JPH09252142A - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

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
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータやワード
プロセッサ等に使用される表示素子として、薄型でしか
も軽量である液晶表示素子（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が多く用いられてい
る。なかでも、多結晶（ポリ）シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ）を活性層に用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈ
ｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を、画素部の
スイッチング素子として使用したアクティブマトリック
ス型液晶表示素子は、多画素にしてもコントラストやレ
スポンスの劣化が少なく、また中間調表示が可能である
ことから、単純マトリックス型の液晶表示素子に比べて
高い性能を呈している。

【０００３】特に、エキシマレーザアニール（ＥＬＡ：
Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌ）技術等を
用いて、ガラス基板上に形成された非晶質シリコン膜を
多結晶シリコン膜に変え、画素部のスイッチング素子用
薄膜トランジスタと前記画素部を駆動するための駆動Ｉ
Ｃを同じガラス基板上に形成した、ドライバーモノリシ
ック型と呼ばれる薄型で高精細の液晶表示素子が実用化
されつつある。

【０００４】ドライバーモノリシック型の液晶表示素子
においては、画像表示部の薄膜トランジスタと駆動用Ｉ
Ｃとが一体化されているために、駆動用ＩＣが画像表示
部の外側に接続されている場合と比べて、液晶表示素子
が小型化され、画像表示部と駆動部間の接合が良好に保
たれて動作信頼性が向上し、また駆動用ＩＣにかかるコ
ストが低下するために液晶表示素子全体のコストが低下
するという利点を有している。

【０００５】ドライバーモノリシック型の液晶表示素子
は、ガラス基板とこのガラス基板上に形成されたプレー
ナ型の薄膜トランジスタとこの薄膜トランジスタのドレ
イン電極と接続された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。

【０００６】通常、前記ガラス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防ぐために、前記活
性層の直下に形成された絶縁性のアンダーコートと前記
ガラス基板の間に遮光膜が形成されている。前記遮光膜
は、前記活性層で電子および正孔が入射光により発生す
るのを阻止して、前記薄膜トランジスタの誤動作が起こ
るのを防いでいる。

【０００７】ところで、従来の遮光膜としては、遮光性
を確保するためにＣｒ等の金属膜が用いられていた。

【０００８】しかし、金属膜では絶縁性が低いために、
前記薄膜トランジスタのソース電極にデータ信号が所定
周波数で入力され続ける結果、前記アンダーコート層、
遮光膜およびドレイン電極を通じて、ゲート電極の動作
とは無関係に、画素電極へ電流がリークしてしまう。同
様にして、画素電極に保持された電荷が、前記ドレイン
電極、前記アンダーコート層および前記遮光膜を通じて
リークしてしまう。これらの現象の結果、前記画素電極
に印加される電圧が不安定となり、前記画素電極周辺の
前記液晶材を構成する液晶分子の配向が乱れて、画像が
不鮮明になるという問題があった。

【０００９】一方、ＳｉＯ₂ 等の絶縁性化合物では、ほ
とんど透明で遮光性が低いために、前記薄膜トランジス
タの誤動作を防ぐことができず、遮光膜としては使用で
きずにいた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
金属製の遮光膜や、また絶縁性化合物からなる遮光膜で
は、高い光吸収性（遮光性）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ため、液晶表示素子の特
性を劣化させていた。

【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
子および液晶表示素子製造方法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絶縁材
料からなるアンダーコート層と、このアンダーコート層
上に形成された半導体物質の活性層と、この活性層上に
順次形成されたゲート絶縁膜、ゲート電極および第１層
間絶縁膜と、この第１層間絶縁膜上に形成されるととも
に前記ゲート絶縁膜および第１層間絶縁膜を貫通して前
記活性層に互いに電気的に分離して接続されたソース電
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層間絶縁膜上に形成された第２
層間絶縁膜とを有するプレーナ型の薄膜トランジスタ；
前記第２層間絶縁膜上に配置されるとともにこの第２層
間絶縁膜に開口されたコンタクトホールを通して前記ド
レイン電極と接続された画素電極；前記アンダーコート
層と前記第１のガラス基板の間に前記活性層に対向する
ように形成された、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ものである。

【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絶縁材
料からなるアンダーコート層と、このアンダーコート層
上に形成された半導体物質の活性層と、この活性層上に
順次形成されたゲート絶縁膜、ゲート電極および第１層
間絶縁膜と、この第１層間絶縁膜上に形成されるととも
に前記ゲート絶縁膜および第１層間絶縁膜を貫通して前
記活性層に互いに電気的に分離して接続されたソース電
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層間絶縁膜上に形成された第２
層間絶縁膜とを有するプレーナ型の薄膜トランジスタ；
前記第２層間絶縁膜上に配置されるとともにこの第２層
間絶縁膜に開口されたコンタクトホールを通して前記ド
レイン電極と接続された画素電極；前記アンダーコート
層と前記第１のガラス基板の間に前記活性層に対向する
ように形成された、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
とするものである。

【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
された絶縁材料からなるアンダーコート層と、このアン
ダーコート層上に形成された半導体物質の活性層と、こ
の活性層上に順次形成されたゲート絶縁膜、ゲート電極
および第１層間絶縁膜と、この第１層間絶縁膜上に形成
されるとともに前記ゲート絶縁膜および第１層間絶縁膜
を貫通して前記活性層に互いに電気的に分離して接続さ
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層間絶縁膜上に形
成された第２層間絶縁膜とを有するプレーナ型の薄膜ト
ランジスタ；前記第２層間絶縁膜上に配置されるととも
にこの第２層間絶縁膜に開口されたコンタクトホールを
通して前記ドレイン電極と接続された画素電極；前記ア
ンダーコート層と前記第１のガラス基板の間に前記活性
層に対向するように形成された、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、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
前記被膜をパターニングする工程；の各工程によって形
成されることを特徴とするものである。

【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
された絶縁材料からなるアンダーコート層と、このアン
ダーコート層上に形成された半導体物質の活性層と、こ
の活性層上に順次形成されたゲート絶縁膜、ゲート電極
および第１層間絶縁膜と、この第１層間絶縁膜上に形成
されるとともに前記ゲート絶縁膜および第１層間絶縁膜
を貫通して前記活性層に互いに電気的に分離して接続さ
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層間絶縁膜上に形
成された第２層間絶縁膜とを有するプレーナ型の薄膜ト
ランジスタ；前記第２層間絶縁膜上に配置されるととも
にこの第２層間絶縁膜に開口されたコンタクトホールを
通して前記ドレイン電極と接続された画素電極；前記ア
ンダーコート層と前記第１のガラス基板の間に前記活性
層に対向するように形成された、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からなる被膜を成膜する工程；形
成された前記被膜をパターニングする工程；の各工程に
よって形成されることを特徴とするものである。

【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
された絶縁材料からなるアンダーコート層と、このアン
ダーコート層上に形成された半導体物質の活性層と、こ
の活性層上に順次形成されたゲート絶縁膜、ゲート電極
および第１層間絶縁膜と、この第１層間絶縁膜上に形成
されるとともに前記ゲート絶縁膜および第１層間絶縁膜
を貫通して前記活性層に互いに電気的に分離して接続さ
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層間絶縁膜上に形
成された第２層間絶縁膜とを有するプレーナ型の薄膜ト
ランジスタ；前記第２層間絶縁膜上に配置されるととも
にこの第２層間絶縁膜に開口されたコンタクトホールを
通して前記ドレイン電極と接続された画素電極；前記ア
ンダーコート層と前記第１のガラス基板の間に前記活性
層に対向するように形成された、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をパターニングする
工程；の各工程によって形成されることを特徴とするも
のである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明に係る液晶表示素子の製造
に用いられるスパッタリング装置の一例を示す概略図で
ある。

【００２０】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、Ｓｉ₃ Ｎ
₄、ＳｉＯ₂ 、Ｂｉ₂ Ｏ₃ 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１３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。

【００２１】図２は、本発明に係る液晶表示素子の製造
に用いられ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。

【００２２】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。

【００２３】図５は、本発明に係る液晶表示素子の製造
に用いられ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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】図７は、本発明に係る液晶表示素子の製造
に用いられ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。

【００２９】次に、本発明に係る液晶表示素子の製造方
法を、図８〜図１０を参照して説明する。

【００３０】（１）前述した図１、図２、図５、図７の
スパッタリング装置を用いて、以下の（１−１）〜（１
−４）に説明するようにガラス基板上に遮光膜用の被膜
を成膜する。

【００３１】（１−１）図１のスパッタリング装置によ
る被膜の成膜 まず、前記ガラス基板（第１のガラス基板）２５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。このような各
ターゲット８、１２への電力、電圧の印加において、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
タターゲット表面上の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と、スパッタターゲット表面近
傍に高密度プラズマが発生し、高速度のスパッタリング
がなされる。このようなスパッタリングにより図８の
（ａ）に示すように前記ガラス基板２５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とからなる被膜２６が成膜
される。

【００３２】なお、前記成膜中の直流電圧は制御回路１
０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２６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。

【００３３】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２６の組成や光吸収性、抵抗率を
制御することができる。

【００３４】（１−２）図２のスパッタリング装置によ
る被膜の成膜 スパッタターゲット１９の第１の領域２０に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領域２１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。このような
スパッタリングによりガラス基板２５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２６を成膜する。

【００３５】なお、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に
より、被膜２６の組成を制御することができる。例え
ば、スパッタカソード１５の第１領域１７と第２領域１
８の比率も同様に変えて、スパッタターゲットの第１領
域にのみ高周波電力を供給したり、第２領域にのみ直流
電圧を印加したりすることにより組成の制御を行うこと
ができる。

【００３６】（１−３）図５のスパッタリング装置によ
る被膜の成膜 スパッタターゲット１２をＲＦスパッタリングして、ガ
ラス基板２５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２６を成膜する。

【００３７】前述した図５に示すスパッタリング装置を
用いて被膜を成膜するに際し、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ことによりガ
ラス基板２５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２６を成膜してもよい。この場合、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
変えることにより、被膜２６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。

【００３８】また、前述した図５に示すスパッタリング
装置を用いて被膜を成膜するに際し、無機絶縁性化合物
の第１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
グすることにより、ガラス基板２５上に半導体物質、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
料と無機絶縁性化合物からなる被膜２６を成膜してもよ
い。この場合、スパッタターゲット１９における無機絶
縁性化合物からなる第１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種の材料か
らなる第２領域２１の割合を変えることにより、被膜２
６の組成を制御することができる。

【００３９】（１−４）図７のスパッタリング装置によ
る被膜の成膜 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とにより、ガラス基板２
５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２６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２６を成膜
する。

【００４０】前記成膜時において、スパッタガス圧およ
び印加直流電力を変えることにより、被膜２６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。

【００４１】前記（１−１）〜（１−４）のいずれかの
方法により、図８（ａ）に示すように前記ガラス基板２
５上に成膜された遮光膜用の被膜２６は、その後、加熱
処理することにより水分等の不純物を除去することが望
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２６の成膜後に
引き続いて行っても良いし、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。

【００４２】（２）図８（ｂ）に示すように前記遮光膜
用の被膜２６の上にアンダーコート用の絶縁膜２７をＣ
ＶＤ法により成膜した後、活性層用の半導体膜２８をＣ
ＶＤ法により成膜する。

【００４３】（３）図８（ｃ）に示すように図示しない
マスクを用いて前記半導体膜２８、前記アンダーコート
用の絶縁膜２７および前記遮光膜用の被膜２６を順次選
択的にエッチングすることにより、半導体物質の活性層
２９、アンダーコート層３０および遮光膜３１を形成す
る。

【００４４】（４）図８の（ｄ）に示すように全面にゲ
ート絶縁膜３２をＣＶＤ法により成膜する。

【００４５】（５）図８の（ｅ）に示すように前記ゲー
ト絶縁膜３２上にゲート電極用金属薄膜３３をスパッタ
リング法により成膜する。

【００４６】（６）図示しないマスクを用いて前記ゲー
ト電極用金属薄膜３３をパターニングすることにより、
図９の（ｆ）に示すようにゲート電極３４を形成する。

【００４７】（７）図９の（ｇ）に示すようにリン等の
ドーパントイオン３５をゲート電極３４をマスクとして
前記活性層２９に注入する。

【００４８】（８）図９の（ｈ）に示すように全面に第
１層間絶縁膜３６をＣＶＤ法により成膜する。

【００４９】（９）前記第１層間絶縁膜３６および前記
ゲート絶縁膜３２を図示しないマスクを用いてパターニ
ングすることにより、図９の（ｉ）に示すようにして前
記活性層２９に達するコンタクトホール３７を形成す
る。

【００５０】（１０）図９の（ｊ）に示すように全面に
ソース電極およびドレイン電極用の金属膜３８をスパッ
タリング法により成膜する。

【００５１】（１１）前記金属膜３８を図示しないマス
クを用いてパターニングすることにより、図１０の
（ｋ）に示すように前記第１層間絶縁膜３６上に互いに
電気的に分離されたソース電極３９およびドレイン電極
４０を形成する。

【００５２】（１２）図１０の（ｌ）に示すように第２
層間絶縁膜４１をＣＶＤ法により成膜した後、図示しな
いマスクを用いてパターニングすることにより、前記第
２層間絶縁膜４１に前記ドレイン電極４０に達するスル
ーホール４２を形成する。

【００５３】（１３）全面にスパッタリング法によりＩ
ＴＯ膜を成膜した後、図示しないマスクを用いてパター
ニングすることにより、図１０の（ｍ）に示すように一
部が前記ドレイン電極４０と接触する画素電極４３を形
成する。つづいて、パッシベーション膜用の絶縁膜をＣ
ＶＤ法により成膜し、図示しないマスクを用いてパター
ニングすることによりパッシベーション膜４４を形成す
る。

【００５４】（１４）パッシベーション膜４４まで形成
されたガラス基板（第１のガラス基板）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剤で張り合わせた後、その
隙間に液晶材を封入することにより図１１に示す液晶表
示素子を製造する。

【００５５】図１１に示す液晶表示素子は、薄膜トラン
ジスタ４９が形成されたガラス基板２５と対向基板４５
との間に液晶材４６が封入された構造をなす。

【００５６】前記対向基板４５は、ガラス基板上に前記
画素電極４３に対応したカラーフィルター４７が形成さ
れ、その上にＩＴＯ膜４８が形成された構造を有する。

【００５７】前記ガラス基板２５上には、薄膜トランジ
スタ４９と、各薄膜トランジスタ４９に接続された画素
電極４３が形成されている。前記薄膜トランジスタ４９
は、前記ガラス基板２５上に形成された遮光膜３１と、
この遮光膜３１上に順次形成されたアンダーコート層３
０および活性層２９と、この活性層２９を含む前記ガラ
ス基板２５上に形成されたゲート絶縁膜３２と、このゲ
ート絶縁膜３２上に形成されたゲート電極３４と、この
ゲート電極３４を含む前記ゲート絶縁膜３２上に形成さ
れた第１層間絶縁膜３６と、第１層間絶縁膜３６上に互
いに電気的に分離して形成され、前記第１層間絶縁膜３
６に開口されたコンタクトホール３７を通して前記活性
層に接続されたソース電極３９およびドレイン電極４０
と、これらソース、ドレイン電極３９、４０を含む前記
第１層間絶縁膜３６上に形成された第２層間絶縁膜と、
この第２層間絶縁膜４１上に形成され、前記ドレイン電
極３９とスルーホール４２を通して接続された画素電極
４３と、この画素電極４３を除く前記第２層間絶縁膜４
１上に被覆されたパッシベーション膜４４とを有するプ
レーナ型の構造を有する。

【００５８】前記遮光膜３１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
ＳｉＯ_X の混合膜から形成されている。前記遮光膜３１
の求められる特性としては、例えば、抵抗率が１．０×
１０⁵ Ω・ｃｍ以上で、かつ減衰係数が０．０８８以上
である。

【００５９】前記半導体物質としては、例えばＢ、Ｇ
ｅ、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２
２０．２℃）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、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｉＯ₂ 、Ｂｉ₂ Ｏ₃ 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】前述した材料からなる前記遮光膜３１は、
高い光吸収性と高い絶縁性を併せ持つ。

【００６３】前記遮光膜３１の一方の構成成分である半
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、前記遮光膜３１の他方の構成成分で
ある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】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３１を図１１に示すようにガ
ラス基板２５とアンダーコート層３０の間に配置するこ
とによって、前記ガラス基板２５側から薄膜トランジス
タ４９の活性層２９に光が入射するのを阻止できる。こ
のため、前記活性層２９で電子および正孔が発生するの
を防止して、前記薄膜トランジスタ４９を正常にＯＮ／
ＯＦＦ制御することが可能になる。

【００７７】また、前記薄膜トランジスタ４９の前記ソ
ース電極３９にデータ信号を所定周波数で入力した場
合、前記遮光膜３１は高い絶縁性を有するため、前記ア
ンダーコート層３０、前記遮光膜３１および前記ドレイ
ン電極４０を通じて、前記画素電極４３に電流がリーク
するのを防止でき、かつ前記画素電極４３に蓄積された
電荷が前記ドレイン電極４０、前記アンダーコート層３
０および前記遮光膜３１を通じてリークするのを防ぐこ
とができる。その結果、前記２枚の基板２５、４５間に
封入される前記液晶材４６を構成している液晶分子の配
向乱れを防止して鮮明な画像を表示することができる。

【００７８】

【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。

【００７９】（実施例１） （１）ガラス基板２５上に、遮光膜用のＴｅ／Ｓｉ₃ Ｎ
₄ からなる被膜２６を、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。

【００８０】基板ホルダー２にガラス基板２５を装着し
た。スパッタカソード２２には、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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２
３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１×１
０^-3Ｐａ以下の圧力に保持した。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、Ｓｉ₃ Ｎ₄
ターゲット８にはＲＦ電源７により高周波電力を供給
し、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ターゲット８およびＴｅペレット２３同
時にスパッタリングすることにより図８の（ａ）に示す
ようにガラス基板２５上にＴｅ／ＳｉＮ_x からなる被膜
２６を形成した。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。

【００８１】このようなＴｅ／ＳｉＮ_x の被膜を成膜す
るに際し、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ターゲット上に６個、９個のＴｅ
ペレットを配置し、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。その結果を下記表１に示す。なお、Ｔｅペレット
数６個は、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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。

【００８２】 −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。

【００８３】

【表１】

【００８４】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１２に示す。なお、図１２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。

【００８５】前記表１および図１２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 〜
２×１０⁷ １０Ω・ｃｍの高い絶縁性を持つ性能を有す
ることがわかる。

【００８６】（２）図８（ｂ）に示すように前記Ｔｅ／
ＳｉＮ_x の被膜２６の上にアンダーコート用のＳｉＯ₂
膜２７をＴＥＯＳ−Ｏ₃ ＣＶＤ法により成膜し、その上
にアモルファスシリコン膜をＣＶＤ法により成膜した
後、前記アモルファスシリコン膜にエキシマレーザーを
照射してシリコン活性層用のポリシリコン膜２８を形成
した。

【００８７】（３）図８（ｃ）に示すように図示しない
マスクを用いて前記ポリシリコン膜２８、前記アンダー
コート用の絶縁膜２７および前記遮光膜用のＴｅ／Ｓｉ
Ｎ_xからなる被膜２６を順次選択的にエッチングするこ
とにより、シリコン活性層２９、アンダーコート層３０
および遮光膜３１を形成した。

【００８８】（４）図８の（ｄ）に示すように全面にゲ
ート絶縁膜３２をＣＶＤ法により成膜した。

【００８９】（５）図８の（ｅ）に示すように前記ゲー
ト絶縁膜３２上にＭｏ−Ｔａ合金膜３３をスパッタリン
グ法により成膜した。

【００９０】（６）図示しないマスクを用いて前記Ｍｏ
−Ｔａ合金膜３３をパターニングすることにより、図９
の（ｆ）に示すようにゲート電極３４を形成した。

【００９１】（７）図９の（ｇ）に示すようにＰＨ₃ ／
Ｈ₂ などのドーパントイオン３５をゲート電極３４をマ
スクとしてシリコン活性層２９に注入した。

【００９２】（８）図９の（ｈ）に示すように全面にＳ
ｉＯ₂ からなる第１層間絶縁膜をＣＶＤ法により成膜し
た。

【００９３】（９）前記第１層間絶縁膜３６および前記
ゲート絶縁膜３２を図示しないマスクを用いてパターニ
ングすることにより、図９の（ｉ）に示すようにして前
記シリコン活性層２９に達するコンタクトホール３７を
形成した。

【００９４】（１０）図９の（ｊ）に示すように全面に
Ｍｏ薄膜３８をスパッタリング法により成膜した。

【００９５】（１１）前記Ｍｏ薄膜３８を図示しないマ
スクを用いてパターニングすることにより、図１０の
（ｋ）に示すように前記第１層間絶縁膜３６上に互いに
電気的に分離されたソース電極３９およびドレイン電極
４０を形成した。

【００９６】（１２）図１０の（ｌ）に示すようにＳｉ
Ｏ₂ からなる第２層間絶縁膜４１をＣＶＤ法により成膜
した後、図示しないマスクを用いてパターニングするこ
とにより、前記第２層間絶縁膜４１に前記ドレイン電極
４０に達するスルーホール４２を形成した。

【００９７】（１３）全面にスパッタリング法によりＩ
ＴＯ膜を成膜した後、図示しないマスクを用いてパター
ニングすることにより、図１０の（ｍ）に示すように一
部が前記ドレイン電極４０と接触する画素電極４３を形
成した。つづいて、パッシベーション膜用のＳｉＮ_x 膜
をＣＶＤ法により成膜し、図示しないマスクを用いてパ
ターニングすることによりパッシベーション膜４４を形
成した。

【００９８】（１４）パッシベーション膜４４まで形成
されたガラス基板２５と、別に形成された対向基板を、
わずかな隙間を残して張り合わせた後、その隙間に液晶
材を封入することにより図１１に示す液晶表示素子を製
造した。

【００９９】（比較例）前記（１）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〜
図１０に示した形成方法に基づき、液晶表示素子を製造
した。

【０１００】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Ｓｉ₃ Ｎ₄ からなるスパッタターゲット
８の上に鉄（Ｆｅ）からなるペレット２３を配置したも
のを用いた。スパッタガスとしてＡｒを１０ｓｃｃｍの
流量、Ｏ₂ を０〜０．７５ｓｃｃｍ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 被膜を成膜した。

【０１０１】前記被膜の成膜に際し、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ターゲ
ット上に６個、９個、１２個のＦｅペレットを配置し、
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。その結果を下記
表２に示す。ここで、Ｆｅペレット６個は、Ｓｉ₃ Ｎ₄
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、Ｓ
ｉ₃ Ｎ₄ 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。

【０１０２】

【表２】

【０１０３】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２５に示す。図２５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。

【０１０４】以上のようにして、Ｆｅ／Ｓｉ₃ Ｎ₄ 被膜
２６を成膜後、実施例１と同様の工程により前述した図
１１に示す構造をなすプレーナ型の液晶表示素子を製造
した。

【０１０５】（実施例２）前記（１）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
〜図１０に示した形成方法に基づき、液晶表示素子を製
造した。

【０１０６】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Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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 被膜を成膜した。

【０１０７】前記Ｂ／ＳｉＮ_x 被膜の成膜に際し、Ｓｉ
₃ Ｎ₄ 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。その結果を下記表３に示す。なお、前記透過率は波
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。

【０１０８】

【表３】

【０１０９】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。

【０１１０】前記表２および図１３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３．０x １０⁶ Ω・ｃ
ｍの高い絶縁性を持つ性能を有することがわかる。

【０１１１】以上のような方法によりＢ／ＳｉＮ_x の被
膜２６を成膜した後、実施例１と同様の工程により、前
述した図１１に示す構造をなすプレーナ型の液晶表示素
子を製造した。

【０１１２】（実施例３）前記（１）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
〜図１０に示した形成方法に基づき、液晶表示素子を製
造した。

【０１１３】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Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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、それ以外は、実施例１と同じ条件にて、Ｇｅ／Ｓ
ｉＮ_x 被膜を成膜した。

【０１１４】前記Ｇｅ／ＳｉＮ_x 被膜の成膜に際し、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における被膜の膜厚、透過
率、減衰係数、抵抗率を測定した。その結果を下記表４
に示す。なお、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。

【０１１５】

【表４】

【０１１６】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１４に示す。なお、図１４
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。

【０１１７】前記表３および図１４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１×１０⁶ Ω・ｃｍの高い絶縁性を持つ
性能を有することがわかる。また、Ｇｅ／ＳｉＮ_x の被
膜に熱処理を施すと、抵抗率が約１．３×１０⁸ Ω・ｃ
ｍ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、Ｓ
ｉＮ_x が完全な絶縁性化合物であるＳｉ₃ Ｎ₄ に近づく
ためであると考えられる。

【０１１８】以上のような方法によりＧｅ／ＳｉＮ_x の
被膜２６を成膜した後、実施例１と同様の工程により、
前述した図１１に示す構造をなすプレーナ型の液晶表示
素子を製造した。

【０１１９】（実施例４）前記（１）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
〜図１０に示した形成方法に基づき、液晶表示素子を製
造した。

【０１２０】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Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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 被膜を成膜した。

【０１２１】前記Ｓｉ／ＳｉＮ_x 被膜の成膜に際し、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。その結果を下記表５に示
す。なお、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。

【０１２２】

【表５】

【０１２３】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１４に示す。

【０１２４】前記表５および図１４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２．５×１０⁵ Ω・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１．３×１０⁸ Ω・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
除去されたためである。

【０１２５】以上のようにな方法によりＳｉ／ＳｉＮ_x
被膜２６を成膜した後、実施例１と同様の工程により、
前述した図１１に示す構造をなすプレーナ型の液晶表示
素子を製造した。

【０１２６】（実施例５）前記（１）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
〜図１０に示した形成方法に基づき、液晶表示素子を製
造した。

【０１２７】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、それ以外は、実施例１と同
じ条件にて、ＳｉＣ／ＳｉＯ_x 被膜を成膜した。

【０１２８】前記ＳｉＣ／ＳｉＯ_x 被膜の成膜に際し、
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。その結果
を下記表６に示す。なお、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。

【０１２９】

【表６】

【０１３０】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１５に示
す。また、図１５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１６に示す。なお、図１６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。

【０１３１】図１６より明らかなようにＯ₂ 流量を調節
することにより、減衰係数および抵抗率を制御できるこ
とがわかる。これは、Ｏ₂ 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。

【０１３２】また、図１５および図１６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３X １０
⁴ 〜約６×１０⁹ Ω・ｃｍの高い絶縁性を持つ性能を有
することがわかる。

【０１３３】以上のような方法によりＳｉＣ／ＳｉＯ_x
被膜２６を成膜した後、実施例１と同様の工程により、
前述した図１１に示す構造をなすプレーナ型の液晶表示
素子を製造した。

【０１３４】（実施例６）前記（１）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
〜図１０に示した形成方法に基づき、液晶表示素子を製
造した。

【０１３５】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Ｓｉ₃ Ｎ₄ 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２０ｓｃｃｍ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、Ｒ
Ｆ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 被膜を成膜した。

【０１３６】得られたＳｉＣ／ＳｉＮ_x 被膜について、
その膜厚、抵抗率、透過率、減衰係数を測定した。その
結果を下記表７に示す。なお、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。

【０１３７】

【表７】

【０１３８】前記表７の被膜の減衰係数と抵抗率の結果
を図１６に示す。図１６から明らかなように、ＳｉＣ／
ＳｉＮ_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２．４１×１０⁵ Ω・ｃｍの高い絶縁性
を持つ性能を有することがわかる。

【０１３９】以上のような方法によりＳｉＣ／ＳｉＮ_x
被膜２６を成膜した後、実施例１と同様の工程により、
前述した図１１に示す構造をなすプレーナ型の液晶表示
素子を製造した。

【０１４０】（実施例７）前記（１）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
〜図１０に示した形成方法に基づき、液晶表示素子を製
造した。

【０１４１】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
混合膜を成膜した。

【０１４２】得られたＳｉ／ＳｉＯ_x の混合膜の構造を
ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）法により観察したところ、
前記混合膜は非晶質ＳｉとＳｉＯ_x との混合物からなる
ことが確認された。

【０１４３】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、元素組成比
（Ｓｉ／Ｏ）は３．０以上５．０以下であった。

【０１４４】さらに、Ｓｉ／ＳｉＯ_x の混合膜の成膜に
際し、スパッタリング中のＡｒおよびＯ₂ の流量を変化
させ、かつ形成された被膜を熱処理した場合としなかっ
た場合における被膜の膜厚、減衰係数、抵抗率を測定し
た。その結果を下記表８に示す。なお、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。

【０１４５】

【表８】

【０１４６】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１７に示す。ま
た、図１７の結果より得られた被膜の抵抗率と減衰係数
の関係を図１８に示す。なお、図１８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。

【０１４７】図１８より明らかなようにＯ₂ 流量を調節
することにより、減衰係数および抵抗率を制御できるこ
とがわかる。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。

【０１４８】図１７および図１８より明らかなようにＳ
ｉ／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５×１０⁶ Ω・ｃｍの高い絶縁性を持
つ性能を有することがわかる。

【０１４９】熱処理をした場合に、抵抗率が約９×１０
⁶ 〜約５×１０⁸ Ω・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。

【０１５０】以上のような方法によりＳｉ／ＳｉＯ_x の
混合膜２６を成膜した後、実施例１と同様の工程によ
り、前述した図１１に示す構造をなすプレーナ型の液晶
表示素子を製造した。

【０１５１】（実施例８）前記（１）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
〜図１０に示した形成方法に基づき、液晶表示素子を製
造した。

【０１５２】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Ｂｉ₂ Ｏ₃ 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。

【０１５３】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Ｂｉ₂ Ｏ₃ 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１９に
示す。ただし、酸素の分圧は７．３×１０^-3Ｐａとし
た。図１９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２０に示す。なお、図２０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。

【０１５４】図１９および図２０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 被膜が得られることがわかる。

【０１５５】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２１に示す。ただし、ＲＦ供給電力は５０
０Ｗとした。図２１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２２に示す。なお、図２２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。

【０１５６】図２１および図２２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１０⁷ Ω・ｃｍの高い絶縁性
を持つ非晶質炭素／ＢｉＯ_x 被膜が得られることがわか
る。

【０１５７】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２３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２３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２４に示す。
なお、図２４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。

【０１５８】図２３および図２４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
パルス放電時間を２０ｓｅｃにすると、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 被膜が得られることがわかる。

【０１５９】以上のような方法により非晶質炭素／Ｂｉ
Ｏ_x 被膜２６を成膜した後、実施例１と同様の工程によ
り、前述した図１１に示す構造をなすプレーナ型の液晶
表示素子を製造した。

【０１６０】前述した実施例１〜８によって製造された
液晶表示素子においては、前記薄膜トランジスタ４９の
前記ソース電極３９にデータ信号を所定周波数で入力し
た場合、前記アンダーコート層３０、前記遮光膜３１お
よび前記ドレイン電極４０を通じて前記画素電極４３に
リークすることもなく、また、前記画素電極４３に保持
された電荷が、前記ドレイン電極４０、前記アンダーコ
ート層３０および前記遮光膜３１を通じてリークするこ
ともなかった。その結果、前記液晶材４６を構成してい
る液晶分子の配向が乱れず画像が不鮮明になることもな
かった。

【０１６１】比較例によって製造された液晶表示素子に
おいては、前記薄膜トランジスタの前記ソース電極にデ
ータ信号を所定周波数で入力した場合、前記アンダーコ
ート層、前記遮光膜および前記ドレイン電極を通じて、
前記画素電極へ電流がリークし、さらに、前記画素電極
に保持された電荷が前記ドレイン電極、前記アンダーコ
ート層および前記遮光膜を通じてリークした。その結
果、前記液晶材を構成している液晶分子の配向の乱れが
生じて画像が不鮮明になった。

【０１６２】

【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、薄膜トランジスタ
を正常にＯＮ／ＯＦＦ制御することができ、かつ鮮明な
画像を表示することができる。

【０１６３】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の製造工程を示す断
面図。

【図９】本発明に係る液晶表示素子の製造工程を示す断
面図。

【図１０】本発明に係る液晶表示素子の製造工程を示す
断面図。

【図１１】本発明に係る液晶表示素子を示す断面図。

【図１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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１８】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１９】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２０】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２１】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２２】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２３】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２４】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２５】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、 ２９…活性層、 ３１…遮光膜、 ３２…ゲート絶縁膜、 ３４…ゲート電極、 ３９…ソース電極、 ４０…ドレイン電極、 ４３…画素電極、 ４４…パッシベーション膜、 ４９…薄膜トランジスタ。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のガラス基板；前記第１のガラス基
   板上に形成された絶縁材料からなるアンダーコート層
   と、このアンダーコート層上に形成された半導体物質の
   活性層と、この活性層上に順次形成されたゲート絶縁
   膜、ゲート電極および第１層間絶縁膜と、この第１層間
   絶縁膜上に形成されるとともに前記ゲート絶縁膜および
   第１層間絶縁膜を貫通して前記活性層に互いに電気的に
   分離して接続さ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層
   間絶縁膜上に形成された第２層間絶縁膜とを有するプレ
   ーナ型の薄膜トランジスタ；前記第２層間絶縁膜上に配
   置されるとともにこの第２層間絶縁膜に開口されたコン
   タクトホールを通して前記ドレイン電極と接続された画
   素電極；前記アンダーコート層と前記第１のガラス基板
   の間に前記活性層に対向するように形成された、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。
2. 【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。
3. 【請求項３】 第１のガラス基板；前記第１のガラス基
   板上に形成された絶縁材料からなるアンダーコート層
   と、このアンダーコート層上に形成された半導体物質の
   活性層と、この活性層上に順次形成されたゲート絶縁
   膜、ゲート電極および第１層間絶縁膜と、この第１層間
   絶縁膜上に形成されるとともに前記ゲート絶縁膜および
   第１層間絶縁膜を貫通して前記活性層に互いに電気的に
   分離して接続さ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層
   間絶縁膜上に形成された第２層間絶縁膜とを有するプレ
   ーナ型の薄膜トランジスタ；前記第２層間絶縁膜上に配
   置されるとともにこの第２層間絶縁膜に開口されたコン
   タクトホールを通して前記ドレイン電極と接続された画
   素電極；前記アンダーコート層と前記第１のガラス基板
   の間に前記活性層に対向するように形成された、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。
4. 【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。
5. 【請求項５】 第１のガラス基板；前記第１のガラス基
   板上に形成された絶縁材料からなるアンダーコート層
   と、このアンダーコート層上に形成された半導体物質の
   活性層と、この活性層上に順次形成されたゲート絶縁
   膜、ゲート電極および第１層間絶縁膜と、この第１層間
   絶縁膜上に形成されるとともに前記ゲート絶縁膜および
   第１層間絶縁膜を貫通して前記活性層に互いに電気的に
   分離して接続さ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層
   間絶縁膜上に形成された第２層間絶縁膜とを有するプレ
   ーナ型の薄膜トランジスタ；前記第２層間絶縁膜上に配
   置されるとともにこの第２層間絶縁膜に開口されたコン
   タクトホールを通して前記ドレイン電極と接続された画
   素電極；前記アンダーコート層と前記第１のガラス基板
   の間に前記活性層に対向するように形成された、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、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をパターニングする
   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。
6. 【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。
7. 【請求項７】 第１のガラス基板；前記第１のガラス基
   板上に形成された絶縁材料からなるアンダーコート層
   と、このアンダーコート層上に形成された半導体物質の
   活性層と、この活性層上に順次形成されたゲート絶縁
   膜、ゲート電極および第１層間絶縁膜と、この第１層間
   絶縁膜上に形成されるとともに前記ゲート絶縁膜および
   第１層間絶縁膜を貫通して前記活性層に互いに電気的に
   分離して接続さ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層
   間絶縁膜上に形成された第２層間絶縁膜とを有するプレ
   ーナ型の薄膜トランジスタ；前記第２層間絶縁膜上に配
   置されるとともにこの第２層間絶縁膜に開口されたコン
   タクトホールを通して前記ドレイン電極と接続された画
   素電極；前記アンダーコート層と前記第１のガラス基板
   の間に前記活性層に対向するように形成された、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からなる
   被膜を成膜する工程；形成された前記被膜をパターニン
   グする工程；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。
8. 【請求項８】 前記被膜を形成する工程は、前記スパッ
   タターゲットの前記第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。
9. 【請求項９】 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。
10. 【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絶縁材料からなるアンダーコート層
    と、このアンダーコート層上に形成された半導体物質の
    活性層と、この活性層上に順次形成されたゲート絶縁
    膜、ゲート電極および第１層間絶縁膜と、この第１層間
    絶縁膜上に形成されるとともに前記ゲート絶縁膜および
    第１層間絶縁膜を貫通して前記活性層に互いに電気的に
    分離して接続さ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層
    間絶縁膜上に形成された第２層間絶縁膜とを有するプレ
    ーナ型の薄膜トランジスタ；前記第２層間絶縁膜上に配
    置されるとともにこの第２層間絶縁膜に開口されたコン
    タクトホールを通して前記ドレイン電極と接続された画
    素電極；前記アンダーコート層と前記第１のガラス基板
    の間に前記活性層に対向するように形成された、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
    前記被膜をパターニングする工程；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。
11. 【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。
12. 【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。