(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶の半導体基板表面に駆動素子を備える素子領域と該素子領域同士を分離する素子分離領域とを有し、
前記素子領域と前記素子分離領域との上部に透明性絶縁膜を設け、
前記透明性絶縁膜の上部に前記駆動素子と電気的に接続している駆動電極を設け、
前記駆動電極の上部に光変調物質を備えて、前記駆動素子により前記駆動電極に印加する電圧に応じて前記駆動電極上の前記光変調物質の光の透過を制御する半導体装置において、
前記駆動電極は、前記透明性絶縁膜の表面または内部に設ける接続用配線を介して前記駆動素子と接続し、
前記半導体基板の裏面の、前記駆動電極と前記素子分離領域とが平面的に重なる部分に凹部を設けることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接続用配線は、前記凹部と平面的に重なる部分には設けないことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹部の底部は、前記素子分離領域の前記半導体基板の裏面側と一致しているか、または前記透明性絶縁膜の前記半導体基板の裏面側と一致していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記凹部は、前記半導体基板の裏面側から表面側に向かって段階的に開口部が狭くなる形状であるか、または漸次開口部が狭くなる形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記凹部は、その内側の側壁部に遮光膜を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記遮光膜は、その表面が光学反射膜であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記遮光膜は、前記半導体基板の裏面側に延在し、前記素子領域と平面的に重なるように設けることを特徴とする請求項５から６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記凹部の底部は、前記半導体基板の裏面方向に突出するレンズ形状をなしていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記液晶駆動電極を配置した表示領域の周辺領域に、電極を駆動するための電源回路または信号回路を含む回路群を設け、前記周辺領域は、前記表示領域よりも前記半導体基板の厚みが厚いことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調物質を駆動する半導体装置に関する。特に、半導体装置表面に光変調物質を駆動する電極を有する半導体装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタル技術の進歩により情報提示の手段として、紙を媒体としたＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）に代わって、電子化されたデータ画像を投影するプロジェクタを用いる機会が増えている。特に小規模の会議や商談などの用途で、可搬型の小型プロジェクタが広く普及している。可搬型の小型プロジェクタには、画質はもとより小型軽量であることが強く要求されている。
【０００３】
また最近の携帯型電話機の多くは、写真や動画を再生する機能を備えている。携帯型電話機は、携帯性が優先されるため画面寸法に制約があるものの、これらの画像を大画面で閲覧したいという要求は高まっている。こうした用途に対応するため、携帯型電話機に小型プロジェクタを内臓化する提案がなされている。
【０００４】
こうした小型プロジェクタの光学系にはマイクロミラーを利用した反射型パネルや、反射型のＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｌｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）パネルを１枚使用する反射型の単板式光学系が多く採用されている。
【０００５】
ＬＣＯＳパネルとは、表面に高光反射の液晶駆動電極を有する半導体装置と、表面に形成した透明電極を有するガラス基板とを対向配置し、半導体装置とガラス基板との間に注入した光変調物質（液晶）によって構成される。
詳しくは、半導体装置に形成した液晶駆動回路に接続する液晶駆動電極と、対向するガラス基板表面に形成した透明電極とによって液晶に電荷を与えて液晶の配向を制御し、光弁を形成する。この光弁をアレイ状に配置し、画像表示体としたものがＬＣＯＳパネルである。
【０００６】
ＬＣＯＳパネルは、対向する基板の一方が、半導体基板を用いる半導体装置のため、液晶駆動回路のほか制御回路やメモリ回路を搭載でき、さらに半導体製造プロセスを用いてこれら回路を容易に微細化できるため、パネルの小型化のみならず、パネルの高速表示化といった高性能化に向いている。
【０００７】
また、単板式光学系とは、光の３原色の赤，緑，青に分解した画像を色毎にマイクロ秒単位の時間に分割して高速に順次表示し、視覚的にカラー画像を表現する方式である。単板式光学系は、各色に対応したパネルを用いる方式に比べて構造が単純で小型化しやすい特徴がある。一方、単板式光学系に用いられるパネルには前述の表示方法から、画像を高速に表示する性能が求められる。単板式光学系にＬＣＯＳパネルが採用されるのは、こうした理由からである。
【０００８】
さて、これら小型プロジェクタ向けの光学系をさらに小型化しようとするとき、光路の単純化が非常に有効である。
反射型の単板式光学系の場合、光源および画像出力用のレンズは、反射型パネルを介してＶ字状に配置されるため容積が大きくなる。一方、透過型の単板式光学系では、光源，パネル，レンズを一直線上に配置できるので小型化に適している。このため、反射型の単板式光学系から透過型の単板式光学系への変更が近年多く提案されている。以下、透過型の単板式光学系に不可欠な透過型パネルについて、説明する。
【０００９】
透過型パネルでもっとも普及しているものはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）パネルである。ＴＦＴパネルは、対向する２枚のガラス基板と、これらガラス基板間に注入された液晶からなる。
詳しくは、一方のガラス基板上に積層したシリコン薄膜に、薄膜トランジスタからなる液晶駆動回路が形成され、透明電極と電気的に接続している。もう一方のガラス基板表面には、一面に透明電極が形成されている。この対向する２枚の透明電極により、液晶に電荷を与えて液晶の配向を制御し、光弁を形成する。この光弁をアレイ状に配置し、画像表示体としたものがＴＦＴパネルである。ＴＦＴパネルは直視型の液晶ディスプレイによく用いられ、幅広い製品に搭載されている。
【００１０】
しかしながら、ＴＦＴパネルは、トランジスタ部にアモルファスシリコン薄膜や多結晶シリコン薄膜を用いているため、単結晶デバイスに比べてキャリア移動度が小さく、またスイッチング速度が遅いという欠点がある。高速な表示動作が求められる単板式光学系のプロジェクタには適さないのである。
【００１１】
こうした欠点を補うため、単結晶半導体薄膜を透明基板に載置して、高速動作トランジスタ群を作りこむ、いわば透過型のＬＣＯＳパネル用半導体装置を形成する方策がさまざま提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
特許文献１に示した従来技術について説明する。図８は特許文献１に示した従来技術の透過型ＬＣＯＳパネル用半導体装置の断面図である。なお、この図は主旨を逸脱しないようにしつつ説明しやすいように書き直したものである。また、同じ機能を有するものについては同じ番号を付与している。
【００１３】
図８において、５０１は電気絶縁層、５０２は周辺領域の単結晶半導体層、５０３は表示領域の単結晶半導体層、１０２は素子分離膜、１０３はゲート酸化膜、１０４はゲート、１０５はソース、１０６はドレイン、１０８はメタル配線、１１０は透明性絶縁膜、５０４はパシベーション膜、５０５は平坦化層、５０６は接着剤層、５０７は透明保持部材、１４０は遮光膜である。２１１は表示領域、２２１は周辺領域を示している。
【００１４】
なお、この半導体装置は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いる。ＳＯＩ基板の支持基板はシリコンで形成されているため、透光性を持たない。そこで半導体回路が完成した後に支持基板のシリコン層を除去し、透光性を実現している。また、シリコン層を除去した後の半導体装置の平坦性および強度を維持するために、透明保持部材５０７を用いている。
【００１５】
さらに、図８は、電気絶縁層５０１上の単結晶半導体層５０２，５０３に、素子分離膜１０２を設けて周辺領域２２１と表示領域２１１とを分離し、各々に素子を形成している。
ドライバ回路などを含む周辺領域２２１の単結晶半導体層５０２は、表示領域２１１の単結晶半導体層５０３よりも厚く設定されている。このため、周辺領域２２１に形成するドライバ回路などは、駆動能力を高めることができ、表示領域２１１は、トランジスタリークを低減できる構造となっている。
【特許文献１】特開平６−７５２４４号公報（第１５項、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
すでに知られているように、単結晶基板を用いた半導体装置は、半導体基板の寄生ダイオードや浮遊容量などの影響から、信号遅延やリーク電流が発生することがあり、そのよ
うな問題を解決するためにＳＯＩ基板を用いた半導体装置が提案されている。
【００１７】
ところで、半導体装置は、静電気などの高い電圧やノイズが端子などから侵入すると、接合破壊や絶縁膜破壊を生じることがある。このような問題に対応するため、半導体装置は、高い電圧を低い電圧にクランプする保護回路を搭載することが一般的である。
【００１８】
さて、静電気などの対策として設ける保護回路には、保護ダイオードと呼ばれる一導電型の単結晶基板に、反対導電型の領域を形成してＰＮ接合を形成したダイオードが用いられる。静電気等のノイズは、保護ダイオードを介して電源もしくは接地電位に還流する。
保護ダイオードは、高電圧に耐えるためＰＮ接合部の面積が大きく、その接合端部に電荷が集中しないようにゆるやかな拡散形状であることが望ましい。しかしながら、ＳＯＩ基板を用いた半導体装置の場合、単結晶半導体層の膜厚が薄いため、保護回路に適した形状のダイオードが形成できないのである。
【００１９】
特許文献１に示した従来技術は、ＳＯＩ基板を用いて電気絶縁層５０１上に積層した単結晶半導体層５０２，５０３に高速な回路を搭載し、かつ透明の保持部材に接着した後に基板部のシリコン層を除去して透光部を設けることにより、透過型のＬＣＯＳパネル用半導体装置を実現している。
しかしながら、特許文献１に示した従来技術は、単結晶半導体層５０２の厚みにより周辺領域２２１に十分な耐圧の保護回路を作りこめないなど、回路を形成するにあたり制約が多いという問題がある。
【００２０】
さらに、単結晶半導体層５０３の膜厚が薄いため、表示領域２１１のトランジスタの耐圧を高くすることができず、液晶に印加できる電圧に制限がある。
【００２１】
すなわち、特許文献１に示した従来技術では、光リーク対策として、表示領域２１１の単結晶半導体層５０３の厚みを薄く設定して、いわゆる完全空乏型のトランジスタを形成している。光リークとは、光の入射により半導体基板内のＰＮ接合部にキャリアが誘発され、このキャリアによりＰＮ接合にリークが発生する現象である。光リークの発生は、消費電流の増大や、トランジスタ動作の妨げとなるため、好ましくない。
完全空乏型トランジスタの場合、ＰＮ接合部の面積が縮小するため、光によって励起されるキャリアの発生が減少するという特徴が有る。
【００２２】
一方、液晶の駆動電圧は高いほどパネルのコントラストは高く、反転速度も速くなる。通常の液晶パネルに用いられる駆動電圧は３〜５Ｖ、液晶の種類によっては１０Ｖ以上の電圧を要する。
【００２３】
しかしながら、完全空乏型のトランジスタが使用できる電圧範囲は一般に３Ｖ以下である。完全空乏型のトランジスタを用いて液晶駆動回路を形成すると、適用できる液晶材料に制限が生ずるのである。特に、高速駆動とコントラストの性能を同時に求めたとき、駆動電圧の制約は致命的である。
【００２４】
つまり、特許文献１に示した従来技術は、高速表示可能な透過型ＬＣＯＳパネル用半導体装置であるものの、静電気などの高い電圧やノイズに対して懸念があり、また、液晶駆動電圧に制限があるため、小型プロジェクタの用途には適用できない。
【００２５】
さらに、特許文献１に示した従来技術は、ＳＯＩ基板を用いているため製造コストが高く、支持基板のシリコン層の除去後に透明保持部材５０７への貼り付け工程が必要で、製造工程が煩雑になるという欠点がある。
【００２６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであって、多様な回路を搭載可能で、表示速度に優れ、かつ製造コストが安価な透過型ＬＣＯＳ用の半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決するために本発明の半導体装置は次のような構成を採用する。
【００２８】
単結晶の半導体基板表面に駆動素子を備える素子領域と素子領域同士を分離する素子分離領域とを有し、素子領域と素子分離領域との上部に透明性絶縁膜を設け、透明性絶縁膜の上部に駆動素子と電気的に接続している駆動電極を設け、駆動電極の上部に光変調物質を備えて、駆動素子により駆動電極に印加する電圧に応じて駆動電極上の記光変調物質の光の透過を制御する半導体装置において、
駆動電極は、透明性絶縁膜の表面または内部に設ける接続用配線を介して駆動素子と接続し、半導体基板の裏面の、駆動電極と素子分離領域とが平面的に重なる部分に凹部を設けることを特徴とする。
【００２９】
接続用配線は、凹部と平面的に重なる部分には設けないことを特徴とする。
【００３０】
凹部の底部は、素子分離領域の半導体基板の裏面側と一致しているか、または透明性絶縁膜の半導体基板の裏面側と一致していることを特徴とする。
【００３１】
凹部は、半導体基板の裏面側から表面側に向かって段階的に開口部が狭くなる形状であるか、または漸次開口部が狭くなる形状であることを特徴とする。
【００３２】
凹部は、その内側の側壁部に遮光膜を備えることを特徴とする。
【００３３】
遮光膜は、その表面が光学反射膜であることを特徴とする。
【００３４】
遮光膜は、半導体基板の裏面側に延在し、素子領域と平面的に重なるように設けることを特徴とする。
【００３５】
凹部の底部は、半導体基板の裏面方向に突出するレンズ形状をなしていることを特徴とする。
【００３６】
液晶駆動電極を配置した表示領域の周辺領域に、電極を駆動するための電源回路または信号回路を含む回路群を設け、周辺領域は、表示領域よりも半導体基板の厚みが厚いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の半導体装置は、単結晶の半導体基板を用いた構造であるので、保護回路やメモリ回路などを自由に搭載でき、必要に応じてトランジスタの耐圧を任意に設定できるため、使用できる光変調物質の選択肢が広く、高付加価値な透過型ＬＣＯＳパネルを提供できる。
【００３８】
また、半導体基板を局所的に薄化する形態のため、半導体基板全体の強度が低下することはなく、支持体の必要がない。
【００３９】
したがって、本発明の半導体装置により、電源電圧ならびに駆動電圧を任意に設定でき、なおかつ小型、高速な透過型パネルを実現することができる。
【００４０】
さらに、単結晶半導体基板は、ＳＯＩ基板に比べてコストが安く、高品質で低価格な透過型ＬＣＯＳ用半導体装置を提供できるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最適な形態の半導体装置の構造を説明する。なお、本発明の実施形態においては、単結晶半導体基板にシリコン半導体基板を用いる例で説明する。
本発明の半導体装置は、このシリコン半導体基板の表面に高光反射の光変調物質を駆動するための駆動電極およびこれと接続する駆動素子を有する。図示はしないが、表面に透明電極を形成したガラス基板を設け、これらを対向して接続し、半導体装置とガラス基板との間に注入した光変調物質によって構成される。なお、光変調物質は液晶を用いる。
以下、本発明の実施形態を説明するが、半導体装置の上部の構成、すなわちガラス基板および液晶については図示および説明を省略する。なお、各図の説明において同じ機能を有するものには同じ番号を付与している。
【００４２】
［本発明の第１の実施形態の構造の説明：図１］
まず、図１を用いて本発明の半導体装置の第１の実施形態の構造を説明する。図１（ａ）は、本発明の半導体装置の表示領域の一部を切り出した平面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ´での端面図である。
図１において、１０１は半導体基板、１０１ａは半導体基板１０１の裏面、１０３はゲート酸化膜、１０４はゲート配線、１０５はソース領域、１０６はドレイン領域であり、これらの要素によって半導体基板１０１上にＭＯＳ型トランジスタ（以後、単にトランジスタとする）を構成している。
１０２は素子分離膜、１０２ａは素子分離膜１０２の裏面である。この素子分離膜１０２によって、隣接する上述のトランジスタ同士を分離している。
【００４３】
さらに図１において、１０７はコンタクトホール、１０８はメタル配線、１１０は透明性絶縁膜である。この透明性絶縁膜１１０は保護膜として機能も有している。ソース領域１０５およびドレイン領域１０６は、透明性絶縁膜１１０に設けるコンタクトホール１０７を介してメタル配線１０８とそれぞれ接続している。
１０９はビアホール、１２０は液晶駆動電極である。メタル配線１０８は、透明性絶縁膜１１０に設けるビアホール１０９を介して液晶駆動電極１２０と接続している。
【００４４】
１３０は凹部である。凹部１３０は、半導体基板１０１の裏面１０１ａに設け、液晶駆動電極１２０と素子分離膜１０２とが平面的に重なる領域に設けている。
液晶駆動電極１２０に接続するメタル配線１０８は、光透過性を有していないため、光が透過する素子分離膜１０２と液晶駆動電極１２０とが平面的に重なる部分には設けていない。
【００４５】
なお、図１に示した平面図および端面図は、説明のために表示領域の１つの光弁を切り出したものであり、この光弁が縦横にアレイ状に配置されたものが、画面に対応する表示領域となる。
【００４６】
本発明の半導体装置は、図１に示すように、半導体基板１０１上に素子分離膜１０２を設けて素子領域を規定する。
素子領域には、ゲート酸化膜１０３，ゲート配線１０４，ソース領域１０５，ドレイン領域１０６からなる液晶駆動のためのトランジスタを設けている。また、コンタクトホール１０７，メタル配線１０８，ビアホール１０９を設け、このトランジスタと液晶駆動電極１２０とを接続している。ゲート配線１０４およびメタル配線１０８は、表示領域における縦横の選択線の役割を果たしており、各光弁の開閉、すなわちトランジスタのオンま
たはオフを決定するものである。
このような構成によって、トランジスタを駆動し、液晶駆動電極１２０に駆動信号を印加させ、図示しない液晶を駆動して光弁を動作させるのである。
【００４７】
図１に示す半導体装置は、トランジスタの動作に影響のない素子分離膜１０２に対応する部分の半導体基板１０１に凹部１３０を設けている。この凹部１３０は、半導体基板１０１の裏面１０１ａに設けるとともに、その底部は素子分離膜１０２の裏面１０２ａに達している。すなわち、凹部１３０の部分は、半導体基板１０１が開口し、素子分離膜１０２の裏面１０２ａが露出している。
【００４８】
本発明の半導体装置の特徴は、まさにこの点であって、光を主に透過させたい部分の半導体基板のみ、その膜厚が薄い。このため、トランジスタを形成する半導体基板の膜厚を厚く設定することができ、遮光性を高めることができる。
すでに述べたように半導体基板に設けるトランジスタに光が入射すると、光リークと呼ばれるリーク現象を生じることがある。しかしながら、本発明の半導体装置は、トランジスタを形成する半導体基板１０１の膜厚が厚いため、光リークの問題は発生しない。
【００４９】
本発明の半導体装置は、トランジスタを形成する半導体基板の膜厚が厚いため、従来の技術で問題となっていた、半導体素子を形成する基板の厚さに関わる素子構造への制約をほとんど受けない。したがって、テスト回路やドライバ、保護回路、メモリといった多様な回路要素を半導体基板に形成することができる。拡散深さの深い拡散層やトレンチ構造の素子をも形成できる。もちろん、トランジスタなどの素子の駆動電圧も自由に設定することができる。
【００５０】
本発明の半導体装置は、これらの特徴から、システムの小型化が可能で、近年要求が高まっている小型プロジェクタ向けの透過型ＬＣＯＳ用に好適である。
【００５１】
［本発明の第１の実施形態の変形例の説明：図２］
次に、本発明の半導体装置の第１の実施形態の変形例を図２を用いて説明する。図２（ａ），（ｂ）は、図１（ｂ）と同じ方向からみた端面図である。図２に示す構成と図１に示す構成との違いは、凹部１３０の形状である。
図２（ａ）に示す例は、凹部１３０が半導体基板１０１の裏面１０１ａから素子分離膜１０２の裏面１０２ａに向かって、その開口部が段階的に狭くなる構成である。
図２（ｂ）に示す例は、凹部１３０が半導体基板１０１の裏面１０１ａから素子分離膜１０２の裏面１０２ａに向かって、その開口部が漸次狭くなる構成である。
【００５２】
光源から半導体装置に対してまっすぐに入射する場合であればよいが、斜めに入射する光があったときには、図１（ｂ）に示す構成では、凹部１３０の内部の側壁部が垂直に切り立っているため、その側壁部で遮られる光の量が増加してしまうことがある。そのため、実質的な光量が減少し、見た目に暗い表示となることがある。
図２に示す構成は、それを改善した構成であって、トランジスタの機能に影響しない部分の半導体基板１０２の裏面１０２ａを削除し、トランジスタに近い部分は従来の開口形状とし、凹部１３０の側壁部を垂直に切り立った形状ではない形状にした。
【００５３】
このような構成にすることによって、本発明の半導体装置は、斜めに入射する光があったときでもより多くの光を透過できるようになり、見た目に明るい表示とすることができる。
図２に示す構成は、図示しない光源もしくは出力側のレンズとの位置によって、半導体装置部での光量の損失が大きい場合に効果的な形状である。
【００５４】
［本発明の第２の実施形態の構造の説明：図３］
次に、図３を用いて本発明の半導体装置の第２の実施形態の構造を説明する。第２の実施形態は、凹部１３０底部が透明性絶縁膜１１０の半導体基板１０１側の面と一致している構成である。実際には、半導体基板１０１を貫通し、露出した透明性絶縁膜１１０が凹部１３０の底部となっている。すなわち、この凹部１３０の底部は、液晶駆動電極１２０に、より近い位置に設けてある。図３において、１３０ａは凹部１３０の底部である。
【００５５】
図３は透光性を改善するために、凹部１３０の底部１３０ａを液晶駆動電極１２０近傍まで、深く形成している。透明性絶縁膜１１０の光透過率は、従来用いられているシリコン酸化膜でも１００％となることはなく、底部１３０ａと液晶駆動電極１２０との距離は、機械強度が損なわれない程度にすることは言うまでもないが、より薄い方が好ましい。また、透明性絶縁膜１１０の光透過率が比較的低い場合、この構造は透光性の改善について非常に効果的である。
【００５６】
［本発明の第３の実施形態の構造の説明：図４］
次に、図４を用いて本発明の半導体装置の第３の実施形態の構造を説明する。第３の実施形態は、凹部１３０の側壁部に遮光膜を備える構成である。図４（ａ）は、図１に示す第１の実施形態の凹部１３０の側壁部に遮光膜を備える構成である。図４（ｂ）は、図３に示す第２の実施形態の凹部１３０の側壁部に遮光膜を備える構成である。図４において、１３０ｂは凹部１３０の側壁部、１４０は遮光膜である。
【００５７】
半導体基板としてもっとも利用されているシリコンの場合、その外観は金属のような光沢を持ち、可視領域の光透過率はきわめて低いが、赤外領域に近い光は透過する性質を持っている。利用する光源に赤外光が含まれる場合、光リークを誘発することがある。
図４に示す構成は、こうした問題に対応するため、トランジスタを構成する半導体基板１０１の部分に光が入射しないようにした構成であって、凹部１３０の側壁部１３０ｂに遮光膜１４０を設け、トランジスタに入射する光を抑える構造となっている。
【００５８】
図３に示す本発明の第２の実施形態のように、凹部１３０の底部１３０ａが半導体基板１０１を貫通し、トランジスタを構成する部分の側面まで凹部１３０を設ける構成であれば、凹部１３０の底部１３０ａで散乱した光の入射を遮光膜１４０で防止することができる。
【００５９】
図示はしないが、この遮光膜１４０は、図２に示す第１の実施形態の変形例のような形状の凹部１３０にも適用することができる。
【００６０】
さらに、遮光膜１４０の表面を光学反射膜とすることで、遮光膜１４０自体が光散乱板の役目を果たし、斜入射光を伝達する効果が得られる。例えば、タングステン膜やアルミニウム膜などはトランジスタ内部への遮光と、斜入射光の効果的な伝達を両立させることができる。
【００６１】
［本発明の第４の実施形態の構造の説明：図５］
次に、図５を用いて本発明の半導体装置の第４の実施形態の構造を説明する。第４の実施形態は、凹部１３０の側壁部１３０ｂから半導体基板１０１の裏面１０１ａまで遮光膜１４０を延在する構成である。このような構成とすることで、トランジスタを構成する部分と平面的に重なる部分には遮光膜１４０が覆うことになる。図５（ａ）は、図１に示す第１の実施形態の凹部１３０の側壁部から半導体基盤１０１の裏面１０１ａまで遮光膜を備える構成である。図５（ｂ）は、図３に示す第２の実施形態の凹部１３０の側壁部から半導体基盤１０１の裏面１０１ａまで遮光膜を備える構成である。
【００６２】
光源からの光が、半導体基板１０１の裏面１０１ａから入射する光学系を設定したとき、半導体基板１０１の厚みだけではトランジスタへの光の入射を抑えられない場合がある。例えば、レーザーなどのように比較的光量の大きい光源を使用するときである。そのため、本発明の第４の実施形態では、凹部１３０の側壁部１３０ｂからトランジスタを構成する部分の半導体基板１０１の裏面１０１ａにまで延在する遮光膜１４０を設ける。この遮光膜１４０により、効果的にトランジスタへの光の入射を抑えることができる。
【００６３】
［本発明の第５の実施形態の構造の説明：図６］
次に、図６を用いて本発明の半導体装置の第５の実施形態の構造を説明する。第５の実施形態は、凹部１３０の底部に光学レンズを配した構造である。図６（ａ）は、本発明の半導体装置の表示領域の一部を切り出した平面図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す切断線Ｂ−Ｂ´での端面図である。切断線Ｂ−Ｂ´の位置は、素子分離膜１０２に対応する位置に設けた凹部１３０の最大開口部である。そのため、図１（ｂ）と異なり、トランジスタは見えない。図６において、１３１はマイクロレンズである。
【００６４】
液晶パネルの明るさを増加させる手法の一つとして、光路上の各光弁に対応したマイクロレンズを追加する方策が挙げられる。
マイクロレンズにより、凹部１３０の側壁部１３０ｂで散乱する光を効果的に集め、透過させることができる。また、凹部１３０内で散乱した光がトランジスタを構成する半導体基板に入射しないように光路を補正する効果も得られる。
【００６５】
図６に示したマイクロレンズ１３１は、素子分離膜１０２を加工して形成している。その製造方法は、知られている半導体装置の製造方法を応用することができる。例えば、半導体製造で知られた選択酸化法によりレンズ形状に選択酸化を行い、さらに素子分離のために再度選択酸化を実施する技術を用いることで、所定の形状を得ることができる。
【００６６】
以上、説明したマイクロレンズ１３１については、凹部１３０の底部１３０ａを加工した例を示しているが、凹部１３０に樹脂などを充填して形成することもできる。その際は、マイクロレンズ１３１の頭頂部が半導体基板１０１の裏面１０１ａより突出してもかまわない。
【００６７】
［構造の説明：図７］
次に、半導体基板の膜厚が異なる例を図７を用いて説明する。図７に示す例は、表示領域と周辺領域とで、異なる半導体基板の厚みで構成したものである。図７（ａ）は、本発明の半導体装置を上面から見た平面図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す切断線Ｃ−Ｃ‘での端面図である。
【００６８】
図７において、７１１は光弁がアレイ状に配置された表示領域、７２１は入力回路、保護回路、ドライバ等を配置する周辺領域、７１２はアレイ状に配置された液晶駆動電極、７２５は信号および電源入力端子を示している。７０１は周辺領域７２１の半導体基板、７０２は表示領域７１１の半導体基板である。
【００６９】
これまで述べたように、光量の効率的な輸送のためには凹部１３０の開口部はできるだけ広く、浅い方が良い。凹部１３０の深さを浅く設定するためには、表示領域７１１全体の半導体基板７０２の厚みを完全空乏型トランジスタにならない程度に薄く設定すればよい。このとき、周辺領域７２１は光学的な要素を含まないので、周辺領域７２１の半導体基板７０１の厚みはそのままにし、従来どおりドライバや保護回路などを載置することができる。
【００７０】
図７に示すように、半導体基板７０１上に回路を構成するため、ＳＯＩ基板と異なり使
用できるデバイスの自由度が高い。また従来の透過型ＬＣＯＳ用の半導体装置で懸念されていた、入力端子２２５から侵入する静電ノイズに対する保護回路は、半導体基板７０１に構成することができるため、拡散深さの深い拡散層を形成でき、その保護能力を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の半導体装置は、液晶駆動回路の周辺にドライバや保護回路、メモリ回路などを同一基板上に搭載することができるため、超小型のプロジェクタに利用される透過型ＬＣＯＳパネルに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の半導体装置の第１の実施形態を示す平面図および断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の第１の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の半導体装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の半導体装置の第３の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の半導体装置の第４の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の半導体装置の第５の実施形態を示す平面図および断面図である。
【図７】本発明の半導体装置を膜厚が異なる部分を有する半導体基板に用いる例を説明する平面図および断面図である。
【図８】特許文献１に示した従来技術を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１  半導体基板
１０１ａ  半導体基板１０１の裏面
１０２  素子分離膜
１０２ａ  素子分離膜１０２の裏面
１０３  ゲート酸化膜
１０４  ゲート配線
１０５  ソース領域
１０６  ドレイン領域
１０７  コンタクトホール
１０８  メタル配線
１０９  ビアホール  
１１０  透明性絶縁膜
１２０  液晶駆動電極
１３０  凹部
１３０ａ  凹部１３０の底部
１３０ｂ  凹部１３０の側壁部
１３１  レンズ形状をなす凹部
１４０  遮光膜
２１１  表示領域
２２１  周辺領域
５０１  電気絶縁層
５０２  周辺領域の単結晶半導体層
５０３  表示領域の単結晶半導体層
５０４  パシベーション膜
５０５  平坦化層
５０６  接着剤層
５０７  透明保持部材
７０１  周辺領域７２１の半導体基板
７０２  表示領域７１１の半導体基板
７１１  表示領域
７１２  アレイ状に配置された液晶駆動電極
７２１  周辺領域
７２５  信号および電源入力端子
【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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