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電光裝置、其制造方法以及電子設備的制作方法

文檔序號:8166029閱讀:243來源:國知局
專利名稱:電光裝置、其制造方法以及電子設備的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及例如有源矩陣驅動的液晶裝置、電子紙等的電泳裝置、EL(電致發(fā)光)顯示裝置、電子發(fā)射元件(場致發(fā)射顯示器和表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射顯示器)的裝置等的電光裝置及其制造方法的技術領域。此外,本發(fā)明還涉及具備這樣的電光裝置的電子設備。
背景技術
以往,人們知道通過具備矩陣狀地排列的像素電極、連接到每一個該電極上的薄膜晶體管(以下,為方便起見,稱為‘TFT’)、以及連接到每一個該TFT上且分別與行和列方向平行地設置的數據線和掃描線而進行所謂的有源矩陣驅動的電光裝置。
在這樣的電光裝置中,除了上述之外,在具備與上述基板對置配置的對置基板的同時,在該對置基板上邊,還具備與像素電極對置的對置電極等。此外,還具備被挾持在像素電極與對置電極之間的液晶層等,從而可進行圖像顯示。就是說,液晶層內的液晶分子,借助于在像素電極和對置電極之間設定的規(guī)定的電位差適當地變更其取向狀態(tài),由此,通過透過該液晶層的光的透過率變化進行圖像的顯示。另外,為了防止上述液晶分子的劣化,常常要以某一電位為中央的值向上述對置電極供給向其正的一側和負的一側擺動的2電平的電位(以下,把作為上述中央的值的某一電位叫做‘公共電位’)。
在這樣的電光裝置中,前面所說的薄膜晶體管、掃描線、數據線以及像素電極等等的各種的構成要素在基板上邊構成了疊層結構。在該情況下,例如薄膜晶體管和像素電極、掃描線及數據線需要電連接,而掃描線和像素電極或掃描線和數據線則需要電絕緣。因此,上述疊層結構一般是要做成在上述各種構成要素間具備所謂的層間絕緣膜的結構。在可以作為這種層間絕緣膜而利用的絕緣膜中,例如,有BSG(硼硅酸鹽玻璃)膜。
但是,在現有的電光裝置中,存在著以下的一些問題。即,構成上述疊層結構的一部分的層間絕緣膜可用各種各樣的方法而且可用各種各樣的材料構成。例如,從為了使該層間絕緣膜平坦化而對其施行CMP(化學機械研磨)處理等的觀點考慮,作為該層間絕緣膜有時要利用等離子CVD法形成主要由SiO2構成的NSG(非摻雜硅酸鹽玻璃)膜。
但是,該NSG膜,一般地說耐濕性比較惡化。在這里所說的耐濕性‘惡化’,指的是含于該電光裝置所處的環(huán)境中的水蒸氣等的水分擴散或浸透到上述疊層結構的內部的程度‘大’。當產生了這樣的現象時,若該浸入進來的水分到達薄膜晶體管特別是到達半導體層,其結果,就存在著使該薄膜晶體管的閾值電壓上升等給其特性帶來壞影響的可能性。此外,若水分浸入到疊層結構的內部,則歸因于該水分、或歸因于上述薄膜晶體管的特性劣化等原因,就存在著會給供往上述對置電極的公共電位帶來變動,從而給圖像顯示帶來壞影響的可能性。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是為解決上述問題而發(fā)明的,課題在于提供通過采用使水分不會浸入到在基板上邊構筑的疊層結構特別是構成其一部分的薄膜晶體管內,可以更為穩(wěn)定地動作的電光裝置及其制造方法。此外,本發(fā)明的課題還在于提供具備這樣的電光裝置的電子設備。
為了解決上述課題,本發(fā)明的電光裝置具備在基板上延伸設置的數據線;在與上述數據線交叉的方向上延伸的掃描線;由上述掃描線供給掃描信號的包括半導體層的薄膜晶體管;由上述數據線通過上述薄膜晶體管供給圖像信號的像素電極;配置在上述數據線、上述薄膜晶體管和上述像素電極之間的多個層間絕緣膜;以及配置在上述多個層間絕緣膜中至少一個層間絕緣膜的表面的一側的鈍化膜。
若采用本發(fā)明的電光裝置,則可以與根據掃描信號進行開關控制的薄膜晶體管的ON·OFF相對應地從數據線向像素電極供給或停止供給圖像信號。借助于此,就可以進行所謂的有源矩陣驅動。此外,若采用本發(fā)明,則可以構筑由數據線、掃描線、薄膜晶體管和像素電極構成的疊層結構。此外,在這些要素中任意的二者之間的至少一者配置有層間絕緣膜,該層間絕緣膜也構成了上述疊層結構的一部分。作為該疊層結構的具體的方式,不用說除此之外還可以考慮各種方式。
此外,若采用本發(fā)明,則特別是作為上述層間絕緣膜的一部分,或在該層間絕緣膜的表面一側具備鈍化膜。在這里所說的鈍化膜,指的是吸濕性能比較優(yōu)良的絕緣膜。借助于此,可防止含于該電光裝置所處的環(huán)境中的水蒸氣等的水分浸入到上述疊層結構的內部。因此,可以實現使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定或對置電極的公共電位的穩(wěn)定等,從而可以提供可進行更為穩(wěn)定的動作的電光裝置。
在本發(fā)明的電光裝置的一個方式中,上述鈍化膜包含與水進行反應后成為穩(wěn)定的狀態(tài)的材料。
若采用本方式,則包含吸濕性或水分吸收性比較優(yōu)良的膜。
在本發(fā)明的電光裝置的一個方式中,上述鈍化膜,包含BSG(硼硅酸鹽玻璃)氧化膜或PSG(磷硅酸鹽玻璃)氧化膜。
若采用本方式,則由于鈍化膜包含吸濕性或水分吸收性比較優(yōu)良的BSG氧化膜或PSG氧化膜,故可以更為有效的享受上述作用效果。
在本發(fā)明的電光裝置的另一方式中,上述鈍化膜的厚度大于等于10[nm]、小于等于100[nm]。
若采用本方式,則由于恰當地設定了鈍化膜的厚度,故可以得到以下的作用效果。就是說,在該鈍化膜的厚度小于10[nm]的情況下,歸因于對吸濕性能作用很大的硼的實際含量減少,不能充分地享受上述作用效果;另一方面,在該鈍化膜的厚度大于100[nm]的情況下,由于光在疊層結構中透過的比率(透過率)減少,故存在著損害圖像的亮度的可能性。因此,若采用本方式,就可以享受充分的吸濕性能、防止畫質的劣化。
在本發(fā)明的電光裝置的另一方式中,上述BSG(硼硅酸鹽玻璃)氧化膜的B(硼)的含量大于等于1[wt%]、小于等于7[wt%]。
若采用本方式,則由于已恰當地設定了鈍化膜中的硼含量,故可以得到以下的作用效果。就是說,當該鈍化膜中的硼含量低于1[wt%]時,歸因于對吸濕性能作用大的硼的實際含量的減少,故不能充分地享受上述作用效果。另一方面,在該鈍化膜中的硼含量超過了7[wt%]的情況下,反過來由于硼的實際含量增加而使得該硼析出,就會在圖像上出現對該析出物所投影的像,從而有可能使其畫質劣化。因此,若采用本方式,就可以享受充分的吸濕性能、防止畫質的劣化。
在本發(fā)明的電光裝置的另一方式中,具有作為疊層上述像素電極的上述層間絕緣膜的第1層間絕緣膜,上述鈍化膜配置在上述第1層間絕緣膜的表面一側。
若采用本方式,則由于鈍化膜配置在通常距上述疊層結構的最表面近的像素電極的附近,故幾乎整個該疊層結構都可以享受上邊所說的防止水分的浸入的作用效果。
在本方式中,也可以構成為使得上述第1層間絕緣膜的表面已接受了平坦化處理。
若采用這樣的結構,則第1層間絕緣膜的表面接受CMP處理等的平坦化處理,為了接受該CMP處理,該第1層間絕緣膜優(yōu)選例如主要由SiO2構成,更為優(yōu)選的是只由SiO2構成。但是,由該SiO2構成的第1層間絕緣膜的吸濕性能比較差。
然而,在本結構中,由于在該第1層間絕緣膜的表面上配置有鈍化膜,故水分浸入到該疊層結構的內部的可能性降低,即便是在第1層間絕緣膜由SiO2構成的情況下,也不會產生問題。反之,在這樣的情況下,由于第1層間絕緣膜的表面已接受了平坦化處理,故可以確保像素電極的平坦性,以及在其上邊形成的取向膜的平坦性,例如,在可以得到可以很好地進行摩擦處理等的效果的同時,還可以得到上述水分浸入防止這樣的效果。從這個意義上說,可以說采用本方式可以享受更大的效果。
在本發(fā)明的電光裝置的另一方式中,還具備電連接到上述薄膜晶體管和上述像素電極的保持電容,和向該保持電容供給固定電位的電容布線;上述多個層間絕緣膜具備把上述電容布線疊層到上述第1層間絕緣膜的下邊的第2層間絕緣膜,和把上述數據線疊層到上述第2層間絕緣膜的下邊的第3層間絕緣膜;上述鈍化膜,配置在上述第1層間絕緣膜的表面、上述第2層間絕緣膜的表面和第3層間絕緣膜的表面中至少2個或以上的表面。
若采用本方式,首先,可以很好地構筑包括保持電容的疊層結構,可以實現開口率的提高,和該電光裝置的小型化等。
此外,若采用本方式,則由于上述鈍化膜配置在構成疊層結構的一部分的各種層間絕緣膜的表面的至少2個或以上的表面上,故可以‘二重’地享受該鈍化膜的水分浸入防止作用,可以更為可靠地享受該作用效果。
在本方式中,也可以構成為使得上述第1層間絕緣膜的表面和第2層間絕緣膜的表面已接受了平坦化處理,上述鈍化膜配置在這些第1層間絕緣膜的表面和第2層間絕緣膜的表面。
若采用這樣的結構,則由于上層一側和下層一側第1層間絕緣膜接受平坦化處理,故如上所述,優(yōu)選由SiO2構成,更為優(yōu)選的是只由SiO2構成。但是,由該SiO2構成的第1層間絕緣膜的吸濕性能比較差。但是,在本方式中,由于在這樣的第1層間絕緣膜和第2層間絕緣膜的表面上已形成了鈍化膜,故水分浸入到該疊層結構中的可能性已被降低。
總之,若采用本結構,則由于上層一側和下層一側第1層間絕緣膜的表面已接受了平坦化處理,故可以確保像素電極的平坦性,以及在其上邊形成的取向膜的平坦性,例如,在可以得到可以良好地進行摩擦處理等的效果的同時,還可以得到上述水分浸入防止這樣的效果。從這個意義上說,可以說采用本方式可以享受更大的效果。
在本方式中,也可以構成為使得上述多個層間絕緣膜,具備把上述保持電容疊層到上述第3層間絕緣膜的下邊,上述薄膜晶體管位于下層的第4層間絕緣膜,還具備貫通上述第3層間絕緣膜和上述第4層間絕緣膜、用來把上述像素電極和上述薄膜晶體管電連接起來的接觸孔,在上述第4層間絕緣膜的表面上未配置上述鈍化膜。
若采用這樣的結構,則在接觸孔所貫通的第4層間絕緣膜的表面未配置上述鈍化膜。就是說,在有鈍化膜的情況下所構筑的疊層結構部分從上邊開始依次為第3層間絕緣膜、鈍化膜和第4層間絕緣膜,但是,在本方式的情況下所構筑的疊層結構部分為第3層間絕緣膜和第4層間絕緣膜。此時,在前者的情況下,在貫通第3和第4層間絕緣膜以形成接觸孔時,必須也貫通上述鈍化膜;而在后者的情況下,則沒有這個必要。此外,在前者的情況下,在第3層間絕緣膜和鈍化膜間以及鈍化膜與第4層間絕緣膜間,刻蝕速率要變化,存在著不能很好地進行接觸孔的形成的可能性。然而,在后者的情況下,則不存在這樣的顧慮。因此,若采用本構成,則可以很好地形成貫通第3和第4層間絕緣膜的接觸孔。
另外,在本方式中,雖然以存在貫通第3和第4層間絕緣膜的接觸孔為前提,但是,上述想法對于其它層間絕緣膜來說也是同樣適用的。就是說,在需要以貫通上邊所說的第1層間絕緣膜和第2層間絕緣膜、或第2層間絕緣膜和第3層間絕緣膜的方式形成接觸孔的情況下,如果在它們之間不設置鈍化膜,就可以得到與上述同樣的作用效果。
為了解決上述課題,本發(fā)明的電光裝置的制造方法包括在基板上延伸設置數據線的工序;在與上述數據線交叉的方向上延伸設置掃描線的工序;形成由上述掃描線供給掃描信號的包括半導體層的薄膜晶體管的工序;形成由上述數據線通過上述薄膜晶體管供給圖像信號的像素電極的工序;形成配置在上述數據線、上述薄膜晶體管和上述像素電極之間的多個層間絕緣膜的工序;以及在上述層間絕緣膜中至少一個層間絕緣膜上形成鈍化膜的工序。
若采用本發(fā)明的電光裝置的制造方法,則可以很好地制造上邊所說的本發(fā)明的電光裝置。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的一個方式中,上述鈍化膜用常壓CVD法形成。
若采用本方式,則可以更低成本地而且更好地制造鈍化膜。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的一個方式中,上述層間絕緣膜用等離子體CVD法形成。
若采用本方式,則可以很好地制造例如主要由SiO2構成、更為優(yōu)選的只由SiO2構成的NSG膜。但是,由該SiO2構成的層間絕緣膜的吸濕性能比較差。然而,在本方式中,由于在該層間絕緣膜上配置有鈍化膜,故水分浸入到該疊層結構的內部的可能性降低。即便是在層間絕緣膜由SiO2構成的情況下,也不會產生問題。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的一個方式中,還具備通過圖案形成在上述層間絕緣膜上形成規(guī)定的構成要素的工序,上述形成鈍化膜的工序在上述圖案形成工序之后實施。
若采用本方式,則可以很好地制造鈍化膜??墒牵鐚τ谏鲜霰景l(fā)明的電光裝置所述的那樣,鈍化膜優(yōu)選形成大于等于10[nm]、小于等于100[nm]的厚度即比較薄的厚度,但是,在該情況下,當在鈍化膜的形成后實施例如在圖案形成處理中所含有的刻蝕工序或剝離工序時,就存在著該鈍化膜受到損傷或者喪失的可能性。
但是,在本方式中,在實施借助于圖案形成在層間絕緣膜上形成規(guī)定的構成要素即例如上述掃描線、數據線、像素電極、保持電容以及其它電路元件和布線的工序的情況下,是在其之后才實施形成鈍化膜的工序。因此,在本方式的情況下,不存在蒙受上述缺憾的可能性。
在本方式中,也可以構成為使得上述規(guī)定的構成要素包括上述像素電極。
若采用這樣的構成,則由于在像素電極的上邊形成鈍化膜,故該鈍化膜位于上述疊層結構的大致最上層。因此,若采用本構成,則可以整個上述疊層結構獲得防止水分浸入的作用效果。
在本發(fā)明的電光裝置的制造方法的一個方式中,上述層間絕緣膜具有多層結構。
若采用本方式,則層間絕緣膜具有例如氮化硅膜和氧化硅膜,或通過熱氧化得到的氧化硅膜和通過CVD法得到的氧化硅膜等這樣的多層結構。借助于此,就可以使層間絕緣膜多功能化,可以構筑更好的疊層結構。
為了解決上述課題,本發(fā)明的電子設備具備上邊所說的本發(fā)明的第1到第3電光裝置(其中,包括其各種方式)。
若采用本發(fā)明的電子設備,則由于具備上邊所說的本發(fā)明的電光裝置,故可以防止水份侵入上述疊層結構,從而可以使對置電極的公共電位和薄膜晶體管的特性穩(wěn)定,借助于此,可以實現可以進行更為穩(wěn)定的動作、品質更高的圖像顯示的投影式顯示裝置、液晶電視、便攜式電話、電子記事本、文字處理機、取景器式或監(jiān)視器直視式的視頻錄像機、工作站、電視電話、POS終端、觸摸面板等的各種電子設備。
本發(fā)明的這樣的作用和其它的優(yōu)點,可通過以下說明的實施方式明確化。


圖1是構成電光裝置的圖像顯示區(qū)的矩陣狀地形成的多個像素中的各種元件、布線等的等效電路。
圖2是形成了數據線、掃描線、像素電極等的TFT陣列基板的相鄰接的多個像素群的平面圖,是僅僅示出了下層部分(一直到圖4中的標號70(保持電容)為止的下層部分)的結構的平面圖。
圖3是形成了數據線、掃描線、像素電極等的TFT陣列基板的相鄰接的多個像素群的平面圖,是僅僅示出了上層部分(越過圖4中的標號70(保持電容)的上層部分)的結構的平面圖。
圖4是把圖2和圖3彼此重疊起來的情況下的A-A’剖面圖。
圖5是示出了具備鈍化膜時與不具備鈍化膜時相比電光裝置的耐濕性究竟提高了多少的曲線圖。
圖6是示出了鈍化膜的厚度給電光裝置的耐濕性的提高帶來什么樣的影響的曲線圖。
圖7是示出了鈍化膜中的硼含量給電光裝置的耐濕性的提高帶來什么樣的影響的曲線圖。
圖8涉及本發(fā)明的其它實施方式,是宗旨與圖4相同的圖,是具備二重的鈍化膜的電光裝置的剖面圖。
圖9是在圖4的視點中按照順序示出了本實施方式的電光裝置的制造工序的制造工序剖面圖(其1)。
圖10是在圖4的視點中按照順序示出了本實施方式的電光裝置的制造工序的制造工序剖面圖(其2)。
圖11是從對置基板一側看TFT陣列基板與在其上邊形成的各個構成要素的電光裝置的平面圖。
圖12是圖11的H-H’剖面圖。
圖13是示出了本身為作為本發(fā)明的電子設備的實施方式的投影式彩色顯示裝置的一個例子的彩色液晶投影機的圖示性的剖面圖。
標號說明10TFT陣列基板,10a圖像顯示區(qū),11a掃描線,6a數據線,6a1電容布線用中繼層,6a2第2中繼電極,400電容布線,30TFT,1a半導體層,9a像素電極,70保持電容,719中繼電極,501、502鈍化膜,41第1層間絕緣膜,42第2層間絕緣膜,43第3層間絕緣膜,44第4層間絕緣膜具體實施方式
以下,邊參看附圖邊對本發(fā)明的實施方式進行說明,以下的實施方式,是把本發(fā)明的電光裝置應用于液晶裝置的實施方式。
以下,參看圖1到圖4,對本發(fā)明的實施方式的電光裝置的像素部分的結構進行說明。在這里,圖1是構成電光裝置的圖像顯示區(qū)的矩陣狀地形成的多個像素中的各種元件、布線等的等效電路。圖2和圖3是形成了數據線、掃描線、像素電極等的TFT陣列基板的相鄰接的多個像素群的平面圖。另外,圖2和圖3分別分開地示出了后述的疊層結構中的下層部分(圖2)和上層部分(圖3)。此外,圖4是把圖2和圖3彼此重疊起來的情況下的A-A’剖面圖。另外,在圖4中,為了把各層、各部件做成在圖面上可以識別的那種程度的大小,各層、各部件都采用了不同的比例尺。
另外,以下,首先對本實施方式的電光裝置的基本結構進行說明,之后對于在本實施方式中特征性的結構等,在后邊重新設定項目(鈍化膜的結構)進行詳述。
(像素部分的電路結構)在圖1中,在構成本實施方式的電光裝置的圖像顯示區(qū)的矩陣狀地形成的多個像素中,分別形成有像素電極9a和用來開關控制該像素電極9a的TFT30,供給圖像信號的數據線6a電連接到該TFT30的源極上。寫入數據線6a中的圖像信號S1、S2、…、Sn,既可以按照該順序線順序地供給,也可以對于相鄰接的多條數據線6a一組一組地供給。
此外,構成為使得柵極電極3a電連接到TFT30的柵極電極3a上,并以規(guī)定的定時,按照掃描信號G1、G2、…、Gm的順序,線順序地對掃描線11a和柵極電極3a脈沖式地施加掃描信號。像素電極9a電連接到TFT30的漏極上,采用使作為開關元件的TFT30僅僅在一定的期間內閉合其開關的辦法,以規(guī)定的定時寫入從數據線6a供給的圖像信號S1、S2、…、Sn。
通過像素電極9a寫入到作為電光物質的一個例子的液晶內的規(guī)定電平的圖像信號S1、S2、…、Sn在與在對置基板上形成的對置電極之間保持一定期間。液晶采用借助于施加的電壓電平使分子集合的取向或秩序變化的方式,對光進行調制,從而可以進行灰度顯示。若是常白模式,則入射光的透過率隨在各個像素單位施加的電壓而減小,若是常黑模式,則入射光的透過率隨在各個像素單位施加的電壓而增加,總體說來從電光裝置出射具有與圖像信號對應的對比度的光。
在這里,為了防止所保持的圖像信號漏泄,與在像素電極9a和對置電極之間形成的液晶電容并聯(lián)地附加保持電容70。該保持電容70與掃描線11a并列地設置,含有固定電位側電容電極,并且含有固定在恒定電位上的電容電極300。
以下,參看圖2到圖4,對由上述數據線6a、掃描線11a和柵極電極3a、TFT30等實現上述那樣的電路動作的電光裝置的具體結構進行說明。
首先,在圖3中,在TFT陣列基板10上矩陣狀地設置了多個像素電極9a(用虛線部分示出了輪廓),分別沿著像素電極9a的縱橫邊界設置了數據線6a和掃描線11a。數據線6a如后所述由含有鋁膜等的多層結構構成,掃描線11a例如由導電性的多晶硅膜等構成。此外,掃描線11a通過接觸孔12cv電連接到與半導體層1a中用圖中右上斜的斜線區(qū)域表示的溝道區(qū)1a’對置的柵極電極3a上,該柵極電極3a含于該掃描線11a中。就是說,在掃描線3a與數據線6a交叉的各個部位上,設置了包含在掃描線11a中的柵極電極3a與溝道區(qū)1a’對置配置的像素開關用的TFT30。借助于此,TFT30(除了柵極電極之外)存在于柵極電極3a和掃描線11a之間。
其次,如本身為圖2和圖3的A-A’線剖面圖的圖4所示,電光裝置具備例如由石由英基板、玻璃基板、硅基板構成的TFT陣列基板10,和與之對置配置的例如由玻璃基板或石英基板構成的對置基板20。
如圖4所示,在TFT陣列基板10一側設置有上述像素電極9a,在其上側,設置有已進行了摩擦處理等的規(guī)定的取向處理的取向膜16。像素電極9a例如由ITO(氧化銦錫)膜等的透明導電性膜構成。另一方面,在對置基板20一側,在整個面設置了對置電極21,在其下側,設置有已進行了摩擦處理等的規(guī)定的取向處理的取向膜22。
對置電極21,與上述像素電極9a同樣,例如由ITO膜等的透明導電性膜構成。
在如此對置配置的TFT陣列基板10和對置基板20之間,向由后述的密封部件(參看圖11和12)圍起來的空間內封入液晶等電光物質,形成液晶層50。液晶層50在未施加來自像素電極9a的電場的狀態(tài)下,借助于取向膜16和22呈規(guī)定的取向狀態(tài)。
另一方面,在TFT陣列基板10上,除了上述像素電極9a和取向膜16之外,還具有由包括它們的各種結構構成的疊層結構。如圖4所示,該疊層結構從下邊開始依次由含有掃描線11a的第1層、含有包括柵極電極3a的TFT30等的第2層、含有保持電容70的第3層、含有數據線6a等的第4層、含有電容布線400等的第5層、以及含有上述像素電極9a和取向膜16等的第6層(最上層)構成。此外,在第1層和第2層之間設置有基底絕緣膜12,在第2層和第3層之間設置有第1層間絕緣膜41,在第3層和第4層之間設置有第2層間絕緣膜42,在第4層和第5層之間設置有第3層間絕緣膜43,在第5層和第6層之間設置有第4層間絕緣膜44,以防止上邊所述的各個要素間產生短路。此外,在這些各種絕緣膜12、41、42、43和44上,還設置有例如把TFT30的半導體層1a中的高濃度源極區(qū)1d和數據線6a電連接的接觸孔等。以下,對于這些各個要素從下開始依次進行說明。另外,在上述中從第1層到第3層作為下層部分圖示于圖2,從第4層到第6層則作為上層部分圖示于圖3。
(疊層結構第1層的結構-掃描線等-)首先,在第1層上,設置有例如由包括Ti、Cr、W、Ta、Mo等的高熔點金屬中的至少一者的單質金屬、合金、金屬硅化物、多晶硅硅化物、把它們疊層起來的構成物,或由導電性多晶硅等構成的掃描線11a。該掃描線11a,平面看,以沿著圖2的X方向的方式被圖案形成為條帶狀。更為詳細地看,條帶狀的掃描線11a具備沿著圖2的X方向延伸的主線部分、和在數據線6a或電容布線400延伸的圖2的Y方向上延伸的突出部分。另外,從相鄰接的掃描線11a延伸出來的突出部分彼此不連接,因此,該掃描線11a呈1條1條分斷的形狀。
(疊層結構第2層的結構-TFT等-)其次,作為第2層,設置有含有柵極電極3a的TFT30。TFT30如圖4所示,具有LDD(輕摻雜漏)結構,作為其構成要素,具備上邊所說柵極電極3a,例如由多晶硅膜構成、借助于來自柵極電極3a的電場形成溝道的半導體層1a的溝道區(qū)1a’,含有使柵極電極3a和半導體層1a絕緣的柵極絕緣膜的絕緣膜2,以及半導體層1a中的低濃度源極區(qū)1b和低濃度漏極區(qū)1c以及高濃度源極區(qū)1d和高濃度漏極區(qū)1e。
此外,在本實施方式中,在該第2層上,作為與上述柵極電極3a相同的膜還形成有中繼電極719。該中繼電極719,從平面看,如圖2所示,以位于各個像素電極9a在X方向上延伸的一邊的大致中央的方式形成島狀。由于中繼電極719和柵極電極3a被作為為相同的膜形成,故在后者例如由導電性多晶硅膜等構成的情況下,前者也由導電性多晶硅膜等構成。
另外,雖然上述TFT30優(yōu)選具有圖4所示的那樣的LDD結構,但是既可以具有不向低濃度源極區(qū)1b和低濃度漏極區(qū)1c進行雜質注入的補償結構,也可以是以柵極電極3a為掩模高濃度地注入雜質,自我匹配地形成高濃度源極區(qū)和高濃度漏極區(qū)的自對準型的TFT。
(疊層結構第1層和第2層間的結構-基底絕緣膜-)在以上所說明的掃描線11a的上邊、TFT30的下邊,設置了例如由硅氧化膜等構成的基底絕緣膜12?;捉^緣膜12除了具有對掃描線11a與TFT30之間進行層間絕緣的功能之外,通過在TFT陣列基板10的整個面上形成,還具有防止因TFT陣列基板10的表面研磨時的表面粗糙或清洗后剩下的污垢等引起的像素開關用的TFT30的特性變化的功能。
在該基底絕緣膜12上,平面看在半導體層1a的兩邊挖了沿著后述的數據線6a延伸的沿著半導體層1a的溝道長度的方向的溝狀的接觸孔12cv,與該接觸孔12cv對應,在其上方疊層的柵極電極3a在下側含有形成凹狀的部分。此外,以把該接觸孔12cv全部掩埋的方式形成柵極電極3a,使得在該柵極電極3a上延伸設置與之一體地形成的側壁部分3b(上述‘形成凹狀的部分’)。借助于此,TFT30的半導體層1a就如在圖2中很好地示出的那樣,平面看從側方被覆蓋,至少可以抑制來自該部分的光的入射。
此外,該側壁部分3b在被形成為把上述接觸孔12cv掩埋的同時,其下端與上述掃描線11a接連。在這里,掃描線11a,由于如上所述被形成為條帶狀,故只要存在于某一行上的柵極電極3a和掃描線11a著眼于該行,就總是同一電位。
(疊層結構第3層的構成-保持電容等-)
在上述第2層之后的第3層上設置保持電容70。保持電容70由與TFT30的高濃度漏極區(qū)1e和像素電極9a電連接的作為像素電位側電容電極的下部電極71、和作為固定電位側電容電極的電容電極300隔著電介質膜75對置配置而形成。若使用該保持電容70,則可以顯著地提高像素電極9a的電位保持特性。此外,本實施方式的保持電容70,由圖2的平面圖可知,被形成為使得不會到達與像素電極9a的形成區(qū)域大致對應的光透過區(qū)域,換句話說,由于被形成在遮光區(qū)域內,故電光裝置全體的開口率可維持得比較大,借助于此,可以顯示更為明亮的圖像。
說得更詳細點,下部電極71,例如由導電性的多晶硅膜構成,起著像素電位側電容電極的作用。但是,下部電極71也可以由含有金屬或合金的單一層膜或多層膜構成。此外,該下部電極71除了具有像素電位側電容電極的功能之外,還具有中繼連接像素電極9a和TFT30的高濃度漏極區(qū)1e的功能。順便說一下,這里所說的中繼連接通過上述中繼電極719進行。
電容電極300,起著保持電容70的固定電位側電容電極的作用。在本實施方式中,為了使電容電極300成為固定電位,采用與成為固定電位的電容布線400(后述)進行電連接的辦法進行。此外,電容電極300,由含有Ti、Cr、W、Ta、Mo等的高熔點金屬中的至少一者的單質金屬、合金、金屬硅化物、多晶硅硅化物、把它們疊層起來的構成物,或者優(yōu)選由鎢硅化物構成。借助于此,電容電極300就會具有擋住欲從上側向TFT30入射的光的功能。
電介質膜75,由例如膜厚5~200nm左右的比較薄的HTO(高溫氧化物)膜、LTO(低溫氧化物)膜等的氧化硅膜或氮化硅膜等構成。從增大保持電容70的觀點看,只要可以充分地得到膜的可靠性,電介質膜75越薄越好。
在本實施方式中,如圖4所示,該電介質膜75具有2層結構,下層為氧化硅膜75a、上層為氮化硅膜75b。上層的氮化硅膜75b被圖案形成為尺寸比像素電位側電容電極的下部電極71稍大,被形成在遮光區(qū)(非開口區(qū))內。
另外,在本實施方式中,電介質膜75雖然具有2層結構,但是,在有的情況下,也可以構成為具有例如氧化硅膜、氮化硅膜和氧化硅膜等這樣的3層結構或者3層以上的疊層結構。當然也可以做成單層結構。
(疊層結構第2層和第3層間的結構-第1層間絕緣膜-)在以上所說明的TFT30和柵極電極3a以及中繼電極719的上邊、保持電容70的下邊,形成了例如NSG(非摻雜硅酸鹽玻璃)、PSG(磷硅酸鹽玻璃)、BSG(硼硅酸鹽玻璃)、BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)等硅酸鹽玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等,或者優(yōu)選形成了由NSG構成的第1層間絕緣膜41。
其次,在該第1層間絕緣膜41上以貫通后述的第2層間絕緣膜42的方式形成了把TFT30的高濃度源極區(qū)1d和后述的數據線6a電連接的接觸孔81,此外,在第1層間絕緣膜41上,形成了把TFT30的高濃度漏極區(qū)1e和構成保持電容70的下部電極71電連接的接觸孔83。此外,在該第1層間絕緣膜41上,還形成了用來把作為構成保持電容70的像素電位側電容電極的下部電極71和中繼電極719電連接的接觸孔881。除此之外,在第1層間絕緣膜41上,以貫通后述第2層間絕緣膜的方式形成了用來把中繼電極719和后述的第2中繼電極6a2電連接的接觸孔882。
(疊層結構第4層的結構-數據線等-)在上述第3層之后的第4層上,設置了數據線6a。該數據線6a,如圖4所示,形成了具有3層結構的膜,從下層開始依次為由鋁構成的層(參看圖4中的標號41A)、由氮化鈦構成的層(參看圖4中的標號41TN)、由氮化硅膜構成的層(參看圖4中的標號401)。氮化硅膜圖案形成的尺寸稍微大一點,以覆蓋其下層的鋁層和氮化鈦。
此外,在該第4層上,作為與數據線6a相同的膜,形成了電容布線用中繼層6a1和第2中繼電極6a2。這些,如圖3所示,平面看各者之間在圖案形成上以斷開的方式形成,而沒有形成為與數據線6a連接起來的平面形狀。例如,若著眼于位于圖3中最左方的數據線6a,則在其正右方形成有具有大致呈四邊形形狀的電容布線用中繼層6a1,進而在中繼層6a1的右方形成有具有比電容布線用中繼層6a1稍大一點的面積的大致呈四邊形形狀的第2中繼電極6a2。
順便說一下,由于這些電容布線用中繼層6a1和第2中繼電極6a2作為與數據線6a相同的膜而形成,故具有3層結構,從下層開始依次為由鋁構成的層、由氮化鈦膜構成的層和由等離子體氮化膜構成的層。
(疊層結構第3層和第4層間的結構-第2層間絕緣膜-)在上邊所述的保持電容70的上邊、數據線6a的下邊,形成例如NSG、PSG、BSG、BPSG等硅酸鹽玻璃膜、氮化硅膜或氧化硅膜等或者優(yōu)選使用TEOS氣體的等離子體CVD(化學氣相淀積)法形成的第2層間絕緣膜42。在該第2層間絕緣膜42上,形成有把TFT30的高濃度源極區(qū)1d和數據線6a電連接的上述接觸孔81,并且形成了把上述電容布線用中繼層6a1和作為保持電容70的上部電極的電容電極300電連接的接觸孔801。此外,在第2層間絕緣膜42上,形成用來把第2中繼電極6a2和中繼電極719電連接的上述接觸孔882。
(疊層結構第5層的構成-電容布線等-)在上邊所述的第4層之后的第5層上,形成了電容布線400。如圖3所示,該電容布線400平面上看被形成為格子狀,分別在圖中的X方向和Y方向上延伸。在該電容布線400中特別是在圖2中的Y方向上延伸的部分以覆蓋數據線6a的方式形成,而且形成得比該數據線6a的寬度更寬。此外,至于在圖中的X方向上延伸的部分,為了確保形成后述的第3中繼電極402的區(qū)域,在各個像素電極9a的一個邊的中央附近都具有切缺部分。
再有,在分別在圖3中XY方向上延伸的電容布線400的交叉部分的角部,以掩埋該角部的方式設置了大致呈三角形形狀的部分。通過在電容布線400上設置該大致呈三角形形狀的部分,就可以效率良好地進行對TFT30的半導體層1a的光的屏蔽。就是說,欲從斜上方向進入半導體層1a的光,在該三角形形狀的部分被反射或被吸收,而不會到達半導體層1a。因此,可以抑制光漏電流的發(fā)生,可以顯示無閃爍等的高品質的圖像。該電容布線400,可采用從配置有像素電極9a的圖像顯示區(qū)域10a向其周圍延伸設置,與恒電位源電連接的辦法,成為固定電位。
此外,在第5層上,作為與這樣的電容布線400相同的膜,形成了第3中繼層402。該第3中繼層402,具有通過后述的接觸孔804和89對第2中繼電極6a2和像素電極9a間的電連接進行中繼的功能。另外,在這些電容布線400和第3中繼電極402間,并不是平面形狀地連續(xù)地形成,而是在圖案形成上以斷開的方式形成。
另一方面,上邊所述的電容布線400和第3中繼電極402,具有下層是由鋁構成的層,上層是由氮化鈦構成的層的2層結構。
(疊層結構第4層與第5層間的結構-第3層間絕緣膜-)在以上說明的上述數據線6a的上邊、電容布線400的下邊,形成了第3層間絕緣膜43。在該第3層間絕緣膜43上,分別形成了用來把上述電容布線400和電容布線用中繼層6a1電連接的接觸孔803,和用來把第3中繼電極402和第2中繼電極6a2電連接的接觸孔804。
(疊層結構第6層以及第5層與第6層間的結構-像素電極等)最后,在第6層上,如上所述矩陣狀地形成了像素電極9a,在該像素電極9a上形成了取向膜16。此外,在該像素電極9a下邊形成了第4層間絕緣膜44。在該第4層間絕緣膜44上形成了用來把像素電極9a和上述第3中繼電極402間電連接的接觸孔89。在像素電極9a與TFT30之間,通過該接觸孔89、第3中繼層402、上邊所說的接觸孔804、第2中繼層6a2、接觸孔882、中繼電極719、接觸孔881、下部電極71、以及接觸孔83電連接。
(鈍化膜的結構)在具備如上所述那樣的結構的電光裝置中,在本實施方式中,特別是配置在TFT30、保持電容70和像素電極9a等的構成要素間的各種層間絕緣膜,尤其是第4層間絕緣膜44具有特征。以下,參看到上述為止所參看的各圖以及圖5,對之進行詳述。在這里,圖5是示出了在具備鈍化膜的時與不具備鈍化膜時相比該電光裝置的耐濕性究竟提高了多少的曲線圖。
首先,在本實施方式的電光裝置中,就如已經說明的那樣,在上述像素電極9a的下邊和電容布線400的上邊,形成有第4層間絕緣膜44,該第4層間絕緣膜44例如借助于使用TEOS氣體等的等離子體CVD法制造,由NSG(非摻雜硅酸鹽玻璃)膜構成。此外,該第4層間絕緣膜44的表面,已采用接受CMP(化學機械拋光)處理等的平坦化處理的辦法進行了平坦化。因此,在該第4層間絕緣膜44的上邊形成的像素電極9a和取向膜16也如圖4所示具有已平坦化的表面,在該表面上未產生凹凸。借助于此,例如,就可以順利地進行對取向膜16的表面的摩擦處理。因此,就可以防止歸因于摩擦處理不充分的部分而產生取向不良等的現象。如果在取向膜16的表面上具有顯著的凹凸,則會產生摩擦處理不充分的部分等。
另外,借助于等離子體CVD法把第4層間絕緣膜44制作成由NSG膜構成的層間絕緣膜,對于該第4層間絕緣膜44接受CMP處理是合適的。此外,在本實施方式中,位于第4層間絕緣膜44的下側的第3層間絕緣膜43也由借助于等離子體CVD法制造的NSG膜構成,而且其表面與第4層間絕緣膜44一樣,同樣接受平坦化處理。借助于此,可以進一步提高像素電極9a、取向膜16等的平坦性,可以更為可靠地得到上述作用效果。
其次,在本實施方式中,如已參照過的圖4所示,在第4層間絕緣膜44和像素電極9a之間形成了鈍化膜501。該鈍化膜501,平面看以覆蓋圖3所示的帶斜線的區(qū)域即整個圖像顯示區(qū)域的方式形成。
說得更詳細點,該鈍化膜501由BSG(硼硅酸鹽玻璃)氧化膜構成。此外,該鈍化膜501的厚度T滿足10[nm]≤T≤100[nm]的條件,而該鈍化膜501中的硼含量WB滿足1[wt%]≤WB≤7[wt%]的條件。另外,不言而喻,該鈍化膜501也起著作為防止在像素電極9a和電容布線400間、或者相鄰的像素電極9a間的短路的絕緣膜的作用。
本實施方式的電光裝置,由于具備這樣的鈍化膜501,故可以得到以下的作用效果。就是說,鈍化膜501由于含有BSG氧化膜,故吸濕性能比較優(yōu)良。這是因為相對于含于該BSG氧化膜中的硼處于比較不穩(wěn)定的狀態(tài),該硼和水進行反應后所產生的B2O3卻處于比較穩(wěn)定的狀態(tài),所以浸入到該BSG膜內的水,就非常易于與硼反應。順便說一下,這樣的機構,在PSG(磷硅酸鹽玻璃)氧化膜中也可以看到(就是說,PSG氧化膜中的磷與水反應),吸濕性能也是比較優(yōu)良的。因此,鈍化膜501也可以不含有BSG氧化膜而代之以含有PSG氧化膜。
這種情況,看一下圖5即可更為實際地確認。在這里,圖5是示出了具備鈍化膜時與不具備鈍化膜時相比該電光裝置的耐濕性究竟提高了多少的曲線圖。說得更詳細點,圖5是示出了把具備鈍化膜501的電光裝置(圖中虛線)和不具備鈍化膜501的電光裝置(圖中實線),在溫度50[℃]濕度90[%]和進行全畫面黑色顯示這樣的同一環(huán)境下放置一定時間的結果,供往對置電極21等的公共電位(在圖中,用’Lccom’表現)如何隨著其時間的經過而變動的圖。就是說,在電光裝置的耐濕性能不好的情況下,歸因于水分浸入到TFT30內而使得其特性劣化,或者供往對置電極21的公共電位出現變動,圖5是利用后者的變動程度來測定耐濕性的提高程度的圖。此外,由該圖5可知,具備鈍化膜501的電光裝置不具備鈍化膜501的電光裝置來,與時間的推移對應的公共電位的變動值小,因此,可知其耐濕性已經提高。順便說一下,圖5中的鈍化膜501的厚度T是25[nm],硼的含量WB是2[wt%]。
如上所述,在本實施方式中,可以防止含于該電光裝置所放置所處的環(huán)境中的水蒸氣等的水分向上述疊層結構的內部浸入。因此,可以實現TFT30的特性穩(wěn)定或對置電極21的公共電位的穩(wěn)定等,可以提供可進行更為穩(wěn)定的動作的電光裝置。
此外,在本實施方式中,第4層間絕緣膜44的表面已經受了CMP處理等的平坦化處理,而且,該第4層間絕緣膜44,由于為了很好地應對該平坦化處理而由用CVD法制造的NSG膜構成,故吸濕性比較差。然而,在本實施方式中,在該第4層間絕緣膜44的上邊經形成了鈍化膜501。因此,若采用本實施方式,則可以得到因實施平坦化處理而可以享受的作用效果、和耐濕性提高的作用效果。
再有,在本實施方式中,由于已適度地設定了鈍化膜501的厚度T和硼含量WB,故可以得到以下的作用效果。以下,參看圖6和圖7對之進行說明。在這里,圖6是示出了鈍化膜的厚度給該電光裝置的耐濕性的提高究帶來什么樣的影響的曲線圖,圖7是示出了鈍化膜中的硼含量給該電光裝置的耐濕性的提高帶來什么樣的影響的曲線圖。
首先,對于厚度T可畫出圖6那樣的曲線圖。該圖6,更為詳細地說,與上述圖5同樣,以鈍化膜501的厚度T為參數(4.5、10和25[nm]),示出了在溫度50[℃]濕度90[%]和進行全畫面黑色顯示這樣的同一環(huán)境下供往對置電極21等的公共電位隨著時間經過而變動的樣子。
由圖6可知,厚度T為4.5[nm]時與10[nm]及25[nm]時相比,表現出顯著的不同。就是說,在前者的情況下,公共電位的變動隨著時間的推移比較急劇地增大,而在后者的情況下,其變動則比較平緩地增大。由此可以認為,T在4.5[nm]和10[nm]之間時厚度T的增減對該電光裝置的耐濕性的提高作用大,而如果厚度T在10[nm]或以上時,從此往后耐濕性的提高就會在一定程度上穩(wěn)定下來。這被認為是由于如上所述BSG膜中的吸濕的機構中存在硼,因此硼的全體量給吸濕的機構帶來很大影響的緣故。由此可以導出這樣的結論鈍化膜501的厚度T優(yōu)選10[nm]或以上。
另一方面,雖然在圖中未畫出來,但厚度T并不是越大越好。就是說,當厚度T過大時,光在疊層結構中透過的比率(透過率)減少,所以,存在著損害圖像的亮度的可能性。根據本專利發(fā)明人的研究,根據這樣的觀點,可以導出這樣的結論鈍化膜501的厚度T優(yōu)選在一定程度以下,說得更具體點,優(yōu)選100[nm]或以下。
根據以上所述,總之,在本實施方式中,若使鈍化膜501的厚度T滿足10[nm]≤T≤100[nm]的條件,則可以享受該電光裝置的充分的耐濕性能和防止畫質的劣化這2個作用效果。
其次,對于硼含量WB,可畫出圖7那樣的曲線圖。該圖7,更為詳細地說,與上述圖5同樣,以硼含量WB為參數(0.5、1.0和2.0[wt%]),示出了在溫度50[℃]濕度90[%]和進行全畫面黑色顯示這樣的同一環(huán)境下供往對置電極21等的公共電位隨著時間的經過而變動的樣子。
從圖7可知,硼含量WB為0.5[wt%]時和1.0[wt%]及2.0[wt%]時相比,表現出顯著的不同。就是說,在前者的情況下,公共電位的變動隨著時間的推移比較急劇地增大,而在后者的情況下,其變動則比較平緩地增大。由此可知,WB在0.5[wt%]和1.0[wt%]之間時,硼含量WB的增減對于該電光裝置的耐濕性的提高作用很大,而如果硼含量WB在1.0[wt%]或以上,則從此往后耐濕性的提高就會在一定程度上穩(wěn)定下來。這被認為是由于如上所述BSG膜中的吸濕的機構中存在硼,因此硼的全體量給吸濕的機構帶來很大影響的緣故。由此可以導出這樣的結論優(yōu)選硼含量WB為1.0[wt%]或以上。
另一方面,盡管在圖中未畫出來,但是,硼含量WB并不是越多越好。就是說,當硼含量WB過大時,歸因于硼的實際的量的增加,該硼就會在例如鈍化膜501中或該鈍化膜501、第4層間絕緣膜44的表面等上析出,就會在圖像上出現對該析出物所投影的像,因此,存在著使其畫質劣化的可能性。若采用本方式,從這樣的觀點考慮,可導出這樣的結論硼含量WB優(yōu)選在一定程度以下,更為具體地說,優(yōu)選在7[wt%]或以下。
如上所述,總之,在本實施方式中,若使鈍化膜501中的硼含量WB滿足1[wt%]≤WB≤7[wt%]的條件,則可以享受該電光裝置中的充分的耐濕性和防止畫質的劣化這2個作用效果。
另外,在上述實施方式中,雖然說明的是只在第4層間絕緣膜44的上邊形成鈍化膜501的方式,但是,本發(fā)明并不限定于這樣的方式。就是說,也可以使鈍化膜形成為與除此之外的層間絕緣膜相對應。特別是對于第3層間絕緣膜43來說,由于其表面接受CMP處理,而且,是由NSG膜構成的,故例如如圖8所示,也可以使鈍化膜502形成在該第3層間絕緣膜43的表面。當然,也可以不在該第3層間絕緣膜上,而代之以在第2層間絕緣膜42和第1層間絕緣膜41上形成鈍化膜、或除了第3層間絕緣膜43之外在第2層間絕緣膜42和第1層間絕緣膜41上也形成鈍化膜(未畫出來)。
但是,在第1層間絕緣膜41的表面上形成鈍化膜時,即在第1層間絕緣膜41和第2層間絕緣膜42之間形成鈍化膜時需要注意。之所以這么說,是因為在該位置上,如圖4所示,存在連接半導體層1a和數據線6a的接觸孔81、連接中繼電極719和第二中繼電極6a2的接觸孔882的緣故。就是說,如圖所示,這些接觸孔81和882需要以貫通第2層間絕緣膜42和第1層間絕緣膜41的方式形成,當在它們之間存在鈍化膜時,在第2層間絕緣膜42與該鈍化膜間,或在該鈍化膜與第1層間絕緣膜41間,刻蝕速率會變化,有可能不能很好地形成該接觸孔81和接觸孔882。因此,最好是不在該部分設置鈍化膜。
(鈍化膜的制造方法)上述那樣的鈍化膜501,例如可像圖9和圖10所示那樣制造。在這里,圖9和圖10是在圖4的視點中按照順序示出了上述本實施方式的電光裝置的制造工序的制造工序剖面圖。以下,主要只對與本發(fā)明特別有關的第4層間絕緣膜44和鈍化膜501的制造工序進行說明。此外,在圖9和圖10中,對于對置基板20一側的結構的圖示已予省略。
首先,在用公知的方法在TFT陣列基板10上邊形成了直到電容布線400為止的疊層結構中,如圖9的工序(1)所示,在該電容布線400的上邊,用使用TEOS氣體的等離子體CVD法形成第4層間絕緣膜44的前驅膜441。說得更詳細點,例如,采用把已制造到了上述電容布線400為止的疊層結構部分放置到已到達適當的真空度的反應室內的規(guī)定地方,同時,向該反應室內導入上述TEOS氣體和其它的氣體,在該疊層結構部分和該反應室內被配置為使得與該疊層結構部分對置的電極間設置規(guī)定的電位以使之發(fā)生等離子體的辦法,使薄膜在該疊層結構部分的表面淀積下去。另外,在該情況下,也可以使該疊層結構部分維持在規(guī)定的溫度(例如,400[℃]左右)。另外,也可以不使用上述工序,而是將前驅膜構成為具有氮化硅膜和氧化硅膜,或借助于熱氧化得到的氧化硅膜和借助于CVD法得到的氧化硅膜等的多層結構。在該情況下,后述的第4層間絕緣膜44當然也以具有多層結構的方式構成。
其次,如圖9的工序(2)所示,對上述前驅膜441的表實施CMP處理。在這里所說的CMP,一般地說,是這樣的技術采用邊使被處理基板和研磨布(襯墊)這兩者進行旋轉等,邊使各自的表面彼此間進行接觸,同時,向該接觸部位供給含有二氧化硅粒等的研磨液(研磨泥漿)的辦法,借助于機械作用和化學作用的雙重作用對被處理基板進行研磨的辦法,使該表面平坦化。在本實施方式中,已制造到圖9的工序(1)為止的疊層結構部分相當于上述‘被處理基板’。借助于此,該疊層結構部分的表面,如圖9的工序(2)的虛線所示,被研磨而平坦化。上述前驅膜441借助于以上的圖9的工序(1)工序(2)成為第4層間絕緣膜44。
另外,在本發(fā)明中,作為‘平坦化處理’,在有的情況下,也可以不使用上述CMP處理而代之以使用刻蝕處理等的其它的平坦化處理、或除上述CMP處理之外還進行刻蝕處理等的其它的平坦化處理。在這里所說的刻蝕處理,一般地說,是這樣的技術在具有凹凸的表面上邊,在作為犧牲膜而形成抗蝕劑或SOG(旋涂玻璃)膜等具有平坦性的膜之后,進行對該犧牲膜的刻蝕處理,一直到上述凹凸所存在的表面為止(借助于此,凹凸‘被弄平’),從而使該表面平坦化。
其次,如圖9的工序(3)所示,在上述第4層間絕緣膜44的上邊,借助于使用TEOS氣體和O3氣體等的常壓CVD法,形成鈍化膜501。說得更詳細點,例如,在該常壓CVD法中,除了TEOS氣體和O3氣體之外,還同時使用作為攜載氣體的N2氣體、以及作為雜質氣體的TEB(硼酸三乙脂)氣體,就可以很好地制造出由BSG膜構成的鈍化膜501。在這些氣體中,特別是通過調整TEB氣體的供給量等,可以調整最終形成的鈍化膜501中的硼含量WB。此外,通過成膜時間等的調整,還可以調整該鈍化膜501的厚度T。由此,就可以制造出如上所述的10[nm]≤T≤100[nm]、1[wt%]≤WB≤7[wt%]的鈍化膜501。另外,由PSG膜構成鈍化膜時,只要不使用上述TEB氣體而帶之以使用TMOP(三甲基磷)氣體即可。此外,在擔心萬一在整個面上形成的鈍化膜501(參看圖10的工序(3)或圖3)會對透過率造成影響時,也可以以使開口部分與該鈍化膜501中以后將要形成像素電極9a的區(qū)域即光透過區(qū)域相對應地形成的方式進行圖案形成。
其次,如圖10的工序(4)所示,借助于反應性離子刻蝕、反應性離子束刻蝕等的干法刻蝕,或使用適當的刻蝕劑等的濕法刻蝕,形成接觸孔89。
其次,如圖10的工序(5)所示,以掩埋上述接觸孔89的方式,例如借助于濺射法等,形成由ITO等構成的像素電極9a的前驅膜,同時,以使具有規(guī)定的圖案形狀的方式(就是說,使得最終形成的像素電極9a如圖3那樣排列成矩陣狀)實施光刻工序和刻蝕工序,形成像素電極9a,之后,在該像素電極9a上邊,用公知的方法形成取向膜16,從而完成該電光裝置的TFT陣列基板10一側的制造。
另外,在上述實施方式中,雖然說明的是在第4層間絕緣膜44的上邊形成鈍化膜501的制造工序,但是,本發(fā)明并不限定于于此。例如,如已參看過的圖8所示,也可以采用在第3層間絕緣膜43的上邊形成鈍化膜502的那樣的方式。
或者,也可以采用這樣的方式在第4層間絕緣膜44的上邊形成鈍化膜,但不是直接在其上邊形成,而是在形成了像素電極9a之后再形成鈍化膜。若采用這樣的方式,則由于在用來形成該像素電極9a的圖案形成處理(包括刻蝕工序、抗蝕劑剝離工序等)之后再形成鈍化膜,故與形成鈍化膜后再形成像素電極9a的方式相比,給鈍化膜造成損傷的可能性小。因此,若采用這樣的方式,則可以更好地形成鈍化膜。
下面參看圖11和圖12說明上述電光裝置的實施方式的全體結構。在這里,圖11是從對置基板一側看TFT陣列基板與在其上邊形成的各個構成要素的電光裝置的平面圖,圖12是圖11的H-H’剖面圖。在這里,以作為電光裝置的一個例子的驅動電路內置型的TFT有源矩陣驅動方式的液晶裝置為例。
在圖11和圖12中,在本實施方式的電光裝置中,TFT陣列基板10和對置基板20對置配置。在TFT陣列基板10和對置基板20之間封入了液晶層50,TFT陣列基板10和對置基板20借助于設置在位于圖像顯示區(qū)域10a的周圍的密封區(qū)域的密封部件52彼此粘接在一起。
密封部件52,由用來將兩個基板貼合的例如紫外線固化樹脂、熱固化樹脂等構成,在制造工序中涂布在TFT陣列基板上后借助于紫外線、加熱等硬化。此外,在密封部件52中散布有用來使TFT陣列基板10與對置基板20之間的距離(基板間間隙)成為規(guī)定值的玻璃纖維或玻璃珠等的間隙材料。就是說,本實施方式的電光裝置適合用于小型且進行擴大顯示的投影機的光閥。
在對置基板20一側,與配置有密封部件52的密封區(qū)域的內側并行地設置有規(guī)定圖像顯示區(qū)10a邊框區(qū)域的遮光性的邊框遮光膜53。但是,這樣的邊框遮光膜53的一部分或全部,也可以在TFT陣列基板10一側作為內置遮光膜設置。在比該邊框遮光膜53更遠的周邊區(qū)域中,在位于配置有密封部件52的密封區(qū)域的外側的區(qū)域上,特別是沿著TFT陣列基板10的一邊設置有數據線驅動電路101和外部電路連接端子102。此外,掃描線驅動電路104,沿著與該一邊相鄰的2邊,而且,被設置為覆蓋到上述邊框遮光膜53上。此外,為了把如此設置在圖像顯示區(qū)10a兩側的2個掃描線驅動電路104間連接起來,沿著TFT陣列基板10的剩下的一邊,而且以覆蓋上述邊框遮光膜53的方式設置有多條布線105。
此外,在對置基板20的4個角部,配置有起兩基板間的上下導通端子作用的上下導通部件106。另一方面,在TFT陣列基板10上,在與這些個角部對置的區(qū)域設置了上下導通端子。借助于這些,就可以在TFT陣列基板10和對置基板20間形成電導通。
在圖12中,在TFT陣列基板10上邊,在已形成了像素開關用的TFT或掃描線、數據線等的布線后的像素電極9a上邊,形成有取向膜。另一方面,在對置基板20上邊,除了對置電極21之外,在網格狀或條帶狀的遮光膜23以及最上層部分形成有取向膜。此外,液晶層50,例如由一種或把數種的向列液晶混合起來后的液晶構成,在這一對的取向膜間形成規(guī)定的取向狀態(tài)。
另外,在圖11和圖12所示的TFT陣列基板10上邊,除了這些數據線驅動電路101、掃描線驅動電路104等之外,也可以形成對圖像信號線上的圖像信號進行采樣并供給數據線的采樣電路、先于圖像信號分別向多條數據線供給規(guī)定的電壓電平的預充電信號的預充電電路、以及用來在制造過程中或出廠時檢查該電光裝置的品質和缺陷等的檢查電路等。
(電子設備)其次,對作為把以上詳細說明的電光裝置用做光閥的電子設備的一個例子的投影式彩色顯示裝置的實施方式的全體結構、特別是光學結構進行說明。在這里,圖13是投影式彩色顯示裝置的圖示性的剖面圖。
在圖13中,作為本實施方式的投影式彩色顯示裝置的一個例子的液晶投影機1100的構成為準備3個含有在TFT陣列基板上邊裝載有驅動電路的液晶裝置的液晶模塊,分別用做RGB用的光閥100R、100G、100B。這些100R、100G、100B,可以使用上邊所說的電光裝置(參看圖1到圖5)。在液晶投影機1100中,當從金屬鹵化物燈等的白色光源的燈泡單元1102發(fā)出投影光時,借助于3塊反射鏡1106和2塊分色鏡1108,分成與RGB的3原色對應的光分量R、G和B,并分別導入與各色對應的光閥100R、100G和100B內。這時特別是B光,為了防止因光路長所帶來的光損耗,要通過由入射透鏡1122、中繼透鏡1123和出射透鏡1124構成的中繼透鏡系統(tǒng)1121導入。然后,分別由光閥100R、100G和100B進行調制后的與3原色對應的光分量借助于分色鏡1112再次合成后,通過投影透鏡1114作為彩色圖像投影到屏幕1120上。
本發(fā)明并不限于上邊所說的實施方式,在不違背從權利要求的范圍和說明書全體中能夠看出的發(fā)明的要旨或思想的范圍內,適宜變更是可能的,伴隨著這樣的變更的電光裝置、其制造方法以及電子設備也包括在本發(fā)明的技術范圍內。
權利要求
1.一種電光裝置,其特征在于,具備在基板上延伸設置的數據線;在與上述數據線交叉的方向上延伸的掃描線;由上述掃描線供給掃描信號的包括半導體層的薄膜晶體管;由上述數據線通過上述薄膜晶體管供給圖像信號的像素電極;配置在上述數據線、上述薄膜晶體管和上述像素電極之間的多個層間絕緣膜;以及配置在上述多個層間絕緣膜中至少一個層間絕緣膜的表面一側的鈍化膜。
2.根據權利要求1所述的電光裝置,其特征在于上述鈍化膜包含與水反應后成為穩(wěn)定的狀態(tài)的材料。
3.根據權利要求2所述的電光裝置,其特征在于上述鈍化膜包含BSG(硼硅酸鹽玻璃)氧化膜。
4.根據權利要求2所述的電光裝置,其特征在于上述鈍化膜包含PSG(磷硅酸鹽玻璃)氧化膜。
5.根據權利要求1所述的電光裝置,其特征在于上述鈍化膜的厚度大于等于10[nm]、小于等于100[nm]。
6.根據權利要求3所述的電光裝置,其特征在于上述BSG氧化膜的B(硼)的含有量大于等于1[wt/%]、小于等于7[wt/%]。
7.根據權利要求1所述的電光裝置,其特征在于具有作為疊層上述像素電極的上述層間絕緣膜的第1層間絕緣膜;上述鈍化膜配置在上述第1層間絕緣膜的表面一側。
8.根據權利要求7所述的電光裝置,其特征在于上述第1層間絕緣膜的表面已接受了平坦化處理。
9.根據權利要求1所述的電光裝置,其特征在于還具備電連接到上述薄膜晶體管和上述像素電極的保持電容,和向該保持電容供給固定電位的電容布線;上述多個層間絕緣膜,具備把上述電容布線疊層到上述第1層間絕緣膜的下邊的第2層間絕緣膜,和把上述數據線疊層到上述第2層間絕緣膜的下邊的第3層間絕緣膜;上述鈍化膜,配置在上述第1層間絕緣膜的表面、上述第2層間絕緣膜的表面和第3層間絕緣膜的表面中至少2個或以上的表面。
10.根據權利要求9所述的電光裝置,其特征在于上述第1層間絕緣膜的表面和第2層間絕緣膜的表面已接受了平坦化處理;上述鈍化膜,配置在這些第1層間絕緣膜的表面和第2層間絕緣膜的表面。
11.根據權利要求9所述的電光裝置,其特征在于上述多個層間絕緣膜,具備把上述保持電容疊層到上述第3層間絕緣膜的下邊、上述薄膜晶體管位于下層的第4層間絕緣膜;還具備貫通上述第3層間絕緣膜和上述第4層間絕緣膜、用來把上述像素電極和上述薄膜晶體管電連接起來的接觸孔;其中,在上述第4層間絕緣膜的表面未配置上述鈍化膜。
12.一種電光裝置的制造方法,其特征在于,包括在基板上延伸設置數據線的工序;在與上述數據線交叉的方向上延伸設置掃描線的工序;形成由上述掃描線供給掃描信號的包括半導體層的薄膜晶體管的工序;形成由上述數據線通過上述薄膜晶體管供給圖像信號的像素電極的工序;形成配置在上述數據線、上述薄膜晶體管和上述像素電極之間的多個層間絕緣膜的工序;以及在上述層間絕緣膜中至少一個層間絕緣膜上形成鈍化膜的工序。
13.根據權利要求12所述的電光裝置的制造方法,其特征在于上述鈍化膜,用常壓CVD(化學氣相淀積)法形成。
14.根據權利要求12所述的電光裝置的制造方法,其特征在于要形成上述鈍化膜的層間絕緣膜,用等離子體CVD法形成。
15.根據權利要求12所述的電光裝置的制造方法,其特征在于還包括在上述層間絕緣膜的上邊圖案形成規(guī)定的構成要素的工序;形成上述鈍化膜的工序,在上述圖案形成的工序之后實施。
16.根據權利要求15所述的電光裝置的制造方法,其特征在于上述規(guī)定的構成要素,包括上述像素電極。
17.根據權利要求12所述的電光裝置的制造方法,其特征在于上述層間絕緣膜,具有多層構造。
18.一種電子設備,其特征在于具備權利要求1到11中的任何一項所述的電光裝置。
全文摘要
在電光裝置中,通過使水分不能浸入到在基板上邊構筑的疊層結構,特別是構成其一部分的薄膜晶體管內,使動作更加穩(wěn)定。在基板上邊具備數據線和掃描線、包括半導體層的薄膜晶體管、和借助于數據線通過薄膜晶體管供給圖像信號的像素電極。此外,還具備配置在上述數據線和上述像素電極之間的層間絕緣膜、和配置在該層間絕緣膜的表面上的鈍化膜。
文檔編號H05B33/14GK1580920SQ200410070279
公開日2005年2月16日 申請日期2004年8月4日 優(yōu)先權日2003年8月4日
發(fā)明者福原圭司 申請人:精工愛普生株式會社
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