JP2001244522A - ２端子型非線形素子の形成方法および液晶装置用基板の製造方法ならびに液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子特性の向上が充分に図れると同時に、製
造コストの高騰、ＴＡＴの増大等の問題が生じることの
ないＴＦＤ素子の形成方法を提供する。 【解決手段】 本発明のＴＦＤ素子４の形成方法は、基
板温度を３００℃以上に保持した状態でスパッタリング
を行うことによりタンタル膜、タンタル合金膜等からな
る第１の導電膜６を基板２上に成膜する工程と、第１の
導電膜６をパターニングする工程と、パターニングした
第１の導電膜６を覆う絶縁膜７を形成する工程と、絶縁
膜７の表面に第２の導電膜８を成膜する工程とを有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２端子型非線形素
子の形成方法および液晶装置用基板の製造方法ならびに
液晶装置の製造方法に関し、特に２端子型非線形素子を
形成する際の第１の導電膜の形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリクス型液晶装置に用い
られるスイッチング素子として、導電体−絶縁体−導電
体構造やダイオード素子構造を備え、ＭＩＭや薄膜ダイ
オード（Thin Film Diode,以下、ＴＦＤと略記する）と
も呼ばれる非線形な電流−電圧特性を有する２端子型非
線形素子が従来から知られている。２端子型非線形素子
は、薄膜トランジスタなどの３端子素子に比べてクロス
オーバー短絡の発生がなく、製造工程を簡略化できると
いう利点を有している。

【０００３】ＴＦＤを用いた液晶表示装置において、コ
ントラストが高く、かつ表示ムラ、残像および焼き付き
などの現象が認識されない高画質の液晶表示パネルを実
現するためには、ＴＦＤの特性として以下の条件を満足
することが重要である。 （１）ＴＦＤの容量が液晶表示パネルの容量に対して充
分に小さいこと、（２）ＴＦＤの電圧−電流特性の経時
変化が充分に小さいこと、（３）ＴＦＤの電圧−電流特
性の対称性が良いこと、（４）ＴＦＤの電圧−電流特性
の急峻性が充分に大きいこと、（５）ＴＦＤの素子抵抗
が広い電圧範囲において充分に一様であること。

【０００４】ＴＦＤに要求されるこれら（１）〜（５）
の特性を得るために、本出願人は、ＴＦＤを構成する第
１の導電膜（下層側導電膜）を基板上に形成した後、こ
の導電膜を例えばアルゴン、窒素等の不活性ガス中にお
いて３００℃以上の温度で熱処理（本明細書ではこの第
１の導電膜の熱処理のことを以下、プレアニールとい
う）し、その後に絶縁膜を形成することによって、上記
特性を備えたＴＦＤを得る方法を提案した（特開平１０
−２４７７５４号公報参照）。この方法を採った場合、
熱処理によって第１の導電膜中の水素原子が表面に移動
し、第１の導電膜と絶縁膜との界面近傍に水素を多く含
有する層が形成されることにより絶縁膜に印加される実
効電圧が小さくなり、その結果、ＴＦＤの電圧−電流特
性の経時変化が小さくなるものと考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＴＦＤの形
成方法をより詳細に説明すると、基板上に酸化タンタル
等からなる下地絶縁膜を形成した後、スパッタリング
法、電子ビーム蒸着法等を用いてタンタルまたはタンタ
ル合金などのタンタル系導電膜からなる第１の導電膜を
形成する。その後、一般のフォトリソグラフィー、エッ
チング技術を用いて第１の導電膜をパターニングする。
このパターニングした第１の導電膜がＴＦＤの下側導電
膜や信号線等になる。次いで、アルゴン等の希ガスある
いは窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中において、３００
℃以上の温度条件下でプレアニールを行う。プレアニー
ルを行うことによって、プレアニールを行わない場合に
比べて絶縁膜の比誘電率を小さくすることができ、ま
た、第１の導電膜と絶縁膜との界面近傍に特定の膜厚で
水素を分布させることができる。

【０００６】しかしながら、上記のＴＦＤの形成方法に
は、以下のような問題点があった。

【０００７】上述したように、ＴＦＤはＴＦＴに比べて
製造工程が簡単であるという利点を有しており、このこ
とがＴＦＤ型液晶表示装置の製造コストの低減につなが
っていた。ところが、ＴＦＤの素子特性向上の目的で、
第１の導電膜のパターニング後に上記のプレアニール工
程を導入すると、場合によってはアニール時間が数時間
にわたることもあり、この工程でのアニール装置の占有
時間が長くなる。すると、製造ラインにおいて多量の製
品を円滑に製造するためには、高価なアニール装置の台
数を増やす必要が生じ、製造コストの高騰につながると
いう問題があった。あるいは、アニール装置を増やさな
ければ、１台のアニール装置にかかる負担が大きくな
り、ＴＡＴ（Turn Around Time, 製品着工から完成まで
の時間）の増大につながるという問題があった。

【０００８】また、上記の方法は、第１の導電膜の成
膜、第１の導電膜のパターニング、プレアニールという
工程順で行われているが、基板が工程間（装置間）で搬
送されたり、保管されたりする間に基板表面には自然酸
化膜が形成される。つまり、プレアニールを行う段階
で、第１の導電膜の表面には酸化膜が形成されている。
特に、タンタル系の導電膜は酸化されやすいという性質
を持っている。この状態のままプレアニールを行うと、
自然酸化膜の存在により第１の導電膜中の水素原子の移
動が阻害されるため、ＴＦＤの特性向上が充分に実現で
きないという問題があった。その対策として、自然酸化
膜の除去工程を入れると、やはり工程が煩雑になってし
まう。

【０００９】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、素子特性の向上が充分に図れると
同時に、製造コストの高騰、ＴＡＴの増大を招くことな
く、製品の生産性を高めることができる、液晶装置にお
いてスイッチング素子として用いられる２端子型非線形
素子の形成方法、およびこれを用いた液晶装置用基板の
製造方法、ならびに液晶装置の製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の２端子型非線形素子の形成方法は、第１
の導電膜と第２の導電膜との間に絶縁膜が挟持されてな
る２端子型非線形素子の形成方法であって、基板上に、
基板温度を３００℃以上に保持した状態でタンタル系導
電膜からなる第１の導電膜を成膜する工程と、第１の導
電膜をパターニングする工程と、パターニングした第１
の導電膜を覆う絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の表面
に第２の導電膜を成膜する工程とを有することを特徴と
する。第１の導電膜の具体的な成膜手段として、例えば
スパッタリング法を用いることができる。

【００１１】本発明の他の２端子型非線形素子の形成方
法は、基板上にタンタル系導電膜からなる第１の導電膜
を成膜した後、基板を大気に接触させることなく３００
℃以上の温度で熱処理する工程と、第１の導電膜をパタ
ーニングする工程と、パターニングした第１の導電膜を
覆う絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の表面に第２の導
電膜を成膜する工程とを有することを特徴とする。本方
法においても、第１の導電膜の成膜に関しては、例えば
スパッタリング法を用いることができる。

【００１２】［従来の技術］の項で説明したように、従
来の２端子型非線形素子の形成方法は、素子特性向上の
ためのプレアニール工程を第１の導電膜のパターニング
後に個別のアニール装置を用いて行っていた。これに対
して、本発明の場合、第１の方法は、例えばスパッタリ
ング法を用いて第１の導電膜を成膜する場合、スパッタ
時の基板の温度を３００℃以上に制御することによって
従来のプレアニールと同様の作用を生じさせるというも
のである。この方法によれば、導電膜の堆積と同時に水
素原子の移動が生じるため、結果として第１の導電膜の
表面近傍に特定の膜厚で水素を分布させることができ
る。

【００１３】また、第２の方法は、例えばスパッタリン
グ法を用いて第１の導電膜を成膜した後、基板を大気に
接触させることなく３００℃以上の温度で熱処理（プレ
アニール）を行う方法である。この方法を採る場合、第
１の導電膜の成膜とその後の熱処理とを同一の装置内で
行うことが好ましい。同一の装置とは、例えば、スパッ
タチャンバーとアニールチャンバーとこれらチャンバー
間を気密状態を保持したままで基板を搬送し得る基板搬
送手段とを少なくとも備えた装置を用いれば良い。この
装置を用いると、スパッタリングとプレアニールとの間
で基板が大気に触れないため、第１の導電膜上に自然酸
化膜が成長することがない。

【００１４】上記本発明のいずれの方法を用いた場合で
あっても、第１の導電膜の成膜工程において個別のアニ
ール装置が不要になるため、プレアニール処理の導入に
伴う製造コストの高騰が生じることはない。また、成膜
と同時にプレアニールを行うことにより、もしくは成膜
とプレアニールを１台の装置で行うことにより、個別の
アニール装置を使用してプレアニール処理を行う従来の
方法に比べてＴＡＴを短縮することができる。このよう
な製造工程上の利点に加えて、本発明の場合、一連の第
１の導電膜の形成工程で基板が大気に触れることがな
く、自然酸化膜が成長しないため、従来のように自然酸
化膜の存在によって第１の導電膜中の水素原子の移動が
阻害されることもなく、ＴＦＤの素子特性を充分に改善
することができる。

【００１５】なお、パターニング後にプレアニールを行
う従来の方法によれば、パターンの側面部分にも水素原
子を含有する層が形成されるが、本発明の方法ではプレ
アニール後にパターニングを行う形となるため、第１の
導電膜のパターン上面に水素原子を含有する層が形成さ
れるのみである。しかしながら、実際の２端子型非線形
素子における第１の導電膜パターンは、パターン幅が数
μｍであるのに対し、膜厚がせいぜい１００ｎｍ前後で
ある。したがって、本発明の方法を採った場合に、パタ
ーンの側面部分に水素原子を含有する層が形成されない
ことの影響はほとんど無視できると考えられる。

【００１６】上では、成膜時の基板温度、もしくは成膜
後の熱処理温度を３００℃以上と記載したが、より好ま
しくは３４０℃以上、３６０℃以下の範囲とするのが良
い。

【００１７】なぜならば、３４０℃以上とすることで、
基板全面にわたって、均一に水素原子を移動させること
が可能となるからである。

【００１８】そして、３６０℃以下とすることで、基板
の歪みが発生することによる基板の割れ、かけを防ぐこ
とができる。また、基板サイズの変化による基板組立
（液晶パネルを構成する一対の基板の貼り合わせ）精度
の悪化を防ぐことができる。

【００１９】本発明の液晶装置用基板の製造方法は、基
板上に設けられた複数の信号線と、信号線に接続され、
第１の導電膜と第２の導電膜との間に絶縁膜が挟持され
てなる２端子型非線形素子と、２端子型非線形素子が接
続された画素電極とを有する液晶装置用基板の製造方法
であって、上記本発明の２端子型非線形素子の形成方法
を用いて基板上に２端子型非線形素子を形成する工程
と、２端子型非線形素子を構成する第２の導電膜に接続
された画素電極を形成する工程とを有することを特徴と
する。

【００２０】本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基
板間に液晶が挟持されてなり、一対の基板の少なくとも
一方の基板上に設けられた複数の信号線と、信号線に接
続され、第１の導電膜と第２の導電膜との間に絶縁膜が
挟持されてなる２端子型非線形素子と、２端子型非線形
素子が接続された画素電極とを有する液晶装置の製造方
法であって、上記本発明の液晶装置用基板の製造方法を
用いて一方の基板を製造する工程を有することを特徴と
する。

【００２１】本発明の液晶装置用基板の製造方法および
液晶装置の製造方法は、直視型液晶装置（液晶表示装
置）、投射型液晶装置（液晶プロジェクタ）のいずれに
も適用可能であり、本方法によれば、表示品位に優れ、
低コストの液晶装置を提供することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１ないし図１１を参照して説明する。

【００２３】［ＴＦＤ素子および液晶表示装置の構成］
図１は、本実施の形態のＴＦＤ素子（２端子型非線形素
子）を用いた液晶表示装置用基板の一画素を示す平面
図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【００２４】本実施の形態の液晶表示装置用基板１は、
図１および図２に示すように、絶縁性と透明性とを有す
る基板、例えばガラス基板、プラスチック基板等の基板
２と、基板２の全面に形成された下地絶縁膜３と、下地
絶縁膜３上に形成されたＴＦＤ素子４と、ＴＦＤ素子４
に接続された画素電極５とを有している。そして、ＴＦ
Ｄ素子４は、タンタル膜もしくはタンタル合金膜（タン
タル系導電膜）からなる第１の導電膜６と、第１の導電
膜６の表面に陽極酸化によって形成された絶縁膜７と、
絶縁膜７の表面に形成された第２の導電膜８とから構成
されている。そして、ＴＦＤ素子４の第１の導電膜６が
信号線９に接続され、第２の導電膜８が画素電極５に接
続されている。信号線９は、データ信号線あるいは走査
信号線のいずれかとして機能する。

【００２５】下地絶縁膜３は、例えば酸化タンタルから
構成されている。下地絶縁膜３は、第２の導電膜８の成
膜後に行われる熱処理による第１の導電膜６の剥離を生
じさせないこと、および基板２から第１の導電膜６への
不純物の拡散を防止することを目的として形成されてお
り、これらのことが問題にならない場合には必ずしも必
要でない。

【００２６】また、第１の導電膜６は、タンタル単体で
も良いし、タンタルを主成分とし、これに周期律表で
６，７および８族に属する元素を含ませた合金膜として
も良い。合金に添加される元素としては、例えばタング
ステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウ
ム、ランタン、ディスプロリウム等を用いることが好ま
しい。中でも、特にタングステンが好ましく、その含有
割合は例えば０．１〜６原子％とすることが好ましい。

【００２７】そして、第１の導電膜６は、熱脱離スペク
トルで水素のスペクトルのピーク温度が３００℃以上、
好ましくは３００〜４００℃であることが好ましい。絶
縁膜７は、水溶液からなる化成液中で陽極酸化を行うこ
とによって形成され、そして、陽極酸化の前に、すなわ
ち第１の導電膜６の形成時または形成後に、特定の温度
の熱処理を加えることによって絶縁膜７の比誘電率をよ
り小さくすることができる。この比誘電率は、２５．５
以下、好ましくは２４〜２５．５に設定される。第２の
導電膜８は特に限定されないが、通常、クロム、アルミ
ニウム、チタン、モリブデン等の金属膜によって構成さ
れる。画素電極５は、インジウム錫酸化物（Indium Tin
Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電膜から
構成される。

【００２８】そして、セシウム１次イオンの照射による
２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）で得られる元素分析
において、第１の導電膜６と絶縁膜７との境界領域にお
ける水素のスペクトルは、そのピーク強度Ｉｐ（具体的
には、例えば対数で示される２次イオンカウント数）よ
り１桁小さい強度Ｉｈ（Ｉｐ／１０）において、深さ方
向の厚さが１０ｎｍ以上、好ましくは１５〜５０ｎｍで
あることが望ましい。つまり、第１の導電膜６と絶縁膜
７との界面付近の特定の領域に水素が存在することが重
要である。

【００２９】また上で説明した第２の導電膜８および画
素電極５は異なる材料により形成されているが、図３に
示すように、第２の導電膜８および画素電極５は同一の
透明導電膜１０によって構成されていても良い。このよ
うに、第２の導電膜８および画素電極５を単一の膜で形
成することにより、膜形成に要する製造工程を簡略化す
ることができる。

【００３０】次に、上述のＴＦＤ素子４を用いた液晶表
示装置の一例について説明する。

【００３１】図１１は、ＴＦＤ素子４を用いたアクティ
ブマトリクス方式の液晶表示装置の等価回路の一例を示
す。この液晶表示装置１０は、走査信号駆動回路１１お
よびデータ信号駆動回路１２を含んでいる。液晶表示装
置１０には、信号線、すなわち複数の走査線１３と複数
のデータ線１４とが設けられ、走査線１３は走査信号駆
動回路１１により、データ線１４はデータ信号駆動回路
１２により駆動される。そして、各画素領域１５におい
て、走査線１３とデータ線１４との間にＴＦＤ素子４と
液晶表示要素１６（液晶層）とが直列に接続されてい
る。なお、図１１では、ＴＦＤ素子４が走査線１３側に
接続され、液晶表示要素１６がデータ線１４側に接続さ
れているが、これとは逆にＴＦＤ素子４をデータ線１４
側に、液晶表示要素１６を走査線１３側に設ける構成と
しても良い。

【００３２】図１０は、本実施の形態に係る液晶表示装
置の構造の一例を模式的に示す斜視図である。この液晶
表示装置１０は、２枚の基板、すなわちＴＦＤ素子４が
形成されたアクティブマトリクス基板（上記の液晶表示
装置用基板１）と対向基板１７とが対向して配置され、
これら基板１，１７間に液晶（図示略）が封入されてい
る。なお、図示は省略するが、実際には液晶と接する各
基板１，１７の表面には配向膜が形成されている。アク
ティブマトリクス基板１上には、上述したように、下地
絶縁膜３が形成されている。この下地絶縁膜３の表面に
複数の信号線９（走査線１３）が設けられており、画素
電極５がＴＦＤ素子４を介して走査線１３に接続されて
いる。一方、対向基板１７には、走査線１３に交差する
ように複数のデータ線１４が短冊状に形成されている。

【００３３】そして、走査線１３とデータ線１４とに印
加された信号に基づいて、液晶表示要素１６を表示状
態、非表示状態またはその中間状態に切り替えて表示動
作を制御する。表示動作の制御方法については、一般的
に用いられる方法を適用することができる。

【００３４】［ＴＦＤ素子の製造プロセス］次に、上記
構成のＴＦＤ素子４を有する液晶表示装置用基板１の製
造方法について図４〜図７を用いて説明する。ここで
は、ＴＦＤ素子４の形成方法として、以下に２つのプロ
セスを例示する。

【００３５】（第１の製造プロセス）まず、図４および
図５の工程図（１）に示すように、基板２上に酸化タン
タルからなる下地絶縁膜３を形成する。下地絶縁膜３
は、例えばスパッタリング法で成膜したタンタル膜を熱
酸化する方法、あるいは酸化タンタルからなるターゲッ
トを用いたスパッタリング法やコスパッタリング法によ
り形成することができる。下地絶縁膜３は、後で形成す
る第１の導電膜６の密着性を向上させ、さらに基板２か
らの不純物の拡散を防止するために設けられるものであ
り、例えば５０〜２００ｎｍの膜厚で形成する。

【００３６】次いで、下地絶縁膜３上に、タンタル単体
あるいはタンタル合金からなる第１の導電膜６を形成す
る。第１の導電膜６の膜厚は、ＴＦＤ素子４の用途によ
って好適な値が選択され、通常、１００〜５００ｎｍ程
度とされる。第１の導電膜６はスパッタリング法や電子
ビーム蒸着法で形成することができるが、この成膜時に
は基板２の温度を３００℃以上、好ましくは３４０〜３
６０℃に保持して成膜を行う。

【００３７】具体的には、次のような方法により成膜を
行えば良い。図６はインライン型のスパッタリング装置
の概略構成を示す模式図である。このスパッタリング装
置２０は、ゲートバルブ（図示略）によりそれぞれ区画
されたロードチャンバー２１、プレヒートチャンバー２
２、スパッタチャンバー２３、アンロードチャンバー２
４の４つのチャンバーを備えている。そして、基板２を
載置したトレイ２５を搬送する自動搬送機構（図示略）
により、基板２がロードチャンバー２１、プレヒートチ
ャンバー２２、スパッタチャンバー２３、アンロードチ
ャンバー２４の順に移送されつつ、処理が行われる。実
際の処理のシーケンスでは、成膜前にプレヒートチャン
バー２２内で基板２が予備加熱されて所定の温度に達し
た後、スパッタチャンバー２３に導入され、所定の基板
温度、所定の真空度で成膜が行われるが、本実施の形態
の場合、プレヒートチャンバー２２内で基板２を３００
℃以上に加熱した後、スパッタチャンバー２３内で基板
温度を３００℃以上に保持した状態で成膜を行う。

【００３８】また、タンタルタングステン等のタンタル
合金からなる第１の導電膜６を形成する際には、混合タ
ーゲットを用いたスパッタリング法、コスパッタリング
法、電子ビーム蒸着法を用いることができる。タンタル
合金に含まれる元素としては、周期律表で６，７および
８族の元素、好ましくはタングステン、クロム、モリブ
デン、レニウムなどの上述した元素を選択することがで
きる。

【００３９】次に、図４および図５の工程図（２）に示
すように、一般に用いられているフォトリソグラフィー
およびエッチング技術によって第１の導電膜６をパター
ニングする。これにより、ＴＦＤ素子４の第１の導電膜
６の形成と同時に、信号線９（走査線１３）が形成され
る。

【００４０】次に、図４および図５の工程図（３）に示
すように、陽極酸化法を用いて第１の導電膜６の表面を
酸化させ、第１の導電膜６上に絶縁膜７を形成する。こ
の時、信号線９の表面も同時に酸化され、絶縁膜７が形
成される。絶縁膜７はその用途によって好ましい膜厚が
選択され、例えば２０〜７０ｎｍ程度とされる。陽極酸
化に用いられる化成液は、溶質は特に限定されないが、
溶媒は水からなり、例えば０．０１〜０．１重量％のク
エン酸水溶液を用いることができる。

【００４１】次いで、クロム、アルミニウム、チタン、
モリブデンなどの金属膜を例えばスパッタリング法によ
って成膜することによって、例えば膜厚５０〜３００ｎ
ｍ程度の第２の導電膜を形成する。

【００４２】次に、図４および図５の工程図（４）に示
すように、一般に用いられているフォトリソグラフィー
およびエッチング技術によって第２の導電膜をパターニ
ングする。これにより、ＴＦＤ素子４の第２の導電膜８
が形成される。

【００４３】次いで、ＩＴＯ等の透明導電膜をスパッタ
リング法などによって膜厚３０〜２００ｎｍ程度で堆積
させ、一般に用いられているフォトリソグラフィーおよ
びエッチング技術でパターニングすることにより、図４
および図５の工程図（５）に示すような画素電極５が形
成される。以上の工程により、本実施の形態の液晶表示
装置用基板１が作製される。

【００４４】（第２の製造プロセス）次に、他の製造プ
ロセスについて説明する。

【００４５】第１の製造プロセスと同様、基板２上に下
地絶縁膜３を形成した後、下地絶縁膜３上にタンタル単
体またはタンタル合金からなる第１の導電膜６を形成す
る。この際、第１の製造プロセスでは成膜時に基板温度
を３００℃以上としたが、第２の製造プロセスではより
低温でスパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いて成
膜を行った後、基板２を大気に触れさせることなく、３
００℃以上、好ましくは３４０〜３６０℃のプレアニー
ル処理を行う。

【００４６】具体的には、次のような方法により成膜を
行えば良い。図７はマルチチャンバー型のスパッタリン
グ装置の概略構成を示す模式図である。このスパッタリ
ング装置３０は、ゲートバルブ（図示略）によりそれぞ
れ区画されたロードチャンバー３１、アンロードチャン
バー３２、プレヒートチャンバー３３、スパッタチャン
バー３４、アニールチャンバー３５と、中央に基板搬送
ロボット３６を備えた基板搬送室３７とを有しており、
各室にわたって気密状態が保持可能となっている。そし
て、基板搬送ロボット３６により、基板２がロードチャ
ンバー３１、プレヒートチャンバー３３、スパッタチャ
ンバー３４、アニールチャンバー３５、アンロードチャ
ンバー３２の順に移送されつつ、減圧状態が保持された
まま処理が行われる。実際の処理のシーケンスでは、成
膜前にプレヒートチャンバー３３内で基板２が例えば２
５０℃程度の温度に達するまで予備加熱された後、スパ
ッタチャンバー３４内に導入され、基板温度２５０℃で
成膜が行われる。その後、基板がアニールチャンバー３
５内に導入され、基板温度で３００℃以上、好ましくは
３４０〜３６０℃のプレアニール処理が行なわれる。

【００４７】以下の工程は第１の製造プロセスと同様で
ある。第１の導電膜６のパターニング、絶縁膜７の形
成、第２の導電膜８の成膜およびパターニング、透明導
電膜の成膜およびパターニングによる画素電極５の形
成、の各工程を経て、本実施の形態の液晶表示装置用基
板１が作製される。

【００４８】一方、以上の製造プロセスによって作製さ
れた液晶表示装置用基板１とは別に、上記信号線９（走
査線１３）に交差するように複数のデータ線１４を短冊
状に形成した対向基板１７を作製する。そして、これら
基板１，１７を対向配置してシール材で貼り合わせ、基
板１，１７間に液晶を封入することによって、本実施の
形態の液晶表示装置１０が作製される。

【００４９】［ＴＦＤ素子の他の構成］なお、上記構成
のＴＦＤ素子４に代えて、本発明をバック・ツー・バッ
ク（Back to Back）構造を有するＴＦＤ素子に適用して
も良い。バック・ツー・バック構造のＴＦＤ素子とは、
図８および図９に示すように、第１のＴＦＤ素子４１と
第２のＴＦＤ素子４２とを極性を反対にして直列に接続
した構造を有するものである。図８は、このＴＦＤ素子
４０を用いた液晶表示装置用基板の一画素を示す平面
図、図９は、図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【００５０】具体的には、絶縁性と透明性とを有する基
板、例えばガラス基板、プラスチック基板等の基板４３
と、基板４３の全面に形成された下地絶縁膜４４と、タ
ンタルもしくはタンタル合金からなる第１の導電膜４５
と、第１の導電膜４５の表面に陽極酸化によって形成さ
れた絶縁膜４６と、絶縁膜４６の表面に形成され、互い
に離間した２つの第２の導電膜４７ａ，４７ｂとから構
成されている。そして、第１のＴＦＤ素子４１の第２の
導電膜４７ａが信号線４８（走査線）に接続され、第２
のＴＦＤ素子４２の第２の導電膜４７ｂが画素電極４９
に接続されている。なお、絶縁膜４６は、図１および図
２に示したＴＦＤ素子４の絶縁膜７に比べて膜厚が小さ
く設定され、例えば約半分程度に形成されている。

【００５１】バック・ツー・バック構造のＴＦＤ素子４
０の場合も、上記の製造プロセスと同様にして素子を形
成することができる。

【００５２】従来のＴＦＤ素子の形成方法では、素子特
性向上のためのプレアニール工程を第１の導電膜のパタ
ーニング後に個別のアニール装置を使用して行ってい
た。これに対して、本実施の形態のＴＦＤ素子４の形成
方法の場合、第１の製造プロセスでは、例えばスパッタ
リング法を用いて第１の導電膜６を成膜する場合、スパ
ッタリング時の基板温度を３００℃以上に制御すること
によって従来のプレアニールと同様の作用を生じさせる
というものである。この方法によれば、タンタル系導電
膜の堆積と同時に水素原子の移動が生じるため、結果と
して第１の導電膜６の表面近傍に特定の膜厚で水素を分
布させることができる。

【００５３】また、第２の製造プロセスは、例えばスパ
ッタリング法を用いて第１の導電膜６を成膜した後、基
板を大気に接触させることなく３００℃以上の基板温度
でプレアニールを行う方法である。特に本実施の形態で
は、スパッタチャンバー３４とアニールチャンバー３５
との間で基板２を減圧状態を保持したまま搬送し得るマ
ルチチャンバー型のスパッタリング装置３０を使用して
おり、スパッタリング処理とプレアニール処理との間で
基板２が大気に触れないため、第１の導電膜６上に自然
酸化膜が成長することがない。

【００５４】上記いずれの製造プロセスを用いた場合で
あっても、第１の導電膜６の成膜工程において従来使用
していたアニール装置が不要になるため、プレアニール
処理の導入に伴う製造コストの高騰が生じることはな
い。また、スパッタリングと同時にプレアニールを行う
ことにより、もしくはスパッタリングとプレアニールを
１台の装置内で行うことにより、別個のアニール装置を
用いてプレアニール処理を行う従来の方法に比べてＴＡ
Ｔを短縮することができる。その上、一連の第１の導電
膜６の形成工程で基板２が大気に触れることがなく、第
１の導電膜６上に自然酸化膜が成長しないため、従来の
ように自然酸化膜によって第１の導電膜６中の水素原子
の移動が阻害されることもなく、ＴＦＤの素子特性を充
分に改善することができる。

【００５５】したがって、本実施の形態の液晶表示装置
用基板１の製造方法、ならびに液晶表示装置１０の製造
方法を採用することによって、表示品位に優れ、低コス
トの液晶表示装置を提供することができる。

【００５６】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態で例示したＴＦＤ素子を構成する各
種膜の種類や膜厚、製造条件等の具体的な記載について
は、上記実施の形態に限ることなく、適宜変更が可能で
ある。また、上記実施の形態では、直視型液晶装置（液
晶表示装置）の例を挙げて説明したが、本発明は投射型
液晶装置にも適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、２端子型非線形素子の特性向上が充分に図れる
と同時に、製造コストの高騰、ＴＡＴの増大等の問題が
生じることなく、液晶装置の生産性を高めることができ
る。これにより、表示品位に優れ、低コストの液晶装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態のＴＦＤ素子（２端子
型非線形素子）を用いた液晶表示装置用基板の要部を示
す平面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】 本発明のＴＦＤ素子の他の構成例を示す断面
図である。

【図４】 同、実施の形態の液晶表示装置用基板の製造
プロセスを工程順に示す平面図である。

【図５】 同、断面図である。

【図６】 同、製造プロセスに用いるスパッタリング装
置の一例を示す概略構成図である。

【図７】 同、スパッタリング装置の他の例を示す概略
構成図である。

【図８】 本発明のバック・ツー・バック構造のＴＦＤ
素子（２端子型非線形素子）を用いた液晶表示装置用基
板の要部を示す平面図である。

【図９】 図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図１０】 本発明の液晶表示装置の概略構成を示す斜
視図である。

【図１１】 本発明の液晶表示装置の等価回路を示す図
である。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置用基板（液晶装置用基板） ２，４３ 基板 ４，４０ ＴＦＤ素子（２端子型非線形素子） ５，４９ 画素電極 ６，４５ 第１の導電膜 ７，４６ 絶縁膜 ８，４７ａ，４７ｂ 第２の導電膜 ９，４８ 信号線 １０ 液晶表示装置（液晶装置） １７ 対向基板 ２０，３０ スパッタリング装置 ４１ 第１のＴＦＤ素子 ４２ 第２のＴＦＤ素子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の導電膜、絶縁膜及び第２の導電膜
   とからなる２端子型非線形素子の形成方法であって、 基板上に、該基板の温度を３００℃以上に保持した状態
   でタンタル系導電膜からなる第１の導電膜を成膜する工
   程と、前記第１の導電膜をパターニングする工程と、パ
   ターニングした前記第１の導電膜を覆う絶縁膜を形成す
   る工程と、該絶縁膜の表面上に第２の導電膜を成膜する
   工程とを有することを特徴とする２端子型非線形素子の
   形成方法。
2. 【請求項２】 第１の導電膜、絶縁膜及び第２の導電膜
   とからなる２端子型非線形素子の形成方法であって、 基板上にタンタル系導電膜からなる第１の導電膜を成膜
   した後、該基板を大気に接触させることなく３００℃以
   上の温度で熱処理する工程と、前記第１の導電膜をパタ
   ーニングする工程と、パターニングした前記第１の導電
   膜を覆う絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜の表面上に
   第２の導電膜を成膜する工程とを有することを特徴とす
   る２端子型非線形素子の形成方法。
3. 【請求項３】 前記第１の導電膜の成膜とその後の前記
   熱処理とを同一の装置内で行うことを特徴とする請求項
   ２に記載の２端子型非線形素子の形成方法。
4. 【請求項４】 前記基板の温度を３４０℃以上、３６０
   ℃以下の範囲とすることを特徴とする請求項１ないし３
   のいずれか１項に記載の２端子型非線形素子の形成方
   法。
5. 【請求項５】 前記成膜にスパッタリング法を用いるこ
   とを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載
   の２端子型非線形素子の形成方法。
6. 【請求項６】 基板上に設けられた複数の信号線と、該
   信号線に接続され、第１の導電膜、絶縁膜及び第２の導
   電膜とからなる２端子型非線形素子と、該２端子型非線
   形素子が接続された画素電極とを有する液晶装置用基板
   の製造方法であって、 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の２端子型非線
   形素子の形成方法を用いて基板上に２端子型非線形素子
   を形成する工程と、該２端子型非線形素子を構成する前
   記第２の導電膜に接続された画素電極を形成する工程と
   を有することを特徴とする液晶装置用基板の製造方法。
7. 【請求項７】 一対の基板間に液晶が挟持されてなり、
   前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に設けられた
   複数の信号線と、該信号線に接続され、第１の導電膜と
   第２の導電膜との間に絶縁膜が挟持されてなる２端子型
   非線形素子と、該２端子型非線形素子が接続された画素
   電極とを有する液晶装置の製造方法であって、 請求項６に記載の液晶装置用基板の製造方法を用いて前
   記一方の基板を製造する工程を有することを特徴とする
   液晶装置の製造方法。