(57)【要約】【課題】電気的特性のばらつきを発生させることなく、電気的容量値を低減可能な非線形素子、非線形素子の製造方法、およびそれを用いた電気光学装置並びに電子機器を提供すること。【解決手段】液晶装置の素子基板２０を形成するにあたって、第１の絶縁膜形成工程（ｃ）で第１の金属膜の表面に分厚い第１の絶縁膜を形成した後、第１の金属膜パターニング工程（ｄ）で下部電極を形成する。次に、第２の絶縁膜形成工程（ｅ）では、下部電極の側面に対して水蒸気を含む雰囲気中で高圧アニール処理を行い、薄い第２の絶縁膜を形成し、これをラテラル構造のＴＦＤ素子の絶縁膜とする。【選択図】　　　図４
2004014577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と、該下部電極の上面を覆う第１の絶縁膜と、前記下部電極の側面を覆う第２の絶縁膜と、該第２の絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する上部電極とを有する非線形素子において、
前記第２の絶縁膜は、前記下部電極に対する高圧アニール処理によって形成された酸化膜からなることを特徴とする非線形素子。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜に比較して厚いことを特徴とする非線形素子。
【請求項３】
請求項２において、前記上部電極は、前記第２の絶縁膜の表面から前記第１の絶縁膜の上面にかけて形成されていることを特徴とする非線形素子。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記下部電極の側面は、斜め上向きのテーパ面になっていることを特徴とする非線形素子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記第１の絶縁膜は、前記下部電極に対する陽極酸化、スパッタ成膜、熱酸化、あるいは有機膜の塗布により形成されてなることを特徴とする非線形素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記下部電極は、少なくともＴａを含む金属膜からなることを特徴とする非線形素子。
【請求項７】
下部電極と、該下部電極の上面を覆う第１の絶縁膜と、前記下部電極の側面を覆う第２の絶縁膜と、該第２の絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する上部電極とを有する非線形素子の製造方法において、
第１の金属膜を形成する第１の金属膜形成工程と、
前記第１の金属膜の表面に前記第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工程と、
前記第１の金属膜を前記第１の絶縁膜とともにパターニングして前記下部電極を形成する第１の金属膜パターニング工程と、
該第１の金属膜パターニング工程で露出した前記下部電極の側面を高圧アニール処理による酸化によって前記第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、
前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜の表面側に第２の金属膜を形成する第２の金属膜形成工程と、
該第２の金属膜をパターニングして前記上部電極を形成する第２の金属膜パターニング工程と、
を有することを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、前記第２の絶縁膜に比較して前記第１の絶縁膜を厚く形成することを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項９】
請求項８において、前記上部電極を、前記第２の絶縁膜の表面から前記第１の絶縁膜の上面にかけて形成することを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれかにおいて、前記下部電極の側面が斜め上向きのテーパ面となるように前記第１の金属膜パターニング工程を行うことを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれかにおいて、前記第１の絶縁膜形成工程では、前記下部電極に対する陽極酸化、スパッタ成膜、熱酸化、あるいは有機膜の塗布により前記第１の絶縁膜を形成することを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項７において、前記高圧アニール処理は、水蒸気を含む雰囲気中で、温度が２５０℃〜６００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜３ＭＰａの条件で行うことを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２において、前記高圧アニール処理は、水蒸気を含む雰囲気中で、温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜２ＭＰａの条件で行うことを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項７ないし１３のいずれかに規定する方法で製造したことを特徴とする非線形素子。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６または１４に規定する非線形素子を、電気光学物質を保持する基板上に画素スイッチング素子として形成したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載する電気光学装置を表示部として備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非線形素子、非線形素子の製造方法、電気光学装置、および電子機器に関するものである。さらに詳しくは、非線形素子を構成する絶縁膜の形成技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータ、ビデオカメラ等といった電子機器では、表示部として液晶装置などといった電気光学装置が広く用いられている。
【０００３】
このような電気光学装置のうち、画素スイッチング用の非線形素子として薄膜ダイオード（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｄｉｏｄｅ、以下、ＴＦＤという）素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置では、一方の基板（素子基板）にＴＦＤ素子や画素電極が形成され、他方の基板にはストライプ状の対向電極（信号電極）が形成されている。
【０００４】
ＴＦＤ素子は、従来、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板２０の表面に成膜された下地層６１の上に形成された第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂからなる２つのＴＦＤ素子要素によって、いわゆるＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造として構成されている。第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂは、下部電極６２ａと、この下部電極６２ａの表面に形成された絶縁膜６３と、絶縁膜６３の表面に互いに離間して形成された上部電極６４ａ、６４ｂとによって構成されている。下部電極６２ａは、Ｔａ単体膜、あるいはＴａ合金膜によって形成され、絶縁膜６３は、例えば、陽極酸化法によって下部電極６２ａの表面を酸化することによって形成された酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）である。
【０００５】
しかしながら、液晶装置では、ＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）と液晶層とは、直列に接続された状態にあることから、印加された電圧は、ＴＦＤ素子５６の電気容量と液晶の電気容量とに応じて分配されることになる。従って、ＴＦＤ素子５６では、素子の微細化によってＴＦＤ素子５６の電気容量を小さくしようと試みられているが、それには、現状のパターニング精度では対応できない。
【０００６】
このような問題を解消するための技術として、特開昭５９−２９２８８号公報、特開昭６２−２４５２２３号公報、特開平８−８３９４２号公報、特開平１０−６５２３４号公報、特開平１０−７９５３８号公報には、下部電極の側面に形成した絶縁膜のみをＴＦＤ素子の絶縁膜とした利用したラテラル構造のＴＦＤ素子を利用することが考えられる。
【０００７】
このラテラル型のＴＦＤ素子を図１１（ａ）、（ｂ）に示す液晶装置に用いた例を図１２（ａ）、（ｂ）に示す。なお、図１２（ａ）、（ｂ）には、図１１（ａ）、（ｂ）と共通する機能を有する部分には同一符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、ラテラル構造のＴＦＤ素子５６では、下部電極６２ａの上面に分厚い第１の絶縁膜６３ａが形成されている一方、下部電極６２ａの側面には薄い第２の絶縁膜６３ｂが形成されている。このため、上部電極６４ａ、６４ｂが第２の絶縁膜６３ｂの表面から第１の絶縁膜６３ａの表面にかけて形成されているものの、第１の絶縁膜６３ａが分厚いので、この部分の電気容量は極めて小さい。また、第２の絶縁膜６３ｂは、下部電極６２ａの側面のみに形成されているため、下部電極６２ａと上部電極６４ａ、６４ｂとが第２の絶縁膜６３ｂを介して対向している面積は、極めて狭い。このため、ＴＦＤ素子５６は、電気容量が極めて小さいので、液晶装置に画素スイッチング素子として好適である。
【０００８】
このようなラテラル構造のＴＦＤ素子５６を製造するには、従来、図１３に示すように、下地層形成工程（ａ′）において、素子基板２０の表面に下地層６１を形成する。次に、第１の金属膜形成工程（ｂ′）において、Ｔａからなる第１の金属膜６２を一様な厚さに形成した後、第１の絶縁膜形成工程（ｃ′）では、熱酸化法や陽極酸化法によって、第１の金属膜６２の表面に第１の絶縁膜６３ａを分厚く形成する。
【０００９】
次に、図１４に示すように、第１の金属パターニング工程（ｄ′）では、フォトリソグラフィ技術を用いて第１の絶縁膜６３ａとともに第１の金属膜６２をパターニングし、下部電極６２ａと、走査線５１の第１層並びに第２層を形成する。その結果、下部電極６２ａでは、側面が露出した状態となる。また、走査線５１の第１層と下部電極６２ａとはブリッジ部６９で繋がっている。次に、第２の絶縁膜形成工程（ｅ′）において、走査線５１の第１層を陽極として陽極酸化処理を行い、その走査線５１の側面、および下部電極６１の側面に陽極酸化膜からなる第２の絶縁膜６３ｂを形成する。次に、ブリッジ部除去工程（ｆ′）において、フォトリソグラフィ技術を利用してブリッジ部６９を除去しし、第１のＴＦＤ素子５６ａおよび第２のＴＦＤ素子５６ｂの下部電極６２ａを走査線５１から島状に分断する。次に、図１５に示すように、第２の金属膜形成工程（ｇ′）では、Ｃｒからなる第２の金属膜６４を一様な厚さに形成した後、第２の金属パターニング工程（ｈ′）において、フォトリソグラフィ技術を利用して走査線５１の第３層、第１のＴＦＤ素子５６ａの上部電極６４ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂの上部電極６４ｂを形成する。これにより、能動素子であるＴＦＤ素子５６が形成されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のラテラル構造のＴＦＤ素子５６の製造方法では、第２の絶縁膜６３ｂの形成に陽極酸化を用いているため、素子基板２０の面内方向において、各ＴＦＤ素子５６の特性ばらつきが大きいという問題点がある。すなわち、素子基板２０を多数枚取りできるような大型基板の状態で陽極酸化を行うと、陽極酸化浴内中での濃度分布のばらつきなどが原因で第２の絶縁膜６３ｂの膜質が基板内でばらつくのである。
【００１１】
また、図１１〜図１５を参照して示すように、液晶装置では、ＴＦＤ素子の、印加電圧の正負に対する素子に流れる電流量の差（極性差）を抑えるため、ＴＦＤ素子を二つ直列に繋いだ構造のＴＦＤ素子（Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造）が一般的に用いられている。このＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の場合では、陽極酸化で第２の絶縁膜６３ｂを形成するのに素子部への給電する必要があるため、図１４に示す第１の金属膜パターニング工程（ｄ′）で、ＴＦＤ素子となる部分と陽極酸化のための電流を流す配線（走査線５１）とをブリッジ部６９で接続した構成とする必要がある。このため、陽極酸化によって第２の絶縁膜６３ｂを形成した後、図１４に示すブリッジ部除去工程（ｆ′）でブリッジ部６９を切断する必要があるので、フォトリソグラフィ工程の回数が多いという問題点がある。
【００１２】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、電気的特性のばらつきを発生させることなく、電気的容量値を低減可能な非線形素子、非線形素子の製造方法、およびそれを用いた電気光学装置並びに電子機器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、下部電極と、該下部電極の上面を覆う第１の絶縁膜と、前記下部電極の側面を覆う第２の絶縁膜と、該第２の絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する上部電極とを有する非線形素子において、前記第２の絶縁膜は、前記下部電極に対する高圧アニール処理によって形成された酸化膜からなることを特徴とする。
【００１４】
このような非線形素子を製造するにあたって、本発明では、下部電極と、該下部電極の上面を覆う第１の絶縁膜と、前記下部電極の側面を覆う第２の絶縁膜と、該第２の絶縁膜を介して前記下部電極の側面と対向する上部電極とを有する非線形素子の製造方法において、第１の金属膜を形成する第１の金属膜形成工程と、前記第１の金属膜の表面に前記第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工程と、前記第１の金属膜を前記第１の絶縁膜とともにパターニングして前記下部電極を形成する第１の金属膜パターニング工程と、該第１の金属膜パターニング工程で露出した前記下部電極の側面を高圧アニール処理による酸化によって前記第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、前記第１の絶縁膜および前記第２の絶縁膜の表面側に第２の金属膜を形成する第２の金属膜形成工程と、該第２の金属膜をパターニングして前記上部電極を形成する第２の金属膜パターニング工程とを行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記高圧アニール処理は、水蒸気を含む雰囲気中で、温度が２５０℃〜６００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜３ＭＰａの条件、好ましくは、温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜２ＭＰａの条件で行うことが好ましい。
【００１６】
本発明では、非線形素子がラテラル構造を有しているので、非線形素子の容量値が小さい。また、ラテラル構造の非線形素子を構成するにあたって、下部電極の側面に対して、水蒸気などを含む雰囲気中で高圧アニール処理を行い、この高圧アニール処理によって、下部電極の表面を酸化させて第２の絶縁膜を形成する。このため、第２の絶縁膜を形成するのに陽極酸化を行わないので、陽極酸化浴中の濃度ばらつきなどに起因する膜質のばらつきが発生しない。従って、非線形素子の電気的特性のばらつきを解消することができる。また、第２の絶縁膜を形成するのに陽極酸化を行わないので、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子を形成する場合でも、給電用ブリッジ部を必要としない。それ故、ブリッジ部を除去するための工程を省略できる。
【００１７】
本発明において、前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜に比較して厚くしておけばよい。このように構成すると、前記上部電極が前記第１の絶縁膜の上面にかかっていても、この部分に寄生する容量は、極めて小さいので、前記上部電極については、前記第２の絶縁膜の表面から前記第１の絶縁膜の上面にかけて形成してもよい。
【００１８】
本発明において、前記下部電極の側面は、斜め上向きのテーパ面になっていることが好ましい。
【００１９】
本発明において、前記第１の絶縁膜は、例えば、前記下部電極に対する陽極酸化、スパッタ成膜、熱酸化、あるいは有機膜の塗布により形成されてなる。
【００２０】
本発明において、前記下部電極は、例えば、少なくともＴａを含む金属膜からなる。
【００２１】
本発明に係る非線形素子、およびその製造方法は、例えば、電気光学装置において、電気光学物質を保持する基板に画素スイッチング用の非線形素子を形成するのに利用できる。
【００２２】
このような製造方法により製造した電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの電子機器の表示部として利用できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に実施形態を説明するにあたっては、各種の電気光学装置のうち、能動素子としてＴＦＤ素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置を例に説明する。また、以下に説明する実施の形態は、基本的な構成が、図１１〜図１５を参照して説明した従来のものと共通するので、共通する機能を有する部分には同一符号を付して説明する。
【００２４】
（液晶装置の構成）
図１は、液晶装置の電気的構成を模式的に示すブロック図である。図２は、この液晶装置の構造を示す分解斜視図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、液晶装置において液晶を挟持する１対の基板のうち、素子基板における１画素分の平面図、図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ′線断面図、各画素に形成されているＴＦＤ素子の斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、液晶装置１では、複数の配線としての走査線５１が行方向（Ｘ方向）に形成され、複数のデータ線５２が列方向（Ｙ方向）に形成されている。走査線５１とデータ線５２との各交差点に対応する位置には画素５３が形成され、この画素５３では、液晶層５４と、画素スイッチング用のＴＦＤ素子５６（非線形素子）とが直列に接続されている。各走査線５１は走査線駆動回路５７によって駆動され、各データ線５２はデータ線駆動回路５８によって駆動される。
【００２６】
このような構成のアクティブマトリクス方式の液晶装置１は、図２に示すように、液晶６を保持する透明な一対の基板のうち、素子基板２０では、複数本の走査線５１が延びており、各走査線５１には、ＴＦＤ素子５６を介して、画素電極６６が電気的に接続している。これに対して、対向基板１０には、素子基板２０の走査線５１と交差する方向に延びた複数列の帯状のデータ線５２が形成されている。また、データ線５２の下層には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが形成されている。
【００２７】
従って、素子基板２０に形成されている走査線５１の各々に走査信号を供給する一方、対向基板１０に形成されているデータ線５２にデータ信号を供給すると、画素電極６６とデータ線５２とが対向する部分において、そこに保持されている液晶６を駆動することができる。それ故、バックライト装置３から出射された光は、素子基板２０および画素電極６６を透過して液晶６の層に入射した後、この液晶６によって画素毎に光変調され、この変調された光は、矢印Ｌで示すように、データ線５２および対向基板１０を透過して出射される。この際、光は、カラーフィルタ層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂによって着色されるので、カラー表示を行うことができる。なお、液晶６として通常のＴＮモードの液晶を用いた場合、この種の液晶６は、光の偏光方向を変えることにより光変調を行うので、対向基板１０および素子基板２０の各外側表面には偏光板８、９が重ねて配置される。
【００２８】
なお、ここに示す例では、素子基板２０に走査線５１を形成し、対向基板１０にデータ線５２を形成したが、素子基板２０にデータ線を形成し、対向基板１０に走査線を形成してもよい。
【００２９】
ＴＦＤ素子５６は、例えば、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、素子基板２０の表面に成膜された下地層６１の上に形成された第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂからなる２つのＴＦＤ素子要素によって、いわゆるＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造として構成されている。このため、ＴＦＤ素子５６は、電流−電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化されている。下地層６１は、例えば、厚さが５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）によって構成されている。
【００３０】
第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂは、いずれもラテラル構造を有しており、側面が斜め上向きのテーパ面になっている下部電極６２ａと、この下部電極６２ａの上面に形成された第１の絶縁膜６３ａと、下部電極６２ａの側面部に形成された第２の絶縁膜６３ｂと、絶縁膜６３ａ、６３ｂの表面に互いに離間して形成された上部電極６４ａ、６４ｂとによって構成されている。下部電極６２ａは、例えば、厚さが１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度のＴａ単体膜、あるいはＴａ−Ｗ（タングステン）合金膜などのＴａ合金膜によって形成されている。
【００３１】
上部電極６４ａ、６４ｂは、クロム（Ｃｒ）等といった金属膜によって５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の厚さに形成されている。上部電極６４ａは、そのまま走査線５１となり、他方の上部電極６４ｂは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）等といった透明導電材からなる画素電極６６に接続されている。
【００３２】
ここで、画素電極６６は、Ａｌ（アルミニウム）等といった光反射性材料によって形成されることもある。また、画素電極６６が素子基板上に光反射性材料によって形成される場合、この画素中に光を透過させるスリットを構成する、もしくは画素電極６６の膜厚を薄くすることで、光の反射と透過の両方の性質を持たせることもある。このように構成した反射型、あるいは半透過・半反射型の液晶装置では、対向基板側から入射した光を、素子基板に形成されている画素電極で対向基板に向けて反射する。
【００３３】
また、画素電極６６を透明導電材で構成する一方、画素電極６６の構成されている基板（素子基板）に対向する基板（対向基板）に、Ａｌ（アルミニウム）等といった光反射性材料による光反射板を形成し、画素電極６６の構成されている素子基板側から入射した光を対向基板で素子基板に向けて反射するように構成することもある。この場合、光反射板に光を透過させるスリットを構成する、もしくは光反射板の膜厚を薄することで、光の反射と透過の両方の性質を持たせることもある。
【００３４】
（ＴＦＤ素子５６の特徴点）
このように構成した素子基板２０において、本形態では、ＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）の第１の絶縁膜６３ａは、例えば、陽極酸化法によって下部電極６２ａの表面を酸化することによって形成された分厚い酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）である。その膜厚は、陽極酸化法による形成の場合、例えば、４０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００３５】
これに対して、第２の絶縁膜６３ｂは、下部電極６２ａの側面に対して、水蒸気などを含む雰囲気中で高温高圧下で処理する高圧アニール処理を行って、下部電極６２ａの側面を酸化してなる薄い酸化膜であり、その膜厚は、例えば、１０ｎｍ〜３５ｎｍである。
【００３６】
このため、ＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）では、上部電極６４ａ、６４ｂが第１の絶縁膜６３ａ、および第２の絶縁膜６３ｂを介して下部電極６２ａと対向しているが、第１の絶縁膜６３ａは、かなり分厚いので、ここに寄生する容量は、無視できるほど小さい。これに対して、第２の絶縁膜６３ｂは薄いが、上部電極６４ａ、６４ｂが第２の絶縁膜６３ｂを介して下部電極６２ａと対向しているのは、下部電極６２ａの側面だけであり、対向面積が極めて狭い。それ故、ＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）は、電気容量が極めて小さいので、液晶に対する書き込みを短時間のうちに行えるなど、液晶装置１において、品位の高い画像を表示できる。
【００３７】
また、以下に説明するように、ＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）を製造する際、第１の絶縁膜６３ａについては、ベタに形成された第１の金属膜の表面全体に所定の厚さ以上の陽極酸化膜を形成すればよいので、給電線が不要で、かつ、膜厚ばらつきが多少あっても、ＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）の電気的特性がばらつくことはない。
【００３８】
また、第２の絶縁膜６３ｂについては、水蒸気などを含む雰囲気中での高圧アニール処理によって形成するので、陽極酸化浴中の濃度ばらつきなどに起因する膜質のばらつきが発生しない。従って、ＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）の電気的特性がばらつくことはない。
【００３９】
しかも、第２の絶縁膜６３ｂを形成するのに陽極酸化を行わないので、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造のＴＦＤ素子５６を形成する場合でも、給電用ブリッジ部を必要としない。それ故、ブリッジ部を除去するための工程を省略できる。
【００４０】
（ＴＦＤ素子５６の製造方法）
図４は、素子基板２０、およびＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）の製造方法を示す工程図である。図５、図６、および図７は、素子基板２０、およびＴＦＤ素子５６（第１のＴＦＤ素子５６ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂ）の製造方法を示す説明図である
液晶装置１の素子基板２０を製造するにあたっては、図５に示すように、下地層形成工程（ａ）、第１の金属膜形成工程（ｂ）、陽極酸化による第１の絶縁膜形成工程（ｃ）、第１の金属膜パターニング工程（ｄ）、高圧アニールによる第２の絶縁膜形成工程（ｅ）、第２の金属膜形成工程（ｆ）、第２の金属膜パターニング工程（ｇ）、下地層除去工程（ｈ）、および画素電極形成工程（ｉ）がこの順に行われ、これら個々の工程について、図５〜図７を参照して説明する。
【００４１】
なお、素子基板２０および対向基板１０を製造する場合、各液晶装置１のサイズに応じた単品の基板を複数枚、多数取りできる大型の元基板の状態でＴＦＤ素子５６などの各要素の形成を行うが、以下の説明では、単品の基板と元基板とを区別せず、素子基板２０および対向基板１０と称する。
【００４２】
図５において、下地層形成工程（ａ）では、素子基板２０の表面にＴａ酸化物、例えば、Ｔａ２Ｏ５を一様な厚さ、例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度に成膜して下地層６１を形成する。
【００４３】
次に、第１の金属膜形成工程（ｂ）において、例えば、Ｔａからなる第１の金属膜６２をスパッタリング等によって一様な厚さ、例えば、１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の厚さに成膜する。
【００４４】
次に、第１の絶縁膜形成工程（ｃ）において、第１の金属膜６２を陽極として陽極酸化処理を行い、第１の金属膜６２の表面全体に分厚い第１の絶縁膜６３ａを形成する。その膜厚は、陽極酸化法による形成の場合、例えば、４０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００４５】
次に、図６において、第１の金属膜パターニング工程（ｄ）では、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１の絶縁膜６３ａとともに第１の金属膜６２をパターニングし、下部電極６２ａおよび走査線５１の第１層および第２層を形成する。その結果、下部電極６２ａは、側面が露出した状態となる。
【００４６】
次に、第２の絶縁膜形成工程（ｅ）として、本形態では、水蒸気を含む雰囲気中で高温高圧下で処理する高圧アニール処理を行う。ここで、高圧アニール処理は、例えば、温度が２５０℃〜６００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜３ＭＰａの条件、好ましくは、高圧アニール処理は、温度が３００℃〜４００℃、圧力が０．５ＭＰａ〜２ＭＰａの条件で３０分から２時間行う。その結果、下部電極６２ａの上面は、分厚い第１の絶縁膜６３ａで覆われているが、下部電極６２ａの側面は露出しているので、下部電極６２ａの側面には、第１のＴＦＤ素子５６ａおよび第２のＴＦＤ素子５６ｂの第２の絶縁膜６３ｂが一様な厚さ、例えば、１０ｎｍ〜３５ｎｍの厚さに形成される。
【００４７】
次に、第２の金属膜形成工程（ｆ）において、Ｃｒをスパッタリング等によって一様な厚さ、例えば、５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の厚さで成膜する。
【００４８】
次に、図７において、第２の金属膜パターニング工程（ｇ）では、フォトリソグラフィ技術を利用して、走査線５１の第３層、第１のＴＦＤ素子５６ａの上部電極６４ａ、および第２のＴＦＤ素子５６ｂの上部電極６４ｂを形成する。以上により、能動素子であるＴＦＤ素子５６が形成される。
【００４９】
次に、下地層除去工程（ｈ）において、画素電極６６の形成予定領域の下地層６１を除去した後、画素電極形成工程（ｉ）において、画素電極６６を形成するためのＩＴＯをスパッタリング等によって一様な厚さで成膜し、さらに、フォトリソグラフィ技術により、１画素分の大きさに相当する所定形状の画素電極６６をその一部が上部電極６４ｂに重なるように形成する。これらの一連の工程により、図３に示すＴＦＤ素子５６および画素電極６６が形成される。
【００５０】
しかる後には、図示を省略するが、素子基板２０の表面にポリイミド、ポリビニルアルコール等を一様な厚さに形成することによって配向膜を形成した後、配向膜に対してラビング処理その他の配向処理を行う。
【００５１】
（対向基板および液晶装置の製造方法）
図２に示す対向基板１０を製造するには、カラーフィルタ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを形成した後、カラーフィルタ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの上に平坦化層（図示せず）を形成し、しかる後に、ＩＴＯ膜等によりストライプ状の対向電極、すなわち、データ線５２を形成する。次に、データ線５２等の上にポリイミド等によって一様な厚さの配向膜（図示せず）を形成した後、配向膜に対してラビング処理等といった配向処理を施す。これにより対向基板２０が完成する。
【００５２】
その後、素子基板２０と対向基板１０とを位置合わせした上でシール材（図示せず）を挟んで基板同士を貼り合わせ、しかる後に、基板間に液晶６を減圧注入した後、液晶注入口（図示せず）に対して樹脂等の封止材を塗布して、封止すれば液晶装置１が完成する。
【００５３】
［その他の実施の形態］
上記形態では、第１の絶縁膜形成工程（ｃ）において、下部電極６２ａに対する陽極酸化によって第１の絶縁膜６３ａを形成したが、陽極酸化に限らず、スパッタ成膜、熱酸化、有機膜の塗布、あるいはこれらの成膜法を組み合わせて第１の絶縁膜６３ａを形成してもよい。
【００５４】
また、上記形態では、ＴａあるいはＴａ合金を用いて、Ｔａ／Ｔａ２Ｏ５／Ｃｒ構造のＴＦＤ素子５６を製造したが、陽極酸化あるいは高圧アニールによって絶縁膜６３ａ、６３ｂを形成可能であれば、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔｉなどといった他の金属を用いてもよい。
【００５５】
さらに、上記形態では、画素スイッチング用の非線形素子としてＴＦＤ素子５６を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置１を例に説明したがこれに限らず、その他の電気光学装置などにおいて、ＴＦＤ素子を形成する場合に本発明を適用してもよいなど、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
【００５６】
［電子機器の実施形態］
図８は、本発明に係る液晶装置を各種の電子機器の表示装置として用いる場合の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、表示情報出力源７０、表示情報処理回路７１、電源回路７２、タイミングジェネレータ７３、そして液晶装置７４を有する。また、液晶装置７４は、液晶表示パネル７５及び駆動回路７６を有する。液晶装置７４および液晶装置７５としては、前述した液晶装置１を用いることができる。
【００５７】
表示情報出力源７０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等といったメモリ、各種ディスク等といったストレージユニット、デジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ７３によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路７１に供給する。
【００５８】
表示情報処理回路７１は、シリアル−パラレル変換回路や、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等といった周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像信号をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路７６へ供給する。駆動回路７６は、図２における走査線駆動回路５７やデータ線駆動回路５８、検査回路等を総称したものである。また、電源回路７２は、各構成要素に所定の電圧を供給する。
【００５９】
図９は、本発明に係る電子機器の一実施形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示している。ここに示すパーソナルコンピュータは、キーボード８１を備えた本体部８２と、液晶表示ユニット８３とを有する。液晶表示ユニット８３は、前述した液晶装置１を含んで構成される。
【００６０】
図１０は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機９０は、複数の操作ボタン９１と液晶装置１を有している。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、非線形素子がラテラル構造を有しているので、非線形素子の容量値が小さい。また、ラテラル構造の非線形素子を構成するにあたって、下部電極の側面に対して、水蒸気などを含む雰囲気中で高圧アニール処理を行い、この高圧アニール処理によって、下部電極の表面を酸化させて第２の絶縁膜を形成する。このため、第２の絶縁膜を形成するのに陽極酸化を行わないので、陽極酸化浴中の濃度ばらつきなどに起因する膜質のばらつきが発生しない。従って、非線形素子の電気的特性のばらつきを解消することができる。また、第２の絶縁膜を形成するのに陽極酸化を行わないので、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子を形成する場合でも、給電用ブリッジ部を必要としない。それ故、ブリッジ部を除去するための工程を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶装置の電気的構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す液晶装置の構造を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、液晶装置において液晶を挟持する１対の基板のうち、素子基板における１画素分の平面図、図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ′線断面図、各画素に形成されているＴＦＤ素子の斜視図である。
【図４】本発明を適用した液晶装置の素子基板の製造方法を示す工程図である。
【図５】図４に示す各製造工程のうち、下地層形成工程から第１の絶縁膜形成工程までを示す説明図である。
【図６】図４に示す各製造工程のうち、第１の金属膜パターニング工程から第２の金属膜形成工程までを示す工程断面図である。
【図７】図４に示す各製造工程のうち、第２の金属膜パターニング工程から画素電極形成工程までを示す工程断面図である。
【図８】本発明に係る液晶装置を用いた各種電子機器の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の一実施形態としてのモバイル型のパーソナルコンピュータを示す説明図である。
【図１０】本発明に係る液晶装置を用いた電子機器の一実施形態としての携帯電話機の説明図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、従来のＴＦＤ素子の断面図、およびその斜視図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、従来のラテラル構造のＴＦＤ素子の断面図、およびその斜視図である。
【図１３】図１２に示すＴＦＤ素子の従来の製造工程のうち、下地層形成工程から第１の絶縁膜形成工程までを示す説明図である。
【図１４】図１２に示すＴＦＤ素子の従来の製造工程のうち、第１の金属膜パターニング工程からブリッジ部除去工程までを示す説明である。
【図１５】図１２に示すＴＦＤ素子の従来の製造工程のうち、第２の金属膜形成工程から第２の金属パターニング工程までを示す説明である。
【符号の説明】
１　液晶装置
２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ　カラーフィルタ層
６　液晶
１０　対向基板
２０　素子基板
５１　走査線
５２　データ線
５３　画素
５４　液晶層
５６　ＴＦＤ素子
５６ａ　第１のＴＦＤ素子
５６ｂ　第２のＴＦＤ素子
６１　下地層
６２　第１の金属膜
６２ａ　下部電極
６３ａ　第１の絶縁膜
６３ｂ　第２の絶縁膜
６４　第２の金属膜
６４ａ、６４ｂ　上部電極
６６　画素電極
【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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【図１５】
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