半导体设备制造技术

当在与TFT重叠的区域中提供柱状间隔物时，存在如下考虑，在使一对基板相互附连时，将施加压力，该压力可能导致TFT受到不利影响并且形成裂纹。在与TFT重叠的位置形成的柱状间隔物下面由无机材料形成伪层。该伪层位于与TFT重叠的位置，由此分散和减轻了在附连基板对的步骤中施加到TFT的压力。该伪层优选地由与像素电极相同的材料形成使得在不增加处理步骤数目的情况下形成它。

【技术实现步骤摘要】
半导体设备
本专利技术涉及一种具有包括薄膜晶体管（在下文中称为TFT）的电路的半导体设备，及其制造方法。例如，本专利技术涉及一种以液晶显示面板为代表的电光设备，并且涉及一种具有包括有机光发射元件作为其一部分的光发射显示设备的电子装置。应当注意，半导体设备意指可以通过利用半导体特性执行功能的任何设备。电光设备、半导体电路和电子装置均是半导体设备。
技术介绍
近年来，使用在具有绝缘表面的基板上形成的半导体薄膜（厚度约为数纳米到数百纳米）制造薄膜晶体管（TFT）的技术广受关注。该薄膜晶体管广泛地应用于电子设备，诸如IC和电光设备，并且特别地，需要其在作为用于图像显示设备的开关元件方面迅速发展。已知液晶显示设备是图像显示设备的一个示例。相比于无源矩阵液晶显示设备，利用有源矩阵液晶显示设备可以获得高清晰度图像；因此，有源矩阵液晶显示设备已广泛使用。在有源矩阵液晶显示设备中，当驱动以矩阵配置的像素电极时，显示图案显示在屏幕上。更详细地，在将电压施加在所选择的像素电极和与所选择的像素电极对应的相对电极之间时，对在该像素电极和相对电极之间提供的液晶层进行光学调制，并且该光学调制由观察者识别为显示图案。在普通的透射型液晶显示设备中，液晶层设置在一对基板之间，在该基板对中作为第一基板（配备有像素电极的基板）的一个基板的外表面侧上提供第一偏振板，该侧不是与液晶层接触的侧，并且在该基板对中作为第二基板（相对基板）的另一个基板的外表面侧上提供第二偏振板，该侧不是与液晶层接触的侧。在使用滤色器以用于显示全彩色时，通常在如下表面上提供滤色器，该表面不是设置偏振板的基板（相对基板）的表面。换言之，通常在相对基板和液晶层之间提供滤色器。在该基板对之间提供用于保持基板之间的间隙的间隔物（spacer），并且提供微粒球状间隔物或柱状间隔物。在相对基板上提供由透明树脂形成的柱状间隔物的情况下，存在如下考虑，将基板附连到另一基板时的压力引起的与柱状间隔物重叠的TFT破裂。因此，该基板对的附连的精确度影响成品率。在专利文献1（日本公开专利申请No.2001-75500）中，本申请人已经公开了一种在其上形成用作像素部分的开关元件的TFT的基板上形成柱状间隔物的技术。此外，在专利文献2（日本公开专利申请No.H9-105953）中，本申请人公开了一种在TFT上形成由有机树脂形成的黑矩阵（blackmatrix）的技术。
技术实现思路
近年来，需要液晶显示设备的显示图像具有较高清晰度。随着液晶显示设备的清晰度的改善，需要较高的孔径比（apertureratio）。在其上形成TFT的基板上形成柱状间隔物的情况下，优选的是，在与TFT重叠的区域中提供柱状间隔物，以便于在保持用于像素电极的足够的面积的同时实现高孔径比。当在与TFT重叠的区域中提供柱状间隔物时，像素电极和柱状间隔物的位置可以分离开。然而，当在与TFT重叠的区域中提供柱状间隔物时，存在如下考虑，在使这对基板相互附连时将施加压力，这可能导致TFT受到不利影响并且形成裂纹。本专利技术提供了一种具有高清晰度和高孔径比的液晶显示设备。此外，本专利技术提供了一种液晶显示设备，该液晶显示设备可以在户外光下实现高显示质量而不增加处理步骤的数目。在有源矩阵液晶显示设备中，在与TFT重叠的位置中形成的柱状间隔物下面由无机材料形成伪层（dummylayer）。伪层设置在与TFT重叠的位置中，使得在附连该对基板的步骤中施加到TFT的压力被分散以减轻。伪层优选地由与像素电极相同的材料形成，以便于在不增加处理步骤数目的情况下形成。伪层设置在该基板对中的任一基板上，即元件基板或相对基板上。伪层分散和减轻在附连该基板对的步骤中施加到TFT的压力。本说明书中公开的本专利技术的一种结构是一种半导体设备，该半导体设备包括：具有绝缘表面的第一基板；在第一基板上的开关元件；电连接到开关元件的像素电极，在第一基板上的与开关元件重叠的伪层；设置有与伪层重叠的柱状间隔物的第二基板；以及在第一基板和第二基板之间的液晶材料。此外，像素电极和伪层由相同的材料形成。在相对基板上提供柱状间隔物并且在元件基板上提供伪层，使得即使在基板对的附连过程中施加压力时，施加到TFT的压力也可以被分散和减轻。另外，可以在元件基板上形成柱状间隔物。本专利技术的另一方面是一种半导体设备，该半导体设备包括：具有绝缘表面的基板；在基板上的开关元件；电连接到开关元件的像素电极；基板上的与开关元件重叠的伪层；以及基板上的覆盖伪层的柱状间隔物。此外，像素电极和伪层由相同的材料形成。伪层的形状和伪层的数目没有特别限制，只要伪层能够分散和减轻压力即可。可以提供多个伪层或者具有诸如S形、M形或十字（cross）形状的复杂形状的伪层。当在其上形成TFT的基板上，即在元件基板上，形成柱状间隔物时，使用光刻技术形成柱状间隔物；因此，取决于掩膜对准精度，柱状间隔物可能相对于预定位置失准。与TFT重叠的位置附近的区域和下一开关元件之间的距离相比于另一区域和该开关元件之间的距离是大的。因此，当在与TFT重叠的位置形成柱状间隔物时，即使柱状间隔物相对于预定位置失准，柱状间隔物和像素电极对也不会相互重叠，由此可以防止孔径比下降。换言之，在本专利技术中，在不与像素电极重叠但是却与TFT重叠的位置提供柱状间隔物。在元件基板上形成柱状间隔物的情况下，柱状间隔物优选地具有梯形截面形状以便于进一步分散压力。优选的是，柱状间隔物具有的截面形状具有比伪层更靠外的边（leg）。此外，柱状间隔物优选地具有平截头（frustum）形状，由此使得与相对基板侧接触的其顶表面的面积大于TFT侧上的其底表面的面积。更优选地，多个伪层的顶表面的总面积被设定为大于柱状间隔物的顶表面的面积。此外，柱状间隔物具有带曲率的顶部边缘部分。此外，优选地，多个伪层被设置为与一个柱状间隔物重叠以改善柱状间隔物的粘附。由于平坦度是重要的，特别是在液晶显示设备中，因此在许多情况中形成平坦化树脂膜以覆盖由TFT所形成的不平坦。然而，当在平坦表面上，即在平坦化树脂膜上，形成柱状间隔物时，粘附强度是低的并且粘附容易降低。即使在使用平坦化树脂膜的情况中，当在其中形成柱状间隔物的区域中形成多个伪层时，也部分地形成了不平坦；因此，可以改善柱状间隔物的粘附。此外，当在TFT和伪层之间提供平坦化树脂膜时，压力被进一步分散，这是优选的。其中形成TFT的部分具有比其他部分多的层并且层的总厚度趋于是大的。当柱状间隔物在与TFT重叠的位置形成时，基板之间的间隙容易调节。当柱状间隔物在与TFT重叠的位置形成时，在液晶层的最薄部分的区域中提供柱状间隔物；因此，柱状间隔物可以是较短的。较短的柱状间隔物在需要将液晶层控制为薄的情况中是有利的，因此基板之间的间隙可以是较小的。液晶层的操作模式没有特别限制，并且可以采用扭转向列（TN）模式、垂直对准（VA）模式、面内切换（IPS）模式等。在采用IPS模式时，公共电极可以使用与伪层相同的材料形成。本专利技术的另一结构是一种半导体设备，该半导体设备包括：具有绝缘表面的第一基板；第一基板上的开关元件；电连接到开关元件的像素电极；第一基板上的公共电极；第一基板上的与开关元件重叠的伪层；具有与伪层重叠的柱状间隔物的第二基板，以及在第一基板和第二基板之间的包括液晶材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体设备，包括：具有绝缘表面的第一基板；在所述第一基板上的开关元件；电连接到所述开关元件的像素电极；在所述第一基板上的与所述开关元件重叠的伪层；配备有与所述伪层重叠的柱状间隔物的第二基板，和在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶材料，其中，所述像素电极和所述伪层由相同的材料形成。

【技术特征摘要】
2006.09.29 JP 2006-2662871.一种半导体设备，包括：具有绝缘表面的第一基板；在所述第一基板上的栅极布线；与所述栅极布线重叠的半导体层并且第一绝缘层位于其间；电连接到所述半导体层的源极布线和漏极电极；在所述源极布线和漏极电极上的保护膜；在所述保护膜上的像素电极；在所述保护膜上的多个伪层；在所述像素电极及多个伪层上的第一对准膜；在所述第一对准膜上的第二对准膜；在所述第二对准膜上的间隔物；以及在所述间隔物上的第二基板，其中，所述栅极布线具有用作晶体管的栅极电极的区域，所述源极布线和漏极电极具有用作所述晶体管的源极电极或漏极电极的区域，所述栅极布线、所述第一绝缘层、所述半导体层、所述源极布线和漏极电极、所述保护膜、所述像素电极及所述多个伪层设置于所述第一基板，所述间隔物与所述第二对准膜设置于所述第二基板，所述像素电极与所述多个伪层是通过同一加工透明导电层的工程设置的，所述像素电极不与所述多个伪层电连接，所述多个伪层配置于比所述间隔物的底边缘更靠内的一侧，所述间隔物与所述多个伪层重叠。2.一种半导体设备，包括：具有绝缘表面的第一基板；在所述第一基板上的栅极布线；与所述栅极布线重叠的半导体层并且第一绝缘层位于其间；电连接到所述半导体层的源极布线和漏极电极；在所述源极布线和漏极电极上的保护膜；在所述保护膜上的像素电极；在所述保护膜上的多个伪层；在所述像素电极及多个伪层上的第一对准膜；在所述第一对准膜上的第二对准膜；在所述第二对准膜上的间隔物；以及在所述间隔物上的第二基板，其中，所述栅极布线具有用作晶体管的栅极电极的区域，所述源极布线和漏极电极具有用作所述晶体管的源极电极或漏极电极的区域，所述栅极布线、所述第一绝缘层、所述半导体层、所述源极布线和漏极电极、所述保护膜、所述像素电极及所述多个伪层设置于所述第一基板，所述间隔物与所述第二对准膜设置于所述第二基板，所述像素电极与所述多个伪层设置在同一层中，所述像素电极不与所述多个伪层电连接，所述多个伪层配置于比所述间隔物的底边缘更靠内的一侧，所述间隔物与所述多个伪层重叠。3.一种半导体设备，包括：具有绝缘表面的第一基板；在所述第一基板上的栅极布线；与所述栅极布线重叠的半导体层并且第一绝缘层位于其间；电连接到所述半导体层的源极布线和漏极电极；在所述源极布线和漏极电极上的保护膜；在所述保护膜上的像素电极；在所述保护膜上的多个伪层；在所述像素电极及多个伪层上的第一对准膜；在所述第一对准膜上的第二对准膜；在所述第二对准膜上的间隔物；以及在所述间隔物上的第二基板，其中，所述栅极布线具有用作晶体管的栅极电极的区域，所述源极布线和漏极电极具有用作所述晶体管的源极电极或漏极电极的区域，所述栅极布线、所述第一绝缘层、所述半导体层、所述源极布线和漏极电极、所述保护膜、所述像素电极及所述多个伪层设置于所述第一基板，所述间隔物与所述第二对准膜设置于所述第二基板，所述像素电极与所述多个伪层由相同的材料形成，所述像素电极不与所述多个伪层电连接，所述多个伪层配置于比所述间隔物的底边缘更靠内的一侧，所述间隔物与所述多个伪层重叠。4.一种半导体设备，包括：具有绝缘表面的第一基板；在所述第一基板上的栅极布线；与所述栅极布线重叠的半导体层并且第一绝缘层位于其间；电连接到所述半导体层的源极布线和漏极电...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤川最史，细谷邦雄，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：