JPH09252141A

JPH09252141A - 液晶表示素子及びその製造方法並びにスパッタリング装置

Info

Publication number: JPH09252141A
Application number: JP392597A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kinoshita; 繁木下; Hiroshi Nishimura; 博司西村; Masahito Sawada; 雅人澤田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】高い光吸収性と高い絶縁性とを併せ持つ遮光膜
を有する液晶表示素子を提供することを目的とする。【解決手段】半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から
選ばれた少なくとも１種の材料と無機絶縁性化合物とか
らなる遮光膜を具備した液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子及び
その製造方法並びにこの製造方法のために用いられるス
パッタリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタを有する液晶表示素子
は、ガラス基板とこのガラス基板上に形成された逆スタ
ガ型の薄膜トランジスタと前記ガラス基板上に配置され
前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続される画素
電極とを有するアレイ基板と、前記ガラス基板に対して
所望する距離だけ隔てて対向配置された対向基板と、前
記アレイ基板と前記対向基板の間に封入された液晶材と
を備えているものがある。

【０００３】前述した液晶表示素子のアレイ基板におい
ては、前記薄膜トランジスタのパッシベーション膜を含
み、前記画素電極を除く領域に遮光膜が被覆されている
場合が多い。

【０００４】このような遮光膜は、前記対向基板上のカ
ラーフィルターと相まって表示画素のコントラストを向
上させるとともに、前記対向基板から前記薄膜トランジ
スタの活性層へ光が入射するのを阻止して、前記活性層
で電子および正孔が入射光により発生され、前記薄膜ト
ランジスタのＯＮ／ＯＦＦ制御が誤動作されるのを防い
でいる。

【０００５】従来、遮光膜には、感光性樹脂（フォトレ
ジスト）に顔料を混ぜ合わせた有機系の遮光膜やＣｒ等
の金属製の遮光膜が用いられていた。

【０００６】しかし、有機系の遮光膜では光吸収性が低
いため、十分な遮光を行うために膜厚を大きくする必要
があり、前記薄膜トランジスタの部分と前記表示画素の
間に大きな段差が生じていた。その結果、前記パッシベ
ーション膜上に配置された液晶配向膜の段差被覆性が劣
化して前記液晶材の配向不良を引き起こす、２枚の基板
間のギャップ制御を困難にする、２枚の基板間のギャッ
プが拡大されて表示ムラや液晶応答速度を低下させる、
という問題が生じていた。

【０００７】また、金属製の遮光膜では絶縁性が低いた
め、前記薄膜トランジスタにおいてデータ信号が入力さ
れ続ける結果、絶縁体である前記パッシベーション膜を
介して、ソース電極および前記ドレイン電極と前記遮光
膜との間に電荷が蓄積されてしまう。即ち、電荷の蓄積
された前記パッシベーション膜を前記遮光膜と前記ソー
ス電極および前記ドレイン電極との間に挟み込んだコン
デンサが形成されてしまう。

【０００８】この結果、前記画素電極に流れるべき電流
の一部（リーク電流）が、前記パッシベーション膜中に
電荷として蓄積されてしまい、前記画素電極に対する印
加電圧が低下することによって、前記画素電極周辺の前
記液晶材を構成している液晶分子の配向が乱れることに
なる。

【０００９】以上述べたように、これまで薄膜トランジ
スタに使用されてきた遮光膜においては、高い光吸収性
および高い絶縁性を併せ持つ性能が実現されておらず、
液晶表示素子の特性を劣化させていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
有機系や金属製の遮光膜を有する液晶表示素子では、高
い光吸収性および高い絶縁性を併せ持つ性能は実現され
ていなかった。

【００１１】本発明の目的は、高い光吸収性と高い絶縁
性とを併せ持つ遮光膜を有する液晶表示素子およびこの
液晶表示素子を再現性良く製造できる液晶表示素子製造
方法ならびに前記液晶表示素子製造方法を実施するため
のスパッタリング装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示素
子、液晶表示素子製造方法およびスパッタリング装置
は、以下のごとく構成されている。

【００１３】（１）本発明の液晶表示素子は、第１のガ
ラス基板；前記第１のガラス基板上に形成されたゲート
電極と、このゲート電極上に順次形成されたゲート絶縁
膜および半導体活性層と、この半導体活性層上に互いに
電気的に分離して設けられたソース電極およびドレイン
電極と、これらソース電極およびドレイン電極を含む前
記第１のガラス基板上に設けられたパッシベーション膜
とを有する逆スタガ型の薄膜トランジスタ；前記第１の
ガラス基板上に配置され前記ドレイン電極と接続された
画素電極；前記画素電極以外の部分に被覆された半導体
物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも
１種の材料と無機絶縁性化合物とからなる遮光膜；第２
のガラス基板；前記第２のガラス基板上に形成された共
通電極；前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板
との間に保持された液晶材；の各構成を具備したことを
特徴とする液晶表示素子。

【００１４】（２）本発明の液晶表示素子は、第１のガ
ラス基板；前記第１のガラス基板上に形成されたゲート
電極と、このゲート電極上に順次形成されたゲート絶縁
膜および半導体活性層と、この半導体活性層上に互いに
電気的に分離して設けられたソース電極およびドレイン
電極と、これらソース電極およびドレイン電極を含む前
記第１のガラス基板上に設けられたパッシベーション膜
とを有する逆スタガ型の薄膜トランジスタ；前記第１の
ガラス基板上に配置され前記ドレイン電極と接続された
画素電極；前記画素電極以外の部分に被覆された、組成
比率（Ｓｉ／Ｏ）が１．０以上５．０以下であるＳｉと
Ｏからなる遮光膜；第２のガラス基板；前記第２のガラ
ス基板上に形成された共通電極；前記第１のガラス基板
と前記第２のガラス基板との間に保持された液晶材；の
各構成を具備したことを特徴とする液晶表示素子。

【００１５】（３）本発明の液晶表示素子の製造方法
は、第１のガラス基板；前記第１のガラス基板上に形成
されたゲート電極と、このゲート電極上に順次形成され
たゲート絶縁膜および半導体活性層と、この半導体活性
層上に互いに電気的に分離して設けられたソース電極お
よびドレイン電極と、これらソース電極およびドレイン
電極を含む前記第１のガラス基板上に設けられたパッシ
ベーション膜とを有する逆スタガ型の薄膜トランジス
タ；前記第１のガラス基板上に配置され前記ドレイン電
極と接続された画素電極；前記画素電極以外の部分に被
覆された遮光膜；第２のガラス基板；前記第２のガラス
基板上に形成された共通電極；前記第１のガラス基板と
前記第２のガラス基板との間に保持された液晶材；の各
構成を具備した液晶表示素子の製造方法において、前記
遮光膜は、処理容器内に、半導体物質、ＳｉＣおよび非
晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料からなる第
１スパッタターゲットと、無機絶縁性化合物からなる第
２スパッタターゲットと、前記薄膜トランジスタおよび
前記画素電極が形成された前記第１のガラス基板とをそ
れぞれ配置する工程；前記処理容器内にスパッタガスを
導入した後、前記第１スパッタターゲットに直流電力を
供給し、前記第２スパッタターゲットに高周波電力を供
給して、前記各スパッタターゲットをそれぞれスパッタ
リングすることで、前記第１のガラス基板表面の前記薄
膜トランジスタおよび前記画素電極が形成された側に、
前記半導体物質、前記ＳｉＣおよび前記非晶質炭素から
選ばれた少なくとも１種の材料と無機絶縁性化合物とか
らなる被膜を形成する工程；形成された前記被膜の前記
画素電極に対応する被膜をエッチング除去する工程；の
各工程によって形成されることを特徴とする液晶表示素
子の製造方法。

【００１６】（４）本発明の液晶表示素子の製造方法
は、第１のガラス基板；前記第１のガラス基板上に形成
されたゲート電極と、このゲート電極上に順次形成され
たゲート絶縁膜および半導体活性層と、この半導体活性
層上に互いに電気的に分離して設けられたソース電極お
よびドレイン電極と、これらソース電極およびドレイン
電極を含む前記第１のガラス基板上に設けられたパッシ
ベーション膜とを有する逆スタガ型の薄膜トランジス
タ；前記第１のガラス基板上に配置され前記ドレイン電
極と接続された画素電極；前記画素電極以外の部分に被
覆された遮光膜；第２のガラス基板；前記第２のガラス
基板上に形成された共通電極；前記第１のガラス基板と
前記第２のガラス基板との間に保持された液晶材；の各
構成を具備した液晶表示素子の製造方法において、前記
遮光膜は、処理容器内に、半導体物質、ＳｉＣおよび非
晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料からなる第
１領域と無機絶縁性化合物からなる第２領域とが互いに
電気的に分離して形成されたスパッタターゲットと、前
記薄膜トランジスタおよび前記画素電極が形成された前
記第１のガラス基板とをそれぞれ配置する工程；前記処
理容器内にスパッタガスを導入した後、前記第１領域に
直流電力もしくは高周波電力を供給するとともに、前記
第２領域に高周波電力を供給して、前記各領域をそれぞ
れスパッタリングすることで、前記第１のガラス基板表
面の前記薄膜トランジスタおよび前記画素電極が形成さ
れた側に、前記半導体物質、前記ＳｉＣおよび前記非晶
質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料と無機絶縁性
化合物とからなる被膜を形成する工程；形成された前記
被膜の前記画素電極に対応する被膜をエッチング除去す
る工程；の各工程によって形成されることを特徴とする
液晶表示素子の製造方法。

【００１７】（５）本発明の液晶表示素子の製造方法
は、第１のガラス基板；前記第１のガラス基板上に形成
されたゲート電極と、このゲート電極上に順次形成され
たゲート絶縁膜および半導体活性層と、この半導体活性
層上に互いに電気的に分離して設けられたソース電極お
よびドレイン電極と、これらソース電極およびドレイン
電極を含む前記第１のガラス基板上に設けられたパッシ
ベーション膜とを有する逆スタガ型の薄膜トランジス
タ；前記第１のガラス基板上に配置され前記ドレイン電
極と接続された画素電極；前記画素電極以外の部分に被
覆された遮光膜；第２のガラス基板；前記第２のガラス
基板上に形成された共通電極；前記第１のガラス基板と
前記第２のガラス基板との間に保持された液晶材；の各
構成を具備した液晶表示素子の製造方法において、前記
遮光膜は、処理容器内に、前記Ｓｉからなるスパッタタ
ーゲットと、前記薄膜トランジスタおよび前記画素電極
が形成された前記第１のガラス基板とをそれぞれ配置す
る工程；前記処理容器内にＯ₂およびＡｒのスパッタガ
スをそれぞれ略同一の所定温度のもとでのガス流量比
（Ｏ₂／Ａｒ）を１．６６乃至３３．３％なる条件で導
入した後、前記スパッタターゲットに直流電力を４００
乃至１０００Ｗなる条件で供給してスパッタリングする
とともに前記Ｏ₂のスパッタガスとスパッタリングされ
た前記Ｓｉとを反応させることで、前記第１のガラス基
板表面の前記薄膜トランジスタおよび前記画素電極が形
成された側に、組成比率（Ｓｉ／Ｏ）が１．０以上５．
０以下であるＳｉとＯとからなる被膜を形成する工程；
形成された前記被膜の前記画素電極に対応する被膜をエ
ッチング除去する工程；の各工程によって形成されるこ
とを特徴とする液晶表示素子の製造方法。

【００１８】（６）本発明のスパッタリング装置は、処
理容器と、前記処理容器内にスパッタガスを導入するガ
ス導入手段と、前記処理容器内に配置され、被処理基板
を装着した基板ホルダーと、前記処理容器内に配置さ
れ、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた
少なくとも１種の材料からなる第１スパッタターゲット
と、前記処理容器内に配置され、無機絶縁性化合物から
なる第２スパッタターゲットと、前記第１スパッタター
ゲットに直流電力を供給する直流電力供給手段と、前記
第２スパッタターゲットに高周波電力を供給する高周波
電力供給手段と、を具備したことを特徴とするスパッタ
リング装置。

【００１９】（７）本発明のスパッタリング装置は、処
理容器と、前記処理容器内にスパッタガスを導入するガ
ス導入手段と、前記処理容器内に配置され、被処理基板
を装着した基板ホルダーと、前記処理容器内に配置さ
れ、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた
少なくとも１種の材料からなる第１領域と無機絶縁性化
合物からなる第２領域とを有するスパッタターゲット
と、前記第１領域に直流電力を供給する直流電力供給手
段と、前記第２領域に高周波電力を供給する高周波電力
供給手段と、を具備したことを特徴とするスパッタリン
グ装置。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２１】図１は、本発明に係る液晶表示素子の製造
に用いることのできるスパッタリング装置の一例を示す
概略図である。

【００２２】処理容器としての真空チャンバ１の天井部
には接地された基板ホルダー２が設けられ、床部と対向
している。前記基板ホルダー２は前記真空チャンバ１の
外側に配置された回転機構（図示せず）により回転され
る。前記真空チャンバ１の床部には、第１スパッタカソ
ード３および第２スパッタカソード４が設けられ、前記
基板ホルダー２と対向している。前記第１スパッタカソ
ード３の内部または裏側には、磁石が配置されている。
また、前記第１スパッタカソード３には、第１冷却用配
水管５が設けられ、他端に冷却装置（図示せず）が連結
されている。さらに、前記第１スパッタカソード３は、
前記真空チャンバ１の外側に配置されたマッチング回路
６とＲＦ電源７に接続されている。そして、前記第１ス
パッタカソード３には、無機絶縁性化合物からなる第１
スパッタターゲット８が装着されている。無機絶縁性化
合物からなるスパッタターゲット材としては、Ｓｉ₃Ｎ
₄、ＳｉＯ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃が使用される。一方、前記第
２スパッタカソード４の内部または裏側にも、磁石が配
置されている。また、前記第２スパッタカソード４に
は、第２冷却用配水管９が設けられ、他端に冷却装置
（図示せず）が連結されている。さらに、前記第２スパ
ッタカソード４は、前記真空チャンバ１の外側に配置さ
れた制御回路１０と直流電源１１に接続されている。そ
して、前記第２スパッタカソード４には、半導体物質、
ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の
材料からなる第２スパッタターゲット１２が装着されて
いる。半導体物質からなるスパッタターゲット材として
は、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｓｅが使用される。前記真
空チャンバ１の側壁の一つには、スパッタガス供給管１
３が連結され、他端にＡｒ、酸素および窒素などのスパ
ッタガス供給ボンベ（図示せず）が連結されている。前
記真空チャンバ１の側壁の別の一つには、排気管１４が
接続され、他端に真空ポンプ（図示せず）が連結されて
いる。

【００２３】図２は、本発明に係るスパッタリング装置
の他の例を示す概略図である。図１のスパッタリング装
置と共通する部分については、同符号を付して、説明を
省略する。

【００２４】真空チャンバ１の床部には、スパッタカソ
ード１５のみが設けられ、基板ホルダー２と対向してい
る。前記スパッタカソード１５の内部または裏側には、
磁石が配置されている。図３は、前記スパッタカソード
１５を示す斜視図である。前記スパッタカソード１５
は、中心を通る絶縁壁１６によって２以上の部分に分割
され、各部分は互いに絶縁されている。互いに隣り合わ
ない部分間は、前記真空チャンバ１の内または外で配線
がなされ、電気的に接続されている。このようにして、
前記スパッタカソード１５は、互いに絶縁された第１の
領域１７と第２の領域１８に分割されている。前記第１
の領域１７は、前記真空チャンバ１の外側に配置された
マッチング回路６とＲＦ電源７に接続され、高周波電力
が供給される。前記第２の領域１８は、前記真空チャン
バ１の外側に配置された制御回路１０と直流電源１１に
接続され、直流電圧が印加される。図４は、前記スパッ
タカソード１５に装着するスパッタターゲット１９を示
す斜視図である。前記スパッタターゲット１９は、前記
スパッタカソード１５と同じ分割をされた第１の領域２
０と第２の領域２１とからなる。前記第１の領域２０は
無機絶縁性化合物からなり、前記第２の領域２１は半導
体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくと
も１種の材料からなる。ここで、スパッタターゲット材
としては、図１のスパッタリング装置で使用されるもの
と同じものを使用する。前記スパッタカソード１５に、
前記スパッタターゲット１９が装着される際、前記スパ
ッタカソード１５の前記第１の領域１７には、前記スパ
ッタターゲット１９の無機絶縁性化合物からなる前記第
１の領域２０が装着される。そして、前記スパッタカソ
ード１５の前記第２の領域１８には、前記スパッタター
ゲット１９の前記第２の領域２１が装着される。

【００２５】図５は、本発明に係るスパッタリング装置
の他の例を示す概略図である。図１のスパッタリング装
置と共通する部分については、同符号を付して、説明を
省略する。

【００２６】真空チャンバ１の床部には、スパッタカソ
ード２２のみが設けられ、基板ホルダー２と対向してい
る。前記スパッタカソード２２の内部または裏側には、
磁石が配置されている。前記スパッタカソード２２は、
前記真空チャンバ１の外側に配置されたマッチング回路
６とＲＦ電源７に接続されている。

【００２７】前記スパッタカソード２２には、半導体物
質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１
種の材料からなるスパッタターゲット１２が装着されて
いる。

【００２８】または、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質
炭素から選ばれた少なくとも１種の材料からなるペレッ
ト２３が載置された無機絶縁性化合物からなるスパッタ
ターゲット８を前記スパッタカソード２２に装着しても
よい。図６は、上述のように前記ペレット２３が載置さ
れた前記スパッタターゲット８を示す斜視図である。

【００２９】更には、前記第１の領域２０と前記第２の
領域２１とからなるスパッタターゲット１９を前記スパ
ッタターゲット２２に装着しても良い。これらの例でも
スパッタターゲット材としては、図１のスパッタリング
装置で使用されるものと同じものを使用する。

【００３０】図７は、本発明に係るスパッタリング装置
の他の例を示す概略図である。図５のスパッタリング装
置と共通する部分については、同符号を付して説明を省
略する。スパッタカソード２４は、真空チャンバ１の外
側に配置された制御回路１０と直流電源１１に接続され
ている。前記スパッタカソード２４には、半導体物質、
ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の
材料からなるスパッタターゲット１２が装着されてい
る。このスパッタターゲット１２からスパッタされた元
素と導入されたスパッタガスの酸素や窒素などとが反応
して、前記スパッタターゲット１２を構成する元素だけ
でなく、無機絶縁性化合物もが前記基板３６上に堆積さ
れるのである。この例でもスパッタターゲット材として
は、図１のスパッタリング装置で使用されるものと同じ
物を使用する。

【００３１】次に、本発明に係る液晶表示素子の製造方
法を、図８を参照して説明する。

【００３２】（ａ）ガラス基板（第１のガラス基板）２
５上に、ゲート電極用金属膜をスパッタリング装置を用
いて成膜する。その後、パターニングして、図８の
（ａ）に示すように、ゲート電極２６を形成する。

【００３３】（ｂ）ゲート絶縁膜用の絶縁膜２７、活性
層用の半導体膜２８、チャネル保護膜用の絶縁膜を、プ
ラズマＣＶＤ装置を用いて連続して成膜する。その後、
パターニングして、図８の（ｂ）に示すように、前記半
導体膜２８上にチャネル保護膜２９を形成する。

【００３４】（ｃ）高濃度活性層用の半導体膜をプラズ
マＣＶＤ装置を用いて成膜する。その後、図示しないマ
スクを用いてこの半導体膜を選択的にエッチングするこ
とにより、図８の（ｃ）に示すように、高濃度活性層３
０を形成し、さらに図示しないマスクを用いて前記半導
体膜２８を選択的にエッチングすることにより，活性層
３１を形成する。

【００３５】（ｄ）画素電極用の透明導電膜をスパッタ
リング装置を用いて成膜する。その後、パターニングし
て、図８の（ｄ）に示すように、画素電極３２を形成す
る。

【００３６】（ｅ）ソース電極およびドレイン電極用の
金属膜をスパッタリング装置を用いて成膜する。その
後、パターニングして、図８の（ｅ）に示すように、前
記高濃度活性層３０上に互いに電気的に分離されたソー
ス電極３３、ドレイン電極３４を形成する。

【００３７】（ｆ）パッシベーション膜用の絶縁膜をプ
ラズマＣＶＤを用いて成膜する。その後、パターニング
して、図８の（ｆ）に示すように、パッシベーション膜
３５を形成し、被処理基板としての基板３６を形成す
る。

【００３８】（ｇ）遮光膜用の被膜を、前記基板３６上
に、前述の図１から図７の液晶表示素子用スパッタリン
グ装置のいずれかを用いて成膜する。

【００３９】まず、図１のスパッタリング装置を用い
て、被膜を成膜する方法を説明する。前記基板３６を基
板ホルダー２に装着する。冷却装置（図示せず）を作動
させて、第１スパッタカソード３に第１冷却用配水管５
を通して冷却水を流し、第２スパッタカソード４に第２
冷却用配水管９を通して冷却水を流して、両スパッタカ
ソードを冷却する。真空ポンプ（図示せず）を作動させ
て真空チャンバ１内のガスを排気管１４を通して排気し
て、真空チャンバ１内を１×１０^-3Ｐａ以下の圧力に保
持する。前記基板ホルダー２を前記真空チャンバ１の外
側に配置された回転機構（図示せず）により回転させ
る。スパッタガス供給ボンベ（図示せず）から、酸素、
窒素などの反応性ガスおよびＡｒガスを、スパッタガス
供給管１３を通して真空チャンバ１内に導入する。つづ
いて、無機絶縁性化合物からなる第１スパッタターゲッ
ト８に、マッチング回路６を介してＲＦ電源７により高
周波電力を供給し、第１スパッタターゲット８をＲＦス
パッタリングする。同時に、半導体物質、ＳｉＣおよび
非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料からなる
第２スパッタターゲット１２には、制御回路１０を介し
て直流電源１１から直流電圧を印加し、第２スパッタタ
ーゲット１２をＤＣスパッタリングする。このようにし
て、基板３６上に、無機絶縁性化合物と、半導体物質、
ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の
材料とからなる被膜を成膜する。第１スパッタカソード
３および第２スパッタカソード４の内部または裏側に配
置された磁石から発生した、スパッタターゲット表面に
直交した電場と磁場により、電子にらせん運動を行わせ
る。このような電子のらせん運動により、スパッタター
ゲット表面近傍に高密度プラズマを発生させ、スパッタ
リング速度を向上させる。成膜中の直流電圧は、制御回
路１０により周期的にＯＮ／ＯＦＦさせて、ＤＣスパッ
タリングを断続的に発生させることが望ましい。ＤＣス
パッタリングの周期を変えることで、被膜中の半導体物
質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１
種の材料の組成を、個々の材料毎に制御することができ
る。また、スパッタガス圧および高周波電力を変えるこ
とでも、被膜の組成や光吸収性、抵抗率を制御すること
ができる。

【００４０】次に、図２のスパッタリング装置を用い
て、被膜を形成する方法について説明する。図１のスパ
ッタリング装置を用いた方法と共通する部分について
は、説明を省略する。

【００４１】スパッタターゲット１９の第１の領域２０
にはＲＦ電源７より高周波電力を供給し、無機絶縁性化
合物からなる前記第１の領域２０をＲＦスパッタリング
する。同時に、スパッタターゲット１９の第２の領域２
１には直流電源１１より直流電圧を印加し、半導体物
質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１
種の材料からなる前記第２の領域２１をＤＣスパッタリ
ングする。このようにして、基板３６上に、半導体物
質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１
種の材料と無機絶縁性化合物からなる被膜を成膜する。
スパッタターゲット１９の第１の領域２０と第２の領域
２１の比率を変えて成膜することで、被膜の組成を制御
することができる。その際、スパッタカソード１５の第
１の領域１７と第２の領域１８の比率も同様に変えて、
スパッタターゲットの第１の領域にのみ高周波電力が供
給され、第２の領域にのみ直流電圧が印加されるように
する。

【００４２】次に、図５のスパッタリング装置におい
て、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた
少なくとも１種の材料からなるスパッタターゲット１２
を装着したものを用いて、遮光性被膜を形成する方法に
ついて説明する。図１のスパッタリング装置を用いた方
法と共通する部分については、説明を省略する。

【００４３】スパッタターゲット１２をＲＦスパッタリ
ングして、基板３６上に、半導体物質、ＳｉＣおよび非
晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料と、それら
の材料が反応性ガスの酸素、窒素などと反応して生成さ
れた無機絶縁性化合物からなる被膜を成膜する。

【００４４】次に、図５のスパッタリング装置におい
て、無機絶縁性化合物からなるスパッタターゲット８の
上に、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれ
た少なくとも１種の材料からなるペレット２３を配置し
たものを用いて、遮光性被膜を形成する方法について説
明する。図１のスパッタリング装置を用いた方法と共通
する部分については、説明を省略する。

【００４５】無機絶縁性化合物からなるターゲット８お
よび半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた
少なくとも１種の材料からなるペレット２３を、同時に
ＲＦスパッタリングする。そして、基板３６上に、半導
体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくと
も１種の材料と無機絶縁性化合物からなる被膜を成膜す
る。スパッタターゲット８上に配置されたペレット２３
の個数を変えることで、被膜中の半導体物質、ＳｉＣお
よび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料の組
成を、個々の材料毎に制御することができる。

【００４６】次に、図５のスパッタリング装置におい
て、無機絶縁性化合物の第１の領域２０と、半導体物
質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１
種の材料の第２の領域２１とからなるスパッタターゲッ
ト１９を装着したものを用いて、被膜を形成する方法に
ついて説明する。図１のスパッタリング装置を用いた方
法と共通する部分については、説明を省略する。

【００４７】無機絶縁性化合物の第１の領域２０と、半
導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なく
とも１種の材料の第２の領域２１とからなるスパッタタ
ーゲット１９を、ＲＦスパッタリングする。そして、基
板３６上に半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素から選
ばれた少なくとも１種の材料と無機絶縁性化合物からな
る被膜を成膜する。スパッタターゲット１９での、無機
絶縁性化合物からなる第１の領域２０と半導体物質、Ｓ
ｉＣおよび非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材
料からなる第２の領域２１の割合を変えることで、被膜
の組成を制御することができる。

【００４８】次に、図７のスパッタリング装置を用い
て、被膜を形成する方法について説明する。図１のスパ
ッタリング装置を用いた方法と共通する部分について
は、説明を省略する。

【００４９】スパッタターゲット２３には直流電源１１
より直流電圧を印加し、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶
質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料からなるター
ゲット１２を、ＤＣスパッタリングする。このようにし
て、基板３６上に、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭
素から選ばれた少なくとも１種の材料と、それらの材料
が酸素、窒素などと反応して生成された無機絶縁性化合
物からなる被膜を成膜する。特に、Ｓｉからなるターゲ
ット１２を、酸素ガスと反応させてＤＣスパッタリング
した場合には、ＳｉとＳｉＯ_xの混合膜からなる被膜を
成膜する。

【００５０】スパッタガス圧および印加直流電力を変え
ることで、被膜の組成、光吸収性、抵抗率またはＳｉの
結晶状態を制御することができる。

【００５１】以上、詳述したように、図１から図７のス
パッタリング装置のいずれかを用いて、遮光膜用の被膜
を成膜された前記基板３６は、その後、加熱処理されて
被膜中の水分等の不純物を除去するのが望ましい。加熱
処理は、例えば１×１０^-2Ｐａ以下の減圧下または窒素
雰囲気下で２００℃〜６００℃にて３０分以上の熱処理
を行うものであり、図１から図７のスパッタリング装置
の真空チャンバ中で、被膜を形成後に引き続いて行って
も良いし、または、前記真空チャンバから取り出した
後、別の真空チャンバ中で行っても良い。

【００５２】加熱処理後、ＰＥＰ（ＰｈｏｔｏＥｎｇ
ｒａｖｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ）工程にてパターニング
して、図８の（ｇ）に示すように、液晶表示素子上の画
素電極３２を除いた部分に遮光膜３７を形成する。

【００５３】（ｈ）遮光膜３７まで形成されたガラス基
板２５と、別に形成された共通電極（ＩＴＯ膜）を有す
る対向基板（第２のガラス基板）を、スペーサ（図示せ
ず）の高さほどのわずかな隙間を残してシール材で張り
合わせた後、その隙間に液晶材を封入して、液晶表示素
子を製造する。

【００５４】図９は、上述のようにして製造された本発
明に係る液晶表示素子の平面図、図１０は断面図であ
る。

【００５５】液晶表示素子は、薄膜トランジスタが形成
されたガラス基板２５と対向基板３８との間に液晶材３
９が封入された構造をなす。

【００５６】対向基板３８は、ガラス基板上に前記画素
電極３２に対応したカラーフィルター４０が形成され、
その上にＩＴＯ膜４１が形成された構造をなす。

【００５７】ガラス基板２５上には、薄膜トランジスタ
４２と、各薄膜トランジスタ４２に隣接した画素電極３
２が形成されている。前記薄膜トランジスタ４２は、前
記ガラス基板２５上にゲート電極２６が設置され、さら
にその上にゲート絶縁膜２７、活性層３１、高濃度活性
層３０、チャネル保護膜２９、ソース電極３３、ドレイ
ン電極３４、パッシベーション膜３５が順次積層された
逆スタガ型の構造をなす。前記画素電極３２は、前記ガ
ラス基板２５上に設けられ、前記ドレイン電極３４と接
続する構造をなす。そして、図９に示すように、前記パ
ッシベーション膜３５を含み、前記画素電極３２を除く
部分に、遮光膜３７が形成される。

【００５８】前記遮光膜３７は半導体物質、ＳｉＣおよ
び非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料と無機
絶縁性化合物から形成されているか、または、ＳｉとＳ
ｉＯ_Xの混合膜から形成されている。前記遮光膜３７の
求められる特性としては、例えば、抵抗率が１．０×１
０⁵Ω・ｃｍ以上で、かつ減衰係数が０．０８８以上で
ある。

【００５９】ここで、半導体物質としては、例えばＢ、
Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｅ、Ｓｅを挙げることができる。また、
半導体物質は、低融点半導体物質の方がより望ましい。
このような低融点半導体物質としては、上述の半導体物
質のうち、Ｔｅ（融点４４９．８℃）およびＳｅ（融点
２２０．２℃）が挙げられる。Ｓｅの方がＴｅよりも融
点が２００℃以上低いので、Ｓｅの方がＴｅよりもより
望ましい半導体物質である。

【００６０】また、無機絶縁性化合物としては、例え
ば、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃を挙げることが
できる。

【００６１】また、ＳｉとＳｉＯ_Xの混合膜は、組成比
率（Ｓｉ／Ｏ）が１．０以上５．０以下となるようにＳ
ｉとＯから形成されたものである。また、前記Ｓｉは非
単結晶Ｓｉであることが望ましい。ここで、非単結晶Ｓ
ｉとは、多結晶Ｓｉもしくは非晶質Ｓｉまたはこれらの
混在物を示す。非単結晶ＳｉとＳｉＯ_Xの混合膜におい
ては、前記混合膜全体の組成比率（Ｓｉ／Ｏ）は、３．
０以上５．０以下であることが望ましい。

【００６２】以上の材料を用いて形成された前記遮光膜
３７は、高い光吸収性と高い絶縁性を併せ持つ。

【００６３】半導体物質およびＳｉＣは可視光域での光
吸収性を持ち、絶縁性も高い。

【００６４】前記半導体物質のうち、特にＳｅ、Ｔｅの
ような低融点の半導体物質は、無機絶縁性化合物と混合
することで高い光吸収性と絶縁性とを併せ持つ。それ
は、低融点半導体物質は原子間の結合が弱いため、クラ
スター状でスパッタリングされやすく、さらに、原子間
結合が強い無機絶縁性化合物の中では凝集しやすい結
果、無機絶縁性化合物中では微粒子状に分散した構造と
なるためであると考えられる。

【００６５】また、非晶質炭素は、可視光域での光吸収
性を持ち、非晶質構造のため絶縁性も高い。

【００６６】一方、無機絶縁性化合物は、絶縁性が非常
に高い材料である。

【００６７】ＳｉとＳｉＯ_Xの混合膜は、ＳｉＯ_X膜が
Ｓｉ−Ｓｉのネットワークを分断するため、Ｓｉの高い
光吸収性を有しながらより高い絶縁性を併せ持つ。

【００６８】また、非単結晶ＳｉとＳｉＯ_X膜の混合膜
は、非単結晶Ｓｉが単結晶Ｓｉよりも長い波長域で光吸
収性を持つため、高い絶縁性を有しながらより高い光吸
収性を持つ。

【００６９】金属と無機絶縁性化合物からでは、金属の
絶縁性が低いため、高い光吸収性と高い絶縁性を併せ持
つ遮光膜を形成するのは困難である。

【００７０】また、上述の半導体物質、ＳｉＣ、非晶質
炭素、ＳｉまたはＳｉＯ_X等の単独の物質からでは、高
い光吸収性と高い絶縁性を併せ持つ遮光膜を形成するこ
とはできない。本発明のように、２種以上の物質から遮
光膜を形成することで、はじめて実現する。それは、単
独の物質の電子状態では、高い光吸収性と高い絶縁性と
は相反する性質だからである。

【００７１】一般に、光の吸収は結晶内の電子がエネル
ギー的に遷移することで行われる。結晶内の価電子は、
あるエネルギーの幅を持ったエネルギーバンドの中に配
置されている。

【００７２】金属の場合は、一部しか電子が占めていな
いようなエネルギーバンドが存在し、バンド内の電子の
エネルギーの状態は連続的に変化することができる。そ
のため、さまざまな波長の光に対して強い吸収性をもつ
が、電気的に絶縁性が低い。

【００７３】半導体物質は、電子でほとんど満たされた
バンドと、電子が少なくほとんど空のバンドとが存在
し、その間のバンドギャップが小さい。そのため、可視
領域の光に対して吸収性を持つ上、金属に比べて絶縁性
も高いが、高い光吸収性と高い絶縁性を併せ持つまでに
はいたらない。。

【００７４】一方、無機絶縁性化合物のような絶縁物の
場合は、電子で完全に満たされたバンドと、電子が空の
バンドとが存在し、その間のエネルギー差（バンドギャ
ップ）が大きい。そのため、電気的に絶縁性は高いが、
可視領域の光に対して吸収性を持たない。

【００７５】以上のように、単独の物質からでは高い光
吸収性と高い絶縁性を併せ持つ遮光膜を形成することは
できず、２種以上の物質から遮光膜を形成することでは
じめて実現する。

【００７６】以上、詳述したように、高い光吸収性と高
い絶縁性を併せ持つ遮光膜３７を有する液晶表示素子が
製造される結果、以下のように、液晶表示素子の特性が
劣化することなく高い遮光効果が実現される。まず、小
さい膜厚の遮光膜３７で十分な遮光ができるため、前記
薄膜トランジスタ４２と前記画素電極３２の間の段差が
小さくて済む。その結果、液晶配向膜の段差被覆性の劣
化による液晶配向の不良や、２枚の基板間のギャップ制
御の困難化や、基板間のギャップの拡大による表示ムラ
の発生および液晶応答速度の低下を防止することができ
る。さらに、前記薄膜トランジスタ４２の動作中に前記
遮光膜３７が帯電するのを防ぐことができる。その結
果、前記遮光膜３７の近くに位置する前記画素電極３２
周辺での電界が乱れ、前記画素電極３２周辺の液晶分子
の配向が乱れるのを防止することができる。

【００７７】

【実施例】以下、本発明の実施例を前述の図面を参照し
て具体的に説明する。

【００７８】（実施例１）図５のスパッタリング装置に
おいて、無機絶縁性化合物のＳｉ₃Ｎ₄からなるスパッ
タターゲット８の上に、半導体のＴｅからなるペレット
２３を配置したものを用いた。そして、図８に示した形
成方法に基づき、本発明の液晶表示素子を形成した。

【００７９】（ａ）ガラス基板２５上に、ゲート電極用
Ｍｏ−Ｔａ合金膜をスパッタリング装置を用いて成膜し
た。その後、リソグラフィでＭｏ−Ｔａ合金膜をパター
ニングして、図８の（ａ）に示すように、ゲート電極２
６を形成した。

【００８０】（ｂ）ゲート絶縁膜用のＳｉＮ_x膜２７、
活性層用のアモルファスシリコン膜２８、チャネル保護
膜用のＳｉＮ_x膜をプラズマＣＶＤ装置を用いて連続し
て成膜した。その後、リソグラフィでチャネル保護膜用
のＳｉＮ_x膜をパターニングして、図８の（ｂ）に示す
ように、チャネル保護膜２９を形成した。

【００８１】（ｃ）高濃度活性層用のｎ⁺アモルファス
シリコン膜を、プラズマＣＶＤ装置を用いて成膜した。
その後、図示しないマスクを用いて、ｎ⁺アモルファス
シリコン膜を選択的にエッチングすることにより、図８
の（ｃ）に示すように、ｎ⁺アモルファスシリコン層３
０を形成し、さらに前記マスクを用いて前記アモルファ
スシリコン膜２８を選択的にエッチングすることによ
り、アモルファスシリコン層３１を形成した。

【００８２】（ｄ）画素電極用のＩＴＯ膜を、スパッタ
リング装置を用いて成膜した。その後、リソグラフィで
ＩＴＯ膜をパターニングして、図８の（ｄ）に示すよう
に、画素電極３２を形成した。

【００８３】（ｅ）ソース、ドレイン電極用のＭｏをス
パッタリング装置を用いて成膜した。その後、リソグラ
フィでＭｏをパターニングして、図８の（ｅ）に示すよ
うに、前記ｎ⁺アモルファスシリコン層３０上に、互い
に電気的に分離されたソース電極３３、ドレイン電極３
４を形成した。

【００８４】（ｆ）パッシベーション膜用のＳｉＮ_xを
プラズマＣＶＤ装置を用いて成膜した。その後、リソグ
ラフィでＳｉＮ_xをパターニングして、図８の（ｆ）に
示すように、パッシベーション膜３５を形成し、基板３
６を形成した。

【００８５】（ｇ）遮光膜３７用のＴｅ／ＳｉＮ_xから
なる被膜を、前記基板３６上に、図５のスパッタリング
装置を用いて、以下のように成膜した。

【００８６】基板ホルダー２に、基板３６を装着した。
スパッタカソード２２には、Ｓｉ₃Ｎ₄からなるターゲ
ット８を装着し、その上にＴｅからなるペレット２３を
装着した。冷却装置（図示せず）を作動させて、スパッ
タカソード２２に冷却用配水管５を通して冷却水を流し
て、スパッタカソード２２を冷却した。真空ポンプ（図
示せず）を作動させて真空チャンバ１内のガスを排気管
１４を通して排気して、真空チャンバ１内を１×１０^-3
Ｐａ以下の圧力に保持した。基板ホルダー２を、前記真
空チャンバ１の外側に配置した回転機構（図示せず）に
より回転させた。スパッタガス供給ボンベ（図示せず）
から、Ａｒのスパッタガスを、スパッタガス供給管１３
を通して真空チャンバ１内に導入した。この時、Ａｒ流
量は１０〜２０ｓｃｃｍ、スパッタ圧力は０．２５〜
０．５０Ｐａとした。つづいて、スパッタターゲット８
にはＲＦ電源７により高周波電力を供給し、Ｓｉ₃Ｎ₄
ターゲット８およびＴｅペレット２３を同時にスパッタ
リングした。ＲＦ供給電力は２００Ｗとし、スパッタリ
ング中のガラス基板の温度は室温に保った。

【００８７】このようにして成膜したＴｅ／ＳｉＮ_x被
膜について、以下の測定を行った。Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲッ
ト上のＴｅペレット数、およびＡｒ流量を変化させた時
の、Ｔｅ／ＳｉＮ_x被膜の膜厚、透過率、減衰係数、抵
抗率を測定した。下記表１に、測定結果をまとめる。Ｔ
ｅペレット数が６個、９個の場合について、測定した。
ここで、Ｔｅペレット数６個は、Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲット
全体に対して約５％の面積に相当する。Ｔｅペレット９
個は、Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲット全体に対して約７．７％の
面積に相当する。また、透過率は波長５５０ｎｍの可視
光に対して測定した値であり、減衰係数は前記透過率お
よび前記膜厚より式（１）を用いて算出した。

【００８８】 −ｌｏｇ（Ｔ／１００）＝（４πｋ／λ）ｄ ………（１）ただし、Ｔ：透過率［％］ｋ：減衰係数 λ：波長［ｎｍ］ｄ：膜厚［ｎｍ］式（１）より算出された減衰係数は、被膜の膜厚に依ら
ない、被膜特有の光吸収性を示す。減衰係数が大きいほ
ど、より光吸収性が高い。

【００８９】

【表１】

【００９０】前記表１の測定結果から得られた、被膜の
減衰係数と抵抗率の関係を図１１に示す。なお、図１１
には後述する比較例で得られたＦｅ／ＳｉＮ_x被膜の結
果を併記する。

【００９１】前記表１および図１１から明らかなよう
に、Ｔｅ／ＳｉＮ_xの被膜は、減衰係数が約０．２〜約
０．３５の高い光吸収性を持ち、抵抗率が１×１０⁷〜
２×１０⁷Ω・ｃｍの高い絶縁性を持つ性能を示す。

【００９２】以上のようにして、Ｔｅ／ＳｉＮ_xの被膜
を成膜後、ＰＥＰ（ＰｈｏｔｏＥｎｇｒａｖｉｎｇ
Ｐｒｏｃｅｓｓ）工程にてパターニングして、図８の
（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３２
を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【００９３】（ｈ）遮光膜３７が形成された前記ガラス
基板３６と、別に形成された対向基板３８を、わずかな
隙間を残して張り合わせた後、その隙間に液晶材３９を
封入して、前述した図９、図１０に示す構造を有する液
晶表示素子を製造した。

【００９４】（比較例）前記（ｇ）の工程を以下のよう
に変え、他の工程は実施例１と同じ条件として、図８に
示した形成方法に基づき、液晶表示素子を形成した。

【００９５】図５のスパッタリング装置において、無機
絶縁性化合物のＳｉ₃Ｎ₄からなるスパッタターゲット
８の上に、金属のＦｅからなるペレット２３を配置した
ものを用いた。そして、図８に示した形成方法に基づ
き、本発明の液晶表示素子を形成した。スパッタガスと
してＡｒを１０ｓｃｃｍの流量、Ｏ₂を０〜０．７５ｓ
ｃｃｍの流量導入し、スパッタ圧を０．２〜０．５Ｐａ
とした。また、ＲＦ供給電力は２００Ｗであるとした。
それ以外は、実施例１と同じ条件にて、Ｆｅ／ＳｉＮ_x
被膜を成膜し、以下の測定を行った。

【００９６】Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲット上のＦｅペレット
数、およびＯ₂流量を変化させた時の、Ｆｅ／ＳｉＮ_x
被膜の膜厚、透過率、減衰係数、抵抗率を測定した。下
記表２に、測定結果をまとめる。Ｆｅペレット数は６
個、９個、１２個の場合について測定した。ここで、Ｆ
ｅペレット６個は、Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲット全体に対して
約５％の面積に相当する。Ｆｅペレット９個は、Ｓｉ₃
Ｎ₄ターゲット全体に対して約７．７％の面積に相当す
る。Ｆｅペレット１２個は、Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲット全体
に対して約１０％の面積に相当する。また、透過率は波
長５５０ｎｍの可視光に対して測定した値であり、減衰
係数は前記式（１）を用いて，膜厚および透過率より算
出したものである。

【００９７】

【表２】

【００９８】前記表２の測定結果より得られた、被膜の
減衰と抵抗率の関係を図２４に示す。図２４から明らか
なように、比較例で形成された被膜は、光吸収性および
絶縁性のいずれについても、実施例１で形成された被膜
よりも劣ることがわかる。

【００９９】以上のようにして、Ｆｅ／ＳｉＮ_x被膜を
成膜後、ＰＥＰ工程にてパターニングして、図８の
（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３２
を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【０１００】（実施例２）前記（ｇ）の工程を以下のよ
うに変え、他の工程は実施例１と同じ条件として、図８
に示した形成方法に基づき、本発明の液晶表示素子を形
成した。

【０１０１】図５のスパッタリング装置において、無機
絶縁性化合物のＳｉ₃Ｎ₄からなるターゲット８の上
に、半導体材料のＢからなるペレット２３を配置したも
のを用いた。半導体Ｂペレットの個数は２０個とした。
Ｂペレット２０個は、Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲット全体に対し
て約１７％の面積に相当する。スパッタガスとしてＡｒ
のみを１０ｓｃｃｍの流量（スパッタ圧：０．２５Ｐａ
〜０．５０Ｐａ）で導入し、ＲＦ供給電力は４００〜８
００Ｗであるとした。それ以外は、実施例１と同じ条件
にて、Ｂ／ＳｉＮ_x被膜を成膜し、以下の測定を行っ
た。

【０１０２】Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲットに印加するＲＦ供給
電力を変化させた時の、被膜の膜厚、透過率、減衰係
数、抵抗率を測定した。下記表３に、測定結果をまとめ
る。また、透過率は波長５５０ｎｍの可視光に対して測
定した値であり、減衰係数は前記式（１）を用いて，膜
厚および透過率より算出したものである。

【０１０３】

【表３】

【０１０４】前記表３の測定結果より得られた、被膜の
減衰係数と抵抗率の関係を図１２に示す。なお、図１２
には前述した比較例で得られたＦｅ／ＳｉＮ_x被膜の結
果を併記する。

【０１０５】前記表３および図１２から明らかなよう
に、Ｂ／ＳｉＮ_xの被膜は、減衰係数が約０．１の高い
光吸収性を持ち、かつ抵抗率が約３．０×１０⁶Ω・ｃ
ｍの高い絶縁性を持つ性能を示す。

【０１０６】以上のようにして、Ｂ／ＳｉＮ_xの被膜を
成膜後、ＰＥＰ工程にてパターニングして、図８の
（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３２
を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【０１０７】（実施例３）前記（ｇ）の工程を以下のよ
うに変え、他の工程は実施例１と同じ条件として、図８
に示した形成方法に基づき、本発明の液晶表示素子を形
成した。

【０１０８】図５のスパッタリング装置において、無機
絶縁性化合物のＳｉ₃Ｎ₄からなるスパッタターゲット
８の上に、半導体のＧｅからなるペレット２３を配置し
たものを用いた。半導体Ｇｅペレットの個数は１０個と
した。Ｇｅペレット１０個は、Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲット全
体に対して約８％の面積に相当する。スパッタガスとし
てＡｒのみを１０ｓｃｃｍの流量（スパッタ圧：０．２
５Ｐａ〜０．５０Ｐａ）で導入し、ＲＦ供給電力は４０
０Ｗとした。それ以外は、実施例１と同じ条件にて、Ｇ
ｅ／ＳｉＮ_x被膜を成膜し、以下の測定を行った。

【０１０９】形成された被膜を熱処理しなかった場合
と、１×１０^-2Ｐａ以下の減圧下または窒素雰囲気下で
２００℃〜６００℃にて３０分以上の熱処理をした場合
の、被膜の膜厚、透過率、減衰係数、抵抗率を測定し
た。下記表４に、測定結果をまとめる。また、透過率は
波長５５０ｎｍの可視光に対して測定した値であり、減
衰係数は前記式（１）を用いて，膜厚および透過率より
算出したものである。

【０１１０】

【表４】

【０１１１】前記表４の測定結果より得られた、被膜の
抵抗率と減衰係数の関係を図１３に示す。なお、図１３
には前述した比較例で得られたＦｅ／ＳｉＮ_x被膜の結
果を併記する。

【０１１２】前記表４および図１３から明らかなよう
に、Ｇｅ／ＳｉＮ_xの被膜は、熱処理を施していない場
合でも、減衰係数が約０．１６の高い光吸収性を持ち、
かつ抵抗率が約１×１０⁶Ω・ｃｍの高い絶縁性を持つ
性能を示す。また、Ｇｅ／ＳｉＮ_xの被膜に熱処理を施
すと、抵抗率が約１．３×１０⁸Ω・ｃｍと１００倍以
上に高くなり、より高い絶縁性を持つ膜が得られた。こ
れは、熱処理により、被膜中の水分等の不純物が除去さ
れるとともに、熱処理によりエネルギーが与えられダン
グリングボンドが正常な結合となり、ＳｉＮ_xが完全な
絶縁性化合物であるＳｉ₃Ｎ₄に近づくためであると考
えられる。

【０１１３】以上のようにして、Ｇｅ／ＳｉＮ_xの被膜
を成膜後、ＰＥＰ工程にてパターニングして、図８の
（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３２
を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【０１１４】（実施例４）前記（ｇ）の工程を以下のよ
うに変え、他の工程は実施例１と同じ条件として、図８
に示した形成方法に基づき、本発明の液晶表示素子を形
成した。

【０１１５】図５のスパッタリング装置において、無機
絶縁性化合物のＳｉ₃Ｎ₄からなるターゲット８の上
に、半導体材料のＳｉからなるペレット２３を配置した
ものを用いた。半導体Ｓｉペレットの個数は４０個とし
た。Ｓｉペレット４０個は、Ｓｉ₃Ｎ₄ターゲット全体
に対して約３３％の面積に相当する。スパッタガスとし
てＡｒのみを１０ｓｃｃｍの流量（スパッタ圧：０．２
５Ｐａ〜０．５０Ｐａ）で導入し、ＲＦ供給電力は４０
０Ｗであるとした。それ以外は、実施例１と同じ条件に
て、Ｓｉ／ＳｉＮ_x被膜を成膜し、以下の測定を行っ
た。

【０１１６】形成された被膜を熱処理しなかった場合
と、１×１０^-2Ｐａ以下の減圧下または窒素雰囲気下で
２００℃〜６００℃にて３０分以上の熱処理をした場合
の、被膜の膜厚、透過率、減衰係数、抵抗率を測定し
た。下記表５に、測定結果をまとめる。透過率は波長５
５０ｎｍの可視光に対して測定した値であり、減衰係数
は前記式（１）を用いて，膜厚および透過率より算出し
たものである。

【０１１７】

【表５】

【０１１８】前記表５の測定結果より得られた、被膜の
抵抗率と減衰係数の関係を図１３に示す。

【０１１９】前記表５および図１３から明らかなよう
に、Ｓｉ／ＳｉＮ_xの被膜は、熱処理を施していない場
合でも、減衰係数が約０．１７の高い光吸収性を持ち、
かつ抵抗率が約２．５×１０⁵Ω・ｃｍの高い絶縁性を
持つ性能を示す。また、Ｓｉ／ＳｉＮ_xの被膜に熱処理
を施すと、抵抗率が約１．３×１０⁸Ω・ｃｍと５００
倍以上に高くなり、より高い絶縁性を持つ膜が得られ
た。これは、熱処理により、被膜中の水分等の不純物が
除去されるとともに、熱処理によりエネルギーが与えら
れダングリングボンドが正常な結合となり、ＳｉＮ_xが
完全な絶縁性化合物であるＳｉ₃Ｎ₄に近づくためであ
ると考えられる。

【０１２０】以上のようにして、Ｓｉ／ＳｉＮ_x被膜を
成膜後、ＰＥＰ工程にてパターニングして、図８の
（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３２
を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【０１２１】（実施例５）前記（ｇ）の工程を以下のよ
うに変え、他の工程は実施例１と同じ条件として、図８
に示した形成方法に基づき、本発明の液晶表示素子を形
成した。

【０１２２】図２のスパッタリング装置において、無機
絶縁性化合物のＳｉＯ₂からなる第１の領域２０と半導
体のＳｉＣからなる第２の領域２１を面積比１：１にて
有するターゲット１９を用いた。スパッタガスとしてＡ
ｒを２０ｓｃｃｍの流量、Ｏ₂を０〜２．０ｓｃｃｍの
流量導入し、スパッタ圧を０．６７Ｐａとした。また、
ＲＦ供給電力は、４００Ｗとした。それ以外は、実施例
１と同じ条件にて、ＳｉＣ／ＳｉＯ_x被膜を成膜し、以
下の測定を行った。

【０１２３】スパッタリング中のＯ₂流量を変化させた
時の、被膜の膜厚、抵抗率、透過率、減衰係数を測定し
た。下記表６に、測定結果をまとめる。ここで、透過率
は波長５５０ｎｍの可視光に対して測定した値であり、
減衰係数は前記式（１）を用いて，膜厚および透過率よ
り算出したものである。

【０１２４】

【表６】

【０１２５】前記表６の測定結果より得られた、Ｏ₂流
量に対する被膜の抵抗率と減衰係数の変化を図１４に示
す。図１４より明らかなように、Ｏ₂流量を調節するこ
とで、減衰係数および抵抗率を制御できる。これは、Ｏ
₂流量を変えることでＳｉＣ／ＳｉＯ_x被膜中のＳｉＯ
_xの割合が変化し、被膜の性質がＳｉＣ膜とＳｉＯ₂膜
の間で変化するためである。

【０１２６】図１４の結果から、形成された被膜の減衰
係数と抵抗率の関係を図１５に示す。なお、図１５には
前述した比較例で得られたＦｅ／ＳｉＮ_x被膜の結果を
併記する。

【０１２７】図１４および図１５から明らかなように、
ＳｉＣ／ＳｉＯ_x被膜は、減衰係数が約０．０４〜約
０．２０の高い光吸収性を持ち、抵抗率が約３×１０⁴
〜約６X １０⁹Ω・ｃｍの高い絶縁性を持つ性能を示
す。

【０１２８】以上のようにして、ＳｉＣ／ＳｉＯ_x被膜
を成膜後、ＰＥＰ工程にてパターニングして、図８の
（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３２
を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【０１２９】（実施例６）前記（ｇ）の工程を以下のよ
うに変え、他の工程は実施例１と同じ条件として、図８
に示した形成方法に基づき、本発明の液晶表示素子を形
成した。

【０１３０】図２のスパッタリング装置において、無機
絶縁性化合物のＳｉ₃Ｎ₄からなる第１の領域２０と半
導体のＳｉＣからなる第２の領域２１を面積比１：１に
て有するターゲット１９を用いた。スパッタガスとして
Ａｒを２０ｃｃｍの流量、Ｎ₂を１．０ｓｃｃｍの流量
導入し、スパッタ圧を０．６７Ｐａとした。また、ＲＦ
供給電力は、４００Ｗとした。それ以外は、実施例１と
同じ条件にて、ＳｉＣ／ＳｉＮ_x被膜を成膜し、以下の
測定を行った。

【０１３１】被膜の膜厚、抵抗率、透過率、減衰係数を
測定した結果を、下記表７にまとめる。ここで、透過率
は波長５５０ｎｍの可視光に対して測定した値であり、
減衰係数は前記式（１）を用いて，膜厚および透過率よ
り算出したものである。

【０１３２】

【表７】

【０１３３】前記表７の被膜の減衰係数と抵抗率の結果
を図１５に示す。

【０１３４】図１５から明らかなように、ＳｉＣ／Ｓｉ
Ｎ_x被膜は、減衰係数が０．０６の高い光吸収性を持
ち、抵抗率が２．４１×１０⁵Ω・ｃｍの高い絶縁性を
持つ性能を示す。

【０１３５】以上のようにして、ＳｉＣ／ＳｉＮ_x被膜
を成膜後、ＰＥＰ工程にてパターニングして、図８の
（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３２
を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【０１３６】（実施例７）前記（ｇ）の工程を以下のよ
うに変え、他の工程は実施例１と同じ条件として、図８
に示した形成方法に基づき、本発明の液晶表示素子を形
成した。

【０１３７】図７のスパッタリング装置において、半導
体のＳｉからなるターゲット１２を装着したものを用い
た。スパッタガスとしてＡｒおよびＯ₂を導入し、Ａｒ
流量は２７〜２９ｓｃｃｍ、Ｏ₂流量は１．０〜３．０
ｓｃｃｍとして、総流量が３０ｓｃｃｍ、スパッタ圧力
が０．３Ｐａとなるようにした。また、直流印加電力
は、４００Ｗとした。さらに、形成された被膜の一部
は、１×１０^-2Ｐａ以下の減圧下または窒素雰囲気下で
２００℃〜６００℃にて３０分以上の熱処理をした。そ
れ以外は、実施例１と同じ条件にて、Ｓｉ／ＳｉＯ_xの
混合膜を成膜し、以下の観察および測定を行った。

【０１３８】まず、形成された混合膜の構造をＴＥＭ
（透過型電子顕微鏡）法により観察したところ、この混
合膜は非単結晶ＳｉとＳｉＯ_xとの混合物からなること
が確認された。

【０１３９】また、前記混合膜全体の元素組成をＸＰＳ
（Ｘ線電子分光）法により測定したところ、組成比率
（Ｓｉ／Ｏ）は１．０以上５．０以下であった。

【０１４０】次に、スパッタリング中のＡｒ流量とＯ₂
流量、および形成された被膜を熱処理した場合としなか
った場合について、被膜の膜厚、減衰係数、抵抗率を測
定した。下記表８に、測定結果をまとめる。ここで、透
過率は波長５５０ｎｍの可視光に対して測定した値であ
り、減衰係数は前記式（１）を用いて，膜厚および透過
率より算出したものである。

【０１４１】

【表８】

【０１４２】前記表８の結果より得られた、Ｏ₂流量に
対する被膜の減衰係数と抵抗率の変化を図１６に示す。
図１６より明らかなように、Ｏ₂流量を調節すること
で、減衰係数および抵抗率を制御できる。これは、Ｏ₂
流量を変えることで被膜中のＳｉＯ_xの割合が変化する
ためである。

【０１４３】図１６の結果から、形成された被膜の抵抗
率と減衰係数の関係を図１７に示す。なお、図１７には
前述した比較例で得られたＦｅ／ＳｉＮ_x被膜の結果を
併記する。

【０１４４】図１６および図１７より明らかなように、
Ｓｉ／ＳｉＯ_xの混合膜からなる被膜は、減衰係数が約
０．０４〜約０．１６の高い光吸収性を持ち、抵抗率が
約５×１０⁴〜約５×１０⁶Ω・ｃｍの高い絶縁性を持
つ性能を示す。

【０１４５】熱処理をした場合に、抵抗率が約９×１０
⁶〜約５×１０⁸Ω・ｃｍと約１００倍近い高い絶縁性
を持った膜が得られた。これは、熱処理により、被膜中
の水分等の不純物が除去されるとともに、熱処理により
エネルギーが与えられダングリングボンドが正常な結合
となり、ＳｉＯ_xが完全な絶縁性化合物であるＳｉＯ₂
に近づくためであると考えられる。

【０１４６】以上のようにして、Ｓｉ／ＳｉＯ_xの混合
膜を成膜後、ＰＥＰ工程にてパターニングして、図８の
（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３２
を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【０１４７】（実施例８）前記（ｇ）の工程を以下のよ
うに変え、他の工程は実施例１と同じ条件として、図８
に示した形成方法に基づき、本発明の液晶表示素子を形
成した。

【０１４８】図１のスパッタリング装置において、第１
スパッタカソード３には、焼結体のＢｉ₂Ｏ₃からなる
第１スパッタターゲット８を装着した。第２スパッタカ
ソード４には、焼結体の炭素からなる第２スパッタター
ゲット１２を装着した。冷却装置（図示せず）を作動さ
せて、第１スパッタカソード３には第１冷却用配水管５
を通して冷却水を流し、そして、第２スパッタカソード
４には第２冷却用配水管９を通して冷却水を流して、両
スパッタカソードを冷却した。真空ポンプ（図示せず）
を作動させて真空チャンバ１内のガスを排気管１４を通
して排気して、真空チャンバ１内を１×１０^-3Ｐａ以下
の圧力に保持した。基板ホルダー２を、前記真空チャン
バ１の外側に配置された回転機構（図示せず）により回
転させた。スパッタガス供給ボンベ（図示せず）から、
Ａｒおよび酸素のスパッタガスを、スパッタガス供給管
１３を通して真空チャンバ１内に導入した。この時、Ａ
ｒ流量は２０ｓｃｃｍ、Ｏ₂流量は８ｓｃｃｍとして、
スパッタ圧力は０．６７Ｐａ、Ｏ₂分圧を０〜約０．０
３Ｐａとした。つづいて、第１スパッタカソード３には
ＲＦ電源７により２００〜８００Ｗの高周波電力を供給
し、焼結体のＢｉ₂Ｏ₃からなる第１ターゲット８をＲ
Ｆスパッタリングした。同時に、第２スパッタカソード
４には、直流電源１１を通して３００Ｗの直流電圧を印
加し、焼結体の炭素からなる第２ターゲット１２をＤＣ
スパッタリングすることにより非晶質炭素／ＢｉＯ_x被
膜を成膜した。スパッタリング成膜時間は１０分間と
し、スパッタリング中の基板の温度は室温に保った。

【０１４９】前記非晶質炭素／ＢｉＯ_x被膜の成膜に際
し、焼結体炭素の第２ターゲット１２をＤＣスパッタリ
ングしながら、焼結体Ｂｉ₂Ｏ₃の第１ターゲット８に
加えるＲＦ供給電力を変化させ、その時の被膜の減衰係
数および抵抗率の変化を測定した。その結果を図１８に
示す。ただし、酸素の分圧は７．３×１０^-3Ｐａとし
た。図１８の結果より得られた被膜の減衰係数と抵抗率
の関係を図１９に示す。なお、図１９には前述した比較
例で得られたＦｅ／ＳｉＮ_x被膜の結果を併記する。

【０１５０】図１８および図１９から明らかなようにＲ
Ｆ供給電力が４５０〜８００Ｗの条件において、減衰係
数が約０．０５〜約０．１の高い光吸収性を持ち、抵抗
率が約１０¹⁰〜約１０¹²Ω・ｃｍの高い絶縁性を持つ非
晶質炭素／ＢｉＯ_x被膜が得られた。

【０１５１】また、酸素スパッタガスの分圧を変化させ
た時の被膜の減衰係数および抵抗率の変化を測定した。
その結果を図２０に示す。ただし、ＲＦ供給電力は５０
０Ｗとした。図２０の結果より得られた被膜の減衰係数
と抵抗率の関係を図２１に示す。なお、図２１には前述
した比較例で得られたＦｅ／ＳｉＮ_x被膜の結果を併記
する。

【０１５２】図２０および図２１から明らかなように酸
素分圧が０．００５〜０．０１５Ｐａの条件において、
減衰係数が約０．１〜約０．３５の高い光吸収性を持
ち、抵抗率が約１０¹〜約１０⁷Ω・ｃｍの高い絶縁性
を持つ非晶質炭素／ＢｉＯ_x被膜が得られた。

【０１５３】さらに、焼結体炭素の第２ターゲット１２
に印加する直流電圧を制御回路１０によってパルス状に
変化させてＤＣスパッタリングをパルス状に発生させ、
このＤＣパルス放電時間を変化させた時の被膜の減衰係
数および抵抗率の変化を測定した。パルス放電時間とし
ては、０〜３０ｓｅｃとした。その結果を図２２に示
す。ただし、ＲＦ供給電力は５００Ｗ、酸素の分圧は
７．３×１０^-3Ｐａとした。また、図２２の結果より得
られた被膜の減衰係数と抵抗率の関係を図２３に示す。
なお、図２３には前述した比較例で得られたＦｅ／Ｓｉ
Ｎ_x被膜の結果を併記する。

【０１５４】図２２および図２３より明らかなように、
焼結炭素ターゲットを断続的にＤＣスパッタリングする
パルス放電時間が２０ｓｅｃの条件において、減衰係数
が約０．１３〜約０．１５の高い光吸収性を持ち、かつ
抵抗率が約１０⁹〜約１０¹⁰Ω・ｃｍの高い絶縁性を持
つ非晶質炭素／ＢｉＯ_x被膜が得られた。

【０１５５】以上のようにして、非晶質炭素／ＢｉＯ_x
被膜を成膜後、ＰＥＰ工程にてパターニングして、図８
の（ｇ）に示したように、液晶表示素子上の画素電極３
２を除いた部分に遮光膜３７を形成した。

【０１５６】前述した実施例１から８によって形成され
た液晶表示素子においては、薄い膜厚の遮光膜３７で十
分な遮光が行えたため、前記薄膜トランジスタ４２と前
記画素電極３２の間に大きな段差が生じなかった。その
結果、液晶配向膜の段差被覆性の劣化による液晶配向の
不良が発生せず、液晶ディスプレイを構成する２枚の基
板間のギャップ制御が困難化せず、また、基板間のギャ
ップの拡大による表示ムラの発生および液晶応答速度の
低下が起きなかった。また、前記薄膜トランジスタ４２
の動作中に前記遮光膜３７は帯電しなかったため、前記
画素電極３２周辺での液晶材の配向の乱れが生じなかっ
た。

【０１５７】比較例によって形成された液晶表示素子に
おいては、十分な遮光を行うために遮光膜３７の膜厚を
大きくする必要があったため、前記薄膜トランジスタ４
２と前記画素電極３２の間に大きな段差が生じた。その
結果、液晶配向膜の段差被覆性が劣化して液晶配向の不
良が発生し、液晶ディスプレイを構成する２枚の基板間
のギャップ制御が困難となり、また、基板間のギャップ
の拡大により表示ムラが発生し、液晶応答速度が低下し
た。また、前記薄膜トランジスタ４２の動作中に前記遮
光膜３７が帯電したため、画素電極３２周辺での液晶材
の配向の乱れが生じた。

【０１５８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高い光吸収性と高い絶縁性とを併せ持つ遮光膜を有する
液晶表示素子を提供できる。その結果、小さい膜厚の遮
光膜で十分な遮光ができるため、薄膜トランジスタと画
素電極の間の段差が小さくて済む。そのため、液晶配光
膜の段差被覆性の劣化による液晶配向の不良や、液晶表
示素子を構成する２枚の基板間のギャップ制御の困難化
や、基板間のギャップの拡大による表示ムラの発生およ
び液晶応答速度の低下を防止できる液晶表示素子を実現
できる。さらに、薄膜トランジスタの動作中に遮光膜が
帯電するのを防ぐことができるため、画素電極周辺での
液晶材の配向の乱れを防止できる液晶表示素子を実現で
きる等の効果を奏する。

【０１５９】また、本発明によれば、前記液晶表示素子
を再現性良く製造できる液晶表示素子製造方法ならびに
前記液晶表示素子製造方法を実施するためのスパッタリ
ング装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスパッタリング装置の一例を示す
概略図。

【図２】本発明に係るスパッタリング装置の他の例を示
す概略図。

【図３】本発明に係るスパッタカソードを示す斜視図。

【図４】本発明に係るスパッタターゲットを示す斜視
図。

【図５】本発明に係るスパッタリング装置の他の例を示
す概略図。

【図６】本発明に係るペレットおよびスパッタターゲッ
トを示す斜視図。

【図７】本発明に係るスパッタリング装置の他の例を示
す概略図。

【図８】本発明に係る液晶表示素子製造方法。

【図９】本発明に係る液晶表示素子を示す平面図。

【図１０】本発明に係る液晶表示素子を示す断面図。

【図１１】本発明の実施例１および比較例において製造
された液晶表示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す
図。

【図１２】本発明の実施例２および比較例において製造
された液晶表示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す
図。

【図１３】本発明の実施例３および４および比較例にお
いて製造された液晶表示素子の遮光膜特性を測定した結
果を示す図。

【図１４】本発明の実施例５において製造された液晶表
示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す図。

【図１５】本発明の実施例５および６および比較例にお
いて製造された液晶表示素子の遮光膜特性を測定した結
果を示す図。

【図１６】本発明の実施例７において製造された液晶表
示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す図。

【図１７】本発明の実施例７および比較例において製造
された液晶表示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す
図。

【図１８】本発明の実施例８において製造された液晶表
示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す図。

【図１９】本発明の実施例８および比較例において製造
された液晶表示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す
図。

【図２０】本発明の実施例８において製造された液晶表
示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す図。

【図２１】本発明の実施例８および比較例において製造
された液晶表示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す
図。

【図２２】本発明の実施例８において製造された液晶表
示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す図。

【図２３】本発明の実施例８および比較例において製造
された液晶表示素子の遮光膜特性を測定した結果を示す
図。

【図２４】本発明の比較例において製造された液晶表示
素子の遮光膜特性を測定した結果を示す図。

【符号の説明】

１…真空チャンバ、２…基板ホルダー、３、４、１５、２２、２４…スパッタカソード、６…マッチング回路、７…ＲＦ電源、８、１２、１９…スパッタターゲット、１０…制御回路、１１…直流電源、２５…ガラス基板、２６…ゲート電極、３０…高濃度活性層、３１…活性層、３２…画素電極、３３…ソース電極、３４…ドレイン電極、３５…パッシベーション膜、３７…遮光膜、４２…薄膜トランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のガラス基板；前記第１のガラス基
板上に形成されたゲート電極と、このゲート電極上に順
次形成されたゲート絶縁膜および半導体活性層と、この
半導体活性層上に互いに電気的に分離して設けられたソ
ース電極およびドレイン電極と、これらソース電極およ
びドレイン電極を含む前記第１のガラス基板上に設けら
れたパッシベーション膜とを有する逆スタガ型の薄膜ト
ランジスタ；前記第１のガラス基板上に配置され前記ド
レイン電極と接続された画素電極；前記画素電極以外の
部分に被覆された半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素
から選ばれた少なくとも１種の材料と無機絶縁性化合物
とからなる遮光膜；第２のガラス基板；前記第２のガラ
ス基板上に形成された共通電極；前記第１のガラス基板
と前記第２のガラス基板との間に保持された液晶材；の
各構成を具備したことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】前記半導体物質はＢ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｅ
またはＳｅであることを特徴とする請求項１記載の液晶
表示素子。
【請求項３】第１のガラス基板；前記第１のガラス基
板上に形成されたゲート電極と、このゲート電極上に順
次形成されたゲート絶縁膜および半導体活性層と、この
半導体活性層上に互いに電気的に分離して設けられたソ
ース電極およびドレイン電極と、これらソース電極およ
びドレイン電極を含む前記第１のガラス基板上に設けら
れたパッシベーション膜とを有する逆スタガ型の薄膜ト
ランジスタ；前記第１のガラス基板上に配置され前記ド
レイン電極と接続された画素電極；前記画素電極以外の
部分に被覆された、組成比率（Ｓｉ／Ｏ）が１．０以上
５．０以下であるＳｉとＯからなる遮光膜；第２のガラ
ス基板；前記第２のガラス基板上に形成された共通電
極；前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との
間に保持された液晶材；の各構成を具備したことを特徴
とする液晶表示素子。
【請求項４】前記Ｓｉは非単結晶Ｓｉであることを特
徴とする請求項３記載の液晶表示素子。
【請求項５】第１のガラス基板；前記第１のガラス基
板上に形成されたゲート電極と、このゲート電極上に順
次形成されたゲート絶縁膜および半導体活性層と、この
半導体活性層上に互いに電気的に分離して設けられたソ
ース電極およびドレイン電極と、これらソース電極およ
びドレイン電極を含む前記第１のガラス基板上に設けら
れたパッシベーション膜とを有する逆スタガ型の薄膜ト
ランジスタ；前記第１のガラス基板上に配置され前記ド
レイン電極と接続された画素電極；前記画素電極以外の
部分に被覆された遮光膜；第２のガラス基板；前記第２
のガラス基板上に形成された共通電極；前記第１のガラ
ス基板と前記第２のガラス基板との間に保持された液晶
材；の各構成を具備した液晶表示素子の製造方法におい
て、前記遮光膜は、処理容器内に、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素か
ら選ばれた少なくとも１種の材料からなる第１スパッタ
ターゲットと、無機絶縁性化合物からなる第２スパッタ
ターゲットと、前記薄膜トランジスタおよび前記画素電
極が形成された前記第１のガラス基板とをそれぞれ配置
する工程；前記処理容器内にスパッタガスを導入した
後、前記第１スパッタターゲットに直流電力を供給し、
前記第２スパッタターゲットに高周波電力を供給して、
前記各スパッタターゲットをそれぞれスパッタリングす
ることで、前記第１のガラス基板表面の前記薄膜トラン
ジスタおよび前記画素電極が形成された側に、前記半導
体物質、前記ＳｉＣおよび前記非晶質炭素から選ばれた
少なくとも１種の材料と無機絶縁性化合物とからなる被
膜を形成する工程；形成された前記被膜の前記画素電極
に対応する被膜をエッチング除去する工程；の各工程に
よって形成されることを特徴とする液晶表示素子の製造
方法。
【請求項６】前記被膜を形成する工程は、前記第１ス
パッタターゲットへ断続的に直流電力を供給することに
よって前記第１スパッタターゲットを断続的にスパッタ
リングすることを特徴とする請求項５記載の液晶表示素
子の製造方法。
【請求項７】第１のガラス基板；前記第１のガラス基
板上に形成されたゲート電極と、このゲート電極上に順
次形成されたゲート絶縁膜および半導体活性層と、この
半導体活性層上に互いに電気的に分離して設けられたソ
ース電極およびドレイン電極と、これらソース電極およ
びドレイン電極を含む前記第１のガラス基板上に設けら
れたパッシベーション膜とを有する逆スタガ型の薄膜ト
ランジスタ；前記第１のガラス基板上に配置され前記ド
レイン電極と接続された画素電極；前記画素電極以外の
部分に被覆された遮光膜；第２のガラス基板；前記第２
のガラス基板上に形成された共通電極；前記第１のガラ
ス基板と前記第２のガラス基板との間に保持された液晶
材；の各構成を具備した液晶表示素子の製造方法におい
て、前記遮光膜は、処理容器内に、半導体物質、ＳｉＣおよび非晶質炭素か
ら選ばれた少なくとも１種の材料からなる第１領域と無
機絶縁性化合物からなる第２領域とが互いに電気的に分
離して形成されたスパッタターゲットと、前記薄膜トラ
ンジスタおよび前記画素電極が形成された前記第１のガ
ラス基板とをそれぞれ配置する工程；前記処理容器内に
スパッタガスを導入した後、前記第１領域に直流電力も
しくは高周波電力を供給するとともに、前記第２領域に
高周波電力を供給して、前記各領域をそれぞれスパッタ
リングすることで、前記第１のガラス基板表面の前記薄
膜トランジスタおよび前記画素電極が形成された側に、
前記半導体物質、前記ＳｉＣおよび前記非晶質炭素から
選ばれた少なくとも１種の材料と無機絶縁性化合物とか
らなる被膜を形成する工程；形成された前記被膜の前記
画素電極に対応する被膜をエッチング除去する工程；の
各工程によって形成されることを特徴とする液晶表示素
子の製造方法。
【請求項８】前記被膜を形成する工程は、前記第１領
域へ断続的に直流電力を供給することによって前記第１
領域を断続的にスパッタリングすることを特徴とする請
求項７記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】前記半導体物質はＢ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｅ
またはＳｅであることを特徴とする請求項５乃至請求項
８のうちのいずれか１項記載の液晶表示素子の製造方
法。
【請求項１０】第１のガラス基板；前記第１のガラス
基板上に形成されたゲート電極と、このゲート電極上に
順次形成されたゲート絶縁膜および半導体活性層と、こ
の半導体活性層上に互いに電気的に分離して設けられた
ソース電極およびドレイン電極と、これらソース電極お
よびドレイン電極を含む前記第１のガラス基板上に設け
られたパッシベーション膜とを有する逆スタガ型の薄膜
トランジスタ；前記第１のガラス基板上に配置され前記
ドレイン電極と接続された画素電極；前記画素電極以外
の部分に被覆された遮光膜；第２のガラス基板；前記第
２のガラス基板上に形成された共通電極；前記第１のガ
ラス基板と前記第２のガラス基板との間に保持された液
晶材；の各構成を具備した液晶表示素子の製造方法にお
いて、前記遮光膜は、処理容器内に、前記Ｓｉからなるスパッタターゲット
と、前記薄膜トランジスタおよび前記画素電極が形成さ
れた前記第１のガラス基板とをそれぞれ配置する工程；
前記処理容器内にＯ₂およびＡｒのスパッタガスをそれ
ぞれ略同一の所定温度のもとでのガス流量比（Ｏ₂／Ａ
ｒ）を１．６６乃至３３．３％なる条件で導入した後、
前記スパッタターゲットに直流電力を４００乃至１００
０Ｗなる条件で供給してスパッタリングするとともに前
記Ｏ₂のスパッタガスとスパッタリングされた前記Ｓｉ
とを反応させることで、前記第１のガラス基板表面の前
記薄膜トランジスタおよび前記画素電極が形成された側
に、組成比率（Ｓｉ／Ｏ）が１．０以上５．０以下であ
るＳｉとＯとからなる被膜を形成する工程；形成された
前記被膜の前記画素電極に対応する被膜をエッチング除
去する工程；の各工程によって形成されることを特徴と
する液晶表示素子の製造方法。
【請求項１１】前記Ｓｉは非単結晶Ｓｉであることを
特徴とする請求項１０記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１２】前記被膜は形成された後、加熱処理さ
れることを特徴とする請求項５から請求項１１いずれか
１項記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１３】処理容器と、前記処理容器内にスパッタガスを導入するガス導入手段
と、前記処理容器内に配置され、被処理基板を装着した基板
ホルダーと、前記処理容器内に配置され、半導体物質、ＳｉＣおよび
非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料からなる
第１スパッタターゲットと、前記処理容器内に配置され、無機絶縁性化合物からなる
第２スパッタターゲットと、前記第１スパッタターゲットに直流電力を供給する直流
電力供給手段と、前記第２スパッタターゲットに高周波電力を供給する高
周波電力供給手段と、を具備したことを特徴とするスパ
ッタリング装置。
【請求項１４】前記第１スパッタターゲットに断続的
に直流電力を供給することによって前記第１スパッタタ
ーゲットを断続的にスパッタリングすることを特徴とす
る請求項１３記載のスパッタリング装置。
【請求項１５】処理容器と、前記処理容器内にスパッタガスを導入するガス導入手段
と、前記処理容器内に配置され、被処理基板を装着した基板
ホルダーと、前記処理容器内に配置され、半導体物質、ＳｉＣおよび
非晶質炭素から選ばれた少なくとも１種の材料からなる
第１領域と無機絶縁性化合物からなる第２領域とを有す
るスパッタターゲットと、前記第１領域に直流電力を供給する直流電力供給手段
と、前記第２領域に高周波電力を供給する高周波電力供給手
段と、を具備したことを特徴とするスパッタリング装
置。
【請求項１６】前記第１領域に断続的に直流電力を供
給することによって前記第１領域を断続的にスパッタリ
ングすることを特徴とする請求項１５記載のスパッタリ
ング装置。
【請求項１７】前記半導体物質はＢ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔ
ｅまたはＳｅであることを特徴とする請求項１３乃至請
求項１６のうちのいずれか１項記載のスパッタリング装
置。