくできる。このときのディスク
リネーションを図19〜20に示す。
A direct view type liquid crystal display device is driven by a gate line. In a pixel whose length in the gate direction is shorter than that in the source direction, the gate line inversion driving can reduce the rate of light leakage due to disclination in the pixel compared to the source line inversion driving. The disclination at this time is shown in FIGS.
一画素において、素子基板の画素の先にラビングされる側のソース配線にディスクリネー
ションによる強い光漏れ607〜609が見られる。人間の眼の感度が緑において高いか
ら、比視感度の高い緑において、光漏れが強く認識される。
In one pixel,
図21の断面図よりわかるように、透明画素電極606の下に容量接続電極605とド
レイン電極604と接続電極603が形成されている。容量接続電極605とドレイン電
極604と接続電極603は絶縁膜により平坦化されていないため、電極自体の膜厚が液
晶配向面の段差を誘起する。これにより段差の周りに微弱な光漏れ610〜612が見ら
れた。直視型の液晶表示装置ではこのような微弱な光漏れ610〜612は大きな問題と
はならないが、投射型の液晶表示装置では良質な黒レベルを確保するために、場合によっ
ては段差による光漏れも遮光する必要がある。
As can be seen from the cross-sectional view of FIG. 21, a
光漏れが遮光されているせいかそれほど目立たないが、ゲートライン反転駆動のため、デ
ィスクリネーションによる光漏れがゲートラインに沿ってできる。
Although it is not so noticeable because the light leakage is blocked, the gate line inversion drive allows light leakage due to disclination along the gate line.
全体的に透明画素電極606のエッジ付近にディスクリネーションによる光漏れが見られ
た。
Overall, light leakage due to disclination was observed near the edge of the
そこで、以上のような解析をふまえて、素子基板のマスク枚数は6枚のままで、ディス
クリネーションによる光漏れを効率良く隠す画素のレイアウトを作製した。注目すべきは
、たった二枚の遮光性の導電膜用のマスクで配線パターン等を形成し、素子基板において
、ディスクリネーションを隠していることである。
Therefore, based on the above analysis, a pixel layout was created that efficiently masked light leakage due to disclination while the number of masks on the element substrate remained six. It should be noted that a wiring pattern or the like is formed with only two masks for a light-shielding conductive film, and the disclination is hidden in the element substrate.
たった、二枚の遮光性の導電膜用のマスクで配線パターン等を形成するため、どうして
もディスクリネーションを隠しきれない領域ができてしまう。しかし、強く光漏れができ
る領域や、ディスクリネーションのエッジの部分を素子基板において確実に隠すことがで
きれば、対向基板の遮光膜は素子基板の遮光パターンに比べ小さくできる。素子基板を貼
り合わせるときの位置ずれが多少あっても、対向基板の遮光膜と合わせて、ディスクリネ
ーションを隠すことができる。
However, since a wiring pattern or the like is formed with two masks for a light-shielding conductive film, an area where the disclination cannot be completely hidden is formed. However, if the region where strong light leakage is possible and the edge portion of the disclination can be surely hidden in the element substrate, the light shielding film on the counter substrate can be made smaller than the light shielding pattern on the element substrate. Even if there is a slight misalignment when the element substrates are bonded together, the disclination can be hidden together with the light shielding film of the counter substrate.
本発明は、第一の遮光性を有する導電膜からなるゲート配線及び容量電極と、第二の遮光
性を有する導電膜からなるソース配線及びドレイン電極と、前記ドレイン電極に電気的に
接続された透光性を有する導電膜とを有する半導体装置に適用することを特徴とする。
In the present invention, a gate wiring and a capacitor electrode made of a first light-shielding conductive film, a source wiring and a drain electrode made of a second light-shielding conductive film, and the drain electrode are electrically connected The present invention is characterized by being applied to a semiconductor device having a light-transmitting conductive film.
本発明は、第一の遮光性を有する導電膜からなる島状のゲート電極及びソース配線と、
第二の遮光性を有する導電膜からなる前記島状のゲート電極に電気的に接続するゲート配
線と、前記第二の遮光性を有する導電膜からなるドレイン電極と、前記ドレイン電極に電
気的に接続された透光性を有する導電膜とを有する半導体装置に適用することを特徴とす
る。
The present invention includes an island-shaped gate electrode and a source wiring made of a conductive film having a first light-shielding property,
A gate wiring electrically connected to the island-shaped gate electrode made of the second light-shielding conductive film, a drain electrode made of the second light-shielding conductive film, and the drain electrode electrically The present invention is characterized by being applied to a semiconductor device having a connected light-transmitting conductive film.
例えば、容量電極の一部がソース配線と透光性を有する導電膜の間隙と重なり、かつ、ソ
ース配線及び透光性を有する導電膜のエッジに重なって配置されたことで、透光性の導電
膜のエッジにできるディスクリネーションによる光漏れを隠すことを特徴とする。
For example, part of the capacitor electrode overlaps with the gap between the source wiring and the light-transmitting conductive film and overlaps with the edge of the source wiring and the light-transmitting conductive film, so that the light-transmitting property is achieved. It is characterized by hiding light leakage due to disclination formed at the edge of the conductive film.
また、第一の遮光性を有する導電膜あるいは第二の遮光性を有する導電膜からなる電気的
に孤立した島状のパターンを形成し、ディスクリネーションによる光漏れを隠しても良い
。
Alternatively, an electrically isolated island-shaped pattern made of the first light-shielding conductive film or the second light-shielding conductive film may be formed to hide light leakage due to disclination.
ドレイン電極の一部を透光性を有する導電膜のエッジ及びソース配線のエッジに重ねて配
置して、透光性を有する導電膜のエッジにできるディスクリネーションによる光漏れを隠
しても良い。
A part of the drain electrode may be placed over the edge of the light-transmitting conductive film and the edge of the source wiring to hide light leakage due to disclination that can be formed at the edge of the light-transmitting conductive film.
カラーフィルターが緑の時に特にディスクリネーションによる光漏れが他色に比べ目立つ
傾向があるため、カラーフィルターの色に応じて遮光領域の面積を変えても良い。
When the color filter is green, light leakage due to disclination tends to be more conspicuous than other colors. Therefore, the area of the light shielding region may be changed according to the color of the color filter.
島状のゲート電極の一部を透光性を有する導電膜とゲート配線の間隙に重なり、かつ、透
光性を有する導電膜及びゲート配線のエッジに重ねて配置してディスクリネーションによ
る光漏れを隠しても良い。
Light leakage due to disclination by placing a part of the island-shaped gate electrode in the gap between the light-transmitting conductive film and the gate wiring and overlapping the edge of the light-transmitting conductive film and the gate wiring May be hidden.
ソース配線の一部を他の部分に対し、2倍以上望ましくは2〜4倍以上太くして、透光
性の導電膜の遮光膜としても良い。
A part of the source wiring may be twice or more, preferably 2 to 4 times thicker than other parts, so that the light-shielding film of the light-transmitting conductive film may be used.
本発明は、TN方式だけでなく液晶のディスクリネーションを隠す手段として広く用いる
ことができる。例えば、R-TN方式、スメクチック液晶を用いた液晶表示装置、IPS
(In Plane Switching)方式において表示が不連続な領域を隠し、画
素内の輝度を一定にする手段として用いても良い。
The present invention can be widely used not only as a TN system but also as a means for hiding liquid crystal disclination. For example, R-TN mode, liquid crystal display device using smectic liquid crystal, IPS
In the (In Plane Switching) method, a region where display is discontinuous may be hidden and used as a means for keeping the luminance in the pixel constant.
本発明は半導体素子により電圧あるいは電界を変調し、調光層を光学変調させる電気光学
装置において、画素内に表示が不連続な領域がある場合に、該領域を遮光する方法として
広く用いることができる。例えばEL表示装置のスイッチング素子を形成するさいに、本
発明を適用することが可能である。
The present invention is widely used as a method for shielding a region where there is a discontinuous display in a pixel in an electro-optical device that modulates a voltage or an electric field with a semiconductor element and optically modulates a light control layer. it can. For example, the present invention can be applied when forming a switching element of an EL display device.
本発明により素子基板のマスク数及び工程数を増加させることなく、高い開口率及び良質
な黒レベルを実現した画素構造を有する液晶表示装置を実現することができる。
According to the present invention, a liquid crystal display device having a pixel structure that realizes a high aperture ratio and a high-quality black level can be realized without increasing the number of masks and the number of steps of an element substrate.
本実施例では直視型の透過型の液晶表示装置を作製する。金属電極による配線パターン
のマスクはたった二枚である。二枚の配線パターンのマスクでディスクリネーションによ
る光漏れを隠す。
In this embodiment, a direct-view transmissive liquid crystal display device is manufactured. There are only two masks for the wiring pattern using metal electrodes. Hides light leakage due to disclination with two wiring pattern masks.
図22のように一つの画素804において、対向基板のラビング方向802で先にラビ
ングされる側と素子基板のラビング方向801で先にラビングされる側と画素電極のエッ
ジにディスクリネーション803による光漏れが出る。ディスクリネーションによる光漏
れを隠すことができるレイアウトとする。本実施例を図1〜2を用いて説明する。配向は
TN方式、駆動はソースライン反転駆動とする。図3にラビング方向と遮光領域の関係を
示す。図1の上面図の鎖線A−A‘と鎖線B−B’で切断したものがは図2のA−A‘と
鎖線B−B’で示される断面に対応する。
As shown in FIG. 22, in one
素子基板は、図1に示すように、行方向に配置されたゲート配線104と、列方向に配
置されたソース配線108と、ゲート配線とソース配線の交差部近傍の画素TFTを有す
る画素部と、nチャネル型TFTやpチャネル型TFTを有する駆動回路とを含む。
As shown in FIG. 1, the element substrate includes a
第一の半導体層100と第二の半導体層101がパターニングされている。第一の半導体
層100はTFT素子の活性層である。第二の半導体層101は後述する保持容量の容量
電極として機能する。
The
ゲート絶縁膜(図示しない)に接するように、遮光膜102、遮光膜を兼ねた容量電極1
03、ゲート配線104を形成する。遮光膜を兼ねた容量電極103は表示領域において
、短絡されている。
The light shielding film 102 and the
03, the
第一の層間絶縁膜と第二の層間絶縁膜(図示しない)を形成した後、コンタクトホール1
05〜107を開ける。次に、パターニングによりソース配線108、遮光膜を兼ねたド
レイン電極109、遮光電極110を形成する。
After forming a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film (not shown),
Open 05-107. Next, a
コンタクトホール105により、第一の半導体層100とソース配線108が電気的に
接続する。
The
コンタクトホール106により、第一の半導体層100と遮光膜を兼ねたドレイン電極1
09が電気的に接続する。
Through the
09 is electrically connected.
コンタクトホール107により、第二の半導体層101と遮光膜を兼ねたドレイン電極1
09が電気的に接続する。
Through the
09 is electrically connected.
さらに、絶縁膜を介さずに、透明画素電極111を形成する。このとき、透明画素電極1
11が遮光電極110、遮光膜を兼ねたドレイン電極109に重なり合うようにする。
Further, the
11 overlaps with the
以上の構成により、ゲート配線104、ソース配線108、遮光膜を兼ねたドレイン電極
109、遮光電極110により、TFT素子の活性層である第一の半導体層100を外光
から保護する。
With the above structure, the
遮光電極110を設けることで、活性層と、活性層付近にできるディスクリネーションに
よる光漏れが遮光できる。
By providing the
透明画素電極111の四隅のうち先にラビングされる側にできる液晶のディスクリネー
ションを遮光膜を兼ねたドレイン電極107により遮光できる。
The liquid crystal disclination that can be formed on the first rubbed side of the four corners of the
さらに、透明画素電極111の直下にある遮光膜を兼ねたドレイン電極109と遮光電極
110が0.5〜0.75μm以上と厚い場合は、段差により液晶の配向が乱れて微細な
光漏れが生じるときがある。このような光漏れを遮光膜102で遮光できる。
Further, when the
ゲートライン反転駆動すると、横方向電界等により、ゲート配線104とソース配線1
08に沿ったディスクリネーションが出る。この光漏れは視認性に大きく影響するが、デ
ィスクリネーションができる位置に、遮光膜を兼ねた容量電極103を形成しているため
、ディスクリネーションを隠すことができる。遮光膜を兼ねた容量電極103により保持
容量の面積を大きくとることができる。
When the gate line is inverted, the
Disclination along 08. Although this light leakage greatly affects visibility, the disclination can be hidden because the
保持容量については、画素毎に設けられた第二の半導体層101と表示領域で短絡された
遮光膜を兼ねた容量電極103を電極とする。容量電極103はコンタクトホール107
によりドレイン電極109と画素電極111と同電位になる。
ゲート絶縁膜が、容量電極の絶縁膜として機能する。
For the storage capacitor, the
Thus, the
The gate insulating film functions as an insulating film for the capacitor electrode.
断面図の図4(A)における遮光電極115と透明画素電極116と、図4(B)にお
ける透明画素電極118と半導体層117と、図4(C)において、遮光膜123と透明
画素電極122と遮光電極121は隣接する画素のものである。
4A of the cross-sectional view, the
以上の画素部の構成は5枚のマスクで作製できる。図3に図1の配線パターンによる素
子基板の遮光領域112を示す。たった二枚の配線パターンのマスクで遮光するため、光
が通る領域123〜126はあるが、ディスクリネーションの出る領域のエッジが隠れて
いる。対向基板の遮光膜を広めに取れば、位置ずれが多少あっても、光漏れが隠せる。ま
た、対向基板の遮光膜を広めにとっても、素子基板の遮光膜に重なり合うため、貼り合わ
せの位置ずれにより開口率は低下しない。
The structure of the above pixel portion can be manufactured with five masks. FIG. 3 shows a
後述するように、低温ポリシリコンをTFT素子の活性層に用いると、駆動回路TFTと
画素TFTを1枚の基板に作製できる。このとき、CMOSの駆動回路を作製するために
はnチャネル型TFTとpチャネル型TFTが必要である。
As will be described later, when low-temperature polysilicon is used for the active layer of the TFT element, the drive circuit TFT and the pixel TFT can be manufactured on one substrate. At this time, an n-channel TFT and a p-channel TFT are necessary to manufacture a CMOS driving circuit.
素子基板の作製工程によっては、p型を付与する不純物元素をドーピングするマスクとし
て、さらに1枚の追加マスクが必要である。それでも、図1に示す画素構造を有する画素
部と駆動回路とを有する素子基板を形成するために必要なマスク数は、6枚とすることが
できる。
Depending on the manufacturing process of the element substrate, one additional mask is required as a mask for doping with an impurity element imparting p-type conductivity. Nevertheless, the number of masks necessary for forming an element substrate having a pixel portion having a pixel structure shown in FIG. 1 and a driver circuit can be six.
即ち、1枚が、第1の半導体層100及び第2の半導体層101をパターニングするマス
ク、1枚が、ゲート配線104と遮光膜を兼ねた容量電極103と遮光膜102をパター
ニングするマスク、1枚がコンタクトホールを形成するマスク、1枚がソース配線108
及び遮光膜を兼ねたドレイン電極109、遮光電極110をパターニングするマスク、1
枚が透明画素電極111をパターニングするためのマスク、一枚がドーピング用のマスク
である。
That is, one sheet is a mask for patterning the
And a mask for patterning the
One sheet is a mask for patterning the
これにより、nチャネル型TFT、pチャネル型TFT、nチャネル型TFTを有する
駆動回路部と、画素TFT114、保持容量113とを有する画素部を同一基板上に形成
することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と
呼ぶ。
Accordingly, a driver circuit portion including an n-channel TFT, a p-channel TFT, and an n-channel TFT, and a pixel portion including the
以上のように、図1に示す画素構造とした場合、素子基板においてマスク数を増やすこ
となくコントラストの良い透過型の液晶表示装置を実現することができる。
As described above, in the case of the pixel structure shown in FIG. 1, a transmissive liquid crystal display device with high contrast can be realized without increasing the number of masks in the element substrate.
本実施例では、実施例1をアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合の作成
方法例として、画素部のスイッチング素子である画素TFTと、画素部の周辺に設けられ
る駆動回路(信号線駆動回路、走査線駆動回路等)のTFTを同一基板上に作製する方法
について工程に従って説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路部にはその基
本構成回路であるCMOS回路を、画素部の画素TFTにはnチャネル型TFTとを、あ
る経路に沿った断面により図示することにする。
In this embodiment, as an example of a manufacturing method when the first embodiment is applied to an active matrix liquid crystal display device, a pixel TFT which is a switching element of a pixel portion and a drive circuit (signal line drive circuit) provided around the pixel portion A method for manufacturing a TFT of a scanning line driving circuit or the like over the same substrate will be described in accordance with steps. However, in order to simplify the description, a CMOS circuit which is a basic configuration circuit is illustrated in the drive circuit portion, and an n-channel TFT is illustrated in a cross section along a certain path in the pixel TFT of the pixel portion. To do.
まず、図5(A)に示すように、コーニング社の#7059ガラスや#1737ガラス
などに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガ
ラスから成る基板400上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜
などの絶縁膜から成る下地膜401を形成する。例えば、プラズマCVD法でSiH4、
NH3、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜401aを10〜200nm(好ましくは
50〜100nm)形成し、同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン
膜401bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。
本実施例では下地膜401を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以
上積層させた構造として形成しても良い。
First, as shown in FIG. 5A, a silicon oxide film on a
A silicon oxynitride film 401a made of NH 3 and N 2 O is formed to 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm), and a silicon
Although the
島状半導体層402〜406は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公
知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体層402〜
406の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜60nm)
の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシ
リコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。
The island-shaped semiconductor layers 402 to 406 are formed using a crystalline semiconductor film in which a semiconductor film having an amorphous structure is formed using a laser crystallization method or a known thermal crystallization method. These island-like semiconductor layers 402 to
The thickness of 406 is 25-80 nm (preferably 30-60 nm)
The thickness is formed. There is no limitation on the material of the crystalline semiconductor film, but the crystalline semiconductor film is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy.
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型の
エキシマレーザーやYAGレーザー、YVO4レーザーを用いる。これらのレーザーを用
いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体
膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、
エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー密
度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。また、YAGレー
ザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10kHzとし、レー
ザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると
良い。
そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザー光を基板全
面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80
〜98%として行う。
In order to manufacture a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, YAG laser, or YVO 4 laser is used. When these lasers are used, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly collected by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. The crystallization conditions are selected by the practitioner.
When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 30 Hz, and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm 2 (typically 200 to 300 mJ / cm 2 ). In the case of using a YAG laser, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is set to 1 to 10 kHz, and the laser energy density is set to 300 to 600 mJ / cm 2 (typically 350 to 500 mJ / cm 2 ).
Then, a laser beam condensed in a linear shape with a width of 100 to 1000 μm, for example, 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition ratio (overlap ratio) of the linear laser light at this time is 80.
Perform as ~ 98%.
次いで、島状半導体層402〜406を覆うゲート絶縁膜407を形成する。
ゲート絶縁膜407はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150n
mとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、120nmの厚さの酸化窒化
シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定され
るものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例
えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Ort
hosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周
波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。
このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後400〜500℃の熱アニールによ
りゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
Next, a
The
m is an insulating film containing silicon. In this embodiment, a silicon oxynitride film having a thickness of 120 nm is formed. Needless to say, the gate insulating film is not limited to such a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure. For example, when a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Ort) is formed by plasma CVD.
hosilicate) and O 2 can be mixed to form a reaction pressure of 40 Pa, a substrate temperature of 300 to 400 ° C., and discharge at a high frequency (13.56 MHz) power density of 0.5 to 0.8 W / cm 2 .
The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.
そして、ゲート絶縁膜407上にゲート電極を形成するための第1の導電膜408と第
2の導電膜409とを形成する。本実施例では、第1の導電膜408をTaで50〜10
0nmの厚さに形成し、第2の導電膜409をWで100〜300nmの厚さに形成する
。
Then, a first
The second
Ta膜はスパッタ法で形成し、TaのターゲットをArでスパッタする。この場合、A
rに適量のXeやKrを加えると、Ta膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止すること
ができる。また、α相のTa膜の抵抗率は20μΩcm程度でありゲート電極に使用するこ
とができるが、β相のTa膜の抵抗率は180μΩcm程度でありゲート電極とするには不
向きである。α相のTa膜を形成するために、Taのα相に近い結晶構造をもつ窒化タン
タルを10〜50nm程度の厚さでTaの下地に形成しておくとα相のTa膜を容易に得
ることができる。
The Ta film is formed by sputtering, and a Ta target is sputtered with Ar. In this case, A
When an appropriate amount of Xe or Kr is added to r, the internal stress of the Ta film can be relaxed to prevent the film from peeling. The resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm and can be used for the gate electrode, but the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 μΩcm and is not suitable for the gate electrode. In order to form an α-phase Ta film, tantalum nitride having a crystal structure close to Ta's α-phase is formed on a Ta base with a thickness of about 10 to 50 nm, so that an α-phase Ta film can be easily obtained. be able to.
W膜を形成する場合には、Wをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その他に6フ
ッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもできる。いずれにして
もゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μ
Ωcm以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図るこ
とができるが、W中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化す
る。このことより、スパッタ法による場合、純度99.9999%のWターゲットを用い
、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成するこ
とにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現することができる。
When forming a W film, it is formed by sputtering using W as a target. In addition, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, in order to use as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and the resistivity of the W film is 20 μm.
It is desirable to make it Ωcm or less. The resistivity of the W film can be reduced by increasing the crystal grains. However, when there are many impurity elements such as oxygen in W, crystallization is hindered and the resistance is increased. Therefore, in the case of sputtering, the resistivity is obtained by using a W target with a purity of 99.9999% and forming a W film with sufficient consideration so that impurities are not mixed in the gas phase during film formation. 9-20 μΩcm can be realized.
なお、本実施例では、第1の導電膜408をTa、第2の導電膜409をWとしたが、
いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドー
ピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施例以外の組み
合わせとしては、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をWと
する組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をAl
とする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をC
uとする組み合わせなどがある。
In this embodiment, the first
Any of them may be formed of an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. As a combination other than the present embodiment, the first conductive film is formed of tantalum nitride (TaN), the second conductive film is formed of W, and the first conductive film is formed of tantalum nitride (TaN). The second conductive film is made of Al.
The first conductive film is formed of tantalum nitride (TaN) and the second conductive film is C.
There are combinations such as u.
次に、レジストによるマスク410〜417を形成し、電極及び配線を形成するための
第1のエッチング処理を行う。本実施例ではICP(Inductively Coupled Plasma:誘導
結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、1Pa
の圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成し
て行う。基板側(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的
に負の自己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及びTa膜と
も同程度にエッチングされる。
Next, resist
500 W of RF (13.56 MHz) power is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 to generate plasma. 100 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. When CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the Ta film are etched to the same extent.
上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとすることにより
、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第2の導電層の端部がテ
ーパー部の角度が15〜45°のテーパー形状となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残すこと
なくエッチングするためには、10〜20%程度の割合でエッチング時間を増加させると
良い。W膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には3)であるので、
オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エ
ッチングされることになる。こうして、第1のエッチング処理により第1の導電層と第2
の導電層から成る第1の形状の導電層419〜426(第1の導電層419a〜426a
と第2の導電層419b〜426b)を形成する。418はゲート絶縁膜であり、第1の
形状の導電層419〜426で覆われない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くな
った領域が形成される。
Under the above etching conditions, by making the shape of the resist mask suitable, the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer have an angle of taper of 15 due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. It becomes a taper shape of ˜45 °. In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, it is preferable to increase the etching time at a rate of about 10 to 20%. Since the selection ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3),
By over-etching, the surface where the silicon oxynitride film is exposed is etched by about 20 to 50 nm. Thus, the first etching process and the second conductive layer are performed by the first etching process.
First conductive layers 419 to 426 (first conductive layers 419a to 426a).
And second conductive layers 419b to 426b) are formed.
そして、第1のドーピング処理を行い、n型を付与する不純物元素を添加する。(図5
(B))ドーピングの方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。イオン
ドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1014atoms/cm2とし、加速電圧を60〜
100keVとして行う。n型を付与する不純物元素として15族に属する元素、典型的
にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここではリン(P)を用いる。この場合
、導電層419〜423がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的
に第1の不純物領域427〜431が形成される。第1の不純物領域427〜431には
1×1020〜1×1021atomic/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。
Then, a first doping process is performed, and an impurity element imparting n-type conductivity is added. (Fig. 5
(B)) The doping may be performed by ion doping or ion implantation. The conditions of the ion doping method are a dose of 1 × 10 13 to 5 × 10 14 atoms / cm 2 and an acceleration voltage of 60 to
This is performed at 100 keV. As an impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15, typically phosphorus (P) or arsenic (As), is used here, but phosphorus (P) is used. In this case, the conductive layers 419 to 423 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and the
次に、図5(C)に示すように第2のエッチング処理を行う。同様にICPエッチング
法を用い、エッチングガスにCF4とCl2とO2を混合して、1Paの圧力でコイル型の電
極に500WのRF電力(13.56MHz)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側(試料ス
テージ)には50WのRF(13.56MHz)電力を投入し、第1のエッチング処理に比べ低い
自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりW膜を異方性エッチングし、かつ、
それより遅いエッチング速度で第1の導電層であるTaを異方性エッチングして第2の形
状の導電層433〜440(第1の導電層433a〜440aと第2の導電層433b〜
440b)を形成する。432はゲート絶縁膜であり、第2の形状の導電層433〜43
7で覆われない領域はさらに20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 5C, a second etching process is performed. Similarly, using the ICP etching method, CF 4 , Cl 2 and O 2 are mixed in the etching gas, and 500 W of RF power (13.56 MHz) is supplied to the coil-type electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma. Do. 50 W RF (13.56 MHz) power is applied to the substrate side (sample stage), and a lower self-bias voltage is applied than in the first etching process. Under such conditions, the W film is anisotropically etched, and
Ta, which is the first conductive layer, is anisotropically etched at a slower etching rate to form second-shaped
440b).
The region not covered with 7 is further etched by about 20 to 50 nm to form a thinned region.
W膜やTa膜のCF4とCl2の混合ガスによるエッチング反応は、生成されるラジカル
またはイオン種と反応生成物の蒸気圧から推測することができる。WとTaのフッ化物と
塩化物の蒸気圧を比較すると、Wのフッ化物であるWF6が極端に高く、その他のWCl5
、TaF5、TaCl5は同程度である。従って、CF4とCl2の混合ガスではW膜及びT
a膜共にエッチングされる。しかし、この混合ガスに適量のO2を添加するとCF4とO2
が反応してCOとFになり、FラジカルまたはFイオンが多量に発生する。その結果、フ
ッ化物の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増大する。一方、TaはFが増大しても相
対的にエッチング速度の増加は少ない。また、TaはWに比較して酸化されやすいので、
O2を添加することでTaの表面が酸化される。Taの酸化物はフッ素や塩素と反応しな
いためさらにTa膜のエッチング速度は低下する。従って、W膜とTa膜とのエッチング
速度に差を作ることが可能となりW膜のエッチング速度をTa膜よりも大きくすることが
可能となる。
The etching reaction of the W film or Ta film with the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be estimated from the generated radical or ion species and the vapor pressure of the reaction product. When the vapor pressures of W and Ta fluorides and chlorides are compared, WF 6, which is a fluoride of W, is extremely high, and other WCl 5
, TaF 5 and TaCl 5 are comparable. Therefore, in the mixed gas of CF 4 and Cl 2 , the W film and T
Both a films are etched. However, when an appropriate amount of O 2 is added to this mixed gas, CF 4 and O 2
Reacts to CO and F, and a large amount of F radicals or F ions are generated. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure is increased. On the other hand, the increase in etching rate of Ta is relatively small even when F increases. Also, Ta is more easily oxidized than W, so
The surface of Ta is oxidized by adding O 2 . Since the Ta oxide does not react with fluorine or chlorine, the etching rate of the Ta film further decreases. Therefore, it is possible to make a difference in the etching rate between the W film and the Ta film, and the etching rate of the W film can be made larger than that of the Ta film.
そして、図6(A)に示すように第2のドーピング処理を行う。この場合、第1のドー
ピング処理よりもドーズ量を下げて高い加速電圧の条件としてn型を付与する不純物元素
をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜120keVとし、1×1013/cm2のドー
ズ量で行い、図5(B)で島状半導体層に形成された第1の不純物領域の内側に新な不純
物領域を形成する。ドーピングは、第2の形状の導電層433〜437を不純物元素に対
するマスクとして用い、第1の導電層433a〜437aの下側の領域にも不純物元素が
添加されるようにドーピングする。こうして、第1の導電層433a〜437aと重なる
第3の不純物領域441〜445と、第1の不純物領域と第3の不純物領域との間の第2
の不純物領域446〜450とを形成する。n型を付与する不純物元素は、第2の不純物
領域で1×1017〜1×1019atoms/cm3の濃度となるようにし、第3の不純物領域で1
×1016〜1×1018atoms/cm3の濃度となるようにする。
Then, a second doping process is performed as shown in FIG. In this case, an impurity element imparting n-type conductivity is doped as a condition of a high acceleration voltage by lowering the dose than in the first doping process. For example, the acceleration voltage is set to 70 to 120 keV, and the dose is 1 × 10 13 / cm 2. A new impurity region is formed inside the first impurity region formed in the island-shaped semiconductor layer in FIG. 5B. Form. Doping is performed using the second shape
The concentration is set to × 10 16 to 1 × 10 18 atoms / cm 3 .
そして、図6(B)に示すように、pチャネル型TFTを形成する島状半導体層403
に一導電型とは逆の導電型の第4の不純物領域454〜456を形成する。第2の形状の
導電層434を不純物元素に対するマスクとして用い、自己整合的に不純物領域を形成す
る。このとき、nチャネル型TFTを形成する島状半導体層402、404、405、4
06はレジストマスク451〜453で全面を被覆しておく。不純物領域454〜456
にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、ジボラン(B2H6)を用いたイオン
ドープ法により、そのいずれの領域においても不純物濃度を2×1020〜2×1021atom
s/cm3となるようにする。
Then, as shown in FIG. 6B, an island-shaped
In addition,
06 covers the entire surface with resist
Phosphorus is added at different concentrations, but the impurity concentration is 2 × 10 20 to 2 × 10 21 atom in any region by ion doping using diborane (B 2 H 6 ).
made to be s / cm 3.
以上の工程により、それぞれの島状半導体層に不純物領域が形成される。島状半導体層
と重なる導電層433〜436がTFTのゲート電極として機能する。
また、439は信号線、440は走査線、437は容量配線、438は駆動回路内の配線
として機能する。
Through the above steps, an impurity region is formed in each island-shaped semiconductor layer.
こうして導電型の制御を目的として図6(C)に示すように、それぞれの島状半導体層
に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用
いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニ
ール法(RTA法)を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以下
、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜
600℃で行うものであり、本実施例では500℃で4時間の熱処理を行う。ただし、4
33〜440に用いた配線材料が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜(
シリコンを主成分とする)を形成した後で活性化を行うことが好ましい。
Thus, for the purpose of controlling the conductivity type, as shown in FIG. 6C, a step of activating the impurity element added to each island-like semiconductor layer is performed. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In addition, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the thermal annealing method, the oxygen concentration is 400 ppm to 700 ° C., typically 500 ° C. in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.
In this embodiment, heat treatment is performed at 500 ° C. for 4 hours. However, 4
When the wiring material used for 33-440 is weak against heat, an interlayer insulating film (
The activation is preferably performed after the formation of silicon).
さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱
処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素に
より半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プ
ラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)を行っても良い。
Further, a heat treatment is performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen to perform a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
次いで、第1の層間絶縁膜457は酸化窒化シリコン膜から100〜200nmの厚さ
で形成する。その上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜458を形成する。次い
で、コンタクトホールを形成するためのエッチング工程を行う。
Next, the first
そして、駆動回路部において島状半導体層のソース領域とコンタクトを形成するソース
配線459〜461、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレイン配線462〜464
を形成する。また、画素部においては、ソース配線465、遮光膜を兼ねたドレイン電極
466〜467と468を形成する。遮光膜を兼ねたドレイン電極468は隣接する画素
に形成されたものである(図7)。図7において、図1と同一の要素は括弧内に対応する
数字を示している。図7の鎖線A−A‘、B−B’は図1の上面図の切断線の鎖線A−A
‘、B−B’と対応している。
In the driver circuit portion, source wirings 459 to 461 that form contacts with the source region of the island-shaped semiconductor layer, and drain
Form. In the pixel portion,
Corresponds to ', BB'.
遮光膜を兼ねたドレイン電極466は画素TFTの活性層に相当する島状半導体層467
に、遮光膜を兼ねたドレイン電極467は保持容量505を形成する島状半導体層431
と電気的な接続が形成される。なお、遮光膜を兼ねたドレイン電極468は隣り合う画素
のものである。
The
In addition, the
And an electrical connection is formed. Note that the
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエ
ッチング処理により透明画素電極469〜471を形成する。透明画素電極470は、遮
光膜を兼ねたドレイン電極466に重なるように形成される。
また、画素TFT504の遮光膜を兼ねたドレイン電極467と重なる部分を設け、保持
容量505の電極として機能する島状半導体膜406に電位が与えられる。
Thereafter, a transparent conductive film is formed on the entire surface, and
Further, a portion overlapping with the
透明導電膜の材料は、酸化インジウム(In2O3)や酸化インジウム酸化スズ合金(I
n2O3―SnO2;ITO膜)などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用い
ることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、
特にITO膜のエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するため
に酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)を用いても良い。酸化インジウム酸
化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ITO膜に対して熱安定性にも優れているので、容量電
極を兼ねたドレイン電極466〜468にAlを用いても、表面で接触するAlとの腐蝕
反応を防止できる。同様に、酸化亜鉛(ZnO)も適した材料であり、さらに可視光の透
過率や導電率を高めるためにガリウム(Ga)を添加した酸化亜鉛(ZnO:Ga)など
を用いることができる。
The material of the transparent conductive film is indium oxide (In 2 O 3 ) or indium oxide tin oxide alloy (I
n 2 O 3 -SnO 2; ITO film) can be used as formed by using a sputtering or a vacuum evaporation method. Etching treatment of such a material is performed with a hydrochloric acid based solution. But,
In particular, since etching of the ITO film tends to generate residues, an indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO) may be used to improve etching processability. Since the indium zinc oxide alloy has excellent surface smoothness and excellent thermal stability with respect to the ITO film, even if Al is used for the
以上のようにして、nチャネル型TFT501、pチャネル型TFT502、nチャネ
ル型TFT503を有する駆動回路部と、画素TFT504、保持容量505とを有する
画素部を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上ア
クティブマトリクス基板と呼ぶ。
As described above, the driver circuit portion including the n-
駆動回路部のnチャネル型TFT501はチャネル形成領域468、ゲート電極を形成
する導電層433と重なる第3の不純物領域441(GOLD領域)、ゲート電極の外側
に形成される第2の不純物領域446(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域と
して機能する第1の不純物領域427を有している。
pチャネル型TFT502にはチャネル形成領域469、ゲート電極を形成する導電層4
34と重なる第4の不純物領域456、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域
455、ソース領域またはドレイン領域として機能する第4の不純物領域454を有して
いる。nチャネル型TFT503にはチャネル形成領域470、ゲート電極を形成する導
電層435と重なる第3の不純物領域443(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成
される第2の不純物領域448(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機
能する第1の不純物領域429を有している。
The n-
The p-
34, a
画素部の画素TFT504にはチャネル形成領域471、ゲート電極を形成する導電層
436と重なる第3の不純物領域444(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成され
る第2の不純物領域449(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能す
る第1の不純物領域430を有している。また、保持容量505の一方の電極として機能
する半導体層431には第1の不純物領域と同じ濃度で、半導体層445には第3の不純
物領域と同じ濃度で、半導体層450には第2の不純物領域と同じ濃度で、それぞれn型
を付与する不純物元素が添加されており、容量配線437とその間の絶縁層(ゲート絶縁
膜と同じ層)とで保持容量を形成している。
The
本実施例は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間を遮光すること
ができるように、画素電極の端部をゲート線や遮光膜を兼ねた容量電極と重なるように配
置されている。さらに画素電極に接して遮光性の電極を形成している。
In this embodiment, the end portions of the pixel electrodes are arranged so as to overlap with the capacitor electrodes that also serve as gate lines and light shielding films so that the gaps between the pixel electrodes can be shielded from light without using a black matrix. . Further, a light-shielding electrode is formed in contact with the pixel electrode.
また、本実施例で示す工程に従えば、アクティブマトリクス基板の作製に必要なフォト
マスクの数を6枚(島状半導体層パターン、第1配線パターン(ソース線、ゲート配線、
遮光膜を兼ねた容量電極、遮光膜)、第2配線パターン(ソース配線、ドレイン電極、遮
光膜)、コンタクトホールパターン、透明画素電極パターン、nチャネル領域のマスクパ
ターン)とすることができる。その結果、工程を短縮し、製造コストの低減及び歩留まり
の向上に寄与することができる。
Further, according to the steps shown in this embodiment, the number of photomasks necessary for the production of the active matrix substrate is six (an island-shaped semiconductor layer pattern, a first wiring pattern (source line, gate wiring,
A capacitor electrode also serving as a light shielding film, a light shielding film), a second wiring pattern (source wiring, drain electrode, light shielding film), a contact hole pattern, a transparent pixel electrode pattern, and an n channel region mask pattern). As a result, the process can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved.
本実施例では、実施例2で作製したアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図8を用いる。図8の鎖
線A−A‘と鎖線B−B’は、図1の上面図を鎖線A−A‘と鎖線B−B’で切断した断
面に対応している。
In this embodiment, a process for manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 2 will be described below. FIG. 8 is used for the description. A chain line AA ′ and a chain line BB ′ in FIG. 8 correspond to a cross section obtained by cutting the top view of FIG. 1 with a chain line AA ′ and a chain line BB ′.
まず、実施例2に従い、図7の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図8のアク
ティブマトリクス基板上に、感光性樹脂によりスペーサ515を形成する。
First, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 7 according to Example 2,
スペーサの配置は任意に決定すれば良いが、例えば図8で示すように遮光膜を兼ねたド
レイン電極(466)上に位置が合うように対向基板に配置すると良い。また、駆動回路
部のTFT上にその位置を合わせてスペーサを対向基板上に配置してもよい。このスペー
サは駆動回路部の全面に渡って配置しても良いし、ソース配線およびドレイン配線を覆う
ようにして配置しても良い。
The arrangement of the spacers may be arbitrarily determined. For example, as shown in FIG. 8, the spacers may be arranged on the counter substrate so as to be positioned on the drain electrode (466) that also serves as a light shielding film. In addition, a spacer may be arranged on the counter substrate with its position aligned on the TFT of the driver circuit portion. This spacer may be disposed over the entire surface of the drive circuit portion, or may be disposed so as to cover the source wiring and the drain wiring.
スペーサ515形成後に、配向膜506を形成しラビング処理を行う。
After the formation of the
一方、対向基板507を用意する。対向基板507には遮光膜を形成する。実施例1の
図1〜2の基板を用いた場合、少なくとも図2の透光領域123〜126を遮光する必要
があるため、遮光領域123〜126に対し、1〜1.5μm広めに遮光膜を形成する。
On the other hand, a
さらに、カラーフィルタ層508、509、オーバーコート層510を形成する。三原色
のカラーフィルタ層のうち、二色が図示されている。各色のカラーフィルタ層はアクリル
樹脂に顔料を混合したもので1〜3μmの厚さで形成する。これは感光性材料を用い、マ
スクを用いて所定のパターンに形成することができる。オーバーコート層510は光硬化
型または熱硬化型の有機樹脂材料で形成し、例えば、ポリイミドやアクリル樹脂などを用
いる。
Further, color filter layers 508 and 509 and an
オーバーコート層510を形成した後、対向電極512をパターニングにより形成し、
配向膜513を形成した後ラビング処理を行う。
After forming the
After the
そして、画素部と駆動回路部が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシ
ール剤513で貼り合わせる。アクティブマトリクス基板と対向基板のラビング方向が互
いに直交するように貼り合わせることで液晶の配向がTN方式となる。シール剤513に
はフィラーが混入されていて、このフィラーとスペーサ515によって均一な間隔を持っ
て2枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶514を注入し、封止剤(
図示せず)によって完全に封止する。液晶514には公知の液晶材料を用いれば良い。こ
のようにして図8に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driver circuit portion are formed and the counter substrate are attached to each other with a
Seal completely with (not shown). A known liquid crystal material may be used for the
なお、上記の行程により作成されるTFTはトップゲート構造であるが、ボトムゲート
構造のTFTやその他の構造のTFTに対しても本発明は適用され得る。
Note that the TFT formed by the above process has a top gate structure, but the present invention can be applied to a TFT having a bottom gate structure and other structures.
また、液晶材料の代わりにエレクトロルミネッセンス(EL:Electro Luminescence)
材料を用いた自発光型の画像表示装置であるEL表示装置に対しても本発明は適用され得
る。
Also, instead of liquid crystal material, EL (Electro Luminescence)
The present invention can also be applied to an EL display device that is a self-luminous image display device using a material.
本発明の一例を図9の画素TFTの上面図を用いて説明する。実施例1の画素部のレイア
ウトに比べて、透明画素電極316をソース配線302の上方にオーバーラップさせるこ
とができるため、開口率が高くできる。
An example of the present invention will be described with reference to a top view of the pixel TFT in FIG. Compared with the layout of the pixel portion of
実施例4は直視型の透過型の液晶表示装置である。赤色、青色、緑色のカラーフィルタ
が形成されている。比視感度が高い緑色のカラーフィルタが形成された画素では、ディス
クリネーションによる光漏れが赤色、青色の画素に比べはっきりと見えてしまう。このた
め、画素の比視感度に応じて、遮光領域の面積を変えている。
Example 4 is a direct-view transmissive liquid crystal display device. Red, blue and green color filters are formed. In a pixel in which a green color filter with high specific visibility is formed, light leakage due to disclination is clearly seen compared to red and blue pixels. For this reason, the area of the light shielding region is changed in accordance with the relative visibility of the pixel.
実施例1では容量電極を遮光膜としていたため、遮光領域の面積は各画素において、同一
にしなければならなかった。実施例4においては、透明画素電極に直接に接するドレイン
電極を遮光膜とするため、画素の表示色に応じて遮光領域の面積を変えることができる。
In Example 1, since the capacitor electrode is a light shielding film, the area of the light shielding region has to be the same in each pixel. In Example 4, since the drain electrode that is in direct contact with the transparent pixel electrode is used as the light shielding film, the area of the light shielding region can be changed according to the display color of the pixel.
実施例1と同様に、たった二枚の金属膜の配線パターンのマスクで、ディスクリネーショ
ンを効率的に隠すレイアウトとする。
As in the first embodiment, the layout is such that the disclination is efficiently hidden by using only two metal film wiring pattern masks.
ラビング方向は左右対称の視野角特性を得るために、基板の一辺に対し45°の角度とす
る。配向はTN方式である。ラビング方向とディスクリネーションの関係から遮光領域を
設定する。ラビング方向と遮光領域の関係を図10に示す。
The rubbing direction is set to an angle of 45 ° with respect to one side of the substrate in order to obtain a symmetrical viewing angle characteristic. The orientation is a TN system. The light shielding area is set from the relationship between the rubbing direction and the disclination. The relationship between the rubbing direction and the light shielding area is shown in FIG.
素子基板は、図9に示すように、行方向に配置されたゲート配線311と、列方向に配
置されたソース配線302と、ゲート配線とソース配線の交差部近傍の画素TFTを有す
る画素部と、nチャネル型TFTやpチャネル型TFTを有する駆動回路とを含む。
As shown in FIG. 9, the element substrate includes a
ただし、図9におけるゲート配線は、行方向に配置されたゲート電極303と接続した
ものを指している。また、ゲート配線311は第二の層間絶縁膜上に接して設けられたも
のである。
However, the gate wiring in FIG. 9 indicates a connection with the
第一の半導体層300と第二の半導体層301がパターニングされている。第一の半導体
層300はTFT素子の活性層である。第二の半導体層301は後述する保持容量の容量
電極として機能する。
The
ゲート絶縁膜(図示しない)に接するように、ソース配線302とゲート電極303を形
成する。
A
第一の層間絶縁膜と第二の層間絶縁膜(図示しない)を形成した後、第一の半導体層30
0、第二の半導体層301、ソース配線302に達するコンタクトホール304〜308
、317を開ける。次にパターニングにより、接続電極309、ドレイン電極310、ゲ
ート配線311、容量接続電極312、遮光膜を兼ねたドレイン電極313〜314、青
表示の画素の遮光膜315を形成する。
After forming the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film (not shown), the first semiconductor layer 30
0, contact holes 304 to 308 reaching the
317 is opened. Next, a
コンタクトホール304とコンタクトホール305により、接続電極309を介して、
第一の半導体層300とソース配線302が電気的に接続する。
Via the
The
コンタクトホール306により、第一の半導体層300と遮光膜を兼ねたドレイン電極3
13〜314が電気的に接続する。コンタクトホール317とドレイン電極313〜31
4が電気的に接続する。
Through the
13-314 are electrically connected.
4 is electrically connected.
コンタクトホール307により、第二の半導体層301と容量接続電極312が電気的に
接続する。
Through the
コンタクトホール308により、ゲート電極303とゲート配線311が電気的に接続す
る。
Through the
さらに、絶縁膜を介さずに、透明画素電極316をドレイン電極310、容量接側電極3
12、遮光膜を兼ねたドレイン電極313〜314、青表示の画素の遮光膜315に重な
り合うように形成する。
Further, the
12, the
これにより、容量接続電極312は透明画素電極315と電気的に接続して、保持容量の
電極として機能する第二の半導体層301に電位を与える。ゲート電極303と島状の半
導体層301により保持容量ができる。ゲート絶縁膜が保持容量の絶縁膜として機能する
。
Accordingly, the
ゲート配線311、接続電極309、ドレイン電極310、遮光膜を兼ねたドレイン電
極313〜314により、TFT素子の活性層である第一の半導体層300を外光から保
護する。光による素子の劣化、光電流による電位の変動を防止できる。
The
ドレイン電極310、遮光膜を兼ねたドレイン電極313〜314は第一の層間絶縁膜
と第二の層間絶縁膜を間に挟んで、ソース配線302の上方に形成されている。これによ
り、素子基板の先にラビングされる側にできるディスクリネーションを隠すことができる
。
The
さらに、本実施例においては各画素の表示色に応じて、遮光膜を兼ねたドレイン電極3
13〜314の面積を変えている。
Further, in the present embodiment, the drain electrode 3 that also serves as a light shielding film according to the display color of each pixel.
The area of 13-314 is changed.
緑色(波長555nm)の比視感度を1とすると、赤色(波長650nm)の比視感度は
0.11、青色(波長450nm)の比視感度は0.04である。単一波長で比較して、
青色に対し赤は約3倍、緑は約25倍の明るさで見える。比視感度の波長依存性を図24
に示す。
Assuming that the relative visibility of green (wavelength 555 nm) is 1, the relative visibility of red (
Red is about 3 times brighter than blue, and green is about 25 times brighter. FIG. 24 shows the wavelength dependence of specific luminous efficiency.
Shown in
つまり、比視感度の高い緑色を表示する画素については光漏れが目立ちやすいのでコント
ラストを優先して、確実にディスクリネーションを遮光できるように、遮光膜を兼ねたド
レイン電極313の面積を広くする。赤色を表示する画素については遮光膜を兼ねた遮光
電極314を狭い幅で設ける。青色については明るさを優先してのため青表示の画素の遮
光膜315を一部のみ形成する。
In other words, light leakage is conspicuous for pixels displaying green with high relative visibility. Therefore, priority is given to contrast, and the area of the
本実施例では比視感度のみを考慮して各色の遮光電極の面積を決定したが、比視感度とカ
ラーフィルタの透過率の両方を考慮して遮光電極の面積を決めても良い。比視感度と光源
の波長分布の両方を考慮して遮光電極の面積を決めても良い。
In this embodiment, the area of the light-shielding electrode for each color is determined in consideration of only the specific luminous efficiency. However, the area of the light-shielding electrode may be determined in consideration of both the specific luminous efficiency and the transmittance of the color filter. The area of the light shielding electrode may be determined in consideration of both the specific visibility and the wavelength distribution of the light source.
以上の画素のレイアウトにより、たった二枚の配線パターンのマスクにより、液晶のデ
ィスクリネーションによる光漏れを効率良く隠すことができる。
With the pixel layout described above, light leakage due to liquid crystal disclination can be effectively concealed by using only two wiring pattern masks.
図10に素子基板の遮光領域318を示す。たった二枚の配線パターンのマスクで遮光す
るため、光が通る領域はあるが、ディスクリネーションの出る領域のエッジが隠れている
ため、対向基板の遮光膜のアライメントが多少ずれても、光漏れが隠せる。また、対向基
板の遮光膜を広めにとっても、素子基板の遮光領域に比べ、遮光領域の面積が小さいため
、アライメントがずれても、対向基板の遮光領域が素子基板の遮光領域に重なり合い、開
口率は低下しない。
FIG. 10 shows a light shielding region 318 of the element substrate. Since the light is shielded by only two wiring pattern masks, there is an area where light passes, but the edge of the area where the disclination appears is hidden, so even if the alignment of the light shielding film on the counter substrate is slightly misaligned, light leakage Can hide. Even if the light shielding film on the counter substrate is widened, the area of the light shielding region is smaller than that of the light shielding region of the element substrate. Does not drop.
ディスクリネーションによる光漏れが目立たないようにし、かつ、明るさを損なわない
ようにするため、比視感度に応じて、赤表示の画素328の開口率と、緑表示の画素32
9の開口率と、青表示の画素330の開口率が変わる。
In order not to make the light leakage due to disclination inconspicuous and not to impair the brightness, the aperture ratio of the
The aperture ratio of 9 and the aperture ratio of the
図9の素子基板の断面図を図11に示す。図11(A)の鎖線E−E‘、鎖線F−F’、
鎖線G−G‘は、図9を鎖線E−E‘、鎖線F−F’、鎖線G−G‘で切断したものを示
す。図11は実施例2の図6(C)で示される基板に対し、以下の工程を追加し、作製し
たものである。図11(A)により説明する。
A cross-sectional view of the element substrate of FIG. 9 is shown in FIG. The chain line EE ′, the chain line FF ′ in FIG.
A chain line GG ′ indicates that FIG. 9 is cut by a chain line EE ′, a chain line FF ′, and a chain line GG ′. FIG. 11 is produced by adding the following steps to the substrate shown in FIG. This will be described with reference to FIG.
まず、第1の層間絶縁膜323を酸化窒化シリコン膜で100〜200nmの厚さで形成
する。その上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜324を形成する。次いで、コ
ンタクトホールを形成するためのエッチング工程を行う。
First, a first
そして、駆動回路部において島状半導体層のソース領域とコンタクトを形成するソース
配線328〜330、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレイン配線331〜333
を形成する。
In the driver circuit portion, source wirings 328 to 330 that form contacts with the source region of the island-shaped semiconductor layer, and drain
Form.
また、画素部においては、接続電極309、ドレイン電極310、ゲート配線311、容
量接続電極312、遮光膜を兼ねたドレイン電極313〜314を形成する。膜厚は0.
3μm〜0.75μmが望ましい。
In the pixel portion, a
3 μm to 0.75 μm is desirable.
接続電極309は、ソース配線302と第一の半導体層300と電気的に接続する。図
示してはいないが、ゲート配線311はゲート電極303とコンタクトホールにより電気
的に接続する。容量接続電極312は第二の半導体層301と電気的に接続する。
The
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエ
ッチング処理により透明画素電極316を形成する。膜厚は100nm〜1400nmが
望ましい。透明画素電極316は、画素TFT321のドレイン電極310に重なるよう
に形成される。透明画素電極316により保持容量322の電極として機能する島状半導
体膜301に電位が与えられる。
Thereafter, a transparent conductive film is formed on the entire surface, and a
透明導電膜の材料は、酸化インジウム(In2O3)や酸化インジウム酸化スズ合金(I
n2O3―SnO2;ITO膜)などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用い
ることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、
特にITO膜のエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するため
に酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)を用いても良い。酸化インジウム酸
化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ITO膜に対して熱安定性にも優れているので、ドレイ
ン電極316にAlを用いても、表面で接触するAlとの腐蝕反応を防止できる。同様に
、酸化亜鉛(ZnO)も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるため
にガリウム(Ga)を添加した酸化亜鉛(ZnO:Ga)などを用いることができる。
The material of the transparent conductive film is indium oxide (In 2 O 3 ) or indium oxide tin oxide alloy (I
n 2 O 3 -SnO 2; ITO film) can be used as formed by using a sputtering or a vacuum evaporation method. Etching treatment of such a material is performed with a hydrochloric acid based solution. But,
In particular, since etching of the ITO film tends to generate residues, an indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO) may be used to improve etching processability. Since the indium oxide-zinc oxide alloy has excellent surface smoothness and thermal stability with respect to the ITO film, even if Al is used for the
また、図11(B)により説明すると、本実施例において、遮光膜を兼ねたドレイン電極
313〜314の面積を画素の表示色に応じて変えている点が特徴である。ソース配線3
25〜327付近にできるディスクリネーションによる光漏れを隠すために、表示色の比
視感度が高い緑においては、広い面積の遮光膜を兼ねたドレイン電極313を用いる。表
示色の比視感度が緑に比べ低い赤においては、やや狭い面積の遮光膜を兼ねたドレイン電
極314を用いる。青表示の画素においては、開口率を優先し、強く光漏れが認識される
部分のみに遮光膜を形成する。
11B, the present embodiment is characterized in that the areas of the
In order to conceal light leakage due to disclination that can occur in the vicinity of 25 to 327, a
以上のようにして、nチャネル型TFT、pチャネル型TFT、nチャネル型TFTを
有する駆動回路部と、画素TFT321、保持容量322とを有する画素部を同一基板上
に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス
基板と呼ぶ。
As described above, a driver circuit portion including an n-channel TFT, a p-channel TFT, and an n-channel TFT and a pixel portion including the
低温ポリシリコンをTFT素子の活性層に用いると、駆動回路TFTと画素TFTを1
枚の基板に作製できる。このとき、CMOSの駆動回路を作製するためにはnチャネル型
TFTとpチャネル型TFTが必要である。
When low-temperature polysilicon is used for the active layer of the TFT element, the drive circuit TFT and the pixel TFT are
It can be manufactured on a single substrate. At this time, an n-channel TFT and a p-channel TFT are necessary to manufacture a CMOS driving circuit.
実施例2と本実施例の素子基板の作製工程によると、図9〜11に示す画素構造を有する
画素部と、駆動回路とを有する素子基板を形成するために必要なマスク数は6枚でよい。
According to the manufacturing process of the element substrate of Example 2 and this example, the number of masks necessary for forming the element substrate having the pixel portion having the pixel structure shown in FIGS. Good.
即ち、1枚目が、第1の半導体層300及び第2の半導体層301をパターニングするマ
スク、2枚目が、ソース配線302及びゲート電極303をパターニングするマスク、3
枚目がp型を付与する不純物のドーピングマスク、4枚目が第1の半導体層300と第2
の半導体層301とソース配線302とゲート電極303とにそれぞれ達するコンタクト
ホールを形成するマスク、5枚目は、接続電極309、ドレイン電極310、ゲート配線
311、容量接続電極312、遮光膜を兼ねたドレイン電極313〜314、遮光膜31
5をパターニングするマスク、6枚目は透明画素電極316をパターニングするためのマ
スクである。
That is, the first sheet is a mask for patterning the
The first is a doping mask of an impurity imparting p-type, and the fourth is the
A mask for forming contact holes reaching the
5 is a mask for patterning, and the sixth is a mask for patterning the
以上のように、図9〜11に示す画素構造とした場合、遮光膜を形成するために素子基
板のマスク数を増加させることなく、コントラストの良い透過型の液晶表示装置を実現す
ることができる。対向基板には遮光膜を補助的に形成すればよいので、貼り合わせの位置
ずれによる光漏れ、開口率の低下はそれほど起こらない。
As described above, in the case of the pixel structure shown in FIGS. 9 to 11, a transmissive liquid crystal display device with good contrast can be realized without increasing the number of masks of the element substrate in order to form the light shielding film. . Since it is sufficient to form a light-shielding film on the counter substrate as a supplement, light leakage due to misalignment of bonding and a decrease in aperture ratio do not occur so much.
さらに、実施例1に比べ画素電極をソース配線に重なり合うように形成できるため、開口
率が高くできる。かつ、表示色の比視感度に応じて遮光領域を決定するため、開口率の低
下を抑えて、コントラストを確保できる。
Furthermore, since the pixel electrode can be formed so as to overlap the source wiring as compared with the first embodiment, the aperture ratio can be increased. In addition, since the light shielding region is determined according to the relative luminous sensitivity of the display color, it is possible to suppress the decrease in the aperture ratio and secure the contrast.
実施例5は本発明の別形態を示す。投射型の透過型の液晶表示装置に本発明を適用した
例を示す。
Example 5 shows another embodiment of the present invention. An example in which the present invention is applied to a projection-type transmissive liquid crystal display device will be described.
実施例4と同様に、ソース配線に透明画素電極が重なり合うため、実施例1に比べ、開
口率が高くなる。
As in the fourth embodiment, since the transparent pixel electrode overlaps the source wiring, the aperture ratio is higher than that in the first embodiment.
ラビング方向は投射型の装置の光学系の光軸合わせを容易にするために、基板の一辺に対
し45°の角度とする。このため、45°方向にラビングしたときに出るディスクリネー
ションに合わせて遮光領域を設定した。
The rubbing direction is set at an angle of 45 ° with respect to one side of the substrate in order to facilitate the optical axis alignment of the optical system of the projection type apparatus. For this reason, the light shielding area is set in accordance with the disclination that appears when rubbing in the 45 ° direction.
素子基板は、図12及び図13に示すように、行方向に配置されたゲート配線211と
、列方向に配置された遮光膜を兼ねたソース配線202と、ゲート配線とソース配線の交
差部近傍の画素TFTを有する画素部と、nチャネル型TFTやpチャネル型TFTを有
する駆動回路とを含む。
As shown in FIGS. 12 and 13, the element substrate includes a
ただし、図12及び図13におけるゲート配線は、行方向に配置された遮光膜を兼ねた
ゲート電極203と接続したものを指している。また、ゲート配線は第二の層間絶縁膜上
に接して設けられたものである。
However, the gate wirings in FIGS. 12 and 13 indicate those connected to the
第一の半導体層200と第二の半導体層201がパターニングされている。第一の半導体
層200はTFT素子の活性層である。第二の半導体層201は後述する保持容量の容量
電極として機能する。
The
ゲート絶縁膜(図示しない)に接するように、遮光膜を兼ねたソース配線202と遮光膜
を兼ねたゲート電極203を形成する。液晶のディスクリネーションは後述する透明画素
電極214のエッジ付近と、透明画素電極214の四隅のうち素子基板の先にラビングさ
れる側に強く出る傾向がある。このため遮光膜を兼ねたソース配線202と遮光膜を兼ね
たゲート電極203が透明画素電極のエッジを覆い、かつ、透明画素電極の四隅のうちデ
ィスクリネーションのでやすい場所を遮光できるような形状にする。
A
第一の層間絶縁膜と第二の層間絶縁膜(図示しない)を形成した後、コンタクトホール2
04〜208を開けて、接続電極209、ドレイン電極210、ゲート配線211、容量
接続電極212、遮光電極213を形成する。
After forming a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film (not shown), contact hole 2
04 to 208 are opened, and a
コンタクトホール204とコンタクトホール205により、接続電極209を介して、
第一の半導体層200とソース配線202が電気的に接続する。
Via the
The
コンタクトホール206により、第一の半導体層200とドレイン電極210が電気的に
接続する。
The
コンタクトホール207により、第二の半導体層201と容量接続電極212が電気的に
接続する。
Through the
コンタクトホール208により、遮光膜を兼ねたゲート電極203とゲート配線211が
電気的に接続する。
Through the
さらに、絶縁膜を介さずに、透明画素電極214を、遮光電極213、容量接続電極21
2、ドレイン電極120に重なり合うように形成する。
Further, the
2. It is formed so as to overlap the
これにより、容量接続電極212は透明画素電極214と電気的に接続して、保持容量の
電極として機能する第二の半導体層201に電位を与える。遮光膜を兼ねたゲート電極2
03と第二のの半導体層201により保持容量ができる。ゲート絶縁膜が保持容量の絶縁
膜として機能する。
Accordingly, the
03 and the
ゲート配線211、接続電極209、ドレイン電極210により、TFT素子の活性層
である第一の半導体層200を外光から保護する。光による素子の劣化、光電流による電
位の変動を防止できる。
The
遮光膜を兼ねたソース配線202、遮光膜を兼ねたゲート電極203の形状に特徴を持た
せ、透明画素電極214の四隅のうち先にラビングされる側で強く出る光漏れを確実に隠
すことができる。視認性に大きく影響するディスクリネーションを隠す。つまり、遮光膜
を兼ねたソース配線202を列方向に伸びる配線形状に加えて、三角状の突起形状にして
、ディスクリネーションが出る位置を遮光する。また、遮光膜を兼ねたゲート電極203
の一部を三角状にして、ディスクリネーションを遮光する。また、遮光膜を兼ねたゲート
電極203の一部をゲート配線211と、透明画素電極214の間隙に形成して、ディス
クリネーションによる光漏れを遮光する。
The shape of the
A part of the triangle is shaped like a triangle to shield the disclination. Further, a part of the
ソース配線202とゲート電極203は同一層に形成されているため、ショートを防ぐ
間隙がある。この間隙はソースライン反転駆動により、強くディスクリネーションが出る
領域である。このため、絶縁膜を介して遮光電極213を形成する。
Since the
以上の画素のレイアウトにより、たった二枚の配線パターンのマスクにより、液晶のデ
ィスクリネーションによる光漏れを効率良く隠すことができる。
With the pixel layout described above, light leakage due to liquid crystal disclination can be effectively concealed by using only two wiring pattern masks.
図14に図12の素子基板の遮光領域215を示す。たった二枚の配線パターンのマスク
で遮光するため、光が通る領域はあるが、ディスクリネーションの出る領域のエッジが隠
れているため、対向基板の遮光膜のアライメントが多少ずれても、光漏れが隠せる。また
、対向基板の遮光膜を広めにとっても、素子基板の遮光領域の内側に対向基板の遮光領域
が存在するため、アライメントがずれても、対向基板の遮光領域が素子基板の遮光領域に
重なり合い、開口率の低下を防げる。
FIG. 14 shows a
図12及び図13の素子基板の断面図を図15に示す。図15の鎖線H−H‘、鎖線I−
I’、鎖線J−J’は、図12及び図13を鎖線H−H‘、鎖線I−I’、鎖線J−J’
で切断したものを示す。図15は実施例2の図6(C)で示される基板に対し、以下の工
程を追加し、作製したものである。図15(A)により説明する。
A cross-sectional view of the element substrate of FIGS. 12 and 13 is shown in FIG. Chain line HH ′, chain line I— in FIG.
I ′ and chain line JJ ′ are the same as those in FIGS. 12 and 13, the chain line HH ′, chain line II ′, and chain line JJ ′.
Shown after cutting. FIG. 15 is produced by adding the following steps to the substrate shown in FIG. This will be described with reference to FIG.
まず、第1の層間絶縁膜215を酸化窒化シリコン膜で100〜200nmの厚さで形成
する。その上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜216を形成する。次いで、コ
ンタクトホールを形成するためのエッチング工程を行う。
First, the first
そして、駆動回路部において島状半導体層のソース領域とコンタクトを形成するソース
配線217〜219、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレイン配線220〜222
を形成する。
In the driver circuit portion, source wirings 217 to 219 that form contacts with the source region of the island-shaped semiconductor layer, and drain
Form.
また、画素部においては、接続電極209、ドレイン電極210、ゲート配線211、容
量接続電極212を形成する。膜厚は0.3μm〜0.75μmが望ましい。
In the pixel portion, a
接続電極209は、遮光膜を兼ねたソース配線202と第一の半導体層200と電気的
に接続する。図示してはいないが、ゲート配線211は遮光膜を兼ねたゲート電極203
とコンタクトホールにより電気的に接続する。容量接続電極212は第二の半導体層20
1と電気的に接続する。
The
Are electrically connected to each other through a contact hole. The
1 is electrically connected.
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエ
ッチング処理により透明画素電極214を形成する。膜厚は100nm〜1400nmが
望ましい。透明画素電極214は、画素TFT222のドレイン電極210に重なるよう
に形成される。また、保持容量223の電極として機能する島状半導体膜201に電位が
与えられる。
Thereafter, a transparent conductive film is formed on the entire surface, and a
透明導電膜の材料は、酸化インジウム(In2O3)や酸化インジウム酸化スズ合金(I
n2O3―SnO2;ITO膜)などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用い
ることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、
特にITO膜のエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するため
に酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)を用いても良い。酸化インジウム酸
化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ITO膜に対して熱安定性にも優れているので、ドレイ
ン電極210にAlを用いても、表面で接触するAlとの腐蝕反応を防止できる。同様に
、酸化亜鉛(ZnO)も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるため
にガリウム(Ga)を添加した酸化亜鉛(ZnO:Ga)などを用いることができる。
The material of the transparent conductive film is indium oxide (In 2 O 3 ) or indium oxide tin oxide alloy (I
n 2 O 3 -SnO 2; ITO film) can be used as formed by using a sputtering or a vacuum evaporation method. Etching treatment of such a material is performed with a hydrochloric acid based solution. But,
In particular, since etching of the ITO film tends to generate residues, an indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO) may be used to improve etching processability. Since the indium oxide-zinc oxide alloy has excellent surface smoothness and excellent thermal stability with respect to the ITO film, even when Al is used for the
また、図15(B)により説明すると、本実施例において、ゲート電極203を、ゲート
配線211と透明画素電極214の間隙に形成し、ゲート電極203をディスクリネーシ
ョンによる光漏れを遮光する膜としている。第一の層間絶縁膜215と第二の層間絶縁膜
216が、透明画素電極214とゲート電極203の間にある。
15B, in this embodiment, the
以上のようにして、nチャネル型TFT、pチャネル型TFT、nチャネル型TFTを
有する駆動回路部と、画素TFT222、保持容量223とを有する画素部を同一基板上
に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス
基板と呼ぶ。
As described above, a driver circuit portion including an n-channel TFT, a p-channel TFT, and an n-channel TFT and a pixel portion including the
低温ポリシリコンをTFT素子の活性層に用いると、駆動回路TFTと画素TFTを1
枚の基板に作製できる。このとき、CMOSの駆動回路を作製するためにはnチャネル型
TFTとpチャネル型TFTが必要である。
When low-temperature polysilicon is used for the active layer of the TFT element, the drive circuit TFT and the pixel TFT are 1
It can be manufactured on a single substrate. At this time, an n-channel TFT and a p-channel TFT are necessary to manufacture a CMOS driving circuit.
実施例2と本実施例の素子基板の作製工程によると、図12〜15に示す画素構造を有す
る画素部と、駆動回路とを有する素子基板を形成するために必要なマスク数は6枚でよい
。さらに、実施例1に比べ画素電極をソース配線に重なり合うように形成できるため、開
口率が高くできる。
According to the manufacturing process of the element substrate of Example 2 and this example, the number of masks necessary for forming the element substrate having the pixel portion having the pixel structure shown in FIGS. Good. Furthermore, since the pixel electrode can be formed so as to overlap the source wiring as compared with the first embodiment, the aperture ratio can be increased.
即ち、1枚目が、第1の半導体層200及び第2の半導体層201をパターニングするマ
スク、2枚目が、遮光膜を兼ねたソース配線202及び遮光膜を兼ねたゲート電極203
をパターニングするマスク、3枚目がp型を付与する不純物のドーピングマスク、4枚目
がコンタクトホールを形成するマスク、5枚目は接続電極209、ドレイン電極210、
ゲート配線211、容量接続電極212、遮光電極213をパターニングするマスク、6
枚目は透明画素電極214をパターニングするためのマスクである。
That is, the first sheet is a mask for patterning the
The third mask is a p-type impurity doping mask, the fourth mask is a contact hole-forming mask, the fifth mask is a
A mask for patterning the
The first sheet is a mask for patterning the
以上のように、図12〜15に示す画素構造とした場合、遮光膜を形成するために素子
基板のマスク数を増加させることなく、コントラストの良い透過型の液晶表示装置を実現
することができる。対向基板には遮光膜を補助的に形成すればよいので、貼り合わせの位
置ずれによる光漏れ、開口率の低下を防げる。
As described above, when the pixel structure shown in FIGS. 12 to 15 is used, a transmissive liquid crystal display device with good contrast can be realized without increasing the number of masks of the element substrate in order to form the light shielding film. . Since a light-shielding film may be supplementarily formed on the counter substrate, light leakage due to misalignment of bonding and a decrease in aperture ratio can be prevented.
本実施例では、実施例2で示したアクティブマトリクス基板のTFTの半導体層を形成
する結晶質半導体層の他の作製方法について示す。本実施例では特開平7−130652
号公報で開示されている触媒元素を用いる結晶化法を適用することもできる。以下に、そ
の場合の例を説明する。
In this embodiment, another manufacturing method of a crystalline semiconductor layer for forming a TFT semiconductor layer of the active matrix substrate shown in Embodiment 2 will be described. In this embodiment, Japanese Patent Laid-Open No. 7-130652.
A crystallization method using a catalyst element disclosed in Japanese Patent Publication No. H11 can also be applied. An example in that case will be described below.
実施例2と同様にして、ガラス基板上に下地膜、非晶質半導体層を25〜80nmの厚さ
で形成する。例えば、非晶質シリコン膜を55nmの厚さで形成する。そして、重量換算で
10ppmの触媒元素を含む水溶液をスピンコート法で塗布して触媒元素を含有する層を
形成する。触媒元素にはニッケル(Ni)、ゲルマニウム(Ge)、鉄(Fe)、パラジ
ウム(Pd)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銅(Cu
)、金(Au)などである。この触媒元素を含有する層170は、スピンコート法の他に
スパッタ法や真空蒸着法によって上記触媒元素の層を1〜5nmの厚さに形成しても良い。
In the same manner as in Example 2, a base film and an amorphous semiconductor layer are formed on a glass substrate with a thickness of 25 to 80 nm. For example, an amorphous silicon film is formed with a thickness of 55 nm. Then, an aqueous solution containing 10 ppm of the catalyst element in terms of weight is applied by a spin coating method to form a layer containing the catalyst element. Catalyst elements include nickel (Ni), germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), platinum (Pt), copper (Cu
), Gold (Au), and the like. For the layer 170 containing the catalyst element, the layer of the catalyst element may be formed to a thickness of 1 to 5 nm by a sputtering method or a vacuum deposition method in addition to the spin coating method.
そして、結晶化の工程では、まず400〜500℃で1時間程度の熱処理を行い、非晶
質シリコン膜の含有水素量を5atom%以下にする。そして、ファーネスアニール炉を用い
、窒素雰囲気中で550〜600℃で1〜8時間の熱アニールを行う。以上の工程により
結晶質シリコン膜から成る結晶質半導体層を得ることができる。
In the crystallization step, first, heat treatment is performed at 400 to 500 ° C. for about 1 hour, so that the hydrogen content of the amorphous silicon film is 5 atom% or less. Then, using a furnace annealing furnace, thermal annealing is performed at 550 to 600 ° C. for 1 to 8 hours in a nitrogen atmosphere. Through the above steps, a crystalline semiconductor layer made of a crystalline silicon film can be obtained.
このうようにして作製された結晶質半導体層から島状半導体層を作製すれば、実施例2
と同様にしてアクティブマトリクス基板を完成させることができる。しかし、結晶化の工
程においてシリコンの結晶化を助長する触媒元素を使用した場合、島状半導体層中には微
量(1×1017〜1×1019atoms/cm3程度)の触媒元素が残留する。勿論、そのような
状態でもTFTを完成させることが可能であるが、残留する触媒元素を少なくともチャネ
ル形成領域から除去する方がより好ましかった。この触媒元素を除去する手段の一つにリ
ン(P)によるゲッタリング作用を利用する手段がある。
If an island-shaped semiconductor layer is produced from the crystalline semiconductor layer produced in this manner, Example 2 is obtained.
The active matrix substrate can be completed in the same manner as described above. However, when a catalyst element that promotes crystallization of silicon is used in the crystallization process, a small amount (about 1 × 10 17 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 ) of the catalyst element remains in the island-like semiconductor layer. To do. Of course, it is possible to complete the TFT even in such a state, but it is more preferable to remove at least the remaining catalyst element from the channel formation region. One means for removing this catalytic element is a means that utilizes the gettering action of phosphorus (P).
この目的におけるリン(P)によるゲッタリング処理は、図6(C)で説明した活性化
工程で同時に行うことができる。ゲッタリングに必要なリン(P)の濃度は高濃度n型不
純物領域の不純物濃度と同程度でよく、活性化工程の熱アニールにより、nチャネル型T
FTおよびpチャネル型TFTのチャネル形成領域から触媒元素をその濃度でリン(P)
を含有する不純物領域へ偏析させることができる。その結果その不純物領域には1×10
17〜1×1019atoms/cm3程度の触媒元素が偏析した。このようにして作製したTFTは
オフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を
達成することができる。
The gettering process using phosphorus (P) for this purpose can be performed simultaneously in the activation step described with reference to FIG. The concentration of phosphorus (P) necessary for gettering may be approximately the same as the impurity concentration in the high-concentration n-type impurity region, and the n-channel T
Phosphorus (P) at the concentration of the catalyst element from the channel formation region of FT and p-channel TFT
It is possible to segregate into an impurity region that contains. As a result, the impurity region is 1 × 10
A catalytic element of about 17 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 was segregated. The TFT manufactured in this manner has a low off-current value and good crystallinity, so that high field-effect mobility can be obtained and good characteristics can be achieved.
なお、本実施例は、実施例1乃至5のいずれか一と自由に組み合わせることが可能であ
る。
Note that this embodiment can be freely combined with any one of
本発明を実施して形成されたCMOS回路や画素部は様々な半導体装置(アクティブマ
トリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型ECディスプレイ)に用いること
ができる。即ち、それら半導体装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本願発明を実施
できる。以下の装置にセンサーを組み込み、消費電力低減のため、外部の明るさを検出し
て、暗いところでは、輝度を落とすようにしても良い。
The CMOS circuit and the pixel portion formed by implementing the present invention can be used for various semiconductor devices (active matrix liquid crystal display, active matrix EC display). That is, the present invention can be implemented in all electronic devices in which these semiconductor devices are incorporated in the display portion. Sensors may be incorporated in the following devices to detect the external brightness and reduce the brightness in dark places to reduce power consumption.
図18(A)は携帯電話であり、本体9001、音声出力部9002、音声入力部90
03、表示装置9004、操作スイッチ9005、アンテナ9006から構成されている
。本願発明は音声出力部9002、音声入力部9003、及びアクティブマトリクス基板
を備えた表示装置9004に適用することができる。
FIG. 18A illustrates a mobile phone, which includes a main body 9001, an
03, a
図18(B)はビデオカメラであり、本体9101、表示装置9102、音声入力部9
103、操作スイッチ9104、バッテリー9105、受像部9106から成っている。
本願発明は音声入力部9103、及びアクティブマトリクス基板を備えた表示装置910
2、受像部9106に適用することができる。
FIG. 18B shows a video camera, which includes a main body 9101, a display device 9102, and an audio input unit 9.
103, an
The present invention relates to a display device 910 including a
2. It can be applied to the image receiving unit 9106.
図18(C)はモバイルコンピュータ或いは携帯型情報端末であり、本体9201、カ
メラ部9202、受像部9203、操作スイッチ9204、表示装置9205で構成され
ている。本願発明は受像部9203、及びアクティブマトリクス基板を備えた表示装置9
205に適用することができる。
FIG. 18C illustrates a mobile computer or a portable information terminal, which includes a main body 9201, a camera portion 9202, an
205 can be applied.
図18(D)はヘッドマウントディスプレイであり、本体9301、表示装置9302
、アーム部9303で構成される。本願発明は表示装置9302に適用することができる
。また、表示されていないが、その他の信号制御用回路に使用することもできる。
FIG. 18D illustrates a head mounted display which includes a main body 9301 and a
The
図18(E)はテレビであり、本体9401、スピーカー9402、表示装置9403
、受信装置9404、増幅装置9405等で構成される。実施例5で示す液晶表示装置や
、実施例6または7で示すEL表示装置は表示装置9403に適用することができる。
FIG. 18E illustrates a television which includes a main body 9401,
,
図18(F)は携帯書籍であり、本体9501、表示装置9502、9503、記憶媒
体9504、操作スイッチ9505、アンテナ9506から構成されており、ミニディス
ク(MD)やDVDに記憶されたデータや、アンテナで受信したデータを表示するもので
ある。表示装置9502、9503は直視型の表示装置であり、本発明はこの適用するこ
とができる。
FIG. 18F illustrates a portable book, which includes a main body 9501,
図18(A)はパーソナルコンピュータであり、本体9601、画像入力部9602、
表示装置9603、キーボード9604で構成される。
FIG. 18A illustrates a personal computer, which includes a main body 9601, an
A display device 9603 and a
図18(B)はプログラムを記録した記録媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレ
ーヤーであり、本体9701、表示装置9702、スピーカ部9703、記録媒体970
4、操作スイッチ9705で構成される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Di
gtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲ
ームやインターネットを行うことができる。
FIG. 18B shows a player that uses a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) in which a program is recorded. The main body 9701, a
4 and
gial Versatile Disc), CD, etc. can be used for music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet.
図18(C)はデジタルカメラであり、本体9801、表示装置9802、接眼部98
03、操作スイッチ9804、受像部(図示しない)で構成される。
FIG. 18C illustrates a digital camera, which includes a main body 9801, a
03, an
図18(A)はフロント型プロジェクターであり、表示装置9901、スクリーン99
02で構成される。本発明は表示装置やその他の信号制御回路に適用することができる。
FIG. 18A illustrates a front projector, which includes a
02. The present invention can be applied to display devices and other signal control circuits.
図18(B)はリア型プロジェクターであり、本体10001、投射装置10002、
ミラー10003、スクリーン10004で構成される。本発明は表示装置やその他の信
号制御回路に適用することができる。
FIG. 18B shows a rear projector, which includes a main body 10001, a
A mirror 10003 and a screen 10004 are included. The present invention can be applied to display devices and other signal control circuits.
なお、図18(C)は、図18(A)及び図18(B)中における投射装置9901、
10002の構造の一例を示した図である。投射装置9901、10002は、光源光学
系10101、ミラー10102、10104〜10106、ダイクロイックミラー10
103、プリズム10107、液晶表示装置10108、位相差板10109、投射光学
系10110で構成される。投射光学系10110は、投射レンズを含む光学系で構成さ
れる。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい
。また、図18(C)中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光
機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、IRフィルム等の光学系を
設けてもよい。
Note that FIG. 18C illustrates a
It is the figure which showed an example of the structure of 10002. The
103, a prism 10107, a liquid crystal display device 10108, a retardation plate 10109, and a projection optical system 10110. The projection optical system 10110 is composed of an optical system including a projection lens. Although the present embodiment shows a three-plate type example, it is not particularly limited, and for example, a single-plate type may be used. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, or an IR film in the optical path indicated by an arrow in FIG. Good.
また、図18(D)は、図18(C)中における光源光学系10201の構造の一例を
示した図である。本実施例では、光源光学系10201は、リフレクター10211、光
源10212、レンズアレイ10213、10214、偏光変換素子10215、集光レ
ンズ10216で構成される。なお、図18(D)に示した光源光学系は一例であって特
に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有する
フィルムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
FIG. 18D illustrates an example of the structure of the light source optical system 10201 in FIG. In this embodiment, the light source optical system 10201 includes a reflector 10211, a light source 10212,
Claims (2)
前記第1のトランジスタは、
第1のゲート電極と、第1の半導体層と、前記第1のゲート電極と前記第1の半導体層との間の第1のゲート絶縁層と、第1のソース電極と、第1のドレイン電極と、を有し、
前記第1のドレイン電極は、第1の画素電極と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタは、
第2のゲート電極と、第2の半導体層と、前記第2のゲート電極と前記第2の半導体層との間の第2のゲート絶縁層と、第2のソース電極と、第2のドレイン電極と、を有し、
前記第2のドレイン電極は、第2の画素電極と電気的に接続され、
前記第1のカラーフィルタは、緑色の光を透過する機能を有し、
前記第2のカラーフィルタは、赤色の光を透過する機能を有し、
前記第1の画素電極は、前記第1のカラーフィルタと重なる領域を有し、
前記第2の画素電極は、前記第2のカラーフィルタと重なる領域を有し、
前記第1のドレイン電極の幅は、前記第2のドレイン電極の幅よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 A first transistor, a second transistor, a first color filter, and a second color filter;
The first transistor includes:
A first gate electrode; a first semiconductor layer; a first gate insulating layer between the first gate electrode and the first semiconductor layer; a first source electrode; and a first drain. An electrode, and
The first drain electrode is electrically connected to the first pixel electrode;
The second transistor is
A second gate electrode; a second semiconductor layer; a second gate insulating layer between the second gate electrode and the second semiconductor layer; a second source electrode; and a second drain. An electrode, and
The second drain electrode is electrically connected to the second pixel electrode;
The first color filter has a function of transmitting green light;
The second color filter has a function of transmitting red light,
The first pixel electrode has a region overlapping with the first color filter,
The second pixel electrode has a region overlapping with the second color filter,
The width of the first drain electrode is larger than the width of the second drain electrode.
前記第1のドレイン電極及び前記第2のドレイン電極は、遮光性を有することを特徴とする半導体装置。 In claim 1,
The semiconductor device, wherein the first drain electrode and the second drain electrode have a light shielding property.
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2017
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