JPH10189534A

JPH10189534A - 電子装置の製造方法

Info

Publication number: JPH10189534A
Application number: JP9288475A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Shindo; 寿進藤; Akira Okita; 彰沖田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1998-07-21
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3192620B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ドライエッチング装置の搬送系あるいは基板
チャック等の装置内で発生する傷、あるいは異物に起因
する素子欠陥が無い、電子装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板上にシリコン窒化膜を配して構成さ
れる電子装置の製造方法において、前記基板の第１の面
上及び該第１の面の反対側に位置する第２の面上に、そ
れぞれシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とを積層する工
程、前記第１の面上に位置する前記シリコン酸化膜をウ
ェットエッチングにより除去する工程、前記第１の面上
に位置する前記シリコン窒化膜をウェットエッチングに
より除去する工程及び、前記第２の面上に位置する前記
シリコン酸化膜をウェットエッチングにより除去する工
程とを有することを特徴とする電子装置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置の製造方
法、とりわけ基体の一部を除去する工程を有する液晶表
示装置あるいは記録ヘッド用基体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板の素子面側のみにシリコン窒
化膜を形成する場合、図１０に示す様に減圧ＣＶＤ法に
よりシリコン窒化膜１２，１３を堆積すると、ＣＶＤ装
置の構成上、基板１１の表裏両面に堆積される。そのた
め裏面側のシリコン窒化膜１３を剥離する。

【０００３】シリコン窒化膜のエッチング液としては、
熱リン酸溶液が一般的であるが、この場合フォトレジス
ト１６等を表面に塗布し、裏面のシリコン窒化膜をエッ
チングする必要がある。しかし、フォトレジスト１６は
熱リン酸に対する耐性が十分ではないため、ウエットエ
ッチング法では困難である。

【０００４】このため、シリコン窒化膜を基板の素子面
側にのみ形成する場合は、ドライエッチング法により裏
面のシリコン窒化膜を除去することが一般に行われてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ドライエッチング法と
しては、ＣＤＥ（ＣｈｅｍｉｃａｌＤｒｙＥｔｃｈ
ｉｎｇ）、あるいは、ＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏ
ｎＥｔｃｈｉｎｇ）等の手法がある。

【０００６】ＣＤＥの場合は、ガスの回り込みにより表
裏両面がエッチングされるために、表面にはフォトレジ
スト等の保護膜が必要である。

【０００７】ＲＩＥの場合は、プラズマに晒されている
面のみがエッチングされるため、通常のＲＩＥ装置では
裏面の窒化膜をエッチングするためには、基板を表裏入
れ替えて搬送する必要がある。このため、表面（素子
面）側が搬送系のアーム、ベルト等あるいは装置電極に
接触することになる。これは素子面の傷、ゴミの原因と
なり、素子の欠陥になる。これを防ぐためには、やは
り、表面に樹脂等の保護膜を形成する必要がある。

【０００８】以上説明したように、基板裏面のシリコン
窒化膜をドライエッチングで除去するためには、どのよ
うな方法によっても表面（素子面）側にフォトレジスト
等の、保護膜となる有機樹脂膜を形成し、搬送、エッチ
ングする必要がある。

【０００９】しかし、有機樹脂膜は、搬送系のアーム、
ベルト等のメカニカル部分と接触することによりパーテ
ィクルを発生するという問題がある。あるいは、装置電
極にクランプされることにより電極上に有機樹脂が付着
し、電極と基板の密着性が悪くなり、エッチング中の基
板温度上昇が大きくなり、エッチングの選択比が劣化す
る等の影響がでるという問題がある。

【００１０】［発明の目的］本発明の目的は、基体裏面
の窒化膜等の、基体の一部を除去することが必要な電子
装置の製造方法において、基体裏面の窒化膜等の除去
を、ドライエッチング装置を用いることなく、ウエット
エッチングのみで可能とし、ドライエッチング装置の搬
送系あるいは基板チャック等の装置内で発生する傷、あ
るいは異物に起因する素子欠陥が無い、電子装置の製造
方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するための手段として、基板上にシリコン窒化膜
を配して構成される電子装置の製造方法において、前記
基板の第１の面上及び該第１の面の反対側に位置する第
２の面上に、それぞれシリコン窒化膜とシリコン酸化膜
とを積層する工程、前記第１の面上に位置する前記シリ
コン酸化膜をウエットエッチングにより除去する工程、
前記第１の面上に位置する前記シリコン窒化膜をウエッ
トエッチングにより除去する工程及び、前記第２の面上
に位置する前記シリコン酸化膜をウエットエッチングに
より除去する工程とを有することを特徴とする電子装置
の製造方法を提供するものである。

【００１２】［作用］本発明によれば、ウエットエッチ
ングのみで、基体の一部領域の窒化膜を剥離して、他の
一部領域に窒化膜を残すことが可能となるため、従来の
ドライエッチングで発生していた問題である、ドライエ
ッチング装置の搬送系あるいは基板チャック等の装置内
で発生する傷、あるいは異物に起因する素子欠陥が無
い、電子装置を製造することができる。

【００１３】また、本発明によれば、電子装置の製造方
法に於いて、基板の２つの面にシリコン窒化膜を成長し
た後、該シリコン窒化膜上に二酸化シリコン膜を形成し
た基板に対して、裏面のシリコン酸化膜を例えば、フッ
化水素を含む水溶液で除去した後、裏面のシリコン窒化
膜を例えば、リン酸を含む水溶液により除去することに
より、ドライエッチング装置を用いることなく、ウエッ
トエッチングのみで裏面の窒化膜を剥離することが可能
になるため、ドライエッチング装置の搬送系あるいは基
板チャック等の装置内で発生する傷、あるいは異物に起
因する素子欠陥が無い、液晶表示装置あるいは記録ヘッ
ド用基体などの製造が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１は、本例の工程を説明するための模
式的工程図である。

【００１５】図１に示す様に、まず、基板１上に減圧化
学成長法等のＣＶＤ法によりシリコン窒化膜２，３を成
長する（図１（ａ））。

【００１６】その後、減圧化学成長法等のＣＶＤ法によ
りシリコン薄膜４，４’を成長させる（図１（ｂ））。

【００１７】その後、前記シリコン薄膜４，４’を酸化
することにより二酸化シリコン薄膜５，５’とする（図
１（ｃ））。

【００１８】その後、表面側にフォトレジスト６を形成
した後、裏面のシリコン酸化膜５’を、シリコン窒化膜
に対して選択比を有する第１のウエットエッチング液と
してフッ化水素を含む水溶液を用いて除去する（図１
（ｄ））。

【００１９】その後、フォトレジスト６を除去した後、
裏面のシリコン窒化膜３を、第２のウエットエッチング
液となるリン酸を含む水溶液により除去する（図１
（ｅ））。

【００２０】その後、表面側のシリコン酸化膜５を第１
のウエットエッチング液により除去する（図１
（ｆ））。

【００２１】これにより、ドライエッチング装置を用い
ることなくウエットエッチングのみで裏面の窒化膜を剥
離することが可能になる。

【００２２】ここで、第１のウエットエッチング液とし
ては、フッ化水素を含むものであり、例えば、フッ化水
素水溶液、フッ化水素＋フッ化アンモニウム水溶液、フ
ッ化水素＋過酸化水素水溶液などを用いることができ
る。

【００２３】また、第２のウエットエッチング液として
は、リン酸を含むものであり、加熱リン酸、リン酸＋過
酸化水素水などを用いることができる。

【００２４】本発明において、シリコン窒化膜、シリコ
ン酸化膜とは、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ ₂ の他、シリコン原
子と窒素原子の結合を含む膜（例えばＳｉＮ膜）、シリ
コンと酸素の結合を含む膜（例えばＳｉＯ膜）を包含す
る。

【００２５】また、このような工程は、例えば、液晶表
示装置や、インクジェット記録ヘッドの製造工程に利用
することができ、液晶表示装置の製造工程においては、
シリコン窒化膜を基体の一部に形成する工程に利用でき
る。

【００２６】また、インクジェット記録ヘッドの製造工
程においても、シリコン窒化膜を基体の一部に形成する
工程に利用可能である。

【００２７】（第１の実施例）本発明を、複数の信号線
と複数の走査線の交点に対応して画素電極を配置し、該
画素電極を駆動するための駆動回路を前記画素電極の周
辺部に設けるとともに、前記画素電極が設けられた画素
表示領域の下方の部分が除去されて前記画素表示領域に
光を透過可能にした半導体基板と、該半導体基板に対向
する対向基板との間に液晶を挟持してなる液晶表示装置
の製造に適用した例を示す。

【００２８】本例で製造する液晶表示装置のパネル構成
の１例についてまず説明する。本例の液晶表示パネルの
模式図は、図３に示すとおりである。

【００２９】図３に示すように、マトリクス状に配置さ
れたｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴをスイッチング素子とする
パネル表示回路３０５には、垂直シフトレジスタ３０３
及び、水平シフトレジスタ３０４が接続され、ビデオ信
号回路３０１より送られるＴＶ画像信号が垂直シフトレ
ジスタ３０３及び、水平シフトレジスタ３０４を介して
表示回路３０５の中の画素に書き込まれる。３０２は２
つのシフトレジスタ３０４、３０５のタイミングをとる
ための同期回路である。

【００３０】この液晶パネルの等価回路は図４に示すと
おりである。

【００３１】図４に示すように、複数の信号線４０１ａ
〜４０１ｄと複数の走査線４０２ａ〜４０２ｄの交点に
対応して画素電極４０６が配置され、該画素電極には薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａ
ｎｓｉｓｔｏｒ）４０３のドレインが接続されている。
ＴＦＴ４０３のソースには信号線４０１ａ〜４０１ｄが
接続され、ゲートには走査線４０２ａ〜４０２ｄそれぞ
れに接続されている。画素電極４０６には信号線４０１
ａ〜４０１ｄからのビデオ信号が書き込まれる。ＴＦＴ
４０３のドレインは、書き込んだ電荷を十分長い間保持
するための保持容量４０４にも接続され、保持容量４０
４の電極のもう一端４０５は全画素、または１行方向ず
つの画素について共通の電位に接続される。

【００３２】ここでは、ＴＦＴを用いたアクティブマト
リクス型の液晶表示装置を例に説明しているが、本発明
は、これに限定されるものではない。本発明は、例えば
信号線と走査線の交点に対応してＭＩＭ素子やＰＮ接合
素子を設けたものにも適応可能である。

【００３３】図５は、画素部の平面構造を示した模式図
である。１つの画素は隣接する２本の信号線５０１ａ，
５０１ｂ及び２本の走査線５０２ａ，５０２ｂに囲まれ
ている。多結晶シリコン膜で形成されたＴＦＴ５０３の
ソースはコンタクトホール５０４により信号線５０１ａ
と接続され、２枚のゲートを介してドレインに信号電荷
を書き込む。５０５はＴＦＴと金属電極５０６を結ぶコ
ンタクトであり、この金属電極５０６はスルーホール５
０７を介して、透明な画素電極５０８と結ばれている。
図で５０９は遮光膜の開口部であり、ＴＦＴに不要な光
が当たるのを防止する。

【００３４】図６は、図５中のＡＡ′線に沿った断面図
である。図６においては、シリコン基板上４００〜１２
００ｎｍの厚い酸化膜１０２、シリコン窒化膜２０２が
配されている。前記膜上には１０〜１００ｎｍのシリコ
ン酸化膜が設けられており、ＴＦＴとシリコン窒化膜を
隔てている。ＴＦＴは電界緩和のため低濃度ｎ型層１０
７、及び高濃度ソース、ドレイン１０３を有しており、
これらはゲート酸化膜１０５を介して２枚のポリシリコ
ン電極１０６と対峙している。ソース電極、ドレイン電
極１０８はＡｌ膜１０８ａとＴｉ膜１０８ｂの積層膜よ
り成り、画素電極６０３とのオーミック接続を容易にし
ている。遮光膜６０２は、例えばＴｉＮ膜で構成され、
ソース・ドレイン電極とは、例えばＰＳＧ膜６０１によ
り隔てられ、ＴＦＴとは例えばＢＰＳＧ膜１０６により
隔てられている。１０９は遮光膜と画素電極を隔てるた
めの絶縁層であり、例えばプラズマ窒化膜が用いられ
る。６１０は液晶配向膜であり、例えばポリイミド膜を
用いる。

【００３５】図６に示した基板１０１乃至配向膜６１０
を持ってアクティブマトリクス基板が構成されている。
ＴＮ液晶６１１を挟んで対向基板６２１側には配向膜６
２６、保護膜６２５、透明電極６２４が設けられてい
る。遮光膜６０２が開口している部分に対応して例えば
顔料を用いたカラーフィルター６２３が設けられ、遮光
部に対してＣｒなどのブラックマトリクス６２２が設け
られている。

【００３６】本例の液晶表示パネルの画素表示領域と周
辺駆動部を含めた断面図を図２に示す。図２において、
７０１はシリコン基板、７０２は素子分離のための厚い
酸化膜（フィールド酸化膜）、７０３ａはＮＭＯＳトラ
ンジスタの低濃度ソース、ドレインであり、７０３ｂは
ＮＭＯＳトランジスタの高濃度ソース・ドレインであ
る。７０４はＮ型トランジスタのｐ型ウエル、７０６は
ポリシリコンゲート電極である。７２０は基板シリコン
を有する支持体、７２１は基板シリコンが除去された透
明な領域で、パネル表示部となる部分（画素表示領域）
である。７２２はＴＦＴ、７２３は絶縁膜、７２５はＴ
ＦＴと画素電極をつなぐ配線部分である。

【００３７】図２に示したＴＦＴ基板（半導体基板）
は、対向基板６２１と平行に設置され、両者の間には液
晶物質６１１が封入されている。液晶の光学特性を考慮
して設計される液晶６１１の厚みを維持するためにスペ
ーサー７２４が置かれている。画素電極６０３に対向す
る位置には全部の画素に共通あるいは多数の画素に共通
な透明共通電極６２５があり、液晶に電圧を印加する。

【００３８】本例ではフルカラーの表示パネルの例を示
しているので、対向基板６２１上には染料または顔料を
用いたカラーフィルター６２３が配置され、画素間及び
周辺の駆動回路上はＣｒなどのブラックマトリクス６２
２で遮光されている。

【００３９】液晶物質６１１としては、主にＴＮ（Ｔｗ
ｉｓｔ−Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶が有効であるが、構
造上ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔ−Ｎｅｍａｔｉ
ｃ）型やＦＬＣ（ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｏｒｉｃＬｉ
ｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ：強誘電液晶）、ＰＤＬＣ
（Ｐｏｌｙｍｅｒ−ＤｉｆｆｕｓｅｄＬｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ：高分子分散型液晶）を用いることがで
きる。ＴＮ，ＳＴＮ，ＦＬＣを用いる場合は、表示装置
の前後に直交ニコルの偏光板を設ける必要がある。表示
に必要なバックライトは、図の上方から照射しても下方
から照射してもよい。

【００４０】次に、図２におけるＴＦＴ基板の製造方法
を、図７を用いて説明する。

【００４１】まず、単結晶シリコン基板８０１をＨ₂／
Ｏ₂雰囲気、１０００℃で熱酸化させることにより７０
０ｎｍのシリコン酸化膜８０２を単結晶シリコン基板８
０１上に形成する。

【００４２】次に、前記シリコン酸化膜８０２のうち、
ＮＭＯＳトランジスタとなるところを通常のフォトリソ
グラフィー及びエッチング技術により除去する。

【００４３】その後、イオン注入及び、熱処理によりｐ
ウエル領域８０３を形成し、緩衝フッ化水素溶液によ
り、シリコン酸化膜を除去する（図７−（ａ））。

【００４４】その後、単結晶の素子分離領域及び、ｐｏ
ｌｙ−ＳｉＴＦＴが形成される画素表示領域にＬＯＣ
ＯＳ工程によりフィールド酸化膜８０４を形成する（図
７−（ｂ））。

【００４５】次に、減圧ＣＶＤ装置により、ＳｉＨ
₄（シラン）とＮＨ₃（アンモニア）を反応させ４００
ｎｍのシリコン窒化膜８０５を堆積させる。次ぎに減圧
ＣＶＤ法により、６００〜７００℃で、窒素で希釈した
シランガスを熱分解し、多結晶シリコン８０６を７００
Å堆積した（図７−（ｃ））。

【００４６】その後、１０００℃、酸素＋水素雰囲気で
熱酸化することにより、前記多結晶シリコンをすべて二
酸化シリコン８０７にする。

【００４７】次に、その表面にフォトレジストを１．０
μｍ塗布した後、加熱硬化し、本発明の特徴的工程であ
る、第１のウエットエッチング液として、緩衝フッ酸溶
液に浸することにより、裏面側の酸化シリコン膜を除去
する（図７−（ｄ））。

【００４８】その後、表面側のフォトレジストを除去
し、第２のウエットエッチング液として、加熱した燐酸
溶液に前記基板を浸漬することにより、裏面のシリコン
窒化膜８０５を除去する。

【００４９】その後、表面側のシリコン窒化膜上の二酸
化シリコン膜８０７を緩衝フッ酸溶液により除去する
（図７−（ｅ））。

【００５０】その上層に、同じく減圧ＣＶＤ装置により
８００℃でＳｉＨ₄（シラン）とＮ ₂Ｏ（亜酸化窒素）
を反応させ、シリコン酸化膜８０６を５０ｎｍ堆積させ
た。次に同じく減圧ＣＶＤ装置により６００〜７００℃
で、窒素で希釈したシランガスを熱分解し、多結晶シリ
コン膜８０９を５０〜２００ｎｍの厚みで堆積させる。
このとき多結晶シリコンの厚さは薄いほどＴＦＴのソー
ス・ドレイン間のリーク電流が抑制され望ましい。本例
では、次にゲート酸化膜８１０を８０ｎｍの厚さで形成
することと、プロセスのばらつきを考慮して、多結晶シ
リコンの堆積膜厚を８０ｎｍとした。ゲート酸化膜の形
成法としては、他に酸化を行った後に窒化酸化を連続し
て行うＯＮＯ（Ｏｘｉｄｉｚｅｄ−Ｎｉｔｒｉｄｅｄ
Ｏｘｉｄｅ）膜を使用する方法やＣＶＤ法によりシリコ
ン酸化膜を堆積する方法などがある。ゲート酸化膜を形
成した後、ゲート電極となる多結晶シリコン１１０を１
００〜５００ｎｍの厚みで堆積させ、高濃度にドーピン
グした後、パターニングを行い、ゲート電極８１１を形
成する（図７−（ｆ））。

【００５１】本例では、気相中でのリンのドーピングを
行ったが、他にも砒素やリンをイオン注入、イオンドー
ピングする方法があり、周知の技術を適宜用いることが
できる。

【００５２】次いで、ＳｉＨ₄（シラン）、Ｏ₂（酸
素）、ＰＨ₃（ホスフィン）を原料ガスに用いて常圧Ｃ
ＶＤ装置により、層間絶縁膜８１２としてＰＳＧ（Ｐｈ
ｏｓｐｈｏＳｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）を６００
ｎｍの厚みで堆積させた。

【００５３】層間絶縁膜としては、他にＮＳＧ（Ｎｏｎ
−ＤｏｐｅｄＳｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）、ＢＰＳ
Ｇ（Ｂｏｒｏｎ−ＰｈｏｓｐｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ
Ｇｌａｓｓ）などの膜を用いることができる。

【００５４】コンタクトホールを開口し、シリコンが
０．５〜２．０％ドープされたアルミニウム８１３をマ
グネトロンスパッタ法により６００ｎｍの厚みで堆積さ
せた。電極材料として通常の半導体、ＴＦＴプロセスで
使用される材料、例えばＡｌ合金、Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｃ
ｕ，Ｃｒ，Ｍｏまたはこれらのシリサイド等は適宜しよ
うできる。電極材料をパターニングしてＡｌ配線８１４
を形成した。

【００５５】次に、第２の層間絶縁膜としてプラズマＣ
ＶＤ法により、酸化シリコン膜８１４を１０００ｎｍ堆
積させる。

【００５６】後に、透光性とするために単結晶基板を除
去する部分の裏面にＬＰ−ＣＶＤにより形成されたポリ
シリコン膜、シリコン窒化膜あるいは熱酸化により形成
されたシリコン酸化膜を除去する。

【００５７】その後、第２の層間絶縁膜にスルーホール
を形成し、マグネトロンスパッタ法によりＴｉＮを堆積
させた後パターニングすることにより、遮光層８１７を
形成した。

【００５８】次に、素子の保護膜８１６としてプラズマ
ＣＶＤ法により、シリコン窒化膜を２７０ｎｍ堆積させ
た後、マグネトロンスパッタ法により透明電極膜である
ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｈｉｎＯｘｉｄｅ：酸化イ
ンジウム錫）膜を堆積し、透明電極８１５を形成した
（図７−（ｇ））。

【００５９】前記のプロセスにより形成したＴＦＴ基板
と別途作成した対向基板を貼り合わせ、液晶を注入した
後封口した。その後前記液晶セルのＴＦＴ基板側をＴＭ
ＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）
に浸漬することにより、ＴＦＴ基板裏面のパターニング
されたシリコン酸化膜、シリコン窒化膜をマスクに単結
晶シリコン基板をエッチングし、透光性とすることによ
り、透過型液晶表示装置を作製した。

【００６０】以上の方法により、表示画素数３２万画素
の液晶表示装置を作製した結果、裏面のシリコン窒化膜
剥離時の傷あるいは異物による配線の断線あるいはショ
ートによる画素及び線欠陥、あるいはＴＦＴ基板の画素
上の傷による液晶の配向欠陥は皆無となり、高品質な画
像の高精細液晶表示装置が得られた。

【００６１】（第２の実施例）第１の実施例と同じ構造
の液晶表示装置を、裏面のシリコン窒化膜剥離時のシリ
コン薄膜を多結晶シリコンから非晶質シリコンに変える
ことにより、その酸化膜の表面平滑性を向上させ、前記
酸化膜を剥離することなく、その上層にＴＦＴを形成し
た例を記す。

【００６２】第１の実施例と同様に、シリコン基板上に
ｐウエル領域と素子分離領域を形成し、次に減圧ＣＶＤ
装置により、ＳｉＨ₄（シラン）とＮＨ₃（アンモニ
ア）を反応させ３００ｎｍのシリコン窒化膜を堆積させ
る。

【００６３】次に、減圧ＣＶＤ法により４５０℃で、窒
素で希釈したシランガスを熱分解し、非晶質シリコンを
１０００Å堆積した後、１０００℃、酸素＋水素雰囲気
で熱酸化することにより、前記多結晶シリコンをすべて
二酸化シリコンにする。

【００６４】次に、その表面にフォトレジストを１．０
μｍ塗布した後、加熱硬化し、本発明の特徴的工程であ
る、第１のウエットエッチング液である緩衝フッ酸溶液
に浸することにより裏面側の酸化シリコン膜を除去す
る。

【００６５】その後、表面側のフォトレジストを除去
し、第２のウエットエッチング液である、加熱した燐酸
溶液に前記基板を浸漬する事により裏面のシリコン窒化
膜を除去する。

【００６６】その後、前記非晶質シリコンを酸化した二
酸化シリコン上に多結晶シリコンを堆積してＴＦＴを形
成した。その後実施例１と同様のプロセスでＴＦＴ基板
を作製した。

【００６７】前記のプロセスにより形成したＴＦＴ基板
と別途作成した対向基板を貼り合わせ、液晶を注入した
後封口した。その後前記液晶セルのＴＦＴ基板側をＴＭ
ＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）
に浸漬することにより、ＴＦＴ基板裏面のパターニング
されたシリコン酸化膜、シリコン窒化膜をマスクに単結
晶シリコン基板をエッチングし、透光性とすることによ
り、透過型液晶表示装置を作製した。

【００６８】以上の方法により、表示画素数３２万画素
の液晶表示装置を作製した結果、裏面のシリコン窒化膜
剥離時の傷あるいは異物による配線の断線あるいはショ
ートによる画素及び線欠陥、あるいはＴＦＴ基板の画素
上の傷による液晶の配向欠陥は皆無となり、高品質な画
像の高精細液晶表示装置が得られた。

【００６９】又、前記ＴＦＴ基板のＴＦＴの電気特性
（閾値電圧、電界効果移動度、Ｓ係数等）は、実施例１
の高温のＣＶＤで堆積した二酸化シリコン上に堆積した
ものと変わらなかった。

【００７０】（第３の実施例）本発明を用いて基体の一
部を除去して形成する記録ヘッド用基体を製造した例に
ついて示す。

【００７１】図８は、本発明により製造される記録ヘッ
ド用基体の模式的断面図である。

【００７２】記録ヘッド用基体としての基体９００は電
気熱交換素子である発熱部９１０と駆動用機能素子であ
るバイポーラ型のＮＰＮトランジスタ９２０とをＰ型シ
リコン基板１１上に形成したものである。

【００７３】図８に於いて、１１はＰ型シリコン基板、
１２は機能素子を形成するためのＮ型コレクタ領域、１
３は機能素子分離のためのＰ型アイソレーション埋込領
域、１４はＮ型エピタキシャル領域、１５は機能素子を
形成するためのＰ型ベース領域、１６は素子分離のため
のＰ型アイソレーション埋込領域、１７は機能素子を構
成するためのＮ型コレクタ埋込領域、１８は素子分離を
構成するための高濃度Ｐ型ベース領域、１９は素子分離
のための高濃度Ｐ型アイソレーション領域、２０は素子
を構成するためのＮ型エミッタ領域、２１は素子を構成
するための高濃度Ｎ型コレクタ領域、２２はコレクタ、
ベース共通電極、２３はエミッタ電極、２４はアイソレ
ーション電極である。

【００７４】ここに、ＮＰＮトランジスタ９２０が形成
されており、１２，１４，１７，２１のコレクタ領域が
エミッタ領域２０とベース領域１５，１８とを完全に包
囲するように形成されている。又、素子分離領域とし
て、Ｐ型アイソレーション埋込領域、Ｐ型アイソレーシ
ョン領域１６、高濃度Ｐ型アイソレーション領域により
各セルが包囲され電気的に分離されている。

【００７５】ここで、ＮＰＮトランジスタ９２０は、Ｎ
型コレクタ埋込領域１２およびＮ型コレクタ埋込領域１
２を介してＰ型シリコン基板１１上に形成された２つの
高濃度Ｎ型コレクタ領域２１と、Ｎ型コレクタ埋込領域
１２及びＰ型ベース領域１５を介して、高濃度Ｎ型コレ
クタ領域２１の内側に形成された２つの高濃度Ｐ型ベー
ス領域１８と、Ｎ型コレクタ埋込領域１２およびＰ型ベ
ース領域１５を介して高濃度ベース１８に挟まれて形成
された高濃度Ｎ型エミッタ領域２０とによりＮＰＮトラ
ンジスタの構造を有するが、高濃度Ｎ型コレクタ領域２
１と高濃度Ｐ型ベース領域１８とがコレクタ・ベース共
通電極２２により接続されることによりダイオードとし
て動作する。

【００７６】また、ＮＰＮトランジスタ９２０に隣接し
て、素子分離領域としてのＰ型アイソレーション埋込領
域１３、Ｐ型アイソレーション領域１６及び高濃度Ｐ型
アイソレーション領域１９が順次形成されている。

【００７７】また、発熱抵抗層９０３がＮ型エピタキシ
ャル領域１４、蓄熱層９０１及び該蓄熱層９０１と一体
的に形成された層間膜９０２を介してＰ型シリコン基板
１１上に形成されており、発熱抵抗層９０３上に形成さ
れた配線電極９０４が切断されて接続端面である２個の
エッジ部９０４₁ が形成されることにより、発熱部９１
０が構成されている。

【００７８】前記記録ヘッド用基体９００は全面がシリ
コン窒化膜で形成される蓄熱層９０１で覆われており、
機能素子から各電極２２，２３，２４がＡｌ等で形成さ
れている。

【００７９】本実施例の基体９００は上述した駆動部
（機能素子）を有する記録ヘッド用のＰ型シリコン基板
１１上に、コレクタ・ベース共通電極２２、エミッタ電
極２３及びアイソレーション電極２４が形成された蓄熱
層９０１で覆ったもので、その上層には常圧ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法等による酸化シリ
コン膜からなる層間膜９０２が形成されている。

【００８０】各電極２２，２３，２４を形成するＡｌ等
は、傾いた側面を有するため、層間膜９０２のステップ
カバレージ性が非常に優れているので、層間膜９０２を
従来に比較して蓄熱効果を失わない範囲で薄く形成する
ことができる。

【００８１】層間膜９０２を部分的に開孔して、コレク
タ・ベース共通電極２２、エミッタ電極２３及びアイソ
レーション電極２４と電気的に接続し、且つ層間膜９０
２上で電気的な配線を形成するためのＡｌ等の配線電極
９０４が設置される。すなわち、層間膜９０２を部分的
に開孔した後に、スパッタリング法によるＨｆＢ₂等の
発熱抵抗層９０３と、蒸着法あるいはスパッタリング法
によるＡｌ等の配線電極９０４で構成された電気熱交換
素子が設けられている。

【００８２】ここで、発熱抵抗層９０３を構成する材料
としては、Ｔａ，ＺｒＢ₂，Ｔｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｔ
ａ−Ａｌ，Ｔａ−Ｓｉ，Ｔａ−Ｍｏ，Ｔａ−Ｗ，Ｔａ−
Ｃｕ，Ｔａ−Ｎｉ，Ｔａ−Ｎｉ−Ａｌ，Ｔａ−Ｍｏ−Ａ
ｌ，Ｔａ−Ｍｏ−Ｎｉ，Ｔａ−Ｗ−Ｎｉ，Ｔａ−Ｓｉ−
Ａｌ，Ｔａ−Ｗ−Ａｌ−Ｎｉ等がある。

【００８３】Ａｌ等の配線電極９０４は、法線に対して
３０度以上傾いた接続端面であるエッジ部９０４₁及び
９０４₂を有している。

【００８４】さらに、図８に示す電気熱変換素子９１０
上には、スパッタリング法又はＣＶＤ法によってＳｉ
Ｏ，ＳｉＯ₂，ＳｉＮ，ＳｉＯＮ等の保護膜９０５及び
Ｔａ等の保護膜９０６が層間膜９０２と一体的に設けら
れている。

【００８５】こうして構成された基体９００は、図９に
示すように、複数の吐出口９５０に連通する液路９５５
を形成するための感光性樹脂などからなる液路壁部材９
５１と、インク供給口９５３を有する天板９５２とが取
り付けられて、インクジェット方式の記録ヘッド９６０
とすることができる。この場合、インク供給口９５３か
ら注入されるインクが内部の共通液室９５４へ蓄えられ
て各液路９５５へ供給され、その状態で基体９００の発
熱部９１０を駆動することで、吐出口９５０からインク
の吐出がなされる。

【００８６】次に、本例に係る記録ヘッド９１０の製造
工程について説明する。

【００８７】（１）Ｐ型シリコン基板（不純物濃度１×
１０¹²〜１×１０¹⁶ｃｍ^-3程度）の表面に、８０００Å
程度のシリコン酸化膜を形成した後、各セルのＮ型コレ
クタ埋込領域を形成する部分のシリコン酸化膜をフォト
リソグラフィー工程で除去した。

【００８８】シリコン酸化膜を形成した後、Ｎ型の不純
物（たとえば、Ｐ，Ａｓなど）をイオン注入し、熱拡散
により不純物濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上のＮ型コレクタ
埋込領域を厚さ２〜６μｍほど形成し、シート抵抗が８
０Ω／□以下の低抵抗となるようにした。

【００８９】続いて、Ｐ型アイソレーション埋込領域を
形成する領域のシリコン酸化膜を除去し、１０００Å程
度のシリコン酸化膜を形成した後、Ｐ型不純物（たとえ
ば、Ｂなど）をイオン注入し、熱拡散により不純物濃度
１×１０¹⁵〜１×１０¹⁷ｃｍ ^-3以上のＰ型アイソレーシ
ョン埋込領域を形成した。

【００９０】（２）全面のシリコン酸化膜を除去した
後、Ｎ型エピタキシャル領域（不純物濃度１×１０¹³〜
１×１０¹⁵ｃｍ^-3程度）を厚さ５〜２０μｍ程度エピタ
キシャル成長させた。

【００９１】（３）次に、Ｎ型エピタキシャル領域の表
面に１０００Å程度のシリコン酸化膜を形成し、レジス
トを塗布し、パターニングを行い、低濃度Ｐ型ベース領
域を形成する部分にのみＰ型不純物をイオン注入した。
レジスト除去後、熱拡散によって低濃度Ｐ型ベース領域
（不純物濃度１×１０¹⁴〜１×１０¹⁷ｃｍ^-3程度）を厚
さ５〜１０μｍほど形成した。

【００９２】Ｐ型ベース領域は、（１）の工程の後、酸
化膜を除去し、その後５×１０¹⁴〜５×１０¹⁷程度の低
濃度Ｐ型エピタキシャル層を３〜１０μｍほど成長させ
ることでも形成できる。

【００９３】その後、再びシリコン酸化膜を全面除去
し、さらに８０００Å程度のシリコン酸化膜を形成した
後、Ｐ型アイソレーション領域を形成すべき領域のシリ
コン酸化膜を除去し、ＢＳＧ膜を全面にＣＶＤ法を用い
て堆積し、さらに、熱拡散によって、Ｐ型アイソレーシ
ョン埋込領域に届くように、Ｐ型アイソレーション領域
（不純物濃度１×１０¹⁸〜１×１０²⁰ｃｍ^-3程度）を厚
さ１０μｍ程度形成した。ここでは、ＢＢｒ₃を拡散源
として用いてＰ型アイソレーション領域１６を形成する
ことも可能である。

【００９４】また前述した如く、Ｐ型エピタキシャル層
を用いると、上記Ｐ型アイソレーション埋込領域及びＰ
型アイソレーション領域が不要な構造も可能であり、Ｐ
型アイソレーション埋込領域及びＰ型アイソレーション
領域、低濃度ベース領域を形成するためのフォトリソ工
程及び高温の不純物拡散工程を削除することもできる。

【００９５】（４）ＢＳＧ膜を除去した後、８０００Å
程度のシリコン酸化膜を形成し、さらに、Ｎ型コレクタ
領域を形成する部分のみシリコン酸化膜を除去した後、
Ｎ型の固相拡散およびリンイオンを注入しあるいは熱拡
散によって、コレクタ埋込領域１５に届きかつシート抵
抗が１０Ω／□以下の低抵抗となるようにＮ型コレクタ
領域１７（不純物濃度１×１０¹⁸〜１×１０²⁰ｃｍ^-3程
度）を形成した。このとき、Ｎ型コレクタ領域１７の厚
さは約１０μｍとした。

【００９６】続いて、その後３０００Åの熱酸化膜を形
成し、更に減圧ＣＶＤ装置により、ＳｉＨ₄（シラン）
とＮＨ₃（アンモニア）を反応させ４００ｎｍのシリコ
ン窒化膜１０５を堆積させる。

【００９７】次ぎに、減圧ＣＶＤ法により、６００〜７
００℃で、窒素で希釈したシランガスを熱分解し、多結
晶シリコンを７００Å堆積した後、１０００℃、酸素＋
水素雰囲気で熱酸化することにより、前記多結晶シリコ
ンをすべて二酸化シリコンにする。

【００９８】次ぎに、その表面にフォトレジストを１．
０μｍ塗布した後、加熱硬化し、本発明の特徴的工程で
ある、第１のウエットエッチング液として、緩衝フッ酸
溶液に浸することにより裏面側の酸化シリコン膜を除去
する。

【００９９】その後、表面側のフォトレジストを除去
し、第２のウエットエッチング液として、加熱した燐酸
溶液に前記基板を浸漬することにより裏面のシリコン窒
化膜を除去する。

【０１００】その後、表面側のシリコン窒化膜上の二酸
化シリコン膜を緩衝フッ酸溶液により除去する。

【０１０１】その後、セル領域のシリコン窒化膜、シリ
コン酸化膜を選択的に除去した。

【０１０２】レジストパターニングを行い、高濃度ベー
ス領域１８および高濃度アイソレーション領域１９を形
成する部分にのみＰ型不純物の注入を行った。

【０１０３】レジストを除去した後、Ｎ型エミッタ領域
および高濃度Ｎ型コレクタ領域を形成すべき領域のシリ
コン酸化膜を除去し、熱酸化膜を全面に形成し、Ｎ型不
純物を注入した後、熱拡散によってＮ型エミッタ領域お
よび高濃度Ｎ型コレクタ領域を同時に形成した。なお、
Ｎ型エミッタ領域および高濃度Ｎ型コレクタ領域の厚さ
は、それぞれ１．０μｍ以下、不純物濃度は１×１０¹⁸
〜１×１０²⁰ｃｍ^-3程度とした。

【０１０４】（５）さらに、一部電極の接続箇所のシリ
コン酸化膜を除去した後、Ａｌ等を全面堆積し、一部電
極領域以外のＡｌ等を除去した。ここで、Ａｌの除去
は、従来のウエットエッチングとは異なり、フォトレジ
ストを後退させながらエッチングを行なう方法におい
て、傾いた側面を有する配線形状が得られた。

【０１０５】エッチング液としては、従来レジストをパ
ターニングするために用いる現像液つまりＴＭＡＨ（テ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を含有す
る水溶液を用いて良い結果すなわち配線の側壁が法線に
対して約６０度傾いた形状が安定して得られた。

【０１０６】（６）そして、ＰＣＶＤ法により蓄熱層と
しての機能も有する層間膜となるＳｉＯ₂膜を全面に
０．６〜２．０μｍ程度形成した。

【０１０７】この層間膜１０２は常圧ＣＶＤ法によるも
のであってもよい。またＳｉＯ₂膜に限らずＳｉＯＮ
膜、ＳｉＯ膜またはＳｉＮ膜であってもよい。

【０１０８】次に、電気的接続をとるために、エミッタ
領域およびベース・コレクタ領域の上部にあたる層間膜
の一部をフォトリソグラフィー法で開口し、スルーホー
ルＴＨを形成した。

【０１０９】層間膜、保護膜等の絶縁膜のエッチングの
際、ＮＨ₄Ｆ＋ＣＨ₃ＣＯＯＨ＋ＨＦ等の混酸エッチン
グ液を用い、レジスト（マスク用フォトレジスト）と絶
縁膜界面にエッチング液を侵み込ませることで、エッチ
ング断面形状に、テーパー（法線に対して３０度以上７
５度以下が好ましい）をつけたものとすることができ
る。これは、層間膜上に形成する各膜のステップカバレ
ージ性に優れ、製造プロセスの安定化、歩留り向上に役
立つ。

【０１１０】（７）次に、発熱抵抗層９０３としてのＨ
ｆＢ₂を層間膜上と、電気的接続をとるためにエミッタ
領域およびベース・コレクタ領域の上部にあたる電極お
よび電極上とに、スルーホールＴＨを通して１０００Å
ほど堆積した。

【０１１１】（８）発熱抵抗層の上に、電気熱変換素子
の一対の配線電極およびダイオードのカソード配線電
極、アノード配線電極としてのＡｌ材料からなる層を約
５０００Å堆積させ、ＡｌおよびＨｆＢ₂（発熱抵抗
層）をパターニングし、電気熱変換素子とその他配線と
を同時に形成した。ここで、Ａｌのパターニングは、前
記方法と同様である。

【０１１２】（９）その後、ＰＣＶＤ法等により、電気
熱変換素子の保護層およびＡｌ配線間の絶縁層としての
ＳｉＯ₂膜を約１００００Å堆積させた。最初、比較的
低温（１５０〜２５０℃）で膜成長を行い、ヒロックの
成長を抑制することは、前記と同様である。また、保護
膜は、ＳｉＯ₂膜以外にも、ＳｉＯ，ＳｉＮ，ＳｉＯＮ
等の膜でもよい。

【０１１３】その後、耐キャビテーションのための保護
層９０６としてＴａを電気熱変換体の発熱部上部に２０
００Åほど堆積した。

【０１１４】（１０）以上のようにして作成された電気
熱変換素子、ＴａおよびＳｉＯ₂膜を部分的に除去し、
ボンディング用のパッドを形成した。

【０１１５】（１１）次に、半導体素子を有する基体
に、インク吐出部を形成するための液路壁部材および天
板を配設して、それらの内部にインク液路を形成した記
録ヘッドを製造した。

【０１１６】くりぬき部９８０の作成工程を以下に示
す。

【０１１７】前記、電気熱変換素子、及び、駆動用機能
素子をＳｉ基板に作り込んだ後、裏面の前記素子作成時
に成長（堆積）させたシリコン酸化膜をフォトリソグラ
フィーによってパターニングし、くりぬき部９８０を限
定する。

【０１１８】素子を作成したシリコン基体の表面をレジ
スト、及び治具によって保護した後、くりぬき部９８０
のシリコン基体を裏面からエッチングにより除去した。
エッチング液としてはＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイド）２２％溶液を９０度に加熱し
たものを用いた。なお、裏面にマスクとして用いる膜
は、低圧気相合成法によって堆積させたＳｉＮｘ膜でも
良い。

【０１１９】また、くりぬき部９８０を設けたことによ
り、インクはヒーター部上下どちら側からでも供給可能
であり、図９に示したヒーター上部ではなく、くりぬき
部９８０側より供給しても良い。

【０１２０】前述のくりぬき部作成工程によってくりぬ
き部９８０を形成し、天板、吐出口をくりぬき部側に形
成し、インクを裏面より供給した。この時に、素子を作
成した側に補強板を貼り、膜を補強しても良い。また、
補強板は、熱伝導率の小さい、ガラス、石英等を用いる
ことが望ましい。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ウ
エットエッチングのみで、基体の一部領域のみの窒化膜
を剥離して、他の一部領域のみに窒化膜を形成すること
が可能となるため、従来のドレイエッチングで発生して
いた問題である、ドライエッチング装置の搬送系あるい
は基板チャック等の装置内で発生する傷、あるいは異物
に起因する素子欠陥が無い、電子装置を製造することが
できる。

【０１２２】また、本発明によれば、電子装置の製造方
法に於いて、基板上に減圧化学成長法によりシリコン窒
化膜を成長した後、減圧化学成長法によりシリコン薄膜
を成長させ、前記シリコン薄膜を酸化することにより二
酸化シリコン薄膜とした基板に対して、裏面のシリコン
酸化膜をフッ化水素を含む水溶液で除去した後、裏面の
シリコン窒化膜をリン酸を含む水溶液により除去するこ
とにより、ドライエッチング装置を用いることなく、ウ
エットエッチングのみで裏面の窒化膜を剥離することが
可能になるため、ドライエッチング装置の搬送系あるい
は基板チャック等の装置内で発生する傷、あるいは異物
に起因する素子欠陥が無い、液晶表示装置あるいは記録
ヘッド用基体などの製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を説明するプロセスフローの
断面模式図。

【図２】実施例１の表示装置の模式的断面図である。

【図３】実施例１の液晶パネルを示す模式図である。

【図４】実施例１の液晶パネルの等価回路図である。

【図５】実施例１の液晶パネルの画素部の平面構造図で
ある。

【図６】実施例１の液晶パネルの画素部の断面図であ
る。

【図７】実施例１の工程を示す模式的断面図である。

【図８】実施例３により製造される記録ヘッド用基体を
示す模式的断面図である。

【図９】実施例３により製造される記録ヘッドの外観を
示す模式的斜視図である。

【図１０】従来例を示す製造工程の模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

１基体２，３シリコン窒化膜４，４’ シリコン薄膜５，５’ シリコン酸化膜６レジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ４１Ｊ 2/16 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にシリコン窒化膜を配して構成さ
れる電子装置の製造方法において、前記基板の第１の面上及び該第１の面の反対側に位置す
る第２の面上に、それぞれシリコン窒化膜とシリコン酸
化膜とを積層する工程、前記第１の面上に位置する前記シリコン酸化膜をウエッ
トエッチングにより除去する工程、前記第１の面上に位置する前記シリコン窒化膜をウエッ
トエッチングにより除去する工程及び、前記第２の面上に位置する前記シリコン酸化膜をウエッ
トエッチングにより除去する工程とを有することを特徴
とする電子装置の製造方法。
【請求項２】前記シリコン窒化膜は、ＣＶＤ法を用い
て形成される請求項１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３】上記ＣＶＤ法は、減圧ＣＶＤ法である請
求項２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項４】前記シリコン酸化膜は、ＣＶＤ法を用い
て形成されたシリコン膜を酸化して得られる請求項１に
記載の電子装置の製造方法。
【請求項５】前記ＣＶＤ法は、減圧ＣＶＤ法である請
求項４に記載の電子装置の製造方法。
【請求項６】前記酸化は、熱酸化である請求項４に記
載の電子装置の製造方法。
【請求項７】前記シリコン酸化膜の除去は、フッ化水
素を含むエッチング液を用いてなされる請求項１に記載
の電子装置の製造方法。
【請求項８】前記シリコン窒化膜の除去は、リン酸を
含むエッチング液を用いてなされる請求項１に記載の電
子装置の製造方法。
【請求項９】前記シリコン膜は、多結晶シリコンであ
る請求項４に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１０】前記シリコン膜は、非晶質シリコンで
ある請求項４に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１１】前記第１の面上に位置する前記シリコ
ン酸化膜の除去は、前記第２の面上に形成された前記シ
リコン酸化膜上にレジストを配した状態で行なわれる請
求項１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１２】上記電子装置は、液晶表示装置である
請求項１〜１１のいずれかに記載の電子装置の製造方
法。
【請求項１３】上記電子装置は、インクジェット記録
ヘッドである請求項１〜１２のいずれかに記載の電子装
置の製造方法。