JP3757658B2 - 電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光透過性基板と単結晶シリコン層とを貼り合わせた電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器に関する。特に、光透過性基板の凹部に遮光層を埋め込むようにした電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁基体上にシリコン薄膜を形成し、そのシリコン薄膜に半導体デバイスを形成するＳＯＩ技術は、素子の高速化や低消費電力化、高集積化等の利点を有することから、例えば液晶装置等の電気光学装置に好適である。
【０００３】
このような電気光学装置にＳＯＩ技術を適用する場合、光透過性基板に単結晶シリコン基板を貼り合わせて研磨等により薄膜の単結晶シリコン層を形成し、単結晶シリコン層を例えば液晶駆動用のＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ素子に形成している。
【０００４】
ところで、例えば液晶装置を使ったプロジェクタ等の投射型表示装置では、通常光透過性基板の表面から光が照射されるため、これが基板上に形成されたＭＯＳＦＥＴのチャネル領域に入射して光リーク電流を生ずるのを防ぐためにＭＯＳＦＥＴ上に遮光層を設ける構造とするのが一般的である。しかしＭＯＳＦＥＴ上部に遮光層を設けても、支持基板が光透過性である場合は、表面から入射した光が基板裏面側の界面で反射してＭＯＳＦＥＴのチャネル部に戻り光として入射することがある。この戻り光は、表面から照射される光量に対する割合としては僅かであるが、プロジェクタなどの非常に強力な光源を用いる装置においては充分に光リーク電流を生じうる。すなわちこの基板裏面からの戻り光は素子のスイッチング特性に影響を及ぼしデバイスの特性を劣化させる。なお、ここでは単結晶シリコン層の形成された面を基板の表面とし、反対側を裏面としている。
【０００５】
特開平１０−２９３３２０号公報には、トランジスタ素子領域に対応する基板表面に遮光層を形成する技術が提唱されている。かかる技術は、基板表面に上記の如く遮光層をパターンニングし、その上を絶縁体層で覆って研磨により平坦化し、その平坦面に単結晶シリコン基板を貼り合わせるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような液晶装置では、基板上にトランジスタ素子領域が密集する部分と密集しない部分が存在することから、これに対応した遮光層も基板上で同様に分布し、研磨前の絶縁体層表面の凹凸も密集する部分と密集しない部分が存在する。このため、絶縁体層表面を平坦化するための研磨の工程おいて、凹凸が密集する部分と密集しない部分とで研磨の度合いのばらつきを生じ、凹凸が密集する部分では絶縁体層が厚くなり、凹凸が密集しない部分では絶縁体層が薄くなり、研磨後の絶縁体層表面にうねりを生じる、という課題がある。
【０００７】
そして、絶縁体層表面にこのようなうねりを生じると、次のような問題がある。第１に、絶縁体層と単結晶シリコン層とを貼り合わせた境界面にボイドを生じ、このボイドの存在する領域に形成されるＭＯＳＦＥＴの特性を劣化あるいは完全に不良状態にさせる。第２に、絶縁体層と単結晶シリコン層との貼り合わせ強度が弱くなり、単結晶シリコン層形成後のＭＯＳＦＥＴ形成プロセスにおいて膜剥がれ等の不良を発生させる原因となり製品の歩留まりを低下させる。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、単結晶シリコン層が貼り合わされる絶縁体層表面を平坦化することができる電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の電気光学装置の製造方法は、光透過性基板上の画像表示領域に、複数の画素電極と、前記各画素電極に対応してトランジスタ素子領域が形成された電気光学装置の製造方法であって、前記光透過性基板の一方面に凹部を形成する工程と、前記凹部が形成された光透過性基板の一方面に遮光層を形成する工程と、前記凹部内に形成された遮光層を残存しつつ前記光透過性基板の一方面が露出するまで前記遮光層を除去して前記光透過性基板の一方面を平坦化する工程と、前記平坦化された光透過性基板の一方面に絶縁体層を形成する工程と、前記絶縁体層表面に単結晶シリコン層を貼り合わせる工程と、前記貼り合わされた単結晶シリコン層の前記遮光層に対応する位置に前記トランジスタ素子領域を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明のかかる製造方法によれば、光透過性基板の一方面に凹部を形成してその上に遮光層を形成し、その上から凹部内に形成された遮光層を残存しつつ光透過性基板の一方面が露出するまで遮光層を除去して光透過性基板の一方面を平坦化しているので、例えば研磨等により遮光層を除去する際に光透過性基板の表面がいわばストッパーのような役割を果たし、光透過性基板表面の遮光層は全て除去され、凹部内の遮光層だけがきれいに残存することになる。従って、かかる遮光層の除去工程において光透過性基板及び遮光層の表面をうねり等もなく極めて平坦に除去することができる。よって、絶縁体層の表面も平坦化し、絶縁体層と単結晶シリコン層とを貼り合わせた境界面にボイドを生じることはなくなり、また絶縁体層と単結晶シリコン層との貼り合わせ強度が強くなり、更にトランジスタ素子の特性にばらつきや欠陥を生じることもなくなる。また、光透過性基板表面から入射した光が基板裏面で反射して、トランジスタ素子の形成された領域に戻り光として入射しても遮光層が存在するためにリーク電流が発生することがなくなり、デバイスの特性が劣化することのない電気光学装置を製造できる。
【００１１】
従って、本発明の電気光学装置の製造方法は、前記光透過性基板の一方面を平坦化する工程では、化学的機械研磨法により遮光層を除去することが好ましい。
【００１３】
本発明の電気光学装置は、光透過性基板上の画像表示領域に、複数の画素電極と、前記各画素電極に対応してトランジスタ素子領域が形成された電気光学装置であって、凹部が設けられた前記光透過性基板と、前記光透過性基板の凹部を埋めるように形成された遮光層と、前記遮光層が形成された光透過性基板上に設けられた絶縁体層と、前記絶縁体層上に形成され、前記遮光層に対応する位置に前記トランジスタ素子領域が形成された単結晶シリコン層とを具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明のかかる構成によれば、絶縁体層の表面が平坦化しているので、絶縁体層と単結晶シリコン層とを貼り合わせた境界面にボイドを生じることはなく、また絶縁体層と単結晶シリコン層との貼り合わせ強度が強く、更にトランジスタ素子の特性にばらつきや欠陥を生じることがない、電気光学装置を実現できる。
【００１５】
本発明の電気光学装置は、前記光透過性基板が石英からなり、前記遮光層が高融点金属または高融点金属の珪素化合物からなることを特徴とする。これにより、遮光層を例えば研磨により除去する際に、石英からなる光透過性基板の表面が確実にエッチングストッパーの役割を果たし、光透過性基板及び遮光層の表面をうねり等もなく極めて平坦に除去することができる。
【００１６】
本発明の電気光学装置は、前記遮光層は、前記画像表示領域の周辺に設けられる周辺回路と電気的接続されてなることを特徴とする。
また本発明の電気光学装置は、前記光透過性基板の単結晶シリコン層が形成された面と対向するように配置された他の光透過性基板と、これら２枚の光透過性基板の間に挟持され、前記トランジスタ素子領域に形成されたトランジスタ素子により駆動される液晶とを更に具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明の電子機器は、光源と、前記光源から出射される光が入射されて画像情報に対応した変調を施す、上記に記載の電気光学装置と、前記電気光学装置により変調された光を投射する投射手段とを具備することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（電気光学装置の基本構造）
図１は本発明の一実施形態に係る電気光学装置の基本構造を示す断面図である。
【００２０】
図１に示すように、電気光学装置２０１では、光透過性基板２０２上に凹部２０３が設けられ、この凹部２０３を埋めるように遮光層２０４が形成されている。そして、この光透過性基板２０２上に絶縁体層２０５及び単結晶シリコン層２０６が順次形成されている。なお、単結晶シリコン層２０６のうち遮光層２０４に対応する位置にトランジスタ素子領域（（図示を省略））が形成されるようになっている。
【００２１】
（製造プロセス）
図２乃至図４に基づいて上記電気光学装置の製造プロセスを説明する。
【００２２】
まず、図２（ａ）に示すように、例えば透明の光透過性基板２０２上にフォトレジストパターン２０７を形成する。ここで、光透過性基板２０２として例えば厚さ１．１ｍｍの石英を用いる。また、フォトレジストパターン２０７は、トランジスタ素子領域に対応する位置以外の位置に形成する。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、フォトレジストパターン２０７をマスクとしてエッチングを行い、光透過性基板２０２上のトランジスタ素子領域に対応する位置に例えば４００ｎｍ程度の深さの凹部２０３を形成する。その後、フォトレジストパターン２０７を剥離する。
【００２４】
次に、図３（ｃ）に示すように、光透過性基板２０２上に遮光層２０４を形成する。この遮光層２０４は、例えばモリブデンをスパッタ法により４００〜１０００ｎｍ程度の厚さ、より好ましくは光透過性基板に形成した凹部の深さと同じ４００ｎｍの厚さに堆積することにより得る。なお、この遮光層２０４の材料は本実施形態に限定されるものではなく、製造するデバイスの熱プロセス最高温度に対して安定な材料であればどのような材料を用いても問題はない。例えば他にもタングステン，タンタルなどの高融点金属や多結晶シリコン、さらにはタングステンシリサイド、モリブデンシリサイド等のシリサイドが好ましい材料として用いられ、形成法もスパッタ法の他、ＣＶＤ法、電子ビーム加熱蒸着法などを用いることができる。
【００２５】
次に、図３（ｄ）に示すように、遮光層２０４の表面を、凹部２０３内に形成された遮光層２０４を残存しつつ光透過性基板２０２表面が露出するまでグローバルに研磨して平坦化する。研磨による平坦化の手法としては、例えばＣＭＰ（化学的機械研磨）法を用いることができる。
【００２６】
次に、図３（ｅ）に示すように、例えば酸化シリコン膜からなる絶縁体層２０５を堆積する。この酸化シリコン膜は、例えばスパッタ法、あるいはＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）を用いたプラズマＣＶＤ法により、例えば１０００ｎｍ程度堆積させる。なお、絶縁体層２０５の材料としては、上記の酸化シリコン膜の他に、例えばＮＳＧ（ノンドープトシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）などの高絶縁性ガラス又は、窒化シリコン膜等を用いることができる。
【００２７】
次に、図３（ｆ）に示すように、光透過性基板２０２と単結晶シリコン基板２０６ａとの貼り合わせを行う。貼り合わせに用いる単結晶シリコン基板２０６ａは、厚さ３００μｍであり、その表面をあらかじめ０．０５〜０．８μｍ程度酸化して酸化膜層２０６ｂを形成しておく。これは貼り合わせ後に形成される単結晶シリコン層２０６と酸化膜層２０６ｂの界面を熱酸化で形成し、電気特性の良い界面を確保するためである。貼り合わせ工程は、例えば３００℃で２時間の熱処理によって２枚の基板を直接貼り合わせる方法が採用できる。貼り合わせ強度をさらに高めるためには、さらに熱処理温度を上げて４５０℃程度にする必要があるが、石英基板と単結晶シリコン基板の熱膨張係数には大きな違いがあるため、このまま加熱すると単結晶シリコン層にクラックなどの欠陥が発生し、基板品質が劣化してしまう。このようなクラックなどの欠陥の発生を抑制するためには、一度３００℃にて貼り合わせのための熱処理を行った単結晶シリコン基板をウエットエッチングまたはＣＭＰによって１００〜１５０μｍ程度まで薄くした後に、さらに高温の熱処理を行うことが望ましい。例えば８０℃のＫＯＨ水溶液を用い、単結晶シリコン基板の厚さが１５０μｍなるようエッチングを行い、この後貼り合わせた基板を４５０℃にて再び熱処理し、貼り合わせ強度を高めるのが好適である。
【００２８】
さらに図４（ｇ）に示すように、この貼り合わせ基板を研磨して、単結晶シリコン層２０６の厚さを３〜５μｍする。
【００２９】
このようにして薄膜化した貼り合わせ基板は、最後にＰＡＣＥ（ＰｌａｓｍａＡｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によってシリコン層２０６の膜厚を０．０５〜０．８μｍ程度までエッチングして仕上げる。このＰＡＣＥ処理によって単結晶シリコン層２０６は、例えば膜厚１００ｎｍに対しその均一性は１０％以内のものが得られる。
【００３０】
以上のように、本実施形態の製造プロセスによれば、光透過性基板２０２に凹部２０３を形成してその上に遮光層２０４を形成し、その上から研磨を行うようにしているので、研磨の際に光透過性基板２０２表面がいわばストッパーのような役割を果たし、光透過性基板２０２表面の遮光層２０４は全て除去され、凹部２０３内の遮光層２０２だけがきれいに残存することになる。従って、図３（ｄ）に示した研磨工程において光透過性基板２０２及び遮光層２０４の表面をうねり等もなく極めて平坦に研磨することができる。よって、絶縁体層２０５の表面も平坦化し、絶縁体層２０５と単結晶シリコン層２０６とを貼り合わせた境界面にボイドを生じることはなくなり、また絶縁体層２０５と単結晶シリコン層２０６との貼り合わせ強度が強くなり、更にトランジスタ素子の特性にばらつきや欠陥を生じることもなくなる。
【００３１】
（本実施形態のプロセスを用いた電気光学装置の構成）
図５は電気光学装置としての液晶装置の画像形成領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。また、図６は、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図７は、図６のＡ−Ａ’断面図である。尚、図７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。
【００３２】
図５において、本実施の形態による液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、マトリクス状に複数形成された画素電極９ａと画素電極９aを制御するためのＴＦＴ３０からなり、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板（後述する）に形成された対向電極（後述する）との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。例えば、画素電極９ａの電圧は、データ線に電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量７０により保持される。これにより、保持特性は更に改善され、コントラスト比の高い液晶装置が実現できる。本実施の形態では特に、このような蓄積容量７０を形成するために、後述の如く走査線と同層、もしくは導電性の遮光膜を利用して低抵抗化された容量線３ｂを設けている。
【００３３】
図６において、液晶装置のＴＦＴアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。データ線６ａは、コンタクトホール５を介して単結晶シリコン層の半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気的接続されており、画素電極９ａは、コンタクトホール８を介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電気的接続されている。また、半導体層１ａのうちチャネル領域（図中右下りの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極として機能する。
【００３４】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部（即ち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第1領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中、上向き）に突出した突出部（即ち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。
【００３５】
そして、図中右上がりの斜線で示した領域には、図１に示した遮光層２０４に対応する複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。より具体的には、第１遮光膜１１ａは夫々、画素部において半導体層１ａのチャネル領域を含むＴＦＴをＴＦＴアレイ基板の側から見て覆う位置に設けられており、更に、容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿って直線状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って隣接する段側（即ち、図中下向き）に突出した突出部とを有する。第１遮光膜１１ａの各段（画素行）における下向きの突出部の先端は、データ線６ａ下において次段における容量線３ｂの上向きの突出部の先端と重ねられている。この重なった箇所には、第1遮光膜１１ａと容量線３ｂとを相互に電気的接続するコンタクトホール１３が設けられている。即ち、本実施の形態では、第1遮光膜１１ａは、コンタクトホール１３により前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的接続されている。
【００３６】
次に、図７の断面図に示すように、液晶装置は、光透過性基板の一例を構成するＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは例えば、ＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜１６は例えば、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【００３７】
他方、対向基板２０には、その全面に渡って対向電極（共通電極）２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜２２は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【００３８】
ＴＦＴアレイ基板１０には、図７に示すように、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。
【００３９】
対向基板２０には、更に図７に示すように、各画素部の開口領域以外の領域に第２遮光膜２３が設けられている。このため、対向基板２０の側から入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’やＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域１ｂ及び１ｃに侵入することはない。更に、第２遮光膜２３は、コントラストの向上、色材の混色防止などの機能を有する。
【００４０】
このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、シール材（図示を省略）により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層５０が形成される。液晶層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及び２２により所定の配向状態を採る。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。シール材は、二つの基板１０及び２０をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂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或いはガラスビーズ等のスペーサが混入されている。
【００４１】
図７に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０に各々対向する位置においてＴＦＴアレイ基板１０表面の各画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対応する位置には凹部２０３が各々設けら、各凹部２０３内に第１遮光膜１１ａが各々設けられている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０表面と各凹部２０３内に設けられた第１遮光膜１１ａとで平坦な一面を構成している。ここで、第１遮光膜１１ａは、好ましくは不透明な高融点金属であるＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄのうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成される。このような材料から構成すれば、ＴＦＴアレイ基板１０上の第１遮光膜１１ａの形成工程の後に行われる画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成工程における高温処理により、第１遮光膜１１ａが破壊されたり溶融しないようにできる。第１遮光膜１１ａが形成されているので、ＴＦＴアレイ基板１０の側からの戻り光等が画素スイッチング用ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’やＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに入射する事態を未然に防ぐことができ、光電流の発生によりトランジスタ素子としての画素スイッチング用ＴＦＴ３０の特性が劣化することはない。
【００４２】
更に、第１遮光膜１１ａと複数の画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、第１層間絶縁膜１２が設けられている。第１層間絶縁膜１２は、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的絶縁するために設けられるものである。更に、第１層間絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のための下地膜としての機能をも有する。即ち、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。第１層間絶縁膜１２は、例えば、ＮＳＧ（ノンドープトシリケートガラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）などの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等からなる。第１層間絶縁膜１２により、第１遮光膜１１ａが画素スイッチング用ＴＦＴ３０等を汚染する事態を未然に防ぐこともできる。
【００４３】
本実施の形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。より詳細には、半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅが、データ線６ａ及び走査線３ａの下に延設されて、同じくデータ線６ａ及び走査線３ａに沿って伸びる容量線３ｂ部分に絶縁膜２を介して対向配置されて、第１蓄積容量電極（半導体層）１ｆとされている。特に蓄積容量７０の誘電体としての絶縁膜２は、高温酸化により単結晶シリコン層上に形成されるＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２に他ならないので、薄く且つ高耐圧の絶縁膜とすることができ、蓄積容量７０は比較的小面積で大容量の蓄積容量として構成できる。
【００４４】
更に、蓄積容量７０においては、図６及び図７から分かるように、第１遮光膜１１ａは、第２蓄積容量電極としての容量線３ｂの反対側において第１蓄積容量電極１ｆに第１層間絶縁膜１２を介して第３蓄積容量電極として対向配置されることにより（図７の右側の蓄積容量７０参照）、蓄積容量が更に付与されるように構成されている。即ち、本実施の形態では、第１蓄積容量電極１ｆを挟んで両側に蓄積容量が付与されるダブル蓄積容量構造が構築されており、蓄積容量がより増加する。よって、当該液晶装置が持つ、表示画像におけるフリッカや焼き付きを防止する機能が向上する。
【００４５】
これらの結果、データ線６ａ下の領域及び走査線３ａに沿って液晶のディスクリネーションが発生する領域（即ち、容量線３ｂが形成された領域）という開口領域を外れたスペースを有効に利用して、画素電極９ａの蓄積容量を増やすことが出来る。
【００４６】
本実施の形態では特に、第１遮光膜１１ａ（及びこれに電気的接続された容量線３ｂ）は定電位源に電気的接続されており、第１遮光膜１１ａ及び容量線３ｂは、定電位とされる。従って、第１遮光膜１１ａに対向配置される画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対し第１遮光膜１１ａの電位変動が悪影響を及ぼすことはない。また、容量線３ｂは、蓄積容量７０の第２蓄積容量電極として良好に機能し得る。この場合、定電位源としては、当該液晶装置を駆動するための周辺回路（例えば、走査線駆動回路、データ線駆動回路等）に供給される負電源、正電源等の定電位源、接地電源、対向電極２１に供給される定電位源等が挙げられる。このように周辺回路等の電源を利用すれば、専用の電位配線や外部入力端子を設ける必要なく、遮光膜１１ａ及び容量線３ｂを定電位にできる。
【００４７】
また、図６及び図７に示したように、本実施の形態では、ＴＦＴアレイ基板１０に設けられた凹部２０３内に第１遮光膜１１ａを設け、ＴＦＴアレイ基板１０表面と各凹部２０３内に設けられた第１遮光膜１１ａとで平坦な一面を構成するのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的接続するように構成されている。従って、各第１遮光膜１１ａが、自段の容量線に電気的接続される場合と比較して、画素部の開口領域の縁に沿って、データ線６ａに重ねて容量線３ｂ及び第１遮光膜１１ａが形成される領域の他の領域に対する段差が少なくて済む。このように画素部の開口領域の縁に沿った段差が少ないと、当該段差に応じて引き起こされる液晶のディスクリネーション（配向不良）を低減できるので、画素部の開口領域を広げることが可能となる。
【００４８】
また、第１遮光膜１１ａは、前述のように直線状に伸びる本線部から突出した突出部にコンタクトホール１３が開孔されている。ここで、コンタクトホール１３の開孔箇所としては、縁に近い程、ストレスが縁から発散される等の理由により、クラックが生じ難いことが判明されている。従ってこの場合、どれだけ突出部の先端に近づけてコンタクトホール１３を開孔するかに応じて（好ましくは、マージンぎりぎりまで先端に近づけるかに応じて）、製造プロセス中に第１遮光膜１１ａにかかる応力が緩和されて、より効果的にクラックを防止し得、歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４９】
更に、第１遮光膜１１ａは、チャネル領域１ａ’を覆う位置を除き、走査線３ａに対向する位置には形成されていない。従って、第１遮光膜１１ａと各走査線３ａとの間の容量カップリングが実践上殆ど又は全く生じないので、走査線３ａにおける電位変動により、第１遮光膜１１ａにおける電位揺れが発生することはなく、その結果、容量線３ｂにおける電位揺れも発生しない。
【００５０】
また、容量線３ｂと走査線３ａとは、同一のポリシリコン膜からなり、蓄積容量７０の誘電体膜とＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２とは、同一の高温酸化膜からなり、第１蓄積容量電極１ｆと、ＴＦＴ３０のチャネル形成領域１ａ秩Aソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅ等とは、同一の半導体層１ａからなる。このため、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成される積層構造を単純化でき、更に、後述の液晶装置の製造方法において、同一の薄膜形成工程で容量線３ｂ及び走査線３ａを同時に形成でき、蓄積容量７０の誘電体膜及びゲート絶縁膜２を同時に形成できる。
【００５１】
更に、第１遮光膜１１ａは、走査線３ａに沿って夫々伸延しており、しかも、データ線６ａに沿った方向に対し複数の縞状に分断されている。このため、例えば各画素部の開口領域の周りに一体的に形成された格子状の遮光膜を配設した場合と比較して、第１遮光膜１１ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂを形成するポリシリコン膜、データ線６ａを形成する金属膜、層間絶縁膜等からなる当該液晶装置の積層構造において、各膜の物性の違いに起因した製造プロセス中の加熱冷却に伴い発生するストレスが格段に緩和される。このため、第１遮光膜１１ａ等におけるクラックの発生防止や歩留まりの向上が図られる。
【００５２】
尚、図６では、第１遮光膜１１ａにおける直線状の本線部分は、容量線３ｂの直線状の本線部分にほぼ重ねられるように形成されているが、第１遮光膜１１ａが、ＴＦＴ３０のチャネル領域を覆う位置に設けられており且つコンタクトホール１３を形成可能なように容量線３ｂと何れかの箇所で重ねられていれば、ＴＦＴに対する遮光機能及び容量線に対する低抵抗化機能を発揮可能である。従って、例えば相隣接した走査線３ａと容量線３ｂとの間にある走査線に沿った長手状の間隙領域や、走査線３ａと若干重なる位置にまでも、当該第１遮光膜１１ａを設けてもよい。
【００５３】
容量線３ｂと第１遮光膜１１ａとは、第１層間絶縁膜１２に開孔されたコンタクトホール１３を介して確実に且つ高い信頼性を持って、両者は電気的接続されているが、このようなコンタクトホール１３は、画素毎に開孔されても良く、複数の画素からなる画素グループ毎に開孔されても良い。
【００５４】
コンタクトホール１３を画素毎に開孔した場合には、第１遮光膜１１ａによる容量線３ｂの低抵抗化を促進でき、更に、両者間における冗長構造の度合いを高められる。他方、コンタクトホール１３を複数の画素からなる画素グループ毎に（例えば２画素毎に或いは３画素毎に）開孔した場合には、容量線３ｂや第１遮光膜１１ａのシート抵抗、駆動周波数、要求される仕様等を勘案しつつ、第１遮光膜１１ａによる容量線３ｂの低抵抗化及び冗長構造による利益と、多数のコンタクトホール１３を開孔することによる製造工程の複雑化或いは当該液晶装置の不良化等の弊害とを適度にバランスできるので、実践上大変有利である。
【００５５】
また、このような画素毎或いは画素グループ毎に設けられるコンタクトホール１３は、対向基板２０の側から見てデータ線６ａの下に開孔されている。このため、コンタクトホール１３は、画素部の開口領域から外れており、しかもＴＦＴ３０や第１蓄積容量電極１ｆが形成されていない第１層間絶縁膜１２の部分に設けられているので、画素領域の有効利用を図りつつ、コンタクトホール１３の形成によるＴＦＴ３０や他の配線等の不良化を防ぐことができる。
【００５６】
再び、図７において、画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域（ソース側ＬＤＤ領域）１ｂ及び低濃度ドレイン領域（ドレイン側ＬＤＤ領域）１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。高濃度ドレイン領域１ｅには、複数の画素電極９ａのうちの対応する一つが接続されている。ソース領域１ｂ及び１ｄ並びにドレイン領域１ｃ及び１ｅは後述のように、半導体層１ａに対し、ｎ型又はｐ型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度のｎ型用又はｐ型用のドーパントをドープすることにより形成されている。ｎ型チャネルのＴＦＴは、動作速度が速いという利点があり、画素のスイッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ３０として用いられることが多い。データ線６ａは、Ａｌ等の金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性の薄膜から構成されている。また、走査線３ａ、ゲート絶縁膜２及び第１層間絶縁膜１２の上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成された第２層間絶縁膜４が形成されている。このソース領域１ｂへのコンタクトホール５を介して、データ線６ａは高濃度ソース領域１ｄに電気的接続されている。更に、データ線６ａ及び第２層間絶縁膜４の上には、高濃度ドレイン領域１ｅへのコンタクトホール８が形成された第３層間絶縁膜７が形成されている。この高濃度ドレイン領域１ｅへのコンタクトホール８を介して、画素電極９ａは高濃度ドレイン領域１ｅに電気的接続されている。前述の画素電極９ａは、このように構成された第３層間絶縁膜７の上面に設けられている。尚、画素電極９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとは、データ線６ａと同一のＡｌ膜や走査線３ｂと同一のポリシリコン膜を中継して電気的接続するようにしてもよい。
【００５７】
画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、ゲート電極３ａをマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形成するセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００５８】
また、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のゲート電極（走査線３ａ）をソース−ドレイン領域１ｂ及び１ｅ間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにダブルゲート或いはトリプルゲート以上でＴＦＴを構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造或いはオフセット構造にすれば、更にオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００５９】
ここで、一般には、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ等の単結晶シリコン層は、光が入射するとシリコンが有する光電変換効果により光電流が発生してしまい画素スイッチング用ＴＦＴ３０のトランジスタ特性が劣化するが、本実施の形態では、走査線３ａを上側から覆うようにデータ線６ａがＡｌ等の遮光性の金属薄膜から形成されているので、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及びＬＤＤ領域１ｂ、１ｃへの入射光の入射を効果的に防ぐことが出来る。また、前述のように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の下側には、第１遮光膜１１ａが設けられているので、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及びＬＤＤ領域１ｂ、１ｃへの戻り光の入射を効果的に防ぐことが出来る。
【００６０】
尚、この実施形態では、相隣接する前段あるいは後段の画素に設けられた容量線３ｂと第１遮光膜１１ａとを接続しているため、最上段あるいは最下段の画素に対して第１遮光膜１１ａに定電位を供給するための容量線３ｂが必要となる。そこで、容量線３ｂの数を垂直画素数に対して１本余分に設けておくようにすると良い。
【００６１】
（本実施形態のプロセスを用いた電気光学装置の製造方法）
次に、以上のような構成を持つ液晶装置の製造プロセスについて、図８から図１２を参照して説明する。
【００６２】
尚、図８から図１２は各工程におけるＴＦＴアレイ基板側の各層を、図７と同様に図６のＡ−Ａ鋳f面に対応させて示す工程図である。
【００６３】
図８の工程（１）に示すように、石英基板、ハードガラス等のＴＦＴアレイ基板１０を用意する。ここで、好ましくはＮ２（窒素）等の不活性ガス雰囲気且つ約８５０〜１３００℃、より好ましくは１０００℃の高温でアニール処理し、後に実施される高温プロセスにおけるＴＦＴアレイ基板１０に生じる歪みが少なくなるように前処理しておく。即ち、製造プロセスにおける最高温で高温処理される温度に合わせて、事前にＴＦＴアレイ基板１０を同じ温度かそれ以上の温度で熱処理しておく。
【００６４】
このように処理されたＴＦＴアレイ基板１０上にフォトリソグラフィにより第１遮光膜１１ａのパターン（図６参照）に対応するレジストマスク２０７を形成する。
【００６５】
次に、工程（２）に示すように、該レジストマスクを介してＴＦＴアレイ基板１０に対しエッチングを行うことにより、深さ１００〜５００ｎｍ程度、より好ましくは約２００ｎｍの凹部２０３を形成する。
【００６６】
次に、工程（３）に示すように、このように凹部２０３が形成されたＴＦＴアレイ基板１０の全面に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｄ等の金属や金属シリサイド等の金属合金膜を、スパッタにより、１００〜５００ｎｍ程度の層厚、好ましくは約２００ｎｍの層厚の遮光膜１１を形成する。
【００６７】
次に、工程（４）に示すように、遮光膜１１の表面を、凹部２０３内に形成された遮光膜１１を残存しつつ基板１０表面が露出するまでグローバルに研磨して平坦化する。研磨による平坦化の手法としては、例えばＣＭＰ（化学的機械研磨）法を用いることができる。
【００６８】
次に、工程（５）に示すように、残存する遮光膜１１として第１遮光膜１１ａの上に、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法等によりＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルソ・シリケート）ガス、ＴＥＢ（テトラ・エチル・ボートレート）ガス、ＴＭＯＰ（テトラ・メチル・オキシ・フォスレート）ガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第１層間絶縁膜１２を形成する。この第１層間絶縁膜１２の層厚は、例えば、約４００〜１０００ｎｍとする。より好ましくは８００ｎｍ程度とする。
【００６９】
次に、工程（６）に示すように、基板１０と単結晶シリコン基板２０６ａとの貼り合わせを行う。貼り合わせに用いる単結晶シリコン基板２０６ａは、厚さ６００μｍあり、その表面をあらかじめ０．０５〜０．８μｍ程度酸化し、酸化膜層２０６ｂを形成すると共に、水素イオン（Ｈ＋）を例えば加速電圧１００ｋｅＶ、ドーズ量１０ｅ１６／ｃｍ２にて注入したものである。貼り合わせ工程は、例えば３００℃で２時間の熱処理によって２枚の基板を直接貼り合わせる方法が採用できる。
【００７０】
次に、工程（７）に示すように、貼り合わせた単結晶シリコン基板２０６ａの貼り合わせ面側の酸化膜２０６ｂと単結晶シリコン層２０６を残したまま、単結晶シリコン基板２０６ａを基板１０から剥離するための熱処理を行う。この基板の剥離現象は、単結晶シリコン基板中に導入された水素イオンによって、単結晶シリコン基板の表面近傍のある層でシリコンの結合が分断されるために生じるものである。例えば、貼り合わせた２枚の基板を毎分２０℃の昇温速度にて６００℃まで加熱することにより行うことができる。この熱処理によって、貼り合わせた単結晶シリコン基板２０６ａが基板１０と分離し、基板１０表面には約２００ｎｍ±５ｎｍ程度の単結晶シリコン層２０６が形成される。なお、基板１０上に貼り合わされる単結晶シリコン層２０６は、前に述べた単結晶シリコン基板２０６ａに対して行われる水素イオン注入の加速電圧を変えることによって５０ｎｍ〜３０００ｎｍまで任意の膜厚で形成することが可能である。
【００７１】
次に、工程（８）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図６に示した如き所定パターンの半導体層１ａを形成する。即ち、特にデータ線６ａ下で容量線３ｂが形成される領域及び走査線３ａに沿って容量線３ｂが形成される領域には、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａから延設された第１蓄積容量電極１ｆを形成する。
【００７２】
次に、工程（９）に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａと共に第１蓄積容量電極１ｆを約８５０〜１３００℃の温度、好ましくは約１０００℃の温度で７２分程度熱酸化することにより、約６０ｎｍの比較的薄い厚さの熱酸化シリコン膜を形成し、画素スイッチング用ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２と共に容量形成用のゲート絶縁膜２を形成する。この結果、半導体層１ａ及び第１蓄積容量電極１ｆの厚さは、約３０〜１７０ｎｍの厚さ、ゲート絶縁膜２の厚さは、約６０ｎｍの厚さとなる。
【００７３】
次に、図９の工程（１０）に示すように、Ｎチャネルの半導体層１ａに対応する位置にレジスト膜３０１を形成し、Ｐチャネルの半導体層１ａにＰなどのＶ族元素のドーパント３０２を低濃度で（例えば、Ｐイオンを７０ｋｅＶの加速電圧、２ｅ１１／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。
【００７４】
次に、工程（１１）に示すように、図示を省略するＰチャネルの半導体層１ａに対応する位置にレジスト膜を形成し、Ｎチャネルの半導体層１ａにＢなどのIII族元素のドーパント３０３を低濃度で（例えば、Ｂイオンを３５ｋｅＶの加速電圧、１ｅ１２／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。
【００７５】
次に、工程（１２）に示すように、Ｐチャネル、Ｎチャネル毎に各半導体層１ａのチャネル領域１ａ’の端部を除く基板１０の表面にレジスト膜３０５を形成し、端部３０４にＰチャネルについて工程（１０）の約１〜１０倍のドーズ量のＰなどのＶ族元素のドーパント３０６、Ｎチャネルについて工程（１１）の約１〜１０倍のドーズ量のＢなどのIII族元素のドーパント３０６をドープする。
【００７６】
次に、工程（１３）に示すように、半導体膜１ａを延設してなる第１蓄積容量電極１ｆを低抵抗化するため、基板１０の表面の走査線３ａ（ゲート電極）に対応する部分にレジスト膜３０７（走査線３ａよりも幅が広い）を形成し、これをマスクとしてその上からＰなどのＶ族元素のドーパント３０８を低濃度で（例えば、Ｐイオンを７０ｋｅＶの加速電圧、３ｅ１４／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。
【００７７】
次に、図１０の工程（１４）に示すように、第１層間絶縁膜１２に第１遮光膜１１ａに至るコンタクトホール１３を反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより或いはウエットエッチングにより形成する。この際、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチングのような異方性エッチングにより、コンタクトホール１３等を開孔した方が、開孔形状をマスク形状とほぼ同じにできるという利点がある。但し、ドライエッチングとウエットエッチングとを組み合わせて開孔すれば、これらのコンタクトホール１３等をテーパ状にできるので、配線接続時の断線を防止できるという利点が得られる。
【００７８】
次に、工程（１５）に示すように、減圧ＣＶＤ法等によりポリシリコン層３を３５０ｎｍ程度の厚さで堆積した後、リン（Ｐ）を熱拡散し、ポリシリコン膜３を導電化する。又は、Ｐイオンをポリシリコン膜３の成膜と同時に導入したドープトシリコン膜を用いてもよい。これにより、ポリシリコン層３の導電性を高めることができる。
【００７９】
次に、工程（１６）に示すように、レジストマスクを用いたフォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、図６に示した如き所定パターンの走査線３ａと共に容量線３ｂを形成する。尚、この後、基板１０の裏面に残存するポリシリコンを基板１０の表面をレジスト膜で覆ってエッチングにより除去する。
【００８０】
次に、工程（１７）に示すように、半導体層１ａにＰチャネルのＬＤＤ領域を形成するために、Ｎチャネルの半導体層１ａに対応する位置をレジスト膜３０９で覆い（図はＮチャネルの半導体層１ａを示している。）、走査線３ａ（ゲート電極）を拡散マスクとして、まずＢなどのIII族元素のドーパント３１０を低濃度で（例えば、ＢＦ２イオンを９０ｋｅＶの加速電圧、３ｅ１３／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープし、Ｐチャネルの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃを形成する。
【００８１】
続いて、工程（１８）に示すように、半導体層１ａにＰチャネルの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、Ｎチャネルの半導体層１ａに対応する位置をレジスト膜３０９で覆った状態で、かつ、図示はしていないが走査線３ａよりも幅の広いマスクでレジスト層をＰチャネルに対応する走査線３ａ上に形成した状態、同じくＢなどのIII族元素のドーパント３１１を高濃度で（例えば、ＢＦ２イオンを９０ｋｅＶの加速電圧、２ｅ１５／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。
【００８２】
次に、図１１の工程（１９）に示すように、半導体層１ａにＮチャネルのＬＤＤ領域を形成するために、Ｐチャネルの半導体層１ａに対応する位置をレジスト膜（図示せず）で覆い、走査線３ａ（ゲート電極）を拡散マスクとして、ＰなどのＶ族元素のドーパント６０を低濃度で（例えば、Ｐイオンを７０ｋｅＶの加速電圧、６ｅ１２／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープし、Nチャネルの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃを形成する。
【００８３】
続いて、工程（２０）に示すように、半導体層１ａにＮチャネルの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを形成するために、走査線３ａよりも幅の広いマスクでレジスト層６２をＮチャネルに対応する走査線３ａ上に形成した後、同じくＰなどのＶ族元素のドーパント６１を高濃度で（例えば、Ｐイオンを７０ｋｅＶの加速電圧、４ｅ１５／ｃｍ２のドーズ量にて）ドープする。
【００８４】
次に、工程（２１）に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０における走査線３ａと共に容量線３ｂ及び走査線３ａを覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第２層間絶縁膜４を形成する。第２層間絶縁膜４の層厚は、約５００〜１５００ｎｍが好ましく、更に８００ｎｍがより好ましい。
【００８５】
この後、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを活性化するために約８５０℃のアニール処理を２０分程度行う。
【００８６】
次に、工程（２２）に示すように、データ線３１に対するコンタクトホール５を、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより或いはウエットエッチングにより形成する。また、走査線３ａや容量線３ｂを図示しない配線と接続するためのコンタクトホールも、コンタクトホール５と同一の工程により第２層間絶縁膜４に開孔する。
【００８７】
次に、図１２の工程（２３）に示すように、第２層間絶縁膜４の上に、スパッタ処理等により、遮光性のＡｌ等の低抵抗金属や金属シリサイド等を金属膜６として、約１００〜７００ｎｍの厚さ、好ましくは約３５０ｎｍに堆積し、更に工程（２４）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、データ線６ａを形成する。
【００８８】
次に、工程（２５）に示すように、データ線６ａ上を覆うように、例えば、常圧又は減圧ＣＶＤ法やＴＥＯＳガス等を用いて、ＮＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧなどのシリケートガラス膜、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等からなる第３層間絶縁膜７を形成する。第３層間絶縁膜７の層厚は、約５００〜１５００ｎｍが好ましく、更に８００ｎｍがより好ましい。
【００８９】
次に、図１３の工程（２６）に示すように、画素スイッチング用ＴＦＴ３０において、画素電極９ａと高濃度ドレイン領域１ｅとを電気的接続するためのコンタクトホール８を、反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。
【００９０】
次に、工程（２７）に示すように、第３層間絶縁膜７の上に、スパッタ処理等により、ＩＴＯ膜等の透明導電性薄膜９を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積し、更に工程（２８）に示すように、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等により、画素電極９ａを形成する。尚、当該液晶装置を反射型の液晶装置に用いる場合には、Ａｌ等の反射率の高い不透明な材料から画素電極９ａを形成してもよい。
【００９１】
続いて、画素電極９ａの上にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜１６（図７参照）が形成される。
【００９２】
他方、図７に示した対向基板２０については、ガラス基板等が先ず用意され、第２遮光膜２３及び後述の周辺見切りとしての第２遮光膜が、例えば金属クロムをスパッタした後、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程を経て形成される。尚、これらの第２遮光膜は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌなどの金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。
【００９３】
その後、対向基板２０の全面にスパッタ処理等により、ＩＴＯ等の透明導電性薄膜を、約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積することにより、対向電極２１を形成する。更に、対向電極２１の全面にポリイミド系の配向膜の塗布液を塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜２２（図７参照）が形成される。
【００９４】
最後に、上述のように各層が形成されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、配向膜１６及び２２が対面するようにシール材５２により貼り合わされ、真空吸引等により、両基板間の空間に、例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶が吸引されて、所定層厚の液晶層５０が形成される。
【００９５】
（液晶装置の全体構成）
以上のように構成された液晶装置の各実施の形態の全体構成を図１４及び図１５を参照して説明する。尚、図１４は、ＴＦＴアレイ基板１０をその上に形成された各構成要素と共に対向基板２０の側から見た平面図であり、図１５は、対向基板２０を含めて示す図１４のＨ−Ｈ鋳f面図である。
【００９６】
図１４において、ＴＦＴアレイ基板１０の上には、シール材５２がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、例えば第２遮光膜２３と同じ或いは異なる材料から成る周辺見切りとしての第２遮光膜５３が設けられている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。走査線３ａに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路１０１を画面表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば奇数列のデータ線６ａは画面表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線は前記画面表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。この様にデータ線６ａを櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられており、更に、周辺見切りとしての第２遮光膜５３の下に隠れてプリチャージ回路を設けてもよい。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、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための導通材１０６が設けられている。そして、図１５に示すように、図１４に示したシール材５２とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が当該シール材５２によりＴＦＴアレイ基板１０に固着されている。
【００９７】
以上の液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上には更に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。また、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設ける代わりに、例えばＴＡＢ（テープオートメイテッドボンディング基板）上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、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、Ｄ−ＳＴＮ（デュアルスキャン−ＳＴＮ）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリー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、偏光手段などが所定の方向で配置される。
【００９８】
以上説明した液晶装置は、例えばカラー液晶プロジェクタ（投射型表示装置）に適用される場合には、３枚の液晶装置がＲＧＢ用のライトバルブとして各々用いられ、各パネルには各々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。従って、その場合には上記実施の形態で示したように、対向基板２０に、カラーフィルタは設けられていない。しかしながら、第２遮光膜２３の形成されていない画素電極９ａに対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板２０上に形成してもよい。このようにすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー液晶テレビなどのカラー液晶装置に各実施の形態における液晶装置を適用できる。更に、対向基板２０上に１画素1個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作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対向基板によれば、より明るいカラー液晶装置が実現できる。
【００９９】
以上説明した各実施の形態における液晶装置では、従来と同様に入射光を対向基板２０の側から入射することとしたが、第１遮光膜１１ａを設けているので、ＴＦＴアレイ基板１０の側から入射光を入射し、対向基板２０の側から出射するようにしても良い。即ち、このように液晶装置を液晶プロジェクタに取り付けても、半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及びＬＤＤ領域１ｂ、１ｃに光が入射することを防ぐことが出来、高画質の画像を表示することが可能である。ここで、従来は、ＴＦＴアレイ基板１０の裏面側での反射を防止するために、反射防止用のＡＲ（Ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）被膜された偏光手段を別途配置したり、ＡＲフィルムを貼り付ける必要があった。しかし、各実施の形態では、ＴＦＴアレイ基板１０の表面と半導体層１ａの少なくともチャネル領域１ａ’及びＬＤＤ領域１ｂ、１ｃとの間に第１遮光膜１１ａが形成されているため、このようなＡＲ被膜された偏光手段やＡＲフィルムを用いたり、ＴＦＴアレイ基板１０そのものをＡＲ処理した基板を使用する必要が無くなる。従って、各実施の形態によれば、材料コストを削減でき、また偏光手段の貼り付け時に、ごみ、傷等により、歩留まりを落とすことがなく大変有利である。また、耐光性が優れているため、明るい光源を使用したり、偏光ビームスプリッタにより偏光変換して、光利用効率を向上させても、光によるクロストーク等の画質劣化を生じない。
【０１００】
（電子機器）
上記の液晶装置を用いた電子機器の一例として、投射型表示装置の構成について、図１６を参照して説明する。図１６において、投射型表示装置１１００は、上述した液晶装置を３個用意し、夫々ＲＧＢ用の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ及び９６２Ｂとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。本例の投射型表示装置の光学系には、前述した光源装置９２０と、均一照明光学系９２３が採用されている。そして、投射型表示装置は、この均一照明光学系９２３から出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離手段としての色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段としての３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された後の色光束を再合成する色合成手段としての色合成プリズム９１０と、合成された光束を投射面１００の表面に拡大投射する投射手段としての投射レンズユニット９０６を備えている。また、青色光束Ｂを対応するライトバルブ９２５Ｂに導く導光系９２７をも備えている。
【０１０１】
均一照明光学系９２３は、２つのレンズ板９２１、９２２と反射ミラー９３１を備えており、反射ミラー９３１を挟んで２つのレンズ板９２１、９２２が直交する状態に配置されている。均一照明光学系９２３の２つのレンズ板９２１、９２２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源装置９２０から出射された光束は、第１のレンズ板９２１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板９２２の矩形レンズによって３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ付近で重畳される。従って、均一照明光学系９２３を用いることにより、光源装置９２０が出射光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合でも、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを均一な照明光で照明することが可能となる。
【０１０２】
各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４からプリズムユニット９１０の側に出射される。
【０１０３】
次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６から導光系９２７の側に出射される。本例では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４、９４５、９４６までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。
【０１０４】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。
【０１０５】
このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶装置は、不図示の駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介して対応するライトバルブ９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。尚、本例のライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂと、出射側偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂと、これらの間に配置された液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂとからなる液晶ライトバルブである。
【０１０６】
導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、ライトバルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されている。集光レンズ９４６から出射された青色光束Ｂは、導光系９２７を介して液晶装置９６２Ｂに導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、光束Ｗの出射部から各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導光系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制することができる。
【０１０７】
各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成プリズム９１０に入射され、ここで合成される。そして、この色合成プリズム９１０によって合成された光が投射レンズユニット９０６を介して所定の位置にある投射面１００の表面に拡大投射されるようになっている。
【０１０８】
本例では、液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂには、ＴＦＴの下側に遮光層が設けられているため、当該液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂからの投射光に基づく液晶プロジェクタ内の投射光学系による反射光、投射光が通過する際のＴＦＴアレイ基板の表面からの反射光、他の液晶装置から出射した後に投射光学系を突き抜けてくる投射光の一部等が、戻り光としてＴＦＴアレイ基板の側から入射しても、画素電極のスイッチング用のＴＦＴのチャネルに対する遮光を十分に行うことができる。
【０１０９】
このため、小型化に適したプリズムユニットを投射光学系に用いても、各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂとプリズムユニットとの間において、戻り光防止用のフィルムを別途配置したり、偏光手段に戻り光防止処理を施したりすることが不要となるので、構成を小型且つ簡易化する上で大変有利である。
【０１１０】
また、本実施の形態では、戻り光によるＴＦＴのチャネル領域への影響を抑えることができるため、液晶装置に直接戻り光防止処理を施した偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂを貼り付けなくてもよい。そこで、図１６に示されるように、偏光手段を液晶装置から離して形成、より具体的には、一方の偏光手段９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂはプリズムユニット９１０に貼り付け、他方の偏光手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂは集光レンズ９５３、９４５、９４４に貼り付けることが可能である。このように、偏光手段をプリズムユニットあるいは集光レンズに貼り付けることにより、偏光手段の熱は、プリズムユニットあるいは集光レンズで吸収されるため、液晶装置の温度上昇を防止することができる。
【０１１１】
また、図示を省略するが、液晶装置と偏光手段とを離間形成することにより、液晶装置と偏光手段との間には空気層ができるため、冷却手段を設け、液晶装置と偏光手段との間に冷風等の送風を送り込むことにより、液晶装置の温度上昇をさらに防ぐことができ、液晶装置の温度上昇による誤動作を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気光学装置の基本構造を示す断面図である。
【図２】図１に示した電気光学装置の製造プロセスを順を追って示す工程図（その１）である。
【図３】図１に示した電気光学装置の製造プロセスを順を追って示す工程図（その２）である。
【図４】図１に示した電気光学装置の製造プロセスを順を追って示す工程図（その３）である。
【図５】液晶装置の一実施形態における画像形成領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路である。
【図６】液晶装置の一実施形態におけるデータ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’断面図である。
【図８】液晶装置の一実施形態の製造プロセスを順を追って示す工程図（その１）である。
【図９】液晶装置の一実施形態の製造プロセスを順を追って示す工程図（その２）である。
【図１０】液晶装置の一実施形態の製造プロセスを順を追って示す工程図（その３）である。
【図１１】液晶装置の一実施形態の製造プロセスを順を追って示す工程図（その４）である。
【図１２】液晶装置の一実施形態の製造プロセスを順を追って示す工程図（その５）である。
【図１３】液晶装置の一実施形態の製造プロセスを順を追って示す工程図（その６）である。
【図１４】液晶装置の各実施の形態におけるＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。
【図１５】図１３のＨ−Ｈ’断面図である。
【図１６】液晶装置を用いた電子機器の一例である投射型表示装置の構成図である。
【符号の説明】
１ａ…半導体層
１ａ’…チャネル領域
１ｂ…低濃度ソース領域（ソース側ＬＤＤ領域）
１ｃ…低濃度ドレイン領域（ドレイン側ＬＤＤ領域）
１ｄ…高濃度ソース領域
１ｅ…高濃度ドレイン領域
１０…ＴＦＴアレイ基板
１１ａ…第１遮光膜
１２…第１層間絶縁膜
２０２…光透過性基板
２０３…凹部
２０４…遮光層
２０５…絶縁体層
２０５…単結晶シリコン層

Claims (7)

1. 光透過性基板上の画像表示領域に、複数の画素電極と、前記各画素電極に対応してトランジスタ素子領域が形成された電気光学装置の製造方法であって、
   前記光透過性基板の一方面に凹部を形成する工程と、
   前記凹部が形成された光透過性基板の一方面に遮光層を形成する工程と、
   前記凹部内に形成された遮光層を残存しつつ前記光透過性基板の一方面が露出するまで前記遮光層を除去して前記光透過性基板の一方面を平坦化する工程と、
   前記平坦化された光透過性基板の一方面に絶縁体層を形成する工程と、
   前記絶縁体層表面に単結晶シリコン層を貼り合わせる工程と、
   前記貼り合わされた単結晶シリコン層の前記遮光層に対応する位置に前記トランジスタ素子領域を形成する工程と
   を具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
2. 前記光透過性基板の一方面を平坦化する工程では、化学的機械研磨法により遮光層を除去する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。
3. 光透過性基板上の画像表示領域に、複数の画素電極と、前記各画素電極に対応してトランジスタ素子領域が形成された電気光学装置であって、
   凹部が設けられた前記光透過性基板と、
   前記光透過性基板の凹部を埋めるように形成された遮光層と、
   前記遮光層が形成された光透過性基板上に設けられた絶縁体層と、
   前記絶縁体層上に形成され、前記遮光層に対応する位置に前記トランジスタ素子領域が形成された単結晶シリコン層と
   を具備することを特徴とする電気光学装置。
4. 前記光透過性基板が石英からなり、前記遮光層が高融点金属または高融点金属の珪素化合物からなることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記遮光層は、前記画像表示領域の周辺に設けられる周辺回路と電気的接続されてなることを特徴とする請求項３または４に記載の電気光学装置。
6. 前記光透過性基板の単結晶シリコン層が形成された面と対向するように配置された他の光透過性基板と、
   これら２枚の光透過性基板の間に挟持され、前記トランジスタ素子領域に形成されたトランジスタ素子により駆動される液晶と
   を更に具備することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. 光源と、
   前記光源から出射される光が入射されて画像情報に対応した変調を施す、請求項６に記載の電気光学装置と、
   前記電気光学装置により変調された光を投射する投射手段と
   を具備することを特徴とする電子機器。

Images