JPH08231232A - ガラス板の製造方法およびガラス板製造装置 - Google Patents

ガラス板の製造方法およびガラス板製造装置

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JPH08231232A
JPH08231232A JP4081995A JP4081995A JPH08231232A JP H08231232 A JPH08231232 A JP H08231232A JP 4081995 A JP4081995 A JP 4081995A JP 4081995 A JP4081995 A JP 4081995A JP H08231232 A JPH08231232 A JP H08231232A
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JP
Japan
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film
glass sheet
glass plate
glass
stage
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JP4081995A
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English (en)
Inventor
Takayuki Yamada
高幸 山田
Masanori Hirota
匡紀 広田
Atsushi Sakurai
淳 櫻井
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08231232A publication Critical patent/JPH08231232A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00Annealing glass products
    • C03B25/04Annealing glass products in a continuous way
    • C03B25/10Annealing glass products in a continuous way with vertical displacement of the glass products
    • C03B25/12Annealing glass products in a continuous way with vertical displacement of the glass products of glass sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06Forming glass sheets

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 省エネルギー下で高品質のガラス板を提供す
る。 【構成】 本発明の特徴は、溶融ガラスからガラス板に
成形する成形工程と成形後、徐々に冷却する徐冷工程と
を具備したガラス板の製造方法において、前記徐冷工程
が、CVD法により前記ガラス板表面に薄膜を形成する
成膜工程を含むことにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス板の製造方法お
よびガラス板製造装置にかかり、特に液晶表示装置やイ
メージセンサなどの薄膜トランジスタを用いた半導体素
子形成用のガラス板の製造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶ディスプレイやイメージセン
サなどの透光性基板としては、無アルカリガラスが用い
られている。しかしながら、このガラス基板にはわずか
ながらアルカリ金属が含まれており、多結晶シリコンを
半導体層とする多結晶シリコン薄膜トランジスタのよう
に500℃程度の高温プロセスを含む半導体素子では、
ガラス基板からのアルカリ金属の拡散によりトランジス
タ特性が経時変化を起こすという問題があった。
【0003】このような問題を解決するための手段とし
て例えば特開昭60−170972号や特開平5−55
582号に示されているように、ガラス基板と薄膜半導
体素子との間に不純物イオンの拡散を阻止するための拡
散阻止層(バッファ層)を設ける方法が提案されてい
る。バッファ層を有する多結晶シリコン薄膜トランジス
タの断面構造を図1に示す。ガラス基板11上に減圧C
VD法あるいはプラズマCVD法により膜厚500nm程
度のバッファ層12を形成する。そしてこの上層に多結
晶シリコン膜からなる半導体層15、ソース拡散層1
3,ドレイン拡散層14、ゲート絶縁膜16、ゲート電
極17をそれぞれ形成したものである。
【0004】また、特開平5−2136627では、特
に多結晶シリコン薄膜トランジスタプロセス用にアルカ
リ金属が極めて少なく、また熱歪みも小さいガラス基板
を用いたディスプレー装置が提案されている。
【0005】このように、従来はガラス基板を製造する
側と、そのガラス基板を用いて半導体素子を製造する側
との両方で不純物イオン拡散の防止策が取られてきた。
【0006】ところでこのような対策においては、エネ
ルギーを多大に消費するとい問題があった。すなわち、
半導体素子を作成する工程では、例えば1辺が数十cm
の長方形とするなど適当な大きさにカットされたガラス
基板を数百度の高温に加熱し、1枚ごとにバッファ層を
成膜する。一方ガラス板の製造工程では、例えば100
℃以上に加熱された溶融ガラスを幅0.5〜2m程度の
板状に成形した後、徐冷し、さらに上記適当な大きさに
カットする。したがってガラスは板状に成形されるとき
と、バッファ層を形成する際とで少なくとも2回の加熱
工程を必要とし、このための熱エネルギーは膨大な量で
ある。
【0007】また、ガラス板を用いて半導体素子を製造
する際、加工に先立ち、汚染物質の混入を防ぐために、
表面洗浄を行うが、ガラスは耐酸性が低いため、フッ酸
などの反応性の高い洗浄液を用いることはできないとい
う問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、汚染が少なく高品質のガラス板を製造すべく、鋭意
研究を重ねた結果、省エネルギーを実現するガラス板の
製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、ガラ
ス板に成形した後の徐冷工程で同時にバッファ層を成膜
するようにしている。
【0010】すなわち、本発明の特徴は、溶融ガラスか
らガラス板に成形する成形工程と、成形後、徐々に冷却
する徐冷工程とを具備したガラス板の製造方法におい
て、前記徐冷工程が、CVD法により前記ガラス板表面
に薄膜を形成する成膜工程を含むことにある。
【0011】また、前記徐冷工程は、温度がほぼ一定と
なる定温ゾーンを具備し、前記成膜工程は、この定温ゾ
ーン内で、前記ガラス板表面に、反応性ガスを供給する
ことにより薄膜を形成する工程であることを特徴とす
る。
【0012】望ましくは徐冷に際し、ガラス板を徐冷し
ながら、常圧CVD法により、酸化シリコン膜、PSG
膜、BPSG膜のいずれかあるいはこれらの積層膜を成
膜する。
【0013】本発明の第2の特徴は、溶融ガラスを供給
する溶融炉と、この溶融炉内の前記溶融ガラスから、ガ
ラス板を成形する成形部と、この成形部で成形された溶
融ガラスを徐冷する徐冷炉とを具備し、前記徐冷炉が、
前記ガラス板表面に反応性ガスを供給し、薄膜を形成す
る成膜部を具備したことにある。
【0014】
【作用】本発明によれば、ガラス板に成形後の徐冷工程
で同時にバッファ層の成膜を行うようにしているため、
改めてバッファ層を成膜するための加熱エネルギーが不
要となり、エネルギーの節約をはかることが可能とな
る。
【0015】また、幅0.5〜2m程度のガラス板の状
態で一括してバッファ層を成膜することができるため、
個々に成膜していたときに比べ、スループットが大幅に
向上し、低コスト化をはかることが可能となる。
【0016】さらにまた、表面がバッファ層で覆われて
いるため、加工に先立ち、フッ酸系の洗浄液など強酸を
用いて洗浄することができる。従って、極めて清浄な表
面を得ることができるため、この表面に半導体装置を形
成する際、素子特性の優れた半導体装置を提供すること
ができる。
【0017】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
【0018】図2はダウンドロー法によるガラス板の製
造装置を示したものである。この装置は溶融ガラスを供
給する溶融炉1と、この溶融炉の底面に設けられたオリ
フィス2を介して、射出せしめられた溶融体を、板状に
成形し、走行せしめるローラ3と、この成形されたガラ
ス板4を徐冷する徐冷炉5と、徐冷炉5の領域内で前記
ガラス板表面に反応ガスを供給し、絶縁膜を成膜せしめ
る成膜部6とから構成されている。
【0019】ここで成膜部は反応ガス供給管6aと排出
管6bとを具備し、この反応ガス供給管6aから、シラ
ン(SiH4 )ガスと酸素(O2 )ガスとの混合ガスを
ガラス板4表面に吹き付け、酸化シリコン膜を成膜せし
めるようになっている。
【0020】ここで成膜部は温度一定となるように構成
されており、基板温度が300〜700℃、望ましくは
400〜500℃となるように、徐冷炉5の温度プロフ
ァイルが構成されている。
【0021】なおここではガラス板4表面に形成される
酸化シリコン膜の膜厚は0.1〜3μm 望ましくは0.
3μm 〜1μm とする。0.1μm 以下では不純物の拡
散防止が不十分であり、一方3μm 以上では膜ストレス
により剥がれが生じやすいという問題がある。
【0022】なおこの成膜部で供給されるガスに微量の
ホスフィン(PH3 )を添加することにより、PSG膜
を形成することができる。さらにこの反応ガスに微量の
ボラン(B2 6 )またはトリクロロボロン(BC
3 )を添加することにより、BPSG膜を得ることが
できる。これらの膜は酸化シリコン膜に比べて不純物の
拡散阻止能に優れているという特徴がある。
【0023】さらにまた、これらの反応ガスとは別に、
TEOS(テトラエチルオルソシリケート)とO3 (オ
ゾン)との混合ガスを用いても酸化シリコン膜を形成す
ることができる。またこの混合ガス中に微量のホスフィ
ン(PH3 )を添加することにより、同様にPSG膜を
形成することができる。さらにこの反応ガスに微量のボ
ラン(B2 6 )またはトリクロロボロン(BCl3
を添加することにより、同様にBPSG膜を得ることが
できる。特にTEOSを原料ガスとして用いた場合は成
膜中、膜の流動性が高いため、ガラス表面に微小な凹凸
や傷がある場合でも、ある程度平坦化が可能なため、こ
の上に作成されるデバイスの歩留まりの向上をはかるこ
とができる。同様の効果はTEOS以外にもテトラエチ
ルシランなどの有機シランを用いても得られる。
【0024】また原料ガスとしてSiH4 もしくは有機
シランと、NH3 (アンモニア)もしくはN2 4 (ヒ
ドラジン)もしくはHN3 (アジ化水素)を用いること
により窒化シリコン膜を得ることができる。
【0025】さらにまた原料ガスとして、Sn(C
3 4 とO2 ガスもしくはO3 ガスを用いることによ
り導電性のSnO2 膜を得ることもできる。
【0026】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。
【0027】図3は本発明の第2の実施例のガラス板の
製造装置を示したものである。前記第1の実施例の装置
では、絶縁膜を形成する反応部6は1つのガス供給管6
aで構成されていたが、この例では、反応部6に代え
て、徐冷炉25を挟んで第1の反応部26aと第2の反
応部26bと具備し、いずれも同様にガス供給管を具備
し、ガラス板4の両面からガスを吹き付けるように構成
されている。
【0028】この装置では、第1の反応部26aでは、
SiH4 ガスとO2 ガスとPH3 ガスとの混合ガスをガ
ラス板4表面および裏面に吹き付け、PSG膜を形成す
る。そして第2の反応部26bでは、SiH4 ガスとO
2 ガスとの混合ガスをガラス板4表面および裏面に吹き
付け、酸化シリコン膜を形成する。
【0029】したがってこの装置ではガラス板の表面お
よび裏面に第1層としてPSG膜を形成するとともに、
第2層として酸化シリコン膜を形成することができ、基
板表面からの不純物の拡散を防止することができる。
【0030】また、ガス供給管すなわち反応部の数を増
やすことにより3層以上の膜を形成することが可能であ
る。
【0031】この場合、成膜ゾーンが長くなることがあ
るが、成膜温度を適温に保つため、保温構造をもつ領域
を含むようにしてもよいしまたヒータを付加するように
してもよい。
【0032】保温用ヒータを付加しても、その消費電力
は従来の方法に比べればわずかであり、加熱のためのエ
ネルギーを節約するという本来の目的は達成される。
【0033】なお、前記実施例では、ダウンフロー法を
用いたガラス板製造装置について説明したが、フュージ
ョン法、リドロー法、フロート法、ロールアウト法、コ
ルバーン法、旭法、ピッツバーグ法などの他のガラス製
板法にも適用可能である。
【0034】このようにして得られたガラス基板は、1
辺が数十cmの長方形にカットされ、必要に応じて搬送
され、フッ酸を用いて表面を洗浄し、この後多結晶シリ
コン膜の形成、ゲート絶縁膜およびゲート電極の形成、
ソースドレイン拡散等の工程を経て、図1に示したよう
な薄膜トランジスタを形成する。
【0035】このプロセスにおいては、多結晶シリコン
膜の形成工程等で500℃程度の加熱工程が入るが、前
記バッファ層の存在により、ガラス基板から素子領域へ
の不純物の拡散は素子され、信頼性の高い薄膜トランジ
スタを得ることができる。
【0036】なお前記実施例では、特に高温の熱工程を
要する多結晶シリコン薄膜トランジスタについて説明し
たが、半導体層としてアモルファスシリコンを用いた薄
膜トランジスタ、さらには結晶半導体や非単結晶半導体
からなる太陽電池やフォトダイオード、フォトトランジ
スタなど他の素子にも適用可能であることはいうまでも
ない。
【0037】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、熱エネルギーを大幅に節減することができるととも
に表面の汚染を防止し、安定で信頼性の高いガラス板を
得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガラス基板を用いた薄膜トランジスタを示す図
【図2】本発明の第1の実施例のガラス基板製造装置を
示す図
【図3】本発明の第2の実施例のガラス基板製造装置を
示す図
【符号の説明】
1 溶融炉 2 オリフィス 3 ローラ 4 ガラス板 5 徐冷炉 6 反応部 6a 反応ガス供給管 6b 反応ガス排出管 11 ガラス基板 12 バッファ層 13 ソース拡散層 14 ドレイン拡散層 15 半導体層 16 ゲート絶縁膜 17 ゲート電極 25 徐冷炉 26a 第1の反応部 26b 第2の反応部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融ガラスからガラス板に成形する成形
    工程と、 成形後、このガラス板を徐々に冷却する徐冷工程とを具
    備したガラス板の製造方法において、 前記徐冷工程が、CVD法により前記ガラス板表面に薄
    膜を形成する成膜工程を含むことを特徴とするガラス板
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記徐冷工程は、温度がほぼ一定となる
    定温ゾーンを具備し、 前記成膜工程は、この定温ゾーン内で、前記ガラス板表
    面に、反応性ガスを供給することにより薄膜を形成する
    工程であることを特徴とする請求項1に記載のガラス板
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 溶融ガラスを供給する溶融炉と、 この溶融炉内の前記溶融ガラスから、ガラス板を成形す
    る成形部と、 この成形部で成形された溶融ガラスを徐冷する徐冷炉と
    を具備し、 前記徐冷炉が、前記ガラス板表面に反応性ガスを供給
    し、薄膜を形成する成膜部を具備したことを特徴とする
    ガラス板製造装置。
JP4081995A 1995-02-28 1995-02-28 ガラス板の製造方法およびガラス板製造装置 Pending JPH08231232A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100754758B1 (ko) * 2001-08-08 2007-09-04 피트블라도 리차드 비. 시트 글래스 형성 장치
JP2011140425A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 薄板ガラス条の製造方法および有機エレクトロルミネッセンス素子

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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