JPH063703A - 非線形能動素子及びその製造方法 - Google Patents
非線形能動素子及びその製造方法Info
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- JPH063703A JPH063703A JP16602692A JP16602692A JPH063703A JP H063703 A JPH063703 A JP H063703A JP 16602692 A JP16602692 A JP 16602692A JP 16602692 A JP16602692 A JP 16602692A JP H063703 A JPH063703 A JP H063703A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 金属−絶縁膜−金属からなる非線形能動素子
の構造及び製造方法において、下部電極形成後第１の絶
縁膜を積層し、前記下部電極上面に開孔部を形成した後
第２の絶縁膜を形成し、エッチバックを行って前記第１
の絶縁膜側面に側壁を形成し、前記下部電極の酸化膜を
形成した後上部電極を形成するため、実効的なＭＩＭ素
子は前記第１の絶縁膜開孔部の側壁間の面積、すなはち
最小のデザインルールよりも小さい面積部分で形成され
ている。 【効果】 従来よりもＭＩＭ素子の容量を低減すること
が出来、それによってＭＩＭ素子の低消費電力化やクロ
ストークの低減が可能になった。
の構造及び製造方法において、下部電極形成後第１の絶
縁膜を積層し、前記下部電極上面に開孔部を形成した後
第２の絶縁膜を形成し、エッチバックを行って前記第１
の絶縁膜側面に側壁を形成し、前記下部電極の酸化膜を
形成した後上部電極を形成するため、実効的なＭＩＭ素
子は前記第１の絶縁膜開孔部の側壁間の面積、すなはち
最小のデザインルールよりも小さい面積部分で形成され
ている。 【効果】 従来よりもＭＩＭ素子の容量を低減すること
が出来、それによってＭＩＭ素子の低消費電力化やクロ
ストークの低減が可能になった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置などに応
用が有効な、非線形能動素子及びその製造方法に関す
る。
用が有効な、非線形能動素子及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像表示装置として、ＣＲＴ（Ｃ
ａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に代わり、フラット
パネルディスプレイなどの液晶表示装置に対する注目が
高まってきている。この液晶表示装置の素子としては、
３端子の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｅｒ：ＴＦＴ）や、２端子の薄膜ダイオ−
ド（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ：ＴＦＤ）などが
考えられているが、製造工程の簡便さや、歩留まりの高
さなどからＴＦＤに対する注目が高まっている。ＴＦＤ
の一つである、金属−絶縁膜−金属（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎ
ｓｕｒａｔｅｒ−Ｍｅｔａｌ）からなる非線形能動素子
（ＭＩＭ）に対する研究及び開発は以前から進められて
きた。図２に従来のＭＩＭ素子の構造を、製造工程毎の
素子断面図を用いて説明する。まず図２（ａ）に示すよ
うに、透明絶縁基板２０１上に金属薄膜をスパッタ法や
蒸着法などを用いて形成し、所望の形状にパターニング
してＭＩＭの下部電極２０２とした後、前記金属薄膜の
酸化膜２０３を形成する。前記下部電極２０２となる金
属薄膜にはタンタルやアルミニウムなどが用いられ、ま
た前記酸化膜２０３は、陽極酸化法或いは熱酸化法を用
いて形成されることが多い。ついで、更に金属薄膜をや
はりスパッタ法や蒸着法を用いて形成し、所望の形状に
パターニングして上部電極２０４として図２（ｂ）を得
て、非線形能動素子（ＭＩＭ）が完成する。前記上部電
極２０４としては、タンタルやアルミニウム或いはクロ
ミウム等の金属薄膜が用いられる。
ａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に代わり、フラット
パネルディスプレイなどの液晶表示装置に対する注目が
高まってきている。この液晶表示装置の素子としては、
３端子の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｅｒ：ＴＦＴ）や、２端子の薄膜ダイオ−
ド（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ：ＴＦＤ）などが
考えられているが、製造工程の簡便さや、歩留まりの高
さなどからＴＦＤに対する注目が高まっている。ＴＦＤ
の一つである、金属−絶縁膜−金属（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎ
ｓｕｒａｔｅｒ−Ｍｅｔａｌ）からなる非線形能動素子
（ＭＩＭ）に対する研究及び開発は以前から進められて
きた。図２に従来のＭＩＭ素子の構造を、製造工程毎の
素子断面図を用いて説明する。まず図２（ａ）に示すよ
うに、透明絶縁基板２０１上に金属薄膜をスパッタ法や
蒸着法などを用いて形成し、所望の形状にパターニング
してＭＩＭの下部電極２０２とした後、前記金属薄膜の
酸化膜２０３を形成する。前記下部電極２０２となる金
属薄膜にはタンタルやアルミニウムなどが用いられ、ま
た前記酸化膜２０３は、陽極酸化法或いは熱酸化法を用
いて形成されることが多い。ついで、更に金属薄膜をや
はりスパッタ法や蒸着法を用いて形成し、所望の形状に
パターニングして上部電極２０４として図２（ｂ）を得
て、非線形能動素子（ＭＩＭ）が完成する。前記上部電
極２０４としては、タンタルやアルミニウム或いはクロ
ミウム等の金属薄膜が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
ように液晶ディスプレイの発達にともなって、ＭＩＭ素
子にも大容量化及び高画質化が望まれている状況におい
て、前述のようなＭＩＭ素子では、その要求を満たすこ
とは困難になってきた。その理由の一つはＭＩＭ素子容
量の低下が難しいことである。図３にはＭＩＭ素子を用
いた液晶表示装置の等価回路図を示す。３０１はセグメ
ント電極、３０２はＭＩＭ素子の容量ＣMIM、３０３は
ＭＩＭ素子の非線形抵抗ＲMIM、３０４は液晶層の容量
ＣLC、３０５は液晶層の抵抗ＲLC、３０６はコモン電極
である。図３に示されている通り、印加される外部電圧
はＭＩＭの容量ＣMINと液晶の容量ＣLCとの容量の比に
より分割される。ここで、ＣMINが大きいとＭＩＭにか
かる電圧が小さくなり、従って外部電圧が有効にＭＩＭ
に印加されないことが分かる。従って、ＭＩＭ素子の容
量が大きいと、クロストークの原因にもなり、液晶表示
装置の大容量化、高画質化が困難である。
ように液晶ディスプレイの発達にともなって、ＭＩＭ素
子にも大容量化及び高画質化が望まれている状況におい
て、前述のようなＭＩＭ素子では、その要求を満たすこ
とは困難になってきた。その理由の一つはＭＩＭ素子容
量の低下が難しいことである。図３にはＭＩＭ素子を用
いた液晶表示装置の等価回路図を示す。３０１はセグメ
ント電極、３０２はＭＩＭ素子の容量ＣMIM、３０３は
ＭＩＭ素子の非線形抵抗ＲMIM、３０４は液晶層の容量
ＣLC、３０５は液晶層の抵抗ＲLC、３０６はコモン電極
である。図３に示されている通り、印加される外部電圧
はＭＩＭの容量ＣMINと液晶の容量ＣLCとの容量の比に
より分割される。ここで、ＣMINが大きいとＭＩＭにか
かる電圧が小さくなり、従って外部電圧が有効にＭＩＭ
に印加されないことが分かる。従って、ＭＩＭ素子の容
量が大きいと、クロストークの原因にもなり、液晶表示
装置の大容量化、高画質化が困難である。
【０００４】ＭＩＭ素子の容量を低減する方法として、
特開昭６０−１７２０２８に示されるような構造が考え
られている。この構造を図４に示す。４０１は透明絶縁
基板、４０２は下部電極、４０３は絶縁膜、４０４は前
記下部電極の酸化膜、４０５は上部電極である。ここに
示されている構造に依れば、実効的なＭＩＭ素子は下部
電極上面の開孔部で形成されているが、この面積は最小
のデザインルールで決定されている。すなはち、この方
法では、これ以上の容量低減は困難である。また、上部
電極の断線を考慮すると、前記絶縁膜開孔部にはテーパ
ーを付ける必要があるが、このテーパーを精度よく加工
する事は難しく、素子特性にもばらつきが出てくるとい
う、問題点がある。
特開昭６０−１７２０２８に示されるような構造が考え
られている。この構造を図４に示す。４０１は透明絶縁
基板、４０２は下部電極、４０３は絶縁膜、４０４は前
記下部電極の酸化膜、４０５は上部電極である。ここに
示されている構造に依れば、実効的なＭＩＭ素子は下部
電極上面の開孔部で形成されているが、この面積は最小
のデザインルールで決定されている。すなはち、この方
法では、これ以上の容量低減は困難である。また、上部
電極の断線を考慮すると、前記絶縁膜開孔部にはテーパ
ーを付ける必要があるが、このテーパーを精度よく加工
する事は難しく、素子特性にもばらつきが出てくるとい
う、問題点がある。
【０００５】本発明はこの様な従来の技術の問題点を解
決するもので、その目的とするところは、ＭＩＭ容量が
小さく高画質化が可能で、且つばらつきも小さい非線形
能動素子及びその製造方法を提供することにある。
決するもので、その目的とするところは、ＭＩＭ容量が
小さく高画質化が可能で、且つばらつきも小さい非線形
能動素子及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属−絶縁膜
−金属（ＭＩＭ）からなる非線形能動素子及びその製造
方法において、下部電極形成後第１の絶縁膜を積層しパ
ターニングした後、第２の絶縁膜を積層エッチバックを
施し、前記第１の絶縁膜側面に側壁（サイドウォール）
を形成し、前記下部電極上面の開孔部の、最小のデザイ
ンルールよりも狭い面積に於いて、実効的なＭＩＭ素子
を形成することを特徴とする。
−金属（ＭＩＭ）からなる非線形能動素子及びその製造
方法において、下部電極形成後第１の絶縁膜を積層しパ
ターニングした後、第２の絶縁膜を積層エッチバックを
施し、前記第１の絶縁膜側面に側壁（サイドウォール）
を形成し、前記下部電極上面の開孔部の、最小のデザイ
ンルールよりも狭い面積に於いて、実効的なＭＩＭ素子
を形成することを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明の液晶表示装置の構造に依れば、金属−
絶縁膜−金属からなる非線形能動素子は、下部電極上面
の、最小のデザインルールよりも狭い、前記第１の絶縁
膜の側壁間において、実効的なＭＩＭ素子をなしてお
り、従来に比べＭＩＭ素子の容量を低減することが出
来、大容量化、高画質化が可能になる。
絶縁膜−金属からなる非線形能動素子は、下部電極上面
の、最小のデザインルールよりも狭い、前記第１の絶縁
膜の側壁間において、実効的なＭＩＭ素子をなしてお
り、従来に比べＭＩＭ素子の容量を低減することが出
来、大容量化、高画質化が可能になる。
【０００８】
【実施例】本発明の液晶表示装置の実施例の一例を、図
１に示した製造工程毎の素子断面図に依って詳しく説明
してゆく。まず図１（ａ）に示すように、透明絶縁基板
１０１上に金属薄膜を１０００Å〜１００００Å程度の
厚さで形成し、パターニングを行ってＭＩＭ素子の下部
電極１０２となした後、第１の絶縁薄膜１０３を２００
０Å〜１００００Å程度の厚さで積層し、前記下部電極
１０２上面に開孔部１０４を形成した後、第２の絶縁膜
１０５を積層する。前記透明絶縁基板１０１には石英基
板やアルカリガラスなどが用いられる。また、前記下部
電極１０２には、タンタルやアルミニウム等がスパッタ
法や蒸着法等により形成される。
１に示した製造工程毎の素子断面図に依って詳しく説明
してゆく。まず図１（ａ）に示すように、透明絶縁基板
１０１上に金属薄膜を１０００Å〜１００００Å程度の
厚さで形成し、パターニングを行ってＭＩＭ素子の下部
電極１０２となした後、第１の絶縁薄膜１０３を２００
０Å〜１００００Å程度の厚さで積層し、前記下部電極
１０２上面に開孔部１０４を形成した後、第２の絶縁膜
１０５を積層する。前記透明絶縁基板１０１には石英基
板やアルカリガラスなどが用いられる。また、前記下部
電極１０２には、タンタルやアルミニウム等がスパッタ
法や蒸着法等により形成される。
【０００９】本実施例においては、タンタル薄膜をスパ
ッタ法により約５０００Å程度堆積した後エッチングを
行い、下部電極１０２とした。また、前記第１の絶縁薄
膜１０３及び前記第２の絶縁膜１０５には二酸化硅素膜
や窒化硅素膜等が、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、スパッタ法な
どにより形成され、用いられる。本実施例においては、
前記第１の絶縁膜１０３として、窒化硅素膜をプラズマ
ＣＶＤ法において約５０００Å程度積層して使用した。
また、前記第２の絶縁膜１０５として二酸化硅素膜を常
圧ＣＶＤ法により約５０００Åの厚さに形成したものを
用いた。また、前記第１の絶縁膜の開孔部１０４の径は
一辺が２μｍの正方形で形成した。その後、エッチバッ
ク法を用いて前記第２の絶縁膜１０５のエッチングを行
い、前記第１の絶縁膜１０３側面に側壁（サイドウォー
ル）１０６を形成した後、前記下部電極１０２の酸化膜
１０７を５００Å〜２０００Å程度の厚さで形成し、図
１（ｂ）を得る。前記酸化膜１０７の形成には、陽極酸
化法や熱酸化法、プラズマ酸化法と言った方法が用いら
れるが、本実施例においては陽極酸化法を用い、約６０
０Å程度の酸化タンタルを得ることが出来た。その後、
図１（ｃ）に示すように、金属薄膜を積層し、所望の形
状にパターニングして上部電極１０８となし、金属−絶
縁膜−金属からなる非線形能動素子が完成する。
ッタ法により約５０００Å程度堆積した後エッチングを
行い、下部電極１０２とした。また、前記第１の絶縁薄
膜１０３及び前記第２の絶縁膜１０５には二酸化硅素膜
や窒化硅素膜等が、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、スパッタ法な
どにより形成され、用いられる。本実施例においては、
前記第１の絶縁膜１０３として、窒化硅素膜をプラズマ
ＣＶＤ法において約５０００Å程度積層して使用した。
また、前記第２の絶縁膜１０５として二酸化硅素膜を常
圧ＣＶＤ法により約５０００Åの厚さに形成したものを
用いた。また、前記第１の絶縁膜の開孔部１０４の径は
一辺が２μｍの正方形で形成した。その後、エッチバッ
ク法を用いて前記第２の絶縁膜１０５のエッチングを行
い、前記第１の絶縁膜１０３側面に側壁（サイドウォー
ル）１０６を形成した後、前記下部電極１０２の酸化膜
１０７を５００Å〜２０００Å程度の厚さで形成し、図
１（ｂ）を得る。前記酸化膜１０７の形成には、陽極酸
化法や熱酸化法、プラズマ酸化法と言った方法が用いら
れるが、本実施例においては陽極酸化法を用い、約６０
０Å程度の酸化タンタルを得ることが出来た。その後、
図１（ｃ）に示すように、金属薄膜を積層し、所望の形
状にパターニングして上部電極１０８となし、金属−絶
縁膜−金属からなる非線形能動素子が完成する。
【００１０】本実施例において前記第１の絶縁膜の側壁
の長さは約４０００Å程度であり、前記第１の絶縁膜の
側壁間の面積が、前記開孔部の面積の約３分の１程度と
狭くなり、従って側壁がない場合に比べて、ＭＩＭ素子
の容量を２分の１〜３分の１程度に低減することが出来
た。
の長さは約４０００Å程度であり、前記第１の絶縁膜の
側壁間の面積が、前記開孔部の面積の約３分の１程度と
狭くなり、従って側壁がない場合に比べて、ＭＩＭ素子
の容量を２分の１〜３分の１程度に低減することが出来
た。
【００１１】
【発明の効果】本発明の非線形能動素子の構造及びその
製造方法に依れば、下部電極上部に最小のデザインルー
ルで開孔した第１の絶縁膜の側面に、第２の絶縁膜をエ
ッチバックして側壁を形成することにより、従来よりも
ＭＩＭ素子の容量を低減することが出来、それによって
大容量化やクロストークの低減が可能で、高画質化が可
能な非線形能動素子を形成できる。
製造方法に依れば、下部電極上部に最小のデザインルー
ルで開孔した第１の絶縁膜の側面に、第２の絶縁膜をエ
ッチバックして側壁を形成することにより、従来よりも
ＭＩＭ素子の容量を低減することが出来、それによって
大容量化やクロストークの低減が可能で、高画質化が可
能な非線形能動素子を形成できる。
【図１】 本発明の実施例に示した非線形能動素子の製
造工程ごとの素子断面図。
造工程ごとの素子断面図。
【図２】 従来の技術における非線形能動素子の製造工
程ごとの素子断面図。
程ごとの素子断面図。
【図３】 ＭＩＭ素子を用いた液晶表示装置の等価回路
図。
図。
【図４】 従来の技術における非線形能動素子の素子断
面図。
面図。
１０１，２０１，４０１・・・透明絶縁基板 １０２，２０２，４０２・・・下部電極 １０３，１０５，４０３・・・絶縁膜 １０４・・・開孔部 １０６・・・エッチバック法により形成された側壁 １０７，２０３，４０４・・・下部電極の酸化膜 １０８，２０４，４０５上部電極 ３０１・・・セグメント電極 ３０２・・・ＭＩＭ素子の容量 ３０３・・・ＭＩＭ素子の抵抗 ３０４・・・液晶層の容量 ３０５・・・液晶層の抵抗 ３０６・・・コモン電極
Claims (4)
- 【請求項１】 金属−絶縁膜−金属からなる非線形能動
素子において、下部電極上面に、前記下部電極の酸化膜
と異なる絶縁膜による側壁を有し、実効的な非線形能動
素子の面積が、前記側壁間に於いて最小のデザインルー
ルよりも小さく規定されていることを特徴とする非線形
能動素子。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の非線形能動素子に
おいて、前記絶縁膜の膜厚が、前記下部電極の酸化膜よ
りも厚い事を特長とする非線形能動素子。 - 【請求項３】 前記請求項１に記載の非線形能動素子に
おいて、前記絶縁膜の比誘電率が、前記下部電極の酸化
膜の比誘電率よりも小さい事を特長とする非線形能動素
子。 - 【請求項４】 下部金属電極を形成する工程と、前記下
部電極の酸化膜を形成する工程と、上部電極を形成する
工程とを含む、金属−絶縁膜−金属からなる非線形能動
素子の製造方法において、下部電極形成後全面に第１の
絶縁膜を形成する工程と、前記下部電極上面に開孔部を
形成する工程と、第２の絶縁膜を形成する工程と、前記
第２の絶縁膜をエッチバックする工程と、前記下部電極
の酸化膜を形成する工程と、上部電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする、非線形能動素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16602692A JPH063703A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 非線形能動素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16602692A JPH063703A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 非線形能動素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063703A true JPH063703A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15823565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16602692A Pending JPH063703A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 非線形能動素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063703A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100760883B1 (ko) * | 2005-03-07 | 2007-09-21 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 전기광학장치 및 그 제조방법, 그리고 전자기기 |
| US7352005B2 (en) | 2005-04-11 | 2008-04-01 | Seiko Epson Corporation | Electro-optical device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus |
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1992
- 1992-06-24 JP JP16602692A patent/JPH063703A/ja active Pending
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