(57)【要約】【課題】高速動作に適したＮ型層を用いたＮ型ＴＦＴを液晶容量と、蓄積容量の充電に用いる場合には、リーク電流特性に劣るＮ型層を蓄積容量に用いることとなり、電荷保持特性が低下するという課題がある。またＰ型層を用いたＰ型ＴＦＴを液晶容量と、蓄積容量の充電に用いた場合には、Ｐ型ＴＦＴがＮ型ＴＦＴと比べ移動度が低いことから高速動作が困難となり、ＴＦＴによるスイッチング特性が劣化するという課題がある。【解決手段】Ｎ型ＴＦＴ９０をスイッチングに用い、Ｐ型電極層４１を保持容量として用い、かつＰ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔとを切り離すことなく形成した。Ｐ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔとの間には段差はなく、コンタクトホール９４を形成するためのエッチング工程を均一な層厚を備えた第１層間絶縁層４に対して行うことができ、エッチングむら等による電気抵抗の増加を防止することが可能となる。【選択図】図３
2011029251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ型薄膜トランジスターを備える半導体装置であって、
基板と、
前記基板における第１面側に位置するＰ型層と、
前記第１面側に位置し、前記Ｐ型層と平面的に重なる絶縁層と、
前記Ｐ型層と、前記絶縁層と、前記絶縁層を介して前記Ｐ型層と平面的に少なくとも一部が重なる導電層と、を備えた蓄積容量と、
前記Ｐ型層と一部が接続される、前記Ｎ型薄膜トランジスターのソースまたはドレインを延伸してなるＮ型層と、を備え、
前記Ｎ型層と、前記Ｐ型層とを電気的に接続する接続電極を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
Ｎ型薄膜トランジスターを備える半導体装置であって、
基板と、
前記基板における第１面側に位置するＰ型層と、
前記第１面側に位置し、前記Ｐ型層と平面的に重なる絶縁層と、
前記Ｐ型層と、前記絶縁層と、前記絶縁層を介して前記Ｐ型層と平面的に少なくとも一部が重なる導電層と、を備えた蓄積容量と、
前記Ｐ型層に対してＩ型層を介して一部が接続される、前記Ｎ型薄膜トランジスターのソースまたはドレインを延伸してなるＮ型層と、を備え、
前記Ｎ型層と、前記Ｐ型層とを電気的に接続する接続電極を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
Ｎ型薄膜トランジスターを備える半導体装置であって、
基板と、
前記基板における第１面側に位置するＰ型層と、
前記第１面側に位置し、前記Ｐ型層と平面的に重なる絶縁層と、
前記Ｐ型層と、前記絶縁層と、前記絶縁層を介して前記Ｐ型層と平面的に少なくとも一部が重なる導電層と、を備えた蓄積容量と、
前記Ｐ型層と前記第１面方向において隣接し、Ｎ型不純物を第１密度分含み、かつ前記Ｐ型層と同密度のＰ型不純物を含む重畳層と、
前記重畳層と前記第１面方向において隣接し、前記第１密度分の前記Ｎ型不純物を含み、前記Ｎ型薄膜トランジスターのソースまたはドレインを延伸してなるＮ型層と、を備え、
前記Ｎ型層と、前記Ｐ型層とを電気的に接続する接続電極を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記接続電極は、前記第１面の平面視において、前記Ｐ型層と前記Ｎ型層を覆う１つのコンタクトホールを備え、前記コンタクトホール内に位置する導体により形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記接続電極は、前記第１面の平面視において、前記Ｐ型層と前記Ｎ型層を覆う１つのコンタクトホールを備え、前記コンタクトホール内に位置する導体により形成され、かつ前記Ｐ型層と前記Ｎ型層との間には段差が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置であって、前記Ｐ型層と前記Ｎ型層とを電気的に接続する前記接続電極のコンタクトホールは、前記Ｐ型層と前記Ｎ型層とで独立に形成され、かつコンタクト寸法が揃えられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置を備えた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、半導体装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴとも記す）をスイッチング素子として用いたアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置や有機ＥＬ装置においては、ＴＦＴアレイ基板上に縦横に多数の走査線およびデータ線が格子状に配置され、これらの各交点に対応して多数のＴＦＴが設けられている。各ＴＦＴは、走査線にゲート電極が接続され、データ線にソース領域が接続され、画素電極にドレイン領域が接続されている。そして、走査線を介してＴＦＴのゲート電極に走査信号が供給されると、当該ＴＦＴのソース領域−ドレイン領域間のチャネル領域が反転してＴＦＴはオン状態とされ、データ線を介して半導体層のソース領域に供給される画像信号がチャネル領域を介して画素電極に供給される。
【０００３】
画像信号の供給は、各ＴＦＴを介して画素電極毎に極めて短時間で行われる。そのため、ごく短時間だけオン状態とされた信号を次の書き換えまで保持するために、各画素電極が備える液晶容量と並列に蓄積容量が形成される。ここで、短時間での書き換えを行うべく、液晶容量と、蓄積容量と、を並列に駆動するＴＦＴには、駆動能力（移動度）がＰ型と比べて高いＮ型ＴＦＴが一般的に用いられている。
【０００４】
蓄積容量は一般的には、ＴＦＴのゲート絶縁層と同層の絶縁層を厚み方向に挟んで、ＴＦＴのソース・ドレインと同層の半導体層と、ゲート電極と同層の金属層とを互いに向き合わせた構造を備えている。この場合、特許文献１に示すように、Ｎ型ＴＦＴのソース・ドレインを形成するイオン注入処置と同時に、蓄積容量に用いる半導体層にも不純物を導入することで低抵抗化した半導体層を一方の電極として用い、当該電極に対しゲート絶縁層を厚さ方向に挟む、ゲート電極と同じ層を他方の電極として用いた蓄積容量を提供する技術が知られている。
【０００５】
また、特許文献２に示すように移動度が大きく、高速動作に適したＮ型層を備えたＮ型ＴＦＴを液晶容量と蓄積容量の充電に用い、リーク電流が少なく電荷保持特性に優れたＰ型層を蓄積容量に用いて、高速動作と電荷保持特性に優れた半導体装置を提供する技術が知られている。特許文献２では、当該Ｎ型層と、当該Ｐ型層とを切り離して後、金属電極により電気的に接続される例について説明がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９６５５２号公報
【特許文献２】特開２００２−６３４１号公報（例えば段落００２４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１によれば、高速動作に適したＮ型層を用いたＮ型ＴＦＴを液晶容量と、蓄積容量の充電に用いる場合には、リーク電流特性に劣るＮ型層を蓄積容量に用いることとなり、電荷保持特性が低下するという課題がある。またＰ型層を用いたＰ型ＴＦＴを液晶容量と、蓄積容量の充電に用いた場合には、Ｐ型ＴＦＴがＮ型ＴＦＴと比べ移動度が低いことから高速動作が困難となり、ＴＦＴによるスイッチング特性が劣化するという課題がある。
【０００８】
また、特許文献２によれば、Ｎ型層とＰ型層とは物理的に分離されているため、Ｎ型層とＰ型層とを電気的に接続する接続領域の面積は、この切り離した領域分減少する。従って、コンタクトに関与する面積が減少することからコンタクト抵抗が増加する。そのため蓄積容量の充放電に必要とする時定数が増加し、保持電圧誤差が大きくなるという課題がある。
【０００９】
また、Ｎ型層とＰ型層とは、物理的に分離されていることから、接続領域のみにより導通が取られることとなり、Ｎ型層とＰ型層との間に流れる電流は皆無となる。Ｎ型層とＰ型層との間では、トンネル電流等の機構により、Ｎ型層からＰ型層、あるいはＰ型層からＮ型層へ、と双方向に流れる電流成分があるが、この電流成分は導通に寄与できなくなる。そのため、蓄積容量の充放電に必要とする時定数が増加するという課題がある。
【００１０】
また、Ｎ型層とＰ型層とは物理的に分離されているため、Ｎ型層とＰ型層との間には大きな段差が発生する。接続領域はこの段差がある状態で形成されるため、接続領域の形状はＮ型層とＰ型層との間が凹状に窪んだ形状となる。このような状態でコンタクトを形成すると、接続領域の形状が平坦である場合と比べ接触抵抗が不安定になるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。なお、Ｉ型層とは、Ｎ型層よりもＮ型不純物密度が低く、Ｐ型層よりもＰ型不純物密度が低い半導体層を指すものとする。
【００１２】
［適用例１］本適用例にかかる半導体装置は、Ｎ型薄膜トランジスターを備える半導体装置であって、基板と、前記基板における第１面側に位置するＰ型層と、前記第１面側に位置し、前記Ｐ型層と平面的に重なる絶縁層と、前記Ｐ型層と、前記絶縁層と、前記絶縁層を介して前記Ｐ型層と平面的に少なくとも一部が重なる導電層と、を備えた蓄積容量と、前記Ｐ型層と一部が接続される、前記Ｎ型薄膜トランジスターのソースまたはドレインを延伸してなるＮ型層と、を備え、前記Ｎ型層と、前記Ｐ型層とを電気的に接続する接続電極を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、Ｐ型層と絶縁層と導電層により形成されるコンデンサーと、Ｎ型薄膜トランジスターとを備える構造を得ることが可能となる。Ｐ型層を用いたコンデンサーは、Ｎ型層を用いたコンデンサーと比べ、漏れ電流が少なく、漏れ電流に起因する保持電圧の変化を抑制することが可能となる。また、Ｎ型薄膜トランジスターはＰ型薄膜トランジスターと比べゲート電圧の変化に対するドレイン電流の変化量（相互コンダクタンス）が大きく、高速スイッチングを行うことが可能となる。また、Ｎ型層とＰ型層との間には空隙が無い。そのため、空隙がある場合と比べ、面積の狭い接続電極を用いてＮ型層とＰ型層とを電気的に接続することが可能となる。
【００１４】
［適用例２］本適用例にかかる半導体装置は、Ｎ型薄膜トランジスターを備える半導体装置であって、基板と、前記基板における第１面側に位置するＰ型層と、前記第１面側に位置し、前記Ｐ型層と平面的に重なる絶縁層と、前記Ｐ型層と、前記絶縁層と、前記絶縁層を介して前記Ｐ型層と平面的に少なくとも一部が重なる導電層と、を備えた蓄積容量と、前記Ｐ型層に対してＩ型層を介して一部が接続される、前記Ｎ型薄膜トランジスターのソースまたはドレインを延伸してなるＮ型層と、を備え、前記Ｎ型層と、前記Ｐ型層と、を電気的に接続する接続電極を備えることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、Ｐ型層と絶縁層と導電層により形成されるコンデンサーと、Ｎ型薄膜トランジスターとを形成することが可能となる。Ｐ型層を用いたコンデンサーは、Ｎ型層を用いたコンデンサーと比べ、漏れ電流が少なく、漏れ電流に起因する保持電圧の変化を抑制することが可能となる。また、Ｎ型薄膜トランジスターはＰ型薄膜トランジスターと比べゲート電圧の変化に対するドレイン電流の変化量（相互コンダクタンス）が大きく、高速スイッチングを行うことが可能となる。また、基板の第１面方向において、Ｎ型層とＰ型層の間にＩ型不純物層を介して接続されている。そのため、半導体層に過剰な不純物を与えることで生じる高抵抗化現象を防いだ状態で、Ｎ型層とＰ型層とを電気的に接続することが可能となる。
【００１６】
［適用例３］本適用例にかかる半導体装置は、Ｎ型薄膜トランジスターを備える半導体装置であって、基板と、前記基板における第１面側に位置するＰ型層と、前記第１面側に位置し、前記Ｐ型層と平面的に重なる絶縁層と、前記Ｐ型層と、前記絶縁層と、前記絶縁層を介して前記Ｐ型層と平面的に少なくとも一部が重なる導電層と、を備えた蓄積容量と、前記Ｐ型層と前記第１面方向において前記Ｎ型層と隣接し、Ｎ型不純物を第１密度分含み、かつ前記Ｐ型層と同密度でＰ型不純物を含む重畳層と、前記重畳層と前記第１面方向において隣接し、前記第１密度分の前記Ｎ型不純物を含み、前記Ｎ型薄膜トランジスターのソースまたはドレインを延伸してなるＮ型層と、を備え、前記Ｎ型層と、前記Ｐ型層とを電気的に接続する接続電極を備えることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、Ｐ型層と絶縁層と導電層により形成されるコンデンサーと、Ｎ型薄膜トランジスターとを形成することが可能となる。Ｐ型層を用いたコンデンサーは、Ｎ型層を用いたコンデンサーと比べ、漏れ電流が少なく、漏れ電流に起因する保持電圧の変化を抑制することが可能となる。また、Ｎ型薄膜トランジスターはＰ型薄膜トランジスターと比べゲート電圧の変化に対するドレイン電流の変化量（相互コンダクタンス）が大きく、高速スイッチングを行うことが可能となる。また、基板の第１面方向において、Ｎ型層とＰ型層の間には、両方の不純物を備えた領域が形成される。そのため、Ｎ型層とＰ型層との領域を一部重ねて不純物導入することが可能となる。そのため、Ｎ型層とＰ型層とを近接させた状態で電気的に接続することが可能となる。従って、面積の狭い接続電極を用いてＮ型層とＰ型層とを電気的に接続することが可能となる。
【００１８】
［適用例４］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記接続電極は、前記第１面の平面視において、前記Ｐ型層と前記Ｎ型層を覆う１つのコンタクトホールを備え、前記コンタクトホール内に位置する導体により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記した適用例によれば、一つの接続電極を用いてＰ型層とＮ型層を接続することが可能となるため、複数のコンタクトホールを備える場合と比べ接続電極の寸法を小型化することが可能となる。
【００２０】
［適用例５］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記接続電極は、前記第１面の平面視において、前記Ｐ型層と前記Ｎ型層を覆う１つのコンタクトホールを備え、前記コンタクトホール内に位置する導体により形成され、かつ前記Ｐ型層と前記Ｎ型層との間には段差が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記した適用例によれば、Ｐ型層とＮ型層とを接続させるコンタクト面積は段差に応じて増加する。そのためコンタクト部の平面寸法を小さくしてもコンタクト部の抵抗を小さくできるため、接続電極の寸法を小型化することが可能となる。なお、この段差はＰ型層とＮ型層とを切り離す場合と比べて小さく、段差被覆性等に起因する接触抵抗の上昇は抑えられる。
【００２２】
［適用例６］上記適用例にかかる半導体装置であって、前記Ｐ型層と前記Ｎ型層とを電気的に接続する前記接続電極のコンタクトホールは、前記Ｐ型層と前記Ｎ型層とで独立に形成され、かつコンタクト寸法が揃えられていることを特徴とする。
【００２３】
上記した適用例によれば、接続電極のコンタクト寸法はＰ型層側とＮ型層側とで揃えられている。コンタクト寸法が変わると、当該コンタクト寸法に合わせてプロセスを最適化することが必要となるが、コンタクト寸法を揃えることでプロセス開発に必要とする期間を短縮することが可能となる。
【００２４】
［適用例７］本適用例にかかる電子機器は、上記した半導体装置を備えたことを特徴とする。
【００２５】
これによれば、高速動作と、電圧の保持特性と、信頼性等に優れた半導体装置を備えるため、当該性能に優れた電子機器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態にかかる、半導体装置としての透過型液晶装置についての電気的構成を示す等価回路図。
【図２】第１の実施形態にかかる透過型液晶装置に用いられた単位画素を拡大して示す平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図。
【図４】第２の実施形態にかかる半導体装置としての透過型液晶装置に用いられた単位画素を拡大して示す平面図。
【図５】図４のＡ−Ａ’線断面図。
【図６】第３の実施形態にかかる半導体装置としての透過型液晶装置に用いられた単位画素を拡大して示す平面図。
【図７】図６のＡ−Ａ’線断面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は第１〜第３の実施形態の第１の変形例について説明するための局所断面図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は第１〜第３の実施形態の第２の変形例について説明するための局所断面図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は透過型液晶装置を搭載した電子機器について説明するための概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１の実施形態：半導体装置としての透過型液晶装置の構造（１））
以下、本発明における第１の実施形態を図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の、半導体装置としての透過型液晶装置についての電気的構成を示す等価回路図である。図２は本実施形態にかかる透過型液晶装置に用いられた単位画素を拡大して示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ’線断面図である。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態を適用した透過型液晶装置１５０において、画像表示領域には複数の単位画素１６０がマトリックス状に配置され、各々の単位画素１６０には、画素電極９ａを制御するためのＮ型ＴＦＴ（Ｎ型薄膜トランジスター）９０が形成されている。Ｎ型ＴＦＴ９０におけるＮ型層としてのソース１ｃ（図３参照）には、Ｐ型ＴＦＴ８９を含むデータ線駆動回路８１からの画像信号がデータ線６ａを介して電気的に接続されている。データ線６ａには、画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎがこの順に線順次に供給されるか、あるいは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される。Ｎ型ＴＦＴ９０のゲート電極３ｇ（図２参照）は走査線３ａを介して走査線駆動回路８０と電気的に接続され、走査線駆動回路８０からの走査信号Ｇ１、Ｇ２、…，Ｇｍが印加される。
【００２９】
画素電極９ａはＮ型ＴＦＴ９０のＮ型層としてのドレイン１ｄ（図３参照）と電気的に接続されており、スイッチング素子であるＮ型ＴＦＴ９０を一定期間だけオンすることにより、データ線駆動回路８１からデータ線６ａに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は共通電極１０８（図３参照）との間で一定期間保持される。液晶層１０２（図３参照）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。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と共通電極１０８との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量９８が付加されている。
【００３０】
図３に示すように、本実施形態の透過型液晶装置１５０は、素子基板１００と対向基板１０４とが所定の隙間を介してシール材（図示せず）によって貼り合わされており、シール材により囲まれた領域内に液晶層１０２が保持されている。
【００３１】
基板１０の液晶層１０２（第１面）側には、第１面の法線方向と重なるように、シリコン酸化物等を用いた下地保護層１２が形成されており、基板１０からの汚染物質の半導体層１ａへの浸入を防止している。そして、Ｎ型ＴＦＴ９０は、島状の半導体層１ａとゲート絶縁層２、ゲート電極３ｇによって構成されている。本実施形態において、半導体層１ａは、多結晶シリコン層により構成される。ここで島状とは、同一工程で形成された同一材料用いた層と平面的に見て分離されている状態を指す。走査線３ａの突出部分はゲート電極３ｇとして機能している。画素電極９ａは、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性材料が用いられている。そして、画素電極９ａに隣接する位置にＮ型ＴＦＴ９０が形成されている。
【００３２】
図３において、素子基板１００は、ガラスなどの透光性材料を用いた基板１０、基板１０の液晶層１０２（第１面）側の面に形成された下地保護層１２、画素電極９ａ、Ｎ型ＴＦＴ９０、および配向膜１１を主体として構成されている。そして、対向基板１０４は、ガラスなどの透光性材料用いた基板１０５、基板１０５の液晶層１０２（第１面）側の面に形成された共通電極１０８、および配向膜１１０と、を主体として構成されている。
【００３３】
半導体層１ａのうち、ゲート絶縁層２を介してゲート電極３ｇと対向する領域が、ゲート電極３ｇからの電界によりチャネルが形成されるチャネル１ｂとなっている。また、半導体層１ａにおいて、チャネル１ｂの一方側はＮ型ソース側延展部１ｓになっており、他方はＮ型層としてのＮ型ドレイン側延展部１ｔになっている。
【００３４】
そして、半導体層１ａは、容量線３ｂと対向する部分にまで延設されており、Ｐ型層としてのＰ型電極層４１と、導電層としての容量線３ｂと、絶縁層としての容量絶縁層２ａと、により蓄積容量９８が形成されている。蓄積容量９８は、Ｐ型層としてのＰ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、により接続されており、さらにＰ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、の間の電気抵抗を下げるべく接続電極６ｂにより接続されている。接続電極６ｂは、例えばコンタクトホール９４内に導体としてアルミニウム合金を埋めることで形成されている。ここで、Ｐ延展部４０とＰ型ＴＦＴ８９のドレインとを同時に形成することで、製造工程を延ばすことなくＰ延展部４０を形成することが可能である。
【００３５】
本実施形態において、Ｎ型ＴＦＴ９０はＬＤＤ構造を有しており、半導体層１ａのＮ型ソース側延展部１ｓおよびＮ型ドレイン側延展部１ｔには各々、不純物濃度が相対的に高い高濃度不純物領域（ソース１ｃ、ドレイン１ｄ）が形成されている。そして、不純物濃度が相対的に低い低濃度不純物領域（ソース側ＬＤＤ１ｅ、ドレイン側ＬＤＤ１ｆ）とが形成されている。低濃度不純物領域（ソース側ＬＤＤ１ｅ、ドレイン側ＬＤＤ１ｆ）は、基板１０の平面方向に対してチャネル１ｂと高濃度不純物領域（ソース１ｃ、ドレイン１ｄ）との間に形成されている。ここで、Ｎ型ＴＦＴ９０に用いられているＬＤＤ構造に代えてＧＯＬＤ構造を用いても良く、この場合にはホットキャリア耐性が向上する。
【００３６】
ゲート電極３ｇ、容量線３ｂの液晶層１０２（第１面）側には、シリコン酸化物等を用いた第１層間絶縁層４が形成されており、この第１層間絶縁層４上にデータ線６ａが形成されている。データ線６ａは、Ｎ型ＴＦＴ９０のソース電極として、第１層間絶縁層４に形成されたコンタクトホール９２を介してソース１ｃに電気的に接続される。
【００３７】
そして、接続電極６ｂは、第１層間絶縁層４に形成されたコンタクトホール９４を介してＰ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、を電気的に接続させている。データ線６ａおよび接続電極６ｂの液晶層１０２（第１面）側には、シリコン窒化物等を用いた第２層間絶縁層５が形成されており、第２層間絶縁層５の液晶層１０２（第１面）側には画素電極９ａが形成されている。そして、画素電極９ａと、半導体層１ａのＮ型ドレイン側延展部１ｔと、はコンタクトホール９６、接続電極６ｂ、コンタクトホール９４を介して電気的に接続されている（図２参照：コンタクトホール９６は画素電極９ａと、接続電極６ｂと接続され、コンタクトホール９４は接続電極６ｂと、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、をつないでいる）。また、素子基板１００は、液晶層１０２と接する部分に液晶層１０２の配向方向を制御する配向膜１１を備えている。そして、データ線６ａと、半導体層１ａのＮ型ソース側延展部１ｓと、はコンタクトホール９２を介して電気的に接続される。
【００３８】
他方、対向基板１０４においては、基板１０５の液晶層１０２側の面に、透過型液晶装置１５０に入射した光が、少なくとも、半導体層１ａのチャネル１ｂおよび低濃度不純物領域（ソース側ＬＤＤ１ｅ、ドレイン側ＬＤＤ１ｆ）に入射することを防止するための遮光層１０６が形成されている。また、基板１０５上には、遮光層１０６の上層側にほぼ全面にわたってＩＴＯ等を用いた共通電極１０８が形成されており、共通電極１０８を覆うように、配向膜１１０が形成されている。なお、透過型液晶装置１５０をカラー表示用として構成する場合、対向基板１０４にはカラーフィルターが形成されるが、図３ではその図示を省略してある。
【００３９】
本実施形態において、蓄積容量９８はＮ型層を用いた場合と比べ、リーク電流が少なく電位保持特性に対して優れたＰ型電極層４１と、容量線３ｂと、容量絶縁層２ａと、を用いた蓄積容量９８が形成されている。また、移動度がＰ型ＴＦＴ８９と比べ高く、駆動能力に優れたＮ型ＴＦＴ９０を、画素電極９ａと共通電極１０８との間に形成される液晶容量と、当該液晶容量と並列に形成された蓄積容量９８の駆動に用いているため、充放電特性、保持特性共に優れた単位画素１６０を得ることが可能となる。
【００４０】
そして、Ｐ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔとを切り離すことなく形成していることから、Ｐ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔとの間には大きな段差はなく、接続電極６ｂは平坦な部分を接続させることとなる。そのため、コンタクトホール９４を形成するためのエッチング工程を均一な層厚を備えた第１層間絶縁層４に対して行うことができ、エッチングむらによる電気抵抗の増加を防止することが可能となる。また、接続電極６ｂの成層工程を段差がない状態で行えるため、高い被覆性が得られ、空隙等の発生による電気抵抗の増加や信頼性の低下を防止することが可能となる。
【００４１】
また、Ｐ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔとを切り離すことなく形成していることから、Ｐ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、の間に流れるトンネル電流等も充放電に寄与させることが可能となるため、より高速に当該液晶容量と並列に形成された蓄積容量９８の電位変調を行うことが可能となる。
【００４２】
さらに、接続電極６ｂは、Ｐ延展部４０と、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔとをつなぐ領域に１つのコンタクトホール９４中にアルミニウム合金等の導体を埋め込むことで形成されている。そのため、２つのコンタクトホールに分けて形成する場合と比べ、接続電極６ｂの面積を抑えることが可能となり、開口率に優れた単位画素１６０を構成することが可能となる。
【００４３】
また、本実施形態では、透過型液晶装置１５０を例として説明したが、これは蓄積容量を備え、時分割された信号を扱う半導体装置一般に適用可能であり、具体的には反射型液晶装置や、有機ＥＬ装置、電子ペーパー、プロジェクター等へも応用可能である。
【００４４】
（第２の実施形態：半導体装置としての透過型液晶装置の構造（２））
以下、本発明における第２の実施形態を図４、図５を参照して説明する。図４は本実施形態にかかる半導体装置としての透過型液晶装置に用いられた単位画素を拡大して示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ’線断面図である。本実施形態では、第１の実施形態と類似する部分が多いため、第１の実施形態と比べ主として異なる部分について説明を行うものとする。電気的構成を示す等価回路図としては第１の実施形態における図１と同様な構成となるため、説明を省略する。
【００４５】
第１の実施形態と主として異なる部分は、図４、図５において点線で囲われた部分である。図４、図５に示されるように、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、Ｐ延展部４０との間にＩ型層４２が配置されていることである。Ｉ型層４２は、例えばＮ型ドレイン側延展部１ｔを形成するイオン注入マスクと、Ｐ延展部４０を形成するイオン注入マスクとを重ねて構成することで製造工程を延ばすことなく形成することができる。このようにＩ型層４２を形成することで、半導体層に過剰な不純物を与えることで生じる高抵抗化現象を防いだ状態で、Ｎ型層とＰ型層とを電気的に接続することが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態においても第１の実施形態同様、蓄積容量を備え、時分割された信号を扱う半導体装置一般に適用可能であり、具体的には反射型液晶装置や、有機ＥＬ装置、電子ペーパー、プロジェクター等へも応用可能である。
【００４７】
（第３の実施形態：半導体装置としての透過型液晶装置の構造（３））
以下、本発明における第３の実施形態を図６、図７を参照して説明する。図６は本実施形態にかかる半導体装置としての透過型液晶装置に用いられた単位画素を拡大して示す平面図、図７は図６のＡ−Ａ’線断面図である。本実施形態では、第１の実施形態と類似する部分が多いため、第１の実施形態と比べ主として異なる部分について説明を行うものとする。電気的構成を示す等価回路図としては第１の実施形態における図１と同様な構成となるため、説明を省略する。
【００４８】
第１、第２の実施形態と主として異なる部分は、図６、図７において点線で囲われた部分である。図６、図７に示されるように、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、Ｐ延展部４０との間に重畳層４３が配置されていることである。重畳層４３は、例えばＮ型ドレイン側延展部１ｔを形成するイオン注入マスクと、Ｐ延展部４０を形成するイオン注入マスクとを離して構成することで製造工程を延ばすことなく形成することができる。このように重畳層４３を形成することで、Ｎ型層とＰ型層とを近接させた状態で電気的に接続することが可能となる。従って、面積の狭い接続電極を用いてＮ型層とＰ型層とを電気的に接続することが可能となる。なお、「同密度」とは、プロセスや回り込み等の影響による誤差分を含むものとして定義される量として扱うものとする。
【００４９】
また、本実施形態においても第１の実施形態同様、蓄積容量を備え、時分割された信号を扱う半導体装置一般に適用可能であり、具体的には反射型液晶装置や、有機ＥＬ装置、電子ペーパー、プロジェクター等へも応用可能である。
【００５０】
（第１の変形例）
以下、第１〜第３の実施形態の第１の変形例について説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は第１〜第３の実施形態の第１の変形例について説明するための局所断面図である。具体的には、接続電極６ｂ近傍の構造について記載したものである。図８（ａ）は、第１の実施形態に本変形例を適用した局所断面図である。同様に図８（ｂ）は、第２の実施形態、図８（ｃ）は、第３の実施形態に本変形例を適用した局所断面図である。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、Ｐ延展部４０との間に段差を形成することで、接続電極６ｂと、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔ、Ｐ延展部４０との接触面積が増えることで、接続電極６ｂの接触抵抗をより低減することが可能となり、図３に示す画素電極９ａと共通電極１０８との間に形成される液晶容量と、当該液晶容量と並列に形成された蓄積容量９８に対する充放電をより高速化することが可能となり、この場合においては透過型液晶装置１５０の駆動をより高速に行えるようになる。そのため、より滑らかに動画を表示することが可能となる。ここで、段差の大きさはＮ型ドレイン側延展部１ｔと、Ｐ延展部４０との間を切り離した場合ほど大きくないため、段差被覆性を劣化させることはない。
【００５２】
この段差形成は、具体的にはプラズマを用いたドライエッチングにより行うことができ、Ｃ4Ｆ8＋Ａｒ＋Ｏ2をエッチングガスとして用いることで、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔと、Ｐ延展部４０との間のエッチング速度比を１：１．３程度にとることができる。このようにエッチングすることでＮ型ドレイン側延展部１ｔと、Ｐ延展部４０との間に段差を作ることが可能となる。
【００５３】
同様に、第２実施形態においては図８（ｂ）に示すように、Ｉ型層４２が、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔやＰ延展部４０より速くエッチングされることで、段差が形成される。また、第３実施形態においては図８（ｃ）に示すように、重畳層４３が、Ｎ型ドレイン側延展部１ｔやＰ延展部４０より遅くエッチングされることで、段差が形成される。
【００５４】
（第２の変形例）
以下、第１〜第３の実施形態の第２の変形例について説明する。図９（ａ）〜（ｃ）は第１〜第３の実施形態の第１の変形例について説明するための局所断面図である。具体的には、接続電極６ｂ近傍の構造について記載したものである。図９（ａ）は、第１の実施形態に本変形例を適用した局所断面図である。同様に図９（ｂ）は、第２の実施形態、図９（ｃ）は、第３の実施形態に本変形例を適用した局所断面図である。
【００５５】
図９（ａ）に示すように、コンタクトホールはコンタクトホール９４ａ，９４ｂと２つに分けられ、他の領域のコンタクトホール（例えば、図２に示すコンタクトホール９２）と同じ寸法で開口している。コンタクトホール９４ａ，９４ｂと分けて例えばコンタクトホール９２と同一（プロセス的な誤差等の変動分を含む）の寸法とすることで、エッチング条件やコンタクトホールの埋め込み条件を揃えることが可能となりプロセス条件出しを容易なものとできるため、より短期間でプロセス開発が可能となる。この技術は第２の実施形態、第３の実施形態についても同様に適用可能であり、より短期間でプロセス開発を行うことが可能となる。
【００５６】
（電子機器への搭載例）
以下、半導体装置の一例となる透過型液晶装置を搭載した電子機器について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）は透過型液晶装置を搭載した電子機器について説明するための概略図である。まず、図１０（ａ）に、透過型液晶装置１５０を備えたモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す。パーソナルコンピューター２０００は、表示ユニットとしての透過型液晶装置１５０と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。図１０（ｂ）に、透過型液晶装置１５０を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての透過型液晶装置１５０を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、透過型液晶装置１５０に表示される画面がスクロールされる。図１０（ｃ）に、透過型液晶装置１５０を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての透過型液晶装置１５０を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が透過型液晶装置１５０に表示される。
【００５７】
なお、透過型液晶装置１５０が搭載される電子機器としては、図１０に示すものの他、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のブルーレイレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、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機器などなどが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した透過型液晶装置１５０が適用可能である。
【００５８】
また、半導体装置として透過型液晶装置１５０に代えて、反射型液晶装置、有機ＥＬ装置、電子ペーパー、プロジェクター等に適用して後、電子機器へ搭載することも好適である。
【符号の説明】
【００５９】
１ａ…半導体層、１ｂ…チャネル、１ｃ…ソース、１ｄ…ドレイン、１ｅ…ソース側ＬＤＤ、１ｆ…ドレイン側ＬＤＤ、１ｓ…Ｎ型ソース側延展部、１ｔ…Ｎ型ドレイン側延展部、２…ゲート絶縁層、２ａ…容量絶縁層、３ａ…走査線、３ｂ…容量線、３ｇ…ゲート電極、４…第１層間絶縁層、５…第２層間絶縁層、６ａ…データ線、６ｂ…接続電極、９ａ…画素電極、１０…基板、１１…配向膜、１２…下地保護層、４０…Ｐ延展部、４１…Ｐ型電極層、４２…Ｉ型層、４３…重畳層、８０…走査線駆動回路、８１…データ線駆動回路、８９…Ｐ型ＴＦＴ、９０…Ｎ型ＴＦＴ、９２…コンタクトホール、９４…コンタクトホール、９４ａ…コンタクトホール、９６…コンタクトホール、９８…蓄積容量、１００…素子基板、１０２…液晶層、１０４…対向基板、１０５…基板、１０６…遮光層、１０８…共通電極、１１０…配向膜、１５０…透過型液晶装置、１６０…単位画素、２０００…パーソナルコンピューター、２００１…電源スイッチ、２００２…キーボード、２０１０…本体部、３０００…携帯電話機、３００１…操作ボタン、３００２…スクロールボタン、４０００…情報携帯端末、４００１…操作ボタン、４００２…電源スイッチ。
【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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