(57)【要約】【課題】ＴＦＴのチャネル領域がより確実に遮光されることによって、表示品位の低下が抑制された、液晶表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、透明基板１と、透明基板１の主面上に配置された液晶層とを有する液晶表示装置であり、透明基板１の主面に、行方向に延びるゲート配線６０と、列方向に延びるソース配線１２と、ゲート配線６０とソース配線１２との交差部近傍に設けられたＴＦＴ７６であって、チャネル領域１０を含む半導体層４を有するＴＦＴ７６と、チャネル領域１０の透明基板１側に設けられた第１の遮光層２と、チャネル領域１０の液晶層側に設けられた第２の遮光層１６と、チャネル領域１０を挟んで、ゲート配線６０に対向するように配置された第３の遮光層６１とが形成されている。【選択図】　図１
2004045915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板の主面上に配置された液晶層とを有する液晶表示装置であって、前記透明基板の前記主面に、
行方向に延びるゲート配線と、
列方向に延びるソース配線と、
前記ゲート配線と前記ソース配線との交差部近傍に設けられたＴＦＴであって、チャネル領域を含む半導体層を有するＴＦＴと、
前記チャネル領域の前記透明基板側に設けられた第１の遮光層と、
前記チャネル領域の前記液晶層側に設けられた第２の遮光層と、
前記チャネル領域を挟んで、前記ゲート配線に対向するように配置された第３の遮光層とが形成されている、液晶表示装置。
【請求項２】
前記チャネル領域から前記第３の遮光層までの距離と、前記チャネル領域から前記ゲート配線までの距離とが略同一である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第３の遮光層は、前記ゲート配線と同一の層から形成されている、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第３の遮光層は、前記第３の遮光層から前記チャネル領域までの距離が、前記第２の遮光層から前記チャネル領域までの距離よりも小さくなるように配置されている、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第３の遮光層は、前記ゲート配線と電気的に接続されている、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記半導体層は、前記チャネル領域の両側に、ドレイン領域およびソース領域を備え、
前記半導体層の前記透明基板側の略全面が、前記第１の遮光層の少なくとも一部と重畳している、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記半導体層は、前記チャネル領域の両側に、ドレイン領域およびソース領域を備え、
前記半導体層の前記液晶層側の略全面が、前記第２の遮光層の少なくとも一部と重畳している、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記半導体層および前記第３の遮光層は、前記ゲート配線の少なくとも一部分に沿って形成されており、前記第３の遮光層の列方向の長さは、前記半導体層の列方向の長さ以上である、請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記半導体層が多結晶シリコンを含む、請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記半導体層は、前記チャネル領域の両側に、前記ＴＦＴのドレイン領域およびソース領域を備え、さらに、前記チャネル領域と前記ドレイン領域との間および、前記チャネル領域と前記ソース領域との間に、それぞれ、ＬＤＤ領域を有する、請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記ＴＦＴは、複数のゲート電極を有する、請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１の遮光層は、融点が約１３００度以上の遮光性材料を用いて形成されている、請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置を備えた、投影型表示装置。
【請求項１４】
透明基板の主面の所定の領域に、第１の遮光層を形成する工程と、
前記第１の遮光層の上に、前記第１の遮光層の少なくとも一部を覆うように半導体層を形成する工程と、
行方向に延びるゲート配線と、前記半導体層を介して前記第１の遮光層に対向するように設けられるゲート電極と、前記ゲート電極を挟んで前記ゲート配線に対向するように設けられる第３の遮光層とを、同一層を用いて形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層にイオンドープすることにより、チャネル領域と、前記チャネル領域の両側にドレイン領域およびソース領域とを形成する工程と、
前記チャネル領域を覆うように、第２の遮光層を形成する工程とを包含する、液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１の遮光層を、融点が約１３００度以上の遮光性材料を用いて形成し、前記半導体層を、約９００度以上約１２００度以下の温度領域で形成する、請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関しており、特に、アクティブマトリクス型液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、アクティブマトリクス型液晶表示装置が広く用いられている。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、液晶層と、液晶層を介して対向する２枚の基板を有している。２枚の基板のうち一方の基板の液晶層側表面には、一般に、マトリクス状に配列された複数のスイッチング素子と、その複数のスイッチング素子のそれぞれに接続された画素電極とが形成されている。複数のスイッチング素子のそれぞれ、および、複数の画素電極のそれぞれは、いずれも、液晶表示装置の各画素に対応して配置されている。他方の基板の液晶層側表面には、対向電極が形成されている。
【０００３】
上記液晶表示装置では、画素電極と対向電極との間に表示信号を印加することにより表示が行われる。具体的には、画素電極と対向電極との間に表示電圧を印加し、両電極の間に配置された液晶層の液晶分子の配向状態を変化させ、液晶層を透過する光量を制御することによって表示を行う。
【０００４】
上記液晶表示装置に用いられるスイッチング素子として、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略す。）、またはダイオードなどの非線形素子が挙げられる。この中でも、液晶表示装置の駆動回路と一体形成が可能であり、応答速度が速いＴＦＴが通常用いられている。
【０００５】
しかしながら一般に、半導体層に光が照射されて光吸収が起こると、光電効果により、導電帯に電子が励起され、かつ、荷電子帯に正孔が励起されて、電子−正孔対が生成される。従って、半導体層のチャネル領域に光が照射されると、電子−正孔対に起因した光電流が発生し、ＴＦＴのリーク電流が増大する結果、クロストークやコントラスト比の低下などを引き起こしてしまう。
【０００６】
そこで、チャネル領域に光が入射するのを防止するために、ＴＦＴが形成されている基板（ＴＦＴ基板）、または、このＴＦＴ基板に対向して配置される対向基板に、ＴＦＴに対応するように遮光層が形成された構成が採用されている。また、遮光効果をより確実にするために、ＴＦＴを挟むように、ＴＦＴ基板および対向基板の両方に遮光層を配置した構成もある。
【０００７】
あるいは、さらに遮光効果を確実にするために、特開２０００−２９８２９０号公報に開示されているように、ＴＦＴの上層に配置される上部遮光層と、ＴＦＴの下層に配置される下部遮光層とが、いずれも、ＴＦＴ基板に形成された構成も知られている。
【０００８】
また、特開２００１−１１９０２７号公報は、ＴＦＴのチャネル領域、ソース領域、ドレイン領域およびＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ　Ｄｏｐｅｄ　Ｄｒａｉｎ）領域全体をゲート電極で覆い、これらをゲート電極を用いて遮光する構成を開示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−２９８２９０号公報などに示されている構成であっても、遮光層が形成されていない部分を通り抜けた光が、液晶表示装置の外部に設けられている光学素子（例えば、レンズ、偏光版、ミラー等）で反射されてＴＦＴに戻ってくる光や、ＴＦＴ基板の液晶層側の表面（または界面）で反射された光、または遮光層が形成されていない部分を通り抜けた光の回折光によって、ＴＦＴのチャネル領域が照射される場合がある。
【００１０】
特に、投影型表示装置に用いられる透過型液晶パネルには、画像を拡大投影するために非常に強い光が照射される。このため、液晶パネルに直接入射する光の量が多く、さらに、上述した戻り光、反射光、散乱光または回折光の量が多い。従って、この戻り光、反射光、散乱光または回折光によってＴＦＴのチャネル領域が照射されることにより、ＴＦＴのオフ時にリーク電流が生じ、結果として、クロストークやコントラスト比の低下などの問題が生じ、これにより、表示品質が著しく低下するという問題が生じる。
【００１１】
また、特開２００１−１１９０２７号公報に開示されているように、ＴＦＴのチャネル領域、ソース領域、ドレイン領域およびＬＤＤ領域全体をゲート電極で覆った場合、ＴＦＴの閾値電圧が上昇するという問題が生じる場合がある。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ＴＦＴのチャネル領域をより確実に遮光することによって、リーク電流に起因する表示品位の低下が抑制された、液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに本発明は、ＴＦＴのチャネル領域を遮光すると共に、ＴＦＴの閾値電圧の上昇が防止された、液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、透明基板と、前記透明基板の主面上に配置された液晶層とを有する液晶表示装置であり、前記透明基板の前記主面に、行方向に延びるゲート配線と、列方向に延びるソース配線と、前記ゲート配線と前記ソース配線との交差部近傍に設けられたＴＦＴであって、チャネル領域を含む半導体層を有するＴＦＴと、前記チャネル領域の前記透明基板側に設けられた第１の遮光層と、前記チャネル領域の前記液晶層側に設けられた第２の遮光層と、前記チャネル領域を挟んで、前記ゲート配線に対向するように配置された第３の遮光層とが形成されており、これにより上記課題が解決される。
【００１５】
前記チャネル領域から前記第３の遮光層までの距離と、前記チャネル領域から前記ゲート配線までの距離とが略同一であることが好ましい。
【００１６】
前記第３の遮光層は、前記ゲート配線と同一の層から形成されていることが好ましい。
【００１７】
前記第３の遮光層は、前記第３の遮光層から前記チャネル領域までの距離が、前記第２の遮光層から前記チャネル領域までの距離よりも小さくなるように配置されていることが好ましい。
【００１８】
前記第３の遮光層は、前記ゲート配線と電気的に接続されていることが好ましい。
【００１９】
前記半導体層は、前記チャネル領域の両側に、ドレイン領域およびソース領域を備え、前記半導体層の前記透明基板側の略全面が、前記第１の遮光層の少なくとも一部と重畳していることが好ましい。
【００２０】
前記半導体層は、前記チャネル領域の両側に、ドレイン領域およびソース領域を備え、前記半導体層の前記液晶層側の略全面が、前記第２の遮光層の少なくとも一部と重畳していることが好ましい。
【００２１】
前記半導体層および前記第３の遮光層は、前記ゲート配線の少なくとも一部分に沿って形成されており、前記第３の遮光層の列方向の長さは、前記半導体層の列方向の長さ以上であることが好ましい。
【００２２】
前記半導体層が多結晶シリコンを含むことが好ましい。
【００２３】
前記半導体層は、前記チャネル領域の両側に、前記ＴＦＴのドレイン領域およびソース領域を備え、さらに、前記チャネル領域と前記ドレイン領域との間および、前記チャネル領域と前記ソース領域との間に、それぞれ、ＬＤＤ領域を有してもよい。
【００２４】
前記ＴＦＴは、複数のゲート電極を有してもよい。
【００２５】
前記第１の遮光層は、融点が約１３００度以上の遮光性材料を用いて形成されていてもよい。
【００２６】
上述した液晶表示装置は、投影型表示装置に好適に利用可能である。
【００２７】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、透明基板の主面の所定の領域に、第１の遮光層を形成する工程と、前記第１の遮光層の上に、前記第１の遮光層の少なくとも一部を覆うように半導体層を形成する工程と、行方向に延びるゲート配線と、前記半導体層を介して前記第１の遮光層に対向するように設けられるゲート電極と、前記ゲート電極を挟んで前記ゲート配線に対向するように設けられる第３の遮光層とを、同一層を用いて形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層にイオンドープすることにより、チャネル領域と、前記チャネル領域の両側にドレイン領域およびソース領域とを形成する工程と、前記チャネル領域を覆うように、第２の遮光層を形成する工程とを包含し、これにより上記課題が解決される。
【００２８】
前記第１の遮光層を、融点が約１３００度以上の遮光性材料を用いて形成し、前記半導体層を、約９００度以上約１２００度以下の温度領域で形成してもよい。
【００２９】
以下、作用を説明する。
【００３０】
本発明の液晶表示装置は、透明基板と、透明基板の主面上に配置された液晶層とを有している。透明基板の主面には、行方向に延びるゲート配線と、列方向に延びるソース配線と、ゲート配線とソース配線との交差部近傍に設けられたＴＦＴであって、チャネル領域を含む半導体層を有するＴＦＴと、第１の遮光層と、第２の遮光層と、第３の遮光層とが形成されている。第１の遮光層は、チャネル領域の透明基板側に設けられており、第２の遮光層は、チャネル領域の液晶層側に設けられている。さらに、第３の遮光層は、チャネル領域を挟んで、ゲート配線に対向するように配置されている。
【００３１】
本発明の液晶表示装置は、第１、第２および第３の遮光層と、ゲート配線とによって、ＴＦＴのチャネル領域を照射する光を確実に遮光することができる。
【００３２】
上述したように、液晶表示装置の対向基板側からアクティブマトリクス基板に光が入射すると、対向基板側から液晶層を介して直接入射した光だけでなく、この入射光から生じる戻り光、反射光、散乱光、または回折光などによって、ＴＦＴのチャネル領域が照射される場合がある。これに対して、本発明の液晶表示装置は、第１、第２および第３の遮光層と、ゲート配線とを備えることにより、チャネル領域に対して、上記戻り光、反射光、散乱光、または回折光を確実に遮光することができる。特に、第３の遮光層を備えることにより、チャネル領域を挟んでゲート配線に対向する領域から入射する、上記戻り光または散乱光等をチャネル領域に対して遮光することができる。
【００３３】
第３の遮光層は、ゲート配線と電気的に接続され得る。この場合、第３の遮光層はゲート配線およびゲート電極と同電位になるので、第３の遮光層が半導体層に隣接して配置された場合であっても、第３の遮光層とチャネル領域との間の電位差がＴＦＴのＯＮ／ＯＦＦ特性に悪影響を及ぼすことがない。また、第３の遮光層とゲート配線とが電気的に接続されていれば、第３の遮光層は、ゲート配線の電気的な迂回路（冗長配線）となるので、ゲート配線の断線による欠陥を減少させて、製造工程の歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態の液晶表示装置１００を示す。図１（ａ）は、液晶表示装置１００が備えるアクティブマトリクス基板７１の部分平面図であり、図１（ｂ）は液晶表示装置１００の部分断面図である。なお、アクティブマトリクス基板７１が備える各層の間には、必要に応じて、絶縁層等が配置される。
【００３６】
本発明の一実施形態の液晶表示装置１００は、アクティブマトリクス基板７１と、液晶層７４と、液晶層７４を介してアクティブマトリクス基板７１と対向するように配置された対向基板７２とを有している。アクティブマトリクス基板７１は、液晶層７４側表面に、マトリクス状に配列された複数のＴＦＴ７６と、それぞれが複数のＴＦＴのそれぞれに接続された複数の画素電極（不図示）とを有している。複数の画素電極のそれぞれは、液晶表示装置１００の表示の単位である１画素を規定している。
【００３７】
以下、液晶表示装置１００が備える複数の画素のうちの１画素について説明する。
【００３８】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板７１は、透明基板１と、基板１の液晶層７４側表面に形成された、行方向に延びるゲート配線６０と、列方向に延びるソース配線１２と、ゲート配線６０とソース配線１２との交差部近傍に設けられたＴＦＴ７６と、下部遮光層（第１の遮光層）２と、上部遮光層（第２の遮光層）１６と、ゲート遮光層（第３の遮光層）６１とを有している。ＴＦＴ７６は、チャネル領域１０を備える半導体層４を有している。
【００３９】
従来技術の説明の欄で説明したように、液晶表示装置の対向基板７２側からアクティブマトリクス基板７１に光が入射すると、ＴＦＴ７６のチャネル領域１０は、対向基板７２側から液晶層７４を介して直接入射した光だけでなく、この入射光から生じる戻り光、反射光、散乱光、または回折光などによって照射される。ＴＦＴ７６のチャネル領域１０に光が照射された場合、ＴＦＴのオフ時にリーク電流が発生し、液晶表示装置の表示品質が低下する。
【００４０】
これに対して上述の液晶表示装置１００は、下部遮光層２と、上部遮光層１６と、ゲート遮光層６１と、ゲート配線６０とによって、ＴＦＴ７６のチャネル領域１０が確実に遮光されるので、表示品質の低下が抑制される。
【００４１】
特に、投影型表示装置に液晶表示装置を用いる場合、強度の高い光が液晶表示装置に入射されるため、より高い遮光効果が要求される。従って、本実施形態の液晶表示装置１００は、投影型表示装置に好適に利用される。以下、ＴＦＴ７６のチャネル領域１０の遮光について、詳細に説明する。
【００４２】
下部遮光層２は、チャネル領域１０の透明基板１側に設けられており、上部遮光層１６は、チャネル領域１０の液晶層７４側に設けられている。すなわち、下部遮光層２および上部遮光層１６は、いずれも、同一のアクティブマトリクス基板７１に設けられており、さらに、下部遮光層２および上部遮光層１６は、基板１の厚み方向にチャネル領域１０を挟むように設けられている。従って、上部遮光層１６が対向基板７２に設けられ、かつ、下部遮光層２がアクティブマトリクス基板７１に設けられている液晶表示装置に比べて、チャネル領域１０と各遮光層との距離が短いので、ＴＦＴ７６のチャネル領域１０に光が入射するのをより確実に抑制することができる。
【００４３】
さらに、ゲート配線６０は、通常、不透明な導電材料から形成されるので、ゲート配線６０によっても、ＴＦＴ７６のチャネル領域１０が遮光される。
【００４４】
ただし、下部遮光層２、上部遮光層１６およびゲート配線６０だけでは、ＴＦＴ７６のチャネル領域１０を十分遮光できない場合がある。特に、チャネル領域４を挟んでゲート配線６０に対向する領域から入射する上記戻り光、散乱光、または回折光などによってチャネル領域１０が照射されるのを十分に防ぐことができない。
【００４５】
そこで、液晶表示装置１００は、チャネル領域１０を挟んでゲート配線６０に対向するように配置されたゲート遮光層６１をさらに備えている。このゲート遮光層６１は、上述した戻り光や散乱光、または回折光などによってチャネル領域１０が照射されるのを防ぐことができる。
【００４６】
ゲート遮光層６１は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、チャネル領域１０からゲート遮光層６１までの距離が、チャネル領域１０からゲート配線６０までの距離と略同一となるように形成されることが好ましい。すなわち、ゲート遮光層６１が、チャネル領域１０を中心として、ゲート配線６０に対称に配置されることにより、チャネル領域４に対してゲート配線６０側からの光がゲート配線６０によって遮光されるのと同様に、チャネル領域４に対してゲート配線６０に対向する側からの光がゲート遮光層６１によって遮光される。
【００４７】
ゲート遮光層６１は、図１（ｂ）に示すように、ゲート配線６０と同一の層から形成されることが好ましい。これにより、ゲート配線６０を形成するためのマスクを変更すれば、ゲート遮光層６１を形成することができるので、ゲート遮光層６１を形成するために新たなマスクを別途準備する必要がなく、また、製造工程を増加させることもない。
【００４８】
上部遮光層１６は例えば、絶縁層（図１に不図示）を介して、チャネル領域４の上部に形成される。この場合、上部遮光層１６は、その絶縁層の厚さに応じて、チャネル領域１０から離れる。上部遮光層１６がチャネル領域１０から離れて形成された場合、上部遮光層１６の端部から入射する光の回折光がチャネル領域１０を照射する恐れがある。従って、ゲート遮光層６１は、ゲート遮光層６１からチャネル領域１０までの距離が、上部遮光層１６からチャネル領域１０までの距離よりも小さくなるように配置されていることが好ましい。上記のように、ゲート遮光層６１をチャネル領域１０により近接させて配置することにより、チャネル領域１０のゲート遮光層６１側からの回折光を遮光できる。また、ゲート配線６０が、チャネル領域１０を中心として、ゲート遮光層６１に対称に配置されている場合、ゲート遮光層６１と同様に、チャネル領域１０のゲート配線６０側からの回折光を遮光できる。
【００４９】
さらに、ゲート遮光層６１は、ゲート配線６０と電気的に接続されていることが好ましい。これにより、ゲート遮光層６１はゲート配線６０およびゲート電極６と同電位になるので、ゲート遮光層６１が半導体層４に隣接して配置された場合であっても、ゲート遮光層６１とチャネル領域１０との間の電位差がＴＦＴ７６のＯＮ／ＯＦＦ特性に悪影響を及ぼすことがない。また、ゲート遮光層６１とゲート配線６０とが電気的に接続されていれば、ゲート遮光層６１は、ゲート配線６０の電気的な迂回路（冗長配線）となる。これにより、ゲート配線６０の断線による欠陥を減少させて、製造工程の歩留まりを向上させることができる。
【００５０】
なお、図１（ａ）では、ゲート遮光層６１が１画素内に端部を有し、１つのＴＦＴ７６に対して、行方向に所定の長さを有する１つのゲート遮光層６１を配置する場合を例示しているが、ゲート遮光層６１の行方向の長さはこれに限定されない。例えば、ゲート遮光層６１は、行方向に配列された複数の画素に渡って連続していてもよい。これにより、ゲート遮光層６１をより効果的な冗長配線として利用することができる。
【００５１】
半導体層４は、チャネル領域１０の両側にソース領域７およびドレイン領域８を備えている。図１（ａ）および（ｂ）は、下部遮光層２および上部遮光層１６は、半導体層４のうちのチャネル領域１０のみと重畳している場合を示しているが、下部遮光層２は、半導体層４の透明基板側の略全面が、下部遮光層２の少なくとも一部と重畳していることが好ましい。さらに、これと同様に、上部遮光層１６は、半導体層４の液晶層側の略全面が、上部遮光層１６の少なくとも一部と重畳していることが好ましい。これにより、下部遮光層２および／または上部遮光層１６が、半導体層４のうちのチャネル領域１０のみと重畳している場合に比べて、チャネル領域１０をより確実に遮光することができる。
【００５２】
また、ゲート遮光層６１は、ゲート配線６０および半導体層４に沿って形成されており、ゲート遮光層６１の列方向の長さは、半導体層４の列方向の長さ以上であることが好ましい。これにより、ゲート遮光層６１が、半導体層４のうちのチャネル領域１０のみに対応するように形成されている場合に比べて、チャネル領域１０をより確実に遮光することができる。
【００５３】
本実施形態の液晶表示装置１００に用いるＴＦＴ７６は、半導体層４が多結晶シリコンを含む、多結晶シリコンＴＦＴであることが好ましい。駆動回路は多結晶シリコンを用いて作製することができるので、基板上に駆動回路を集積することができるからである。
【００５４】
また、半導体層４は、チャネル領域１０とソース領域７との間および、チャネル領域１０とドレイン領域８との間に、ＬＤＤ領域を有していることが好ましい。ＴＦＴがＬＤＤ領域を有する場合、リーク電流を低減し、信頼性をより向上できる。
【００５５】
また、ＴＦＴ７６は、複数のゲート電極を有することが好ましい。これにより、ＴＦＴのＯＦＦ特性を向上させることができる。
【００５６】
下部遮光層は、融点が約１３００度以上の高融点遮光性材料を用いて形成されていてもよい。下部遮光層に上記高融点材料を用いた場合、下部遮光層の上部に半導体層を形成する際に、処理温度の最高温度を例えば約９００度〜約１２００度の温度に設定した場合であっても下部遮光層が劣化することがない。
【００５７】
次に本実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００５８】
本実施形態の液晶表示装置の製造方法は、（１）透明基板の主面の所定の領域に、下部遮光層を形成する工程と、（２）下部遮光層の上に、下部遮光層の少なくとも一部を覆うように半導体層を形成する工程と、（３）行方向に延びるゲート配線と、半導体層を介して下部遮光層に対向するように設けられるゲート電極と、ゲート電極を挟んでゲート配線に対向するように設けられるゲート遮光層とを、同一層を用いて形成する工程と、（４）ゲート電極をマスクとして半導体層にイオンドープすることにより、チャネル領域と、チャネル領域の両側に配置されるドレイン領域およびソース領域とを形成する工程と、（５）チャネル領域を覆うように、上部遮光層を形成する工程とを有している。
【００５９】
上述の製造方法では、ゲート配線と、ゲート電極と、ゲート遮光層とを、同一層を用いて形成するので、ゲート配線およびゲート電極を形成するためのマスクを変更すれば、ゲート遮光層を形成することができる。従って、ゲート遮光層を形成するために新たなマスクを別途準備する必要がない。さらに、ゲート配線と、ゲート電極と、ゲート遮光層とを同一工程で形成することができるので、製造工程を増加させることもない。
【００６０】
下部遮光層の上部に配置される半導体層に、例えば多結晶シリコンを用いる場合、下部遮光層には、融点が約１３００度以上の遮光性材料を用いることが好ましい。これにより、約９００度以上約１２００度以下の温度領域で、半導体層を熱処理することができるので、多結晶シリコンの特性を向上させることができる。
【００６１】
以下、実施例を説明する。
【００６２】
（実施例）
図２および図３を参照して、実施例のアクティブマトリクス型の液晶表示装置の構成を説明する。図２は、液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス基板７３を模式的に示す部分平面図である。図３（ａ）は図２の２ａ―２ａ’断面図であり、図３（ｂ）は図２の２ｂ―２ｂ’断面図である。なお、図１の液晶表示装置の構成要素と実質的に同様の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
図２に示すようにアクティブマトリクス基板７３は、主として、透明基板１と、透明基板１の液晶層側表面に形成されたゲート配線６０と、ソース配線１２と、ＴＦＴ７７と、上部遮光層１６と、下部遮光層２と、ゲート遮光層６１とを有している。
【００６４】
ＴＦＴ７７は、チャネル領域１０とソース領域７とドレイン領域８とを有する半導体層４が多結晶ポリシリコンから形成された多結晶ポリシリコンＴＦＴである。ＴＦＴ７７は、２つのゲート電極６を有しており、この２つのゲート電極６のそれぞれに対応して、チャネル領域１０を備えている。また、ＴＦＴ７７は、半導体層４において、チャネル領域１０とソース領域７との間、および、チャネル領域１０とドレイン領域８との間に、ＬＤＤ領域（ソース領域７およびドレイン領域８よりも不純物濃度が低濃度である領域）９を有している。ＬＤＤ領域９は、２つのチャネル領域１０のそれぞれについて、チャネル領域１０とソース領域７との間、および、チャネル領域１０とドレイン領域８との間に設けられている。
【００６５】
ＴＦＴ７７のチャネル領域１０は、上部遮光層１６と、下部遮光層２と、ゲート遮光層６１と、ゲート配線６０とによって効果的に遮光される。図２に示すように、本実施例の液晶表示装置では、チャネル領域１０を有する半導体層４のほぼ全面が、基板１の厚さ方向から見た場合、上部遮光層１６と、下部遮光層２と、ゲート遮光層６１と、ゲート配線６０とによって完全に覆われている。従って、チャネル領域１０がより確実に遮光されている。以下、この上部遮光層１６と、下部遮光層２と、ゲート遮光層６１と、ゲート配線６０とを説明する。
【００６６】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、下部遮光層２と上部遮光層１６とは、互いに、半導体層４を基板１の厚み方向に挟むように設けられている。
【００６７】
下部遮光層２は、透明基板１の液晶層側表面に、絶縁膜３を介して半導体層４と対向するように形成されている。また、図２に示すように下部遮光層２は、行方向に延びるゲート配線６０の一部分に沿って形成されており、下部遮光層２の列方向の長さは、半導体層４の列方向の長さ以上である、半導体層４の基板側の全表面は、下部遮光層２と重畳している。基板１の厚み方向から見た場合に、下部遮光層２の行方向に延びる２つの辺はそれぞれ、ゲート配線６０および、ゲート遮光層６１に重畳している。
【００６８】
上部遮光層１６は、半導体層４の上に、ゲート絶縁膜５、ゲート電極６、層間絶縁膜１１、窒化膜１４、および、酸化膜１５を介して形成されている。図２に示すように、上部遮光層１６は下部遮光層２と同様に、行方向に延びるゲート配線６０の一部分に沿って形成されており、上部遮光層１６の列方向の長さは、半導体層４の列方向の長さ以上である。下部遮光層２の列方向の長さは、半導体層４の列方向の長さ以上である、半導体層４の液晶層側の全表面は、上部遮光層１６と重畳している。また、下部遮光層２と同様に、上部遮光層１６の行方向に延びる２つの辺はそれぞれ、ゲート配線６０および、ゲート遮光層６１に重畳している。上部遮光層１６は、下部遮光層２と同程度の面積を有しており、基板１の厚み方向から見た場合に、上部遮光層１６と下部遮光層２とはほぼ完全に重畳している。
【００６９】
ゲート配線６０は、不透明な導電材料を用いて形成されているので、遮光層としても機能する。上述したように、ゲート配線６０は、基板１の厚み方向から見た場合に、上部遮光層１６および下部遮光層２と重畳している。また、ゲート配線６０は、半導体層４のチャネル領域１０に比較的近接して配置されている。例えば、ゲート配線６０とチャネル領域１０との間の距離は、上部遮光層１６とチャネル領域１０との間の距離に比べて小さい。従って、ゲート配線６０は、上部遮光層１６のゲート配線６０側端部から入射する光の回折光を、チャネル領域１０に対して遮光することができる。
【００７０】
ゲート遮光層６１は、半導体層４を挟んで、ゲート配線６０に対向するように形成されており、ゲート遮光層６１の行方向の長さは、半導体層４の行方向の長さ以上である。さらに、ゲート遮光層６１は、チャネル層４からゲート遮光層６１までの距離が、チャネル層４からゲート配線６０までの距離とほぼ同じになるように配置されている。すなわち、ゲート遮光層６１はチャネル層４を中心として、ゲート配線６０と対称に設けられている。従って、上部遮光層１６のゲート遮光層６１側端部から入射する光の回折光を、チャネル領域１０に対して遮光することができる。
【００７１】
また、ゲート遮光層６１は図２および図３に示すように、ゲート配線６０およびゲート電極６と、同一の層で形成されている。なお、図３（ａ）では、ゲート遮光層６１を点線で示している。また、ゲート遮光層６１は、ゲート電極６を介してゲート配線６０と電気的に接続されているので、ゲート配線６０が断線された場合の冗長配線としても利用可能である。
【００７２】
上述した上部遮光層１６と、下部遮光層２と、ゲート遮光層６１と、ゲート配線６０とにより、対向基板側から直接入射した光や、戻り光、散乱光、または回折光などがチャネル領域１０を照射するのを防ぐことができる。
【００７３】
次に、図４（ａ）〜（ｅ）および図５（ａ）〜（ｃ）を参照して、実施例の液晶表示装置の製造方法の一例を説明する。
【００７４】
まず、図４（ａ）に示すように、ガラスあるいは石英などから形成された絶縁性の透明基板１上に、ＣＶＤ法あるいはスパッタ法等を用いて、下部遮光層２となる遮光膜を堆積する。この遮光膜を、フォトリソグラフィ／エッチングによりパターニングし、下部遮光層２を形成する。
【００７５】
ここで下部遮光層２は、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、またはニッケル（Ｎｉ）などを含む金属膜、ポリシリコン膜、上記金属膜とポリシリコン膜との積層膜、シリサイド膜、ポリシリコン膜、シリサイド膜とポリシリコン膜との積層膜などで構成される。
【００７６】
ポリシリコン膜の融点は約１４００℃であり、シリサイド膜の融点は１３００〜１５００℃またはそれ以上である。従って、下部遮光層２に、シリサイド膜、ポリシリコン膜、またはシリサイド膜とポリシリコン膜との積層膜を用いた場合、後の製造工程で、９００〜１２００℃の高温熱処理を行うことが可能である。具体的には、後述するＴＦＴの作製工程で高温熱処理を行うことができるので、良好で安定した特性を有するＴＦＴを基板上に作製することができる。
【００７７】
また、下部遮光層２を、シリサイド膜、ポリシリコン膜、またはシリサイド膜とポリシリコン膜との積層膜で構成した場合、耐熱性に優れるので、通常のバックライトは勿論、プロジェクション用のハライドランプのような強力な光を発するランプを用いても、劣化することがない。また、遮光性にも優れている。
【００７８】
次に、図４（ｂ）に示すように、下部遮光層２の全面を覆うように、ＳｉＯ２等からなる絶縁層３を堆積する。絶縁層３の厚さは、下部遮光層２と絶縁層３との界面で反射した光と、絶縁層３の表面で反射した光とが互いに、干渉効果によって打ち消されるように設定する。
【００７９】
次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁層３上に、非晶質シリコン薄膜を５０〜１５０ｎｍの膜厚で堆積させた後、高温での熱処理またはレーザー光照射により、多結晶化させる。非晶質シリコン薄膜を熱処理によって多結晶化させる場合、下部遮光層２に上述した耐熱性に優れた材料を用いることにより、最高温度を例えば、９００〜１２００℃とすることができる。その後、フォトリソグラフィ／エッチングにより、パターニングを行い、所定の形状の半導体層４を形成する。この後、必要に応じて、しきい値電圧制御のため不純物イオン注入を行う。なお、半導体層４は、上述した多結晶シリコン膜以外に、非晶質または単結晶性を有する半導体層であってもよい。半導体層の材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、またはＧａＰ等を用いることが可能である。
【００８０】
次に、図４（ｄ）に示すように、チャネル領域４の上に、ＳｉＯ２等からなるゲート酸化膜５を形成する。ゲート酸化膜は、ＣＶＤ法による堆積、あるいは酸化、またはその両方等により形成する。続いて、ゲート酸化膜５上にゲート電極６を形成する。ゲート電極６を形成する工程と同一の工程で、ゲート電極６と同一の層に、ゲート配線６０と、ゲート遮光層６１とを形成する。ゲート電極６、ゲート配線６０、およびゲート遮光層６１は、例えば上述した下部遮光層２と同様の膜で構成される。
【００８１】
次に、図４（ｅ）に示すように、ゲート電極６をマスクとして、半導体層４に不純物イオンの注入を行い、半導体層４に、ソース領域７と、ドレイン領域８と、ＬＤＤ領域９とを形成する。不純物イオンが注入されない領域は、チャネル領域１０となる。
【００８２】
次に、図５（ａ）に示すように、基板の全面に、ＳｉＯ２等からなる絶縁膜を堆積し、層間絶縁膜１１を形成する。続いて、ソース領域７の上部およびドレイン領域８の上部の層間絶縁膜１１に、電極取り出し用のコントクトホール７ｈおよび８ｈを形成する。さらに、コントクトホール７ｈおよび８ｈの上部にそれぞれ、Ａｌ等の金属配線からなるソース電極１２および、ドレイン電極１３を形成する。
【００８３】
続いて図５（ｂ）に示すように、基板全面に窒化膜１４および酸化膜１５を堆積させてパッシベーション膜を形成し、水素化処理を行う。さらに、平坦化のためのエッチバック、あるいはＣＭＰ等を行う。
【００８４】
その後、図５（ｃ）に示すように、上部遮光層１６となる遮光膜をＣＶＤ法あるいはスパッタ法等により堆積し、フォトリソグラフィ／エッチングによりパターニングして、上部遮光層１６を形成する。上部遮光層１６は、例えば、下部遮光層２と同様の遮光性材料を用いて形成される。
【００８５】
この後の工程は図示しないが、さらに絶縁膜を形成し、その絶縁膜にコントクトホールを形成する。続いて、この絶縁膜上に、ドレイン電極とコンタクトホール内で電気的に接続された透明電極をＩＴＯ等で形成する。
【００８６】
以上の工程によってアクティブマトリクス基板７３が作製される。
【００８７】
公知の方法を用いて対向基板を作製し、対向基板とアクティブマトリクス基板７３とを対向させて、これらの基板の間に液晶材料を注入し、本実施例の液晶表示装置が作製される。
【００８８】
【発明の効果】
本発明により、ＴＦＴのチャネル領域がより確実に遮光されることによって、表示品位の低下が抑制された、液晶表示装置およびその製造方法が提供された。
【００８９】
さらに、ＴＦＴのチャネル領域が遮光されると共に、ＴＦＴの閾値電圧の上昇が防止された、液晶表示装置およびその製造方法が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は液晶表示装置１００が備えるアクティブマトリクス基板７１の部分平面図であり、（ｂ）は液晶表示装置１００の部分断面図である。
【図２】液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス基板７３を模式的に示す部分平面図である。
【図３】（ａ）は図２の２ａ―２ａ’断面図であり、（ｂ）は図２の２ｂ―２ｂ’断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、実施例の液晶表示装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、実施例の液晶表示装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１　透明基板
２　下部遮光層
３　絶縁膜
４　半導体層
５　ゲート絶縁膜
６　ゲート電極
７　ソース領域
８　ドレイン領域
９　ＬＤＤ領域
１０　チャネル領域
１１　層間絶縁膜
１２　ソース電極（ソース配線）
１３　ドレイン電極
１４　窒化膜
１５　酸化膜
１６　上部遮光層
６０　ゲート配線
６１　ゲート遮光層
７１　アクティブマトリクス基板
７３　アクティブマトリクス基板
７６　ＴＦＴ
７７　ＴＦＴ
１００　液晶表示装置
【図１】
2004045915.tif 000003
【図２】
2004045915.tif 000004
【図３】
2004045915.tif 000005
【図４】
2004045915.tif 000006
【図５】
2004045915.tif 000007