JP2568734B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は液晶表示装置の製造方法に関する。

従来の技術 近年、液晶表示装置は、従来のCRT表示装置に代わっ
て小型，軽量，平板性が要求されるラップトップパソコ
ン、あるいは、ビデオ一体型カメラ等の表示装置として
用いられている。

第４図および第５図は、そのような従来の液晶表示装
置の要部の一部断面図および平面構成ブロック図であ
る。

これらの図において、41は石英基板、42sはソース領
域、42dはドレイン領域、42iはチャネル領域、43はゲー
ト酸化膜、44はゲート電極、45はゲート信号線、46は層
間絶縁膜、47はソースコンタクト、48はドレインコンタ
クト、49はソース信号線、50はボンディングパッド、52
はコンタクト線、53は画素電極、54は保護膜、55は液晶
配向膜、56は上面ガラス板、57は共通電極、58は第二の
液晶配向膜、59はスペーサ、60は液晶、61は画素部、62
は垂直走査回路、63は水平走査回路を示す。

まず、第４図を参照して、石英基板41上に、ポリシリ
コン層によるトランジスタ領域を形成した後、熱酸化シ
リコン層を形成し、さらにその上に、ポリシリコン層を
形成し、ドライエッチングによりゲート電極44と第５図
に示すゲート信号線45とを形成する。

そして、ウェットエッチングによりチャネル領域42i
上に、ゲート酸化膜43を形成する。この後、トランジス
タ領域上に、P⁺またはAs⁺をイオン注入し、n⁺領域であ
るソース領域42sとドレイン電極42d及び、チャネル領域
42iを形成する。

次に、ソースコンタクト用窓とドレインコンタクト用
窓とを有する層間絶縁膜46を、酸化シリコン（ノンドー
プトシリカガラスNon doped Silica Glass:以下、NSGと
記す。）により形成した後、アルミニウム−シリコン
（Al−Si）合金膜による、ソースコンタクト47とドレイ
ンコンタクト48とを形成すると同時に、第５図に示すソ
ース信号線49とボンディングパッド50とを形成する。

そして、クロム（Cr）等によるコンタクト膜52を形成
した後、酸化インジウム錫（Indium Tin Oxide:以下、I
TOと記す。）等の画素電極53を形成し、窒化シリコンに
よる保護膜54を形成する。

このようにして、第５図に示すような画素部61、垂直
走査回路62と水平走査回路63が形成される。

その後、液晶工程において、画素部61上に液晶配向膜
55を形成し、ラビングする。一方、上面ガラス板56上に
はITOの膜等の共通電極57を形成し、さらにその上に第
二の液晶配向膜58を形成し、ラビングした後、この第２
の液晶配向膜58の側を内面にして石英基板41と対向する
ように、第５図に示すような接着剤を兼ねたスペーサ59
を介して、接着する。

そして、液晶60を注入後封止して、液晶表示装置が製
造されていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の液晶表示装置の製造方法では、石
英基板が薄いと、液晶工程における液晶配向膜のラビン
グや液晶注入工程の際に、基板の一部にヒビが入った
り、割れたりすることがあり、その回避のため基板厚さ
は、最小限として、1,1mm程度にしていた。

しかし、コスト削減を目的に既存の半導体生産ライン
を利用するために、石英基板41の厚さを、通常の半導体
集積回路製造に用いられるシリコンウェハと同形状、同
厚にする必要がでてきた。

この発明は上述に鑑み、液晶工程において発生する基
板のヒビ，割れを排除し、かつ、既存の半導体生産ライ
ンを利用することを可能とする、信頼性の高い液晶表示
装置の製造方法の提供を目的とする。

課題を解決するための手段 この発明は、基板の主面に薄膜トランジスタ（Thin F
ilm Transistor:以下、TFTと記す。）を製造する工程の
終了後、前記基板の他面に補強基板を接着してから液晶
工程を行なう液晶表示装置の製造方法である。

作用 この構成によって、液晶工程においては見かけ上基板
の厚さが増すので、液晶配向膜のラビングや液晶注入等
の工程で、基板に負荷がかかっても、基板の強度が十分
あるので基板の一部にヒビが入ったり、割れたりするこ
とがなくなる。

実施例 以下、この発明を、５インチ径のシリコンウェハサイ
ズと同様寸法の石英基板を用いた場合の実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図（ａ）〜（ｏ）は、この発明の一実施例におけ
る液晶表示装置の製造方法を説明するための要部の工程
順断面図、第２図は同実施例で得られた液晶表示装置の
画素部の一部平面図、第３図は同実施例で得られた液晶
表示装置の等価回路構成図を示す。

第１図，第２図，第３図において、１は厚さ525μｍ
の５インチ径のウェハサイズの石英基板、２はトランジ
タ領域、2sはソース領域、2dはドレイン領域、2iはチャ
ネル領域、３はゲート酸化膜、３′は熱酸化シリコン
層、４はゲート電極、５はゲート信号線、６は層間絶縁
膜、７はソースコンタクト、7Wはソースコンタクト用
窓、８はドレインコンタクト、8Wはドレインコンタクト
用窓、９はソース信号線、10はボンディングパッド、11
は酸化防止膜、12はコンタクト膜、13は画素電極、14は
保護膜、15は液晶配向膜、16は上面ガラス板、17は共通
電極、18は第二の液晶配向膜、19はスペーサ、20は液
晶、21は画素部、22は垂直走査回路、23は水平走査回
路、24は接着膜、25は石英による補強基板である。

第１図を参照して説明すると、まず、同図（ａ）のよ
うに、石英基板１の主面上に低圧CVD装置により、厚さ
0.2μｍ程度のポリシリコン層を形成し、フォトレジス
トをマスクとしてのプラズマエッチング装置により、ト
ランジスタ領域２を形成する。

次に、第１図（ｂ）のように、ソース領域2s,ドレイ
ン領域ｄとチャネル領域2iを形成するために、熱酸化に
より厚さの0.1μｍ程度の熱酸化シリコン層３′を形成
し、さらに、その上に、第１図（ｃ）のように、低圧CV
D装置により厚さ0.3μｍ程度のポリシリコン層を形成
し、フォトレジストをマスクといてのプラズマエッチン
グ装置により、ゲート電極４と第２図に示すゲート信号
線５とを形成する。

さらに、フォトレジストをマスクとしての反応性イオ
ンエッチング装置により、チャネル領域2i上以外の熱酸
化シリコン層３′を除去し、第１図（ｄ）のように、ゲ
ート酸化膜３を形成する。

そして、フォトレジストをマスクとしてトランジスタ
領域２上に、P⁺またはAs⁺をイオン注入し、第１図
（ｅ）のように、n⁺領域のソース領域2sとドレイン領域
2dを形成し、それらの中間部にチャネル領域2iを残存す
る。

この後、常圧CVD装置により、厚さ１μｍ程度のNSG層
を形成し、フォトレジストをマスクとして、反応性イオ
ンエッチング装置により、第１図（ｆ）のように、ソー
スコンタクト用窓7Wとドレインコンタクト用窓8Wとを有
する層間絶縁膜６を形成する。

次に、DCバイアスパッタ装置により厚さ１μｍ程度の
Al−Si合金層を形成し、フォトレジストをマスクとして
ウェットエッチング装置により、第１図（ｇ）のよう
に、ソースコンタクト７、ドレインコンタクト８とソー
ス信号線９を形成すると同時に、第３図に示すボンディ
ングパッド10を形成する。

そして、画素電極13として、、例えば、ITO等の酸化
膜を用いるために、第１図（ｈ）のように、酸化膜の作
成時に、Al−Si合金が酸化されないように、ソースコン
タクト７およびソース信号線９上にはプラズマCVD装置
により、厚さ0.2μｍ程度の窒化シリコン層を形成後、
フォトレジストをマスクとしてウェットエッチング装置
により、酸化防止膜11を形成する。

また、第１図（ｉ）のようにドレインコンタクト８上
には酸化されにくい金属、例えば、Cr膜やNi膜を、高周
波マグネトロンスパッタ装置により、厚さ0.2μｍ程度
形成した後、フォトレジストをマスクとしてウェットエ
ッチング装置により、コンタクト膜12を形成する。

そして、高周波マクネトロンスパッタ装置により厚さ
0.1μｍ程度のITO膜を形成した後、第１図（ｊ）のよう
に、フォトレジストをマスクとしてウェットエッチング
装置により、画素電極13を形成する。

最後に、第１図（ｋ）のように、スピンコート装置に
より厚さ0.3μｍ程度のSOG（Spin on Glass）による保
護膜14を形成する。

このようなCMOSプロセスにより、第２図に示すような
画素部21が形成されると同時に、周辺回路、いわゆる、
駆動回路として、第３図中に示すような垂直走査回路22
と水平走査回路23とが形成され、これによって、TFT工
程を終了する。

ここで、液晶工程に入る前に、第１図（ｌ）のよう
に、フォトレジストによる接着膜24が予めスプレー塗布
してある石英の補強基板25を、石英基板１の他面、すな
わち、素子の形成されていない面に、接着膜24を介し
て、一体成形する。このとき、石英の補強基板25は、従
来用いてきた基板厚さと同程度の厚さになるように、た
とえば、基板１が従来製品の約半分の厚さであれば、同
基板と同等の厚さのもを用いるように選択する。この
後、第１図（ｍ）のように、液晶工程により画素部21上
に、ポリイミドによる液晶配向膜15を形成しラビングす
る。

一方、上面ガラス板16上には、第１図（ｎ）のよう
に、ITO膜等の共通電極17を形成し、さらにその上に、
第二の液晶配向膜18を形成してラビングした後、石英基
板１と対向するように、第３図に示すような接着剤を兼
ねたスペーサ19により、上面ガラス板16と石英基板１と
を接着する。そして、第１図（ｏ）のように、液晶20を
注入後封止し、補強基板25を除去して、液晶表示装置が
製造される。

以上のように、この実施例によれば、既存の半導体生
産ラインを利用するために、石英基板厚が従来より半分
程度になっても、補強基板により強度が保たれるので、
液晶工程における液晶配向膜のラビングや液晶注入等の
工程で同基板に負荷がかかる際にも、基板の一部にヒビ
が入ったり、割れたりすることが阻止できる。

なお、この実施例では接着膜として、半導体生産ライ
ンでよく使用されるフォトレジストを用いたために基板
の透光性が劣化するので、液晶工程の最後で補強基板の
除去とともにフォトレジストを除去したが、透光性に優
れる接着膜を用いれば、補強基板を除去しなくてもよ
く、工程の削減になる。すなわち、液晶工程において補
強基板が接着されていれば、接着膜は何でもよい。

また、この実施例では補強基板を基板と同一材料の石
英とすることにより熱履歴時の膨張に対する接着力の強
化を図っているが他のものを用いてもよい。

さらに、この実施例ではゲート電極として、シングル
ゲート構造を用いたがデュアルゲート構造のものも適用
できる。TFTとして、P⁺やAs⁺をイオン注入してソース領
域およびドレイン領域を形成したｎ型トランジスタを用
いたが、B⁺をイオン注入してソース領域およびドレイン
領域を形成したｐ型トランジスタでもよい。

発明の効果 以上のようにこの発明によれば、基板の主面上に、TF
Tを製造する工程の終了後、前記基板の他面に補強基板
を接着してから液晶工程を行なうことにより、液晶工程
においては見かけ上基板の厚さが増すので、液晶配向膜
のラビングや液晶注入工程のように、基板に負荷がかか
る工程の際にも、同基板の強度が十分に保たれ、基板の
一部にヒビが入ったり、割れたりすることがなくなる。

したがって、これにより、諸工程での歩留まりが向上
し、信頼性の高い画像表示装置が製造でき、その実用的
効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における液晶表示装置の製
造方法を説明するための要部の工程順断面図、第２図は
この発明の一実施例で形成された液晶表示装置の要部の
一部平面図、第３図はこの発明の一実施例で形成された
液晶表示装置の等価回路構成図、第４図は従来の液晶表
示装置の画素部の一部断面図、第５図は従来の液晶表示
装置の平面構成ブロック図である。 １……石英基板、２……トランジスタ領域、2s……ソー
ス領域、2d……ドレイン領域、2i……チャネル領域、３
……ゲート酸化膜、３′……熱酸化シリコン層、４……
ゲート電極、５……ゲート信号線、６……層間絶縁膜、
７……ソースコンタクト、7W……ソースコンタクト用
窓、８……ドレインコンタクト、8W……ドレインコンタ
クト用窓、９……ソース信号線、10……ボンディングパ
ッド、11……酸化防止膜、12……コンタクト膜、13……
画素電極、14……保護膜、15……液晶配向膜、16……上
面ガラス板、17……共通電極、18……第二の液晶配向
膜、19……スペーサ、20……液晶、21……画素部、22…
…垂直走査回路、23……水平走査回路、24……接着膜、
25……補強基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江本 文昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−132185（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−206925（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の主面上に、薄膜トランジスタを製造
   する工程の終了後、前記基板の他面に補強基板を接着し
   て液晶工程を行なうことを特徴とする液晶表示装置の製
   造方法。
2. 【請求項２】補強基板が基板と同一材料であることを特
   徴とする請求項（１）に記載の液晶表示装置の製造方
   法。