(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号電極に接続する下部電極と、その下部電極上に配した陽極酸化膜と、前記陽極酸化膜に重なる上部電極と、前記上部電極に接続する画素電極を具備する薄膜ダイオードの製造方法において、
ホウ酸アンモニウム、リン酸またはリン酸アンモニウムを陽極酸化液に用いて前記下部電極の表面に前記陽極酸化膜を形成する陽極酸化処理工程と、
その陽極酸化膜の形成後に真空中で行う第１の加熱処理工程と、
透明導電性の酸化物である透明電極膜からなる上部電極材料を形成した後に真空中で行う第２の加熱処理工程と、
前記第２の加熱処理工程の後に、前記上部電極材料をパターン形成して前記上部電極および前記画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする薄膜ダイオードの製造方法。
【請求項２】
信号電極に接続する下部電極と、その下部電極上に配した陽極酸化膜と、前記陽極酸化膜に重なる上部電極と、前記上部電極に接続する画素電極を具備する薄膜ダイオードの製造方法において、
ホウ酸アンモニウム、リン酸またはリン酸アンモニウムを陽極酸化液に用いて前記下部電極の表面に前記陽極酸化膜を形成する陽極酸化処理工程と、
その陽極酸化膜の形成後に真空中で行う第１の加熱処理工程と、
透明導電性の酸化物である透明電極膜からなる上部電極材料を形成した後にパターン形成して前記上部電極および前記画素電極を形成する工程と、
前記上部電極および前記画素電極を形成する工程の後に真空中で行う第２の加熱処理工程とを有することを特徴とする薄膜ダイオードの製造方法。
【請求項３】
信号電極に接続する下部電極と、その下部電極上に配した陽極酸化膜と、前記陽極酸化膜に重なる上部電極と、前記上部電極に接続する画素電極を具備する薄膜ダイオードの製造方法において、
ホウ酸アンモニウム、リン酸またはリン酸アンモニウムを陽極酸化液に用いて前記下部電極の表面に前記陽極酸化膜を形成する陽極酸化処理工程と、
その陽極酸化膜の形成後に真空中で行う第１の加熱処理工程と、
透明導電性の酸化物である透明電極膜からなる上部電極材料を形成した後に不活性雰囲気または還元雰囲気で行う第２の加熱処理工程と、
前記第２の加熱処理工程の後に、前記上部電極材料をパターン形成して前記上部電極および前記画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする薄膜ダイオードの製造方法。
【請求項４】
信号電極から離間した島状の下部電極と、該下部電極の表面に形成さ
れる陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を介して前記下部電極と重なるように形成される第１の上部電極及び第２の上部電極と、該第２の上部電極に接続する画素電極を具備する薄膜ダイオードの製造方法において、
ホウ酸アンモニウム、リン酸またはリン酸アンモニウムを陽極酸化液に用いて前記下部電極の表面に陽極酸化膜を形成する陽極酸化処理工程と、
その陽極酸化膜の形成後に真空中で行う第１の加熱処理工程と、
透明導電性の酸化物である透明電極膜からなる上部電極材料を形成した後に真空中で行う第２の加熱処理工程と、
前記第２の加熱処理工程の後に、前記上部電極材料をパターン形成して前記第１の上部電極と前記第２の上部電極と前記画素電極とを形成する工程とを有することを特徴とする薄膜ダイオードの製造方法。
【請求項５】
信号電極から離間した島状の下部電極と、該下部電極の表面に形成される陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を介して前記下部電極と重なるように形成される第１の上部電極及び第２の上部電極と、該第２の上部電極に接続する画素電極を具備する薄膜ダイオードの製造方法において、
ホウ酸アンモニウム、リン酸またはリン酸アンモニウムを陽極酸化液に用いて前記下部電極の表面に陽極酸化膜を形成する陽極酸化処理工程と、
その陽極酸化膜の形成後に真空中で行う第１の加熱処理工程と、
透明導電性の酸化物である透明電極膜からなる上部電極材料を形成した後にパターン形成して前記第１の上部電極と前記第２の上部電極と前記画素電極とを形成する工程と、
前記第１の上部電極と前記第２の上部電極と前記画素電極とを形成する工程の後に真空中で行う第２の加熱処理工程とを有することを特徴とする薄膜ダイオードの製造方法。
【請求項６】
信号電極から離間した島状の下部電極と、該下部電極の表面に形成される陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を介して前記下部電極と重なるように形成される第１の上部電極及び第２の上部電極と、該第２の上部電極に接続する画素電極を具備する薄膜ダイオードの製造方法において、
ホウ酸アンモニウム、リン酸またはリン酸アンモニウムを陽極酸化液に用いて前記下部電極の表面に陽極酸化膜を形成する陽極酸化処理工程と、
その陽極酸化膜の形成後に真空中で行う第１の加熱処理工程と、
透明導電性の酸化物である透明電極膜からなる上部電極材料を形成した後に不活性雰囲気または還元雰囲気で行う第２の加熱処理工程と、
前記第２の加熱処理工程の後に、前記上部電極材料をパターン形成して前記第１の上部電極と前記第２の上部電極と前記画素電極とを形成する工程とを有することを特徴とする薄膜ダイオードの製造方法。
【請求項７】
前記下部電極材料をタンタル膜で形成し、前記陽極酸化膜として酸化タンタル膜を形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の薄膜ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に適用する薄膜ダイオードの製造方法とに関し、とくにマトリクス状に配置するそれぞれ画素に設ける非線形抵抗素子である薄膜ダイオード素子を制御して液晶を駆動する薄膜ダイオードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は実用化がすすみ、現在では高品位な表示画質が得られるアクティブマトリクス方式の液晶表示装置が主流になりつつある。
【０００３】
ここでアクティブマトリクス方式とは、マトリクス状に設ける画素電極ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や、金属−陽極酸化膜−金属あるいは金属−陽極酸化膜−透明導電膜構造の薄膜ダイオード（ＴＦＤ）からなる非線形抵抗素子をスイッチング素子として用いるものである。
【０００４】
そして薄膜ダイオードをスイッチング素子として適用する液晶表示装置は、この薄膜ダイオードの非線形な電圧−電流特性を用い、この薄膜ダイオード素子に直列に接続する液晶層をスイッチして表示を行うものである。
【０００５】
このような薄膜ダイオードの製造方法における従来技術としては、たとえば特開昭６２−６２３３３号公報に記載の製造方法がある。
【０００６】
この公報に記載の製造方法を、図１２と図１３とを用いて説明する。図１２は従来技術における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図であり、図１３は従来技術における薄膜ダイオードの製造方法を示す平面図である。なお図１２の断面図は、図１３のＣ−Ｃ線における断面を示す。以下、図１２と図１３とを交互に参照して説明する。
【０００７】
はじめに、ガラスからなる基板１１上の全面にタンタルからなる下部電極１３材料を、スパッタリング法で形成する。
【０００８】
その後、この下部電極１３材料上の全面に回転塗布法によりフォトレジストを形成し、所定のフォトマスクを用いて露光と現像処理とを行い、下部電極１３のパターンに形成したフォトレジスト（図示せず）を形成する。以下、このフォトレジストの全面形成と、フォトマスクを用いた露光処理と、現像処理とをフォトリソグラフィ処理と記載する。
【０００９】
その後、このパターニングしたフォトレジストをエッチングマスクに用いて、下部電極１３材料であるタンタルをエッチングして下部電極１３を形成する。この下部電極１３の平面パターン形状は、図１３に示すように、信号電極２５から突き出すように下部電極１３を形成している。
【００１０】
その後、下部電極１３を陽極酸化処理して、下部電極１３の表面に酸化タンタル膜（Ｔａ２  Ｏ５  ）からなる陽極酸化膜１５を形成する。この陽極酸化処理は、クエン酸の０．１ｗｔ％水溶液中で、３６Ｖの電圧を印加して行う。
【００１１】
この陽極酸化処理後、加熱処理を行う。この加熱処理は、空気中で３００℃の温度で、３０分間の条件で行う。
【００１２】
その後、真空蒸着法によりクロムと透明導電膜である酸化インジウムスズからなる上部電極１４材料を形成する。
【００１３】
その後、フォトリソグラフィ処理によって図示しないフォトレジストをパターン形成し、さらにその後、このパターニングしたフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極１４材料をエッチングして上部電極１７を形成する。
【００１４】
この上部電極１７の平面パターン形状は、図１３に示すように、画素電極１９の一部領域を開口し、上部電極１７が下部電極１３に重なるように上部電極１７を形成している。
【００１５】
この上部電極１７のパターニング後、加熱処理を行う。この加熱処理は、空気中で３００℃の温度で、３０分間の条件で行う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上図１２と図１３を用いて説明した薄膜ダイオードの製造方法においては、製造処理工程数が少なく、とくにフォトレジストのパターニング回数が２回と少ないという特徴を備えている。
【００１７】
しかしながらこの図１２と図１３を用いて説明した薄膜ダイオードの製造方法によって得られる薄膜ダイオードを適用した液晶表示装置おいては、液晶駆動時の表示を切り換えるときに残像現象が発生する。
【００１８】
この残像現象について、図１４のグラフを用いて説明する。なお液晶表示装置は、ノーマリー白の表示である。図１４のグラフは、縦軸は相対透過率を示し、横軸は時間を示している。
【００１９】
図１４のグラフは任意の画素を５分間隔にて電圧の変化を行ったときの透過率の変化を示している。すなわち、はじめに透過率５０％の表示の電圧（Ｖ１）を５分間（非選択期間：Ｔ１）印加し、つぎに透過率１０％の表示の電圧（Ｖ２）を５分間（選択期間：Ｔ２）印加し、さらにふたたび最初のＴ１の非選択期間に印加した電圧（Ｖ１）と同一な電圧（Ｖ３）を５分間（非選択期間：Ｔ３）印加する。
【００２０】
残像現象は、非選択期間Ｔ１と非選択期間Ｔ３とで印加する電圧が等しいにもかかわらず、透過率に差（△Ｔ）が発生する現象である。従来技術を示す図１２と図１３とを用いて説明した製造方法によって形成した薄膜ダイオードを適用する液晶表示装置における透過率の差△Ｔは５％であった。
【００２１】
以上図１４を用いて説明した残像現象の発生することにより、液晶表示装置は本来表示する画像と異なる表示内容が表示されることになる。
【００２２】
このような残像現象が発生すると、液晶表示装置の表示品質はいちじるしく低下し、このため液晶表示装置としては実用上大きな問題点となっている。
【００２３】
本発明の目的は、上記課題を解決して、残像現象の発生を抑え、薄膜ダイオード素子を用いた液晶表示装置における表示品質が良好な薄膜ダイオードの製造方法を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の薄膜ダイオードの製造方法においては、下記記載の手段を採用する。
【００２５】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成し、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極を形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００２７】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成し、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極を形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００２９】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、このパターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００３０】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、このパターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００３１】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いてタンタル膜をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いてタンタル膜をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００３３】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、この下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００３４】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料の上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００３５】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いてタンタル膜をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いるを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００３６】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いてタンタル膜をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料の上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００３７】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、この下部電極材料の上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行って下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００３８】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行って下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００３９】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、この下部電極材料の上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いてタンタル膜をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行って下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００４０】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極に接続するように形成する下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する上部電極とこの上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いてタンタル膜をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行って下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして上部電極と画素電極を形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００４１】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極から離間し島状の下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する第１の上部電極と第２の上部電極とこの第２の上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、この下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、このパターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして第１の上部電極と第２の上部電極とこの第２の上部電極に接続する画素電極とを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００４２】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極から離間し島状の下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する第１の上部電極と第２の上部電極とこの第２の上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上に下部電極材料を形成し、この下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて下部電極材料をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして第１の上部電極と第２の上部電極とこの第２の上部電極に接続する画素電極とを形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００４３】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極から離間し島状の下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する第１の上部電極と第２の上部電極とこの第２の上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いてタンタル膜をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、真空中で加熱処理を行い、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして第１の上部電極と第２の上部電極とこの第２の上部電極に接続する画素電極とを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００４４】
本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、信号電極から離間し島状の下部電極と下部電極の表面に形成する陽極酸化膜とこの陽極酸化膜を介して下部電極と重なるように形成する第１の上部電極と第２の上部電極とこの第２の上部電極に接続する画素電極とを備える薄膜ダイオードの製造方法は、基板上にタンタル膜からなる下部電極材料を形成し、下部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いてタンタル膜をエッチングして下部電極と信号電極を形成する工程と、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを陽極酸化液として用いる陽極酸化処理を行い下部電極の表面に酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜を形成し、真空中で加熱処理を行う工程と、透明導電膜からなる上部電極材料を形成し、上部電極材料上にフォトレジストを形成し、フォトリソグラフィ処理によりフォトレジストをパターン形成する工程と、パターン形成したフォトレジストをエッチングマスクに用いて上部電極材料をエッチングして第１の上部電極と第２の上部電極とこの第２の上部電極に接続する画素電極とを形成し、加熱処理を行う工程とを有することを特徴とする。
【００４５】
本発明による薄膜ダイオード素子の製造方法は、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを用いて陽極酸化処理を行い下部電極表面に陽極酸化膜を形成後、真空中で加熱処理を行い、さらに透明電極膜からなる上部電極のパターン形成の前工程あるいは後工程に真空中で加熱処理を行う処理工程を採用している。
【００４６】
このような処理工程を採用する結果、本発明の薄膜ダイオードの製造方法においては、残像現象の発生を抑え、表示品質が良好な液晶表示装置を得ることができる。
【００４７】
この残像現象の発生を抑制することができる原因は、発明者らは以下に記載するように推考している。すなわちホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを使用した陽極酸化処理においては、陽極酸化膜中に陰イオンとしてボロンやリンの不純物が取り込まれる。
【００４８】
ここで陽極酸化処理中に陽極酸化膜中に取り込まれるボロンやリンは、陽極酸化膜の表面近傍に多く取り込まれる。そしてその後、真空雰囲気中で加熱処理を行うと、陽極酸化膜から下部電極材料に酸素の拡散が発生する。
【００４９】
そして同一温度と同一時間、真空中で加熱処理を行った場合を比較すると、従来のクエン酸を用いる陽極酸化膜の膜中に炭素が微量取り込まれた被膜より、本発明のボロンやリンが取り込まれた陽極酸化膜のほうが、とくに陽極酸化膜表面酸素の下部電極材料方向への酸素拡散量が多くなる。
【００５０】
従来技術において発生する残像現象の主要因は、薄膜ダイオードの駆動中の素子特性変化である。そしてこの素子特性変化を引き起こすのは、陽極酸化膜中および上部電極と下部電極界面に存在する深い準位および表面準位のトラップが捕獲する電子密度と相関があると考えられる。
【００５１】
薄膜ダイオードの素子特性変化を引き起こすトラップは、陽極酸化膜中および上部電極と下部電極界面の余剰酸素が作り出すと考えられるため、この余剰酸素を無くすことが望ましい。
【００５２】
したがって、ボロンやリンが取り込まれた陽極酸化膜は、従来技術における炭素がその膜に取り込まれた陽極酸化膜と比較して、真空中の加熱処理の効果が、とくに上部電極側の陽極酸化膜中で大きく、酸素拡散量が前述のように多い。その結果、真空雰囲気中の加熱処理は薄膜ダイオードの素子特性変化を引き起こすトラップ密度の低減に効果が大きい。
【００５３】
上部電極として金属被膜を用いた薄膜ダイオードの場合、陽極酸化膜の真空中加熱処理後に上部電極を形成すると、陽極酸化膜の余剰酸素拡散と同時に発生する酸素欠陥増加により、薄膜ダイオードの電流−電圧特性にリークが生じる不都合がある。
【００５４】
これに対して本発明の上部電極として透明導電膜を適用する薄膜ダイオードにおいては、この透明導電膜が酸化物であるため、透明導電膜形成後に行う真空中での加熱処理により、透明導電膜から陽極酸化膜への酸素拡散現象が発生する。
【００５５】
そして陽極酸化膜の真空中での加熱処理と透明導電膜の真空雰囲気中での加熱処理とを最適な条件で行うことによって、陽極酸化膜の余剰酸素とプールフレンケル伝導を支配する酸素欠損を制御して、薄膜ダイオードの素子特性変化を最小にして、電流−電圧特性にリークが生じることがない。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施するための最良な形態における薄膜ダイオードの製造方法を、図面を用いて説明する。図１から図３は本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図であり、図４は本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す平面図である。なお図１から図３は図４のＡ−Ａ線における断面図を示す。
【００５７】
まずはじめに図１に示すように、絶縁性を有しガラスからなる基板１１上の全面に、下部電極１３材料としてタンタル膜を１００ｎｍの膜厚で形成する。このタンタル膜の形成は、アルゴンガス雰囲気中でのスパッタリング処理によって形成する。
【００５８】
その後、ポジ型のフォトレジスト２７を下部電極１３材料上の全面に、回転塗布法により形成し、フォトマスクを用いて露光処理と、現像処理とのフォトリソグラフィ処理を行いフォトレジストのパターンニングを行って、フォトレジスト２７を下部電極１３と信号電極２５のパターン形状に形成する。
【００５９】
その後、平行平板型電極構造を有するエッチング装置のエッチングチャンバー内にエッチングガスとして、六フッ化イオウを２００ｃｃ／分とヘリウムを２０ｃｃ／分と酸素を３０ｃｃ／分との流量で導入し、エッチングチャンバー内圧力を５０ｍＴｏｒｒに保ち、高周波電力１ＫＷ投入し、フォトレジスト２７をエッチングマスクにして、下部電極１３材料であるタンタル膜をエッチングして、薄膜ダイオードの下部電極１３と信号電極２５を形成する。
【００６０】
このエッチング処理後の下部電極１３と信号電極２５の平面パターン形状は、図４の平面図に示すように、信号電極２５から突き出すように下部電極１３を形成している。
【００６１】
つぎに図２に示すように、下部電極１３の表面に陽極酸化膜１５を形成する。この陽極酸化膜１５を形成するための陽極酸化処理は、陽極酸化液としてホウ酸アンモニウム溶液を用いて行う。
【００６２】
このとき、陽極酸化膜１５は７０ｎｍの厚さとなるように陽極酸化電圧を３６Ｖに設定し、０．２Ｖ／分の速度で昇圧し、１時間のホールド電圧で形成する。なお図４の平面図においては、この陽極酸化膜１５の図示は省略している。
【００６３】
そして白金を陰極とし、下部電極１３を陽極とし、陽極酸化液を満たした酸化槽の中に基板１１を浸漬して、直流電源から前述の直流電圧を信号電極２５を介して印加する。
【００６４】
その後、真空中で加熱処理を行う。このときの加熱処理条件は、真空度が１×１０−５Ｔｏｒｒ以下で、温度が４５０℃で、時間が６０分から１２０分の条件で行う。
【００６５】
その後、酸化インジウムスズからなる透明電極膜を上部電極１７材料として全面に形成する。この酸化インジウムスズは、酸素を０．５〜１％含むアルゴンガスをスパッタチャンバー内に導入し、スパッター圧を１０ｍＴｏｒｒに制御するスパッタリング法により１００ｎｍの膜厚で形成する。
【００６６】
その後、真空中で加熱処理を行う。このときの加熱処理条件は、真空度が１×１０−５Ｔｏｒｒ以下で、温度が３３０℃から３５０℃で、時間が１８０分の条件で行う。
【００６７】
つぎにフォトレジスト２７を回転塗布法によって上部電極１７材料上の全面に形成し、フォトマスクを用いて露光処理と、現像処理とのフォトリソグラフィ処理を行い、フォトレジスト２７を上部電極１７と画素電極１９の形状にパターン形成する。
【００６８】
つぎに図３に示すように、上部電極１７材料をフォトレジスト２７をエッチングマスクに用いてパターニングして上部電極１７と画素電極１９とを形成する。この酸化インジウムスズからなる上部電極１７材料のエッチング処理は、塩化第二鉄と塩酸との混合液を使用する湿式エッチング処理により行う。
【００６９】
その後、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト２７を、硫酸と過酸化水素との混合溶液を用いる湿式剥離法により除去する。
【００７０】
この上部電極１７と画素電極１９との平面パターン形状は、図４の平面図に示すように、画素電極１９の一部領域を延長し、下部電極１３に重なるように上部電極１７を形成する。
【００７１】
その後、全面に酸化タンタルからなる保護膜２１を形成する。この保護膜２１は、真空チャンバー内に酸素が３％含むアルゴンガスを５ｍＴｏｒｒ導入するスパッタリング法により１００ｎｍの厚さで形成する。
【００７２】
この保護膜１６は、薄膜ダイオード素子を形成する基板１１の信号電極２５や画素電極１９と、この基板１１に対向する対向基板の走査電極との基板間ショートの発生を防止することを目的として形成している。
【００７３】
この結果、タンタル膜からなる下部電極１３と、酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜１５と、透明導電膜である酸化インジウムスズ膜からなる上部電極１７構造の薄膜ダイオード素子を形成することができる。
【００７４】
以上説明した薄膜ダイオードの製造方法により形成した薄膜ダイオードを用いたときの残像現象を、図１１のグラフを用いて説明する。
【００７５】
図１１のグラフは、従来技術の残像現象を説明した図１４のグラフと同様に、本発明の実施形態の製造方法により形成した薄膜ダイオードを有する液晶表示装置を、５分間隔で電圧を変化させたときの透過率の変化を示している。なお液晶表示装置は、ノーマリー白の表示である。図１１のグラフは、縦軸は相対透過率を示し、横軸は時間を示している。
【００７６】
最初に透過率５０％の表示の電圧（Ｖ１）を５分間（非選択期間：Ｔ１）印加し、つぎに透過率１０％の表示の電圧（Ｖ２）を５分間（選択期間：Ｔ２）印加し、さらにふたたび最初のＴ１の非選択期間に印加した電圧（Ｖ１）と同一な電圧（Ｖ３）を５分間（非選択期間：Ｔ３）印加している。
【００７７】
残像現象は、前述の説明のように、非選択期間Ｔ１と非選択期間Ｔ３とで印加する電圧が等しいにもかかわらず、透過率に差（△Ｔ）が発生する現象である。
【００７８】
図１から図４を用いて説明した本発明の実施形態の製造方法によって形成した薄膜ダイオードを液晶表示装置のスイッチング素子として用いることにより、透過率の差（△Ｔ）は、図１１のグラフに示すように、１％以下にまで減少する。さらに、透過率の差（△Ｔ）も時間とともに急激に減少している。
【００７９】
さらに以上説明した製造方法により形成した薄膜ダイオードを液晶表示パネルとし、実際の画像表示を行った。その結果は、従来技術により形成した液晶表示パネルと、その表示品質に明らかな差があった。
【００８０】
以上説明した本発明における薄膜ダイードの製造方法においては、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを用いて陽極酸化処理を行い下部電極１３表面に陽極酸化膜１５を形成した後、真空中で加熱処理を行い、さらに透明電極膜からなる上部電極１７のパターン形成の前工程あるいは後工程に真空中で加熱処理を行う処理工程を採用している。
【００８１】
このような処理工程を採用する結果、本発明の薄膜ダイオードの製造方法においては、図１１のグラフを用いて説明したように、残像現象の発生を抑え、表示品質が良好な液晶表示装置を得ることができる。
【００８２】
この残像現象の発生を抑制することができる理由は、以下に記載するように考えている。ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを使用した陽極酸化処理においては、陽極酸化膜１５の被膜中に陰イオンとしてボロンやリンの不純物が取り込まれる。
【００８３】
ここで陽極酸化処理中に陽極酸化膜１５中に取り込まれるボロンやリンは、陽極酸化膜１５の表面近傍に多く取り込まれる。そしてその後、真空雰囲気中で加熱処理を行うと、陽極酸化膜１５から下部電極１３に酸素の拡散が発生する。
【００８４】
そして同一温度と同一時間、真空中で加熱処理を行った場合を比較すると、従来のクエン酸を用いる陽極酸化膜の膜中に炭素が微量取り込まれた被膜より、本発明のボロンやリンが取り込まれた陽極酸化膜１５のほうが、とくに陽極酸化膜１５表面酸素の下部電極１３方向への酸素拡散量が多くなる。
【００８５】
従来技術において発生する残像現象の主要因は、薄膜ダイオードの駆動中の素子特性変化である。そしてこの素子特性変化を引き起こすのは、陽極酸化膜１５中および上部電極１７と下部電極１３界面に存在する深い準位および表面準位のトラップが捕獲する電子密度と相関があると考えられる。
【００８６】
薄膜ダイオードの素子特性変化を引き起こすトラップは、陽極酸化膜１５中および上部電極１７と下部電極１３界面の余剰酸素が作り出すと考えられるため、この余剰酸素を無くすことが望ましい。
【００８７】
したがって、ボロンやリンが取り込まれた陽極酸化膜１５は、従来技術における炭素がその膜に取り込まれた陽極酸化膜と比較して、真空中の加熱処理の効果が、とくに上部電極１７側の陽極酸化膜中で大きく、酸素拡散量が前述のように多い。その結果、真空雰囲気中の加熱処理は薄膜ダイオードの素子特性変化を引き起こすトラップ密度の低減に効果が大きい。
【００８８】
上部電極１７として金属被膜を用いた薄膜ダイオードの場合、陽極酸化膜１５の真空中加熱処理後に上部電極１７を形成すると、陽極酸化膜１５の余剰酸素拡散と同時に発生する酸素欠陥増加により、薄膜ダイオードの電流−電圧特性にリークが生じる不都合がある。
【００８９】
これに対して本発明の上部電極１７として透明導電膜を適用する薄膜ダイオードにおいては、この透明導電膜が酸化物であるため、透明導電膜形成後に行う真空中での加熱処理により、透明導電膜から陽極酸化膜１５への酸素拡散現象が発生する。
【００９０】
そして陽極酸化膜１５の真空中での加熱処理と透明導電膜の真空雰囲気中での加熱処理とを最適な条件で行うことによって、陽極酸化膜１５の余剰酸素とプールフレンケル伝導を支配する酸素欠損を制御して、薄膜ダイオードの素子特性変化を最小にして、電流−電圧特性にリークが生じることがない。
【００９１】
なお以上の図１から図３と図４とを用いて説明した実施形態においては、上部電極１７材料と画素電極１９材料である透明導電膜の酸化インジウムスズの被膜形成後でそのパターニング前に、真空中で加熱処理を行う実施形態で説明した。
【００９２】
しかしながら本発明の薄膜ダイオードの製造方法では、フォトリソグラフィ処理とエッチング処理とを行い、上部電極１７と画素電極１９とをパターニングした後工程で、加熱処理を行う実施形態を採用しても、以上の説明と同じ効果を得られることを発明者らは実験によって確認している。
【００９３】
つぎに以上の説明と異なる実施形態における薄膜ダイード素子の製造方法を、図５から図７と図８から図１０を用いて説明する。以下に説明する実施形態における薄膜ダイード素子の製造方法においては、画素電極と信号電極との間に形成する薄膜ダイオードを複数個で構成した場合である。
【００９４】
図５から図７は本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図であり、図８から図１０は本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を工程順に示す平面図である。なお図５から図７は図１０のＢ−Ｂ線における断面図を示す。
【００９５】
まずはじめに図５に示すように、絶縁性を有しガラスからなる基板１１上の全面に、下部電極１３材料としてタンタル膜を１００ｎｍの膜厚で形成する。このタンタル膜の形成は、アルゴンガス雰囲気中でのスパッタリング処理によって形成する。
【００９６】
その後、ポジ型のフォトレジスト２７を下部電極１３材料上の全面に、回転塗布法により形成し、フォトマスクを用いて露光処理と、現像処理とのフォトリソグラフィ処理を行いフォトレジストのパターンニングを行って、フォトレジスト２７を下部電極１３と信号電極２５のパターン形状に形成する。
【００９７】
その後、平行平板型電極構造を有するエッチング装置のエッチングチャンバー内にエッチングガスとして、六フッ化イオウを２００ｃｃ／分とヘリウムを２０ｃｃ／分と酸素を３０ｃｃ／分との流量で導入し、エッチングチャンバー内圧力を５０ｍＴｏｒｒに保ち、高周波電力１ＫＷ投入し、フォトレジスト２７をエッチングマスクにして、下部電極１３材料であるタンタル膜をエッチングして、薄膜ダイオードの下部電極１３と信号電極２５を形成する。
【００９８】
このエッチング処理後の下部電極１３と信号電極２５の平面パターン形状は、図８の平面図に示すように、信号電極２５からＬ字状に突き出すように下部電極１３を形成している。
【００９９】
つぎに図６に示すように、下部電極１３の表面に陽極酸化膜１５を形成する。この陽極酸化膜１５を形成するための陽極酸化処理は、陽極酸化液としてホウ酸アンモニウム溶液を用いて行う。
【０１００】
このとき、陽極酸化膜１５は３８ｎｍの厚さとなるように陽極酸化電圧を１８Ｖに設定し、０．２Ｖ／分の速度で昇圧し、１時間のホールド電圧で形成する。
【０１０１】
そして白金を陰極とし、下部電極１３を陽極とし、陽極酸化液を満たした酸化槽の中に基板１１を浸漬して、直流電源から前述の直流電圧を信号電極２５を介して印加する。
【０１０２】
その後、真空中で加熱処理を行う。このときの加熱処理条件は、真空度が１×１０−５Ｔｏｒｒ以下で、温度が４５０℃で、時間が６０分から１２０分の条件で行う。
【０１０３】
その後、酸化インジウムスズからなる透明電極膜を上部電極１７材料として全面に形成する。この酸化インジウムスズは、酸素を０．５〜１％含むアルゴンガスをスパッタチャンバー内に導入し、スパッター圧を１０ｍＴｏｒｒに制御するスパッタリング法により１００ｎｍの膜厚で形成する。
【０１０４】
その後、真空中で加熱処理を行う。このときの加熱処理条件は、真空度が１×１０−５Ｔｏｒｒ以下で、温度が３３０℃から３５０℃で、時間が１８０分の条件で行う。
【０１０５】
つぎにフォトレジスト２７を回転塗布法によって上部電極１７材料上の全面に形成し、フォトマスクを用いて露光処理と、現像処理とのフォトリソグラフィ処理を行い、フォトレジスト２７を第１の上部電極１７ａと第２の上部電極１７ｂと画素電極１９の形状にパターン形成する。
【０１０６】
つぎに図７に示すように、上部電極１７材料をフォトレジスト２７をエッチングマスクに使用して、パターニングして第１の上部電極１７ａと第２の上部電極１７ｂと画素電極１９とを形成する。この酸化インジウムスズからなる上部電極１７材料のエッチング処理は、塩化第二鉄と塩酸との混合液を使用する湿式エッチング処理により行う。
【０１０７】
その後、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト２７を、硫酸と過酸化水素との混合溶液を用いる湿式剥離法により除去する。
【０１０８】
この第１の上部電極１７ａと第２の上部電極１７ｂと画素電極１９との平面パターン形状は、図９の平面図に示すように、画素電極１９の一部領域を延長して下部電極１３に重なるように第２の上部電極１７ｂを形成し、さらに信号電極２５にオーバーラップし、しかも下部電極１３に重なるように突き出す領域に第１の上部電極１７ａを形成する。なおこの図９の平面図においては陽極酸化膜の図示は省略している。
【０１０９】
その後、図７の断面図に示すように、基板１１の全面に酸化タンタルからなる保護膜２１を形成する。この保護膜２１は、真空チャンバー内に酸素が３％含むアルゴンガスを５ｍＴｏｒｒ導入するスパッタリング法により１００ｎｍの厚さで形成する。
【０１１０】
この保護膜１６は、薄膜ダイード素子を形成する基板１１の信号電極２５や画素電極１９と、この基板１１に対向する対向基板の走査電極との基板間ショートの発生を防止することを目的として形成している。
【０１１１】
その後、全面にフォトレジスト２７を回転塗布法によりにより形成し、フォトマスクを用いて露光処理と、現像処理とのフォトリソグラフィ処理を行いフォトレジストのパターンニングを行って、フォトレジスト２７を開口領域２９が開口するようにパターン形成する。
【０１１２】
この開口領域２９は、図１０に示すように、信号電極２５からＬ字状に突き出している下部電極１３の屈曲部に位置するようにパターン形成する。
【０１１３】
その後、フォトレジスト２７をエッチングマスクに用いて、平行平板型電極構造のエッチング装置のエッチングチャンバー内に六フッ化イオウを２００ｃｃ／分とヘリウムを２０ｃｃ／分と酸素を３０ｃｃ／分との流量でエッチングチャンバー内に導入し、圧力を５０ｍＴｏｒｒに保ち、さらに高周波電力１ＫＷ投入して、フォトレジスト２７をエッチングマスクにして保護膜２１である酸化タンタルをパターンニングする。
【０１１４】
さらに引き続き、開口領域内の陽極酸化膜１５と下部電極１３とをエッチング除去する。この結果、信号電極２５から分離し、島状のパターン形状の下部電極１３をパターン形成することができる。
【０１１５】
この結果、タンタル膜からなる下部電極１３と、酸化タンタル膜からなる陽極酸化膜１５と、透明導電膜である酸化インジウムスズ膜からなる上部電極１７構造を有し、しかも信号電極２５と画素電極１９との間に２つの薄膜ダイオード素子を形成することができる。
【０１１６】
ここで信号電極２５と画素電極１９との間に形成する薄膜ダイオードは、酸化インジウムスズ−酸化タンタル−タンタル構造からなる第１の薄膜ダイオード素子と、タンタル−酸化タンタル−酸化インジウムスズ構造からなる第２の薄膜ダイオード素子とからなる。
【０１１７】
すなわち、信号電極２５から画素電極１９に流れる電流経路は、第１の薄膜ダイオード素子の酸化インジウムスズ→酸化タンタル→タンタルから、第２の薄膜ダイオード素子のタンタル→酸化タンタル→酸化インジウムスズへと流れることになる。
【０１１８】
このために、信号電極２５から画素電極１９に対する薄膜ダイオード素子の接続と、画素電極１９から信号電極２５に対する薄膜ダイオード素子の接続とは、対称構造に形成することができる。
【０１１９】
この２つの薄膜ダイオード素子構造であるバックトゥバックを採用することにより、薄膜ダイオード素子の電流−電圧特性は、印加電圧のプラス側とマイナス側とで対称特性となる。
【０１２０】
このため液晶表示装置の固定パターンによる残像現象を改善することができ、さらに駆動電源を低コスト化できる利点がある。
【０１２１】
以上図５から図７と図８から図１０を用いて説明した薄膜ダイオードの製造方法により形成した薄膜ダイオードを用いたときの残像現象を、図１１のグラフを用いて説明する。
【０１２２】
図１１のグラフは、従来技術の残像現象を説明した図１４のグラフと同様に、本発明の実施形態の製造方法により形成した薄膜ダイオードを有する液晶表示装置を、５分間隔で電圧を変化させたときの透過率の変化を示している。なお液晶表示装置は、ノーマリー白の表示である。図１１のグラフは、縦軸は相対透過率を示し、横軸は時間を示している。
【０１２３】
最初に透過率５０％の表示の電圧（Ｖ１）を５分間（非選択期間：Ｔ１）印加し、つぎに透過率１０％の表示の電圧（Ｖ２）を５分間（選択期間：Ｔ２）印加し、さらにふたたび最初のＴ１の非選択期間に印加した電圧（Ｖ１）と同一な電圧（Ｖ３）を５分間（非選択期間：Ｔ３）印加している。
【０１２４】
残像現象は、前述の説明のように、非選択期間Ｔ１と非選択期間Ｔ３とで印加する電圧が等しいにもかかわらず、透過率に差（△Ｔ）が発生する現象である。
【０１２５】
そして図５から図７と図８から図１０を用いて説明した本発明の実施形態の製造方法によって形成した薄膜ダイオードを液晶表示装置のスイッチング素子として用いることにより、透過率の差（△Ｔ）は、図１１のグラフに示すように、１％以下にまで減少する。さらに、透過率の差（△Ｔ）も時間とともに急激に減少している。
【０１２６】
さらに以上説明した製造方法により形成した薄膜ダイオードを液晶表示パネルとし、実際の画像表示を行った。その結果は、従来技術により形成した液晶表示パネルと、その表示品質に明らかな差があった。
【０１２７】
以上説明した本発明における薄膜ダイード素子の製造方法においては、前述した説明のような理由によって、残像現象と電流−電圧特性におけるリークの発生を抑制している。
【０１２８】
なお以上の図５から図７と図８から図１０とを用いて説明した実施形態においては、上部電極１７材料と画素電極１９材料である透明導電膜の酸化インジウムスズの被膜形成後でそのパターニング前に加熱処理を行う実施形態で説明した。
【０１２９】
しかしながら本発明の薄膜ダイオードの製造方法では、フォトリソグラフィ処理とエッチング処理とを行い、上部電極１７と画素電極１９とをパターニングした後工程で、加熱処理を行う実施形態を採用しても、以上の説明と同じ効果を得られることを発明者らは実験によって確認している。
【０１３０】
以上図１から図１１を用いて説明した実施形態においては、陽極酸化液としてホウ酸アンモニウムを用いた例で説明したが、リン酸やリン酸アンモニウムを用いても以上説明した効果を得られることを発明者らは確認している。
【０１３１】
以上図１から図１１を用いて説明した実施形態においては、下部電極１３材料としてタンタル膜を用いた例で説明したが、窒素や炭素やシリコンやニオブやアルミニウムを含むタンタル膜を用いても以上説明した効果を得られることを発明者らは確認している。
【０１３２】
以上図１から図１１を用いて説明した実施形態においては、上部電極１７材料として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いた例で説明したが、酸化インジウム（Ｉｎ２  Ｏ３  ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ２  ）や酸化スズ（ＳｎＯ２  ）やインジウムを主成分とする酸化物を用いても以上説明した効果を得られることを発明者らは確認している。
【０１３３】
以上図１から図１１を用いて説明した実施形態においては、保護膜２１材料として酸化タンタル膜を用いた例で説明したが、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜や酸窒化シリコン膜を用いても以上説明した効果を得られることを発明者らは確認している。
【０１３４】
以上図１から図１１を用いて説明した実施形態においては、保護膜２１材料として酸化タンタル膜を用いた例で説明したが、塗布ガラス（ＳＯＧ）を用いても以上説明した効果を得られることを発明者らは確認している。この塗布ガラス膜は酸化シリコンと溶媒とを混合したものであり、回転塗布法により基板１１に形成後、２５０℃から３００℃の温度で加熱処理して、塗布ガラス膜中の溶媒を蒸発させて形成する。
【０１３５】
以上図１から図１１を用いて説明した実施形態においては、加熱処理雰囲気として真空中で行う例で説明したが、窒素やアルゴンやヘリウムやキセノンの不活性雰囲気中や水素の還元性雰囲気でおこなっても以上説明した効果を得られることを発明者らは確認している。
【０１３６】
以上図１から図１１を用いて説明した実施形態においては、加熱処理温度として４５０℃と３３０℃から３５０℃で行う実施形態で説明したが、２５０℃から５００℃でおこなっても以上説明した効果を得られることを発明者らは確認している。
【０１３７】
さらに以上図１から図１１を用いて説明した実施形態においては、信号電極２５と画素電極１９との間に設ける薄膜ダイオードは１つあるいは２つ設ける例で説明したが、２つ以上の偶数個形成しても以上説明した効果を得られることを発明者らは確認している。
【０１３８】
以上に簡単に液晶表示パネルを形成するための製造方法を説明する。薄膜ダイオード素子を形成した基板１１と、走査電極を形成した対向基板とにそれぞれ配向膜を形成し、ラビング処理を行い配向膜に配向処理を行う。さらにガラスファイバーからなるスペーサを介して２枚の基板をシール材を用いて張り合わせ、基板間に液晶を注入し、さらにそれぞれ基板の外側にその偏光軸が直交するように偏光板を設け、液晶表示パネルとする。
【０１３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態における薄膜ダイオード素子の製造方法においては、ホウ酸アンモニウムあるいはリン酸あるいはリン酸アンモニウムを用いて陽極酸化処理を行い下部電極表面に陽極酸化膜を形成後、真空中で加熱処理を行い、さらに透明電極膜からなる上部電極のパターン形成の前工程あるいは後工程に真空中で加熱処理を行う処理工程を採用している。
【０１４０】
このような処理工程を採用する結果、本発明の薄膜ダイオードの製造方法においては、残像現象の発生を抑え、表示品質が良好な液晶表示装置を得ることができる。
【０１４１】
そして陽極酸化膜の真空中での加熱処理と透明導電膜の真空雰囲気中での加熱処理とを最適な条件で行うことによって、本発明の実施形態における薄膜ダイオード素子の製造方法においては、陽極酸化膜の余剰酸素とプールフレンケル伝導を支配する酸素欠損を制御して、薄膜ダイオードの素子特性変化を最小にして、電流−電圧特性にリークが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す平面図である。
【図９】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施形態における薄膜ダイオードの製造方法により形成した薄膜ダイオード素子を適用した液晶表示装置における残像現象を説明するためのグラフであり、縦軸は相対透過率を示し横軸は時間を示す。
【図１２】従来技術における薄膜ダイオードの製造方法を示す断面図である。
【図１３】従来技術における薄膜ダイオードの製造方法を示す平面図である。
【図１４】従来技術における薄膜ダイオードの製造方法により形成した薄膜ダイオード素子を適用した液晶表示装置における残像現象を説明するためのグラフであり、縦軸は相対透過率を示し横軸は時間を示す。
【符号の説明】
１１  基板
１３  下部電極
１５    陽極酸化膜
１７  上部電極
１９  画素電極
２１  保護膜
２５  信号電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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