JP3941356B2 - Manufacturing method of electro-optical device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気光学装置又は半導体装置の製造方法に関するものであり、より詳しくは、銀薄膜からなる反射層、電極もしくは回路配線を有する電気光学装置又は銀薄膜からなる電極もしくは回路配線を有する半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は互いに対向配置された一対の基板の間に液晶物質を挟持した非発光型の表示装置であり、液晶の配向状態に応じて液晶を通過する光を変調させて表示を行うものである。このような液晶表示装置の表示方法としては、透過型のものと反射型のものあるいは半透過反射型のものが知られている。
このうち、図16及び図17に示す半透過反射型の液晶表示装置150は、アクティブマトリクス型のTFD(Thin Film Diode)液晶表示装置であり、一方の基板141と他方の基板142とが所定の間隔を保って対向配置されており、各基板141,142の間には液晶140が挟持されている。ここで一方の基板142は素子基板となっており、ガラス等からなる透明な基板143の下面(対向面)に、マトリクス状に例えばITO(Indium Tin Oxide )等の透明電極からなる複数の電極(画素電極)144及び該画素電極144を制御するTFD148が設けられている。各画素電極144は、ほぼ矩形状に形成され、そのうちの一隅にはTFD148が配置され、この部分が切欠部となっている。TFD148は走査線146に接続され、走査信号とデータ線(対向電極)166とに印加された信号に基づいて、液晶を表示状態、非表示状態又はその中間状態に切り換えて表示動作の制御を行うことができるようになっている。
【0003】
また、図16の液晶表示装置では他方の基板141はフィルタ基板になっていて、ガラス等からなる透明な基板152上に、金属膜からなる反射層154がほぼ全面にわたって形成されている。そして、反射層154の上には、カラーフィルタ160,162,164を介してITOからなりデータ線をなす短冊状の電極(対向電極)166が形成されている。基板上方から入射した自然光80は反射層50で反射して視野に入る。さらに、各カラーフィルタ層160,162,164の中心付近における反射層154には矩形状の小さな窓154aが形成されていて、一方の基板141の外側に配置された光源(バックライト)70からの光が他方の基板142へ透過するようになっている。つまり、この液晶表示装置150は各カラーフィルタ層160,162,164の周縁部では反射層154による反射表示を行い、その中心部では窓154aによる透過表示を行うようになっている。
【0004】
各カラーフィルタ層160,162,164は、一方の基板142の画素電極144に対向した位置にマトリクス状に設けられ、青色のカラーフィルタ層(図示「B」)160、緑色カラーフィルタ層(図示「G」)162、赤色カラーフィルタ層(図示「R」)164から構成されている。ここで各カラーフィルタ層は光の3原色(R,G,B)を構成しているので、いずれかの方向でR,G,Bが交互に配置されているのが好ましい。図では左から右へ向かってR,G,Bが繰り返して配置されている。また、各カラーフィルタ層160,162,164は間隔を置いて離して配置されており、それらの間には非画像表示領域(他方の基板142に画素電極144が形成されていない領域)に対応して遮光層156が形成されている。そして、各カラーフィルタ層160,162,164の上に図示しない保護層が形成され、該保護層の上には走査線146の延長方向と交差するようにして、対向電極166が形成されている。
図16に示す液晶表示装置150では、画素電極144を制御するのにTFDを使用した例を示したが、TFDに替えてTFT(Thin Film Transistor)を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置としても良いのは勿論である。
【0005】
図17には、上記した液晶表示装置150の図16における線A−A’に沿った断面構造を示している。図17において、窓154aの周縁部は各画素電極144の周縁部144aより内側に位置している。また、遮光層156は一方の基板141における基板152上、より詳しくは基板152上に形成された反射層154の上に形成されている。そして遮光層156の周縁部156aは、各画素電極144の周縁部144aより若干外側に位置し、周縁部156aと周縁部144aとの間には、対向する画素電極が存在しない状態で反射層154が形成されている。そして各カラーフィルタ層160,162,164及び遮光層156の上には、例えばアクリル系樹脂からなる保護層168を介して対向電極166が形成されている。
このような構造の液晶表示装置において、反射層154となる金属膜としては、特に制限はないが、光反射率の高い例えばアルミニウム、アルミニウム合金(アルミニウム−ネオジム、アルミニウム−パラジウム−銅等)、銀、ニッケル、チタン又はクロム等の金属の薄膜が使用される。反射層154の光反射率は85%以上、より好ましくは90%が好適で、価格の点も考慮に入れて光反射率は90%台のアルミニウム又はアルミニウム合金が多用されている。
また、走査線146や図示しない信号線には電気抵抗率の低い金属が好ましく、成膜方法やパターニングの容易さを考慮してアルミニウム、クロム、ニッケルまたはタンタル等が多用されている。
また、各種半導体装置においても電極部や配線構造部には電気抵抗率の低い金属を使用しなければならず、成膜方法やパターニングの容易さを考慮してアルミニウム、クロム、ニッケルまたはタンタル等が多用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、反射板用途の金属薄膜と使用しているアルミニウム又はアルミニウム合金の光反射率は高々90%台であり、鮮明な表示画像を得る一層高い光反射率の金属薄膜の使用が求められる。
また、各種半導体装置の性能を向上させるには、電極部や配線構造部の一層電気抵抗率の低い金属を使用して、配線材料での信号伝達速度の向上をはかり、半導体装置の発熱を抑制し消費電力の低減をはかる必要がある。
このような観点から光反射率が高く、かつ電気抵抗率の低い金属を検討すると銀(Ag)が挙げられる。ちなみに銀の光反射率は98%であり、アルミニウム合金の光反射率よりもはるかに高い。また、銀の電気比抵抗(電気抵抗率)は1.50×10-6Ω・cmであり、アルミニウムの32.1×10-6Ω・cm、クロムの13×10-6Ω・cm、タンタルの12.4×10-6Ω・cmあるいはニッケルの6.58×10-6Ω・cm等と比較してはるかに低い比抵抗を有している。低抵抗の導電材料としては、銅(電気比抵抗:1.55×10-6Ω・cm)が挙げられるが、配線材料として銅を利用する場合には酸化対策が必要であり、これをおろそかにすると空気中の酸素や水分で酸化されて容易に酸化銅となるので比抵抗が増加し、本来の銅の低比抵抗特性が損なわれることになる。このため半導体装置における銅の利用は実用には至っていない。銀は銅よりもさらに低い比抵抗を有している。
【0007】
このように銀薄膜が使用できれば、液晶表示装置や各種半導体装置の一層の性能向上が期待できる。従来、銀を使用して液晶表示装置の反射板や回路配線部を形成する場合、あるいは半導体装置の電極や回路配線部を形成するには、銀薄膜を形成後ウエットエッチングによりパターニングする方法が知られていた。しかしながら、ウエットエッチングによりパターニングする方法はパターニング精度の点から問題があり、より一層細くて正確な銀パターンが求められるようになると限界がある。より高精度のパターニングをするにはドライエッチングが有利である。また、除害設備を考慮すると設備面でもドライエッチングが有利である。しかしながら銀薄膜のドライエッチング方法は未だ確立されていない。
このような観点から、本発明は銀薄膜を高精度に効率よくドライエッチングして銀パターンを形成し、液晶表示装置の反射板や回路配線部あるいは半導体装置の電極部や回路配線部に利用する方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、一つには、一対の基板間に液晶を保持し、各基板の対向する面にはそれぞれ電極が形成されており、そのうち少なくとも一方の基板の電極と基板の間に銀(Ag)薄膜からなる反射層が形成された電気光学装置の製造方法であって、銀薄膜形成後該銀薄膜をヨウ素(I)化合物の蒸気を用いてドライエッチングして、所定の形状の銀反射層パターンを形成する電気光学装置の製造方法である。
また、別の本発明は、一対の基板間に液晶を保持し、各基板のうち少なくとも一方の対向する面には銀(Ag)薄膜からなる電極又は銀(Ag)薄膜からなるが回路配線が形成された電気光学装置の製造方法であって、銀薄膜形成後該銀薄膜をヨウ素(I)化合物の蒸気を用いてドライエッチングして、所定の形状の銀電極パターン又は銀回路配線パターンを形成とする電気光学装置の製造方法である。
【0009】
さらに、別の本発明は、半導体基板上に銀(Ag)薄膜からなる電極又は回路配線を有する半導体装置の製造方法であって、銀薄膜形成後該銀薄膜をヨウ素(I)化合物の蒸気を用いてドライエッチングして、所定の形状の銀電極パターン又は銀回路配線パターンを形成する半導体装置の製造方法である。
この方法は銀(Ag)薄膜をヨウ素(I)で捕捉してヨウ化銀(AgI)とし、ヨウ化銀がイオン伝導性が高いことを利用して拡散させてエッチングする方法である。この方法によれば銀薄膜を均一にしかも効率良くエッチングすることが可能となり、微細な銀パターンでも精度良く形成することができる。また、エッチングに際して下地層にダメッジを与えることも無く、コスト的にも有利なので液晶表示装置の金属反射層や回路配線、あるいはまた半導体装置の電極又は回路配線として利用することが可能となる。
本発明の電気光学装置又は半導体装置の製造方法においては、前記銀薄膜をヨウ素化合物の蒸気を用いてドライエッチングして所定の形状銀パターンを形成する際に、前記基板を147℃以上の温度に保持し、ヨウ化銀をα相に相転移させてエッチングすることを特徴とする。
ヨウ化銀には三つの変態が有り、常温から137℃で安定なγ相と、137℃から147℃までで安定なウルツァイト構造のβ相及び147℃以上融点までの温度で安定なα相の結晶へと相転移する。α結晶のヨウ化銀はヨウ素原子間に銀原子が無秩序に入り込むので銀との結合力が大きい。この性質とイオン伝導性が高く、拡散しやすいことを利用して銀薄膜をエッチングすれば、微細な銀パターンを精度良くしかも効率よく形成することが可能となる。
【0010】
本発明の電気光学装置又は半導体装置の製造方法では、ヨウ素化合物としてヨウ化水素(HI)、ヨウ化メチル(C25I)、ヨウ化プロピル(C37I)又はヨウ化ブチル(C49I)等の分子量が比較的小さく沸点の低いヨウ素の炭化水素化合物のうちいずれか1種が好適に利用できる。
これらのヨウ素化合物は安定性に優れており、しかも容易に解離して活性なヨウ素を利用できるからである。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の電気光学装置又は半導体装置の製造方法は、一般に行われている電気光学装置又は半導体装置の製造方法と同様に、それぞれの設計構造に従った薄膜積層構造を作成し、それらをエッチングによりパターニングして必要な形状の構造を形成するものであり、その際の銀パターンの形成方法としてヨウ素化合物蒸気を利用して銀薄膜をドライエッチングするものである。従って、ここでは銀パターンの形成方法を中心にして説明する。
まず、積層構造の所定位置に銀薄膜を形成する。銀薄膜の形成方法には特に制限は無く、蒸着法やスパッタ法等の物理気相堆積法(PVD)、イオンプレーティング法、あるいは化学気相析出法(CVD)等が利用できる。銀薄膜は基板表面全面に形成するのが一般的である。
次いで、上記銀薄膜にリソグラフィ技術により形成したフォトレジストパターンをマスクとして利用し、ヨウ素化合物蒸気を使用してドライエッチングにより所定形状の銀反射層や微細な電極あるいは配線などの銀回路パターンを形成する。
【0012】
ドライエッチング方式にも特に制限はなく、通常のプラスマエッチング( Plasma Etching :PE)、反応性イオンエッチング( Reactive Ion Etching :RIE)あるいは誘導結合プラズマエッチング( Inductive Coupled Plasma :ICP)等が利用できる。特に本発明の電気光学装置あるいは半導体装置の製造方法においては、ICP方式はプラズマ生成用の高周波電力と基板へのイオンの引き込みのための高周波電力とをそれぞれ独立に供給して制御性を高めているので、飛び難い原子に対しても容易にバイアスをかけることができ、高密度のプラズマが得られるので都合がよい。
【0013】
反応室内に導入するガスとしては、ヨウ化水素(HI)、ヨウ化メチル(CH3 I)、ヨウ化エチル(C25I)、ヨウ化プロピル(C37I)又はヨウ化ブチル(C49I)等のヨウ素化合物を使用する。これらの化合物は分子量が比較的小さく安定な化合物であり、沸点も比較的低くて蒸気が得られ易くかつ容易に解離して活性なヨウ素種を利用できるからである。また入手するのも容易である。
ちなみにヨウ化水素の分子量は127.9で沸点は−35℃であり、ヨウ化メチルは分子量が142で沸点は42.5℃、ヨウ化エチルは分子量が156で沸点は72℃、ヨウ化プロピルは分子量が170で沸点は102℃、ヨウ化ブチルは分子量が184で沸点は131℃である。
ヨウ素化合物は単独の蒸気で使用しても良いが、水素やアルゴンをキャリアガスとして使用してヨウ素化合物を10%以上添加した混合ガスとして使用しても良い。混合ガスとして使用すればエッチングが穏やかに進行し、下部の層にダメッジを与えること無くより高精度の銀パターンを得ることができる。
銀薄膜上にフォトレジストをマスクとしたパターンを形成した基板をドライエッチング装置のチャンバー内に挿入し、チャンバー内に上記ヨウ素化合物の蒸気を導入して高周波電力を印加すると、該ヨウ素化合物が解離して活性なヨウ素が発生し、基板露出部の銀と反応してヨウ化銀を生成し、銀薄膜はエッチング除去される。
【0014】
この時、基板温度を147℃以上に加熱してα相のヨウ化銀を生成させる。前述の通り、ヨウ化銀は147℃を境としてウルツァイト構造のβ相からα相へと相転移する。図14と図15に相転移前後のヨウ化銀の結晶構造を示す(バーンズ著「固体物理学」P.54、東海大学出版会発行参照)。図14は147℃未満の温度で安定なβ相の結晶構造であり、図15は147℃以上で安定なα相の結晶構造である。銀のドライエッチングにおいて効果を発揮するのは、図15に示すα相のヨウ化銀であって、大きな白丸で示すヨウ素原子の間の黒丸(6d位置)、白小丸(12d位置)、三角(24h位置)で示す位置にAg原子が無秩序に入り込んでいる。このα相型のヨウ化銀はイオン伝導性が高く拡散し易いので、エッチャントとして使用するとエッチングの均一性を高め、かつエッチング効率を高めることが可能となる。
【0015】
(第1の実施の形態)
本発明の方法により、反射型の液晶表示装置を製造する場合の例について、図面を使用して説明する。
図1から図8は、本発明の方法により反射型の液晶表示装置を製造する場合の断面工程図を示したものである。この第1の実施の形態では、2種類のTFTと1個の蓄積容量を具備したアクティブマトリクス駆動方式で、各画素電極部に銀薄膜からなる反射層を備えた液晶表示装置を例に挙げて説明する。図は対向する一対の基板のうち、駆動素子を備えたいわゆる素子基板を示すものである。
なお、以後の図においては、各層や各部材を図面上で認識できる程度の大きさに表示するため、各層や各部材毎に縮尺を変えてある。
【0016】
先ず、図1に示すようにガラス基板31上に窒化シリコン32と酸化シリコン33からなる絶縁層32を形成し、その上に図示しないアモルファスシリコン層を形成する。その後、該アモルファスシリコン層に対して例えばレーザアニール処理等の加熱処理を施すことにより、アモルファスのシリコン層を再結晶させて結晶性のポリシリコン層とし、エッチングによりパターニングして2箇所のTFT形成位置と1個の蓄積容量形成位置に島状のポリシリコン層40を形成する。ポリシリコン層40の厚さは例えば50nm程度である。次いで基板全面にゲート絶縁層30を形成する。ゲート絶縁層30の厚さは、例えば100〜150nm程度とする。この工程は表示領域1及び周辺領域2において同様に行う。
次に、表示領域1のうちNチャネルTFTを形成する位置及び周辺領域2の全面の領域を、ポリイミド等のレジスト41でマスク処理する。そして表示領域1及び周辺領域2の双方の領域をマスク処理した後、マスクで覆われていない部分に、例えばドナーとしてのPH3 /H2 イオンをゲート絶縁層30を介してポリシリコン層40にドーピングする。この時のドーピング条件は、例えば、31Pのドーズ量が3×1014〜5×1014/cm2 程度であり、エネルギーとしては80KeV程度が必要とされる(図2参照)。
【0017】
次に、PH3 /H2 イオンをドーピングした後レジスト41を剥離し、その後2個のTFTを形成する位置にゲート電極8,9を形成し、1個の蓄積容量を形成する位置に容量電極23を形成する。ゲート電極8,9及び容量電極23を形成するには、基板全面に厚さ約50〜300nmの銀薄膜を真空蒸着またはスパッタした後、該銀薄膜を所定の形状にエッチングして形成する。即ち、前記銀薄膜上のゲート電極及び容量電極の位置にリソグラフィ技術を使用してフォトレジストのマスクパターンを形成し、ドライエッチング装置に装填してヨウ素化合物蒸気を使用してドライエッチングにより所定形状のゲート電極8,9または容量電極23を形成する。なお、この際同時に、基板上に平面的に図示しないデータ線や走査線を形成することもできる。
ドライエッチングは、例えば、ICP装置を使用して反応ガスとしてヨウ化メチル( CH3I)、キャリアガスとしてアルゴンを使用する。ヨウ化メチルとアルゴンの混合比率は1:1程度が好ましい。基板温度は147℃以上、好ましくは180℃〜200℃が良い。印加電力は周波数13.56MHz、5kW程度必要である。
【0018】
次に、ゲート電極8,9及び容量電極23を形成した後、ゲート電極8,9及び容量電極23をマスクとして、マスクで覆われていない部分に再度PH3 /H2 イオンをドーピングする。この時のドーピング条件は、例えば、31Pのドーズ量が4〜5×1014/cm2 程度であり、エネルギーとしては60KeV程度が必要とされる。これによりゲート電極8,9及び容量電極23の直下部周辺のポリシリコン層40に、N- 領域を形成する(図3参照)。
次に、図4に示すように基板全面に厚さ20nm程度の酸化シリコンからなる層間絶縁膜35を形成し、表示領域1のNチャネルTFTを形成する位置にレジスト42でマスク処理した後、マスクで覆われていない部分にアクセプタとしてのB26/H2 イオンをドーピングする。この時のドーピング条件は、例えば、11Bのドーズ量が5E14/cm2 以上であり、エネルギーとしては25〜30KeV程度が必要とされる。この工程によりTFTのソース領域とチャネル領域が形成される。
【0019】
次に図5に示すとおり、基板全体を厚さ800nm程度の酸化酸化シリコンからなる層間絶縁膜38で覆い、その後TFTのソース電極及びトレイン電極となる位置並びに容量電極となる位置にコンタクトホールを開口する。
次に、前記コンタクトホールを含む基板全面に図示しない銀薄膜を形成する。銀薄膜の形成には、前述の通り蒸着法やスパッタ法が利用できる。基板全面に銀薄膜を形成した後、各コンタクトホールの電極位置にフォトリソ技術を利用してレジスとマスク処理を施し、再びヨウ素化合物を反応ガスとして利用したドライエッチングにより上記銀薄膜をパターニングして、PチャネルTFT61のソース電極11及びドレイン電極12、NチャネルTFT21のソース電極13及びドレイン電極14並びに蓄積容量22の引出部24を形成する(図6参照)。銀薄膜のドライエッチング方法も、前述の通りで良い。
【0020】
次に図7に示すように、電極を含む基板全面に厚さ20nm程度の窒化シリコンからなる保護膜44を形成し、その上に感光性アクリル樹脂膜45を厚さ500nm程度の形成する。この感光性アクリル樹脂膜45は入射した光が乱反射するように表面に凹凸を形成してある。表面の凹凸を形成するには、例えば感光性アクリル樹脂膜を2層に形成し、第1の感光性アクリル樹脂膜を形成した後に該感光性アクリル樹脂膜に適当な間隔で小孔を設け、その上から再度感光性アクリル樹脂膜を成膜すれば良い。2層の感光性アクリル樹脂膜を形成後、第1の膜の小孔の部分は凹部となり、小孔の無かった部分は凸部となり、2層重ねた感光性アクリル樹脂膜の表面は凹凸面となる。次いで画素電極に通じるドレイン電極14部にコンタクトホールを開口する。
次に図8に示すように、凹凸を有する感光性アクリル樹脂膜45の表面に反射層となる銀薄膜(図示省略)を形成する。銀薄膜は前述の通り蒸着法やスパッタにより形成することができる。次いで該銀薄膜をヨウ素化合物蒸気を使用したドライエッチングにより画素領域にのみ残るようにパターニングして、反射層50を形成する。この場合も銀薄膜のドライエッチング法法は、前述の通りで良い。
本実施形態では反射層や各電極に銀パターンを使用した例について説明したが、信号線やデータ線も同様な方法で比抵抗の極めて低い銀を使用して形成できることは勿論である。
【0021】
最後に基板表面に画素電極となる例えばITO膜を形成し、所定の形状にパターニングして画素電極52を形成する。
このようにして2種類のTFTと1個の蓄積容量を具備したアクティブマトリクス駆動方式の駆動素子を備え、各画素電極部に銀薄膜からなる反射層を備えた液晶表示装置用のいわゆる素子基板が得られる。この素子基板の画素電極52と対向する側にもう一方の基板である対向基板を配置し、2枚の基板間に液晶を封じ込めば液晶表示パネルが完成する。
このようにして得られる液晶表示パネルは、光反射率の高い銀薄膜からなる反射層を有し、電気比抵抗の低い電極や配線部を具備し、画面が鮮明で応答速度の速い極めて高品質の表示画面が得られるので、携帯電話、時計、情報処理装置あるいは投写型表示装置といった各種電気光学装置に利用することができる。
【0022】
(第2の実施形態)
図9から図13は本発明の第2の実施形態に係わるメモリー用のモノシリック型半導体装置を製造する場合の断面工程図を示したものである。
先ず、図9に示すようにシリコン基板101上に図示しない酸化シリコンの下地絶縁膜を形成する。次に基板の半分に図示しないシリコン窒化膜からなる保護膜を形成した後、酸化させてシリコン窒化膜からなる保護膜の無い部分にLOCOS( Local Oxidation of Silicon )膜102を形成する。次いで、保護膜と酸化シリコンの下地絶縁膜を除去する。LOCOS膜102の部分は酸化膜が残るが、LOCOS膜102の無い部分は、シリコン基板101が露出する。この状態でボロンイオン(B+ )をイオン注入によりドープして、Pウエル領域103を形成する。
次いで、基板全面にゲート絶縁膜106、ドープトポリシリコン膜107及び絶縁膜108を順次成膜して積層させた後、上記3層を所定形状に順次エッチングして4個の島状パターンを形成する。次いで基板全面に厚いシリコン酸化膜110を成膜し、該シリコン酸化膜110をエッチバックして前記4個の島状パターンの周囲にサイドウオール111を形成する。
さらにサイドウオール111を形成した状態で、リンイオン(P- )をイオン注入して基板101の酸化膜に覆われていない部分に、n+ 拡散領域113を形成する。
【0023】
次に、図10に示すように基板全面にTEOS( Tetraethyl ortho silicon )膜114を形成し、フォトリソグラフィー技術を利用してTEOS膜114にコンタクトホール115を設ける。その後、基板全面にドープトポリシリコン膜117を形成し、フォトリソグラフィー技術を利用して該ドープトポリシリコン膜117をパターニングしてドープトポリシリコンからなる下部電極118を形成する。
次に、下部電極118の表面に図示しない薄い絶縁膜を形成した後、メモリーセルの上部電極となるドープトポリシリコン膜(図示省略)を形成し、フォトリソグラフィー技術を利用してパターニングを行って、図11に示すようにメモリーセルの上部電極120を形成する。さらに、TEOS膜122とBPSG膜124の2層からなる層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜にフォトリソグラフィー技術を利用してコンタクトホール123を形成する。
【0024】
次に、図12に示すように、コンタクトホール123を含めてビット線のドープトポリシリコン膜125を形成し、その上に層間絶縁膜126を形成し、さらにその上に厚さ約50〜300nmの銀薄膜130を真空蒸着またはスパッタにより形成する。さらに、前記銀薄膜130上の所定の位置にリソグラフィ技術を使用してフォトレジストのマスクパターンを形成し、ドライエッチング装置に装填してヨウ素化合物蒸気を使用したドライエッチングにより、該銀薄膜を所定形状にパターニングして銀配線131を形成する。
ドライエッチングは、例えば、ICP装置を使用して反応ガスとしてヨウ化メチル( CH3I)、キャリアガスとしてアルゴンを使用する。ヨウ化メチルスとアルゴンの混合比率は1:1程度が好ましい。基板温度は147℃以上、好ましくは180℃〜200℃が良い。印加電力は上部電極周波数13.56MHz、5kW程度、下部電極周波数4MHz、5kW程度必要である。
【0025】
次に、図13に示すように、基板全面に層間絶縁膜133を形成し、エッチバックにより表面の平坦化を行った後、再度厚さ約50〜300nmの銀薄膜を真空蒸着またはスパッタにより形成する。さらに、前記銀薄膜上の所定の位置に先の銀配線131と直交する方向、ソグラフィ技術を使用してフォトレジストのマスクパターンを形成し、ドライエッチング装置に装填してヨウ素化合物蒸気を使用して、ドライエッチングにより所定形状の銀配線135を形成する。銀薄膜の形成と該銀薄膜のドライエッチングの方法は、先の銀配線131を形成する場合と同様で良い。
最後に、銀配線135の上に窒化シリコンからなるパッシベーション膜136を形成して、メモリー用のモノシリック型半導体装置を得る。
このようにして得られた半導体装置は、比抵抗の低い銀を回路配線に使用しているので、信号の伝達速度が速く、発熱量も少なくて消費電力の少ない高性能の半導体装置が得られる。しかもドライプロセスによって製造できるので、設備も比較的簡単で効率よく製造できるので、経済的効果も大きい。
【0026】
【発明の効果】
本発明により得られる液晶表示パネルは、光反射率の高い銀薄膜からなる反射層を有し、電気比抵抗の低い電極や配線部を具備し、画面が鮮明で応答速度の速い極めて高品質の表示画面が得られるので、携帯電話、時計、情報処理装置あるいは投写型表示装置といった各種電気光学装置に利用することができる。
また、本発明により得られる半導体装置は、比抵抗の低い銀を電極あるいは回路配線に使用しているので、信号の伝達速度が速く、発熱量も少なくて消費電力の少ない高性能の半導体装置が得られる。しかもドライプロセスによって高精細な回路パターンが製造でき、設備も比較的簡単で効率よく製造できるので、経済的効果も大きい。
このように本発明の電気光学装置または半導体装置の製造方法は、均一性に優れた銀薄膜のエッチングが高能率に行えるので、製造プロセスのドライ化の潮流に沿ったものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図2】 図1に続く工程断面図である。
【図3】 図2に続く工程断面図である。
【図4】 図3に続く工程断面図である。
【図5】 図4に続く工程断面図である。
【図6】 図5に続く工程断面図である。
【図7】 図6に続く工程断面図である。
【図8】 図7に続く工程断面図である。
【図9】 本発明の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図10】 図9に続く工程断面図である。
【図11】 図10に続く工程断面図である。
【図12】 図11に続く工程断面図である。
【図13】 図12に続く工程断面図である。
【図14】 β相ヨウ化銀の構造を示す図である。
【図15】 α相ヨウ化銀の構造を示す図である。
【図16】 液晶表示装置を示す斜視図である。
【図17】 図16の線ア−A’に沿った断面図である。
【符号の説明】
8,9・・・・・ゲート電極、21・・・・・NチャネルTFT、22・・・・・蓄積容量、23・・・・・容量電極、30・・・・・絶縁層、40・・・・・ポリシリコン層、50・・・・・反射層、52・・・・・画素電極、61・・・・・PチャネルTFT、70・・・・・光源、80・・・・・自然光、31・・・・・基板、101・・・・・基板、102・・・・・LOCOS膜、103・・・・・Pウエル領域、111・・・・・サイドウオール、113・・・・・n+ 拡散領域、114・・・・・TEOS膜、118・・・・・下部電極、120・・・・・上部電極、122・・・・・TEOS膜、124・・・・・BPSG膜、131,135・・・・・銀配線、140・・・・・液晶、144・・・・・画素電極、148・・・・・TFD、150・・・・・液晶表示装置、154・・・・・反射層、156・・・・・遮光層、
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an electro-optical device or a semiconductor device, and more particularly, an electro-optical device having a reflective layer made of a silver thin film, an electrode or circuit wiring, or a semiconductor having an electrode or circuit wiring made of a silver thin film. The present invention relates to a device manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device is a non-light-emitting display device in which a liquid crystal substance is sandwiched between a pair of substrates arranged opposite to each other, and performs display by modulating light passing through the liquid crystal according to the alignment state of the liquid crystal. is there. As a display method of such a liquid crystal display device, a transmissive type and a reflective type or a transflective type are known.
Among these, the transflective liquid crystal display device 150 shown in FIGS. 16 and 17 is an active matrix TFD (Thin Film Diode) liquid crystal display device, and one substrate 141 and the other substrate 142 are predetermined. The liquid crystal 140 is sandwiched between the substrates 141 and 142 so as to face each other with a gap therebetween. Here, one substrate 142 is an element substrate, and a plurality of electrodes (for example, ITO (Indium Tin Oxide)) made of transparent electrodes such as ITO (Indium Tin Oxide) are formed on the lower surface (opposing surface) of a transparent substrate 143 made of glass or the like. Pixel electrode) 144 and a TFD 148 for controlling the pixel electrode 144 are provided. Each pixel electrode 144 is formed in a substantially rectangular shape, and a TFD 148 is disposed at one corner thereof, and this portion is a notch. The TFD 148 is connected to the scanning line 146, and controls the display operation by switching the liquid crystal to a display state, a non-display state, or an intermediate state based on a signal applied to the scanning signal and the data line (counter electrode) 166. Be able to.
[0003]
In the liquid crystal display device of FIG. 16, the other substrate 141 is a filter substrate, and a reflective layer 154 made of a metal film is formed on almost the entire surface of a transparent substrate 152 made of glass or the like. A strip-shaped electrode (counter electrode) 166 made of ITO and forming a data line is formed on the reflective layer 154 via color filters 160, 162, 164. Natural light 80 incident from above the substrate is reflected by the reflective layer 50 and enters the field of view. Further, a small rectangular window 154 a is formed in the reflective layer 154 in the vicinity of the center of each color filter layer 160, 162, 164, and the light source (backlight) 70 disposed on the outside of one substrate 141. Light is transmitted to the other substrate 142. In other words, the liquid crystal display device 150 performs reflection display by the reflection layer 154 at the peripheral portions of the color filter layers 160, 162, and 164, and performs transmission display by the window 154a at the central portion.
[0004]
Each of the color filter layers 160, 162, and 164 is provided in a matrix at a position facing the pixel electrode 144 of one substrate 142, and includes a blue color filter layer (illustrated “B”) 160 and a green color filter layer (illustrated “ G ”) 162 and a red color filter layer (“ R ”in the drawing) 164. Here, since each color filter layer constitutes the three primary colors (R, G, B) of light, it is preferable that R, G, B are alternately arranged in any direction. In the figure, R, G, and B are repeatedly arranged from left to right. In addition, the color filter layers 160, 162, and 164 are spaced apart and correspond to a non-image display region (region in which the pixel electrode 144 is not formed on the other substrate 142) between them. Thus, a light shielding layer 156 is formed. A protective layer (not shown) is formed on each color filter layer 160, 162, 164, and a counter electrode 166 is formed on the protective layer so as to intersect the extending direction of the scanning line 146. .
In the liquid crystal display device 150 illustrated in FIG. 16, an example in which the TFD is used to control the pixel electrode 144 is shown. However, an active matrix liquid crystal display device using a TFT (Thin Film Transistor) instead of the TFD may be used. Of course it is good.
[0005]
FIG. 17 shows a cross-sectional structure along the line AA ′ in FIG. 16 of the liquid crystal display device 150 described above. In FIG. 17, the peripheral edge of the window 154 a is located inside the peripheral edge 144 a of each pixel electrode 144. Further, the light shielding layer 156 is formed on the substrate 152 of one substrate 141, more specifically, on the reflective layer 154 formed on the substrate 152. The peripheral edge 156a of the light shielding layer 156 is located slightly outside the peripheral edge 144a of each pixel electrode 144, and there is no opposing pixel electrode between the peripheral edge 156a and the peripheral edge 144a. Is formed. A counter electrode 166 is formed on each of the color filter layers 160, 162, 164 and the light shielding layer 156 via a protective layer 168 made of, for example, an acrylic resin.
In the liquid crystal display device having such a structure, the metal film to be the reflective layer 154 is not particularly limited, but has high light reflectivity such as aluminum, aluminum alloys (aluminum-neodymium, aluminum-palladium-copper, etc.), silver, and the like. A thin film of metal such as nickel, titanium or chromium is used. The reflective layer 154 has a light reflectance of 85% or more, more preferably 90%, and aluminum or aluminum alloys with a light reflectance of 90% are often used in consideration of the price.
The scan line 146 and the signal line (not shown) are preferably made of a metal having a low electrical resistivity, and aluminum, chromium, nickel, tantalum, or the like is frequently used in consideration of the film forming method and the ease of patterning.
In various semiconductor devices, a metal having a low electrical resistivity must be used for the electrode portion and the wiring structure portion, and aluminum, chromium, nickel, tantalum, etc. It is used a lot.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the light reflectivity of aluminum or aluminum alloy used as a metal thin film for reflectors is on the order of 90% at most, and the use of a metal thin film with higher light reflectivity for obtaining a clear display image is required.
In addition, to improve the performance of various semiconductor devices, metal with lower electrical resistivity in the electrode part and wiring structure part is used to improve the signal transmission speed in the wiring material and suppress the heat generation of the semiconductor device. However, it is necessary to reduce power consumption.
From this point of view, silver (Ag) may be mentioned when a metal having high light reflectance and low electrical resistivity is studied. Incidentally, the light reflectance of silver is 98%, which is much higher than the light reflectance of aluminum alloy. Moreover, the electrical resistivity (electric resistivity) of silver is 1.50 × 10 -6 Ω · cm, 32.1 x 10 of aluminum -6 Ω · cm, chrome 13 × 10 -6 Ω · cm, tantalum 12.4 × 10 -6 Ω · cm or nickel 6.58 × 10 -6 It has a much lower specific resistance than Ω · cm or the like. As a low-resistance conductive material, copper (electrical resistivity: 1.55 × 10 -6 However, if copper is used as the wiring material, it is necessary to take measures against oxidation. If this is neglected, it will be oxidized by oxygen and moisture in the air and will easily become copper oxide. As a result, the original low resistivity characteristic of copper is impaired. For this reason, the use of copper in semiconductor devices has not been put into practical use. Silver has a lower specific resistance than copper.
[0007]
If a silver thin film can be used in this way, further improvement in performance of liquid crystal display devices and various semiconductor devices can be expected. Conventionally, when forming a reflector or circuit wiring part of a liquid crystal display device using silver, or forming an electrode or circuit wiring part of a semiconductor device, a method of patterning by wet etching after forming a silver thin film is known. It was done. However, the method of patterning by wet etching has a problem in terms of patterning accuracy, and there is a limit when a finer and more accurate silver pattern is required. Dry etching is advantageous for patterning with higher accuracy. In view of the abatement equipment, dry etching is advantageous in terms of equipment. However, a dry etching method for a silver thin film has not yet been established.
From such a point of view, the present invention forms a silver pattern by dry etching a silver thin film with high accuracy and is used for a reflector or a circuit wiring part of a liquid crystal display device or an electrode part or a circuit wiring part of a semiconductor device. Is to provide a method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in one part, a liquid crystal is held between a pair of substrates, and electrodes are formed on opposite surfaces of each substrate, respectively. An electro-optical device manufacturing method in which a reflective layer made of a silver (Ag) thin film is formed between an electrode of at least one substrate and a substrate, and after the silver thin film is formed, the silver thin film is vaporized with an iodine (I) compound. This is a method of manufacturing an electro-optical device that uses a dry etching to form a silver reflective layer pattern of a predetermined shape.
In another aspect of the present invention, the liquid crystal is held between a pair of substrates, and at least one opposing surface of each substrate is composed of an electrode made of a silver (Ag) thin film or a silver (Ag) thin film, but a circuit wiring. A method of manufacturing a formed electro-optical device, wherein a silver electrode pattern or a silver circuit wiring pattern having a predetermined shape is formed by dry etching the silver thin film using an iodine (I) compound vapor after forming the silver thin film. An electro-optical device manufacturing method.
[0009]
Furthermore, another present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having an electrode or circuit wiring made of a silver (Ag) thin film on a semiconductor substrate, and after the silver thin film is formed, the silver thin film is vaporized with an iodine (I) compound. It is a method for manufacturing a semiconductor device in which a silver electrode pattern or a silver circuit wiring pattern having a predetermined shape is formed by dry etching.
This method is a method in which a silver (Ag) thin film is captured by iodine (I) to form silver iodide (AgI), and silver iodide is diffused and etched by utilizing its high ion conductivity. According to this method, the silver thin film can be etched uniformly and efficiently, and even a fine silver pattern can be formed with high accuracy. Further, since no damage is given to the base layer during etching, and it is advantageous in terms of cost, it can be used as a metal reflection layer and circuit wiring of a liquid crystal display device, or as an electrode or circuit wiring of a semiconductor device.
In the method of manufacturing an electro-optical device or a semiconductor device according to the present invention, when the silver thin film is dry-etched using iodine compound vapor to form a predetermined shape silver pattern, the substrate is heated to a temperature of 147 ° C. or higher. It is characterized in that etching is carried out by changing the phase of silver iodide to α phase.
Silver iodide has three transformations: a γ phase that is stable from room temperature to 137 ° C, a β phase that has a wurtzite structure that is stable from 137 ° C to 147 ° C, and an α phase that is stable at temperatures from 147 ° C to the melting point. Phase transition to crystals. The α-crystal silver iodide has a strong bonding force with silver because silver atoms are disordered between iodine atoms. If a silver thin film is etched by utilizing this property and high ion conductivity and easy diffusion, a fine silver pattern can be formed with high accuracy and efficiency.
[0010]
In the method for manufacturing an electro-optical device or a semiconductor device according to the present invention, hydrogen iodide (HI), methyl iodide (C 2 H Five I), propyl iodide (C Three H 7 I) or butyl iodide (C Four H 9 Any one of iodine hydrocarbon compounds having a relatively low molecular weight and a low boiling point such as I) can be suitably used.
This is because these iodine compounds are excellent in stability and can be easily dissociated to use active iodine.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method for manufacturing an electro-optical device or a semiconductor device according to the present invention creates a thin film laminated structure according to each design structure and etches them by etching in the same manner as a method for manufacturing an electro-optical device or a semiconductor device that is generally performed. By patterning, a structure having a necessary shape is formed, and as a method for forming a silver pattern at that time, the silver thin film is dry-etched using iodine compound vapor. Therefore, here, the description will focus on the silver pattern forming method.
First, a silver thin film is formed at a predetermined position of the laminated structure. The method for forming the silver thin film is not particularly limited, and physical vapor deposition (PVD) such as vapor deposition and sputtering, ion plating, chemical vapor deposition (CVD), and the like can be used. The silver thin film is generally formed on the entire surface of the substrate.
Next, using a photoresist pattern formed on the silver thin film by lithography as a mask, a silver circuit pattern such as a silver reflective layer having a predetermined shape, fine electrodes or wiring is formed by dry etching using iodine compound vapor. .
[0012]
The dry etching method is not particularly limited, and normal plasma etching (Plasma Etching: PE), reactive ion etching (RIE), inductively coupled plasma etching (ICP), or the like can be used. In particular, in the electro-optical device or semiconductor device manufacturing method of the present invention, the ICP method improves the controllability by supplying the high-frequency power for plasma generation and the high-frequency power for drawing ions into the substrate independently of each other. Therefore, it is convenient because a bias can be easily applied to atoms that are difficult to fly, and a high-density plasma can be obtained.
[0013]
Examples of gases introduced into the reaction chamber include hydrogen iodide (HI) and methyl iodide (CH Three I), ethyl iodide (C 2 H Five I), propyl iodide (C Three H 7 I) or butyl iodide (C Four H 9 An iodine compound such as I) is used. This is because these compounds have a relatively small molecular weight and are stable, have a relatively low boiling point, easily obtain a vapor, and can easily dissociate and use active iodine species. It is also easy to obtain.
By the way, hydrogen iodide has a molecular weight of 127.9 and a boiling point of −35 ° C., methyl iodide has a molecular weight of 142 and a boiling point of 42.5 ° C., ethyl iodide has a molecular weight of 156, a boiling point of 72 ° C., and propyl iodide. Has a molecular weight of 170 and a boiling point of 102 ° C., and butyl iodide has a molecular weight of 184 and a boiling point of 131 ° C.
The iodine compound may be used as a single vapor, but may be used as a mixed gas in which 10% or more of the iodine compound is added using hydrogen or argon as a carrier gas. When used as a mixed gas, the etching proceeds gently, and a silver pattern with higher accuracy can be obtained without causing damage to the lower layer.
When a substrate on which a pattern using a photoresist as a mask is formed on a silver thin film is inserted into a chamber of a dry etching apparatus and vapor of the iodine compound is introduced into the chamber and high frequency power is applied, the iodine compound is dissociated. Active iodine is generated and reacts with the silver in the exposed portion of the substrate to produce silver iodide, and the silver thin film is removed by etching.
[0014]
At this time, the substrate temperature is heated to 147 ° C. or higher to produce α-phase silver iodide. As described above, silver iodide undergoes a phase transition from the β phase of the wurtzite structure to the α phase at 147 ° C. as a boundary. 14 and 15 show the crystal structure of silver iodide before and after the phase transition (see Burns, “Solid Physics” p. 54, published by Tokai University Press). FIG. 14 shows a β-phase crystal structure that is stable at temperatures below 147 ° C., and FIG. 15 shows an α-phase crystal structure that is stable at temperatures above 147 ° C. In the dry etching of silver, the α-phase silver iodide shown in FIG. 15 is effective, and the black circle (6d position), white small circle (12d position), triangle ( Ag atoms enter the disorder at the position indicated by (24h position). Since this α-phase type silver iodide has high ionic conductivity and is easily diffused, when used as an etchant, it becomes possible to improve the uniformity of etching and increase the etching efficiency.
[0015]
(First embodiment)
An example of manufacturing a reflective liquid crystal display device by the method of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 8 are sectional process diagrams in the case of manufacturing a reflective liquid crystal display device by the method of the present invention. In the first embodiment, a liquid crystal display device having a reflective layer made of a silver thin film in each pixel electrode portion in an active matrix driving system having two types of TFTs and one storage capacitor is taken as an example. explain. The figure shows a so-called element substrate provided with a drive element among a pair of opposing substrates.
In the following drawings, the scale is changed for each layer and each member in order to display each layer and each member in a size that can be recognized on the drawing.
[0016]
First, as shown in FIG. 1, an insulating layer 32 made of silicon nitride 32 and silicon oxide 33 is formed on a glass substrate 31, and an amorphous silicon layer (not shown) is formed thereon. Thereafter, the amorphous silicon layer is subjected to a heat treatment such as laser annealing to recrystallize the amorphous silicon layer into a crystalline polysilicon layer, and patterned by etching to form two TFT formation positions. An island-shaped polysilicon layer 40 is formed at one storage capacitor forming position. The thickness of the polysilicon layer 40 is, for example, about 50 nm. Next, a gate insulating layer 30 is formed on the entire surface of the substrate. The thickness of the gate insulating layer 30 is, for example, about 100 to 150 nm. This process is similarly performed in the display area 1 and the peripheral area 2.
Next, the position where the N-channel TFT is formed in the display area 1 and the entire area of the peripheral area 2 are masked with a resist 41 such as polyimide. Then, after masking both the display region 1 and the peripheral region 2, the portion not covered with the mask is subjected to, for example, PH as a donor. Three / H 2 Ions are doped into the polysilicon layer 40 through the gate insulating layer 30. The doping conditions at this time are, for example, 31 The dose amount of P is 3 × 10 14 ~ 5x10 14 / Cm 2 The energy is about 80 KeV (see FIG. 2).
[0017]
Next, PH Three / H 2 After doping with ions, the resist 41 is peeled off, gate electrodes 8 and 9 are then formed at positions where two TFTs are to be formed, and a capacitor electrode 23 is formed at a position where one storage capacitor is to be formed. In order to form the gate electrodes 8 and 9 and the capacitor electrode 23, a silver thin film having a thickness of about 50 to 300 nm is vacuum deposited or sputtered on the entire surface of the substrate, and then the silver thin film is etched into a predetermined shape. That is, a photoresist mask pattern is formed at the position of the gate electrode and the capacitor electrode on the silver thin film using a lithography technique, loaded into a dry etching apparatus, and dried into a predetermined shape using an iodine compound vapor. The gate electrodes 8 and 9 or the capacitor electrode 23 are formed. At the same time, data lines and scanning lines (not shown) can be formed on the substrate in plan view.
For example, dry etching uses methyl iodide (CH 2) as a reaction gas using an ICP apparatus. Three I) Argon is used as the carrier gas. The mixing ratio of methyl iodide and argon is preferably about 1: 1. The substrate temperature is 147 ° C. or higher, preferably 180 ° C. to 200 ° C. The applied power requires a frequency of about 13.56 MHz and about 5 kW.
[0018]
Next, after forming the gate electrodes 8 and 9 and the capacitor electrode 23, again using the gate electrodes 8 and 9 and the capacitor electrode 23 as a mask, the portion not covered with the mask is again PH. Three / H 2 Doping with ions. The doping conditions at this time are, for example, 31 The dose amount of P is 4-5 × 10 14 / Cm 2 About 60 KeV is required as energy. As a result, N polysilicon is formed on the polysilicon layer 40 immediately below the gate electrodes 8 and 9 and the capacitor electrode 23. - Regions are formed (see FIG. 3).
Next, as shown in FIG. 4, an interlayer insulating film 35 made of silicon oxide having a thickness of about 20 nm is formed on the entire surface of the substrate, masked with a resist 42 at a position where an N-channel TFT in the display region 1 is formed, and then masked. B as acceptor in the part not covered with 2 H 6 / H 2 Doping with ions. The doping conditions at this time are, for example, 11 B dose is 5E 14 / Cm 2 As described above, energy of about 25 to 30 KeV is required. Through this process, the source region and the channel region of the TFT are formed.
[0019]
Next, as shown in FIG. 5, the entire substrate is covered with an interlayer insulating film 38 made of silicon oxide oxide having a thickness of about 800 nm, and then contact holes are opened at positions to be the source electrode and the train electrode of the TFT and to be the capacity electrode. To do.
Next, a silver thin film (not shown) is formed on the entire surface of the substrate including the contact holes. As described above, vapor deposition or sputtering can be used to form the silver thin film. After forming a silver thin film on the entire surface of the substrate, a resist and mask treatment is applied to the electrode position of each contact hole using photolithography technology, and the silver thin film is patterned again by dry etching using an iodine compound as a reaction gas, The source electrode 11 and drain electrode 12 of the P-channel TFT 61, the source electrode 13 and drain electrode 14 of the N-channel TFT 21, and the lead-out portion 24 of the storage capacitor 22 are formed (see FIG. 6). The dry etching method for the silver thin film may also be as described above.
[0020]
Next, as shown in FIG. 7, a protective film 44 made of silicon nitride having a thickness of about 20 nm is formed on the entire surface of the substrate including the electrodes, and a photosensitive acrylic resin film 45 is formed thereon with a thickness of about 500 nm. The photosensitive acrylic resin film 45 has irregularities on the surface so that incident light is irregularly reflected. In order to form the surface irregularities, for example, a photosensitive acrylic resin film is formed in two layers, and after forming the first photosensitive acrylic resin film, small holes are provided in the photosensitive acrylic resin film at appropriate intervals, A photosensitive acrylic resin film may be formed again from above. After the formation of the two-layer photosensitive acrylic resin film, the small hole portion of the first film becomes a concave portion, the non-small hole portion becomes a convex portion, and the surface of the two-layered photosensitive acrylic resin film is an uneven surface. It becomes. Next, a contact hole is opened in the drain electrode 14 that communicates with the pixel electrode.
Next, as shown in FIG. 8, a silver thin film (not shown) serving as a reflective layer is formed on the surface of the photosensitive acrylic resin film 45 having irregularities. As described above, the silver thin film can be formed by vapor deposition or sputtering. Next, the silver thin film is patterned so as to remain only in the pixel region by dry etching using iodine compound vapor, thereby forming the reflective layer 50. Also in this case, the dry etching method for the silver thin film may be as described above.
In this embodiment, an example in which a silver pattern is used for the reflective layer and each electrode has been described. However, it is needless to say that a signal line and a data line can be formed using silver having a very low specific resistance by a similar method.
[0021]
Finally, for example, an ITO film to be a pixel electrode is formed on the substrate surface, and patterned into a predetermined shape to form the pixel electrode 52.
In this way, a so-called element substrate for a liquid crystal display device having an active matrix driving type driving element having two kinds of TFTs and one storage capacitor and having a reflective layer made of a silver thin film in each pixel electrode portion is provided. can get. A liquid crystal display panel is completed by disposing a counter substrate, which is the other substrate, on the side of the element substrate facing the pixel electrode 52 and enclosing liquid crystal between the two substrates.
The liquid crystal display panel obtained in this way has a reflective layer made of a silver thin film with high light reflectivity, has electrodes and wiring sections with low electrical specific resistance, has a clear screen, and has a high response speed. Therefore, it can be used for various electro-optical devices such as a mobile phone, a clock, an information processing device, or a projection display device.
[0022]
(Second Embodiment)
FIGS. 9 to 13 are sectional process diagrams in the case of manufacturing a monolithic semiconductor device for memory according to the second embodiment of the present invention.
First, as shown in FIG. 9, a silicon oxide base insulating film (not shown) is formed on a silicon substrate 101. Next, after forming a protective film made of a silicon nitride film (not shown) on the half of the substrate, it is oxidized to form a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) film 102 in a portion without the protective film made of the silicon nitride film. Next, the protective film and the base insulating film of silicon oxide are removed. Although the oxide film remains in the portion of the LOCOS film 102, the silicon substrate 101 is exposed in the portion without the LOCOS film 102. In this state, boron ions (B + ) Is doped by ion implantation to form a P well region 103.
Next, a gate insulating film 106, a doped polysilicon film 107, and an insulating film 108 are sequentially formed and laminated on the entire surface of the substrate, and then the three layers are sequentially etched into a predetermined shape to form four island patterns. To do. Next, a thick silicon oxide film 110 is formed on the entire surface of the substrate, and the silicon oxide film 110 is etched back to form sidewalls 111 around the four island patterns.
Further, phosphor ions (P - ) Is ion-implanted into the portion of the substrate 101 not covered with the oxide film, n + A diffusion region 113 is formed.
[0023]
Next, as shown in FIG. 10, a TEOS (Tetraethyl orthosilicon) film 114 is formed on the entire surface of the substrate, and a contact hole 115 is provided in the TEOS film 114 using a photolithography technique. Thereafter, a doped polysilicon film 117 is formed on the entire surface of the substrate, and the doped polysilicon film 117 is patterned using a photolithography technique to form a lower electrode 118 made of doped polysilicon.
Next, after forming a thin insulating film (not shown) on the surface of the lower electrode 118, a doped polysilicon film (not shown) to be the upper electrode of the memory cell is formed, and patterning is performed using a photolithography technique. As shown in FIG. 11, the upper electrode 120 of the memory cell is formed. Further, an interlayer insulating film composed of two layers of a TEOS film 122 and a BPSG film 124 is formed, and a contact hole 123 is formed in the interlayer insulating film using a photolithography technique.
[0024]
Next, as shown in FIG. 12, a doped polysilicon film 125 of a bit line including the contact hole 123 is formed, an interlayer insulating film 126 is formed thereon, and a thickness of about 50 to 300 nm is further formed thereon. The silver thin film 130 is formed by vacuum deposition or sputtering. Further, a photoresist mask pattern is formed at a predetermined position on the silver thin film 130 by using a lithography technique, loaded into a dry etching apparatus, and dry etching using iodine compound vapor to form the silver thin film in a predetermined shape. The silver wiring 131 is formed by patterning.
For example, dry etching uses methyl iodide (CH 2) as a reaction gas using an ICP apparatus. Three I) Argon is used as the carrier gas. The mixing ratio of methyl iodide and argon is preferably about 1: 1. The substrate temperature is 147 ° C. or higher, preferably 180 ° C. to 200 ° C. The applied power requires an upper electrode frequency of 13.56 MHz and about 5 kW, and a lower electrode frequency of about 4 MHz and 5 kW.
[0025]
Next, as shown in FIG. 13, an interlayer insulating film 133 is formed on the entire surface of the substrate, the surface is planarized by etch back, and a silver thin film having a thickness of about 50 to 300 nm is formed again by vacuum evaporation or sputtering. To do. Further, a photoresist mask pattern is formed in a predetermined position on the silver thin film in a direction orthogonal to the previous silver wiring 131 by using a sommographic technique, and loaded into a dry etching apparatus using an iodine compound vapor. Then, a silver wiring 135 having a predetermined shape is formed by dry etching. The method for forming the silver thin film and dry etching the silver thin film may be the same as that for forming the silver wiring 131.
Finally, a passivation film 136 made of silicon nitride is formed on the silver wiring 135 to obtain a monolithic semiconductor device for memory.
Since the semiconductor device obtained in this manner uses silver having a low specific resistance for circuit wiring, a high-performance semiconductor device with high signal transmission speed, low heat generation and low power consumption can be obtained. . Moreover, since it can be manufactured by a dry process, the equipment can be manufactured relatively easily and efficiently, and the economic effect is great.
[0026]
【The invention's effect】
The liquid crystal display panel obtained by the present invention has a reflective layer made of a silver thin film having a high light reflectivity, has an electrode and a wiring part having a low electrical specific resistance, has a clear screen and a high response speed, and has an extremely high quality. Since a display screen can be obtained, it can be used for various electro-optical devices such as a mobile phone, a clock, an information processing device, or a projection display device.
In addition, since the semiconductor device obtained by the present invention uses silver having a low specific resistance for an electrode or circuit wiring, a high-performance semiconductor device having a high signal transmission speed, a small amount of heat generation, and low power consumption. can get. In addition, a high-definition circuit pattern can be manufactured by a dry process, and the equipment can be manufactured relatively easily and efficiently.
As described above, the method for manufacturing an electro-optical device or a semiconductor device according to the present invention can perform etching of a silver thin film excellent in uniformity with high efficiency, and is in line with the trend of dry manufacturing processes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an electro-optical device according to the invention.
FIG. 2 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 1;
FIG. 3 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 2;
FIG. 4 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 3;
FIG. 5 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 4;
FIG. 6 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5;
FIG. 7 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 6;
FIG. 8 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 7;
FIG. 9 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
FIG. 10 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 9;
FIG. 11 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 10;
FIG. 12 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 11;
FIG. 13 is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 12;
FIG. 14 is a diagram showing the structure of β-phase silver iodide.
FIG. 15 is a diagram showing the structure of α-phase silver iodide.
FIG. 16 is a perspective view showing a liquid crystal display device.
17 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
[Explanation of symbols]
8, 9 ... Gate electrode, 21 ... N-channel TFT, 22 ... Storage capacitor, 23 ... Capacitance electrode, 30 ... Insulating layer, 40. ..... Polysilicon layer, 50 ... Reflective layer, 52 ... Pixel electrode, 61 ... P-channel TFT, 70 ... Light source, 80 ... Natural light, 31 ... substrate, 101 ... substrate, 102 ... LOCOS film, 103 ... P well region, 111 ... side wall, 113 ... ..N + Diffusion region, 114... TEOS film, 118... Lower electrode, 120... Upper electrode, 122... TEOS film, 124. 135: Silver wiring, 140: Liquid crystal, 144: Pixel electrode, 148: TFD, 150: Liquid crystal display, 154: Reflective layer, 156 ... Light shielding layer,

Claims (3)

一対の基板間に液晶を保持し、各基板の対向する面にはそれぞれ電極が形成されており、そのうち少なくとも一方の基板の電極と基板の間に銀(Ag)薄膜からなる反射層が形成された電気光学装置の製造方法であって、
銀薄膜形成後該銀薄膜をヨウ素(I)化合物の蒸気を用いてドライエッチングして、所定の形状の銀反射層パターンを形成し、
前記銀薄膜をヨウ素化合物の蒸気を用いて所定の形状にエッチングする際に、前記基板を147℃以上の温度に保持し、ヨウ化銀をα相に相転移させてエッチングすることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
A liquid crystal is held between a pair of substrates, and electrodes are formed on opposing surfaces of each substrate, and a reflective layer made of a silver (Ag) thin film is formed between the electrodes of at least one of the substrates. An electro-optical device manufacturing method comprising:
After the silver thin film is formed , the silver thin film is dry-etched using an iodine (I) compound vapor to form a silver reflective layer pattern having a predetermined shape ,
When etching the silver thin film into a predetermined shape using an iodine compound vapor, the substrate is maintained at a temperature of 147 ° C. or more, and silver iodide is phase-transformed into an α phase for etching. A method for manufacturing an electro-optical device.
一対の基板間に液晶を保持し、各基板のうち少なくとも一方の対向する面には銀(Ag)薄膜からなる電極又は銀(Ag)薄膜からなる回路配線が形成された電気光学装置の製造方法であって、
銀薄膜形成後該銀薄膜をヨウ素(I)化合物の蒸気を用いてドライエッチングして、所定の形状銀電極パターン又は銀回路配線パターンを形成し、
前記銀薄膜をヨウ素化合物の蒸気を用いて所定の形状にエッチングする際に、前記基板を147℃以上の温度に保持し、ヨウ化銀をα相に相転移させてエッチングすることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
A method of manufacturing an electro-optical device in which liquid crystal is held between a pair of substrates, and an electrode made of a silver (Ag) thin film or a circuit wiring made of a silver (Ag) thin film is formed on at least one opposing surface of each substrate Because
After the silver thin film is formed , the silver thin film is dry-etched using an iodine (I) compound vapor to form a silver electrode pattern or a silver circuit wiring pattern having a predetermined shape ,
When etching the silver thin film into a predetermined shape using an iodine compound vapor, the substrate is maintained at a temperature of 147 ° C. or more, and silver iodide is phase-transformed into an α phase for etching. A method for manufacturing an electro-optical device.
前記ヨウ素化合物がヨウ化水素(HI)、ヨウ化メチル(CH3I)、ヨウ化エチル(C25I)、ヨウ化プロピル(C37I)又はヨウ化ブチル(C49I)のうちいずれか1種であることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置の製造方法。 The iodine compound is hydrogen iodide (HI), methyl iodide (CH 3 I), ethyl iodide (C 2 H 5 I), propyl iodide (C 3 H 7 I) or butyl iodide (C 4 H 9). 3. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein the method is any one of I).
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