(57)【要約】【課題】チャネルドープに起因するゲート絶縁層の損傷およびトランジスタ特性の変動をを確実に防止することのできる電気光学装置の製造方法、半導体装置の製造方法、および電気光学装置を提供すること。【解決手段】液晶装置などといった電気光学装置で用いられる素子基板１０ｘでは、支持基板１０ｄの上に下地絶縁層１２が形成されているとともに、下地絶縁層１２の表面に電界効果型トランジスタ１０ｙを構成する能動層が形成されている。電界効果型トランジスタ１０ｙの閾値電圧の調整を行うためのチャネルドープを行う際、下地絶縁層１２を介してチャネル領域１ｘに不純物を導入する。このため、ゲート絶縁層２ｙには、チャネルドープの際のストレスに起因する欠陥が発生せず、電界効果型トランジスタ１０ｙでは電流リークや絶縁破壊などの不具合が発生しない。【選択図】  図１
2008235746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板の表面に下地絶縁層が形成されているとともに、当該下地絶縁層の表面に電界効果型トランジスタの能動層が形成された素子基板を有する電気光学装置の製造方法において、
少なくとも、前記下地絶縁層を第１面に備えた半導体層を形成する第１工程と、
当該第１工程の後、前記下地絶縁層を介して、前記半導体層のうち、前記電界効果型トランジスタのチャネル領域となる領域に不純物を導入する第２工程と、
前記半導体層の第１面側に前記下地絶縁層を介して前記支持基板を貼り合わせる第３工程と、
を有し、
前記半導体層において前記第１面と反対側に位置する第２面側に形成したゲート絶縁層を用いて前記電界効果型トランジスタを形成する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１工程では、半導体基板に対して前記下地絶縁層を介して第１ダミー基板を貼り合わせる第１ダミー基板貼り合わせ工程と、前記半導体基板を所定形状にパターニングして前記半導体層を形成するパターニング工程と、前記半導体層の前記第２面側に対して第２ダミー基板を貼り合わせる第２ダミー基板貼り合わせ工程と、前記半導体層の前記第１面側に前記下地絶縁層を残して前記第１ダミー基板を除去する第１ダミー基板除去工程とを行い、
前記第２工程は、前記半導体層が前記第２ダミー基板上に積層された状態で行い、
前記第２工程および前記第３工程を行った後、前記第２ダミー基板を除去する第２ダミー基板除去工程を行う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】
前記第１ダミー基板貼り合わせ工程および前記第２ダミー基板貼り合わせ工程では、接着剤により基板同士を貼り合わせることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１工程では、前記パターニング工程の後、前記第２ダミー基板貼り合わせ工程を行う前に、前記半導体層の前記第２面に前記ゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項５】
支持基板の表面に下地絶縁層が形成されているとともに、当該下地絶縁層の表面に電界効果型トランジスタの能動層が形成された半導体装置の製造方法において、
前記下地絶縁層を第１面に備えた半導体層を形成する第１工程と、
当該第１工程の後、前記半導体層のうち、前記電界効果型トランジスタのチャネル領域となる領域に前記下地絶縁層を介して不純物を導入するチャネルドープ工程と、
前記半導体層の第１面側に前記下地絶縁層を介して前記支持基板を貼り合わせる第３工程と、を有し、
前記半導体層において前記第１面と反対側に位置する第２面側に形成したゲート絶縁層を用いて前記電界効果型トランジスタを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
支持基板の表面に下地絶縁層が形成されているとともに、当該下地絶縁層の表面に電界効果型トランジスタの半導体層が形成された素子基板を有する電気光学装置において、
前記半導体層のうち、チャネル領域は、前記下地絶縁層を介してチャネルドープされてなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
前記素子基板と、該素子基板に対して対向配置された対向基板との間に液晶が保持されていることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果型トランジスタを支持基板上に有する電気光学装置の製造方法、半導体装置の製造方法、および電気光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の電気光学装置のうち、例えば、液晶装置では、画素電極および電界効果型トランジスタが形成された素子基板（半導体装置）と、対向基板とが対向配置されているとともに、素子基板と対向基板との間に電気光学物質としての液晶が保持されている。かかる電気光学装置において、電界効果型トランジスタは、駆動回路あるいは画素スイッチング素子などとして用いられている。
【０００３】
ここで、電界効果型トランジスタは、半導体層、ゲート絶縁層、およびゲート電極がこの順に積層された構造を有している。このため、チャネルドープにより、電界効果型トランジスタの閾値電圧を調整する場合、ゲート絶縁層を介して低濃度の不純物を半導体層に導入することになる。このため、ゲート絶縁層には、チャネルドープの際のストレスにより欠陥が発生し、電流リークや絶縁破壊の原因となる。
【０００４】
そこで、半導体層の表面を熱酸化してゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層を介してチャネルドープを行った後、再度、熱酸化を行って、ゲート絶縁層を形成することが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１０９７６６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に係る構成では、再度の熱酸化によっても、ゲート絶縁層を十分に修復できず、ゲート絶縁層に欠陥が残る可能性がある。
【０００６】
また、特許文献１に係る構成では、チャネルドープの後、熱酸化を行った際、不純物がゲート絶縁層に拡散し、トランジスタ特性が変動するという問題点もある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、チャネルドープに起因するゲート絶縁層の損傷、およびトランジスタ特性の変動を確実に防止することのできる電気光学装置の製造方法、半導体装置の製造方法、および電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、支持基板の表面に下地絶縁層が形成されているとともに、当該下地絶縁層の表面に電界効果型トランジスタの能動層が形成された素子基板を有する電気光学装置の製造方法において、少なくとも、前記下地絶縁層を第１面に備えた半導体層を形成する第１工程と、当該第１工程の後、前記半導体層のうち、前記電界効果型トランジスタのチャネル領域となる領域に前記下地絶縁層を介して不純物を導入する第２工程（チャネルドープ工程）と、前記半導体層の前記第１面側に前記下地絶縁層を介して前記支持基板を貼り合わせる第３工程と、を有し、前記半導体層において前記第１面と反対側に位置する第２面側に形成したゲート絶縁層を用いて前記電界効果型トランジスタを形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の形態では、支持基板の表面に下地絶縁層が形成されているとともに、当該下地絶縁層の表面に電界効果型トランジスタの能動層が形成された半導体装置の製造方法において、前記下地絶縁層を第１面に備えた半導体層を形成する第１工程と、当該第１工程の後、前記半導体層のうち、前記電界効果型トランジスタのチャネル領域となる領域に前記下地絶縁層を介して不純物を導入するチャネルドープ工程と、前記半導体層の前記第１面側に前記下地絶縁層を介して前記支持基板を貼り合わせる第３工程と、を有し、前記半導体層において前記第１面と反対側に位置する第２面側に形成したゲート絶縁層を用いて前記電界効果型トランジスタを形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、下地絶縁層を介してチャネル領域に不純物を導入し、ゲート絶縁層を介してチャネルドープを行わない。このため、ゲート絶縁層には、チャネルドープの際のストレスに起因する欠陥が発生せず、電界効果型トランジスタでは電流リークや絶縁破壊などの不具合が発生しない。それ故、信頼性の高い電気光学装置を実現することができる。
【００１１】
本発明において、前記第１工程では、例えば、半導体基板に対して前記下地絶縁層を介して第１ダミー基板を貼り合わせる第１ダミー基板貼り合わせ工程と、前記半導体基板を所定形状にパターニングして前記半導体層を形成するパターニング工程と、前記半導体層の前記第２面側に対して第２ダミー基板を貼り合わせる第２ダミー基板貼り合わせ工程と、前記半導体層の前記第１面側に前記下地絶縁層を残して前記第１ダミー基板を除去する第１ダミー基板除去工程とを行い、前記第２工程は、前記半導体層が前記第２ダミー基板上に積層された状態で行い、前記第２工程および前記第３工程を行った後、前記第２ダミー基板を除去する第２ダミー基板除去工程を行う。
【００１２】
本発明において、前記第１ダミー基板貼り合わせ工程および前記第２ダミー基板貼り合わせ工程では、接着剤により基板同士を貼り合わせることが好ましい。本形態では、第１ダミー基板および第２ダミー基板は製造工程の途中で用いられるだけで後々、除去するので、接着剤により基板同士を貼り合わせれば容易に基板を剥がすことができる。
【００１３】
本発明において、前記第１工程では、前記パターニング工程の後、前記第２ダミー基板貼り合わせ工程を行う前に、前記半導体層の前記第２面に前記ゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程を行う構成を採用することができる。
【００１４】
かかる方法により製造された電気光学装置は、支持基板の表面に下地絶縁層が形成されているとともに、当該下地絶縁層の表面に電界効果型トランジスタの半導体層が形成された素子基板を有し、前記半導体層のうち、チャネル領域は、前記下地絶縁層を介してチャネルドープされてなることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記電気光学装置は、液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置などであり、液晶装置の場合、前記素子基板と、該素子基板に対して対向配置された対向基板との間に液晶が保持されている構成となる。
【００１６】
また、本発明に係る半導体装置は、液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置などの電気光学装置に用いることができ、この場合、前記半導体装置は、複数の画素の各々に前記電界効果型トランジスタを画素スイッチング素子として備えた素子基板として構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００１８】
［素子基板／半導体装置の構成］
図１は、本発明を適用した電気光学装置の素子基板（半導体装置）の構造を模式的に示す断面図である。図１に示す素子基板１０ｘは、後述する液晶装置や、有機エレクトロルミネッセンス装置などにおいて、液晶や有機エレクトロルミネッセンス材料などの電気光学物質を保持するのに用いられ、素子基板１０ｘ上には、液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置を画素毎に駆動する電界効果型トランジスタ１０ｙや画素電極（図示せず）が形成されている。
【００１９】
本形態において、素子基板１０ｘは、支持基板１０ｄの上にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなる下地絶縁層１２が形成されているとともに、下地絶縁層１２の表面に電界効果型トランジスタ１０ｙを構成する能動層が形成されている。本形態において、能動層は、単結晶シリコン層１ｙからなる。支持基板１０ｄとしては、シリコン基板、ガラス基板、石英ガラス、あるいは可撓性を有するプラスチック基板を用いることができる。
【００２０】
単結晶シリコン層１ｙの表面側には、単結晶シリコン層１ｙを熱酸化してなるシリコン酸化膜からなるゲート絶縁層２ｙが形成されており、その表面にはゲート電極３ｘが形成されている。単結晶シリコン層１ｙには、ゲート電極３ｘに対してゲート絶縁層２ｙを介して対向する領域にチャネル領域１ｘが形成されており、チャネル領域１ｘの両側にはソース領域１ｖおよびドレイン領域１ｗが形成されている。ここで、ソース領域１ｖおよびドレイン領域１ｗについては全体が高濃度不純物領域として形成される構成の他、ソース領域１ｖおよびドレイン領域１ｗが低濃度領域と高濃度不純物領域とを備えているＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造が採用されることもある。
【００２１】
ゲート電極３ｘの表面側には層間絶縁層７が形成されており、層間絶縁層７の表面にはソース電極６ｖおよびドレイン電極６ｗが形成されている。また、ソース電極６ｖおよびドレイン電極６ｗは各々、層間絶縁層７のコンタクトホール７ｖ、７ｗを介してソース領域１ｖおよびドレイン領域１ｗに電気的に接続されている。
【００２２】
このように構成した電界効果型トランジスタ１０ｙにおいて、チャネル領域１ｘには極めて低濃度のｎ形不純物あるいはｐ型不純物がチャネルドープされており、それにより、電界効果型トランジスタ１０ｙの閾値電圧が調整されている。このような閾値電圧の調整を行うにあたって、本形態では、下地絶縁層１２を介してチャネル領域１ｘに不純物が導入されている。このため、ゲート絶縁層２ｙには、チャネルドープの際のストレスに起因する欠陥が発生せず、電界効果型トランジスタ１０ｙでは電流リークや絶縁破壊などの不具合が発生せず、トランジスタ特性の変動もない。また、それ故、信頼性の高い電気光学装置を実現することができる。
【００２３】
（製造方法）
図２は、本発明を適用した電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。以下、素子基板１０ｘの製造方法を説明して、素子基板１０ｘの構成を詳述する。まず、図２（ａ）〜（ｈ）に示す第１工程において、下地絶縁層１２を第１面１ｙaに備えた半導体層１ｙを形成する。それには、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板１上に対して、酸素イオン注入法、熱酸化法、あるいはＣＶＤ法により、厚さが４００ｎｍ〜８００ｎｍ程度のシリコン酸化膜からなる下地絶縁層１２を形成する。次に、図２（ｃ）に示すように、下地絶縁層１２を介してアルゴンイオンや水素イオンなどを単結晶シリコン基板１に注入し、厚さ方向の途中位置に剥離層１ｔを形成する。
【００２４】
次に、図２（ｄ）に示す第１ダミー基板貼り合わせ工程では、単結晶シリコン基板１において下地絶縁層１２が形成されている側に第１ダミー基板７１を接着剤により貼り合わせる。その結果、単結晶シリコン基板１に対して下地絶縁層１２を介して第１ダミー基板７１が貼り合わされる。次に、単結晶シリコン基板１にエキシマレーザを照射して、剥離層１ｔにおいて半導体結晶の結合を分断し、単結晶シリコン基板１を剥離層１ｔで剥離する。その結果、薄い半導体層１ｚが下地絶縁層１２を介して第１ダミー基板７１に貼り合わされた状態となる。次に、必要に応じて、半導体層１ｚに対してＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の方法により清浄化や平坦化を行う。
【００２５】
次に、図２（ｅ）に示すパターニング工程では、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体層１ｚをパターニングし、島状の単結晶シリコン層１ｙを形成する。
【００２６】
次に、図２（ｆ）に示すゲート絶縁層形成工程では、単結晶シリコン層１ｙの表面に熱酸化を行い、単結晶シリコン層１ｙの第２面１ｙbの側にゲート絶縁層２ｙを形成する。
【００２７】
次に、図２（ｇ）に示す第２ダミー基板貼り合わせ工程では、接着剤７５により、第１ダミー基板７１において単結晶シリコン層１ｙが形成されている側に対して第２ダミー基板７２を貼り合わせた後、図２（ｈ）に示す第１ダミー基板除去工程において、第１ダミー基板７１を除去する。その際、下地絶縁層１２は単結晶シリコン層１ｙの第１面１ｙaに残す。
【００２８】
次に、図２（ｉ）に示す第２工程（チャネルドープ工程）では、単結晶シリコン層１ｙが第２ダミー基板７２に積層されている状態で、レジストマスクなどのマスク材７６を下地絶縁層１２の表面に形成する。マスク材７６では、単結晶シリコン層１ｙのうち、図１を参照して説明したチャネル領域１ｘとなる領域が開口部７６ａになっている。従って、マスク材７６を形成した状態で不純物イオンを導入すると、単結晶シリコン層１ｙのうち、チャネル領域１ｘとなる領域に下地絶縁層１２を介して不純物イオンを選択的に導入することができる。
【００２９】
次に、マスク材７６を除去した後、図２（ｊ）に示す第３工程（支持基板貼り合わせ工程）では、第２ダミー基板８２において下地絶縁層１２が形成される側の面に支持基板１０ｄを重ねた状態で熱処理を行い、単結晶シリコン層１ｙの第１面１ｙa側に支持基板１０ｄを貼り合わせる。
【００３０】
次に、図２（ｋ）に示す第２ダミー基板除去工程では、接着剤７５を除去し、第２ダミー基板７２を剥がす。それ以降の工程については図示を省略するが、図１に示すゲート電極３ｘの形成工程、ソース領域１ｖおよびドレイン領域１ｗを形成するための不純物イオンの導入工程、層間絶縁層７の形成工程、コンタクトホール７ｖ、７ｗの形成工程、ソース電極６ｖおよびドレイン電極６ｗの形成工程を行う。
【００３１】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、下地絶縁層１２を介してチャネル領域１ｘに不純物を導入し、ゲート絶縁層２ｙを介してチャネルドープを行わない。このため、ゲート絶縁層２ｙには、チャネルドープの際のストレスに起因する欠陥が発生せず、電界効果型トランジスタ１０ｙでは電流リークや絶縁破壊などの不具合が発生しないなどの効果を奏する。
【００３２】
なお、支持基板１０ｄの表面にモリブデン、タングステン、タンタル、コバルト、チタン等の金属膜やそれらを含む合金膜、あるいはタングステンシリサイド、モリブデンシリサイド等に代表されるシリサイド膜を所定パターンに形成しておいてもよい。このように構成すると、支持基板１０ｄを貼り合わせる際、貼り合わせ界面の温度分布が均一化するので、この界面での貼り合わせが均一になり、貼り合わせ強度を向上させることができる。また、透過型の液晶装置に適用した場合、これらの熱伝導性膜は遮光層として機能させることができる。
【００３３】
［電気光学装置への適用］
図１および図２を参照して説明した素子基板（半導体装置）およびその製造方法は、例えば、以下に説明する液晶装置などといった電気光学装置の素子基板として用いることができる。以下、電気光学装置として、ＴＦＴアクティブマトリクス駆動形式の液晶装置に本発明を適用した例を説明する。
【００３４】
（全体構成）
図３は、本発明を適用した液晶装置（電気光学装置）の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、電気光学装置１００は、概ね、液晶パネル１００ｐ、画像処理回路２０２、タイミング発生回路２０３および電源回路２０１によって構成されており、画像処理回路２０２、タイミング発生回路２０３および電源回路２０１は、液晶パネル１００ｐに接続されたフレキシブル基板（図示せず）に実装されたＩＣなどにより構成されている。タイミング発生回路２０３では、液晶パネル１００ｐの各画素１００ａを駆動するためのドットクロックが生成され、このドットクロックに基づいて、クロック信号ＶＣＫ、ＨＣＫ、反転クロック信号ＶＣＫＢ、ＨＣＫＢ、転送開始パルスＨＳＰ、ＶＳＰが生成される。画像処理回路２０２は、外部から入力画像データが入力されると、この入力画像データに基づいて画像信号を生成し、液晶パネル１００ｐに供給する。電源回路２０１は、複数の電源ＶＤＤ、ＶＳＳ、ＶＨＨ、ＶＬＬを生成して液晶パネル１００ｐに供給する。
【００３５】
液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画素領域１０ｂを備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０には、画素領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、画素スイッチング素子としての電界効果型トランジスタ３０および画素電極９ａが形成されている。電界効果型トランジスタ３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、電界効果型トランジスタ３０のドレインには画素電極９ａが電気的に接続されている。
【００３６】
素子基板１０において、画素領域１０ｂの外側領域には走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａの一端に電気的に接続しており、画像処理回路２０２から供給される画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。
【００３７】
各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号がリークするのを防ぐために、液晶容量５０ａと並列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０を構成するために、走査線３ａと並列するように容量線３ｂが形成されており、かかる容量線３ｂは共通電位線ＣＯＭに接続され、所定の電位に保持されている。なお、保持容量６０は前段の走査線３ａとの間に形成される場合もある。
【００３８】
（液晶パネルおよび素子基板の構成）
図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の縁に沿うように配置されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。
【００３９】
素子基板１０において、シール材１０７の外側領域では、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する一辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１０９が形成されている。
【００４０】
詳しくは後述するが、素子基板１０には、画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板２０には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる額縁１０８が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。また、対向基板２０では、素子基板１０の画素電極９ａの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる共通電極２１が形成されている。なお、画素領域１０ｂには、額縁１０８と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０ａとして利用されることになる。
【００４１】
このように形成した電気光学装置１００は、後述するモバイルコンピュータ、携帯電話機、液晶テレビなどといった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板２０には、カラーフィルタ（図示せず）や保護膜が形成される。また、対向基板２０および素子基板１０の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリ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、偏光板などが所定の向きに配置される。電気光学装置１００は、透過型に限らず、反射型および半透過反射型として構成される場合があり、この場合、例えば、素子基板１０には光反射層が形成される。電気光学装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各電気光学装置１００の各々には、ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルタは形成されない。また、対向基板２０に対して、各画素に対応するようにマイクロレンズを形成すれば、入射光の画素電極９ａに対する集光効率を高めることができるので、明るい表示を行うことができる。さらにまた、対向基板２０に何層もの屈折率の異なる干渉層を積層することにより、光の干渉作用を利用して、ＲＧＢ色をつく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の対向基板によれば、より明るいカラー表示を行うことができる。
【００４２】
（各画素の構成）
図５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。
【００４３】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０には、ガラスなどからなる支持基板１０ｄの表面にシリコン酸化膜などからなる下地絶縁層１２が形成されているとともに、その表面側において、画素電極９ａに隣接する位置にＮチャネル型の電界効果型トランジスタ３０が形成されている。電界効果型トランジスタ３０は、島状の半導体層１ａに対して、チャネル領域１ｇ、低濃度ソース領域１ｂ、高濃度ソース領域１ｄ、低濃度ドレイン領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅが形成されたＬＤＤ構造を備えている。また、半導体層１ａの表面側にゲート絶縁層２ｙが形成されており、ゲート絶縁層２ｙの表面にゲート電極（走査線３ａ）が形成されている。低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃは、走査線３ａをマスクとして、例えば、約０．１×１０13／ｃｍ2〜約１０×１０13／ｃｍ2のドーズ量で低濃度Ｎ型の不純物イオン（リンイオン）を導入することにより形成された半導体領域であり、高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅは、レジストマスクを用いて、約０．１×１０15／ｃｍ2〜約１０×１０15／ｃｍ2のドーズ量で高濃度Ｎ型の不純物イオン（リンイオン）を導入することにより形成された半導体領域である。また、チャネル領域１ｇはチャネルドープされている。
【００４４】
電界効果型トランジスタ３０の上層側には、層間絶縁層７、８が形成されている。層間絶縁層７の表面にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成され、データ線６ａは、層間絶縁層７に形成されたコンタクトホール７ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。また、ドレイン電極６ｂは、層間絶縁層７に形成されたコンタクトホール７ｂを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。層間絶縁層８の表面にはＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、層間絶縁層８に形成されたコンタクトホール８ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続している。画素電極９ａの表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１６が形成されている。また、高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分１ｆ（下電極）に対しては、ゲート絶縁層２ｙと同時形成された絶縁層（誘電体膜）を介して、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として対向することにより、保持容量６０が構成されている。
【００４５】
このように構成した素子基板１０と対向基板２０とは、画素電極９ａと共通電極２１とが対面するように配置され、かつ、これらの基板間には、前記のシール材１０７（図４（ａ）、（ｂ）参照）により囲まれた空間内に電気光学物質としての液晶５０が封入されている。液晶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、２２により所定の配向状態をとる。液晶５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。
【００４６】
このような構成の素子基板１０は、図１および図２を参照して製造され、チャネル領域１ｇは、下地絶縁層１２を介してチャネルドープされている。
【００４７】
（駆動回路の構成）
再び図４（ａ）において、本形態の電気光学装置１００では、素子基板１０の表面側のうち、画素領域１０ｂの周辺領域を利用してデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４などの内部回路が形成されている。このようなデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｐチャネル型の電界効果型トランジスタ８０とＮチャネル型の電界効果型トランジスタ９０とを備えた相補回路などを有しており、このような相補回路の構成を簡単に説明する。図６（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板に形成した相補型電界効果型トランジスタの平面図、およびそのＢ−Ｂ′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。
【００４８】
図６（ａ）、（ｂ）において、駆動回路のトランジスタは、Ｐチャネル型の電界効果型トランジスタ８０とＮチャネル型の電界効果型トランジスタ９０とからなる相補型電界効果型トランジスタとして構成されている。このような電界効果型トランジスタ８０、９０は、画素スイッチング用の電界効果型トランジスタ３０の製造工程の一部を利用して形成されたものであり、電界効果型トランジスタ８０、９０を構成する半導体層１ｈ、１ｎは、電界効果型トランジスタ３０を構成する半導体層１ａと同じく単結晶シリコン層である。
【００４９】
Ｎチャネル型の電界効果型トランジスタ９０は、チャネル領域１ｏの両側にＮ型のソース領域（高濃度ソース領域１ｓおよび低濃度ソース領域１ｑ）、およびドレイン領域（高濃度ドレイン領域１ｒおよび低濃度ドレイン領域１ｐ）を備えており、これらの領域は、電界効果型トランジスタ３０のソース領域およびドレイン領域と同時形成された領域である。Ｐチャネル型の電界効果型トランジスタ８０は、チャネル領域１ｉの両側にＰ型のソース領域（高濃度ソース領域１ｌおよび低濃度ソース領域１ｊ）、およびドレイン領域（高濃度ドレイン領域１ｍおよび低濃度ドレイン領域１ｋ）を備えている。半導体層１ｈ、１ｎの表面側にはゲート絶縁層２ｙが形成されている。高濃度ソース領域１ｌおよび高濃度ドレイン領域１ｍは、ゲート電極３ｅをマスクにして、約０．１×１０15／ｃｍ2〜約１０×１０15／ｃｍ2のドーズ量で高濃度Ｐ型の不純物イオン（ボロンイオン）が導入された半導体領域であり、低濃度ソース領域１ｊおよび低濃度ドレイン領域１ｋは、レジストマスクをマスクにして、約０．１×１０13／ｃｍ2〜約１０×１０13／ｃｍ2のドーズ量で低濃度Ｐ型の不純物イオン（ボロンイオン）が導入された半導体領域である。また、チャネル領域１ｏ、１ｉは各々、所定の導電型の不純物によってチャネルドープされている。
【００５０】
電界効果型トランジスタ８０、９０では、高電位線６ｅと低電位線６ｇが層間絶縁層７およびゲート絶縁層２ｙを貫通するコンタクトホール７ｅ、７ｇを介して、半導体層１ｈ、１ｎの高濃度ソース領域１ｌ、１ｓに電気的に接続されている。また、出力配線６ｆは、層間絶縁層７およびゲート絶縁層２ｙを貫通するコンタクトホール７ｆ、７ｋを介して半導体層１ｈ、１ｎの高濃度ドレイン領域１ｍ、１ｒに電気的にそれぞれ接続されている。また、入力配線６ｈは、層間絶縁層７を貫通するコンタクトホール７ｈを介して共通のゲート電極３ｅに接続されている。
【００５１】
このような構成の素子基板１０は、図１および図２を参照して製造され、チャネル領域１ｏ、１ｉは各々、下地絶縁層１２を介してチャネルドープされている。
【００５２】
［その他の実施の形態］
上記形態では、本発明に係る電気光学装置として液晶装置を例に説明したが、有機エレクトロルミネッセンス装置でも、電界効果型トランジスタが画素スイッチング素子として用いられていることから、本発明に係る半導体装置は、有機エレクトロルミネッセンス装置の素子基板として用いてもよい。
【００５３】
［電子機器への搭載例］
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置１００（液晶装置）を適用した電子機器について説明する。図７（ａ）に、電気光学装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての電気光学装置１００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７（ｂ）に、電気光学装置１００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電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図７（ｃ）に、電気光学装置１００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電気光学装置１００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電気光学装置１００に表示される。
【００５４】
なお、電気光学装置１００が適用される電子機器としては、図７に示すものの他、デジタルスチルカメラ、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機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置１００が適用可能である。
【００５５】
(投射型表示装置への適用例)
次に、本発明の電子機器の一実施形態として、上記電気光学装置１００をプロジェクタの液晶ライトバルブに採用した例について図面を参照して説明する。
【００５６】
図８は、プロジェクタの概略構成図である。プロジェクタ１１０は、観察者側に設けられたスクリーン１１１に光を照射し、このスクリーン１１１で反射した光を観察する、いわゆる投影型のプロジェクタである。そして、プロジェクタ１１０は、光源１１２と、ダイクロイックミラー１１３、１１４と、液晶ライトバルブ１１５〜１１７（電気光学装置１００）と、投射光学系１１８と、クロスダイクロイックプリズム１１９と、リレー系１２０とを備えている。
【００５７】
光源１１２は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー１１３は、光源１１２からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１１４は、ダイクロイックミラー１１３で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１１３、１１４は、光源１１２から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
【００５８】
ここで、ダイクロイックミラー１１３と光源１１２との間には、インテグレータ１２１及び偏光変換素子１２２が光源１１２から順に配置されている。インテグレータ１２１は、光源１１２から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子１２２は、光源１１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
【００５９】
液晶ライトバルブ１１５は、ダイクロイックミラー１１３を透過して反射ミラー１２３で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置（電気光学装置）である。液晶ライトバルブ１１５は、λ／２位相差板１１５ａ、第１偏光板１１５ｂ、液晶パネル１１５ｃ及び第２偏光板１１５ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１５に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー１１３を透過しても光の偏光は変化しないことから、ｓ偏光のままである。
【００６０】
λ／２位相差板１１５ａは、液晶ライトバルブ１１５に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１５ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１１５ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１５ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１５は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。
【００６１】
なお、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂは、偏光を変換させない透光性のガラス板１１５ｅに接した状態で配置されており、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂが発熱によって歪むのを回避することができる。
【００６２】
液晶ライトバルブ１１６は、ダイクロイックミラー１１３で反射した後にダイクロイックミラー１１４で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、液晶ライトバルブ１１６は、液晶ライトバルブ１１５と同様に、第１偏光板１１６ｂ、液晶パネル１１６ｃ及び第２偏光板１１６ｄを備えている。液晶ライトバルブ１１６に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー１１３、１１４で反射されて入射するｓ偏光である。第１偏光板１１６ｂは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル１１６ｃは、ｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。そして、第２偏光板１１６ｄは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１６は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。
【００６３】
液晶ライトバルブ１１７は、ダイクロイックミラー１１３で反射し、ダイクロイックミラー１１４を透過した後でリレー系１２０を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、液晶ライトバルブ１１７は、液晶ライトバルブ１１５、１１６と同様に、λ／２位相差板１１７ａ、第１偏光板１１７ｂ、液晶パネル１１７ｃ及び第２偏光板１１７ｄを備えている。ここで、液晶ライトバルブ１１７に入射する青色光は、ダイクロイックミラー１１３で反射してダイクロイックミラー１１４を透過した後にリレー系１２０の後述する２つの反射ミラー１２５ａ、１２５ｂで反射することから、ｓ偏光となっている。
【００６４】
λ／２位相差板１１７ａは、液晶ライトバルブ１１７に入射したｓ偏光をｐ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１１７ｂは、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１１７ｃは、ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってｓ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１１７ｄは、ｐ偏光を遮断してｓ偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ１１７は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する構成となっている。なお、λ／２位相差板１１７ａ及び第１偏光板１１７ｂは、ガラス板１１７ｅに接した状態で配置されている。
【００６５】
リレー系１２０は、リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂと反射ミラー１２５ａ、１２５ｂとを備えている。リレーレンズ１２４ａ、１２４ｂは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ１２４ａは、ダイクロイックミラー１１４と反射ミラー１２５ａとの間に配置されている。また、リレーレンズ１２４ｂは、反射ミラー１２５ａ、１２５ｂの間に配置されている。反射ミラー１２５ａは、ダイクロイックミラー１１４を透過してリレーレンズ１２４ａから出射した青色光をリレーレンズ１２４ｂに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー１２５ｂは、リレーレンズ１２４ｂから出射した青色光を液晶ライトバルブ１１７に向けて反射するように配置されている。
【００６６】
クロスダイクロイックプリズム１１９は、２つのダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜１１９ａは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜１１９ｂは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム１１９は、液晶ライトバルブ１１５〜１１７のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系１１８に向けて射出するように構成されている。
【００６７】
なお、液晶ライトバルブ１１５、１１７からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｓ偏光であり、液晶ライトバルブ１１６からクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光はｐ偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム１１９に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム１１９において各液晶ライトバルブ１１５〜１１７から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂで反射される赤色光及び青色光をｓ偏光とし、ダイクロイック膜１１９ａ、１１９ｂを透過する緑色光をｐ偏光としている。投射光学系１１８は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１１９で合成された光をスクリーン１１１に投射するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板の要部を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明を適用した電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程の要部を示す工程断面図である。
【図３】本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板に形成した相補型電界効果型トランジスタの平面図、およびそのＢ−Ｂ′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。
【図７】本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の説明図である。
【図８】本発明に係る液晶装置を用いたプロジェクタの概略構成図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・単結晶シリコン基板、１ｖ・・ソース領域、１ｗ・・ドレイン領域、１ｘ・・チャネル領域、１ｙ・・単結晶シリコン層、２ｙ・・ゲート絶縁層、３ｘ・・ゲート電極、１０ｘ・・素子基板（半導体装置）、１０ｄ・・支持基板、１２・・下地絶縁層、７１・・第１ダミー基板、７２・・第２ダミー基板、７５・・接着剤、１００・・電気光学装置、１０ｙ・・電界効果型トランジスタ
【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】
2008235746.tif 000008
【図７】
2008235746.tif 000009
【図８】
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