JPH0627485A

JPH0627485A - 液晶用基板の製法

Info

Publication number: JPH0627485A
Application number: JP7072592A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazoe; 博司山添
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1994-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】良質の絶縁膜を有する液晶用基板を供給す
る。【構成】ＴＥＯＳ、またはフルオロトリエトキシシラ
ンないしジフルオロジエトキシシランを分解して、絶縁
膜を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、良質の絶縁膜ないし良
質の誘電体膜を有する液晶用基板に関する。特に、アル
カリイオン溶出防止用や基板の研磨傷の埋め込み用、ア
ンダーコート誘電体膜、や上下基板の異物による電気的
短絡防止用、あるい塗布性改良のため、塗れ性改善用ト
ップコート誘電体膜、アクティブ基板等でしばしば起こ
る配線の交差部の絶縁のためのクロスオーバー用絶縁
膜、アクティブ基板等でよく用いられる補助容量用誘電
体層、薄膜トランジスターのゲート絶縁膜、そのもの
か、その一部に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶用基板に用いる誘電体膜、な
いし絶縁膜は、有機シリコン化合物を印刷等で塗布、熱
分解するか、シランやジシラン等の揮発性化合物と水蒸
気あるいは酸素等と熱反応させ、基板上に膜を堆積させ
るか、スパッター法等、物理的に堆積させるか、あるい
は金属膜を陽極酸化させるかによる製法を用いていた。

【０００３】膜形成について、ごく一般的な概要は、
「薄膜ハンドブック」（日本学術振興会薄膜第１３１委
員会編、オーム社刊）に明かにされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】有機シリコン化合物を
印刷等で塗布、熱分解して膜を得る場合、まず塗布法で
精密に制御された膜を得ることが困難であり、またこの
場合の熱分解法では、分解副産物であるガスが抜けでる
ため、ポーラスな膜となり易い。

【０００５】シランやジシラン等の揮発性化合物と水蒸
気あるいは酸素等とを用いた化学蒸着法においては、反
応が急激であって、膜としても比較的密でない。

【０００６】スパッター法による膜形成においては、生
産性が低いこと、副次的に発生する低電圧スパッター現
象による膜への不純物の混入等の問題がある。

【０００７】金属膜を陽極酸化する場合、この酸化膜は
半導体的性質を帯びる。これは、用途によって不都合と
なる。

【０００８】以上、一般的に述べたが、従来において、
アンダーコート、トップコート、クロスオーバー用絶縁
膜、補助容量用誘電体層、ゲート絶縁膜は前記の手法の
いずれかで形成されてきたが、問題を内包しているもの
であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶基板の製法は、アンダーコートを

【００１０】

【化４】

【００１１】を分解して、形成することを特徴とするも
のである。さらに本発明の液晶基板の製法は、

【００１２】

【化５】

【００１３】ないし

【００１４】

【化６】

【００１５】を分解して、形成することを特徴とするも
のである。さらに本発明の液晶基板の製法は、トップコ
ートを（化４）を分解して、形成することを特徴とする
ものである。

【００１６】さらに本発明の液晶基板の製法は、トップ
コートを（化５）ないし（化６）を分解して、形成する
ことを特徴とするものである。

【００１７】さらに本発明の液晶基板の製法は、クロス
オーバー用絶縁膜を（化４）を分解して、形成すること
を特徴とするものである。

【００１８】さらに本発明の液晶基板の製法は、クロス
オーバー用絶縁膜を（化５）ないし（化６）を分解し
て、形成することを特徴とするものである。

【００１９】さらに本発明の液晶基板の製法は、補助容
量用誘電体層を（化４）を分解して、形成することを特
徴とするものである。

【００２０】さらに本発明の液晶基板の製法は、補助容
量用誘電体層を（化５）ないし（化６）を分解して、形
成することを特徴とするものである。

【００２１】さらに本発明の液晶基板の製法は、薄膜ト
ランジスターのゲート酸化膜が（化４）を分解して、形
成した層、単一からなるか、この層を含む複合層からな
ることを特徴とするものである。

【００２２】さらに本発明の液晶基板の製法は、薄膜ト
ランジスターのゲート酸化膜が（化５）ないし（化６）
を分解して、形成した層、単一からなるか、この層を含
む複合層からなることを特徴とするものである。

【００２３】

【作用】（化４）とオゾンガスとを約３３０℃以上で反
応させ、密な二酸化硅素膜を得るものである。何故、比
較的、密な膜を得ることが出来るか、詳しくは分からな
いが、比較的、穏やかに反応が進む故と思われる。ま
た、一種の化学蒸着法である故に、不純物の混入が少な
く、堆積速度も大きい。また、生成された膜は、純然た
る二酸化硅素であって、完全な誘電体的性質を示し、半
導体的性質は微塵もない。

【００２４】（化５）ないし（化６）は合成後、扱いに
注意を要し、通常、ガラスアンプルに保管することが望
ましい。（化５）ないし（化６）は、水蒸気と反応さ
せ、加水分解させ、さらにひき続いて縮合反応を起こ
し、結果としてフッソ元素を含む安定な絶縁性酸化硅素
を招来する。この反応は常温で生起し、密な膜を生み出
す。

【００２５】また、この生成温度の低さから、歪の非常
に少ない膜をこの場合は生み出すことが出来る。何故、
比較的、密な膜を得ることが出来るか、詳しくは分から
ないが、比較的、穏やかに反応が進む故と思われる。ま
た、一種の化学蒸着法である故に、不純物の混入が少な
く、堆積速度も大きい。また、生成された膜は、純然た
る二酸化硅素であって、完全な誘電体的性質を示し、半
導体的性質は微塵もない。また、この場合に生成された
膜の残留歪は非常に小さい。これも優れた点である。

【００２６】ゲート絶縁膜に使う場合、タンタルの陽極
酸化膜や窒化シリコン膜との積層膜にするのもよい。い
ずれにしても、半導体層との界面のきれいさには注意を
要する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２８】（実施例１）研磨された、フロート法で作
製した液晶パネル用、ソーダライムガラス板を反応槽に
設置し、さらに、半導体用テトラエチル・オルソシリケ
ート（ＴＥＯＳ）（化４）試薬と、オゾンガスと、キャ
リアガスとして不活性ガスとを、反応槽に導入した。こ
の反応槽を約３５０℃に保持することにより、二酸化硅
素膜を、前記ソーダライムガラス板の表面に堆積しう
る。このようにして、アンダーコート膜を得た。

【００２９】アルカリの溶出実験では、従来と同等であ
った。平坦性は、従来より向上していた。

【００３０】（実施例２）フルオロ・トリエトキシ・シ
ラン（化５）を合成した。この試薬は、扱いは慎重であ
るべきである。これと、水蒸気ガスと、キャリアガスと
して不活性ガスとを、反応槽に導入した。この反応槽に
は、堆積さるべき研磨された、フロート法で作製した液
晶パネル用、ソーダライムガラス板が常温に保持されて
いる。かくすることにより、弗素を含む酸化硅素膜を、
前記ソーダライムガラス板の表面に堆積しうる。すなわ
ち、アンダーコート膜を得た。

【００３１】アルカリの溶出実験では、従来と同等であ
った。平坦性は、従来より向上していた。

【００３２】また、別の実験で、極薄基板を使った残留
歪の評価では、通常の数分の一以下であることが分かっ
た。

【００３３】ジフルオロ・ジエトキシ・シラン（化６）
を合成、使用した場合も同様であった。

【００３４】（実施例３）パターン化した透明ＩＴＯ電
極（液晶パネル用）を有する基板を反応槽に設置し、半
導体用テトラエチル・オルソシリケート（ＴＥＯＳ）試
薬と、オゾンガスと、キャリアガスとして不活性ガスと
を、反応槽に導入した。この反応槽には、堆積さるべき
前記基板が、約３５０℃に保持されている。かくするこ
とにより、二酸化硅素膜を、前記基板の表面に堆積しう
る。すなわち、トップコート膜を得た。

【００３５】電気絶縁耐力は、従来以上であり、平坦性
は、従来より向上していた。また液晶パネルの表示の均
一性は、より向上した。

【００３６】（実施例４）フルオロ・トリエトキシ・シ
ランを合成した。この試薬は、扱いは慎重であるべきで
ある。これと、水蒸気ガスと、キャリアガスとして不活
性ガスとを、反応槽に導入した。この反応槽には、堆積
さるべきパターン化した透明ＩＴＯ電極（液晶パネル
用）を有する基板が設置され、また、常温に保持されて
いる。かくすることにより、弗素を含む酸化硅素膜を、
前記基板の表面に堆積しうる。すなわち、トップコート
膜を得た。

【００３７】電気絶縁耐力は、従来以上であり、平坦性
は、従来より向上していた。また液晶パネルの表示の均
一性は、より向上した。

【００３８】ジフルオロ・ジエトキシ・シランを合成、
使用した場合も同様であった。（実施例５）１０００行、１０００列の画素を有する、
液晶表示用ＴＦＴ基板を作製した。この時、ゲート配線
とソース配線のクロスオーバー部は１００万個に及ぶ。
クロスオーバー部の故障率を正確に見積るため、ＴＦＴ
は構成せず、基板上に配線およびクロスオーバー部のみ
作製した。

【００３９】配線はクロムーアルミニウムと、アルミニ
ウムから、それぞれ、ゲート配線およびソース配線を形
成した。クロスオーバー用絶縁膜を以下のように形成し
た。

【００４０】半導体用テトラエチル・オルソシリケート
（ＴＥＯＳ）試薬と、オゾンガスと、キャリアガスとし
て不活性ガスとを、反応槽に導入した。この反応槽に
は、堆積さるべき前記基板が設置され、また、約３５０
℃に保持されている。かくすることにより、二酸化硅素
膜を、前記基板の表面に堆積しうる。すなわち、クロス
オーバー用絶縁膜を得た。

【００４１】電気絶縁耐力は、従来以上であり、平坦性
は、従来より向上していた。絶縁の不良箇所は、平均し
て、従来に比較して半分以下になった。

【００４２】（実施例６）１０００行、１０００列の画
素を有する、液晶表示用ＴＦＴ基板を作製した。この
時、ゲート配線とソース配線のクロスオーバー部は１０
０万個に及ぶ。クロスオーバー部の故障率を正確に見積
るため、ＴＦＴは構成せず、基板上に配線およびクロス
オーバー部のみ作製した。

【００４３】配線はクロムーアルミニウムと、アルミニ
ウムから、それぞれ、ゲート配線およびソース配線を形
成した。クロスオーバー用絶縁膜を以下のように形成し
た。

【００４４】フルオロ・トリエトキシ・シランを合成し
た。この試薬は、扱いは慎重であるべきである。これ
と、水蒸気ガスと、キャリアガスとして不活性ガスと
を、反応槽に導入した。この反応槽には、堆積さるべき
基板が設置され、また、常温に保持されている。かくす
ることにより、弗素を含む酸化硅素膜を、前記基板の表
面に堆積しうる。すなわち、クロスオーバー用絶縁膜を
得た。

【００４５】電気絶縁耐力は、従来以上であり、平坦性
は、従来より向上していた。絶縁の不良箇所は、平均し
て、従来に比較して数分の一以下になった。

【００４６】ジフルオロ・ジエトキシ・シランを合成、
使用した場合も同様であった。（実施例７）液晶表示用ＴＦＴ基板においては、一フレ
ームでの電圧保持を確実にするために、通常、補助容量
が形成される。この誘電体層を以下のように形成した。

【００４７】半導体用テトラエチル・オルソシリケート
（ＴＥＯＳ）試薬と、オゾンガスと、キャリアガスとし
て不活性ガスとを、反応槽に導入した。この反応槽に
は、堆積さるべき前記基板が設置され、また、約３５０
℃に保持されている。かくすることにより、二酸化硅素
膜を、前記基板の表面に堆積しうる。すなわち、補助容
量用誘電体層を得た。

【００４８】電気絶縁耐力は、従来以上であり、平坦性
は、従来より向上していた。誘電体層の絶縁の不良箇所
は、平均して、従来に比較して半分以下になった。

【００４９】（実施例８）液晶表示用ＴＦＴ基板におい
ては、一フレームでの電圧保持を確実にするために、通
常、補助容量が形成される。この誘電体層を以下のよう
に形成した。

【００５０】フルオロ・トリエトキシ・シランを合成し
た。この試薬は、扱いは慎重であるべきである。これ
と、水蒸気ガスと、キャリアガスとして不活性ガスと
を、反応槽に導入した。この反応槽には、堆積さるべき
基板が設置され、また、常温に保持されている。かくす
ることにより、弗素を含む酸化硅素膜を、前記基板の表
面に堆積しうる。すなわち、補助容量用誘電体層を得
た。

【００５１】電気絶縁耐力は、従来以上であり、平坦性
は、従来より向上していた。誘電体層の絶縁の不良箇所
は、平均して、従来に比較して数分の一以下になった。

【００５２】ジフルオロ・ジエトキシ・シランを合成、
使用した場合も同様であった。（実施例９）液晶表示用ＴＦＴ基板においては、ＴＦＴ
には、良質なゲート絶縁膜が必要である。ＴＦＴは逆ス
タッガー構造とし、ゲート金属はタンタルで構成した。
以下のように、二通りのゲート絶縁膜を作製、評価し
た。

【００５３】Ａ種基板では、まず、ゲート金属として、
タンタルをスパッター法で形成し、所望の形状に微細加
工した。Ｂ種基板では、まず、前述のごとく、ゲート金
属として、タンタルをスパッター法で形成し、所望の形
状に微細加工し、さらに、陽極酸化して、約２０００オ
ングストロームの酸化タンタル層を得た。

【００５４】半導体用テトラエチル・オルソシリケート
（ＴＥＯＳ）試薬と、オゾンガスと、キャリアガスとし
て不活性ガスとを、反応槽に導入した。この反応槽に
は、堆積さるべき前記基板が設置され、また、約３５０
℃に保持されている。かくすることにより、二酸化硅素
膜を、前記Ａ種及びＢ種基板の表面に堆積しうる。すな
わち、ゲート絶縁膜を得た。さらに、この上に、非晶質
シリコンを形成する。

【００５５】電気絶縁耐力は、従来以上であり、平坦性
は、従来より向上していた。ゲート絶縁膜の絶縁の不良
箇所は、平均して、従来に比較して半分以下になった。
また、ＴＦＴの相互コンダクタンスは、従来より改良さ
れたものであった。

【００５６】（実施例１０）液晶表示用ＴＦＴ基板にお
いては、ＴＦＴには、良質なゲート絶縁膜が必要であ
る。ＴＦＴは逆スタッガー構造とし、ゲート金属はタン
タルで構成した。以下のように、二通りのゲート絶縁膜
を作製、評価した。

【００５７】Ａ種基板では、まず、ゲート金属として、
タンタルをスパッター法で形成し、所望の形状に微細加
工した。Ｂ種基板では、まず、前述のごとく、ゲート金
属として、タンタルをスパッター法で形成し、所望の形
状に微細加工し、さらに、陽極酸化して、約２０００オ
ングストロームの酸化タンタル層を得た。

【００５８】フルオロ・トリエトキシ・シランを合成し
た。この試薬は、扱いは慎重であるべきである。これ
と、水蒸気ガスと、キャリアガスとして不活性ガスと
を、反応槽に導入した。この反応槽には、堆積さるべき
前記基板が設置され、また、常温に保持されている。か
くすることにより、弗素を含む酸化硅素膜を、前記Ａ種
及びＢ種基板の表面に堆積しうる。すなわち、ゲート絶
縁膜を得た。

【００５９】電気絶縁耐力は、従来以上であり、平坦性
は、従来より向上していた。ゲート絶縁膜の絶縁の不良
箇所は、平均して、従来に比較して数分の一以下になっ
た。また、ＴＦＴの相互コンダクタンスは、従来より改
良されたものであった。

【００６０】ジフルオロ・ジエトキシ・シランを合成、
使用した場合も同様であった。

【００６１】

【発明の効果】液晶用基板における、良質の絶縁膜の形
成法に関するものであり、産業に貢献するところ大であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンダーコートを【化１】を分解して、形成することを特徴とする液晶用基板の製
法。
【請求項２】アンダーコートを【化２】ないし【化３】を分解して、形成することを特徴とする液晶用基板の製
法。
【請求項３】トップコートを（化１）を分解して、形成
することを特徴とする液晶用基板の製法。
【請求項４】トップコートを（化２）ないし（化３）を
分解して、形成することを特徴とする液晶用基板の製
法。
【請求項５】クロスオーバー用絶縁膜を（化１）を分解
して、形成することを特徴とする液晶用基板の製法。
【請求項６】クロスオーバー用絶縁膜を（化２）ないし
（化３）を分解して、形成することを特徴とする液晶用
基板の製法。
【請求項７】補助容量用誘電体層を（化１）を分解し
て、形成することを特徴とする液晶用基板の製法。
【請求項８】補助容量用誘電体層を（化２）ないし（化
３）を分解して、形成することを特徴とする液晶用基板
の製法。
【請求項９】薄膜トランジスターのゲート絶縁膜が（化
１）を分解して、形成した層、単一からなるか、この層
を含む複合層からなることを特徴とする液晶用基板の製
法。
【請求項１０】薄膜トランジスターのゲート絶縁膜が
（化２）ないし（化３）を分解して、形成した層、単一
からなるか、この層を含む複合層からなることを特徴と
する液晶用基板の製法。