JPH02197821A - 非線形素子の製造方法 - Google Patents
非線形素子の製造方法Info
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- JPH02197821A JPH02197821A JP1016394A JP1639489A JPH02197821A JP H02197821 A JPH02197821 A JP H02197821A JP 1016394 A JP1016394 A JP 1016394A JP 1639489 A JP1639489 A JP 1639489A JP H02197821 A JPH02197821 A JP H02197821A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液晶表示装置のスイッチング素子として用い
られる金属−絶縁体−金属、あるいは金属−絶縁体−透
明導電体構造を有する非線形素子（以下ＭＩＭ５１子と
呼ぶ）の製造方法に関する。
られる金属−絶縁体−金属、あるいは金属−絶縁体−透
明導電体構造を有する非線形素子（以下ＭＩＭ５１子と
呼ぶ）の製造方法に関する。
ＭＩＭ素子とは、例えばＴａ−Ｔａ２０ｌ−ＩＴＯのよ
うな金属−絶縁体−透明導電体の３層構造であり、その
電流−電圧特性は非線形性を示す。以下にＴａ−Ｔａ
、Ｏ，−ＩＴＯ構造における従来の製造方法について第
５図を用いて説明する。
うな金属−絶縁体−透明導電体の３層構造であり、その
電流−電圧特性は非線形性を示す。以下にＴａ−Ｔａ
、Ｏ，−ＩＴＯ構造における従来の製造方法について第
５図を用いて説明する。
第５図（ａ）はＭＩＭ素子を示す平面図であり、第５図
（ｂ）は第５図ｔａ）のＡ−８断面を示す断面図である
。ガラス基板１上に金属２としてＴａをスパッタリング
法により形成し、フォトエツチングによりバターニング
し、Ｔａからなる配線とＭＩＭ素子下部電極を形成する
。この平面パターン形状は第５図（ａ）の実線１１で示
す。次に陽極酸化法により金属２であるＴａ表面に絶縁
体３としてＴ ａ ｘ Ｏｓを形成する。次に透明導電
体４としてＩＴＯをスパッタリング法により形成し、フ
ィトエツチングによりパターニングし、ＩＴＯからなる
ＭＩＭ素子上部電極と液晶駆動用画素電極を形成する。
（ｂ）は第５図ｔａ）のＡ−８断面を示す断面図である
。ガラス基板１上に金属２としてＴａをスパッタリング
法により形成し、フォトエツチングによりバターニング
し、Ｔａからなる配線とＭＩＭ素子下部電極を形成する
。この平面パターン形状は第５図（ａ）の実線１１で示
す。次に陽極酸化法により金属２であるＴａ表面に絶縁
体３としてＴ ａ ｘ Ｏｓを形成する。次に透明導電
体４としてＩＴＯをスパッタリング法により形成し、フ
ィトエツチングによりパターニングし、ＩＴＯからなる
ＭＩＭ素子上部電極と液晶駆動用画素電極を形成する。
このＩＴＯ４の平面パターン形状は第５図（ａ）の破線
１２で示す。金属２と透明導電体４のクロス部がＭＩＭ
素子となる。
１２で示す。金属２と透明導電体４のクロス部がＭＩＭ
素子となる。
第６図は、従来方法により同一基板上に製作したＭＩＭ
素子１００〔個〕の電流−電圧特性を示したグラフであ
り、電圧を示す横軸の極性は、下部電極Ｔａの極性に対
応する。電流−電圧特性が正負の極性で非対称となり、
素子の非線形性の悪化に伴い液晶層への書込み効率が低
下する。またＴａを負極にした場合に各素子間における
電流−電圧特性の矢印１５で示すバラツキ（最大値と最
小値に囲まれる範囲）が著１． ＜大きくなる。これは
、絶縁体’ｒａ、ｏ、表面に生じる変質層による抵抗成
分とそのバラツキが原因である。
素子１００〔個〕の電流−電圧特性を示したグラフであ
り、電圧を示す横軸の極性は、下部電極Ｔａの極性に対
応する。電流−電圧特性が正負の極性で非対称となり、
素子の非線形性の悪化に伴い液晶層への書込み効率が低
下する。またＴａを負極にした場合に各素子間における
電流−電圧特性の矢印１５で示すバラツキ（最大値と最
小値に囲まれる範囲）が著１． ＜大きくなる。これは
、絶縁体’ｒａ、ｏ、表面に生じる変質層による抵抗成
分とそのバラツキが原因である。
本発明は、この様な課題を解決したもので、表示品質の
高い、ＭＩＭ素子を用いたアクティブマトリクス液晶表
示装置を提供することを目的とする。
高い、ＭＩＭ素子を用いたアクティブマトリクス液晶表
示装置を提供することを目的とする。
本発明は、ＭＩＭ素子において、絶縁体形成後にこの絶
縁体表面をスパッタエツチングあるいはりアクティブイ
オンエツチング（以下ＲＩＥと略す）あるいはＦを含む
エツチング液によりライトエツチングすることによりこ
の絶縁体表面の変質層を除去し、ＭＩＭ素子の電流−電
圧特性の非対称性の改善と素子間の電流−電圧特性のバ
ラツキを減少させるものである。
縁体表面をスパッタエツチングあるいはりアクティブイ
オンエツチング（以下ＲＩＥと略す）あるいはＦを含む
エツチング液によりライトエツチングすることによりこ
の絶縁体表面の変質層を除去し、ＭＩＭ素子の電流−電
圧特性の非対称性の改善と素子間の電流−電圧特性のバ
ラツキを減少させるものである。
以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
第２図は、本実施例により製作したＭＩＭ素子を示す平
面図であり１．第１図（ａ）〜（ｄｌは第２図のＡ−８
断面を示す工程断面図である。以下第１図と第２図とを
交互に参照して説明する。
面図であり１．第１図（ａ）〜（ｄｌは第２図のＡ−８
断面を示す工程断面図である。以下第１図と第２図とを
交互に参照して説明する。
まず第１図ｔａ）に示す様にガラス基板Ｓ上に７ ａエ
ツチング時において、ガラス基板５表面を保護するため
のＴａ、０．からなるガラス保護層６をスパッタリング
法により厚さ２００（ｎｍ）形成する。次に金属７とし
てＴａをスパッタリング法により厚さ２００ （ｎ ｍ
）形成し、通常のフォトエツチングによりバターニン
グする。この平面パターン形状は第２図の実線１６で示
す。
ツチング時において、ガラス基板５表面を保護するため
のＴａ、０．からなるガラス保護層６をスパッタリング
法により厚さ２００（ｎｍ）形成する。次に金属７とし
てＴａをスパッタリング法により厚さ２００ （ｎ ｍ
）形成し、通常のフォトエツチングによりバターニン
グする。この平面パターン形状は第２図の実線１６で示
す。
次に第１図（ｂ）に示すように、クエン酸０．１〔％〕
水溶液中で３０（Ｖ）の電圧で金属７であるＴａを陽極
酸化し、金属７表面に絶縁体８としてＴａ、０．を厚さ
５０ （ｎ ｍ ）形成する。この工程で絶縁体８０表
面に変質層９が生じる。
水溶液中で３０（Ｖ）の電圧で金属７であるＴａを陽極
酸化し、金属７表面に絶縁体８としてＴａ、０．を厚さ
５０ （ｎ ｍ ）形成する。この工程で絶縁体８０表
面に変質層９が生じる。
次に以下に記載する条件により絶縁体８表面にスパッタ
エツチング処理を施し、第１図（Ｃ）に示すように変質
層９を除去する。
エツチング処理を施し、第１図（Ｃ）に示すように変質
層９を除去する。
ガス種・・・ＡｒまたはＮ、またはＨｅまたはこれらの
混合ガス ガス圧−１〜８ （ｍｍｔ ｏ ｒ ｒ ）Ｒｆ投投入
力カー０．０５〜０．５ （Ｗ／ＣＤ！ ：１処理時間
・・・１〜１０［分〕 次に前記スパッタエツチングと同一真空槽内で透明導電
体１０として例えばＩＴＯをスパッタリング法で厚さ２
００ （ｎ ｍ ）形成し、通常のフォトエツチングに
より透明導電体１０をバターニングする。この透明導電
体１０の平面パターン形状は第２図の破線１４で示す。
混合ガス ガス圧−１〜８ （ｍｍｔ ｏ ｒ ｒ ）Ｒｆ投投入
力カー０．０５〜０．５ （Ｗ／ＣＤ！ ：１処理時間
・・・１〜１０［分〕 次に前記スパッタエツチングと同一真空槽内で透明導電
体１０として例えばＩＴＯをスパッタリング法で厚さ２
００ （ｎ ｍ ）形成し、通常のフォトエツチングに
より透明導電体１０をバターニングする。この透明導電
体１０の平面パターン形状は第２図の破線１４で示す。
尚、製作したＭＩＭ素子部の面積は】６〔μＭ〕とした
。
。
第３図は前記スパッタエツチング条件において。
Ａｒガス中、ガス圧２Ｃｍｍｔｏｒｒ）、投入電力０、
２’ （Ｗ／ｃ艷・〕、処理時間１０（分〕で同一基板
上に製作したＭ Ｉ Ｍ素子１００（：個〕の電圧−電
流特性を示したものである。従来法による第６図と比較
し、Ｔａ負極時の電流値が大きくなり素子の非対称性及
び非線形性が向上し、かつ矢印１６で示すＭＩＭ素子間
の特性バラツキが減少している。
２’ （Ｗ／ｃ艷・〕、処理時間１０（分〕で同一基板
上に製作したＭ Ｉ Ｍ素子１００（：個〕の電圧−電
流特性を示したものである。従来法による第６図と比較
し、Ｔａ負極時の電流値が大きくなり素子の非対称性及
び非線形性が向上し、かつ矢印１６で示すＭＩＭ素子間
の特性バラツキが減少している。
また、第４図は第３図に示したＭＩＭ素子と同一スパッ
タエツチングすなわちＡｒガス中、ガス圧２（ｍｍｔｏ
ｒｒ〕、処理時間１０〔分〕の条件において、投入電力
量とＭＩＭ素子に電流か１０〔Ａ〕流れる時の同一基板
上に製作したＭＩＭ素子１００〔個〕の電圧バラツキの
相関を示したグラフであり、投入電力０．２ （Ｗ／ｃ
ｎｔ ：ｌ 付近に最適値が存在する。
タエツチングすなわちＡｒガス中、ガス圧２（ｍｍｔｏ
ｒｒ〕、処理時間１０〔分〕の条件において、投入電力
量とＭＩＭ素子に電流か１０〔Ａ〕流れる時の同一基板
上に製作したＭＩＭ素子１００〔個〕の電圧バラツキの
相関を示したグラフであり、投入電力０．２ （Ｗ／ｃ
ｎｔ ：ｌ 付近に最適値が存在する。
〔実施例２〕
（実ｍ例ｘ）のスパッタエツチングの代ワりに絶縁体表
面の変質層を下記の条件でＲＩＥ処理することにより〔
実施例１〕と同様な効果が得られた。
面の変質層を下記の条件でＲＩＥ処理することにより〔
実施例１〕と同様な効果が得られた。
活性ガス種・・・（ＦｘＨ４−ｘ（ｘ＝１〜４）または
ｃ、Ｆ、Ｈ，ｘ （Ｘ＝１〜６ ）またはｓＦ、／Ｈｅ
またはＮＦ、／Ｈｅ またはこれらの混合ガス ガス圧−５〜ｘ００［Ｐａ：］ 投入電力・・・０．１〜１０（Ｗ、／ｃＪ）処理時間・
・・１〜１０（分〕 〔実施例３〕 〔実施例１〕のスパッタエツチングの代わりに絶縁体表
面の変質層を下記の条件でエツチング処理することによ
り〔実施例１〕と同様な効果が得られた。
ｃ、Ｆ、Ｈ，ｘ （Ｘ＝１〜６ ）またはｓＦ、／Ｈｅ
またはＮＦ、／Ｈｅ またはこれらの混合ガス ガス圧−５〜ｘ００［Ｐａ：］ 投入電力・・・０．１〜１０（Ｗ、／ｃＪ）処理時間・
・・１〜１０（分〕 〔実施例３〕 〔実施例１〕のスパッタエツチングの代わりに絶縁体表
面の変質層を下記の条件でエツチング処理することによ
り〔実施例１〕と同様な効果が得られた。
液組成・・・ＨＦ ：ＮＨ４Ｆ ：’ ＨＮＯｓ ：
Ｈ＊ ０二１：１：１：１ 液 温・・・５〜３０（’Ｃ：１ 浸せき時間・・・０．５〜５〔分〕 〔発明の効果〕 以上の説明の如く、ＭＩＭ素子形成プロセスにおいて絶
縁体形成後にこの絶縁体表面の変質層を除去することに
より、素子の電気的特性の向上及びその均一化が達成で
き、表示品質の高いＭＩＭ素子を用いたアクティブマト
リクス液晶表示装置が得られる。またその効果は、金属
−・絶縁体−透明導電体構造以外の金属−絶縁体−金属
構造のＭＩＭ素子においても同様に得られる。
Ｈ＊ ０二１：１：１：１ 液 温・・・５〜３０（’Ｃ：１ 浸せき時間・・・０．５〜５〔分〕 〔発明の効果〕 以上の説明の如く、ＭＩＭ素子形成プロセスにおいて絶
縁体形成後にこの絶縁体表面の変質層を除去することに
より、素子の電気的特性の向上及びその均一化が達成で
き、表示品質の高いＭＩＭ素子を用いたアクティブマト
リクス液晶表示装置が得られる。またその効果は、金属
−・絶縁体−透明導電体構造以外の金属−絶縁体−金属
構造のＭＩＭ素子においても同様に得られる。
第１図ｔａ＞〜Ｃｄ）及び第２図は本発明におけるＭＩ
Ｍ素子の製造方法を説明する図面で、第１図（ａ）〜ｌ
ｄ）は第２図のＡ−８断面を示す工程断面図、第２図は
本発明により製作したＭＩＭ素子を示す平面図、第３図
は本発明によるＭ Ｉ’Ｍ素子の電流−電圧特性を示す
グラフ、第４図は本発明によるスパッタエツチング電力
とＭＩＭ素子の電圧バラツキの相関を示したグラフ、第
５図（ａ）、（ｔ））は従来のＴａ ＴａｚＯＢ−Ｉ
ＴＯ構造のＭＩＭ素子の製造方法を説明する図面で、第
５図（ａ）はＭＩＭ素子を示す平面図、第５図（ｂ）は
第５図ｔａ）のＡ−８断面を示す断面図、第６図は従来
のＴ ａ −Ｔ ａ、０５−ＩＴＯ構造のＭＩＭ素子の
電流−電圧特性を示すグラフである。 １．５・・・・・・ガラス基板、 ６・・・・・・ガラス保護層、 ２．７・・・・・・金属、 ６．８・・・・・・絶縁体、 ９・・・・・・変質層、 ４．１０・・・・・・透明導電体。 第１図 第２図 第３図 罵、土ＬＶＪ 第５図 （ａ） （ｂ） 第４図 投入を力〔Ｗ／ｃｍす 第６図 電圧（ｖｌ
Ｍ素子の製造方法を説明する図面で、第１図（ａ）〜ｌ
ｄ）は第２図のＡ−８断面を示す工程断面図、第２図は
本発明により製作したＭＩＭ素子を示す平面図、第３図
は本発明によるＭ Ｉ’Ｍ素子の電流−電圧特性を示す
グラフ、第４図は本発明によるスパッタエツチング電力
とＭＩＭ素子の電圧バラツキの相関を示したグラフ、第
５図（ａ）、（ｔ））は従来のＴａ ＴａｚＯＢ−Ｉ
ＴＯ構造のＭＩＭ素子の製造方法を説明する図面で、第
５図（ａ）はＭＩＭ素子を示す平面図、第５図（ｂ）は
第５図ｔａ）のＡ−８断面を示す断面図、第６図は従来
のＴ ａ −Ｔ ａ、０５−ＩＴＯ構造のＭＩＭ素子の
電流−電圧特性を示すグラフである。 １．５・・・・・・ガラス基板、 ６・・・・・・ガラス保護層、 ２．７・・・・・・金属、 ６．８・・・・・・絶縁体、 ９・・・・・・変質層、 ４．１０・・・・・・透明導電体。 第１図 第２図 第３図 罵、土ＬＶＪ 第５図 （ａ） （ｂ） 第４図 投入を力〔Ｗ／ｃｍす 第６図 電圧（ｖｌ
Claims (3)
- （１）金属上に絶縁体を形成し、該絶縁体上に金属ある
いは透明導電体を形成してなる非線形素子の製造方法に
おいて、前記絶縁体を形成した後に前記絶縁体表面にス
パッタエッチング処理を施すことを特徴とする非線形素
子の製造方法。 - （２）請求項１に記載の非線形素子の製造方法において
、絶縁体表面にリアクティブイオンエッチング処理を施
すことを特徴とする非線形素子の製造方法。 - （３）請求項１に記載の非線形素子の製造方法において
、絶縁体表面にフッ素（Ｆ）を含む混合液によりエッチ
ング処理を施すことを特徴とする非線形素子の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1016394A JPH02197821A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 非線形素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1016394A JPH02197821A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 非線形素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197821A true JPH02197821A (ja) | 1990-08-06 |
Family
ID=11915030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1016394A Pending JPH02197821A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 非線形素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02197821A (ja) |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1016394A patent/JPH02197821A/ja active Pending
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