(57)【要約】【課題】電極による可視光の反射率を向上させること。【解決手段】半導体基板１０の上方に設けられ、液晶層３２を透過した光を反射する電極２４と、前記電極上に形成された酸化シリコン膜２６と、前記酸化シリコン膜上に形成された窒化シリコン膜２８と、を具備し、前記酸化シリコン膜の膜厚をｄ１、前記窒化シリコン膜の膜厚をｄ２としたとき、ｄ１が７０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、かつｄ２が６０ｎｍ以上７０ｎｍ以下である半導体装置。【選択図】図１
2012003150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上方に設けられ、液晶層を透過した光を反射する電極と、
前記電極上に形成された酸化シリコン膜と、
前記酸化シリコン膜上に形成された窒化シリコン膜と、
を具備し、
前記酸化シリコン膜の膜厚をｄ１、前記窒化シリコン膜の膜厚をｄ２としたとき、
ｄ１が７０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、かつｄ２が６０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体基板の上方に設けられ、液晶層を透過した光を反射する電極と、
前記電極上に形成された第１酸化シリコン膜と、
前記第１酸化シリコン膜上に形成された窒化シリコン膜と、
前記窒化シリコン膜上に形成された第２酸化シリコン膜と、
を具備し、
前記第１酸化シリコン膜の膜厚をｄ１、前記窒化シリコン膜の膜厚をｄ２および前記第２酸化シリコン膜の膜厚をｄ３としたとき、
ｄ２が７５ｎｍ以上９５ｎｍ以下であり、かつｄ３が５０ｎｍ以上５５ｎｍ以下であり、ｄ１が５０ｎｍ以上であり、かつｄ１＋ｄ３がｄ２より大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記電極はアルミニウムを含む膜であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電極は前記液晶層に画素に対応した電圧を印加することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、例えば、液晶層を透過した光を反射する電極を備える半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射型液晶素子は、液晶層を透過した光を電極が反射する構造を備えている。電極の下に画素を選択するトランジスタ等の回路を形成できるため、透過型液晶素子に比べ、開口率を高めることができる。電極による反射率を高めるため、電極上に屈折率の低い誘電体膜と屈折率の高い誘電体膜を積層する構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２６９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記に記載された構造では、電極による可視光の反射率は十分高くすることができない。本半導体装置は、電極による可視光の反射率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
例えば、半導体基板の上方に設けられ、液晶層を透過した光を反射する電極と、前記電極上に形成された酸化シリコン膜と、前記酸化シリコン膜上に形成された窒化シリコン膜と、を具備し、前記酸化シリコン膜の膜厚をｄ１、前記窒化シリコン膜の膜厚をｄ２としたとき、ｄ１が７０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、かつｄ２が６０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置を用いる。
【０００６】
例えば、半導体基板の上方に設けられ、液晶層を透過した光を反射する電極と、前記電極上に形成された第１酸化シリコン膜と、前記第１酸化シリコン膜上に形成された窒化シリコン膜と、前記窒化シリコン膜上に形成された第２酸化シリコン膜と、を具備し、前記第１酸化シリコン膜の膜厚をｄ１、前記窒化シリコン膜の膜厚をｄ２および前記第２酸化シリコン膜の膜厚をｄ３としたとき、ｄ２が７５ｎｍ以上９５ｎｍ以下であり、かつｄ３が５０ｎｍ以上５５ｎｍ以下であり、ｄ１が５０ｎｍ以上であり、かつｄ１＋ｄ３がｄ２より大きいことを特徴とする半導体装置を用いる。
【発明の効果】
【０００７】
本半導体装置によれば、電極による可視光の反射率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例１に係る半導体装置の断面図である。
【図２】図２は、反射率の計算結果を示す図である。
【図３】図３は、波長に対する反射率を計算した結果を示す図である。
【図４】図４は、反射率を測定した結果を示す図である。
【図５】図５は、実施例２に係る半導体装置の断面図である。
【図６】図６は、反射率の計算結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照し実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１は、電極上に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を形成する例である。酸化シリコン膜および窒化シリコン膜は、半導体装置の製造プロセスにおいて用いる膜である。よって、成膜のため新しい成膜設備を要しない。また、簡単に成膜することができる膜である。よって、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を用い、簡単に画素電極の反射率を向上できないか検討した。
【００１１】
図１は、実施例１に係る半導体装置の断面図である。図１のように、シリコン等の半導体基板１０内に、イオン注入法等を用い不純物を注入しソース領域またはドレイン領域１２が形成されている。ソース領域とドレイン領域１２との間のチャネル上に酸化シリコン膜のゲート絶縁膜１４を介しポリシリコン膜等のゲート電極１６が形成されている。半導体基板１０およびゲート電極１６上に例えば酸化シリコンを含む絶縁膜２２が設けられている。絶縁膜２２内には、配線層２０および導電プラグ１８が形成されている。配線層２０は、例えば主にアルミニウムを含み、半導体基板１０の面方向に配線されている。導電プラグ１８は、配線層２０間、または配線層２０とソース領域またはドレイン領域１２またはゲート電極１６とを接続する。絶縁膜２２の最上層には例えば主にアルミニウムを含む画素電極２４が接続されている。
【００１２】
画素電極２４は、液晶表示装置のピクセルに対応し設けられている。画素電極２４上に酸化シリコン膜２６、酸化シリコン膜２６上に窒化シリコン膜２８が形成されている。酸化シリコン膜２６および窒化シリコン膜２８は、半導体装置の保護膜としても機能する。窒化シリコン膜２８上には、液晶パネル４０が設けられている。液晶パネル４０においては、液晶層３２の上下面に配向層３０および３４が形成されている。配向層３４上に例えばＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の透明電極が形成されている。透明電極３６上にはガラス等の透明基板３８が形成されている。
【００１３】
ゲート電極１６、ソース領域およびドレイン領域１２を含むトランジスタにより画素電極２４が選択されると、画素電極２４と透明電極３６との間に電界が印加される。つまり、画素電極２４は、前記液晶層に画素に対応した電圧を印加する。画素電極２４と透明電極３６間の電位差に応じ、液晶層３２の液晶分子の方向が変化する。このようにして、液晶分子の方向に変化をつけることができる。このような、反射型液晶素子においては、画素電極２４の反射率を高くすることが求められる。
【００１４】
画素電極２４上に酸化シリコン膜２６および窒化シリコン膜２８を形成し画素電極２４による可視光の反射率を大きくすることを検討した。図２は、反射率の計算結果を示す図である。アルミニウム電極上に形成された酸化シリコン膜２６および窒化シリコン膜２８の膜厚を変え、窒化シリコン膜２８上から入射可視光の反射率を計算した。可視光の反射率は４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の平均反射率とした。酸化シリコン膜２６の屈折率は波長に応じ１．４０〜１．５５であり、波長が６５０ｎｍの屈折率を１．４６とした。窒化シリコン膜２８の屈折率は波長に応じ１．８６〜２．１６であり、波長が６５０ｎｍの屈折率を２．０６とした。また、画素電極２４の反射率は波長に応じ０．８５〜０．９１とした。図２においては、横軸を酸化シリコン膜２６の膜厚ｄ１、縦軸を窒化シリコン膜２８の膜厚ｄ２とし、反射率を等高線で示した。図２のようにｄ１＝８０ｎｍおよびｄ２＝６０ｎｍ付近で反射率が最大となる。
【００１５】
図３は、ｄ１＝８０ｎｍおよびｄ２＝６０ｎｍにおける波長に対する反射率を計算した結果を示す図である。可視光の範囲（波長が４００ｎｍ〜７００ｎｍ）において、反射率はほぼ０．９以上であり安定している。また、波長が４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の平均の反射率は０．９３２であった。
【００１６】
図４は、反射率を測定した結果を示す図である。アルミニウム電極上に酸化シリコン膜２６および窒化シリコン膜２８を形成した。酸化シリコン膜２６は、ピクセルギャップ（画素電極２４間）の埋め込み性に考慮してＨＤＰ（High Density Plasma）法を用い形成した。ＨＰＤ源としては、誘電結合型プラズマを用いた。窒化シリコン膜２８は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用い形成した。窒化シリコン膜２８を形成する際は、反応を活性化する手段としてプラズマ励起法を用いた。この方法を用いることにより、プラズマ内において、約１０ｅＶ以上の高エネルギー電子が気体分子と衝突するため乖離や電離が起こり、反応性に富むラジカル、イオンが大量に生成されるため反応が進む。よって、低温で高速に成膜が可能となる。ｄ２＝８０ｎｍとし、ｄ１を５点変えサンプルを作製した。図４中の黒丸は可視光の範囲の平均の反射率の測定結果、実線は近似線である。図３のように、ｄ１＝６０ｎｍのとき反射率が最大（０．９２５）となっている。このように、計算結果と測定結果はよく一致している。
【００１７】
図２より、画素電極２４の反射率を最大とするためには、図２中ハッチで示した領域であるｄ１が７０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、かつｄ２が６０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることが好ましい。この場合、当然にｄ１≧ｄ２である。また、ｄ１は７２ｎｍ以上７８ｎｍ以下がより好ましい。ｄ２は６２ｎｍ以上６８ｎｍ以下がより好ましい。
【００１８】
実施例２によれば、画素電極２４上に成膜が簡単な酸化シリコン膜２６および窒化シリコン膜２８を形成することにより、可視光の範囲における反射率を大きくすることができる。
【実施例２】
【００１９】
実施例２は、画素電極上に３層の絶縁膜が形成された例である。図５は、実施例２に係る半導体装置の断面図である。図５のように、実施例２に係る半導体装置は、画素電極２４上に第１酸化シリコン膜２６、第１酸化シリコン膜２６上に窒化シリコン膜２８、窒化シリコン膜２８上に第２酸化シリコン膜２９が形成されている。その他の構成は実施例１の図１と同じであり、説明を省略する。
【００２０】
図６は、反射率の計算結果を示す図である。アルミニウム電極上に形成される第１酸化シリコン膜２６の膜厚ｄ１を５０ｎｍ、窒化シリコン膜２８の膜厚ｄ２および第２酸化シリコン膜の膜厚ｄ３を変え、第２酸化シリコン膜２９上から入射する可視光の反射率を計算した。酸化シリコン膜および窒化シリコン膜の屈折率、画素電極の反射率は実施例１の図２と同じとした。なお、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜の膜厚を５０ｎｍ未満とすると、製造バラツキが大きくなってしまうため、ｄ２、ｄ３は５０ｎｍ以上を示している。
【００２１】
図６より、画素電極２４の反射率を最大とするためには、図６中ハッチで示した領域であるｄ２が７５ｎｍ以上９５ｎｍ以下であり、かつｄ３が５０ｎｍ以上５５ｎｍ以下であることが好ましい。また、ｄ２は８０ｎｍ以上９０ｎｍ以下がより好ましい。ｄ３は、５０ｎｍ以上５３ｎｍ以下がより好ましい。第１酸化シリコン膜２６の膜厚ｄ１を変えても反射率のｄ２、ｄ３の依存性の傾向は変わらなかった。第１酸化シリコン膜２６の膜厚ｄ１が５０ｎｍ以上であれば、ｄ１＋ｄ３≧ｄ２である。
【００２２】
第１酸化シリコン膜２６の膜厚ｄ１を５０ｎｍ、窒化シリコン膜２８の膜厚を８０ｎｍ、第２酸化シリコン膜２９の膜厚を５０ｎｍとした場合、可視光の平均の反射率の計算値は０．９０２であった。
【００２３】
実施例１および実施例２によれば、画素電極２４上に、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜の多層膜を形成することにより、反射率を向上させることができる。酸化シリコン膜および窒化シリコン膜は半導体装置の製造プロセスにおいて用いる膜であり、新しい成膜設備を要しない。また、簡単に成膜することができる。この半導体装置を反射型液晶素子に適用することにより、高輝度の液晶素子を提供することができる。
【００２４】
以上、発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
２４        画素電極
２６        酸化シリコン膜、第１酸化シリコン膜
２８        窒化シリコン膜
２９        第２酸化シリコン膜
【図１】
2012003150.tif 000003
【図２】
2012003150.tif 000004
【図３】
2012003150.tif 000005
【図４】
2012003150.tif 000006
【図５】
2012003150.tif 000007
【図６】
2012003150.tif 000008