(57)【要約】【課題】例えば液晶装置等の電気光学装置に用いた際に、表示画像におけるフリッカの発生を効果的に抑制することで、高品位な画像表示を図る。【解決手段】薄膜トランジスタ（３０）は、基板（１０）上に、ソース領域（１ｓ）、チャネル領域（１ｃ）、ドレイン領域（１ｄ）、第１ＬＤＤ領域（１ｓｃ）及び第２ＬＤＤ領域（１ｃｄ）を有する半導体層（１ａ）と、チャネル領域に対向配置されたゲート電極（２ａ）とを備える。第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち、一方はドープされた不純物の濃度が半導体層のチャネル長方向に沿って段階的に変化し、他方はドープされた不純物の濃度が前記一方と比べて段階的に変化しない。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された薄膜トランジスタであって、
ソース領域、チャネル領域、ドレイン領域、前記ソース領域及び前記チャネル領域間に形成された第１ＬＤＤ領域、並びに前記チャネル領域及び前記ドレイン領域間に形成された第２ＬＤＤ領域を有する半導体層と、
前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたゲート電極と
を備え、
前記第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち、一方においてドープされた不純物の濃度が前記半導体層のチャネル長方向に沿って段階的に変化し、他方においてドープされた不純物の濃度が前記一方と比べて前記半導体層のチャネル長方向に沿って段階的に変化しないことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記第１ＬＤＤ領域における前記不純物の平均濃度は、前記第２ＬＤＤ領域における前記不純物の平均濃度に比べて高いことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記第１ＬＤＤ領域は、前記第２ＬＤＤ領域より前記半導体層のチャネル長方向に沿った長さが大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記第２ＬＤＤ領域を少なくとも部分的に囲うように形成された遮光層を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
請求項１から５のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記基板上に、
前記半導体層のうち前記ソース領域及び前記ドレイン領域を除く第１領域に前記不純物をドープする第１工程と、
前記第１領域より狭い第２領域に前記不純物をドープする第２工程と、
前記第２領域より更に狭い第３領域に前記不純物をドープする第３工程と
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタと、
前記基板と、
前記基板に対向するように配置された他方の基板と、
前記基板及び前記他方の基板間に挟持された電気光学物質と
を具備してなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【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において素子基板上の画素毎に配置されたスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、適宜ＴＦＴと呼ぶ）及びその製造方法、並びに薄膜トランジスタを備えた電気光学装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の薄膜トランジスタの一例である画素スイッチング用ＴＦＴは、直視型ディスプレイやライトバルブ等の電気光学装置に用いられる。このような用途に用いられる薄膜トランジスタは、画素の保持特性を向上させるために、リーク電流の発生を抑制することが求められる。
【０００３】
例えば、特許文献１から３では、ソース領域及びチャネル領域間、並びにチャネル領域及びドレイン領域間にＬＤＤ（Lightly doped drain）領域を設けることによってリーク電流の発生を軽減するための技術が開示されている。特に特許文献１には、半導体層上に形成された絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して不純物を注入することにより、ＬＤＤ領域を形成する技術が開示されている。また、特許文献２には、分割されたチャネル領域間に異なる不純物濃度を有する複数の領域を形成することで、リーク電流を軽減する技術が開示されている。特許文献３には、ソース領域及びチャネル領域間、並びにチャネル領域及びドレイン領域間の双方に、段階的に濃度が変化するようにＬＤＤ領域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２００３−１１５４９８号公報
【特許文献２】特開２０００−２８６４２２号公報
【特許文献３】特開２００２−３５３２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、ＬＤＤ領域の位置が絶縁膜に開孔されたコンタクトホールの位置によって規定されるため、薄膜トランジスタの設計自由度が著しく制限されてしまう。このため、リーク電流を軽減するための微妙な調整を行うことが困難であるという技術的な問題点がある。また、特許文献２では、チャネル領域を分割した上に、分割されたチャネル領域間に複数の不純物領域を形成する必要があるため、薄膜トランジスタの構造が非常に複雑になってしまう。このため、やはりリーク電流を軽減するための調整が困難であると共に、個体差による特性バラツキの増大を招くため、均一な品質が要求される画素スイッチング用として用いた場合に、表示画像にムラを生じさせる原因となってしまう。また、特許文献３では、両側のＬＤＤ領域における不純物濃度を段階的に変化させる必要がある。このため、製造工程が複雑になってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば液晶装置等の電気光学装置に用いた場合に、表示画像におけるフリッカの発生を効果的に抑制することができ、高品位な画像表示が可能な薄膜トランジスタ及びその製造方法、並びにそのような薄膜トランジスタを備えた電気光学装置及び電子機器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】
本発明に係る薄膜トランジスタは上記課題を解決するために、基板上に形成された薄膜トランジスタであって、ソース領域、チャネル領域、ドレイン領域、前記ソース領域及び前記チャネル領域間に形成された第１ＬＤＤ領域、並びに前記チャネル領域及び前記ドレイン領域間に形成された第２ＬＤＤ領域を有する半導体層と、前記チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するように配置されたゲート電極とを備え、前記第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち、一方において、ドープされた不純物の濃度が前記半導体層のチャネル長方向に沿って段階的に変化し、他方においてドープされた不純物の濃度が前記一方と比べて前記半導体層のチャネル長方向に沿って段階的に変化しない。
【０００８】
本発明に係る薄膜トランジスタは、基板上に形成され、半導体層とゲート電極とを備えてなる。薄膜トランジスタが形成される基板は、例えば石英やガラス等の透明材料から形成されていてもよいし、シリコン等の非透明材料であってもよく、薄膜トランジスタの用途に応じて、適宜、選択可能するとよい。
【０００９】
半導体層は、ソース領域、チャネル領域、ドレイン領域、第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域を有する。第１ＬＤＤ領域はソース領域及びチャネル領域間に、第２ＬＤＤ領域はチャネル領域及びドレイン領域間に、夫々、挟まれるように配置される。半導体層におけるこれらの各領域は、夫々、例えばイオンインプランテーション法等の不純物をドープすることによって形成可能である。第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域は、ソース領域及びドレイン領域に比べて低濃度で不純物がドープされることにより形成される。
【００１０】
ゲート電極は、チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対向するように配置される。尚、本発明に係る薄膜トランジスタは、基板面を基準としてゲート電極が半導体層の上層側に配置されたトップゲート型であってもよいし、ゲート電極が半導体層の下層側に配置されたボトムゲート型であってもよいし、更にはダブルゲート型でもよい。ゲート電極は、薄膜トランジスタが液晶装置等の画素スイッチング用トランジスタとして用いられる場合には、例えば、走査線に電気的に接続され、画素電極のオンオフ駆動を制御するために供給される走査信号に応じて、トランジスタのスイッチング制御を実現する。尚、ゲート電極は、例えばポリシリコン等の導電性材料から形成することができる。
【００１１】
本発明に係る薄膜トランジスタでは特に、第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち一方は、ドープされた不純物の濃度が半導体層のチャネル長方向に沿って段階的に変化するように形成される。第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち他方は、ドープされた不純物の濃度は、前記一方と比べて半導体層のチャネル長方向に沿って段階的に変化せず、ほぼ均一分布するように形成される。拡散効果によって多少は変化するとしても段階的ではなく滑らかに変化する分布となる。
【００１２】
液晶装置等の電気光学装置では、薄膜トランジスタが形成された基板（以下適宜素子基板という）上に形成される画素電極と、素子基板に対向配置された基板（以下適宜対向基板という）上に形成された対向電極との間に、画像信号に対応する所定の電位差を印加することによって、素子基板及び対向基板間に挟持されるように配置された液晶等の電気光学物質の配向状態を制御し、画像表示を実現する。この所定の電位差は、薄膜トランジスタのオンオフ制御に応じて、好適なタイミングで印加される。ここで、薄膜トランジスタがオフ状態にある場合、画素電極における電位は一定に保持されることが最適であるが、実際には、薄膜トランジスタのリーク電流の発生により、画素電極における電位が変化してしまう。
【００１３】
本願発明者の研究によれば、このリーク電流の発生にしやすさの程度は、画素電極の電位が対向電極の電位よりも高い場合（即ちプラスフィールドの場合）と、画素電極の電位が対向電極の電位よりも低い場合（即ちマイナスフィールドの場合）との間で異なることが判明している。つまり、仮に絶対値が同じで極性が異なる電位をプラスフィールド及びマイナスフィールドで印加すると、薄膜トランジスタに生じるリーク電流の大きさは互いに異なるとされている。上述のように、リーク電流の発生は画素電極の電位を変化させる要因となるため、このように画素電極及び対向電極間の電圧の印加条件によって（つまり、プラスフィールドかマイナスフィールドかによって）、発生するリーク電流の大きさが変化してしまうと、画素電極の電位が不安定になり、フリッカの発生等によって表示画像の画質が低下してしまう原因となってしまう。
【００１４】
本願発明者の研究によれば、リーク電流の大きさは、第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域における不純物の濃度を変化させることによって調整可能であることが判明している。この研究によれば、プラスフィールドにおけるリーク電流の大きさは、第２ＬＤＤ領域にドープされた不純物の濃度に依存することが判明している。特に、第２ＬＤＤ領域の不純物の濃度を低くするに従い、プラスフィールドにおけるリーク電流の大きさは小さくなるとされている。一方、マイナスフィールドにおけるリーク電流の大きさは、第１ＬＤＤ領域にドープされた不純物の濃度に依存することが判明している。特に、第１ＬＤＤ領域の不純物濃度を低くするに従い、マイナスフィールドにおけるリーク電流の大きさは小さくなるとされている。
【００１５】
本発明に係る薄膜トランジスタでは、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差が小さくなるように、第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち一方の領域において、不純物の濃度が段階的に変化するように形成されている。例えば、プラスフィールドにおけるリーク電流が大きすぎる場合には、第２ＬＤＤ領域に不純物濃度の低い領域を追加形成することにより、プラスフィールドにおけるリーク電流を低く調整することができる。つまり、不純物濃度の低い領域を形成することで、第２ＬＤＤ領域全体における不純物の平均濃度を低下させ、プラスフィールドにおけるリーク電流を低下させることによって、マイナスフィールドでのリーク電流との差を軽減することができる。
【００１６】
一方、マイナスフィールドにおけるリーク電流が小さすぎる場合には、第１ＬＤＤ領域に不純物濃度が高い領域を追加形成することにより、マイナスフィールドにおけるリーク電流が大きくなるように調整することができる。つまり、第１ＬＤＤ領域に不純物濃度の高い領域を形成することで、第１ＬＤＤ領域全体における不純物の平均濃度を増加させ、マイナスフィールドにおけるリーク電流を増加させることによって、プラスフィールドでのリーク電流との差を軽減することができる。
【００１７】
ここで、「段階的に変化するように形成されている」とは、互いに異なる不純物濃度を有する複数の領域が存在するように形成されることを意味する。つまり、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差が小さくなるように、第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち一方が、異なる不純物濃度を有する複数の領域から構成されるように形成されていれば足りる意味である。尚、互いに異なる不純物濃度を有する複数の領域の境界近傍では、必ずしも、不純物濃度が厳密に非連続的に異なるように形成されていなくともよい。例えば半導体層にイオンプランテーション法等の不純物打ち込みによってこれら領域を形成する場合、半導体層に打ちこまれた不純物は、その打ち込まれた箇所の周辺に向かって少なからず拡散する。そのため、複数の領域の境界近傍では、少なからず濃度が連続的に（即ち濃度勾配を持つように）変化していてもよい。
【００１８】
逆に「段階的ではなく滑らかに変化するように形成されている」とは、不純物濃度が所定の濃度勾配を持って連続的に変化するように形成されることを意味する。厳密には、チャネル長方向に沿って完全に滑らかに変化する必要はないが、一方と比べた場合に滑らかに変化することになる。
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る薄膜トランジスタによれば、第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち一方において、不純物の濃度を段階的に変化させることによって、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差を軽減することが可能となる。その結果、液晶装置等の電気光学装置に適用した場合に、表示画像におけるフリッカの発生を効果的に抑制することができ、高品位な画像表示が可能となる。
【００２０】
本発明の薄膜トランジスタの一の態様では、前記第１ＬＤＤ領域における前記不純物の平均濃度は、前記第２ＬＤＤ領域における前記不純物の平均濃度に比べて高い。
【００２１】
この態様によれば、第１ＬＤＤ領域における不純物の平均濃度は、第２ＬＤＤ領域における不純物の平均濃度に比べて高くなるように、第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち一方において、不純物の濃度が段階的に変化するように形成されている。本願発明者の研究によれば、例えば液晶装置等の電気光学装置に用いられる薄膜トランジスタは、プラスフィールドではマイナスフィールドに比べてリーク電流が大きいとされている。そこで、第１ＬＤＤ領域の一領域において不純物濃度が高くなるように段階的に濃度を変化させたり、第２ＬＤＤ領域の一領域において不純物濃度が低くなるように段階的に濃度を変化させることによって、第１ＬＤＤ領域における不純物の平均濃度が第２ＬＤＤ領域における不純物の平均濃度に比べて高くなるように設定することで、マイナスフィールドにおけるリーク電流を増加させることができる（逆に言えば、第２ＬＤＤ領域における不純物の平均濃度を、第１ＬＤＤ領域に対して相対的に低く設定することによって、プラスフィールドにおけるリーク電流を減少させることができる）。
【００２２】
その結果、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差を軽減することができ、液晶装置等の電気光学装置に適用した場合に、表示画像におけるフリッカの発生を効果的に抑制することが可能な薄膜トランジスタを実現することができる。
【００２３】
本発明の薄膜トランジスタの他の態様では、前記第１ＬＤＤ領域は、前記第２ＬＤＤ領域より前記半導体層のチャネル長方向に沿った長さが大きい。
【００２４】
この態様によれば、第１ＬＤＤ領域の半導体層のチャネル長方向に沿った長さが大きなるように形成することによって、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差を軽減することができる。本願発明者の研究によると、第１ＬＤＤ領域の長さが第２ＬＤＤ領域に対して相対的に大きくなるほど、マイナスフィールドにおけるリーク電流の値を大きく調整することができ、プラスフィールドにおけるリーク電流との差を軽減することができる。
【００２５】
上記説明したように、第１ＬＤＤ領域及び第２ＬＤＤ領域のうち一方の領域において、不純物の濃度を段階的に変化させることによって、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差を軽減することができるが、それでもなお、リーク電流の差が大きい場合には、本態様では、ＬＤＤ領域の長さを調整することによって、より好適にリーク電流の差を軽減することが可能である。
【００２６】
本発明の薄膜トランジスタの他の態様では、前記第２ＬＤＤ領域を少なくとも部分的に囲うように形成された遮光層を備える。
【００２７】
この態様によれば、リーク電流が増大する要因の一つである、第２ＬＤＤ領域への光の照射を防止すべく、第２ＬＤＤ領域は、遮光層で少なくとも部分的に囲まれている。上述のように、プラスフィールドにおけるリーク電流は、マイナスフィールドにおけるリーク電流に比べて大きくなる傾向があるため、仮に第２ＬＤＤ領域の遮光性が十分でないと、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおける夫々のリーク電流の差が広がってしまうおそれがある。そこで、本態様では、第２ＬＤＤ領域を遮光層によって遮光することによって、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおける夫々のリーク電流の差を軽減し、表示画像におけるフリッカを効果的に抑制することができる。
【００２８】
ここで、「少なくとも部分的に囲うように形成」とは、全く遮光対策が施されていない場合に比べて、照射光が少なくなるように遮光効果を得られる程度に、何らかの形状を有する遮光層が存在すれば足りる意味であり、第２ＬＤＤ領域があらゆる角度から見て完全に囲まれるように遮光層が形成されていることまでを要求するものではない。特に、ある特定の方向から光が入射しやすい場合には、当該方向に面するように平面的な構造を有する遮光膜を設けるなど、重点的に遮光対策を施すことが好ましい。
【００２９】
本発明の薄膜トランジスタ（但し、その各種態様も含む）の製造方法は上記課題を解決するために、前記基板上に、前記半導体層のうち前記ソース領域及び前記ドレイン領域を除く第１領域に前記不純物をドープする第１工程と、前記第１領域より狭い第２領域に前記不純物をドープする第２工程と、前記第２領域より更に狭い第３領域に前記不純物をドープする第３工程とを含む。
【００３０】
本発明によれば、上述の各種態様に係る薄膜トランジスタを好適に形成することが可能となる。
【００３１】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明に係る薄膜トランジスタ（但し、その各種態様も含む）と、前記基板と、前記基板に対向するように配置された他方の基板と、前記基板及び前記他方の基板間に挟持された電気光学物質とを備える。
【００３２】
本発明の電気光学装置によれば、例えば、薄膜トランジスタが形成された基板である素子基板上に形成される画素電極と、素子基板に対向配置された基板である対向基板上に形成された対向電極との間に、所定の電位差を印加することによって、素子基板及び対向基板間に挟持されるように封入された液晶等の電気光学物質の配向状態を制御することで、画像表示を行うことが可能である。素子基板上に、上述した各種態様を含む薄膜トランジスタを備えることによって、フリッカの少ない高品位な画像表示が可能な電気光学装置を実現することができる。
【００３３】
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、その各種態様も含む）を備える。
【００３４】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像を表示することが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
【００３５】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を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】
【００３６】
【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要部の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る液晶装置の複数の画素部の等価回路図である。
【図５】第１実施形態に係る液晶装置における相隣接する複数の画素部の平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ´断面図である。
【図７】第１実施形態及び比較例における半導体層の平面構造を表す模式図である。
【図８】第１実施形態及び比較例のプラスフィールドにおけるＴＦＴの電気的特性を表すグラフ図である。
【図９】第１実施形態に係る液晶装置の駆動回路用のＴＦＴを画素スイッチング用のＴＦＴと併せて表した断面図である。
【図１０】第２実施形態及び比較例における半導体層の平面構造を表す模式図である。
【図１１】第２実施形態及び比較例のプラスフィールドにおけるＴＦＴの電気的特性を表すグラフ図である。
【図１２】第１実施形態に係る液晶装置におけるＴＦＴを製造する一連の製造工程を示す工程断面図である。
【図１３】第２実施形態に係る液晶装置におけるＴＦＴを製造する一連の製造工程を示す工程断面図である。
【図１４】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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、本発明の薄膜トランジスタを備える電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【００３８】
＜１．液晶装置＞
＜１−１．第１実施形態＞
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。図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´断面図である。
【００３９】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、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と対向基板２０との間に液晶層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の周囲に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００４０】
図１において、シール材５２の内側に並行して、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。画像表示領域１０aの周辺のうち、シール材５２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。サンプリング回路７は、この一辺に沿ったシール材５２よりも内側に、額縁遮光膜５３に覆われるように設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール材５２の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるように設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐために、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿って、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。また、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位置に、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ように構成されている。
【００４１】
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。
【００４２】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用の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る。また、画像表示領域１０ａの周辺には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４及びサンプリング回路７を夫々構成する駆動回路用のＴＦＴや引回配線９０等が作りこまれた積層構造が形成される。
【００４３】
ＴＦＴアレイ基板１０に形成された画素電極９ａ上には、図不示の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との対向面上には、遮光性材料からなるブラックマトリクス２３が形成されている。そして、ブラックマトリクス２３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９ａに対向するように形成されている。対向電極２１上には図不示の配向膜が形成されている。また、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。
【００４４】
尚、ここでは図示を省略しているが、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。
【００４５】
次に、本実施形態に係る液晶装置の主要な構成について、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る液晶装置の要部の構成を示すブロック図である。
【００４６】
図３において、本実施形態に係る液晶装置には、そのＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａの周辺に、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、サンプリング回路７等の駆動回路が形成されている。
【００４７】
走査線駆動回路１０４には、外部回路から外部回路接続端子１０２を介してＹクロック信号（及び反転Ｙクロック信号）及びＹスタートパルス信号等の各種制御信号が供給される。走査線駆動回路１０４は、これらの信号に基づいて走査信号Ｇ１、・・・Ｇｍをこの順に順次生成して走査線３ａに出力する。また、走査線駆動回路１０４には、外部回路接続端子１０２を介して走査線駆動回路１０４を駆動するための電源ＶＤＤＹ及びＶＳＳＹや各種制御信号が供給される。
【００４８】
データ線駆動回路１０１には、外部回路から外部回路接続端子１０２を介してＸクロック信号及びＸスタートパルス信号が供給される。データ線駆動回路１０１は、Ｘスタートパルスが入力されると、Ｘクロック信号に基づくタイミングで、サンプリング信号Ｓ１、・・・、Ｓｎを順次生成して出力する。また、データ線駆動回路１０１には、外部回路接続端子１０２を介してデータ線駆動回路１０１を駆動するための電源ＶＤＤＸ及びＶＳＳＸや各種制御信号が供給される。サンプリング回路７は、Ｎチャネル型のＴＦＴから構成されたサンプリングスイッチ７ｓを複数備えている。
【００４９】
図３において、本実施形態に係る液晶装置には、更に、そのＴＦＴアレイ基板１０の中央を占める画像表示領域１０ａに、マトリクス状に配列された複数の画素部７００が設けられている。
【００５０】
ここで、本実施形態に係る液晶装置の画素部７００における構成について、図３に加えて図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る液晶装置の複数の画素部７００における各種素子、配線等の等価回路図である。
【００５１】
複数の画素部７００にはそれぞれ、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号ＶＳ１、ＶＳ２、・・・、ＶＳｎ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。尚、ＴＦＴ３０は、画素スイッチング用のＴＦＴ、即ち本発明に係る「薄膜トランジスタ」の一例であり、Ｎ型のＴＦＴとして構成されている。
【００５２】
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。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ＶＳ１、ＶＳ２、・・・、ＶＳｎを所定のタイミングで書き込む。
【００５３】
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ＶＳ１、ＶＳ２、・・・、ＶＳｎは、対向基板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する。
【００５４】
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａ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は、走査線３ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むと共に所定電位とされた容量線３００を含んでいる。このように蓄積容量７０を設けることによって、各画素電極９aにおける電荷保持特性の向上が図られている。尚、容量線３００の電位は、一つの電圧値に常時固定してもよいし、複数の電圧値に所定周期で振りつつ固定してもよい。
【００５５】
本実施形態に係る液晶装置では、以上のような画素部７００が、画像表示領域１０ａにマトリクス状に配列されることにより、アクティブマトリクス駆動が可能となっている。
【００５６】
図３に示すように、画像信号は、６相にシリアル−パラレル展開された画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６の各々に対応して、６本のデータ線６ａの組に対してグループ毎に供給されるよう構成されている。尚、画像信号の相展開数（即ち、シリアル−パラレル展開される画像信号の系列数）に関しては、６相に限られるものでなく、例えば、９相、１２相、２４相など、複数相に展開された画像信号が、その展開数に対応した数を一組としたデータ線６ａの組に対して供給されるよう構成してもよい。また、シリアル−パラレル展開しないで、データ線６ａに対して線順次に供給されるように構成してもよい。
【００５７】
次に、本実施形態に係る液晶装置の画素部の具体的な構成について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る液晶装置における相隣接する複数の画素部７００の平面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ´断面図である。尚、図５では画素部７００におけるＴＦＴ３０の配置をわかりやすく示すために、便宜上、一部の配線及び積層構造の図示を適宜省略している。
【００５８】
図５に示すように、画素電極９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に、マトリクス状に配列されており（点線部９ａ'により輪郭が示されている）、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。データ線６ａは、例えばアルミニウム膜等の金属膜あるいは合金膜からなり、走査線３ａは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。
【００５９】
画素スイッチング用のＴＦＴ３０は、本発明に係る薄膜トランジスタの一例であり、ＴＦＴ走査線３ａ及びデータ線６ａの交差に対応して配置されている。ＴＦＴ３０は、そのチャネル長方向がＹ方向に沿うように配置されており、ＴＦＴアレイ基板１０上で平面的に見て、データ線６ａに重なるように形成されている。データ線６ａは非開口領域（即ち画像表示領域１０ａのうち光源光が透過しない領域）を少なくとも部分的に構成することから、ＴＦＴ３０ａをこのように配置することによって、半導体層に光が照射することによりリーク電流が増大することを抑制することができる。
【００６０】
図６に示すように、本実施形態に係る液晶装置は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置された透明な対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、夫々、例えばガラス基板や石英基板からなる。
【００６１】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、非開口領域を少なくとも部分的に規定するための遮光膜１１ａが形成されている。尚、遮光膜１１ａは、導電性のある非透過性の金属、例えばタングステンやアルミニウム等から形成されることによって、走査線３ａの一部として機能するように形成してもよい。
【００６２】
遮光膜１１ａ上には、下地絶縁膜１２が形成される。ＴＦＴ３０は、下地絶縁膜１２上に形成されており、半導体層１ａ及びゲート絶縁膜２ａを介して半導体層１ａに対向配置されたゲート電極３ａから構成される。
【００６３】
ここで、図７を参照して、ＴＦＴ３０の半導体層１ａの平面構造について詳細に説明する。図７は、ＴＦＴの半導体層１ａの平面構造を表す模式図である。
【００６４】
図７（ａ）に示すように、本実施形態における半導体層１ａは、ソース領域１ｓ、チャネル領域１ｃ、ドレイン領域１ｄ、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃ及びドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄを有する。ここで、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃは、本発明における「第１ＬＤＤ領域」の一例であり、ソース領域１ｓ及びチャネル領域１ｃ間に挟み込まれるように配置されている。また、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄは、本発明における「第２ＬＤＤ領域」の一例であり、チャネル領域１ｃ及びドレイン領域１ｄ間に挟み込まれるように配置されている。半導体層１ａにおけるこれらの各領域は、例えばイオンインプランテーション法によって不純物打ち込みによって、半導体層１ａに不純物をドープすることにより形成されている。本実施形態では、これらの各領域には、例えばソース領域１ｓ、ドレイン領域１ｄ、第１ＬＤＤ領域、および第２ＬＤＤ領域にはリン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンが、チャネル領域１ｃにはボロン（Ｂ）イオン等のＰ型の不純物イオンがドープされており、ＴＦＴ３０は、Ｎ型のＴＦＴとして形成されている。
【００６５】
本実施形態では特に、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄは、不純物濃度が互いに異なる高濃度領域１ｃｄ１及び低濃度領域１ｃｄ２から構成されている。つまり、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄは、不純物濃度が半導体層１ａのチャネル長方向（つまりＹ方向）に沿って段階的に変化するように形成されている。一方、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃでは、不純物濃度が段階的に変化することはない。本実施形態では特に、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄのうち高濃度領域１ｃｄ１は、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃと同じ不純物濃度を有するように形成されている。尚、低濃度領域１ｃｄ２は、高濃度領域１ｃｄ１及びソース側ＬＤＤ領域１ｓｃに比べて不純物濃度が低くなるように設定されている。
【００６６】
このように、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄを、濃度の異なる２つの領域（即ち高濃度領域１ｃｄ１及び低濃度領域１ｃｄ２）から構成することにより、図７（ｂ）のようにドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄがソース側ＬＤＤ領域１ｓｃと同じ不純物濃度を有する単一領域によって構成されている比較例の場合に比べて、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差が小さくすることが可能となる。
【００６７】
ここで、図８を参照して、ＴＦＴ３０の特性について具体的に説明する。図８は、ＴＦＴの電気的特性を表すグラフ図である。図８において、横軸はゲート電極２ａ及びソース領域１ｓ間に印加される電位差Ｖｇｓを表し、縦軸はソース領域１ｓ及びドレイン領域１ｄ間に流れる電流値Ｉｄｓを表している。尚、図８において縦軸は、Ｉｄｓの特性がわかりやすいように対数表示を行っている。図８（ａ）は、本実施形態に係るＴＦＴ３０の特性を示し、図８（ｂ）はドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄがソース側ＬＤＤ領域１ｓｃと同じ不純物濃度を有する単一領域によって構成されている比較例に係るＴＦＴの特性を示している。
【００６８】
図８（ａ）及び（ｂ）ともに、Ｖｇｓが正領域にある場合（つまり、ＴＦＴがオン状態にある場合）には、Ｖｇｓが増加するに従いＩｄｓの値は急激に増加する。更にＶｇｓを増加させると、ＩｄｓのＶｇｓに対する変化率は減少していく。一方、Ｖｇｓが負領域にある場合（つまり、ＴＦＴがオフ状態にある場合）は、Ｖｇｓを変化させても、Ｖｇｓが正の領域にある場合に比べると殆ど変化しない。但し、上述のようにＴＦＴがオフ状態にある場合であってもリーク電流が発生するので、Ｖｇｓを減少させるに従いＩｄｓが少なからず増加する。
【００６９】
ここで、図８（ａ）に示す本実施形態に係るＴＦＴ３０の特性に注目すると、図８（ｂ）に示す比較例に係るＴＦＴの特性に比べて、負領域におけるＩｄｓの増加度が少なくなっている。即ち、本実施形態に係るＴＦＴ３０は、比較例に係るＴＦＴに比べてリーク電流が発生しにくいという特性を有している。
【００７０】
このように、本実施形態では、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄを、濃度の異なる２つの領域（即ち高濃度領域１ｃｄ１及び低濃度領域１ｃｄ２）から構成することにより、プラスフィールドにおける光リーク電流を減少させることが可能である。一方、マイナスフィールドにおける光リーク電流は、主にソース側ＬＤＤ領域１ｃｄにおける不純物濃度に依存するが、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態と比較例との間ではソース側ＬＤＤ領域１ｃｄの不純物濃度において違いがないため、マイナスフィールドでは同程度のリーク電流が発生することとなる。従って、本実施形態に係るＴＦＴ３０は、プラスフィールドにおけるリーク電流が減少した分、比較例に比べてプラスフィールド及びマイナスフィールド間のリーク電流の差が小さくなる。その結果、表示画像におけるフリッカの発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００７１】
本実施形態ではドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄを高濃度領域１ｃｄ１と低濃度領域１ｃｄ２とから構成することにより、不純物濃度が段階的に変化するように形成されている。但し、実際に不純物を半導体層に打ち込んで各領域を形成する場合、打ち込まれた不純物は半導体層の内部で少なからず拡散するため、必ずしも、図６及び図７（ａ）に示すように、高濃度領域１ｃｄ１と低濃度領域１ｃｄ２との境界が明確に規定されていなくともよい。
【００７２】
また、本実施形態ではドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄを高濃度領域１ｃｄ１と低濃度領域１ｃｄ２との２つの領域から構成しているが、不純物濃度が段階的に変化する限りにおいて、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄが３つ以上の相異なる濃度を有する複数の領域から構成されていてもよい。
【００７３】
また、図６及び図７（a）に示すように、本実施形態における半導体層１ａのソース側ＬＤＤ領域１ｓｃは、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄに比べてＹ方向の長さが大きくなるように形成されている。本願発明者の研究によると、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃを長くするように設計すると、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差が小さくなり、フリッカが改善することが判明している。上述のように、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄの濃度が段階的に変化するように形成することによって、プラスフィールド及びマイナスフィールド間におけるリーク電流の大きさの差をある程度軽減することが可能であるが、本願研究者が行った限りでは、それでもなお、リーク電流の差が十分に小さくならない場合が生じうる。このような場合、ＬＤＤ領域における不純物濃度を段階的に変化させることに加えて、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃのＹ方向の長さを調整することによって、リーク電流の差をより一層抑制することが可能となる。尚、逆にドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄのＹ方向における長さを、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃに対して相対的に短く調整しても同様の効果を得ることができる。
【００７４】
再び図５及び図６に戻って、ＴＦＴ３０上には第１層間絶縁膜４１を介して上層側に、ＴＦＴ３０のドレイン領域１ｄ及び画素電極９ａに電気的に接続された画素電位側容量電極としての中継層７１と、固定電位側容量電極としての容量線３００の一部とが、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより、蓄積容量７０が形成されている。容量線３００は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属のうち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等からなる。或いは、Ａｌ（アルミニウム）膜から形成することも可能である。
【００７５】
中継層７１は、例えば導電性のポリシリコン膜からなり蓄積容量７０の画素電位側容量電極として機能する。ただし、中継層７１は、容量線３００と同様に、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。中継層７１は、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホール８３及び８５を介して、画素電極９ａとＴＦＴ３０のドレイン領域１ｄとを中継接続する機能を有する。
【００７６】
蓄積容量７０上には、第２層間絶縁膜４２を介してデータ線６ａが形成されている。データ線６ａは、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２に開孔されたコンタクトホール８１を介して、半導体層１ａのソース領域１ｓに電気的に接続されている。
【００７７】
データ線６ａ上には、第３層間絶縁膜４３を介して更に上層側に、画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、第２層間絶縁膜４２及び第３層間絶縁膜４３に開孔されたコンタクトホール８５を介して中継層７１に接続されることにより、半導体層１ａのドレイン領域１ｄに電気的に接続されている。尚、画素電極９ａは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透明導電性膜から形成されており、その上層側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。配向膜１６は、例えばポリイミド膜等の透明な有機膜からなる。
【００７８】
他方、対向基板２０上には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、対向電極２１上（図６では下側）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、上述の画素電極９ａと同様に、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。配向膜２２も、上述の配向膜１６と同様に、例えばポリイミド膜等の透明な有機膜からなる。
【００７９】
ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０上に夫々形成された配向膜１６及び２２によって挟持されるように封入された液晶層５０は、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とり、画素電極９ａから電界を印加されることによってその配向状態を適宜変化させる。
【００８０】
次に、本実施形態に係る液晶装置の駆動回路用のＴＦＴ４００について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上に形成された駆動回路用のＴＦＴ４００の断面図であり、同じくＴＦＴアレイ基板１０上に形成された画素スイッチング用のＴＦＴ３０と比較して示す図である。
【００８１】
上述したように、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、サンプリング回路７等の駆動回路が形成されている（図３参照）。これら駆動回路は、駆動回路用のＴＦＴ４００を含んで構成されている。
【００８２】
駆動回路用のＴＦＴ４００は、ゲート電極４３０、ポリシリコン膜からなる半導体層４１０、及びゲート電極４３０と半導体層４１０とを絶縁するゲート絶縁膜２ｂを備える。半導体層４１０は、チャネル領域４１０ｃ、ソース領域４１０ｓ、ドレイン領域４１０ｄ、ソース側ＬＤＤ領域４１０ｓｃ及びドレイン側ＬＤＤ領域４１０ｃｄを有する。
【００８３】
駆動回路用のＴＦＴ４００の半導体層４１０は、上述した画素スイッチング用のＴＦＴ３０と同様に、例えばリン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンが注入されることにより、Ｎ型のＴＦＴとして形成されている。即ち、ここに記載されている駆動回路用のＴＦＴ４００は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０と同じ導電型を有するトランジスタとして形成されている。
【００８４】
更に、ゲート電極４３０上には、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２が形成されている。第２層間絶縁膜４２上にはソース電極４５０ｓ及びドレイン電極４５０ｄが配置されている。
【００８５】
ソース電極４５０ｓは、ソース領域４１０ｓと、第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２並びにゲート絶縁膜２ｂを貫通して開孔されたコンタクトホール４９１を介して、電気的に接続されている。ドレイン電極４５０ｄは、ドレイン領域４１０ｄと第１層間絶縁膜４１及び第２層間絶縁膜４２並びにゲート絶縁膜２ｂを貫通して開孔されたコンタクトホール４９２を介して電気的に接続されている。ソース電極４５０ｓ及びドレイン電極４５０ｄ上には、第３層間絶縁膜４３が積層されている。
【００８６】
本実施形態においてＴＦＴアレイ基板１０上に形成された画素スイッチング用のＴＦＴ３０と、ここに記載されている駆動回路用のＴＦＴ４００とは、同じ導電型を有するように形成されている。同じ導電型のトランジスタであっても、駆動回路用と画素スイッチング用のＴＦＴでは、ＬＤＤ濃度を夫々最適化する場合があるが、夫々最適化するプロセスを用いると、プロセス数を増加させることなく本発明の段階的なＬＤＤ領域を形成することが出来る。尚、製造工程に関しては、後に詳述する。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置によれば、半導体層１ａのうちドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄを、不純物の濃度が異なる高濃度領域１ｃｄ１及び低濃度領域１ｃｄ２から構成することによって、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差を軽減することが可能となる。その結果、表示画像におけるフリッカの発生を効果的に抑制することができ、高品位な画像表示が可能な液晶装置を実現することが可能となる。
【００８８】
＜１−２．第２実施形態＞
続いて、第２実施形態に係る液晶装置について図１０及び図１１を参照して説明する。第２実施形態では、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃにおいて不純物濃度が段階的に変化するように形成されている点で、第１実施形態と異なる。つまり、第１実施形態ではドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄにおける不純物濃度が段階的に変化するように形成した実施例を説明したが、ここでは、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃにおける不純物濃度が段階的に変化するように形成した実施例について説明する。
【００８９】
ここで、図１０は、本実施形態に係るＴＦＴの半導体層１ａの平面構造を表す模式図である。図１０（ａ）に示すように、本実施形態における半導体層１ａは、第１実施形態と同様に、ソース領域１ｓ、チャネル領域１ｃ、ドレイン領域１ｄ、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃ及びドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄを有しており、これらの各領域は、例えばリン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオン及びボロン（Ｂ）イオン等のＰ型の不純物イオンがドープされることにより形成されている。
【００９０】
本実施形態では特に、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃは、不純物濃度が互い異なる高濃度領域１ｓｃ１及び低濃度領域１ｓｃ２から構成されている。つまり、ソース側ＬＤＤ領域ｓｃは、不純物濃度が半導体層１ａのチャネル長方向（つまりＹ方向）に沿って段階的に変化するように形成されている。一方、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄにおいては、不純物濃度が段階的に変化しない。尚、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃのうち低濃度領域１ｓｃ２は、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄと同じ濃度で不純物が打ち込まれることによって形成されている。尚、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃのうち高濃度領域１ｓｃ１は、低濃度領域１ｓｃ２及びドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄに比べて高い濃度で不純物が打ち込まれているが、その不純物濃度は、ソース領域１ｓ及びドレイン領域１ｄに比べて低くなるように設定されている。このように、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃは、濃度の異なる２つの領域（即ち高濃度領域１ｓｃ１及び低濃度領域１ｓｃ２）から形成されている。尚、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃ全体における不純物の平均濃度は、ドレイン領域１ｃｄ全体における不純物の平均濃度に比べて高くなるように設定されている。
【００９１】
このようにソース側ＬＤＤ領域１ｓｃ及びドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄにおける不純物濃度を設定することにより、図１０（ｂ）のようにソース側ＬＤＤ領域１ｓｃを、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄと同じ不純物濃度を有する単一の領域で形成した場合に比べて、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差を小さくすることが可能となる。
【００９２】
ここで、図１１を参照して、マイナスフィールドにおけるＴＦＴ３０の特性について具体的に説明する。図１１は、ＴＦＴの電気的特性を表すグラフ図である。図１１において、横軸はゲート電極２ａ及びソース領域１ｓ間の電位差Ｖｇｓを表し、縦軸はソース領域１ｓ及びドレイン領域１ｄに流れる電流値Ｉｄｓを表している。尚、図１１において縦軸は、電流値Ｉｄｓの特徴がわかりやすいように対数表示を行っている。図１１（ａ）は、本実施形態に係るＴＦＴ３０の特性を示し、図１１（ｂ）はソース側ＬＤＤ領域１ｓｃがドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄと同じ不純物濃度を有する単一領域によって構成されている比較例に係るＴＦＴの特性を示している。ただし、マイナスフィールドの保持特性をみるため、ソース領域1ｓの方をプラス（トランジスタで言えばドレイン）、ドレイン領域１ｄをマイナス（トランジスタで言えばソース）となるように電圧をかけて特性を測っている。
【００９３】
図１１（ａ）及び（ｂ）ともに、Ｖｇｓが正領域にある場合（つまり、ＴＦＴがオン状態にある場合）には、Ｖｇｓが増加するに従いＩｄｓの値は急激に増加する。更にＶｇｓを増加させると、ＩｄｓのＶｇｓに対する変化率は減少していく。一方、Ｖｇｓが負領域にある場合（つまり、ＴＦＴがオフ状態にある場合）は、Ｖｇｓを変化させても、Ｖｇｓが正の領域にある場合に比べて殆ど変化しない。但し、上述のようにＴＦＴがオフ状態にある場合であってもリーク電流の発生によって、Ｖｇｓが負領域においても、Ｖｇｓを減少させるに従ってＩｄｓが少なからず増加する。
【００９４】
ここで、図１１（ａ）に示す本実施形態に係るＴＦＴ３０の特性に注目すると、図１１（ｂ）に示す比較例に係るＴＦＴの特性に比べて、負領域におけるＩｄｓの増加度が大きくなっている。つまり、本実施形態に係るＴＦＴ３０は、比較例に係るＴＦＴに比べてリーク電流が発生しやすくなっている。
【００９５】
このように、本実施形態では、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃを、濃度の異なる２つの領域（即ち高濃度領域１ｓｃ１及び低濃度領域１ｓｃ２）から構成することにより、マイナスフィールドにおけるリーク電流を増加させることができる。一方、プラスフィールドにおけるリーク電流は、主にドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄにおける不純物濃度に依存するが、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態と比較例との間ではドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄの不純物濃度に違いがないため、プラスフィールドにおけるリーク電流の大きさは同程度である。従って、本実施形態に係るＴＦＴ３０は、マイナスフィールドにおけるリーク電流が増加した分、比較例に比べてプラスフィールド及びマイナスフィールド間のリーク電流の差が小さくなる。その結果、表示画像におけるフリッカの発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００９６】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、高濃度領域１ｓｃ１と低濃度領域１ｓｃ２との境界が明確に規定されていなくともよい。また、本実施形態ではソース側ＬＤＤ領域１ｓｃを高濃度領域１ｓｃ１と低濃度領域１ｓｃ２との２つの領域から構成しているが、不純物濃度が段階的に変化する限りにおいて、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃが３つ以上の相異なる濃度を有する複数の領域から構成されていてもよい。更に、ＬＤＤ領域における不純物濃度を段階的に変化させることに加えて、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃ及びドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄのＹ方向の長さを調整することによって、リーク電流の差を抑制してもよい。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置によれば、半導体層１ａのうちソース側ＬＤＤ領域１ｓｃを、不純物の濃度が異なる高濃度領域１ｓｃ１及び低濃度領域１ｓｃ２から構成することによって、プラスフィールド及びマイナスフィールドにおけるリーク電流の差を軽減することが可能となる。その結果、表示画像におけるフリッカの発生を効果的に抑制することができ、高品位な画像表示が可能な液晶装置を実現することが可能となる。
【００９８】
＜２．製造方法＞
次に、上述した本実施形態に係る液晶装置の製造方法について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１３は、夫々、上述の第１及び第２実施形態に係る液晶装置において、基板上にＴＦＴ３０及び４００を製造する一連の製造工程を示す工程断面図である。
【００９９】
先ず、図１２を参照して第１実施形態に係る液晶装置におけるＴＦＴ３０及び４００の製造方法について説明する。
【０１００】
図１２（ａ）に示すように、例えば石英基板、ガラス基板からなるＴＦＴアレイ基板１０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且つ約８５０〜１３００℃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けるＴＦＴアレイ基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。ＴＦＴアレイ基板１０上に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタにより、１００〜５００ｎｍ程度の膜厚の遮光膜を形成した後、エッチングを行うことによりパターニングし、遮光膜１１ａを形成し、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に下地絶縁膜１２を形成する。
【０１０１】
次に、図１２（ｂ）に示すように、下地絶縁層１２上に、減圧ＣＶＤ法等もしくは減圧ＣＶＤ法で形成されたアモルファスシリコンを固相成長するなどによりポリシリコン膜を形成する。続いて、このポリシリコン膜に対し、例えばフォトリソグラフィ法及びエッチング処理を施すことにより、画像表示領域１０ａ及びその周囲の周辺領域に所定パターンを有する半導体層１ａ及び４１０をそれぞれ形成する。半導体層１ａ及び４１０上には、夫々、ゲート絶縁膜２ａ及び２ｂを介してゲート電極３ａ及び４３０を形成する。
【０１０２】
続いて、図１２（ｃ）から（ｅ）に示すように、半導体層１ａ及び４１０に対して、図中で下向き矢印Ｎ−として示すように、例えばリン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンを複数の段階に分けて注入する。
【０１０３】
まず、図１２（ｃ）に示すように、チャネル領域１ｃ及びドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄのうち低濃度領域１ｃｄ１に相当する領域を除く半導体層１ａ上、並びに、チャネル領域４１０ｃに相当する領域を除く半導体層４１０ａ上にレジスト膜５００を形成する。そして、半導体層１ａ及び４１０の上方側から例えばリン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物をドープする。
【０１０４】
次に、図１２（ｄ）に示すように、レジスト膜５００を除去した後、半導体層１ａ及び４１０の上方側から、更に不純物をドープする。このとき、チャネル領域１ｃ及び４１０ｃに相当する領域上には、先にゲート電極３ａ及び４３０が形成されているので、これらの領域には、不純物はドープされない。
【０１０５】
続いて、図１２（ｅ）に示すように、ソース領域１ｓ及びドレイン領域１ｄを除く半導体層１ａ上、並びにソース領域４１０ｓ及びドレイン領域４１０ｄを除く半導体層４１０上にレジスト膜５１０を形成する。そして、半導体層１ａのソース領域１ｓ及びドレイン領域１ｄ、並びに半導体層４１０のソース領域及びドレイン領域に対して、上方側から更に不純物をドープする。
【０１０６】
その結果、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄは、高濃度領域１ｃｄ１と低濃度領域１ｃｄ２を含んで構成され、不純物の濃度が段階的に変化するように形成される。このようにして、第１実施形態におけるＴＦＴ３０及び駆動回路用のＴＦＴ４００を形成することができる。
【０１０７】
なお不純物ドープを行った後におけるアニール工程或いは熱処理工程を経ると、不純物濃度の段階的な変化は、多少は滑らかにされる場合もある。但し、その場合にも、完成後におけるドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄでは、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃに比べると明らかに段階的に変化する不純物濃度が、観察されることになる。言い換えれば、完成後におけるソース側ＬＤＤ領域１ｓｃでは、ドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄに比べると明らかに滑らかに連続的に変化する不純物濃度が、観察されることになる。
【０１０８】
次に、図１３を参照して第２実施形態に係る液晶装置におけるＴＦＴ３０及び４００の製造方法について説明する。図１２の場合と同様に、ＴＦＴアレイ基板１０上には、遮光膜１１ａ及び下地絶縁膜１２が形成され、その上にＴＦＴ３０及び４００が形成される。第２実施形態に係る液晶装置を製造する場合、図１３（ａ）から（ｃ）に示すように、半導体層１ａ及び４１０に対して、図中で下向き矢印Ｎ−として示すように、例えばリン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンを複数の段階に分けて注入する。
【０１０９】
まず、図１３（ａ）に示すように、チャネル領域１ｃ、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃ及びドレイン側ＬＤＤ領域１ｃｄに相当する領域の半導体層１ａ上にレジスト膜５２０を形成する。そして、半導体層１ａ及び４１０の上方側から例えばリン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物をドープする。
【０１１０】
次に、図１３（ｂ）に示すように、レジスト膜５２０を除去した後、半導体層１ａ及び４１０の上方側から、更に不純物をドープする。このとき、チャネル領域１ｃ及び４１０ｃに相当する領域上には、先にゲート電極３ａ及び４３０が形成されているので、これらの領域には、不純物はドープされない。
【０１１１】
続いて、図１３（ｃ）に示すように、ソース領域１ｓ、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃのうち高濃度領域１ｓｃ１及びドレイン領域１ｄを除く半導体層１ａ上、並びにソース領域４１０ｓ及びドレイン領域４１０ｄを除く半導体層４１０上にレジスト膜５３０を形成する。そして、半導体層１ａのソース領域１ｓ及びドレイン領域１ｄ、並びに半導体層４１０のソース領域及びドレイン領域に対して、上方側から更に不純物をドープする。
【０１１２】
その結果、ソース側ＬＤＤ領域１ｓｃは、高濃度領域１ｓｃ１と低濃度領域１ｓｃ２を含んで構成され、不純物の濃度が段階的に変化するように形成される。このようにして、第２実施形態におけるＴＦＴ３０及び駆動回路用のＴＦＴ４００を形成することができる。
【０１１３】
以上説明したように、ＴＦＴアレイ基板１０上に、画素スイッチング用のＴＦＴ３０と、駆動回路用のＴＦＴ４００とを、従来から夫々のＬＤＤ濃度を異ならしている場合、従来より工程数を増加することなく製造することが可能となる。即ち、各工程のレジストパターンによって各領域を形成することができるので、製造工程を変更することも不要である。その結果、工程数の従来と同じ製造フローによって、歩留および表示特性の向上に貢献することが可能となる。
【０１１４】
＜３．電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。以下では、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。ここに図１４は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。
【０１１５】
図１４に示すように、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１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および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パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。
【０１１６】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネル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。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【０１１７】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【０１１８】
尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【０１１９】
尚、図１４を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、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などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【０１２０】
また本発明は、上述の実施形態で説明した液晶装置以外にも、シリコン基板上に素子を形成する反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。
【０１２１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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及びその製造方法、電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えてなる電子機器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】
【０１２２】
１ａ…半導体層、１ａ'…チャネル領域、１ｓ…ソース領域、１ｄ…ドレイン領域、１ｓｃ…ソース側ＬＤＤ領域、１ｃｄ…ドレイン側ＬＤＤ領域、２ａ、２ｂ…ゲート絶縁膜、３ａ…走査線、６ａ…データ線、７…サンプリング回路、９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１１ａ…遮光膜、２０…対向基板、２１…対向電極、３０…ＴＦＴ、４１、４２、４３…層間絶縁膜、５０…液晶層、１０１…データ線駆動回路、１０２…外部回路接続端子、１０４…走査線駆動回路、４００…ＴＦＴ、４１０…半導体層、４１０ｃ…チャネル領域、４１０ｓ…ソース領域、４１０ｄ…ドレイン領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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