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JP2002372725A - 非線形素子の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents

非線形素子の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器

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Publication number
JP2002372725A
JP2002372725A JP2002070958A JP2002070958A JP2002372725A JP 2002372725 A JP2002372725 A JP 2002372725A JP 2002070958 A JP2002070958 A JP 2002070958A JP 2002070958 A JP2002070958 A JP 2002070958A JP 2002372725 A JP2002372725 A JP 2002372725A
Authority
JP
Japan
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metal film
insulating film
forming step
electro
annealing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002070958A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitada Watanabe
吉祥 渡辺
Takumi Seki
▲琢▼巳 関
Hideaki Naono
秀昭 直野
Satoshi Taguchi
聡志 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Priority to CN02121713A priority patent/CN1384395A/zh
Priority to KR1020020018184A priority patent/KR20020079439A/ko
Priority to TW091106720A priority patent/TW594104B/zh
Priority to US10/115,005 priority patent/US6831728B2/en
Publication of JP2002372725A publication Critical patent/JP2002372725A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
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    • G02F1/1365Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非線形素子の非線形性をさらに向上すること
のできる非線形素子の製造方法、電気光学装置、および
電子機器を提供すること。 【解決手段】 液晶装置の素子基板20を形成するにあ
たって、下地層形成工程(a)で素子基板20の表面に
下地層61を形成した後、第1の金属膜形成工程(b)
で少なくともTaを含む金属膜からなる第1の金属膜6
2を形成する。次に、絶縁膜形成工程(c)で第1の金
属膜62に対して水蒸気を含む雰囲気中で高圧アニール
処理を行い、第1の金属膜62の表面に絶縁膜63を形
成する。しかる後に、第2の金属膜形成工程で絶縁膜6
3の表面に第2の金属膜を形成し、非線形素子を製造す
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、非線形素子の製造
方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および
電子機器に関するものである。さらに詳しくは、非線形
素子を構成する絶縁膜の形成技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶装置やEL(エレクトロルミ
ネッセンス)ディスプレイパネルに代表される電気光学
装置は、携帯電話機や携帯型コンピュータ、ビデオカメ
ラといった電子機器の表示部として広く普及している。
【0003】このような電気光学装置のうち、例えば、
液晶装置においては、画素スイッチング用の非線形素子
として薄膜ダイオード(Thin Film Diod
e、以下、TFDという)素子を用いてアクティブマト
リクス駆動を行なうものが知られている。
【0004】この種の液晶装置では、液晶を保持する一
対の基板のうち、一方の基板にTFD素子や画素電極が
形成され、他方の基板にはストライプ状の対向電極(信
号電極)が形成されている。ここで、TFD素子は、例
えば、基板表面にTa膜またはTa合金膜などの第1の
金属膜を形成した後、この第1の金属膜に対して陽極酸
化処理を施して当該第1の金属膜の表面に絶縁膜を形成
し、しかる後に、この絶縁膜の表面に第2の金属膜を形
成することによって製造される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】非線形素子としてTF
D素子を用いた液晶装置においては、TFD素子の電流
−電圧特性について非線形性が高い方が液晶装置の駆動
電圧を低く設定でき、かつ、コントラストの高い表示を
行なうことができる。かかる見地に基づき、TFD素子
の特性を向上させるための技術として、例えば特開平0
8−830953号公報に開示されているように絶縁膜
を水蒸気雰囲気下でアニールして絶縁膜の改質を行なう
といった方法が検討されているものの、さらなる改良が
求められている。
【0006】また、TFD素子の、印加電圧の正負に対
する素子に流れる電流量の差(極性差)を抑えるため、
TFD素子を二つ直列に繋いだBack to Bac
k構造のTFD素子が一般的に用いられている。このB
ack to Back構造の場合では、陽極酸化で絶
縁膜を成膜する工程において、素子部に給電する必要が
あるため、TFD素子となる部分と陽極酸化のための電
流を流す配線がブリッジ部で接続された構成で陽極酸化
を行なう必要がある。よって、陽極酸化による絶縁膜形
成後、TFD素子部と陽極酸化時の給電用配線のブリッ
ジ部を切断する必要が生じ、製造工程数の増加を引き起
こしているという問題点がある。
【0007】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
TFD素子の非線形性などの電気特性をさらに向上する
ことのできる非線形素子の製造方法、電気光学装置の製
造方法、電気光学装置、および電子機器を提供すること
にある。
【0008】また、本発明の課題は、非線形素子の製造
工程数を削減し、低コストでの非線形素子の製造が可能
な非線形素子の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、第1の金属膜、絶縁膜、および第2の
金属膜がこの順に積層された非線形素子の製造方法にお
いて、前記第1の金属膜を形成する第1の金属膜形成工
程と、前記第2の金属膜を形成する第2の金属膜形成工
程と、前記第1の金属膜形成工程を行なった以降、前記
第2の金属膜形成工程を行なうまでの間に、所定の雰囲
気中で高圧下でアニールする高圧アニール処理を行なう
ことを特徴とする。
【0010】本発明では、陽極酸化により形成した絶縁
膜を改質する場合には、不活性ガス雰囲気、窒素ガス雰
囲気中、あるいは水蒸気を含む雰囲気中で高圧アニール
処理を行い、金属膜の表面を酸化させる場合には、水蒸
気を含む雰囲気中で高圧アニール処理に行なう。このよ
うに、所定の雰囲気中で高圧でアニール処理を行なう
と、水蒸気雰囲気などにおいて常圧でアニール処理を行
なった場合に比較して、非線形素子において電流−電圧
特性の非線形性をより一層、向上することができる。そ
れ故、液晶装置において駆動電圧を低く設定でき、か
つ、コントラストが向上するなど、品位の高い表示を行
なうことができる。
【0011】本発明において、前記第1の金属膜は、例
えば、少なくともTaを含む金属膜からなる。
【0012】本発明においては、例えば、前記第1の金
属膜形成工程の後、前記第1の金属膜の表面に陽極酸化
を施して前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を行い、
次に、不活性ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気中、あるいは
水蒸気を含む雰囲気中で前記高圧アニール処理を行い、
しかる後に、前記第2の金属膜形成工程において、前記
絶縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成する。この場
合、前記高圧アニール処理は、例えば、温度が100℃
以上、600℃以下、圧力が0.5MPa以上、3MP
a以下の条件、好ましくは、温度が150℃以上、30
0℃以下、圧力が0.5MPa以上、2MPa以下の条
件で行なう。このように構成すると、陽極酸化により形
成した絶縁膜を改質することができるので、非線形素子
において電流−電圧特性の非線形性を向上することがで
きる。また、高圧下でアニール処理を行えば、従来のア
ニール処理と比較して低い温度で同等以上の効果が得ら
れるので、基板の変形などを防止することができる。
【0013】例えば、本願発明者が行なった実験結果に
よれば、Back−to−Back構造のTFD素子を
製造するにあたって、陽極酸化電圧を10V、15V、
20Vに設定してTa膜に陽極酸化皮膜を形成した後、
水蒸気を含む1MPaの高圧雰囲気下で200℃の高圧
アニール処理を1時間、行なったときの非線形素子の非
線形性β、水蒸気を含む1MPaの高圧雰囲気下で30
0℃の高圧アニール処理を1時間、行なったときの非線
形素子の非線形性β、および1MPaの高圧窒素雰囲気
中で350℃の高圧アニール処理を1時間、行なったと
きの非線形素子の非線形性βを調査したところ、各々、
図1(a)に実線C、点B、実線Dで示す結果が得られ
た。この図1(a)に示すように、このような高圧アニ
ール処理を行なうと、良好な非線形性βを得ることがで
きる。また、ここに示す実験結果、および本願発明者が
行なったその他の実験結果によれば、高圧アニール処理
としては、温度が略200℃、圧力が約1MPaで非線
形素子の非線形性βにおいて良好な結果が得られた。
【0014】本発明においては、例えば、前記第1の金
属膜形成工程の後、水蒸気を含む雰囲気中で前記高圧ア
ニール処理を行なって前記第1の金属膜の表面を酸化さ
せ、次に、前記第1の金属膜の表面に対して陽極酸化を
施して前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を行い、し
かる後に、前記第2の金属膜形成工程において、前記絶
縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成してもよい。この
場合、高圧アニール処理は、例えば、温度を100℃以
上、600℃以下に設定し、圧力を0.5MPa以上、
3MPa以下の条件、好ましくは、温度が150℃以
上、300℃以下、圧力が0.5MPa以上、2MPa
以下の条件で行なう。このように構成すると、高圧アニ
ールにより形成した絶縁膜と、陽極酸化により形成した
絶縁膜とを非線形素子の絶縁膜として用いることができ
るので、非線形素子において電流−電圧特性の非線形性
を向上することができる。
【0015】本発明においては、例えば、前記第1の金
属膜形成工程の後、水蒸気を含む雰囲気中で前記高圧ア
ニール処理を行なって前記第1の金属膜の表面を酸化さ
せて前記絶縁膜を形成し、しかる後に、前記第2の金属
膜形成工程において、前記絶縁膜の表面に前記第2の金
属膜を形成することが好ましい。このように構成する
と、高圧アニールにより形成した絶縁膜を非線形素子の
絶縁膜として用いることができるので、非線形素子にお
いて電流−電圧特性の非線形性を向上することができ
る。さらに、高圧アニール処理によって絶縁膜を形成す
るので、陽極酸化を行わない。このため、Back−t
o−Back構造のTFD素子の場合でも、陽極酸化時
の給電用のブリッジ部を形成する必要がないため、この
ブリッジ部を除去するための工程も省略できる。
【0016】例えば、本願発明者が行なった実験結果に
よれば、図1(a)に点Aで示すように、Ta膜に陽極
酸化を行わずに、すなわち、図1(a)において陽極酸
化電圧が0Vの条件で350℃の高圧アニール処理を行
なうと、非線形素子の非線形性βが約5.5という良好
な結果が得られた。また、本願発明者が実際に行なった
実験結果によると、高圧アニール処理としては、温度が
約350℃、圧力が約1MPaで非線形素子の非線形性
βにおいて良好な結果が得られている。
【0017】前記高圧アニールの条件と、その処理によ
ってTa膜の表面が酸化されてなるTa酸化膜の膜厚の関
係は、図1(b)に示される。この条件では雰囲気は水
蒸気が100%である。温度が350℃、圧力が1MP
aで1時間処理した場合、約250Åの厚さを持ったT
a酸化膜が成膜された。また、温度が350℃、圧力が
1.5MPaで1時間処理した場合、約320Åの厚さ
を持ったTa酸化膜が成膜された。
【0018】本発明では、前記高圧アニール処理を行な
った後、当該高圧アニール処理よりも低い圧力の下で前
記絶縁膜に対してアニールする再アニール処理を行なう
ことが好ましい。
【0019】本発明において、例えば、前記第1の金属
膜形成工程を行なった後、当該第1の金属膜の表面に第
3の金属膜を形成する第3の金属膜形成工程を行い、次
に、水蒸気を含む雰囲気中で前記高圧アニール処理を行
なって前記第3の金属膜を酸化させて前記絶縁膜を形成
し、しかる後に、前記第2の金属膜形成工程において、
前記絶縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成することが
好ましい。この場合、前記第3の金属膜は、例えば、少
なくともTaを含む金属膜である。このように構成する
と、高圧アニールにより形成した絶縁膜を非線形素子の
絶縁膜として用いることができるので、非線形素子にお
いて電流−電圧特性の非線形性を向上することができ
る。さらに、高圧アニール処理によって絶縁膜を形成す
るので、陽極酸化を行わない。このため、Back−t
o−Back構造のTFD素子の場合でも、陽極酸化時
の給電用のブリッジ部を形成する必要がないため、この
ブリッジ部を除去するための工程も省略できる。
【0020】本発明においては、前記高圧アニール処理
を行なった後、当該高圧アニール処理よりも低い圧力の
下で前記絶縁膜に対してアニールする再アニール処理を
行なうことが好ましい。
【0021】本発明において、高圧アニール処理によっ
て形成した絶縁膜自身を非線形素子の絶縁膜として用い
る場合には、例えば、温度を250℃以上、400℃以
下、圧力を0.5MPa以上、3MPa以下の条件、好
ましくは、温度が300℃以上、400℃以下、圧力が
0.5MPa以上、2MPa以下の条件で行なう。この
ような高圧の下でアニール処理を行なうと、これよりも
低い圧力(例えば大気圧)の下でアニール処理を行なっ
た場合と比較して、金属膜の表面の酸化が促進され、均
一で良質な酸化膜を絶縁膜として得ることができる。従
って、かかる方法によって絶縁膜を形成したTFD素子
においては、電流−電圧特性の非線形性をより一層向上
することができる。
【0022】本発明において、前記再アニール処理につ
いては、前記第2の金属膜形成工程を行なう前に実施す
ることが好ましい。すなわち、前記再アニール処理を行
なった後、前記第2の金属膜形成工程において、前記絶
縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成することが好まし
い。
【0023】本発明において、前記再アニール処理は、
水蒸気または窒素を含む雰囲気中で行なうことにより前
記絶縁膜を結晶化させることが好ましい。このように構
成すれば、絶縁膜を結晶化させることができるから、非
線形素子の電流−電圧特性について非線形性を向上する
ことができる。
【0024】本発明において、前記再アニール処理は、
温度が100℃以上、500℃以下の条件で行なうこと
が好ましい。
【0025】本発明では、電気光学物質を保持する基板
を備えた電気光学装置の製造方法において、本発明に係
る非線形素子の製造方法によって非線形素子を画素スイ
ッチング素子として形成するとともに、当該基板上には
前記非線形素子に接続された画素電極を形成することを
特徴とする。
【0026】本発明に係る方法により製造した電気光学
装置では、電気光学物質を保持する基板を備えるととも
に、当該基板の前記電気光学物質を保持する側の面上に
第1の金属膜、絶縁膜および第2の金属膜からなる非線
形素子を画素スイッチング素子として備え、かつ、前記
絶縁膜は、前記第1の金属膜に対してアニール処理を施
すことにより形成されたものである。
【0027】また、本発明に係る別の方法により製造し
た電気光学装置では、電気光学物質を保持する基板を備
えるとともに、当該基板の前記電気光学物質を保持する
側の面上には第1の金属膜、絶縁膜および第2の金属膜
からなる非線形素子を画素スイッチング素子として備
え、かつ、前記絶縁膜は、前記第1の金属膜の表面に形
成された第3の金属膜に対してアニール処理を施すこと
により形成されたものである。
【0028】本発明において、前記電気光学物質は、例
えば、液晶である。
【0029】本発明によれば、簡易な工程で良好な特性
を有するTFD素子を形成することができるから、この
製造方法を適用した電気光学装置の製造方法によれば、
駆動電圧を低く抑えつつ高いコントラストを実現可能な
電気光学装置を、簡易な工程によって製造することがで
きる。
【0030】本発明を適用した電気光学装置は、携帯電
話機やモバイルコンピュータなどの電子機器の表示部な
どとして利用できる。
【0031】
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。なお、実施形態を説明するにあたって
は、各種の電気光学装置のうち、電気光学物質として液
晶を用い、かつ、能動素子としてTFD素子を用いたア
クティブマトリクス方式の液晶装置を例に説明する。ま
た、以下に説明する各実施の形態は、基本的な構成が共
通しているので、まず、共通な構成を説明した後に、各
実施の形態の特徴的な構成を説明することにする。
【0032】[共通の構成] (液晶装置の構成)図2は、本発明が適用される液晶装
置の電気的構成を模式的に示すブロック図である。図3
は、この液晶装置の構造を示す分解斜視図である。
【0033】図2に示すように、液晶装置1は、行方向
(X方向)に延在する複数の走査線51と、列方向(Y
方向)に延在する複数のデータ線52と、走査線51お
よびデータ線52の各交差に対応する位置に形成された
画素53とを有する。各走査線51は走査線駆動回路5
7によって駆動され、各データ線52はデータ線駆動回
路58によって駆動される。また、各画素53は、液晶
層54と、画素スイッチング用のTFD素子56とが直
列に接続された構成となっている。
【0034】図3に示すように、液晶装置1は、シール
材(図示せず)を介して貼り合わされた対向基板10と
素子基板20との間に液晶6が保持された構成となって
いる。対向基板10および素子基板20は、光透過性を
有する基板である。これらの一対の基板のうち、素子基
板20の面上には、上述した複数の走査線51が形成さ
れており、各走査線51には、TFD素子56を介して
画素電極66が電気的に接続されている。
【0035】一方、対向基板10の面上には、赤
(R)、緑(G)およびG(青)の各色に対応したカラ
ーフィルタ層2R、2Gおよび2Bと、これを覆う平坦
化層(図示せず)が形成されている。さらに、この平坦
化層の面上には、走査線51と交差する方向に延在する
複数のデータ線52が形成されている。各データ線52
は、ITO(Indium Tin Oxide)など
の透明導電材料によって形成された帯状の電極であり、
素子基板20上に列をなす複数の画素電極66と対向す
るようになっている。
【0036】かかる構成の下、素子基板20の面上に形
成された走査線51の各々に走査信号を供給する一方、
対向基板10に形成されたデータ線52の各々にデータ
信号を供給することにより、画素電極66とデータ線5
2とが対向する部分に挟まれた液晶6の配向方向を変化
させることができる。従って、バックライト装置3から
出射された光は、素子基板20および画素電極66を透
過して液晶6に入射し、この液晶6によって画素毎に光
変調される。そして、この変調された光は、矢印Lで示
すように、データ線52および対向基板10を透過して
観察側に出射される。この際、光は、カラーフィルタ層
2R、2G、2Bによって着色されるので、カラー表示
を行なうことができる。
【0037】ここで、液晶6として通常のTN(Twi
sted Nematic)モードの液晶を用いた場
合、この種の液晶6は、光の偏光方向を変えることによ
り光変調を行なうので、素子基板20および対向基板1
0の外側表面には偏光板8および9がそれぞれ貼着され
る。
【0038】なお、図2および図3に示した例では、素
子基板20に走査線51を形成し、対向基板10にデー
タ線52を形成したが、これとは逆に、素子基板20に
データ線を形成し、対向基板10に走査線を形成しても
よい。
【0039】次に、図4(a)ないし(c)を参照し
て、1つの画素53を構成する各構成要素のうち、素子
基板20に形成された要素の構成について説明する。図
4(a)は1画素に対応する素子基板20上の構成を示
す平面図であり、図4(b)は(a)におけるIII−
III′線における断面図であり、図4(c)は各画素
に対応するTFD素子の構成を示す斜視図である。
【0040】図4(a)ないし(c)に示すように、素
子基板20の表面には下地層61が形成されている。こ
の下地層61は、例えば厚さが50nm〜200nm程
度の酸化タンタル(Ta25)からなる薄膜である。上
述したTFD素子56は、この下地層61の上に形成さ
れた第1のTFD素子56aと第2のTFD素子56b
とからなる2つのTFD素子要素によって、いわゆるB
ack−to−Back構造として構成されている。こ
のため、TFD素子56は、電流−電圧の非線形特性が
正負双方向にわたって対称化されている。
【0041】第1のTFD素子56aおよび第2のTF
D素子56bは、第1の金属膜62と、この第1の金属
膜62の表面に形成された絶縁膜63と、この絶縁膜6
3の表面に互いに離間して形成された第2の金属膜64
aおよび64bとによって構成されている。第1の金属
膜62は、例えば、Ta(タンタル)単体、またはTa
−W(タングステン)合金などの少なくともTa合金に
よって形成される。一方、絶縁膜63は、Taを酸化す
ることによって第1の金属膜62の表面に形成された厚
さ10nmないし35nm程度の膜である。すなわち、
絶縁膜63は、酸化タンタル(Ta25)などからな
る。
【0042】第2の金属膜64aおよび64bは、クロ
ム(Cr)等の金属によって50nm〜300nm程度
の厚さに形成された薄膜である。このうち第2の金属膜
64aは、走査線51から分岐した部分である。一方、
第2の金属膜64bは、ITO等の透明導電材料からな
る画素電極66に接続されている。図4(a)および
(b)に示すように、下地層61のうち、画素電極66
が形成されるべき領域は除去されている。
【0043】なお、画素電極66は、Al(アルミニウ
ム)等といった光反射性材料によって形成してもよい。
この場合、対向基板10側からの入射光は、画素電極6
6の表面で反射して対向基板10側に出射するから、い
わゆる反射型表示が実現される。また、画素電極66が
光反射性材料によって形成される場合、この画素中に光
を透過させるスリットを構成する、もしくは画素電極6
6の膜厚を薄することで、光の反射と透過の両方の性質
を持たせることもある。さらに、画素電極66を透明導
電材で構成する一方、画素電極66が構成されている基
板、あるいはそれに対向する基板にAl(アルミニウ
ム)等といった光反射性材料による光反射板を形成する
こともある。この場合、光反射板に光を透過させるスリ
ットを構成する、もしくは光反射板の膜厚を薄すること
で、光の反射と透過の両方の性質を持たせることもあ
る。
【0044】[実施の形態1]次に、図5ないし図7を
参照して、本発明の実施の形態1を説明する。
【0045】図5、図6、および図7は、それぞれ図2
に示す素子基板20の製造方法を示す工程図、下地層形
成工程からブリッジ部除去工程までの断面図、および第
2の金属膜形成工程から画素電極形成工程までの工程断
面図である。
【0046】液晶装置1の素子基板20を製造するにあ
たっては、図5に示すように、下地層形成工程(a)、
第1の金属膜形成工程(b)、絶縁膜形成工程(c)、
高圧アニール処理(c1)、ブリッジ部除去工程
(d)、第2の金属膜形成工程(e)、下地層除去工程
(f)、および画素電極形成工程(g)がこの順に行わ
れ、これら個々の工程について、図6および図7を参照
して説明する。なお、素子基板20および対向基板10
を製造する場合、各液晶装置1のサイズに応じた単品の
基板を複数枚、多数取りできる大型の元基板の状態でT
FD素子56などの各要素の形成を行なうが、以下の説
明では、単品の基板と元基板とを区別せず、素子基板2
0および対向基板10と称する。
【0047】まず、図6において、下地層形成工程
(a)では、素子基板20の表面にTa酸化物、例え
ば、Ta25を一様な厚さ、例えば、50nm〜200
nm程度に成膜して下地層61を形成する。
【0048】次に、第1の金属膜形成工程(b)におい
て、例えば、Taをスパッタリング等によって一様な厚
さ、例えば、100nm〜500nm程度の厚さに成膜
し、さらにフォトリソグラフィ技術を用いて走査線51
の第1層、および第1の金属膜62などを同時に形成す
る。このとき、走査線51の第1層と第1の金属膜62
とはブリッジ部69で繋がっている。
【0049】次に、絶縁膜形成工程(c)において、走
査線51の第1層を陽極として陽極酸化処理を行い、そ
の走査線51、および第1の金属膜52の表面に絶縁膜
63として作用する陽極酸化膜を一様な厚さ、例えば、
10nm〜35nmの厚さで形成する。これにより、走
査線51の表面に絶縁膜(第2層)が形成されるととも
に、第1のTFD素子56aおよび第2のTFD素子5
6bの絶縁膜63が形成される。
【0050】次に、本形態では、絶縁膜63に対して、
所定の雰囲気中で高圧下でアニールする高圧アニール処
理(c1)を行なう。ここで行なう高圧アニール処理
(c1)は、不活性ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気中、あ
るいは水蒸気を含む雰囲気中で、温度が100℃以上、
600℃以下、好ましくは150℃以上、300℃以
下、圧力が0.5MPa以上、3MPa以下、好ましく
は0.5MPa以上、2MPa以下の条件で30分から
2時間行なう。
【0051】次に、ブリッジ部除去工程(d)におい
て、フォトリソグラフィ技術を利用して、ブリッジ部6
9を素子基板20から除去する。これにより、第1のT
FD素子56aおよび第2のTFD素子56bの第1の
金属膜62および絶縁膜63が走査線51から島状に分
断される。
【0052】次に、図7に示す第2の金属膜形成工程
(e)において、Crをスパッタリング等によって一様
な厚さ、例えば、50nm〜300nm程度の厚さで成
膜した後、フォトリソグラフィ技術を利用して、走査線
51の第3層、第1のTFD素子56aの第2の金属膜
64a、および第2のTFD素子56bの第2の金属膜
64bを形成する。以上により、能動素子であるTFD
素子56が形成される。
【0053】ここで、ブリッジ部除去工程(d)と第2
の金属膜形成工程(e)は、順序を逆にして行なうこと
も可能である。
【0054】次に、下地層除去工程(f)において、画
素電極66の形成予定領域の下地層61を除去した後、
画素電極形成工程(g)において、画素電極66を形成
するためのITOをスパッタリング等によって一様な厚
さで成膜し、さらに、フォトリソグラフィ技術により、
1画素分の大きさに相当する所定形状の画素電極66を
その一部が第2の金属膜64b重なるように形成する。
これらの一連の工程により、図3および図4に示すTF
D素子56および画素電極66が形成される。
【0055】ここで、下地層除去工程(f)は、ブリッ
ジ部除去工程(d)と同時に行なうことも可能である。
【0056】しかる後には、図示を省略するが、素子基
板20の表面にポリイミド、ポリビニルアルコール等を
一様な厚さに形成することによって配向膜を形成した
後、配向膜に対してラビング処理その他の配向処理を行
なう。
【0057】これに対して、図3に示す対向基板10を
製造するには、カラーフィルタ2R、2G、2Bを形成
した後、カラーフィルタ2R、2G、2Bの上に平坦化
層(図示せず)を形成し、しかる後に、ITO膜等によ
りストライプ状の対向電極、すなわち、データ線52を
形成する。次に、データ線52等の上にポリイミド等に
よって一様な厚さの配向膜(図示せず)を形成した後、
配向膜に対してラビング処理等といった配向処理を施
す。これにより対向基板20が完成する。
【0058】その後、素子基板20と対向基板10とを
位置合わせした上でシール材(図示せず)を挟んで基板
同士を貼り合わせ、しかる後に、基板間に液晶6を減圧
注入した後、液晶注入口(図示せず)に対して樹脂等の
封止材を塗布して、封止すれば液晶装置1が完成する。
【0059】このように、本形態では、素子基板20を
形成するにあたって、陽極酸化により形成した絶縁膜6
3を、不活性ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気中、あるいは
水蒸気を含む雰囲気中で高圧アニール処理(c1)を行
い、陽極酸化により形成した絶縁膜63を改質する。従
って、水蒸気雰囲気中で常圧でアニール処理を行なった
場合に比較して、TFD素子56において電流−電圧特
性の非線形性を向上することができるので、液晶装置1
において駆動電圧を低く設定でき、かつ、品位の高い表
示を行なうことができる。
【0060】また、高圧下でアニール処理を行えば、従
来のアニール処理と比較して低い温度で同等以上の効果
が得られるので、素子基板20の変形などを防止するこ
とができる。
【0061】また、本形態では。第二の金属膜64a、
64bをCrとしているが、これに限定するものではな
く、Ti、Mo、Alなど他の金属を使用しても良い。
【0062】また、本形態では、TFD素子56を、第
1のTFD素子56a、および第2のTFD素子56b
の、2つのTFD素子部からなるBack−to−Ba
ck構造としているが、これに限定するものではなく、
TFD素子56は1つのTFD素子部からなる構造とし
ても良い。その場合、第1の金属膜形成工程(b)で
は、第1の金属膜62を配線状に形成し、これを走査線
51とし、第2の金属膜形成工程(e)においては第2
の金属膜64bのみを形成すれば良い。また、その場
合、ブリッジ部除去工程(d)は不要である。
【0063】[実施の形態2]実施の形態1では、第1
の金属膜62の表面に陽極酸化を施して絶縁膜63を形
成した後、この絶縁膜63に対する改質処理として高圧
アニール処理を行なったが、本形態では、図8および図
9を参照して説明するように、陽極酸化により絶縁膜6
3を形成する前、第1の金属膜62に対する前処理とし
て、高圧アニール処理を行なう。
【0064】図8および図9はそれぞれ、本発明の実施
の形態2に係る液晶装置の製造工程のうち、素子基板の
製造方法を示す工程図、および図8に示す各製造工程の
うち、下地層形成工程から絶縁膜形成工程までを示す工
程断面図である。なお、本形態、および後述する各実施
の形態において、液晶装置、素子基板およびTFD素子
などの構造は、実施の形態1と同様であるため、共通す
る部分についての詳細な説明を省略するとともに、製造
工程の説明にあたっては、図7も参照する。
【0065】本形態では、液晶装置の素子基板20を製
造するにあたって、図8に示すように、下地層形成工程
(a)、第1の金属膜形成工程(b)、高圧アニール処
理(c2)、絶縁膜形成工程(c)、ブリッジ部除去工
程(d)、第2の金属膜形成工程(e)、下地層除去工
程(f)、および画素電極形成工程(g)をこの順に行
なう。
【0066】すなわち、本形態では、実施の形態1と同
様、まず、図9に示す下地層形成工程(a)では、素子
基板20の表面にTa酸化物、例えば、Ta25を一様
な厚さに成膜して下地層61を形成した後、第1の金属
膜形成工程(b)において、例えば、Taをスパッタリ
ング等によって一様な厚さ、例えば、100nm〜50
0nm程度の厚さに成膜し、さらにフォトリソグラフィ
技術を用いて走査線51の第1層、および第1の金属膜
62などを同時に形成する。
【0067】次に、本形態では、走査線51の第1層、
および第1の金属膜62に対して、所定の雰囲気中で高
圧下でアニールする高圧アニール処理(c2)を行な
う。ここで行なう高圧アニール処理(c2)は、水蒸気
を含む雰囲気中で、温度が100℃以上、600℃以
下、圧力が0.5MPa以上、3MPa以下の条件で3
0分から2時間行なう。その結果、走査線の第1層、お
よび第1の金属膜62の表面が酸化されて、薄い絶縁膜
63′が形成される。
【0068】次に、絶縁膜形成工程(c)において、走
査線51の第1層を陽極として陽極酸化処理を行い、そ
の走査線51、および第1の金属膜52の表面に絶縁膜
63として作用する陽極酸化膜を一様な厚さ、例えば、
10nm〜35nmの厚さで形成する。これにより、走
査線51の表面に絶縁膜(第2層)が形成されるととも
に、第1のTFD素子56aおよび第2のTFD素子5
6bの絶縁膜63が形成される。
【0069】次に、ブリッジ部除去工程(d)におい
て、フォトリソグラフィ技術を利用して、ブリッジ部6
9を素子基板20から除去する。これにより、第1のT
FD素子56aおよび第2のTFD素子56bの第1の
金属膜62および絶縁膜63が走査線51から島状に分
断される。
【0070】それ以降は、実施の形態1と同様、図7を
参照して説明した第2の金属膜形成工程(e)を行い、
Crをスパッタリング等によって一様な厚さで成膜した
後、フォトリソグラフィ技術を利用して、走査線51の
第3層、第1のTFD素子56aの第2の金属膜64
a、および第2のTFD素子56bの第2の金属膜64
bを形成する。以上により、能動素子であるTFD素子
56が形成される。また、実施の形態1と同様、下地層
除去工程(f)において、画素電極66の形成予定領域
の下地層61を除去した後、画素電極形成工程(g)に
おいて、画素電極66を形成する。ここで、ブリッジ部
除去工程(d)と第2の金属膜形成工程(e)の順序を
逆にすることも可能である。また、下地層除去工程
(f)は、ブリッジ部除去工程(d)と同時に行なうこ
とも可能である。
【0071】このように、本形態では、高圧アニール処
理(c2)により形成した絶縁膜63′と、陽極酸化に
より形成した絶縁膜とをTFD素子56の絶縁膜63と
して用いるため、TFD素子56において電流−電圧特
性の非線形性を向上することができる。従って、液晶装
置1において駆動電圧を低く設定でき、かつ、品位の高
い表示を行なうことができるなどの効果を奏する。
【0072】また、本形態では、第二の金属膜64a、
64bをCrとしているが、これに限定するものではな
く、Ti、Mo、Alなど他の金属を使用しても良い。
【0073】また、本形態では、TFD素子56を、第
1のTFD素子56a、および第2のTFD素子56b
の、2つのTFD素子部からなるBack−to−Ba
ck構造としているが、これに限定するものではなく、
TFD素子56は1つのTFD素子部からなる構造とし
ても良い。その場合、第1の金属膜形成工程(b)で
は、第1の金属膜62を配線状に形成し、これを走査線
51とし、第2の金属膜形成工程(e)においては第2
の金属膜64bのみを形成すれば良い。また、その場
合、ブリッジ部除去工程(d)は不要である。
【0074】[実施の形態3]実施の形態1、2では、
第1の金属膜62の表面に陽極酸化により形成した絶縁
膜63に対する改質処理、あるいは、陽極酸化により絶
縁膜63を形成する前の前処理として、高圧アニール処
理(c1)、(c2)を行なったが、本形態では、図1
0および図11を参照して説明するように、絶縁膜形成
工程(c)として高圧アニール処理を行い、陽極酸化を
省略する。
【0075】図10および図11はそれぞれ、本発明の
実施の形態3に係る液晶装置の製造工程のうち、素子基
板の製造方法を示す工程図、および図10に示す各製造
工程のうち、下地層形成工程から絶縁膜形成工程までを
示す工程断面図である。
【0076】本形態では、液晶装置の素子基板を製造す
るにあたって、図9に示すように、下地層形成工程
(a)、第1の金属膜形成工程(b)、絶縁膜形成工程
(c)としての高圧アニール処理、第2の金属膜形成工
程(e)、下地層除去工程(f)、および画素電極形成
工程(g)をこの順に行なう。このように、本形態で
は、絶縁膜形成工程(c)で陽極酸化を行わないので、
陽極酸化を行なう際の給電用のブリッジ部が不要であ
る。このため、実施の形態1、2で行なったブリッジ部
除去工程を行わない。
【0077】すなわち、本形態では、まず、図11に示
す下地層形成工程(a)において、素子基板20の表面
にTa酸化物、例えば、Ta25を一様な厚さに成膜し
て下地層61を形成した後、第1の金属膜形成工程
(b)において、例えば、Taをスパッタリング等によ
って一様な厚さ、例えば、100nm〜500nm程度
の厚さに成膜し、さらにフォトリソグラフィ技術を用い
て第1の金属膜62を形成する。この第1の金属膜形成
工程(a)では、第1のTFD素子56aおよび第2の
TFD素子56bの第1の金属膜62を一つのTFD素
子の島とし、他のTFD素子とは島状に分離した状態で
形成する。
【0078】次に、絶縁膜形成工程(c)として、本形
態では、第1の金属膜62に対して、水蒸気を含む雰囲
気中で高温高圧下で処理する高圧アニール処理を行な
う。ここで、高圧アニール処理は、温度が250℃以
上、600℃以下、圧力が0.5MPa以上、3MPa
以下の条件、好ましくは、高圧アニール処理は、温度が
300℃以上、400℃以下、圧力が0.5MPa以
上、2MPa以下の条件で30分から2時間行なう。そ
の結果、第1の金属膜52の表面には、第1のTFD素
子56aおよび第2のTFD素子56bの絶縁膜63が
一様な厚さ、例えば、10nm〜35nmの厚さに形成
される。
【0079】この時点で、第1のTFD素子56aおよ
び第2のTFD素子56bの第1の金属膜62、および
絶縁膜63は、一つのTFD素子の島として、他のTF
D素子とは島状に分離した状態にあるので、実施の形態
1、2で説明したブリッジ部除去工程を行なう必要がな
い。
【0080】従って、本形態では、絶縁膜形成工程
(c)を行なった後、図7を参照して説明した第2の金
属膜形成工程(e)を行い、Crをスパッタリング等に
よって一様な厚さで成膜した後、フォトリソグラフィ技
術を利用して、走査線51、第1のTFD素子56aの
第2の金属膜64a、および第2のTFD素子56bの
第2の金属膜64bを形成する。以上により、能動素子
であるTFD素子56が形成される。それ以降は、実施
の形態1、2と同様、下地層除去工程(f)において、
画素電極66の形成予定領域の下地層61を除去した
後、画素電極形成工程(g)において、画素電極66を
形成する。ここで、下地層除去工程(f)は、第1の金
属膜形成工程(b)もしくは第2の金属膜形成工程
(e)と同時に行なうことも可能である。
【0081】このように、本形態では、絶縁膜形成工程
(c)において高圧アニール処理を行なって絶縁膜63
を形成するため、TFD素子56において電流−電圧特
性の非線形性を向上することができる。従って、液晶装
置1において駆動電圧を低く設定でき、かつ、品位の高
い表示を行なうことができるなどの効果を奏する。
【0082】さらに、本形態では、絶縁膜形成工程
(c)において高圧アニール処理を行なって絶縁膜63
を形成し、陽極酸化を行わない。このため、実施の形態
1、2と違って、陽極酸化時の給電用にブリッジ部(図
6を参照)を形成する必要がないため、このブリッジ部
を除去するための工程も省略できる。
【0083】また、本形態では、TFD素子56を、第
1のTFD素子56a、および第2のTFD素子56b
の、2つのTFD素子部からなるBack−to−Ba
ck構造としているが、これに限定するものではなく、
TFD素子56は1つのTFD素子部からなる構造とし
ても良い。その場合、第1の金属膜形成工程(b)で
は、第1の金属膜62を配線状に形成し、これを走査線
51とし、第2の金属膜形成工程(e)においては第2
の金属膜64bのみを形成すれば良い。
【0084】[実施の形態4]図12および図13はそ
れぞれ、本発明の実施の形態4に係る液晶装置の製造工
程のうち、素子基板の製造方法を示す工程図、および図
12に示す各製造工程のうち、下地層形成工程から常圧
での再アニール処理までを示す工程断面図である。
【0085】本形態では、液晶装置の素子基板を製造す
るにあたって、図12に示すように、下地層形成工程
(a)、第1の金属膜形成工程(b)、絶縁膜形成工程
(c)としての高圧アニール処理、常圧での再アニール
処理(c3)を行なった後、第2の金属膜形成工程
(e)、下地層除去工程(f)、および画素電極形成工
程(g)を行なう。このように、本形態では、絶縁膜形
成工程(c)で陽極酸化を行わないので、陽極酸化を行
なう際の給電用のブリッジ部が不要である。このため、
実施の形態1、2で行なったブリッジ部除去工程を行わ
ない。
【0086】本形態では、図13に示す下地層形成工程
(a)において、素子基板20の表面にTa酸化物、例
えばTa25を一様な厚さに成膜して下地層61を形成
した後、第1の金属膜形成工程(b)において、Taな
どをスパッタリング等によって一様な厚さ、例えば10
0nm〜500nm程度の厚さに成膜し、さらにフォト
リソグラフィ技術を用いて第1の金属膜62を形成す
る。この第1の金属膜形成工程(b)では、第1のTF
D素子56aおよび第2のTFD素子56bが構成され
る第1の金属膜62を一つのTFD素子の島とし、他の
TFD素子とは、各々が島状に分離した状態で形成す
る。
【0087】次に、絶縁膜形成工程(b)において、第
1の金属膜62に対し、水蒸気を含む雰囲気中におい
て、高温高圧の条件の下で高圧アニール処理を行なう。
【0088】具体的には、温度が250℃以上、600
℃以下、圧力が0.5MPa以上、3MPa以下、好ま
しくは、温度が300℃以上、400℃以下であり、か
つ圧力が0.5MPa以上、2MPa以下という条件の
下で、30分から2時間、第1の金属膜62に対して高
圧アニール処理を施す。この結果、第1の金属膜62の
表面には、第1のTFD素子56aおよび第2のTFD
素子56bの絶縁膜63が一様な厚さ、例えば10nm
ないし35nmの厚さに形成される。この時点で、第1
のTFD素子56aおよび第2のTFD素子56bの第
1の金属膜62および絶縁膜63は、各々が単独で島状
に分離した状態にあるため、上述した陽極酸化を含む製
造方法におけるブリッジ部除去工程を行なう必要はな
い。
【0089】次に、絶縁膜63に、水蒸気もしくは窒素
を含む雰囲気中で、常圧での再アニール処理(c3)を
行なう。この再アニール処理は、例えば100℃以上、
500℃以下の条件の下で行なわれる。この結果、絶縁
膜形成工程(c)によって形成された絶縁膜63の結晶
性が向上する。
【0090】こうして常圧での再アニール処理(c3)
を行なった後、図7を参照して説明した第2の金属膜形
成工程(e)を行い、Crをスパッタリング等によって
一様な厚さで成膜した後、フォトリソグラフィ技術を利
用して、走査線51、第1のTFD素子56aの第2の
金属膜64a、および第2のTFD素子56bの第2の
金属膜64bを形成する。以上により、能動素子である
TFD素子56が形成される。それ以降は、実施の形態
1、2と同様、下地層除去工程(f)において、画素電
極66の形成予定領域の下地層61を除去した後、画素
電極形成工程(g)において、画素電極66を形成す
る。ここで、下地層除去工程(f)は、第1の金属膜形
成工程(b)もしくは第2の金属膜形成工程(e)と同
時に行なうことも可能である。
【0091】このように、本実施形態に係る製造方法に
おいては、絶縁膜形成工程(c)において高圧アニール
処理を行なって絶縁膜63を形成し、常圧での再アニー
ル処理(c3)によって絶縁膜63の結晶性を向上させ
るため、TFD素子56において電流−電圧特性の非線
形性を向上することができる。従って、液晶装置1にお
いて駆動電圧を低く設定でき、かつ、品位の高い表示を
行なうことができるといった効果が得られる。
【0092】また、本方法においては、絶縁膜形成工程
(c)において高圧アニール処理を行なって絶縁膜63
を形成するようになっており、陽極酸化処理は不要であ
る。このため、上述した陽極酸化を含む製造方法とは異
なり、陽極酸化処理の際の給電用にブリッジ部69(図
6を参照)を形成する必要がないため、このブリッジ部
69を除去するための工程も不要となる。
【0093】また、本形態では、TFD素子56を、第
1のTFD素子56a、および第2のTFD素子56b
の、2つのTFD素子部からなるBack−to−Ba
ck構造としているが、これに限定するものではなく、
TFD素子56は1つのTFD素子部からなる構造とし
ても良い。その場合、第1の金属膜形成工程(b)で
は、第1の金属膜62および第3の金属膜62′を配線
状に形成し、これらを走査線51とし、第2の金属膜形
成工程(e)においては第2の金属膜64bのみを形成
すれば良い。また、本形態では、第2の金属膜64a、
64bをCrとしているが、これに限定するものではな
く、Ti、Mo、Alなど他の金属を使用しても良い。
【0094】[実施の形態5]実施の形態3では、第1
の金属膜62の表面を高圧アニール処理により絶縁膜6
3に変化させたが、図14および図15参照して説明す
るように、第1の金属膜62の表面に形成した別層の金
属膜を高圧アニール処理によって酸化させ、これをTF
D素子56の絶縁膜として利用してもよい。
【0095】図14および図15はそれぞれ、本発明の
実施の形態5に係る液晶装置の製造工程のうち、素子基
板の製造方法を示す工程図、および図14に示す各製造
工程のうち、下地層形成工程から絶縁膜形成工程までを
示す工程断面図である。
【0096】本形態では、液晶装置の素子基板20を製
造するにあたって、図14に示すように、下地層形成工
程(a)、第1の金属膜形成工程(b)、第3の金属膜
形成工程(b′)、絶縁膜形成工程(c)としての高圧
アニール処理、第2の金属膜形成工程(e)、下地層除
去工程(f)、および画素電極形成工程(g)をこの順
に行なう。このように、本形態では、絶縁膜形成工程
(c)で陽極酸化を行わないので、陽極酸化を行なう際
の給電用のブリッジ部が不要である。このため、実施の
形態1、2で行なったブリッジ部除去工程を行わない。
【0097】すなわち、本形態では、まず、図15に示
す下地層形成工程(a)において、素子基板20の表面
にTa酸化物、例えば、Ta25を一様な厚さに成膜し
て下地層61を形成した後、第1の金属膜形成工程
(b)において、例えば、Taなどといった金属膜をス
パッタリング等によって一様な厚さ、例えば、100n
m〜500nm程度の厚さに成膜し、さらにフォトリソ
グラフィ技術を用いて走査線51の第1層、および第1
の金属膜62などを同時に形成する。この第1の金属膜
形成工程では、第1のTFD素子56aおよび第2のT
FD素子56bの第1の金属膜62を一つの島とし、他
のTFD素子と島状に分離した状態で形成する。
【0098】次に、第3の金属膜形成工程(b′)にお
いて、例えば、Taをスパッタリング等によって一様な
厚さで成膜し、さらにフォトリソグラフィ技術を用いて
第1の金属膜62に重なるように第3の金属膜62′を
形成する。
【0099】ここで、第1の金属膜62および第3の金
属膜62′を連続して形成した後、これらの金属膜6
2、62′を一括してパターニングしてもよい。いずれ
の場合でも、本形態では陽極酸化を行わないので、第1
の金属膜62、および第3の金属膜62′を島状に分離
した状態で形成する。
【0100】次に、絶縁膜形成工程(c)として、本形
態では、第3の金属膜62′に対して、水蒸気を含む雰
囲気中で高温高圧下で処理する高圧アニール処理を行な
う。ここで、高圧アニール処理は、温度が250℃以
上、600℃以下、圧力が0.5MPa以上、3MPa
以下の条件、好ましくは、高圧アニール処理は、温度が
350℃以上、400℃以下、圧力が0.5MPa以
上、2MPa以下の条件で30分から2時間行なう。そ
の結果、第3の金属膜62′は、全て酸化されて絶縁膜
63が一様な厚さ、例えば、10nm〜35nmの厚さ
に形成される。
【0101】この時点で、第1のTFD素子56aおよ
び第2のTFD素子56bの第1の金属膜62、および
絶縁膜63は、走査線51から島状に分離した状態にあ
るので、実施の形態1、2で説明したブリッジ部除去工
程を行なう必要がない。
【0102】従って、本形態では、絶縁膜形成工程
(c)を行なった後、図7を参照して説明した第2の金
属膜形成工程(e)を行い、Crをスパッタリング等に
よって一様な厚さで成膜した後、フォトリソグラフィ技
術を利用して、走査線51、第1のTFD素子56aの
第2の金属膜64a、および第2のTFD素子56bの
第2の金属膜64bを形成する。以上により、能動素子
であるTFD素子56が形成される。それ以降は、実施
の形態1、2と同様、下地層除去工程(f)において、
画素電極66の形成予定領域の下地層61を除去した
後、画素電極形成工程(g)において、画素電極66を
形成する。ここで、下地層除去工程(f)は、第1の金
属膜形成工程(b)もしくは第2の金属膜形成工程
(e)と同時に行なうことも可能である。
【0103】このように、本形態では、絶縁膜形成工程
(c)において高圧アニール処理を行なって絶縁膜63
を形成するため、TFD素子56において電流−電圧特
性の非線形性を向上することができる。従って、液晶装
置1において駆動電圧を低く設定でき、かつ、品位の高
い表示を行なうことができるなどの効果を奏する。
【0104】さらに、本形態では、絶縁膜形成工程
(c)において高圧アニール処理を行なって絶縁膜63
を形成し、陽極酸化を行わない。このため、実施の形態
1、2と違って、陽極酸化時の給電用にブリッジ部(図
6を参照)を形成する必要がないため、このブリッジ部
を除去するための工程も省略できる。
【0105】また、本形態では、第二の金属膜64a、
64bをCrとしているが、これに限定するものではな
く、Ti、Mo、Alなど他の金属を使用しても良い。
【0106】また、本形態では、TFD素子56を、第
1のTFD素子56a、および第2のTFD素子56b
の、2つのTFD素子部からなるBack−to−ba
ck構造としているが、これに限定するものではなく、
TFD素子56は1つのTFD素子部からなる構造とし
ても良い。その場合、第1の金属膜形成工程(b)で
は、第1の金属膜62および第3の金属膜62′を配線
状に形成し、これらを走査線51とし、第2の金属膜形
成工程(e)においては第2の金属膜64bのみを形成
すれば良い。
【0107】さらにまた、絶縁膜63は、第3の金属膜
62′に対する酸化によって形成されるため、第1の金
属膜62については、必ずしもTa膜である必要がな
く、Cr膜など他の金属を用いてもよい。
【0108】[実施の形態6]図16および図17はそ
れぞれ、本発明の実施の形態6に係る液晶装置の製造工
程のうち、素子基板の製造方法を示す工程図、および図
16に示す各製造工程のうち、下地層形成工程から絶縁
膜形成工程までを示す工程断面図である。
【0109】本形態でも、実施の形態5と同様、第1の
金属膜62の表面に当該第1の金属膜62とは別個に金
属膜を形成した後、この金属膜を高圧アニール処理によ
って酸化させ、これによりTFD素子56の絶縁膜63
として利用する。すなわち、本形態では、液晶装置の素
子基板20を製造するにあたって、図16に示すよう
に、下地層形成工程(a)、第1の金属膜形成工程
(b)、第3の金属膜形成工程(b′)、絶縁膜形成工
程(c)としての高圧アニール処理、常圧での再アニー
ル処理(c3)を行なった後、第2の金属膜形成工程
(e)、下地層除去工程(f)、および画素電極形成工
程(g)を行なう。このように、本形態では、絶縁膜形
成工程(c)で陽極酸化を行わないので、陽極酸化を行
なう際の給電用のブリッジ部が不要である。このため、
実施の形態1、2で行なったブリッジ部除去工程を行わ
ない。
【0110】本形態では、まず、図17に示す下地層形
成工程(a)において、素子基板20の表面にTa酸化
物、例えば、Ta25を一様な厚さに成膜して下地層6
1を形成する。続いて、第1の金属膜形成工程(b)に
おいて、Taなどの金属膜をスパッタリング等によって
一様な厚さ、例えば100nm〜500nm程度の厚さ
に形成した後、この金属膜を、フォトリソグラフィ技術
を用いてパターニングして第1の金属膜62を形成す
る。この第1の金属膜形成工程においては、上述した陽
極酸化を含む製造方法とは異なり、第1のTFD素子5
6aおよび第2のTFD素子56bが構成される第1の
金属膜62を一つのTFD素子の島とし、他のTFD素
子とは、各々独立して島状に分離した状態で形成され
る。
【0111】次に、第3の金属膜形成工程(b′)にお
いて、少なくともTaを含む合金などをスパッタリング
等によって一様な厚さで成膜した後、フォトリソグラフ
ィ技術を用いてパターニングして、第1の金属膜62に
重なる第3の金属膜62’を形成する。なお、ここでは
第1の金属膜62および第3の金属膜62’の各々の形
成工程の後にパターニングを行なうようにしたが、これ
に代えて、第1の金属膜62となる金属膜と第3の金属
膜62’となる金属膜を積層した後に、これらの金属幕
を一括してパターニングすることによって第1の金属膜
62と第3の金属膜62’とを形成するようにしてもよ
い。いずれの手順においても、第1の金属膜62および
第3の金属膜62’が各々独立して島状に分離した状態
となるように形成する。
【0112】そして、絶縁膜形成工程(c)として、第
3の金属膜62’に対し、水蒸気を含む雰囲気中におい
て、高温高圧の条件の下で高圧アニール処理を行なう。
具体的には、250℃以上、600℃以下の温度、0.
5MPa以上、3MPa以下の圧力、好ましくは、35
0℃以上、400℃以下の温度であって、かつ0.5M
Pa以上、2MPa以下の圧力という条件の下で、30
分から2時間、第3の金属膜62’に対して高圧アニー
ル処理を施す。この結果、第3の金属膜62’は全て酸
化され、絶縁膜63が一様な厚さ、例えば10nm〜3
5nmの厚さに形成される。この時点で、第1のTFD
素子56aおよび第2のTFD素子56bの第1の金属
膜62と絶縁膜63とが積層してなる部分は、各々が単
独で島状に分離した状態にあるため、上述した陽極酸化
を含む製造方法におけるブリッジ部除去工程を行なう必
要はない。
【0113】次いで、絶縁膜63に対し、水蒸気もしく
は窒素を含む雰囲気中で、常圧での再アニール処理(c
3)を行なう。この再アニール処理は、例えば100℃
以上、500℃以下の条件の下で行われる。この結果、
高圧アニール処理によって形成された絶縁膜63の結晶
性が向上する。
【0114】こうして常圧でのアニール処理(c3)を
行なった後、図7を参照して説明した第2の金属膜形成
工程(e)を行い、Crをスパッタリング等によって一
様な厚さで成膜した後、フォトリソグラフィ技術を利用
して、走査線51、第1のTFD素子56aの第2の金
属膜64a、および第2のTFD素子56bの第2の金
属膜64bを形成する。以上により、能動素子であるT
FD素子56が形成される。それ以降は、実施の形態
1、2と同様、下地層除去工程(f)において、画素電
極66の形成予定領域の下地層61を除去した後、画素
電極形成工程(g)において、画素電極66を形成す
る。ここで、下地層除去工程(f)は、第1の金属膜形
成工程(b)もしくは第2の金属膜形成工程(e)と同
時に行なうことも可能である。
【0115】このように、本実施形態に係る製造方法に
おいては、絶縁膜形成工程(c)において第3の金属膜
62’に高圧アニール処理を施して絶縁膜63を形成
し、常圧での再アニール処理(c3)によって当該絶縁
膜63の結晶性を向上させるため、TFD素子56にお
いて電流−電圧特性の非線形性を向上することができ
る。従って、液晶装置1において駆動電圧を低く設定で
き、かつ、品位の高い表示を行なうことができるなどの
効果を奏する。
【0116】さらに、本方法においては、絶縁膜形成工
程(c)において第3の金属膜62’に高圧アニール処
理を施して絶縁膜63を形成するようになっているか
ら、陽極酸化処理は不要である。このため、上述した陽
極酸化を含む製造方法とは異なり、陽極酸化時の給電用
にブリッジ部69(図6を参照)を形成する必要がない
から、このブリッジ部69を除去するための工程も不要
である。この結果、成膜工程、アニール処理、パターニ
ング工程といった半導体プロセスだけで、TFD素子5
6を含む素子基板20上の各要素を効率よく形成するこ
とができる。
【0117】また、本形態では、第二の金属膜64a、
64bをCrとしているが、これに限定するものではな
く、Ti、Mo、Alなど他の金属を使用しても良い。
【0118】また、本形態では、TFD素子56を、第
1のTFD素子56a、および第2のTFD素子56b
の、2つのTFD素子部からなるBack−to−Ba
ck構造としているが、これに限定するものではなく、
TFD素子56は1つのTFD素子部からなる構造とし
ても良い。その場合、第1の金属膜形成工程(b)で
は、第1の金属膜62および第3の金属膜62′を配線
状に形成し、これらを走査線51とし、第2の金属膜形
成工程(e)においては第2の金属膜64bのみを形成
すれば良い。
【0119】さらに、絶縁膜63は、第3の金属膜6
2’の酸化によって形成されるため、第1の金属膜62
をTaによって形成する必要は必ずしもなく、Crなど
他の金属によって形成してもよい。
【0120】[その他の実施の形態]なお、上記実施形
態では、TaあるいはTa合金、およびCr膜を用い
て、Ta/Ta25/Cr構造のTFD素子56を製造
したが、高圧アニールによって絶縁膜63を形成可能で
あれば、Nb、Al、Tiなどといった他の金属を用い
てもよい。
【0121】また、上記実施形態では、電気光学物質と
して液晶を用いた液晶装置に本発明を適用した場合を例
示したが、電気光学物質としてEL素子を用いたELデ
ィスプレイパネルや、電気光学物質としてガスを用いた
プラズマディスプレイパネルなど、他の各種の電子機器
にも本発明を適用可能である。このように、第1の金属
膜、絶縁膜および第2の金属膜からなる薄膜ダイオード
非線形を備える装置であれば、その他の構成要素の態様
の如何にかかわらず本発明を適用することができる。
【0122】[電子機器の実施形態]図18は、本発明
に係る液晶装置を各種の電子機器の表示装置として用い
る場合の一実施形態を示している。ここに示す電子機器
は、表示情報出力源70、表示情報処理回路71、電源
回路72、タイミングジェネレータ73、そして液晶装
置74を有する。また、液晶装置74は、液晶表示パネ
ル75及び駆動回路76を有する。液晶装置74および
液晶装置75としては、前述した液晶装置1を用いるこ
とができる。
【0123】表示情報出力源70は、ROM(Read
Only Memory)、RAM(Random
Access Memory)等といったメモリ、各種
ディスク等といったストレージユニット、デジタル画像
信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェ
ネレータ73によって生成された各種のクロック信号に
基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示
情報を表示情報処理回路71に供給する。
【0124】表示情報処理回路71は、シリアル−パラ
レル変換回路や、増幅・反転回路、ローテーション回
路、ガンマ補正回路、クランプ回路等といった周知の各
種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、そ
の画像信号をクロック信号CLKと共に駆動回路76へ
供給する。駆動回路76は、図2における走査線駆動回
路57やデータ線駆動回路58、検査回路等を総称した
ものである。また、電源回路72は、各構成要素に所定
の電圧を供給する。
【0125】図19は、本発明に係る電子機器の一実施
形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示し
ている。ここに示すパーソナルコンピュータは、キーボ
ード81を備えた本体部82と、液晶表示ユニット83
とを有する。液晶表示ユニット83は、前述した液晶装
置1を含んで構成される。
【0126】図20は、本発明に係る電子機器の他の実
施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯
電話機90は、複数の操作ボタン91と液晶装置1を有
している。
【0127】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、陽極
酸化により形成した絶縁膜を改質する場合には、不活性
ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気中、あるいは水蒸気を含む
雰囲気中で高圧アニール処理を行い、金属膜の表面を酸
化させる場合には、水蒸気を含む雰囲気中で高圧アニー
ル処理に行なう。このように、所定の雰囲気中で高圧ア
ニール処理を行なうと、水蒸気雰囲気中で常圧でアニー
ル処理を行なった場合に比較して、非線形素子において
電流−電圧特性の非線形性をより一層、向上することが
できる。それ故、液晶装置において駆動電圧を低く設定
でき、かつ、品位の高い表示を行なうことができるなど
の効果を奏する。
【0128】また、高圧アニール処理で形成した絶縁膜
だけで非線形素子の絶縁膜を構成した場合には、Back t
o Back構造のTFD素子を製造する場合でも、複数の第
1金属膜を繋ぐ給電用のブリッジ部が不要であるため、
それを除去する工程を省略できるなど、製造工程の簡素
化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明を適用した非線形素子の製造方
法で行なった高圧アニール処理の効果の一例を示すグラ
フである。(b)は本発明を適用した非線形素子の製造
方法で行なった高圧アニール処理の効果の一例を示すグ
ラフである。
【図2】本発明が適用される液晶装置の電気的構成を模
式的に示すブロック図である。
【図3】図2に示す液晶装置の構造を示す分解斜視図で
ある。
【図4】(a)、(b)、(c)はそれぞれ、液晶装置
において液晶を挟持する1対の基板のうち、素子基板に
おける1画素分の平面図、図4(a)のIII−III′線断
面図、各画素に形成されているTFD素子の斜視図であ
る。
【図5】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の素子基
板の製造方法を示す工程図である。
【図6】図5に示す各製造工程のうち、下地層形成工程
からブリッジ部除去工程までを示す工程断面図である。
【図7】図5に示す各製造工程のうち、第2の金属膜形
成工程から画素電極形成工程までを示す工程断面図であ
る。
【図8】本発明の実施の形態2に係る液晶装置の素子基
板の製造方法を示す工程図である。
【図9】図8に示す各製造工程のうち、下地層形成工程
からブリッジ部除去工程までを示す工程断面図である。
【図10】本発明の実施の形態3に係る液晶装置の素子
基板の製造方法を示す工程図である。
【図11】図10に示す製造工程のうち、下地層形成工
程から絶縁膜形成工程までを示す工程断面図である。
【図12】本発明の実施の形態4に係る液晶装置の素子
基板の製造方法を示す工程図である。
【図13】図12に示す各製造工程のうち、下地層形成
工程から常圧での再アニール処理工程までを示す工程断
面図である。
【図14】本発明の実施の形態5に係る液晶装置の素子
基板の製造方法を示す工程図である。
【図15】図14に示す各製造工程のうち、下地層形成
工程から絶縁膜形成工程(高圧アニール処理工程)まで
を示す工程断面図である。
【図16】本発明の実施の形態6に係る液晶装置の素子
基板の製造方法を示す工程図である。
【図17】図16に示す各製造工程のうち、下地層形成
工程から常圧での再アニール処理工程までを示す工程断
面図である。
【図18】本発明に係る液晶装置を用いた各種電子機器
の構成を示すブロック図である。
【図19】本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の一
実施形態としてのモバイル型のパーソナルコンピュータ
を示す説明図である。
【図20】本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の一
実施形態としての携帯電話機の説明図である。
【符号の説明】
1 液晶装置 2R、2G、2B カラーフィルタ層 6 液晶 10 対向基板 20 素子基板 51 走査線 52 データ線 53 画素 54 液晶層 56 TFD素子 56a 第1のTFD素子 56b 第2のTFD素子 57 走査線駆動回路 58 データ線駆動回路 61 下地層 62 第1の金属膜 62′ 第3の金属膜 63、63′ 絶縁膜 64a、64b 第2の金属膜 66 画素電極 69 ブリッジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 直野 秀昭 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 田口 聡志 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 2H092 JA02 KA17 KB13 MA05 MA13 MA24 MA29 NA22 NA26 NA27

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の金属膜、絶縁膜、および第2の金
    属膜がこの順に積層された非線形素子の製造方法におい
    て、 前記第1の金属膜を形成する第1の金属膜形成工程と、 前記第2の金属膜を形成する第2の金属膜形成工程と、 前記第1の金属膜形成工程を行なった以降、前記第2の
    金属膜形成工程を行なうまでの間に、所定の雰囲気中で
    高圧下でアニールする高圧アニール処理を行なうことを
    特徴とする非線形素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記第1の金属膜
    は、少なくともTaを含む金属膜からなることを特徴と
    する非線形素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、前記第1の
    金属膜形成工程の後、前記第1の金属膜の表面に陽極酸
    化を施して前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を行
    い、 次に、不活性ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気中、あるいは
    水蒸気を含む雰囲気中で前記高圧アニール処理を行い、 しかる後に、前記第2の金属膜形成工程において、前記
    絶縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成することを特徴
    とする非線形素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2において、前記第1の
    金属膜形成工程の後、水蒸気を含む雰囲気中で前記高圧
    アニール処理を行なって前記第1の金属膜の表面を酸化
    させ、 次に、前記第1の金属膜の表面に対して陽極酸化を施し
    て前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程を行い、 しかる後に、前記第2の金属膜形成工程において、前記
    絶縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成することを特徴
    とする非線形素子の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項3または4において、前記高圧ア
    ニール処理は、温度が100℃以上、600℃以下、圧
    力が0.5MPa以上、3MPa以下の条件で行なうこ
    とを特徴とする非線形素子の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5において、前記高圧アニール処
    理は、温度が150℃以上、300℃以下、圧力が0.
    5MPa以上、2MPa以下の条件で行なうことを特徴
    とする非線形素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1または2において、前記第1の
    金属膜形成工程の後、水蒸気を含む雰囲気中で前記高圧
    アニール処理を行なって前記第1の金属膜の表面を酸化
    させて前記絶縁膜を形成し、 しかる後に、前記第2の金属膜形成工程において、前記
    絶縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成することを特徴
    とする非線形素子の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項7において、前記高圧アニール処
    理を行なった後、当該高圧アニール処理よりも低い圧力
    の下で前記絶縁膜に対してアニールする再アニール処理
    を行なうことを特徴とする非線形素子の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項1または2において、前記第1の
    金属膜形成工程を行なった後、当該第1の金属膜の表面
    に第3の金属膜を形成する第3の金属膜形成工程を行
    い、 次に、水蒸気を含む雰囲気中で前記高圧アニール処理を
    行なって前記第3の金属膜を酸化させて前記絶縁膜を形
    成し、 しかる後に、前記第2の金属膜形成工程において、前記
    絶縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成することを特徴
    とする非線形素子の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項9において、前記第3の金属膜
    は、少なくともTaを含む金属膜からなることを特徴と
    する非線形素子の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項9または10において、前記高
    圧アニール処理を行なった後、当該高圧アニール処理よ
    りも低い圧力の下で前記絶縁膜に対してアニールする再
    アニール処理を行なうことを特徴とする非線形素子の製
    造方法。
  12. 【請求項12】 請求項8または11において、前記再
    アニール処理を行なった後、前記第2の金属膜形成工程
    において、前記絶縁膜の表面に前記第2の金属膜を形成
    することを特徴とする非線形素子の製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項8、11または12において、
    前記再アニール処理は、水蒸気または窒素を含む雰囲気
    中で行なうことにより前記絶縁膜を結晶化させることを
    特徴とする非線形素子の製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項8、11、12または13にお
    いて、前記再アニール処理は、温度が100℃以上、5
    00℃以下の条件で行なうことを特徴とする非線形素子
    の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項7ないし14のいずれかにおい
    て、前記高圧アニール処理は、温度が250℃以上、6
    00℃以下、圧力が0.5MPa以上、3MPa以下の
    条件で行なうことを特徴とする非線形素子の製造方法。
  16. 【請求項16】 請求項15において、前記高圧アニー
    ル処理は、温度が300℃以上、400℃以下、圧力が
    0.5MPa以上、2MPa以下の条件で行なうことを
    特徴とする非線形素子の製造方法。
  17. 【請求項17】 電気光学物質を保持する基板を備えた
    電気光学装置の製造方法において、 前記基板の前記電気光学物質を保持する側の面上に、請
    求項1ないし16のいずれかに記載する製造方法によっ
    て非線形素子を画素スイッチング素子として形成すると
    ともに、当該基板上には前記非線形素子に接続された画
    素電極を形成することを特徴とする電気光学装置の製造
    方法。
  18. 【請求項18】 請求項17において、前記電気光学物
    質は、液晶であることを特徴とする電気光学装置の製造
    方法。
  19. 【請求項19】 電気光学物質を保持する基板を備えた
    電気光学装置において、 前記基板の前記電気光学物質を保持する側の面上に、請
    求項1ないし16のいずれかに記載する製造方法によっ
    て非線形素子を画素スイッチング素子として形成してな
    ることを特徴とする電気光学装置。
  20. 【請求項20】 電気光学物質を保持する基板を備え、
    当該基板の前記電気光学物質を保持する側の面上に第1
    の金属膜、絶縁膜および第2の金属膜からなる非線形素
    子を画素スイッチング素子として備えた電気光学装置に
    おいて、 前記絶縁膜は、前記第1の金属膜に対してアニール処理
    を施すことにより形成されたものであることを特徴とす
    る電気光学装置。
  21. 【請求項21】 電気光学物質を保持する基板を備え、
    当該基板の前記電気光学物質を保持する側の面上に第1
    の金属膜、絶縁膜および第2の金属膜からなる非線形素
    子を画素スイッチング素子として備えた電気光学装置に
    おいて、 前記絶縁膜は、前記第1の金属膜の表面に形成された第
    3の金属膜に対してアニール処理を施すことにより形成
    されたものであることを特徴とする電気光学装置。
  22. 【請求項22】 請求項19ないし21のいずれかにお
    いて、前記電気光学物質は、液晶であることを特徴とす
    る電気光学装置。
  23. 【請求項23】 請求項19ないし22のいずれかに記
    載の電気光学装置を表示部として備えることを特徴とす
    る電子機器。
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