JP4507395B2 - Method for manufacturing element substrate for electro-optical device - Google Patents
Method for manufacturing element substrate for electro-optical device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4507395B2 JP4507395B2 JP2000365714A JP2000365714A JP4507395B2 JP 4507395 B2 JP4507395 B2 JP 4507395B2 JP 2000365714 A JP2000365714 A JP 2000365714A JP 2000365714 A JP2000365714 A JP 2000365714A JP 4507395 B2 JP4507395 B2 JP 4507395B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- single crystal
- film
- oxide film
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 481
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 79
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 51
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 171
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 161
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 161
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 124
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 112
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 61
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 7
- 229960001730 nitrous oxide Drugs 0.000 claims description 4
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 404
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 134
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 74
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 57
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 40
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 31
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 27
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 22
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 12
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 7
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 7
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000382 optic material Substances 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 2
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000699 N-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 108010075750 P-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1203—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、支持基板の一方の表面上に単結晶シリコン層を具備するSOI基板、該SOI基板を備えた素子基板、該素子基板を備えた電気光学装置及び電子機器、並びにSOI基板の製造方法、素子基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
絶縁基体上に単結晶シリコン薄膜を形成し、その単結晶シリコン薄膜を用いて半導体デバイスを形成する半導体技術はSOI(Silicon On Insulator)技術とよばれ、素子の高速化や低消費電力化、高集積化等の利点を有することから広く用いられている。
【0003】
このSOI技術の1つとして、単結晶シリコン基板の貼り合わせによるSOI基板の作製技術がある。図18に基づいて、従来のSOI基板の製造方法と構造について簡単に説明する。
【0004】
はじめに、図18(a)に示すように、支持基板1001の表面に、あらかじめ貼り合わせ側の表面を酸化して酸化シリコン膜1002を形成した単結晶シリコン基板1003を水素結合力を利用して貼り合わせ、熱処理によって貼り合わせ強度を高めた後、図18(b)に示すように、単結晶シリコン基板1003を研削や研磨、エッチング等により薄膜化して単結晶シリコン薄膜1004を形成することにより、支持基板1001の表面上に酸化シリコン膜1002、単結晶シリコン層1004が順次積層形成された構造のSOI基板が製造される。
【0005】
以上のSOI基板の製造方法によれば、単結晶シリコン基板1003を薄膜化するために結晶性に優れた単結晶シリコン薄膜1004を形成することができるので、高性能なデバイスを作製することができる。
【0006】
このような貼り合わせ法によるSOI基板は通常のバルク半導体基板(半導体集積回路)と同様に、さまざまなデバイスの作製に用いられているが、バルク基板と異なる特徴として、支持基板として様々な材料の基板を使用することが可能な点を挙げることができる。
【0007】
すなわち、支持基板として通常のシリコン基板はもちろんのこと、透明な(光透過性を有する)石英基板、あるいはガラス基板などを用いることができる。そのため、例えば、光透過性を有する基板上に単結晶シリコン薄膜を形成することによって、光透過性を必要とするデバイス、例えば透過型の液晶表示装置などにおいても、結晶性に優れた単結晶シリコン薄膜を用いて、高性能な液晶駆動用のMOSFET等のトランジスタ素子を形成することが可能となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
支持基板として石英基板やガラス基板を用いてSOI基板を製造し、その表面にトランジスタ素子を形成した場合、支持基板に含まれる不純物が酸化シリコン膜を透過して、トランジスタ素子側に拡散し、素子の特性を劣化させるという恐れがある。
【0009】
また、支持基板の種類に関係なく、SOI基板の製造工程において、支持基板と単結晶シリコン基板とを貼り合わせる際に、雰囲気中からNa+、K+、Cl-などの不純物が貼り合わせ面に吸着する場合があり、この場合には、得られるSOI基板は、支持基板と酸化シリコン膜との間に上記の不純物が挟持されたものとなる。
【0010】
このような構造のSOI基板を用いて、その表面にトランジスタ素子を形成した場合、支持基板と酸化シリコン膜との間に挟持された不純物が酸化シリコン膜を透過して、トランジスタ素子側に拡散し、素子の特性を劣化させるという恐れがある。
【0011】
従来、支持基板と単結晶シリコン基板とを貼り合わせる際に、雰囲気中から不純物が支持基板に吸着することを防止するために、防塵フィルターを用いるなどしているが、防塵フィルターを用いた場合においても、雰囲気中から不純物が貼り合わせ面に吸着することを完全には防止することができないのが現状である。
【0012】
そこで、本発明は、以上の問題を解決するためになされたもので、支持基板に含有された不純物、あるいは支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面に吸着した不純物が単結晶シリコン層側に拡散することを完全に防止することができるSOI基板及びその製造方法を提供することを目的としている。
【0013】
また、支持基板に含有された不純物、あるいは支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面に吸着した不純物によるトランジスタ素子への影響を完全に防止することができる素子基板及びその製造方法を提供することを目的としている。
【0014】
さらに、この素子基板を備え、トランジスタ素子の特性の劣化を防止することができ、性能の優れた電気光学装置、電子機器を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者は、種々検討を行った結果、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜が支持基板に含有された不純物や支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面に吸着した不純物を透過させないことを見出し、この点に着目して本発明を完成した。
【0016】
本発明のSOI基板は、支持基板の一方の表面上に単結晶シリコン層を具備するSOI基板であって、前記支持基板と前記単結晶シリコン層との間に、絶縁膜の単層又は積層構造からなる絶縁部が設けられ、該絶縁部が少なくとも窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を具備することを特徴とする。
【0017】
このように、支持基板と単結晶シリコン層との間に、少なくとも窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を具備する絶縁部を設ける構成とすることにより、支持基板に含有された不純物が窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を透過しないので、支持基板に含有された不純物が単結晶シリコン層側に拡散することを完全に防止することができる。
【0018】
なお、本発明のSOI基板において、絶縁部を構成する窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜以外の絶縁膜としては具体的には酸化シリコン膜を挙げることができる。
【0019】
以上の構造を有する本発明のSOI基板は、単結晶シリコン基板又は支持基板のいずれかの一方の表面に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成する工程と、前記窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜の表面に酸化シリコン膜を形成する工程と、前記酸化シリコン膜の表面を貼り合わせ面として、前記単結晶シリコン基板と前記支持基板とを貼り合わせる工程と、前記支持基板と貼り合わせた前記単結晶シリコン基板を薄膜化して単結晶シリコン層を形成する工程とを有することを特徴とする本発明のSOI基板の製造方法によって製造することができる。
【0020】
また、このように、単結晶シリコン基板又は支持基板のいずれかの一方の表面に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成し、さらにその表面に酸化シリコン膜を形成してから、酸化シリコン膜の表面を貼り合わせ面として、単結晶シリコン基板と支持基板とを貼り合わせることにより、単結晶シリコン基板と支持基板との密着性を向上させることができる。なお、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜、酸化シリコン膜の形成の順序はいずれが先であっても構わない。
【0021】
また、本発明のSOI基板の製造方法において、単結晶シリコン基板の表面に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成することが望ましく、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成した単結晶シリコン基板と支持基板を貼り合わせることにより、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面よりも単結晶シリコン層側に位置させることができるので、支持基板に含有された不純物のみだけでなく、貼り合わせ面に吸着した不純物が単結晶シリコン層側に拡散することも完全に防止することができる。
【0022】
また、単結晶シリコン基板若しくは支持基板の表面上にCVD法などにより窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜、酸化シリコン膜を形成しても良いが、製造工程を簡略化するとともに、均一な膜厚の平坦な窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜、酸化シリコン膜を形成し、さらに、単結晶シリコン基板と窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜との密着性を向上させることができることから、単結晶シリコン基板の表面を熱酸化することにより、酸化シリコン膜を形成した後、酸化シリコン膜を形成した単結晶シリコン基板の表面を一酸化二窒素若しくは一酸化窒素にて窒化若しくは酸窒化することにより、酸化シリコン膜の単結晶シリコン基板側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成し、必要に応じてさらに、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成した単結晶シリコン基板の表面を再熱酸化することにより、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜の単結晶シリコン基板側に第2の酸化シリコン膜を形成することが望ましい。
【0023】
すなわち、この場合の本発明のSOI基板の製造方法は、単結晶シリコン基板の表面に酸化シリコン膜を形成する工程と、前記酸化シリコン膜の前記単結晶シリコン基板側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成する工程と、前記酸化シリコン膜の表面を貼り合わせ面として、前記単結晶シリコン基板と支持基板とを貼り合わせる工程と、前記支持基板と貼り合わせた前記単結晶シリコン基板を薄膜化する工程とを有することを特徴とする。
【0024】
また、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成した単結晶シリコン基板の表面に第2の酸化シリコン膜を形成する場合の本発明のSOI基板の製造方法は、単結晶シリコン基板の表面に第1の酸化シリコン膜を形成する工程と、前記第1の酸化シリコン膜の前記単結晶シリコン基板側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成する工程と、前記窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜の前記単結晶シリコン基板側に第2の酸化シリコン膜を形成する工程と、前記第1の酸化シリコン膜の表面を貼り合わせ面として、前記単結晶シリコン基板と支持基板とを貼り合わせる工程と、前記支持基板と貼り合わせた前記単結晶シリコン基板を薄膜化する工程とを有することを特徴とする。
【0025】
酸化シリコン膜、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜をこのように形成し、均一な膜厚の平坦な膜とすることにより、支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面にボイドが発生することを防止することができるので、貼り合わせ強度を向上させることができるとともに、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜が貼り合わせのストレス緩和の効果を有するため、SOI基板を用いてトランジスタ素子などを形成する場合に、膜剥がれ等が生じることを防止できるので、製品の歩留まりを向上させることができる。
【0026】
また、上記の製造方法により、前記絶縁部が、前記窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜と、前記窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜の上面若しくは下面に形成された酸化シリコン膜との積層構造からなるSOI基板を提供することができ、このSOI基板は支持基板に含有された不純物、及び支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面に吸着した不純物の単結晶シリコン層側への拡散を完全に防止することができるものであるとともに、支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ強度が高く、信頼性の高いものとなる。
【0027】
また、支持基板を石英基板やガラス基板などの光透過性を有する基板で構成することによって、SOI基板を透過型の液晶装置などの光を透過させるデバイスに適用することができる。また、この場合には、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜の存在によって光の透過率が低下することを防止するために、絶縁部を構成する窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜の膜厚を100nm以下に設定することが望ましい。
【0028】
以上の本発明のSOI基板を用いて素子基板を製造することができる。本発明の素子基板の製造方法は、本発明のSOI基板の製造方法により製造されたSOI基板を用い、該SOI基板の前記単結晶シリコン層によりトランジスタ素子を構成する半導体層を形成する工程を有することを特徴とする。
【0029】
また、この素子基板の製造方法により、本発明のSOI基板の単結晶シリコン層からなる半導体層を具備するトランジスタ素子を有することを特徴とする素子基板を提供することができる。
【0030】
本発明の素子基板は、支持基板に含有された不純物、及び支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面に吸着した不純物がトランジスタ素子側へ拡散することを完全に防止することができるので、トランジスタ素子の特性の劣化を防止することができるものとなる。
【0031】
また、本発明の素子基板と、該素子基板のトランジスタ素子が形成された面と対向するように配置された他の基板と、これら2枚の基板の間に挟持された電気光学材料層とを具備することを特徴とする電気光学装置、及びこの本発明の電気光学装置を備えた電子機器を提供することができる。本発明の電気光学装置において、前記窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜の下面に酸化シリコン膜からなる絶縁膜を介して遮光膜が形成されていることが望ましい。
【0032】
本発明の素子基板を備えた電気光学装置及び電子機器は、トランジスタ素子の特性の劣化を防止することができ、性能の優れたものとなる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。
【0034】
[SOI基板]
はじめに、図1に本発明に係る実施形態のSOI基板の断面構造を示し、このSOI基板200の構造について説明する。
【0035】
図1に示すように、本実施形態のSOI基板200は、シリコン、石英、ガラスなどからなる支持基板201と単結晶シリコン層202とを具備し、支持基板201と単結晶シリコン層202との間には複数の絶縁膜の積層構造からなる絶縁部205が形成されている。本実施形態において、絶縁部205は支持基板201側から第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aが順次積層されたものとなっている。
【0036】
次に、図2、図3に基づいて、本実施形態のSOI基板の製造方法として、上記構造を有するSOI基板200の製造方法について説明する。図2(a)〜(e)、図3(a)〜(c)は断面図を示している。なお、以下に記載の製造方法は一例であって、本発明は以下に記載のものに限定されるものではない。
【0037】
はじめに、図2(a)に示すように、例えば300〜900μm程度の膜厚を有する単結晶シリコン基板202Aを用意し、図2(b)に示すように、単結晶シリコン基板202Aの一方の表面をO2若しくはH2O雰囲気下、700〜1150℃で熱酸化することにより、単結晶シリコン基板202Aの一方の表面に例えば5〜400nm程度の膜厚を有する第1の酸化シリコン膜203Bを形成する。
【0038】
次に、図2(c)に示すように、第1の酸化シリコン膜203Bを形成した単結晶シリコン基板202Aの表面を一酸化二窒素若しくは一酸化窒素雰囲気下、800〜1150℃で窒化若しくは酸窒化することにより、第1の酸化シリコン膜203Bの単結晶シリコン基板202A側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を形成する。
【0039】
支持基板201が石英基板、ガラス基板等の光透過性を有する基板からなり、SOI基板200が透過型の液晶装置など、光を透過させるデバイスに適用されるものである場合には、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の存在によって、光の透過率が低下することを防止するために、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の膜厚を100nm以下とすることが望ましい。
【0040】
次に、図2(d)に示すように、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を形成した単結晶シリコン基板202Aの表面をO2若しくはH2O雰囲気下、700〜1150℃で熱酸化することにより、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の単結晶シリコン基板202A側に、例えば5〜400nm程度の膜厚を有する第2の酸化シリコン膜203Aを形成する。以上のようにして、単結晶シリコン基板202A表面に、第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aからなる絶縁部205が形成される。
【0041】
次に、図2(e)に示すように、表面に絶縁部205を形成した単結晶シリコン基板202Aの絶縁部205側の表面に水素イオン(H+)を例えば加速電圧100keV、ドーズ量10×1016/cm2にて注入する。この処理によって、単結晶シリコン基板202A中に水素イオンの高濃度層206を形成する。
【0042】
次に、図3(a)に示すように、絶縁部205表面(第1の酸化シリコン膜203B表面)を貼り合わせ面として、単結晶シリコン基板202Aと、シリコン、石英、ガラスなどからなる支持基板201との貼り合わせを行う。貼り合わせ工程は、例えば300℃で2時間熱処理することによって2枚の基板を直接貼り合わせる方法を採用することができる。また、貼り合わせ強度をさらに高めるためには、さらに熱処理温度を上げて450℃程度にする必要があるが、石英などからなる支持基板201と単結晶シリコン基板202Aの熱膨張係数には大きな差があるため、このまま加熱すると単結晶シリコン層にクラックなどの欠陥が発生し、製造されるSOI基板200の品質が劣化する恐れがある。
【0043】
そこで、このようなクラックなどの欠陥の発生を抑制するためには、一度300℃にて貼り合わせのための熱処理を行った単結晶シリコン基板202AをウエットエッチングまたはCMP(化学的機械研磨)法によって100〜150μm程度まで薄くした後に、さらに高温の熱処理を行うことが望ましい。例えば80℃のKOH水溶液を用い、単結晶シリコン基板202Aの厚さが150μmなるようエッチングを行った後、支持基板201との貼り合わせを行い、さらに450℃にて再び熱処理し、貼り合わせ強度を高めることが望ましい。
【0044】
次に、図3(b)に示すように、貼り合わせた2枚の基板を熱処理することにより、支持基板201の表面上に薄膜の単結晶シリコン層202を残して大部分の単結晶シリコン基板202Aの剥離を行う。この基板の剥離現象は、単結晶シリコン基板202A中に導入された水素イオンによって、シリコンの結合が分断されるために生じるものである。すなわち、単結晶シリコン基板202Aにおいて、水素イオンの高濃度層206と水素イオンが注入されていない部分との境界近傍部分で、単結晶シリコン基板202Aを分断させることができる。
【0045】
単結晶シリコン基板202Aを剥離するための熱処理は例えば、貼り合わせた2枚の基板を毎分20℃の昇温速度にて600℃まで加熱することにより行うことができる。この熱処理によって、貼り合わされた単結晶シリコン基板202Aの大部分が支持基板201と分離され、支持基板201の表面上には例えば約200nm±5nm程度の膜厚を有する単結晶シリコン層202が形成される。なお、単結晶シリコン層202は、前に述べた単結晶シリコン基板202Aに対して行われる水素イオン注入の加速電圧を変えることによって50nm〜3000nmまで任意の膜厚で形成することが可能である。
【0046】
以上のようにして、図3(c)に示すように、SOI基板200が製造される。
【0047】
なお、単結晶シリコン基板202Aと支持基板201とを貼り合わせた後、単結晶シリコン基板202Aを薄膜化して単結晶シリコン層202を形成する方法は上述した水素イオンを用いる方法に限定されるものではなく、薄膜の単結晶シリコン層202は、単結晶シリコン基板と支持基板とを貼り合わせた後、単結晶シリコン基板の表面を研磨してその膜厚を3〜5μmとした後、さらにPACE(Plasma Assisted Chemical Etching)法によってその膜厚を0.05〜0.8μm程度までエッチングして仕上げる方法や、多孔質シリコン上に形成したエピタキシャルシリコン層を多孔質シリコン層の選択エッチングによって貼り合わせ支持基板上に転写するELTRAN(Epitaxial Layer Transfer)法によっても得ることができる。
【0048】
本実施形態のSOI基板の製造方法によれば、表面に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を形成した単結晶シリコン基板202Aと支持基板201とを貼り合わせることにより、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面よりも単結晶シリコン層202側に位置させることができるので、支持基板201に含有された不純物、及び支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面に吸着した不純物が単結晶シリコン層202側に拡散することを完全に防止することができる。
【0049】
また、CVD法などを用いて、第2の酸化シリコン膜203A、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第1の酸化シリコン膜203Bを、単結晶シリコン基板202Aの表面上に順次積層形成してもよい。ただし、この場合には、製造工程が複雑化するとともに、第2の酸化シリコン膜203A、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第1の酸化シリコン膜203Bの膜厚が不均一になる恐れがある。
【0050】
しかしながら、本実施形態では、単結晶シリコン基板202A表面を熱酸化することにより第1の酸化シリコン膜203Bを形成した後、第1の酸化シリコン膜203Bを形成した単結晶シリコン基板202A表面を窒化若しくは酸窒化することにより、第1の酸化シリコン膜203Bの単結晶シリコン基板202A側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を形成し、さらに窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を形成した単結晶シリコン基板202A表面を熱酸化することにより、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の単結晶シリコン基板202A側に第2の酸化シリコン膜203Aを形成する方法を採用したので、均一な膜厚を有する平坦な第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aを形成することができる。
【0051】
このように均一な膜厚を有するこれらの膜を形成することにより、支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面にボイドが発生することを防止することができ、貼り合わせ強度を向上させることができるとともに、SOI基板200を用いてトランジスタ素子などを形成する場合に、膜剥がれ等が生じることを防止できるので、製品の歩留まりを向上させることができる。
【0052】
また、この方法によれば、第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aを単結晶シリコン基板202Aと一体に形成することができるので、第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203A、単結晶シリコン層202の密着性が高いSOI基板200を製造することができる。
【0053】
また、本実施形態によれば、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の表面に第1の酸化シリコン膜203Bを形成し、第1の酸化シリコン膜203Bの表面を貼り合わせ面としたので、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の表面に第1の酸化シリコン膜203Bを形成せず、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の表面を貼り合わせ面とする場合よりも支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとの密着性を向上することができ、貼り合わせ強度を向上させることができる。
【0054】
なお、第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aを単結晶シリコン基板202Aと一体形成せずに、CVD法などを用いて形成しても平坦な膜を形成できる場合には、上記の製造方法で説明した以外の、第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aの形成方法及び単結晶シリコン基板202Aと支持基板201との貼り合わせのパターンを例示することができる。
【0055】
また、本実施形態においては、第2の酸化シリコン膜203Aは窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の後に形成されているが、これは単結晶シリコン基板202A上に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を直接形成したときに格子欠陥が形成される場合のみである。特に、窒化酸化シリコン膜を形成するときには格子欠陥が形成されにくいので、第2の酸化シリコン膜203Aは形成されなくても良い。
【0056】
図4(a)〜(d)に基づいて、上記以外の第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aの形成方法及び貼り合わせのパターンについて簡単に説明する。図4(a)〜(d)は貼り合わせを行う支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとを取り出して、その組み合わせを示したものである。
【0057】
図4(a)に示すように、CVD法により、単結晶シリコン基板202Aの表面上に第2の酸化シリコン膜203A、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第1の酸化シリコン膜203Bを順次形成した後、この単結晶シリコン基板202Aと支持基板201とを貼り合わせてもよい。
【0058】
また、第2の酸化シリコン膜203Aを単結晶シリコン基板202Aの表面を熱酸化することにより形成した後、CVD法により窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第1の酸化シリコン膜203Bを順次形成するなど、上記で説明した方法とCVD法とを組み合わせて形成しても良い。
【0059】
また、CVD法を用いて単結晶シリコン基板202Aの表面上に酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成する場合、図4(b)に示すように、単結晶シリコン基板202Aの表面上に第2の酸化シリコン膜203Aを設けずに、直接窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を形成してもよい。
【0060】
このような構成としても、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面よりも単結晶シリコン層202側に位置させることができるので、支持基板201に含有された不純物、及び支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面に吸着した不純物が単結晶シリコン層202側に拡散することも完全に防止することができる。
【0061】
図4(a)、(b)においては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を単結晶シリコン基板202A側に形成してから貼り合わせを行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。以下に、図4(c)、(d)に基づいて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を支持基板201側に形成してから貼り合わせを行う場合について説明する。
【0062】
図4(c)に示すように、CVD法により支持基板201の表面上に第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aを順次形成した後、この支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせを行ってもよい。
【0063】
この場合には、熱酸化又はCVD法により単結晶シリコン基板202Aの表面上にあらかじめ酸化シリコン膜203Cを形成しておくことが望ましく、このように支持基板201、単結晶シリコン基板202Aのいずれの基板についても貼り合わせ側の最表面を酸化シリコン膜にしておくことで、貼り合わせた後の2枚の基板の密着性を向上させることができる。
【0064】
また、支持基板201が石英基板又はガラス基板からなる場合には、支持基板201の主成分が酸化シリコンであるため、図4(d)に示すように、支持基板201の表面上に第1の酸化シリコン膜203Bを形成しなくても良く、CVD法を用いて支持基板201側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aを順次形成した後、この支持基板201と表面に酸化シリコン膜203Cを形成した単結晶シリコン基板202Aとを貼り合わせてもよい。
【0065】
なお、図4(c)、(d)に示した貼り合わせのパターンでは、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204が貼り合わせ面よりも支持基板201側に形成されるため、支持基板201に含有された不純物が単結晶シリコン層202側に拡散することを防止することはできるが、貼り合わせ面に吸着した不純物が単結晶シリコン層202側に拡散することを防止することができない。すなわち、図4(c)、(d)に示した貼り合わせのパターンは、支持基板201として、石英基板又はガラス基板などの不純物を含む基板を用いた場合に有効である。
【0066】
[素子基板]
次に、図5に基づいて、上記構造のSOI基板200を用いて製造された本発明に係る実施形態の素子基板210の構造について説明する。図5に示す素子基板210は、SOI基板200の単結晶シリコン層202を所定のパターンに形成した後、この単結晶シリコン層を用いてTFT(トランジスタ素子)を形成することにより製造されたものである。
【0067】
図5において、図1と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明は省略する。図5において符号220はTFTを示し、符号208はSOI基板200の単結晶シリコン層202から形成され、TFTを構成する半導体層を示している。また、図5において、支持基板201、第1の酸化シリコン膜203Bと窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204と第2の酸化シリコン膜203Aとからなる絶縁部205、及び単結晶シリコン層202から形成された半導体層208がSOI基板となっている。
【0068】
図5に示すように、絶縁部205の表面上には、半導体層208、ゲート絶縁膜209、ゲート電極211、ソース電極215、ドレイン電極216、層間絶縁膜212からなるTFT220が形成されている。
【0069】
より詳細には、半導体層208を形成した支持基板201の表面上にゲート絶縁膜209が形成され、ゲート絶縁膜209の表面上にゲート電極211が形成されている。さらに、ゲート電極211を形成した支持基板201の表面上には層間絶縁膜212が設けられている。
【0070】
層間絶縁膜212及びゲート絶縁膜209には、半導体層208に形成されたソース領域、ドレイン領域(いずれも図示せず)に各々通じるコンタクトホール217、218が形成されており、ソース電極215、ドレイン電極216が各々コンタクトホール217、218を介して半導体層208のソース領域、ドレイン領域に電気的に接続するように形成されている。
【0071】
本実施形態の素子基板210は、上記のSOI基板200を用いて形成されたものであるので、支持基板201に含有された不純物、及び支持基板201と単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面に吸着した不純物が半導体層208(TFT220)側へ拡散することを完全に防止することができるので、TFT220の特性の劣化を防止することができるものとなる。
【0072】
[電気光学装置]
次に、本発明に係る実施形態の電気光学装置の例として、プロジェクタ等の投射型表示装置に好適に用いられる、TFT(トランジスタ素子)をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の液晶装置を取り上げて説明する。
【0073】
なお、本実施形態の液晶装置は、本発明のSOI基板を用いて製造された素子基板を備えたものである。すなわち、本実施形態の電気光学装置を構成する素子基板の基本構造は、先に説明したように、支持基板に相当する基板本体の表面上に第1の酸化シリコン膜、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜、第2の酸化シリコン膜からなる絶縁部が設けられ、その表面上に単結晶シリコン層から形成された半導体層を具備するTFTが形成されたものとなっている。
【0074】
また、投射型表示装置では、通常、液晶装置を構成する2枚の基板のうち、素子基板と対向する側の基板側(液晶装置の表面)から光が入射するが、この光が素子基板の表面上に形成されたTFTのチャネル領域に入射して光リーク電流を生ずるのを防ぐためにTFTの光が入射する側に遮光層を設ける構造とするのが一般的である。
【0075】
しかしながら、TFTの光が入射する側に遮光層を設けても、液晶装置に入射した光が素子基板の裏面の界面で反射してTFTのチャネル部に戻り光として入射することがある。この戻り光は、液晶装置の表面から入射する光量に対する割合としては僅かであるが、プロジェクタなどの非常に強力な光源を用いる装置においては充分に光リーク電流を生じうる。すなわち、素子基板の裏面からの戻り光はTFTのスイッチング特性に影響を及ぼしデバイスの特性を劣化させる。
【0076】
そこで、本実施形態においては、このような戻り光によるTFTの特性の劣化を防止するために、支持基板に相当する基板本体の直上に各TFT(トランジスタ素子)に対応させて遮光膜を設け、さらに金属等からなる遮光膜とTFTを構成する半導体層とを電気的に絶縁するための第1層間絶縁膜を設け、その第1層間絶縁膜の表面上に、第1の酸化シリコン膜、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜、第2の酸化シリコン膜からなる絶縁部を設ける構成としている。
【0077】
(電気光学装置の構造)
はじめに、本発明に係る実施形態の電気光学装置の構造について、液晶装置を取り上げて説明する。
【0078】
図6は液晶装置の画素部(表示領域)を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。また、図7は、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成された素子基板の相隣接する複数の画素群を拡大して示す平面図である。また、図8は、図7のA−A’断面図である。
【0079】
図6〜図8において、符号30がTFT(トランジスタ素子)、符号1aが単結晶シリコン層から形成され、TFTを構成する半導体層を示している。また、図6〜図8において、図1、図5と同じ構成要素については同じ参照符号を付し、説明は省略する。尚、図6〜図8においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【0080】
図6において、液晶装置の画素部を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、マトリクス状に複数形成された画素電極9aと画素電極9aを制御するためのTFT30とからなり、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6aに対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、TFT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。
【0081】
画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。画素電極9aを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する対向基板に形成された後述する対向電極との間で一定期間保持される。
【0082】
液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶装置から画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射される。
【0083】
ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極9aと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。例えば、画素電極9aの電圧は、データ線に電圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ蓄積容量70により保持される。これにより、保持特性は更に改善され、コントラスト比の高い液晶装置を実現することができる。本実施形態では特に、このような蓄積容量70を形成するために、後述の如く走査線と同層、もしくは導電性の遮光膜を利用して低抵抗化された容量線3bを設けている。
【0084】
次に、図7に基づいて、素子基板の画素部(表示領域)内の平面構造について詳細に説明する。図7に示すように、液晶装置の素子基板上の画素部内には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9a(点線部9a’により輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3a及び容量線3bが設けられている。データ線6aは、コンタクトホール5を介して単結晶シリコン層の半導体層1aのうち後述のソース領域に電気的に接続されており、画素電極9aは、コンタクトホール8を介して半導体層1aのうち後述のドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層1aのうちチャネル領域(図中右上りの斜線の領域)に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはゲート電極として機能する。
【0085】
容量線3bは、走査線3aに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部(即ち、平面的に見て、走査線3aに沿って形成された第1領域)と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って前段側(図中、上向き)に突出した突出部(即ち、平面的に見て、データ線6aに沿って延設された第2領域)とを有する。
【0086】
そして、図中右上がりの斜線で示した領域には、複数の第1遮光膜11aが設けられている。より具体的には、第1遮光膜11aは夫々、画素部において半導体層1aのチャネル領域を含むTFTを素子基板の後述する基板本体側から見て覆う位置に設けられており、更に、容量線3bの本線部に対向して走査線3aに沿って直線状に伸びる本線部と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って隣接する段側(即ち、図中下向き)に突出した突出部とを有する。第1遮光膜11aの各段(画素行)における下向きの突出部の先端は、データ線6a下において次段における容量線3bの上向きの突出部の先端と重ねられている。この重なった箇所には、第1遮光膜11aと容量線3bとを相互に電気的に接続するコンタクトホール13が設けられている。即ち、本実施形態では、第1遮光膜11aは、コンタクトホール13により前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続されている。
【0087】
次に、図8に基づいて、液晶装置の画素部内の断面構造について説明する。図8に示すように、液晶装置において、素子基板10と、これに対向配置される対向基板20との間に液晶層(電気光学材料層)50が挟持されている。
【0088】
素子基板10は、シリコン、石英、ガラスなどの光透過性基板からなる基板本体(支持基板)10Aとその液晶層50側表面上に形成された画素電極9a、画素スイッチング用TFT(トランジスタ素子)30、配向膜16を主体として構成されており、対向基板20は透明なガラスや石英などの光透過性基板からなる基板本体20Aとその液晶層50側表面上に形成された対向電極(共通電極)21と配向膜22とを主体として構成されている。
【0089】
素子基板10の基板本体10Aの液晶層50側表面上には、画素電極9aが設けられており、その液晶層50側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜16が設けられ、各画素電極9aに隣接する位置に、各画素電極9aをスイッチング制御する画素スイッチング用TFT30が設けられている。画素電極9aは、例えばITO(インジウム・ティン・オキサイド)などの透明導電性薄膜からなり、配向膜16は、例えばポリイミドなどの有機薄膜からなる。
【0090】
素子基板10の基板本体10Aの直上(液晶層50側表面上)には、各画素スイッチング用TFT30に対応する位置に、第1遮光膜11aが設けられている。第1遮光膜11aは、好ましくは不透明な高融点金属であるTi、Cr、W、Ta、Mo及びPdのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成されている。
【0091】
本実施形態においては、このように素子基板10に第1遮光膜11aが形成されているので、素子基板10側からの戻り光等が画素スイッチング用TFT30のチャネル領域1a’やLDD領域1b、1cに入射することを防ぐことができ、光電流の発生によりトランジスタ素子としての画素スイッチング用TFT30の特性が劣化することを防止することができる。
【0092】
また、第1遮光膜11aの表面上には基板本体10Aの表面上の全面に渡って、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aを第1遮光膜11aから電気的に絶縁するとともに、第1遮光膜11aが形成された基板本体10Aの表面を平坦化するために、NSG(ノンドープトシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)などのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる第1層間絶縁膜12が設けられ、第1層間絶縁膜12の表面上には、さらに、第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aからなる絶縁部205が設けられ、絶縁部205の表面上に画素スイッチング用TFT30が設けられている。TFT30は、絶縁部205の表面上に設けられ、単結晶シリコン層から形成された半導体層1aを具備するものとなっている。また、本実施形態においては、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の存在によって、光の透過率が低下することを防止するために、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204の膜厚は100nm以下に設定されていることが望ましい。なお、絶縁部205の構造については、コンタクトホール13が開孔している点を除いて、上記のSOI基板200及び素子基板210の絶縁部205の構造と同一であるので、説明を省略する。
【0093】
他方、対向基板20の基板本体20Aの液晶層50側表面上には、その全面に渡って対向電極(共通電極)21が設けられており、その液晶層50側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜22が設けられている。対向電極21は、例えばITOなどの透明導電性薄膜からなり、配向膜22は、例えばポリイミドなどの有機薄膜からなる。
【0094】
また、基板本体20Aの液晶層50側表面上には、更に図8に示すように、各画素部の開口領域以外の領域に第2遮光膜23が設けられている。このように対向基板20側に第2遮光膜23を設けることにより、対向基板20側から入射光が画素スイッチング用TFT30の半導体層1aのチャネル領域1a’やLDD(Lightly Doped Drain)領域1b及び1cに侵入することを防止することができるとともに、コントラストを向上させることができる。
【0095】
このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対向するように配置された素子基板10と対向基板20との間には、両基板の周縁部間に形成されたシール材(図示略)により囲まれた空間に液晶(電気光学材料)が封入され、液晶層(電気光学材料層)50が形成されている。
【0096】
液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなっており、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向状態を採る。
【0097】
また、シール材は、素子基板10及び対向基板20をそれらの周縁部で貼り合わせるための、例えば光硬化性接着剤や熱硬化性接着剤等の接着剤からなり、その内部には両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、ガラスビーズ等のスペーサが混入されている。
【0098】
また、本実施形態では、ゲート絶縁膜2を走査線3aに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜1aを延設して第1蓄積容量電極1fとし、更にこれらに対向する容量線3bの一部を第2蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量70が構成されている。
【0099】
より詳細には、半導体層1aの高濃度ドレイン領域1eが、データ線6a及び走査線3aの下に延設されて、同じくデータ線6a及び走査線3aに沿って伸びる容量線3b部分に絶縁膜2を介して対向配置されて、第1蓄積容量電極(半導体層)1fとされている。特に蓄積容量70の誘電体としての絶縁膜2は、高温酸化により単結晶シリコン層上に形成されるTFT30のゲート絶縁膜2に他ならないので、薄く且つ高耐圧の絶縁膜とすることができ、蓄積容量70は比較的小面積で大容量の蓄積容量として構成できる。
【0100】
更に、蓄積容量70においては、図7及び図8から分かるように、第1遮光膜11aを、第2蓄積容量電極としての容量線3bの反対側において第1蓄積容量電極1fに第1層間絶縁膜12を介して第3蓄積容量電極として対向配置させることにより(図8の図示右側の蓄積容量70参照)、蓄積容量が更に付与されるように構成されている。即ち、本実施形態では、第1蓄積容量電極1fを挟んで両側に蓄積容量が付与されるダブル蓄積容量構造が構築されており、蓄積容量がより増加する。このような構造とすることにより、本実施形態の液晶装置が持つ、表示画像におけるフリッカや焼き付きを防止する機能を向上させることができる。
【0101】
これらの結果、データ線6a下の領域及び走査線3aに沿って液晶のディスクリネーションが発生する領域(即ち、容量線3bが形成された領域)という開口領域を外れたスペースを有効に利用して、画素電極9aの蓄積容量を増やすことが出来る。
【0102】
また、本実施形態では、第1遮光膜11a(及びこれに電気的に接続された容量線3b)は定電位源に電気的に接続されており、第1遮光膜11a及び容量線3bは、定電位とされている。従って、第1遮光膜11aに対向配置される画素スイッチング用TFT30に対し第1遮光膜11aの電位変動が悪影響を及ぼすことはない。また、容量線3bは、蓄積容量70の第2蓄積容量電極として良好に機能し得る。
【0103】
また、図7及び図8に示したように、本実施形態では、素子基板10に第1遮光膜11aを設けるのに加えて、コンタクトホール13を介して第1遮光膜11aは、前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続するように構成されている。このような構成とした場合には、各第1遮光膜11aが、自段の容量線に電気的に接続される場合と比較して、画素部の開口領域の縁に沿って、データ線6aに重ねて容量線3b及び第1遮光膜11aが形成される領域の他の領域に対する段差が少なくて済む。このように画素部の開口領域の縁に沿った段差が少ないと、当該段差に応じて引き起こされる液晶のディスクリネーション(配向不良)を低減できるので、画素部の開口領域を広げることが可能となる。
【0104】
また、第1遮光膜11aは、前述のように直線状に伸びる本線部から突出した突出部にコンタクトホール13が開孔されている。ここで、コンタクトホール13の開孔箇所としては、縁に近い程、ストレスが縁から発散されやすくなる等の理由により、クラックが発生しにくい。従って、どれだけ突出部の先端に近づけてコンタクトホール13を開孔するかに応じて(好ましくは、マージンぎりぎりまで先端に近づけるかに応じて)、製造工程中に第1遮光膜11aにかかる応力が緩和されて、より効果的にクラックを防止し得、歩留まりを向上させることが可能となる。
【0105】
また、容量線3bと走査線3aとは、同一のポリシリコン膜からなり、蓄積容量70の誘電体膜とTFT30のゲート絶縁膜2とは、同一の高温酸化膜からなり、第1蓄積容量電極1fと、TFT30のチャネル形成領域1aおよびソース領域1d、ドレイン領域1e等とは、同一の半導体層1aからなっている。このため、素子基板10の基板本体10Aの表面上に形成される積層構造を簡略化でき、更に、後述の液晶装置の製造方法において、同一の薄膜形成工程で容量線3b及び走査線3aを同時に形成でき、蓄積容量70の誘電体膜及びゲート絶縁膜2を同時に形成することができる。
【0106】
容量線3bと第1遮光膜11aとは、第1層間絶縁膜12に開孔されたコンタクトホール13を介して確実に且つ高い信頼性を持って、両者は電気的に接続されているが、このようなコンタクトホール13は、画素毎に開孔されていても良いし、複数の画素からなる画素グループ毎に開孔されていても良い。
【0107】
このような画素毎或いは画素グループ毎に設けられるコンタクトホール13は、対向基板20側から見てデータ線6aの下に開孔されている。このため、コンタクトホール13は、画素部の開口領域から外れており、しかもTFT30や第1蓄積容量電極1fが形成されていない第1層間絶縁膜12の部分に設けられているので、画素部の有効利用を図りつつ、コンタクトホール13の形成によるTFT30や他の配線等の不良化を防ぐことができる。
【0108】
また、図3において、画素スイッチング用TFT30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域(ソース側LDD領域)1b及び低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイン領域1eを備えている。
【0109】
高濃度ドレイン領域1eには、複数の画素電極9aのうちの対応する一つが接続されている。ソース領域1b及び1d並びにドレイン領域1c及び1eは後述するように、半導体層1aに対し、N型又はP型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度のN型用又はP型用のドーパントをドープすることにより形成されている。N型チャネルのTFTは、動作速度が速いという利点があり、画素のスイッチング素子である画素スイッチング用TFT30として用いられることが多い。
【0110】
データ線6aは、Al等の金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性の薄膜から構成されている。また、走査線3a、ゲート絶縁膜2及び第1層間絶縁膜12の上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が各々形成された第2層間絶縁膜4が形成されている。このソース領域1bへのコンタクトホール5を介して、データ線6aは高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。
【0111】
更に、データ線6a及び第2層間絶縁膜4の上には、高濃度ドレイン領域1eへのコンタクトホール8が形成された第3層間絶縁膜7が形成されている。この高濃度ドレイン領域1eへのコンタクトホール8を介して、画素電極9aは高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続されている。前述の画素電極9aは、このように構成された第3層間絶縁膜7の上面に設けられている。尚、画素電極9aと高濃度ドレイン領域1eとは、データ線6aと同一のAl膜や走査線3bと同一のポリシリコン膜を中継して電気的に接続するようにしてもよい。
【0112】
画素スイッチング用TFT30は、好ましくは上述のようにLDD構造を持つが、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよいし、ゲート電極(走査線3a)をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のTFTであってもよい。
【0113】
また、画素スイッチング用TFT30のゲート電極(走査線3a)をソース−ドレイン領域1b及び1e間に1個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に2個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにダブルゲート或いはトリプルゲート以上でTFTを構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも1個をLDD構造或いはオフセット構造にすれば、更にオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【0114】
ここで、一般には、半導体層1aのチャネル領域1a’、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c等を構成する単結晶シリコン層は、光が入射するとシリコンが有する光電変換効果により光電流が発生してしまい画素スイッチング用TFT30のトランジスタ特性が劣化するが、本実施形態では、走査線3aを上側から覆うようにデータ線6aがAl等の遮光性の金属薄膜から形成されているので、少なくとも半導体層1aのチャネル領域1a’及びLDD領域1b、1cへの入射光の入射を防止することが出来る。
【0115】
また、前述のように、画素スイッチング用TFT30の下側(基板本体10A側)には、第1遮光膜11aが設けられているので、少なくとも半導体層1aのチャネル領域1a’及びLDD領域1b、1cへの戻り光の入射を防止することが出来る。
【0116】
尚、本実施形態においては、相隣接する前段あるいは後段の画素に設けられた容量線3bと第1遮光膜11aとを接続しているため、最上段あるいは最下段の画素に対して第1遮光膜11aに定電位を供給するための容量線3bが必要となる。そこで、容量線3bの数を垂直画素数に対して1本余分に設けておくようにすると良い。
【0117】
(電気光学装置の製造方法)
次に、上記構造を有する液晶装置の製造方法について説明する。
はじめに、図9〜図14に基づいて、本発明に係る実施形態の素子基板の製造方法として、素子基板10の製造方法について説明する。なお、図9〜図14は各工程における素子基板の一部分を、図8と同様に、図7のA−A’断面に対応させて示す工程図である。また、図10〜図14においては、図面を簡略化するために、絶縁部205の図示を省略している。
【0118】
はじめに、シリコン基板、石英基板、ガラス基板等の基板本体(支持基板)10Aを用意する。ここで、好ましくはN2(窒素)等の不活性ガス雰囲気下、約850〜1300℃、より好ましくは1000℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおいて基板本体10Aに生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。即ち、製造プロセスにおいて処理される最高温に合わせて、事前に基板本体10Aを同じ温度かそれ以上の温度で熱処理しておく。
【0119】
このように処理された基板本体10Aの全面に、図9(a)に示すように、Ti、Cr、W、Ta、Mo及びPd等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタリング法などにより、100〜500nm程度の膜厚、好ましくは約200nmの膜厚の遮光層11を形成する。
【0120】
次に、図9(b)に示すように、フォトリソグラフィにより第1遮光膜11aのパターン(図7参照)に対応するフォトレジスト207を形成する。
【0121】
次に、図9(c)に示すように、フォトレジスト207を介して遮光層11に対しエッチングを行うことにより、図7に示したようなパターンの第1遮光膜11aを形成する。
【0122】
次に、図9(d)に示すように、第1遮光膜11aの上に、例えば、常圧又は減圧CVD法等によりTEOS(テトラ・エチル・オルソ・シリケート)ガス、TEB(テトラ・エチル・ボートレート)ガス、TMOP(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)ガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる第1層間絶縁膜12を形成する。この第1層間絶縁膜12の膜厚は、例えば、約400〜1000nm、より好ましくは800nm程度とする。
【0123】
次に、図9(e)に示すように、第1層間絶縁膜12の表面全体を、CMP(化学的機械研磨)法などにより研磨して平坦化する。
【0124】
次に、図9(f)に示すように、表面が平坦化された第1層間絶縁膜12を形成した図9(e)に示す基板本体10Aと、表面に第1の酸化シリコン膜203B、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204、第2の酸化シリコン膜203Aからなる絶縁部205を形成した単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせを行う。次いで、図9(g)に示すように、基板本体10Aの表面上に薄膜の単結晶シリコン層202を残して大部分の単結晶シリコン基板202Aの剥離を行う。
【0125】
なお、単結晶シリコン基板202Aの表面に絶縁部205を形成する方法、表面に絶縁部205を形成した単結晶シリコン基板202Aと基板本体10Aとの貼り合わせ方法、及び単結晶シリコン基板202Aの剥離方法については、上記のSOI基板200の製造方法において詳細に説明したので、説明を省略する。
【0126】
次に、図9(h)に示すように、単結晶シリコン層202をフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等を経て所定のパターンに形成することにより、図7に示した如き所定パターンの半導体層1aを形成する。即ち、特にデータ線6a下で容量線3bが形成される領域及び走査線3aに沿って容量線3bが形成される領域には、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aから延設された第1蓄積容量電極1fを形成する。
【0127】
次に、図9(i)に示すように、画素スイッチング用TFT30を構成する半導体層1aと共に第1蓄積容量電極1fを約850〜1300℃の温度、好ましくは約1000℃の温度で72分程度熱酸化することにより、約60nmの比較的薄い厚さの熱酸化シリコン膜を形成し、画素スイッチング用TFT30のゲート絶縁膜2と共に容量形成用のゲート絶縁膜2を形成する。この結果、半導体層1a及び第1蓄積容量電極1fの厚さは、約30〜170nmの厚さ、ゲート絶縁膜2の厚さは、約60nmの厚さとなる。
【0128】
次に、図10(a)に示すように、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置にレジスト膜301を形成し、Pチャネルの半導体層1aにPなどのV族元素のドーパント302を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、2×1011/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0129】
次に、図10(b)に示すように、図示を省略するPチャネルの半導体層1aに対応する位置にレジスト膜を形成し、Nチャネルの半導体層1aにBなどのIII族元素のドーパント303を低濃度で(例えば、Bイオンを35keVの加速電圧、1×1012/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0130】
次に、図10(c)に示すように、Pチャネル、Nチャネル毎に各半導体層1aのチャネル領域1a’の端部を除く基板10の表面にレジスト膜305を形成し、Pチャネルについて、図10(a)に示した工程の約1〜10倍のドーズ量のPなどのV族元素のドーパント306、Nチャネルについて図10(b)に示した工程の約1〜10倍のドーズ量のBなどのIII族元素のドーパント306をドープする。
【0131】
次に、図10(d)に示すように、半導体層1aを延設してなる第1蓄積容量電極1fを低抵抗化するため、基板本体10Aの表面の走査線3a(ゲート電極)に対応する部分にレジスト膜307(走査線3aよりも幅が広い)を形成し、これをマスクとしてその上からPなどのV族元素のドーパント308を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、3×1014/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0132】
次に、図11(a)に示すように、第1層間絶縁膜12及び絶縁部205(図示略)に第1遮光膜11aに至るコンタクトホール13を反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより或いはウエットエッチングにより形成する。この際、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチングのような異方性エッチングにより、コンタクトホール13等を開孔した方が、開孔形状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点がある。但し、ドライエッチングとウエットエッチングとを組み合わせて開孔すれば、これらのコンタクトホール13等をテーパ状にできるので、配線接続時の断線を防止できるという利点が得られる。
【0133】
次に、図11(b)に示すように、減圧CVD法等によりポリシリコン層3を350nm程度の厚さで堆積した後、リン(P)を熱拡散し、ポリシリコン膜3を導電化する。又は、Pイオンをポリシリコン膜3の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。これにより、ポリシリコン層3の導電性を高めることができる。
【0134】
次に、図11(c)に示すように、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図7に示した如き所定パターンの走査線3aと共に容量線3bを形成する。尚、この後、基板本体10Aの裏面に残存するポリシリコンを基板本体10Aの表面をレジスト膜で覆ってエッチングにより除去する。
【0135】
次に、図11(d)に示すように、半導体層1aにPチャネルのLDD領域を形成するために、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜309で覆い、走査線3a(ゲート電極)を拡散マスクとして、まずBなどのIII族元素のドーパント310を低濃度で(例えば、BF2イオンを90keVの加速電圧、3×1013/cm2のドーズ量にて)ドープし、Pチャネルの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを形成する。
【0136】
続いて、図11(e)に示すように、半導体層1aにPチャネルの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、Nチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜309で覆った状態で、かつ、図示はしていないが走査線3aよりも幅の広いマスクでレジスト層をPチャネルに対応する走査線3a上に形成した状態、同じくBなどのIII族元素のドーパント311を高濃度で(例えば、BF2イオンを90keVの加速電圧、2×1015/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0137】
次に、図12(a)に示すように、半導体層1aにNチャネルのLDD領域を形成するために、Pチャネルの半導体層1aに対応する位置をレジスト膜(図示せず)で覆い、走査線3a(ゲート電極)を拡散マスクとして、PなどのV族元素のドーパント60を低濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、6×1012/cm2のドーズ量にて)ドープし、Nチャネルの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cを形成する。
【0138】
続いて、図12(b)に示すように、半導体層1aにNチャネルの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを形成するために、走査線3aよりも幅の広いマスクでレジスト62をNチャネルに対応する走査線3a上に形成した後、同じくPなどのV族元素のドーパント61を高濃度で(例えば、Pイオンを70keVの加速電圧、4×1015/cm2のドーズ量にて)ドープする。
【0139】
次に、図12(c)に示すように、画素スイッチング用TFT30における走査線3aと共に容量線3b及び走査線3aを覆うように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる第2層間絶縁膜4を形成する。第2層間絶縁膜4の膜厚は、約500〜1500nmが好ましく、更に800nmがより好ましい。
【0140】
この後、高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを活性化するために約850℃のアニール処理を20分程度行う。
【0141】
次に、図12(d)に示すように、データ線31に対するコンタクトホール5を、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより或いはウエットエッチングにより形成する。また、走査線3aや容量線3bを図示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コンタクトホール5と同一の工程により第2層間絶縁膜4に開孔する。
【0142】
次に、図13(a)に示すように、第2層間絶縁膜4の上に、スパッタ処理等により、遮光性のAl等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜6として、約100〜700nmの厚さ、好ましくは約350nmに堆積し、更に図13(b)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、データ線6aを形成する。
【0143】
次に、図13(c)に示すように、データ線6a上を覆うように、例えば、常圧又は減圧CVD法やTEOSガス等を用いて、NSG、PSG、BSG、BPSGなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等からなる第3層間絶縁膜7を形成する。第3層間絶縁膜7の膜厚は、約500〜1500nmが好ましく、更に800nmがより好ましい。
【0144】
次に、図14(a)に示すように、画素スイッチング用TFT30において、画素電極9aと高濃度ドレイン領域1eとを電気的に接続するためのコンタクトホール8を、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。
【0145】
次に、図14(b)に示すように、第3層間絶縁膜7の上に、スパッタ処理等により、ITO等の透明導電性薄膜9を、約50〜200nmの厚さに堆積し、更に図14(c)に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、画素電極9aを形成する。尚、本実施形態の液晶装置が反射型液晶装置である場合には、Al等の反射率の高い不透明な材料から画素電極9aを形成してもよい。
【0146】
続いて、画素電極9aの上にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように、且つ所定方向にラビング処理を施すこと等により、配向膜16(図8参照)が形成される。
【0147】
以上のようにして、素子基板10が製造される。
【0148】
本実施形態の素子基板の製造方法によれば、表面に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を形成した単結晶シリコン基板202Aと基板本体10Aとを貼り合わせることにより、窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜204を基板本体10Aと単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面よりも半導体層1a(TFT30)側に位置させることができるので、基板本体10Aに含有された不純物、及び基板本体10Aと単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面に吸着した不純物が半導体層1a(TFT30)側に拡散することを完全に防止することができる。
【0149】
また、本実施形態の素子基板の製造方法により製造された素子基板10は、基板本体10Aに含有された不純物、及び基板本体10Aと単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面に吸着した不純物が半導体層1a(TFT30)側へ拡散することを完全に防止することができるので、TFT30の特性の劣化を防止することができるものとなる。
【0150】
次に、対向基板20の製造方法及び素子基板10と対向基板20とから液晶装置を製造する方法について説明する。
【0151】
図8に示した対向基板20については、基板本体20Aとしてガラス基板等の光透過性基板を用意し、基板本体20Aの表面上に、第2遮光膜23及び後述する周辺見切りとしての第2遮光膜を形成する。第2遮光膜23及び後述する周辺見切りとしての第2遮光膜は、例えばCr、Ni、Alなどの金属材料をスパッタリングした後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成される。尚、これらの第2遮光膜は、上記の金属材料の他、カーボンやTiなどをフォトレジストに分散させた樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。
【0152】
その後、基板本体20Aの表面上の全面にスパッタリング法などにより、ITO等の透明導電性薄膜を、約50〜200nmの厚さに堆積することにより、対向電極21を形成する。更に、対向電極21の表面上の全面にポリイミドなどの配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように、且つ所定方向にラビング処理を施すこと等により、配向膜22(図3参照)を形成する。以上のようにして、対向基板20が製造される。
【0153】
最後に、上述のようにして製造された素子基板10と対向基板20とを、配向膜16及び22が互いに対向するようにシール材により貼り合わせ、真空吸引法などの方法により、両基板間の空間に、例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶を吸引して、所定の厚みを有する液晶層50を形成することにより、上記構造の液晶装置が製造される。
【0154】
(液晶装置の全体構成)
上記のように構成された本実施形態の液晶装置の全体構成を図15及び図16を参照して説明する。尚、図15は、素子基板10を対向基板20側から見た平面図であり、図16は、対向基板20を含めて示す図15のH−H’断面図である。
【0155】
図15において、素子基板10の表面上には、シール材52がその縁に沿って設けられており、図16に示すように、図15に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該シール材52により素子基板10に固着されている。
【0156】
図15に示すように、対向基板20の表面上にはシール材52の内側に並行させて、例えば第2遮光膜23と同じ或いは異なる材料から成る周辺見切りとしての第2遮光膜53が設けられている。
【0157】
また、素子基板10において、シール材52の外側の領域には、データ線駆動回路101及び実装端子102が素子基板10の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。走査線3aに供給される走査信号遅延が問題にならない場合には、走査線駆動回路104は片側だけでも良いことは言うまでもない。
【0158】
また、データ線駆動回路101を表示領域(画素部)の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば奇数列のデータ線6aは表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線6aは表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。この様にデータ線6aを櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。
【0159】
更に素子基板10の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路104間をつなぐための複数の配線105が設けられており、更に、周辺見切りとしての第2遮光膜53の下に隠れてプリチャージ回路を設けてもよい。また、素子基板10と対向基板20間のコーナー部の少なくとも1箇所においては、素子基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための導通材106が設けられている。
【0160】
また、素子基板10の表面上には更に、製造途中や出荷時の液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。また、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104を素子基板10の表面上に設ける代わりに、例えばTAB(テープオートメイテッドボンディング基板)上に実装された駆動用LSIに、素子基板10の周辺領域に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。
【0161】
また、対向基板20の光が入射する側及び素子基板10の光が出射する側には各々、例えば、TN(ツイステッドネマティック)モード、STN(スーパーTN)モード、D−STN(デュアルスキャン−STN)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光手段などが所定の方向で配置される。
【0162】
本実施形態の液晶装置がカラー液晶プロジェクタ(投射型表示装置)に適用される場合には、3枚の液晶装置がRGB用のライトバルブとして各々用いられ、各パネルには各々RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、その場合には上記実施形態で示したように、対向基板20に、カラーフィルタは設けられていない。
【0163】
しかしながら、対向基板20の基板本体20Aの液晶層50側表面上において、第2遮光膜23の形成されていない画素電極9aに対向する所定領域にRGBのカラーフィルタをその保護膜と共に形成してもよい。このような構成とすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラー液晶装置に、上記実施形態の液晶装置を適用することができる。
【0164】
更に、対向基板20の表面上に1画素に1個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。更にまた、対向基板20の表面上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、RGB色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー液晶装置が実現できる。
【0165】
なお、本実施形態における液晶装置では、入射光を対向基板20側から入射させることとしたが、素子基板10に第1遮光膜11aを設ける構成としているので、素子基板10側から入射光を入射させ、対向基板20側から出射するようにしても良い。即ち、このように液晶装置を液晶プロジェクタに取り付けても、半導体層1aのチャネル領域1a’及びLDD領域1b、1cに光が入射することを防ぐことが出来、高画質の画像を表示することが可能である。
【0166】
また、本実施形態の液晶装置は、本実施形態の素子基板の製造方法により製造された素子基板10を備えたものであるので、基板本体10Aに含有された不純物、及び基板本体10Aと単結晶シリコン基板202Aとの貼り合わせ面に吸着した不純物が半導体層1a(TFT30)側へ拡散することを完全に防止することができるので、TFT(トランジスタ素子)30の特性の劣化を防止することができ、性能の優れたものとなる。
【0167】
(電子機器)
上記の実施形態の液晶装置(電気光学装置)を用いた電子機器の一例として、投射型表示装置の構成について、図17を参照して説明する。
【0168】
図17において、投射型表示装置1100は、上記の実施形態の液晶装置を3個用意し、夫々RGB用の液晶装置962R、962G及び962Bとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。
【0169】
本例の投射型表示装置の光学系には、光源装置920と、均一照明光学系923が採用されている。そして、投射型表示装置は、この均一照明光学系923から出射される光束Wを赤(R)、緑(G)、青(B)に分離する色分離手段としての色分離光学系924と、各色光束R、G、Bを変調する変調手段としての3つのライトバルブ925R、925G、925Bと、変調された後の色光束を再合成する色合成手段としての色合成プリズム910と、合成された光束を投射面100の表面に拡大投射する投射手段としての投射レンズユニット906を備えている。また、青色光束Bを対応するライトバルブ925Bに導く導光系927をも備えている。
【0170】
均一照明光学系923は、2つのレンズ板921、922と反射ミラー931を備えており、反射ミラー931を挟んで2つのレンズ板921、922が直交する状態に配置されている。均一照明光学系923の2つのレンズ板921、922は、それぞれマトリクス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源装置920から出射された光束は、第1のレンズ板921の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、これらの部分光束は、第2のレンズ板922の矩形レンズによって3つのライトバルブ925R、925G、925B付近で重畳される。従って、均一照明光学系923を用いることにより、光源装置920が出射光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合でも、3つのライトバルブ925R、925G、925Bを均一な照明光で照明することが可能となる。
【0171】
各色分離光学系924は、青緑反射ダイクロイックミラー941と、緑反射ダイクロイックミラー942と、反射ミラー943から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー941において、光束Wに含まれている青色光束Bおよび緑色光束Gが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー942の側に向かう。赤色光束Rはこのミラー941を通過して、後方の反射ミラー943で直角に反射されて、赤色光束Rの出射部944からプリズムユニット910の側に出射される。
【0172】
次に、緑反射ダイクロイックミラー942において、青緑反射ダイクロイックミラー941において反射された青色、緑色光束B、Gのうち、緑色光束Gのみが直角に反射されて、緑色光束Gの出射部945から色合成光学系の側に出射される。
【0173】
緑反射ダイクロイックミラー942を通過した青色光束Bは、青色光束Bの出射部946から導光系927の側に出射される。本例では、均一照明光学素子の光束Wの出射部から、色分離光学系924における各色光束の出射部944、945、946までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。
【0174】
色分離光学系924の赤色、緑色光束R、Gの出射部944、945の出射側には、それぞれ集光レンズ951、952が配置されている。したがって、各出射部から出射した赤色、緑色光束R、Gは、これらの集光レンズ951、952に入射して平行化される。
【0175】
このように平行化された赤色、緑色光束R、Gは、ライトバルブ925R、925Gに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶装置は、図示を省略している駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青色光束Bは、導光系927を介して対応するライトバルブ925Bに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。尚、本例のライトバルブ925R、925G、925Bは、それぞれさらに入射側偏光手段960R、960G、960Bと、出射側偏光手段961R、961G、961Bと、これらの間に配置された液晶装置962R、962G、962Bとからなる液晶ライトバルブである。
【0176】
導光系927は、青色光束Bの出射部946の出射側に配置した集光レンズ954と、入射側反射ミラー971と、出射側反射ミラー972と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ973と、ライトバルブ925Bの手前側に配置した集光レンズ953とから構成されている。集光レンズ946から出射された青色光束Bは、導光系927を介して液晶装置962Bに導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、光束Wの出射部から各液晶装置962R、962G、962Bまでの距離は青色光束Bが最も長くなり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導光系927を介在させることにより、光量損失を抑制することができる。
【0177】
各ライトバルブ925R、925G、925Bを通って変調された各色光束R、G、Bは、色合成プリズム910に入射され、ここで合成される。そして、この色合成プリズム910によって合成された光が投射レンズユニット906を介して所定の位置にある投射面100の表面に拡大投射されるようになっている。
【0178】
上記構造を有する投射型表示装置1100は、上記の実施形態の液晶装置を備えたものであるので、TFT(トランジスタ素子)の特性の劣化を防止することができ、性能の優れたものとなる。
【0179】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、支持基板と単結晶シリコン層との間に少なくとも窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を具備する絶縁部を設ける構成としたので、支持基板に含有された不純物が単結晶シリコン層側に拡散することを完全に防止することができるSOI基板を提供することができる。
【0180】
また、単結晶シリコン基板側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成してから、単結晶シリコン基板と支持基板とを貼り合わせることによって、支持基板に含有された不純物、及び支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面に吸着した不純物が単結晶シリコン層側に拡散することを完全に防止することができるSOI基板の製造方法を提供することができる。
【0181】
また、本発明のSOI基板を用いて素子基板を製造することができ、本発明の素子基板は、支持基板に含有された不純物、あるいは支持基板と単結晶シリコン基板との貼り合わせ面に吸着した不純物によるトランジスタ素子への影響を防止し、トランジスタ素子の特性の劣化を防止することができるものとなる。
【0182】
また、本発明の素子基板を備えることにより、トランジスタ素子の特性の劣化を防止することができ、性能の優れた電気光学装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明に係る実施形態のSOI基板の構造を示す断面図である。
【図2】 図2(a)〜(e)は、本発明に係る実施形態のSOI基板の製造方法を示す工程図である。
【図3】 図3(a)〜(c)は、本発明に係る実施形態のSOI基板の製造方法を示す工程図である。
【図4】 図4(a)〜(d)は、本発明に係る実施形態のSOI基板の製造方法において、支持基板と単結晶シリコン基板の貼り合わせのパターンを示す図である。
【図5】 図5は、本発明に係る実施形態の素子基板の構造を示す断面図である。
【図6】 図6は、本発明に係る実施形態の電気光学装置において、画素部を構成する各種素子、配線等の等価回路図である。
【図7】 図7は、本発明に係る実施形態の電気光学装置において、素子基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図8】 図8は、図7のA−A’断面図である。
【図9】 図9(a)〜(i)は、本発明に係る実施形態の素子基板の製造方法を示す工程図である。
【図10】 図10(a)〜(d)は、本発明に係る実施形態の素子基板の製造方法を示す工程図である。
【図11】 図11(a)〜(e)は、本発明に係る実施形態の素子基板の製造方法を示す工程図である。
【図12】 図12(a)〜(d)は、本発明に係る実施形態の素子基板の製造方法を示す工程図である。
【図13】 図13(a)〜(c)は、本発明に係る実施形態の素子基板の製造方法を示す工程図である。
【図14】 図14(a)〜(c)は、本発明に係る実施形態の素子基板の製造方法を示す工程図である。
【図15】 図15は、本発明に係る実施形態の電気光学装置の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。
【図16】 図16は、図15のH−H’断面図である。
【図17】 図17は、本発明に係る実施形態の電気光学装置を用いた電子機器の一例である投射型表示装置の構成図である。
【図18】 図18(a)、(b)は、従来のSOI基板の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
200…SOI基板
201…支持基板
202…単結晶シリコン層
202A…単結晶シリコン基板
203B…第1の酸化シリコン膜
203A…第2の酸化シリコン膜
204…窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜
205…絶縁部
210…素子基板
220…TFT(トランジスタ素子)
208…半導体層
1a…半導体層
1a’…チャネル領域
1b…低濃度ソース領域(ソース側LDD領域)
1c…低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)
1d…高濃度ソース領域
1e…高濃度ドレイン領域
10…素子基板
10A…基板本体(支持基板)
20…対向基板
20A…基板本体
11a…第1遮光膜
12…第1層間絶縁膜
30…画素スイッチング用TFT(トランジスタ素子)
50…液晶層(電気光学材料層)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an SOI substrate including a single crystal silicon layer on one surface of a support substrate, an element substrate including the SOI substrate, an electro-optical device and an electronic apparatus including the element substrate, and a method for manufacturing the SOI substrate The present invention relates to a method for manufacturing an element substrate.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor technology in which a single crystal silicon thin film is formed on an insulating substrate and a semiconductor device is formed using the single crystal silicon thin film is called SOI (Silicon On Insulator) technology. It is widely used because it has advantages such as integration.
[0003]
As one of the SOI techniques, there is a technique for manufacturing an SOI substrate by bonding a single crystal silicon substrate. A conventional SOI substrate manufacturing method and structure will be briefly described with reference to FIG.
[0004]
First, as illustrated in FIG. 18A, a single
[0005]
According to the above method for manufacturing an SOI substrate, since the single crystal silicon
[0006]
An SOI substrate based on such a bonding method is used for manufacturing various devices in the same way as an ordinary bulk semiconductor substrate (semiconductor integrated circuit). However, as a feature different from a bulk substrate, various materials can be used as a supporting substrate. The point which can use a board | substrate can be mentioned.
[0007]
That is, as a supporting substrate, a normal silicon substrate, a transparent (light transmissive) quartz substrate, a glass substrate, or the like can be used. Therefore, for example, by forming a single crystal silicon thin film on a light-transmitting substrate, single crystal silicon having excellent crystallinity even in a device requiring light transmittance, such as a transmissive liquid crystal display device Using a thin film, a transistor element such as a high-performance liquid crystal driving MOSFET can be formed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When an SOI substrate is manufactured using a quartz substrate or a glass substrate as a support substrate and a transistor element is formed on the surface, impurities contained in the support substrate permeate the silicon oxide film and diffuse to the transistor element side. There is a risk of deteriorating the characteristics of the.
[0009]
In addition, regardless of the type of the support substrate, when the support substrate and the single crystal silicon substrate are bonded together in the manufacturing process of the SOI substrate, Na from the atmosphere. + , K + , Cl - In this case, the obtained SOI substrate is obtained by sandwiching the impurity between the supporting substrate and the silicon oxide film.
[0010]
When a transistor element is formed on the surface of an SOI substrate having such a structure, impurities sandwiched between the support substrate and the silicon oxide film permeate the silicon oxide film and diffuse to the transistor element side. There is a risk of deteriorating the characteristics of the element.
[0011]
Conventionally, when attaching a support substrate and a single crystal silicon substrate, a dustproof filter has been used to prevent impurities from adsorbing to the support substrate from the atmosphere. However, the present situation is that it is impossible to completely prevent impurities from adsorbing to the bonding surface from the atmosphere.
[0012]
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and impurities contained in the support substrate, or impurities adsorbed on the bonding surface of the support substrate and the single crystal silicon substrate, are on the single crystal silicon layer side. It is an object of the present invention to provide an SOI substrate and a method for manufacturing the same that can be completely prevented from diffusing.
[0013]
Also provided are an element substrate and a method for manufacturing the element substrate that can completely prevent the transistor element from being affected by impurities contained in the support substrate or impurities adsorbed on the bonding surface of the support substrate and the single crystal silicon substrate. The purpose is that.
[0014]
Further, it is an object of the present invention to provide an electro-optical device and an electronic apparatus which are provided with this element substrate and can prevent deterioration of characteristics of the transistor element and have excellent performance.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventor has made various studies, and as a result, the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film is contained in the support substrate and the bonded surface between the support substrate and the single crystal silicon substrate. The inventors have found that the adsorbed impurities are not permeated, and have focused on this point to complete the present invention.
[0016]
The SOI substrate of the present invention is an SOI substrate having a single crystal silicon layer on one surface of a support substrate, and a single layer or a laminated structure of an insulating film between the support substrate and the single crystal silicon layer. An insulating portion is provided, and the insulating portion includes at least a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film.
[0017]
In this manner, by providing the insulating portion including at least a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film between the supporting substrate and the single crystal silicon layer, impurities contained in the supporting substrate can be converted into a silicon nitride film or Since the silicon nitride oxide film is not transmitted, it is possible to completely prevent the impurities contained in the supporting substrate from diffusing to the single crystal silicon layer side.
[0018]
Note that in the SOI substrate of the present invention, as the insulating film other than the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film constituting the insulating portion, a silicon oxide film can be specifically mentioned.
[0019]
The SOI substrate of the present invention having the above structure includes a step of forming a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film on one surface of a single crystal silicon substrate or a support substrate, and the silicon nitride film or silicon nitride oxide film. Forming a silicon oxide film on the surface, bonding the single crystal silicon substrate and the support substrate with the surface of the silicon oxide film as a bonding surface, and the single crystal bonded to the support substrate And a process for forming a single crystal silicon layer by thinning the silicon substrate.
[0020]
Further, in this way, after forming a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film on one surface of either the single crystal silicon substrate or the support substrate, and further forming a silicon oxide film on the surface, the silicon oxide film Adhesion between the single crystal silicon substrate and the support substrate can be improved by bonding the single crystal silicon substrate and the support substrate with the surface as a bonding surface. Note that any of the silicon nitride film, the silicon nitride oxide film, and the silicon oxide film may be formed first.
[0021]
In the method for manufacturing an SOI substrate of the present invention, it is desirable to form a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film on the surface of the single crystal silicon substrate, and a single crystal silicon substrate on which a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is formed; By attaching the support substrate, the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film can be positioned closer to the single crystal silicon layer side than the bonding surface of the support substrate and the single crystal silicon substrate. It is possible to completely prevent not only the impurities but also the impurities adsorbed on the bonding surface from diffusing to the single crystal silicon layer side.
[0022]
In addition, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, or a silicon oxide film may be formed on the surface of the single crystal silicon substrate or the support substrate by a CVD method or the like, but the manufacturing process is simplified and the film thickness is uniform. A flat silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, or a silicon oxide film can be formed, and further, the adhesion between the single crystal silicon substrate and the silicon nitride film or silicon nitride oxide film can be improved. After forming the silicon oxide film by thermally oxidizing the surface, the surface of the single crystal silicon substrate on which the silicon oxide film is formed is nitrided or oxynitrided with dinitrogen monoxide or nitric oxide, thereby forming the silicon oxide film A silicon nitride film or silicon nitride oxide film is formed on the single crystal silicon substrate side, and if necessary, Then, the surface of the single crystal silicon substrate on which the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film is formed is re-thermally oxidized to form a second silicon oxide film on the single crystal silicon substrate side of the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film. It is desirable to do.
[0023]
That is, the SOI substrate manufacturing method of the present invention in this case includes a step of forming a silicon oxide film on the surface of a single crystal silicon substrate, and a silicon nitride film or a silicon nitride oxide oxide on the single crystal silicon substrate side of the silicon oxide film. Forming a film; using the surface of the silicon oxide film as a bonding surface; bonding the single crystal silicon substrate and the support substrate; and thinning the single crystal silicon substrate bonded to the support substrate. And a process.
[0024]
In addition, the method for manufacturing an SOI substrate of the present invention in the case where the second silicon oxide film is formed on the surface of the single crystal silicon substrate on which the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film is formed has the first crystal structure on the surface of the single crystal silicon substrate. Forming a silicon oxide film, forming a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film on the single crystal silicon substrate side of the first silicon oxide film, and forming the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film A step of forming a second silicon oxide film on the single crystal silicon substrate side, a step of bonding the single crystal silicon substrate and a support substrate with the surface of the first silicon oxide film as a bonding surface, and the support And a step of thinning the single crystal silicon substrate bonded to the substrate.
[0025]
By forming a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film in this way and forming a flat film with a uniform thickness, voids are generated on the bonding surface of the support substrate and the single crystal silicon substrate. Since the bonding strength can be improved and the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film has an effect of reducing the stress of bonding, a transistor element or the like is formed using an SOI substrate. In this case, it is possible to prevent film peeling or the like from occurring, so that the yield of products can be improved.
[0026]
In addition, according to the manufacturing method, the insulating portion has a stacked structure of the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film and the silicon oxide film formed on the upper surface or the lower surface of the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film. An SOI substrate can be provided, and this SOI substrate completely diffuses impurities contained in the support substrate and impurities adsorbed on the bonding surface of the support substrate and the single crystal silicon substrate to the single crystal silicon layer side. In addition to being able to prevent, the bonding strength between the support substrate and the single crystal silicon substrate is high and the reliability becomes high.
[0027]
In addition, when the support substrate is formed of a light-transmitting substrate such as a quartz substrate or a glass substrate, the SOI substrate can be applied to a device that transmits light, such as a transmissive liquid crystal device. In this case, the thickness of the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film constituting the insulating portion is set to 100 nm in order to prevent the light transmittance from being lowered due to the presence of the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film. It is desirable to set the following.
[0028]
An element substrate can be manufactured using the above SOI substrate of the present invention. The element substrate manufacturing method of the present invention includes a step of using a SOI substrate manufactured by the SOI substrate manufacturing method of the present invention and forming a semiconductor layer constituting a transistor element by the single crystal silicon layer of the SOI substrate. It is characterized by that.
[0029]
Further, this element substrate manufacturing method can provide an element substrate having a transistor element including a semiconductor layer made of a single crystal silicon layer of an SOI substrate of the present invention.
[0030]
The element substrate of the present invention can completely prevent the impurities contained in the support substrate and the impurities adsorbed on the bonding surface of the support substrate and the single crystal silicon substrate from diffusing to the transistor element side. It is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the transistor element.
[0031]
The element substrate of the present invention, another substrate disposed so as to face the surface of the element substrate on which the transistor element is formed, and an electro-optic material layer sandwiched between the two substrates An electro-optical device including the electronic optical device including the electro-optical device according to the invention can be provided. In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a light shielding film is formed on the lower surface of the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film via an insulating film made of a silicon oxide film.
[0032]
The electro-optical device and the electronic apparatus provided with the element substrate of the present invention can prevent deterioration of the characteristics of the transistor element and have excellent performance.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail.
[0034]
[SOI substrate]
First, FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an SOI substrate according to an embodiment of the present invention, and the structure of this
[0035]
As shown in FIG. 1, the
[0036]
Next, as a method for manufacturing the SOI substrate according to this embodiment, a method for manufacturing the
[0037]
First, as shown in FIG. 2A, a single
[0038]
Next, as shown in FIG. 2C, the surface of the single
[0039]
When the
[0040]
Next, as shown in FIG. 2D, the surface of the single
[0041]
Next, as shown in FIG. 2E, the surface of the single
[0042]
Next, as shown in FIG. 3A, the surface of the insulating portion 205 (the surface of the first
[0043]
Therefore, in order to suppress the occurrence of defects such as cracks, the single
[0044]
Next, as shown in FIG. 3B, most of the single crystal silicon substrates are formed by heat-treating the two bonded substrates, leaving a thin single
[0045]
The heat treatment for peeling the single
[0046]
As described above, the
[0047]
Note that the method for forming the single
[0048]
According to the method for manufacturing an SOI substrate of this embodiment, a single
[0049]
Further, a second
[0050]
However, in this embodiment, after the surface of the single
[0051]
By forming these films having a uniform thickness in this manner, voids can be prevented from being generated on the bonding surface between the
[0052]
Further, according to this method, the first
[0053]
In addition, according to the present embodiment, the first
[0054]
Note that the first
[0055]
In this embodiment, the second
[0056]
Based on FIGS. 4A to 4D, a method for forming the first
[0057]
As shown in FIG. 4A, a second
[0058]
Further, after the second
[0059]
When a silicon oxide film and a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film are formed on the surface of the single
[0060]
Even with such a structure, the silicon nitride film or the silicon
[0061]
4A and 4B, the case where bonding is performed after a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film is formed on the single
[0062]
As shown in FIG. 4C, after the first
[0063]
In this case, it is desirable to previously form a
[0064]
In the case where the
[0065]
Note that in the bonding pattern illustrated in FIGS. 4C and 4D, the silicon nitride film or the silicon
[0066]
[Element substrate]
Next, the structure of the
[0067]
5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 5,
[0068]
As shown in FIG. 5, a
[0069]
More specifically, a
[0070]
Contact holes 217 and 218 are formed in the
[0071]
Since the
[0072]
[Electro-optical device]
Next, as an example of an electro-optical device according to an embodiment of the present invention, an active matrix liquid crystal device using a TFT (transistor element) as a switching element, which is preferably used in a projection display device such as a projector, is taken up. explain.
[0073]
Note that the liquid crystal device of this embodiment includes an element substrate manufactured using the SOI substrate of the present invention. That is, the basic structure of the element substrate constituting the electro-optical device according to the present embodiment is the first silicon oxide film, silicon nitride film, or oxynitride film on the surface of the substrate body corresponding to the support substrate, as described above. An insulating portion formed of a silicon film and a second silicon oxide film is provided, and a TFT including a semiconductor layer formed of a single crystal silicon layer is formed on the insulating portion.
[0074]
In a projection display device, light is usually incident from the substrate side (the surface of the liquid crystal device) that faces the element substrate, out of the two substrates that constitute the liquid crystal device. In order to prevent light leakage current from entering the channel region of the TFT formed on the surface, a structure in which a light shielding layer is provided on the side on which the TFT light is incident is generally used.
[0075]
However, even if a light-shielding layer is provided on the side on which the TFT light is incident, the light incident on the liquid crystal device may be reflected at the interface on the back surface of the element substrate and enter the channel portion of the TFT as incident light. This return light is a small percentage of the amount of light incident from the surface of the liquid crystal device, but in a device using a very powerful light source such as a projector, a light leakage current can be sufficiently generated. That is, the return light from the back surface of the element substrate affects the switching characteristics of the TFT and degrades the characteristics of the device.
[0076]
Therefore, in this embodiment, in order to prevent the deterioration of the TFT characteristics due to such return light, a light shielding film is provided in correspondence with each TFT (transistor element) immediately above the substrate body corresponding to the support substrate, Further, a first interlayer insulating film for electrically insulating a light shielding film made of metal or the like and a semiconductor layer constituting the TFT is provided. On the surface of the first interlayer insulating film, a first silicon oxide film, nitride An insulating portion formed of a silicon film, a silicon nitride oxide film, or a second silicon oxide film is provided.
[0077]
(Structure of electro-optical device)
First, the structure of an electro-optical device according to an embodiment of the present invention will be described by taking up a liquid crystal device.
[0078]
FIG. 6 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix that constitutes a pixel portion (display region) of the liquid crystal device. FIG. 7 is an enlarged plan view showing a plurality of pixel groups adjacent to each other on the element substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, light shielding films, and the like are formed. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
[0079]
6 to 8,
[0080]
In FIG. 6, a plurality of pixels formed in a matrix that forms a pixel portion of the liquid crystal device includes a plurality of
[0081]
The
[0082]
The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gradation display. In the normally white mode, incident light cannot pass through the liquid crystal part according to the applied voltage. In the normally black mode, incident light passes through the liquid crystal part according to the applied voltage. Light that has a contrast corresponding to the image signal is emitted from the liquid crystal device as a whole.
[0083]
Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a
[0084]
Next, a planar structure in the pixel portion (display area) of the element substrate will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 7, a plurality of
[0085]
The
[0086]
A plurality of first light-shielding
[0087]
Next, a cross-sectional structure in the pixel portion of the liquid crystal device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, in the liquid crystal device, a liquid crystal layer (electro-optic material layer) 50 is sandwiched between an
[0088]
The
[0089]
A
[0090]
A first
[0091]
In the present embodiment, since the first
[0092]
In addition, the
[0093]
On the other hand, a counter electrode (common electrode) 21 is provided over the entire surface of the
[0094]
Further, as shown in FIG. 8, a second light-shielding
[0095]
Between the
[0096]
The
[0097]
Further, the sealing material is made of an adhesive such as a photo-curing adhesive or a thermosetting adhesive for bonding the
[0098]
In the present embodiment, the
[0099]
More specifically, the high-
[0100]
Further, in the
[0101]
As a result, the space outside the opening area, that is, the area under the
[0102]
In the present embodiment, the first
[0103]
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, in the present embodiment, in addition to providing the first
[0104]
Further, in the first
[0105]
The
[0106]
The
[0107]
The
[0108]
In FIG. 3, the
[0109]
A corresponding one of the plurality of
[0110]
The
[0111]
Furthermore, on the
[0112]
The
[0113]
In addition, although a single gate structure in which only one gate electrode (scanning
[0114]
Here, in general, the single crystal silicon layer constituting the
[0115]
Further, as described above, since the first
[0116]
In the present embodiment, since the
[0117]
(Method for manufacturing electro-optical device)
Next, a method for manufacturing a liquid crystal device having the above structure will be described.
First, a method for manufacturing the
[0118]
First, a substrate body (supporting substrate) 10A such as a silicon substrate, a quartz substrate, or a glass substrate is prepared. Where preferably N 2 In an inert gas atmosphere such as (nitrogen), annealing is performed at a high temperature of about 850 to 1300 ° C., more preferably 1000 ° C., and pre-processing is performed so as to reduce distortion generated in the
[0119]
As shown in FIG. 9A, a metal alloy film such as a metal such as Ti, Cr, W, Ta, Mo and Pd or a metal silicide is sputtered on the entire surface of the
[0120]
Next, as shown in FIG. 9B, a
[0121]
Next, as shown in FIG. 9C, the
[0122]
Next, as shown in FIG. 9D, on the first
[0123]
Next, as shown in FIG. 9E, the entire surface of the first
[0124]
Next, as shown in FIG. 9F, the
[0125]
Note that a method of forming the insulating
[0126]
Next, as shown in FIG. 9H, the single
[0127]
Next, as shown in FIG. 9I, the first
[0128]
Next, as shown in FIG. 10A, a resist
[0129]
Next, as shown in FIG. 10B, a resist film is formed at a position corresponding to a P-
[0130]
Next, as shown in FIG. 10C, a resist
[0131]
Next, as shown in FIG. 10D, in order to reduce the resistance of the first
[0132]
Next, as shown in FIG. 11A, the
[0133]
Next, as shown in FIG. 11B, after depositing a polysilicon layer 3 with a thickness of about 350 nm by a low pressure CVD method or the like, phosphorus (P) is thermally diffused to make the polysilicon film 3 conductive. . Alternatively, a doped silicon film in which P ions are introduced simultaneously with the formation of the polysilicon film 3 may be used. Thereby, the conductivity of the polysilicon layer 3 can be increased.
[0134]
Next, as shown in FIG. 11C, the
[0135]
Next, as shown in FIG. 11D, in order to form a P-channel LDD region in the
[0136]
Subsequently, as shown in FIG. 11E, in order to form a P-channel high
[0137]
Next, as shown in FIG. 12A, in order to form an N-channel LDD region in the
[0138]
Subsequently, as shown in FIG. 12B, in order to form the N channel high
[0139]
Next, as shown in FIG. 12C, for example, using a normal pressure or reduced pressure CVD method or TEOS gas so as to cover the
[0140]
Thereafter, an annealing process at about 850 ° C. is performed for about 20 minutes in order to activate the high
[0141]
Next, as shown in FIG. 12D, the
[0142]
Next, as shown in FIG. 13A, a light-shielding low-resistance metal such as Al, metal silicide, or the like is formed on the second
[0143]
Next, as shown in FIG. 13C, a silicate glass film such as NSG, PSG, BSG, or BPSG is used to cover the
[0144]
Next, as shown in FIG. 14A, in the
[0145]
Next, as shown in FIG. 14B, a transparent conductive thin film 9 such as ITO is deposited on the third
[0146]
Subsequently, after a polyimide alignment film coating solution is applied onto the
[0147]
The
[0148]
According to the element substrate manufacturing method of the present embodiment, a silicon nitride film or silicon nitride oxide is obtained by bonding a single
[0149]
In addition, the
[0150]
Next, a method for manufacturing the
[0151]
For the
[0152]
Thereafter, a counter electrode 21 is formed by depositing a transparent conductive thin film such as ITO on the entire surface of the substrate
[0153]
Finally, the
[0154]
(Overall configuration of liquid crystal device)
The overall configuration of the liquid crystal device of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 15 and 16. 15 is a plan view of the
[0155]
In FIG. 15, a sealing
[0156]
As shown in FIG. 15, on the surface of the
[0157]
In the
[0158]
In addition, the data
[0159]
Further, a plurality of
[0160]
Further, on the surface of the
[0161]
Further, for example, the TN (twisted nematic) mode, the STN (super TN) mode, and the D-STN (dual scan-STN) are respectively provided on the side on which the light of the
[0162]
When the liquid crystal device of this embodiment is applied to a color liquid crystal projector (projection display device), three liquid crystal devices are used as RGB light valves, and each panel is for RGB color separation. Each color light separated through the dichroic mirror is incident as projection light. Therefore, in that case, as shown in the above embodiment, the
[0163]
However, even if an RGB color filter is formed together with the protective film in a predetermined region facing the
[0164]
Furthermore, a micro lens may be formed on the surface of the
[0165]
In the liquid crystal device according to the present embodiment, incident light is incident from the
[0166]
Further, since the liquid crystal device of the present embodiment includes the
[0167]
(Electronics)
As an example of an electronic apparatus using the liquid crystal device (electro-optical device) of the above embodiment, a configuration of a projection display device will be described with reference to FIG.
[0168]
In FIG. 17, a projection
[0169]
A
[0170]
The uniform illumination
[0171]
Each color separation
[0172]
Next, in the green reflection
[0173]
The blue light beam B that has passed through the green reflecting
[0174]
Condensing
[0175]
The collimated red and green light beams R and G are incident on the
[0176]
The
[0177]
The color light beams R, G, and B modulated through the
[0178]
Since the
[0179]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the insulating portion including at least the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film is provided between the support substrate and the single crystal silicon layer, it is contained in the support substrate. An SOI substrate capable of completely preventing impurities from diffusing to the single crystal silicon layer side can be provided.
[0180]
In addition, by forming a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film on the single crystal silicon substrate side, the single crystal silicon substrate and the support substrate are bonded to each other, whereby impurities contained in the support substrate, and the support substrate and the single crystal It is possible to provide an SOI substrate manufacturing method capable of completely preventing impurities adsorbed on a bonding surface with a silicon substrate from diffusing to the single crystal silicon layer side.
[0181]
In addition, an element substrate can be manufactured using the SOI substrate of the present invention, and the element substrate of the present invention is adsorbed on the impurities contained in the support substrate or the bonding surface of the support substrate and the single crystal silicon substrate. The influence of the impurities on the transistor element can be prevented, and the deterioration of the characteristics of the transistor element can be prevented.
[0182]
In addition, by including the element substrate of the present invention, it is possible to prevent deterioration of characteristics of the transistor element, and it is possible to provide an electro-optical device and an electronic apparatus with excellent performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an SOI substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2E are process diagrams showing a method for manufacturing an SOI substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A to 3C are process diagrams showing a method for manufacturing an SOI substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A to 4D are diagrams showing a bonding pattern of a support substrate and a single crystal silicon substrate in an SOI substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structure of an element substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like constituting the pixel unit in the electro-optical device according to the embodiment of the invention.
FIG. 7 is a plan view of a plurality of pixel groups adjacent to each other in the element substrate in the electro-optical device according to the embodiment of the invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
FIGS. 9A to 9I are process diagrams showing a method for manufacturing an element substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 10A to 10D are process diagrams showing a method for manufacturing an element substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 11A to 11E are process diagrams showing a method for manufacturing an element substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 12A to 12D are process diagrams showing a method for manufacturing an element substrate according to an embodiment of the present invention.
13A to 13C are process diagrams showing a method for manufacturing an element substrate according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 14A to 14C are process diagrams showing a method for manufacturing an element substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a plan view of an element substrate of an electro-optical device according to an embodiment of the present invention, as viewed from the counter substrate side, together with each component formed thereon.
FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG.
FIG. 17 is a configuration diagram of a projection display device that is an example of an electronic apparatus using the electro-optical device according to the embodiment of the invention.
18A and 18B are process diagrams showing a conventional method for manufacturing an SOI substrate.
[Explanation of symbols]
200 ... SOI substrate
201 ... support substrate
202 ... single crystal silicon layer
202A ... single crystal silicon substrate
203B ... first silicon oxide film
203A ... Second silicon oxide film
204... Silicon nitride film or silicon nitride oxide film
205 ... Insulating part
210: Element substrate
220 ... TFT (transistor element)
208 ... Semiconductor layer
1a ... Semiconductor layer
1a '... channel region
1b: low concentration source region (source side LDD region)
1c: Low concentration drain region (drain side LDD region)
1d ... High concentration source region
1e ... High concentration drain region
10: Element substrate
10A ... Substrate body (support substrate)
20 ... Counter substrate
20A ... Board body
11a ... 1st light shielding film
12 ... 1st interlayer insulation film
30 ... TFT for pixel switching (transistor element)
50 ... Liquid crystal layer (electro-optic material layer)
Claims (2)
前記酸化シリコン膜を形成した前記単結晶シリコン基板の表面を一酸化二窒素若しくは一酸化窒素にて窒化若しくは酸窒化することにより、前記酸化シリコン膜の前記単結晶シリコン基板側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成する工程と、
支持基板の表面において後で形成するトランジスタ素子に対応する位置に遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜を含む前記支持基板の表面に第2の酸化シリコン膜を形成する工程と、
前記第2の酸化シリコン膜の表面を平坦化する工程と、
前記単結晶シリコン基板に形成された前記酸化シリコン膜の表面と前記支持基板に形成されて平坦化された前記第2の酸化シリコン膜の表面との界面を貼り合わせ面として、前記単結晶シリコン基板と支持基板とを貼り合わせる工程と、
前記支持基板と貼り合わせた前記単結晶シリコン基板を薄膜化する工程と、
薄膜化された前記単結晶シリコン基板からなる単結晶シリコン層によりトランジスタ素子を構成する半導体層を形成する工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置用素子基板の製造方法。 Forming a silicon oxide film on the surface of the single crystal silicon substrate by thermally oxidizing the surface of the single crystal silicon substrate;
The surface of the single crystal silicon substrate on which the silicon oxide film is formed is nitrided or oxynitrided with dinitrogen monoxide or nitric oxide, so that a silicon nitride film or nitride is formed on the single crystal silicon substrate side of the silicon oxide film. Forming a silicon oxide film;
Forming a light shielding film at a position corresponding to a transistor element to be formed later on the surface of the support substrate;
Forming a second silicon oxide film on the surface of the support substrate including the light shielding film;
Planarizing the surface of the second silicon oxide film;
Using the interface between the surface of the silicon oxide film formed on the single crystal silicon substrate and the surface of the second silicon oxide film formed on the support substrate and planarized as a bonding surface, the single crystal silicon substrate And a step of bonding the support substrate and
Thinning the single crystal silicon substrate bonded to the support substrate ;
Forming a semiconductor layer constituting a transistor element by a single crystal silicon layer comprising the thin single crystal silicon substrate;
A method for manufacturing an element substrate for an electro-optical device.
前記第1の酸化シリコン膜を形成した前記単結晶シリコン基板の表面を一酸化二窒素若しくは一酸化窒素にて窒化若しくは酸窒化することにより、前記第1の酸化シリコン膜の前記単結晶シリコン基板側に窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成する工程と、
前記窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜を形成した前記単結晶シリコン基板の表面を熱酸化することにより、前記窒化シリコン膜若しくは窒化酸化シリコン膜の前記単結晶シリコン基板側に第2の酸化シリコン膜を形成する工程と、
支持基板の表面において後で形成するトランジスタ素子に対応する位置に遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜を含む前記支持基板の表面に第3の酸化シリコン膜を形成する工程と、
前記第3の酸化シリコン膜の表面を平坦化する工程と、
前記単結晶シリコン基板に形成された前記第1の酸化シリコン膜の表面と前記支持基板に形成されて平坦化された前記第3の酸化シリコン膜の表面との界面を貼り合わせ面として、前記単結晶シリコン基板と支持基板とを貼り合わせる工程と、
前記支持基板と貼り合わせた前記単結晶シリコン基板を薄膜化する工程と、
薄膜化された前記単結晶シリコン基板からなる単結晶シリコン層によりトランジスタ素子を構成する半導体層を形成する工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置用素子基板の製造方法。 Forming a first silicon oxide film on the surface of the single crystal silicon substrate by thermally oxidizing the surface of the single crystal silicon substrate;
The surface of the single crystal silicon substrate on which the first silicon oxide film is formed is nitrided or oxynitrided with dinitrogen monoxide or nitric oxide, whereby the first silicon oxide film is on the single crystal silicon substrate side. Forming a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film on the substrate;
By thermally oxidizing the surface of the single crystal silicon substrate on which the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film is formed, a second silicon oxide film is formed on the single crystal silicon substrate side of the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film. Forming, and
Forming a light shielding film at a position corresponding to a transistor element to be formed later on the surface of the support substrate;
Forming a third silicon oxide film on the surface of the support substrate including the light shielding film;
Planarizing the surface of the third silicon oxide film;
The interface between the surface of the first silicon oxide film formed on the single crystal silicon substrate and the surface of the third silicon oxide film formed flat on the support substrate is used as a bonding surface. Bonding the crystalline silicon substrate and the support substrate;
Thinning the single crystal silicon substrate bonded to the support substrate ;
Forming a semiconductor layer constituting a transistor element by a single crystal silicon layer comprising the thin single crystal silicon substrate;
A method for manufacturing an element substrate for an electro-optical device.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000365714A JP4507395B2 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Method for manufacturing element substrate for electro-optical device |
US09/988,332 US6583440B2 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-19 | Soi substrate, element substrate, semiconductor device, electro-optical apparatus, electronic equipment, method of manufacturing the soi substrate, method of manufacturing the element substrate, and method of manufacturing the electro-optical apparatus |
KR10-2001-0075247A KR100468502B1 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-30 | Soi substrate, element substrate, method of manufacturing the soi substrate, and method of manufacturing the element substrate |
US10/431,390 US7112514B2 (en) | 2000-11-30 | 2003-05-08 | SOI substrate, element substrate, semiconductor device, electro-optical apparatus, electronic equipment, method of manufacturing the SOI substrate, method of manufacturing the element substrate, and method of manufacturing the electro-optical apparatus |
US10/431,401 US6818921B2 (en) | 2000-11-30 | 2003-05-08 | SOI substrate, element substrate, semiconductor device, electro-optical apparatus and electronic equipment |
KR10-2004-0021340A KR100475502B1 (en) | 2000-11-30 | 2004-03-29 | Semiconductor device having soi substrate, electro-optical apparatus and electronic equipment having element substrate, and method of manufacturing the electro-optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000365714A JP4507395B2 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Method for manufacturing element substrate for electro-optical device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002170942A JP2002170942A (en) | 2002-06-14 |
JP4507395B2 true JP4507395B2 (en) | 2010-07-21 |
Family
ID=18836434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000365714A Expired - Fee Related JP4507395B2 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Method for manufacturing element substrate for electro-optical device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4507395B2 (en) |
Families Citing this family (58)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4772258B2 (en) * | 2002-08-23 | 2011-09-14 | シャープ株式会社 | Manufacturing method of SOI substrate |
US7119365B2 (en) | 2002-03-26 | 2006-10-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and manufacturing method thereof, SOI substrate and display device using the same, and manufacturing method of the SOI substrate |
US6818529B2 (en) * | 2002-09-12 | 2004-11-16 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for forming a silicon film across the surface of a glass substrate |
US7192812B2 (en) * | 2002-12-20 | 2007-03-20 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing electro-optical substrate |
US6759277B1 (en) * | 2003-02-27 | 2004-07-06 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Crystalline silicon die array and method for assembling crystalline silicon sheets onto substrates |
JP4581348B2 (en) * | 2003-08-26 | 2010-11-17 | 信越半導体株式会社 | Method for manufacturing bonded wafer and SOI wafer |
JP4599831B2 (en) * | 2003-11-14 | 2010-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | Method for manufacturing substrate for electro-optical device |
KR100673016B1 (en) | 2005-12-06 | 2007-01-24 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor devices and methods of forming the same |
WO2008078133A1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-03 | S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies | Method for producing a semiconductor-on-insulator structure |
US7755113B2 (en) * | 2007-03-16 | 2010-07-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, semiconductor display device, and manufacturing method of semiconductor device |
US7846817B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-12-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
EP1975998A3 (en) * | 2007-03-26 | 2013-12-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a plurality of island-shaped SOI structures |
CN101281912B (en) * | 2007-04-03 | 2013-01-23 | 株式会社半导体能源研究所 | Soi substrate and manufacturing method thereof, and semiconductor device |
US20080248629A1 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor substrate |
EP2140480A4 (en) | 2007-04-20 | 2015-04-22 | Semiconductor Energy Lab | Method for manufacturing soi substrate and semiconductor device |
KR101440930B1 (en) * | 2007-04-20 | 2014-09-15 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Method of manufacturing soi substrate |
KR101436116B1 (en) * | 2007-04-27 | 2014-09-01 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Soi substrate and manufacturing method of the same, and semiconductor device |
JP5289805B2 (en) * | 2007-05-10 | 2013-09-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing substrate for manufacturing semiconductor device |
KR101443580B1 (en) * | 2007-05-11 | 2014-10-30 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Method for manufacturing semiconductor device |
EP1993128A3 (en) * | 2007-05-17 | 2010-03-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing soi substrate |
US9059247B2 (en) | 2007-05-18 | 2015-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing SOI substrate and method for manufacturing semiconductor device |
US8513678B2 (en) | 2007-05-18 | 2013-08-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device |
KR101400699B1 (en) | 2007-05-18 | 2014-05-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Semiconductor substrate, semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP5459899B2 (en) * | 2007-06-01 | 2014-04-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing semiconductor device |
US7875532B2 (en) * | 2007-06-15 | 2011-01-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Substrate for manufacturing semiconductor device and manufacturing method thereof |
US7781306B2 (en) * | 2007-06-20 | 2010-08-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor substrate and method for manufacturing the same |
US7763502B2 (en) * | 2007-06-22 | 2010-07-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd | Semiconductor substrate, method for manufacturing semiconductor substrate, semiconductor device, and electronic device |
KR101484296B1 (en) * | 2007-06-26 | 2015-01-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Semiconductor substrate, manufacturing method of the semiconductor substrate, and semiconductor device and electronic device using the same |
US20090004764A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing SOI substrate and method for manufacturing semiconductor device |
EP2009687B1 (en) * | 2007-06-29 | 2016-08-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing an SOI substrate and method of manufacturing a semiconductor device |
JP2009076890A (en) * | 2007-08-31 | 2009-04-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, and electronic device |
CN102646698B (en) * | 2007-09-14 | 2015-09-16 | 株式会社半导体能源研究所 | Semiconductor device and electronic equipment |
KR101499175B1 (en) * | 2007-10-04 | 2015-03-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Method for manufacturing semiconductor substrate |
JP2009135430A (en) * | 2007-10-10 | 2009-06-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method of manufacturing semiconductor device |
US8236668B2 (en) * | 2007-10-10 | 2012-08-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing SOI substrate |
US7696058B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-04-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing SOI substrate |
JP5688203B2 (en) * | 2007-11-01 | 2015-03-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing semiconductor substrate |
US8163628B2 (en) * | 2007-11-01 | 2012-04-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor substrate |
JP2009135448A (en) * | 2007-11-01 | 2009-06-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing semiconductor substrate, and method for manufacturing semiconductor device |
US7851318B2 (en) | 2007-11-01 | 2010-12-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor substrate and method for manufacturing the same, and method for manufacturing semiconductor device |
JP5548356B2 (en) * | 2007-11-05 | 2014-07-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing semiconductor device |
US7842583B2 (en) * | 2007-12-27 | 2010-11-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor substrate and method for manufacturing semiconductor device |
US20100270658A1 (en) * | 2007-12-27 | 2010-10-28 | Kazuo Nakagawa | Semiconductor device and method for producing same |
JP5548395B2 (en) * | 2008-06-25 | 2014-07-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing SOI substrate |
JP5700617B2 (en) | 2008-07-08 | 2015-04-15 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing SOI substrate |
JP5663150B2 (en) | 2008-07-22 | 2015-02-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing SOI substrate |
JP5522914B2 (en) * | 2008-09-11 | 2014-06-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing SOI substrate |
SG160302A1 (en) | 2008-09-29 | 2010-04-29 | Semiconductor Energy Lab | Method for manufacturing semiconductor substrate |
EP2178133B1 (en) | 2008-10-16 | 2019-09-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Flexible Light-Emitting Device, Electronic Device, and Method for Manufacturing Flexible-Light Emitting Device |
JP5917036B2 (en) | 2010-08-05 | 2016-05-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing SOI substrate |
JP2012156495A (en) | 2011-01-07 | 2012-08-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacturing method of soi substrate |
JP5977947B2 (en) * | 2011-01-14 | 2016-08-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing SOI substrate |
US8735263B2 (en) * | 2011-01-21 | 2014-05-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing SOI substrate |
JP6032963B2 (en) | 2012-06-20 | 2016-11-30 | キヤノン株式会社 | SOI substrate, method for manufacturing SOI substrate, and method for manufacturing semiconductor device |
EP2924715A4 (en) * | 2012-11-22 | 2016-07-27 | Shinetsu Chemical Co | Composite substrate manufacturing method, and composite substrate |
US10593748B2 (en) * | 2016-03-07 | 2020-03-17 | Globalwafers Co., Ltd. | Semiconductor on insulator structure comprising a low temperature flowable oxide layer and method of manufacture thereof |
CN111033719B (en) * | 2017-07-14 | 2023-08-18 | 太阳能爱迪生半导体有限公司 | Method for manufacturing semiconductor-on-insulator structure |
CN111048662A (en) * | 2019-12-26 | 2020-04-21 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | Manufacturing method of parallel PPS capacitor and parallel PPS capacitor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999030370A1 (en) * | 1997-12-09 | 1999-06-17 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device, method of manufacturing electrooptic device and electrooptic device, and electronic apparatus employing it |
JP2000286425A (en) * | 1999-01-28 | 2000-10-13 | Seiko Epson Corp | Electro-optic device, manufacture of the electro-optic device and electronic apparatus |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000365714A patent/JP4507395B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999030370A1 (en) * | 1997-12-09 | 1999-06-17 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device, method of manufacturing electrooptic device and electrooptic device, and electronic apparatus employing it |
JP2000286425A (en) * | 1999-01-28 | 2000-10-13 | Seiko Epson Corp | Electro-optic device, manufacture of the electro-optic device and electronic apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002170942A (en) | 2002-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4507395B2 (en) | Method for manufacturing element substrate for electro-optical device | |
KR100475502B1 (en) | Semiconductor device having soi substrate, electro-optical apparatus and electronic equipment having element substrate, and method of manufacturing the electro-optical apparatus | |
JP3684578B2 (en) | Liquid crystal device and electronic device | |
JP3575402B2 (en) | Electro-optical device manufacturing method, electro-optical device, and electronic apparatus | |
JP3909583B2 (en) | Manufacturing method of electro-optical device | |
JP4092851B2 (en) | Electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device, and electronic apparatus | |
KR100454515B1 (en) | Method of manufacturing electro-optical apparatus substrate, electro-optical apparatus substrate, electro-optical apparatus and electronic apparatus | |
JP4126912B2 (en) | ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP2002131778A (en) | Substrate for electro-optic device as well as electro- optic device and electronic equipment having the same | |
JP3690119B2 (en) | Liquid crystal device and projection display device | |
JP3757658B2 (en) | Electro-optical device manufacturing method, electro-optical device, and electronic apparatus | |
JP4206595B2 (en) | Electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device, and electronic apparatus | |
JP4701487B2 (en) | Method for manufacturing substrate for electro-optical device | |
JPH11183934A (en) | Liquid crystal panel and manufacture thereof and electronic equipment | |
JP4843840B2 (en) | Electro-optical device substrate manufacturing method, electro-optical device substrate, electro-optical device, and electronic apparatus | |
JP3680848B2 (en) | Substrate using thin film transistor, liquid crystal device, and electronic device | |
JP4214702B2 (en) | Electro-optical device manufacturing method, electro-optical device, projection display device, and electronic apparatus | |
JP2002353466A (en) | Production method for electro-optical device and the electro-optical device | |
JP4333176B2 (en) | Transistor manufacturing method, electro-optical substrate, electro-optical device, and electronic apparatus | |
JP2004200573A (en) | Electro-optical device, its manufacturing method, projection type display device, and electronic apparatus | |
JP2004296487A (en) | Method for manufacturing transistor, transistor, electrooptical substrate, electrooptical device, and electronic apparatus | |
JP4222323B2 (en) | Liquid crystal device and electronic device | |
JP2003207806A (en) | Electro-optical device, its manufacturing method, projection type display device, and electronic equipment | |
JP2003158270A (en) | Electro-optic device and its manufacturing method, projection indicator, and electronic device | |
JP2002334994A (en) | Electro-optical device and manufacturing method therefor, substrate for electro-optical device, projection-type display unit, and electronic equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060322 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100112 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100128 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100129 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100310 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100311 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100413 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100426 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140514 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |