專利名稱：電光學裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有源矩陣驅動方式的電光學裝置的技術領域，特別涉及在象素電極和象素開關用薄膜晶體管(Thin Film Transistor以下稱作TFT)之間形成電通道并在襯底上的層疊構造中具有存儲電容和遮光膜的電光學裝置。
以往，在TFT驅動的有源矩陣驅動方式的液晶裝置等電光學裝置中，當經(jīng)掃描線向TFT的柵極供給掃描信號時，TFT導通，經(jīng)數(shù)據(jù)線向半導體層的源極區(qū)供給的圖象信號經(jīng)該TFT的源漏之間供給象素電極。這樣的圖象信號只在極短的時間經(jīng)各TFT向每一個象素電極供給，所以，為了在比TFT的導通時間長得多的長時間內使經(jīng)TFT供給的圖象信號的電壓保持恒定，一般在各象素電極上附加存儲電容。
此外，當光入射到構成TFT的半導體層的溝道區(qū)或溝道區(qū)和源漏極的結合區(qū)以及與此相鄰的源漏極的至少一部分時，產(chǎn)生光激勵，該TFT的晶體管特性發(fā)生變化，例如在截止狀態(tài)下漏電流增加。因此，為了防止這樣的因光的入射引起的TFT特性的變化，例如，在象投影儀用的電光學裝置那樣的有特別強的入射光入射的電光學裝置的情況下，對投射投射光的入射側，在與其相向的襯底上設置遮光膜，用以覆蓋包含TFT的溝道區(qū)的象素電極間的間隙區(qū)，或形成很寬的由Al膜等形成的不透明的數(shù)據(jù)線來覆蓋溝道區(qū)。進而，對射出側，通過在TFT的下側設置遮光膜，來遮蓋背面的反射光或返回光，該返回光是在將多個電光學裝置組合構成投影儀時從其它電光學裝置入射到合成光學系統(tǒng)中的投射光等。
在這種電光學裝置中，一般，對顯示圖像的品質有很高的要求。為此，在各象素中，通過使透過顯示光的開口區(qū)比不透過顯示光的非象素開口區(qū)寬，使象素間隙微細化，提高象素孔徑比，同時，增大附加在各象素電極上的存儲電容，這一點極端重要。
一般，存儲電容利用非象素開口區(qū)形成，所以，基本上在象素開口區(qū)作成存儲電容很困難。因此，存在這樣的的問題，即，為提高象素孔徑比，象素開口區(qū)越寬，能作成存儲電容的非象素開口區(qū)越窄?；蛘撸瑸樵龃蟠鎯﹄娙?，非象素開口區(qū)越寬，象素孔徑比越降低。
此外，如上所述對TFT的溝道區(qū)和與該溝道區(qū)相鄰的區(qū)域(以下稱溝道鄰接區(qū))、例如LDD構造的TFT的低濃度區(qū)中的入射光和反射光進行遮光是極端重要的。即，象素間隙越微細，TFT的很小特性變化都可以使圖像質量大大降低。
但是，越提高象素孔徑比，整體上能配置遮光膜或具有遮光功能膜的平面區(qū)域越減小，所以，存在難以很好地對TFT進行遮光的問題。進而，存在象素間隙越微細入射光或反射光相對襯底面的一點點傾斜都會在斜入射后在層疊構造內引起多重反射而最終進入溝道區(qū)或與溝道相鄰的區(qū)域中的問題。特別存在下述難以解決的問題，即，當用反射率極高Al膜形成的數(shù)據(jù)線覆蓋入射光一側時，雖然數(shù)據(jù)線愈寬對入射光的遮光越接近理想狀態(tài)，但相反，數(shù)據(jù)線愈寬，反射光在數(shù)據(jù)線的面向TFT一側進行反射或繼續(xù)在TFT的下側的遮光膜的面向TFT的一側進行反射，最終很可能照射到溝道區(qū)或與溝道相鄰的區(qū)域。進而，還存在下述難以解決的問題，即，雖然TFT的下側的遮光膜愈寬對反射光的遮光越接近理想狀態(tài)，但相反，TFT的下側的遮光膜愈寬，斜的入射光在遮光膜的內面進行反射或繼續(xù)在數(shù)據(jù)線的內面進行反射，最終很可能照射到溝道區(qū)或與溝道相鄰的區(qū)域。特別，在單位面積的入射光或反射光的強度極高的投影儀用的電光學裝置的情況下，這樣的問題對提高圖像質量的影響是極深刻的。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種電光學裝置，可以在提高象素孔徑比的同時增大存儲電容，能夠進行高質量的圖像顯示。
此外，本發(fā)明的目的在于提供一種電光學裝置，可以在提高象素孔徑比的同時降低因入射光或反射光引起的象素開關用TFT特性的變化。
(1)本發(fā)明的第1電光學裝置，其特征在于包括在襯底上形成掃描線；與上述掃描線交叉的數(shù)據(jù)線；與上述掃描線和上述數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管；與上述薄膜晶體管的漏極區(qū)連接的象素電極；層疊在上述掃描線和上述數(shù)據(jù)線之間的第1存儲電容。
若按照本發(fā)明的構成，通過利用層疊構造在掃描線和數(shù)據(jù)線之間形成第1存儲電容，可以提供使存儲電容增大、可進行高質量圖像顯示的電光學裝置。
(2)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1存儲電容的構成包括第1電容電極；面向上述第1電容電極的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第1電容電極相向配置并形成與上述薄膜晶體管的漏極區(qū)和上述象素電極電連接的中繼膜的第2電容電極。
若按照本發(fā)明的構成，因形成第1存儲電容的第2電容電極作為將薄膜晶體管的漏極區(qū)和象素電極電連接的中繼膜構成，故能夠解決象素電極和半導體層之間的距離長電連接困難的問題。此外，可以防止第2電容電極在連接孔開口時被蝕刻穿透。
(3)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1存儲電容形成時，留下上述薄膜晶體管的源極區(qū)和上述數(shù)據(jù)線的連接區(qū)，使上述薄膜晶體管的半導體層和上述掃描線的各區(qū)域重合。
若按照本發(fā)明的構成，因半導體層和掃描線的各區(qū)域重疊形成，故能夠在提高孔徑比的同時增大存儲電容。
(4)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而具有第2存儲電容，上述第2存儲電容的構成包括上述第2電容電極；面向上述第2電容電極的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第2電容電極相向配置并由和上述掃描線相同的膜形成的第3電容電極。
若按照本發(fā)明，利用形成第1存儲電容的第2電容電極和掃描線層形成第2電容電極，所以，因可以在襯底的厚度方向層疊存儲電容，故即使象素間隙微細，也可以在非開口區(qū)內構筑比較大的存儲電容。此外，第3電容電極因由和掃描線同一的膜形成故利用層數(shù)較少的層疊構造就能夠構筑存儲電容。
(5)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第3電容電極形成時，留下上述薄膜晶體管的漏極區(qū)和上述第2電容電極的連接區(qū)并與上述掃描線平行形成。
若按照本發(fā)明的構成，因第3存儲電容與掃描線平行形成故可以利用非開口區(qū)來增大存儲電容。
(6)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第3電容電極與上述第1電容電極電連接。
若按照本發(fā)明的構成，因第1電容電極和第3電容電極的電位不變，故能夠防止影響薄膜晶體管特性的情況發(fā)生。
(7)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第3電容電極和上述第1電容電極的電連接部位于上述數(shù)據(jù)線的下方區(qū)域。
若按照本發(fā)明的構成，因將不能用作為各象素的開口區(qū)的象素電極的間隙區(qū)中的數(shù)據(jù)線的下方用于第3電容電極和第1電容電極的連接，故對謀求象素的高孔徑比很有利。
(8)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第3電容電極由沿上述掃描線延伸的第1電容線的一部分形成，上述第1電容電極由沿上述掃描線延伸的第2電容線的一部分形成，上述第1電容線和上述第2電容線延伸到配置了上述象素電極的象素顯示區(qū)的周圍再電連接。
若按照本發(fā)明的構成，因包含沿掃描線排列的多個第3電容電極的第1電容線和包含沿掃描線排列的多個第1電容電極的第2電容線在圖像顯示區(qū)的外側相互進行電連接，故可以經(jīng)第1和第2電容線，使第3電容電極和第1電容電極相互之間以較簡單的方式可靠地電連接起來。此外，因不必在圖像顯示區(qū)內設置用于使兩者連接的連接孔，故可以增大存儲電容。
(9)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而具有第3存儲電容，上述第3存儲電容的構成包括上述第3電容電極；面向上述第3電容電極的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第3電容電極相向配置并由和上述半導體層相同的膜形成的第4電容電極。
若按照本發(fā)明，利用形成第2存儲電容的第3電容電極和半導體層形成第3電容電極，所以，因可以在襯底的厚度方向層疊存儲電容，故即使象素間隙微細，也可以在非開口區(qū)內構筑比較大的存儲電容。此外，第4電容電極因由和掃描線同一的膜形成故利用層數(shù)較少的層疊構造就能夠構筑存儲電容。
(10)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第4電容電極從上述薄膜晶體管的漏極區(qū)延伸后形成。
若按照本發(fā)明的構成，可以利用薄膜晶體管的漏極區(qū)來形成存儲電容。
(11)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第4電容電極與上述掃描線平行形成。
若按照本發(fā)明的構成，因第3存儲電容與掃描線平行形成故可以利用非開口區(qū)來增大存儲電容。
(12)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第2存儲電容的容量比上述第1存儲電容和上述第3存儲電容的容量小。
若按照本發(fā)明的構成，因由第1電容電極和由與掃描線相同的膜形成的第3電容電極構成的第2電容電極小，故可以形成不致引起TFT誤動作那樣大小的電容。
(13)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而具有第4存儲電容，上述第4存儲電容的構成包括由和上述半導體層相同的膜形成的上述第4電容電極；面向上述第4電容電極的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第4電容電極相向配置并對上述半導體層遮光的第5電容電極。
若按照本發(fā)明，利用由和形成第3存儲電容的半導體層相同的膜形成的第4電容電極和對半導體層進行遮光的遮光膜形成第4電容電極，所以，因可以在襯底的厚度方向層疊存儲電容，故即使象素間隙微細，也可以在非開口區(qū)內構筑比較大的存儲電容。此外，第5電容電極因由遮光膜形成故利用層數(shù)較少的層疊構造就能夠構筑存儲電容。再有，遮光膜因至少從襯底一側看是將溝道區(qū)覆蓋的，故能夠有效地防止從襯底一側返回的光入射到溝道區(qū)而使薄膜晶體管的特性變化。
(14)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第5電容電極在圖像顯示區(qū)的周圍與上述第1電容電極電連接。
若按照本發(fā)明的構成，上述第1電容電極、上述第5電容電極進而第3電容電極可以共電位，故能夠形成穩(wěn)定的存儲電容。
(15)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而具有第5存儲電容，上述第5存儲電容的構成包括上述第1電容電極；在上述第1電容電極上層疊的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第1電容電極相向配置并形成上述象素電極的第6電容電極。
若按照本發(fā)明，利用形成第1存儲電容的第1電容電極和象素電極形成第5電容電極，所以，因可以在襯底的厚度方向層疊存儲電容，故即使象素間隙微細，也可以在非開口區(qū)內構筑比較大的存儲電容。此外，第6電容電極因由象素電極形成故利用層數(shù)較少的層疊構造就能夠構筑存儲電容。
(16)本發(fā)明的第1電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第5存儲電容大致在一象素的整個外圍形成。
若按照本發(fā)明的構成，可以利用象素的周邊區(qū)域來增大存儲電容。
(17)本發(fā)明的第2電光學裝置的特征在于，包括在襯底上形成的掃描線；在上述襯底上形成的數(shù)據(jù)線；與上述數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管；與上述薄膜晶體管的漏極區(qū)連接的象素電極；上述薄膜晶體管的溝道區(qū)，在上述溝道區(qū)上經(jīng)柵極絕緣膜配置上述掃描線；構成存儲電容的電容電極的遮光性導電膜，上述導電膜配置在上述掃描線的上方，至少覆蓋上述薄膜晶體管的溝道區(qū)。
若按照本發(fā)明構成，在襯底上形成的溝道區(qū)上按順序層疊柵極絕緣膜、掃描線和導電膜。在這樣的層疊構造中，可以利用遮光性導電膜對溝道區(qū)進行遮光。此外，因導電膜作為存儲電容的電容電極起作用，故可以利用較少層數(shù)的層疊構造對溝道進行充分遮光并構筑存儲電容。
(18)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，在上述薄膜晶體管的溝道區(qū)、上述薄膜晶體管的源極區(qū)和上述溝道區(qū)的接合區(qū)域、上述薄膜晶體管的漏極區(qū)和上述溝道區(qū)的接合區(qū)域、與上述各結合區(qū)鄰接的源極區(qū)和上述漏極區(qū)中，上述導電膜至少覆蓋其中的一部分。
若按照本發(fā)明的構成，因導電膜不僅覆蓋溝道區(qū)，還覆蓋源漏區(qū)和溝道區(qū)的接合區(qū)域以及與該結合區(qū)相鄰的源極、漏極區(qū)的至少一部分，故即使對例如LDD構造的薄膜晶體管中的低濃度區(qū)也能夠對入射光進行遮光，可以更減小薄膜晶體管的特性變化。
(19)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述存儲電容由形成上述存儲電容的一方的電容電極的第1導電膜和形成上述存儲電容的另一方的電容電極的第2導電膜構成，上述第2導電膜將成為上述漏極區(qū)的半導體層與上述象素電極電連接。
若按照本發(fā)明的構成，因成為上述存儲電容的另一方電極的第2導電膜起用來中繼漏極區(qū)和象素電極的導電膜的作用，故可以防止因用來連接象素區(qū)和漏極區(qū)的連接孔的開口引起的蝕刻穿透。即，漏極區(qū)經(jīng)在漏極區(qū)上形成的連接孔與第2導電膜連接，象素電極經(jīng)在第2導電膜上形成的連接孔與第2導電膜連接，所以，需要兩個連接孔，因連接孔的距離短故容易控制蝕刻深度，從而可以防止穿透。
(20)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，在上述薄膜晶體管的溝道區(qū)、上述薄膜晶體管的源極區(qū)和上述溝道區(qū)的接合區(qū)域、上述薄膜晶體管的漏極區(qū)和上述溝道區(qū)的接合區(qū)域、與上述各結合區(qū)鄰接的源極區(qū)和上述漏極區(qū)中，上述導電膜至少覆蓋其中的一部分。
若按照本發(fā)明，因溝道區(qū)與在其上配置的掃描線利用第1導電膜來遮光進而利用配置在掃描線和第1導電膜之間的第2導電膜來遮光，故可以利用三重膜進行遮光，可以進一步提高遮光效果。
(21)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述溝道區(qū)由經(jīng)絕緣膜配置在上述第1導電膜的上方的上述數(shù)據(jù)線覆蓋。
若按照本發(fā)明的構成，因溝道區(qū)與在其上配置的掃描線利用第1導電膜來遮光進而第2導電膜利用配置在其上的掃描線來遮光，故可以利用四重膜進行遮光，可以進一步提高溝道區(qū)的遮光效果。而且，因在第1導電膜的上方配置了數(shù)據(jù)線故可以抑制因第1導電膜的光吸收引起的溫度上升。
(22)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而，具有由和上述掃描線相同的膜形成的第3導電膜，上述第3導電膜經(jīng)層間絕緣層與上述第2導電膜相向配置。
若按照本發(fā)明的構成，通過由第1導電膜和第2導電膜重合形成的存儲電容再加上第2導電膜和第3導電膜經(jīng)層間絕緣膜相向配置，可以在襯底的厚度方向層疊存儲電容。因此，即使象素間隙微細，也可以在非開口區(qū)內構筑比較大的存儲電容。此外，第3電容電極因由和掃描線同一的膜形成故利用層數(shù)較少的層疊構造就能夠構筑存儲電容。
(23)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而，具有由和上述漏極區(qū)相同的膜形成的第4導電膜，上述第4導電膜經(jīng)上述柵極絕緣膜與上述第3導電膜相向配置。
若按照本發(fā)明的構成，通過使和漏極區(qū)相同的膜形成的第4導電膜經(jīng)柵極絕緣膜與第3導電膜相向配置，可以進而在襯底的厚度方向層疊存儲電容。即，通過使由第1導電膜和第2導電膜重疊形成的存儲電容、由第2導電膜和第3導電膜重疊形成的存儲電容以及由第3導電膜和第4導電膜重疊形成的存儲電容，可以在襯底的厚度方向層疊存儲電容。即使象素間隙微細，也可以在非開口區(qū)內構筑比較大的存儲電容。此外，第4導電膜因由和漏極區(qū)同一的膜形成故利用層數(shù)較少的層疊構造就能夠構筑存儲電容。
(24)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1導電膜和上述第3導電膜相互電連接。
若按照本發(fā)明的構成，可以將第2導電膜夾在中間形成2個存儲電容。
(25)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第2導電膜和上述第4導電膜相互電連接。
若按照本發(fā)明的構成，可以將第3導電膜夾在中間形成2個存儲電容。
(26)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1導電膜和上述第3導電膜相互電連接，上述第2導電膜和上述第4導電膜相互電連接。
若按照本發(fā)明的構成，在襯底厚度方向排列的第1導電膜和第3導電膜及第2導電膜和第4導電膜構筑呈梳齒狀齒合形狀的存儲電容。因此，可以在非開口區(qū)內構筑更大的存儲電容。
(27)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1導電膜復蓋上述溝道區(qū)，在上述溝道區(qū)及其相鄰區(qū)域上，從平面上看，上述數(shù)據(jù)線不從上述第1導電膜露出。
若按照本發(fā)明的構成，因第1導電膜覆蓋上述溝道區(qū)，故即使對斜入射光也能夠防止光向溝道區(qū)入射。而且，在溝道區(qū)上，從平面上看數(shù)據(jù)線可以不從上述第1導電膜露出。在數(shù)據(jù)線和第1導電膜中，位置比較靠近溝道區(qū)的第1導電膜形成得寬一些，所以，可以防止斜方向的光入射到溝道區(qū)，而且，可以防止數(shù)據(jù)線的反射光入射到溝道區(qū)。
(28)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1導電膜由反射率比上述數(shù)據(jù)線低的膜形成。
若按照本發(fā)明的構成，因第1導電膜的反射率比數(shù)據(jù)線的反射率低，所以，對于由斜的返回光引起的到達溝道區(qū)的反射光或多重反射光，將象本發(fā)明那樣在第1導電膜的下方反射的情況與在數(shù)據(jù)線的下方平面反射的情況相比，變成因反射率低而衰減的光被入射，能夠抑制反射光的影響。此外，對斜的入射光，通過增加第1導電膜的寬度，可以充分對溝道區(qū)進行遮光。
(29)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1導電膜和上述數(shù)據(jù)線由至少包含Al的膜形成。
若按照本發(fā)明的構成，因由數(shù)據(jù)線和第1導電膜反射入射光，故可以防止電光學裝置的溫度上升，此外，可以使第1導電膜成為低電阻的膜。
(30)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而，具有配置在上述襯底上的上述半導體層的下方的底層遮光膜，從上述襯底的相反一側看去，上述底層遮光膜至少覆蓋上述溝道區(qū)，同時，在上述溝道區(qū)及其相鄰區(qū)域上，從平面上看，上述底層遮光膜不從上述第1導電膜露出。
若按照本發(fā)明的構成，因在溝道區(qū)的上方形成掃描線、第1導電膜和數(shù)據(jù)線，故可以防止光從上方向溝道區(qū)照射，進而，因在溝道區(qū)的下方配置底層遮光膜，故可以從上下對溝道區(qū)進行遮光。特別因底層遮光膜覆蓋溝道區(qū)，故利用底層遮光膜可以防止從襯底相反一側來的光(返回光等)照射到溝道區(qū)。進而，在溝道區(qū)及其相鄰的區(qū)域上，因平面上看上述底層遮光膜不從上述第1導電膜露出，故可以防止入射光由底層遮光膜反射后照射到溝道區(qū)。此外，假如即使存在有可能因多重反射而照射到溝道區(qū)的斜的返回光，因幾乎全部被反射率低的第1導電膜反射，故入射到溝道的光是衰減后的光，所以，能夠防止由反射率高的數(shù)據(jù)線反射的光照射到溝道區(qū)。因此，即使發(fā)生多重反射，也可以將其對溝道區(qū)的影響抑制到最小。
(31)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1導電膜和上述底層遮光膜中的至少一方由高熔點金屬形成。
若按照本發(fā)明的形態(tài)，第1導電膜和底層遮光膜例如由包含作為不透明的高熔點金屬的Ti(鈦)、Cr(鉻)、W(鎢)、Ta(鉭)、Mo(鉬)和Pb(鉛)中的至少一種金屬的金屬單體、合金或金屬硅化物構成。因此，第1導電膜和底層遮光膜可以經(jīng)高溫處理而不被破壞或熔融。而且，例如，若使用一般的Al(鋁)作為數(shù)據(jù)線的材料，則數(shù)據(jù)線的反射率會超過80％，另一方面構成第1導電膜的Ti、Cr、W等高熔點金屬的反射率與它相比明顯地低，所以，可以充分發(fā)揮本發(fā)明的效果。
(32)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，在上述數(shù)據(jù)線的下方，上述第1導電膜和上述第2導電膜的尺寸大致相同。
若按照該形態(tài)，因第1導電膜和第2導電膜的尺寸大致相同，故可以防止因第1導電膜內面的反射而使光侵入溝道層，而且，因第2導電膜和第1導電膜的尺寸大致相同，故可以增大第1導電膜的面積，從而增大存儲電容。
(33)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第1導電膜從配置了上述象素電極的圖像顯示區(qū)向其周圍延伸并在該周圍區(qū)域與定電位源連接。
若按照該形態(tài)，第1導電膜不僅起遮光膜的作用，而且是存儲電容的一個電極，進而，它還保持作為電容線的功能，所以，通過層數(shù)較少的層疊構造就能對溝道區(qū)進行充分遮光，同時，可以構筑具有電容線與定電位源連接的電容電極的存儲電容。這時，電容電極可以由第1導電膜構成，電容電極或其它電容線(相互冗余的電容線)也可以由與第1導電膜不同的導電膜構成。而且，可以有效地利用各遮光區(qū)(各象素的非開口區(qū))將電容電極連接在定電位源上。再有，作為定電位源，若使用設在周邊區(qū)的數(shù)據(jù)線驅動電路和掃描線驅動電路等周邊電路用的定電位源，因不必設置專用定電位源，所以效率高。
(34)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述第3導電膜由沿上述掃描線從上述圖像顯示區(qū)向其周圍延伸并在該周圍區(qū)域與定電位源連接的電容線形成，上述第1導電膜與上述電容線連接。
若按照該形態(tài)，因第1導電膜與電容線連接，故可以經(jīng)電容線使第1導電膜的電位保持恒定，即使將第1導電膜配置在溝道區(qū)的附近，也可以防止因第1導電膜電位的變動而對薄膜晶體管的特性產(chǎn)生壞的影響。此外，當將第1導電膜作為電容電極利用時，因可以使第1導電膜的電位比電容線固定，故可以很好地起電容電極的作用。
(35)本發(fā)明的第2電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述底層遮光膜由遮光性的導電膜形成，與每一個象素的上述電容線連接。
若按照該形態(tài)，因底層遮光膜與每一個象素的電容線連接，故可以經(jīng)電容線使底層遮光膜的電位保持恒定，即使底層遮光膜配置在溝道區(qū)的附近，也可以防止因底層遮光膜電位的變動而對薄膜晶體管的特性產(chǎn)生壞的影響。此外，當將底層遮光膜作為電容電極利用時，因可以使底層遮光膜的電位比電容線固定，故可以很好地起電容電極的作用。
(36)本發(fā)明的第3電光學裝置的特征在于，包括薄膜晶體管；經(jīng)第1連接部與上述薄膜晶體管的半導體層電連接的數(shù)據(jù)線；與上述薄膜晶體管的半導體層重合的掃描線；經(jīng)第2連接部與上述薄膜晶體管的半導體層電連接的象素電極；避開上述第1連接部和上述第2連接部而配置在上述數(shù)據(jù)線和上述掃描線的區(qū)域內的遮光膜。
若按照本發(fā)明的構成，可以用遮光對象素電極周圍發(fā)生的對比度比的不良區(qū)域進行遮光。
(37)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述遮光膜與上述象素電極的邊緣部重合。
若按照本發(fā)明的構成，通過用遮光膜對數(shù)據(jù)線和掃描線的區(qū)域進行遮光，可以規(guī)定非開口區(qū)。
(38)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而在上述半導體層的下方具有下部遮光膜，上述薄膜晶體管的至少一部分由上述遮光膜和上述下部遮光膜夾在中間。
若按照本發(fā)明的構成，通過遮光膜和底層遮光膜可以防止光對薄膜晶體管的入射，可以抑制薄膜晶體管特性的變化。
(39)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述下部遮光膜至少沿上述數(shù)據(jù)線和上述掃描線中的一方延伸。
若按照本發(fā)明的構成，只通過具有薄膜晶體管的襯底就能夠提高非象素開口區(qū)的遮光性。
(40)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述下部遮光膜的至少與上述薄膜晶體管一側相向的面由防反射膜形成。
若按照本發(fā)明的構成，當入射光照射到底層遮光膜時，可以用防反射膜防止光從薄膜晶體管的溝道區(qū)或與溝道相鄰的區(qū)域反射。
(41)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，進而，具有成為上述半導體層和上述象素電極的電連接的導電性中繼膜。
若按照本發(fā)明的構成，可以防止因用來連接象素電極和漏極區(qū)的連接孔開口而產(chǎn)生的蝕刻穿透。
(42)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述中繼膜避開連接上述半導體層和上述數(shù)據(jù)線的上述第1連接部而配置在上述數(shù)據(jù)線和上述掃描線的區(qū)域內。
若按照本發(fā)明的構成，可以確保連接半導體層和數(shù)據(jù)線的第1連接部的區(qū)域，同時可以提高遮光性。
(43)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述中繼膜配置在避開上述遮光膜而連接在上述半導體層和上述象素電極之間的上述第2連接部的區(qū)域內。
若按照本發(fā)明的構成，通過對遮光膜不能遮光的半導體層和象素電極的第2連接部的區(qū)域進行遮光，可以將沿掃描線的區(qū)域完全遮光。
(44)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述數(shù)據(jù)線由遮光性的材料形成。
若按照本發(fā)明的構成，可以進一步提高遮光性能。
(45)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，在上述數(shù)據(jù)線和上述象素電極之間形成間隙，上述遮光膜配置在上述間隙區(qū)。
若按照本發(fā)明的構成，能夠減小數(shù)據(jù)線和象素電極之間的寄生電容，同時，可以用遮光膜對其間進行遮光，并規(guī)定象素開口區(qū)。
(46)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述數(shù)據(jù)線配置在避開上述遮光膜而連接在上述半導體層和上述象素電極之間的上述第1連接部的區(qū)域內。
若按照本發(fā)明的構成，通過對遮光膜不能遮光的半導體層和數(shù)據(jù)線的第1連接部的區(qū)域進行遮光，可以將沿數(shù)據(jù)線的區(qū)域完全遮光。
(47)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，非象素開口區(qū)由上述遮光膜和上述下部遮光膜形成。
若按照本發(fā)明的構成，遮光膜和底層遮光膜的距離越短，就越能提高薄膜晶體管的遮光性能。
(48)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述掃描線延伸到上述非象素開口區(qū)的大致中心位置。
若按照本發(fā)明的構成，若沒有必要用和掃描線相同的膜形成用來形成存儲電容的電容電極，則可以使掃描線延伸到非象素開口區(qū)的大致中心位置，從而提高對薄膜晶體管的溝道區(qū)及其附近的遮光性。
(49)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，在包含上述薄膜晶體管的溝道區(qū)的周圍，在上述遮光膜的內側區(qū)域內有上述中繼膜，在上述中繼膜的內側區(qū)域內存在上述下部遮光膜。
若按照本發(fā)明的構成，因從遮光膜一側入射的光不直接照射底層遮光膜，故可以減少由底層遮光膜反射的光對薄膜晶體管的入射。
(50)本發(fā)明的第3電光學裝置的另一形態(tài)的特征在于，上述半導體層位于上述數(shù)據(jù)線的內側區(qū)域。
若按照本發(fā)明的構成，通過在數(shù)據(jù)線的區(qū)域內形成半導體層，可以減小光對半導體層的入射。伴隨它，因半導體層不沿掃描線延伸，故可以將非象素開口區(qū)的間隔做得很窄，同時，可以提高遮光性能。
圖1是本發(fā)明第1實施形態(tài)的電光學裝置的各種元件和布線等的等效電路圖，這些元件和布線設在構成圖像顯示區(qū)的矩陣狀的多個象素中。
圖2是第1實施形態(tài)的電光學裝置的已形成數(shù)據(jù)線、掃描線和象素電極等的TFT陣列襯底的相鄰多個象素群的平面圖。
圖3是沿圖2的A-A’的剖面圖。
圖4是構成本發(fā)明實施形態(tài)的電光學裝置的1個象素的等效電路圖。
圖5是在圖2中將遮光性的導電膜和中繼膜提出來表示的平面圖。
圖6是在圖2中將中繼膜和電容電極提出來表示的平面圖。
圖7是在圖2中將電容電極和半導體層提出來表示的平面圖。
圖8是在圖2中將半導體層和底層遮光膜提出來表示的平面圖。
圖9是在圖2中將遮光性導電膜和象素電極提出來表示的平面圖。
圖10是在圖2中將底層遮光膜、遮光性導電膜、中繼膜和數(shù)據(jù)線提出來表示的平面圖。
圖11(1)是沿圖2的B-B’的剖面圖，圖11(2)是先有構造的截面圖。
圖12是表示本發(fā)明第2實施形態(tài)的電光學裝置的圖象信號的極性模式圖，該圖象信號供給構成圖像顯示區(qū)的矩陣狀的多個象素電極。
圖13是第2實施形態(tài)的電光學裝置的已形成數(shù)據(jù)線、掃描線和象素電極等的TFT陣列襯底的相鄰多個象素群的平面圖。
圖14是沿圖13的A-A’的剖面圖。
圖15是沿圖13的B-B’的剖面圖。
圖16是沿圖13的C-C’的剖面圖。
圖17是第3實施形態(tài)的電光學裝置的已形成數(shù)據(jù)線、掃描線和象素電極等的TFT陣列襯底的相鄰多個象素群的平面圖。
圖18是沿圖17的A-A’的剖面圖。
圖19是第4實施形態(tài)的電光學裝置的已形成數(shù)據(jù)線、掃描線和象素電極等的TFT陣列襯底的相鄰多個象素群的平面圖。
圖20是沿圖18的A-A’的剖面圖。
圖21是從相向襯底一側看各實施形態(tài)的液晶裝置的TFT襯底及在其上形成的各構成要素的平面圖。
圖22是沿圖21的H-H’的剖面圖。
下面，根據(jù)


本發(fā)明的實施形態(tài)。
(第1實施形態(tài))參照圖1到圖11說明作為本發(fā)明的一例電光學裝置的液晶裝置的構成。圖1是構成液晶裝置的圖像顯示區(qū)的形成矩陣狀的多個象素中的各種元件和布線等的等效電路圖。圖2是已形成數(shù)據(jù)線、掃描線和象素電極等的TFT陣列襯底的相鄰多個象素群的平面圖。圖3是沿圖2的A-A’的剖面圖。再有，在圖3中，因在圖面上將各層和各部件畫成可識別的大小，故各層和各部件的比例尺不同。
在圖1中，構成本實施形態(tài)的液晶裝置的圖像顯示區(qū)的形成矩陣狀的多個象素形成為用來控制象素電極9a和象素電極9a的TFT30，供給圖象信號的數(shù)據(jù)線6a與該TFT30的元件電連接。寫入數(shù)據(jù)線6a的圖象信號S1、S2、…Sn可以按該順序并按照線的次序進行供給，也可以對相鄰的多根數(shù)據(jù)線6a一組一組地供給。此外，掃描線3a與TFT30的柵極電連接，掃描信號G1、G2、G3按該順序并按照線的次序以規(guī)定的時序加在掃描線3a上。象素電極9a與TFT30的漏極電連接，通過使作為開關元件的TFT30只在一定期間內將該開關閉合，按照規(guī)定的時序將從數(shù)據(jù)線6a供給的圖象信號S1、S2、…Sn寫入。經(jīng)象素電極9a寫入液晶的規(guī)定電平的圖象信號S1、S2、…Sn在形成在相向襯底(后述)上的相向電極(后述)之間保持一定時間。液晶通過其分子集合的取向或有序程度隨施加的電壓電平而變化，可以對光進行調制并按灰度等級進行顯示。若是白色背景模式，則入射光的透過光量隨施加電壓而減小，若是黑色背景模式，則入射光的透過光量隨施加電壓而增大，整體來說，是從液晶裝置發(fā)出與圖象信號對應的具有對比度比的光。這里，為了防止已保持的圖象信號的泄漏，附加存儲電容70與在象素電極9a和相向電極之間形成的液晶電容并聯(lián)。存儲電容70通過在與象素電極9a電連接的一個電容電極和與供給恒定電位的電容線300電連接的另一個電容電極之間介入電介質膜形成。通過該存儲電容70，例如，可以長時間保持象素電極9a的電壓，該時間比源極電壓施加的時間要長出3個量級。因此，可以進一步改善保持特性，實現(xiàn)對比度比高的液晶裝置。
在圖2中，在液晶裝置的TFT陣列襯底上設置矩陣狀的多個透明象素電極9a(象素電極9a’由虛線部表示)，沿象素電極9a的縱橫邊界分別設置數(shù)據(jù)線6a和掃描線3a。在半導體層1a內配置掃描線3a與溝道區(qū)1a’(圖中的右下斜線表示的區(qū)域)相向，掃描線3a起柵極的作用。這樣，在掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a相交的地方分別設置將掃描線3a的一部分作為其柵極且與溝道區(qū)1a’相向配置的TFT30。象素電極9a中繼作為中間導電膜的中繼膜80a，經(jīng)連接孔8a和8b在半導體層1a中與后述的漏極電連接。數(shù)據(jù)線6a經(jīng)連接孔5在由多晶硅膜形成的半導體層1A中與后述的源極區(qū)電連接。
此外，也可以設置由和掃描線3a相同的膜形成的電容電極3b(第3電容電極)，使其經(jīng)后述的柵絕緣膜和從半導體1a延伸的電容電極1f(第4電容電極)至少部分重合。因此，至少可以形成一部分圖1中的存儲電容70。
進而，在圖2中粗線所示的區(qū)域內設置底層遮光膜11a，沿掃描線3a從TFT30的下側通過。更具體一點說，底層遮光膜11a設置在從TFT陣列襯底一側看至少將TFT的溝道區(qū)1a’以及該溝道區(qū)1a’和源極及漏極的結合區(qū)覆蓋的位置上。此外，象素電極9a可以沿掃描線3a的方向從形成矩陣狀的象素顯示區(qū)向其周圍延伸，并在周邊區(qū)與定電位源連接。這樣，通過將底層遮光膜11a的電位固定在恒定電位上，可以防止TFT30的誤動作。作為定電位源可以舉出向后述的用來驅動該液晶裝置的外圍電路、例如掃描線驅動電路、數(shù)據(jù)線驅動電路等供給的負電源、正電源等恒定電源、接地電源和向相向電極供給的定電位源等。電位電平最好是向掃描線3a供給掃描信號的截止電平。因此，因與掃描線3a之間幾乎沒有寄生電容，故向掃描線3a供給掃描信號不會產(chǎn)生延遲。
本實施形態(tài)特別在由圖中的右上斜線表示的區(qū)域內形成遮光性的導電膜(第1電容電極90a)。遮光性的導電膜90a在掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a之間的層間形成，因除了連接孔5和連接孔8b的形成區(qū)之外，從平面上看與數(shù)據(jù)線6a和掃描線3A等布線和TFT30及存儲電容的形成區(qū)重合，故可以實現(xiàn)TFT陣列襯底上的遮光。此外，遮光性導電膜90a可以沿掃描線3a的方向從圖像顯示區(qū)向其周圍延伸，并在周邊區(qū)與定電位源連接。因此，遮光性導電膜90a可以起圖1中的電容線300的作用。此外，通過經(jīng)連接孔95與由和掃描線3a相同的膜形成的電容電極3b連接并供給恒定電位，可以與電容電極1f之間容易形成存儲電容70。作為定電位源可以舉出向后述的用來驅動該液晶裝置的外圍電路、例如掃描線驅動電路、數(shù)據(jù)線驅動電路等供給的負電源、正電源等恒定電位源、接地電源和向相向電極供給的定電位源等。
其次，如圖3的剖面圖所示，本實施形態(tài)液晶裝置具有構成一例襯底的透明TFT陣列襯底10和與此相向的透明的相向襯底20。TFT陣列襯底10例如由玻璃襯底或石英襯底形成。在TFT陣列襯底10上設置由ITO膜等透明導電性膜形成的象素電極9a，當使用TN(TwistedNematic)液晶等作為液晶層50時，在象素電極9a的表面設有已進行了摩擦處理等規(guī)定的定向處理的定向膜16。
另一方面，在相向襯底20的整個面上設置由ITO膜等透明導電性膜形成的相向電極21，在相向電極的表面設有已進行了摩擦處理等規(guī)定的定向處理的定向膜22。
進而，在與TFT30相向的位置，在TFT陣列襯底10和TFT30之間設置底層遮光膜11a。底層遮光膜11a在至少與象素開關用的TFT30的溝道區(qū)1a’以及該溝道區(qū)1a’和源極及漏極的結合區(qū)相向的位置上形成，所以，從TFT陣列襯底10一側來的反射光不會照射到溝道區(qū)1a及其相鄰的區(qū)域。因此，TFT30的特性不會因發(fā)生光引起的漏電流而變化。作為底層遮光膜11a最好由包含Ti(鈦)、Cr(鉻)、W(鎢)、Ta(鉭)、Mo(鉬)和Pb(鉛)等不透明的高熔點金屬中的至少一種金屬的金屬單體、合金或金屬硅化物構成。或者，也可以在底層遮光膜11a的表面形成多晶硅等防反射膜，以便對繞入的入射光也能立即吸收。此外，當從TFT陣列襯底10一側來的反射光弱時，底層遮光膜11a也可以使用多晶硅膜。若用這樣的材料構成底層遮光膜11a，例如，通過形成柵絕緣膜2時的高溫處理，底層遮光膜11a也不會破壞或熔融。再有，在本實施形態(tài)中，底層遮光膜11a在各掃描線3a的下方，沿各掃描線3a形成條紋狀，但也可以在各數(shù)據(jù)線6a的下方，沿各數(shù)據(jù)線6a形成條紋狀，或者，當然也可以在各掃描線3a和各數(shù)據(jù)線6a的下方形成格子狀。這樣，若將底層遮光膜11a形成為條紋狀，則可以緩和因底層遮光膜11a產(chǎn)生的應力，若形成為格子狀，則不僅可以提高遮光性，而且可以進一步使底層遮光膜11a低電阻化。
此外，在底層遮光膜11a和TFT30之間設置底層遮光膜12。底層遮光膜12是用來將構成TFT30的半導體層1a與底層遮光膜11a電連接而設置的。進而，底層遮光膜12通過在TFT陣列趁10上全面形成，具有作為TFT30的底層膜的功能。即，具有防止因TFT陣列襯底10表面研磨時出現(xiàn)的粗糙和洗凈后留下的污垢等而使TFT特性變化的作用。底層遮光膜12例如由NSG(nondoped silicate glass純硅酸鹽玻璃)、PSG(phosphosilicate glass磷硅酸鹽玻璃)、BSG(boronsilicate glass硼硅酸鹽玻璃)、BPSG(boron phosphosilicateglass磷硼硅酸鹽玻璃)等高絕緣性玻璃或氧化硅膜、氮化硅膜等形成。此外，利用底層遮光膜12可以防止底層遮光膜11a污染TFT30等事態(tài)的發(fā)生。
進而，在本實施形態(tài)中，在底層遮光膜12上形成的TFT30具有LDD(Lightly Doped Drain低摻雜泄漏)構造，例如，由多晶硅膜形成的半導體層1a包括低濃度源極區(qū)1b、低濃度漏極區(qū)1c和夾在中間的利用從掃描線3a來的電場形成溝道的溝道區(qū)1a’，低濃度源極區(qū)1b與高濃度源極區(qū)1d連接，低濃度漏極區(qū)1c與高濃度漏極區(qū)1e連接。這樣，通過形成LDD構造的TFT30，可以大幅度降低TFT截止時的漏電流，提高保持性能。此外，TFT30也可以采用對低濃度源極區(qū)1b和低濃度漏極區(qū)1c不進行摻雜的偏置結構，也可以是自取向的TFT結構，將作為掃描線的一部分的柵極作為掩蔽進行高濃度摻雜，自適應地形成高濃度源極區(qū)1d和高濃度漏極區(qū)1e。
在半導體層1a上用100nm以下的薄膜形成柵極絕緣膜2。柵極絕緣膜2通過在1000度以上的高溫下對多晶硅膜進行氧化，可以形成致密的絕緣性高的膜。當不能進行高溫處理時，也可以利用CVD(化學蒸鍍法)等形成。在柵極絕緣膜2上配置用例如摻有磷(P)的低電阻多晶硅膜形成的掃描線3a，與半導體層1a重合部分的掃描線3a起柵極的作用。
在在半導體層1a上形成的柵極絕緣膜2和掃描線3a上，利用CVD等方法堆積層間絕緣膜81，在該濃度漏極區(qū)1e的規(guī)定的地點對柵極絕緣膜2和層間絕緣膜81開連接孔8a。經(jīng)該連接孔8a將導電性中繼膜80a與高濃度漏極區(qū)1e電連接。在中繼膜80a上依次堆積層間絕緣膜91、層間絕緣膜4和層間絕緣膜7，在中繼膜80a(第2電容電極)的規(guī)定位置對這些層間絕緣膜開連接孔8b。經(jīng)該連接孔8b使中繼膜80a和象素電極9a電連接。這樣，中繼膜80a作為用來電連接半導體層1a和象素電極9a的中間導電膜起作用。通過該中繼膜80a，即使在從象素電極9a到半導體層1a這樣長的距離上沒有一氣貫通的連接孔，也可以防止例如膜厚為50nm左右的非常薄的半導體層1a的穿透。此外，通過分別對連接孔進行開孔，具有可以使各連接孔8a和8b的孔徑小的優(yōu)點。因此，形成連接孔8a和8b的區(qū)域可以小一些，相應地可以提高象素孔徑比，實現(xiàn)高精細化。作為中繼膜80a的材料，若和底層遮光膜11a一樣由包含Ti(鈦)、Cr(鉻)、W(鎢)、Ta(鉭)、Mo(鉬)和Pb(鉛)等不透明的高熔點金屬中的至少一種金屬的金屬單體、合金或金屬硅化物等形成，則可以起遮光膜的作用。進而，因蝕刻時的選擇比高，故即使中繼膜80a的膜厚例如形成為50nm左右，在連接孔8b開孔時也不會穿透中繼膜80a。此外，若使用來對掃描線3a和中繼膜80a進行絕緣的層間絕緣膜81形成得不影響TFT30的開關動作、例如在500以上，則中繼膜80a可以設置成從平面上看重疊在TFT30或掃描線3a至少。因此，因在數(shù)據(jù)線6a下方且構成TFT30的半導體層1a的附近可以遮光，故溝道區(qū)1a’及作為其結合區(qū)的低濃度源極區(qū)1b和低濃度漏極區(qū)1c不會被入射光直接照射，或者被利用數(shù)據(jù)線6a等反射的散射光照射。因此，可以大幅度降低TFT30截止時的漏電流，能進一步提高保持性能。
在本實施形態(tài)中，進而如圖3所示，在中繼膜80a經(jīng)層間絕緣膜91形成遮光性導電膜90a。遮光性導電膜90a如前所述除連接孔5和8b之外可以對非開口區(qū)進行遮光。此外，因遮光性導電膜90a可以作為圖1中的電容線300起作用，故可以將層間絕緣膜91作為電介質膜，在導電膜90a和中繼膜80a之間至少形成一部分存儲電容70。即，中繼膜80a和遮光性導電膜90a起用來形成存儲電容70的電極的作用。此外，在構成TFT30的半導體層1a的附近可以用中繼膜80a和遮光性導電膜90a兩層進行遮光。由此，因可以進一步大幅度降低TFT30截止時的漏電流，故對投射型投影儀等在強光源下使用的液晶裝置特別有利。遮光性導電膜90a的材料若和底層遮光膜11a或中繼膜80a一樣由包含Ti(鈦)、Cr(鉻)、W(鎢)、Ta(鉭)、Mo(鉬)和Pb(鉛)等不透明的高熔點金屬中的至少一種金屬的金屬單體、合金或金屬硅化物等形成，則可以實現(xiàn)遮光性高的低電阻布線。此外，若在形成遮光性導電膜90a之前，最后進行活性化熱處理等400度以上的高溫處理，則進而可以由包含低電阻Al(鋁)的金屬單體、合金或金屬硅化物等來形成遮光性導電膜90a。這樣，通過采用和數(shù)據(jù)線6a相同的材料Al來形成兼作電容線300的遮光性導電膜90a，可以使電容線300的電阻比過去的多晶硅膜低2～3個數(shù)量級。因此，可以大幅度降低因電容線300的時間常數(shù)大而產(chǎn)生的掃描線方向上的串擾。
此外，遮光性導電膜90a也可以在每一個象素電極9a中經(jīng)連接孔95與由和掃描線3a相同的膜形成的電容電極3b電連接。由此，電容電極3b可以固定在和遮光性導電膜90a相同的電位上。因此，可以將層間絕緣膜81作為電介質膜，在電容電極3b和與半導體層1a的高濃度漏極區(qū)1e電連接的中繼膜80a之間形成至少一部分存儲電容70。進而，可以將柵極絕緣膜2作為電介質膜，在電容電極3b和從半導體層1a的高濃度漏極區(qū)1e延伸的電容電極1f之間形成至少一部分存儲電容70。此外，連接孔95可以在數(shù)據(jù)線6a的下方開孔，可以在用來電連接的連接孔5的附近，將沿數(shù)據(jù)線6a與相鄰的象素電極9a連接的半導體層1a和數(shù)據(jù)線6a電連接起來。若采用這樣的結構，可以在數(shù)據(jù)線6a的下方確保大的區(qū)域，用來形成存儲電容70。
圖4示出構成本實施形態(tài)的液晶裝置的1個象素的等效電路圖。如圖4所示，將半導體層1a的高濃度漏極區(qū)1e和中繼膜80a及象素電極9a電連接，另一方面，使遮光性導電膜90a與電容電極3b電連接。遮光性導電膜90a從圖像顯示區(qū)向周圍延伸，在周邊區(qū)與定電位源連接。此外，底層遮光膜11a和遮光性導電膜90a也可以電連接。通過將這些導電膜組合，可以形成理想的堆疊結構的存儲電容70。即，在本實施形態(tài)中，可以經(jīng)電介質膜在固定在定電位上的遮光性導電膜90a、電容電極3b和底層遮光膜11a的各導電膜的層間形成從高濃度區(qū)1e延伸的電容電極1f、中繼膜80a和象素電極9a。
具體地說，在圖2的相鄰象素群的平面圖中，在什么區(qū)域形成存儲電容由圖5到圖9示出。再有，圖2和從圖5到圖9的比例尺相同。
圖5示出位于掃描線3a的層和數(shù)據(jù)線6a的層之間、在遮光性導電膜9a和中繼膜80a之間形成的第1存儲電容。使用層間絕緣膜91作為電介質膜。畫交叉陰影線的區(qū)域實際是形成第1存儲電容C1的區(qū)域，可以在除連接孔5、連接孔95和連接孔8b的相當一部分非開口區(qū)上形成存儲電容C1。這里，當不設電容電極3b時，因不必對用來將該電容電極3b和遮光性導電膜90a電連接的連接孔95進行開孔，故在該區(qū)域也可以形成存儲電容C1。此外，在本實施形態(tài)中，因可以在過去是不可能的TFT30的溝道區(qū)1a’上形成第1存儲電容C1，故對透過型液晶裝置的象素孔徑比的提高和微細化有利。對層間絕緣膜91，可以使用氧化膜或氮化膜等絕緣性和介電常數(shù)高的膜。此外，用多晶硅膜形成中繼膜80a，進而，通過下層是多晶硅膜、上層是含有高熔點金屬的遮光膜的所謂多層結構來構成，因可以用和多晶硅膜連續(xù)的工序形成層間絕緣膜91，故可以形成缺陷少的致密的絕緣膜。由此，不僅可以減小裝置缺陷，還可以形成膜厚在100nm以下的層間絕緣膜91a，所以，可以更加增大第1存儲電容C1。
其次，圖6示出在中繼膜80a和電容電極3b之間形成的第2存儲電容C2。使用層間絕緣膜81作為電介質膜。畫交叉陰影線的區(qū)域實際是形成第2存儲電容C2的區(qū)域。電容電極3b是用來將半導體層1a和中繼膜80a電連接的連接孔8a的區(qū)域，將各象素分隔，利用連接孔95與上方的遮光性導電膜90a電連接。如圖6所示，若形成T字型電容電極3b，則可以有效地形成第2存儲電容C2。層間絕緣膜81可以使用氧化膜或氮化膜等絕緣性和介電常數(shù)高的膜。只是，因電容電極3b用和掃描線3a相同的膜形成，故能夠形成第2存儲電容C2的區(qū)域比圖5中形成第1存儲電容C1的區(qū)域小。此外，當用中繼膜80a對溝道區(qū)1a’及其相鄰區(qū)域進行遮光時，為了防止TFT30的誤動作，有必要使層間絕緣膜81的膜厚在500nm以上，所以，不能將第2存儲電容C2增大到和第1存儲電容C1一樣。
圖7示出在電容電極3b和電容電極1f之間形成的第3存儲電容C3。使用柵極絕緣膜2作為電介質膜。畫交叉陰影線的區(qū)域實際是形成第3存儲電容C2的區(qū)域。柵極絕緣膜2如前所述，因是在1000度以上的高溫下氧化形成的，故能夠形成致密的絕緣性高的膜。因此，能夠形成第3存儲電容C3的面積與形成圖6的第2存儲電容C2的區(qū)域幾乎沒有什么變化，但第3存儲電容C3可以形成得比第2存儲電容C2大。此外，在用來將電容電極3b和上方的遮光性導電膜90a電連接的連接孔95的形成區(qū)域的下方也可以形成第3存儲電容C3。
進而如圖8所示，可以在電容電極1f和底層遮光膜11a之間也可以形成第4存儲電容C4。使用底層絕緣膜12作為電介質膜。畫交叉陰影線的區(qū)域實際是形成第4存儲電容C4的區(qū)域。當形成膜厚在500nm以下的底層絕緣膜12時，因溝道區(qū)1a和底層遮光膜11a的距離接近，TFT30因底層遮光膜11a的電位而產(chǎn)生誤動作。因此，也可以有選擇地使從平面上看存儲電容1f和底層遮光膜11a重合的區(qū)域的底層絕緣膜12薄膜化來增大第4存儲電容C4。即，通過使與溝道區(qū)1a相向的底層絕緣膜12的區(qū)域以外的部分薄膜化，可以增大第4存儲電容C4。
進而如圖9所示，也可以在象素電極9a和遮光性導電膜90a之間形成第5存儲電容C5。使用層間絕緣膜4和層間絕緣膜7作為電介質膜。畫交叉陰影線的區(qū)域實際是形成第5存儲電容C5的區(qū)域。作為層間絕緣膜4和層間絕緣膜7，例如由NSG、PSG、BSG、BPSG等高絕緣性玻璃或氧化硅膜、氮化硅膜等形成。只是，因數(shù)據(jù)線6a在層間絕緣膜4上形成，故因象素電極9a和數(shù)據(jù)線6a之間產(chǎn)生的寄生電容而使顯示圖像質量劣化，所以，有必要使層間絕緣膜7厚一些，實際上，不能將第5存儲電容C5增大到和第1存儲電容C1一樣大。
這樣，本實施形態(tài)的液晶裝置通過將用來形成存儲電容70的電容電極經(jīng)電介質膜層疊起來，可以形成由從第1存儲電容C1到第5存儲電容C5的5層形成的堆疊型存儲電容70。因此，即使存儲電容形成用的區(qū)域小，也能有效地形成大的存儲電容70。這里，本實施形態(tài)的液晶裝置至少能形成第1存儲電容C1就行。今后，隨著象素的高孔徑比化和微細化，即使例如不能形成存儲電容電極3b，若按照本發(fā)明的結構，也能夠通過使作為第1存儲電容C1的電介質膜的層間絕緣膜91薄膜化來得到足夠大的存儲電容70。因此，若按照本實施形態(tài)，可以針對按特定目的設計的電光學裝置的規(guī)格，在從第1存儲電容C1到第5存儲電容C5的存儲電容中進行選擇使用。
再如圖3所示，數(shù)據(jù)線6a在柵極絕緣膜2、層間絕緣膜81、層間絕緣膜91和層間絕緣膜7的規(guī)定地點對連接孔5進行開孔，經(jīng)該連接孔5與半導體層1a的高濃度漏極區(qū)1e電連接。進而，因數(shù)據(jù)線6a供給圖象信號，故由Al等低電阻的遮光性好的金屬膜或金屬硅化物等形成。
這里，在本實施形態(tài)的液晶裝置中，在數(shù)據(jù)線6a之外，可以利用遮光性導電膜90a等規(guī)定作為非開口區(qū)的遮光區(qū)。具體地說，如圖10所示，與象素電極9a重合形成遮光性導電膜90a，對包含溝道區(qū)1a’的所有區(qū)域遮光。此外，因可以用遮光性導電膜9a對沿數(shù)據(jù)線6a的整個區(qū)域遮光，故不必象過去那樣只用數(shù)據(jù)線6a來規(guī)定遮光區(qū)，可以盡量不使數(shù)據(jù)線6a和象素電極9a經(jīng)層間絕緣膜7重合。因此，可以大幅度減小數(shù)據(jù)線6a和象素電極9a之間的寄生電容，不會因象素電極9a的電位變動而使顯示畫面質量的降低。只是，因遮光性導電膜90a在數(shù)據(jù)線6a的下方形成，故形成用來將數(shù)據(jù)線6a和半導體層1a電連接的連接孔5的區(qū)域不能遮光。因此，可以將形成連接孔5的區(qū)域做得寬一些，使數(shù)據(jù)線6a和象素電極9a部分重合。當形成該連接孔5的區(qū)域靠近溝道區(qū)1a’時，因用數(shù)據(jù)線6a不能將溝道區(qū)1a’附近充分遮光，故這時即使使連接孔5的形成區(qū)域沿數(shù)據(jù)線6a向遠離溝道區(qū)1a’的方向移動也沒有任何問題。本實施形態(tài)具有即使這樣移動連接孔5的形成區(qū)在中繼膜80a和遮光性導電膜90a之間形成第1存儲電容C1也不變化的優(yōu)點。此外，因遮光性導電膜90a也不能設在用來將中繼膜80a和象素電極9a電連接的連接孔8b的形成區(qū)域內，故該區(qū)域可以用中繼膜80a遮光。假如，中繼膜80a是用多晶硅膜等透光性膜形成時，也可以利用底層遮光膜11a遮光。這時，連接孔8b的形成區(qū)最好遠離溝道區(qū)1a’。如圖10所示，最好在相鄰數(shù)據(jù)線6a的中間設置連接孔8b，這樣，即使入射光照射底層遮光膜11a，也到達不了溝道區(qū)1a’。此外，因象素的構成可以相對數(shù)據(jù)線6a線對稱形成，所以，對于例如將TN液晶的扭轉方向不同的液晶裝置組合形成的投影儀等，不會出現(xiàn)色斑等顯示畫面質量下降的現(xiàn)象。
這樣，在本實施形態(tài)中，因可以在TFT陣列襯底10上規(guī)定遮光區(qū)，故如圖3所示，不必在相向襯底20上設置遮光膜。因此，當將TFT陣列襯底10和相向襯底20機械地貼合時，因相向襯底20上沒有遮光膜，故即使對不齊，光透過的區(qū)域(開口區(qū)域)也不變化。因此，始終能得到穩(wěn)定的象素孔徑比，可以大幅度減小裝置的缺陷。
此外，本實施形態(tài)液晶裝置可以采用對入射光的入射角度的適應性比過去的裝置強的結構。下面，參照圖11進行說明。圖11(2)是沿圖2的B-B’的剖面圖，圖11(2)示出先有的的構造。再有，在圖11(1)和(2)中，用相同的比例尺表示。
一般，當光照射在半導體層1a的溝道區(qū)附近時，在TFT30截止時，因產(chǎn)生光激勵引起的漏電流，故保持已寫入象素電極9a中的電荷的能力下降。因此，本實施形態(tài)采用這樣的結構，即，如圖11(1)所示，通過對入射光L1設置遮光性導電膜90a，對從TFT陣列襯底10方向來的反射光L2設置底層遮光膜11a，可以防止光向半導體層1a照射。此外，因反射光L2照射的光量只有入射光L1的光量的不到百分之一，故構成為在溝道區(qū)及其相鄰的區(qū)域中用來對入射光L1遮光的遮光性導電膜90a的寬度W1比底層遮光膜11a的寬度W2寬。即，在溝道區(qū)及其相鄰的區(qū)域中，底層遮光膜11a不從遮光性導電膜90a中露出。進而，構成為在溝道區(qū)及其相鄰的區(qū)域中半導體層1a寬度W3比底層遮光膜11a的寬度W2窄。即，從TFT陣列襯底一側看去，溝道區(qū)及其相鄰的區(qū)域由底層遮光膜11a覆蓋。勇敢采用這樣的結構，即使入射光L1以某一角度入射，也能夠降低光到達半導體層1a的可能性。此外，在本實施形態(tài)中，因遮光性導電膜90a可以在數(shù)據(jù)線6a和半導體層1a的層間形成，故與圖11(2)所示的過去用數(shù)據(jù)線6a對溝道區(qū)遮光的情況相比，可以在更靠近溝道區(qū)的地方進行遮光。因此，在本實施形態(tài)和先有例中，試圖考慮入射光L1的入射角度的裕度。通常，因半導體層1a的寬度W3窄，例如是1μm，所以不太考慮入射光L1直接照射半導體層1a的情況。因此，假定照射到設在半導體層1a的下方的底層遮光膜11a的光反射后照射在半導體層1a上。這里，(1)本實施形態(tài)和(2)先有例示出的底層遮光膜11a的寬度相同，是W2。此外，用來遮蔽入射光L1的本實施形態(tài)的遮光性導電膜90a的寬度和先有例中的數(shù)據(jù)線6a的寬度相同，是W1。在本實施形態(tài)中，設底層遮光膜11a和遮光性導電膜90a的層間距離為D1，在先有例中，設底層遮光膜11a和數(shù)據(jù)線6a的層間距離為D2。這里，在本實施形態(tài)中，若設底層遮光膜11a和數(shù)據(jù)線6a的層間距離為D2，則D1＞D2的關系成立。因此，當入射光L1以相同角度入射時，本實施形態(tài)到底層遮光膜11a的層間距離小，相應地其入射光角度的裕度大。即，若設本實施形態(tài)的入射光L1的角度裕度為R1，先有例的入射光L1的角度裕度為R2，則R1＞R2的關系成立。結果，因本實施形態(tài)的液晶裝置的入射光的入射角度的裕度大，所以，即使以后光學系統(tǒng)小型化入射角度變大，也能夠適應，這是很有利的。再有，在本實施形態(tài)中，也有可能在半導體層1a的側面部經(jīng)絕緣膜形成遮光膜，能夠更進一步提高對入射角度的適應能力。
此外，在本實施形態(tài)的液晶裝置中，因不必象先有例那樣用數(shù)據(jù)線6a來遮光，故在溝道區(qū)及其相鄰的區(qū)域中可以使數(shù)據(jù)線6A的寬度W4比遮光性導電膜90a的寬度W1窄。即滿足W4＞W(wǎng)1的關系，在溝道區(qū)及其相鄰的區(qū)域中，使數(shù)據(jù)線6A不從遮光性導電膜90a中露出。因此，可以防止經(jīng)數(shù)據(jù)線6a反射的光變成散射光而照射到半導體層1a上。特別，因遮光性導電膜90a由含有比形成數(shù)據(jù)線6a的Al的反射率還低的高熔點金屬的膜形成，故可以通過遮光性導電膜90a吸收因數(shù)據(jù)線引起的散射光。
進而，在本實施形態(tài)的液晶裝置中，因可以在遮光性導電膜90a的下方形成中繼膜80a，故可以利用該中繼膜80a對半導體層1a的附近遮光，從而提高遮光性。這時，若中繼膜80a的寬度與遮光性導電膜90a的寬度W1大致相同，可進一步提高遮光性。此外，萬一，當入射了從TFT陣列襯底10一側來的反射光時，在先有例中因使用反射率高的數(shù)據(jù)線6a代替遮光膜故經(jīng)數(shù)據(jù)線6a的下方反射的散射光恐怕會照射到半導體層1a上，但在本實施形態(tài)中，通過使中繼膜80a由多晶硅膜和含有低反射的高熔點金屬的膜形成來吸收光。因此，可以大幅度降低內面反射的散射光，不必擔心因TFT30的一點點漏電流而使畫面顯示質量下降。此外，因中繼膜80a由低反射膜形成，所以，遮光性導電膜90a即使由至少含有與數(shù)據(jù)線6a相同的高反射的Al的膜形成也無妨。這樣，因可以在液晶裝置的遮光區(qū)由至少含有例如在可見光區(qū)具有80％以上的反射率的高反射率Al的膜形成數(shù)據(jù)線6a和遮光性導電膜90a，所以，可以利用數(shù)據(jù)線6a和遮光性導電膜90a反射入射光，防止液晶裝置溫度升高。因此，在本實施形態(tài)的液晶裝置中，可以降低例如與投影儀的冷卻裝置的開發(fā)有關的成本，可以提高液晶裝置的耐光性。
在以上說明了的本實施形態(tài)中，使象素電極9a下的層間絕緣膜7的表面平坦化。為了防止因布線和元件等的臺階差而引起液晶的旋轉位移，也可以對更下方的層間絕緣膜4等進行平坦化。這里，作為平坦化處理，可以利用旋轉涂敷機對有機或無機的SOG(硅玻璃Siliconon glass)膜進行涂敷，也可以鈦酸鈣CMP處理來實現(xiàn)平坦化。
(第2實施形態(tài))參照圖12到圖16說明本發(fā)明的電光學裝置的第2實施形態(tài)。
作為一例電光學裝置的液晶裝置，一般為了防止液晶的劣化必須進行交流反轉驅動。因此，曾提出過好幾種驅動方法，但在本發(fā)明的第2實施形態(tài)的液晶裝置中，如圖12所示，對每一根掃描線3a，使加在液晶上的圖象信號的極性反轉，進而，對每一掃描場采用使圖象信號的極性反轉的結構。因此，可以盡量抑制加在液晶上的直流成分，可以大幅度降低閃爍的發(fā)生。這樣，當對每一根掃描線3a使圖象信號的極性反轉時，因向沿掃描線3a在X方向相鄰的象素電極9a寫入相同極性的圖象信號，故在相鄰的象素電極9a之間不產(chǎn)生電場。另一方面，因向沿數(shù)據(jù)線6a在Y方向相鄰的象素電極9a寫入不同極性的圖象信號，故在相鄰的象素電極9a之間產(chǎn)生電場并發(fā)生液晶旋轉位移400。
那么，為了將圖12中的旋轉位移400的發(fā)生區(qū)域抑制到最小限度，在本發(fā)明的第2實施形態(tài)中，如圖13所示，與TFT陣列襯底相鄰的多個象素群在右上斜線的陰影區(qū)相對TFT陣列襯底10形成溝槽10’，并將數(shù)據(jù)線6a等的布線和TFT30部分埋入，使其平坦化。此外，當對TFT陣列襯底沿箭頭方向進行摩擦處理時，通過不在與開口區(qū)連接的掃描線3a的區(qū)域設溝槽10’，可以進一步降低旋轉位移的發(fā)生區(qū)域400。因此，可以降低各象素的光泄漏區(qū)域，大幅度提高象素孔徑比。特別適合于對亮度和小型化都有要求的投影儀用液晶裝置。
圖14表示沿圖13的A-A’線的剖面圖。如圖14所示，通過在形成TFT30和存儲電容70的區(qū)域的TFT陣列襯底10上形成溝槽10’，可以使象素電極9a和定向膜16大致平坦地形成。溝槽10’通過形成圖案并利用通常使用的光刻和蝕刻，很容易形成。此外，通過使用干腐蝕法或濕腐蝕法可以控制溝槽10’側壁的錐角。此外，控制溝槽10”的深度對形成溝槽10’來使其平坦化很重要，通過對干腐蝕的時間進行管理等可以容易控制。這樣，當形成溝槽10’來進行平坦化時，因完全不使用易感光的有機膜就可以實現(xiàn)平坦化，故對用于使用強光源的投影儀的液晶裝置特別有利。
圖15是沿圖13的B-B’線的剖面圖，表示圖12中X方向相鄰象素電極9a間的剖面結構。這樣，通過在TFT陣列襯底10上形成溝槽10’，可以使數(shù)據(jù)線6a的形成區(qū)大致完全平坦。特別，如圖13所示，當沿數(shù)據(jù)線6a進行摩擦處理時，因將數(shù)據(jù)線6a等埋入形成的區(qū)域來使其平坦化，故不會因數(shù)據(jù)線6a等的布線和元件的臺階差而產(chǎn)生旋轉位移。
圖16是沿圖13的C-C’線的剖面圖，表示圖12中Y方向相鄰象素電極9a間的剖面結構。在該區(qū)域中，因相鄰象素電極9a間的電場而發(fā)生液晶旋轉位移，所以，如圖16所示，在相鄰象素電極9a的分隔區(qū)中，在掃描線3a的形成區(qū)，在TFT陣列襯底10上不形成溝槽10’，使液晶層50的單元間隙變窄。因此，即使相鄰象素電極9a間產(chǎn)生電場，因設在相向襯底20上的相向電極21和象素電極9a的電場被加強，故可以盡量縮小產(chǎn)生液晶旋轉位移的區(qū)域。此外，因不必使液晶的單元間隙本身變窄來減小旋轉位移，故不會產(chǎn)生窄單元間隙用液晶的開發(fā)和單元間隙控制困難的問題。
這樣，在本發(fā)明的第2實施形態(tài)中，可以在TFT陣列襯底10上形成溝槽10’并將布線和元件全部或部分埋入其中，所以，與象CMP處理那樣只能完全平坦化的情況向比較，可以實現(xiàn)具有孔徑比更高的象素的電光學裝置。再有，溝槽10’除TFT陣列襯底10之外，在底層絕緣膜12或層間絕緣膜81等層間絕緣膜上形成也可以得到同樣的效果。此外，當然，也可以將在TFT陣列襯底10設置的溝槽10’和在底層絕緣膜12或層間絕緣膜81等層間絕緣膜上設置的溝槽組合起來使其平坦化。
(第3實施形態(tài))參照圖17圖18說明本發(fā)明的電光學裝置的第3實施形態(tài)的液晶裝置的構成。圖17是已形成數(shù)據(jù)線、掃描線和象素電極等的TFT陣列襯底的相鄰多個象素群的平面圖。圖18是沿圖17的A-A’的剖面圖。再有，在圖18中，因在圖面上將各層和各部件畫成可識別的大小，故各層和各部件的比例尺不同。
如圖17所示，在第3實施形態(tài)中，在用和掃描線3a相同的膜形成兼作電容電極3b的輔助布線3b’這一點上，與第1實施形態(tài)相差很大。此外，輔助布線3b’沿掃描線3a的方向從圖像顯示區(qū)向其周圍延伸，在周邊區(qū)域與定電位源連接。作為定電位源可以舉出向后述的用來驅動該液晶裝置的外圍電路(例如掃描線驅動電路、數(shù)據(jù)線驅動電路等)供給的負電源、正電源等恒定電源、接地電源和向相向電極供給的定電位源等，最好和向遮光性導電膜90a供給的電位相同。因此，輔助布線3b’可以作為圖1中的電容線300的一部分起作用。此外，可以在數(shù)據(jù)線6a的下方，經(jīng)連接孔95與上方的遮光性導電膜90a電連接。這時，經(jīng)連接孔95的輔助布線3b’和遮光性導電膜90a的連接可以按每一個象素電極9a進行，也可以按多個象素電極9a進行。這樣，通過輔助布線3b’和遮光性導電膜90a可以構筑冗余結構的電容線300。再有，在第1實施形態(tài)和第2實施形態(tài)都有遮光區(qū)域裕度的情況下，當然，也可以通過使電容電極3b延伸來構筑輔助布線3b’。
此外，在第3實施形態(tài)中，如圖17所示，在由右上方向的斜線表示的中繼膜80a’不與掃描線3a在平面上重合形成這一點上和第1實施形態(tài)大不相同。如圖18所示，通過用100nm以下的膜厚形成層間絕緣膜，可以在包含電容電極的輔助布線3b’上形成大的存儲電容。即，可以增大圖4所示的存儲電容C2。這時，因使用來將掃描線3a和中繼膜80a’絕緣的層間絕緣膜81薄膜化，故若在掃描線3a上設置中繼膜80a’并與其重合，則寄生電容增大，掃描信號延遲。此外，因受中繼膜80a’電位的影響TFT30會產(chǎn)生誤動作，故不能在溝道區(qū)1a’附近設置中繼膜80a’。但是，因能夠將半導體層1a和中繼膜80a’之間的層間絕緣膜81形成得非常薄，故在用來將半導體層1a的高濃度漏極區(qū)1e和中繼膜80a’電連接的連接孔8a開孔時，不會穿透半導體層1a。此外，具有可以使連接孔8a的孔徑非常小的優(yōu)點。進而，因遮光性導電膜90a對溝道區(qū)1a’及其相鄰區(qū)域和掃描線3a遮光，故必須以500nm以上的膜厚形成層間絕緣膜91，但可以在輔助布線3b’和遮光性導電膜90a之間形成圖4所示的存儲電容C1。
(第4實施形態(tài))參照圖19圖20說明本發(fā)明的電光學裝置的第4實施形態(tài)的液晶裝置的構成。圖19是已形成數(shù)據(jù)線、掃描線和象素電極等的TFT陣列襯底的相鄰多個象素群的平面圖。圖20是沿圖19的A-A’的剖面圖。再有，在圖20中，因在圖面上將各層和各部件畫成可識別的大小，故各層和各部件的比例尺不同。對于和第1實施形相同的部件附近相同的符號并省略其說明。
第4實施形態(tài)如圖19所示，在非開口區(qū)的大致中心設置掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a。半導體層1a配置在數(shù)據(jù)線6a的下方，與掃描線3a交叉。如圖20所示，數(shù)據(jù)線6a和半導體層1a的高濃度源極區(qū)1d在數(shù)據(jù)線6a的下方經(jīng)連接孔5電連接。此外，半導體層1a的高濃度漏極區(qū)1e和中繼膜80a在數(shù)據(jù)線6a的下方經(jīng)連接孔8a電連接。這樣，通過將半導體層1a配置在遮光性的數(shù)據(jù)線6a的下方，具有防止從相向襯底20一側來的入射光直接照射到半導體層1a上的效果。進而，通過使半導體層1a和連接孔5及8a相對掃描線3a方向的非開口區(qū)和數(shù)據(jù)線6a方向的非開口區(qū)的中心線線對稱地形成，可以使臺階差的形狀相對數(shù)據(jù)線6a左右對稱，因不存在由液晶旋轉方向引起的光穿透差，所以很有利。
在半導體層1a的下方，難底層絕緣膜12形成底層絕緣膜11a。底層絕緣膜11a沿數(shù)據(jù)線6a方向和掃描線3a方向形成矩陣形狀。半導體層1A配置在底層遮光膜11a的內側，具有可以防止從TFT陣列襯底10一側返回的光直接照射到半導體層1a的效果。
中繼膜80a由包含多晶硅膜和高熔點金屬等的導電膜形成，在半導體層1a和象素電極9a的層間，沿掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a略呈T字型延伸，具有作為用來電連接半導體層1a和象素電極9a的緩沖器的作用。具體地說，半導體層1a的高濃度漏極區(qū)1e和中繼膜80a通過連接孔8a電連接，中繼膜80a和象素電極9a通過連接孔8b電連接。通過采用這樣的結構，即使對層間絕緣膜開出很深的連接孔，通過設置蝕刻選擇比大中繼膜80a，也可以避免在連接孔開孔時使半導體層1a穿透的情況發(fā)生。再有，對用來將數(shù)據(jù)線6a和半導體層1a的高濃度源極區(qū)1d電連接的連接孔5也一樣，可以用和中繼膜80a相同的膜進行中繼。
此外，在第4實施形態(tài)中，在中繼膜80a上層疊層間絕緣膜91，在其上形成遮光性導電膜90a。遮光性導電膜90a在掃描線3a的方向延伸到圖像顯示區(qū)的外側，使其覆蓋除連接孔8b外的中繼膜80a，通過與向掃描線驅動電路、數(shù)據(jù)線驅動電路等供給的負電源、正電源等恒定電源、接地電源和向相向電極供給的定電位源等中的任何一個電源進行電連接，使其電位固定。因此，可以使中繼膜80a作為一個電容電極，使遮光性導電膜90a作為另一個電容電極而形成圖4和圖5所示的存儲電容C1。這時，層間絕緣膜91當然起存儲電容C1的電介質膜的作用。這里，因層間絕緣膜91只是為了形成存儲電容C1而層疊的，所以，通過只要在中繼膜80a和遮光性導電膜90a之間不產(chǎn)生漏電流而盡量使層間絕緣膜91薄膜化，可以增大存儲電容C1。進而，在第4實施形態(tài)中，通過使層間絕緣膜81形成得厚一些，因使中繼膜80a一直延伸到TFT30和掃描線3a的上方，故能夠有效地增大存儲電容C1。進而，在第4實施形態(tài)中，不通過延伸半導體層1a來形成電容電極。因此，因不必形成電容電極和電容線，以便用和掃描線3a相同的膜來形成存儲電容，故如圖19所示，可以將掃描線3A配置在由遮光性導電膜90a和底層遮光膜11a規(guī)定的非開口區(qū)的大致中心位置。此外，因不必使由多晶硅膜形成的半導體層1a的膜低電阻化，故可以不對電容電極形成部摻雜，可以減小工序。
在第4實施形態(tài)中，TFT30的溝道區(qū)1a’通過在掃描線3a剛數(shù)據(jù)線6a的交叉部形成可以設在數(shù)據(jù)線6a方向和掃描線3a方向的非開口區(qū)的大致中心位置。因此，對于從相向襯底20一側來的入射光和從TFT陣列襯底10一側來的返回光來說，是光最難照射到的位置，所以，可以大幅度降低由光引起TFT30的漏電流。
進而，在第4實施形態(tài)中，如圖19所示，通過在溝道區(qū)1a’的附近按遮光性導電膜90a、中繼膜80a和底層遮光膜11a的順序形成窄的圖案寬度，使入射光不能直接照射底層遮光膜11a。此外，通過在遮光性導電膜90a和半導體層1a之間介入由多晶硅膜形成的中繼膜80a，可以使其具有吸收底層遮光膜11a表面的反射光和從TFT陣列襯底10一側來的返回光的效果。對耐光性很有利。
此外，在第4實施形態(tài)中，因可以利用數(shù)據(jù)線6a、遮光性導電膜90a和底層遮光膜11a等在TFT陣列襯底10上形成非開口區(qū)，所以也可以不在相向襯底20上設置遮光膜。因此，當將TFT陣列襯底10和相向襯底20機械地貼合時，因相向襯底20上沒有遮光膜，所以，即使貼合時沒有對齊，透過光的區(qū)域(開口區(qū))也不會變化。由此，能得到始終穩(wěn)定的象素孔徑比，能大幅度減小裝置的缺陷。
(電光學裝置的整體構成)參照圖21和圖22說明如以上那樣構成的各實施形態(tài)的液晶裝置的整體構成。再有，圖21是從相向襯底20一側看各實施形態(tài)的液晶裝置的TFT陣列襯底及在其上形成的各構成要素的平面圖。圖22是沿圖21的H-H’的剖面圖。
在圖21中，在形成元件和布線的TFT陣列襯底10上，密封材料52沿相向襯底20的邊緣設置，與其內側平行設置用來規(guī)定圖像顯示區(qū)的邊框的遮光性框緣53。該框緣53可以象本實施形態(tài)那樣設在TFT陣列襯底10一側，也可以設在相向襯底20一側。在密封材料52的外側的區(qū)域，沿TFT陣列襯底10的一邊設置用來按規(guī)定的時序向數(shù)據(jù)線6a供給圖象信號的數(shù)據(jù)線驅動電路101和外部電路接線端子102，用來按規(guī)定的時序向掃描線3a供給掃描信號的掃描線驅動電路104沿與該邊相鄰的2個邊設置。若向掃描線3a供給的掃描信號的延遲不成為問題，當然掃描線驅動電路104也可以只驅動一側。此外，也可以沿圖像顯示區(qū)域的邊在兩側排列數(shù)據(jù)線驅動電路101。進而，在TFT陣列襯底10的剩下的一邊設置多個布線105，用來在設在圖像顯示區(qū)的兩側的掃描線驅動電路104之間供給公共信號。此外，在相向襯底20角部的至少一處設置上下導通材料106，用來使TFT陣列襯底10和相向襯底20之間電導通。即，從外部電路接線端子102加給的相向電極電位經(jīng)設在TFT陣列襯底10上的布線和上下導通材料106加給設在相向襯底20上的相向電極21。而且，如圖22所示，相向襯底20由密封材料52固定在TFT陣列襯底10上。再有，在TFT陣列襯底10上，除了這些數(shù)據(jù)線驅動電路101和掃描線驅動電路04等之外，還可以形成按規(guī)定的時序向多個數(shù)據(jù)線6a供給圖象信號的采樣電路、先于圖象信號向多個數(shù)據(jù)線6a供給規(guī)定電壓電平的預充電信號的預充電電路和用來在制造過程中或出廠時檢查該液晶裝置的質量和缺陷等的檢查電路。這樣，在本實施形態(tài)的液晶裝置中，因在用來控制象素電極9a的TFT30的形成工序中可以使數(shù)據(jù)線驅動電路101和掃描線驅動電路104等外圍電路在同一TFT陣列襯底10上形成，故能夠實現(xiàn)高精密、高密度的液晶裝置。
此外，數(shù)據(jù)線驅動電路101和掃描線驅動電路104也可以不設在TFT陣列襯底10上，而通過設在TFT陣列襯底10的周邊部的各向異性導電薄膜與例如安裝在TAB(自動綁帶Tape Automated Bonding)襯底上的驅動用LSI進行電和機械的連接。進而，也可以分別在相向襯底20的入射光的入射側和TFT陣列襯底10的射出光的射出側，分別與TN模式、VA(垂直對準Vertical Aligend)模式、PDLC(聚合物膠態(tài)液晶Polymer Dispersed Liquid Crystal)模式等工作模式以及白色背景模式/黑色背景模式對應，在規(guī)定方向上配置偏光膜、相位差膜和偏光板等。
以上說明過的各實施形態(tài)的液晶裝置因適用于彩色顯示的投影儀，3個液晶裝置分別作為R(紅)、G(綠)、B(蘭)的光閥使用，經(jīng)RGB色分解用的分色鏡分解后的各色的光作為入射光入射到各光閥。因此，在各實施形態(tài)中，在相向襯底20上不設置顏色濾光器。但是，可以在與象素電極9a相向的規(guī)定區(qū)域內，在相向襯底20上和其保護膜一起形成RGB的顏色濾光器。或者，也可以在TFT陣列襯底10上，在與RGB相向的象素電極9a的下方由顏色阻擋劑等形成顏色濾光層。這樣一來，各實施形態(tài)的液晶裝置除投影儀以外，還可以適用于直視型或反射型彩色液晶電視機等彩色液晶裝置。進而，也可以在相向襯底20上與象素一一對應形成多個微透鏡。這樣，通過形成微透鏡，可以更加提高入射光的聚光效率，實現(xiàn)明亮的液晶裝置。進而，也可以通過堆積與哪一層的折射率都不相同的干涉層，利用光的干涉在相向襯底20上形成作成RGB色的分色濾光器。若使用該帶有分色濾光器的相向襯底，可以實現(xiàn)更明亮的彩色顯示用液晶裝置。
再有，在以上說明過的各實施形態(tài)的液晶裝置中，與先有例一樣設入射光從相向襯底20一側入射，但因在TFT陣列襯底10上設有底層遮光膜11a和遮光性導電膜90a，故也可以從TFT陣列襯底一側入射光而從相向襯底20一側射出光。此外，不必另外配置涂敷了用來防止在TFT陣列襯底10的背面?zhèn)鹊姆瓷涞姆婪瓷溆玫腁R(防反射)的偏光板或粘貼AR膜，相應地可以降低材料成本，此外，不會因粘貼偏光板帶來的灰塵和傷痕而使成品率降低。此外，因耐光性好，故即使為了提高光的利用效率而使用明亮的光源和利用偏振光束分光器進行偏振光變換，也不會因光的串擾等原因而使畫面質量變差。此外，在本實施形態(tài)中，形成的導電膜90a具有遮光性，但當對從相向襯底一側入射的光形成其它的遮光性膜時，有時，形成的導電膜90a不具有遮光性。即使導電膜90a不具有遮光性，若按照本實施例的構成，也可以增大存儲電容。
此外，作為對各象素設置開關元件，雖然就正交錯(normalstagger)型或共面型多晶硅TFT進行了說明，但對于逆交錯(reversed stagger)型和非晶硅TFT等其它形式的TFT，各實施形態(tài)也有效。
本發(fā)明的電光學裝置不限于上述各實施形態(tài)，在不違反從權利要求及整個說明書中可以知道的本發(fā)明的宗旨和思想的范圍內，可以進行適當?shù)淖儎?，這樣改變后的電光學裝置也包含在本發(fā)明的技術范圍內。
權利要求
1.一種電光學裝置，其特征在于，包括在襯底上形成的掃描線；與上述掃描線交叉的數(shù)據(jù)線；與上述掃描線和上述數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管；與上述薄膜晶體管的漏極區(qū)連接的象素電極；層疊在上述掃描線和上述數(shù)據(jù)線之間的第1存儲電容。
2.權利要求1記載的電光學裝置，其特征在于，上述第1存儲電容的構成包括第1電容電極；面向上述第1電容電極的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第1電容電極相向配置并形成與上述薄膜晶體管的漏極區(qū)和上述象素電極電連接的中繼膜的第2電容電極。
3.權利要求1記載的電光學裝置，其特征在于上述第1存儲電容形成時，留下上述薄膜晶體管的源極區(qū)和上述數(shù)據(jù)線的連接區(qū)，使上述薄膜晶體管的半導體層及上述掃描線的各區(qū)域重合。
4.權利要求2記載的電光學裝置，其特征在于進而具有第2存儲電容，上述第2存儲電容的構成包括上述第2電容電極；面向上述第2電容電極的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第2電容電極相向配置并由和上述掃描線相同的膜形成的第3電容電極。
5.權利要求4記載的電光學裝置，其特征在于上述第3電容電極形成時，留下上述薄膜晶體管的漏極區(qū)和上述第2電容電極的連接區(qū)并與上述掃描線平行形成。
6.權利要求4記載的電光學裝置，其特征在于上述第3電容電極與上述第1電容電極電連接。
7.權利要求6記載的電光學裝置，其特征在于上述第3電容電極和上述第1電容電極的電連接部位于上述數(shù)據(jù)線的下方區(qū)域。
8.權利要求4記載的電光學裝置，其特征在于上述第3電容電極由沿上述掃描線延伸的第1電容線的一部分形成，上述第1電容電極由沿上述掃描線延伸的第2電容線的一部分形成，上述第1電容線和上述第2電容線延伸到配置了上述象素電極的象素顯示區(qū)的周圍而電連接。
9.權利要求4記載的電光學裝置，其特征在于進而具有第3存儲電容，上述第3存儲電容的構成包括上述第3電容電極；面向上述第3電容電極的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第3電容電極相向配置并由和上述半導體層相同的膜形成的第4電容電極。
10.權利要求9記載的電光學裝置，其特征在于上述第4電容電極從上述薄膜晶體管的漏極區(qū)延伸后形成。
11.權利要求9記載的電光學裝置，其特征在于上述第4電容電極與上述掃描線平行形成。
12.權利要求9記載的電光學裝置，其特征在于上述第2存儲電容的容量比上述第1存儲電容和上述第3存儲電容的容量小。
13.權利要求4記載的電光學裝置，其特征在于進而具有第4存儲電容，上述第4存儲電容的構成包括由和上述半導體層相同的膜形成的上述第4電容電極；面向上述第4電容電極的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第4電容電極相向配置并對上述半導體層遮光的第5電容電極。
14.權利要求13記載的電光學裝置，其特征在于上述第5電容電極在圖像顯示區(qū)的周圍與上述第1電容電極電連接。
15.權利要求2記載的電光學裝置，其特征在于進而具有第5存儲電容，上述第5存儲電容的構成包括上述第1電容電極；在上述第1電容電極上層疊的絕緣膜；經(jīng)上述絕緣膜與上述第1電容電極相向配置并形成上述象素電極的第6電容電極。
16.權利要求15記載的電光學裝置，其特征在于上述第5存儲電容大致在一象素的整個外圍形成。
17.一種電光學裝置，其特征在于，包括在襯底上形成的掃描線；在上述襯底上形成的數(shù)據(jù)線；與上述數(shù)據(jù)線連接的薄膜晶體管；與上述薄膜晶體管的漏極區(qū)連接的象素電極；上述薄膜晶體管的溝道區(qū)，在上述溝道區(qū)上經(jīng)柵極絕緣膜配置上述掃描線；構成存儲電容的電容電極的遮光性導電膜，上述導電膜配置在上述掃描線的上方，至少覆蓋上述薄膜晶體管的溝道區(qū)。
18.權利要求17記載的電光學裝置，其特征在于在上述薄膜晶體管的溝道區(qū)、上述薄膜晶體管的源極區(qū)和上述溝道區(qū)的接合區(qū)域、上述薄膜晶體管的漏極區(qū)和上述溝道區(qū)的接合區(qū)域、與上述各結合區(qū)鄰接的源極區(qū)和上述漏極區(qū)中，上述導電膜至少覆蓋其中的一部分。
19.權利要求18記載的電光學裝置，其特征在于上述存儲電容由形成上述存儲電容的一方的電容電極的第1導電膜和形成上述存儲電容的另一方的電容電極的第2導電膜構成，上述第2導電膜將成為上述漏極區(qū)的半導體層與上述象素電極電連接。
20.權利要求19記載的電光學裝置，其特征在于在上述薄膜晶體管的溝道區(qū)、上述薄膜晶體管的源極區(qū)和上述溝道區(qū)的接合區(qū)域、上述薄膜晶體管的漏極區(qū)和上述溝道區(qū)的接合區(qū)域、與上述各結合區(qū)鄰接的源極區(qū)和上述漏極區(qū)中，上述導電膜至少覆蓋其中的一部分。
21.權利要求19記載的電光學裝置，其特征在于上述溝道區(qū)由經(jīng)絕緣膜配置在上述第1導電膜的上方的上述數(shù)據(jù)線覆蓋。
22.權利要求19記載的電光學裝置，其特征在于進而，具有由和上述掃描線相同的膜形成的第3導電膜，上述第3導電膜經(jīng)層間絕緣層與上述第2導電膜相向配置。
23.權利要求22記載的電光學裝置，其特征在于進而，具有由和上述漏極區(qū)相同的膜形成的第4導電膜，上述第4導電膜經(jīng)上述柵極絕緣膜與上述第3導電膜相向配置。
24.權利要求22記載的電光學裝置，其特征在于上述第1導電膜和上述第3導電膜相互電連接。
25.權利要求23記載的電光學裝置，其特征在于上述第2導電膜和上述第4導電膜相互電連接。
26.權利要求23記載的電光學裝置，其特征在于上述第1導電膜和上述第3導電膜相互電連接，上述第2導電膜和上述第4導電膜相互電連接。
27.權利要求20記載的電光學裝置，其特征在于上述第1導電膜復蓋上述溝道區(qū)，在上述溝道區(qū)及其相鄰區(qū)域上，從平面上看，上述數(shù)據(jù)線不從上述第1導電膜露出。
28.權利要求19記載的電光學裝置，其特征在于上述第1導電膜由反射率比上述數(shù)據(jù)線低的膜形成。
29.權利要求19記載的電光學裝置，其特征在于上述第1導電膜和上述數(shù)據(jù)線由至少包含Al的膜形成。
30.權利要求28記載的電光學裝置，其特征在于進而，具有配置在上述襯底上的上述半導體層的下方的底層遮光膜，從上述襯底的相反一側看去，上述底層遮光膜至少覆蓋上述溝道區(qū)，同時，在上述溝道區(qū)及其相鄰區(qū)域上，從平面上看，上述底層遮光膜不從上述第1導電膜露出。
31.權利要求30記載的電光學裝置，其特征在于上述第1導電膜和上述底層遮光膜中的至少一方由高熔點金屬形成。
32.權利要求28記載的電光學裝置，其特征在于在上述數(shù)據(jù)線的下方，上述第1導電膜和上述第2導電膜的尺寸大致相同。
33.權利要求19記載的電光學裝置，其特征在于上述第1導電膜從配置了上述象素電極的圖像顯示區(qū)向其周圍延伸并在該周圍區(qū)域與定電位源連接。
34.權利要求22記載的電光學裝置，其特征在于上述第3導電膜沿上述掃描線從上述圖像顯示區(qū)向其周圍延伸并在該周圍區(qū)域與定電位源連接。
35.權利要求34記載的電光學裝置，其特征在于上述底層遮光膜由遮光性的導電膜形成，與每一個象素的上述電容線連接。
36.一種電光學裝置，其特征在于，包括薄膜晶體管；經(jīng)第1連接部與上述薄膜晶體管的半導體層電連接的數(shù)據(jù)線；與上述薄膜晶體管的半導體層重合的掃描線；經(jīng)第2連接部與上述薄膜晶體管的半導體層電連接的象素電極；避開上述第1連接部和上述第2連接部而配置在上述數(shù)據(jù)線和上述掃描線的區(qū)域內的遮光膜。
37.權利要求36記載的電光學裝置，其特征在于上述遮光膜與上述象素電極的邊緣部重合。
38.權利要求36記載的電光學裝置，其特征在于進而在上述半導體層的下方具有下部遮光膜，上述薄膜晶體管的至少一部分由上述遮光膜和上述下部遮光膜夾在中間。
39.權利要求38記載的電光學裝置，其特征在于上述下部遮光膜至少沿上述數(shù)據(jù)線和上述掃描線中的一方延伸。
40.權利要求38記載的電光學裝置，其特征在于上述下部遮光膜的至少與上述薄膜晶體管一側相向的面由反射防止膜形成。
41.權利要求36記載的電光學裝置，其特征在于進而，具有使上述半導體層和上述象素電極電連接的導電性中繼膜。
42.權利要求41記載的電光學裝置，其特征在于上述中繼膜避開連接上述半導體層和上述數(shù)據(jù)線的上述第1連接部而配置在上述數(shù)據(jù)線和上述掃描線的區(qū)域內。
43.權利要求41記載的電光學裝置，其特征在于上述中繼膜配置在避開上述遮光膜而連接在上述半導體層和上述象素電極的上述第2連接部的區(qū)域內。
44.權利要求36記載的電光學裝置，其特征在于上述數(shù)據(jù)線由遮光性的材料形成。
45.權利要求44記載的電光學裝置，其特征在于在上述數(shù)據(jù)線和上述象素電極之間形成間隙，上述遮光膜配置在上述間隙區(qū)。
46.權利要求44記載的電光學裝置，其特征在于上述數(shù)據(jù)線配置在配置在避開上述遮光膜而連接在上述半導體層和上述象素電極的上述第1連接部的區(qū)域內。
47.權利要求38記載的電光學裝置，其特征在于非象素開口區(qū)由上述遮光膜和上述下部遮光膜形成。
48.權利要求47記載的電光學裝置，其特征在于上述掃描線延伸到上述非象素開口區(qū)的大致中心位置。
49.權利要求41記載的電光學裝置，其特征在于在包含上述薄膜晶體管溝道區(qū)的周圍，在上述遮光膜的內側區(qū)域內有上述中繼膜，在上述中繼膜的內側區(qū)域內存在上述下部遮光膜。
50.權利要求41記載的電光學裝置，其特征在于上述半導體層位于上述數(shù)據(jù)線的內側區(qū)域。
全文摘要
電光學裝置在襯底上具有TFT(30)、數(shù)據(jù)線(6a)和象素電極(9a),構成TFT的半導體層(1a)通過中繼膜(80a)與象素電極連接。通過將設在數(shù)據(jù)線和中繼膜之間的遮光性導電膜(90a)和由與設在中繼膜和半導體層之間的掃描線相同的膜形成的電容電極(3b)電連接起來并形成定電位,在層與層之間形成存儲電容?？梢蕴岣呦笏乜讖奖?同時,可以增大存儲電容。
文檔編號H01L27/12GK1314608SQ0111177
公開日2001年9月26日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權日2000年3月17日
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