Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH0611705A - 能動素子基板 - Google Patents

能動素子基板

Info

Publication number
JPH0611705A
JPH0611705A JP18605792A JP18605792A JPH0611705A JP H0611705 A JPH0611705 A JP H0611705A JP 18605792 A JP18605792 A JP 18605792A JP 18605792 A JP18605792 A JP 18605792A JP H0611705 A JPH0611705 A JP H0611705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
quartz glass
less
ppm
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18605792A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Iwanaga
利彦 岩永
Takuo Sato
拓生 佐藤
Kazuyoshi Yoshida
和好 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP18605792A priority Critical patent/JPH0611705A/ja
Priority to US08/009,677 priority patent/US5349456A/en
Priority to DE69316244T priority patent/DE69316244T2/de
Priority to EP93101403A priority patent/EP0553847B1/en
Publication of JPH0611705A publication Critical patent/JPH0611705A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/06Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00Glass compositions
    • C03C2201/06Doped silica-based glasses
    • C03C2201/08Doped silica-based glasses containing boron or halide
    • C03C2201/11Doped silica-based glasses containing boron or halide containing chlorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00Glass compositions
    • C03C2201/06Doped silica-based glasses
    • C03C2201/20Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide
    • C03C2201/23Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide containing hydroxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00Glass compositions
    • C03C2201/06Doped silica-based glasses
    • C03C2201/30Doped silica-based glasses containing metals
    • C03C2201/32Doped silica-based glasses containing metals containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00Glass compositions
    • C03C2201/06Doped silica-based glasses
    • C03C2201/30Doped silica-based glasses containing metals
    • C03C2201/50Doped silica-based glasses containing metals containing alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2203/00Production processes
    • C03C2203/40Gas-phase processes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S501/00Compositions: ceramic
    • Y10S501/90Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 能動素子基板に用いられる石英ガラス材料の
高耐熱化及び高純度化を図る。 【構成】 能動素子基板は合成石英ガラス基板1から構
成されている。この合成石英ガラス材料はNa及びAl
の不純物金属濃度が低くそれぞれ0.1ppm以下及び1p
pm 以下で高純度であるとともに、OH基濃度が200p
pm 以下及びCl基含有量が50ppm 以下に抑制されて
いるので高信頼性及び高耐熱性を有する。又、熱による
反り変形も少ない。合成石英ガラス基板1の表面にはT
FT6からなる能動素子及び画素電極7が形成されてお
り、アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動基板に
用いられる。この駆動基板と対向基板2との間に液晶層
3が挟持され液晶パネルを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は石英ガラス基板上に能動
素子群が形成された能動素子基板に関し、例えばアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の駆動に用いられるTF
T基板が挙げられる。より詳しくは、石英ガラス基板の
組成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から能動素子基板は様々なデバイス
の主要構成部品として用いられている。例えば、能動素
子として薄膜トランジスタ(TFT)が集積的に形成さ
れた能動素子基板(TFT基板)はアクティブマトリク
ス型液晶表示装置の駆動基板として用いられる。TFT
基板を構成する板ガラス材料の品質は表示品位に敏感に
反映し、又素子製造工程に影響を与える。従って、ガラ
ス基板技術の向上が液晶ディスプレイの発展に重要な役
割を果す。そこで、以下にガラス基板に求められている
特性及び品質を簡潔に説明する。
【0003】まず第1に基板表面の平坦性が要求され
る。この平坦性を阻害する要因として例えば反りが挙げ
られる。この反りは通常基板内に1回〜2回程度現われ
る凹凸である。この反りがあると液晶表示装置製造工程
中で作業盤上にガラス基板を真空吸着する際に不都合が
生じる。又、TFTを形成する際微細なパタンを施すフ
ォトリソグラフ工程で不都合が生じる。さらには、完成
品の表示画面全体に渡って大きな色ムラが発生する。
【0004】又ガラス基板には耐熱性が要求される。ガ
ラス基板が耐え得る最高温度は一般に歪点温度で表わさ
れる。この歪点温度は液晶表示装置の製造工程における
最高処理温度以上でなければならない。例えば、ポリシ
リコン薄膜を用いてTFTを作成する場合には半導体製
造プロセスにおける処理温度が1000℃以上に達す
る。この為、ガラス基板材料は高い耐熱性を必要とし、
この観点から石英ガラスが広く採用されている。例えば
溶融石英ガラスを使用した例が「液晶デバイスハンドブ
ック」(日本学術振興会第142委員会編,1989年
日刊工業社)第222頁に記載されている。
【0005】ガラス基板はさらに高純度でなければなら
ない。ガラス基板中の不純物金属成分例えばアルカリ成
分が液晶セル中に溶出すると、液晶の比抵抗が低下して
表示特性が変化する原因となる。又、TFTを作成する
半導体プロセス中で微量のアルカリが溶出すると、ポリ
シリコン等からなる機能膜の電気特性低下をもたらす惧
れがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上の説明から明らか
な様に、能動素子基板に用いられる板ガラス材料には平
坦度、耐熱性及び純度等に関し高い品質が求められてお
り、これらの観点から石英ガラスが採用されている。石
英ガラスの特性はその製造方法により大きく異なるが、
2種類に大別する事ができる。1つは天然水晶を高温溶
融してインゴット化し得られる溶融石英ガラスである。
他方は、SiCl4 ,H2 ,O2 を原料とするCVD法
に代表される気相法により得られる合成石英ガラスであ
る。
【0007】しかしながら、従来の石英ガラスは高純度
且つ高耐熱性を要求される能動素子基板としては必ずし
も満足できるものではない。即ち、溶融石英ガラスは1
050℃〜1100℃の高い歪点温度を有し耐熱性は要
求レベルを満すものの、天然水晶を原料とする為Na,
K,Li等アルカリ金属不純物やAl等その他の金属不
純物の混入が避けられない。
【0008】一方合成石英ガラスは極めて高純度である
ものの、耐熱性や平坦性という点で課題があり高温処理
を加えると反り変形等が生じる。合成石英ガラスの耐熱
性を改善する為に従来から種々の方策が提案されてい
る。例えば、特開平3−193637号公報には高純度
合成石英ガラス中にアルミニウムをドーピングする技術
が開示されている。しかしながら、本来純粋なSiO2
で構成される石英中にあえて異種物質を添加する事は製
造過程を複雑にするばかりでなく、添加物質による副作
用が生じる惧れもある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の問
題点あるいは課題に鑑み、本発明は耐熱性に優れ且つ高
純度な石英ガラス材料からなる能動素子基板を提供する
事を目的とする。かかる目的を達成する為に、ガラス基
板上に能動素子群が形成された能動素子基板において、
前記ガラス基板をOH基濃度が200ppm 以下及びCl
基含有量が50ppm 以下の組成を有する合成石英ガラス
で構成するという手段を講じた。さらにNa不純物濃度
を0.1ppm 以下に抑制し且つAl不純物濃度を1ppm
以下に制御して石英ガラスを高純度化するという手段を
講じた。この様なガラス基板を用いれば、能動素子とし
て薄膜トランジスタあるいはTFTを安定的に集積形成
する事ができる。この様にして形成された能動素子基板
あるいはTFT基板は厚みを1mm以下に薄型化できアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の駆動用基板として応
用できる。
【0010】
【作用】本発明においては、合成石英ガラス中のCl基
含有量が50ppm 以下に抑制されている。この結果、ガ
ラス基板の耐熱性が著しく改善された。合成石英は例え
ばベルヌーイ法(直接法)により製造される。この場
合、原料として超高純度に精製された原料SiCl4
2 ,O2 が用いられる。原料中に含まれる塩素が残留
しているとSi−O結合に構造欠陥が生じる。この残留
塩素を50ppm 以下に抑制する事により構造欠陥が減少
し耐熱性が向上する。
【0011】同様の理由により合成石英ガラス中のOH
基濃度は200ppm 以下に抑制されている。このOH基
は一般に含有水分に起因するものでありこれを極力取り
除く事により、特に熱反り変形を少なくする事ができ
る。
【0012】さらに、上述した製造方法から理解される
様に、合成石英ガラスは高純度に精製された原料ガスの
みを用いて合成されるので、Si以外の不純物金属含有
量が極めて低い。特に有害なNaを0.1ppm 以下の含
有量としAlを1ppm 以下の含有量としている。この
為、合成石英ガラス基板上にTFTを形成した場合にも
不純物の悪影響を受ける事がなく、電気特性の安定した
信頼性の高い能動素子基板あるいはTFT基板が得られ
る。
【0013】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1はアクティブマトリクス型液晶表
示装置を示す模式的な分解斜視図であって、本発明にか
かる能動素子基板が表示駆動用基板として用いられてい
る例を示している。図示する様に、本装置は合成石英ガ
ラス基板1と対向基板2とを対面配置させ、その間隙に
液晶層3を封入した構成となっている。下側の合成石英
ガラス基板1は好ましくは厚みが1mm以下であるととも
に、OH基濃度が200ppm 以下に制御され且つCl基
含有量が50ppm 以下に抑制されたものである。さらに
Na不純物濃度が0.1ppm 以下に抑えられ且つAl不
純物濃度が1ppm 以下に抑えられている。この合成石英
ガラス基板1の表面にはマトリクス状に配置されたデー
タ線4と走査線5及びそれらの交点に配置されたTFT
6と画素電極7が形成されている。従って、合成石英ガ
ラス基板1はTFT基板を構成し本発明でいうところの
能動素子基板の一例である。個々のTFT6は走査線5
を介して選択されるとともに、データ線4を介して供給
される画像信号を対応する画素電極7に書き込む。駆動
性能の観点からTFT6はNチャネル型が通常用いられ
る。
【0014】一方、上側の対向基板2の内表面には共通
電極8及びカラーフィルタ膜9が積層されている。この
カラーフィルタ膜9は各画素電極7に対応したR
(赤)、G(緑)、B(青)のセグメントを有する。こ
の様にして構成された液晶パネルを2枚の偏光板10,
11で挟み、白色光を入射させると透過型のカラー表示
装置となる。
【0015】次に、合成石英ガラス基板1の不純物成分
分析結果を以下の表1に示す。合わせて、比較例として
用いられた溶融石英ガラス基板の不純物成分分析結果も
示す。
【表1】
【0016】この分析は、不純物成分Al,P,B,N
a,K,Li,Clについて測定されたものである。表
1から明らかな様に、合成石英ガラスの不純物含有量は
溶融石英に比べて少ない。特に、TFTの電気特性及び
信頼性に悪影響を及ぼすアルカリ金属Naとアルミニウ
ムAlについては顕著に不純物量が減少している。Na
原子は特に高温環境下等において拡散移動し石英ガラス
基板中からその表面に形成された半導体薄膜中に侵入す
る。従ってTFTの電気特性に悪影響を与え経時的にリ
ーク電流の増大等を引き起し信頼性の低下をもたらす。
従来1ppm を超えるNa不純物濃度を0.1ppm 以下に
制御する事により特に高温環境下における信頼性が向上
する。一方Al原子も特に高温環境下でシリコン等の半
導体薄膜中に拡散移動する傾向がある。Al原子は例え
ばシリコン中でアクセプタとして作用しP型半導体を作
る為、TFTの電気特性変動をもたらす。特にNチャネ
ル型のTFTの場合にはソース/ドレイン領域に含まれ
る正規のドナーが不純物Alのアクセプタにより相殺さ
れ、経時的な劣化の原因となり信頼性を損う。そこで従
来1ppm を超えていたAl不純物濃度を1ppm 以下に抑
える事により特に高温環境下における信頼性が向上す
る。
【0017】加えて、塩素Clについても、溶融石英と
同レベルで含有量が抑制されている。この例では塩素含
有量は1ppm 以下に制御されているが、一般に50ppm
以下とする事により合成石英ガラスの耐熱性が顕著に改
善できる事が判明した。即ち、石英ガラス中におけるS
i−O結合の構造欠陥の原因となるClを除去する事に
より特に熱変形等を抑制できる。
【0018】続いて、合成石英ガラス基板1のOH基濃
度測定結果を以下の表2に示す。合わせて、比較例とし
て用いられた溶融石英ガラス基板のOH基濃度測定結果
を表3に示す。これらの表には他の不純物成分Al,F
e,Ca,Cu,Naについての測定結果も挙げてあ
る。なお、Al及びNaについては、表1に示すデータ
と表2及び表3に示すデータとで差があるがサンプル違
い又はロット違いに起因するものと思われる。
【表2】
【表3】
【0019】表2の測定結果から明らかな様に、合成石
英ガラス基板1のOH基濃度は200ppm 以下に抑制さ
れている。一方、比較例として用いられた溶融石英ガラ
ス基板のOH基濃度は200ppm 以上である。溶融石英
ガラスの場合天然水晶を原料としている為OH基濃度の
制御が困難であるのに対して、合成石英ガラスの場合O
H基濃度は合成過程により制御可能であり実際には50
ppm 程度まで抑制可能である。OH基濃度を低く抑える
事により、やはり石英ガラス中のSi−O結合の構造欠
陥が減少し熱変形を防止できる。
【0020】次に、図1に示すアクティブマトリクス型
液晶表示装置の製造方法を説明する。まず、TFT基板
を作成する為に、合成石英ガラスからなるウエハを準備
する。当然に、このウエハのOH基濃度は200ppm 以
下に制御されており且つCl基含有量は50ppm 以下に
抑制されている。加えてNa不純物濃度は0.1ppm以
下であり、Al不純物濃度は1ppm 以下である。用いる
ウエハのサイズは例えば直径150mmで厚みが1mm以下
(例えば0.8mm)である。このウエハは予め精密研磨
されており、反り量は10μm以下に抑えられている。
このウエハの全面に例えばCVD法を用いてポリシリコ
ン薄膜を堆積する。このポリシリコン薄膜に対して半導
体製造プロセスを適用しTFT6を集積的に形成する。
合わせて、透明導電薄膜材料をパタニングし画素電極7
を形成する。この後、ウエハ表面に配向処理を施す。最
後に、ウエハを所定の寸法でスクライブし個々のTFT
基板チップに分離する。
【0021】この様にして得られたTFT基板チップを
用いてアクティブマトリクス型液晶表示装置を組み立て
る。即ち、合成石英ガラス基板1と、共通電極8及びカ
ラーフィルタ膜9が予め形成された対向基板2とを互い
に張り合わせ、その間隙に液晶層3を充填する。
【0022】この様にして製造された液晶表示装置サン
プルの電気特性を測定した。その結果を図2のグラフに
示す。縦軸にNチャネル型TFTの閾値電圧Vthをと
ってあり、横軸に発明品サンプルロット番号をとってあ
る。各ロットから選択されたサンプルにつきTFT群の
Vth分布を表わしている。各ロット間平均でVthは
1.70Vであり、ロット間ばらつきは±0.33Vで
あった。一方、同一チップ内における個々のTFTのV
thのばらつきも比較的少なくトランジスタ素子不良は
発生しなかった。かかるサンプルに対して実際に画像信
号を入力し画面の点欠陥率を測定したところ、約0.0
1%以下の低率であった。
【0023】一方比較品サンプルについてのVth測定
結果を図3に示す。この比較品サンプルを作成するにあ
たって従来の溶融石英ガラス基板を用いた。図2と同様
に、縦軸にVthをとってあり、横軸に比較品サンプル
ロット番号をとってある。グラフから明らかな様に、V
thのロット間ばらつきは±1.14Vであり極めて大
きい。又、同一サンプルチップ内におけるVth分布も
大きく広がっており、トランジスタ素子不良が頻発し
た。実際に画像信号を入力したところ、素子不良に起因
する画面の点欠陥率はl%以上と高い値であった。
【0024】次に熱反り変形について評価を行なったの
で以下に説明する。評価にあたって、反り量は触針法で
測定した。その原理を図4に示す。直径150mmの合成
石英ウエハ12の径方向に沿ってプローブを130mmの
移動距離でスキャニングした。この時のプローブ高さの
差を反り量とした。TFTを集積形成する前において、
予め精密研磨されたウエハ12の反り量は約10μmで
あった。一方、TFTを形成した後には、反り量が約5
0μmになった。この様に、熱履歴による反り量は比較
的小さく製造工程中のトラブルもなく高い歩留まりでT
FT基板チップを製造する事ができた。
【0025】上記と同様の方法で比較品サンプルに用い
られた溶融石英ウエハの反り量を測定したところ、TF
T形成前では約10μmであったのに対し、TFT形成
後では反り量が約70μmに増大していた。この為、製
造中にウエハの搬送トラブルが50枚に1枚の割合で発
生し、歩留まりを著しく低下させた。特に、反り量が6
0μm以上になるとマスクアライメントが困難になる為
フォトリソグラファーでリジェクトされるウエハが多発
する。
【0026】図5は石英ガラス基板中におけるOH基の
濃度と反り量との関係を示すグラフである。このグラフ
から明らかな様に、OH基の濃度を200ppm 以下に制
御する事により、ウエハ反り量を60μm以下に抑える
事ができる。合わせて、本発明においては、合成石英ガ
ラスの塩素含有量を低く抑えているので耐熱性があり反
り等の熱変形が生じにくくなっている。この為、従来に
比し石英ガラス基板の厚みを1mm以下に薄型化できる。
【0027】最後に、発明品サンプル及び従来品サンプ
ルについて高温動作試験を行なって信頼性の評価をし
た。発明品サンプルの液晶表示装置用石英ガラス基板と
しては二種類を用意した。その不純物分析結果を以下の
表4と表5に示す。又、従来品サンプルに用いた石英ガ
ラス基板の不純物分析結果を以下の表6に示す。
【表4】
【表5】
【表6】
【0028】高温動作試験の結果を図6,図7及び図8
のグラフに示す。図6は表4の発明品に対応しており、
図7は表5の他の発明品に対応しており、図8は表6の
従来品に対応している。なお試験条件は50℃の温度で
サンプル数は各試験とも200個である。図6〜図8の
試験結果から明らかな様に100時間後の時点で発明品
には故障が発生していないのに対して従来品では5%の
故障率であった。なお、故障の主たる原因は、基板に集
積形成された周辺駆動TFTの劣化であった。この様に
高温動作寿命が改善されたのは表4〜表6の比較から明
らかな様に、主としてAl不純物及びNa不純物を抑制
した為である。
【0029】なお、上述した実施例は、ポリシリコンか
らなる薄膜トランジスタを能動素子として用いたアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置に関するものであった
が、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ア
モルファスシリコンからなる薄膜トランジスタを石英ガ
ラス基板上に形成する場合にも有効である。さらには、
MIM方式や単純マトリクス方式等の他の駆動方式を用
いる液晶表示装置の駆動用基板に対しても有効である。
又、上述した実施例では合成石英ガラスが用いられてい
るが、溶融石英ガラスであってもOH,Cl,Na及び
Alの含有量が本発明に従って制御されていれば所期の
効果が得られる。
【0030】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ガ
ラス基板上に能動素子群が形成された能動素子基板にお
いて、ガラス基板はOH基濃度が200ppm 以下及びC
l基含有量が50ppm 以下に制御された合成石英ガラス
から構成されている。この為、ガラス基板の耐熱性が著
しく向上するとともに熱による反り変形を抑える事がで
きるという効果がある。加えて、石英ガラス中のAl不
純物濃度を1ppm 以下としNa不純物濃度を0.1ppm
以下としたのでその上に形成された能動素子の信頼性及
び電気特性を改善する事ができるという効果がある。こ
の様に、能動素子はガラス基板の影響を全く受けずに済
み、高性能化、高信頼性化及び高収率化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる能動素子基板を用いて構成され
た液晶表示装置を示す模式的な分解斜視図である。
【図2】本発明にかかる能動素子基板上に形成されたT
FTのVth分布を示すグラフである。
【図3】従来の能動素子基板上に形成されたTFTのV
th分布を示すグラフである。
【図4】能動素子基板の作成に用いられるウエハの反り
量測定方法を示す模式図である。
【図5】能動素子基板のOH基濃度と基板反り量との関
係を示すグラフである。
【図6】本発明にかかる液晶表示装置サンプルの高温動
作試験結果を示すグラフである。
【図7】同じく本発明にかかる他の液晶表示装置サンプ
ルの高温動作試験結果を示すグラフである。
【図8】従来の液晶表示装置サンプルの高温動作試験結
果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 合成石英ガラス基板 2 対向基板 3 液晶層 6 TFT 7 画素電極 12 ウエハ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板上に能動素子群が形成された
    能動素子基板において、 前記ガラス基板はOH基濃度が200ppm 以下、及びC
    l基含有量が50ppm以下の合成石英ガラスから構成さ
    れている事を特徴とする能動素子基板。
  2. 【請求項2】 前記合成石英ガラスは、Naの不純物濃
    度が0.1ppm 以下、及びAlの不純物濃度が1ppm 以
    下である事を特徴とする請求項1記載の能動素子基板。
  3. 【請求項3】 前記能動素子が薄膜トランジスタである
    事を特徴とする請求項1又は2記載の能動素子基板。
  4. 【請求項4】 マトリクス状に配置された画素電極を制
    御する薄膜トランジスタが形成されたガラス基板と、こ
    のガラス基板に対向配置された対向基板と、前記ガラス
    基板と対向基板との間に保持された液晶層を備えた液晶
    表示装置において、 前記ガラス基板はOH基濃度が200ppm 以下、及びC
    l基含有量が50ppm以下の石英ガラスから構成されて
    いる事を特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記石英ガラスは、Naの不純物濃度が
    0.1ppm 以下、及びAlの不純物濃度が1ppm 以下で
    ある事を特徴とする請求項4記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記ガラス基板の厚みが1mm以下である
    事を特徴とする請求項4記載の液晶表示装置。
JP18605792A 1992-01-31 1992-06-19 能動素子基板 Pending JPH0611705A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18605792A JPH0611705A (ja) 1992-01-31 1992-06-19 能動素子基板
US08/009,677 US5349456A (en) 1992-01-31 1993-01-27 Substrate having an active element array with low hydroxyl and chlorine
DE69316244T DE69316244T2 (de) 1992-01-31 1993-01-29 Substrat mit einer Anordnung aktiver Elemente
EP93101403A EP0553847B1 (en) 1992-01-31 1993-01-29 Substrate having an active element array

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4-42080 1992-01-31
JP4208092 1992-01-31
JP18605792A JPH0611705A (ja) 1992-01-31 1992-06-19 能動素子基板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0611705A true JPH0611705A (ja) 1994-01-21

Family

ID=26381721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18605792A Pending JPH0611705A (ja) 1992-01-31 1992-06-19 能動素子基板

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5349456A (ja)
EP (1) EP0553847B1 (ja)
JP (1) JPH0611705A (ja)
DE (1) DE69316244T2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5949945A (en) * 1996-02-27 1999-09-07 Hitachi Cable, Ltd. Optical waveguide, optical module and optical system using the same
JP2018506497A (ja) * 2015-01-14 2018-03-08 コーニング インコーポレイテッド ガラス基板およびそれを備えたディスプレイ装置
JP2018207097A (ja) * 2017-06-02 2018-12-27 信越化学工業株式会社 半導体用基板およびその製造方法
KR20200009420A (ko) 2018-07-19 2020-01-30 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 반도체용 기판 및 그의 제조 방법
TWI744539B (zh) * 2018-07-12 2021-11-01 日商信越化學工業股份有限公司 半導體用基板及其製造方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0165695B1 (ko) * 1991-06-29 1998-12-15 아이하라 테루히코 엑시머레이저용 합성석영유리 광학부재 및 그의 제조방법
DE4420024C2 (de) * 1994-06-09 1996-05-30 Heraeus Quarzglas Halbzeug in Form eines Verbundkörpers für ein elektronisches oder opto-elektronisches Halbleiterbauelement
US5707908A (en) * 1995-01-06 1998-01-13 Nikon Corporation Silica glass
US6518210B1 (en) * 1995-01-06 2003-02-11 Nikon Corporation Exposure apparatus including silica glass and method for producing silica glass
US6087283A (en) * 1995-01-06 2000-07-11 Nikon Corporation Silica glass for photolithography
JP3219674B2 (ja) * 1995-03-09 2001-10-15 キヤノン株式会社 液晶表示装置
GB2331985B (en) * 1997-12-03 2001-11-21 Tosoh Corp High purity transparent silica glass and process for producing same
US8455554B2 (en) * 2006-06-12 2013-06-04 Captigel Ab Metal oxide hydrogels and hydrosols, their preparation and use
JP6672805B2 (ja) * 2016-01-12 2020-03-25 セイコーエプソン株式会社 波長可変干渉フィルター、電子部品、電子部品の製造方法、および電子機器

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2206493C3 (de) * 1972-02-11 1975-01-30 Heraeus-Schott Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau Mehrschichtiger Quarzglaskörper für die Verwendung in der Festkörpertechnologie
JPS565339A (en) * 1979-06-26 1981-01-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of high purity quartz glass
JPS6038343B2 (ja) * 1981-03-06 1985-08-31 信越化学工業株式会社 石英ガラスの製造方法
JPS57160123A (en) * 1981-03-30 1982-10-02 Hitachi Ltd Semiconductor device
US5135603A (en) * 1982-03-11 1992-08-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Quartz crystal growth
US5043772A (en) * 1985-05-07 1991-08-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor photo-electrically-sensitive device
US4501993A (en) * 1982-10-06 1985-02-26 Fusion Systems Corporation Deep UV lamp bulb
DE3302745A1 (de) * 1983-01-27 1984-08-02 Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen Verfahren zur herstellung von gegenstaenden aus hochreinem synthetischem quarzglas
DE3304721A1 (de) * 1983-02-11 1984-08-16 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung einer vorform fuer lichtwellenleiter
JPS61102628A (ja) * 1984-10-25 1986-05-21 Sony Corp 液晶表示装置
JPH0643246B2 (ja) * 1985-10-08 1994-06-08 川鉄鉱業株式会社 シリカの高純度化方法
JPS62229873A (ja) * 1986-03-29 1987-10-08 Hitachi Ltd 薄膜半導体装置の製造方法
JPH0791084B2 (ja) * 1988-09-14 1995-10-04 信越化学工業株式会社 耐紫外線用合成石英ガラスおよびその製造方法
US5141786A (en) * 1989-02-28 1992-08-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic silica glass articles and a method for manufacturing them
EP0432831A3 (en) * 1989-12-08 1991-07-24 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken Double cell liquid crystal display with composite structure and display device incorporating same
US5152819A (en) * 1990-08-16 1992-10-06 Corning Incorporated Method of making fused silica

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5949945A (en) * 1996-02-27 1999-09-07 Hitachi Cable, Ltd. Optical waveguide, optical module and optical system using the same
JP2018506497A (ja) * 2015-01-14 2018-03-08 コーニング インコーポレイテッド ガラス基板およびそれを備えたディスプレイ装置
JP2018207097A (ja) * 2017-06-02 2018-12-27 信越化学工業株式会社 半導体用基板およびその製造方法
TWI744539B (zh) * 2018-07-12 2021-11-01 日商信越化學工業股份有限公司 半導體用基板及其製造方法
KR20200009420A (ko) 2018-07-19 2020-01-30 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 반도체용 기판 및 그의 제조 방법
KR20220030233A (ko) 2018-07-19 2022-03-10 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 반도체용 기판 및 그의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE69316244D1 (de) 1998-02-19
EP0553847B1 (en) 1998-01-14
US5349456A (en) 1994-09-20
EP0553847A1 (en) 1993-08-04
DE69316244T2 (de) 1998-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6992030B2 (en) Low-density glass for flat panel display substrates
JPH0611705A (ja) 能動素子基板
JP5748087B2 (ja) 無アルカリガラス
US7365038B2 (en) Glasses for flat panel displays
JP4716245B2 (ja) ガラス基板及びその製造方法
US9598307B2 (en) Glass and glass substrate
TWI391357B (zh) 無鹼玻璃以及無鹼玻璃基板
JP5703535B2 (ja) 無アルカリガラス基板
CN101117270B (zh) 高弹性模量的铝硼硅酸盐玻璃及其应用
US11897812B2 (en) Alkali-free glass
TWI812684B (zh) 玻璃
US11829038B2 (en) Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
KR100229244B1 (ko) 능동소자기판
JP4803643B2 (ja) ガラス部材、それを用いた製品およびその製造方法
JP6955522B2 (ja) ガラス及びガラス基板
JPH05216066A (ja) 能動素子基板
US20050270443A1 (en) Liquid crystal display panel
KR100813772B1 (ko) 평평한 패널 디스플레이용 유리
JPH0593920A (ja) 液晶表示装置およびその製造方法