JP2005251844A

JP2005251844A - Method for manufacturing nonlinear element, electrooptical device, and electronic equipment

Info

Publication number: JP2005251844A
Application number: JP2004057433A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Nagano; 大介永野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a nonlinear element for eliminating variations in element characteristics by a element failure and surface stability by a pin hole by simple treatment. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing the nonlinear element having a first conductive film (lower electrode) 14, an insulating film 18, and a second conductive film (upper electrode) 19 on a substrate 10, the formation process of the insulation film 18 includes a process for dipping the substrate 10 into an acid solution after forming the first conductive film 14, and forming a first insulation film 181 made of an oxide film of the first conductive film 14 on the surface of the first conductive film 14. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、非線形素子の製造方法、電気光学装置、電子機器に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a nonlinear element, an electro-optical device, and an electronic apparatus.

アクティブマトリクス型液晶装置等の画素スイッチング素子として、第１導電膜／絶縁
膜／第２導電膜の積層構造（ＭＩＭ構造）を有する非線形素子（TFD: Thin Film Diode）を用いたものが知られている。この種の非線形素子では、その絶縁膜の品質が素子特性に大きく影響する。このため、従来、この絶縁膜の形成には陽極酸化法や熱酸化法等の方法が採用されていた。なお、陽極酸化を用いた素子の形成方法に関しては、下記特許文献１を参照されたい。
特開平７−４３７４９号公報 As a pixel switching element for an active matrix liquid crystal device or the like, a pixel switching element using a non-linear element (TFD: Thin Film Diode) having a laminated structure (MIM structure) of a first conductive film / insulating film / second conductive film is known. Yes. In this type of nonlinear element, the quality of the insulating film greatly affects the element characteristics. Therefore, conventionally, a method such as an anodic oxidation method or a thermal oxidation method has been employed for forming this insulating film. For a method of forming an element using anodization, refer to Patent Document 1 below.
JP 7-43749 A

現在ＴＦＤ素子の製造に用いられている陽極酸化手法では電気的な欠陥は製法上生じず、非常に高品質な薄膜が得られる。しかし、この方法では陽極酸化の通電のための配線構造を残す必要があり、酸化膜形成後にその配線構造部分を除去するパターニング加工が必要となるため、コストやタクトタイムの面で課題がある。
一方、熱エネルギーなどを利用する酸化膜形成としては、熱酸化，加圧加熱酸化，プラズマ酸化など種々の方法を挙げることができるが、これらの方法では、薄膜は膜形成初期から最終段階に到るまで何らかの高エネルギー状態に曝されることとなり、特に膜形成初期において、極微量なレジスト残渣等を核とした不均一核の形成によって膜中にピンホールが生じることがある。また膜形成最終段階においても、膜表面の酸化状態の不均一性から、素子特性にばらつきが生じることがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡単な処理によってピンホールによる素子不良や表面安定性による素子特性のばらつきを解消できるようにした非線形素子の製造方法を提供することを目的とする。 In the anodizing method currently used for manufacturing the TFD element, no electrical defect occurs in the manufacturing method, and a very high quality thin film can be obtained. However, in this method, it is necessary to leave a wiring structure for energization for anodic oxidation, and patterning processing for removing the wiring structure portion after forming the oxide film is necessary, so that there are problems in terms of cost and tact time.
On the other hand, oxide film formation using thermal energy can include various methods such as thermal oxidation, pressure heating oxidation, and plasma oxidation. In these methods, the thin film reaches the final stage from the initial stage of film formation. In particular, in the initial stage of film formation, pinholes may be formed in the film due to the formation of non-uniform nuclei with very small amounts of resist residues as nuclei. Even in the final stage of film formation, the device characteristics may vary due to non-uniformity of the oxidation state on the film surface.
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a nonlinear element that can eliminate element defects due to pinholes and variations in element characteristics due to surface stability by simple processing. And

上記の課題を解決するため、本発明の非線形素子の製造方法は、基板上に第１の導電膜（下電極），絶縁膜，第２の導電膜（上電極）を備える非線形素子の製造方法であって、前記第１の導電膜の形成後に前記基板を酸性溶液に浸漬し、前記第１の導電膜の表面に当該第１の導電膜の酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
このように第１の導電膜の表面に化学的に安定な絶縁膜を形成することで、例えばレジスト残渣等に起因する不均一核の形成が原因であるピンホールの発生を防止することができる。特に本方法では、このような酸化膜の形成が、基板を酸化力の強い酸に浸漬するだけという簡単な方法で行なわれるため、通常の精密機器製造ラインにおけるような排水設備があれば、本方法をすぐに導入することができ、製造工程の移行を製造コストの上昇を伴うことなく容易に行なうことができるというメリットがある。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a nonlinear element according to the present invention includes a first conductive film (lower electrode), an insulating film, and a second conductive film (upper electrode) on a substrate. The method includes a step of immersing the substrate in an acidic solution after forming the first conductive film, and forming an insulating film made of an oxide film of the first conductive film on a surface of the first conductive film. It is characterized by that.
Thus, by forming a chemically stable insulating film on the surface of the first conductive film, it is possible to prevent the occurrence of pinholes due to, for example, the formation of non-uniform nuclei due to resist residues or the like. . In particular, in this method, such an oxide film is formed by a simple method of immersing the substrate in an acid having a strong oxidizing power. There is an advantage that the method can be introduced immediately and the transition of the manufacturing process can be easily performed without increasing the manufacturing cost.

本発明の非線形素子の製造方法では、前記絶縁膜の形成工程が、前記第１の導電膜に熱酸化処理を施して前記第絶縁膜の膜厚を増大させる工程を含むものとすることができる。こうすることで、前述の酸性溶液の使用のみでは十分な絶縁膜の膜厚を確保できない場合でも、トータルの絶縁膜の膜厚を適当な膜厚に調節することができる。 In the method for manufacturing a nonlinear element of the present invention, the step of forming the insulating film may include a step of increasing the film thickness of the first insulating film by subjecting the first conductive film to a thermal oxidation treatment. By doing this, even when the sufficient thickness of the insulating film cannot be ensured only by using the above-described acidic solution, the total thickness of the insulating film can be adjusted to an appropriate thickness.

また本発明の非線形素子の製造方法では、前記絶縁膜の形成工程が、前記絶縁膜の形成後に前記基板を酸性溶液に浸漬して前記絶縁膜の表面状態を改質する工程を含むものとすることができる。ここで、表面状態の改質とは、絶縁膜形成の最終段階で生じた膜特性（例えば酸化状態）の不均一性を改善することをいう。前述のように加熱によって膜を形成する場合、最表面の膜は成膜状態がそれまでのものとは異なった膜となる。これは、膜が最後に形成される過程で遷移状態（温度の低下していく状態）が入ることによる。例えば熱酸化によって酸化膜を形成する場合、最表面の膜は、加熱温度がかなり下がった状態で形成されるため、酸素不足になり易く、この結果、得られる非線形素子の特性にもばらつきが生じ易くなる。本方法では、このような絶縁膜の最表面に生じる膜特性の不均一性をケミカル酸化処理によって解消しているため、より特性の安定した素子を製造することができる。 In the method for manufacturing a nonlinear element of the present invention, the step of forming the insulating film includes a step of modifying the surface state of the insulating film by immersing the substrate in an acidic solution after the forming of the insulating film. it can. Here, the modification of the surface state means to improve the non-uniformity of film characteristics (for example, oxidation state) generated in the final stage of forming the insulating film. As described above, when a film is formed by heating, the film on the outermost surface is a film having a film formation state different from that of the previous film. This is because a transition state (a state in which the temperature decreases) is entered in the process in which the film is finally formed. For example, when an oxide film is formed by thermal oxidation, the outermost film is formed in a state in which the heating temperature is considerably lowered, so that oxygen is likely to be deficient, resulting in variations in the characteristics of the obtained nonlinear element. It becomes easy. In this method, since the nonuniformity of the film characteristics generated on the outermost surface of the insulating film is eliminated by the chemical oxidation treatment, an element with more stable characteristics can be manufactured.

また、本発明の非線形素子の製造方法は、基板上に第１の導電膜（下電極），絶縁膜，第２の導電膜（上電極）を備える非線形素子の製造方法であって、前記絶縁膜の形成工程が、前記第１の導電膜に熱酸化処理を施して前記第１の導電膜の表面に酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の形成された前記基板を酸性溶液に浸漬して前記絶縁膜の表面状態を改質する工程とを含むことを特徴とする。
本方法によれば、前述したような絶縁膜の最表面に生じる膜特性の不均一性を解消することができ、より特性の安定した素子を製造することができる。 The non-linear element manufacturing method of the present invention is a non-linear element manufacturing method comprising a first conductive film (lower electrode), an insulating film, and a second conductive film (upper electrode) on a substrate. A film forming step including a step of thermally oxidizing the first conductive film to form an insulating film made of an oxide film on a surface of the first conductive film; and the substrate on which the insulating film is formed. Dipping in an acidic solution and modifying the surface state of the insulating film.
According to this method, it is possible to eliminate the non-uniformity of the film characteristics generated on the outermost surface of the insulating film as described above, and it is possible to manufacture an element with more stable characteristics.

上述した本発明の非線形素子の製造方法では、前記酸性溶液が、硝酸若しくは硫酸、又はこれらの混合酸からなるものとすることができる。このような酸は、現在量産で用いられている下電極金属であるＴａを酸化することができ、且つ形成された酸化膜を溶解することはない。この場合、前記酸性溶液として共沸濃度の酸を用いることが好ましい。こうすることで自然気化による濃度の変化を抑えることができ、特性のばらつきの少ない素子の形成が可能となる。 In the above-described method for manufacturing a nonlinear element of the present invention, the acidic solution may be composed of nitric acid, sulfuric acid, or a mixed acid thereof. Such an acid can oxidize Ta, which is a lower electrode metal currently used in mass production, and does not dissolve the formed oxide film. In this case, it is preferable to use an azeotropic acid as the acidic solution. By doing so, a change in concentration due to natural vaporization can be suppressed, and an element with little variation in characteristics can be formed.

本発明の電気光学装置は、前述の方法により製造された非線形素子を備えたことを特徴とする。また本発明の電子機器は、係る電気光学装置を備えたことを特徴とする。これにより、均一性に優れた高画質の表示が可能な電気光学装置及び電子機器を提供することができる。 The electro-optical device according to the present invention includes a nonlinear element manufactured by the above-described method. According to another aspect of the invention, an electronic apparatus includes the electro-optical device. Accordingly, it is possible to provide an electro-optical device and an electronic apparatus that can display a high-quality image with excellent uniformity.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（液晶装置の構成）
図１は、本発明に係る電気光学装置の一例である液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。同図に示す液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子（二端子型非線形素子）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置である。この液晶装置は、図示Ｘ方向に延在する複数の走査線２５と、Ｙ方向に延在する複数のデータ線１１と、走査線２５およびデータ線１１の各交差に設けられたサブ画素５０とを有する。さらに、複数の走査線２５のうち図１における上から数えて奇数本目の走査線２５（以下、単に「奇数本目の走査線」と表記する）は第１のＹドライバＩＣ４０１に接続される一方、図１における上から数えて偶数本目の走査線２５（以下、単に「偶数本目の走査線」と表記する）は第２のＹドライバＩＣ４０２に接続されている。そして、各走査線２５には、これらのＹドライバＩＣによって生成された走査信号が供給される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Configuration of liquid crystal device)
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a liquid crystal device which is an example of an electro-optical device according to the invention. The liquid crystal device shown in the figure is an active matrix liquid crystal device using a TFD (Thin Film Diode) element (two-terminal nonlinear element) as a switching element. The liquid crystal device includes a plurality of scanning lines 25 extending in the X direction, a plurality of data lines 11 extending in the Y direction, and subpixels 50 provided at each intersection of the scanning lines 25 and the data lines 11. Have Further, among the plurality of scanning lines 25, the odd-numbered scanning lines 25 counted from the top in FIG. 1 (hereinafter simply referred to as “odd-numbered scanning lines”) are connected to the first Y driver IC 401, The even-numbered scanning lines 25 (hereinafter simply referred to as “even-numbered scanning lines”) counted from the top in FIG. 1 are connected to the second Y driver IC 402. The scanning signal generated by these Y driver ICs is supplied to each scanning line 25.

尚、以下では、第１のＹドライバＩＣ４０１と第２のＹドライバＩＣ４０２とを特に区別する必要がない場合には、単に「ＹドライバＩＣ４０」と表記する。また、各データ線１１はＸドライバＩＣ４１に接続されており、このＸドライバＩＣ４１によって生成されたデータ信号が供給される。一方、マトリクス状に配列する複数のサブ画素５０の各々は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）またはＢ（青色）のいずれかの色に対応する。各サブ画素５０は、液晶表示要素５１とＴＦＤ素子１３とが直列接続された構成となっている。 Hereinafter, the first Y driver IC 401 and the second Y driver IC 402 are simply referred to as “Y driver IC 40” when it is not necessary to distinguish between them. Each data line 11 is connected to an X driver IC 41, and a data signal generated by the X driver IC 41 is supplied. On the other hand, each of the plurality of sub-pixels 50 arranged in a matrix corresponds to one of R (red), G (green), and B (blue). Each sub-pixel 50 has a configuration in which a liquid crystal display element 51 and a TFD element 13 are connected in series.

次に、図２は、本実施形態に係る液晶装置を背面側（つまり観察者が位置すべき側と反対側）からみた場合の構成を示す斜視図である。なお、図２に示すように、Ｘ軸の負方向を「Ａ側」、正方向を「Ｂ側」と定める。
図２に示すように、液晶装置は、相互に対向する素子基板（支持基板）１０および対向基板（他の基板）２０がシール材３０によって貼り合わされるとともに、両基板とシール材３０とによって囲まれた領域に電気光学物質である液晶（図２においては図示が省略されている）が封入された構成となっている。シール材３０は、対向基板２０の縁辺に沿って略矩形枠状に形成されるが、液晶を封入するために一部が開口された形状となっている。このため、液晶の封入後にその開口部分が封止材３１によって封止されるようになっている。 Next, FIG. 2 is a perspective view showing a configuration when the liquid crystal device according to the present embodiment is viewed from the back side (that is, the side opposite to the side where the observer should be positioned). As shown in FIG. 2, the negative direction of the X axis is defined as “A side” and the positive direction is defined as “B side”.
As shown in FIG. 2, in the liquid crystal device, an element substrate (support substrate) 10 and a counter substrate (other substrate) 20 that face each other are bonded together by a sealing material 30 and surrounded by both the substrates and the sealing material 30. A liquid crystal (not shown in FIG. 2), which is an electro-optical material, is sealed in the region. The sealing material 30 is formed in a substantially rectangular frame shape along the edge of the counter substrate 20, but has a shape in which a part is opened to enclose the liquid crystal. For this reason, the opening is sealed with the sealing material 31 after the liquid crystal is sealed.

また、シール材３０には導電性を有する多数の導通粒子が分散されている。この導通粒子は、例えば金属のメッキが施されたプラスチックの粒子や、導電性を有する樹脂の粒子であり、素子基板１０および対向基板２０の各々に形成された配線同士を導通させる機能と、両基板の間隙（セルギャップ）を一定に保つスペーサとしての機能とを兼ね備える。なお、実際には、素子基板１０および対向基板２０の外側の表面に、入射光を偏光させるための偏光板や、干渉色を補償するための位相差板などが適宜貼着される。 The sealing material 30 has a large number of conductive particles dispersed therein. The conductive particles are, for example, plastic particles plated with metal or conductive resin particles. The conductive particles are electrically connected to each other on the element substrate 10 and the counter substrate 20. It also functions as a spacer that keeps the gap (cell gap) between the substrates constant. Actually, a polarizing plate for polarizing incident light, a retardation plate for compensating for interference colors, and the like are appropriately attached to the outer surfaces of the element substrate 10 and the counter substrate 20.

素子基板１０および対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチックなどの光透過性を有する板状基材である。このうち観察側に位置する素子基板１０の内側（対向基板２０側）表面には上述した複数のデータ線１１が形成される一方、背面側に位置する対向基板２０の内側（素子基板１０側）の面上には複数の走査線２５が形成されている。また、素子基板１０は、シール材３０から外側の領域（すなわち、シール材３０および液晶と対向しない領域である。以下、「縁辺領域」と表記する）１０ａを有する。そして、縁辺領域１０ａのうちＸ方向の中央部近傍にはＸドライバＩＣ４１が、当該ＸドライバＩＣ４１を挟んで両側の位置には第１のＹドライバＩＣ４０１および第２のＹドライバＩＣ４０２が、それぞれＣＯＧ技術を用いて実装されている。すなわち、これらのドライバＩＣは、接着材中に導通粒子を分散させた異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film；ＡＣＦ）を介して素子基板１０上に実装されている。また、縁辺領域１０ａのうち素子基板１０の縁端部近傍には複数のパッド１７が形成されるとともに、パッド１７…が形成された部分の近傍には、フレキシブル基板（図示略）の一端が接合される。このフレキシブル基板の他端には、例えば回路基板などの外部機器が接合されている。 The element substrate 10 and the counter substrate 20 are light-transmitting plate-like base materials such as glass, quartz, and plastic. Among these, the plurality of data lines 11 described above are formed on the inner surface (opposite substrate 20 side) surface of the element substrate 10 located on the observation side, while the inner side (element substrate 10 side) of the counter substrate 20 located on the back side. A plurality of scanning lines 25 are formed on the surface. In addition, the element substrate 10 has an area outside the sealing material 30 (that is, an area that does not face the sealing material 30 and the liquid crystal; hereinafter, referred to as an “edge area”) 10 a. The X driver IC 41 is located near the center of the edge region 10a in the X direction, and the first Y driver IC 401 and the second Y driver IC 402 are located on both sides of the X driver IC 41, respectively. It is implemented using. That is, these driver ICs are mounted on the element substrate 10 via an anisotropic conductive film (ACF) in which conductive particles are dispersed in an adhesive. Further, a plurality of pads 17 are formed in the vicinity of the edge of the element substrate 10 in the edge region 10a, and one end of a flexible substrate (not shown) is bonded in the vicinity of the portion where the pads 17 are formed. Is done. An external device such as a circuit board is joined to the other end of the flexible board.

係る構成のもと、ＸドライバＩＣ４１は、外部機器からフレキシブル基板およびパッド１７を介して入力された信号に応じてデータ信号を生成し、これをデータ線１１に対して出力する。他方、ＹドライバＩＣ４０１，４０２は、外部機器からフレキシブル基板およびパッド１７を介して入力された信号に応じて走査信号を生成して出力する。この走査信号は、素子基板１０上に形成された引廻し配線１６からシール材３０中の導通粒子を介して対向基板２０側へ伝達され、この上基板２０上の各走査線２５に与えられる。 Under such a configuration, the X driver IC 41 generates a data signal according to a signal input from an external device via the flexible substrate and the pad 17, and outputs the data signal to the data line 11. On the other hand, the Y driver ICs 401 and 402 generate and output a scanning signal in accordance with a signal input from an external device via the flexible substrate and the pad 17. This scanning signal is transmitted from the routing wiring 16 formed on the element substrate 10 to the counter substrate 20 side through the conductive particles in the sealing material 30, and is applied to each scanning line 25 on the upper substrate 20.

次に、液晶装置のうち、シール材３０の内周縁によって囲まれた領域（以下、「表示領域」と表記する）内の構成を説明する。図３は、図２におけるＣ−Ｃ’線からみた断面のうち表示領域内の部分を示す図である。また、図４（ａ）は、本実施形態に係る液晶装置の１つのサブ画素領域を示す平面構成図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＴＦＤ素子１３を拡大して示す平面構成図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図である。 Next, a configuration of a region (hereinafter referred to as “display region”) surrounded by the inner peripheral edge of the sealing material 30 in the liquid crystal device will be described. FIG. 3 is a diagram showing a portion in the display area of the cross section taken along line C-C ′ in FIG. 2. 4A is a plan configuration diagram showing one sub-pixel region of the liquid crystal device according to the present embodiment, and FIG. 4B is an enlarged view of the TFD element 13 shown in FIG. FIG. 4C is a cross-sectional configuration diagram taken along the line DD ′ shown in FIG. 4B.

図３に示すように、本実施形態の液晶装置は、互いに対向して配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これらの基板１０，２０との間に挟まれた領域内に封止された液晶３５とを備えて構成されている。同図に示す表示領域内における素子基板１０の内側（液晶３５側）表面には、マトリクス状に配列された複数の画素電極１２と、各画素電極１２の間隙部分においてＹ方向に延在する複数のデータ線１１とが形成されている。各画素電極１２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料によって形成された平面視略矩形状の電極である。そして、各画素電極１２と、当該画素電極１２に一方の側において隣接するデータ線１１とは図示略のＴＦＤ素子（非線形素子）を介して接続されている（図４（ａ）参照）。また、図３に示すように、データ線１１、画素電極１２およびＴＦＤ素子が形成された素子基板１０の表面は、配向膜１５１によって覆われている。この配向膜１５１は、ポリイミドなどからなる有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶３５の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。 As shown in FIG. 3, the liquid crystal device according to the present embodiment is sealed in a region sandwiched between the element substrate 10 and the counter substrate 20 that are arranged to face each other and the substrates 10 and 20. The liquid crystal 35 is provided. A plurality of pixel electrodes 12 arranged in a matrix and a plurality of pixel electrodes 12 extending in the Y direction on the inner surface (on the liquid crystal 35 side) surface of the element substrate 10 in the display region shown in FIG. Data lines 11 are formed. Each pixel electrode 12 is a substantially rectangular electrode in plan view formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide). Each pixel electrode 12 and the data line 11 adjacent to the pixel electrode 12 on one side are connected via a TFD element (nonlinear element) (not shown) (see FIG. 4A). Further, as shown in FIG. 3, the surface of the element substrate 10 on which the data lines 11, the pixel electrodes 12, and the TFD elements are formed is covered with an alignment film 151. The alignment film 151 is an organic thin film made of polyimide or the like, and is subjected to a rubbing process for defining the alignment direction of the liquid crystal 35 when no voltage is applied.

ここで、図４（ａ）に示すように、素子基板１０上の要素のうちひとつのサブ画素５０に対応する領域を対向基板２０側（背面側）からみると、平面視略矩形状の画素電極１２の長辺方向に沿って延びるようにデータ線１１が形成されている。ＴＦＤ素子１３は、図４（ｂ）の拡大平面図に示すように、前記データ線１１とほぼ平行に延在する平面視矩形状の下電極（第１の導電膜）１４と、この下電極１４の表面に形成された絶縁膜１８と、絶縁膜１８上に相互に離間して形成された第１の上電極（第２の導電膜）１１ａおよび第２の上電極（第２の導電膜）１９とから構成されている。前記第１の上電極１１ａは、図４（ａ）に示すように、データ線１１の一部を画素電極１２側へ延出して形成されており、第２の上電極１９は、前記下電極１４と反対側の端部で画素電極１２と一部平面的に重なってＴＦＤ素子１３と画素電極１２とを電気的に接続している。 Here, as shown in FIG. 4A, when a region corresponding to one sub pixel 50 among the elements on the element substrate 10 is viewed from the counter substrate 20 side (back side), the pixel having a substantially rectangular shape in a plan view. A data line 11 is formed so as to extend along the long side direction of the electrode 12. As shown in the enlarged plan view of FIG. 4B, the TFD element 13 includes a rectangular lower electrode (first conductive film) 14 extending substantially parallel to the data line 11 and the lower electrode. 14, the first upper electrode (second conductive film) 11 a and the second upper electrode (second conductive film) formed on the insulating film 18 so as to be spaced apart from each other. 19). As shown in FIG. 4A, the first upper electrode 11a is formed by extending a part of the data line 11 toward the pixel electrode 12, and the second upper electrode 19 is formed by the lower electrode. The TFD element 13 and the pixel electrode 12 are electrically connected so as to partially overlap the pixel electrode 12 at the end opposite to the pixel 14.

ＴＦＤ素子１３は、第１のＴＦＤ素子１３１と第２のＴＦＤ素子１３２とから構成されている。すなわち、下電極１４の平面領域において、絶縁膜１８を介して第１の上電極１１ａと対向する領域内に第１のＴＦＤ素子１３１が形成されており、絶縁膜１８を介して第２の上電極１９と対向する領域内に第２のＴＦＤ素子１３２が形成されている。 The TFD element 13 includes a first TFD element 131 and a second TFD element 132. That is, in the planar region of the lower electrode 14, the first TFD element 131 is formed in a region facing the first upper electrode 11 a via the insulating film 18, and the second upper electrode 14 is interposed via the insulating film 18. A second TFD element 132 is formed in a region facing the electrode 19.

上記第２のＴＦＤ素子１３２をさらに詳細に説明すると、図４（ｃ）に示すように、素子基板１０上に形成された下地絶縁膜４と、この下地絶縁膜４上に設けられた下電極１４と、下電極１４の表面を覆う絶縁膜１８とを備えて構成されている。そして、前記絶縁膜１８を介して、第２の上電極１９と、下電極１４とが対向する領域にて金属／絶縁体／金属のサンドイッチ構造を採る結果、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有するＴＦＤ素子１３２が構成されている。
尚、図示は省略したが、第１のＴＦＤ素子１３１は、図４（ｃ）に示す断面構造において、上電極１９に代えて第１の上電極１１ａが配置された構成を備えている。 The second TFD element 132 will be described in more detail. As shown in FIG. 4C, the base insulating film 4 formed on the element substrate 10 and the lower electrode provided on the base insulating film 4 14 and an insulating film 18 covering the surface of the lower electrode 14. And, as a result of adopting a metal / insulator / metal sandwich structure in a region where the second upper electrode 19 and the lower electrode 14 face each other through the insulating film 18, it has a positive and negative bidirectional diode switching characteristic. A TFD element 132 is configured.
Although not shown, the first TFD element 131 has a configuration in which the first upper electrode 11a is arranged in place of the upper electrode 19 in the cross-sectional structure shown in FIG.

本実施形態に係るＴＦＤ素子１３では、下電極１４上に、互いに離間されて第１のＴＦＤ素子１３１と第２のＴＦＤ素子１３２とが形成されているため、前記両ＴＦＤ素子１３１，１３２は、反対のダイオードスイッチング特性を有する。このように、ＴＦＤ素子１３は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した構成となっているため、１つのダイオードを用いた場合と比較して、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化される。
ただし、かかる非線形特性の対称性を確保するためには、第１のＴＦＤ素子１３１を構成する絶縁膜１８の厚さと、第２のＴＦＤ素子１３２を構成する絶縁膜１８の厚さとを同一の厚さにするとともに、前記絶縁膜１８を介して下電極１４と対向する領域の上電極１１ａ、１９の面積を相等しくする必要がある。本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、絶縁膜１８は下電極１４を覆って形成されているので、上電極１１ａ、１９を、同一幅に形成すれば、上記ＴＦＤ素子１３１，１３２の対称性を容易に得ることができる。 In the TFD element 13 according to the present embodiment, the first TFD element 131 and the second TFD element 132 are formed on the lower electrode 14 so as to be separated from each other. Has opposite diode switching characteristics. Thus, since the TFD element 13 has a configuration in which two diodes are connected in series in opposite directions, the current-voltage nonlinear characteristic is bi-directional with positive and negative in comparison with the case where one diode is used. Symmetrized over.
However, in order to ensure the symmetry of such nonlinear characteristics, the thickness of the insulating film 18 constituting the first TFD element 131 and the thickness of the insulating film 18 constituting the second TFD element 132 are the same. In addition, the areas of the upper electrodes 11a and 19 in a region facing the lower electrode 14 through the insulating film 18 must be made equal. In the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the insulating film 18 is formed so as to cover the lower electrode 14, and therefore, if the upper electrodes 11a and 19 are formed to have the same width, the TFD element 131, 132 symmetry can be easily obtained.

上記下電極１４は、例えばタンタル（Ｔａ）単体や、タンタルを主成分とした合金といった各種の導電性材料によって形成される。またデータ線１１（第１の上電極１１ａを含む）及び第２の上電極１９は、例えばクロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）といった各種の導電性材料からなる同一の層から形成され、上記の金属材料に加え、タンタルやモリブデン（Ｍｏ）でも形成することができる。
また、下電極１４の下側に設けられた下地絶縁膜４は、例えばタンタル酸化物等により形成することができ、下電極１４を基板１０を固定するための密着層として機能させることができる。 The lower electrode 14 is formed of various conductive materials such as tantalum (Ta) alone or an alloy containing tantalum as a main component. The data line 11 (including the first upper electrode 11a) and the second upper electrode 19 are formed of the same layer made of various conductive materials such as chrome (Cr) and aluminum (Al), for example, In addition to a metal material, tantalum or molybdenum (Mo) can be used.
Further, the base insulating film 4 provided on the lower side of the lower electrode 14 can be formed of, for example, tantalum oxide or the like, and the lower electrode 14 can function as an adhesion layer for fixing the substrate 10.

一方、図３に示すように、対向基板２０の面上には、反射層２１、カラーフィルタ２２、遮光層２３、オーバーコート層２４、複数の走査線２５および配向膜２６が形成されている。
反射層２１は、例えばアルミニウムや銀といった光反射性を有する金属によって形成された薄膜である。観察側から液晶装置に入射した光は、この反射層２１の表面において反射されて観察側に出射され、これによりいわゆる反射型表示が実現される。ここで、図３に示すように、対向基板２０の内側表面のうち反射層２１によって覆われた領域は、多数の微細な凹凸が形成された粗面となっている。したがって、かかる粗面を覆うように薄膜状に形成された反射層２１の表面には、当該粗面を反映した微細な凹凸（すなわち散乱構造）が形成される。この結果、観察側からの入射光は、反射層２１の表面において適度に散乱した状態で反射され、反射層２１表面における鏡面反射を回避して広い視野角が実現される。また、図４（ａ）に示した画素電極１２の平面領域内に部分的に反射層２１が形成されない開口領域を設けるならば、係る開口領域を介した透過表示が可能になり、半透過反射型の液晶装置を構成することができる。
尚、図３では、基板２０表面に凹凸形状が直接形成されている場合を図示しているが、反射層２１に散乱機能を付与するための構造は本実施形態で挙げた例に限定されず、例えば、基板２０上に樹脂膜を形成し、その表面に凹凸を形成したものや、反射層２１上に光散乱性を有する光学素子（屈折率の異なる材料どうしを混練硬化した樹脂膜等）を設けたものも適用できるのは勿論である。 On the other hand, as shown in FIG. 3, a reflective layer 21, a color filter 22, a light shielding layer 23, an overcoat layer 24, a plurality of scanning lines 25 and an alignment film 26 are formed on the surface of the counter substrate 20.
The reflective layer 21 is a thin film formed of a metal having light reflectivity such as aluminum or silver. Light incident on the liquid crystal device from the observation side is reflected on the surface of the reflection layer 21 and emitted to the observation side, thereby realizing a so-called reflection type display. Here, as shown in FIG. 3, the region covered with the reflective layer 21 on the inner surface of the counter substrate 20 is a rough surface on which a large number of fine irregularities are formed. Therefore, fine irregularities (that is, scattering structures) reflecting the rough surface are formed on the surface of the reflective layer 21 formed in a thin film so as to cover the rough surface. As a result, incident light from the observation side is reflected in a state of being appropriately scattered on the surface of the reflective layer 21, and a specular reflection on the surface of the reflective layer 21 is avoided to realize a wide viewing angle. Further, if an opening region where the reflective layer 21 is not partially formed is provided in the planar region of the pixel electrode 12 shown in FIG. 4A, transmissive display through the opening region becomes possible, and transflective Type liquid crystal device can be constructed.
Note that FIG. 3 illustrates a case where the uneven shape is directly formed on the surface of the substrate 20, but the structure for imparting the scattering function to the reflective layer 21 is not limited to the example given in this embodiment. For example, a resin film is formed on the substrate 20 and irregularities are formed on the surface thereof, or an optical element having light scattering properties on the reflective layer 21 (a resin film obtained by kneading and curing materials having different refractive indexes) Of course, it is also possible to apply the one provided with.

カラーフィルタ２２は、各サブ画素５０に対応して反射層２１の面上に形成された樹脂層であり、染料や顔料によってＲ（赤色）、Ｇ（緑色）またはＢ（青色）のうちのいずれかに着色されている。そして、相互に異なる色に対応した３つのサブ画素５０によって、表示画像の画素（ドット）が構成される。遮光層２３は、素子基板１０上にマトリクス状に配列された画素電極１２の間隙部分に対応して格子状に形成され、各画素電極１２同士の隙間を遮光する役割を担っている。
本実施形態における遮光層２３は、図３に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色分のカラーフィルタ２２が積層された構成を有するものである。オーバーコート層２４は、カラーフィルタ２２および遮光層２３によって形成された凹凸を平坦化するための層であり、例えばエポキシ系やアクリル系などの樹脂材料によって形成される。 The color filter 22 is a resin layer formed on the surface of the reflective layer 21 corresponding to each sub-pixel 50, and any of R (red), G (green), and B (blue) depending on the dye or pigment. It is colored crab. A pixel (dot) of the display image is configured by the three sub-pixels 50 corresponding to different colors. The light shielding layer 23 is formed in a lattice shape corresponding to the gaps between the pixel electrodes 12 arranged in a matrix on the element substrate 10, and plays a role of shielding the gaps between the pixel electrodes 12.
As shown in FIG. 3, the light shielding layer 23 in the present embodiment has a configuration in which color filters 22 for three colors of R, G, and B are laminated. The overcoat layer 24 is a layer for flattening the unevenness formed by the color filter 22 and the light shielding layer 23, and is formed of, for example, an epoxy or acrylic resin material.

走査線２５は、オーバーコート層２４の面上に、ＩＴＯ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る。各走査線２５は、素子基板１０上においてＸ方向に列をなす複数の画素電極１２と対向するように図示Ｘ方向に延在して形成される。そして、画素電極１２と、これに対向する走査線２５と、両者によって挟まれた液晶３５とによって、図１に示した液晶表示要素５１が構成される。
すなわち、走査線２５に走査信号を供給するとともに、データ線１１にデータ信号を供給することによってＴＦＤ素子１３にしきい値以上の電圧を印加すると、当該ＴＦＤ素子１３はオン状態となる。そしてこの結果、ＴＦＤ素子１３に接続された液晶表示要素５１に電荷が蓄積され、液晶３５の配向方向が変化する。こうしてサブ画素５０ごとに液晶３５の配向方向を変化させることにより、所望の表示を行なうようになっている。一方、電荷が蓄積された後に当該ＴＦＤ素子１３をオフ状態としても液晶表示要素５１における電荷の蓄積は維持される。また、複数の走査線２５が形成されたオーバーコート層２４の表面は、素子基板１０上の配向膜１５１と同様の配向膜２６によって覆われている。 The scanning line 25 is a belt-like electrode formed on the surface of the overcoat layer 24 by a transparent conductive material such as ITO. Each scanning line 25 is formed to extend in the X direction in the figure so as to face the plurality of pixel electrodes 12 that are arranged in the X direction on the element substrate 10. Then, the liquid crystal display element 51 shown in FIG. 1 is configured by the pixel electrode 12, the scanning line 25 opposed to the pixel electrode 12, and the liquid crystal 35 sandwiched therebetween.
That is, when a voltage higher than the threshold is applied to the TFD element 13 by supplying a scanning signal to the scanning line 25 and supplying a data signal to the data line 11, the TFD element 13 is turned on. As a result, charges are accumulated in the liquid crystal display element 51 connected to the TFD element 13, and the alignment direction of the liquid crystal 35 changes. Thus, the desired display is performed by changing the orientation direction of the liquid crystal 35 for each sub-pixel 50. On the other hand, even if the TFD element 13 is turned off after the charge is accumulated, the charge accumulation in the liquid crystal display element 51 is maintained. Further, the surface of the overcoat layer 24 on which the plurality of scanning lines 25 are formed is covered with an alignment film 26 similar to the alignment film 151 on the element substrate 10.

上記構成を備えた本実施形態の液晶装置は、後述の製造方法により製造できる本発明に係る非線形素子ＴＦＤ１３を備えたものであり、この画素スイッチング素子として備えられた複数のＴＦＤ素子１３が均一な素子特性を備えて形成されている。従って、サブ画素５０の表示特性が均一なものとなり、高画質の表示を得ることができるようになっている。 The liquid crystal device of the present embodiment having the above-described configuration includes the nonlinear element TFD13 according to the present invention that can be manufactured by a manufacturing method described later, and the plurality of TFD elements 13 provided as the pixel switching elements are uniform. It is formed with device characteristics. Accordingly, the display characteristics of the sub-pixel 50 are uniform, and a high-quality display can be obtained.

（素子基板の製造方法）
次に、本発明に係る非線形素子の製造方法、及びこの非線形素子を備えた先の実施形態の液晶装置を製造する方法を、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る非線形素子の製造方法による製造工程を示す断面工程図である。 (Method for manufacturing element substrate)
Next, a method for manufacturing a nonlinear element according to the present invention and a method for manufacturing the liquid crystal device according to the previous embodiment including the nonlinear element will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional process diagram illustrating a manufacturing process according to the method for manufacturing a nonlinear element according to the present embodiment.

まず、図５（ａ）に示すように、ガラスやプラスチック等の透光性を有する支持基板１０を用意する。この支持基板１０は、本実施形態に係る各工程を経て図２ないし図４に示す素子基板１０を成すべきものである。そして、支持基板１０上に、タンタル酸化物からなる下地絶縁膜４と、タンタルからなる金属膜１１４とを順に積層形成する。 First, as shown in FIG. 5 (a), a support substrate 10 having translucency such as glass or plastic is prepared. The support substrate 10 should form the element substrate 10 shown in FIGS. 2 to 4 through the respective steps according to the present embodiment. Then, a base insulating film 4 made of tantalum oxide and a metal film 114 made of tantalum are sequentially stacked on the support substrate 10.

次いで、図５（ｂ）に示すように、金属膜１１４上の所定位置に、フォトレジスト（マスク材）１２４を形成し、このフォトレジスト１２４をマスクにしてドライエッチングを行うことにより、マスク材１２４の形成領域以外の金属膜１１４を選択的に除去し、図５（ｃ）に示すような島状の下電極（第１導電膜）１４を得る。 Next, as shown in FIG. 5B, a photoresist (mask material) 124 is formed at a predetermined position on the metal film 114, and dry etching is performed using the photoresist 124 as a mask, whereby the mask material 124 is obtained. The metal film 114 other than the formation region is selectively removed to obtain an island-shaped lower electrode (first conductive film) 14 as shown in FIG.

次に、図５（ｄ）に示すように、この下電極１４の形成された基板１０を強酸性の溶液（下電極１４に対して強い酸化力を発揮する酸性溶液）に浸漬して、下電極１４の表面にケミカル酸化膜からなる第１の絶縁膜１８１を形成する。この第１の絶縁膜１８１は、後述の熱酸化膜の形成工程において、下電極１４の表面に異常粒が生じないようにするための保護膜として形成されるものである。異常粒は、導電膜を熱酸化する過程において酸化反応が局所的に促進される結果生じる粒状の酸化膜である。このような異常な化学反応は、例えば下電極１４の表面に残存するレジスト残渣や基板洗浄後のウォーターマーク、或いは下電極の表面に存在する応力や歪み等により、下電極１４の表面が化学的に不安定な状態になることに起因すると考えられている。そこで本実施形態では、このような不安定な状態を解消するために、下電極１４を酸性溶液によって酸化し、その最表面に化学的に安定な膜を形成している。こうすることで、後述の熱酸化工程において、均質な酸化膜を形成することが可能となる。 Next, as shown in FIG. 5 (d), the substrate 10 on which the lower electrode 14 is formed is immersed in a strongly acidic solution (an acidic solution that exhibits a strong oxidizing power with respect to the lower electrode 14). A first insulating film 181 made of a chemical oxide film is formed on the surface of the electrode 14. The first insulating film 181 is formed as a protective film for preventing abnormal grains from being generated on the surface of the lower electrode 14 in a thermal oxide film forming process described later. Abnormal grains are granular oxide films that are produced as a result of local acceleration of the oxidation reaction in the process of thermally oxidizing the conductive film. Such an abnormal chemical reaction is caused by, for example, a resist residue remaining on the surface of the lower electrode 14, a watermark after cleaning the substrate, a stress or a strain present on the surface of the lower electrode, and the like. It is thought to be caused by the unstable state. Therefore, in this embodiment, in order to eliminate such an unstable state, the lower electrode 14 is oxidized with an acidic solution, and a chemically stable film is formed on the outermost surface. By doing so, it is possible to form a homogeneous oxide film in the thermal oxidation step described later.

上述の酸性溶液としては、硝酸若しくは硫酸、又はこれらの混合酸からなるものを好適に用いることができる。このような酸は、現在量産で用いられている下電極金属であるＴａを酸化することができ、且つ形成された酸化膜を溶解することはない。また本実施形態では、この酸性溶液として共沸濃度の酸を用いている。こうすることで自然気化による濃度の変化を抑えることができ、従って、特性のばらつきの少ない素子の形成が可能となる。なお、共沸濃度の酸を用いないこともできるが、この場合には、酸濃度の自動管理・制御システムを用いる必要がある。 As said acidic solution, what consists of nitric acid, a sulfuric acid, or these mixed acids can be used suitably. Such an acid can oxidize Ta, which is a lower electrode metal currently used in mass production, and does not dissolve the formed oxide film. In this embodiment, an azeotropic acid is used as the acidic solution. By doing so, it is possible to suppress a change in concentration due to natural vaporization, and thus it is possible to form an element with little variation in characteristics. Although an azeotropic acid may not be used, in this case, it is necessary to use an automatic acid concentration management / control system.

次に、図５（ｅ）に示すように、前記第１の絶縁膜１８１の膜厚を、ＨＰＡ（高圧アニール）処理等の熱酸化処理によって、増大させる。この処理は、絶縁膜１８に要求される品質や膜厚を十分に確保するためのものである。つまり、単に熱酸化膜を形成するのみでは異常粒によるピンホールの発生が予想され、その一方で、前述のケミカル酸化膜１８１のみではＴＦＤ素子１３の絶縁膜１８として十分な品質や膜厚が確保できないことから、本実施形態では双方のデメリットを補完し合うように、絶縁膜１８を前述のケミカル酸化処理と熱酸化処理とを併用して形成するものである。本工程では、前工程において下電極１４の表面に第１の絶縁膜（ケミカル酸化膜）１８１を形成しているので、係る下電極１４の表面には異常粒が生じることはない。 Next, as shown in FIG. 5E, the thickness of the first insulating film 181 is increased by a thermal oxidation process such as an HPA (high pressure annealing) process. This treatment is for ensuring sufficient quality and film thickness required for the insulating film 18. In other words, the formation of pinholes due to abnormal grains is expected only by forming a thermal oxide film. On the other hand, sufficient quality and film thickness as the insulating film 18 of the TFD element 13 are ensured only by the chemical oxide film 181 described above. Therefore, in this embodiment, the insulating film 18 is formed by using both the above-described chemical oxidation treatment and thermal oxidation treatment so as to complement both disadvantages. In this step, since the first insulating film (chemical oxide film) 181 is formed on the surface of the lower electrode 14 in the previous step, abnormal particles are not generated on the surface of the lower electrode 14.

次に、図５（ｆ）に示すように、第１の絶縁膜１８１の形成された基板１０を酸化力の強い酸性溶液に浸漬して、ケミカル酸化膜からなる第２の絶縁膜１８２を形成する。この第２の絶縁膜１８２は、前述の熱酸化工程の最終段階で生じた酸化膜表面の膜特性の不均一性を改善するための改質膜として形成されるものである。前工程のように加熱によって酸化膜を形成する場合には、膜が最後に形成される過程で遷移状態（温度の低下していく状態）が入るため、最表面の膜は成膜状態がそれまでのものとは異なった膜となる。例えば熱酸化によって酸化膜を形成する場合、最表面の膜は、加熱温度がかなり下がった状態で形成されるため、酸素不足になり易く、この結果、得られるＴＦＤ素子１３の特性にもばらつきが生じやすくなる。本実施形態では、このような第１の絶縁膜１８１の最表面に生じる膜特性の不均一性（例えば酸素濃度の不均一性）を、当該最表面を酸性溶液で酸化することによって解消しているため、より特性の安定した素子が得られるようになる。
以上により、下電極１４の表面に第１，第２の絶縁膜１８１，１８２からなる絶縁膜１８が形成される。 Next, as shown in FIG. 5F, the second insulating film 182 made of a chemical oxide film is formed by immersing the substrate 10 on which the first insulating film 181 is formed in an acidic solution having strong oxidizing power. To do. The second insulating film 182 is formed as a modified film for improving the non-uniformity of the film characteristics on the surface of the oxide film generated in the final stage of the above-described thermal oxidation process. When an oxide film is formed by heating as in the previous process, a transition state (a state in which the temperature decreases) is entered in the process of forming the film at the end. It becomes a film different from the previous ones. For example, when an oxide film is formed by thermal oxidation, the outermost film is formed in a state in which the heating temperature is considerably lowered, so that oxygen is easily deficient. As a result, the characteristics of the obtained TFD element 13 also vary. It tends to occur. In the present embodiment, such nonuniformity of film characteristics (for example, nonuniformity of oxygen concentration) generated on the outermost surface of the first insulating film 181 is eliminated by oxidizing the outermost surface with an acidic solution. Therefore, an element with more stable characteristics can be obtained.
Thus, the insulating film 18 composed of the first and second insulating films 181 and 182 is formed on the surface of the lower electrode 14.

続いて、図５（ｇ）に示すように、下電極１４上の絶縁膜１８を一部覆うように、クロムからなる上電極１９を形成する。この上電極１９のパターン形成に際して、図４（ａ）に示すデータ線１１（上電極１１ａを含む）も同時にパターン形成される。
以上により、ＴＦＤ素子１３２が得られる。 Subsequently, as shown in FIG. 5G, an upper electrode 19 made of chromium is formed so as to partially cover the insulating film 18 on the lower electrode 14. When the pattern of the upper electrode 19 is formed, the data line 11 (including the upper electrode 11a) shown in FIG.
As described above, the TFD element 132 is obtained.

次いで、図４（ａ）に示したように、第２の上電極１９の一端側（下電極１４と反対側）に一部乗り上げるようにＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極１２を形成し、これらの構成部材を覆う配向膜１５１を成膜すれば、図２に示した素子基板１０が得られる。これらの上電極１９，１１ａ、及びデータ線１１の形成に際しては、スパッタ法等の成膜法により金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする方法を適用することができる。 Next, as shown in FIG. 4A, the pixel electrode 12 made of a transparent conductive material such as ITO is formed so as to partially ride on one end side (the side opposite to the lower electrode 14) of the second upper electrode 19. If the alignment film 151 covering these constituent members is formed, the element substrate 10 shown in FIG. 2 is obtained. In forming the upper electrodes 19 and 11a and the data line 11, a method of patterning using a photolithography technique after forming a metal film by a film forming method such as a sputtering method can be applied.

そして、上記本実施形態の製造方法による製造工程を経て得られた素子基板１０を、図２に示すように、別途公知の製造方法により作製された対向基板２０と、シール材３０を介して貼り合わせ、シール材３０と前記両基板１０，２０とに挟まれる空間に液晶を封止することで、先の実施形態の液晶装置が得られる。 Then, the element substrate 10 obtained through the manufacturing process according to the manufacturing method of the present embodiment is bonded to the counter substrate 20 separately manufactured by a known manufacturing method and the sealing material 30 as shown in FIG. In addition, the liquid crystal device of the previous embodiment is obtained by sealing the liquid crystal in a space between the sealing material 30 and the two substrates 10 and 20.

以上説明したように本実施形態では、酸性溶液によって下電極１４の表面に第１の絶縁膜（ケミカル酸化膜）１８１を形成してから、熱酸化によって前記第１の絶縁膜１８１の膜厚を増大させている。このため、異常粒に起因するピンホールの発生を防止することができ、素子不良や素子特性のばらつきの少ないＴＦＤ素子１３２を形成することが可能である。特に本方法では、このような酸化膜の形成が、基板を酸化力の強い酸に浸漬するだけという簡単な方法で行なわれるため、通常の精密機器製造ラインにおけるような排水設備があれば本方法をすぐに導入することができ、製造工程の移行を製造コストの上昇を伴うことなく容易に行なうことができるというメリットがある。
また本実施形態では、第１の絶縁膜１８１を熱酸化処理した後に、この第１の絶縁膜１８１の最表面を化学的に酸化して膜特性を改質しているため、より特性の安定した素子を製造することが可能である。 As described above, in the present embodiment, after the first insulating film (chemical oxide film) 181 is formed on the surface of the lower electrode 14 with an acidic solution, the thickness of the first insulating film 181 is increased by thermal oxidation. It is increasing. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of pinholes due to abnormal grains, and it is possible to form the TFD element 132 with less element defects and variations in element characteristics. In particular, in this method, such an oxide film is formed by a simple method of immersing the substrate in an acid having a strong oxidizing power. Therefore, if there is a drainage facility as in a normal precision equipment manufacturing line, this method is used. There is an advantage that the manufacturing process can be easily transferred without increasing the manufacturing cost.
In this embodiment, after the first insulating film 181 is thermally oxidized, the outermost surface of the first insulating film 181 is chemically oxidized to improve the film characteristics. It is possible to manufacture such an element.

（電子機器）
図６は、本発明に係る電気光学装置を携帯電話機の表示部に適用した例を示す斜視構成図である。同図に示すように、携帯電話機１３００は、上記実施形態の液晶装置（電気光学装置）を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるい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、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高精細、高コントラストであり、輝度が均一で高画質の表示を提供することができる。 (Electronics)
FIG. 6 is a perspective configuration diagram illustrating an example in which the electro-optical device according to the invention is applied to a display unit of a mobile phone. As shown in the figure, a cellular phone 1300 includes the liquid crystal device (electro-optical device) of the above-described embodiment as a small-sized display unit 1301, and includes a plurality of operation buttons 1302, an earpiece 1303, and a mouthpiece 1304. Configured.
The liquid crystal device of the above embodiment is not limited to the mobile phone, but an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, It can be suitably used as an image display means for calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, touch panel-equipped devices, etc. In any electronic device, it has high definition, high contrast, and uniform brightness. A high-quality display can be provided.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば上記実施形態では、本発明を二端子素子であるＴＦＤ素子の製造方法に適用した例を示したが、この代わりに本発明を三端子素子である薄膜トランジスタ（TFT: Thin Film Transistor）の製造方法に適用することも可能である。つまり、現状のＴＦＴのゲート絶縁膜は、ＴＦＴの能動層となる半導体膜を熱酸化することによって形成しており、係るゲート絶縁膜の形成工程においても、前述のＴＦＤ素子の絶縁膜を形成する場合と同様の問題を抱えている。このため、ゲート絶縁膜の形成工程に本発明の方法を取り入れることで、ピンホールによる素子不良や素子特性のばらつきの生じないＴＦＴを製造することができる。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a method for manufacturing a TFD element that is a two-terminal element has been described. Instead, a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) that is a three-terminal element instead of the present invention. It is also possible to apply to. That is, the gate insulating film of the current TFT is formed by thermally oxidizing a semiconductor film that becomes an active layer of the TFT, and the insulating film of the TFD element is also formed in the step of forming the gate insulating film. If you have similar problems. For this reason, by incorporating the method of the present invention into the formation process of the gate insulating film, it is possible to manufacture a TFT that does not cause device defects or variations in device characteristics due to pinholes.

すなわち本発明は、基板上に配置された機能膜（ＴＦＴ素子の半導体膜やＴＦＤ素子の下部導電膜等）を熱酸化して形成される絶縁膜を含む素子の製造方法全般について適用することができ、この場合、その絶縁膜の形成工程が、前記機能膜の形成後に前記基板を前記機能膜に対して酸化力を有する酸性溶液に浸漬して前記機能膜の表面に酸化膜からなる第１の絶縁膜を形成する工程を含むものとすればよい。また、絶縁膜の品質や膜厚を十分に確保するには、前記絶縁膜の形成工程が、前記機能膜に熱酸化処理を施して前記第１の絶縁膜の表面に前記熱酸化膜からなる第２の絶縁膜を形成するようにすればよい。さらに、熱酸化膜表面に生じる膜特性の不均一性を解消するには、前記絶縁膜の形成工程が、前記第２の絶縁膜の形成後に前記基板を酸性溶液に浸漬して前記第２の絶縁膜の表面状態を改質する工程を含むようにすればよい。また、単に熱酸化膜表面の膜特性の不均一性を解消するだけであれば、前述の構成を有する素子の製造方法において、前記絶縁膜の形成工程が、前記機能膜に熱酸化処理を施して前記機能膜の表面に酸化膜を形成する工程と、前記酸化膜の形成された前記基板を酸性溶液に浸漬して前記酸化膜の表面状態を改質する工程とを含むものとすればよい。 That is, the present invention can be applied to all methods of manufacturing an element including an insulating film formed by thermally oxidizing a functional film (such as a semiconductor film of a TFT element or a lower conductive film of a TFD element) disposed on a substrate. In this case, the insulating film forming step includes a step of immersing the substrate in an acidic solution having an oxidizing power with respect to the functional film after the functional film is formed to form a first oxide film on the surface of the functional film. The step of forming the insulating film may be included. In addition, in order to sufficiently ensure the quality and thickness of the insulating film, the insulating film forming step includes subjecting the functional film to a thermal oxidation treatment and forming the thermal oxide film on the surface of the first insulating film. A second insulating film may be formed. Further, in order to eliminate the non-uniformity of the film characteristics generated on the surface of the thermal oxide film, the insulating film forming step includes immersing the substrate in an acidic solution after the second insulating film is formed. A step of modifying the surface state of the insulating film may be included. Further, in order to simply eliminate the non-uniformity of the film characteristics on the surface of the thermal oxide film, in the method of manufacturing an element having the above-described configuration, the insulating film forming step performs a thermal oxidation process on the functional film. A step of forming an oxide film on the surface of the functional film, and a step of modifying the surface state of the oxide film by immersing the substrate on which the oxide film is formed in an acidic solution. .

また上記実施形態では、本発明の電気光学装置の例として液晶装置を挙げたが、本発明は液晶装置に限らない種々の電気光学装置及びその製造方法に適用することができる。例えば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、電気泳動装置、プラズマ発光や電子放出による蛍光等を用いた装置（例えば、ＰＤＰ、ＦＥＤ，ＳＥＤ）や、それらの製造方法等に好適に用いることができる。 In the above-described embodiment, the liquid crystal device is described as an example of the electro-optical device of the present invention. However, the present invention can be applied to various electro-optical devices and manufacturing methods thereof not limited to the liquid crystal device. For example, it can be suitably used in EL (electroluminescence) devices, electrophoresis devices, devices using plasma emission or fluorescence by electron emission (for example, PDP, FED, SED), production methods thereof, and the like.

本発明の電気光学装置の一例である液晶装置の回路ブロック図。1 is a circuit block diagram of a liquid crystal device which is an example of an electro-optical device of the invention. 同、外観を示す斜視構成図。The perspective block diagram which shows an external appearance similarly. 図２のＣ−Ｃ’線に沿う断面構成図。FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram taken along line C-C ′ of FIG. 2. （ａ）は、同液晶装置の画素領域の平面構成図、（ｂ）はＴＦＤ素子の拡大平面図、（ｃ）は、（ｂ）のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図。(A) is a plane block diagram of the pixel area | region of the liquid crystal device, (b) is an enlarged plan view of a TFD element, (c) is a cross-sectional block diagram along the D-D 'line of (b). 本発明の非線形素子の製造方法を説明するための断面工程図。Sectional process drawing for demonstrating the manufacturing method of the nonlinear element of this invention. 本発明の電子機器の一例を示す斜視構成図。FIG. 11 is a perspective configuration diagram illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.

Explanation of symbols

１０…素子基板、１３…ＴＦＤ素子（二端子型非線形素子）、１４…下電極（第１の導電膜）、１８…絶縁膜、１８１・・・第１の絶縁膜、１８２・・・第２の絶縁膜、１１ａ…第１の上電極（第２の導電膜）、１９…第２の上電極（第２の導電膜）、１３００・・・電子機器

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Element substrate, 13 ... TFD element (two-terminal nonlinear element), 14 ... Lower electrode (first conductive film), 18 ... Insulating film, 181 ... First insulating film, 182 ... Second 11a: first upper electrode (second conductive film), 19: second upper electrode (second conductive film), 1300: electronic device

Claims

A method for manufacturing a non-linear element comprising a first conductive film, an insulating film, and a second conductive film on a substrate,
And dipping the substrate in an acidic solution after forming the first conductive film to form an insulating film made of an oxide film of the first conductive film on the surface of the first conductive film. A method for manufacturing a nonlinear element.

2. The method of manufacturing a nonlinear element according to claim 1, wherein the step of forming the insulating film includes a step of increasing the film thickness of the insulating film by subjecting the first conductive film to a thermal oxidation treatment.

3. The nonlinear element according to claim 2, wherein the insulating film forming step includes a step of modifying the surface state of the insulating film by immersing the substrate in an acidic solution after the insulating film is formed. Production method.

A method for manufacturing a non-linear element comprising a first conductive film, an insulating film, and a second conductive film on a substrate,
Performing a thermal oxidation process on the first conductive film to form an insulating film made of an oxide film of the first conductive film on a surface of the first conductive film; and the substrate on which the insulating film is formed And dipping the substrate in an acidic solution to modify the surface state of the insulating film.

The method for manufacturing a nonlinear element according to claim 1, wherein the acidic solution is made of nitric acid, sulfuric acid, or a mixed acid thereof.

6. The method of manufacturing a nonlinear element according to claim 5, wherein an acid having an azeotropic concentration is used as the acidic solution.

An electro-optical device comprising a nonlinear element manufactured by the method according to claim 1.

An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 7.