JP2003270663A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光リーク電流を低減し、かつ開口率を低下さ
せない液晶表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 スイッチング素子の下方位置、およびス
イッチング素子の上方のメタル配線層１９，２０を含ん
でそれ以上の上層の位置、の少なくとも一方に位置し、
光を遮る遮光層２，２３と、ＭＩＳ電界効果トランジス
タのゲート配線層８とメタル配線層１９，２０との間に
位置し、ＭＩＳ電界効果トランジスタの半導体層５に向
う光を遮るように配置された中間遮光層１６とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)と称する）等の
スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型液晶
表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、軽量、薄型、低
消費電力などの利点を持つディスプレイとして、注目さ
れ、研究開発が盛んに行なわれているデバイスである。
液晶表示装置の構造は、液晶層を透明電極で挟んで構成
された“画素”がマトリクス状に配置されたものであ
る。動作原理は、個々の画素の透明電極間に任意の電圧
を加え、液晶分子の配向の状態を変化させることによ
り、液晶中を通過する光の偏光度を変化させることによ
り、光の透過率を制御するものである。液晶表示装置
は、その動作原理から単純マトリクス型とアクティブマ
トリクス型に分けられる。アクティブマトリクス型液晶
表示装置は、各画素ごとにＴＦＴのアクティブ素子をス
イッチング素子として備えているため、各画素毎に独立
に信号を送ることが出来るので、解像度が優れ、鮮明な
画像が得られることから注目されている。

【０００３】アクティブマトリクス型液晶表示装置のス
イッチング素子として現在、アモルファスシリコン薄膜
を用いたＴＦＴが頻繁に用いられている。また、最近で
は、アモルファスシリコン薄膜を６００℃程度以上の温
度で熱処理するか、またはエキシマレーザー等の照射に
より再結晶化させるレーザー結晶化処理等により形成し
たポリシリコン薄膜を用いたＴＦＴが提案されている。
ポリシリコン薄膜の場合、アモルファスシリコンに比べ
て高移動度を有する。このため、画素のスイッチング素
子に加えて、このスイッチング素子を駆動するための駆
動回路部分もポリシリコン薄膜を用いたＴＦＴで同一基
板上に形成できるメリットがある。

【０００４】先に述べたように、液晶表示装置は液晶中
を通過する光の偏光度を変化させることにより光の透過
率を制御する装置であり、液晶自体は発光機能を備えて
いない。そのため、何らかの光源を用意する必要があ
る。たとえば、透過型液晶表示装置の場合、液晶表示装
置の背後に照明装置（バックライト等）を配置して、そ
こから入射される光によって表示を行なう。または、プ
ロジェクター等では、光源としてメタルハライドランプ
等を用い、レンズ系と液晶表示装置とを組み合わせて投
影する。また、反射型の場合、外部からの入射光を反射
電極により反射させることにより表示を行なっている。

【０００５】一般に、シリコン等の半導体に光が照射さ
れ、光吸収が起こると導電帯に電子、価電子帯には正孔
が励起されて電子―正孔対が生成され、いわゆる光電効
果が起こる。前述した、画素のスイッチング素子等に用
いられるアモルファスシリコン薄膜あるいはポリシリコ
ン薄膜でも同様であり、光が照射されることにより、薄
膜中に電子―正孔対が生成される。このため、アモルフ
ァスシリコン薄膜またはポリシリコン薄膜を活性層に用
いたＴＦＴにおいて、光が照射されると、電子―正孔対
に起因した光電流が発生する。この光電流は、ＴＦＴの
オフ時のリーク電流を増大させることになり、液晶表示
のコントラスト等を劣化させるなどの問題を引き起こ
す。

【０００６】反射型液晶表示装置の場合は、ＴＦＴに接
続される、主に金属膜等からなる反射電極がＴＦＴ上を
覆うように配置されるため、外部からの入射光が直接Ｔ
ＦＴに到達することは無い。そのため、ＴＦＴのリーク
電流が増大するなどの問題が起こりにくい。しかし、透
過型液晶表示装置の場合、ＴＦＴはバックライトからの
直接の光にさらされるだけでなく、バックライト以外の
方向からの間接的な入射光がＴＦＴに到達する可能性が
ある。また、プロジェクターなどの場合では、一旦液晶
表示装置を通過した光がレンズ系等での反射によりＴＦ
Ｔに戻ってくることがある。これらの入射光がＴＦＴに
到達しないよう、いろいろな工夫が提案されている。

【０００７】たとえば、特開２０００−３３０１２９公
報では、多結晶シリコンＴＦＴの下部に遮光層を配置
し、さらに多結晶シリコンＴＦＴにデータ信号を入力す
る信号配線およびその上層の平坦化された層間絶縁膜上
に上部の遮光層を配置することにより、遮光性能を向上
させ、光リーク電流を低減できるとの提案がなされてい
る。

【０００８】また、特開２００１−２０９０６７公報で
は、半導体層（チャネル部）の下部に遮光層を配置し、
データ信号を入力する信号配線およびその上層に遮光層
を配置している。さらに、半導体層（チャネル部）のチ
ャネル幅方向からの光入射を阻止するため、半導体層と
同じ層で遮光用半導体層を半導体層（チャネル部）の両
隣に配置することによりチャネル幅方向からの光リーク
電流を低減できるとの提案がされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の方法によれば、
ＴＦＴの活性層である半導体薄膜に外部からの光が入射
するのを防ぐためにＴＦＴの上部及び下部に遮光層が設
けられているので、入射光の大部分が半導体薄膜に到達
しないと考えられる。しかし、液晶表示装置内に入射す
る光は、光源（バックライトやメタルハライドランプ
等）からの直接光だけでなく、液晶表示装置内部の形状
等に起因した間接的にＴＦＴへ到達する入射光もある。
このような光がＴＦＴのリーク電流の増大を引き起こす
可能性がある。

【００１０】図１９には、上部遮光膜１３６、下部遮光
膜１３１およびその間に位置する半導体層１３２（ＴＦ
Ｔ部分）を単純化して示している。Ａ1およびＡ2のよう
に上下方向から入射する光は上部遮光層１３６および下
部遮光層１３１により遮られるため、半導体層１３２に
光は到達しない。しかし、Ａ3やＡ4のように斜め方向あ
るいは横方向から入射する光に対しては遮光できず、半
導体層に光が到達してしまい、光リーク電流が発生す
る。

【００１１】これを避ける方法として、図２０に示すよ
うに上部遮光膜１３６を大きくすることが考えられる
が、それでもＡ4のような横方向からの光を遮光するこ
とは難しく、また、このようにすると遮光部分の面積が
増加するので、開口率の低下を引き起こすことになる。

【００１２】特開２０００−３３０１２９公報では、以
上に述べたような問題点がある。また、上述の問題のほ
かに、特開２００１−２０９０６７公報では遮光用半導
体層を半導体層（チャネル部）の両側に距離をとってパ
ターニングするために遮光領域の面積が増大し、開口率
が低下する問題がある。

【００１３】本発明は、光リーク電流を低減しかつ開口
率を低下させない液晶表示装置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、スイッチング素子となるＭＩＳ(Metal Insulator S
emiconductor)電界効果トランジスタをマトリクス状に
配置した液晶表示装置である。この液晶表示装置は、ス
イッチング素子の下方位置、およびスイッチング素子の
上方のメタル配線層を含んでそれ以上の上層の位置、の
少なくとも一方に位置し、光を遮る遮光層と、ＭＩＳ電
界効果トランジスタのゲート配線層とメタル配線層との
間に位置し、ＭＩＳ電界効果トランジスタの半導体層に
向う光を遮るように配置された中間遮光層とを備える
（請求項１）。

【００１５】この構成により、中間遮光層は、半導体層
に近づいた位置で遮光するので、開口率を低下させるこ
となく、半導体層に向う光を抑制することができる。中
間遮光層があれば、上部と下部の両方に遮光層があって
もよいし、片方に遮光層があるだけでもよい。上記「半
導体層に向う光を遮る」とは、半導体層に向う光を完全
に遮断してもよいし、半導体層に向う光を減少させるだ
けでもよい。なお、以後の説明で、上記の「中間遮光
層」を、上部および下部の遮光層とは異なる遮光層であ
ることを明確にする意味で、「第３の遮光層」という場
合がある。

【００１６】上記本発明の液晶表示装置では、中間遮光
層は、半導体層を上部と側部とから囲むように配置され
ることができる（請求項２）。

【００１７】上部と側部との両方から囲むことにより、
半導体層に向う光を、非常に低いレベルにまで抑制する
ことができる。

【００１８】上記本発明の液晶表示装置では、スイッチ
ング素子の下方位置に位置する下部遮光層と、スイッチ
ング素子の上方のメタル配線層を含む上層位置に位置す
る上部遮光層とを備えることができる（請求項３）。

【００１９】この構成により、上方から下に向う光と、
下方から上に向う光とを共に遮ることができ、遮光の程
度を高めることができる。

【００２０】上記本発明の液晶表示装置では、スイッチ
ング素子の活性層が、非晶質シリコン、多結晶シリコ
ン、および単結晶シリコンのいずれかで形成されること
ができる（請求項４）。

【００２１】この構成により、汎用される材料を用いて
ＭＩＳ電界効果トランジスタを形成することができる。

【００２２】上記本発明の液晶表示装置では、ＭＩＳ電
界効果トランジスタの半導体層にＬＤＤ(Lightly Doped
Drain)構造を有することができる（請求項５）。

【００２３】このＬＤＤ構造により、チャネル-ドレイ
ン間の電界強度を弱め、その結果、リーク電流を低減す
ることができる。

【００２４】上記本発明の液晶表示装置では、中間遮光
層は、平面的に見て、少なくとも、ソース領域とソース
側低濃度不純物領域の接合部分、ソース側低濃度不純物
領域、ソース側低濃度不純物領域とチャネル領域の接合
部分、チャネル領域とドレイン側低濃度不純物領域の接
合部分、ドレイン側低濃度不純物領域、ドレイン側低濃
度不純物領域とドレイン領域の接合部分を覆うように形
成することができる（請求項６）。

【００２５】この構成により、半導体層のほとんどを遮
光することができる。上記本発明の液晶表示装置では、
ＭＩＳ電界効果トランジスタの半導体層は、周囲より高
い段の上に設けられ、中間遮光層が、その段の側壁に沿
って延在することができる（請求項７）。

【００２６】この構成により、半導体層の側部も確実に
囲むようになる。このため、斜め上からの光や横方向か
らの光も、より確実に遮光できるようになる。

【００２７】上記本発明の液晶表示装置では、上部、下
部および中間の遮光層が、上部、下部および中間の遮光
層が、Ta,Ti,W,Mo,Cr,Niののいずれかの金属膜、シリコ
ン膜、およびMoSi₂,TaSi₂,WSi₂,CoSi₂,NiSi₂,PtSi、Pd₂
S,HfN,ZrN,TiN,TAN,NbN,TiC,TaC,TiB₂のいずれかの単層
膜、ならびにTa膜、Ti膜、W膜、Mo膜、Cr膜、Ni膜、シ
リコン膜、MoSi₂膜、TaSi₂膜、WSi₂膜、CoSi₂膜、NiSi₂
膜、PtSi膜、Pd₂S膜、HfN膜、ZrN膜、TiN膜、TAN膜、Nb
N膜、TiC膜、TaC膜、およびTiB₂膜、のいくつかを組み
合わせた多層膜、のいずれかにより構成されることがで
きる（請求項８）。

【００２８】上記の薄膜は成膜が容易であり、かつ遮光
性に優れている。また、上記の材料のうち所定の材料に
ついては、電気抵抗も低いので配線層に併用することが
できる。

【００２９】上記本発明の液晶表示装置では、上部遮光
層および下部遮光層の少なくとも一方を配線層として併
用することができる（請求項９）。

【００３０】この構成により、上部遮光層または下部遮
光層の形成に伴なう容量増大を抑制することができる。

【００３１】上記本発明の液晶表示装置では、中間遮光
層がソース側とドレイン側とに分離されることができる
（請求項１０）。

【００３２】この構成により、ソース側とドレイン側と
の中間遮光層に独立に電位を印加することができる。

【００３３】上記本発明の液晶表示装置では、ソース側
の中間遮光層がソース電極に、ドレイン側の中間遮光層
がドレイン電極に電気的に接続されることができる（請
求項１１）。

【００３４】この構成により、ソースと、ドレインとに
互いに独立に電位を印加しながら、中間遮光層の形成に
伴なう容量増大を抑制することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施の
形態について説明する。

【００３６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における液晶表示装置を示す図であり、本発明の
基本構成の大略を示す図である。透明基板１の上に、下
部遮光層２が配置され、その上を絶縁膜３が覆ってい
る。この絶縁膜３の上にアモルファスシリコンや多結晶
シリコンなどからなる半導体層が設けられ、その半導体
層を上から取り囲むように、第３の遮光層（中間遮光
層）１６が設けられている。この第３の遮光層１６を覆
うように絶縁膜３０が設けられ、絶縁膜３０の上に上部
遮光層２３が配置されている。

【００３７】前述のように、従来の方法では、開口率を
下げずに斜め方向および横方向から入射する光を遮光す
ることは難しかったが、本実施の形態では、斜め方向Ａ
3および横方向Ａ4から半導体層５に向って入射する光を
遮光する。第３の遮光層１６は、遮光部分の面積を最小
にするために、半導体層５にできるだけ近い位値で、半
導体層の上部と側部とを囲むように形成される。

【００３８】上記のように、本実施の形態では、第３の
遮光層１６を半導体層５にできる限り近くで、かつ半導
体層の上部および側部を囲むように配置するので、開口
率を低下させることなく斜め方向および横方向からの入
射光を同時に遮光することが可能となる。

【００３９】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２における液晶表示装置を示す図である。図２に示
すように、ゲート電極層８とソース、ドレイン配線層１
９，２０との間の高さに、第３の遮光部１６を設ける。
この第３の遮光部は、半導体層５にできるだけ近い位置
に設けることが望ましい。

【００４０】従来、上部遮光膜はソース配線層またはそ
れよりも上層（対向基板側も含めて）に形成されてい
た。たとえば、ソース配線層を上部遮光層とする場合、
ソース配線層はゲート配線層との寄生容量を小さくする
ため、またはソース配線層の電位の影響がソース配線層
より下にあるトランジスタの電気特性に影響を及ぼすこ
との無いように、ゲート配線層と間隔をとっている。そ
のため、上部遮光膜を半導体層近くに形成することが難
しかった。本実施の形態では、上部遮光層と別個に第３
の遮光部を設けることにより、上記の作用を得ることが
可能となる。

【００４１】図３は、図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿う断
面図である。第３の遮光部１６が半導体層５に近接した
位置で、その上部および側部を囲むように配置されてい
るので、斜め方向から入射する光Ａ3および横方向から
入射する光Ａ4を、開口率を下げることなく遮光するこ
とができる。また、第３の遮光層の電位を任意に設定で
きることが可能であるため、第３の遮光層の下に位置す
るトランジスタの電気特性に悪影響を及ぼすことが無
い。

【００４２】（実施の形態３）図４は、本発明の実施の
形態３における液晶表示装置を示す図である。図４にお
いて、透明基板１の上に下部遮光層２が設けられ、これ
らを覆うように絶縁膜３が配置されている。絶縁膜３に
は段差が設けられ、段の上には半導体層５が位置し、そ
の半導体層に、スイッチング素子となるＭＩＳＦＥＴ(M
etal InsulatorSemiconductor Field Effect Transisto
r)が形成されている。すなわち、チャネル領域１１を挟
んで、ＬＤＤ構造の低濃度不純物領域９，１０が位置
し、高濃度不純物領域のソース領域１３と、ドレイン領
域１４とに連続している。チャネル領域１１の上にはゲ
ート絶縁膜７が設けられ、その上にゲート電極８が位置
する。ソース領域１３上のコンタクトホール１８を埋め
こむプラグ配線に連続して位置するソース配線１９と、
ドレイン領域１４上のコンタクトホール１８を埋めこむ
プラグ配線に連続して位置するドレイン配線２０とが設
けられている。段上および段下をともに連続して覆う層
間絶縁膜１５の上には、ソース領域からドレイン領域に
いたる部分を上から覆うように、第３の遮光層１６が設
けられている。第３の遮光層１６と層間絶縁膜１５との
上に、層間絶縁膜１７が堆積され、さらに窒化膜２１
と、層間絶縁膜２２とが形成されている。層間絶縁膜２
２の上には、上部遮光層２３が形成されている。図４に
は図示していないが、層間絶縁膜２２にコンタクトホー
ルを形成し、ドレイン電極２０にＩＴＯ等からなる透明
電極を電気的に接続する。

【００４３】図５および図６は、図４におけるＶ-Ｖに
沿う断面図およびＶＩ-ＶＩ線に沿う断面図である。図
５および図６に示すように、第３の遮光膜1６が低濃度
層不純物領域９やチャネル領域１１などの活性層を囲ん
でいるため、斜めから入射する光Ａ3や横方向からの光
Ａ4を遮ることにより、光リーク電流が発生することを
抑制することができる。

【００４４】次に、上記の液晶表示装置の製造方法につ
いて説明する。まず、図７に示すように、ガラスまたは
石英などの透明基板１上にトランジスタの下部遮光層と
なる遮光膜をＣＶＤ法またはスパッタ法等により堆積さ
せ、フォト/エッチングにより下部遮光膜２を形成す
る。遮光膜としては、金属膜（Ta,Ti,W,Mo,Cr,Ni）やポ
リシリコンなどの単層膜、MoSi₂,TaSi₂,WSi₂,CoSi₂,NiS
i₂,PtSi,Pd2S,HfN,ZrN,TiN,TAN,NbN,TiC,TaC,TiB₂やそ
れらを組み合わせたものなど遮光効果のある材料が用い
られる。

【００４５】次に、図８に示すように全面にSiO₂膜等の
絶縁膜３を１００〜５００ｎｍ程度堆積する。次に、絶
縁膜３上にフォトレジスト４をマスクとして、トランジ
スタの活性層５を形成する。活性層はSi,Ge,GaAs,GaP,C
dS,CdSe等の半導体であり、非晶質、多結晶、単結晶な
どである。たとえば、多結晶シリコンの場合、一般的に
は絶縁膜３上に非晶質シリコン薄膜を５０〜２００ｎｍ
程度の膜厚でＣＶＤ等により堆積した後、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。その
後、フォト/エッチング工程によりパターニングを行な
い、所定の形状の活性層５を形成する。この後、しきい
値電圧制御のため不純物イオン注入を行なっても良い。

【００４６】次に図９に示すように、フォトレジストマ
スク４をマスクとして、絶縁膜３を５０〜４００ｎｍ程
度エッチングして、段差６を形成する。

【００４７】図１０に示すように、フォトレジストマス
ク４を除去した後、活性層５の上にゲート絶縁膜７を形
成する。ゲート絶縁膜はＣＶＤ法による堆積、もしくは
酸化、またはその両方等により形成する。続いて、ゲー
ト絶縁膜上にゲート電極８を形成する。

【００４８】次に、図１１に示すようにゲート電極８を
マスクにしてｎ導電型低濃度不純物（リン、砒素等）を
５Ｅ１２〜１Ｅ１４ｃｍ^-2程度のドーズ量でイオン注入
により活性層５に注入し、低濃度不純物領域９，１０を
形成する。ゲート電極下の部分はチャネル領域１１とな
る。

【００４９】次に、図１２に示すように、フォトレジス
ト１２を用いてパターニングした後、ｎ導電型高濃度不
純物（リン、砒素等）をドーズ量１〜５Ｅ１５ｃｍ^-2で
活性層５に注入し、低濃度不純物領域９，１０の外側に
ソース領域１３、ドレイン領域１４を形成する。チャネ
ル領域１１とソース領域１３、ドレイン領域１４の間に
低濃度不純物領域９，１０を形成し、ＬＤＤ（Lightly
Doped Drain）構造とする。ＬＤＤ構造により、チャネ
ル−ドレイン間の電界強度を弱め、その結果、リーク電
流を低減する効果が得られる。低濃度不純物領域を形成
する工程は必ずしも行なう必要は無い。

【００５０】次いで、図１３に示すように、フォトレジ
スト1２を除去した後、ＣＶＤ等により、層間絶縁膜1５
を５０〜３００ｎｍ程度堆積させる。続いて、第３の遮
光層となる遮光膜をＣＶＤ法またはスパッタ法等により
堆積させ、フォト/エッチングにより第３の遮光膜1６を
形成する。遮光膜としては、金属膜（Ta,Ti,W,Mo,Cr,N
i）やポリシリコンなどの単層膜、MoSi₂,TaSi₂,WSi₂,Co
Si₂,NiSi₂、PtSi,Pd ₂S,HfN,ZrN,TiN,TAN,NbN,TiC,TaC,T
iB₂やそれらを組み合わせたものなど遮光効果のある材
料が用いられる。第３の遮光層1６は少なくとも、ソー
ス領域１３と低濃度不純物領域９の接合部分、低濃度不
純物領域９、低濃度不純物領域９とチャネル領域１１の
接合部分、チャネル領域１１と低濃度不純物領域１０の
接合部分、低濃度不純物領域１０、低濃度不純物領域１
０とドレイン領域１４の接合部分を覆うように形成する
必要がある。こうすることにより、光が半導体層に入射
するのを防ぎ、光リークを低減することが可能となる。
また、第３の遮光膜１６はゲート配線層の段差に沿って
Ｌ字型に形成しているため、ゲート配線層が無い部分で
の第３の遮光膜と半導体層の間隔が広がることがないの
で、斜め方向から入射する光を効果的に遮光することが
出来る。

【００５１】図１４は、図１３のＸＩＶ-ＸＩＶに沿
う、ゲート幅方向の断面図を示す。図９であらかじめ形
成した段差６に沿って第３の遮光膜１６が形成されるた
め、活性層５の上部および側部を第３の遮光層が囲うよ
うな形状となる。これにより、斜め上方あるいは横方向
からの光が活性層に入射するのを防ぐことができる。

【００５２】次に、図１５に示すように、全面に絶縁膜
をたとえば６００ｎｍ程度堆積し、層間絶縁膜1７を形
成する。

【００５３】続いて、ソース領域１３、ドレイン領域１
４上に電極取り出し用のコンタクトホール１８を開口
し、Al等の金属材料からなるソース電極１９、およびド
レイン電極２０を形成する。なお、層間絶縁膜１７をＢ
ＰＳＧ（Borophosphosilicateglass）で形成し、その後
高温８５０〜９５０℃程度で熱処理する、またはＣＭＰ
（Chemical Mechanical Planarization）処理する等に
より平坦化を行なってもよい。

【００５４】次に、図１６に示すように、全面に窒化膜
２１を堆積し、パッシベーション膜を形成した後、水素
化処理を行なう。続いて、SiO₂などの層間絶縁膜を堆積
した後、エッチバックまたはＣＭＰ等により平坦化を行
ない層間絶縁膜２２を形成する。

【００５５】次に、トランジスタの上部遮光層となる遮
光膜をＣＶＤ法またはスパッタ法等により堆積させ、パ
ターニングすることにより、上部遮光膜２３を形成する
（図４参照）。遮光膜としては、金属膜（Ta,Ti,W,Mo,C
r,Ni）やポリシリコンなどの単層膜、MoSi₂,TaSi₂,WS
i₂,CoSi₂,NiSi₂、PtSi,Pd₂S,HfN,ZrN,TiN,TAN,NbN,TiC,
TaC,TiB₂やそれらを組み合わせたものなど遮光効果のあ
る材料が用いられる。

【００５６】この後、絶縁膜を形成した後、その絶縁膜
にコンタクトホールを形成し、ドレイン電極２０にＩＴ
Ｏ等の透明電極を電気的に接続する。上記の製造工程を
経て製造された液晶表示装置を表示する図１には、上記
のＩＴＯ等の透明電極の図示は省略されている。

【００５７】（実施の形態４）図１７は、本発明の実施
の形態４における液晶表示装置を示す断面図である。本
実施の形態では、図１７に示すように、第３の遮光層
を、ソース電極側の第３の遮光膜１６ａと、ドレイン電
極側の第３の遮光膜１６ｂとに分ける点に特徴がある。
第３の遮光膜を２つに分けて隙間をあけても、チャネル
領域１１はゲート電極８により遮光されているので、上
述の実施の形態と同様の遮光効果および開口率の維持が
できる。さらに、第３の遮光膜を２つに分けたことによ
り、ソース側とドレイン側とに、独立に電位を印加する
自由度を得ることができる。

【００５８】また、ソース側とドレイン側とに分けた第
３の遮光膜１６ａ，１６ｂの電位を固定する方法とし
て、図１８に示すように、トランジスタのソース電極１
９と、ドレイン電極２０とに、２つの第３の遮光膜の一
方ずつを接続してもよい。このようにすることで、第３
の遮光層の配線容量を小さく抑えることができるなどの
メリットがある。

【００５９】上記において、本発明の実施の形態につい
て説明を行なったが、上記に開示された本発明の実施の
形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら
発明の実施の形態に限定されることはない。本発明の範
囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特
許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべ
ての変更を含むものである。

【００６０】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置には、スイッチン
グ素子の下部、メタル配線層およびそれよりも上層、の
少なくとも一方に遮光層が設けられ、かつゲート配線層
とメタル配線層との間にスイッチングマトリクス素子の
活性層の上部および側部を囲むように第３の遮光層を備
えた構造とすることにより、スイッチング素子から見て
上下方向はもとより、斜め方向や横方向から入射してス
イッチング素子に到達しようとする光を遮光することが
できる。このため、開口率を低下させることなく光リー
ク電流を大幅に低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における液晶表示装置
を示す図である。

【図２】 本発明の実施の形態２における液晶表示装置
を示す図である。

【図３】 図２の液晶表示装置のＩＩＩ-ＩＩＩに沿う
断面図である。

【図４】 本発明の実施の形態３における液晶表示装置
を示す図である。

【図５】 図４の液晶表示装置のＶ-Ｖに沿う断面図で
ある。

【図６】 図４の液晶表示装置のＶＩ-ＶＩに沿う断面
図である。

【図７】 図４の液晶表示装置の製造において、透明基
板の上に下部遮光層となる膜を形成した図である。

【図８】 絶縁膜を積層し、半導体層をパターニング
し、その上にレジストパターンを形成した図である。

【図９】 レジストパターンをマスクに用いて絶縁膜を
エッチングした図である。

【図１０】 レジストパターン除去し、ゲート絶縁膜を
積層し、ゲート電極をパターニングした図である。

【図１１】 ゲート電極をマスクとして半導体層に不純
物を低濃度に注入した図である。

【図１２】 ＬＤＤを覆うようにレジストパターンを形
成した図である。

【図１３】 レジストパターンをマスクにして高濃度不
純物注入を行ない、レジストパターン除去後に第３の遮
光層を形成した段階の図である。

【図１４】 図１３のＸＩＶ-ＸＩＶに沿う断面図であ
る。

【図１５】 層間絶縁膜を堆積後にコンタクトホールを
あけ、ソース、ドレイン電極を形成した図である。

【図１６】 層間絶縁膜を堆積した図である。

【図１７】 本発明の実施の形態４における液晶表示装
置を示す図である。

【図１８】 本発明の実施の形態４における液晶表示装
置の変形例を示す図である。

【図１９】 従来の液晶表示装置を示す図である。

【図２０】 従来の液晶表示装置の変形例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 透明基板１、２ 下部遮光膜、３ 絶縁膜、４ フ
ォトレジスト、５ トランジスタの活性層（半導体
膜）、６ 段差、７ ゲート絶縁膜、８ ゲート電極、
９，１０ 低濃度不純物領域、１１ チャネル領域、１
２ フォトレジスト、１３ ソース領域、１４ ドレイ
ン領域、１５ 層間絶縁膜、１６，１６ａ，１６ｂ 第
３の遮光膜（中間遮光層）、１７ 層間絶縁膜、１８
コンタクトホール、１９ ソース電極、２０ ドレイン
電極、２１ 窒化膜、２２ 層間絶縁膜、２３ 上部遮
光膜、３０ 絶縁膜、Ａ1 上から下向きの光、Ａ2 下
から上向きの光、Ａ3 斜め上からの光、Ａ4 横向きの
光。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA34Y FA34Z FB08 FC02 FC03 FC25 FC26 FD04 FD06 FD23 GA02 GA13 LA03 LA16 LA30 2H092 GA11 GA17 GA21 GA24 GA25 GA26 JA24 JA36 JA40 JA44 JB51 KA03 KA04 KA05 NA01 PA09 5C094 AA10 AA25 BA03 BA43 CA19 DA14 EA04 EA07 ED15 5F110 AA06 AA21 AA30 BB01 CC02 DD02 DD03 DD12 DD13 DD17 FF02 FF22 FF29 GG02 GG03 GG04 GG12 GG13 GG15 GG24 GG44 GG52 HJ04 HJ13 HL03 HM15 NN02 NN03 NN04 NN22 NN35 NN42 NN45 NN46 NN48 NN54 NN55 PP01 PP03 QQ19 QQ21

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング素子となるＭＩＳ(Metal I
   nsulator Semiconductor)電界効果トランジスタをマト
   リクス状に配置した液晶表示装置において、 前記スイッチング素子の下方位置、および前記スイッチ
   ング素子の上方のメタル配線層を含んでそれ以上の上層
   の位置、の少なくとも一方に位置し、光を遮る遮光層
   と、 前記ＭＩＳ電界効果トランジスタのゲート配線層と前記
   メタル配線層との間に位置し、前記ＭＩＳ電界効果トラ
   ンジスタの半導体層に向う光を遮るように配置された中
   間遮光層とを備えることを特徴とする、液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記中間遮光層は、前記半導体層部を上
   部と側部とから囲むように配置されることを特徴とす
   る、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記スイッチング素子の下方位置に位置
   する下部遮光層と、前記スイッチング素子の上方のメタ
   ル配線層を含む上層位置に位置する上部遮光層との両方
   を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の
   液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記スイッチング素子の活性層が、非晶
   質シリコン、多結晶シリコン、および単結晶シリコンの
   いずれかで形成されていることを特徴とする、請求項１
   〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記ＭＩＳ電界効果トランジスタの半導
   体層にＬＤＤ(Lightly Doped Drain)構造を有すること
   を特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表
   示装置。
6. 【請求項６】 前記中間遮光層は、平面的に見て、少な
   くとも、ソース領域とソース側低濃度不純物領域の接合
   部分、ソース側低濃度不純物領域、ソース側低濃度不純
   物領域とチャネル領域の接合部分、チャネル領域とドレ
   イン側低濃度不純物領域の接合部分、ドレイン側低濃度
   不純物領域、ドレイン側低濃度不純物領域とドレイン領
   域の接合部分を覆うように形成していることを特徴とす
   る、請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記ＭＩＳ電界効果トランジスタの半導
   体層は、周囲より高い段の上に設けられ、前記中間遮光
   層が、その段の側壁に沿って延在することを特徴とす
   る、請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記上部、下部および中間の遮光層が、
   Ta,Ti,W,Mo,Cr,Niののいずれかの金属膜、シリコン膜、
   およびMoSi₂,TaSi₂,WSi₂,CoSi₂,NiSi₂,PtSi、Pd₂S,HfN,
   ZrN,TiN,TAN,NbN,TiC,TaC,TiB₂のいずれかの単層膜、な
   らびにTa膜、Ti膜、W膜、Mo膜、Cr膜、Ni膜、シリコン
   膜、MoSi₂膜、TaSi₂膜、WSi₂膜、CoSi₂膜、NiSi₂膜、Pt
   Si膜、Pd₂S膜、HfN膜、ZrN膜、TiN膜、TAN膜、NbN膜、T
   iC膜、TaC膜、およびTiB₂膜、のいくつかを組み合わせ
   た多層膜、のいずれかにより構成されることを特徴とす
   る、請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記上部遮光層および下部遮光層の少な
   くとも一方を配線層として併用することを特徴とする、
   請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記中間遮光層がソース側とドレイン
    側とに分離されていることを特徴とする、請求項１〜９
    のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 ソース側の中間遮光層がソース電極
    に、ドレイン側の中間遮光層がドレイン電極に電気的に
    接続されていることを特徴とする、請求項１０に記載の
    液晶表示装置。