JPH1195239A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置の製造方法

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JPH1195239A
JPH1195239A JP26031397A JP26031397A JPH1195239A JP H1195239 A JPH1195239 A JP H1195239A JP 26031397 A JP26031397 A JP 26031397A JP 26031397 A JP26031397 A JP 26031397A JP H1195239 A JPH1195239 A JP H1195239A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
gas
gaseous
transparent conductive
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JP26031397A
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English (en)
Inventor
Koji Hidaka
浩二 日高
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エッチング工程において残渣を生じることな
く、しかも後工程における耐蝕性の高い液晶表示装置を
提供する。 【解決手段】この発明の液晶表示装置1の透明導電性膜
18の製造方法は、水蒸気ガスを添加したスパッタガス
を用いたスパッタリング法であり、水蒸気ガスの添加量
は、分圧にして、0.002Paから0.010Paで
あることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
係り、特に、アレイ基板に設けられる透明導電性膜の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、高画質、薄型、軽量および低消費
電力等の理由から、携帯機器あるいはノート型コンピュ
ータ等の表示部に、例えば、薄膜トランジスタ(TF
T)等をスイッチング素子に用いたアクティブマトリク
ス基板と対向基板の間に液晶材を封止したアクティブマ
トリクス駆動液晶表示装置が広く利用されている。
【0003】上述したアクティブマトリクス駆動液晶表
示装置のアクティブマトリクス基板には、画素電極とし
て利用されるITO(酸化インジウム)膜が利用されて
いる。このITO膜を形成する方法としては、200°
C程度の高温でスパッタリングする方法と、低温で成膜
し、パターンニングした後、熱処理する方法が知られて
いる。
【0004】しかしながら、高温で成膜する方法では、
パターンニングのためのエッチング工程(後工程)にお
けるエッチングレートが低下して製造効率が低下するこ
とが知られている。
【0005】また、低温で成膜し、パターンニングした
後、熱処理する方法では、エッチングレートは高いが後
工程であるエッチング工程でエッチング残渣が生じるこ
とが知られている。このことから、低温で成膜する方法
において、ITO膜を成膜する際に用いるスパッタガス
に、水蒸気(H2 O)を分圧(添加)する方法が提案さ
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
アクティブマトリックス基板の製造方法においては、ソ
ース電極およびドレイン電極を形成する前に、それぞれ
の電極と低抵抗シリコン膜との良好なコンタクトを得る
ためにフッ酸を含む薬液により洗浄することにより低抵
抗シリコン層表面の酸化膜の層を除去する工程を含んで
おり、上述したような水蒸気ガスを添加して形成したI
TO膜を形成した場合、非晶質の膜にエッチング残渣が
生じないという利点があるが耐食性が低く、エッチング
加工後にアニール処理を行ったとしてもITO膜の表面
が腐食されて白濁する問題がある。
【0007】この発明の目的は、エッチング工程におい
て残渣を生じることなく、しかも後工程における耐蝕性
を向上可能な透明導電成膜を有する液晶表示装置の製造
方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、絶縁基板上にITOから
なる透明導電性膜を備えたアクティブマトリクス型液晶
表示装置において、前記透明導電性膜の成膜工程は、水
蒸気ガスを添加したスパッタリング法で、かつ、その水
蒸気ガスの添加量は、分圧にして、0.002Paから
0.010Paであることを特徴とすることを特徴とす
る。
【0009】また、この発明は、絶縁基板上にITOか
らなる透明導電性膜を備えたアクティブマトリクス型液
晶表示装置において、前記透明導電性膜の成膜工程は、
水蒸気ガスを添加したスパッタリング法で、かつ、その
水蒸気ガスの添加量は、分圧にして、0.002Paか
ら0.010Paであり、かつ、その後、200°C以
上の熱による熱処理工程を有することを特徴とする。
【0010】さらに、この発明は、絶縁基板上にITO
からなる透明導電性膜を備えたアクティブマトリクス型
液晶表示装置において、前記透明導電性膜の成膜工程
は、水蒸気ガスを添加したスパッタリング法であり、そ
の水蒸気ガスの添加量は、分圧にして、0.002Pa
から0.010Paであり、かつ、その後、200°C
以上の熱による熱処理工程を有し、かつ、その後、フッ
酸を含んだ水溶液にて表面処理する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
【0011】またさらに、この発明は、水蒸気ガスの添
加量が、分圧にして0.005Pa以上0.010Pa
以下であることを特徴とする。さらにまた、この発明
は、水蒸気ガスの添加量が、分圧にして概ね0.005
Paであり、熱処理温度は、好ましくは概ね230°C
であることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を詳細に説明する。図1は、逆スタガー型
の液晶表示装置に利用されるアクティブマトリクス液晶
表示パネルの概略断面を示す概略図である。
【0013】図1に示すように、液晶表示パネル1は、
薄膜トランジスタ(TFT)構造を有するアクティブマ
トリックス基板10、このアクティブマトリックス基板
10に対向配置される対向基板30および両基板間に注
入・封止される液晶材50により構成される。
【0014】次に、液晶表示パネルの製造方法を、アク
ティブマトリックス基板の製造工程を中心に説明する。
図1に示されるように、第1に、アクティブマトリクス
基板10に利用されるとなるガラス基板11の一主平面
すなわち一方の面に、金属あるいは合金の薄層を形成
し、所定パターンにエッチングして図示しない走査電極
(12)とゲート電極12を、形成する。
【0015】次に、ゲート電極12を覆うように、例え
ばSiOx(酸化シリコン)等からなる第1のゲート絶
縁膜13を、例えばプラズマCVD法により、所定の厚
さ、積層する。
【0016】続いて、所定厚さの第2のゲート絶縁膜1
4と、後述するTFT構造におけるチャネル(半導体)
層として利用されるアモルファスシリコン(以下、a−
Siと示す)膜15とエッチングストッパ(保護絶縁
膜)層16を、それぞれ、順に堆積する。
【0017】次に、エッチングストッパ層16のみをエ
ッチングして、所定の形状、例えば島状に加工する。続
いて、低抵抗シリコン(以下、Siと示す)層17を、
所定厚さ形成し、低抵抗Si層17とa−Si膜15と
第2のゲート絶縁膜14を、同一パターンにエッチング
する。
【0018】次に、画素電極である透明導電性膜すなわ
ちITO膜18を、例えばスパッタリングにより、50
ナノメートル(以下、nmと示す)形成する。なお、I
TO膜18としては、酸化インジウム(In23
に、スズ(Sn)を10重量百分率(wt%)を添加し
たものを用いている。また、ITO膜18の成膜条件
は、パワー密度を10W/平方センチメートルとし、ス
パッタガスとして、アルゴン(Ar)ガスを圧力0.6
Pa、水蒸気(H2 O)ガスを分圧で0.005Pa混
合した混合ガスを用いている。このとき、ステージの温
度は、常温(室温)としている。
【0019】続いて、フォトリソグラフィ手法を用いて
所望のレジストパターンを形成し、シュウ酸を主成分と
したエッチング液により、ウエットエッチングする。次
に、フォトレジストを剥離し、常圧において、窒素(N
2 )ガス雰囲気中で加熱処理する。また、加熱温度は、
230°Cとする。なお、加熱中のN2 ガス雰囲気は、
1Torr程度であってもよい。
【0020】続いて、バッファードフッ酸溶液B−HF
を用いて、第1のゲート絶縁膜13に対し、走査電極
(12)に走査信号を印加するためのコンタクトホール
を形成する。
【0021】次に、希フッ酸溶液を用いて、低抵抗Si
層17の表面に形成された酸化膜を除去(アニール)
し、ソース電極19、ドレイン電極20および図示しな
い信号線に対応する電極部材としてのクロム(Cr)層
を、所定の厚さ堆積し、フォトレジストを配置してパタ
ーンニングする。なお、ソース電極19は、ITO膜す
なわち画素電極18と一部で接続されることはいうまで
もない。
【0022】続いて、ソース電極19およびドレイン電
極20をマスクとし、チャネル上部の低抵抗Si層17
をエッチングにより除去する。以下、画素電極18とソ
ース電極19とドレイン電極20と露出されたエッチン
グストッパ層16をパッシベーション膜21で覆い、さ
らに配向膜22を積層する。
【0023】次に、上述したアクティブマトリックス基
板10と別の工程で形成された対向基板30をアクティ
ブマトリックス基板10に所定間隔で対向させ、両基板
間に液晶材50を注入し、封止した後、所定の領域に駆
動回路等を付加することで、液晶表示装置が提供され
る。なお、対向基板30は、ガラス基板31に、周知の
ブラックマトリック(遮光膜)32、カラーフィルタ3
3、対向電極34および配向膜35が順に形成されたも
ので、さまざまな構成が、既に提案されているから、詳
細な説明は省略する。
【0024】図2は、図1に示した液晶表示パネル1に
おける画素電極すなわちITO膜18の結晶性を評価す
るためにX線回折スペクトルを測定した結果を示すグラ
フである。
【0025】図2に示されるように、混合ガス中のH2
Oガスの分圧を0.001Pa,同0.002Paおよ
び0.005Paのそれぞれとして、X線回折スペクト
ルを測定すると、H2 Oガスの分圧が0.002Pa
で、2θスケールの30°付近に見られるピークが、H
2 Oガスを混合しない場合に比較して1/2程度に低減
されることが認められる。また、H2 Oガスの分圧が
0.005Paである場合に、2θスケールの30°付
近に見られるピークが大幅に低減されることが認められ
る。
【0026】図3は、混合ガス中のH2 Oガスの分圧と
透過率との関係を示すグラフである。図3に示されるよ
うに、混合ガス中のH2 Oガスの分圧が0.010Pa
よりも高い場合、HFによる表面酸化膜除去の工程によ
りITO膜18の腐食が発生して透過率が急激に低下
し、一般的なITOの透過率の仕様である80%を下回
る白濁が認められた。
【0027】図4は、図1に示した液晶表示パネルにお
ける画素電極すなわちITO膜18を上述した方法で製
造したものにおける分光透過率を示すグラフである。図
4に示されるように、液晶表示パネル1において必要と
される可視光すなわち波長400nmないし700nm
の光の全域において、80%より高い透過率が確保でき
ることが認められる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の液晶表
示装置は、画素電極としてのITOを製造する際に、ス
パッタガスとして、アルゴン(Ar)ガスを圧力0.6
Pa、水蒸気(H2 O)ガスを分圧で0.005Pa混
合した混合ガスを用いている。これにより、次の工程で
あるエッチングレートに影響を与えることなく、しかも
エッチング残渣となりやすい微結晶粒が生じることを防
止できる。従って、エッチング残渣がなく、白濁等によ
る画質の劣化の生じない液晶表示パネルが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態である製造方法が適用さ
れる液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の概略平
面図。
【図2】図1を用いて説明したITO膜の製造方法にお
いて、混合ガス中の水蒸気ガスの分圧とITO膜のX線
回折スペクトルとの関係を示すグラフ。
【図3】図1を用いて説明したITO膜の製造方法にお
いて、混合ガス中の水蒸気ガスの分圧とITO膜の透過
率との関係を示すグラフ。
【図4】図1を用いて説明したITO膜の製造方法によ
り得られるITO膜の分光透過率を示すグラフ。
【符号の説明】
1 …アクティブマトリクス型液晶表示パネル、 10 …アクティブマトリクス基板、 11 …ガラス基板、 12 …ゲート電極、 13 …第1のゲート絶縁膜、 14 …第2のゲート絶縁膜、 15 …アモルファスシリコン膜、 16 …エッチングストッパ層、 17 …低抵抗シリコン層、 18 …透明導電性膜、 19 …ソース電極、 20 …ドレイン電極、 21 …パッシベーション膜、 22 …配向膜、 30 …対向基板、 50 …液晶材。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基板上にITOからなる透明導電性膜
    を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
    て、 前記透明導電性膜の成膜工程は、水蒸気ガスを添加した
    スパッタリング法で、かつ、その水蒸気ガスの添加量
    は、分圧にして、0.002Paから0.010Paで
    あることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  2. 【請求項2】絶縁基板上にITOからなる透明導電性膜
    を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
    て、 前記透明導電性膜の成膜工程は、水蒸気ガスを添加した
    スパッタリング法で、かつ、その水蒸気ガスの添加量
    は、分圧にして、0.002Paから0.010Paで
    あり、かつ、その後、200°C以上の熱による熱処理
    工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方
    法。
  3. 【請求項3】絶縁基板上にITOからなる透明導電性膜
    を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
    て、 前記透明導電性膜の成膜工程は、水蒸気ガスを添加した
    スパッタリング法であり、 その水蒸気ガスの添加量は、分圧にして、0.002P
    aから0.010Paであり、かつ、 その後、200°C以上の熱による熱処理工程を有し、
    かつ、 その後、フッ酸を含んだ水溶液にて表面処理する工程
    と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方
    法。
  4. 【請求項4】上記水蒸気ガスの添加量は、分圧にして、
    0.005Pa以上であることを特徴とする請求項1な
    いし3のいづれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
  5. 【請求項5】上記水蒸気ガスの添加量は、分圧にして、
    概ね0.005Paであり、熱処理温度は、好ましくは
    概ね230°Cであることを特徴とする請求項1ないし
    3のいづれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
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