(57)【要約】【課題】少なくとも水素および窒素を含有する絶縁層を用いた場合において下電極から絶縁層への水素の侵入に起因する非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生を防止可能な非線形素子の製造方法、およびこの非線形素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置の製造方法を提供すること。【解決手段】非線形素子１０ｘは、下電極１３ｘ、この下電極１３ｘの表面側を覆う絶縁層１４ｘ、およびこの絶縁層１４ｘを介して下電極１３ｘに対向する上電極１５ｘを備えたＴＦＤ素子である。絶縁層１４ｘに用いたタンタル酸化膜は、水素、窒素およびタングステンを含有し、下電極１３ｘは、水素脱離工程により水素含有量を低減してある。【選択図】図１
2007183451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下電極、該下電極の表面側を覆う窒素含有のタンタル酸化膜からなる絶縁層、および該
絶縁層を介して前記下電極に対向する上電極を備えた非線形素子の製造方法において、
タンタル膜によって前記下電極を形成する下電極形成工程と、
前記下電極の表面を酸化してタンタル酸化膜を形成する酸化工程と、
前記タンタル酸化膜に水素を導入する水素導入工程と、
前記タンタル酸化膜の上層に前記上電極を形成する上電極形成工程とを有し、
さらに、前記下電極を構成するタンタル膜から水素を脱離させる水素脱離工程を有して
いることを特徴とする非線形素子の製造方法。
【請求項２】
前記水素脱離工程は、前記酸化工程の前に行うことを特徴とする請求項１に記載の非線
形素子の製造方法。
【請求項３】
前記水素脱離工程は、前記酸化工程の後に行うことを特徴とする請求項１に記載の非線
形素子の製造方法。
【請求項４】
前記水素脱離工程では、前記下電極を構成するタンタル膜を３５０℃以上の温度で加熱
する水素脱離アニールを行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の非線
形素子の製造方法。
【請求項５】
前記水素導入工程は、水素含有雰囲気中でタンタル酸化膜を加熱する水素添加アニール
により行い、
当該水素添加アニールの際のアニール温度を３５０℃以上に設定することにより、前記
水素導入工程と前記水素脱離工程とを同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の非線
形素子の製造方法。
【請求項６】
前記酸化工程では、陽極酸化法により前記タンタル酸化膜を形成することを特徴とする
請求項１乃至５の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項７】
前記酸化工程では、気相酸化法により前記タンタル酸化膜を形成することを特徴とする
請求項１乃至５の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項８】
前記酸化工程では、タンタル膜を３５０℃以上の温度に加熱した状態で酸素含有ガスと
接触させて気相酸化を行い、
前記酸化工程と前記水素脱離工程とを同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の非
線形素子の製造方法。
【請求項９】
前記下電極形成工程の後、前記酸化工程の前に、前記下電極を構成するタンタル膜を３
５０℃以上の温度で加熱する水素脱離アニールにより前記水素脱離工程を行い、
前記酸化工程では、前記水素脱離工程を行った処理室と同一の処理室内で前記下電極を
構成するタンタル膜を３５０℃以上の温度に加熱した状態で酸素含有ガスと接触させて気
相酸化を行うことを特徴とする請求項１に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項１０】
前記水素導入工程では、前記水素脱離工程および前記酸化工程を行った処理室と同一の
処理室内でタンタル酸化膜を水素含有雰囲気中で加熱する水素添加アニールを行うことを
特徴とする請求項９に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項１１】
前記下電極形成工程では、タングステンを含有するタンタル膜により前記下電極を形成
することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の非線形素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載された製造方法により、前記非線形素子からなる
画素スイッチング素子を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下電極、絶縁層および下電極を備えた非線形素子の製造方法、および該非線
形素子を備えた電気光学装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型の電気光学装置において画素スイッチング素子として用いられ
る非線形素子としては、例えば、下電極、絶縁層および上電極を備えたＭＩＭ（Ｍｅｔａ
ｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ：金属−絶縁体−金属）構造のＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  
Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ：薄膜ダイオード）がある。このような非線形素子では、一般に、
下電極はタンタル膜から構成され、絶縁層はタンタル酸化膜から構成され、上電極はクロ
ム膜などから構成されている。
【０００３】
このような非線形素子については、その線形性を高めることによりアクティブマトリク
ス型の電気光学装置で表示した画像のコントラストなどを向上することを目的に、絶縁層
として、窒素含有のタンタル酸化膜を用いることが提案されている（例えば、特許文献１
〜４参照）。
【０００４】
しかしながら、窒素含有のタンタル酸化膜を絶縁層として備えた非線形素子は、窒素を
含有しないタンタル酸化膜を絶縁層として備えた非線形素子と比較して、以下に説明する
素子ドリフト現象が大きいため、アクティブマトリクス型の電気光学装置において画素ス
イッチング素子として用いると、表示した画像に残像現像が発生しやすいという問題点が
ある。
【０００５】
すなわち、タンタル酸化膜を絶縁層として用いた非線形素子では、１回目の電流−電圧
特性の測定を行った後、２回目の電流−電圧特性を測定すると、測定結果に差が発生し、
２回目の測定では絶縁性が高いという現象が発生し、この現象が素子ドリフト現象である
。また、２回目の測定を行ってから、例えば１時間が経過した後、再度、電流−電圧特性
を測定すると、１回目の測定結果と同等の結果が得られ、その直後に電流−電圧特性を測
定すると、２回目の測定結果と同様、高い絶縁性を示す結果が得られる。このような素子
ドリフト現象は、絶縁層中のイオン性の酸素空乏が下電極／絶縁層界面あるいは絶縁層／
上電極界面の一方に引き寄せられることが原因で発生すると考えられる。このような素子
ドリフト現象において、非線形素子をアクティブマトリクス型の液晶装置において画素ス
イッチング素子として用いた場合に電流−電圧特性の変化自身は、表示性能に直接、大き
な影響を及ぼすものではないが、絶縁層中のイオン性の酸素空乏が一方の界面に引き寄せ
られた高抵抗化態から、酸素空乏が均一分布した低抵抗化状態にゆるやかに戻る際に、酸
素空乏の移動により逆電流が発生し、それに液晶が応答する結果、残像現象が発生するの
である。
【０００６】
一方、素子ドリフト現象を抑制可能な技術として、アルミニウム酸化物とタンタル酸化
物との混合酸化物を絶縁層として用いた非線形素子において、絶縁層にタングステンを添
加することが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平３−７３９３２号公報
【特許文献２】特開平５−３４１３２７号公報
【特許文献３】特開平６−３１６７８８号公報
【特許文献４】特開平９−１６６７９２号公報
【特許文献５】特開平６−３０１０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、絶縁層を構成するタンタル酸化膜に対してタングステンを含有させても
非線形性を向上することができない。このため、絶縁層に対して窒素やタングステンを添
加するという従来の技術では、非線形性の向上、および素子ドリフト現象の防止の双方を
実現することが不可能である。
【０００８】
ここに、本願発明者は、繰り返し行った実験の結果、絶縁層に水素を添加すると非線形
性が向上し、さらに素子ドリフト現象も抑制できるという知見を得、この知見に基づいて
、絶縁層に対して水素を添加することにより、非線形性の向上、および素子ドリフト現象
の防止の双方を実現することを提案するものである。しかしながら、絶縁層に対して水素
を添加して、非線形性の向上、および素子ドリフト現象の防止の双方を実現しようとする
と、以下に説明する電流−電圧特性の不可逆的なシフト現象が起こり、表示した画像に焼
き付きが発生するという問題点がある。すなわち、絶縁層に対して水素を添加すると、電
圧印加時に絶縁層から水素が脱離し、非線形性が非可逆的に低下してしまう。その結果、
画像を表示するために非線形素子に通電していた画素においては、非線形素子の線形性が
低下し、画像を切り換えたときでも、それまで表示していた画像の跡が常に残ってしまう
、焼き付き現象が発生してしまう。
【０００９】
また、本願発明者は、素子ドリフト現象をさらに確実に抑制することを目的に絶縁層に
対して水素とともにタングステンを添加することにより、非線形性の向上、および素子ド
リフト現象の防止の双方を実現することを提案するものである。しかしながら、絶縁層に
対してタングステンを添加すると絶縁層の比抵抗が増大するため、同一レベルの電流を液
晶に流そうとしたときに必要な駆動電圧が、タングステンを添加しない場合と比較して高
くなってしまう。このため、絶縁層に添加した水素が脱離しやすくなって、非線形性が非
可逆的に低下しやすくなる。その結果、焼き付き現象が発生しやすくなってしまう。
【００１０】
そこで、本発明者は、絶縁層に水素とともに窒素を導入して絶縁層からの水素の脱離を
防止することにより、非線形性の向上、および素子ドリフト現象の防止の双方を実現し、
さらに、焼き付きの原因となる非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生を防止すること
を提案するものである。しかしながら、このような構成を採用した際の高温での焼き付き
現象を評価すると、反転焼き付きという新たな問題が生じることを見出した。ここで、高
温での焼き付き現象は、７０℃の温度条件下で図１８（ａ）に示す白黒の画像パターンを
数時間表示した後、全面グレー表示に切り換えた際、元の画像パターンがどの程度、残存
して見えるかという評価であるが、絶縁層からの水素の脱離を防止すると、図１８（ｂ）
に示すように、白黒が反転した状態での反転焼き付きが発生してしまう。
【００１１】
かかる反転焼き付きの原因について、本願発明者が種々検討した結果、絶縁層からの水
素の脱離を防止した条件において、７０℃という比較的高い温度で画像を表示すると、図
１８（ｃ）に示すように、下電極を構成するタンタル膜が内蔵していた水素が絶縁層中に
侵入し、非線形特性を不可逆的に変化させてしまうからという知見を得た。ここで、下電
極を構成するタンタル膜は、水素吸蔵性が高いため、タンタル膜をスパッタ成膜する際の
タンタルターゲットには水素が含まれており、かかるタンタルターゲットを用いてタンタ
ル膜をスパッタ形成した場合には、タンタル膜が水素を含有することを避けるのは困難で
ある。
【００１２】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、少なくとも水素および窒素を含有する絶縁層
を用いることにより、非線形性の向上、残像現象の原因となる素子ドリフト現象の発生防
止、および水素の脱離に起因する非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生防止を図った
場合でも、下電極が含む水素を低減することより、下電極から絶縁層への水素の侵入に起
因する非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生を防止可能な非線形素子の製造方法、お
よびこの非線形素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置の製造方法を提供
することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明では、下電極、該下電極の表面側を覆う窒素含有の
タンタル酸化膜からなる絶縁層、および該絶縁層を介して前記下電極に対向する上電極を
備えた非線形素子の製造方法において、タンタル膜によって前記下電極を形成する下電極
形成工程と、前記下電極の表面を酸化してタンタル酸化膜を形成する酸化工程と、前記タ
ンタル酸化膜に水素を導入する水素導入工程と、前記タンタル酸化膜の上層に前記上電極
を形成する上電極形成工程とを有し、さらに、前記下電極を構成するタンタル膜から水素
を脱離させる水素脱離工程を有していることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、水素導入工程により絶縁層に水素を導入したため、非線形素子の非
線形性が高く、かつ、残像現象の原因となる素子ドリフト現象の発生を防止することがで
きる。また、絶縁層への窒素の添加は、非線形性を向上させる効果も奏する。ここで、絶
縁層への窒素の単独添加は、素子ドリフト現象を増大させるという問題があるが、本発明
では、絶縁層に水素を導入したため、窒素を添加しても素子ドリフト現象の発生を抑制す
ることができる。さらに、絶縁層は窒素を含有しており、窒素は、電圧印加時の水素の脱
離を防止する機能を発揮するため、焼き付きの原因となる非線形特性の不可逆的なシフト
現象の発生を防止することができる。さらにまた、高温で非線形素子に電圧を印加すると
、下電極を構成するタンタル膜から絶縁層に水素が侵入するので、窒素により絶縁層から
水素の脱離を防止した構成と組み合わせると、水素の侵入に起因する非線形特性の不可逆
的なシフト現象が発生しやすくなって反転焼き付きが起こるが、本発明では、水素脱離工
程を行うことにより、下電極を構成するタンタル膜が含有する水素を低減しているので、
下電極から絶縁層への水素の侵入を抑制、防止することができる。それ故、本発明によれ
ば、下電極から絶縁層への水素の侵入に起因する非線形特性の不可逆的なシフト現象も防
止することができる。
【００１５】
本発明において、前記水素脱離工程は、前記酸化工程の前に行うことができる。
【００１６】
本発明において、前記水素脱離工程は、前記酸化工程の後に行ってもよい。この場合、
前記水素導入工程の前に水素脱離工程を行えば、水素導入工程により導入する水素量が変
動することを防止することができえる。
【００１７】
本発明において、前記水素脱離工程では、例えば、前記下電極を構成するタンタル膜を
３５０℃以上の温度で加熱する水素脱離アニールを採用することができる。
【００１８】
本発明において、前記水素導入工程では、水素プラズマの照射、あるいは水素添加アニ
ールを採用することができる。ここで、前記水素導入工程として、水素含有雰囲気中でタ
ンタル酸化膜を加熱する水素添加アニールを採用する場合、当該水素添加アニールの際の
アニール温度を３５０℃以上に設定すれば、前記水素導入工程と前記水素脱離工程とを同
時に行うことができる。すなわち、水素導入工程において３５０℃以上の温度で水素添加
アニールを行うと、下電極が含む水素は絶縁層へ移動してしまう。このため、非線形素子
を製造した状態において、下電極が含有する水素を低減することができる。従って、下電
極から絶縁層への水素の侵入を抑制、防止することができるので、絶縁層への水素の侵入
に起因する非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生を防止することができる。
【００１９】
本発明において、前記酸化工程では、例えば、陽極酸化法により前記タンタル酸化膜を
形成する。
【００２０】
本発明において、前記酸化工程では、気相酸化法により前記タンタル酸化膜を形成して
もよい。この場合、前記酸化工程では、タンタル膜を３５０℃以上の温度に加熱した状態
で酸素含有ガスと接触させて気相酸化を行えば、前記酸化工程と前記水素脱離工程とを同
時に行うことができる。すなわち、前記酸化工程において、タンタル膜を３５０℃以上に
加熱した状態での気相酸化を行うと、酸化工程を行う際の加熱期間では、下電極が含む水
素は下電極から脱離する。このため、非線形素子を製造した状態において、下電極が含有
する水素を低減することができる。従って、下電極から絶縁層への水素の侵入を抑制、防
止することができるので、絶縁層への水素の侵入に起因する非線形特性の不可逆的なシフ
ト現象の発生を防止することができる。
【００２１】
本発明において、前記下電極形成工程の後、前記酸化工程の前に、前記下電極を構成す
るタンタル膜を３５０℃以上の温度で加熱する水素脱離アニールにより前記水素脱離工程
を行い、前記酸化工程では、前記水素脱離工程を行った処理室と同一の処理室内で前記下
電極を構成するタンタル膜を３５０℃以上の温度に加熱した状態で酸素含有ガスと接触さ
せて気相酸化を行うことが好ましい。水素脱離工程の後、前記酸化工程において、タンタ
ル膜を３５０℃以上に加熱した状態での気相酸化を行うと、酸化工程を行う際の加熱期間
では、下電極が含む水素は下電極から脱離する。このため、非線形素子を製造した状態に
おいて、下電極が含有する水素を一層、低減することができる。従って、下電極から絶縁
層への水素の侵入を抑制、防止することができるので、絶縁層への水素の侵入に起因する
非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生を防止することができる。しかも、水素脱離工
程（水素脱離アニール）と酸化工程（気相酸化）とを同一の処理室で連続して行うため、
生産効率が高い。
【００２２】
本発明において、前記水素導入工程では、前記水素脱離工程および前記酸化工程を行っ
た処理室と同一の処理室内でタンタル酸化膜を水素含有雰囲気中で加熱する水素添加アニ
ールを行うことが好ましい。このように構成すると、水素脱離工程（水素脱離アニール）
、酸化工程（気相酸化）および水素導入工程（水素添加アニール）を同一の処理室で連続
して行うため、生産効率が高い。
【００２３】
本発明において、前記下電極形成工程では、タングステンを含有するタンタル膜により
前記下電極を形成することが好ましい。絶縁層が水素および窒素とともにタングステンを
含有する場合には、素子ドリフト特性をより確実に防止することができる。また、絶縁層
がタングステンを含有すると、絶縁層の比抵抗が増大し、駆動電圧が高くなるが、本発明
では、絶縁層が絶縁層からの水素の脱離を防止する窒素を含有しているため、水素の脱離
が発生しない。従って、本発明によれば、非線形性の向上、残像現象の原因となる素子ド
リフト現象の発生防止、および水素の脱離に起因する非線形特性の不可逆的なシフト現象
の発生防止のいずれをも実現することができる。
【００２４】
本発明に係る非線形素子は、例えば、液晶装置などの電気光学装置において画素スイッ
チング素子として用いられる。また、本発明に係る電気光学装置は、例えば、携帯電話機
やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。
【００２５】
本発明において、下電極を構成するタンタル膜の水素含有量を低減する方法として、下
電極の膜厚が５０〜１００ｎｍまで薄くすることが好ましい。タンタル膜の膜厚を薄くす
ると、下電極が含有する水素の総量を低減でき、下電極から絶縁層への水素の侵入を抑制
、防止することができる。また、タンタル膜の膜厚を薄くすると、タンタル膜の成膜、お
よびパターニングに要する時間を短縮できる。特に、パターニングにＣＦ4あるいはＳＦ6
などといった環境負荷の大きなエッチングガスを用いる場合には、使用ガス量の低減を図
ることができ、環境対策としても効果的である。
【００２６】
本発明において、前記下電極形成工程においてタンタル膜を形成する際、加熱雰囲気中
でのスパッタ法によりタンタル膜を形成することが好ましい。このような構成を採用する
と、成膜されたタンタル膜が含む水素量を低減することができる。
【００２７】
本発明において、前記下電極形成工程では、スパッタ成膜に用いるタンタルターゲット
から水素を脱離させるターゲット含有水素脱離工程を行った後、このタンタルターゲット
を用いてタンタル膜をスパッタ成膜することが好ましい。
【００２８】
本発明において、窒素含有のタンタル酸化膜を形成するには、例えば、前記下電極形成
工程において、窒素含有タンタル膜によって前記下電極を形成することにより、前記酸化
工程で前記下電極の表面を酸化して窒素含有のタンタル酸化膜を形成することが好ましい
。このように構成すると、タンタル膜は、比抵抗の低いα相として形成されやすいので、
下電極と同時形成したタンタル膜を配線として用いることができる。
【００２９】
本発明では、前記下電極形成工程において、前記下電極を構成するタンタル膜を形成し
た後、窒素プラズマ照射などにより窒素導入工程を行ってもよい。本発明では、前記酸化
工程において、前記下電極の表面を酸化してタンタル酸化膜を形成した後、窒素プラズマ
照射などにより、当該タンタル膜に窒素を導入してもよい。本発明では、前記酸化工程に
おいて、前記下電極を窒素含有電解液中で陽極酸化を行うことにより、タンタル酸化膜を
形成すると同時に窒素を導入して窒素含有のタンタル酸化膜を形成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、非線形素
子としての構成などを説明した後、この非線形素子をアクティブマトリスクス型の電気光
学装置において画素スイッチング素子として用いた形態を説明する。また、以下の説明で
参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごと
に異なる場合がある。
【００３１】
［非線形素子の構成］
図１は、本発明を適用した非線形素子の断面図である。図２は、本発明を適用した非線
形素子において絶縁層が含有するタングステン、水素、窒素が非線形素子に及ぼす影響の
説明図である。図３は、非線形素子に用いた絶縁層（タンタル酸化膜）におけるタングス
テンの含有量と、素子ドリフト量との関係を示すグラフである。図４は、非線形素子に用
いた絶縁層（タンタル酸化膜）におけるタングステンの含有量と、非線形性の不可逆的な
シフト量との関係を示すグラフである。
【００３２】
図１に示すように、本形態の非線形素子１０ｘは、下電極１３ｘ、この下電極１３ｘの
表面側を覆う絶縁層１４ｘ、およびこの絶縁層１４ｘを介して下電極１３ｘに対向する上
電極１５ｘを備えたＴＦＤ素子である。上電極１５ｘはクロム膜などから構成されている
。ここで、非線形素子１０ｘは、基板２０ｘの表面に形成された下地絶縁層２０１ｘの表
面に形成されている。
【００３３】
本形態において、絶縁層１４ｘは、水素原子および窒素原子を含むタンタル酸化膜（Ｔ
ａＯxＮyＨz）からなる。また、絶縁層１４ｘは、水素原子、窒素原子、およびタングス
テンを含むタンタル酸化膜（Ｗ−Ｔａ・ＯxＮyＨz）からなることもある。いずれの場合
でも、絶縁層１４ｘは、水素原子および窒素原子を含むことが必須である。ここで、絶縁
層１４ｘにおける窒素含有量は、例えば、〜２５ａｔ％である。絶縁層１４ｘにおける水
素含有量は、例えば、数ａｔ％以下でも十分である。絶縁層１４ｘにおけるタングステン
の含有量は、数ａｔ％以下、さらには１ａｔ％以下でも十分である。
【００３４】
本形態において、下電極１３ｘはタンタル膜からなる。また、下電極１３ｘは、窒素含
有のタンタル膜からなることもある。さらに、下電極１３ｘは、窒素およびタングステン
含有のタンタル膜からなることもある。ここで、タンタル膜は、水素吸蔵性が高い。この
ため、タンタル膜をスパッタ成膜する際のタンタルターゲットには水素が含まれており、
このタンタルターゲットを用いてタンタル膜を成膜すると、水素を含有することになる。
しかるに本発明では、具体的な実施の形態は後述するが、下電極１３ｘを構成するタンタ
ル膜が含有する水素量が極めて少ない。すなわち、下電極１３ｘを構成するタンタル膜を
形成した以降、絶縁膜１４ｘの形成前あるいは形成後、下電極１３ｘを構成するタンタル
膜から水素を脱離させてある。
【００３５】
絶縁層１４ｘを構成するタンタル酸化膜中への窒素およびタングステンの導入は、例え
ば、窒素およびタングステン含有のタンタル膜により下電極１３ｘを形成した後、その表
面に陽極酸化を施して絶縁層１４ｘを形成することにより実現できる。また、絶縁層１４
ｘへの水素の導入は、例えば、窒素およびタングステン含有のタンタル酸化膜を形成した
後、水素を含有する雰囲気中でのアニール処理（水素添加アニール工程／水素導入工程）
により行うことができる。この場合、アニール温度が高い方がタンタル酸化膜中への水素
導入量が多くなる。
【００３６】
このように構成した非線形素子１０ｘにおいて、絶縁層１４ｘに添加したタングステン
、水素および窒素は各々、非線形素子１０ｘの非線形性、残像現象の原因となる素子ドリ
フト現象、および焼き付きの原因となる非線形特性の不可逆的なシフト現象に対して、図
２に示す影響を及ぼす。
【００３７】
ここで、素子ドリフト現象とは、１回目の電流−電圧特性の測定を行った後、２回目の
電流−電圧特性を測定すると、測定結果に差が発生し、２回目の測定では絶縁性が高いと
いう現象である。かかる素子ドリフト現象では、２回目の測定を行ってから、例えば１時
間が経過した後、再度、電流−電圧特性を測定すると、１回目の測定結果と同等の結果が
得られ、その直後に電流−電圧特性を測定すると、２回目の測定結果と同様、高い絶縁性
を示す結果が得られる。このような素子ドリフト現象は、絶縁層１４ｘ中のイオン性の酸
素空乏が下電極１３ｘ／絶縁層１４ｘ界面あるいは絶縁層１４ｘ／上電極１５ｘ界面の一
方に引き寄せられることが原因で発生すると考えられ、絶縁層１４ｘ中のイオン性の酸素
空乏が一方の界面に引き寄せられた高抵抗化態から、酸素空乏が均一分布した低抵抗化状
態にゆるやかに戻る際に、酸素空乏の移動により逆電流が発生し、それに液晶が応答する
結果、残像現象が発生するのである。
【００３８】
また、シフト現象は、絶縁層１４ｘからの水素の脱離が原因で起こる現象であり、非線
形性の向上のために添加した水素が脱離すると、非線形素子１０ｘの線形性が非可逆的に
低下し、画像を表示するために非線形素子１０ｘに通電していた画素においては、画像を
切り換えたときでも、それまで表示していた画像の跡が常に残ってしまい、焼き付き現象
が発生させるのである。
【００３９】
このような現象に対して、まず、タングステンは、図２に示すように、非線形性には影
響を及ぼさないが、素子ドリフト現象を減少させる一方、水素の脱離に起因するシフト現
象を増大させる。水素は、非線形性を向上させるとともに、素子ドリフト現象を減少させ
る。窒素は、非線形性を向上させる一方、素子ドリフト現象を増大させる。また、窒素は
、絶縁層１４ｘからの水素の脱離を防止することにより、水素の脱離に起因するシフト現
象を減少させる。
【００４０】
このような影響を及ぼす各種成分を絶縁層に含有させたため、図３および図４に示す結
果が得られる。図３および図４に示すグラフにおいて、丸および実線Ｌ１１でプロットし
たのは、水素添加アニール工程を３２０℃で行った窒素未含有のタンタル酸化膜の結果で
あり、四角および点線Ｌ１２でプロットしたのが、水素添加アニール工程を２６０℃で行
った窒素含有のタンタル酸化膜の結果である。図３に示すグラフにおいて、縦軸のドリフ
ト値とは、非線形素子１０の電流−電圧特性において１回目の測定と、その直後の２回目
の測定でともに電流値が１×１０-8Ａを示す電圧値の差であり、この値が大きいほど、残
像現象が発生しやすいといえる。なお、図３に示す値は、下電極１３ｘと上電極１５ｘと
の対向面積が２．５μｍ×３．０μｍで、絶縁層１４ｘの厚さが５０ｎｍの非線形素子１
０ｘで得られた結果である。また、図４に示すグラフにおいて、縦軸のシフト値とは、非
線形素子１０に１×１０-7Ａの電流が流れるような正および負の矩形パルスを１秒ずつ交
互に印加し続けた場合において、印加開始時からみて１００秒経過後の電流値の変化率を
百分率で表わした値であり、その値が大きいほど、焼き付きが発生しやすいといえる。
【００４１】
まず、図３に示すように、絶縁層１４ｘを構成するタンタル酸化膜において、タングス
テンの含有量が多いほど、素子ドリフト値が小さくなる。但し、図４に示すように、絶縁
層１４ｘを構成するタンタル酸化膜において、タングステンの含有量が多いほど、水素の
脱離に起因する非線形性の不可逆的なシフト量が大きくなってしまう。それでも、絶縁層
１４ｘを構成するタンタル酸化膜において窒素を含有させると、絶縁層１４ｘからの水素
の脱離を防止できるので、水素の脱離に起因する非線形性の不可逆的なシフト量を低く抑
えることができる。
【００４２】
ここで、絶縁層１４ｘが窒素を含有することにより、絶縁層１４ｘからの水素の脱離を
防止すると、７０℃といった比較的高い温度条件下で電圧を印加した際に、下電極１３ｘ
から絶縁層１４ｘへの水素の侵入に起因して非線形特性の不可逆的なシフト現象が発生し
、白黒の画像パターンを数時間表示した後、全面グレー表示に切り換えた際、元の画像パ
ターンが白黒反転した状態で焼き付く反転焼き付きが発生してしまう。しかるに本発明で
は、下電極１３ｘを構成するタンタル膜の水素含有量が著しく少ないため、絶縁層１４ｘ
から絶縁層１４ｘへの水素の侵入を抑制、防止できるので、絶縁層１４ｘが窒素を含有す
ることにより、絶縁層１４ｘからの水素の脱離を防止した場合でも、反転焼き付きの発生
を防止することができる。
【００４３】
（本発明を適用した非線形素子の主な効果）
以上説明したように、本形態の非線形素子１０ｘでは、絶縁層１４ｘは、少なくとも水
素および窒素を含有するタンタル酸化膜からなる。このため、非線形素子１０ｘは、絶縁
層１４ｘに水素を添加した分、非線形性が高く、かつ、残像現象の原因となる素子ドリフ
ト現象の発生を防止することができる。また、絶縁層１４ｘへの窒素の添加は、非線形性
を向上させる効果も奏する。ここで、絶縁層１４ｘへの窒素の単独添加は、素子ドリフト
現象を増大させるという問題があるが、本形態では、絶縁層１４ｘが水素を含有している
ため、窒素を添加しても素子ドリフト現象の発生を抑制することができる。さらに、絶縁
層１４ｘは窒素を含有しており、窒素は、電圧印加時の水素の脱離を防止する機能を発揮
するため、焼き付きの原因となる非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生を防止するこ
とができる。さらにまた、高温で非線形素子１０ｘに電圧を印加すると、下電極１３ｘを
構成するタンタル膜から絶縁層１４ｘに水素が侵入するので、窒素により絶縁層１４ｘか
ら水素の脱離を防止した構成と組み合わせると、水素に侵入に起因する非線形特性の不可
逆的なシフト現象が発生しやすくなって反転焼き付きが起こるが、本形態では、下電極１
３ｘを構成するタンタル膜が含有する水素量が極めて少ないため、下電極１３ｘから絶縁
層１４ｘへの水素の侵入を抑制、防止することができる。それ故、本形態によれば、非線
形素子１０ｘの非線形性の向上、残像現象の原因となる素子ドリフト現象の発生防止、お
よび水素の脱離に起因する非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生防止を実現すること
ができるとともに、下電極１３ｘから絶縁層１４ｘへの水素の侵入に起因する非線形特性
の不可逆的なシフト現象も防止することができる。
【００４４】
また、本形態の非線形素子１０ｘにおいて、絶縁層１４ｘが水素、窒素およびタングス
テンを含有するタンタル酸化膜からなる場合には、素子ドリフト特性をより確実に防止す
ることができる。また、絶縁層１４ｘがタングステンを含有すると、絶縁層１４ｘの比抵
抗が増大し、駆動電圧が高くなって絶縁層１４ｘからの水素の脱離が発生しやすくなるが
、本形態では、絶縁層１４ｘが絶縁層１４ｘからの水素の脱離を防止する窒素を含有して
いるため、水素の脱離が発生しない。従って、本形態によれば、非線形性の向上、残像現
象の原因となる素子ドリフト現象の発生防止、および水素の脱離に起因する非線形特性の
不可逆的なシフト現象の発生防止のいずれをも確実に実現することができる。
【００４５】
また、下電極１３ｘが窒素を含有するタンタル膜からなる場合には、比非抵抗の低いα
相を形成しやすくなるため、下電極１３ｘと同時形成したタンタル膜を配線として利用す
ることができる。
【００４６】
［実施の形態１］
（全体構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係るアクティブマトリクス型の電気光学装置（液晶装
置）の電気的構成を示すブロック図である。図６は、本発明が適用される電気光学装置の
構成を模式的に示す断面図である。なお、以下、後述する実施の形態で共通の構成を説明
した後、本形態の特徴部分を説明する。
【００４７】
図５に示すように、本形態の電気光学装置１００では、複数本の走査線５１が行（Ｘ）
方向に延在して形成され、また、複数本のデータ線５２が列（Ｙ）方向に延在して形成さ
れている。また、走査線５１とデータ線５２との各交差点に対応する位置に画素５３が形
成され、これらの画素５３は、マトリクス状に配置されている。各画素５３では、液晶層
５４と、ＴＦＤからなる非線形素子１０とが直列接続しており、図５に示す例では、液晶
層５４が走査線５１の側に、非線形素子１０がデータ線５２の側にそれぞれ接続されてい
る。なお、液晶層５４がデータ線５２の側に、非線形素子１０が走査線５１の側にそれぞ
れ接続されることもある。ここで、各走査線５１は、走査線駆動回路５７によって駆動さ
れる一方、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。
【００４８】
このような電気光学装置１００は、具体的には、例えば、図６に示すように構成される
。ここで、対向配置された一対の基板のうち、一方の基板は、前記の非線形素子１０や画
素電極が形成された素子基板２０であり、他方の基板は、対向基板３０である。これらの
基板のうち、素子基板２０の内側表面には、複数本のデータ線５２と、それらのデータ線
５２に接続される複数の非線形素子１０と、それらの非線形素子１０と１対１に接続され
る画素電極２３とが形成されている。データ線５２は、図６において紙面に対して垂直方
向に延在して形成される一方、非線形素子１０および画素電極２３は、ドットマトリクス
状に配列している。そして、画素電極２３などの表面には、一軸配向処理、例えばラビン
グ処理が施された配向膜２４が形成されている。
【００４９】
対向基板３０の内側表面には、カラーフィルタ３８が形成されており、「Ｒ」、「Ｇ」
、「Ｂ」の３色の着色層を構成している。なお、これら３色の着色層の隙間には、ブラッ
クマトリクス３９が形成されて、着色層の隙間からの入射光を遮蔽する構成となっている
。カラーフィルタ３８およびブラックマトリクス３９の表面には平坦化膜３７が形成され
、さらにその表面には、走査線５１として機能する対向電極３１が、データ線５２と直交
する方向に形成されている。なお、平坦化膜３７は、カラーフィルタ３８およびブラック
マトリクス３９の平滑性を高めて、対向電極３１の断線を防止する目的などのために設け
られる。さらに、対向電極３１の表面には、ラビング処理が施された配向膜３４が形成さ
れており、配向膜２４、３４は、一般にポリイミドなどから形成される。
【００５０】
素子基板２０と対向基板３０とは、スペーサ（図示省略）を含むシール材１０４によっ
て一定の間隙を保って接合され、この間隙に、液晶１０５が封入された構成となっている
。素子基板２０の外側表面には、配向膜２４へのラビング方向に対応した光軸を有する偏
光板２１７などが貼着され、対向基板３０の外側表面には、配向膜３４へのラビング方向
に対応した光軸を有する偏光板３１７などが貼着されている。なお、本形態の電気光学装
置１００は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）技術が適用されており、素子基板２
０の表面に直接、液晶駆動用ＩＣチップ２６０が実装されている。
【００５１】
（画素５３の構成）
図７は、本発明が適用された電気光学装置において、ＴＦＤを含む数画素分のレイアウ
トを示す平面図であり、図８は、図７に示す各画素に形成されたＴＦＤの説明図である。
【００５２】
図７および図８に示すように、本形態の非線形素子１０は、第１のＴＦＤ１０ａおよび
第２のＴＦＤ１０ｂを備えたＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造を有している。すなわち、非
線形素子１０は、素子基板２０の表面に形成された下地層２０１上において、下電極１３
ｂと、この下電極１３ｂの表面に、後述するように、陽極酸化法あるいは気相酸化法によ
って形成された絶縁層１４ｂと、この表面に形成されて相互に離間した上電極１５ａ、１
５ｂとを備えており、下電極１３ｂの上面および側面と上電極１５ａ、１５ｂとは、絶縁
層１４ｂを介して対向している。上電極１５ａは、そのままデータ線５２となる金属層１
５ｃと一体に形成されている一方、上電極１５ｂは、画素電極２３に接続されている。な
お、データ線５２は、下電極１３ｂと同時形成された金属層１３ａを備えており、この金
属層１３ａの表面には、絶縁層１４ｂと同時形成された絶縁層１４ａが形成されている。
下地層２０１は、例えば、厚さが５０〜２００ｎｍ程度のタンタル酸化膜などの絶縁層に
よって構成され、下電極１３ｂの構成によっては省略してもよい。
【００５３】
本形態の非線形素子１０において、金属層１３ａおよび下電極１３ｂは、後述するよう
に、タンタル膜、窒素含有のタンタル膜、あるいは窒素およびタングステン含有のタンタ
ル膜によって形成され、その厚さは、５０〜１５０ｎｍ程度である。絶縁層１４ａ、１４
ｂは、後述するように、陽極酸化法あるいは気相酸化法によって金属層１３ａおよび下電
極１３ｂの表面を酸化することによって形成された厚さが１０〜４０ｎｍ程度のタンタル
酸化膜であり、後述するように、水素および窒素、あるいは水素、窒素およびタングステ
ンを含有している。上電極１５ａ、１５ｂは、例えばクロム（Ｃｒ）などといった金属膜
によって１００〜５００ｎｍ程度の厚さに形成されている。
【００５４】
第１のＴＦＤ１０ａは、データ線５２の側からみると順番に、上電極１５ａ／絶縁層１
４ｂ／下電極１３ｂとなって、金属（導電体）／絶縁体／金属（導電体）のサンドイッチ
構造を採るため、ダイオードスイッチング特性を有することになる。一方、第２のＴＦＤ
１０ｂは、データ線５２の側からみると順番に、下電極１３ｂ／絶縁層１４ｂ／上電極１
５ｂとなって、第１のＴＦＤ１０ａとは、反対のダイオードスイッチング特性を有するこ
とになる。従って、非線形素子１０は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した
形となっているため、１つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特
性が正負の双方向にわたって対称化されることになる。なお、このように非線形特性を厳
密に対称化する必要がないのであれば、１つの非線形素子のみを用いても良い。
【００５５】
画素電極２３は、透過型として用いられる場合には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  
Ｏｘｉｄｅ）などの導電性の透明膜から形成される一方、反射型として用いられる場合に
は、アルミニウムや銀などの反射率の大きな反射性金属膜から形成されることがある。な
お、画素電極２３は、反射型であってもＩＴＯなどの透明性金属から形成される場合もあ
る。この場合には、反射層としての反射性金属が形成された後、絶縁層を介して透明な画
素電極２３が形成される。一方、半透過反射型として用いられる場合には、反射層を薄く
形成して半透過反射膜とするか、あるいは、スリットが設けられる構成となる。素子基板
２０自体は、例えば、石英やガラスなどの絶縁性を有するものが用いられる。なお、透過
型として用いる場合には、透明であることも素子基板２０の要件となるが、反射型として
用いる場合には、透明であることが要件にならない。また、素子基板２０の表面に下地層
２０１が設けられる理由は、熱処理により、下電極１３ｂなどが下地から剥離しないよう
にするとともに、下電極１３ｂに不純物が拡散しないようにするためである。従って、こ
れが問題とならない場合には、下地層２０１は省略可能である。
【００５６】
（非線形素子１０の構成）
このように構成した電気光学装置１００の非線形素子１０において、本形態では、絶縁
層１４ｂは、水素、窒素およびタングステンを含有するタンタル酸化膜からなる。また、
下電極１３ｂは、窒素およびタングステン含有のタンタル膜から構成されている。ここで
、タンタル膜は水素を不可避的に含有するが、本形態では、後述する水素脱離工程を行う
ことにより、下電極１３ｂの水素含有量を低減してある。従って、本形態の非線形素子１
０は、図１および図２を参照して説明したように、絶縁層１４ｘが水素を含有しているた
め、非線形性が高い。また、絶縁層１４ｘは、水素およびタングステンの双方を含有して
いるため、残像現象の原因となる素子ドリフト現象の発生を防止することができる。また
、絶縁層１４ｘは窒素を含有しており、窒素は、電圧印加時の水素の脱離を防止する機能
を発揮するため、絶縁層１４ｘからの水素の脱離が発生しないので、焼き付きの原因とな
る非線形特性の不可逆的なシフト現象の発生を防止することができる。また、絶縁層１４
ｘへの窒素の添加は、非線形性を向上させる効果を奏する。しかも、絶縁層１４ｘへの窒
素の単独添加は、素子ドリフト現象を増大させるという問題があるが、本形態では、絶縁
層１４ｘがタングステンおよび水素の双方を含有しているため、窒素を添加しても素子ド
リフト現象の発生を防止することができる。
【００５７】
さらにまた、高温で非線形素子１０ｘに電圧を印加すると、下電極１３ｘを構成するタ
ンタル膜から絶縁層１４ｘに水素が侵入するので、窒素により絶縁層１４ｘから水素の脱
離を防止した構成と組み合わせると、水素に侵入に起因する非線形特性の不可逆的なシフ
ト現象が発生しやすくなって反転焼き付きが起こるが、本形態では、下電極１３ｘを構成
するタンタル膜の水素含有量を低減してあるので、下電極１３ｘから絶縁層１４ｘへの水
素の侵入を抑制、防止することができる。
【００５８】
それ故、本形態によれば、非線形素子１０ｘの非線形性の向上、残像現象の原因となる
素子ドリフト現象の発生防止、および水素の脱離に起因する非線形特性の不可逆的なシフ
ト現象の発生防止を実現することができるとともに、下電極１３ｘから絶縁層１４ｘへの
水素の侵入に起因する非線形特性の不可逆的なシフト現象も防止することができる。よっ
て、本形態によれば、非線形素子１０ｘを画素スイッチング素子として用いたアクティブ
マトリクス型の電気光学装置において、表示した画像のコントラストなどを向上すること
ができ、かつ、残像や焼き付きの発生を防止することができる。
【００５９】
（電気光学装置１００および非線形素子１０の製造方法）
図９は、本形態の電気光学装置１００の製造方法の一例を示す工程図である。図１０は
、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図である。図１１は
、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す説明図であり、その左側
には、図７のＡ−Ａ′線で示す位置での断面図を示し、右側には平面図を示してある。な
お、以下の製造方法の説明では、下電極１３ｂが窒素およびタングステン含有のタンタル
膜からなる例を説明する。
【００６０】
本形態において、電気光学装置１００を製造するにあたっては、図９に示す非線形素子
形成工程Ｐ１〜シール材印刷工程Ｐ５からなる素子基板形成工程と、カラーフィルタ形成
工程Ｐ６〜ラビング処理工程Ｐ１０からなる対向基板形成工程とは別々に行われる。また
、これらの工程は、素子基板２０および対向基板３０を多数取りできる大型の元基板の状
態で行われるが、以下の説明では、単品サイズおよび大型の元基板については区別せず、
素子基板２０および対向基板３０と称する。
【００６１】
本形態では、大型の素子基板２０に対して非線形素子形成工程Ｐ１を行うことにより、
電気光学装置複数個分のデータ線５２および非線形素子１０を形成する。この非線形素子
形成工程Ｐ１では、図１０に示す工程順序に従って、図１１に示す以下の工程が行われる
。
【００６２】
まず、図１１（ａ）に示す下地膜形成工程ＳＴ１０１において、大型の素子基板２０の
表面全体に、厚さが５０〜２００ｎｍ程度のタンタル酸化物などの絶縁層を一様な厚さに
成膜して下地層２０１を形成する。
【００６３】
次に、下電極形成工程ＳＴ１１０を行う。この下電極形成工程ＳＴ１１０として、本形
態では、まず、タンタル膜形成工程ＳＴ１１１において、図１１（ａ）に示すように、窒
素およびタングステン含有のタンタル膜１３を１００〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成する
。より具体的には、タングステンを含有するタンタルをターゲットとして用いて、タング
ステン含有のタンタル膜を反応性スパッタ法により形成する際、スパッタ室内にアルゴン
ガスと窒素ガスを供給する。また、スパッタ形成の際、ターゲットとして、窒素およびタ
ングステン含有のタンタルを用いてもよい。次に、タンタル膜パターニング工程ＳＴ１１
２において、タンタル膜１３の上層にレジストマスクを形成した状態で、タンタル膜１３
に対して、ＣＦ4あるいはＳＦ6などを含むエッチングガスを用いてドライエッチングを行
い、図１１（ｂ）に示すように、タンタル膜１３を下電極１３ｂと、データ線５２の下層
側を構成する金属層１３ａとにパターニングした後、レジストマスクを除去する。この状
態で、データ線５２の金属層１３ａと下電極１３ｂとはブリッジ部１３ｃで繋がっている
。
【００６４】
次に本形態では、下電極１３ｘから水素を脱離させるための水素脱離アニール工程ＳＴ
１６１（水素脱離工程）を行う。このため、下電極１３ｘを構成するタンタル膜１３は、
水素を含んでいないか、あるいは水素量が極めて少ない。このような水素脱離アニール工
程ＳＴ１６１としては、水素を含有しない雰囲気中、あるいは減圧条件下で約３５０℃以
上の温度でアニールを行う。本形態では、タンタル膜形成工程ＳＴ１１１、タンタル膜パ
ターニング工程ＳＴ１１２および水素脱離アニール工程ＳＴ１６１をこの順に行ったが、
タンタル膜形成工程ＳＴ１１１、水素脱離アニール工程ＳＴ１６１およびタンタル膜パタ
ーニング工程ＳＴ１１２の順に行ってもよい。
【００６５】
次に、図１１（ｃ）に示す陽極酸化工程ＳＴ１２０（酸化工程）においては、大型の素
子基板２０を電解槽内で電解液に浸漬した状態で、素子基板２０に給電し、陽極酸化を行
う。その際、データ線５２の金属層１３ａおよびブリッジ部１３ｃを介して下電極１３ｂ
に給電され、それらの下電極１３ｂの表面（上面および側面）には、厚さが１５〜４０ｎ
ｍ程度のタンタル酸化膜からなる絶縁層１４ｂが形成される。この段階で、絶縁層１４ｂ
は、窒素およびタングステン含有のタンタル酸化膜（Ｗ−ＴａＯxＮy）からなる。なお、
金属層１３ａの表面にも、絶縁層１４ｂと同様な絶縁層１４ａが形成される。
【００６６】
次に、水素添加アニール工程ＳＴ１３０（水素導入工程）において、水素を含有する雰
囲気中で素子基板２０を加熱する。その結果、絶縁層１４ｂは、水素原子、窒素原子およ
びタングステンを含有するタンタル酸化膜（Ｗ−ＴａＯxＮyＨz）となる。このため、絶
縁層１４ｂ内の転位や空孔などの欠陥密度が低減されるので、非線形素子１０の非線形性
を高くすることができるなどの効果を奏する。さらに、窒素を含有することに起因する素
子ドリフト現象を防止することができる。このような水素添加アニール工程ＳＴ１３０を
行うにあたっては、具体的には、素子基板２０を収容した処理室を窒素ガス雰囲気とする
とともに、３２０℃の温度に設定し、この状態で、処理室内に水素を含むガス、例えば大
気を導入する。
【００６７】
なお、水素添加アニール工程ＳＴ１３０では、素子基板２０を所定の温度に加熱した状
態で素子基板２０に対して、加圧水蒸気を供給してもよい。また、水素導入工程としては
、水素添加アニール工程ＳＴ１３０に代えて、水素プラズマを照射してもよい。
【００６８】
次に、図１１（ｄ）に示すブリッジ部除去工程ＳＴ１４０においては、例えば、ドライ
エッチングによりブリッジ部１３ｃを大型の素子基板２０から除去する。これにより、第
１ＴＦＤ１０ａおよび第２ＴＦＤ１０ｂの下電極１３ｂおよび絶縁層１４ｂが、データ線
５２から島状に分断される。なお、この工程では、ブリッジ部の他に、給電パターンのう
ち、大型の素子基板２００を切断した際に素子基板２０に残ってしまう不要な部分につい
ても除去する。また、必要に応じて、画素電極２３に相当する領域の下地層２０１を除去
する。
【００６９】
次に、上電極形成工程ＳＴ１５０においては、まず、クロム膜形成工程ＳＴ１５１にお
いて、厚さが１００〜５００ｎｍ程度のＣｒをスパッタなどによって一様な厚さで成膜し
た後、クロム膜パターニング工程ＳＴ１５２において、フォトリソグラフィ技術を利用し
て、クロム膜をパターニングし、図１１（ｅ）に示すように、データ線５２の最上層とし
ての金属層１５ｃ、第１のＴＦＤ１０ａの上電極１５ａ、および第２のＴＦＤ１０ｂの上
電極１５ｂを形成する。以上により、非線形素子１０（ＴＦＤ１０ａ、１０ｂ）が素子基
板２０の表面に必要な数だけ形成される。
【００７０】
次に、図９に示す画素電極形成工程Ｐ２においては、ＩＴＯ膜形成工程ＳＴ２０１にお
いて、画素電極２３を形成するためのＩＴＯをスパッタなどによって一様な厚さで成膜し
た後、ＩＴＯ膜パターニング工程ＳＴ２０２において、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２３をその一部が上電極１５ｂに重なる
ように形成する。これらの一連の工程により、図７および図８に示す非線形素子１０およ
び画素電極２３が形成される。
【００７１】
しかる後には、図９の配向膜工程Ｐ３において、素子基板２０の表面にポリイミド、ポ
リビニルアルコールなどを一様な厚さに形成することによって配向膜２４を形成した後、
ラビング処理工程Ｐ４において、配向膜２４に対してラビング処理その他の配向処理を行
う。次に、シール材印刷工程Ｐ５において、ディスペンサーやスクリーン印刷などによっ
てシール材１０４（図６参照）を環状に塗布する。なお、シール材１０４の一部分には、
液晶注入口を形成しておく。
【００７２】
以上の素子基板形成工程とは別に、対向基板形成工程（カラーフィルタ形成工程Ｐ６〜
ラビング処理工程Ｐ１０）を行う。それには、まず、ガラス基板などといった透光性材料
によって形成された大型の対向基板３０を用意した後、カラーフィルタ形成工程Ｐ６にお
いて、大型の対向基板３０の表面上にブラックマトリクス３９、およびカラーフィルタ３
８を形成する。ここで、カラー表示が必要でない場合には、カラーフィルタ３８を形成す
る必要はない。次に、平坦化層形成工程Ｐ７において、カラーフィルタ３８の上に平坦化
膜３７を一様な厚さに形成して表面を平坦化する。次に、対向電極形成工程Ｐ８において
、ＩＴＯ膜などによりストライプ状の対向電極３１、すなわち、走査線５１を形成する。
次に、配向膜形成工程Ｐ９において、走査線５１などの上にポリイミドなどによって一様
な厚さの配向膜３４を形成した後、ラビング処理工程Ｐ１０において、配向膜３４に対し
てラビング処理などといった配向処理を施す。
【００７３】
その後、大型の素子基板２０と大型の対向基板３０とを位置合わせした上でシール材１
０４を間に挟んで貼り合わせ（貼り合わせ工程Ｐ１１）、さらに紫外線硬化その他の方法
でシール材１０４を硬化させる（シール材硬化工程Ｐ１２）。これにより、液晶装置複数
個分を含んでいる空のパネル構造体が形成される。その後、空のパネル構造体を短冊状の
パネル構造体に切断する（１次切断工程Ｐ１３）。この短冊状のパネル構造体の切断個所
では、シール材１０４の途切れ部分からなる液晶注入口が外部に開口しているので、露出
した液晶注入口からパネル構造体の内側に液晶を減圧注入した後（液晶注入工程Ｐ１４）
、各液晶注入口に対して樹脂などの封止材を塗布して、各液晶注入口を封止する（注入口
封止工程Ｐ１５）。なお、この工程により、パネル構造体に液晶が付着するので、液晶を
注入し終えたパネル構造体を洗浄する（洗浄工程Ｐ１６）。その後、パネル構造体をさら
に切断することにより、複数個の電気光学装置１００が切り出される（２次切断工程Ｐ１
７）。しかる後に、電気光学装置１００に液晶駆動用ＩＣチップ２６０などを実装し、電
気光学装置１００が完成する（実装工程Ｐ１８）。
【００７４】
［実施の形態２］
図１２は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置１００の製造方法のうち、素子基
板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図である。なお、本形態は、
基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそ
れらの説明を省略する。また、製造工程の説明にあたっては、実施の形態１と同様、図１
１を参照する。
【００７５】
本形態では、素子基板２０に非線形素子１０を形成するにあたっては、図１２に示す以
下の工程が行われる。
【００７６】
まず、図１１（ａ）に示す下地膜形成工程ＳＴ１０１において下地層２０１を形成した
後、下電極形成工程ＳＴ１１０を行う。この下電極形成工程ＳＴ１１０において、本形態
では、タンタル膜形成工程ＳＴ１１１において窒素およびタングステンを含有するタンタ
ル膜１３を１００〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成した後、タンタル膜パターニング工程Ｓ
Ｔ１１２においてフォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル膜１３をパターニングし、
図１１（ｂ）に示すように、下電極１３ｂと、データ線５２の下層側を構成する金属層１
３ａとを形成する。この状態で、データ線５２の金属層１３ａと下電極１３ｂとはブリッ
ジ部１３ｃで繋がっている。
【００７７】
次に、図１１（ｃ）に示す陽極酸化工程ＳＴ１２０（酸化工程）において陽極酸化を行
い、下電極１３ｂの表面（上面および側面）に、厚さが１５〜４０ｎｍ程度のタンタル酸
化膜からなる絶縁層１４ｂを形成する。この段階で、絶縁層１４ｂは、窒素およびタング
ステン含有のタンタル酸化膜からなる。なお、金属層１３ａの表面にも、絶縁層１４ｂと
同様な絶縁層１４ａが形成される。
【００７８】
次に本形態では、高温水素添加アニール工程ＳＴ１３０ａ（水素導入工程）において、
水素を含有する雰囲気中で素子基板２０を３５０℃以上の温度で加熱する。その結果、絶
縁層１４ｂは、水素原子、窒素原子およびタングステンを含有するタンタル酸化膜となる
。また、水素添加アニール温度が３５０℃以上と高いので、下電極１３ｘが含む水素は絶
縁層１４ｂへ移動してしまう。このため、非線形素子１０を製造した状態において、下電
極１４ｂが含有する水素を低減することができる。すなわち、高温水素添加アニール工程
ＳＴ１３０ａによれば、水素添加アニール工程（水素導入工程）と水素脱離アニール工程
（水素脱離工程）とを同時に行うことができる。
【００７９】
それ以降の工程は実施の形態１と同様であり、図１１（ｄ）に示すブリッジ部除去工程
ＳＴ１４０においてブリッジ部１３ｃを除去した後、上電極形成工程ＳＴ１５０において
、クロム膜形成工程ＳＴ１５１でＣｒを一様な厚さで成膜した後、クロム膜パターニング
工程ＳＴ１５２においてクロム膜をパターニングし、図１１（ｅ）に示すように、データ
線５２の最上層としての金属層１５ｃ、第１のＴＦＤ１０ａの上電極１５ａ、および第２
のＴＦＤ１０ｂの上電極１５ｂを形成する。それ以降の工程は、実施の形態１と同様であ
り、かつ、本発明と直接関係しないので、説明を省略する。
【００８０】
［実施の形態３］
図１３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置１００の製造方法
のうち、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図、およびア
ニール条件を示す説明図である。なお、本形態は、基本的な構成が実施の形態１と同様で
あるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、製造工
程の説明にあたっては、実施の形態１と同様、図１１を参照する。
【００８１】
本形態では、素子基板２０に非線形素子１０を形成するにあたっては、図１３（ａ）に
示す以下の工程が行われる。
【００８２】
まず、図１１（ａ）に示す下地膜形成工程ＳＴ１０１において下地層２０１を形成した
後、下電極形成工程ＳＴ１１０を行う。この下電極形成工程ＳＴ１１０において、本形態
では、タンタル膜形成工程ＳＴ１１１において窒素およびタングステンを含有するタンタ
ル膜１３を１００〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成した後、タンタル膜パターニング工程Ｓ
Ｔ１１２においてフォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル膜１３をパターニングし、
図１１（ｂ）に示すように、下電極１３ｂと、データ線５２の下層側を構成する金属層１
３ａとを形成する。この状態で、データ線５２の金属層１３ａと下電極１３ｂとはブリッ
ジ部１３ｃで繋がっている。
【００８３】
次に、図１１（ｃ）に示す陽極酸化工程ＳＴ１２０（酸化工程）において陽極酸化を行
い、下電極１３ｂの表面（上面および側面）に、厚さが１５〜４０ｎｍ程度のタンタル酸
化膜からなる絶縁層１４ｂを形成する。この段階で、絶縁層１４ｂは、窒素およびタング
ステン含有のタンタル酸化膜からなる。なお、金属層１３ａの表面にも、絶縁層１４ｂと
同様な絶縁層１４ａが形成される。
【００８４】
次に本形態では、下電極１３ｘから水素を脱離させるための水素脱離アニール工程ＳＴ
１６２（水素脱離工程）として、水素を含有しない雰囲気中、あるいは減圧条件下で約３
５０℃以上の温度でアニールを行う。その結果、下電極１３ｘが含む水素は絶縁層１４ｂ
へ移動してしまうため、非線形素子１０を製造した状態において、下電極１４ｂが含有す
る水素を低減することができる。
【００８５】
次に本形態では、水素添加アニール工程ＳＴ１３０（水素導入工程）において、水素を
含有する雰囲気中で素子基板２０を３２０℃の温度で加熱する。その結果、絶縁層１４ｂ
は、水素原子、窒素原子およびタングステンを含有するタンタル酸化膜となる。
【００８６】
このような水素添加アニール工程ＳＴ１３０を行う際、図１３（ｂ）に一点鎖線で示す
ように、温度が３２０℃になった後、大気開放を行って水素添加アニール工程ＳＴ１３０
を行ってもよいが、図１３（ｂ）に実線で示すように、まず、水素を含有しない雰囲気中
、あるいは減圧条件下で約３５０℃まで温度を高めた後、加熱を停止し、温度が３２０℃
になった時点で大気開放を行って水素添加アニール工程ＳＴ１３０を行えば、水素添加ア
ニール工程ＳＴ１３０を行うまでの時間を水素脱離アニール工程ＳＴ１６２として利用す
ることができる。すなわち、水素脱離アニール工程ＳＴ１６２および水素添加アニール工
程ＳＴ１３０を同一の処理室で連続して行うことができるので、生産性が向上する。
【００８７】
次に、図１１（ｄ）に示すブリッジ部除去工程ＳＴ１４０においてブリッジ部１３ｃを
除去した後、上電極形成工程ＳＴ１５０において、クロム膜形成工程ＳＴ１５１でＣｒを
一様な厚さで成膜した後、クロム膜パターニング工程ＳＴ１５２においてクロム膜をパタ
ーニングし、図１１（ｅ）に示すように、データ線５２の最上層としての金属層１５ｃ、
第１のＴＦＤ１０ａの上電極１５ａ、および第２のＴＦＤ１０ｂの上電極１５ｂを形成す
る。それ以降の工程は、実施の形態１と同様であり、かつ、本発明と直接関係しないので
、説明を省略する。
【００８８】
［実施の形態４］
図１４は、本発明の実施の形態４に係る電気光学装置１００の製造方法のうち、素子基
板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図である。図１５は、本形態
の電気光学装置１００の製造方法のうち、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工
程など）を示す説明図であり、その左側には断面図を示し、右側には平面図を示してある
。
【００８９】
実施の形態１〜３では、絶縁層１４ｂを形成するにあたって、陽極酸化法を用いたが、
気相酸化法により絶縁層１４ｂを形成してもよい。この場合、実施の形態１〜３のいずれ
において、絶縁層１４ｂを気相酸化法により形成してもよいが、以下の説明では、気相酸
化と同時に、水素脱離アニール工程を行う例を説明する。
【００９０】
本形態では、素子基板２０に非線形素子１０を形成するにあたっては、図１４に示す以
下の工程が行われる。
【００９１】
まず、図１５（ａ）に示す下地膜形成工程ＳＴ１０１において下地層２０１を形成した
後、下電極形成工程ＳＴ１１０を行う。この下電極形成工程ＳＴ１１０として、本形態で
は、まず、タンタル膜形成工程ＳＴ１１１において、図１５（ａ）に示すように、窒素お
よびタングステンを含有するタンタル膜１３を１００〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成した
後、タンタル膜パターニング工程ＳＴ１１２においてフォトリソグラフィ技術を用いて、
タンタル膜１３をパターニングし、図１５（ｂ）に示すように、下電極１３ｂと、データ
線５２の下層側を構成する金属層１３ａとを形成する。その際、後述する酸化工程では陽
極酸化法を用いないので、データ線５２の一部を構成する金属層１３ａは形成するが、図
１１に示したブリッジ部１３ｃは形成しない。
【００９２】
次に、図１５（ｃ）に示す気相酸化工程ＳＴ１２０ａ（酸化工程）において気相酸化を
行い、下電極１３ｂの表面（上面および側面）に、厚さが１５〜４０ｎｍ程度のタンタル
酸化膜からなる絶縁層１４ｂを形成する。例えば、素子基板２０を収容した処理室内を３
５０℃以上の温度条件に設定した状態で、酸素を含有するガス（Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ、Ｎ2Ｏ
）を処理室内に導入し、熱酸化、水蒸気酸化やオゾン酸化などの気相酸化を約２時間行い
、絶縁層１４ｂを形成する。その際、活性な原子状酸素を素子基板２０の表面に効率よく
供給することを目的に、下電極１３ｂの表面に対して、Ｋｒプラズマ照射、紫外線照射、
レーザ照射を併用してもよい。この段階で、絶縁層１４ｂは、窒素およびタングステン含
有のタンタル酸化膜となる。なお、金属層１３ａの表面にも、絶縁層１４ｂと同様な絶縁
層１４ａが形成される。
【００９３】
また、気相酸化工程ＳＴ１２０ａでは、３５０℃以上という高温下でアニールを行うた
め、その昇温過程は、水素脱離アニール工程（水素脱離工程）と同様な効果を奏する。す
なわち、気相酸化では酸素の拡散が律速過程であるため、高濃度のＯ3ガスのように、原
子状酸素を効率よく供給できるガスを用いても、３６０℃以上が必要であるため、その昇
温過程において下電極１３ｘが含む水素は絶縁層１４ｂへ移動してしまう。従って、非線
形素子１０を製造した状態において、下電極１４ｂが含有する水素を低減することができ
る。
【００９４】
次に、水素添加アニール工程ＳＴ１３０（水素導入工程）において、実施の形態１と同
様、水素を含有する雰囲気中で素子基板２０を加熱する。その結果、絶縁層１４ｂは、水
素原子、窒素原子およびタングステンを含有するタンタル酸化膜となる。なお、水素導入
工程としては、水素添加アニールに代えて、水素プラズマを照射してもよい。
【００９５】
次に、上電極形成工程ＳＴ１５０において、クロム膜形成工程ＳＴ１５１でＣｒを一様
な厚さで成膜した後、クロム膜パターニング工程ＳＴ１５２においてクロム膜をパターニ
ングし、図１４（ｄ）に示すように、データ線５２の最上層としての金属層１５ｃ、第１
のＴＦＤ１０ａの上電極１５ａ、および第２のＴＦＤ１０ｂの上電極１５ｂを形成する。
それ以降の工程は、実施の形態１と同様であり、かつ、本発明と直接関係しないので、説
明を省略する。
【００９６】
［実施の形態５］
図１６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態５に係る電気光学装置１００の製造方法
のうち、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図、およびア
ニール工程での温度条件などを示す説明図である。なお、本形態は、基本的な構成が実施
の形態４と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略す
る。また、製造工程の説明にあたっては、実施の形態４と同様、図１５を参照する。
【００９７】
本形態では、素子基板２０に非線形素子１０を形成するにあたっては、図１６（ａ）に
示す以下の工程が行われる。
【００９８】
まず、図１５（ａ）に示す下地膜形成工程ＳＴ１０１において下地層２０１を形成した
後、下電極形成工程ＳＴ１１０を行う。この下電極形成工程ＳＴ１１０として、本形態で
は、まず、タンタル膜形成工程ＳＴ１１１において、図１５（ａ）に示すように、窒素お
よびタングステンを含有するタンタル膜１３を１００〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成した
後、タンタル膜パターニング工程ＳＴ１１２においてフォトリソグラフィ技術を用いて、
タンタル膜１３をパターニングし、図１５（ｂ）に示すように、下電極１３ｂと、データ
線５２の下層側を構成する金属層１３ａとを形成する。その際、後述する酸化工程では陽
極酸化法を用いないので、データ線５２の一部を構成する金属層１３ａは形成するが、図
１１に示したブリッジ部１３ｃは形成しない。
【００９９】
次に本形態では、下電極１３ｘから水素を脱離させるための水素脱離アニール工程ＳＴ
１６１（水素脱離工程）を行う。このため、下電極１３ｘを構成するタンタル膜１３は、
水素を含んでいないか、あるいは水素量が極めて少ない。このような水素脱離アニール工
程ＳＴ１６１としては、水素を含有しない雰囲気中、あるいは減圧条件下で約３５０℃以
上の温度でアニールを行う。
【０１００】
次に、図１５（ｃ）に示す気相酸化工程ＳＴ１２０ａ（酸化工程）において気相酸化を
行い、下電極１３ｂの表面（上面および側面）に、厚さが１５〜４０ｎｍ程度のタンタル
酸化膜からなる絶縁層１４ｂを形成する。例えば、素子基板２０を収容した処理室内を３
５０℃以上の温度条件に設定した状態で、酸素を含有するガス（Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ、Ｎ2Ｏ
）を処理室内に導入し、熱酸化法、水蒸気酸化法やオゾン酸化法などの気相酸化法により
、絶縁層１４ｂを形成する。その際、活性な原子状酸素を素子基板２０の表面に効率よく
供給することを目的に、下電極１３ｂの表面に対して、Ｋｒプラズマ照射、紫外線照射、
レーザ照射を併用してもよい。この段階で、絶縁層１４ｂは、窒素およびタングステン含
有のタンタル酸化膜となる。また、３５０℃以上という高温下でアニールを行うため、そ
の昇温過程は、水素脱離アニール工程（水素脱離工程）と同様な効果を奏する。すなわち
、昇温過程において下電極１３ｘが含む水素は絶縁層１４ｂへ移動してしまう。従って、
非線形素子１０を製造した状態において、下電極１４ｂが含有する水素を低減することが
できる。なお、金属層１３ａの表面にも、絶縁層１４ｂと同様な絶縁層１４ａが形成され
る。
【０１０１】
その際、図１６（ｂ）に示すように、水素脱離アニール工程ＳＴ１６１において、処理
室内で素子基板２０を、水素を含まない雰囲気中で３５０℃以上の温度に保持した後、気
相酸化工程ＳＴ１２０ａでは、同一の処理室に酸素を含むガスを導入して下電極１３ｂの
表面を気相酸化し、絶縁層１４ｘを形成する。このように構成すると、同一の処理室内で
水素脱離アニール工程ＳＴ１６１と気相酸化工程ＳＴ１２０ａを連続して行うことができ
るので、生産性を向上することができる。
【０１０２】
次に、水素添加アニール工程ＳＴ１３０（水素導入工程）において、実施の形態１と同
様、水素を含有する雰囲気中で素子基板２０を加熱する。その結果、絶縁層１４ｂは、水
素原子、窒素原子およびタングステンを含有するタンタル酸化膜となる。なお、水素導入
工程としては、水素添加アニールに代えて、水素プラズマを照射してもよい。
【０１０３】
次に、上電極形成工程ＳＴ１５０において、クロム膜形成工程ＳＴ１５１でＣｒを一様
な厚さで成膜した後、クロム膜パターニング工程ＳＴ１５２においてクロム膜をパターニ
ングし、図１４（ｄ）に示すように、データ線５２の最上層としての金属層１５ｃ、第１
のＴＦＤ１０ａの上電極１５ａ、および第２のＴＦＤ１０ｂの上電極１５ｂを形成する。
それ以降の工程は、実施の形態１と同様であり、かつ、本発明と直接関係しないので、説
明を省略する。
【０１０４】
［実施の形態５の改良例］
図１７（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態５の改良例に係る電気光学装置１００の
製造方法のうち、素子基板形成工程の一部（非線形素子の製造工程など）を示す工程図、
およびアニール工程での温度条件などを示す説明図である。なお、本形態は、基本的な構
成が実施の形態４と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明
を省略する。また、製造工程の説明にあたっては、実施の形態４と同様、図１５を参照す
る。
【０１０５】
本形態では、素子基板２０に非線形素子１０を形成するにあたっては、図１７（ａ）に
示す以下の工程が行われる。
【０１０６】
まず、図１５（ａ）に示す下地膜形成工程ＳＴ１０１において下地層２０１を形成した
後、下電極形成工程ＳＴ１１０を行う。この下電極形成工程ＳＴ１１０として、本形態で
は、まず、タンタル膜形成工程ＳＴ１１１において、図１５（ａ）に示すように、窒素お
よびタングステンを含有するタンタル膜１３を１００〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成した
後、タンタル膜パターニング工程ＳＴ１１２においてフォトリソグラフィ技術を用いて、
タンタル膜１３をパターニングし、図１５（ｂ）に示すように、下電極１３ｂと、データ
線５２の下層側を構成する金属層１３ａとを形成する。その際、後述する酸化工程では陽
極酸化法を用いないので、データ線５２の一部を構成する金属層１３ａは形成するが、図
１１に示したブリッジ部１３ｃは形成しない。
【０１０７】
次に本形態では、下電極１３ｘから水素を脱離させるための水素脱離アニール工程ＳＴ
１６１（水素脱離工程）を行う。このため、下電極１３ｘを構成するタンタル膜１３は、
水素を含んでいないか、あるいは水素量が極めて少ない。このような水素脱離アニール工
程ＳＴ１６１としては、水素を含有しない雰囲気中、あるいは減圧条件下で約３５０℃以
上の温度でアニールを行う。
【０１０８】
次に、図１５（ｃ）に示す気相酸化工程ＳＴ１２０ａ（酸化工程）において気相酸化を
行い、下電極１３ｂの表面（上面および側面）に、厚さが１５〜４０ｎｍ程度のタンタル
酸化膜からなる絶縁層１４ｂを形成する。例えば、素子基板２０を収容した処理室内を３
５０℃以上の温度条件に設定した状態で、酸素を含有するガス（Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ、Ｎ2Ｏ
）を処理室内に導入し、熱酸化法、水蒸気酸化法やオゾン酸化法などの気相酸化法により
、絶縁層１４ｂを形成する。その際、活性な原子状酸素を素子基板２０の表面に効率よく
供給することを目的に、下電極１３ｂの表面に対して、Ｋｒプラズマ照射、紫外線照射、
レーザ照射を併用してもよい。この段階で、絶縁層１４ｂは、窒素およびタングステン含
有のタンタル酸化膜となる。また、３５０℃以上という高温下でアニールを行うため、そ
の昇温過程は、水素脱離アニール工程（水素脱離工程）と同様な効果を奏する。すなわち
、昇温過程において下電極１３ｘが含む水素は絶縁層１４ｂへ移動してしまう。従って、
非線形素子１０を製造した状態において、下電極１４ｂが含有する水素を低減することが
できる。なお、金属層１３ａの表面にも、絶縁層１４ｂと同様な絶縁層１４ａが形成され
る。
【０１０９】
その際、図１７（ｂ）に示すように、水素脱離アニール工程ＳＴ１６１において、処理
室内で素子基板２０を、水素を含まない雰囲気中で３５０℃以上の温度に保持した後、気
相酸化工程ＳＴ１２０ａでは、水素脱離アニール工程ＳＴ１６１と同一の処理室に酸素を
含むガスを導入して下電極１３ｂの表面を気相酸化し、絶縁層１４ｘを形成する。
【０１１０】
次に、水素添加アニール工程ＳＴ１３０（水素導入工程）において、実施の形態１と同
様、水素を含有する雰囲気中で素子基板２０を加熱する。その際、図１７（ｂ）に示すよ
うに、気相酸化工程ＳＴ１２０ａを３５０℃以上の雰囲気中で行った後、処理室の温度を
降下させていく途中において、温度が例えば３２０℃になったときに、水素添加アニール
工程ＳＴ１３０として、処理室を大気開放し、水分（Ｈ2Ｏ）を含む大気を処理室に導入
して処理室内を水素含有雰囲気としてアニール処理を行う。その結果、絶縁層１４ｂは、
水素原子、窒素原子およびタングステンを含有するタンタル酸化膜となる。このように構
成すると、同一の処理室内で水素脱離アニール工程ＳＴ１６１、気相酸化工程ＳＴ１２０
ａおよび水素添加アニール工程ＳＴ１３０を連続して行うことができるので、生産性を向
上することができる。
【０１１１】
次に、上電極形成工程ＳＴ１５０において、クロム膜形成工程ＳＴ１５１でＣｒを一様
な厚さで成膜した後、クロム膜パターニング工程ＳＴ１５２においてクロム膜をパターニ
ングし、図１４（ｄ）に示すように、データ線５２の最上層としての金属層１５ｃ、第１
のＴＦＤ１０ａの上電極１５ａ、および第２のＴＦＤ１０ｂの上電極１５ｂを形成する。
それ以降の工程は、実施の形態１と同様であり、かつ、本発明と直接関係しないので、説
明を省略する。
【０１１２】
［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、水素脱離工程は、酸化工程の前あるいは酸化工程の後に行ったが
、酸化工程の前および後の双方で行ってもよい。すわなち、実施の形態１と、実施の形態
２〜５とを組み合わせてもよい。
【０１１３】
上記実施の形態では、下電極形成工程において、窒素を含有するタンタル膜によって下
電極１３ｘを形成することにより、窒素含有のタンタル酸化膜を絶縁層１４ｂとして形成
したが、下電極形成工程において、窒素を含有しないタンタル膜で下電極で形成した後、
このタンタル膜に対して窒素プラズマを照射する窒素導入工程を行ってもよい。また、酸
化工程において、下電極１３ｂの表面を酸化してタンタル酸化膜を形成した後、このタン
タル酸化膜に窒素プラズマを照射して窒素を導入してもよい。さらに、酸化工程において
、硝酸イオンを含む電解液などといった窒素含有電解液中で下電極１３ｂに陽極酸化を行
うことにより、タンタル酸化膜を形成すると同時に窒素を導入して窒素含有のタンタル酸
化膜を形成してもよい。
【０１１４】
さらに、上記の実施の形態１〜５において、下電極１３ｂが含有する水素量をさらに低
減するにあたっては、下電極１３ｂを構成するタンタル膜の膜厚を５０〜１００ｎｍと薄
くすればよい。このような構成を採用した場合でも、下電極１３ｘが窒素を含有するタン
タル膜からなる場合には、比非抵抗の低いα相として形成され、かつ、下電極１３ｂの膜
厚が５０ｎｍ以上である。従って、下電極１３ｂと同時形成したタンタル膜を配線として
利用することができる。また、下電極１３ｂの膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、島状に成
膜されるおそれがあり、かつ、キャリアの表面散乱の影響により、比抵抗が大きくなるが
、タンタル膜の膜厚が５０ｎｍ以上であれば、かかる問題を回避することができる。さら
に、タンタル膜１３の膜厚が５０〜１００ｎｍ程度であれば、極めて薄いので、タンタル
膜の成膜、およびパターニングに要する時間を短縮できる。特に、パターニングにＣＦ4
あるいはＳＦ6などといった環境負荷の大きなエッチングガスを用いる場合には、使用ガ
ス量の低減を図ることができ、環境対策としても効果的である。
【０１１５】
また、上記の実施の形態１〜５において、下電極１３ｂが含有する水素量をさらに低減
するにあたっては、下電極１３ｂを構成するタンタル膜１３を成膜する際、加熱雰囲気中
でスパッタ成膜してもよい。すなわち、窒素およびタングステンを含有するタンタル膜１
３をスパッタ成膜する際、成膜室内あるいは素子基板２０の載置台を高温にまで加熱して
おけば、成膜されたタンタル膜１３が含む水素量を低減することができる。
【０１１６】
さらに、上記の実施の形態１〜５において、下電極１３ｂが含有する水素量をさらに低
減するにあたっては、下電極形成工程ＳＴ１１０において、タンタル膜形成工程ＳＴ１１
１を行う前に、ターゲットに対してターゲット含有水素脱離工程を行ってもよい。このよ
うなターゲット含有水素脱離工程として、ターゲットでは表層に水素が多く分布している
ことから、ターゲットの表層をスパッタにより除去した後、成膜に用いる。また、水素を
含有しない雰囲気中、あるいは減圧条件下でターゲットに水素脱離アニールを行ってもよ
い。
【０１１７】
また、上記形態では、ＴＮモードあるいはＶＡＮモードの液晶装置（電気光学装置）を
例に説明したため、対向基板に対向電極が形成された構成であったが、素子基板に画素電
極および対向電極（共通電極）の双方が形成されたＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔ
ｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード
の液晶装置（電気光学装置）に本発明を適用してもよい。
【０１１８】
また、上記形態では、下電極１３ｂの表面全体において略一定厚の絶縁層１４ｂが形成
された例を説明したが、下電極１３ｂの上面に膜厚が厚い絶縁層を形成して寄生容量の低
減を図った非線形素子に本発明を適用してもよい。
【０１１９】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータ
の他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、エンジニアリング・ワー
クステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型
またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲー
ション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、３０インチを越
えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明を適用した非線形素子の断面図である。
【図２】本発明を適用した非線形素子において絶縁層が含有するタングステン、水素、窒素が非線形素子に及ぼす影響の説明図である。
【図３】非線形素子に用いた絶縁層（タンタル酸化膜）におけるタングステンの含有量と、素子ドリフト量との関係を示すグラフである。
【図４】非線形素子に用いた絶縁層（タンタル酸化膜）におけるタングステンの含有量と、非線形性の不可逆的なシフト量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明を適用した電気光学装置（液晶装置）の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明が適用される電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】図５に示す電気光学装置において、非線形素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図８】図５に示す電気光学装置において、各画素に形成された非線形素子の説明図である。
【図９】図５に示す電気光学装置の製造方法の一例を示す工程図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程断面図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態５に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程図、およびアニール条件の説明図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態５の改良例に係る電気光学装置の製造工程のうち、素子基板形成工程の一部を示す工程図、およびアニール条件の説明図である。
【図１８】電気光学装置で発生する反転焼き付き現象の説明図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０・・非線形素子（ＴＦＤ）、１３ｂ、１３ｘ・・下電極、１４ｂ、１４ｘ・・絶縁層
、１５ｂ、１５ｘ・・上電極、２０・・素子基板、１００・・電気光学装置
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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