(57)【要約】【課題】  電気光学装置において、他の不具合を発生させずに光リーク電流の発生を抑制し、高品位な表示を可能とする。【解決手段】  基板上に、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の半導体層側とは反対側に積層された、チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備えている。層間絶縁膜における半導体層とは反対側の表面には、チャネル領域のうち少なくともチャネル領域の縁部を遮光可能な領域において、半導体層に向かって局所的に窪んだ凹部が形成されている。遮光膜は、少なくとも凹部内に形成されている。【選択図】      図７
2006010859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、
前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、
前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、
該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜と
を備え、
前記層間絶縁膜における前記半導体層とは反対側の表面には、前記チャネル領域のうち少なくとも前記チャネル領域の縁部を遮光可能な領域において、前記半導体層に向かって局所的に窪んだ凹部が形成されており、前記遮光膜は、少なくとも前記凹部内に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
基板と、
該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、
前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、
前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、
該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜と
を備え、
前記層間絶縁膜における前記半導体層に面する側の表面には、前記チャネル領域に対向する領域の少なくとも一部において、前記遮光膜に向かって局所的に窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
前記層間絶縁膜は、前記基板上において前記薄膜トランジスタの直上に設けられ、前記凹部の直上に前記遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記層間絶縁膜は、前記基板上において前記薄膜トランジスタの直下に設けられ、前記凹部の真下に前記遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記凹部は、前記チャネル領域の縁部に対応する領域に沿って、溝状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記凹部は、断面が波状となるように複数が連続的に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記凹部は、前記チャネル領域と対応する領域全体に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記遮光膜は、前記表示用電極を駆動するための蓄積容量の少なくとも一方の容量電極を兼ねることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記蓄積容量は、前記表示用電極に電気的に接続された第１電極と、該第１電極と対向配置され、固定電位とされる第２電極とを含んでおり、
前記第２電極の方が前記第１電極よりも前記半導体層に近い側に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
前記基板上に前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記基板上の一面に前記遮光膜の下地となる層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
該層間絶縁膜形成工程の後に、前記遮光膜が局所的に前記半導体層と近くなるように、前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記チャネル領域と対応する領域に凹凸をエッチングで形成する凹凸形成工程と、
該凹凸形成工程の後に、少なくとも前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記凹凸が形成された領域内に、前記遮光膜を形成する遮光膜形成工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１２】
基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
前記基板上に前記遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、
前記基板上の一面に前記半導体層の下地となる層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
該層間絶縁膜形成工程の後に、前記半導体層が局所的に前記遮光膜と近くなるように、前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記チャネル領域と対応する領域に凹凸をエッチングで形成する凹凸形成工程と、
該凹凸形成工程の後に、少なくとも前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記凹凸が形成された領域内に、前記半導体層を形成する半導体層形成工程と
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を具備する液晶プロジェクタ等の電子機器、並びにこのような電気光学装置の製造方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下適宜“ＴＦＴ”と呼ぶ）等を画素選択用のスイッチング素子として用いるアクティブマトリクス駆動形式を採ることが多い。ＴＦＴのチャネル領域に入射光が照射されると、光による励起で光リーク電流が発生してＴＦＴの特性が劣化し、表示面における画質の不均一やコントラスト比の低下、フリッカ特性の劣化等の原因となる。ＴＦＴは通常、画素の非開口領域に配置されているが、それにも関わらずＴＦＴに光が当たる。これは、入射光自体が基板に垂直な成分だけではないためである。そのような入射光は、配線で乱反射或いは多重反射して、ＴＦＴに照射されることがある。近年の電気光学装置は入射光強度が高いために、このようなＴＦＴへの光の入射を抑えることが重要となっている。
【０００３】
そのため、ＴＦＴの上層側に積層される層間絶縁膜の上や、ＴＦＴの下地をなす層間絶縁膜の下に遮光膜を設け、チャネル領域やその周辺領域を遮光する構造が採られている。しかし、装置内部での多重反射からＴＦＴのチャネル領域を効果的に遮光するには、遮光膜を極力チャネル近傍に設けなければならない。特許文献１には、ゲート上の層間絶縁膜に、ゲートを覆うエッチングストッパー層に到る溝を形成し、その溝に遮光膜を形成することで、遮光膜とチャネル領域との距離を狭めた構造について開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４０５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、積層構造が複雑化することでＴＦＴアレイ基板表面の段差が大きくなり、上層側のパターニング工程でエッチング残りが生じて歩留りが低下したり、液晶等の電気光学物質の配向にも影響したりする可能性がある。遮光膜とチャネル領域との距離を狭めるために層間絶縁膜を薄くすることも考えられるが、薄くなった分だけＴＦＴアレイ基板表面の段差が大きくなり、上記の不具合を起こしかねない。そのうえ、配線間距離が近接して寄生容量が顕在化したり、クラックが生じやすくなったりするおそれがある。即ち、以上の構造には、十分な遮光効果と引き換えに、他の不具合が生じるという技術的な問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、他の不具合を発生させずに光リーク電流の発生を抑制し、高品位な表示を可能とする電気光学装置、及び、そのような電気光学装置を具備してなる電子機器、並びに、電気光学装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１電気光学装置は、上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備え、前記層間絶縁膜における前記半導体層とは反対側の表面には、前記チャネル領域のうち少なくとも前記チャネル領域の縁部を遮光可能な領域において、前記半導体層に向かって局所的に窪んだ凹部が形成されており、前記遮光膜は、少なくとも前記凹部内に形成されている。
【０００８】
本発明の第１電気光学装置によれば、表示用電極の駆動用に薄膜トランジスタが設けられ、その半導体層の上層側に積層された層間絶縁膜の上面、及び、半導体層の下層側に積層された層間絶縁膜の下面の少なくとも一方に凹部が形成されている。即ち、下層側から「半導体層→（下層側に向かって窪んだ凹部が形成された）層間絶縁膜→遮光膜」、若しくは「遮光膜→（上層側に向かって窪んだ凹部が形成された）層間絶縁膜→半導体層」の順序に積層されている。凹部は、層間絶縁膜の表面の半導体層に向かって局所的に窪んだ部分であり、チャネル領域と対応する領域、少なくともチャネル領域の縁部を遮光可能な領域に局所的に形成されている。その結果、層間絶縁膜は、凹部が形成された領域で局所的に薄くなる。
【０００９】
そして、この凹部内に遮光膜が形成される。つまり、遮光膜は、凹部を介してチャネル領域のうち少なくとも縁部を遮光する。ここで遮光対象領域を「チャネル領域のうち少なくとも縁部」としたのは、例えばチャネル領域の直上にゲートが形成される場合などでは、チャネル領域に対して光は概ねその周縁から侵入するため、チャネル領域は、上面よりはその周縁部の遮光が重要となるためである。この遮光膜は、チャネル領域の少なくとも縁部に対し、層間絶縁膜が薄くなった分だけ近接するようになり、遮光効果を高めることが可能となる。また、層間絶縁膜は局所的に薄くされるが、膜全体が薄く形成されるわけではないので、前述した段差による不具合や、層間絶縁膜を介した配線間での寄生容量の発生、クラックの発生等の不具合を回避することが可能である。
【００１０】
尚、このような遮光膜は、半導体層の上層側に設けられると、上層側から入射する斜め入射光や反射光からチャネル領域を遮光することができ、半導体層の下層側に設けられると、戻り光からチャネル領域を遮光することができる。ここで「戻り光」とは、基板の裏面反射の他に、例えば、当該電気光学装置をライトバルブとして複数組み合わせて複板式のプロジェクタを構成した場合における、他のライトバルブからプリズム等の合成光学系を突き抜けてくる光を含む。ＴＦＴのチャネル領域に対し基板側（即ち、下側）から侵入しようとする光全般をいう。また、凹部が形成される「層間絶縁膜」と凹部内に形成される「遮光膜」とは、チャネル領域を出来る限り近くで遮光する趣旨からは、半導体層のできるだけ近くに配置されることが望ましいが、遮光膜と層間絶縁膜との間、又は層間絶縁膜と半導体層との間に他の層が介在しても構わない。そのような場合であっても、凹部によって遮光膜とチャネル領域と距離が短縮されることで、本発明の作用及び効果は十分発揮される。
【００１１】
但し、凹部が深すぎると、層間絶縁膜の上下の配線間の寄生容量が顕在化したり、層間絶縁膜を介して遮光膜が半導体層等と導通したりするおそれがある。そこで、凹部は、寸法形状の制御性がよい方法、例えばエッチングにより形成するのが好適である。その点、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械研磨）で層間絶縁膜上面のチャネル領域に対応する部分（例えばＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造の場合、チャネル領域上はゲートが積層されている分だけ盛り上がっている）を研磨除去する方法では、深さ方向の寸法誤差が２００ｎｍ程度もあり、機械的処理の際にクラックが発生するおそれがある。ＳＯＧ（Spin On Glass）を用いて上面が平坦な層間絶縁膜を形成する方法も考えられるが、ＳＯＧを熱処理する工程が、ＴＦＴの特性に影響しないとも限らない。
【００１２】
このように、薄膜トランジスタのチャネル領域を遮光する遮光膜の少なくとも一部を、層間絶縁膜の凹部内に形成すれば、凹部によって層間絶縁膜が薄くなった分だけ遮光膜をチャネル領域に近づけることができ、チャネル領域に入射する光をより効率よく遮断することができる。従って、薄膜トランジスタにおける光リーク電流の発生が阻止或いは抑制され、これが原因となって生じる画質の不均一やコントラスト比の低下、フリッカ特性の劣化等を良好に防止することが可能となる。
【００１３】
加えて、凹部がその他の構成要素に実質的に与える影響は、構造上及び製造工程上殆どないことから、本発明の電気光学装置では、上記の構成に起因して光リーク電流以外の不具合が新たに生じるおそれが殆どない。また、凹部を形成したとしても、層間絶縁膜自体が薄くなるわけではないので、層間絶縁膜が薄いことに起因する各種の不具合を回避することができる。更に、凹部はエッチング等により簡単に形成することができるので、工程上及び生産効率上に不具合をもたらすおそれも殆ど或いは全くない。
【００１４】
本発明の第２電気光学装置は、上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備え、前記層間絶縁膜における前記半導体層に面する側の表面には、前記チャネル領域に対向する領域の少なくとも一部において、前記遮光膜に向かって局所的に窪んだ凹部が形成されている。
【００１５】
本発明の第２電気光学装置によれば、層間絶縁膜のうち薄膜トランジスタの半導体層と面する側に凹部が形成されていることから、半導体層の少なくとも一部が層間絶縁膜の凹部内に形成される。即ち、本発明の第１電気光学装置では、凹部内に遮光膜が形成されたのに対し、ここでは凹部内に半導体層が形成されるというように、半導体層と遮光膜の位置関係が第１電気光学装置の場合と入れ替わっている。従って、ここでは基板上に下層側から「遮光膜→（下層側に向かって窪んだ凹部が形成された）層間絶縁膜→半導体層」、若しくは「半導体層→（上層側に向かって窪んだ凹部が形成された）層間絶縁膜→遮光膜」の順序に積層されている。このような構成においても、凹部によって層間絶縁膜が薄くなった分だけ遮光膜をチャネル領域に近づけることができる。よって、その作用及び効果は、上述の第１電気光学装置と同様である。
【００１６】
本発明の第１電気光学装置の一態様では、前記層間絶縁膜は、前記基板上において前記薄膜トランジスタの直上に設けられ、前記凹部の直上に前記遮光膜が形成されている。
【００１７】
この態様によれば、層間絶縁膜は半導体層を直上で覆うように形成され、更にその直上に遮光膜が形成されている。このため、遮光膜とチャネル領域との間には層間絶縁膜が一層あるのみであり、遮光膜をチャネル領域に最も近接させることができ、高い遮光効果を得ることが可能となる。
【００１８】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記層間絶縁膜は、前記基板上において前記薄膜トランジスタの直下に設けられ、前記凹部の真下に前記遮光膜が形成されている。
【００１９】
この態様によれば、層間絶縁膜は半導体層の直下に形成され、その真下に遮光膜が形成されている。このため、遮光膜とチャネル領域との間には層間絶縁膜が一層あるのみであり、遮光膜をチャネル領域に最も近接させることができ、高い遮光効果を得ることが可能となる。
【００２０】
本発明の第１及び第２の電気光学装置の一態様では、前記凹部は、前記チャネル領域の縁部に対応する領域に沿って、溝状に形成されている。
【００２１】
この態様によれば、凹部に対応して配置される遮光膜が、チャネル領域の縁部を集中的に遮光する構造となっている。光リーク電流は、チャネル領域内部にその周縁から光が入射することで発生することから、原理的に言えば、チャネル領域の周縁を遮光することが肝心である。即ち、最低限遮光すべき領域にのみ凹部を設けているので、効率のよい遮光を行うことが可能である。
【００２２】
本発明の第１及び第２の電気光学装置の他の態様では、前記凹部は、断面が波状となるように複数が連続的に形成されている。
【００２３】
この態様によれば、チャネル領域に対応する所定の領域内で、例えば線状の溝となった凹部が複数連なることで凹凸面が形成される。或いは、例えば点状の窪みとなった凹部が連続的に形成されることで凹凸面が形成される。その結果、所定領域の厚みは、平均すると他の領域と比べて薄くなっている。このような構成においては、凹凸のピッチによっては、更に上層側における凹部に起因する段差を軽減させることができる。このとき、凹部のいくつかをチャネル領域の縁部に対応させて配置すると、遮光膜が丁度チャネル領域の縁部を遮光するようになり、好ましい。
【００２４】
本発明の第１及び第２の電気光学装置の他の態様では、前記凹部は、前記チャネル領域と対応する領域全体に形成されている。
【００２５】
この態様によれば、凹部はチャネル領域の縁部だけでなくその全体に対して形成されている。そのため、チャネル領域をより確実に遮光することが可能である。
【００２６】
本発明の第１及び第２の電気光学装置の他の態様では、前記遮光膜は、前記表示用電極を駆動するための蓄積容量の少なくとも一方の容量電極を兼ねる。
【００２７】
この態様によれば、遮光膜が蓄積容量の電極としても機能することで基板上の積層構造を簡単化するのに寄与する。蓄積容量は、例えば２つの電極が誘電体膜を介して対向配置されてなり、表示用電極からの電流リークを防止するために、電極の一方は表示用電極と電気的に接続され、他方は定電位となるように定電位配線に接続される。
【００２８】
ここで、遮光膜と兼用される蓄積容量は、凹部内に形成されているために表面積を稼ぐことができる。よって、平面的に見た場合の形成領域を同等若しくはそれ以下にしながら、蓄積容量の表面積を拡大することができ、容量を増大させることが可能である。尚、表面積の拡大には、例えば断面が波状となるように凹部を複数連続して形成すると効果的である。
【００２９】
この態様では、前記蓄積容量は、前記表示用電極に電気的に接続された第１電極と、該第１電極と対向配置され、固定電位とされる第２電極とを含んでおり、前記第２電極の方が前記第１電極よりも前記半導体層に近い側に配置されているようにしてもよい。
【００３０】
この場合、蓄積容量を構成する２つの電極のうち、固定電位とされる第２電極の方が、より凹部に近くなるように配置されている。そのため、仮に凹部の領域では層間絶縁膜の厚みが薄いために薄膜トランジスタの電位が蓄積容量に影響するような状況下でも、その影響を受けやすい第１電極は遠ざけるようにしたので、寄生容量等の悪影響を抑えることが可能である。また、このような場合に、固定電位側の第２電極に対してはシールド効果が期待され、表示用電極側の第１電極に対する悪影響を抑えるのに好都合である。
【００３１】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様を含む）を具備してなる。
【００３２】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、他の不具合を発生させずに光リーク電流の発生を抑制し、高品位の表示が可能な各種電子機器を実現できる。
【００３３】
本発明の第１の電気光学装置の製造方法は、上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記基板上の一面に前記遮光膜の下地となる層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、該層間絶縁膜形成工程の後に、前記遮光膜が局所的に前記半導体層と近くなるように、前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記チャネル領域と対応する領域に凹凸をエッチングで形成する凹凸形成工程と、該凹凸形成工程の後に、少なくとも前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記凹凸が形成された領域内に、前記遮光膜を形成する遮光膜形成工程とを含む。
【００３４】
本発明の第１の電気光学装置の製造方法によれば、本発明の第１電気光学装置における凹部がエッチングにより形成される。前述のように、エッチング法は形状（特に深さ）の制御性がよく、凹部を簡便に、所定形状に精度良く形成することができる。尚、半導体層形成工程の後に、層間絶縁膜形成工程等を実施することで、基板上において半導体層の上層側に、凹又は凸形状を有する遮光膜を形成してもよい。或いは、半導体層形成工程の前に、層間絶縁膜形成工程等を実施することで、半導体層の下層側に、凹又は凸形状を有する遮光膜を形成してもよい。従って、層間絶縁膜上に凹部を局所的に形成することができ、層間絶縁膜全体を薄く形成した場合に生じる不具合を回避することが可能である。また、凹部が深すぎて層間絶縁膜の上下の配線間の寄生容量が顕在化したり、層間絶縁膜を介して遮光膜が半導体層等と導通したりすることに代表される、製造工程上で発生する不具合もまた概ね回避することが可能である。
【００３５】
本発明の第２の電気光学装置の製造方法は、上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタにより駆動される表示用電極と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に前記遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、前記基板上の一面に前記半導体層の下地となる層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、該層間絶縁膜形成工程の後に、前記半導体層が局所的に前記遮光膜と近くなるように、前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記チャネル領域と対応する領域に凹凸をエッチングで形成する凹凸形成工程と、該凹凸形成工程の後に、少なくとも前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記凹凸が形成された領域内に、前記半導体層を形成する半導体層形成工程とを含む。
【００３６】
本発明の第２の電気光学装置の製造方法によれば、本発明の第２電気光学装置における凹部がエッチングにより形成される。従って、その作用及び効果は、上述した第１の電気光学装置の製造方法と同様である。尚、遮光膜形成工程の後に、層間絶縁膜形成工程等を実施することで、基板上において遮光膜の上層側に、凹又は凸形状を有する半導体層を形成してもよい。或いは、遮光膜形成工程の前に、層間絶縁膜形成工程等を実施することで、遮光膜の下層側に、凹又は凸形状を有する半導体層を形成してもよい。
【００３７】
本発明のこのような作用及び他の利得は、次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。
【００３９】
＜１：第１実施形態＞
本発明の電気光学装置に係る第１実施形態について、図１から図８を参照して説明する。
【００４０】
＜１−１：電気光学装置の全体構成＞
最初に、本実施形態に係る液晶装置全体の構成を、図１及び図２を参照して説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示しており、図２は図１のＩ−Ｉ’線断面を示している。
【００４１】
図１において、液晶装置は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持された構造をしている。即ち、本発明の一具体例として、この液晶装置には駆動回路内蔵型ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式が採用されている。画像が表示される画像表示領域１０ａは、額縁遮光膜５３によって規定され、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲において、シール材５２により接着されている。画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路１０１、及び、配線１０５によって相互接続された２つの走査線駆動回路１０４が配設される。更に、周辺領域には、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って、外部接続端子１０２が複数配列するように形成されている。
【００４２】
また、対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００４３】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０側には、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極９ａが設けられている。そして、画素電極９ａの直上に配向膜１６が形成されている。一方、対向基板２０側には、ストライプ状の遮光膜２３を介して対向電極２１が形成されている。対向電極２１の上層には、配向膜２２が形成されている。液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の周縁をシール材５２により封止して形成した空間に、液晶を封入して形成される。液晶層５０における液晶配向は、画素電極９ａと対向電極２１との間に印加される電界に応じて変化するが、電界が印加されていない状態では、配向膜１６及び配向膜２２によって規定される配向状態をとるようになっている。
【００４４】
尚、このような液晶装置においては、光が入射する対向基板２０側及び透過光が射出されるＴＦＴアレイ基板１０側の夫々に、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertically Aligned）モード、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)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、偏光板などを配置してもよい。また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００４５】
＜１−２：液晶装置の主要部の構成＞
次に、本実施形態に係る液晶装置の主要部の構成について、図３から図６を参照して説明する。
【００４６】
図３は、本実施形態に係る液晶装置のうち、画素部の等価回路を表している。図４及び図５は、ＴＦＴアレイ基板上の画素部に係る部分構成を表す平面図である。尚、図４及び図５は、それぞれ、後述する積層構造のうち下層部分（図４）と上層部分（図５）に相当する。図６は、図４及び図５を重ね合わせた場合のII−II’線における断面図である。尚、図６においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材の縮尺比率を適宜に変えてある。
【００４７】
＜１−２−１：画素部の原理的構成＞
図３に示したように、画像表示領域１０ａにおいては、複数の走査線１１ａ及び複数のデータ線６ａが相交差して配列しており、その線間に、走査線１１ａ，データ線６ａの各一により選択される画素部が設けられている。各画素部は、ＴＦＴ３０、画素電極９ａ及び蓄積容量７０を含んで構成されている。ＴＦＴ３０は、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを選択画素に印加するために設けられ、ゲートが走査線１１ａに接続され、ソースがデータ線６ａに接続され、ドレインが画素電極９ａに接続されている。画素電極９ａは、後述の対向電極２１との間で液晶容量を形成し、入力される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを一定期間保持するようになっている。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９ａと並列してＴＦＴ３０のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線４００に接続されている。
【００４８】
この液晶装置は、例えばＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式を採り、走査線駆動回路１０４（図１参照）から各走査線１１ａに走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを線順次に印加すると共に、それによってＴＦＴ３０がオン状態となる水平方向の選択画素部の列に対し、データ線駆動回路１０１（図１参照）からの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを、データ線６ａを通じて印加するようになっている。これにより、画像信号が選択画素に対応する画素電極９ａに供給される。即ち、画素電極９ａにより画素毎の表示領域（以下では、“画素領域”と呼ぶ）が画定される。ＴＦＴアレイ基板１０は、液晶層５０を介して対向基板２０と対向配置されているので（図２参照）、以上のようにして区画配列された画素部毎に液晶層５０に電界を印加することにより、両基板間の透過光量が画素毎に制御され、画像が階調表示される。また、このとき各画素部に保持された画像信号は、蓄積容量７０によりリークが防止される。
【００４９】
このように、アクティブマトリクス方式では、画素部毎に電荷を保持することで画質を維持しているため、画素部における電荷の流出（即ち、リーク電流）はできるだけ低く抑える必要がある。ところが、ＴＦＴ３０は一般的なポリシリコンＴＦＴとして構成されており、光吸収等に起因するリーク電流を、わずかながら発生させる可能性がある。本実施形態では、このようなＴＦＴ３０を本発明の「薄膜トランジスタ」の一具体例としている。
＜１−２−２：画素部の具体的構成＞
次に、上述の動作を実現する画素部の具体的構成について、図４から図６を参照して説明する。
【００５０】
図４から図６では、上述した画素部の各回路要素が、パターン化され、積層された導電膜としてＴＦＴアレイ基板１０上に構築されている。本実施形態のＴＦＴアレイ基板１０は、石英基板からなり、ガラス基板や石英基板等からなる対向基板２０と対向配置されている。また、各回路要素は、下から順に、走査線１１ａを含む第１層、ゲート電極３ａを含む第２層、蓄積容量７０の固定電位側容量電極を含む第３層、データ線６ａ等を含む第４層、容量配線４００等を含む第５層、画素電極９ａ等を含む第６層からなる。また、第１層−第２層間には下地絶縁膜１２、第２層−第３層間には第１層間絶縁膜４１、第３層−第４層間には第２層間絶縁膜４２、第４層−第５層間には第３層間絶縁膜４３、第５層−第６層間には第４層間絶縁膜４４がそれぞれ設けられ、前述の各要素間が短絡することを防止している。尚、このうち、第１層から第３層が下層部分として図４に示され、第４層から第６層が上層部分として図５に示されている。
【００５１】
（第１層の構成―走査線等―）
第１層は、走査線１１ａで構成される。走査線１１ａは、図４のＸ方向に沿って延びる本線部と、データ線６ａ或いは容量配線４００が延在する図４のＹ方向に延びる突出部とからなる形状にパターニングされている。このような走査線１１ａは、例えば導電性ポリシリコンからなり、その他にもチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属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、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。本実施形態における走査線１１ａは、できるだけ画素領域の間の領域を覆うことで、ＴＦＴ３０を下側から遮光する遮光膜としても機能する。尚、画素領域の周囲の領域は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に設けられた遮光膜によって遮光領域に規定されている。遮光領域では、液晶装置における入射光（図６参照）のうち直進成分が遮られる。
【００５２】
（第２層の構成―ＴＦＴ等―）
第２層は、ＴＦＴ３０及び中継電極７１９で構成されている。本発明の「薄膜トランジスタ」の一例たるＴＦＴ３０は、例えばＬＤＤ構造とされ、ゲート電極３ａ、半導体層１ａ、ゲート電極３ａと半導体層１ａを絶縁するゲート絶縁膜２を備えている。ゲート絶縁膜２は、例えば、ＨＴＯ（High Temperature Oxide）等の熱酸化されたシリコン酸化膜からなる。ゲート電極３ａは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層１ａは、例えばポリシリコンからなり、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、並びに高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅからなる。
【００５３】
ＴＦＴ３０は、半導体層１ａ、特にチャネル領域１ａ’に光が照射されると、光励起によりリーク電流が生じる。そこで、本実施形態では、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’を効果的に遮光するために、第１層間絶縁膜４１の上面に凹部３５が形成されている（図６参照）。凹部３５は、層間絶縁膜４１上において、チャネル領域１ａ’の夫々に対応する領域に選択的に設けられており、例えばエッチングにより形成することができる。より具体的には、凹部３５は、チャネル領域１ａ’を遮光可能な領域に設けられている。
【００５４】
尚、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極３ａをマスクとして不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自己整合型であってもよい。また、中継電極７１９は、例えばゲート電極３ａと同一膜として形成される。
【００５５】
ＴＦＴ３０のゲート電極３ａは、下地絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ｃｖを介して走査線１１ａに電気的に接続されている。下地絶縁膜１２は、例えば、ＨＴＯ等のシリコン酸化膜、或いはＮＳＧ（ノンシリケートガラス）膜からなり、第１層と第２層との層間を絶縁する他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることで、基板表面の研磨による荒れや汚れ等が惹き起こすＴＦＴ３０の素子特性の変化を防止する機能を有している。
【００５６】
（第３層の構成―蓄積容量等―）
第３層は、蓄積容量７０で構成されている。蓄積容量７０は、容量電極３００と下部電極７１とが誘電体膜７５を介して対向配置された構成となっている。このうち、容量電極３００は、容量配線４００に電気的に接続されている。下部電極７１は、ＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａの夫々に電気的に接続されている。
【００５７】
下部電極７１と高濃度ドレイン領域１ｅとは、第１層間絶縁膜４１に開孔されたコンタクトホール８３を介して接続されている。また、下部電極７１と画素電極９ａとは、コンタクトホール８８１、８８２、８０４、及び中継電極７１９、第２中継電極６ａ２、第３中継電極４０２により各層を中継し、コンタクトホール８９において電気的に接続されている。
【００５８】
このような容量電極３００には、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ等の高融点金属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、ポリシリサイド、これらを積層したもの、或いは好ましくはタングステンシリサイドからなる。これにより、容量電極は、ＴＦＴ３０に上側から入射しようとする光を遮る機能を有している。また、下部電極７１には、例えば導電性のポリシリコンが用いられる。誘電体膜７５は、例えば、膜厚５〜２００ｎｍ程度の比較的薄いＨＴＯ膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、或いは窒化シリコン膜等からなる。
【００５９】
また、第１層間絶縁膜４１は、例えば、ＮＳＧによって形成されている。その他、第１層間絶縁膜４１には、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）等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。
【００６０】
尚、蓄積容量７０は、図４からもわかるように、遮光領域内に収まるように形成され、ＴＦＴ３０を上面側から遮光しており、本発明の「遮光膜」の一例として機能する。ここでは、蓄積容量７０の一部が、凹部３５の直上に形成されている。
【００６１】
（第４層の構成―データ線等―）
第４層は、データ線６ａで構成されている。データ線６ａは、下から順にアルミニウム層４１Ａ、窒化チタン層４１ＴＮ、及び窒化シリコン層４０１の３層膜として形成されている。窒化シリコン層４０１は、下層のアルミニウム層４１Ａと窒化チタン層４１ＴＮを覆うように少し大きなサイズにパターニングされている。また、第４層には、データ線６ａと同一膜として、容量配線用中継層６ａ１及び第２中継電極６ａ２が形成されている。これらは、図５に示したように、夫々が分断されるように形成されている。
【００６２】
このうち、データ線６ａは、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８１を介して、ＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄと電気的に接続されている。
【００６３】
また、容量配線用中継層６ａ１は、第２層間絶縁膜４２に開孔されたコンタクトホール８０１を介して容量電極３００と電気的に接続され、容量電極３００と容量配線４００との間を中継している。容量配線用中継層６ａ２は、前述したように、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２を貫通するコンタクトホール８８２を介して中継電極７１９に電気的に接続されている。このような第２層間絶縁膜４２は、例えばＮＳＧからなり、その他、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
【００６４】
（第５層の構成―容量配線等―）
第５層は、容量配線４００及び第３中継電極４０２により構成されている。容量配線４００は、画像表示領域１０ａの周囲にまで延設され、定電位源と電気的に接続されることで、固定電位とされている。また、容量配線４００は、第３層間絶縁膜４３に開孔されたコンタクトホール８０３を介して、容量配線用中継層６ａ１と電気的に接続されている。このような容量配線４００は、例えばアルミニウム、窒化チタンを積層した二層構造となっている。
【００６５】
容量配線４００は、図５に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向に延在する格子状に形成され、Ｘ方向に延在する部分には、第３中継電極４０２の形成領域を確保するために切り欠きが設けられている。容量配線４００は、遮光膜としても機能し、下層のデータ線６ａ、走査線１１ａ、ＴＦＴ３０等を覆うように、これらの回路要素よりも幅広に形成されており、遮光領域を最終に規定する形状となっている。
【００６６】
また、第５層には、容量配線４００と同一膜として、第３中継電極４０２が形成されている。第３中継電極４０２は、前述のように、コンタクトホール８０４及びコンタクトホール８９を介して、第２中継電極６ａ２−画素電極９ａ間を中継している。
【００６７】
こうした第５層の下には、全面に第３層間絶縁膜４３が形成されている。第３層層間絶縁膜４３は、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
【００６８】
（第６層の構成―画素電極等―）
第５層の全面には第４層間絶縁膜４４が形成され、更にその上に、第６層として画素電極９ａが形成されている。第４層間絶縁膜４４には、画素電極９ａ−第３中継電極４０２間を電気的に接続するためのコンタクトホール８９が開孔されている。このような第４層間絶縁膜４４は、例えばＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することができる。
【００６９】
画素電極９ａ（図５中、破線９ａ’で輪郭が示されている）は、縦横に区画配列された画素領域の各々に配置されている。画素電極９ａの形成領域は、画素領域に略対応しており、その周囲の遮光領域にデータ線６ａ及び走査線１１ａが格子状に配列するように形成されている（図４及び図５参照）。このような画素電極９ａは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜からなる。更に、画素電極９ａ上には配向膜１６が形成されている。以上が、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素部の構成である。
【００７０】
他方、対向基板２０には、その対向面の全面に対向電極２１が設けられており、更にその上（図６では対向電極２１の下側）に配向膜２２が設けられている。対向電極２１は、画素電極９ａと同様、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。尚、対向基板２０と対向電極２１の間には、ＴＦＴ３０における光リーク電流の発生等を防止するため、少なくともＴＦＴ３０と正対する領域を覆うように遮光膜２３が設けられている。
【００７１】
以上のように構成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間には、液晶層５０が設けられている。液晶層５０は、基板１０及び２０の周縁部をシール材により封止して形成した空間に液晶を封入して形成される。液晶層５０は、画素電極９ａと対向電極２１との間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向膜１６及び配向膜２２によって、所定の配向状態をとるようになっている。
【００７２】
＜１−３：ＴＦＴの遮光に関する構成＞
次に、ＴＦＴ３０を遮光するための上層部分の構成について、図７を参照してより詳細に説明する。図７のうち（Ａ）はＴＦＴ３０の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIII−III’線における断面図である。
【００７３】
図７において、本実施形態に係る層間絶縁膜４１の上面には凹部３５が形成され、凹部３５の直上には蓄積容量７０の一部が延在している。蓄積容量７０は、遮光機能を有し、ＴＦＴ３０に隣接する層として形成されていることから、チャネル領域１ａ’をごく近傍で遮光することができる。それでも、蓄積容量７０をチャネル領域１ａ’から隔てている層間絶縁膜４１の厚みｄ１は６００ｎｍ〜８００ｎｍ（即ち、６０００Å〜８０００Å）程度もあり、そこに生じた間隙から光が入射する可能性があるので、液晶装置内部での多重反射からチャネル領域１ａ’を効果的に遮光するには、更に遮光膜をチャネル領域１ａ’に近づける必要がある。
【００７４】
そこで、本実施形態では、層間絶縁膜４１の上面のうちチャネル領域１ａ’が遮光可能な領域に、選択的に凹部３５が形成されている。即ち、凹部３５が形成された領域では、凹部３５の深さに応じて層間絶縁膜４１の厚みｄ２が薄くなる。例えば、層間絶縁膜４１の厚みｄ１がおよそ６００ｎｍ〜８００ｎｍ程度であれば、凹部３５の形成領域だけ、局所的に厚みｄ２が４００ｎｍ程度とされる。その結果、遮光膜としての蓄積容量７０は、層間絶縁膜４１が薄くなった分だけチャネル領域１ａ’に近づくことができ、遮光効果が高められる。
【００７５】
また、ここでは、層間絶縁膜４１はＴＦＴ３０の直上に設けられ、更にその直上に蓄積容量７０が形成されているので、遮光膜たる蓄積容量７０とチャネル領域１ａ’との間には層間絶縁膜４１が一層あるのみであり、遮光膜をチャネル領域１ａ’に最も近接させることができ、高い遮光効果を得ることが可能となる。
【００７６】
このように蓄積容量７０をチャネル領域１ａ’に近付ける目的で形成されることから、凹部３５は、層間絶縁膜４１上のチャネル領域に対応する領域にのみ選択的に形成されるだけであってよい。それ以上に凹部３５の形成領域を拡大することもできるが、もはや“局所的”であると言えない程に大きく形成された場合には、十分な遮光効果が期待できる一方で、層間絶縁膜４１の全体を薄くする場合のように、凹部３５に起因する段差による悪影響や、蓄積容量７０及びＴＦＴ３０相互間の電気的影響、クラックの発生等の不具合が生じる可能性がある。実際には、凹部３５の形成領域の大きさや形状、凹部３５の深さは、こうした点を考慮にいれて適宜に設計される。即ち、ここでは層間絶縁膜４１のうちチャネル領域１ａ’に対応する領域を選択的に薄くするのであって、層間絶縁膜４１全体を薄くするわけではないので、以上の不具合を回避することができる。
【００７７】
尚、こうした不具合の発生を防止し、凹部３５が層間絶縁膜４１を突き抜けて下部電極７１とゲート電極３ａとを短絡させてしまうのを防止するために、凹部３５の深さは精度よく形成される必要があり、例えばエッチングで形成するのが好ましい。
【００７８】
この液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１の上層側から画素領域に光が入射される（図６参照）が、データ線６ａのようにＡｌ系材料が用いられた配線において入射光は乱反射し、遮光領域に配置されたＴＦＴ３０に対して照射される可能性がある。これに対し、遮光膜の一例たる蓄積容量７０は、凹部３５の上面に設けられているので、チャネル領域１ａ’を近接して遮光できる。
【００７９】
＜１−４：液晶装置の製造方法＞
次に、このような液晶装置の製造方法のうち主にその主要部分について図８を参照して説明する。ここに図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態に係る液晶装置の製造工程を、順を追って示している。
【００８０】
先ず、図８（Ａ）の工程では、ＴＦＴアレイ基板１上に走査線１１ａ、下地絶縁膜１２を形成し、第２層となるＴＦＴ３０及び中継電極７１９を形成する。即ち、半導体層１ａ、ゲート絶縁膜２を形成する。そして、下地絶縁膜１２を貫通するようにコンタクトホール１２ｃｖを開口した後、ゲート電極３ａと中継電極７１９とを同一膜として形成し、エッチングにより夫々の所定形状にパターニングする。
【００８１】
次に、図８（Ｂ）の工程では、基板上の一面に層間絶縁膜４１を形成する。次いで、層間絶縁膜４１の上面に所定形状の凹部３５をエッチングにより形成する。例えば、層間絶縁膜４１の上に、凹部３５の平面形状に対応した開口部を有するマスクを設け、その上からウエットエッチングを施す。その際のエッチングレートの設定により、凹部３５には、図示のようにテーパーを設けることができる。また、エッチングを用いることで、凹部３５は図６に示したように精度良く形成され、層間絶縁膜４１の表面に局所的に凹部３５を形成することができる。この工程と相前後して、コンタクトホール８３及び８８１がやはりエッチングにより開口される。
【００８２】
次に、図８（Ｃ）の工程では、層間絶縁膜４１を下地として蓄積容量７０を形成する。蓄積容量７０は一部が凹部３５に嵌まり込むように形成される。その後の工程は通常通りに行い、積層構造を順次形成してゆけばよい。
【００８３】
このように本実施形態では、蓄積容量７０は、凹部３５の深さに応じて薄くなった層間絶縁膜４１の部分を介してチャネル領域１ａ’の上面及びその周縁を遮光するようにしたので、チャネル領域１ａ’に対する光の入射をより確実に抑制することができ、光リーク電流の発生を効率よく抑制することができる。従って、この液晶装置によれば、画質むらやコントラスト比の低下、フリッカ等のない高品質な画像を表示することが可能となる。
【００８４】
また同時に、凹部３５は層間絶縁膜４１上に部分的に形成されるだけであり、構造上、光リーク電流以外の不具合を新たに生じるおそれが殆どなく、層間絶縁膜４１全体の厚みが薄くなるわけではないので、層間絶縁膜４１が薄いことに起因する各種の不具合を回避することができる。更に、凹部３５は、エッチングにより簡単に形成されるので、工程上及び生産効率上に不具合をもたらすおそれも殆ど或いは全くない。
【００８５】
＜２：凹部の形状に係る変形例＞
次に、第１実施形態の液晶装置における凹部の形状に係る変形例について、図９から図１１を参照して説明する。図９から図１１は夫々、液晶装置のうち変形例に係る部分の構成を示している。尚、変形例に係る断面図は、いずれも第１実施形態における図７（Ｂ）に対応している。また、図１０（Ａ）及び図１１（Ａ）は、図７（Ａ）に対応している。
【００８６】
図９（Ａ）及び（Ｂ）に示した各変形例では、凹部３５に代わって凹部３６及び３７が形成されている。凹部３６及び３７は、半円形状の断面を有し、溝状に層間絶縁膜４１Ａ及び４１Ｂの上に形成されている。これは、例えば凹部３５をウエットエッチングする際に用いるエッチャントとはエッチングレートが異なるエッチャントを用いることで形成することができる。このように断面形状に丸みを持たせておくことは、凹部３６及び３７内における蓄積容量７０Ａ及び７０Ｂを均一な膜厚で形成するのに寄与する。
【００８７】
また、凹部３７は、その断面が波状となるように、形成領域よりも幅の狭い凹部３７ａと凹部３７ｂとが並列して構成されている。これは、例えば凹部３７ａ及び３７ｂの夫々に対応する開口を有するマスクを用いて２段階にエッチングすることで形成することができる。凹部３７のように構成すれば、その上に形成される蓄積容量の表面積を稼ぐことができる。従って、形成領域の大きさに対する容量が大きな蓄積容量を備えることができ、高精細化等に寄与する。尚、凹部３７ａ及び３７ｂの夫々は、チャネル領域１ａ’の周縁付近において最も深くなるように設計されると、効果的に遮光することができる。
【００８８】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）において、凹部３８は、層間絶縁膜４１Ｃ上においてチャネル領域１ａ’の側縁に対応する領域に沿って、溝状に形成されている。この場合、遮光膜として機能する蓄積容量７０Ｃは、凹部３８内に形成された部分によってチャネル領域１ａ’の側縁を集中的に遮光する構造となっている。光リーク電流は、チャネル領域１ａ’内に周縁から光が侵入して発生することを考慮すると、チャネル領域１ａ’のなかでも、とりわけその縁部を遮光することが肝心である。従って、このように最低限遮光すべき領域にのみ凹部を設けても、十分効果的に遮光することが可能である。
【００８９】
図１１（Ａ）及び（Ｂ）において、凹部３９は、層間絶縁膜４１Ｄ上においてチャネル領域１ａ’の周縁に対応する領域を取り囲むように、溝状に形成されている。本実施形態では、チャネル領域１ａ’を覆うゲート電極３ａがコンタクトホール１２ｃｖにより下層側に引き出された構造となっているので、層間絶縁膜４１Ｄ内におけるチャネル領域１ａ’の周囲には障害物がない。よって、凹部３９はチャネル領域１ａ’の縁部を完全に取り囲むことができ、効果的に遮光することが可能である。
【００９０】
＜３：積層構造に係る変形例＞
次に、第１実施形態の液晶装置の積層構造に係る変形例について、図１２から図１４を参照して説明する。図１２から図１４は夫々、液晶装置のうち変形例に係る部分の構成を示している。尚、変形例に係る断面図は、いずれも第１実施形態における図７（Ｂ）に対応している。
【００９１】
第１実施形態では、チャネル領域１ａ’を上層側から遮光すべく、半導体層１ａよりも上の層間絶縁膜４１に半導体層１ａに向かって窪む凹部３５が形成される。これに対し、チャネル領域１ａ’には、下層側から戻り光が照射される可能性がある。
【００９２】
図１２に示した変形例では、チャネル領域１ａ’を下層側から遮光すべく、半導体層１ａよりも下方の下地絶縁膜１２ｂに半導体層１ａに向かって（即ち、下面から上側に向かって）窪んだ凹部４０が形成されている。凹部４０は、下地絶縁膜１２ｂの下面における、チャネル領域１ａ’に対応する領域に局所的に形成された恰好となり、下地絶縁膜１２ｂの厚みは、凹部４０の形成領域において局所的に薄くなる。実際の凹部４０は、例えば走査線１１ａの下地となる下地絶縁膜１２ａ上に形成された凸部を、下地絶縁膜１２ｂが覆った結果として形成されている。下地絶縁膜１２ｂは、例えばＣＭＰ処理を施したり、或いはＳＯＧを流動させて形成したりすることによって、表面が平坦化されている。
【００９３】
このように構成すると、遮光膜としても機能する走査線１１ａは、下地絶縁膜１２ｂが薄くなった分だけチャネル領域１ａ’に近づくことができ、戻り光に対する遮光効果が高められる。また、本変形例では、下地絶縁膜１２ｂはＴＦＴ３０の直下に設けられ、更にその真下に遮光膜たる走査線１１ａが設けられている。そのため、遮光膜たる走査線１１ａとチャネル領域１ａ’との間には下地絶縁膜１２ｂが一層あるのみであり、遮光膜をチャネル領域１ａ’に最も近接させることができ、高い遮光効果を得ることが可能となる。
【００９４】
図１３に示した変形例では、層間絶縁膜４１Ｅにおける半導体層１ａａに面する側の表面には、チャネル領域１ａａ’に対向する領域の少なくとも一部において、遮光膜たる蓄積容量７０Ｅに向かって（即ち、下面から上側に向かって）局所的に窪んだ凹部５１が形成されている。即ち、第１実施形態では、凹部３５内に遮光膜たる蓄積容量７０が形成されたのに対し、ここでは凹部５１内に半導体層１ａａが形成されている。実際の凹部５１は、例えば半導体層１ａａの下地となる下地絶縁膜１２ｃ上に形成された凸部を、層間絶縁膜４１Ｅが覆った結果として形成されている。層間絶縁膜４１Ｅは、例えばＣＭＰ処理を施したり、或いはＳＯＧを流動させて形成したりすることによって、表面が平坦化されている。
【００９５】
このような場合においても、凹部５１によって層間絶縁膜４１Ｅが薄くなった分だけ、遮光膜たる蓄積容量７０Ｅをチャネル領域１ａａに近づけることができる。尚、凹部５１は、その深さによっては、チャネル領域１ａａ’に下層側から侵入しようとする斜め光を遮断することが可能である。
【００９６】
図１４に示した変形例では、下地絶縁膜１２ｄにおける、半導体層１ａｂに面する側の表面には、チャネル領域１ａｂ’に対向する領域の少なくとも一部において、遮光膜たる走査線１１ａに向かって局所的に窪んだ凹部５２が形成されている。つまり、本変形例は、図１３に示したチャネル領域１ａａ’の上層側を遮光する構成例を、下層側を遮光する場合に応用している。このような場合においても、凹部５２によって下地絶縁膜１２ｄが薄くなった分だけ、遮光膜たる走査線１１ａをチャネル領域１ａｂに近づけることができる。尚、凹部５２は、その深さによっては、チャネル領域１ａｂに上層側から侵入しようとする斜め光を遮断することが可能である。
【００９７】
以上では、遮光膜をＴＦＴ３０の上層側に設ける場合と下層側に設ける場合の夫々の積層構造について具体例を挙げて説明したが、これらを組み合わせ、凹部を介してチャネル領域と対向する遮光膜をＴＦＴ３０の上層及び下層の両方に設けるようにしてもよい。また、これらの積層構造に係る各変形例における凹部の形状は、図示された例に留まらず、種々に変形が可能である。例えば、凹部の形状に係る変形例として前述した形状を適用してもよい。
【００９８】
＜４：第２実施形態＞
次に、本発明の電気光学装置に係る第２実施形態について、図１５及び図１６を参照して説明する。
【００９９】
図１５は、第２実施形態に係る液晶装置における要部構成を表す平面図、図１６は、図１５のＶＩ−ＶＩ’線における断面図である。図１５及び図１６は、第１実施形態における図４及び図６に夫々対応している。尚、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略する。
【０１００】
図１５及び図１６において、本実施形態に係る液晶装置では、第５層としての容量配線４００と第４層間絶縁膜４４とが除かれており、画素電極９ａは、蓄積容量７０に対してコンタクトホール８５のみで接続されている。更に、ゲート電極３ａは、ＴＦＴ３０毎のチャネル領域１ａ’を覆う電極部と、この電極部のＸ方向の配列に接続される支線部とが一体的に形成されてなる。即ち、Ｘ方向に延在する支線部により、ゲート電極３ａは走査線としての機能を兼ね備える。
【０１０１】
このような構成において、層間絶縁膜４１の上面には凹部６１が形成されている。凹部６１は、ゲート電極３ａの電極部を上から覆うように、電極部よりも一回り大きな形状とされている。
【０１０２】
この実施形態の作用及び効果は、第１実施形態と同様である。また、本実施形態についても、先に説明した第１実施形態に係る変形と同様の変形が可能である。
【０１０３】
尚、以上の実施形態及び変形例では、ポリシリコンＴＦＴであるＴＦＴ３０を本発明に係る「薄膜トランジスタ」の一例としたが、本発明の薄膜トランジスタは、チャネル領域への光の照射によって不具合が生じる薄膜トランジスタであればよい。例えば、上述したＴＦＴ３０の構造以外の構造であってもよく、またアモルファスシリコンＴＦＴ等の他の種類のＴＦＴであってもよい。
【０１０４】
＜５：電子機器＞
以上に説明した液晶装置は、例えばプロジェクタに適用される。ここでは、上記実施形態の液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
【０１０５】
図１７は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。図１７において、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶装置１００Ｒ、１００Ｂ及び１００Ｇに入射される。液晶装置１００Ｒ、１００Ｂ及び１００Ｇの構成は上述した液晶装置と同等であり、それぞれにおいて画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号が変調される。これらの液晶装置によって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。Ｂ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。ダイクロイックプリズム１１１２では、各色の画像が合成され、カラー画像として射出される。カラー画像は、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン１１２０等に投写される。
【０１０６】
尚、上記実施形態の液晶装置は、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー表示装置に適用することもできる。その場合、対向基板２０上における画素電極９ａに対向する領域に、ＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に形成すればよい。或いは、ＴＦＴアレイ基板１０上のＲＧＢに対向する画素電極９ａ下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。更に、以上の各場合において、対向基板２０上に画素と１対１に対応するマイクロレンズを設けるようにすれば、入射光の集光効率が向上し、表示輝度を向上させることができる。更にまた、対向基板２０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、より明るい表示が可能となる。
【０１０７】
以上では、液晶装置及び液晶プロジェクタを例に挙げて本発明について説明したが、本発明の電気光学装置は、ＴＦＴを用いて表示用電極を駆動する装置であればよく、液晶装置の他にも、例えば、電子ペーパなどの電気泳動装置や、電子放出素子を用いた表示装置（Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display）等として実現することができる。また、本発明の電子機器は、このような本発明の電気光学装置を備えることで実現され、上述したプロジェクタの他に、テレビジョン受像機や、ビューファインダ型或いはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の各種の電子機器として実現可能である。
【０１０８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及びこれを備えた電子機器、並びに、そのような電気光学装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶装置の全体構成を表す平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ´断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶装置における画素表示領域の構成を示す等価回路図である。
【図４】液晶装置の画素群を表す部分平面図であって、ＴＦＴアレイ基板上の下層部分（図６における符号７０（蓄積容量）までの下層の部分）に係る構成のみを示すものである。
【図５】液晶装置の画素群を表す部分平面図であって、ＴＦＴアレイ基板上の上層部分（図６における符号７０（蓄積容量）よりも上層の部分）に係る構成のみを示すものである。
【図６】図４及び図５を重ね合わせた場合のII−II’線における断面図である。
【図７】第１実施形態に係るＴＦＴとその上層部の構成を表す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIII−III’線における断面図である。
【図８】第１実施形態における液晶装置の製造工程を順に示す断面図である。
【図９】第１実施形態における液晶装置の凹部の形状に係る変形例を示す断面図である。
【図１０】第１実施形態における液晶装置の凹部の形状に係る変形例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIV−IV’線における断面図である。
【図１１】第１実施形態における液晶装置の凹部の形状に係る変形例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のV−V’線における断面図である。
【図１２】第１実施形態における液晶装置の積層構造に係る変形例を表す断面図である。
【図１３】第１実施形態における液晶装置の積層構造に係る変形例を表す断面図である。
【図１４】第１実施形態における液晶装置の積層構造に係る変形例を表す断面図である。
【図１５】第２実施形態における液晶装置の構成を示す部分平面図である。
【図１６】図１５のVI−VI’線における断面図である。
【図１７】本発明の電子機器の一実施形態に係る液晶プロジェクタの構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…ＴＦＴアレイ基板、１ａ…半導体層、１ａ’…チャネル領域、３ａ…ゲート電極、６ａ…データ線、９ａ…画素電極、１１ａ…走査線、２０…対向基板、３０…ＴＦＴ、４１〜４４…層間絶縁膜、５０…液晶層、３５〜３９、４０、５１、５２、６１…凹部、７０…蓄積容量、７１…下部電極、３００…容量電極、４００…容量配線。
【図１】
2006010859.tif 000003
【図２】
2006010859.tif 000004
【図３】
2006010859.tif 000005
【図４】
2006010859.tif 000006
【図５】
2006010859.tif 000007
【図６】
2006010859.tif 000008
【図７】
2006010859.tif 000009
【図８】
2006010859.tif 000010
【図９】
2006010859.tif 000011
【図１０】
2006010859.tif 000012
【図１１】
2006010859.tif 000013
【図１２】
2006010859.tif 000014
【図１３】
2006010859.tif 000015
【図１４】
2006010859.tif 000016
【図１５】
2006010859.tif 000017
【図１６】
2006010859.tif 000018
【図１７】
2006010859.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月9日(2005.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、
前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された表示用電極と、
前記表示用電極に電気的に接続された蓄積容量と、
前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、
該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜と
を備え、
前記層間絶縁膜における前記半導体層とは反対側の表面には、前記チャネル領域のうち少なくとも前記チャネル領域の縁部を遮光可能な領域において、前記半導体層に向かって局所的に窪んだ凹部が形成されており、前記遮光膜は、少なくとも前記凹部内に形成され、前記蓄積容量の少なくとも一方の容量電極を兼ねることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
基板と、
該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、
前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された表示用電極と、
前記表示用電極に電気的に接続された蓄積容量と、
前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、
該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜と
を備え、
前記層間絶縁膜における前記半導体層に面する側の表面には、前記チャネル領域に対向する領域の少なくとも一部において、前記遮光膜に向かって局所的に窪んだ凹部が形成され、前記遮光膜は、前記蓄積容量の少なくとも一方の容量電極を兼ねることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
前記層間絶縁膜は、前記基板上において前記薄膜トランジスタの直上に設けられ、前記凹部の直上に前記遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記層間絶縁膜は、前記基板上において前記薄膜トランジスタの直下に設けられ、前記凹部の真下に前記遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記凹部は、前記チャネル領域の縁部に対応する領域に沿って、溝状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記凹部は、断面が波状となるように複数が連続的に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記凹部は、前記チャネル領域と対応する領域全体に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記蓄積容量は、前記表示用電極に電気的に接続された第１電極と、該第１電極と対向配置され、固定電位とされる第２電極とを含んでおり、
前記第２電極の方が前記第１電極よりも前記半導体層に近い側に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された表示用電極と、前記表示用電極に電気的に接続された蓄積容量と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
前記基板上に前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記基板上の一面に前記遮光膜の下地となる層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程
と、
該層間絶縁膜形成工程の後に、前記遮光膜が局所的に前記半導体層と近くなるように、前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記チャネル領域と対応する領域に凹凸をエッチングで形成する凹凸形成工程と、
該凹凸形成工程の後に、少なくとも前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記凹凸が形成された領域内に、前記遮光膜を形成する遮光膜形成工程とを含み、
前記遮光膜は、前記蓄積容量の少なくとも一方の容量電極を兼ねていることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第１電気光学装置は、上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された表示用電極と、前記表示用電極に電気的に接続された蓄積容量と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備え、前記層間絶縁膜における前記半導体層とは反対側の表面には、前記チャネル領域のうち少なくとも前記チャネル領域の縁部を遮光可能な領域において、前記半導体層に向かって局所的に窪んだ凹部が形成されており、前記遮光膜は、少なくとも前記凹部内に形成され、前記蓄積容量の少なくとも一方の容量電極を兼ねることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第２電気光学装置は、上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された表示用電極と、前記表示用電極に電気的に接続された蓄積容量と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備え、前記層間絶縁膜における前記半導体層に面する側の表面には、前記チャネル領域に対向する領域の少なくとも一部において、前記遮光膜に向かって局所的に窪んだ凹部が形成され、前記遮光膜は、前記蓄積容量の少なくとも一方の容量電極を兼ねることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の第１の電気光学装置の製造方法は、上記課題を解決するために、基板と、該基板上に設けられ、チャネル領域を有する半導体層を含んで構成された薄膜トランジスタと、前記基板上に設けられ、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された表示用電極と、前記表示用電極に電気的に接続された蓄積容量と、前記半導体層の上層側及び下層側の少なくとも一方に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜の前記半導体層側とは反対側に積層された、前記チャネル領域を遮光するための遮光膜とを備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記基板上に前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記基板上の一面に前記遮光膜の下地となる層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、該層間絶縁膜形成工程の後に、前記遮光膜が局所的に前記半導体層と近くなるように、前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記チャネル領域と対応する領域に凹凸をエッチングで形成する凹凸形成工程と、該凹凸形成工程の後に、少なくとも前記下地となる層間絶縁膜の表面における前記凹凸が形成された領域内に、前記遮光膜を形成する遮光膜形成工程とを含み、前記遮光膜は、前記蓄積容量の少なくとも一方の容量電極を兼ねていることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】