JPH10268359A

JPH10268359A - 半導体装置およびその作製方法

Info

Publication number: JPH10268359A
Application number: JP9024497A
Authority: JP
Inventors: Kenji Fukunaga; 健司福永; Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細な表示性能を有する反射型ＬＣＤを提
供する。【解決手段】金属薄膜１０４上には選択的にレジスト
マスク１０５が配置され、露出部１０６が形成される。
この状態で陽極酸化工程を行うと露出部１０６のみが酸
化され、陽極酸化物１０７が形成される。やがて金属薄
膜１０４は陽極酸化物１０７によって完全に絶縁分離さ
れ、複数の画素電極１０８、１０９となる。この時、画
素電極間は陽極酸化物１０７によって埋め込まれ、非常
に平坦な反射面を有する反射型ＬＣＤを得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本願発明は、反射型の液晶表
示装置の構成に関する。特に、半導体薄膜を利用した半
導体装置で構成されるアクティブマトリクス型の反射型
表示装置の構成に関する。また、その様な反射型表示装
置を具備した電気光学装置に応用することもできる。

【０００２】なお、本明細書中において「半導体装置」
とは、半導体を利用することで機能する装置全てを指し
ている。従って、上記反射型表示装置および電気光学装
置も半導体装置の範疇に含まれる。ただし、明細書中で
は区別しやすい様に反射型ＬＣＤや電気光学装置といっ
た言葉を使い分けることにする。

【０００３】

【従来の技術】近年、反射型液晶表示装置（以下、反射
型ＬＣＤ）を投射用表示ディスプレイとして用いたプロ
ジェクター等の開発が活発に進められている。反射型Ｌ
ＣＤは透過型ＬＣＤよりも光損失が少ないため、バック
ライトの光をより効率良く利用し、高精細な画像表示を
行う上で有利である。

【０００４】また、モバイルコンピュータや携帯電話
（ＰＨＳを含む）等の携帯情報端末機器（携帯機器）が
急速に普及してきたため、直視用表示ディスプレイとし
ての需要も高まっている。反射型ＬＣＤはバックライト
を用いなくても画像表示が可能であるため、携帯機器の
小型化、軽量化、低消費電力化を実現できる。

【０００５】ここで、従来の反射型ＬＣＤの画素マトリ
クス回路を作製する工程について簡単に説明する。な
お、画素マトリクス回路とは液晶に印加される電界を制
御するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をマトリクス
状に配置した回路であり、液晶表示装置の画像表示領域
を構成する。

【０００６】まず、図２において２０１は絶縁表面を有
する基板、２０２は第１の画素ＴＦＴの活性層、２０３
は第２の画素ＴＦＴの活性層である。第１の画素ＴＦＴ
と第２の画素ＴＦＴとの間の距離は画素ピッチに相当
し、高精細な表示になるほど短くなる傾向にある。

【０００７】また、２０４はゲイト絶縁膜である。そし
て、その上にはゲイト電極２０５、２０６が形成され
る。このゲイト電極２０５、２０６は図示しないゲイト
線と接続している。こうして図２（Ａ）の状態が得られ
る。

【０００８】次に、一導電性を付与する不純物イオン
（Ｎ型ならばリン（Ｐ）、Ｐ型ならばボロン（Ｂ））を
活性層２０２、２０３に添加する。その結果、ソース領
域２０７、２０８、ドレイン領域２０９、２１０、チャ
ネル形成領域２１１、２１２が形成される。（図２
（Ｂ））

【０００９】次に、第１の層間絶縁膜２１３を形成し、
コンタクトホールを開けてソース電極２１４、２１５お
よびドレイン電極２１６、２１７を形成する。こうして
図２（Ｃ）に示す状態が得られる。

【００１０】さらに、第２の層間絶縁膜２１８を形成
し、その上にブラックマスク２１９を形成する。その上
には第３の層間絶縁膜２２０を形成し、最後に画素電極
２２１を形成する。画素電極２２１は入射光を反射する
金属薄膜で形成し、反射電極としての機能を持たせる。
（図２（Ｄ））

【００１１】この時、ブラックマスク２１９は画素電極
（反射電極）２２１の隙間となる領域の下方に配置され
る。なお、図２（Ｄ）では個別のパターンに見えるが実
際にはマトリクス状に全て繋がっている。この様に配置
されたブラックマスク２１９は画素電極２２１の隙間か
ら漏れた光をカットする役割を果たす。

【００１２】以上の工程によって図２（Ｄ）に示す様な
画素マトリクス回路が完成する。そして、この後、公知
のセル組み工程によって画素マトリクス回路を形成した
基板と対向基板との間に液晶を挟持することで反射型Ｌ
ＣＤが完成する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図２（Ｄ）に示す従来
構造の画素マトリクス回路は、画素電極間に電極の境界
部（以下、単に境界部と呼ぶ）２２３、２２４が必ず存
在する。即ち、画素電極の膜厚分の相当する段差が形成
されてしまうのである。

【００１４】この様な段差では液晶材料の配向不良が生
じるため、表示画像の乱れを発生する原因となる。ま
た、段差部で生じた入射光の乱反射がコントラストを低
下させたり、光の利用効率を低下させたりする原因とな
る。

【００１５】以上の様に、従来の構造では画素電極間に
形成される境界部（正確には段差）が反射型ＬＣＤの表
示性能を低下させることが問題となる。特に、プロジェ
クターなどに用いる投射用ディスプレイは、 1〜2inch
程度の極めて高精細な小型ディスプレイであるため、上
述の問題が顕在化してしまう。

【００１６】本願発明は、上記問題点を解決し、極めて
高精細な反射型ＬＣＤを形成するための手段を開示する
ものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、絶縁表面を有する基板上に複数の電極が形成
されており、前記複数の電極は、該電極を構成する材料
を主成分とする酸化物で互いに絶縁分離されていること
を特徴とする。

【００１８】また、他の発明の構成は、第１の基板およ
び透光性を有する第２の基板と、前記第１の基板と前記
第２の基板との間に挟持された液晶層と、を少なくとも
含み、前記第１の基板および前記第２の基板にはストラ
イプ状の電極が形成されており、前記第１の基板に形成
された前記ストライプ状の電極は、該電極を構成する材
料を主成分とする酸化物で互いに絶縁分離されているこ
とを特徴とする。

【００１９】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基板上にマトリクス状に形成された複数の半導体素子
と、前記複数の半導体素子の各々に接続された複数の画
素電極と、を少なくとも有し、前記複数の画素電極は該
画素電極を構成する材料を主成分とする酸化物で互いに
絶縁分離されていることを特徴とする。

【００２０】また、他の発明の構成は、マトリクス状に
形成された複数の半導体素子および該複数の半導体素子
の各々に接続された複数の画素電極を有する基板と、前
記基板上に保持された液晶層と、を少なくとも含み、前
記複数の画素電極は該画素電極を構成する材料を主成分
とする酸化物で互いに絶縁分離されていることを特徴と
する。

【００２１】上記構成において、液晶層が保持された状
態の典型例としては、複数の画素電極を有する基板（第
１の基板）と第１の基板に対向する対向基板（第２の基
板）との間に液晶層が挟持されている状態を言う。な
お、液晶層としてＰＤＬＣ（ポリマ分散型液晶）を使用
する場合、液晶層自体が固体化するので第２の基板を必
要としない場合もありうる。

【００２２】また、半導体素子としては薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）が代表的であるが、その他にも絶縁ゲイト
型電界効果トランジスタ（ＩＧＦＥＴ）、薄膜ダイオー
ド、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal ）素子、バリスタ
素子等でも良い。

【００２３】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基板上に金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜上
に選択的にレジストマスクを形成する工程と、前記レジ
ストマスクをマスクとして前記金属薄膜の露出部を酸化
し、該露出部を酸化物に変成させる工程と、を少なくと
も含み、前記酸化物によって前記金属薄膜を複数に絶縁
分離させることを特徴とする。

【００２４】また、他の発明の構成は、第１の基板およ
び透光性を有する第２の基板と、前記第１の基板と前記
第２の基板との間に挟持された液晶層と、を少なくとも
含む半導体装置の作製方法であって、前記第１の基板上
に金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜上に選択的
にレジストマスクを形成する工程と、前記レジストマス
クをマスクとして前記金属薄膜の露出部を酸化し、該露
出部を酸化物に変成させる工程と、を少なくとも含み、
前記酸化物によって前記金属薄膜をストライプ状に絶縁
分離させることを特徴とする。

【００２５】また、他の発明の構成は、絶縁表面を有す
る基板上に複数の半導体素子を形成する工程と、前記複
数の半導体素子と電気的に接続した金属薄膜を形成する
工程と、前記金属薄膜上に選択的にレジストマスクを形
成する工程と、前記レジストマスクをマスクとして前記
金属薄膜の露出部を酸化し、該露出部を酸化物に変成さ
せる工程と、を少なくとも含み、前記酸化物によって前
記金属薄膜をマトリクス状に絶縁分離させることを特徴
とする。

【００２６】また、他の発明の構成は、マトリクス状に
形成された複数の半導体素子および該複数の半導体素子
の各々に接続された複数の画素電極を有する基板と、前
記基板上に保持された液晶層と、を少なくとも含む半導
体装置の作製方法であって、前記複数の半導体素子と電
気的に接続した金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄
膜上に選択的にレジストマスクを形成する工程と、前記
レジストマスクをマスクとして前記金属薄膜の露出部を
酸化し、該露出部を酸化物に変成させる工程と、を少な
くとも含み、前記酸化物によって前記金属薄膜をマトリ
クス状に絶縁分離させることを特徴とする。

【００２７】なお、金属薄膜の露出部を酸化する工程は
陽極酸化法で行うことが好ましい。そのためには金属薄
膜としては陽極酸化可能な材料（アルミニウムまたはタ
ンタルなど）を用いる必要がある。特に、アルミニウム
またはアルミニウムを主成分とする材料は高い反射率が
得られる利点がある。

【００２８】

【発明の実施の形態】ここでは本願発明についての簡単
な説明を図１を用いて行う。図１（Ａ）において、１０
１は絶縁表面を有する基板、１０２は基板１０１上に形
成された第１の画素ＴＦＴ、１０３は第２の画素ＴＦＴ
である。

【００２９】また、第１の画素ＴＦＴ１０２および第２
の画素ＴＦＴ１０３と接続する金属薄膜１０４が形成さ
れている。金属薄膜１０４はアルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とする材料で形成される。

【００３０】金属薄膜１０４上にはレジストマスク１０
５が後に画素電極となる位置に配置される。そして、こ
の状態で基板１０１を電解溶液中に浸漬し、金属薄膜１
０４の陽極酸化を行う。この場合、金属薄膜の露出部
（レジストマスクの切れ間）１０６のみが電解溶液と接
するので、この領域のみを選択的に陽極酸化することが
できる。

【００３１】陽極酸化部の拡大図に示す通り、露出部１
０６では金属薄膜１０４の表面から陽極酸化が進行し、
絶縁性の陽極酸化物１０７が形成される。電解溶液とし
てシュウ酸水溶液を用いると陽極酸化物１０７は多孔質
状になる。

【００３２】そのため、電解溶液は陽極酸化物１０７の
中にも浸透し、陽極酸化時間に対応して矢印で示す方向
に向かって膜厚が増していく。そして、最終的には下地
である層間絶縁膜に到達し、陽極酸化物１０７の成長が
停止する。

【００３３】陽極酸化物１０７が停止したら陽極酸化を
止め、レジストマスク１０５を除去して図１（Ｂ）に示
す状態が得られる。この状態では、金属薄膜１０４は陽
極酸化物１０７によって完全に絶縁分離され、画素ＴＦ
Ｔ１０２の画素電極１０８と画素ＴＦＴ１０３の画素電
極１０９とが形成される。

【００３４】実際には、画素マトリクス回路には１００
万個以上もの画素ＴＦＴがマトリクス状に形成され、そ
の上に同数の画素電極がマトリクス状に形成される。こ
の様に、本願発明は金属薄膜１０４をパターニングし、
エッチングではなく陽極酸化で互いに絶縁分離された画
素電極を形成する点に特徴がある。

【００３５】そのため、画素電極と画素電極との隙間は
陽極酸化物によって埋め込まれており、不要な段差を形
成することがない。従って、従来の様な液晶材料の配向
不良や段差部での光の乱反射等の問題を生じない。

【００３６】

【実施例】

〔実施例１〕本実施例では本発明を利用して反射型ＬＣ
Ｄの画素マトリクス回路を作製する工程例を図３、４を
用いて説明する。なお、本発明は画素の平坦化に関する
技術であるため、ＴＦＴ構造自体は本実施例に限定され
るものではない。

【００３７】まず、絶縁表面を有する基板３０１を用意
する。本実施例ではガラス基板上に下地膜として酸化珪
素膜を形成する。基板３０１の上には結晶性珪素膜でな
る活性層３０２〜３０４を形成する。なお、本実施例で
は３つのＴＦＴのみ記載することになるが実際には１０
０万個以上のＴＦＴが画素マトリクス回路内に形成され
る。

【００３８】本実施例では非晶質珪素膜を熱結晶化させ
て結晶性珪素膜を得ている。そして、その結晶性珪素膜
を通常にフォトリソ工程でパターニングして活性層３０
２〜３０４を得る。なお、本実施例では結晶化の際に結
晶化を助長する触媒元素（ニッケル）を添加している。
この技術については特開平7-130652号公報に詳細に記載
されている。

【００３９】次に、ゲイト絶縁膜３０５として150 nmの
厚さの酸化珪素膜を形成し、その上に0.2wt%のスカンジ
ウムを含有させたアルミニウム膜（図示せず）を成膜
し、パターニングによりゲイト電極の原型となる島状パ
ターンを形成する。

【００４０】本実施例では、ここで特開平7-135318号公
報に記載された技術を利用する。なお、詳細は同公報を
参考にすると良い。

【００４１】まず、上記島状パターン上にパターニング
で使用したレジストマスクを残したまま、３％のシュウ
酸水溶液中で陽極酸化を行う。この時、白金電極を陰極
として２〜３ｍＶの化成電流を流し、到達電圧は８Ｖと
する。こうして、多孔質状の陽極酸化膜３０６〜３０８
が形成される。

【００４２】その後、レジストマスクを除去した後に３
％の酒石酸のエチレングリコール溶液をアンモニア水で
中和した溶液中で陽極酸化を行う。この時、化成電流は
５〜６ｍＶとし、到達電圧は１００Ｖとすれば良い。こ
うして、緻密な陽極酸化膜３０９〜３１１が形成され
る。

【００４３】そして、上記工程によってゲイト電極３１
２〜３１４が画定する。なお、画素マトリクス回路では
ゲイト電極の形成と同時に１ライン毎に各ゲイト電極を
接続するゲイト線も形成されている。（図３（Ａ））

【００４４】次に、ゲイト電極３１２〜３１４をマスク
としてゲイト絶縁膜３０５をエッチングする。エッチン
グはＣＦ₄ ガスを用いたドライエッチング法により行
う。これにより３１５〜３１７で示される様な形状のゲ
イト絶縁膜が形成される。

【００４５】そして、この状態で一導電性を付与する不
純物イオンをイオン注入法またはプラズマドーピング法
により添加する。この場合、画素マトリクス回路をＮ型
ＴＦＴで構成するならばＰ（リン）イオンを、Ｐ型ＴＦ
Ｔで構成するならばＢ（ボロン）イオンを添加すれば良
い。

【００４６】なお、上記不純物イオンの添加工程は２度
に分けて行う。１度目は８０ｋｅＶ程度の高加速電圧で
行い、ゲイト絶縁膜３１５〜３１７の端部（突出部）の
下に不純物イオンのピークがくる様に調節する。そし
て、２度目は５ｋｅＶ程度の低加速電圧で行い、ゲイト
絶縁膜３１５〜３１７の端部（突出部）の下には不純物
イオンが添加されない様に調節する。

【００４７】こうしてＴＦＴのソース領域３１８〜３２
０、ドレイン領域３２１〜３２３、低濃度不純物領域
（ＬＤＤ領域とも呼ばれる）３２４〜３２６、チャネル
形成領域３２７〜３２９が形成される。（図３（Ｂ））

【００４８】この時、ソース／ドレイン領域は 300〜50
0 Ω／□のシート抵抗が得られる程度に不純物イオンを
添加することが好ましい。また、低濃度不純物領域はＴ
ＦＴの性能に合わせて最適化を行う必要がある。また、
不純物イオンの添加工程が終了したら熱処理を行い、不
純物イオンの活性化を行う。

【００４９】次に、第１の層間絶縁膜３３０として酸化
珪素膜を 400nmの厚さに形成し、その上にソース電極３
３１〜３３３、ドレイン電極３３４〜３３６を形成す
る。（図３（Ｃ））

【００５０】次に、第２の層間絶縁膜３３７として有機
性樹脂膜を 1〜2 μｍの厚さに形成する。有機性樹脂膜
としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミ
ド、アクリル等を用いることができる。

【００５１】そして、後に画素電極となる金属薄膜３３
８を 100nmの厚さに形成する。本実施例では金属薄膜と
して 1wt% のチタンを添加したアルミニウム膜を用いる
が、陽極酸化可能な材料であるタンタル等も本発明に利
用することができる。

【００５２】次に、金属薄膜３３８を形成したら、レジ
ストマスク３３９を形成する。この時、レジストマスク
３３９は後に画素電極として機能させる領域のみに配置
される様な構成とする。即ち、図３（Ｄ）に示す状態で
はレジストマスク３３９がマトリクス状に配置され、金
属薄膜３３８の露出部は３４０で示される領域のみとな
る。

【００５３】ここで図３（Ｄ）に示す状態を上面から見
た図を図５（Ａ）に示す。図３（Ｄ）の構造は図５
（Ａ）においてＡ−Ａ’で切った断面図に相当する。ま
た、図５（Ａ）における各符号は図３（Ｄ）で用いた符
号に対応している。即ち、金属薄膜３３８上にレジスト
マスク３３９がマトリクス状に形成されている。

【００５４】図３（Ｄ）に示す状態が得られたら、その
まま電解溶液中で陽極酸化を行う。この陽極酸化は前述
の多孔質状の陽極酸化膜を形成する条件でも緻密な陽極
酸化膜を形成する条件でも良い。

【００５５】金属薄膜３３８の膜厚が 100nmを超える場
合、多孔質状の陽極酸化膜の形成条件で行うことが好ま
しい。多孔質状の陽極酸化膜は陽極酸化時間と膜厚が比
例するので 2μｍ程度の厚さまで対応できる。従って、
金属薄膜３３８の膜厚が厚くても完全な絶縁化が可能で
ある。

【００５６】一方、金属薄膜３３８の膜厚が 100nm以下
である場合、緻密な陽極酸化膜の形成条件で行うことが
好ましい。緻密な陽極酸化膜は絶縁性、安定性が高いと
いう点で有効である。ただし、緻密な陽極酸化膜の膜厚
は陽極酸化時の印加電圧で決定されるため、陽極酸化用
のマスクとして用いる絶縁膜の耐圧によってその上限が
決定される。

【００５７】上記陽極酸化工程により金属薄膜３３８の
露出部３４０のみが選択的に陽極酸化される。多孔質状
の陽極酸化膜は時間に比例して膜厚が増加するので、最
終的には露出部の金属薄膜が完全に陽極酸化物（本実施
例ではＡｌ_xＯ_yで示されるアルミナ）３４１に変成す
る。従って、金属薄膜３３８は陽極酸化物３４１によっ
て絶縁分離され、画素電極３４２〜３４４となる。そし
て、レジストマスク３３９を除去することで図４（Ａ）
の状態が得られる。

【００５８】この状態を上面から見た図を図５（Ｂ）に
示す。図４（Ａ）の構造は図５（Ｂ）においてＢ−Ｂ’
で切った断面図に相当する。また、図５（Ｂ）における
各符号は図４（Ａ）で用いた符号に対応している。

【００５９】本発明の特徴として、画素電極３４２〜３
４４同士の隙間を埋め込む様な形で陽極酸化物３４１が
形成される。そのため、複雑な工程を必要としないで画
素電極間の境界部を埋め込むことが可能である。また、
画素電極表面と陽極酸化物表面とがほぼ一致するので、
優れた平坦面を得ることができる。

【００６０】以上の様にして、画素マトリクス回路が完
成する。実際には画素ＴＦＴを駆動する駆動回路等も同
一基板上に同時形成される。この様な基板は通常ＴＦＴ
側基板またはアクティブマトリクス基板と呼ばれる。本
明細書中ではアクティブマトリクス基板のことを第１の
基板と呼ぶことにする。

【００６１】第１の基板が完成したら、透光性基板３４
５に対向電極３４６を形成した対向基板（本明細書中で
はこの基板を第２の基板と呼ぶことにする）を貼り合わ
せ、それらの間に液晶層３４７を挟持する。こうして図
４（Ｂ）に示す様な反射型ＬＣＤが完成する。

【００６２】なお、このセル組み工程は公知の方法に従
って行えば良い。また、液晶層に二色性色素を分散させ
たり、対向基板にカラーフィルターを設けたりすること
も可能である。その様な液晶層の種類、カラーフィルタ
ーの有無等はどの様なモードで液晶を駆動するかによっ
て変化するので実施者が適宜決定すれば良い。

【００６３】〔実施例２〕本実施例では、アクティブマ
トリクス駆動を行うための半導体素子として、実施例１
で示したＴＦＴとは異なる構造のＴＦＴを利用する場合
の例について説明する。

【００６４】実施例１では代表的なトップゲイト型ＴＦ
Ｔであるコプレナー型ＴＦＴを一例として記載したが、
ボトムゲイト型ＴＦＴであっても構わない。図６に示す
のはボトムゲイト型ＴＦＴの代表例である逆スタガ型Ｔ
ＦＴを用いた例である。

【００６５】図６において、６０１はガラス基板、６０
２、６０３はゲイト電極、６０４はゲイト絶縁膜、６０
５、６０６は活性層である。活性層６０５、６０６は意
図的に不純物を添加しない珪素膜で構成される。

【００６６】また、６０７、６０８はソース電極、６０
９、６１０はドレイン電極であり、６１１、６１２はチ
ャネルストッパー（またはエッチングストッパー）とな
る窒化珪素膜である。即ち、活性層６０５、６０６のう
ち、チャネルストッパー６１１、６１２の下に位置する
領域が実質的にチャネル形成領域として機能する。

【００６７】以上までが逆スタガ型ＴＦＴの基本構造で
ある。本実施例では、この様な逆スタガ型を有機性樹脂
膜でなる層間絶縁膜６１３で覆って平坦化し、その上に
画素電極６１４、６１５を形成する構成とする。勿論、
画素電極６１４、６１５は本発明を利用して陽極酸化物
６１６、６１７によって絶縁分離される。

【００６８】反射型ＬＣＤを作製する場合、逆スタガ型
ＴＦＴで図６に示す様な構造をとることは有効である。
この様な構造では逆スタガ型ＴＦＴの上方にも画素電極
を形成できるため、画素領域のサイズを最大限に生かす
ことができる。

【００６９】また、次に本発明の半導体素子として絶縁
ゲイト型電界効果トランジスタ（ＩＧＦＥＴ）を形成し
た場合の例について説明する。なお、ＩＧＦＥＴはＭＯ
ＳＦＥＴとも呼ばれ、シリコンウェハー上に形成された
トランジスタを指す。

【００７０】図７において、７０１はガラス基板、７０
２、７０３はソース領域、７０４、７０５はドレイン領
域である。ソース／ドレイン領域はイオン注入で不純物
を添加し、熱拡散させることで形成できる。なお、７０
６は素子分離用の酸化物であり、通常のＬＯＣＯＳ技術
を用いて形成できる。

【００７１】次に、７０７はゲイト絶縁膜、７０８、７
０９はゲイト電極、７１０は第１の層間絶縁膜、７１
１、７１２はソース電極、７１３、７１４はドレイン電
極である。その上を第２の層間絶縁膜７１５で平坦化
し、その平坦面上に画素電極７１６、７１７を形成す
る。勿論、画素電極７１６、７１７は画素電極の材料と
なる金属薄膜（図示せず）を陽極酸化物７１８、７１９
で絶縁分離することによって得られる。

【００７２】なお、本実施例で示したＩＧＦＥＴ、トッ
プゲイト型またはボトムゲイト型ＴＦＴ以外にも、薄膜
ダイオード、ＭＩＭ素子、バリスタ素子等を用いたアク
ティブマトリクスディスプレイに対しても本発明は適用
できる。

【００７３】以上、本実施例に示した様に、本発明はあ
らゆる構造の半導体素子を用いた反射型ＬＣＤにおいて
も適用することができる。

【００７４】特に、反射型ＬＣＤは半導体素子上を平坦
化してその上に画素電極を形成することで、画素面積を
最大限に活用できる利点を有する。本発明はその利点を
さらに効果的に利用する上で有効な技術である。そのた
め、本発明を利用した反射型ＬＣＤは高い解像度と高い
開口率を実現することができる。

【００７５】〔実施例３〕実施例１において、画素電極
となる金属薄膜３３８を形成する前に、第２の層間絶縁
膜３３７を平坦化しておくことは有効である。

【００７６】層間絶縁膜の平坦化方法としては、層間絶
縁膜の厚膜化による方法、有機性樹脂膜を用いたレベリ
ングによる方法、機械的な研磨による方法、エッチバッ
ク技術による方法などが挙げられるが、優れた平坦面を
得るには機械的な研磨による方法が最も有効である。

【００７７】機械的な研磨による方法としては、代表的
にはＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）技
術が挙げられる。ＣＭＰ技術とは、薬液による化学的な
エッチングと研磨材による機械的な研磨とを組み合わせ
た研磨技術である。

【００７８】本実施例によれば優れた平坦面に画素電極
３４２〜３４４を形成することになり、高い反射率を有
する画素電極を得ることができる。即ち、投射型ディス
プレイに様な用途に用いる場合に非常に有効である。

【００７９】〔実施例４〕本願発明は、単純マトリクス
型の反射型ＬＣＤに対しても適用することが可能であ
る。この場合、一対の基板の各々にストライプ状の電極
を形成し、互いの電極が直交する様に基板を貼り合わせ
て液晶層を挟持する。

【００８０】なお、この場合、一方を透光性基板とすれ
ば他方は透光性でも遮光性でも構わない。ただし、透光
性基板側に形成するストライプ状の電極は透明導電膜で
構成する必要がある。

【００８１】本実施例では、透光性基板と対をなす基板
側にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材
料でなる金属薄膜を形成し、ストライプ状にレジストマ
スクを設けて陽極酸化することでストライプ状の電極が
得られる。

【００８２】〔実施例５〕本発明を適用して形成される
反射型ＬＣＤでは様々な液晶の表示モードを利用するこ
とができる。例えば、ＥＣＢ（電界制御複屈折）モー
ド、ＰＣＧＨ（相転移型ゲスト・ホスト）モード、ＯＣ
Ｂモード、ＨＡＮモード、ＰＤＬＣ型ゲスト・ホストモ
ードが挙げられる。

【００８３】ＥＣＢモードは液晶層に印加する電圧を変
化させて液晶の配向を変え、その時生じる液晶層の複屈
折の変化を一対の偏光板で検出してカラー表示を行う表
示モードである。この場合、カラーフィルターを利用し
ない方式もとれるため、明るい表示が可能である。

【００８４】また、ＰＣＧＨモードはホスト液晶に対し
て二色性色素をゲスト分子に混合し、液晶に印加する電
圧によって液晶分子の配向状態を変化させ、液晶層の光
吸収率を変化させる表示モードである。この場合、偏光
板を用いない方式がとれるため、高いコントラストを得
ることができる。

【００８５】また、ＰＤＬＣモードは液晶中に高分子を
分散させた（または高分子中に液晶を分散させた）ポリ
マー分散型液晶を用いる表示モードである。この場合、
偏光板が不要であるため明るい表示が可能である。ま
た、固体のポリマー分散型液晶を利用すれば対向側にガ
ラス基板を用いない構成とすることも可能である。

【００８６】これらの様々な表示モードは、その特徴に
応じて偏光板の有無、カラーフィルターの有無を自由に
設定することができる。例えば、ＰＣＧＨモードの場合
には偏光板が不要なので、カラーフィルターを用いた単
板式としても明るい表示を実現することができる。

【００８７】〔実施例６〕本実施例では、本発明の反射
型ＬＣＤを三板式プロジェクターに適用した場合の例に
ついて説明する。説明は図８に示す概略図を用いて行
う。

【００８８】図８において、メタルハライドランプ、ハ
ロゲンランプ等の光源８０１から出力されたＲ（赤）、
Ｂ（青）、Ｇ（緑）を含む光は、偏光ビームスプリッタ
８０２で反射され、クロスダイクロイックミラー８０３
に進む。

【００８９】なお、偏光ビームスプリッタとは光の偏光
方向によって反射したり透過したりする機能を有した光
学フィルターである。この場合、光源８０１からの光は
偏光ビームスプリッタ８０２で反射される様な偏光を与
えてある。

【００９０】この時、クロスダイクロイックミラー８０
３では、Ｒに対応する液晶パネル８０４の方向にＲ成分
光が反射され、Ｂに対応する液晶パネル８０５の方向に
Ｂ成分光が反射される。また、Ｇ成分光はクロスダイク
ロイックミラー８０３を透過し、Ｇに対応する液晶パネ
ル８０６に入射する。

【００９１】各液晶パネルは８０４〜８０６は、画素が
オフ状態にある時は入射光の偏光方向を変化させないで
反射する様に液晶分子が配向している。また、画素がオ
ン状態にある時は液晶層の配向状態が変化し、入射光の
偏光方向もそれに伴って変化する様に構成されている。

【００９２】これらの液晶パネル８０４〜８０６で反射
された光は再びクロスダイクロイックミラー８０３で反
射（Ｇ成分光だけは透過）して合成され、再び偏光ビー
ムスプリッタ８０２へと入射する。

【００９３】この時、オン状態にある画素領域で反射さ
れた光は偏光方向が変化するため偏光ビームスプリッタ
８０２を透過する。一方、オフ状態にある画素領域で反
射された光は偏光方向が変化しないため偏光ビームスプ
リッタ８０３で反射されてしまう。

【００９４】この様に、画素マトリクス回路にマトリク
ス状に配置された画素領域を複数の半導体素子でオン／
オフ制御することによって、特定の画素領域で反射され
た光のみが偏光ビームスプリッタ８０２を透過できる様
になる。この動作は各液晶パネル８０４〜８０６に共通
である。

【００９５】以上の様にして偏光ビームスプリッタ８０
２を透過した画像情報を含む光は投影レンズ等で構成さ
れる光学系レンズ８０７で拡大投影されてスクリーン８
０８上に映し出される。

【００９６】本発明を利用した反射型ＬＣＤは、画素電
極間を埋め込むことで高い解像度と高い開口率とを実現
している。そのため、図８の投射型プロジェクターの様
に画像を拡大投影する電気光学装置においても優れた表
示性能を実現できる。

【００９７】〔実施例７〕本実施例では、本発明による
反射型ＬＣＤを適用しうる応用製品（電気光学装置）に
ついて図９を用いて説明する。本発明を利用した電気光
学装置としてはビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェ
クター、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーシ
ョン、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイ
ルコンピュータ、携帯電話等）などが挙げられる。

【００９８】図９（Ａ）はモバイルコンピュータ（モー
ビルコンピュータ）であり、本体２００１、カメラ部２
００２、受像部２００３、操作スイッチ２００４、表示
装置２００５で構成される。本発明を表示装置２００５
に適用すると、さらに小型化および低消費電力化が図れ
る。

【００９９】図９（Ｂ）はヘッドマウントディスプレイ
であり、本体２１０１、表示装置２１０２、バンド部２
１０３で構成される。本発明を表示装置２１０２に適用
することで大幅に装置の小型化が図れる。

【０１００】図９（Ｃ）はフロント型プロジェクターで
あり、本体２２０１、光源２２０２、表示装置２２０
３、光学系２２０４、スクリーン２２０５で構成され
る。本発明を表示装置２２０３に適用することで高精細
な画像が実現される。

【０１０１】図９（Ｄ）は携帯電話であり、本体２３０
１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示装
置２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０６
で構成される。本発明を表示装置２３０４に適用するこ
とで視認性に優れた表示モニタを搭載することができ
る。

【０１０２】図９（Ｅ）はビデオカメラであり、本体２
４０１、表示装置２４０２、音声入力部２４０３、操作
スイッチ２４０４、バッテリー２４０５、受像部２４０
６で構成される。本発明を表示装置２４０２に適用する
ことで、屋外での撮影にも十分に耐えうる表示性能が実
現できる。

【０１０３】図９（Ｆ）はリア型プロジェクターであ
り、本体２５０１、光源２５０２、表示装置２５０３、
偏光ビームスプリッタ２５０４、リフレクター２５０
５、２５０６、スクリーン２５０７で構成される。本発
明を表示装置２４０２に適用することで、装置の薄型化
および高精細な画像を実現できる。

【０１０４】なお、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、
（Ｅ）に示す様に直視型ディスプレイとする場合、画素
電極表面に凹凸を形成することは有効である。これによ
り光の散乱効果が高まり、視野角、視認性が向上する。
逆に、図９（Ｃ）、（Ｆ）に示す様に投射型ディスプレ
イとする場合、画素電極表面を鏡面状態にすることが好
ましい。これにより光の乱反射が低減され、色ずれや解
像度の低下が抑えられる。

【０１０５】以上の様に、本発明の応用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の表示媒体に適用することが可能であ
る。特に、ＬＣＤをプロジェクターの様な投射型表示装
置に用いる場合には、非常に高い解像度が要求される。
その様な場合において、本発明は非常に有効な技術であ
る。

【０１０６】また、モバイルコンピュータ、携帯電話、
ビデオカメラに代表される携帯情報端末機器は装置の小
型化および低消費電力化が望まれる。その様な場合にお
いて、バックライトの不要な本発明の反射型ＬＣＤは有
効である。

【０１０７】

【発明の効果】本発明を利用した反射型ＬＣＤは、マト
リクス状に配置された個々の画素電極の隙間（画素と画
素との切れ間）が絶縁物で埋め込まれた構成となる。こ
の時、画素電極表面と絶縁物表面は概略一致するため、
画素電極間の隙間に生じる段差部はほぼ完全に平坦化す
る。

【０１０８】従って、上記段差部に起因する液晶材料の
配向不良、入射光の乱反射によるコントラスト低下とい
った諸問題が解決される。これにより、高精細な表示性
能を有する反射型ＬＣＤを実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略を説明するための図。

【図２】従来のアクティブマトリクス基板の作製工
程を示す図。

【図３】反射型ＬＣＤの作製工程を示す図。

【図４】反射型ＬＣＤの作製工程を示す図。

【図５】アクティブマトリクス基板を上面から見た
図。

【図６】アクティブマトリクス基板の構造を示す
図。

【図７】アクティブマトリクス基板の構造を示す
図。

【図８】三板式プロジェクタの構成を示す図。

【図９】応用製品の一例を説明するための図。

【符号の説明】

１０１ガラス基板１０２、１０３画素ＴＦＴ１０４金属薄膜１０５レジストマスク１０６露出部１０７陽極酸化物１０８、１０９画素電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁表面を有する基板上に複数の電極が形
成されており、前記複数の電極は、該電極を構成する材料を主成分とす
る酸化物で互いに絶縁分離されていることを特徴とする
半導体装置。
【請求項２】請求項１において、前記複数の電極は陽極
酸化可能な材料で構成されていることを特徴とする半導
体装置。
【請求項３】請求項１において、前記複数の電極を構成
する材料とはアルミニウムまたはアルミニウムを主成分
する材料であり、前記酸化物とはアルミナであることを特徴とする半導体
装置。
【請求項４】第１の基板および透光性を有する第２の基
板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液
晶層と、を少なくとも含み、前記第１の基板および前記第２の基板にはストライプ状
の電極が形成されており、前記第１の基板に形成された前記ストライプ状の電極
は、該電極を構成する材料を主成分とする酸化物で互い
に絶縁分離されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】請求項４において、前記第１の基板に形成
されたストライプ状の電極は、陽極酸化可能な材料で構
成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】請求項４において、前記第１の基板に形成
されたストライプ状の電極はアルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分する材料で構成され、前記酸化物はアルミナで構成されていることを特徴とす
る半導体装置。
【請求項７】絶縁表面を有する基板上にマトリクス状に
形成された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子の各々に接続された複数の画素電
極と、を少なくとも有し、前記複数の画素電極は該画素電極を構成する材料を主成
分とする酸化物で互いに絶縁分離されていることを特徴
とする半導体装置。
【請求項８】マトリクス状に形成された複数の半導体素
子および該複数の半導体素子の各々に接続された複数の
画素電極を有する基板と、前記基板上に保持された液晶層と、を少なくとも含み、前記複数の画素電極は該画素電極を構成する材料を主成
分とする酸化物で互いに絶縁分離されていることを特徴
とする半導体装置。
【請求項９】請求項８において、前記画素電極を構成す
る材料とは陽極酸化可能な材料であることを特徴とする
半導体装置。
【請求項１０】マトリクス状に形成された複数の半導体
素子および該複数の半導体素子の各々に接続された複数
の画素電極を有する基板と、前記基板上に保持された液晶層と、を少なくとも含み、前記複数の画素電極はアルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とする材料で構成され、かつ、アルミニウムを
主成分とする酸化物で互いに絶縁分離されていることを
特徴とする半導体装置。
【請求項１１】請求項８または請求項１０において、前
記液晶層は前記基板と該基板に対向する対向基板との間
に挟持されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】請求項８または請求項１０において、前
記酸化物はアルミナであることを特徴とする半導体装
置。
【請求項１３】請求項８または請求項１０において、前
記半導体素子とは薄膜トランジスタであることを特徴と
する半導体装置。
【請求項１４】絶縁表面を有する基板上に金属薄膜を形
成する工程と、前記金属薄膜上に選択的にレジストマスクを形成する工
程と、前記レジストマスクをマスクとして前記金属薄膜の露出
部を酸化し、該露出部を酸化物に変成させる工程と、を少なくとも含み、前記酸化物によって前記金属薄膜を複数に絶縁分離させ
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】第１の基板および透光性を有する第２の
基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液
晶層と、を少なくとも含む半導体装置の作製方法であって、前記第１の基板上に金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜上に選択的にレジストマスクを形成する工
程と、前記レジストマスクをマスクとして前記金属薄膜の露出
部を酸化し、該露出部を酸化物に変成させる工程と、を少なくとも含み、前記酸化物によって前記金属薄膜をストライプ状に絶縁
分離させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】絶縁表面を有する基板上に複数の半導体
素子を形成する工程と、前記複数の半導体素子と電気的に接続した金属薄膜を形
成する工程と、前記金属薄膜上に選択的にレジストマスクを形成する工
程と、前記レジストマスクをマスクとして前記金属薄膜の露出
部を酸化し、該露出部を酸化物に変成させる工程と、を少なくとも含み、前記酸化物によって前記金属薄膜をマトリクス状に絶縁
分離させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１７】マトリクス状に形成された複数の半導体
素子および該複数の半導体素子の各々に接続された複数
の画素電極を有する基板と、前記基板上に保持された液晶層と、を少なくとも含む半導体装置の作製方法であって、前記複数の半導体素子と電気的に接続した金属薄膜を形
成する工程と、前記金属薄膜上に選択的にレジストマスクを形成する工
程と、前記レジストマスクをマスクとして前記金属薄膜の露出
部を酸化し、該露出部を酸化物に変成させる工程と、を少なくとも含み、前記酸化物によって前記金属薄膜をマトリクス状に絶縁
分離させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】請求項１７において、前記液晶層は前記
基板と該基板に対向する対向基板との間に挟持されるこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】請求項１６または請求項１７において、
前記半導体素子とは薄膜トランジスタであることを特徴
とする半導体装置の作製方法。
【請求項２０】請求項１４乃至請求項１７において、前
記金属薄膜とは陽極酸化可能な材料であることを特徴と
する半導体装置の作製方法。
【請求項２１】請求項１４乃至請求項１７において、前
記金属薄膜はアルミニウムまたはアルミニウムを主成分
とする材料であることを特徴とする半導体装置の作製方
法。
【請求項２２】請求項１４乃至請求項１７において、前
記酸化物は陽極酸化法により形成されることを特徴とす
る半導体装置の作製方法。