JPH0667198A - 薄膜トランジスタ−用石英ガラス基板 - Google Patents
薄膜トランジスタ−用石英ガラス基板Info
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- JPH0667198A JPH0667198A JP3451092A JP3451092A JPH0667198A JP H0667198 A JPH0667198 A JP H0667198A JP 3451092 A JP3451092 A JP 3451092A JP 3451092 A JP3451092 A JP 3451092A JP H0667198 A JPH0667198 A JP H0667198A
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Abstract
液晶ディスプレイが急速に立上がることが可能な薄膜ト
ランジスタ−用、特にはp-Si薄膜トランジスタ−用石英
ガラス基板の提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の薄膜トランジスタ−用石英ガラス基
板は、OH基含有量が50ppm 以下で、塩素が存在せず、し
かも金属不純物、特にアルカリ金属またはアルカリ土類
金属含有量が1ppm 以下であることを特徴とするもので
ある。
Description
ラス基板、特には液晶ディスプレイ分野における液晶駆
動方法としてのアクティブマトリックス方式の薄膜トラ
ンジスタ−用に使用する石英ガラス基板に関するもので
ある。
までその液晶ディスプレイは文字、画像を表示する単純
マトリックス駆動方式のTN(Twinsted Nemastic)、 STN(S
uper TN)、DSTN(Double STN)で行なわれており、このST
N が主流とされていたのであるが、最近はアクティブマ
トリックス駆動方式によるa-Si薄膜トランジスタ(以下
TFT と略記する)、p-SiTFT、MIM などが急速に立ち上が
ってきており、従来のCRTに匹敵する表示能力を達成し
つつある。
現在のところa-SiTFT 形が主流となっているが、p-SiTF
T 形のほうが大電流の制御が可能で画質の良さが十分期
待できることから注目されており、このものは図1に示
した方法によって製造されている。
板には、これが1,000 ℃以上でも反りのないことが要求
されることから高温耐性があり、TFT のパタ−ニング精
度向上のためには熱膨張係数が低いこと、さらにはTFT
素子に影響を及ぼすアルカリ金属不純物の低いことが要
求されるために、通常の多成分ガラスは使用することが
できず、したがって高温特性があり、熱膨張係数も小さ
い石英ガラスで作られているけれども、この石英ガラス
も通常の溶融石英ガラス(天然石英ガラス)では金属不
純物、特にアルカリ金属が数十ppm 以上含有されている
ためにトランジスタとしての特性が好ましくなくなるの
で使用することができず、これには不純物量の少ない合
成石英ガラスとする必要がある。
素を酸水素火炎中で火炎加水分解し、発生するシリカ粉
を耐熱性担体上に堆積と同時に火炎の顕熱で直接溶融す
るという方法(米国第2,272,342 号明細書参照)で作ら
れたものはOH含有量が 700〜1,200 ppm で塩素が10〜20
0ppm含まれたものとなるし、この多孔質シリカ母材を電
気炉中で1,400 〜 1,700℃で溶融ガラス化する方法(米
国第3,806,570 号明細書参照)で作られたものもOH基含
有量が 100 ppm程度以下となるが塩素は10〜100ppmと依
然として高く、この塩素の含有量が多いため、これをp-
SiTFT 用に使用するとトランジスタ−としたときにその
電気特性あるいは応答速度などに不具合が生じるという
不利がある。
は四塩化けい素の分解反応を高周波プラズマでの加熱に
よる方法も知られており、これによればOH基含有量を10
0ppm以下にまで低くすることができるけれども、この場
合も塩素量は以前として10〜500ppmと可成り高く、局部
的な温度分布を生ずるために強い脈理が発生するし、電
気を熱源とするためにコストも高くなるという不利があ
る。
を解決したp-SiTFT 用石英ガラス基板に関するものであ
り、これはOH基含有量が50ppm 以下で、塩素を含有せ
ず、しかも金属不純物含有量が1ppm 以下であることを
特徴とするものである。
利を伴わないp-SiTFT 用石英ガラス基板を開発すべく種
々検討した結果、この石英ガラスはOH基含有量が50ppm
を越えると1,000 ℃以上の高温時に反りが発生するが、
これをOH基含有量が50ppm 以下のものとすると1,000 ℃
以上でも反りが発生せず、パタ−ニングの精度が低下が
なくなるし、塩素が存在するとトランジスタ−特性に問
題点が生じ、TFTのON、OFF時の内部抵抗比(電流比)が
低下するが、塩素不存在とすればこのような不利がなく
なること、また金属不純物、特にアルカリ金属イオンが
存在すると膜付けが不均一になったり、TFT の素子に電
気的悪影響を引き起こしたりするが、これを1ppm 以下
とすればこのような不利がなくなることを見出し、この
種の石英ガラスの製造などについての研究を進めて本発
明を完成させた。以下にこれをさらに詳述する。
のであり、これはOH基含有量が50ppm 以下で、塩素を含
有せず、しかも金属不純物含有量が1ppm 以下であるこ
とを特徴とするものであるが、これによればTFT パタ−
ニング精度が向上するし、TFT 素子に電気的悪影響が与
えられず、1,000 ℃以上の高温プロセスが可能となるの
でトランジスタ−の性能が向上し、p-Si形アクティブマ
トリックス方式による液晶ディスプレイを急速に立上げ
ることが可能になるという有利性が与えられる。
ここに使用する石英ガラス基板がOH基含有量が50ppm 以
下のものとされるが、このOH基含有量についてはこれが
50ppm を越えると1,000 ℃以上の高温時に微小な反りが
発生してパタ−ニング精度が低下するのであるが、これ
を50ppm 以下、特には30ppm 以下とすれば1,000 ℃以上
の高温プロセスでも反りの発生することがなくなるの
で、パタ−ニング精度の低下することがなくなるという
有利性が与えられる。
ると腐食などの電気的なトラブルが発生し、トランジス
タ−の特性に問題が生じ、TFT のON、OFF時の内部抵抗比
(電流比)の低下などの不利が生じるので、これについ
ては塩素が存在しないものとする必要がある。さらに、
この石英ガラスについてはこれが金属不純物、特にアリ
カリ金属イオンを含有しているとTFT 素子に電気的悪影
響が生じたり、膜付けが不均一となったりするので、こ
れは1ppm以下とされる。
スは上記したようにOH基含有量が50ppm 以下で塩素を含
有せず、金属不純物量が1ppm 以下のものとされるが、
この種の石英ガラスの製造についてはけい素化合物の酸
水素火炎中での火炎加水分解でシリカを発生させ、これ
を耐熱性の基体上に堆積してかさ密度が0.40g/cm3 以上
の多孔質シリカ燃結体を作り、これを不活性ガス中また
は真空中で加熱溶融してガラス化する方法で行なわせれ
ばよいが、ここに使用するけい素化合物は塩素を含有し
ない一般式RnSi(OR')4-nで示され、R が水素原子、また
はメチル基、エチル基、R'がメチル基、エチル基でn が
1〜4の正数であるアルコキシシランを使用するものと
すればよい。
のp-SiTFT の製造は図1に示した方法で行えばよいが、
これは例えば図1に示されているように 上記した方法で石英基板を作成する、 減圧CVD法で多結晶Si膜を600 ℃で堆積する、 多結晶Si形成パタ−ニングする、 熱酸化法でゲ−ト絶縁膜を形成する(1,000℃以上)、 ゲ−ト・アドレス線用多結晶Si膜を堆積、 これをパタ−ニングする、 pイオンを打込む、 層間絶縁膜(SiO2)をCVD法で堆積、
蒸発器内にキャリヤ−ガスとしてのアルゴンガスを吹込
んでアルゴンガス500Nl/中にメチルトリメトキシシラン
を2,000g/h含む原料ガスを作り、これを酸水素火炎中で
火炎加水分解させてシリカを発生させ、このシリカを担
体上に堆積させてかさ密度が0.40g/cm3以上の多孔質シ
リカ積層体を作ったのち、1×10-2の真空度で1,100 ℃
に10時間保持したのち、真空を保持しながら1,550 ℃に
加熱したところ、OH基含有量が22ppm で塩素を含有せ
ず、アルカリ金属含有量が0.5ppmである石英が得られた
のでこの合成石英から常法でp-SiTFT ガラス基板を作っ
たところ、このもののトランジスタ−特性については後
記する表11に示したとおりの結果が得られた。
ラン[Si(OCH3)4]を用いたほかは実施例1と同様に処理
して合成石英を作ったところ、OH基含有量が46ppm で塩
素を含有せず、アルカリ金属含有量が0.5ppmである石英
ガラスが得られたので、これから常法によりp-SiTFT ガ
ラス基板を作り、このもののトランジスタ−特性をしら
べたところ、後記する表1に示したとおりの結果が得ら
れた。
な方法で多孔質シリカ構造体を作ったのち、途中保持せ
ずに1,550 ℃まで4時間加熱処理したところ、OH基含有
量が106ppmで塩素を含まず、アルカリ金属含有量が0.5p
pmである石英ガラスが得られたので、これからp-SiTFT
ガラス基板を作り、このもののトランジスタ−特性をし
らべたところ、後記する表1に示したとおりの結果が得
られた。
英ガラスを作ったのち、これを塩素で脱水処理したとこ
ろ、OH基含有量がなく、塩素含有量が113ppmでアルカリ
金属含有量が0.5ppmである石英ガラスが得られたので、
これからp-SiTFT ガラス基板を作り、このもののトラン
ジスタ−特性をしらべたところ、後記する表1111に
示したとおりの結果が得られた。
を未処理として石英ガラスを作ったところ、OH基含有量
が78ppm 、塩素含有量が54ppm でアルカリ金属含有量が
0.5ppmである石英ガラスが得られたので、これからp-Si
TFT ガラス基板を作り、このもののトランジスタ−特性
をしらべたところ、後記する表1に示したとおりの結果
が得られた。
塩素含有量が<1ppmで、Al、Ca、Naを30.0ppm 以上含有
する天然石英からp-SiTFT ガラス基板を作り、このもの
トランジスタ−特性をしらべたところ、つぎの表1に示
したとおりの結果が得られた。
るものであり、これは前記したようにOH基含有量が50pp
m 以下で、塩素を含有せず、しかも金属不純物含有量が
1ppm以下であることを特徴とするものであるが、これ
によればTFT パタ−ニング精度が向上する、TFT 素子に
電気的悪影響を与えない、1,000 ℃の高温プロセスが可
能となるのでトランジスタ−の性能が向上する、p-Siア
クティブマトリックス方式による液晶ディスプレイを急
速に立上げることが可能になるという有利性が与えられ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】OH基含有量が50ppm 以下で、塩素を含有せ
ず、しかも金属不純物含有量が1ppm 以下であることを
特徴とする薄膜トランジスタ−用石英ガラス基板。 - 【請求項2】金属不純物がアルカリ金属および/または
アルカリ土類金属である請求項1に記載した薄膜トラン
ジスタ−用石英ガラス基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3451092A JP2898138B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 薄膜トランジスタ−用石英ガラス基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3451092A JP2898138B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 薄膜トランジスタ−用石英ガラス基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0667198A true JPH0667198A (ja) | 1994-03-11 |
JP2898138B2 JP2898138B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=12416262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3451092A Expired - Lifetime JP2898138B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 薄膜トランジスタ−用石英ガラス基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2898138B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5949945A (en) * | 1996-02-27 | 1999-09-07 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical waveguide, optical module and optical system using the same |
JP2015505809A (ja) * | 2011-12-15 | 2015-02-26 | ヘレウス・クアルツグラース・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディット・ゲゼルシャフトHeraeus QuarzglasGmbH & Co. KG | 合成石英ガラスを製造する方法及び光ファイバーのシース材として使用される石英ガラス |
-
1992
- 1992-01-24 JP JP3451092A patent/JP2898138B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5949945A (en) * | 1996-02-27 | 1999-09-07 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical waveguide, optical module and optical system using the same |
JP2015505809A (ja) * | 2011-12-15 | 2015-02-26 | ヘレウス・クアルツグラース・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディット・ゲゼルシャフトHeraeus QuarzglasGmbH & Co. KG | 合成石英ガラスを製造する方法及び光ファイバーのシース材として使用される石英ガラス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2898138B2 (ja) | 1999-05-31 |
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