JP2001085693A - 半導体装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

半導体装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器

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JP2001085693A
JP2001085693A JP25736899A JP25736899A JP2001085693A JP 2001085693 A JP2001085693 A JP 2001085693A JP 25736899 A JP25736899 A JP 25736899A JP 25736899 A JP25736899 A JP 25736899A JP 2001085693 A JP2001085693 A JP 2001085693A
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Kiyobumi Kitawada
清文 北和田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LDD構造を有するTFT等におけるLDD
構造を形成する際に、マスクずれによる特性のバラツキ
を吸収できる構造及びその製造方法等を提供する。 【解決手段】 不純物が導入されたソース・ドレイン領
域と、前記ソース・ドレイン領域に不純物が導入された
濃度よりも低い濃度で不純物が導入されたLDD領域を
具備する半導体装置(TFT等)において、前記ソース
・ドレイン領域1d,1eとLDD領域1b,1cとの
間の領域に、不純物濃度がソース・ドレイン領域よりも
低くかつLDD領域よりも高い中濃度領域1g,1hを
設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法並びに電気光学装置及びその製造方法等に関
する。特にLDD(Lightly Doped Drain)構造を有す
る半導体装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】電気光学装置の一例として液晶装置にお
いては、画素スイッチング用のスイッチング素子や、周
辺駆動回路におけるスイッチング素子として、薄膜トラ
ンジスタ(TFT:Thin Film Transisitor)素子を用
いることが多い。この場合、画素スイッチング用TFT
としては、LDD(Lightly Doped Drain)構造を持つ
ものが好ましい。
【0003】図3に、LDD構造を有する画素スイッチ
ング用TFTの構造を示す。同図において画素スイッチ
ング用TFT30は、走査線(ゲート電極)3a、当該
走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導
体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層
1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導
体層1aの低濃度ソース領域(ソース側LDD領域)1
b及び低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域)1
c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度
ドレイン領域1eを備えている。高濃度ドレイン領域1
eには、複数の画素電極9aのうち対応する一つが接続
されている。ソース領域1b及び1d並びにドレイン領
域1c及び1eは後述のように、半導体層1aに対し、
n型又はp型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度
のn型用又はp型用のドーパントをドープすることによ
り形成されている。n型チャネルのTFTは、動作速度
が速いという利点があり、画素のスイッチング素子であ
る画素スイッチング用TFTとして用いられることが多
い。
【0004】周辺駆動回路におけるスイッチング素子と
しても、LDD(Lightly Doped Drain)構造を持つも
のが好ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、LDD
構造を持つTFT等の半導体装置を作製する際に、LD
D領域への不純物導入を遮断するためにLDD領域上へ
マスクを形成する方法では、マスクずれによるTFT特
性のバラツキが大きいという問題がある。この特性のバ
ラツキは、液晶装置においては液晶の配向制御において
配向のバラツキ(画面のちらつき)につながり、また、
半導体装置においてはしきい値特性のバラツキにつなが
る。
【0006】本発明は上述した背景の下になされたもの
であり、LDD構造を形成する際に、マスクずれによる
特性のバラツキを吸収できる構造及びその製造方法等の
提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、基板上に形成されてなる半導体層に不純物が
導入されたソース・ドレイン領域と、前記ソース・ドレ
イン領域に導入された不純物の濃度よりも低い濃度で不
純物が導入されたLDD領域を具備する半導体装置の製
造方法であって、前記基板上に前記半導体層を形成した
後、前記半導体層のうち少なくとも前記LDD領域とな
る部分及び前記LDD領域に隣接し前記ソース・ドレイ
ン領域の不純物濃度に対し中濃度領域となる部分をマス
クで覆い、ソース・ドレイン領域となる部分に不純物を
高濃度で導入する工程と、前記LDD領域となる部分を
マスクで覆い、中濃度領域となる部分に不純物を中濃度
で導入する工程と、前記LDD領域となる部分のマスク
を除去した後、LDD領域となる部分に不純物を低濃度
で導入する工程と、を少なくとも有することを特徴とす
る。
【0008】本発明のこのような構成によれば、中濃度
領域を設けているので、マスクずれによる特性のバラツ
キを低減できるという効果を有する。
【0009】特に本発明では、前記高濃度で不純物を導
入する工程は前記半導体装置のゲート絶縁膜を形成する
前に行うことを特徴とするものである。また、前記中濃
度領域に不純物を導入する工程は、ゲート電極形成後に
行うことを特徴とするものである。更には、前記中濃度
領域に不純物を導入するためのマスクを除去した後、低
濃度の不純物を導入することを特徴とする。
【0010】このような工程により中濃度領域を有する
半導体装置を形成することにより、特性のばらつきを低
減した半導体装置を得ることができる。
【0011】更に、本発明は、基板上に形成されてなる
半導体層に第一導電型となる不純物が導入されたソース
・ドレイン領域と前記ソース・ドレイン領域に導入され
た第一導電型となる不純物の濃度よりも低い濃度で不純
物が導入されたLDD領域を具備する半導体装置と、第
二導電型となる不純物が導入されたソース・ドレイン領
域を具備する半導体装置が同一基板上に形成される半導
体装置の製造方法であって、少なくとも前記基板上に前
記半導体層を形成した後、前記半導体層のうち前記LD
D領域となる部分及び前記LDD領域に隣接し前記第一
導電型のソース・ドレイン領域の不純物濃度に対し中濃
度領域となる部分と、第二導電型となる部分をマスクで
覆い、ソース・ドレイン領域となる部分に第一導電型と
なる不純物を高濃度で導入する工程と、前記LDD領域
となる部分をマスクで覆い、第一導電型となる不純物を
中濃度で導入する工程と、前記LDDとなる部分のマス
クを除去した後、LDD領域となる不純物を低濃度で導
入する工程と、を少なくとも有する事を特徴とした。
【0012】このような製造法とすることにより、同一
基板上に異なる導電型の不純物がドープされた半導体装
置を形成することができるとともに、中濃度領域が形成
されているため特性のばらつきが少ない半導体装置を得
ることができる。更には本発明の半導体装置が薄膜トラ
ンジスタであると、例えば、液晶装置においては液晶制
御のバラツキ(画面のちらつき)や周辺駆動回路のバラ
ツキを低減できるという効果を有する。
【0013】更に、前記高濃度で第一導電型となる不純
物を高濃度で導入する工程は前記半導体装置のゲート絶
縁膜を形成する前に行う事を特徴とする。また、少なく
とも前記第二導電型となる半導体装置のゲート電極を加
工した後、前記第二導電型となる不純物をソース・ドレ
イン領域となる部分に導入する工程を有する事を特徴と
する。更に、前記中濃度領域に第一導電型となる不純物
を導入する工程は、少なくとも前記第二導電型となる半
導体装置のゲート電極を加工した後、第一導電型となる
半導体装置のゲート電極を形成後に行う事を特徴とす
る。
【0014】前記中濃度領域に第一導電型となる不純物
を導入する工程は、ゲート電極加工のためのマスク材料
を除去する前に行う事を特徴とする。また、前記中濃度
領域に第一導電型となる不純物を導入する工程は、ゲー
ト電極加工のためのマスク材料に対してゲート電極の幅
をゲート長方向に0.2μm以上1.5μmだけオーバ
ーエッチングした後、前記マスクを除去する前に行う事
を特徴とする。また、前記中濃度領域に不純物を導入す
るためのマスクを除去した後、第一導電型となる不純物
を前記第一導電型となる半導体装置と前記第二導電型と
なる半導体装置の少なくとも両方に各々のゲート電極を
マスクとして導入する事を特徴とした。
【0015】更に、前記第一導電型となる半導体装置の
前記ドレイン領域に接続され、ドレイン領域に接続する
取り出し電極よりも延在してなり、且つゲート絶縁膜を
介してゲート電極と同層に形成された電極或いは配線と
前記延在部とによって容量を形成する半導体装置の製造
方法において、少なくとも前記延在部の半導体層及び前
記半導体装置のソース・ドレイン領域に同時に第一導電
型となる不純物を導入する工程を有する事を特徴とし
た。
【0016】複数の走査線と、複数のデータ線と、前記
走査線と前記データ線の交差に対応してマトリックス状
に配置された画素電極及びスイッチング素子とを有する
電気光学装置であって、 前記スイッチング素子が、前
記記載の半導体装置の製造方法により形成されてなるこ
とを特徴とする電気光学装置。
【0017】更に、複数の走査線と、複数のデータ線
と、前記走査線と前記データ線の交差に対応してマトリ
ックス状に配置された画素電極及びスイッチング素子と
を有する電気光学装置であって、前記スイッチング素子
が、前記記載の半導体装置の製造方法により形成されて
なることを特徴とする電気光学装置。このような構成に
よれば、マスクずれによる特性のバラツキの低減した薄
膜トランジスタを形成するので、例えば、電気光学装置
として形成した液晶装置においては液晶制御のバラツキ
(画面のちらつき)や周辺駆動回路のバラツキを低減で
きるという効果を有する。
【0018】本発明の電子機器は、上記本発明の電気光
学装置を備えたことを特徴とする。
【0019】本発明のこのような構成によれば、マスク
ずれによる特性のバラツキの低減した薄膜トランジスタ
を用いた電気光学装置を備えているので、例えば、表示
品質の向上等を図ることがきるという効果を有する。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0021】(電気光学装置の構成)本実施の形態にか
かる電気光学装置の構成についてその動作と共に、図1
から図4を参照して説明する。
【0022】図1は、電気光学装置の画像表示領域を構
成するマトリクス状に形成された複数の画素における各
種素子、配線等の等価回路である。図2は、電気光学装
置を構成する一対の基板のうちデータ線、走査線、画素
電極、遮光膜等が形成されたTFTアレイ基板の構成を
示す図であり、相隣接する複数の画素群の平面図であ
る。図3は、図2のA−A’断面図である。尚、図3及
び図4においては、各層や各部材を図面上で認識可能な
程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異な
らしめてある。
【0023】図1において、本実施の形態にかかる電気
光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成
された複数の画素は、画素電極9aと当該画素電極9a
を制御するためのTFT30とからなり、画像信号が供
給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気
的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号
S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても
構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対し
て、グループ毎に供給するようにしても良い。また、T
FT30のゲートに走査線3aが電気的に接続されてお
り、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査
信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で印加す
るように構成されている。画素電極9aは、TFT30
のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素
子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じ
ることにより、データ線6aから供給される画像信号S
1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。画
素電極9aを介して電気光学物質に書き込まれた所定レ
ベルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板(後
述する)に形成された対向電極(後述する)との間で一
定期間保持される。電気光学物質は、印加される電圧レ
ベルにより分子集合の配向や秩序が変化する。これによ
り,例えば,電気光学物質が液晶の場合には,電気光学
装置に入射した入射光を電気光学物質により変調し、階
調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれ
ば、印加された電圧に応じて入射光がこの電気光学物質
により変調され,偏光素子を通過不可能とされ、ノーマ
リーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて
入射光がこの電気光学物質によって変調され,偏光素子
によって通過可能とされ、全体として電気光学装置から
は画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。
ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐため
に、画素電極9aと対向基板に形成された対向電極との
間に形成される電気光学物質容量と並列に蓄積容量70
を付加する。例えば、画素電極9aの電圧は、ソース電
圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ蓄積容量
70により保持される。これにより、保持特性は更に改
善され、コントラスト比の高い電気光学装置が実現でき
る。
【0024】図2において、電気光学装置を構成するT
FTアレイ基板上には、マトリクス状に複数の透明な画
素電極9a(点線部9a’により輪郭が示されている)
が設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿
ってデータ線6a、走査線3a及び容量線3bが設けら
れている。データ線6aは、コンタクトホール5を介し
てポリシリコン膜等からなる半導体層1aのうち後述の
ソース領域に電気的接続されており、画素電極9aは、
コンタクトホール8を介して半導体層1aのうち後述の
ドレイン領域に電気的接続されている。また、半導体層
1aのうちチャネル領域(図中右下りの斜線の領域)に
対向するように走査線3aが配置されており、走査線3
aはゲート電極として機能する。
【0025】容量線3bは、走査線3aに沿ってほぼ直
線状に伸びる本線部と、データ線6aと交差する箇所か
らデータ線6aに沿って前段側(図中、上向き)に突出
した突出部とを有する。
【0026】また、図中太線で示した矩形の島状領域に
は夫々、第1遮光膜11aが設けられている。より具体
的には、島状の第1遮光膜11aは夫々、各TFTの少
なくともチャネル領域をTFTアレイ基板側から見て、
一画素毎に夫々覆う位置に設けられている。
【0027】次に図3の断面図に示すように、電気光学
装置は、TFTアレイ基板10と、これに対向配置され
る対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10
は、例えばガラス基板や石英基板からなり、対向基板2
0も例えばガラス基板や石英基板からなる。TFTアレ
イ基板10には、画素電極9aがマトリクス状に設けら
れており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向
処理が施された配向膜16が設けられている。画素電極
9aは例えば、ITO膜(Indium Tin Oxide膜)などの
透明導電性薄膜からなる。また配向膜16は例えば、ポ
リイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0028】他方、対向基板20には、その全面に渡っ
て対向電極(共通電極)21が設けられており、その下
側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配
向膜23が設けられている。対向電極21は例えば、I
TO膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜23
は、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる。
【0029】TFTアレイ基板10には、図3に示すよ
うに、各画素電極9aに接続して各画素電極9aをスイ
ッチング制御する画素スイッチング用のTFT30が設
けられている。
【0030】対向基板20には、更に図3に示すよう
に、各画素の開口領域(即ち、画像表示領域内において
実際に入射光が透過して表示に有効に寄与する領域)以
外の領域に、ブラックマスク或いはブラックマトリクス
と称される第2遮光膜22が設けられている。このた
め、対向基板20の側から入射光が画素スイッチング用
TFT30の半導体層1aのチャネル領域1a’やLD
D(Lightly Doped Drain)領域1b及び1cに侵入す
ることはない。更に、第2遮光膜22は、コントラスト
の向上、色材の混色防止などの機能を有する。
【0031】このように構成され、画素電極9aと対向
電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基
板10と対向基板20との間には、後述のシール材(図
9及び図10参照)により囲まれた空間に電気光学物質
が封入され、電気光学物質層50が形成される。電気光
学物質層50は、画素電極9aからの電界が印加されて
いない状態で配向膜16及び23により所定の配向状態
をとる。電気光学物質層50は、例えば一種又は数種類
のネマティック液晶からなる。シール材は、二つの基板
10及び20をそれらの周辺で貼り合わせるための、例
えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であ
り、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイ
バー或いはガラスビーズ等のスペーサが混入されてい
る。
【0032】また、図3に示すように、TFTアレイ基
板10と複数の画素スイッチング用TFT30との間に
は、絶縁膜12が設けられている。絶縁膜12は、TF
Tアレイ基板10の全面に形成されることにより、画素
スイッチング用TFT30のための下地膜としての機能
をも有する。即ち、TFTアレイ基板10の表面の研磨
時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチ
ング用TFT30の特性の劣化を防止する機能を有す
る。絶縁膜12は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリ
コン膜等からなる。
【0033】図3において、画素スイッチング用TFT
30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有して
おり、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチ
ャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1
a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶
縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領
域(ソース側LDD領域)1b及び中濃度ソース領域
(図示せず)並びに低濃度ドレイン領域(ドレイン側L
DD領域)1c及び中濃度ソース領域(図示せず)、半
導体層1aの高濃度ソース領域1d並びに高濃度ドレイ
ン領域1eを備えている。高濃度ドレイン領域1eに
は、複数の画素電極9aのうちの対応する一つが接続さ
れている。ソース領域1b及び1d並びにドレイン領域
1c及び1eは後述のように、半導体層1aに対し、n
型又はp型のチャネルを形成するかに応じて所定濃度の
n型用又はp型用のドーパントをドープすることにより
形成されている。n型チャネルのTFTは、動作速度が
速いという利点があり、画素のスイッチング素子である
画素スイッチング用TFT30として用いられることが
多い。
【0034】本実施の形態では特に、図4に示すよう
に、ソース・ドレイン領域とLDD領域との間に、不純
物濃度がソース1d及びドレイン領域1eよりも低くか
つLDD領域1b,1cよりも高い中濃度領域1g,1
hを設けているので、LDD構造を形成する際のマスク
ずれによる特性のバラツキを構造的に吸収できる。この
場合、中濃度領域1g,1hの濃度や幅等は本発明の目
的に応じ適宜設計できる。尚、本実施の形態では、画素
スイッチング用TFT30のゲート電極3aをソース−
ドレイン領域1d及び1e間に1個のみ配置したシング
ルゲート構造としたが、これらの間に2個以上のゲート
電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には
同一の信号が印加されるようにする。このようにデュア
ルゲート或いはトリプルゲート以上でTFTを構成すれ
ば、チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電
流を防止でき、オフ時の電流を低減することができる。
これらのゲート電極の少なくとも1個を中濃度領域を持
つ構造やLDD構造にすれば、更にオフ電流を低減で
き、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【0035】以上詳細に説明したように本実施形態によ
れば、TFTのソース・ドレイン領域とLDD領域との
間に、不純物濃度がソース・ドレイン領域よりも低くか
つLDD領域よりも高い中濃度領域を設けているので、
マスクずれによるTFTの特性のバラツキを構造的に吸
収できる。
【0036】(TFTアレイ基板および電気光学装置の
製造プロセス)次に、以上のような構成を持つ電気光学
装置の製造プロセスについて、電気光学装置を構成する
TFTアレイ基板のプロセスを図5及び図6を参照して
説明する。尚、図5及び図6は各工程におけるTFTア
レイ基板側の各層をの断面を示す工程図である。
【0037】図5及び図6においては、表示領域内のT
FT60(NチヤネルTFT)及び蓄積容量の製造工程
だけでなく、当該製造工程と同時並行的に形成される周
辺領域(すなわち、表示領域内の上記TFT60に対し
て上記走査信号又はゲート信号を印加してこれを駆動す
るために表示領域周辺にTFT等が形成されている周辺
回路)内にあるTFT(相補型のTFT61(Nチヤネ
ル)及びTFT62(Pチヤネル))の製造工程も併せ
て説明するものである。
【0038】図5(1)に示すように、ガラス基板31
上に絶縁層32を形成する。この場合、例えば、ガラス
基板31を洗浄後、パシベーションとなるSiO2、或
いはSiNx等の絶縁膜32を1000〜5000オン
グストローム程度の膜厚で形成する。絶縁膜32の形成
は、例えば、ブラズマCVD法などにより、SiH4、
O2又はTEOS、O2を用いてSiO2を、SiH4、N
H3、O2を用いてSiNxを形成する。この第1工程
は、表示領域及び周辺領域において同様である。
【0039】次に、図5(2)に示すように、絶縁層3
2の上に、アモルファスのシリコン層33を200〜1
000オングストローム程度形成する。アモルファスシ
リコン層33は、LP−CVD法、スパッタ法、或い
は、プラズマCVDで形成したアモルファスシリコンを
脱水素アニールしたものを用いる方法等の色々な方法で
形成できる。この第2工程は、表示領域及び周辺領域に
おいて同様である。
【0040】次に、図5(3)に示すように、アモルフ
ァスシリコン層33に対して例えばエキシマレーザアニ
ール処理等の加熱処理を施すことにより、アモルファス
のシリコン層を再結晶させ、結晶性のポリシリコン層3
4(厚さは、例えば500オングストローム)を形成す
る。尚、レーザアニール処理の替わりにRTP法、或い
は600℃程度の固層成長法を用いても良い。この第3
工程は、表示領域及び周辺領域において同様である。
尚、図5(3)以降はガラス基板を省略してある。
【0041】次に、図5(4)に示すように、フォトリ
リグラフィー技術により、ポリシリコン層34を島状に
パターニングして、ポリシリコンパターン34aを得
る。この第4工程は、表示領域及び周辺領域において同
様である。
【0042】次に、図5(5)に示すように、レジスト
或いは金属からなるマスク35を用いて、Nチャンネル
TFT60、61のソース・ドレイン領域となる部分に
リンを1×1014〜5×1015個/cmの高濃度
で導入する。この時、後にゲート電極が形成される位置
より1〜3μm外側までを覆うようにマスク35を形成
する。尚、アライメントずれによってこの値は変わる。
本実施の態様では、このようにLDD領域となる部分よ
り外側までをマスクで覆い、後述する中濃度領域の形成
を可能とする。尚、図5(5)以降は絶縁層を省略して
ある。
【0043】次に、図5(6)に示すように、マスク3
5を剥離した後、基板全体を覆うようにゲート絶縁膜3
6を500〜1500オングストローム程度の膜厚で形
成する。ゲート絶縁膜36は、プラズマCVD法やEC
RプラズマCVD法等の手段を用いて形成できる。
【0044】次に、図5(7)に示すように、ゲート電
極となる金属、例えば、Al、Ta、MoTa、AlT
a、Cr、AlCu、アルミの複合材料等を基板全面に
スパッタ法等により形成した後、Pチャンネル部分のみ
エッチングを行い、ゲート電極37a及びゲート電極と
なる金属層37を形成する。なお、前述したこれらの材
料を積層して形成することも可能である。膜厚は設計に
もよるが、リン・ボロン等の不純物導入の際にマスクと
して機能する膜厚でなければならない。例えば2000
〜8000オングストローム程度である。それぞれの材
料に適した方法でエッチングする。
【0045】次に、図5(8)に示すように、Nチャン
ネル部分のゲート電極となる金属層37は未加工の状態
で、Pチャンネルのソース・ドレイン領域となる部分に
ボロンを7e14〜5e15個/cmの高濃度で導入
する。
【0046】次に、図5(9)に示すように、チャンネ
ル部分の未加工のゲート電極となる金属層37を加工し
て、ゲート電極37b,37c及び配線37dを形成す
る。
【0047】次に、図5(10)に示すように、レジス
ト或いは金属からなるマスク38で、Pチャンネル及び
NチャンネルのLDD領域となる部分をマスクし、7e
13〜7e14個/cm程度の中濃度の導入を行う。
このマスク38はゲート電極より0.5〜1.5μm程
度外側まで覆うように形成する。
【0048】次に、図6(11)に示すように、中濃度
不純物導入マスク38を剥離した後、基板全体にリンを
1e13〜1e14個/cm程度の低濃度の導入を行
う。LDD領域は0.5〜1.5μm程度となるように
する。
【0049】次に、図6(12)に示すように、基板全
体を第1の層間絶縁膜39で覆う。この第1層間絶縁膜
39は、アクリル樹脂系やポリイミドといった有機系絶
縁膜も有効であるし、SiOといった通常用いる無機
系絶縁膜でもよい。
【0050】次に、図6(13)に示すように、不純物
活性化のアニール、例えば300〜400℃といったア
ニールを施した後、各薄膜トランジスタのソース・ドレ
イン領域からの取り出し電極を接続するためのコンタク
トホール40を露光、現像や、ウエット、或いはドライ
エッチング等の手段で開口する。
【0051】次に、図6(14)に示すように、取り出
し電極となるAlCuなどアルミを主成分とする金属4
1をスパッタ法等により形成する。なお、アルミ以外の
材料でもかまわない。
【0052】次に、図6(15)に示すように、取り出
し電極となる層をエッチングして取り出し電極41aを
形成する。
【0053】次に、図6(16)に示すように、例えは
全体を覆うように無機絶縁膜又は有機絶縁膜からなる第
2の層間絶縁膜42を形成する。この第2層間絶縁膜4
2を形成する際に、同時に、塗布法で形成できる有機絶
縁膜により平坦化を行うことができれば、信号線に付加
される容量を低減できる、或いは電気光学装置としての
液晶装置とした場合、液晶装置内に挟持されてなる液晶
の配向の乱れを解消できるため、高画素化には非常に有
効である。その際の取り出し電極上での絶縁膜の膜厚は
5000〜40000オングストローム程度が望まし
い。
【0054】次に、図6(17)に示すように、この第
2層間絶縁膜の表示領域内の薄膜トランジスタのドレイ
ン電極部分に、画素電極を接続するための第2のコンタ
クトホール43を開口する。第2層間絶縁膜の材料に適
した手段で開口を行う。
【0055】最後に、図1(18)に示すように、透明
導電膜ITOや光を反射するためのアルミ,AlCu等
のアルミ複合材料,などの金属電極44を形成してTF
Tアレイ基板の全工程を終了する。
【0056】なお以上の工程中で、活性化アニール等は
上述した位置以外の工程で行っても良い。
【0057】その後は、対向基板(図示せず)に対向電
極を形成し、当該画素電極44と対向電極の間に液晶を
充填す等の処理を経て液晶装置が完成する。
【0058】本実施の形態では、ソース・ドレイン領域
とLDD領域との間に、不純物濃度がソース・ドレイン
領域よりも低くかつLDD領域よりも高い中濃度領域を
設けているので、マスクずれによる特性のバラツキを構
造的に吸収できる。
【0059】尚、本実施の形態では、画素スイッチング
用TFT30のゲート電極3aをソース−ドレイン領域
1d及び1e間に1個のみ配置したシングルゲート構造
としたが、これらの間に2個以上のゲート電極を配置し
てもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が
印加されるようにする。このようにデュアルゲート或い
はトリプルゲート以上でTFTを構成すれば、チャネル
とソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を防止で
き、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲ
ート電極の少なくとも1個をLDD構造にすれば、更に
オフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得る
ことができる。
【0060】本実施の形態では特に、電気光学装置の表
示領域及び周辺領域にあるLDD−TFTにおけるソー
ス・ドレイン領域とLDD領域との間に、不純物濃度が
ソース・ドレイン領域よりも低くかつLDD領域よりも
高い中濃度領域を設けているので、マスクずれによるT
FT特性のバラツキを構造的に吸収できる。
【0061】(電気光学装置の全体構成)以上のように
構成された電気光学装置の各実施の形態の全体構成を図
7及び図8を参照して説明する。尚、図7は、TFTア
レイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対
向基板20の側から見た平面図であり、図8は、対向基
板20を含めて示す図7のH−H’断面図である。
【0062】図7において、TFTアレイ基板10の上
には、シール材52がその縁に沿って設けられており、
その内側に並行して、例えば第2遮光膜22と同じ或い
は異なる材料から成る周辺見切りとしての第3遮光膜5
3が設けられている。シール材52の外側の領域には、
データ線駆動回路101及び実装端子102がTFTア
レイ基板10の一辺に沿って設けられており、TFTに
接続する走査線に信号を供給するための走査線駆動回路
104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられて
いる。走査線に供給される走査信号遅延が問題にならな
いのならば、走査線駆動回路104は片側だけでも良い
ことは言うまでもない。また、TFTに接続するデータ
線に信号を供給するためのデータ線駆動回路101を画
像表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば
奇数列のデータ線は画像表示領域の一方の辺に沿って配
設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数
列のデータ線は前記画像表示領域の反対側の辺に沿って
配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するよ
うにしてもよい。この様にデータ線を櫛歯状に駆動する
ようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張する
ことができるため、複雑な回路を構成することが可能と
なる。更にTFTアレイ基板10の残る一辺には、画像
表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路104間を
つなぐための複数の配線105が設けられている。ま
た、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所にお
いては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で
電気的導通をとるための上下導通材106が設けられて
いる。そして、図8に示すように、図7に示したシール
材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該シール
材52によりTFTアレイ基板10に固着されている。
【0063】以上図1から図8を参照して説明した各実
施の形態では、データ線駆動回路101及び走査線駆動
回路104をTFTアレイ基板10の上に設ける代わり
に、例えばTAB(テープオートメイテッドボンディン
グ基板)上に実装された駆動用LSIに、TFTアレイ
基板10の周辺部に設けられた異方性導電フィルムを介
して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。ま
た、対向基板20の投射光が入射する側及びTFTアレ
イ基板10の出射光が出射する側には各々、例えば、T
N(ツイステッドネマティック)モード、STN(スー
パーTN)モード、D−STN(ダブル−STN)モー
ド等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノー
マリーブラックモードの別に応じて、位相差フィルムな
どの位相素子、偏光板、偏光ビームスプリッタ(PB
S)などの偏光素子などが所定の条件に設定され配置さ
れる。
【0064】以上説明した各実施の形態における電気光
学装置は、プロジェクタのライトバルブに適用される。
すなわち、3枚の電気光学装置がRGB用のライトバル
ブとして各々用いられ、各パネルには各々RGB色分解
用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光
が投射光として各々入射されることになる。従って、各
実施の形態では、対向基板20に、カラーフィルタは設
けられていない。しかしながら、第2遮光膜22の形成
されていない画素電極9aに対向する所定領域にRGB
のカラーフィルタをその保護膜と共に、対向基板20上
に形成してもよい。このようにすれば、プロジェクタ以
外の直視型や反射型のカラーの電気光学装置に適用でき
る。更に、対向基板20上に1画素あたり1個対応する
マイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、
入射光の集光効率を向上することで、明るい電気光学装
置が実現できる。更にまた、対向基板20上に、何層も
の屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉
を利用して、RGB色を作り出すダイクロイックフィル
タを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き
対向基板によれば、より明るいカラー電気光学装置が実
現できる。
【0065】以上説明した各実施の形態における電気光
学装置では、従来と同様に入射光を対向基板20の側か
ら入射することとしたが、図2に示したようにTFTア
レイ基板10に第1遮光膜11aを設けているので、T
FTアレイ基板10の側から入射光を入射し、対向基板
20の側から出射するようにしても良い。即ち、このよ
うに電気光学装置をプロジェクタに取り付けても、半導
体層1aのチャネル領域1a’及びLDD領域1b、1
cに光が入射することを防ぐことが出来、高画質の画像
を表示することが可能である。ここで、従来は、TFT
アレイ基板10の裏面側での反射を防止するために、反
射防止用のAR被膜された偏光板を別途配置したり、A
Rフィルムを貼り付ける必要があった。しかし、各実施
の形態では、TFTアレイ基板10の表面と半導体層1
aの少なくともチャネル領域1a’及びLDD領域1
b、1cとの間に第1遮光膜11aが形成されているた
め、このようなAR被膜された偏光板やARフィルムを
用いたり、TFTアレイ基板10そのものをAR処理し
た基板を使用する必要が無くなる。従って、各実施の形
態によれば、材料コストを削減でき、また偏光板貼り付
け時に、ごみ、傷等により、歩留まりを落とすことがな
く大変有利である。また、耐光性が優れているため、明
るい光源を使用したり、偏光ビームスプリッタにより偏
光変換して、光利用効率を向上させても、光によるクロ
ストーク等の画質劣化を生じない。
【0066】また、各画素に設けられるスイッチング素
子としては、正スタガ型又はコプラナー型のポリシリコ
ンTFTであるとして説明したが、逆スタガ型のTFT
やアモルファスシリコンTFT等の他の形式のTFTに
対しても、各実施の形態は有効である。
【0067】(電子機器)次に、以上詳細に説明した電
気光学装置を備えた電子機器の実施の形態について図9
から図11を参照して説明する。
【0068】先ず図9に、電気光学装置の一例として液
晶装置100を備えた電子機器の概略構成を示す。
【0069】図9において、電子機器は、表示情報出力
源1000、表示情報処理回路1002、駆動回路10
04、液晶装置100、クロック発生回路1008並び
に電源回路1010を備えて構成されている。表示情報
出力源1000は、ROM(Read Only Memory)、RA
M(Random Access Memory)、光ディスク装置などのメ
モリ、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、
クロック発生回路1008からのクロック信号に基づい
て、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示
情報処理回路1002に出力する。表示情報処理回路1
002は、増幅・極性反転回路、シリアル−パラレル変
換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クラン
プ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されてお
り、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデ
ジタル信号を順次生成し、クロック信号CLKと共に駆動
回路1004に出力する。駆動回路1004は、液晶装
置100を駆動する。電源回路1010は、上述の各回
路に所定電源を供給する。尚、液晶装置100を構成す
るTFTアレイ基板の上に、駆動回路1004を搭載し
てもよく、これに加えて表示情報処理回路1002を搭
載し6もよい。
【0070】次に図10から図11に、このように構成
された電子機器の具体例を各々示す。
【0071】図10において、電子機器の一例たる液晶
プロジェクタ1100は、上述した駆動回路1004が
TFTアレイ基板上に搭載された液晶装置100を含む
液晶表示モジュールを3個用意し、各々RGB用のライ
トバルブ100R、100G及び100Bとして用いた
プロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ
1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のラ
ンプユニット1102から投射光が発せられると、3枚
のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー11
08によって、RGBの3原色に対応する光成分R、
G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ100
R、100G及び100Bに各々導かれる。この際特に
B光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レン
ズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ11
24からなるリレーレンズ系1121を介して導かれ
る。そして、ライトバルブ100R、100G及び10
0Bにより各々変調された3原色に対応する光成分は、
ダイクロイックプリズム1112により再度合成された
後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120に
カラー画像として投射される。
【0072】図11において、電子機器の他の例たるマ
ルチメディア対応のラップトップ型のパーソナルコンピ
ュータ(PC)1200は、上述した液晶装置100が
トップカバーケース内に設けられており、更にCPU、
メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード1202
が組み込まれた本体1204を備えている。
【0073】以上図10から図11を参照して説明した
電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又
はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲー
ション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エン
ジニアリング・ワークステーション(EWS)、携帯電
話、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装
置等などが図9に示した電子機器の例として挙げられ
る。
【0074】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、製造効率が高く高品位の画像表示が可能な液晶装置
を備えた各種の電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電気光学装置の実施形態における画像表示領
域及び周辺領域を構成するマトリクス状の複数の画素に
設けられた各種素子、配線等の等価回路である。
【図2】 電気光学装置の実施形態におけるデータ線、
走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたTFTアレイ
基板の相隣接する複数の画素群の平面図である。
【図3】 図2のA−A’断面図である。
【図4】 図3の要部を拡大した断面図である。
【図5】 電気光学装置の製造プロセスを順を追って示
す工程図(その1)である。
【図6】 電気光学装置の製造プロセスを順を追って示
す工程図(その2)である。
【図7】電気光学装置の実施形態におけるTFTアレイ
基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の
側から見た平面図である。
【図8】図7のH−H’断面図である。
【図9】本発明による電子機器の実施の形態の概略構成
を示すブロック図である。
【図10】電子機器の一例として液晶プロジェクタを示
す断面図である。
【図11】電子機器の他の例としてパーソナルコンピュ
ータを示す正面図である。
【符号の説明】 1a…半導体層 1a’…チャネル領域 1b…低濃度ソース領域(ソース側LDD領域) 1c…低濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域) 1d…高濃度ソース領域 1e…高濃度ドレイン領域 1g…中濃度ソース領域(ソース側LDD領域) 1h…中濃度ドレイン領域(ドレイン側LDD領域) 2…ゲート絶縁膜 3a…走査線 4…第1層間絶縁膜 5…コンタクトホール 6a…データ線 7…第2層間絶縁膜 8…コンタクトホール 9a…画素電極 10…TFTアレイ基板 12…絶縁膜 16…配向膜 20…対向基板 21…対向電極 22…第2遮光膜 23…配向膜 30…画素スイッチング用TFT 50…電気光学物質層 52…シール材 53…第3遮光膜 70…蓄積容量 101…データ線駆動回路 103…サンプリング回路 104…走査線駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 GA51 HA26 HA27 JA24 JA31 JA32 JA34 JA35 JA37 JA41 JB22 JB31 JB69 KA05 KA10 MA13 MA17 MA27 MA29 NA01 NA24 NA25 PA02 PA06 PA07 PA10 PA11 QA07 QA10 RA05 5F110 AA06 BB02 BB04 CC02 DD02 DD13 DD15 DD24 EE03 EE04 EE06 EE44 FF30 FF31 GG02 GG13 GG25 GG35 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ23 HL06 HL23 HM15 NN02 NN23 NN27 NN32 NN73 NN78 PP02 PP03 PP10 PP35

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成されてなる半導体層に不純
    物が導入されたソース・ドレイン領域と、前記ソース・
    ドレイン領域に導入された不純物の濃度よりも低い濃度
    で不純物が導入されたLDD領域を具備する半導体装置
    の製造方法であって、 前記基板上に前記半導体層を形成した後、前記半導体層
    のうち少なくとも前記LDD領域となる部分及び前記L
    DD領域に隣接し前記ソース・ドレイン領域の不純物濃
    度に対し中濃度領域となる部分をマスクで覆い、ソース
    ・ドレイン領域となる部分に不純物を高濃度で導入する
    工程と、 前記LDD領域となる部分をマスクで覆い、中濃度領域
    となる部分に不純物を中濃度で導入する工程と、 前記LDD領域となる部分のマスクを除去した後、LD
    D領域となる部分に不純物を低濃度で導入する工程と、
    を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 前記請求項1に記載の半導体装置の製造
    方法であって、 前記高濃度で不純物を導入する工程は前記半導体装置の
    ゲート絶縁膜を形成する前に行うことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記請求項1又は2に記載の半導体装置
    の製造方法において、前記中濃度領域に不純物を導入す
    る工程は、ゲート電極形成後に行うことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導
    体装置の製造方法において、 前記中濃度領域に不純物を導入するためのマスクを除去
    した後、低濃度の不純物を導入することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 基板上に形成されてなる半導体層に第一
    導電型となる不純物が導入されたソース・ドレイン領域
    と前記ソース・ドレイン領域に導入された第一導電型と
    なる不純物の濃度よりも低い濃度で不純物が導入された
    LDD領域を具備する半導体装置と、第二導電型となる
    不純物が導入されたソース・ドレイン領域を具備する半
    導体装置が同一基板上に形成される半導体装置の製造方
    法であって、 少なくとも前記基板上に前記半導体層を形成した後、前
    記半導体層のうち前記LDD領域となる部分及び前記L
    DD領域に隣接し前記第一導電型のソース・ドレイン領
    域の不純物濃度に対し中濃度領域となる部分と、第二導
    電型となる部分をマスクで覆い、ソース・ドレイン領域
    となる部分に第一導電型となる不純物を高濃度で導入す
    る工程と、前記LDD領域となる部分をマスクで覆い、
    第一導電型となる不純物を中濃度で導入する工程と、前
    記LDDとなる部分のマスクを除去した後、LDD領域
    となる不純物を低濃度で導入する工程と、を少なくとも
    有する事を特徴とした半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の半導体装置の製造方法
    であって、前記高濃度で第一導電型となる不純物を高濃
    度で導入する工程は前記半導体装置のゲート絶縁膜を形
    成する前に行う事を特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項5または6に記載の半導体装置の
    製造方法において、少なくとも前記第二導電型となる半
    導体装置のゲート電極を加工した後、前記第二導電型と
    なる不純物をソース・ドレイン領域となる部分に導入す
    る工程を有する事を特徴とした半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項5乃至7に記載の半導体装置の製
    造方法において、前記中濃度領域に第一導電型となる不
    純物を導入する工程は、少なくとも前記第二導電型とな
    る半導体装置のゲート電極を加工した後、第一導電型と
    なる半導体装置のゲート電極を形成後に行う事を特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項5乃至8に記載の半導体装置の製
    造方法において、前記中濃度領域に第一導電型となる不
    純物を導入する工程は、ゲート電極加工のためのマスク
    材料を除去する前に行う事を特徴とする半導体装置の製
    造方法。
  10. 【請求項10】 請求項5乃至8に記載の半導体装置の
    製造方法において、前記中濃度領域に第一導電型となる
    不純物を導入する工程は、ゲート電極加工のためのマス
    ク材料に対してゲート電極の幅をゲート長方向に0.2
    μm以上1.5μmだけオーバーエッチングした後、前
    記マスクを除去する前に行う事を特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項5乃至10に記載の半導体装置
    の製造方法において、前記中濃度領域に不純物を導入す
    るためのマスクを除去した後、第一導電型となる不純物
    を前記第一導電型となる半導体装置と前記第二導電型と
    なる半導体装置の少なくとも両方に各々のゲート電極を
    マスクとして導入する事を特徴とした半導体装置の製造
    方法。
  12. 【請求項12】 請求項5に記載の半導体装置の製造方
    法において、前記第一導電型となる半導体装置の前記ド
    レイン領域に接続され、ドレイン領域に接続する取り出
    し電極よりも延在してなり、且つゲート絶縁膜を介して
    ゲート電極と同層に形成された電極或いは配線と前記延
    在部とによって容量を形成する半導体装置の製造方法に
    おいて、少なくとも前記延在部の半導体層及び前記半導
    体装置のソース・ドレイン領域に同時に第一導電型とな
    る不純物を導入する工程を有する事を特徴とした半導体
    装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 複数の走査線と、複数のデータ線と、
    前記走査線と前記データ線の交差に対応してマトリック
    ス状に配置された画素電極及びスイッチング素子とを有
    する電気光学装置であって、 前記スイッチング素子が、請求項1乃至4のいずれかに
    記載の半導体装置の製造方法により形成されてなること
    を特徴とする電気光学装置。
  14. 【請求項14】 複数の走査線と、複数のデータ線と、
    前記走査線と前記データ線の交差に対応してマトリック
    ス状に配置された画素電極及びスイッチング素子とを有
    する電気光学装置であって、 前記スイッチング素子が、請求項5乃至12のいずれか
    に記載の半導体装置の製造方法により形成されてなるこ
    とを特徴とする電気光学装置。
  15. 【請求項15】 請求項13及び14に記載の電気光学
    装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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