專利名稱：液晶板及投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管(以下稱TFT)驅(qū)動(dòng)等有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的液晶板及采用了該液晶板的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
以往，在由作為開(kāi)關(guān)元件的TFT控制多個(gè)按矩陣狀設(shè)置的象素電極的有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的液晶板中，如圖16所示，在TFT陣列基板上設(shè)置著分別按縱橫排列的多條掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a、以及對(duì)應(yīng)于其各交點(diǎn)的多個(gè)TFT30′及通過(guò)接觸孔8與該TFT電氣連接的象素電極9a。各TFT30′的結(jié)構(gòu)為，由從掃描線3a延伸的柵電極3a′控制半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)1a′(圖16中畫有朝左上方的斜線的部分)，并將供給圖象信號(hào)的數(shù)據(jù)線6a通過(guò)接觸孔5與半導(dǎo)體層1a的源區(qū)電氣連接，將象素電極9a與半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)連接。特別是，由于象素電極9a設(shè)置在構(gòu)成TFT30′、數(shù)據(jù)線6a及掃描線3a等的配線的各種層上、或用于使該象素電極9a相互絕緣的層間絕緣膜上，所以，象素電極9a可通過(guò)在層間絕緣膜等上開(kāi)孔的接觸孔8連接于TFT30′的漏區(qū)。
但是，在液晶板的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，為獲得高分辨率的畫質(zhì)，對(duì)象素的高精細(xì)化的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，因而象素間距的微細(xì)化進(jìn)程日益加速。這樣，當(dāng)為了能通過(guò)提高象素密度顯示高精細(xì)的圖象及為了使液晶板的尺寸小型化而如圖16所示縮短象素間距L從而使其微細(xì)化時(shí)，構(gòu)成非開(kāi)孔區(qū)域的各種配線間的距離也必然變窄。此外，作為液晶板的重要要素的亮度，可以通過(guò)提高與圖象顯示區(qū)域?qū)?yīng)的象素的開(kāi)孔區(qū)域比率即象素開(kāi)孔率來(lái)實(shí)現(xiàn)，但當(dāng)使象素微細(xì)化時(shí)，由于數(shù)據(jù)線和掃描線之類的配線或作為開(kāi)關(guān)元件的TFT的區(qū)域?yàn)榉情_(kāi)孔區(qū)域，所以在象素開(kāi)孔率的提高上存在一定的限制。因此，即使象素微細(xì)化，也會(huì)因提高象素開(kāi)孔率而使連接象素電極和TFT用的接觸孔與數(shù)據(jù)線和掃描線的間隔變窄。所以，存在著使象素電極與各種配線短路并產(chǎn)生致命的象素缺陷的可能性。
另外，重要的是，不僅使數(shù)據(jù)線和掃描線等配線寬度變細(xì)，而且作為開(kāi)關(guān)元件的TFT30′也應(yīng)微細(xì)化，因而必須使半導(dǎo)體層1a的源區(qū)與數(shù)據(jù)線6a的接觸孔5及漏區(qū)與象素電極9a的接觸孔8的尺寸分別實(shí)現(xiàn)微細(xì)化。圖17示出沿圖16的D-D′線的斷面圖、即TFT30′的斷面圖，指示出接觸孔8的開(kāi)孔工序。在圖17(a)中，在漏區(qū)1e上形成柵絕緣膜2及層間絕緣膜4和7，然后，如圖17(b)所示，在從光掩模303一側(cè)使抗蝕劑302曝光的正型抗蝕劑的情況下，受光照射部分的抗蝕劑302感光，并將抗蝕劑302除去。然而，這里存在的問(wèn)題是由柵電極3a′在層間絕緣膜4和7上產(chǎn)生的臺(tái)階高差。當(dāng)為使TFT30′的尺寸微細(xì)化而將接觸孔8開(kāi)在緊靠柵電極3a′的位置時(shí)，在掩模曝光中將因該臺(tái)階高差而發(fā)生光的不規(guī)則反射，從而產(chǎn)生使抗蝕劑沿圖中箭頭方向后縮這樣的不正常情況。因此，使抗蝕劑302被除去的圖案直徑大于光掩模303上的不設(shè)遮光性鉻膜304的部分、即接觸孔開(kāi)孔用的圖案直徑，當(dāng)如圖17(c)所示對(duì)其進(jìn)行蝕刻加工時(shí)，開(kāi)孔直徑將大于在光掩模303上形成的接觸孔開(kāi)孔用的圖案直徑，因而存在著很難使接觸孔8微細(xì)化的問(wèn)題。
另外，在液晶板技術(shù)領(lǐng)域中的顯示圖象高品位化及節(jié)能化的要求下，必須提高使用微距透鏡后的光利用效率，但在圖16中示出的象以往的象素那樣的光透過(guò)區(qū)域，是由在對(duì)置基板上形成的遮光膜22限定并使光在虛線包圍的內(nèi)側(cè)透過(guò)的區(qū)域。象上述現(xiàn)有例那樣，在光透過(guò)區(qū)域不是相對(duì)于象素開(kāi)孔部的中心成線對(duì)稱的情況下，不能最大限度地利用微距透鏡的效果，因而不能獲得足夠的入射光利用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，其目的是提供一種即使采用比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而使象素微細(xì)化也不會(huì)導(dǎo)致加工合格率及象素開(kāi)孔率降低的液晶板及備有該液晶板的電子設(shè)備。
第1項(xiàng)所述的液晶板是一種液晶板，將液晶封入一對(duì)第1和第2基板之間，在上述第1基板上，具有多條數(shù)據(jù)線、與上述多條數(shù)據(jù)線交叉的多條掃描線、與上述各數(shù)據(jù)線及上述各掃描線的交叉對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)薄膜晶體管、及與上述多個(gè)薄膜晶體管對(duì)應(yīng)并按矩陣狀配置的多個(gè)象素電極，上述薄膜晶體管，在半導(dǎo)體層上通過(guò)柵絕緣膜配置柵電極，在上述半導(dǎo)體層及上述柵電極上配置層間絕緣膜，上述薄膜晶體管的漏區(qū)，通過(guò)在上述層間絕緣膜上形成的接觸孔與上述象素電極電連接，其特征在于在與上述接觸孔對(duì)應(yīng)的上述半導(dǎo)體層的漏區(qū)之下，以多晶硅，高熔點(diǎn)金屬膜，高熔點(diǎn)金屬合金中的任何一種形成加高膜。
按照第1項(xiàng)所述的液晶板，由于在接觸孔下形成加高膜，所以，可以減小掃描線及數(shù)據(jù)線的至少一方與接觸孔的臺(tái)階高差，因而能使層間絕緣膜的表面變得平坦。因此，能夠防止因臺(tái)階高差引起的液晶的旋轉(zhuǎn)位移。此外，為了在層間絕緣膜的規(guī)定區(qū)域開(kāi)孔，在不除去層間絕緣膜的區(qū)域形成抗蝕掩模，當(dāng)在光刻工序中使該抗蝕掩模曝光時(shí)，可以抑制在膜表面上的光的反射，從而能防止抗蝕劑的后縮，所以，基本上可以按照掩模尺寸形成接觸孔。因此，接觸孔的開(kāi)孔形成尺寸不會(huì)擴(kuò)大，所以不會(huì)因象素缺陷而導(dǎo)致合格率的降低。此外，由于可以使接觸孔的尺寸微細(xì)化，所以能使象素微細(xì)化，并可以實(shí)現(xiàn)液晶板的高精細(xì)化及小型化。
第2項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第1項(xiàng)所述的液晶板中，上述掃描線及上述數(shù)據(jù)線的至少一方與上述加高膜，由大致相同的膜厚構(gòu)成。
按照第2項(xiàng)所述的液晶板，由于掃描線及上述數(shù)據(jù)線的至少一方與上述加高膜由大致相同的膜厚構(gòu)成，所以，可以進(jìn)一步減小臺(tái)階高差。因此，對(duì)接觸孔的微細(xì)化及旋轉(zhuǎn)位移的減低更為有效。
第3項(xiàng)所述的液晶板，將液晶封入一對(duì)第1和第2基板之間，在上述第1基板上，具有多條數(shù)據(jù)線、與上述多條數(shù)據(jù)線交叉的多條掃描線、與上述各數(shù)據(jù)線及上述各掃描線連接的薄膜晶體管、與上述多個(gè)薄膜晶體管連接并按矩陣狀配置的多個(gè)象素電極及存儲(chǔ)電容，上述薄膜晶體管在半導(dǎo)體層上通過(guò)柵絕緣膜配置柵電極，在上述半導(dǎo)體層及上述柵電極上配置層間絕緣膜，上述薄膜晶體管的漏區(qū)通過(guò)在上述層間絕緣層上形成的接觸孔與上述象素電極連接，用作上述存儲(chǔ)電容的一個(gè)電極的電容線與上述掃描線大致平行地配置，該液晶板的特征在于上述接觸孔配置在上述各掃描線與上述各電容線之間，并在上述接觸孔下形成加高膜。
按照第3項(xiàng)所述的液晶板，在掃描線與電容線之間形成接觸孔，而且，在接觸孔下形成加高膜。因此，可以減小掃描線和電容線以及接觸孔的臺(tái)階高差，因而能使層間絕緣膜的表面變得平坦。由于在掃描線與電容線之間形成接觸孔，所以，通過(guò)使其與以往因在相鄰象素電極之間產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)造成的旋轉(zhuǎn)位移位于相同的區(qū)域內(nèi)，能有效地將接觸孔設(shè)置在以往不得不遮光的區(qū)域。因此，能防止液晶的旋轉(zhuǎn)位移，同時(shí)，當(dāng)在光刻工序中使抗蝕掩模曝光時(shí)，可以抑制接觸孔開(kāi)孔形成尺寸的擴(kuò)大。
第4項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第3項(xiàng)所述的液晶板中，上述掃描線和上述電容線用相同材料同時(shí)形成，上述柵絕緣膜和上述存儲(chǔ)電容的電介質(zhì)膜用相同材料同時(shí)形成，并用相同材料同時(shí)形成上述半導(dǎo)體層和上述存儲(chǔ)電容的另一電極。
按照第4項(xiàng)所述的液晶板，掃描線與電容線的高度基本相同。因此，能使掃描線與電容線間的臺(tái)階高差變得平緩，由于可以根據(jù)其高度形成加高膜，所以掃描線、電容線及接觸孔形成區(qū)域的臺(tái)階高差易于調(diào)整，因而能進(jìn)一步平坦化。因此，對(duì)接觸孔的微細(xì)化及旋轉(zhuǎn)位移的減低更為有效。
第5項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第3或第4項(xiàng)所述的液晶板中，上述加高膜的至少一部分圍繞上述接觸孔形成，上述掃描線和上述電容線中的至少一方，沿著上述加高膜凹下。
按照第5項(xiàng)所述的液晶板，由于加高膜的至少一部分沿著接觸孔的形成區(qū)域形成、且掃描線和電容線中的至少一方沿著該加高膜凹下。所以，即使將掃描線與電容線接近配置，也能在掃描線與電容線之間形成具有大的開(kāi)孔面積的接觸孔而不會(huì)降低開(kāi)孔率。
第6項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第3項(xiàng)～第5項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板中，上述加高膜，以與上述掃描線及上述電容線不相重疊的方式形成。
按照第6項(xiàng)所述的液晶板，由于加高膜以與上述掃描線及上述電容線不相重疊的方式形成，所以不會(huì)因掃描線或電容線與加高膜重疊而產(chǎn)生臺(tái)階高差，因而能變得平坦。因此，可以防止因臺(tái)階高差產(chǎn)生的液晶的旋轉(zhuǎn)位移及接觸孔開(kāi)孔形成尺寸的擴(kuò)大。
第7項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第3項(xiàng)～第6項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板中，上述加高膜，由與上述掃描線及上述電容線的至少一方大致相同的膜厚構(gòu)成。
按照第7項(xiàng)所述的液晶板，由于加高膜由與上述掃描線及上述電容線的至少一方大致相同的膜厚構(gòu)成，所以能夠進(jìn)一步減小加高膜與掃描線和電容線的至少一方之間的臺(tái)階高差。
第8項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第1項(xiàng)～第7項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板中，上述加高膜，是與上述漏區(qū)電氣連接的導(dǎo)電膜。
按照第8項(xiàng)所述的液晶板，加高膜是與漏區(qū)電氣連接的導(dǎo)電膜。因此，假如加高膜在漏區(qū)上形成，則加高膜在接觸孔開(kāi)孔時(shí)可起到蝕刻遮擋層的作用。此外，如加高膜在漏區(qū)下形成，則即使萬(wàn)一在接觸孔開(kāi)孔時(shí)穿透了漏區(qū)，也可以保持與導(dǎo)電膜電氣導(dǎo)通，所以能防止象素缺陷。
第9項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第8項(xiàng)所述的液晶板中，上述加高膜，是在上述漏區(qū)上與上述數(shù)據(jù)線用相同的材料同時(shí)形成的導(dǎo)電膜。
按照第9項(xiàng)所述的液晶板，由于加高膜與數(shù)據(jù)線用相同的材料同時(shí)形成，所以無(wú)需增加工序即可形成加高膜。
第10項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第8項(xiàng)所述的液晶板中，上述加高膜，是在上述漏區(qū)下形成的導(dǎo)電膜。
按照第10項(xiàng)所述的液晶板，即使萬(wàn)一在接觸孔開(kāi)孔時(shí)穿透了漏區(qū)，也可以保持著電氣導(dǎo)通，所以能防止象素缺陷。因此，可以使構(gòu)成源·漏的半導(dǎo)體層薄膜化并能獲得高速的寫入特性，所以能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)比度高的液晶板。
第11項(xiàng)所述的液晶板，為解決上述課題，其特征在于將液晶封入一對(duì)第1和第2基板之間，在上述第1基板上，設(shè)置多條數(shù)據(jù)線、與該多條數(shù)據(jù)線交叉的多條掃描線、與上述各數(shù)據(jù)線及上述各掃描線的交叉對(duì)應(yīng)設(shè)置的開(kāi)關(guān)元件、及與上述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件連接并按矩陣狀配置的多個(gè)象素電極，上述象素電極通過(guò)接觸孔與上述開(kāi)關(guān)元件連接，上述接觸孔，在用于將圖象信號(hào)供給上述象素電極的數(shù)據(jù)線和與該數(shù)據(jù)線相鄰的數(shù)據(jù)線之間的大致中心位置開(kāi)孔。
按照第11項(xiàng)所述的液晶板，通過(guò)使在層間絕緣膜上開(kāi)孔的用于將作為開(kāi)關(guān)元件的TFT與象素電極連接的接觸孔的形成位置開(kāi)設(shè)在用于將圖象信號(hào)供給上述象素電極的數(shù)據(jù)線和與該數(shù)據(jù)線相鄰的掃描線之間的大致中心位置，可以防止數(shù)據(jù)線與象素電極間的短路，因而即使象素微細(xì)化也不會(huì)導(dǎo)致加工合格率及象素開(kāi)孔率的降低。
第12項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第11項(xiàng)所述的液晶板中，在上述第1基板上，對(duì)上述象素電極分別附加規(guī)定的存儲(chǔ)電容的電容線，與上述掃描線大致平行設(shè)置，上述接觸孔，在相鄰的電容線與掃描線之間開(kāi)孔。
按照第12項(xiàng)所述的液晶板，用于將作為開(kāi)關(guān)元件的TFT與象素電極連接的接觸孔，因其臺(tái)階形狀而引起液晶的旋轉(zhuǎn)位移，但由于將接觸孔設(shè)在掃描線與電容線之間，所以能使其位于由相鄰象素電極間的橫向電場(chǎng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)位移的區(qū)域內(nèi)。因此，可以將以往因發(fā)生液晶的旋轉(zhuǎn)位移而不得不遮光的非開(kāi)孔區(qū)域抑制到最小限度。此外，通過(guò)將用于形成為保持象素的寫入電荷而附加的存儲(chǔ)電容的電容線設(shè)置在旋轉(zhuǎn)位移的發(fā)生區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)顯示品位高的液晶板而不降低象素開(kāi)孔率。另外，接觸孔，利用位于中間不夾開(kāi)孔區(qū)域的相鄰電容線與掃描線之間的間隔區(qū)域進(jìn)行開(kāi)孔，所以，可以在按矩陣狀配置的各象素內(nèi)擴(kuò)大沿?cái)?shù)據(jù)線方向的寬度由電容線和掃描線限定的線對(duì)稱開(kāi)口區(qū)域。因此，與象以往那樣在各象素的角部形成接觸孔的情況相比，光的利用效率得到改善。
第13項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第11項(xiàng)或第12項(xiàng)所述的液晶板中，至少在上述開(kāi)關(guān)元件的下面、在上述接觸孔的正下方設(shè)置加高膜。
按照第13項(xiàng)所述的液晶板，在用于將作為開(kāi)關(guān)元件的TFT與象素電極連接的接觸孔的規(guī)定開(kāi)孔位置上，由于在TFT的半導(dǎo)體層下敷設(shè)加高膜，所以，在蝕刻工序中對(duì)接觸孔進(jìn)行開(kāi)孔時(shí)，即使將TFT的半導(dǎo)體層穿透也能加以防護(hù)而不產(chǎn)生象素缺陷。因此，可以使半導(dǎo)體層薄膜化，并能獲得高速的寫入特性，所以能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)比度高的液晶板。
第14項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第11項(xiàng)～第13項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板中，上述開(kāi)關(guān)元件由薄膜晶體管構(gòu)成，該薄膜晶體管的源區(qū)與數(shù)據(jù)線電氣連接，該薄膜晶體管的漏區(qū)與象素電極連接，上述加高膜與該漏區(qū)電氣連接并且是導(dǎo)電膜。
按照第14項(xiàng)所述的液晶板，使加高膜與作為開(kāi)關(guān)元件的薄膜晶體管的漏區(qū)電氣連接。此外，作為加高膜的材質(zhì)，由多晶硅膜或W(鎢)、Ti(鈦)、Cr(鉻)、Mo(鉬)、Ta(鉭)等高熔點(diǎn)金屬膜或其合金膜之類的導(dǎo)電膜形成，所以，在蝕刻工序中對(duì)接觸孔進(jìn)行開(kāi)孔時(shí)，即使萬(wàn)一穿透了半導(dǎo)體層，也可以保持與導(dǎo)電膜電氣導(dǎo)通，所以不會(huì)產(chǎn)生象素缺陷。
第15項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第11項(xiàng)～第14項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板中，上述加高膜，設(shè)置在與上述掃描線及電容線不相重疊的位置。
按照第15項(xiàng)所述的液晶板，設(shè)在TFT半導(dǎo)體層的漏區(qū)下的加高膜的敷設(shè)，與通過(guò)柵絕緣膜設(shè)在該半導(dǎo)體層上方的掃描線及電容線不相重疊。這意味著使半導(dǎo)體層的漏區(qū)上方的層間絕緣膜的表面可以大致變得平坦。因此，為了在上述層間絕緣膜的規(guī)定區(qū)域開(kāi)設(shè)接觸孔，在不除去層間絕緣膜的區(qū)域形成抗蝕掩模，當(dāng)在光刻工序中使該抗蝕掩模曝光時(shí)，如果使層間絕緣膜平坦化，則可以抑制在膜表面上的光的反射，從而能防止抗蝕劑的后縮，所以，基本上可以按照掩模尺寸形成接觸孔。因此，接觸孔的開(kāi)孔形成尺寸不會(huì)擴(kuò)大，因而不會(huì)因象素缺陷而導(dǎo)致合格率的降低。此外，由于可以使接觸孔的尺寸微細(xì)化，所以能使象素微細(xì)化，并可以實(shí)現(xiàn)液晶板的高精細(xì)化及小型化。
第16項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第11項(xiàng)～第15項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板中，上述加高膜的膜厚，與上述掃描線及電容線的膜厚大致相同。
按照第16項(xiàng)所述的液晶板，使加高膜的膜厚以與掃描線及電容線大致相同的膜厚形成，所以能使TFT的漏區(qū)上方的層間絕緣膜的表面變得更為平坦。因此，能進(jìn)一步防止抗蝕劑的后縮，并可以使接觸孔的尺寸進(jìn)一步微細(xì)化，從而能使象素進(jìn)一步微細(xì)化，因而有利于液晶板的高精細(xì)化及小型化。
第17項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第11項(xiàng)～第16項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板中，上述開(kāi)孔區(qū)域，具有相對(duì)于上接觸孔成線對(duì)稱的平面形狀。
按照第17項(xiàng)所述的液晶板，用于將TFT的漏區(qū)與象素電極連接的接觸孔，在相對(duì)于開(kāi)孔區(qū)域的中心線成線對(duì)稱的位置開(kāi)孔，所以，可以擴(kuò)大位于按矩陣狀配置且具有四方形平面形狀的各象素內(nèi)的中央附近的線對(duì)稱的開(kāi)孔區(qū)域。并且，接觸孔周圍的象素電極的臺(tái)階高差，相對(duì)于開(kāi)孔區(qū)域成線對(duì)稱狀態(tài)。因此，無(wú)論是采用右旋液晶還是采用左旋液晶，在易于發(fā)生反向傾斜等液晶的定向不良方面幾乎變得相同。即當(dāng)采用其中任何一種旋轉(zhuǎn)模式的液晶時(shí)，可以將發(fā)生顯著的定向不良的情況防止于未然，哪一種旋轉(zhuǎn)模式的液晶都可以同樣地采用，因而在實(shí)用上是方便的。此外，與在圖16的現(xiàn)有例中示出的在各象素角部形成接觸孔因而不是線對(duì)稱的開(kāi)孔區(qū)域內(nèi)形成圓形等光照射區(qū)域的情況相比，光的利用效率得到改善。
第18項(xiàng)所述的液晶板，其特征在于在第11項(xiàng)～第17項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板中，將微距透鏡設(shè)在與各象素電極相對(duì)的位置，并使透鏡中心位于上述開(kāi)口區(qū)域的中心點(diǎn)。
按照第18項(xiàng)所述的液晶板，通過(guò)使由微距透鏡形成的圓形等光照射區(qū)域的中心點(diǎn)與象素的開(kāi)孔區(qū)域的中心點(diǎn)一致，可以提高光照射區(qū)域相對(duì)于該開(kāi)孔區(qū)域所占的比例，并能改善光的利用效率。因此，即使象素微細(xì)化也能實(shí)現(xiàn)明亮的液晶板。
第19項(xiàng)所述的電子設(shè)備，其特征在于備有第11項(xiàng)～第18項(xiàng)中的任何一項(xiàng)所述的液晶板。
如按照第19項(xiàng)的電子設(shè)備，則電子設(shè)備具有上述的本發(fā)明的液晶板，利用與開(kāi)孔區(qū)域?qū)?yīng)的光照射區(qū)域?qū)捛夜獾睦眯实玫礁纳频囊壕О澹梢赃M(jìn)行明亮的高品位顯示。


圖1是構(gòu)成液晶板的圖象顯示區(qū)域的象素部的等效電路圖。
圖2是從對(duì)置基板側(cè)觀察本發(fā)明液晶板第1實(shí)施形態(tài)的TFT陣列基板上的多個(gè)鄰接象素群的平面圖。
圖3是包含對(duì)置基板而示出的圖2的A-A′斷面圖。
圖4是對(duì)圖3所示部分按順序示出液晶板實(shí)施形態(tài)的制造工藝的工序圖(其1)。
圖5是對(duì)圖3所示部分按順序示出液晶板實(shí)施形態(tài)的制造工藝的工序圖(其2)。
圖6是對(duì)圖3所示部分按順序示出液晶板實(shí)施形態(tài)的制造工藝的工序圖(其3)。
圖7是沿著圖2的B-B′斷面圖對(duì)圖6的(17)～(20)所示工序更詳細(xì)地按順序示出液晶板實(shí)施形態(tài)的制造工藝的工序圖。
圖8是從對(duì)置基板側(cè)觀察本發(fā)明液晶板第2實(shí)施形態(tài)的TFT陣列基板上的多個(gè)鄰接象素群的平面圖。
圖9是包含對(duì)置基板而示出的圖8的C-C′斷面圖。
圖10是從對(duì)置基板側(cè)觀察本發(fā)明液晶板第3實(shí)施形態(tài)的TFT陣列基板上的多個(gè)鄰接象素群的平面圖。
圖11是表示本發(fā)明液晶板的實(shí)施形態(tài)中的液晶板與現(xiàn)有的液晶板的不同象素間距的液晶板圖象缺陷不合格率的曲線圖。
圖12是表示本發(fā)明液晶板的總體結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖13是圖12的H-H′斷面圖。
圖14是形成了微距透鏡一例的象素部的對(duì)置基板的放大斷面圖。
圖15是形成了微距透鏡的另一例的象素部的對(duì)置基板的放大斷面圖。
圖16是從對(duì)置基板側(cè)觀察現(xiàn)有液晶板的TFT陣列基板上的多個(gè)鄰接象素群的平面圖。
圖17是沿著圖16的D-D′斷面圖對(duì)圖6的(17)～(20)所示工序更詳細(xì)地按順序示出現(xiàn)有液晶板的制造工藝的工序圖。
圖18是表示本發(fā)明的電子設(shè)備實(shí)施形態(tài)的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖19是表示作為電子設(shè)備一例的液晶投影機(jī)的斷面圖。
圖20是表示作為電子設(shè)備一例的個(gè)人計(jì)算機(jī)的正視圖。
圖21是表示作為電子設(shè)備一例的采用TCP的液晶裝置的透視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
(液晶板的第1實(shí)施形態(tài))根據(jù)圖1～圖3說(shuō)明液晶板的第1實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)。圖1是表示構(gòu)成液晶板圖象顯示區(qū)域的按矩陣狀形成的多個(gè)象素的等效電路圖。圖2是示出構(gòu)成液晶板的TFT陣列基板上的多個(gè)鄰接象素群的俯視圖，圖3是圖2中的A-A′間的斷面圖，表示出作為象素的開(kāi)關(guān)元件的TFT的結(jié)構(gòu)。在圖3中，為使各層和各構(gòu)件的大小都能達(dá)到可在圖上識(shí)別的程度，對(duì)各層和每個(gè)構(gòu)件以不同的縮小比例尺表示。
首先，構(gòu)成本實(shí)施形態(tài)的液晶板的圖象顯示區(qū)域的按矩陣狀形成的多個(gè)象素，如圖1所示，按矩陣狀形成多個(gè)用于控制象素電極9a的TFT30，并將供給圖象信號(hào)的數(shù)據(jù)線6a與該TFT30的源極電氣連接。寫入數(shù)據(jù)線6a的圖象信號(hào)，可以按S1、S2、...、Sn的順序?qū)γ織l線依次供給，也可以對(duì)相鄰的多條數(shù)據(jù)線6a按每個(gè)組同時(shí)供給。此外，在結(jié)構(gòu)上還將掃描線3a與TFT30的柵極電氣連接，并在規(guī)定的時(shí)刻按G1、G2、...、Gn的順序以脈沖形式對(duì)掃描線3a按每條線依次施加掃描信號(hào)。象素電極9a，與TFT30的漏極電氣連接，并使作為開(kāi)關(guān)元件的TFT30在一定的時(shí)間將其開(kāi)關(guān)閉合，從而在規(guī)定的時(shí)刻寫入由數(shù)據(jù)線供給的圖象信號(hào)。通過(guò)象素電極9a寫入液晶的規(guī)定電平的圖象信號(hào)，在對(duì)置基板(如后文所述)上形成的對(duì)置電極(如后文所述)之間保持一定的時(shí)間。液晶，借助于其分子團(tuán)的定向及順序隨所施加的電壓電平而發(fā)生的變化，對(duì)光進(jìn)行調(diào)制，從而可以進(jìn)行不同灰度等級(jí)的顯示。如果是正常白色模式，則根據(jù)所施加的電壓使入射光不能通過(guò)該液晶部分，如果是正常黑色模式，則根據(jù)所施加的電壓使入射光可以通過(guò)該液晶部分，從而作為整體從液晶板射出具有與圖象信號(hào)對(duì)應(yīng)的對(duì)比度的光。這里，為防止所保持的圖象信號(hào)漏泄，附加一個(gè)與在象素電極9a和相對(duì)電極之間形成的液晶電容并聯(lián)的存儲(chǔ)電容70。因此，可以實(shí)現(xiàn)保持特性得到進(jìn)一步改善且對(duì)比度高的液晶板。另外，作為形成存儲(chǔ)電容70的方法，可以設(shè)置用于形成電容的配線即電容線3b，當(dāng)然，也可以在與前級(jí)的掃描線3a之間形成電容。
其次，說(shuō)明液晶板的第1實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)。
按照第1實(shí)施形態(tài)，構(gòu)成液晶板的圖象顯示區(qū)域的象素的平面配置，采用如圖2所示的結(jié)構(gòu)。即，設(shè)有按矩陣設(shè)置的多個(gè)象素電極9a、沿X方向排列多條并分別沿Y方向延伸的數(shù)據(jù)線6a、及沿Y方向排列多條并分別沿X方向延伸的掃描線3a。其中，在第SX條數(shù)據(jù)線6a與掃描線3a的交叉部形成用于構(gòu)成TFT30的半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)1a′(圖2中畫有朝左上方的斜線的部分)，該TFT30的源區(qū)，在數(shù)據(jù)線底下通過(guò)接觸孔5電氣連接。而半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)，延伸到緊靠相鄰的第SX+1條數(shù)據(jù)線6a附近，并形成用于對(duì)象素附加電容的第1存儲(chǔ)電容電極1f。第1存儲(chǔ)電容電極1f，在與電容線3b之間以柵絕緣膜為電介質(zhì)形成存儲(chǔ)電容。電容線3b沿著掃描線3a在X方向上延伸到圖象顯示區(qū)域的外側(cè)。進(jìn)一步，如果在本級(jí)的數(shù)據(jù)線6a下也同樣地從半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)延伸而形成第1存儲(chǔ)電容電極1f，則在配線形成部這樣的液晶板的非光透過(guò)區(qū)域上，能夠有效地附加存儲(chǔ)電容，所以，可以提高用于保持寫入象素的電荷的能力，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)比度高的液晶板。另外，在圖2中，如將數(shù)據(jù)線6a的第SX條和第SX+1條的順序反過(guò)來(lái)，也不存在任何問(wèn)題。
這里，在掃描線3a與電容線3b的配線之間設(shè)有用于連接半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)和象素電極9a的接觸孔8。通過(guò)使因接觸孔8的臺(tái)階形狀而發(fā)生液晶旋轉(zhuǎn)位移的區(qū)域與在相鄰象素電極9a之間產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)所造成的旋轉(zhuǎn)位移位于相同的區(qū)域，這將能有效地將接觸孔8設(shè)置在以往不得不遮光的區(qū)域。此外，在接觸孔8的正下方，在圖2中用粗線圍出的部分，可以設(shè)置用作蝕刻遮擋層的由多晶硅膜或W(鎢)、Ti(鈦)、Cr(鉻)、Mo(鉬)、Ta(鉭)等高熔點(diǎn)金屬膜或其合金膜構(gòu)成的導(dǎo)電性加高膜13a。這是為了在蝕刻工序中對(duì)用于將半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)和象素電極9a連接的接觸孔8進(jìn)行開(kāi)孔時(shí)即使將半導(dǎo)體層1a穿透也能防止產(chǎn)生致命的象素缺陷，因此，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體層的薄膜化，并具有能形成光電效應(yīng)對(duì)晶體管特性的改善及光的影響小的半導(dǎo)體層的優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，加高膜13a的至少一部分圍繞上述接觸孔8形成，并使加高膜13a與掃描線3a及電容線3b不相重疊。當(dāng)接觸孔8與掃描線3a及電容線3b之間的余裕間隔很小時(shí)，如圖2所示，可以使掃描線3a和電容線3b的至少一方沿著設(shè)有該導(dǎo)電膜的區(qū)域以二維(平面)形式凹下，從而使掃描線3a和電容線3b與加高膜13a不重疊。另外，通過(guò)將接觸孔8設(shè)在相鄰的第SX條數(shù)據(jù)線6a和第SX+1條數(shù)據(jù)線6a之間的大致中心位置，即使象素微細(xì)化，也可以防止數(shù)據(jù)線6a與象素電極9a短路，并能大幅度地減少因TFT30的不良引起的點(diǎn)缺陷或線缺陷等致命的缺陷。
另外，在第1實(shí)施形態(tài)的液晶板中，使TFT30的至少溝道區(qū)1a′及該溝道區(qū)1a′與源·漏區(qū)的接合部在數(shù)據(jù)線6a的下方形成，從而使入射光不能直接照射溝道區(qū)1a′及該溝道區(qū)1a′與源·漏區(qū)的接合部。進(jìn)一步，在TFT30的下方也通過(guò)層間絕緣膜設(shè)置由W(鎢)、Ti(鈦)、Cr(鉻)、Mo(鉬)、Ta(鉭)等高熔點(diǎn)金屬膜或其合金膜及多晶硅膜形成的遮光膜11a(圖2中畫有朝右上方的斜線的部分)，從而使入射光不能直接照射TFT30的至少溝道區(qū)1a′及該溝道區(qū)1a′與源·漏區(qū)的接合部。如采用這種結(jié)構(gòu)，則可以防止因透過(guò)象素開(kāi)孔部的光由偏振片等反射后照射到TFT而產(chǎn)生的漏電流。這意味著即使為提高光利用效率而射入強(qiáng)光也能防止因半導(dǎo)體的光電效應(yīng)而產(chǎn)生的漏電流，這對(duì)用于投影機(jī)的液晶板是特別有效的。此外，為防止TFT30的晶體管特性惡化，也可以對(duì)遮光膜11a供給接地電位等固定電位。這時(shí)，如果連接于對(duì)設(shè)在圖象顯示區(qū)域外側(cè)的外圍驅(qū)動(dòng)電路供電的電源等固定電位線，則不需要專用的外部輸入端子及連接配線，所以能有效地利用TFT陣列基板的空間。
圖3是沿圖2的A-A′線的斷面，示出TFT30及存儲(chǔ)電容70的三維結(jié)構(gòu)。TFT30具有LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)，并備有掃描線3a(柵電極)、由來(lái)自掃描線3a的電場(chǎng)形成溝道的半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)1a′、使掃描線3a與半導(dǎo)體層1a絕緣的柵絕緣膜2、半導(dǎo)體層1a的低濃度源區(qū)(源側(cè)LDD區(qū))1b及低濃度漏區(qū)(漏側(cè)LDD區(qū))1c、半導(dǎo)體層1a的高濃度源區(qū)1d及高濃度漏區(qū)1e。數(shù)據(jù)線6a與高濃度源區(qū)1d連接，多個(gè)象素電極9a中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)與高濃度漏區(qū)1e連接。如后文所述，根據(jù)形成n型還是p型溝道而對(duì)半導(dǎo)體層1a摻雜規(guī)定濃度的n型用或p型用摻雜劑，從而形成源區(qū)1b和1d以及漏區(qū)1c和1e。n型溝道的TFT，具有動(dòng)作快的優(yōu)點(diǎn)，大多作為象素的開(kāi)關(guān)元件即TFT30使用。特別是，在本實(shí)施形態(tài)中，數(shù)據(jù)線6a(源電極)采用Al等金屬膜或金屬硅化物等合金膜之類的遮光性薄膜構(gòu)成。此外，在掃描線3a(柵電極)、柵絕緣膜2及第1層間絕緣膜12上，形成在其上分別形成有與高濃度源區(qū)1d連通的接觸孔5及與高濃度漏區(qū)1e連通的接觸孔8的第2層間絕緣膜4。通過(guò)與高濃度源區(qū)1d連通的接觸孔5，將數(shù)據(jù)線6a(源電極)與高濃度源區(qū)1d電氣連接。進(jìn)一步，在數(shù)據(jù)線6a(源電極)及第2層間絕緣膜4上，形成在其上形成有與高濃度漏區(qū)1e連通的接觸孔8的第3層間絕緣膜7。通過(guò)與高濃度漏區(qū)1e連通的接觸孔8，將象素電極9a與高濃度漏區(qū)1e電氣連接。上述象素電極9a，設(shè)在按上述方式構(gòu)成的第3層間絕緣膜7的上面。其中，在接觸孔8的正下方，設(shè)置半導(dǎo)體層1a的高濃度漏區(qū)1e及設(shè)在高濃度漏區(qū)1e下層的導(dǎo)電性加高膜13a。因此，在接觸孔8開(kāi)孔時(shí)的蝕刻加工中，即使穿透了半導(dǎo)體層1a的高濃度漏區(qū)1e，也可以通過(guò)下層的加高膜13a保持電氣連接，因而能防止致命的象素缺陷。此外，由于可以使接觸孔8的開(kāi)孔區(qū)域盡可能平坦化，所以能使掃描線3a、電容線3b及加高膜13a的膜厚彼此一致。另外，如圖2所示，通過(guò)將加高膜13a在掃描線3a與電容線3b之間的間隔區(qū)域中延伸設(shè)置，可以形成盡可能平坦的區(qū)域。如采用這種結(jié)構(gòu)，則在接觸孔8的周圍及掃描線3a與電容線3b的配線之間，由于在象素電極9a下層的層間絕緣膜的表面上不會(huì)產(chǎn)生臺(tái)階高差，所以能夠最大限度地減小液晶旋轉(zhuǎn)位移的發(fā)生區(qū)域。因此，可以進(jìn)一步提高象素開(kāi)孔率。此外，也可以將加高膜13a不設(shè)在漏區(qū)下而是設(shè)在漏區(qū)之上并使其與漏區(qū)電氣連接。這樣的加高膜，如與數(shù)據(jù)線用相同材料同時(shí)形成，則不必增加工序數(shù)即可形成加高膜。另外，在這種情況下，如使數(shù)據(jù)線與掃描線或電容線的膜厚基本一致，則對(duì)進(jìn)一步的平坦化是有效的。
TFT30最好具有如上所述的LDD結(jié)構(gòu)，但也可以具有不對(duì)低濃度源區(qū)1b及低濃度漏區(qū)1c進(jìn)行雜質(zhì)離子注入的偏置結(jié)構(gòu)，并且還可以是將柵電極3a作為掩模在高濃度下注入雜質(zhì)離子并以自匹配方式形成高濃度源區(qū)和漏區(qū)的自調(diào)整式TFT。
另外，也可以采用在圖3所示的結(jié)構(gòu)中在TFT30的高濃度源區(qū)1d和高濃度漏區(qū)1e之間設(shè)置通過(guò)柵絕緣膜2供入同一掃描信號(hào)的2個(gè)柵電極3a使其作為串聯(lián)電阻的雙柵(雙重柵極)結(jié)構(gòu)的TFT。由此，可以減小TFT30的漏電流。此外，如果使雙柵結(jié)構(gòu)的TFT具有上述LDD結(jié)構(gòu)或偏置結(jié)構(gòu)，則能進(jìn)一步減小TFT30的漏電流，并可以實(shí)現(xiàn)高的對(duì)比度。另外，借助于雙柵結(jié)構(gòu)，可以具有冗余性，因而不僅能大幅度地減少象素缺陷，而且在高溫動(dòng)作時(shí)因漏電流低所以能實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度的畫質(zhì)。當(dāng)然，設(shè)置在TFT30的高濃度源區(qū)1d和高濃度漏區(qū)1e之間的柵電極3a，也可以為3個(gè)以上。
這里，一般來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)1a′、低濃度源區(qū)1b及低濃度漏區(qū)1c等的多晶硅層，在光照射時(shí)將因多晶硅具有的光電變換效應(yīng)而產(chǎn)生電流并使TFT30的晶體管特性惡化，但在本實(shí)施形態(tài)中，由于用Al等遮光性金屬薄膜形成數(shù)據(jù)線6a(源電極)，并使其從上側(cè)覆蓋掃描線3a(柵電極)，所以至少能有效地防止入射光(即圖3中來(lái)自上側(cè)的光)照射到半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)1a′及LDD區(qū)域1b、1c。此外，如上所述，由于在TFT30的下側(cè)設(shè)置著遮光膜11a，所以至少能有效地防止回射光(即圖3中來(lái)自下側(cè)的光)對(duì)半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)1a′及LDD區(qū)域1b、1c的入射。
另外，如圖1所示，對(duì)象素電極9a分別設(shè)置著存儲(chǔ)電容70。更具體地說(shuō)，該存儲(chǔ)電容70，包括由從半導(dǎo)體層1a的高濃度漏區(qū)1e延伸的多晶硅膜構(gòu)成的第1存儲(chǔ)電容電極1f、按照與柵絕緣膜2相同的工序形成的電介質(zhì)膜、按照與掃描線3a(柵電極)相同的工序形成的電容線3b(第2存儲(chǔ)電容電極)、第2和第3層間絕緣膜4和7、及通過(guò)第2和第3層間絕緣膜4和7與電容線3b相對(duì)的象素電極9a的一部分。由于設(shè)置著這種存儲(chǔ)電容70，所以，即使占空比小也能進(jìn)行高精細(xì)的顯示。電容線3b(第2存儲(chǔ)電容電極)，如圖2所示，在TFT陣列基板10的表面上與掃描線3a(柵電極)大致平行地設(shè)置。另外，如本實(shí)施形態(tài)所示，在第1存儲(chǔ)電容電極1f的下方通過(guò)第1層間絕緣膜12設(shè)置遮光膜11a，從而使第1層間絕緣膜12起著電介質(zhì)膜的作用，因而能使存儲(chǔ)容量增大。因此，可以實(shí)現(xiàn)畫質(zhì)品位更高的液晶板。
(液晶板的制造工藝)以下，參照?qǐng)D4～圖7說(shuō)明具有如上所述結(jié)構(gòu)的液晶板的制造工藝。圖4～圖6是在各工序中將TFT陣列基板側(cè)的各層與圖2的A-A′斷面對(duì)應(yīng)地表示的工序圖。此外，在圖7中是將TFT陣列基板側(cè)的各層與圖2的B-B′斷面對(duì)應(yīng)地表示的工序圖，表示出以圖6的(17)為依據(jù)的工序。在在圖4～圖7中，為使各層和各構(gòu)件的大小都能達(dá)到可在圖上識(shí)別的程度，對(duì)各層和每個(gè)構(gòu)件以不同的縮小比例尺表示。
首先，參照?qǐng)D4～圖6，說(shuō)明包括與圖2的A-A′斷面對(duì)應(yīng)的TFT30的部分的制造工藝。
如圖4的工序(1)所示，準(zhǔn)備石英基板、硬質(zhì)玻璃等TFT陣列基板10。這里，最好進(jìn)行預(yù)處理，即在N2(氮)等惰性氣體氣氛和約900～1300℃的高溫下進(jìn)行退火處理，以便在后面進(jìn)行高溫加工時(shí)減小TFT陣列基板10產(chǎn)生的畸變。也就是說(shuō)，根據(jù)在制造工藝的最高溫度下進(jìn)行高溫處理時(shí)的溫度，事先在相同溫度或更高的溫度下對(duì)TFT陣列基板10進(jìn)行熱處理。
在經(jīng)過(guò)上述處理后的TFT陣列基板10的整個(gè)表面上，以濺射方式覆蓋Ti(鈦)、Cr(鉻)、W(鎢)、Ta(鉭)、Mo(鉬)和Pb(鉛)等金屬或金屬硅化物等的金屬合金膜，以形成膜厚為1000～5000埃左右、最好約為2000埃的遮光膜11。而在入射光量達(dá)不到發(fā)生串?dāng)_的程度的用途中使用時(shí)，不需要形成遮光膜11。
接著，如工序(2)所示，在所形成的該遮光膜11上，通過(guò)光刻形成與遮光膜11的圖案對(duì)應(yīng)的掩模，并通過(guò)該掩模對(duì)遮光膜11進(jìn)行蝕刻，從而形成遮光膜11a。這時(shí)，遮光膜11a，可以按島狀形成，也可以沿著掃描線或數(shù)據(jù)線按條紋狀形成。此外，如按圖2所示的柵格狀形成，則可以減小遮光膜11a的電阻。
然后，如工序(3)所示，在遮光膜11a上，例如，利用常壓或減壓CVD法等并使用TEOS(四乙基原硅酸鹽)氣體、TEB(四乙基硼酸鹽)氣體、TMOP(四甲基含氧磷酸鹽)氣體，形成由NSG(不含硼和磷的硅酸鹽玻璃膜)、PSG(含磷的硅酸鹽玻璃膜)、BSG(含硼的硅酸鹽玻璃膜)、BPSG(含磷和硼的硅酸鹽玻璃膜)等硅酸鹽玻璃膜及氮化硅膜或氧化硅膜等構(gòu)成的第1層間絕緣膜12。該第1層間絕緣膜12的膜厚約為8000～15000埃。
下一步，如工序(4)所示，通過(guò)減壓CVD或?yàn)R射，形成導(dǎo)電膜13。導(dǎo)電膜13，由多晶硅膜或W(鎢)、Ti(鈦)、Cr(鉻)、Mo(鉬)、Ta(鉭)等高熔點(diǎn)金屬膜或其合金膜等構(gòu)成，導(dǎo)電膜13的膜厚，可以與在后面的工序中形成的掃描線或電容線的膜厚相同。關(guān)于這一點(diǎn)，將在后文中說(shuō)明。
然后，如工序(5)所示，通過(guò)光刻工序和蝕刻工序等，在后面工序中的象素電極9a及半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)的正下方留下呈島狀的加高膜13a。加高膜13a的敷設(shè)，是為了在對(duì)用于將象素電極9a與半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)連接的接觸孔8進(jìn)行蝕刻時(shí)即使將該半導(dǎo)體層穿透也能防止產(chǎn)生缺陷，所以，將其敷設(shè)在用于將數(shù)據(jù)線6a與半導(dǎo)體層的源區(qū)連接的接觸孔5的正下方，也不會(huì)有任何問(wèn)題。
接著，如工序(6)所示，在約450～550℃、最好約為500℃的較低溫度的環(huán)境中，使用流量約為400～600cc/min的甲硅烷氣體、乙硅烷氣體等，通過(guò)減壓CVD(例如，壓力約為20～40Pa的CVD)在加高膜13a上形成非晶形硅膜。然后，在氮?dú)鈿夥罩幸约s600～700℃進(jìn)行約1～10小時(shí)、最好4～6小時(shí)的退火處理，從而以固相生長(zhǎng)成厚度約為500～2000埃、最好約為1000埃的多晶硅膜1。這時(shí)，如形成n溝道型的TFT30，則可通過(guò)離子注入等摻雜小劑量的Sb(銻)、As(砷)、P(磷)等V類元素的摻雜劑。如形成p溝道型的TFT30，則可通過(guò)離子注入等摻雜小劑量的B(硼)、Ga(鎵)、In(銦)等III類元素的摻雜劑。另外，也可以不經(jīng)過(guò)形成非晶形硅膜的步驟，而利用減壓CVD法等直接形成多晶硅膜1?；蛘?，也可以通過(guò)在利用減壓CVD法等淀積的多晶硅膜內(nèi)注入硅離子而先行非結(jié)晶化(非晶形化)，然后通過(guò)退火處理等形成再次結(jié)晶的多晶硅膜1。此外，還可以通過(guò)受激準(zhǔn)分子激光器等激光器的照射進(jìn)行退火處理而以固相生長(zhǎng)出硅核。
下一步，如工序(7)所示，通過(guò)光刻工序、蝕刻工序等，形成規(guī)定圖案的島狀半導(dǎo)體層1a。這時(shí)，不僅將用作開(kāi)關(guān)元件的溝道區(qū)及源·漏區(qū)而且將用作為改善象素保持特性而附加電容用的存儲(chǔ)電容的一個(gè)電極的區(qū)域，統(tǒng)一地形成。
然后，如工序(8)所示，在大約900～1300℃的溫度、最好約為1000℃的溫度下對(duì)半導(dǎo)體層1a進(jìn)行熱氧化，從而形成厚度約為100～500埃的比較薄的熱氧化膜，進(jìn)一步，利用減壓CVID法等淀積厚度約為100～1000埃的比較薄的高溫氧化硅膜(HTO膜)或氮化硅膜，從而形成具有多層結(jié)構(gòu)的柵絕緣膜2。其結(jié)果是，使半導(dǎo)體層1a的厚度約為200～1500埃、最好約為350～500埃，柵絕緣膜2的厚度約為200～1500埃、最好約為300～1000埃。特別是，通過(guò)縮短上述的高溫?zé)嵫趸瘯r(shí)間，可以防止當(dāng)使用8英寸左右的大型基板時(shí)因熱而引起的翹曲。但是，也可以通過(guò)只對(duì)多晶硅層1進(jìn)行熱氧化而形成具有單層結(jié)構(gòu)的柵絕緣膜2?；蛘?，為提高柵絕緣膜2的耐壓強(qiáng)度，也可以采用氮化硅膜。此外，使柵絕緣膜2與存儲(chǔ)電容的電介質(zhì)膜在同一工序中形成。
接著，如圖5的工序(9)所示，在利用減壓CVD法等淀積了多晶硅膜3后，通過(guò)磷(P)的熱擴(kuò)散而使多晶硅膜3具有導(dǎo)電性?；蛘?，也可以采用在多晶硅膜3成膜的同時(shí)引入P離子的摻雜多晶硅膜。如工序(10)所示，通過(guò)使用了掩模的光刻工序、蝕刻工序等，形成如圖8所示的規(guī)定圖案的掃描線3a(柵電極)及電容線3b(第2存儲(chǔ)電容電極)。掃描線3a的膜厚，例如，約為1000～8000埃。這時(shí)，通過(guò)使其與加高膜13a的膜厚大致相等，可以防止接觸孔的開(kāi)孔形狀的擴(kuò)大。
但是，也可以使掃描線3a(柵電極)不是由多晶硅層而是由W或Mo等的高熔點(diǎn)金屬膜或金屬硅化物膜形成，或者，也可以將這些金屬膜或金屬硅化物膜與多晶硅膜組合后形成多層結(jié)構(gòu)。在這種情況下，如果將掃描線3a(柵電極)作為與圖3所示的第2遮光膜22覆蓋區(qū)域的一部分或全部對(duì)應(yīng)的遮光膜進(jìn)行配置，則借助于金屬膜或金屬硅化物膜具有的遮光性，可以將第2遮光膜22的一部分或全部省略。特別是，這種情況的優(yōu)點(diǎn)是，能夠防止因?qū)χ没?0與TFT陣列基板10的粘合偏差而引起的象素開(kāi)孔率的降低。
下一步，如工序(11)所示，當(dāng)使TFT30為具有LDD結(jié)構(gòu)的n溝道型TFT時(shí)，首先，將掃描線3a(柵電極)作為擴(kuò)散掩模，并在低濃度下?lián)诫sP等V類元素的摻雜劑300(例如，使P離子為1～3×1013/cm2的劑量)，借以在半導(dǎo)體層1a內(nèi)形成低濃度源區(qū)1b及低濃度漏區(qū)1c。因此，在掃描線3a(柵電極)下的半導(dǎo)體層1a，變成溝道區(qū)1a′。此外，在電容線3b(第2存儲(chǔ)電容電極)下的半導(dǎo)體層1a，變成將柵絕緣膜2作為電介質(zhì)并形成存儲(chǔ)電容70的第1存儲(chǔ)電容電極1f。也可以預(yù)先對(duì)形成第1存儲(chǔ)電容電極1f的部分注入P離子等從而使電阻減小。
接著，如工序(12)所示，利用其寬度比掃描線3a(柵電極)寬的掩模在掃描線3a(柵電極)上形成抗蝕層302，然后，同樣地在高濃度下?lián)诫sP等V類元素的摻雜劑301(例如，使P離子為1～3×1015/cm2的劑量)，借以形成高濃度源區(qū)1d及高濃度漏區(qū)1e。而當(dāng)使TFT為p溝道型時(shí)，用抗蝕劑覆蓋n溝道型的TFT30的區(qū)域而加以保護(hù)，并再次重復(fù)進(jìn)行工序(11)和(12)。這時(shí)，使用B等III類元素的摻雜劑進(jìn)行摻雜，借以在半導(dǎo)體層1a上形成低濃度源區(qū)1b和低濃度漏區(qū)1c以及高濃度源區(qū)1d及高濃度漏區(qū)1e。在上述LDD結(jié)構(gòu)的情況下，具有能減低短溝道效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。另外，例如，可以不進(jìn)行低濃度摻雜而形成具有偏置結(jié)構(gòu)的TFT，也可以將掃描線3a(柵電極)作為掩模并借助于采用B離子的離子注入技術(shù)形成自調(diào)整式的TFT。
在TFT陣列基板10的周邊部，可以與上述各工序并行地形成具有由n溝道型TFT和p溝道型TFT構(gòu)成的互補(bǔ)型結(jié)構(gòu)的外圍驅(qū)動(dòng)電路。這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，在形成TFT30時(shí)能以相同工序形成數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路或掃描線驅(qū)動(dòng)電路等外圍驅(qū)動(dòng)電路，所以在制造上是有利的。
然后，如工序(13)所示，例如，利用常壓或減壓CVD法和TEOC氣體等形成由NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸鹽玻璃薄膜、氮化硅膜或氧化硅膜等構(gòu)成的第2層間絕緣膜4，使其覆蓋掃描線3a(柵電極)及電容線3b(第2存儲(chǔ)電容電極)。第2層間絕緣膜4的膜厚，為了不在配線間附加電容，可以比較厚，最好約為5000～15000埃。
下一步，如工序(14)所示，在為了激活高濃度源區(qū)1d及高濃度漏區(qū)1e而進(jìn)行了20分鐘左右的大約1000℃的退火處理后，通過(guò)活性蝕刻、活性離子束蝕刻等干式蝕刻加工，形成與數(shù)據(jù)線6a(源電極)對(duì)應(yīng)的接觸孔5。這時(shí)，通過(guò)活性蝕刻、活性離子束蝕刻等各向異性蝕刻加工形成接觸孔5的方法，具有能使開(kāi)孔形狀與掩模形狀基本相同的優(yōu)點(diǎn)。但是，如果將干式蝕刻與濕式蝕刻組合后進(jìn)行開(kāi)孔，則由于能將接觸孔5加工成錐孔形狀，所以具有在配線連接時(shí)能防止斷線的優(yōu)點(diǎn)。此外，還通過(guò)與接觸孔5相同的工序在第2層間絕緣膜4上開(kāi)設(shè)用于將掃描線3a(柵電極)與圖中未示出的配線連接的接觸孔。
接著，如圖6的工序(15)所示，在第2層間絕緣膜4上，通過(guò)濺射處理等以約1000～8000埃、最好約為3000埃的厚度淀積由遮光性的Al等低電阻金屬或金屬硅化物等構(gòu)成的含金屬膜6。
然后，如工序(16)所示，通過(guò)光刻工序、蝕刻工序等，形成數(shù)據(jù)線6a(源電極)。作為蝕刻工序如采用活性蝕刻、活性離子束蝕刻等干式蝕刻進(jìn)行加工，則具有能防止蝕刻過(guò)度并能按掩模尺寸高精度地形成布線圖案的優(yōu)點(diǎn)。
下一步，如工序(17)所示，例如，利用常壓或減壓CVD法和TEOC氣體等形成由NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸鹽玻璃薄膜、氮化硅膜或氧化硅膜等構(gòu)成的第3層間絕緣膜7，使其覆蓋在數(shù)據(jù)6a(源柵電極)上。第3層間絕緣膜7的膜厚，為了不在數(shù)據(jù)線6a與在后面工序中形成的象素電極9a之間附加電容，可以比較厚，最好約為5000～15000埃。此外，由于配線和作為開(kāi)關(guān)元件的TFT30的臺(tái)階高差有時(shí)會(huì)使液晶發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移，所以，也可以旋轉(zhuǎn)鍍敷有機(jī)膜或SOG(旋裝玻璃)、或進(jìn)行CMP處理而形成平坦的膜，用以代替或覆蓋構(gòu)成第3層間絕緣膜7的硅酸鹽玻璃膜。如采用這種結(jié)構(gòu)，則能最大限度地減小液晶旋轉(zhuǎn)位移的發(fā)生區(qū)域，即使象素微細(xì)化，也可以實(shí)現(xiàn)高的象素開(kāi)孔率。
接著，如工序(18)所示，通過(guò)活性蝕刻、活性離子束蝕刻等干式蝕刻加工，形成用于將象素電極9a與高濃度漏區(qū)1e電氣連接的接觸孔8。這時(shí)，通過(guò)活性蝕刻、活性離子束蝕刻等各向異性蝕刻加工形成接觸孔8的方法，具有能使開(kāi)孔形狀與掩模形狀基本相同的優(yōu)點(diǎn)。但是，如果將干式蝕刻與濕式蝕刻組合后進(jìn)行開(kāi)孔，則由于能將接觸孔8加工成錐孔形狀，所以具有在配線連接時(shí)能防止斷線的優(yōu)點(diǎn)。此外，在接觸孔8的開(kāi)孔區(qū)域的正下方，不僅敷設(shè)著半導(dǎo)體層的漏區(qū)，而且敷設(shè)著作為導(dǎo)電膜的加高膜13a，所以，即使萬(wàn)一穿透了半導(dǎo)體層，也不會(huì)產(chǎn)生致命的缺陷。由于通過(guò)敷設(shè)加高膜13a而可以使半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)1a′薄膜化，所以能改善元件的特性。
然后，如工序(19)所示，在第3層間絕緣膜7上，通過(guò)濺設(shè)處理等以約500～2000埃的厚度淀積ITO膜等透明導(dǎo)電性薄膜9，進(jìn)一步，如工序(20)所示，通過(guò)光刻工序、蝕刻工序等，形成象素電極9a。在將該液晶板100應(yīng)用于反射型液晶裝置時(shí)，也可以形成由Al等反射率高的不透明材料構(gòu)成的象素電極9a。在這種情況下，當(dāng)形成第3層間絕緣膜7時(shí)，必須通過(guò)CMP處理進(jìn)行平坦化，使象素電極9a成為鏡面狀。
接著，在象素電極9a上涂布聚酰亞胺系列的定向膜涂布液，然后，在規(guī)定方向上進(jìn)行研磨處理并使其具有規(guī)定的預(yù)傾斜角，從而形成圖3所示的定向膜23。
另一方面，對(duì)于圖3所示的對(duì)置基板20，首先，準(zhǔn)備玻璃基板等，并在濺射了例如金屬鉻后，通過(guò)光刻工序、蝕刻工序而形成第2遮光膜22。此外，第2遮光膜22，除Cr、Ni、Al等金屬材料外，也可以由將碳或Ti分散在光抗蝕劑內(nèi)的黑色樹(shù)脂等材料構(gòu)成。如果在TFT陣列基板10上形成遮光膜，則因在TFT陣列基板10上規(guī)定開(kāi)孔區(qū)域，所以不需要在對(duì)置基板上形成第2遮光膜22，因而能實(shí)現(xiàn)透射率均勻的液晶板，而無(wú)需考慮TFT陣列基板10與對(duì)置基板20的粘合精度。
在這之后，通過(guò)在對(duì)置基板20的整個(gè)表面上進(jìn)行濺射處理等，以約500～2000埃的厚度淀積ITO等透明導(dǎo)電性薄膜，從而形成對(duì)置電極21。進(jìn)一步，在對(duì)置電極21上涂布聚酰亞胺系列的定向膜涂布液，然后，在規(guī)定方向上進(jìn)行研磨處理并使其具有規(guī)定的預(yù)傾斜角，從而形成圖3所示的定向膜23。
最后，利用按規(guī)定量混合了由具有規(guī)定直徑(例如，約1～6μm直徑)的玻璃纖維或玻璃珠等構(gòu)成的間隙材料的密封材料，將已形成了如上所述各層的TFT陣列基板10與對(duì)置基板20以定向膜19與22彼此相對(duì)的形式粘合，并利用真空吸引等將混合了例如多種向列型液晶等而構(gòu)成的液晶吸引到兩個(gè)基板間的空間內(nèi)，從而形成具有規(guī)定膜厚的液晶層50。
這里，說(shuō)明對(duì)設(shè)置在掃描線3a和電容線3b之間所夾區(qū)域的接觸孔8進(jìn)行開(kāi)孔時(shí)的制造工藝。圖7是沿著圖2的B-B′線的斷面圖，圖7的工序(a)，與上述的圖6的工序(17)相對(duì)應(yīng)。此外，關(guān)于圖7(a)～(d)的工序，將對(duì)照現(xiàn)有例的圖17(a)～(d)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖7的工序(a)所示，在本實(shí)施形態(tài)的液晶板中，通過(guò)使掃描線3a、電容線3b及加高膜13a的膜厚基本一致，使接觸孔8在第3層間絕緣膜7上的開(kāi)孔區(qū)域?yàn)槠教範(fàn)顟B(tài)。
接著，如圖7的工序(b)所示，采用光掩模303并以梯級(jí)曝光裝置等進(jìn)行曝光。當(dāng)抗蝕劑302為正型抗蝕劑時(shí)，光掩模303上的不設(shè)遮光性鉻膜304的部分(即，使光透過(guò)的部分)被除去。第3層間絕緣膜7上的抗蝕劑302，由于接觸孔8的開(kāi)孔區(qū)域是平坦的，所以，在曝光時(shí)不會(huì)發(fā)生不規(guī)則反射，因而能以與光掩模303上的不設(shè)遮光性鉻膜304的部分、即接觸孔開(kāi)孔用的圖案直徑相同的尺寸將抗蝕劑302除去。因此，因沒(méi)有如現(xiàn)有例圖17(b)所示那樣的抗蝕劑的回縮，故可以按設(shè)計(jì)值開(kāi)設(shè)接觸孔。因此，即使象素微細(xì)化，也不會(huì)導(dǎo)致加工合格率的降低，因而能實(shí)現(xiàn)象素開(kāi)孔率高的液晶板。
下一步，如圖7的工序(c)所示，通過(guò)活性蝕刻、活性離子束蝕刻等各向異性的干蝕刻形成接觸孔8，從而可以最大限度地防止接觸孔8的開(kāi)孔孔徑的擴(kuò)大。此外，即使為將接觸孔8的側(cè)壁形成錐面形狀而進(jìn)行了濕式蝕刻加工，也由于抗蝕劑不會(huì)象以往那樣后縮，所以開(kāi)孔孔徑不會(huì)擴(kuò)大，因而能形成微細(xì)的接觸孔。
最后，如圖7的工序(d)所示，在設(shè)置象素電極9a后，即可形成TFT陣列基板10的圖象顯示區(qū)域內(nèi)的象素。
(液晶板的第2實(shí)施形態(tài))參照?qǐng)D8和圖9說(shuō)明本發(fā)明液晶板的第2實(shí)施形態(tài)。圖8是示出構(gòu)成液晶板的TFT陣列基板10上的多個(gè)鄰接象素群的平面圖，圖9是圖8中的C-C′間的斷面圖，示出作為象素的開(kāi)關(guān)元件的TFT的結(jié)構(gòu)。在圖9中，為使各層和各構(gòu)件的大小都能達(dá)到可在圖上識(shí)別的程度，對(duì)各層和每個(gè)構(gòu)件以不同的縮小比例尺表示。另外，在圖8和圖9中，對(duì)于與圖2～圖7相同的構(gòu)成要素，標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)，其說(shuō)明省略。
在第2實(shí)施形態(tài)中，液晶板的總體結(jié)構(gòu)，與圖2和圖3所示的第1實(shí)施形態(tài)基本相同，如圖8所示，其不同之處在于，在TFT30的下方不敷設(shè)遮光膜11a′。例如，在如直視型液晶板之類的不需要入射強(qiáng)光的用途中的液晶板的情況下，不需要敷設(shè)遮光膜11a′。
因此，如圖9所示，在不設(shè)遮光膜11a′的情況下，當(dāng)TFT陣列基板10的表面上沒(méi)有凸起、且進(jìn)行了充分清洗時(shí)，不需要形成第1層間絕緣膜12。因此，可以將形成遮光膜11a′的工序及淀積第1層間絕緣膜12的工序刪去。即，可以將圖4的工序(1)～(3)刪去，因而在制造合格率及成本方面的效果是一樣的。
另外，如按第2實(shí)施形態(tài)所述形成第3層間絕緣膜7本身、或者在第3層間絕緣膜上進(jìn)行CMP處理或在其上形成有機(jī)膜等平坦化的膜，則在形成接觸孔8時(shí)的光刻工序中可以防止曝光時(shí)的不規(guī)則反射，所以能實(shí)現(xiàn)微細(xì)的接觸孔8。如采用這種結(jié)構(gòu)，則無(wú)需使加高膜13a的膜厚與掃描線3a及電容線3b的膜厚相同。
(液晶板的第3實(shí)施形態(tài))參照?qǐng)D10說(shuō)明本發(fā)明液晶板的第3實(shí)施形態(tài)。圖10是示出構(gòu)成液晶板的TFT陣列基板10上的多個(gè)鄰接象素群的平面圖。
在第3實(shí)施形態(tài)中，液晶板的總體結(jié)構(gòu)，與圖2和圖3所示的第1實(shí)施形態(tài)基本相同，給出X方向的象素間距L狹窄時(shí)的例。本實(shí)施形態(tài)，是其象素間距為第1實(shí)施形態(tài)中示出的象素間距L的三分之一、在對(duì)置基板上設(shè)有彩色濾光片、并以3個(gè)象素形成數(shù)據(jù)的1個(gè)點(diǎn)的液晶板，可以作為僅采用一片裝有彩色濾光片的液晶板的單板投影機(jī)或筆記本電腦的顯示器使用。
這樣，如X方向的象素間距L狹窄，則數(shù)據(jù)線6a間的距離短，所以象素電極9a通過(guò)數(shù)據(jù)線6a及接觸孔8形成短路的可能性增加。在用Al(鋁)膜形成數(shù)據(jù)線6a的情況下，其增加尤為顯著。其原因是，Al膜的熔點(diǎn)低，所以在高溫處理下不能使第3層間絕緣膜7形成多孔狀結(jié)構(gòu)。因此，接觸孔8開(kāi)孔時(shí)蝕刻速度加快。特別是，為使開(kāi)孔部的側(cè)壁形成錐面形狀而進(jìn)行濕式蝕刻加工時(shí)，接觸孔8在第3層間絕緣膜上的開(kāi)孔孔徑有變大的傾向。此外，當(dāng)象以往那樣沒(méi)有設(shè)置作為蝕刻遮擋層的加高膜13a時(shí)，如只進(jìn)行干式蝕刻，則因半導(dǎo)體層1a與層間絕緣膜的選擇比低，所以可能被穿透，因此，有時(shí)不得不與濕式蝕刻同時(shí)進(jìn)行，因而很難形成細(xì)小的開(kāi)孔孔徑。
圖11中示出將接觸孔8設(shè)計(jì)為2μm的正方形、數(shù)據(jù)線6a的寬度為5μm時(shí)的象素間距L與不合格率的變化關(guān)系的曲線。圖11(a)是按現(xiàn)有制造工藝制作的液晶板，圖11(b)是按本實(shí)施形態(tài)的制造工藝制作的液晶板所得到的結(jié)果。從圖中可以看出，在(a)的現(xiàn)有例中，當(dāng)象素間距為20μm以下時(shí)，由象素缺陷引起的不合格率急劇增加，但在本實(shí)施形態(tài)中，如不減小到10μm以下則由象素缺陷引起的不合格率不會(huì)增加。因此，如采用本實(shí)施形態(tài)的液晶板，則即使象素進(jìn)一步微細(xì)化或開(kāi)孔率更高，在數(shù)據(jù)線6a及掃描線3a或電容線3b與象素電極9a之間也很少發(fā)生短路，而且半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)與象素電極9a間的接觸孔8也不會(huì)穿透，所以不會(huì)導(dǎo)致合格率的降低。
另外，當(dāng)如第3實(shí)施形態(tài)所示接觸孔8與數(shù)據(jù)線6a的距離極其接近時(shí)，可以將加高膜13a的膜厚設(shè)定為與數(shù)據(jù)線6a的膜厚大致相同。即，可以使數(shù)據(jù)線6a上的層間絕緣膜與接觸孔8的開(kāi)孔區(qū)域基本上變成平坦面。采用這種結(jié)構(gòu)，也能抑制接觸孔8的開(kāi)孔孔徑的擴(kuò)大，并且使臺(tái)階高差變得平緩，所以，能減小液晶的旋轉(zhuǎn)位移。
另外，按照本實(shí)施形態(tài)，接觸孔8，在相對(duì)于開(kāi)孔區(qū)域的中心線9c(參照?qǐng)D2、圖8、圖10)成線對(duì)稱的位置開(kāi)孔，所以使接觸孔8周圍的象素電極9a的臺(tái)階高差(參照?qǐng)D3)相對(duì)于開(kāi)孔區(qū)域成線對(duì)稱狀態(tài)。在采用TN液晶時(shí)這將發(fā)揮特殊的效果，對(duì)液晶層50無(wú)論是采用右旋液晶還是采用左旋液晶時(shí)，在易于發(fā)生反向傾斜等液晶的旋轉(zhuǎn)位移方面幾乎變得相同。即當(dāng)采用其中任何一種旋轉(zhuǎn)模式的液晶時(shí)，可以將發(fā)生顯著的旋轉(zhuǎn)位移的情況防止于未然，作為液晶層50，無(wú)論是右旋液晶還是左旋液晶都可以同樣地采用，因而在實(shí)用上是方便的。
按照具有如上所述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形態(tài)，與通過(guò)如圖16所示現(xiàn)有例那樣在各象素角部形成的接觸孔8將象素電極9a與TFT的漏極連接的情況相比，光的利用效率得到改善。特別是，在本實(shí)施形態(tài)的情況下，開(kāi)孔區(qū)域?yàn)榻朴谡叫蔚木匦?，即具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的平面形狀，所以，圓形等的光照射區(qū)域，相對(duì)于該開(kāi)孔區(qū)域所占的比例高，因而使光的利用效率得到改善。當(dāng)然，也可以使開(kāi)孔區(qū)域?yàn)閳A形、正十二邊形、 正八邊形、正六邊形、正方形等其他的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，如圖2、圖8、圖10所示，X方向的開(kāi)孔區(qū)域的寬度，由相鄰的2條數(shù)據(jù)線6a限定，Y方向的開(kāi)孔區(qū)域的寬度，由將開(kāi)孔區(qū)域夾在中間的相鄰掃描線3a和電容線3b限定。通過(guò)將接觸孔8在位于中間不夾開(kāi)孔區(qū)域的相鄰掃描線3a和電容線3b之間的間隔區(qū)域進(jìn)行開(kāi)孔，可以有效利用圖象顯示區(qū)域的二維間隔區(qū)域。因此，能夠有效地?cái)U(kuò)大開(kāi)孔區(qū)域，從而使光的利用效率得到顯著的改善。
(液晶板的結(jié)構(gòu))
采用了本實(shí)施形態(tài)的液晶板，作為象素的開(kāi)關(guān)元件的TFT30，是多晶硅(p-Si)型的TFT，所以，在形成TFT30時(shí)，可以按同一工序在TFT陣列基板10上形成用于驅(qū)動(dòng)象素的外圍驅(qū)動(dòng)電路。參照?qǐng)D12和圖13說(shuō)明這種內(nèi)裝外圍驅(qū)動(dòng)電路型的液晶板100的總體結(jié)構(gòu)。圖12是對(duì)TFT陣列基板10連同在其上形成的各構(gòu)成要素一起從對(duì)置基板側(cè)觀察的平面圖，圖13是包含對(duì)置基板而示出的圖12的H-H′斷面圖。
在圖12中，在TFT陣列基板10上，設(shè)置用于限定圖象顯示區(qū)域的遮光性周邊分割框53，在其外側(cè)并行地設(shè)置著密封材料52。在密封材料52的外側(cè)區(qū)域上，沿著TFT陣列基板10的一邊設(shè)置數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路101及安裝端子102，掃描線驅(qū)動(dòng)電路104，沿著與上述的一邊鄰接的2個(gè)邊設(shè)置。另外，在TFT陣列基板10的其余一個(gè)邊上，設(shè)置著用于在設(shè)在圖象顯示區(qū)域兩側(cè)的掃描線驅(qū)動(dòng)電路104之間進(jìn)行連接的多條配線105。當(dāng)掃描線的信號(hào)延遲不存在問(wèn)題時(shí)，掃描線驅(qū)動(dòng)電路104也可以只在一邊形成。當(dāng)然，也可以將數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路101設(shè)在圖象顯示區(qū)域兩側(cè)。此外，在對(duì)置基板20的角部的至少一個(gè)部位上，設(shè)置用于使TFT陣列基板10與對(duì)置基板20之間電氣導(dǎo)通的上下導(dǎo)通材料106。并且，如圖13所示，具有與圖12所示密封材料52大致相同的輪廓的對(duì)置基板20，用該密封材料52粘合于TFT陣列基板10。
數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路101及掃描線驅(qū)動(dòng)電路104，通過(guò)配線分別與數(shù)據(jù)線6a(源電極)及掃描線3a(柵電極)電氣連接。在數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路101內(nèi)，包含用于根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)依次傳送起動(dòng)信號(hào)的的移位寄存電路，利用從數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路101依次輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制采樣電路，并將由圖中未示出的顯示信息處理電路變換為可瞬時(shí)顯示的形式的圖象信號(hào)通過(guò)采樣電路供給數(shù)據(jù)線6a。此外，在掃描線驅(qū)動(dòng)電路104內(nèi)，包含用于根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)依次傳送起動(dòng)信號(hào)的移位寄存電路，數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路101，與以脈沖形式依次將柵電壓傳送到掃描線3a同步地，將與圖象信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓傳送到數(shù)據(jù)線6a。在與數(shù)據(jù)線6a和掃描線3a的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各象素部?jī)?nèi)，設(shè)置著用于驅(qū)動(dòng)液晶的TFT30。采樣電路，可以在數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)形成，也可以在周邊分割框53的區(qū)域內(nèi)形成。這樣，通過(guò)在以往作為無(wú)信號(hào)區(qū)的周邊分割框53內(nèi)形成采樣電路，可以有效地利用空間，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路101的小型化和高性能化。
在圖13中，液晶層50，例如由將一種或多種向列型液晶混合后的液晶構(gòu)成。密封材料52，是用于將兩種基板10和20沿其周邊粘合的例如由光固性樹(shù)脂或熱固性樹(shù)脂構(gòu)成的粘結(jié)劑，其中混入用于使兩基板間的距離(基板間的間隙)為規(guī)定值的玻璃纖維或玻璃珠等間隙材料(間隔墊)。此外，在對(duì)置基板20的面向液晶50的一側(cè)，設(shè)有由第2遮光膜22及作為透明導(dǎo)電膜的ITO膜等構(gòu)成的對(duì)置電極21。另外，在圖13中雖未示出，但在來(lái)自對(duì)置基板20的入射光的入射側(cè)及TFT陣列基板10的出射光的出射側(cè)，根據(jù)TN(扭轉(zhuǎn)向列)模式、STN(超TN)模式、D-STN(雙-STN)模式等動(dòng)作模式、或正常白色模式/正常黑色模式的不同，按規(guī)定方向分別配置偏振膜、相位差膜、偏振片等。
另外，在液晶板100中，作為一例由向列型液晶構(gòu)成液晶層50，但如采用將液晶作為微小顆粒分散在高分子中的高分子分散型液晶，則不需要設(shè)置定向膜23、及上述的偏振膜、偏振片等，并具有因光利用效率提高而使液晶板的亮度提高和耗電量降低的優(yōu)點(diǎn)。此外，本實(shí)施形態(tài)可以適用于各種液晶材料(液晶相態(tài))、動(dòng)作模式、液晶排列、驅(qū)動(dòng)方法等。如上所述，本實(shí)施形態(tài)的液晶板，可以將用于驅(qū)動(dòng)圖象顯示區(qū)域的外圍驅(qū)動(dòng)電路在TFT陣列基板10上整體形成，不需要通過(guò)帶式封裝或COG式安裝附加外圍驅(qū)動(dòng)電路，所以，能實(shí)現(xiàn)超小型的液晶板。此外，還可以大幅度地削減用于驅(qū)動(dòng)液晶板的IC，因而在成本方面也具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
(采用了微距透鏡的液晶板)微距透鏡200，例如用特開(kāi)平6-194502號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的制造方法形成。圖14是其一例，該微距透鏡200可按如下方法形成，即，在對(duì)置基板20上形成感光材料的膜后，進(jìn)行光刻圖案形成，使其留下與用作各透鏡的部分對(duì)應(yīng)的凸部，然后，利用感光材料的熱變形及表面張力，在對(duì)置基板20上形成由具有各透鏡的光滑凸面的陣列圖案，接著，將該感光材料的陣列圖案作為掩模進(jìn)行干式蝕刻加工，在對(duì)置基板20上雕刻感光材料的陣列圖案，從而在表面上形成雕刻出各透鏡的光滑凸面的微距透鏡200?；蛘?，也可以采用傳統(tǒng)的所謂「熱變形法」形成微距透鏡200。
在微距透鏡200的整個(gè)表面上，用粘結(jié)劑201粘合著防護(hù)玻璃202，進(jìn)一步在其上按順序形成第2遮光膜22、對(duì)置電極(公用電極)21及定向膜23。在這種情況下，第2遮光膜22，按矩陣狀沿各微距透鏡200的邊界設(shè)置，使各開(kāi)孔的中心與各微距透鏡200的透鏡中心200a重合。
在圖14中，對(duì)置電極21，在對(duì)置基板20的整個(gè)表面上形成。這種對(duì)置電極21，可在例如通過(guò)濺射處理等以約500～2000埃的厚度淀積ITO膜等之后，通過(guò)進(jìn)行光刻工序、蝕刻工序等形成。定向膜23，例如由聚酰亞胺薄膜等有機(jī)薄膜構(gòu)成。這種定向膜23，例如，可在涂布聚酰亞胺系列的涂布液后，在規(guī)定方向上進(jìn)行研磨處理等并使其具有規(guī)定的預(yù)傾斜角而形成。第2遮光膜22，設(shè)置在與TFT30相對(duì)的規(guī)定區(qū)域。這種第2遮光膜22，例如，可通過(guò)采用Cr或Ni等金屬材料的濺射工序、光刻工序和蝕刻工序形成，或者也可以由將碳或Ti分散在光抗蝕劑內(nèi)的黑色樹(shù)脂等材料構(gòu)成。第2遮光膜22，除對(duì)TFT30的半導(dǎo)體層1a進(jìn)行遮光外，還具有提高對(duì)比度、防止著色劑混色等功能?；蛘?，例如，如圖15所示，也可以在對(duì)置基板20上設(shè)置將預(yù)先形成了各透鏡的凸面的透明板(微距透鏡陣列)粘貼于對(duì)置基板20的表面而構(gòu)成的微距透鏡200′。另外，還可以將這種微距透鏡粘貼在對(duì)置基板20的與液晶層50相對(duì)一側(cè)的面上。
特別是，在本實(shí)施形態(tài)中，如圖2、圖8、圖10所示的象素電極9a的開(kāi)孔區(qū)域，具有相對(duì)于通過(guò)開(kāi)孔區(qū)域的大致中心點(diǎn)9b的中心線9c成線對(duì)稱的位置。此外，接觸孔8，在相對(duì)于開(kāi)孔區(qū)域的中心線9c成線對(duì)稱的位置開(kāi)孔。進(jìn)一步，微距透鏡200(或200′)，分別在與大致中心點(diǎn)9b相對(duì)的位置具有透鏡中心點(diǎn)200a(或200a′)。
按照本實(shí)施形態(tài)，當(dāng)光從對(duì)置基板20側(cè)入射時(shí)，該入射光由在與開(kāi)孔區(qū)域的大致中心點(diǎn)9b(重心)相對(duì)的位置具有透鏡中心點(diǎn)200a(或200a′)的微距透鏡200(或200′)以開(kāi)孔區(qū)域的大致中心點(diǎn)9b為中心會(huì)聚在象素電極9a上。因此，由以微距透鏡200(或200′)會(huì)聚后的光在開(kāi)孔區(qū)域內(nèi)形成圓形(或者近似圓形或橢圓形)的光照射區(qū)域。這里，接觸孔8，在相對(duì)于開(kāi)孔區(qū)域的中心線9c成線對(duì)稱的位置開(kāi)孔。因此，可以將位于各象素內(nèi)中央附近的線對(duì)稱的開(kāi)孔區(qū)域擴(kuò)大。并且，由于開(kāi)孔區(qū)域相對(duì)于通過(guò)開(kāi)孔區(qū)域的大致中心點(diǎn)9b的中心線9c成線對(duì)稱狀態(tài)，所以，圓形等的光照射區(qū)域，在該線對(duì)稱的開(kāi)孔區(qū)域內(nèi)按線對(duì)稱的位置形成(圓形等的中心與大致中心點(diǎn)9b重合)。因此，光照射區(qū)域相對(duì)于該開(kāi)孔區(qū)域所占的比例高，因而使光的利用效率得到改善。作為微距透鏡的聚光能力，只要能使光照射區(qū)域達(dá)到正好納入開(kāi)孔區(qū)域的程度就足夠了，無(wú)需將光照射區(qū)域減小到超過(guò)所需要的限度。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，在結(jié)構(gòu)上利用TFT驅(qū)動(dòng)象素電極9a，但除TFT以外，例如，也可以采用TFD(Thin Film Diode薄膜二極管)等有源矩陣元件，進(jìn)一步，還可以將液晶板構(gòu)成為無(wú)源矩陣型液晶板。即使在這種情況下，只要采用以微距透鏡將光會(huì)聚在象素電極上的結(jié)構(gòu)，則在本實(shí)施形態(tài)中說(shuō)明過(guò)的使開(kāi)孔區(qū)域線對(duì)稱或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱并使透鏡中心與開(kāi)孔區(qū)域的大致中心點(diǎn)相對(duì)的結(jié)構(gòu)，在改善光的利用效率上，也與本實(shí)施形態(tài)的情況一樣有效。
(電子設(shè)備)以下，參照?qǐng)D18～圖21說(shuō)明具有以上詳述過(guò)的本實(shí)施形態(tài)的液晶板的電子設(shè)備的實(shí)施形態(tài)。
首先，在圖18中示出備有本實(shí)施形態(tài)的液晶板的電子設(shè)備的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)。
在圖18中，電子設(shè)備，在結(jié)構(gòu)上備有顯示信息輸出源1000、顯示信息處理電路1002、驅(qū)動(dòng)電路1004、液晶板100、時(shí)鐘發(fā)生電路1008及電源電路1010。顯示信息輸出源1000，包含ROM(只讀存儲(chǔ)器)、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、光盤裝置等存儲(chǔ)器、調(diào)諧并輸出圖象信號(hào)的調(diào)諧電路等，根據(jù)來(lái)自時(shí)鐘發(fā)生電路1008的時(shí)鐘信號(hào)，將規(guī)定格式的圖象信號(hào)等顯示信息輸出到顯示信息處理電路1002。顯示信息處理電路1002，在結(jié)構(gòu)上包含放大·極性反相電路、相位展開(kāi)電路、旋轉(zhuǎn)電路、伽瑪校正電路、箝位電路等眾所周知的各種處理電路，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)從所輸入的顯示信息依次生成數(shù)字信號(hào)，并將其與時(shí)鐘信號(hào)CLK一起輸出到驅(qū)動(dòng)電路1004。驅(qū)動(dòng)電路1004，用于驅(qū)動(dòng)液晶板100。電源電路1010，對(duì)上述各電路供給規(guī)定電源。另外，可以將驅(qū)動(dòng)電路1004安裝在構(gòu)成液晶板100的TFT陣列基板上，除此以外，還可以安裝顯示信息處理電路1002。
其次，在圖19～圖21中，分別示出具有上述結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備的具體例。
在圖19中，作為電子設(shè)備一例的液晶投影機(jī)1100，備有3個(gè)包含在TFT陣列基板上裝有上述驅(qū)動(dòng)電路1004的液晶板100的液晶組件，各組件分別構(gòu)成作為RGB用的光閥100R、100G及100B使用的投影器。在液晶投影機(jī)1100中，當(dāng)從作為金屬鹵化物燈等白色光源的燈單元1102發(fā)出投射光時(shí)，由3個(gè)反射鏡1106及2個(gè)分色鏡1108分成與RGB3原色對(duì)應(yīng)的光分量R、G、B，并分別導(dǎo)入與各色對(duì)應(yīng)的光閥100R、100G及100B。這時(shí)，為防止因長(zhǎng)的光路引起的光損失，將B光通過(guò)由入射透鏡1122、中繼透鏡1123及出射透鏡1124構(gòu)成的中繼透鏡系統(tǒng)1121導(dǎo)入。然后，經(jīng)由光閥100R、100G及100B分別調(diào)制過(guò)的與3原色對(duì)應(yīng)的光分量，由分色棱鏡1112再次合成后，作為彩色圖象通過(guò)投射透鏡1114投射在屏幕1120上。
特別是，在本實(shí)施形態(tài)中，如在TFT的下側(cè)設(shè)置如上所述的遮光膜，則液晶投影機(jī)內(nèi)的投射光學(xué)系統(tǒng)根據(jù)來(lái)自該液晶板100的投射光而產(chǎn)生的反射光、投射光通過(guò)時(shí)從TFT陣列基板的表面反射的光、從其它液晶板100射出后穿過(guò)分色棱鏡1112的投射光的一部分(R光和G光的一部分)等，即使作為回射光從TFT陣列基板一側(cè)入射，也能對(duì)用于切換象素電極的TFT等的溝道區(qū)進(jìn)行充分的遮光。因此，即使在投射光學(xué)系統(tǒng)中采用適合于小型化的棱鏡，也由于不需要在各液晶板的TFT陣列基板與棱鏡之間粘貼用于防止回射光的AR膜或?qū)ζ衿M(jìn)行AR覆膜處理，所以在使結(jié)構(gòu)小型且簡(jiǎn)易化上是非常有利的。
另外，通過(guò)使構(gòu)成3個(gè)光閥100R、100G及100B的各液晶板的明視方向一致，可以抑制顏色不均及對(duì)比度的降低。因此，當(dāng)作為液晶使用TN液晶時(shí)，必須只將光閥100G的液晶明視方向相對(duì)于圖象顯示區(qū)域與其他的光閥100R和100B左右反轉(zhuǎn)。這里，如采用備有本實(shí)施形態(tài)的液晶板的光閥，則不管TN液晶是右旋還是左旋，由于象素的開(kāi)孔形狀在左右基本相同，所以即使發(fā)生液晶的旋轉(zhuǎn)位移，也能以同樣的方式識(shí)別。因此，當(dāng)由棱鏡對(duì)液晶旋轉(zhuǎn)方向不同的光閥100R、100G及100B進(jìn)行合成時(shí)，在顯示圖象上不會(huì)發(fā)生顏色不均及對(duì)比度的降低，所以能實(shí)現(xiàn)高品位的投影機(jī)。
在圖20中，作為電子設(shè)備另一例的兼容多媒體的便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)1200，在其上蓋殼體內(nèi)備有上述液晶板100，還備有容納CPU、存儲(chǔ)器、調(diào)制解調(diào)器等并將鍵盤1202組裝在一起的本體1204。
另外，如圖21所示，在未安裝驅(qū)動(dòng)電路1004和顯示信息處理電路1002的液晶板100的情況下，將包含驅(qū)動(dòng)電路1004和顯示信息處理電路1002的IC1324通過(guò)設(shè)在TFT陣列基板10的周邊部的各向異性導(dǎo)電膜以物理和電氣方式與安裝在聚酰亞胺帶1322上的TCP(帶式承載組件)連接，并可以作為液晶裝置生產(chǎn)、銷售、使用等。
除參照?qǐng)D19～圖21說(shuō)明過(guò)的電子設(shè)備外，作為圖18所示的電子設(shè)備的例，還可以舉出液晶電視機(jī)、尋像型或監(jiān)視器直視型磁帶錄像機(jī)、汽車導(dǎo)向裝置、電子筆記本、臺(tái)式電子計(jì)算器、字處理機(jī)、工程設(shè)計(jì)工作站(EWS)、攜帶式電話機(jī)、電視電話機(jī)、POS終端、及備有觸模盤的裝置等。
如上所述，按照本實(shí)施形態(tài)，通過(guò)采用比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)即使象素微細(xì)化也不會(huì)導(dǎo)致加工合格率及象素開(kāi)孔率降低的液晶板及備有該液晶板的電子設(shè)備。
按照本發(fā)明的液晶板，由于在用于將作為開(kāi)關(guān)元件的TFT的漏區(qū)與象素電極連接的在層間絕緣膜上開(kāi)孔的接觸孔的下方形成加高膜，所以，可以使層間絕緣膜的表面平坦化。因此，能使形成接觸孔的區(qū)域的臺(tái)階高差變得平緩。所以，可以夠防止液晶的旋轉(zhuǎn)位移，并且，在光刻工序中對(duì)抗蝕掩模進(jìn)行曝光時(shí)，能抑制接觸孔的開(kāi)孔形狀尺寸的擴(kuò)大。
按照本發(fā)明的液晶板，通過(guò)使在層間絕緣膜上開(kāi)孔的用于將作為開(kāi)關(guān)元件的TFT的漏區(qū)與象素電極連接的接觸孔的形成位置位于用于向?qū)?yīng)的象素電極供給圖象信號(hào)的數(shù)據(jù)線和與該數(shù)據(jù)線相鄰的數(shù)據(jù)線之間的大致中心位置，可以防止數(shù)據(jù)線與象素電極之間發(fā)生短路，因而即使象素微細(xì)化也不會(huì)導(dǎo)致加工合格率的降低。
權(quán)利要求
1.一種液晶板，其特征在于具有多條數(shù)據(jù)線；多條掃描線，與上述多條數(shù)據(jù)線交叉；多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，對(duì)應(yīng)上述多條數(shù)據(jù)線和上述多條掃描線的交叉設(shè)置；半導(dǎo)體層，設(shè)于上述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；多個(gè)象素電極，對(duì)應(yīng)上述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件設(shè)置；電容線，沿上述掃描線延伸；第1凹口部，設(shè)于上述電容線；第2凹口部，與上述第1凹口部相對(duì)而設(shè)于上述掃描線；和接觸孔，配置于上述第1凹口部和上述第2凹口部之間，用以與上述開(kāi)關(guān)元件的半導(dǎo)體層和上述象素電極電連接。
2.一種液晶板，其特征在于二具有多條數(shù)據(jù)線；多條掃描線，與上述多條數(shù)據(jù)線交叉；多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，對(duì)應(yīng)上述多條數(shù)據(jù)線和上述多條掃描線的交叉設(shè)置；半導(dǎo)體層，設(shè)于上述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；多個(gè)象素電極，對(duì)應(yīng)上述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件設(shè)置；電容線，沿上述掃描線延伸；第1凹口部，設(shè)于上述電容線；接觸孔，與上述電容線確保絕緣地設(shè)配置于上述第1凹口部，與上述開(kāi)關(guān)元件的半導(dǎo)體層和上述象素電極電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶板，其特征在于上述半導(dǎo)體層構(gòu)成與上述電容線相對(duì)的電容電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電的光學(xué)裝置，其特征在于上述掃描線和上述電容電極在同一層中形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電的光學(xué)裝置，其特征在于上述第1凹口部的深度，比上述第2凹口部的深度更深。
6.一種投影裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1或2的液晶板；光源，向上述液晶板照射照明光；和上述光學(xué)投影系統(tǒng)，將來(lái)自上述液晶板的像投影。
全文摘要
一種液晶板，其特征在于具有多條數(shù)據(jù)線；多條掃描線，與上述多條數(shù)據(jù)線交叉；多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，對(duì)應(yīng)上述多條數(shù)據(jù)線和上述多條掃描線的交叉設(shè)置；半導(dǎo)體層，設(shè)于上述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；多個(gè)象素電極，對(duì)應(yīng)上述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件設(shè)置；電容線，沿上述掃描線延伸；第1凹口部，設(shè)于上述電容線；第2凹口部，與上述第1凹口部相對(duì)而設(shè)于上述掃描線；和接觸孔，配置于上述第1凹口部和上述第2凹口部之間，用以與上述開(kāi)關(guān)元件的半導(dǎo)體層和上述象素電極電連接。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK1515947SQ0310274
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期1999年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月9日
發(fā)明者村出正夫, 石井賢哉, 哉 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社