(57)【要約】【課題】例えば液晶装置等の電気光学装置の製造方法において、効率的なレイアウトを有する積層構造を形成することによって、高品位な画像表示が可能な電気光学装置を製造する。【解決手段】電気光学装置の製造方法は、基板（１０）上に、第１の導電層（７）を形成する工程と、第１の絶縁層（１４）を介して第２の導電層（８）を形成する工程と、第２の絶縁層（１５）を形成する工程と、第１及び第２の絶縁層並びに第２の導電層を貫通するようにコンタクトホール（３３）を形成する工程と、第２の導電層のうちコンタクトホールに面する領域を酸化することで、絶縁部（８ｂ）を形成する工程と、コンタクトホールを埋めるように第３の導電層（９）を形成する工程とを含む。【選択図】図５
2011123093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、
第１の導電層を形成する第１の工程と、
前記第１の導電層の上層側に、第１の絶縁層を介して第２の導電層を形成する第２の工程と、
前記第２の導電層の上層側に、第２の絶縁層を形成する第３の工程と、
前記第１及び第２の絶縁層並びに前記第２の導電層を貫通するようにコンタクトホールを形成する第４の工程と、
前記第２の導電層のうち前記コンタクトホールに面する領域を酸化することにより、当該領域に絶縁部を形成する第５の工程と、
前記第２の絶縁層の上層側から前記コンタクトホールを埋めるように第３の導電層を形成することにより、当該第３の導電層を前記第１の導電層に電気的に接続する第６の工程と
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２】
前記第５の工程は、陽極酸化法によって前記第２の導電層のうち前記コンタクトホールに面する領域を酸化することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項３】
基板上に互いに交差するデータ線及び走査線、並びに前記データ線及び前記走査線の交差に対応する画素毎に半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を含んでなるトランジスターを形成する工程を備え、
前記第１の工程は、前記第１の導電層を前記半導体層に電気的に接続されるように形成し、
前記第６の工程は、前記第３の導電層を画素電極として前記画素毎に島状に形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程は、光反射性を有する材料で前記第２の導電層を形成し、
前記第３の工程は、光透過性を有する材料で第２の絶縁層を形成し、
前記第６の工程は、光透過性を有する材料で第３の導電層を形成することを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項５】
前記第３の工程は、光透過性を有する誘電性材料で、前記第２の絶縁層を容量絶縁膜として形成することにより、前記画素電極及び前記第２の導電層を一対の容量電極とする蓄積容量を形成することを特徴とする請求項３又は４に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
前記第５の工程は、前記絶縁部の幅が前記第２の絶縁層の膜厚に等しくなるように、前記第２の導電層を酸化させ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の一例として、基板上に、画素電極と、当該画素電極の選択的な駆動を行うための走査線、データ線、及び画素スイッチング素子としての薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）とを備えてなる液晶装置がある。以上の構成要素は、基板上において導電膜が層間絶縁膜を介して各層に分け隔てられて配置されることにより形成される。例えば特許文献１及び２には、陽極酸化によって導電膜を部分的に酸化することで層間絶縁膜を形成し、複数の画素電極を形成する技術が開示されている。
【０００３】
また、このような液晶装置では、表示画像の高コントラスト化等を目的として、ＴＦＴと画素電極との間に蓄積容量が設けられることがある。例えば特許文献３では、画素電極に対して、容量絶縁膜を介して下層側に容量電極を設けることにより、蓄積容量を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６８３５９号公報
【特許文献２】特開平０５−１５８０５４号公報
【特許文献３】特開平１１−０５４４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献３では、画素電極及びＴＦＴ間を電気的に接続するためのコンタクトホールに容量電極が電気的に短絡することを防ぐために、基板上で平面的に見て、容量電極に設けられた開口部の内側にコンタクトホールを配置する必要がある（即ち、容量電極とコンタクトホールとが互いに接触しないように配置する必要がある）。このような構造は基板上において各種導電膜及び絶縁膜を、例えばエッチングによってパターニングすることによって形成可能であるとされているが、エッチングを行う際に用いるマスクのサイズ誤差やアライメント誤差等を考慮する必要がある。例えば容量電極の開口部を予め余分に広く設けるなど、コンタクトホールが容量電極に電気的に短絡するリスクを軽減或いは回避する必要がある。このようなリスクを軽減或いは回避するために、仮に容量電極における開口部を広く設定すると、その分基板上における容量電極の面積が減ってしまい、十分大きな容量値を有する蓄積容量を形成することが困難になってしまうという技術的問題点がある。
【０００６】
また、例えば透明な画素電極の下層側に入射光を反射するための反射層を備える反射型の液晶装置の場合、明るく鮮明な画像表示を行うために、反射層は基板上において極力広く形成されることが好ましい。しかしながら、上述の画素電極の下層側に設けられる容量電極の場合と同様に、反射層を貫通するコンタクトホールに反射層が短絡することを防ぐために、反射層において開口部を予め大きく設ける必要があり、反射層の面積を十分確保することが難しいという技術的問題点がある。
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、効率的なレイアウトを有する積層構造を形成することによって、高品位な画像表示が可能な電気光学装置を製造可能な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】
【０００８】
本発明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、基板上に、第１の導電層を形成する第１の工程と、前記第１の導電層の上層側に、第１の絶縁層を介して第２の導電層を形成する第２の工程と、前記第２の導電層の上層側に、第２の絶縁層を形成する第３の工程と、前記第１及び第２の絶縁層並びに前記第２の導電層を貫通するようにコンタクトホールを形成する第４の工程と、前記第２の導電層のうち前記コンタクトホールに面する領域を酸化することにより、当該領域に絶縁部を形成する第５の工程と、前記第２の絶縁層の上層側から前記コンタクトホールを埋めるように第３の導電層を形成することにより、当該第３の導電層を前記第１の導電層に電気的に接続する第６の工程とを含む。
【０００９】
本発明に係る電気光学装置の製造方法は、以下に説明する第１乃至第６の工程を含んでなる。
【００１０】
第１の工程では、例えばアルミニウム等の導電性材料を用いて、基板上に第１の導電層を形成する。第１の導電層は、例えばスパッタリング等の手法によって基板上に広く形成してもよいし、広く形成した導電層を更にエッチング等の手法によって特定の形状にパターニングしてもよい。
【００１１】
第２の工程では、第１の導電層の上層側に、第１の絶縁層を介して第２の導電層を形成する。即ち、本工程では、第１の導電層の上層側に第１の絶縁層を形成した上で、当該第１の絶縁層上に更に第２の導電層を形成する。そして第３の工程では、第２の導電層の上層側に、絶縁性材料を用いて第２の絶縁層を形成する。つまり、ここまでの各工程では、基板上に導電層と絶縁層とが交互に配置されるように、第１及び第２の導電層並びに第１及び第２の絶縁層が形成される。
【００１２】
第４の工程では、第１及び第２の絶縁層並びに第２の導電層を貫通するようにコンタクトホールを形成する。ここで、「貫通するように」とは、第１の導電層の表面が露出するように、上層側から第１及び第２の絶縁層並びに前記第２の導電層に亘って開孔することを意味する。また、形成されるコンタクトホールの形状は、第１及び第２の絶縁層並びに第２の導電層に亘って開孔されている限りにおいて限定されず、例えばコンタクトホールの形状は直線状に限らない。
【００１３】
第５の工程では、第２の導電層のうちコンタクトホールに面する領域を酸化することにより、当該領域に絶縁部を形成する。この工程では、第２の導電層のうちコンタクトホールに面する領域を酸化することにより、当該領域に絶縁部を自己整合的に形成することができる。ここで、「第２の導電層のうちコンタクトホールに面する領域」とはコンタクトホールを開孔することによってコンタクトホールの内側に露出した第２の導電層を意味する。本発明では、上述の特許文献３のように、各種導電膜及び絶縁膜を、例えばエッチングによってパターニングすることによって形成する必要がないので、エッチングを行う際に用いるマスクのサイズ誤差やアライメント誤差等を考慮する必要がない。このような物理的な誤差を考慮しなくて済むため、第２の導電層は、コンタクトホールが貫通するための最小限の開口部を有していれば足り、基板上における第２の導電層の面積を広く確保することができる。言い換えれば、酸化という化学的手法によって自己整合的に第２の導電層がコンタクトホールに短絡することを防ぐための絶縁部を形成することができるので、当該絶縁部を極力小さく且つ精度よく形成することができる。
【００１４】
このように、本発明によれば、第２の導電層を広く形成することが可能となる。例えば、第２の導電層を容量電極として形成する場合、上述の特許文献３では、第２の導電層における開口部を、コンタクトホールに第２の導電層が短絡しない程度に余分に広く形成する必要があるが、本発明では酸化という化学的手法によって、第２の導電層のうちコンタクトホールに面する領域のみを自己整合的に絶縁化することができる。つまり、第２の導電層は、コンタクトホールが貫通するための最小限の開口部を有していれば足りるので、基板上における第２の導電層の面積を広く確保することができ、容量値の大きい蓄積容量を備える電気光学装置を製造することができる。また、第２の導電層が透明な画素電極の下層側に配置される入射光を反射するための反射層として形成される場合においても同様に、基板上において反射層の面積を十分大きく確保することができるため、反射光の光量を増加させることができ、明るく鮮明な画像表示を行うことのできる反射型の電気光学装置を製造することができる。
【００１５】
第６の工程では、第２の絶縁層の上層側からコンタクトホールを埋めるように第３の導電層を形成することにより、当該第３の導電層を第１の導電層に電気的に接続する。ここで「埋めるように」とは、コンタクトホールの内部を完全に埋めるように第３の導電層で充填されることまで要求するのではなく、コンタクトホールの内部に少なくとも部分的に第３の導電層を形成すれば足りる趣旨である。ここで、上述のように、第２の導電層のうちコンタクトホールに面する領域には絶縁部が形成されているので、絶縁部を除く第２の導電層がコンタクトホールを埋めるように形成された第３の導電層に電気的に短絡することはない。つまり、第１及び第３の導電層について、第２の導電層に電気的に短絡することを防止しつつ、互いに電気的に接続することができる。
【００１６】
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、酸化によって絶縁部を形成することにより、第１及び第３の導電層と第２の導電層とが電気的に短絡することを防止しつつ、第１及び第３の導電層間を電気的に接続することができる。その結果、効率的なレイアウトを有する積層構造を有する電気光学装置を製造することができる。
【００１７】
本発明の電気光学装置の製造方法の一態様では、前記第５の工程は、陽極酸化法によって前記第２の導電層のうち前記コンタクトホールに面する領域を酸化する。
【００１８】
この態様によれば、第２の導電層に形成される絶縁部は、陽極酸化法によって形成される。陽極酸化法では、例えば、直流電源の陽極に酸化しようとする対象物を電気的に接続し、当該対象物と、陰極（即ち当該直流電源の負側）に電気的に接続された電極とを、陽極酸化液（即ち、陽極酸化を行うための電解質を有する液体）に浸すことで、両極間に電流を流し、陽極に接続された対象物を酸化する。具体的には、第３の導電層を形成する前段階（即ち、第５の工程）において、第２の導電層に陽極を電気的に接続した後、コンタクトホールの内部を陽極酸化液で浸すことで、第２の導電層のうちコンタクトホールに面した領域が酸化され、絶縁部を形成することができる。この際、第２の導電層を除く他の構成要素は陽極に電気的に接続されていないので、酸化されない。このように、陽極酸化法を用いることで、基板上に形成した積層構造のうち、第２の導電層のコンタクトホールに面する領域のみを酸化することが可能となり、好適に絶縁部を形成することができる。
【００１９】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、基板上に互いに交差するデータ線及び走査線、並びに前記データ線及び前記走査線の交差に対応する画素毎に半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を含んでなるトランジスターを形成する工程を備え、前記第１の工程は、前記第１の導電層を前記半導体層に電気的に接続されるように形成し、前記第６の工程は、前記第３の導電層を画素電極として前記画素毎に島状に形成する。
【００２０】
この態様によれば、例えば画像表示領域において画素毎に配置され、画素電極への画像信号の供給のオンオフをスイッチングするためのトランジスターを備えるアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置を製造することができる。ここで、第１の導電層は、トランジスターの半導体層に電気的に接続されるように形成されるため、トランジスターから供給される画像信号は第１の導電層を経由して、第１の導電層にコンタクトホールを介して電気的に接続されるように形成された第３の導電層たる画素電極に印加される。このとき、第２の導電層のコンタクトホールに面する領域に絶縁部が形成されているため、第２の導電層は、第１及び第３の導電層に電気的に絶縁されている。
【００２１】
この場合、前記第２の工程は、光反射性を有する材料で前記第２の導電層を形成し、前記第３の工程は、光透過性を有する材料で第２の絶縁層を形成し、前記第６の工程は、光透過性を有する材料で第３の導電層を形成するとよい。
【００２２】
この態様によれば、第２の導電層より上層側に形成される第３の導電層及び第２の絶縁層は、光透過性を有する材料から形成される。そのため、基板の上層側から入射する光は第３の導電層及び第２の絶縁層を透過して、第２の導電層に到達することができる。一方、第２の導電層は光反射性を有する材料から形成されるため、第２の導電層に到達した入射光は、第２の導電層によって反射され、基板の上層側に向かって反射光として出射される。反射光は、光透過性を有する材料で形成された第２の絶縁層及び第３の導電層を再び透過し、表示光として出射される。つまり、本態様に係る製造方法によれば、反射型の電気光学装置を製造することができる。
【００２３】
この場合、第２の導電層は、入射光を反射して表示光を出射するための反射層として機能する。上述のように本発明によれば、基板上において第２の導電層を極力広く形成することが可能であるので、本態様では基板上における反射層の面積を十分大きく確保することができる。その結果、明るく鮮明な画像表示を行うことのできる電気光学装置を製造することができる。
【００２４】
また、前記第３の工程は、光透過性を有する誘電性材料で、前記第２の絶縁層を容量絶縁膜として形成することにより、前記画素電極及び前記第２の導電層を一対の容量電極とする蓄積容量を形成するとよい。
【００２５】
この態様によれば、第２の絶縁膜を容量絶縁膜として形成することによって、当該第２の絶縁膜の上下層に設けられた第２及び第３の導電層を一対の容量電極とする蓄積容量を形成することができる。例えば、製造される電気光学装置がアクティブマトリクス駆動方式の電気光学パネルである場合、トランジスターの保持特性（即ち、トランジスターのドレインに電気的に接続された画素電極の電位を保持するための特性）を向上させるための蓄積容量として構成することができる。上述の特許文献３では、第２の導電層において開口部を、第２の導電層がコンタクトホールに短絡しない程度に余分に広く形成する必要があるが、本態様ではそのような必要がない。そのため、基板上において容量電極たる第２の導電層を広く形成することができるので、容量の大きい蓄積容量を備える電気光学装置を製造することができる。
【００２６】
ここで、第２の絶縁膜もまた光透過性を有する材料で形成されているので、光源光及び下層側に設けられた反射層である第２の導電層によって反射された反射光は第２の絶縁膜を透過することができる。
【００２７】
この場合、第２の導電層は容量電極としてのみ機能するように形成してもよいし、その他の機能を兼ねるように形成してもよい。例えば、上述のように第２の導電層に、反射層としての機能を同時に持たせてもよい。この場合、容量電極と反射層とを夫々別個に基板上に設ける場合に比べて、積層構造の複雑化を抑制することができるので、製造コストの削減に貢献することができる。
【００２８】
本発明の電気光学装置の製造方法の他の態様では、前記第５の工程は、前記絶縁部の幅が前記第２の絶縁層の膜厚に等しくなるように、前記第２の導電層を酸化させる。
【００２９】
この態様では、絶縁部の幅を第２の絶縁層の膜厚に等しくなるように設定することにより、第２の導電層がコンタクトホールに電気的に短絡することをより確実に防止することができる。第５の工程において形成される絶縁部の幅は、例えば酸化を行う時間に依存する。例えば、上述の陽極酸化により第２の導電層を酸化する場合、陽極酸化を行うために陽極及び陰極間に電流を流す期間を変更することによって、絶縁部の幅を調整するとよい。
【００３０】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ'断面図である。
【図３】第１実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す回路図である。
【図４】第１実施形態に係る液晶装置の画素部の平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ´断面図である。
【図６】第１実施形態に係る液晶装置の反射層の平面構造を示す平面図である。
【図７】第２実施形態に係る液晶装置の画素部の断面図である。
【図８】第１実施形態に係る液晶装置が備えるＴＦＴアレイ基板上の積層構造の製造方法の一例を、順を追って示す工程断面図である。
【図９】図８と共に、第１実施形態に係る液晶装置が備えるＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造の製造方法の一例を、順を追って示す工程断面図である。
【図１０】第１実施形態に係る液晶装置の反射層に施される陽極酸化のメカニズムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の製造方法によって製造可能な電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス駆動方式の反射型の液晶装置を例にとる。
【００３３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る液晶装置について、図１から図６を参照して説明する。
【００３４】
先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’線断面図である。
【００３６】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、単結晶シリコン基板からなり、本発明に係る「基板」の一例である。対向基板２０は、例えばガラス基板、石英基板等の透明基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００３７】
図１において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。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。
【００３８】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。
【００３９】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域１０ａ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側に、光源光を反射するための反射層（図２において図示省略）及び画素毎にマトリクス状に透明な導電性材料で形成された画素電極９が設けられている。画素電極９上には、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９と対向してほぼ全面に形成されている。対向電極２１上には配向膜が形成されている。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り、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【００４０】
図１及び図２では図示を省略しているが、ＴＦＴアレイ基板１０上において画素電極９より下層側には、画像表示領域１０ａに対して対向基板２０側から入射する光源光を反射するための反射層が設けられている。光源光は、それぞれ透明材料によって形成されている対向基板２０、対向電極２１及び画素電極９等を透過し、反射層によって反射されることによって、対向基板側から画像表示のための表示光を反射光として射出される。
【００４１】
尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、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、検査用パターン等が形成されていてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成について、図３を参照して説明する。
【００４３】
図３は、本実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【００４４】
図３に示すように、本実施形態に係る液晶装置１００には、そのＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域に、走査線駆動回路１０４、データ線駆動回路１０１及びサンプリング回路７を含む駆動回路（或いは周辺回路）並びに画像信号線９５が設けられている。
【００４５】
走査線駆動回路１０４には、Ｙクロック信号ＣＬＹ、反転Ｙクロック信号ＣＬＹｉｎｖ及びＹスタートパルスＤＹが供給される。走査線駆動回路１０４は、ＹスタートパルスＤＹが入力されると、Ｙクロック信号ＣＬＹ及び反転Ｙクロック信号ＣＬＹｉｎｖに基づくタイミングで、走査信号Ｇｉ（但し、ｉ＝１、・・・、ｍ）を順次生成して出力する。
【００４６】
データ線駆動回路１０１には、Ｘクロック信号ＣＬＸ、反転Ｘクロック信号ＣＬＸｉｎｖ及びＸスタートパルスＤＸが供給される。データ線駆動回路１０１は、ＸスタートパルスＤＸが入力されると、Ｘクロック信号ＣＬＸ及び反転Ｘクロック信号ＸＣＬＸｉｎｖに基づくタイミングで、サンプリング信号Ｓｉ（但し、ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を順次生成して出力する。
【００４７】
サンプリング回路７は、データ線６毎に設けられた複数のサンプリング用ＴＦＴ１７１を備えている。サンプリング用ＴＦＴ１７１は、例えばＰチャネル型又はＮチャネル型の片チャネル型ＴＦＴから構成されている。尚、サンプリング用ＴＦＴ１７１は、相補型のＴＦＴから構成されるようにしてもよい。
【００４８】
サンプリング用ＴＦＴ１７１のソース配線１７１Ｓは、画像信号線９５に電気的に接続されており、サンプリング用ＴＦＴ１７１のゲート配線１７１Ｇは、サンプリング信号線９７に電気的に接続されており、サンプリング用ＴＦＴ１７１のドレイン配線１７１Ｄは、データ線６に電気的に接続されている。各サンプリング用ＴＦＴ１７１は、画像信号線９５を介して画像信号ＶＩＤが入力されると共にサンプリング信号線９７を介してデータ線駆動回路１０１からサンプリング信号Ｓｉ（但し、ｉ＝１、２、・・・、ｎ）が入力されると、画像信号ＶＩＤをサンプリングして、各データ線６にデータ信号Ｄｉ（但し、ｉ＝１、２、・・・、ｎ）として印加するように構成されている。
【００４９】
図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素部には、それぞれ、画素電極９と該画素電極９をスイッチング制御するための画素スイッチング用ＴＦＴ３０とが形成されており、データ信号Ｄｉが供給されるデータ線６が当該画素スイッチング用ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。
【００５０】
データ線６に書き込むデータ信号Ｄｉ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６同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のゲートに走査線１１が電気的に接続されている。走査線１１には、走査線駆動回路１０４から所定のタイミングで走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍが、この順に線順次で印加される。尚、本実施形態では、説明の簡単のため、走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍがこの順に線順次で走査線１１に印加されるように構成しているが、走査信号Ｇｉ（但し、ｉ＝１、２、・・・、ｍ）が走査線１１に印加される順序は、任意の順序であってもよい。画素電極９は、画素スイッチング用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画素スイッチング用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６から供給されるデータ信号Ｄｉを所定のタイミングで書き込む。
【００５１】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルのデータ信号Ｄｉ（但し、ｉ＝１、２、・・・、ｎ）は、対向基板２０（図２参照）に形成された対向電極２１（図２参照）との間で一定期間保持される。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、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。
【００５２】
ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９と対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。蓄積容量７０の一方の電極は、画素電極９と並列して画素スイッチング用ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続され、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に電気的に接続されている。
【００５３】
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及び図５を参照して説明する。
【００５４】
図４は、本実施形態に係る液晶装置の画素部の平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ’線断面図である。尚、図４及び図５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・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【００５５】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線６及び走査線１１が、夫々Ｘ方向及びＹ方向に沿って配置されている。データ線６及び走査線１１は、例えば、遮光性の導電材料、Ａｌ（アルミニウム）、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）等から形成されている。
【００５６】
ＴＦＴ３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、データ線６及び走査線１１との交差に対応するように、画素毎に配置されている。ＴＦＴ３０は、半導体層３０ａと、ゲート絶縁膜３０ｃを介して上層側に形成されたゲート電極３０ｂとを有して構成されている。
【００５７】
半導体層３０ａは、ソース領域３０ａ１、チャネル領域３０ａ２、ドレイン領域３０ａ３含んで形成されている。ここで、 チャネル領域３０ａ２とソース領域３０ａ１、又は、チャネル領域３０ａ２とドレイン領域３０ａ３との界面にはＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域が形成されていてもよい。
【００５８】
ゲート電極３０ｂは、ゲート絶縁膜３０ｃを介して、半導体層３０ａのチャネル領域３０ａ２に対向するように形成されている。ゲート電極３０ｂは、下層側に設けられた走査線１１にコンタクトホール３４を介して電気的に接続されており、走査線１１から供給される走査信号が印加されることによってＴＦＴ３０をオン／オフ制御する。
【００５９】
ソース領域３０ａ１は、コンタクトホール３１を介してデータ線６に電気的に接続されている。データ線６は、ソース領域３０ａ１より上層側に設けられており、その一部が層間絶縁膜１３及びゲート絶縁膜３０ｃに開孔されたコンタクトホール３１の内部に形成されることにより、ソース領域３０ａ１に電気的に接続されている。
【００６０】
ドレイン領域３０ａ３は、コンタクトホール３２を介して中継層７に電気的に接続されている。中継層７は、本発明に係る「第１の導電層」の一例である。中継層７は、ドレイン領域３０ａ３より上層側に設けられており、その一部が層間絶縁膜１３及びゲート絶縁膜３０ｃに開孔されたコンタクトホール３２の内部に形成されることにより、ドレイン領域３０ａ３に電気的に接続されている。
【００６１】
中継層７は、本発明に係る「コンタクトホール」の一例であるコンタクトホール３３を介して、本発明に係る「第３の導電層」の一例である画素電極９に電気的に接続されている。画素電極９は、中継層７より上層側に設けられており、その一部が層間絶縁膜１４及び１５に開孔されたコンタクトホール３３の内部に形成されることにより、中継層７に電気的に接続されている。ここで、層間絶縁膜１４及び１５は、夫々、本発明に係る「第１の絶縁層」及び「第２の絶縁層」の一例である。このように画素電極９は、中継層７を経由してドレイン領域３０ａ３に電気的に接続されることによって、ドレイン領域３０ａ３から画像信号に対応する電圧信号が供給される。
【００６２】
画素電極９は、データ線６及び走査線１１によってマトリクス状に区分けされた画素毎に島状に形成されている。本実施形態では特に、画素電極９はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明な導電性材料から形成されている。ここで、画素電極９の下層側に設けられている層間絶縁膜１５もまた透明な絶縁性材料から形成されているため、ＴＦＴアレイ基板１０の上側から入射する入射光は、画素電極９及び層間絶縁膜１５を透過し、次に説明する反射層８に到達する。
【００６３】
層間絶縁膜１５の下層側には、反射層８が形成されている。反射層８は、本発明に係る「第２の導電層」の一例である。反射層８は、ＴＦＴアレイ基板１０の上層側から入射する光源光（即ち、画素電極９及び層間絶縁膜１５を透過して入射する光源光）を反射する。反射された光は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に設けられた液晶５０によって偏光されることより画像表示を行う。尚、本実施形態において、反射層８はアルミニウムによって形成されている。
【００６４】
ここで、反射層８は、導電領域８ａ及び、本発明に係る「絶縁部」の一例である絶縁領域８ｂを含んで形成されている。絶縁領域８ｂは、アルミニウムが陽極酸化されたアルミナ（即ち酸化アルミニウム）から形成されている。図５に占めるように、絶縁領域８ｂは、反射層８のうちコンタクトホール３３に面する部分に形成されており、コンタクトホール３３の内部に形成された画素電極９が、導電領域８ａに電気的に短絡することを防止する機能を有している。つまり、導電領域８ａと画素電極９との間に絶縁領域８ｂを設けることによって、導電領域８ａと画素電極９との間の短絡を防止しつつ、画素電極９を下層側に設けられた中継層７に電気的に接続することが可能となっている。
【００６５】
ここで、図６を参照して反射層８の平面構造について説明する。図６は、反射層８の平面構造を示す平面図である。尚、図６では、説明の便宜上、反射層８の下層側に形成されているデータ線６及び走査線１１を透過的に示すと共に、関連性の少ない各層・各部材については図示を省略している。
【００６６】
反射層８は、基本的にＴＦＴアレイ基板１０の表示領域９ａ全体に亘って広く形成されており、コンタクトホール３３に対応するように画素毎に開口領域（即ち、コンタクトホール３３の外周によって囲まれた領域）を有している。当該開口領域にはコンタクトホール３３が設けられており、その内部には画素電極９の一部が形成されることによって、下層側に設けられた中継層７と電気的に接続されている。
【００６７】
ここで、反射層８のうち絶縁領域８ｂは、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、コンタクトホール３３が形成された領域を囲むように（即ち、反射層８の開口領域の縁部に沿って、導電領域８ａがコンタクトホール３３に直接接触しないように）設けられている。このように絶縁領域８ｂを設けることによって、コンタクトホール３３の内部に形成された画素電極９は、反射層８の導電領域８ａに直接接触しないため、画素電極９及び反射層８間の電気的な短絡を確実に防止することができる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態に係る反射型の液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板１０上において不要な電気的な短絡を確実に回避しつつ、効率的な積層構造を有する。
【００６９】
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態に係る液晶装置について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る液晶装置の画素部の断面図であり、図５と同趣旨のものである。尚、図７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・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。尚、第２実施形態に係る液晶装置の概要は、基本的に上述の第１実施形態に係る液晶装置と同様な構造を有しているため、第１実施形態と共通する点に関しては説明を適宜省略し、異なる点について重点的に説明することとする。
【００７０】
本実施形態では、本発明に係る「第２の絶縁層」の一例として（即ち、第１実施形態における層間絶縁膜１５の代わりに）容量絶縁膜７２を備える。容量絶縁膜７２を備えることにより、本実施形態に係る液晶装置は、画素電極９及び反射層８を一対の容量電極とした蓄積容量７０を有する。このように蓄積容量７０を設けることで、画素電極９の電圧を、実際に画像信号が印加されている時間よりも、例えば３桁も長い時間だけ保持することが可能となる。その結果、液晶素子の保持特性が改善される結果、高コントラスト比を有する液晶装置を実現することができる。
【００７１】
反射層８は、ＴＦＴアレイ基板１０の上層側から入射する光源光を反射することによって、表示光たる反射光を射出するという第１実施形態と共通する機能に加えて、蓄積容量７０を構成する一対の容量電極の一方としての機能を有している。このように反射層８を容量電極として機能させることにより、容量電極を反射層８と別個に形成する場合に比べて、ＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造が複雑化することを抑制することができる。その結果、液晶装置の微細化及び製造プロセスの簡略化によるコスト削減等に貢献することができる。
【００７２】
本実施形態では特に、陽極酸化によって、反射層８のうちコンタクトホール３３に面する領域に絶縁領域８ｂが自己整合的に形成されているので、反射層８に開口部を広く設ける必要はない。そのため、ＴＦＴアレイ基板１０上において反射層８を極力広く形成することができ、容量の大きい蓄積容量７０を構築することができる。同時に、反射層８を広く形成することができるので、第１実施形態と同様に、光源光を良好に反射することができ、明るく鮮明な画像表示を行うことのできる液晶装置を実現することができる。
【００７３】
＜製造方法＞
続いて、上述した実施形態に係る液晶装置が備えるＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造の製造方法について、図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９は、第１実施形態に係る液晶装置が備えるＴＦＴアレイ基板１０上の積層構造の製造方法の一例を、順を追って示す工程断面図である。尚、第２実施形態に係る液晶装置の製造方法については、基本的に第１実施形態に係る液晶装置の製造方法と同一であるため、以下の説明では、相違点について適宜言及することとする。
【００７４】
まず、図８（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上に、下層側から走査線１１、層間絶縁膜１２、ＴＦＴ３０、データ線６及び中継層７を順次形成する。
【００７５】
尚、ＴＦＴアレイ基板１０の表面上に下地膜を形成してもよい。下地膜の材料としては、例えば、ポリイミド等の有機絶縁材料やシリコン窒化膜等の無機性材料を採用するとよい。このように下地膜を形成すると、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に存在する凹凸を平坦化することができる共に、ＴＦＴアレイ基板１０からの出ガスや、外部からＴＦＴアレイ基板１０を通過して侵入しようとするガス及び水分等を効果的に遮断することができるため、上層側に良質な積層構造を形成することができるようになる。
【００７６】
走査線１１の材料としては、例えば、金、銅及びアルミニウム等並びにそれらの合金などの金属材料であってもよいし、カーボンナノチューブ、グラフェン、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等の有機導電性材料であってもよい。走査線１１は、これらの導電性材料をＴＦＴアレイ基板１０上に広く形成した後に、エッチング等によってパターニングすることによって、上述の所定の形状に形成するとよい。
【００７７】
次に、走査線１１上に層間絶縁膜１２を形成する。尚、層間絶縁膜１２の表面は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）等の平坦化処理を施すことにより、表面における凹凸が平坦化されている。
【００７８】
続いて層間絶縁膜１２上に、ＴＦＴ３０を形成する。ＴＦＴ３０は、下層側から半導体層３０ａ、ゲート絶縁膜３０ｃ及びゲート電極の順で形成する。半導体層３０ａ及びゲート電極３０ｂは、ＴＦＴアレイ基板１０上において広く形成された膜をエッチング等によってパターニングすることによって、図示する所定の形状に形成するとよい。また、ゲート絶縁膜３０ｃは、上述の層間絶縁膜１２と同様に、ＣＭＰが施されていることにより、表面における凹凸が平坦化されている。
【００７９】
続いて、ＴＦＴ３０の上層側に層間絶縁膜１３を形成し、当該層間絶縁膜１３にエッチング等の手法によってコンタクトホール３１及び３２を開孔する。そして、コンタクトホール３１及び３２を埋めるように（即ち、コンタクトホール３１及び３２の内側の壁に接触するように）導電性材料を積層させることで、データ線６及び中継層７を形成する。ここで、データ線６及び中継層７は、例えば、ＴＦＴアレイ基板１０の表面全体に亘って形成された一の導電膜をエッチング等によってパターニングすることによって、同一機会に形成するとよい。この場合、データ線６及び中継層７を共通の工程で形成することができるので、工程数の削減によって製造コストの削減に貢献することが可能となる。
【００８０】
次に、図８（ｂ）に示すように、上層側に、層間絶縁膜１４、導電膜８’（即ち、後にパターニングされることにより反射層８に形成される導電膜）及び層間絶縁膜１５を、夫々ＴＦＴアレイ基板１０上に広く形成する。
【００８１】
そして、図８（ｃ）に示すように、層間絶縁膜１５上に、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、コンタクトホール３３を形成すべき領域を除く領域にレジスト膜８０を形成し、エッチングを施す。すると、レジスト膜８０が形成されていない領域において積層構造が部分的に除去され、コンタクトホール３３が形成される。レジスト膜８０は、コンタクトホール３３の形成後、洗浄液等により除去される。
【００８２】
続いて、図９（ｄ）に示すように、形成された導電膜８’のうちコンタクトホール３３に面する領域を陽極酸化することにより、絶縁領域８ｂを形成する。
【００８３】
ここで、図１０を参照して、反射層８に施される陽極酸化のメカニズムについて具体的に説明する。図１０は、本実施形態に係る液晶装置の反射層に施される陽極酸化のメカニズムを示す模式図である。尚、図１０では、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・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【００８４】
陽極酸化は、例えば、直流電源の陽極に酸化しようとする金属を電気的に接続し、当該接続された金属と、陰極（即ち当該直流電源の負側）に電気的に接続された電極とを、陽極酸化液（即ち、陽極酸化を行うための電解質を有する液体）に浸すことで、両極間に電流を流し、陽極に接続された金属を酸化する。本実施形態では、反射層８を直流電源の陽極に電気的に接続すると共に、コンタクトホール３３内に陽極酸化液を満たすことにより、陽極酸化を行う。
【００８５】
陽極酸化が行われている間、アルミニウムから形成された反射層８は陽極に電気的に接続されており、反射層８から陽極に向かって電子が移動する（図１０（ａ）参照）。一方、陰極からは電子が供給されるので、陰極が浸されている陽極酸化液には酸素イオンが多数存在している。反射層８中のアルミニウムイオンは、陽極酸化液に含まれる酸素イオンと結合し、アルミナ（即ち酸化アルミニウム）に変化する（図１０（ｂ）参照）。ここで、反射層８のうち陽極酸化によって酸化される領域は、コンタクトホール３３に面する側から陽極酸化を行う時間（即ち、陽極及び陰極間に電流を流している時間）に伴い、反射層８の内側に向かって除々に進行する。本実施形態では特に、絶縁領域８ｂの幅（即ち、ＴＦＴアレイ基板１０で平面的に見て、コンタクトホール３３の中心から外側に向かう方向に沿った長さ）が、層間絶縁膜１５の膜厚と同程度に達するように陽極酸化を相当の期間継続して陽極酸化を行っている。この程度に絶縁領域８ｂの幅を設定することにより、反射層８とコンタクトホール３３との間において、電気的な短絡を確実に防止することができる。
【００８６】
このように、陽極酸化を施すことによって、反射層８のうちコンタクトホール３３に面した領域が酸化され、絶縁領域８ｂを形成することができる。
【００８７】
尚、絶縁領域８ｂの幅は、例えば陽極酸化を行う時間を変更することによって、適宜変更してもよい。
【００８８】
再び図９に戻って、図９（ｅ）に示すように、コンタクトホール３３の内部及び層間絶縁膜１５上に、画素電極９を形成する。画素電極９の材料としては、例えばＩＴＯ等の透明な導電性材料を用いている。画素電極９は、これらの材料をコンタクトホール３３の内部及び層間絶縁膜１５上を含む広い領域に亘って形成した後、エッチング等によって画素毎にパターニングするとよい。
【００８９】
以上説明した各工程を経ることによって、ＴＦＴアレイ基板１０上に積層構造を形成することで、上述のＴＦＴアレイ基板を製造することができる。
【００９０】
尚、第２実施形態に係る液晶装置は、第１実施形態に比べて層間絶縁膜１５の代わりに光透過性を有する誘電性材料から容量絶縁膜７２を形成することによって、同様の工程から製造することができる。
【００９１】
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半導体装置用基板の製造方法、及び半導体装置用基板もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９２】
６  データ線、  ７  中継層、  ８  反射層、  ８ａ  導電領域、  ８ｂ  絶縁領域８ｂ、  ９  画素電極、  １０  ＴＦＴアレイ基板、  １０ａ  画像表示領域、  １１  走査線、  ３０  ＴＦＴ、  ３０ａ  半導体層、  ３０ａ１  ソース領域、  ３０ａ２  チャネル領域、  ３０ａ３  ドレイン領域、  ３０ｂ  ゲート電極、  ３３  コンタクトホール、  ５０  液晶、  ７０  蓄積容量、  ７２  容量絶縁膜
【図１】
2011123093.tif 000003
【図２】
2011123093.tif 000004
【図３】
2011123093.tif 000005
【図４】
2011123093.tif 000006
【図５】
2011123093.tif 000007
【図６】
2011123093.tif 000008
【図７】
2011123093.tif 000009
【図８】
2011123093.tif 000010
【図９】
2011123093.tif 000011
【図１０】
2011123093.tif 000012