JPH08330647A - Ｍｉｍ型非線形素子の製造方法およびｍｉｍ型非線形素子を用いた液晶表示装置 - Google Patents
Ｍｉｍ型非線形素子の製造方法およびｍｉｍ型非線形素子を用いた液晶表示装置Info
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- JPH08330647A JPH08330647A JP7916896A JP7916896A JPH08330647A JP H08330647 A JPH08330647 A JP H08330647A JP 7916896 A JP7916896 A JP 7916896A JP 7916896 A JP7916896 A JP 7916896A JP H08330647 A JPH08330647 A JP H08330647A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＭＩＭ型非線形素子の非線形特性を向上させる
ことができるＭＩＭ型非線形素子の製造方法を提供す
る。 【解決手段】透明基板１２上にＴａ電極層１６を形成
し、次に、Ｔａ電極層１６の陽極酸化を行ってＴａ２Ｏ
５陽極酸化膜１８を形成する。次に、Ｔａ電極層１６お
よびＴａ２Ｏ５陽極酸化膜１８が形成された透明基板１
２の熱処理を熱処理炉２００を用いて行う。Ｎ２ガス雰
囲気中、４５０℃で２時間熱処理を行い、その後、４５
０℃において、酸素ガスと窒素ガスとの混合雰囲気に切
り換えて２５０℃以下まで降温し、その後熱処理炉から
大気中に取り出す。次に、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜１８上
にＣｒ電極層２０を形成してＭＩＭ型非線形素子５０を
形成する。
ことができるＭＩＭ型非線形素子の製造方法を提供す
る。 【解決手段】透明基板１２上にＴａ電極層１６を形成
し、次に、Ｔａ電極層１６の陽極酸化を行ってＴａ２Ｏ
５陽極酸化膜１８を形成する。次に、Ｔａ電極層１６お
よびＴａ２Ｏ５陽極酸化膜１８が形成された透明基板１
２の熱処理を熱処理炉２００を用いて行う。Ｎ２ガス雰
囲気中、４５０℃で２時間熱処理を行い、その後、４５
０℃において、酸素ガスと窒素ガスとの混合雰囲気に切
り換えて２５０℃以下まで降温し、その後熱処理炉から
大気中に取り出す。次に、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜１８上
にＣｒ電極層２０を形成してＭＩＭ型非線形素子５０を
形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＩＭ（Ｍｅｔａ
ｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型非線形素子の
製造方法およびＭＩＭ型非線形素子を用いた液晶表示装
置に関する。
ｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型非線形素子の
製造方法およびＭＩＭ型非線形素子を用いた液晶表示装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アクティブマトリクス方式の液
晶表示装置においては、画素領域毎にスイッチング素子
を設けてマトリクスアレイを形成した一方側の基板とカ
ラーフィルタを形成した他方側の基板との間に液晶を充
填しておき、各画素領域毎に液晶の配向状態を制御し
て、所定の情報を表示している。ここで、スイッチング
素子として、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）などの３
端子素子またはＭＩＭ型非線形素子などの２端子素子を
用いるが、液晶表示装置に対する画面の大型化、低コス
ト化などの要求に対応するには、ＭＩＭ型非線形素子を
用いた方が有利である。また、ＭＩＭ型非線形素子を用
いた場合には、マトリクスアレイを形成した一方側の基
板に走査線を設け、他方側の基板にデータ線を設けるこ
とができるので、走査線とデータ線とのクロスオーバー
短絡が発生しないというメリットもある。
晶表示装置においては、画素領域毎にスイッチング素子
を設けてマトリクスアレイを形成した一方側の基板とカ
ラーフィルタを形成した他方側の基板との間に液晶を充
填しておき、各画素領域毎に液晶の配向状態を制御し
て、所定の情報を表示している。ここで、スイッチング
素子として、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）などの３
端子素子またはＭＩＭ型非線形素子などの２端子素子を
用いるが、液晶表示装置に対する画面の大型化、低コス
ト化などの要求に対応するには、ＭＩＭ型非線形素子を
用いた方が有利である。また、ＭＩＭ型非線形素子を用
いた場合には、マトリクスアレイを形成した一方側の基
板に走査線を設け、他方側の基板にデータ線を設けるこ
とができるので、走査線とデータ線とのクロスオーバー
短絡が発生しないというメリットもある。
【０００３】このようなＭＩＭ型非線形素子を用いたア
クティブマトリクス方式の液晶表示装置１００は、図７
に示すように、走査線駆動回路７２に接続された複数本
の走査線７４とデータ駆動回路７６に接続された複数本
のデータ線７８とにより構成されるマトリクスの各要素
に画素領域８０がそれぞれ設けられている。各画素領域
８０には、一端がデータ線７８に接続されたＭＩＭ型非
線形素子５０と、ＭＩＭ型非線形素子５０と走査線７４
との間に接続された液晶表示要素６０と、がそれぞれ設
けられている。走査線７４に印加された信号とデータ線
７８に印加された信号との差電圧に基づいて、液晶表示
要素６０をオン状態またはオフ状態に切り換えて表示動
作を制御している。
クティブマトリクス方式の液晶表示装置１００は、図７
に示すように、走査線駆動回路７２に接続された複数本
の走査線７４とデータ駆動回路７６に接続された複数本
のデータ線７８とにより構成されるマトリクスの各要素
に画素領域８０がそれぞれ設けられている。各画素領域
８０には、一端がデータ線７８に接続されたＭＩＭ型非
線形素子５０と、ＭＩＭ型非線形素子５０と走査線７４
との間に接続された液晶表示要素６０と、がそれぞれ設
けられている。走査線７４に印加された信号とデータ線
７８に印加された信号との差電圧に基づいて、液晶表示
要素６０をオン状態またはオフ状態に切り換えて表示動
作を制御している。
【０００４】図８はこのようなＭＩＭ型非線形素子を用
いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置１００の
断面図であり、電極基板１０と電極基板３０との間に液
晶層４０が挟持されている。電極基板１０は、透明基板
１２と、透明基板１２上に設けられたＭＩＭ型非線形素
子５０と、ＭＩＭ型非線形素子５０に接続された画素電
極２２と、を備えている。ＭＩＭ型非線形素子５０は、
透明基板１２上に形成されたＴａ電極層１６と、Ｔａ電
極層１６上に設けられたＴａ２Ｏ５膜１８と、Ｔａ２Ｏ
５膜１８上に設けられたＣｒ電極層２０とから構成され
ている。Ｔａ２Ｏ５膜はＴａ電極層１６の表面に膜厚が
均一でピンホールがない状態で形成されるように、Ｔａ
電極層１６を陽極酸化することによって形成されている
（特開平５−２９７３８９号および特開平５−３１３２
０７号参照）。
いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置１００の
断面図であり、電極基板１０と電極基板３０との間に液
晶層４０が挟持されている。電極基板１０は、透明基板
１２と、透明基板１２上に設けられたＭＩＭ型非線形素
子５０と、ＭＩＭ型非線形素子５０に接続された画素電
極２２と、を備えている。ＭＩＭ型非線形素子５０は、
透明基板１２上に形成されたＴａ電極層１６と、Ｔａ電
極層１６上に設けられたＴａ２Ｏ５膜１８と、Ｔａ２Ｏ
５膜１８上に設けられたＣｒ電極層２０とから構成され
ている。Ｔａ２Ｏ５膜はＴａ電極層１６の表面に膜厚が
均一でピンホールがない状態で形成されるように、Ｔａ
電極層１６を陽極酸化することによって形成されている
（特開平５−２９７３８９号および特開平５−３１３２
０７号参照）。
【０００５】このような構造のＭＩＭ型非線形素子５０
は、従来、次のようにして製造されていた。図１に示す
ように、透明基板１２上にタンタル膜をスパッタリング
により堆積させ、その後熱酸化することによって約１０
００Åの酸化タンタル膜１４を形成する。次に、スパッ
タリングによりタンタル膜を約３０００Å堆積させ、そ
の後パターニングしてＴａ電極層１６を形成する。次に
Ｔａ電極層１６の陽極酸化を行ってＴａ２Ｏ５陽極酸化
膜１８を形成する。その後、クロム膜を１５００Åスパ
ッタリングにより堆積させ、パターニングしてＣｒ電極
層２０を形成することによりＭＩＭ型非線形素子５０を
形成する。
は、従来、次のようにして製造されていた。図１に示す
ように、透明基板１２上にタンタル膜をスパッタリング
により堆積させ、その後熱酸化することによって約１０
００Åの酸化タンタル膜１４を形成する。次に、スパッ
タリングによりタンタル膜を約３０００Å堆積させ、そ
の後パターニングしてＴａ電極層１６を形成する。次に
Ｔａ電極層１６の陽極酸化を行ってＴａ２Ｏ５陽極酸化
膜１８を形成する。その後、クロム膜を１５００Åスパ
ッタリングにより堆積させ、パターニングしてＣｒ電極
層２０を形成することによりＭＩＭ型非線形素子５０を
形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなＭＩＭ型非
線形素子の非線形特性を向上させるために、IEEE Trans
Electron Devices, Vol.ED28, pp.736-739, June 1981
において、ＭＩＭ型非線形素子を構成するＴａ電極層１
６に窒素をドープするなどの手段が紹介されている。し
かし、この技術では、タンタルスパッタ時に高度な技術
が必要であり、再現性良くＭＩＭ型非線形素子の製造を
行うのは困難であった。
線形素子の非線形特性を向上させるために、IEEE Trans
Electron Devices, Vol.ED28, pp.736-739, June 1981
において、ＭＩＭ型非線形素子を構成するＴａ電極層１
６に窒素をドープするなどの手段が紹介されている。し
かし、この技術では、タンタルスパッタ時に高度な技術
が必要であり、再現性良くＭＩＭ型非線形素子の製造を
行うのは困難であった。
【０００７】ＭＩＭ型非線形素子の非線形特性を向上さ
せるために、タンタル薄膜を陽極酸化した後、窒素雰囲
気中４００〜６００℃で熱処理することが特開昭６３−
５００８１号に提案されている。しかしながら、単にタ
ンタル薄膜を陽極酸化した後に窒素雰囲気中４００〜６
００℃で熱処理するだけでは、良好な画質を得るために
充分な非線形特性を得ることは困難であり、非線形特性
をさらに向上させることが望まれていた。また、熱処理
後の基板冷却を大気中に開放して行った場合、空気の流
れや湿度等の大気の雰囲気によって特性が変動する、つ
まり熱処理バッチ間での特性のばらつきがあった。さら
に、特性の面内ばらつきも顕著であった。
せるために、タンタル薄膜を陽極酸化した後、窒素雰囲
気中４００〜６００℃で熱処理することが特開昭６３−
５００８１号に提案されている。しかしながら、単にタ
ンタル薄膜を陽極酸化した後に窒素雰囲気中４００〜６
００℃で熱処理するだけでは、良好な画質を得るために
充分な非線形特性を得ることは困難であり、非線形特性
をさらに向上させることが望まれていた。また、熱処理
後の基板冷却を大気中に開放して行った場合、空気の流
れや湿度等の大気の雰囲気によって特性が変動する、つ
まり熱処理バッチ間での特性のばらつきがあった。さら
に、特性の面内ばらつきも顕著であった。
【０００８】従って、本発明の目的は、ＭＩＭ型非線形
素子の非線形特性を向上させ、さらに特性のバッチ間ば
らつきおよび面内ばらつきを抑制することができるＭＩ
Ｍ型非線形素子の製造方法および非線形特性が向上した
ＭＩＭ型非線形素子を用いた液晶表示装置を提供するこ
とにある。
素子の非線形特性を向上させ、さらに特性のバッチ間ば
らつきおよび面内ばらつきを抑制することができるＭＩ
Ｍ型非線形素子の製造方法および非線形特性が向上した
ＭＩＭ型非線形素子を用いた液晶表示装置を提供するこ
とにある。
【０００９】
（１）本発明のＭＩＭ型非線形素子の製造方法は、基板
上に第１の導電層を形成する工程と、前記第１の導電層
上に酸化膜を形成する工程と、少なくともその終期段階
において、前記第１の導電層および前記酸化膜が形成さ
れた前記基板を、酸素ガスを含むガス雰囲気中にて処理
を行う熱アニール工程と、その後、前記酸化膜上に第２
の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とす
る。
上に第１の導電層を形成する工程と、前記第１の導電層
上に酸化膜を形成する工程と、少なくともその終期段階
において、前記第１の導電層および前記酸化膜が形成さ
れた前記基板を、酸素ガスを含むガス雰囲気中にて処理
を行う熱アニール工程と、その後、前記酸化膜上に第２
の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とす
る。
【００１０】このようにしたため、ＭＩＭ型非線形素子
の非線形特性を向上させることができ、オフ時の電流も
減少させることができる。その結果、このＭＩＭ型非線
形素子を液晶表示装置のスイッチング素子として使用す
ると、コントラストが高く、良好な画質の液晶表示装置
が提供される。また、このようにして形成されたＭＩＭ
型非線形素子の電流値はその後の熱履歴に対しても変化
し難く、また液晶表示装置を駆動するための駆動電圧を
印加し続けても、電流値の変化が小さく、信頼性の高い
ＭＩＭ型非線形素子が得られる。
の非線形特性を向上させることができ、オフ時の電流も
減少させることができる。その結果、このＭＩＭ型非線
形素子を液晶表示装置のスイッチング素子として使用す
ると、コントラストが高く、良好な画質の液晶表示装置
が提供される。また、このようにして形成されたＭＩＭ
型非線形素子の電流値はその後の熱履歴に対しても変化
し難く、また液晶表示装置を駆動するための駆動電圧を
印加し続けても、電流値の変化が小さく、信頼性の高い
ＭＩＭ型非線形素子が得られる。
【００１１】（２）本発明のＭＩＭ型非線形素子の製造
方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、前記
第１の導電層上に酸化膜を形成する工程と、前記第１の
導電層および前記酸化膜が形成された前記基板を所定の
第１の温度で熱処理を行う工程と、その後、前記基板を
前記第１の温度から所定の第２の温度まで降温する工程
と、その後、前記基板を酸素ガスを含むガス雰囲気中で
前記第２の温度から所定の第３の温度まで降温する工程
と、その後、前記酸化膜上に第２の導電層を形成する工
程と、を有することを特徴とする。
方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、前記
第１の導電層上に酸化膜を形成する工程と、前記第１の
導電層および前記酸化膜が形成された前記基板を所定の
第１の温度で熱処理を行う工程と、その後、前記基板を
前記第１の温度から所定の第２の温度まで降温する工程
と、その後、前記基板を酸素ガスを含むガス雰囲気中で
前記第２の温度から所定の第３の温度まで降温する工程
と、その後、前記酸化膜上に第２の導電層を形成する工
程と、を有することを特徴とする。
【００１２】このようにしたため、 ＭＩＭ型非線形素
子の非線形特性を向上させることができ、オフ時の電流
も減少させることができる。その結果、このＭＩＭ型非
線形素子を液晶表示装置のスイッチング素子として使用
すると、コントラストが高く、良好な画質の液晶表示装
置が提供される。また、このようにして形成されたＭＩ
Ｍ型非線形素子の電流値はその後の熱履歴に対しても変
化し難く、また液晶表示装置を駆動するための駆動電圧
を印加し続けても、電流値の変化が小さく、信頼性の高
いＭＩＭ型非線形素子が得られる。
子の非線形特性を向上させることができ、オフ時の電流
も減少させることができる。その結果、このＭＩＭ型非
線形素子を液晶表示装置のスイッチング素子として使用
すると、コントラストが高く、良好な画質の液晶表示装
置が提供される。また、このようにして形成されたＭＩ
Ｍ型非線形素子の電流値はその後の熱履歴に対しても変
化し難く、また液晶表示装置を駆動するための駆動電圧
を印加し続けても、電流値の変化が小さく、信頼性の高
いＭＩＭ型非線形素子が得られる。
【００１３】（３）不活性ガスは、窒素ガスであること
を特徴とする。
を特徴とする。
【００１４】窒素ガスを用いることによって、不活性ガ
ス中の熱処理によって非線形特性を改善できる。
ス中の熱処理によって非線形特性を改善できる。
【００１５】（４）酸素ガスを含むガスは、好ましくは
酸素ガスと窒素ガスとの混合ガスであることを特徴とす
る。
酸素ガスと窒素ガスとの混合ガスであることを特徴とす
る。
【００１６】酸素ガスを含むガス雰囲気中において降温
することによって、非線形特性をさらに改善できるとと
もに、オフ時の電流を著しく小さくすることができる。
することによって、非線形特性をさらに改善できるとと
もに、オフ時の電流を著しく小さくすることができる。
【００１７】（５）酸素ガスと窒素ガスとの流量比は、
１：２０〜２０：１の範囲内であることを特徴とする。
１：２０〜２０：１の範囲内であることを特徴とする。
【００１８】流量比は１：２０〜２０：１の範囲内であ
れば酸素ガスと窒素ガスの流量比を変化させても、ＭＩ
Ｍ型非線形素子の特性を殆ど変化させることはない。酸
素ガスと窒素ガスの流量比は、より好ましくは１：１５
〜１５：１の範囲内であり、さらに好ましくは１：１０
〜１０：１の範囲内である。
れば酸素ガスと窒素ガスの流量比を変化させても、ＭＩ
Ｍ型非線形素子の特性を殆ど変化させることはない。酸
素ガスと窒素ガスの流量比は、より好ましくは１：１５
〜１５：１の範囲内であり、さらに好ましくは１：１０
〜１０：１の範囲内である。
【００１９】（６）酸化膜は、第１の導電層の陽極酸化
膜であることを特徴とする。
膜であることを特徴とする。
【００２０】（７）第１の導電層は、Ｔａからなってい
ることを特徴とする。
ることを特徴とする。
【００２１】（８）この場合、上記酸素ガスを含むガス
雰囲気は水蒸気を含んでいることを特徴とする。
雰囲気は水蒸気を含んでいることを特徴とする。
【００２２】本発明の製造方法は、第１の導電層上に陽
極酸化膜を形成した場合に適用すると特に効果が大き
く、とりわけ、第１の導電層がＴａからなっている場合
に適用すると大きい効果が得られる。この場合、上記酸
素ガスを含むガス雰囲気は水蒸気を含むことによって効
果が得られる。
極酸化膜を形成した場合に適用すると特に効果が大き
く、とりわけ、第１の導電層がＴａからなっている場合
に適用すると大きい効果が得られる。この場合、上記酸
素ガスを含むガス雰囲気は水蒸気を含むことによって効
果が得られる。
【００２３】（９）第１の導電層は、また、Ｔａを主成
分としその中にＷ、ＲｅおよびＭｏからなる群より選ば
れた少なくとも１以上の元素を添加したものからなるこ
とを特徴とする。
分としその中にＷ、ＲｅおよびＭｏからなる群より選ば
れた少なくとも１以上の元素を添加したものからなるこ
とを特徴とする。
【００２４】（１０）この場合、上記酸素ガスは乾燥酸
素ガスであることを特徴とする。
素ガスであることを特徴とする。
【００２５】第１の導電層が、 Ｔａを主成分としその
中にＷ、ＲｅおよびＭｏからなる群より選ばれた少なく
とも１以上の元素を添加したものからなっている場合に
適用しても大きい効果が得られる。この場合にも、好ま
しくは第１の導電層上の酸化膜は第１の導電層を陽極酸
化して形成される。さらに、前記酸素ガスを乾燥酸素ガ
スとすることによって大きい効果が得られる。
中にＷ、ＲｅおよびＭｏからなる群より選ばれた少なく
とも１以上の元素を添加したものからなっている場合に
適用しても大きい効果が得られる。この場合にも、好ま
しくは第１の導電層上の酸化膜は第１の導電層を陽極酸
化して形成される。さらに、前記酸素ガスを乾燥酸素ガ
スとすることによって大きい効果が得られる。
【００２６】（１１）第２の導電層は、好ましくはＣ
ｒ、Ｔｉ、Ａｌまたはインジウム・錫・酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなることを特徴とする。
ｒ、Ｔｉ、Ａｌまたはインジウム・錫・酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなることを特徴とする。
【００２７】（１２）第２の導電層は、より好ましくは
Ｃｒからなっている。
Ｃｒからなっている。
【００２８】第２の導電層にＣｒを用いることによっ
て、より大きい効果が得られる。また、ＩＴＯを用いる
と、第２の導電層と画素電極を同一材料で形成すること
ができるので、工程を簡略化することができる。
て、より大きい効果が得られる。また、ＩＴＯを用いる
と、第２の導電層と画素電極を同一材料で形成すること
ができるので、工程を簡略化することができる。
【００２９】（１３）第１の温度から第３の温度までの
平均温度勾配は、０．１〜６０℃／ｍｉｎであることを
特徴とする。
平均温度勾配は、０．１〜６０℃／ｍｉｎであることを
特徴とする。
【００３０】第１の温度から第３の温度までの平均温度
勾配を、０．１〜６０℃／ｍｉｎとすることによって、
降温時の温度制御が容易となり、熱処理バッチ間での素
子特性のばらつきが小さいＭＩＭ型非線形素子を容易に
製造することができる。なお、降温時において制御性を
より高めるためには、降温速度を０．５〜４０℃／ｍｉ
ｎとすることがより好ましく、さらに好ましくは０．５
〜１０℃／ｍｉｎとするのがよい。 （１４）基板がガラス基板であり、第１の温度が２２０
〜６００℃であることを特徴とする。
勾配を、０．１〜６０℃／ｍｉｎとすることによって、
降温時の温度制御が容易となり、熱処理バッチ間での素
子特性のばらつきが小さいＭＩＭ型非線形素子を容易に
製造することができる。なお、降温時において制御性を
より高めるためには、降温速度を０．５〜４０℃／ｍｉ
ｎとすることがより好ましく、さらに好ましくは０．５
〜１０℃／ｍｉｎとするのがよい。 （１４）基板がガラス基板であり、第１の温度が２２０
〜６００℃であることを特徴とする。
【００３１】基板がガラス基板である場合には、第１の
温度は好ましくは２２０〜６００℃である。熱処理の温
度によってＭＩＭ型非線形素子の素子特性が変化する
が、ガラスの耐熱性等を考慮すれば、第１の温度は２２
０〜６００℃の温度範囲内であることが好ましく、より
好ましくは２５０〜５００℃、さらに好ましくは２７０
〜４５０℃の範囲内であるのがよい。熱処理時間が素子
特性に与える影響は熱処理温度よりも小さいが、工程の
スループット等を考慮すれば、熱処理時間は好ましくは
３０分〜３時間、さらに好ましくは３０分〜２時間であ
る。
温度は好ましくは２２０〜６００℃である。熱処理の温
度によってＭＩＭ型非線形素子の素子特性が変化する
が、ガラスの耐熱性等を考慮すれば、第１の温度は２２
０〜６００℃の温度範囲内であることが好ましく、より
好ましくは２５０〜５００℃、さらに好ましくは２７０
〜４５０℃の範囲内であるのがよい。熱処理時間が素子
特性に与える影響は熱処理温度よりも小さいが、工程の
スループット等を考慮すれば、熱処理時間は好ましくは
３０分〜３時間、さらに好ましくは３０分〜２時間であ
る。
【００３２】（１５）第２の温度は、２２０〜６００℃
であることを特徴とする。
であることを特徴とする。
【００３３】第２の温度を２２０〜６００℃の温度範囲
とすることによって、ＭＩＭ型非線形素子の非線形特性
を大きく向上させることができ、なおかつ素子形成後の
熱処理に対して安定なＭＩＭ型非線形素子を製造するこ
とができ、かつ素子特性を容易に制御できる。この温度
範囲は、より好ましくは２２０〜５００℃、さらに好ま
しくは２２０〜４５０℃の範囲内であるのがよい。
とすることによって、ＭＩＭ型非線形素子の非線形特性
を大きく向上させることができ、なおかつ素子形成後の
熱処理に対して安定なＭＩＭ型非線形素子を製造するこ
とができ、かつ素子特性を容易に制御できる。この温度
範囲は、より好ましくは２２０〜５００℃、さらに好ま
しくは２２０〜４５０℃の範囲内であるのがよい。
【００３４】（１６）また、第２の温度は第１の温度と
同じであってもよい。この場合には不活性ガス雰囲気中
において第１の温度で熱処理を行い、その後、降温が始
まった時点で不活性ガス雰囲気を酸素ガスを含む雰囲気
に切り換えることになる。
同じであってもよい。この場合には不活性ガス雰囲気中
において第１の温度で熱処理を行い、その後、降温が始
まった時点で不活性ガス雰囲気を酸素ガスを含む雰囲気
に切り換えることになる。
【００３５】（１７）第３の温度は、２５０℃以下であ
ることを特徴とする。
ることを特徴とする。
【００３６】第３の温度を２５０℃以下とすることによ
って、特性の面内および基板間ばらつきを小さくするこ
とができる。
って、特性の面内および基板間ばらつきを小さくするこ
とができる。
【００３７】（１８）第１の温度での熱処理と、前記第
１の温度から第２の温度までの降温と、前記第２の温度
から前記第３の温度までの降温とを同一の熱処理装置内
で連続して行うことを特徴とする。
１の温度から第２の温度までの降温と、前記第２の温度
から前記第３の温度までの降温とを同一の熱処理装置内
で連続して行うことを特徴とする。
【００３８】このようにしたため、基板冷却状況の制御
性が格段に向上し、ＭＩＭ型非線形素子の素子特性の基
板内、基板間、さらに熱処理バッチ間でのばらつきを抑
制することができる。
性が格段に向上し、ＭＩＭ型非線形素子の素子特性の基
板内、基板間、さらに熱処理バッチ間でのばらつきを抑
制することができる。
【００３９】この場合に、第１の温度から第３の温度ま
での平均温度勾配を０．１〜６０℃／ｍｉｎとすれば制
御性が著しく向上する。
での平均温度勾配を０．１〜６０℃／ｍｉｎとすれば制
御性が著しく向上する。
【００４０】（１９）第１の導電層および酸化膜が形成
された基板を酸素ガスを含むガス雰囲気中で第２の温度
から２５０℃以下まで降温し、前記基板を熱処理装置外
に取り出すことを特徴とする。
された基板を酸素ガスを含むガス雰囲気中で第２の温度
から２５０℃以下まで降温し、前記基板を熱処理装置外
に取り出すことを特徴とする。
【００４１】このようにしたため、ＭＩＭ型非線形素子
の素子特性の基板内および基板間のばらつきを抑制する
ことができる。
の素子特性の基板内および基板間のばらつきを抑制する
ことができる。
【００４２】（２０）この温度は、より好ましくは２２
０℃以下である。
０℃以下である。
【００４３】（２１）さらに好ましくは２００℃以下で
ある。
ある。
【００４４】これによって、ばらつきに対して、より大
きな効果を得ることができる。
きな効果を得ることができる。
【００４５】（２２）基板を熱処理装置外に取り出す温
度と、第３の温度は同一であることを特徴とする。これ
によって、熱処理工程のスループットを向上させること
ができる。
度と、第３の温度は同一であることを特徴とする。これ
によって、熱処理工程のスループットを向上させること
ができる。
【００４６】（２３）熱アニール工程は、終期段階にお
いて、酸素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内におい
て、２５０℃以下まで降温して、その後、前記基板を前
記熱処理装置外に取り出すことを特徴とする。
いて、酸素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内におい
て、２５０℃以下まで降温して、その後、前記基板を前
記熱処理装置外に取り出すことを特徴とする。
【００４７】このようにしたため、ＭＩＭ型非線形素子
の非線形特性が向上し、かつ素子特性の基板内および基
板間のばらつきを抑制することができる。
の非線形特性が向上し、かつ素子特性の基板内および基
板間のばらつきを抑制することができる。
【００４８】（２４）この温度は、より好ましくは２２
０℃以下である。
０℃以下である。
【００４９】（２５）さらに好ましくは２００℃以下で
ある。
ある。
【００５０】これによって、ＭＩＭ型非線形素子の素子
特性の非線形特性を損なうことなく、ばらつきに対し
て、より大きな効果を得ることができる。
特性の非線形特性を損なうことなく、ばらつきに対し
て、より大きな効果を得ることができる。
【００５１】（２６）本発明によれば、上述のようにし
て製造されたＭＩＭ型非線形素子をスイッチング素子と
して使用したことを特徴とする液晶表示装置が提供され
る。
て製造されたＭＩＭ型非線形素子をスイッチング素子と
して使用したことを特徴とする液晶表示装置が提供され
る。
【００５２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００５３】（実施例１）まず、図２に示すように、無
アルカリガラス製の透明基板１２上にタンタル膜をスパ
ッタリングにより堆積させ、その後熱酸化することによ
って約１０００Åの酸化タンタル膜１４を形成した。こ
の酸化タンタル膜１４は無アルカリガラス製の透明基板
１２とＴａ電極層１６との密着性を改善するためのもの
である。ここで、酸化タンタル膜１４はスパッタリング
により堆積させたものでも同様の効果が得られる。
アルカリガラス製の透明基板１２上にタンタル膜をスパ
ッタリングにより堆積させ、その後熱酸化することによ
って約１０００Åの酸化タンタル膜１４を形成した。こ
の酸化タンタル膜１４は無アルカリガラス製の透明基板
１２とＴａ電極層１６との密着性を改善するためのもの
である。ここで、酸化タンタル膜１４はスパッタリング
により堆積させたものでも同様の効果が得られる。
【００５４】次に、スパッタリングによりＷを０．７重
量％添加したタンタル膜を約２５００Å堆積させ、その
後パターニングしてＴａ電極層１６を形成した。Ｔａ電
極層１６の陽極酸化を行って厚さ６００ÅのＴａ２Ｏ５
陽極酸化膜１８を形成する。陽極酸化用電解液としては
濃度０．０１ｗｔ％のクエン酸水溶液を用いた。陽極酸
化電圧は３０Ｖ、電流密度は０．１ｍＡ／ｃｍ２とし
た。
量％添加したタンタル膜を約２５００Å堆積させ、その
後パターニングしてＴａ電極層１６を形成した。Ｔａ電
極層１６の陽極酸化を行って厚さ６００ÅのＴａ２Ｏ５
陽極酸化膜１８を形成する。陽極酸化用電解液としては
濃度０．０１ｗｔ％のクエン酸水溶液を用いた。陽極酸
化電圧は３０Ｖ、電流密度は０．１ｍＡ／ｃｍ２とし
た。
【００５５】次に、Ｔａ電極層１６およびＴａ２Ｏ５陽
極酸化膜１８が形成された透明基板１２の熱処理を行っ
た。
極酸化膜１８が形成された透明基板１２の熱処理を行っ
た。
【００５６】この熱処理は図３に示す縦形の熱処理炉２
００を用いて行った。図３に示すように、熱処理炉２０
０のベルジャ２０２の内部にボート２０６が設けられ、
ボート２０６には複数の透明基板１２を搭載する。加熱
はヒータ２０４により行い、ガスはベルジャ２０２の上
部より流入させ、ベルジャ２０２側部下方より流出させ
る。
００を用いて行った。図３に示すように、熱処理炉２０
０のベルジャ２０２の内部にボート２０６が設けられ、
ボート２０６には複数の透明基板１２を搭載する。加熱
はヒータ２０４により行い、ガスはベルジャ２０２の上
部より流入させ、ベルジャ２０２側部下方より流出させ
る。
【００５７】本実施例においては、４０枚の透明基板１
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が４５０℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
４５０℃に保持した。その後、４５０℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は２℃
／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１
とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が２００℃以下になってから、透明
基板１２を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２
の底部よりベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が４５０℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
４５０℃に保持した。その後、４５０℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は２℃
／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１
とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が２００℃以下になってから、透明
基板１２を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２
の底部よりベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００５８】本実施例において、降温時の透明基板１２
の温度を時間に対して測定したところ、最上部の透明基
板１２、中央部の透明基板１２および最下部の透明基板
１２の温度には、図６に示すように殆ど差がなかった。
の温度を時間に対して測定したところ、最上部の透明基
板１２、中央部の透明基板１２および最下部の透明基板
１２の温度には、図６に示すように殆ど差がなかった。
【００５９】その後、図１に示すようにＴａ２Ｏ５陽極
酸化膜１８上にＣｒ膜をスパッタリング法により１５０
０Å堆積し、パターニングしてＣｒ電極層２０を形成
し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜１８および
Ｃｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子５０を形成
した。
酸化膜１８上にＣｒ膜をスパッタリング法により１５０
０Å堆積し、パターニングしてＣｒ電極層２０を形成
し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜１８および
Ｃｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子５０を形成
した。
【００６０】その後、各透明基板１２上に形成されたＭ
ＩＭ型非線形素子５０の非線形パラメータβおよびオフ
時の電流を測定した。ここで、非線形パラメータβと
は、横軸に印加電圧Ｖの平方根：√Ｖ、縦軸に電流Ｉと
印加電圧Ｖの商の対数：ｌｏｇ（Ｉ／Ｖ）をとってプロ
ットしたときの直線の傾きをいう。ＭＩＭ型非線形素子
に４Ｖを印加して測定したときの電流値（Ａ）をオフ時
の電流値とした。本実施例においては、４０枚の透明基
板１２のそれぞれについてβおよびオフ時の電流を測定
し、平均値を求めた。βは３．１４であり、オフ時の電
流は７．９４×１０−１２Ａであった。また、βおよび
オフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつきの平均値
はそれぞれ±１％および±８％であり、透明基板１２間
のばらつきはそれぞれ±３％および±１０％であり、非
常に小さい値であった。
ＩＭ型非線形素子５０の非線形パラメータβおよびオフ
時の電流を測定した。ここで、非線形パラメータβと
は、横軸に印加電圧Ｖの平方根：√Ｖ、縦軸に電流Ｉと
印加電圧Ｖの商の対数：ｌｏｇ（Ｉ／Ｖ）をとってプロ
ットしたときの直線の傾きをいう。ＭＩＭ型非線形素子
に４Ｖを印加して測定したときの電流値（Ａ）をオフ時
の電流値とした。本実施例においては、４０枚の透明基
板１２のそれぞれについてβおよびオフ時の電流を測定
し、平均値を求めた。βは３．１４であり、オフ時の電
流は７．９４×１０−１２Ａであった。また、βおよび
オフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつきの平均値
はそれぞれ±１％および±８％であり、透明基板１２間
のばらつきはそれぞれ±３％および±１０％であり、非
常に小さい値であった。
【００６１】その後、さらに各透明基板１２を窒素雰囲
気中２５０℃で２時間熱処理した後、ＭＩＭ型非線形素
子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したとこ
ろ、４０枚の透明基板１２の平均値で７．８６×１０−
１２Ａであった。
気中２５０℃で２時間熱処理した後、ＭＩＭ型非線形素
子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したとこ
ろ、４０枚の透明基板１２の平均値で７．８６×１０−
１２Ａであった。
【００６２】（実施例２）実施例１の場合と同じ条件
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例１と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４５０℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で４００℃まで下げ、４００℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても４００℃になるまで
窒素のみを流し、４００℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例１と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４５０℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で４００℃まで下げ、４００℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても４００℃になるまで
窒素のみを流し、４００℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００６３】その後、実施例１と同様にしてＣｒ電極層
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
【００６４】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．２１であり、オフ
時の電流は９．４３×１０−１２ Ａであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつ
き、および透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様
の非常に小さい値であった。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．２１であり、オフ
時の電流は９．４３×１０−１２ Ａであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつ
き、および透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様
の非常に小さい値であった。
【００６５】その後、さらに各透明基板１２を窒素雰囲
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で９．２８×１０
−１２Ａであった。
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で９．２８×１０
−１２Ａであった。
【００６６】（実施例３）実施例１の場合と同じ条件
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例１と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４５０℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で３５０℃まで下げ、３５０℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても３５０℃になるまで
窒素のみを流し、３５０℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例１と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４５０℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で３５０℃まで下げ、３５０℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても３５０℃になるまで
窒素のみを流し、３５０℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００６７】その後、実施例１と同様にしてＣｒ電極層
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
【００６８】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．３２であり、オフ
時の電流は１．１２×１０−１１ Ａであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつ
き、および透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様
の非常に小さい値であった。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．３２であり、オフ
時の電流は１．１２×１０−１１ Ａであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつ
き、および透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様
の非常に小さい値であった。
【００６９】その後、さらに各透明基板１２を窒素雰囲
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で１．１０×１０
−１１Ａであった。
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で１．１０×１０
−１１Ａであった。
【００７０】（実施例４）実施例１の場合と同じ条件
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例１と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４５０℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で３００℃まで下げ、３００℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても３００℃になるまで
窒素のみを流し、３００℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例１と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４５０℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で３００℃まで下げ、３００℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても３００℃になるまで
窒素のみを流し、３００℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００７１】その後、実施例１と同様にしてＣｒ電極層
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
【００７２】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．３７であり、オフ
時の電流は２．５２×１０−１１ Ａであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつ
き、および透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様
の非常に小さい値であった。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．３７であり、オフ
時の電流は２．５２×１０−１１ Ａであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつ
き、および透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様
の非常に小さい値であった。
【００７３】その後、さらに各透明基板１２を窒素雰囲
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で２．００×１０
−１１Ａであった。
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で２．００×１０
−１１Ａであった。
【００７４】（実施例５）実施例１の場合と同じ条件
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例１と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４５０℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で２５０℃まで下げ、２５０℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても２５０℃になるまで
窒素のみを流し、２５０℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例１と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４５０℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で２５０℃まで下げ、２５０℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても２５０℃になるまで
窒素のみを流し、２５０℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００７５】その後、実施例１と同様にしてＣｒ電極層
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
【００７６】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．４０であり、オフ
時の電流は１．４１×１０−１０ Ａであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつ
き、および透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様
の非常に小さい値であった。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．４０であり、オフ
時の電流は１．４１×１０−１０ Ａであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつ
き、および透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様
の非常に小さい値であった。
【００７７】その後、さらに各透明基板１２を窒素雰囲
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で９．４３×１０
−１１Ａであった。
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で９．４３×１０
−１１Ａであった。
【００７８】（比較例）実施例１の場合と同じ条件で、
Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８が形
成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２の熱
処理を行った。本比較例においては、まず、実施例１と
同様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板
１２を４５０℃で１時間熱処理した。その後、Ｎ２ ガ
スを２０ｌ／ｍｉｎ 流したまま基板温度を２℃／ｍｉ
ｎの降温速度で２００℃以下になるまで下げ、２００℃
以下になってから、透明基板１２を搭載しているボート
２０６をベルジャ２０２の底部よりベルジャ２０２外部
の大気中に取り出した。
Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８が形
成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２の熱
処理を行った。本比較例においては、まず、実施例１と
同様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板
１２を４５０℃で１時間熱処理した。その後、Ｎ２ ガ
スを２０ｌ／ｍｉｎ 流したまま基板温度を２℃／ｍｉ
ｎの降温速度で２００℃以下になるまで下げ、２００℃
以下になってから、透明基板１２を搭載しているボート
２０６をベルジャ２０２の底部よりベルジャ２０２外部
の大気中に取り出した。
【００７９】その後、実施例１と同様にしてＣｒ電極層
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。その後、実施例１と同様にして各透明
基板１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線
形パラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の
透明基板１２の平均値を求めた。βは２．９９であり、
オフ時の電流は５．９６×１０−１０ Ａであった。ま
た、βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばら
つきの平均値はぞれぞれ±１０％および±１８％であ
り、透明基板１２間のばらつきはそれぞれ±１５％およ
び±２１％であった。
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。その後、実施例１と同様にして各透明
基板１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線
形パラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の
透明基板１２の平均値を求めた。βは２．９９であり、
オフ時の電流は５．９６×１０−１０ Ａであった。ま
た、βおよびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばら
つきの平均値はぞれぞれ±１０％および±１８％であ
り、透明基板１２間のばらつきはそれぞれ±１５％およ
び±２１％であった。
【００８０】その後、さらに各透明基板１２を窒素雰囲
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で２．２４×１０
−１０Ａであった。
気中２５０℃で２時間熱処理をした後、ＭＩＭ型非線形
素子５０に４Ｖを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、４０枚の透明基板１２の平均値で２．２４×１０
−１０Ａであった。
【００８１】図４は、実施例１乃至５および比較例のβ
の値をプロットした図である。同図の横軸の温度は酸素
ガスと窒素ガスの混合ガスを流し始める温度である。同
図を参照すれば、窒素中の熱処理後、実施例１乃至５の
ように酸素ガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気中で降温
すると、窒素ガスのみの雰囲気中で降温した場合と比較
してβ値が向上していることがわかる。
の値をプロットした図である。同図の横軸の温度は酸素
ガスと窒素ガスの混合ガスを流し始める温度である。同
図を参照すれば、窒素中の熱処理後、実施例１乃至５の
ように酸素ガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気中で降温
すると、窒素ガスのみの雰囲気中で降温した場合と比較
してβ値が向上していることがわかる。
【００８２】図５は、実施例１乃至５および比較例のオ
フ時の電流値をプロットした図である。同図の横軸の温
度は酸素ガスと窒素ガスの混合ガスを流し始める温度で
ある。図中ＡはＭＩＭ型非線形素子形成後のオフ時の電
流値であり、図中Ｂはその後窒素雰囲気中２５０℃で２
時間熱処理した後のオフ時の電流値である。同図を参照
すれば、窒素中の熱処理後、実施例１乃至５のように酸
素ガスと窒素ガスの混合ガス中雰囲気中で降温すると、
窒素ガスのみの雰囲気中で降温した場合と比較してオフ
時の電流値が減少していることがわかる。また、ＭＩＭ
型非線形素子を形成後２５０℃で熱処理してもオフ時の
電流値に与える影響は小さく、信頼性の高いＭＩＭ型非
線形素子が得られた。
フ時の電流値をプロットした図である。同図の横軸の温
度は酸素ガスと窒素ガスの混合ガスを流し始める温度で
ある。図中ＡはＭＩＭ型非線形素子形成後のオフ時の電
流値であり、図中Ｂはその後窒素雰囲気中２５０℃で２
時間熱処理した後のオフ時の電流値である。同図を参照
すれば、窒素中の熱処理後、実施例１乃至５のように酸
素ガスと窒素ガスの混合ガス中雰囲気中で降温すると、
窒素ガスのみの雰囲気中で降温した場合と比較してオフ
時の電流値が減少していることがわかる。また、ＭＩＭ
型非線形素子を形成後２５０℃で熱処理してもオフ時の
電流値に与える影響は小さく、信頼性の高いＭＩＭ型非
線形素子が得られた。
【００８３】また、図４、図５を参照すれば、酸素ガス
と窒素ガスの混合ガスを流し始める温度によって、βお
よびオフ時の電流を制御することが可能となり、その結
果、要求される素子特性を容易に実現することができる
ことがわかる。
と窒素ガスの混合ガスを流し始める温度によって、βお
よびオフ時の電流を制御することが可能となり、その結
果、要求される素子特性を容易に実現することができる
ことがわかる。
【００８４】（実施例６）実施例１の場合と同じ条件
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。熱処理は実施例１と同じ縦形の熱処
理炉２００を用いて行った。
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。熱処理は実施例１と同じ縦形の熱処
理炉２００を用いて行った。
【００８５】本実施例においては、４０枚の透明基板１
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が４００℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
４００℃に保持した。その後、４００℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は２℃
／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１
とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が２００℃以下になってから、透明
基板１２を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２
の底部よりベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が４００℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
４００℃に保持した。その後、４００℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は２℃
／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１
とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が２００℃以下になってから、透明
基板１２を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２
の底部よりベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００８６】その後、実施例１と同様にしてＣｒ電極層
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
【００８７】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、４５
０℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例１乃至５の場合
と同様に、これらの特性が向上していることがわかっ
た。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、４５
０℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例１乃至５の場合
と同様に、これらの特性が向上していることがわかっ
た。
【００８８】（実施例７）実施例６の場合と同じ条件
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例６と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４００℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で３００℃まで下げ、３００℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても３００℃になるまで
窒素のみを流し、３００℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例６と同
様にしてＮ２ ガスを２０ｌ／ｍｉｎ流して透明基板１
２を４００℃で１時間熱処理した後、Ｎ２ ガスを２０
ｌ／ｍｉｎ流したまま基板温度を２℃／ｍｉｎの降温速
度で３００℃まで下げ、３００℃となった時にベルジャ
２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度２℃／ｍｉｎで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１とし、その
総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても３００℃になるまで
窒素のみを流し、３００℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの
流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が２００℃以下になってから、透明基板１２
を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２の底部よ
りベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００８９】その後、実施例１と同様にしてＣｒ電極層
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
【００９０】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、４５
０℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例１乃至５の場合
と同様に、これらの特性が向上していることがわかっ
た。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、４５
０℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例１乃至５の場合
と同様に、これらの特性が向上していることがわかっ
た。
【００９１】（実施例８）実施例１の場合と同じ条件
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。熱処理は実施例１と同じ縦形の熱処
理炉２００を用いて行った。
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２ Ｏ５ 陽極酸化膜１８
が形成された透明基板１２を作成し、この透明基板１２
の熱処理を行った。熱処理は実施例１と同じ縦形の熱処
理炉２００を用いて行った。
【００９２】本実施例においては、４０枚の透明基板１
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が３５０℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
３５０℃に保持した。その後、３５０℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は２℃
／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１
とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が２００℃以下になってから、透明
基板１２を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２
の底部よりベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が３５０℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
３５０℃に保持した。その後、３５０℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は２℃
／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１
とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が２００℃以下になってから、透明
基板１２を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２
の底部よりベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００９３】その後、実施例１と同様にしてＣｒ電極層
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
２０を形成し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜
１８およびＣｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子
５０を形成した。
【００９４】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、４５
０℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例１乃至５の場合
および４００℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例６お
よび７の場合と同様に、これらの特性が向上しているこ
とがわかった。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、４５
０℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例１乃至５の場合
および４００℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例６お
よび７の場合と同様に、これらの特性が向上しているこ
とがわかった。
【００９５】（実施例９）実施例１と同じ方法で実験を
５バッチ行った。βおよびオフ時の電流値のバッチ間の
ばらつきはそれぞれ±３％および±８％であり、非常に
小さい値であった。
５バッチ行った。βおよびオフ時の電流値のバッチ間の
ばらつきはそれぞれ±３％および±８％であり、非常に
小さい値であった。
【００９６】（実施例１０）実施例１の場合と同じ条件
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２Ｏ５陽極酸化膜１８が
形成された透明基板１２を作成し、湖の透明基板１２の
熱処理を行った。熱処置は実施例１と同じ縦形の熱処理
炉２００を用いて行った。
で、Ｔａ電極層１６およびＴａ２Ｏ５陽極酸化膜１８が
形成された透明基板１２を作成し、湖の透明基板１２の
熱処理を行った。熱処置は実施例１と同じ縦形の熱処理
炉２００を用いて行った。
【００９７】本実施例においては、４０枚の透明基板１
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が４５０℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
４５０℃に保持した。その後、４５０℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は２℃
／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１
とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が２５０℃以下になってから、透明
基板１２を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２
の底部よりベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が４５０℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
４５０℃に保持した。その後、４５０℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は２℃
／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を９：１
とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８ｌ／ｍｉｎ、酸
素ガスの流量を２ｌ／ｍｉｎとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が２５０℃以下になってから、透明
基板１２を搭載しているボート２０６をベルジャ２０２
の底部よりベルジャ２０２外部の大気中に取り出した。
【００９８】その後、図１に示すようにＴａ２Ｏ５陽極
酸化膜１８上にＣｒ膜をスパッタリング法により１５０
０Å堆積し、パターニングしてＣｒ電極層２０を形成
し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜１８および
Ｃｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子５０を形成
した。
酸化膜１８上にＣｒ膜をスパッタリング法により１５０
０Å堆積し、パターニングしてＣｒ電極層２０を形成
し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜１８および
Ｃｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子５０を形成
した。
【００９９】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．２４であり、オフ
時の電流は７．５２×１０−１２Ａであった。また、β
およびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつき
は、それぞれ±４％および±１１％であり、透明基板１
２間のばらつきは実施例１と同様の非常に小さい値であ
った。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、４０枚の透明
基板１２の平均値を求めた。βは３．２４であり、オフ
時の電流は７．５２×１０−１２Ａであった。また、β
およびオフ時の電流値の透明基板１２の面内ばらつき
は、それぞれ±４％および±１１％であり、透明基板１
２間のばらつきは実施例１と同様の非常に小さい値であ
った。
【０１００】また、透明基板１２の温度が２２０℃以下
になってから、透明基板１２を搭載しているボート２０
６をベルジャ２０２の底部よりベルジャ２０２外部の大
気中に取り出した場合、各透明基板１２上に形成された
ＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パラメータβおよびオ
フ時の電流の、４０枚の透明基板１２の平均値は、βが
３．２０であり、オフ時の電流は７．６８×１０−１２
Ａであった。また、βおよびオフ時の電流値の透明基板
１２の面内ばらつきは、それぞれ±３％および±９％で
あり、透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様の非
常に小さい値であった。
になってから、透明基板１２を搭載しているボート２０
６をベルジャ２０２の底部よりベルジャ２０２外部の大
気中に取り出した場合、各透明基板１２上に形成された
ＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パラメータβおよびオ
フ時の電流の、４０枚の透明基板１２の平均値は、βが
３．２０であり、オフ時の電流は７．６８×１０−１２
Ａであった。また、βおよびオフ時の電流値の透明基板
１２の面内ばらつきは、それぞれ±３％および±９％で
あり、透明基板１２間のばらつきは実施例１と同様の非
常に小さい値であった。
【０１０１】実施例１乃至１０で述べたように、透明基
板１２の温度が２５０℃以下になってから、ベルジャ２
０２より透明基板１２を大気中に取り出すことによっ
て、所定の効果、特にＭＩＭ型非線形素子５０の素子特
性の面内ばらつき、透明基板１２間のばらつきおよび熱
処理バッチ間ばらつきに対して、大きな効果を得ること
ができる。
板１２の温度が２５０℃以下になってから、ベルジャ２
０２より透明基板１２を大気中に取り出すことによっ
て、所定の効果、特にＭＩＭ型非線形素子５０の素子特
性の面内ばらつき、透明基板１２間のばらつきおよび熱
処理バッチ間ばらつきに対して、大きな効果を得ること
ができる。
【０１０２】透明基板１２の温度が２５０℃より高い温
度で大気中に取り出すと、上記ばらつきが比較例と同等
のレベルまで下がる。
度で大気中に取り出すと、上記ばらつきが比較例と同等
のレベルまで下がる。
【０１０３】（実施例１１）まず、図２に示すように、
無アルカリガラス製の透明基板１２上にタンタル膜をス
パッタリングにより堆積させ、その後熱酸化することに
よって約１０００Åの酸化タンタル膜１４を形成した。
この酸化タンタル膜１４は無アルカリガラス製の透明基
板１２とＴａ電極層１６との密着性を改善するためのも
のである。ここで、酸化タンタル膜１４はスパッタリン
グにより堆積させたものでも同様の効果が得られる。
無アルカリガラス製の透明基板１２上にタンタル膜をス
パッタリングにより堆積させ、その後熱酸化することに
よって約１０００Åの酸化タンタル膜１４を形成した。
この酸化タンタル膜１４は無アルカリガラス製の透明基
板１２とＴａ電極層１６との密着性を改善するためのも
のである。ここで、酸化タンタル膜１４はスパッタリン
グにより堆積させたものでも同様の効果が得られる。
【０１０４】次に、スパッタリングによりタンタル膜を
約２５００Å堆積させ、その後パターニングしてＴａ電
極層１６を形成した。Ｔａ電極層１６の陽極酸化を行っ
て厚さ６００ÅのＴａ２Ｏ５陽極酸化膜１８を形成す
る。陽極酸化用電解液としては濃度０．０１ｗｔ％のク
エン酸水溶液を用いた。陽極酸化電圧は３０Ｖ、電流密
度は０．１ｍＡ／ｃｍ２とした。
約２５００Å堆積させ、その後パターニングしてＴａ電
極層１６を形成した。Ｔａ電極層１６の陽極酸化を行っ
て厚さ６００ÅのＴａ２Ｏ５陽極酸化膜１８を形成す
る。陽極酸化用電解液としては濃度０．０１ｗｔ％のク
エン酸水溶液を用いた。陽極酸化電圧は３０Ｖ、電流密
度は０．１ｍＡ／ｃｍ２とした。
【０１０５】次に、Ｔａ電極層１６およびＴａ２Ｏ５陽
極酸化膜１８が形成された透明基板１２の熱処理を行っ
た。
極酸化膜１８が形成された透明基板１２の熱処理を行っ
た。
【０１０６】この熱処理は図３に示す縦形の熱処理炉２
００を用いて行った。図３に示すように、熱処理炉２０
０のベルジャ２０２の内部にボート２０６が設けられ、
ボート２０６には複数の透明基板１２を搭載する。加熱
はヒータ２０４により行い、ガスはベルジャ２０２の上
部より流入させ、ベルジャ２０２側部下方より流出させ
る。
００を用いて行った。図３に示すように、熱処理炉２０
０のベルジャ２０２の内部にボート２０６が設けられ、
ボート２０６には複数の透明基板１２を搭載する。加熱
はヒータ２０４により行い、ガスはベルジャ２０２の上
部より流入させ、ベルジャ２０２側部下方より流出させ
る。
【０１０７】本実施例においては、４０枚の透明基板１
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が４５０℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
４５０℃に保持した。その後、４５０℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと水蒸気を含む酸素ガス
の混合ガスを流し始めるとともに、降温を開始した。降
温速度は２℃／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流
量比を９：１とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとし
た。すなわち、本実施例においては、基板冷却段階に入
った段階で雰囲気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８
ｌ／ｍｉｎ、水蒸気を含む酸素ガスの流量を２ｌ／ｍｉ
ｎとした。そのまま降温を続け、透明基板の温度が２０
０℃以下になってから、透明基板１２を搭載しているボ
ート２０６をベルジャ２０２の底部よりベルジャ２０２
外部の大気中に取り出した。
２をボート２０６に搭載し、そのボート２０６をベルジ
ャ２０２内にベルジャ２０２の底部より導入した。ベル
ジャ２０２の上部よりＮ２ガスを流入させてベルジャ２
０２内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート２０６を回転させながら行った。 Ｎ２ガス
の流量を２０ｌ／ｍｉｎとして、ヒータ２０４により加
熱を開始し透明基板１２の温度が４５０℃となるまで１
０℃／ｍｉｎの速度で昇温した。Ｎ２ガスの流量を２０
ｌ／ｍｉｎに保ったまま、透明基板１２の温度を１時間
４５０℃に保持した。その後、４５０℃において、ベル
ジャ２０２の上部より窒素ガスと水蒸気を含む酸素ガス
の混合ガスを流し始めるとともに、降温を開始した。降
温速度は２℃／ｍｉｎとした。窒素ガスと酸素ガスの流
量比を９：１とし、その総流量を２０ｌ／ｍｉｎとし
た。すなわち、本実施例においては、基板冷却段階に入
った段階で雰囲気を切り換えて、窒素ガスの流量を１８
ｌ／ｍｉｎ、水蒸気を含む酸素ガスの流量を２ｌ／ｍｉ
ｎとした。そのまま降温を続け、透明基板の温度が２０
０℃以下になってから、透明基板１２を搭載しているボ
ート２０６をベルジャ２０２の底部よりベルジャ２０２
外部の大気中に取り出した。
【０１０８】その後、図１に示すようにＴａ２Ｏ５陽極
酸化膜１８上にＣｒ膜をスパッタリング法により１５０
０Å堆積し、パターニングしてＣｒ電極層２０を形成
し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜１８および
Ｃｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子５０を形成
した。
酸化膜１８上にＣｒ膜をスパッタリング法により１５０
０Å堆積し、パターニングしてＣｒ電極層２０を形成
し、Ｔａ電極層１６、Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜１８および
Ｃｒ電極層２０からなるＭＩＭ型非線形素子５０を形成
した。
【０１０９】その後、実施例１と同様にして各透明基板
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、実施
例１乃至８の場合と同様に、これらの特性が向上してい
ることがわかった。
１２上に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、実施
例１乃至８の場合と同様に、これらの特性が向上してい
ることがわかった。
【０１１０】（実施例１２）実施例２乃至８のように、
実施例１１における熱処理温度、基板冷却に入った段階
で雰囲気を切り換える温度を変えてＭＩＭ型非線形素子
５０を製造し、実施例１と同様にして各透明基板１２上
に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パラメー
タβおよびオフ時の電流を測定したところ、実施例１１
の場合と同様に、これらの特性が向上していることがわ
かった。
実施例１１における熱処理温度、基板冷却に入った段階
で雰囲気を切り換える温度を変えてＭＩＭ型非線形素子
５０を製造し、実施例１と同様にして各透明基板１２上
に形成されたＭＩＭ型非線形素子５０の非線形パラメー
タβおよびオフ時の電流を測定したところ、実施例１１
の場合と同様に、これらの特性が向上していることがわ
かった。
【０１１１】（実施例１３）実施例１０のように、実施
例１１における透明基板１２を大気中に取り出す温度を
変えてＭＩＭ型非線形素子５０を製造し、実施例１と同
様にして各透明基板１２上に形成されたＭＩＭ型非線形
素子５０の非線形パラメータβおよびオフ時の電流を測
定したところ、実施例１１の場合と同様に、これらの特
性が向上していることがわかった。また、ＭＩＭ型非線
形素子５０の素子特性の面内ばらつきおよび透明基板１
２間のばらつきも良好なレベルであった。
例１１における透明基板１２を大気中に取り出す温度を
変えてＭＩＭ型非線形素子５０を製造し、実施例１と同
様にして各透明基板１２上に形成されたＭＩＭ型非線形
素子５０の非線形パラメータβおよびオフ時の電流を測
定したところ、実施例１１の場合と同様に、これらの特
性が向上していることがわかった。また、ＭＩＭ型非線
形素子５０の素子特性の面内ばらつきおよび透明基板１
２間のばらつきも良好なレベルであった。
【０１１２】（実施例１４）実施例１と同じ方法でＭＩ
Ｍ型非線形素子５０を製造した後、図１に示すようにＩ
ＴＯ（Indium-Tin-Oxide）膜をスパッタリングにより１
０００Å堆積させ、その後パターニングして画素電極２
２を形成して、透明基板１２と透明基板１２上に設けら
れたＭＩＭ型非線形素子５０と、ＭＩＭ型非線形素子５
０に接続された画素電極２２とを備えた電極基板１０を
形成した。一方、無アルカリガラス製の透明基板３２上
にＩＴＯ膜をスパッタリングにより堆積させ、その後パ
ターニングして対向信号電極３４を形成することによっ
て電極基板３０を作成した。電極基板１０と電極基板３
０とによって液晶層４０を挟持した。
Ｍ型非線形素子５０を製造した後、図１に示すようにＩ
ＴＯ（Indium-Tin-Oxide）膜をスパッタリングにより１
０００Å堆積させ、その後パターニングして画素電極２
２を形成して、透明基板１２と透明基板１２上に設けら
れたＭＩＭ型非線形素子５０と、ＭＩＭ型非線形素子５
０に接続された画素電極２２とを備えた電極基板１０を
形成した。一方、無アルカリガラス製の透明基板３２上
にＩＴＯ膜をスパッタリングにより堆積させ、その後パ
ターニングして対向信号電極３４を形成することによっ
て電極基板３０を作成した。電極基板１０と電極基板３
０とによって液晶層４０を挟持した。
【０１１３】次に、図７に示すようにＴａ電極層１６か
らなるデータ線７８をデータ線駆動回路に接続詞、対向
信号電極３４からなる走査線７４を走査線駆動回路７２
に接続して液晶表示装置１００を作成した。この液晶表
示装置１００の表示特性を調べたところ、コントラスト
が高く、画質が良好であった。
らなるデータ線７８をデータ線駆動回路に接続詞、対向
信号電極３４からなる走査線７４を走査線駆動回路７２
に接続して液晶表示装置１００を作成した。この液晶表
示装置１００の表示特性を調べたところ、コントラスト
が高く、画質が良好であった。
【０１１４】実施例２乃至８および実施例１０乃至１３
と同じ方法で作成したＭＩＭ型非線形素子５０を使用し
て本実施例と同様に液晶表示装置１００を作成したとこ
ろ、同様にコントラストが高く、優れた画質が得られ
た。
と同じ方法で作成したＭＩＭ型非線形素子５０を使用し
て本実施例と同様に液晶表示装置１００を作成したとこ
ろ、同様にコントラストが高く、優れた画質が得られ
た。
【０１１５】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、実施
例１乃至９において、Ｔａ電極層１６をＴａを主成分と
しその中にＲｅまたはＭｏを添加したものを用いること
もできる。また、上記実施例のように、Ｗを添加したタ
ンタル膜を用いた場合でも、濃度は０．７重量％に限ら
れるものではない。
明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、実施
例１乃至９において、Ｔａ電極層１６をＴａを主成分と
しその中にＲｅまたはＭｏを添加したものを用いること
もできる。また、上記実施例のように、Ｗを添加したタ
ンタル膜を用いた場合でも、濃度は０．７重量％に限ら
れるものではない。
【０１１６】さらに、Ｃｒ電極層２０に代えてＴｉまた
はＡｌからなる電極層を使用することもできる。さら
に、また、Ｃｒ電極層２０を省略し、画素電極２２によ
ってこのＣｒ電極層２０を兼ねることもできる。
はＡｌからなる電極層を使用することもできる。さら
に、また、Ｃｒ電極層２０を省略し、画素電極２２によ
ってこのＣｒ電極層２０を兼ねることもできる。
【０１１７】また、本実施例においては、熱処理装置と
して縦形炉を用いているが、同等の仕様を有する横形炉
を用いて本実施例のような熱処理を行っても、同様の効
果が得られる。
して縦形炉を用いているが、同等の仕様を有する横形炉
を用いて本実施例のような熱処理を行っても、同様の効
果が得られる。
【０１１８】液晶表示装置を駆動するために素子に駆動
電圧を印加し続けると、初期特性に対して同じ電圧を印
加しても、電流がシフトするという現象が起こる。液晶
表示装置の焼き付きを目立たなくするためには、このＭ
ＩＭ素子の電流シフトを２％以内に抑える必要がある。
また、液晶を駆動するためには、用いる液晶の閾値電圧
によっても異なるが、一般に４Ｖ印加時の電流値を１×
１０−１０Ａ以下にする必要がある。さらに、８０℃の
環境でも十分に動作するためには、それを１×１０−１
１Ａ以下にする必要がある。従って、図９の９１に示す
ように、従来の技術を用いて酸化膜形成後の熱処理を行
った場合には、動作マージンを確保すると電流シフトが
大きくなり、液晶表示装置の焼き付きが目立つようにな
る。比較例のようにＭＩＭ型非線形素子を作成した場合
も同様である。
電圧を印加し続けると、初期特性に対して同じ電圧を印
加しても、電流がシフトするという現象が起こる。液晶
表示装置の焼き付きを目立たなくするためには、このＭ
ＩＭ素子の電流シフトを２％以内に抑える必要がある。
また、液晶を駆動するためには、用いる液晶の閾値電圧
によっても異なるが、一般に４Ｖ印加時の電流値を１×
１０−１０Ａ以下にする必要がある。さらに、８０℃の
環境でも十分に動作するためには、それを１×１０−１
１Ａ以下にする必要がある。従って、図９の９１に示す
ように、従来の技術を用いて酸化膜形成後の熱処理を行
った場合には、動作マージンを確保すると電流シフトが
大きくなり、液晶表示装置の焼き付きが目立つようにな
る。比較例のようにＭＩＭ型非線形素子を作成した場合
も同様である。
【０１１９】本実施例を用いてＭＩＭ型非線形素子を作
成した場合は、図９の９２に示すように、動作マージン
を確保し、かつシフトを２％以内に抑えることができる
ので、優れた画質を持つ液晶表示装置１００を得ること
ができる。
成した場合は、図９の９２に示すように、動作マージン
を確保し、かつシフトを２％以内に抑えることができる
ので、優れた画質を持つ液晶表示装置１００を得ること
ができる。
【図１】本発明の実施例および従来のＭＩＭ型非線形素
子の製造方法を説明するための断面図である。
子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施例および従来のＭＩＭ型非線形素
子の製造方法を説明するための断面図である。
子の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施例で使用する熱処理炉を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図４】本発明の第１乃至第５の実施例および比較例の
ＭＩＭ型非線形素子のβ値を示す図である。
ＭＩＭ型非線形素子のβ値を示す図である。
【図５】本発明の第１乃至第５の実施例および比較例の
ＭＩＭ型非線形素子のオフ時の電流値を示す図である。
ＭＩＭ型非線形素子のオフ時の電流値を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例における基板温度と時間
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図７】本発明および従来のＭＩＭ型非線形素子が使用
される液晶表示装置を説明するための図である。
される液晶表示装置を説明するための図である。
【図８】本発明および従来のＭＩＭ型非線形素子が使用
される液晶表示装置を説明するための断面図である。
される液晶表示装置を説明するための断面図である。
【図９】本発明および従来のＭＩＭ型非線形素子の電流
シフトと、ＭＩＭ型非線形素子に４Ｖの電圧を印加した
ときに流れる電流の関係を示す図である。
シフトと、ＭＩＭ型非線形素子に４Ｖの電圧を印加した
ときに流れる電流の関係を示す図である。
１０、３０・・・電極基板 １２、３２・・・透明基板 １４・・・Ｔａ２Ｏ５層 １６・・・Ｔａ電極層 １８・・・ Ｔａ２Ｏ５陽極酸化膜 ２０・・・Ｃｒ電極層 ２２・・・画素電極 ３４・・・対向信号電極 ４０・・・液晶層 ５０・・・ＭＩＭ型非線形素子 ６０・・・液晶表示要素 ７２・・・走査線駆動回路 ７４・・・走査線 ７６・・・データ線駆動回路 ７８・・・データ線 ８０・・・画素領域 １００・・・液晶表示装置 ２００・・・熱処理炉 ２０２・・・ベルジャ ２０４・・・ヒータ ２０６・・・ボート
Claims (26)
- 【請求項１】基板上に第１の導電層を形成する工程と、 前記第１の導電層上に酸化膜を形成する工程と、 少なくともその終期段階において、前記第１の導電層お
よび前記酸化膜が形成された前記基板を、酸素ガスを含
むガス雰囲気中にて処理を行う熱アニール工程と、 その後、前記酸化膜上に第２の導電層を形成する工程
と、 を有することを特徴とするＭＩＭ型非線形素子の製造方
法。 - 【請求項２】請求項１に記載のＭＩＭ型非線形素子の製
造方法において、 前記熱アニール工程は、 前記第１の導電層および前記酸化膜が形成された前記基
板を所定の第１の温度で熱処理を行う工程と、 その後、前記基板を前記第１の温度から所定の第２の温
度まで降温する工程と、 その後、前記基板を酸素ガスを含むガス雰囲気中で前記
第２の温度から所定の第３の温度まで降温する工程と、
を有することを特徴とするＭＩＭ型非線形素子の製造方
法。 - 【請求項３】請求項２に記載のＭＩＭ型非線形素子の製
造方法において、 窒素ガス雰囲気中において、第１の温度で熱処理を行な
う工程及び第１の温度から第２の温度まで降温する工程
を行なうことを特徴とするＭＩＭ型非線形素子の製造方
法。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のＭＩＭ
型非線形素子の製造方法において、 前記酸素ガスを含むガスが酸素ガスと窒素ガスとの混合
ガスであることを特徴とするＭＩＭ型非線形素子の製造
方法。 - 【請求項５】請求項４に記載のＭＩＭ型非線形素子の製
造方法において、 前記酸素ガスと窒素ガスの流量比が１：２０〜２０：１
であることを特徴とするＭＩＭ型非線形素子の製造方
法。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載のＭＩＭ
型非線形素子の製造方法において、 前記酸化膜が第１の導電層の陽極酸化膜であることを特
徴とするＭＩＭ型非線形素子の製造方法。 - 【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載のＭＩＭ
型非線形素子の製造方法において、 前記第１の導電層がＴａからなることを特徴とするＭＩ
Ｍ型非線形素子の製造方法。 - 【請求項８】請求項７に記載のＭＩＭ型非線形素子の製
造方法において、 前記酸素ガスを含むガス雰囲気が水蒸気を含むことを特
徴とするＭＩＭ型非線形素子の製造方法。 - 【請求項９】請求項１乃至６のいずれかに記載のＭＩＭ
型非線形素子の製造方法において、 前記第１の導電層がＴａを主成分とし、その中にＷ、Ｒ
ｅおよびＭｏからなる群より選ばれた少なくとも１以上
の元素を添加したものからなることを特徴とするＭＩＭ
型非線形素子の製造方法。 - 【請求項１０】請求項９に記載のＭＩＭ型非線形素子の
製造方法において、 前記酸素ガスが乾燥酸素ガスであることを特徴とするＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法。 - 【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第２の導電層がＣｒ、Ｔｉ、Ａｌまたはインジウム
・錫・酸化物（ＩＴＯ）からなることを特徴とするＭＩ
Ｍ型非線形素子の製造方法。 - 【請求項１２】請求項１１に記載のＭＩＭ型非線形素子
の製造方法において、 前記第２の導電層がＣｒであることを特徴とするＭＩＭ
型非線形素子の製造方法。 - 【請求項１３】請求項２乃至１２のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第１の温度から第３の温度までの平均温度勾配が
０．１〜６０℃／ｍｉｎであることを特徴とするＭＩＭ
型非線形素子の製造方法。 - 【請求項１４】請求項２乃至１３のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記基板がガラス基板であり前記第１の温度が２２０℃
〜６００℃であることを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項１５】請求項２乃至１４のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第２の温度が２２０℃〜６００℃であることを特徴
とするＭＩＭ型非線形素子の製造方法。 - 【請求項１６】請求項２乃至１５のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第３の温度が２５０℃以下であることを特徴とする
ＭＩＭ型非線形素子の製造方法。 - 【請求項１７】請求項２乃至１６のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第２の温度が前記第１の温度と同じ温度であること
を特徴とするＭＩＭ型非線形素子の製造方法。 - 【請求項１８】請求項２乃至１７のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第１の温度での熱処理工程と、前記第１の温度から
前記第２の温度までの降温工程と、前記第２の温度から
前記第３の温度までの降温工程と、を同一の熱処理装置
内で連続して行うことを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項１９】請求項２乃至１８のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第１の導電層および前記酸化膜が形成された前記基
板を前記酸素ガスを含むガス雰囲気中で前記第２の温度
から２５０℃以下まで降温し、その後前記基板を熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項２０】請求項２乃至１８のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第１の導電層および前記酸化膜が形成された前記基
板を前記酸素ガスを含むガス雰囲気中で前記第２の温度
から２２０℃以下まで降温し、その後前記基板を熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項２１】請求項２乃至１８のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記第１の導電層および前記酸化膜が形成された前記基
板を前記酸素ガスを含むガス雰囲気中で前記第２の温度
から２００℃以下まで降温し、その後前記基板を熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項２２】請求項２乃至２１のいずれかに記載のＭ
ＩＭ型非線形素子の製造方法において、 前記基板を熱処理装置外に取り出す温度と、前記第３の
温度は同一であることを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項２３】請求項１に記載のＭＩＭ型非線形素子の
製造方法において、 前記熱アニール工程は、前記終期段階において、前記酸
素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内において、２５
０℃以下まで降温して、その後、前記基板を前記熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項２４】請求項１に記載のＭＩＭ型非線形素子の
製造方法において、 前記熱アニール工程は、前記終期段階において、前記酸
素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内において、２２
０℃以下まで降温して、その後、前記基板を前記熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項２５】請求項１に記載のＭＩＭ型非線形素子の
製造方法において、 前記熱アニール工程は、前記終期段階において、前記酸
素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内において、２０
０℃以下まで降温して、その後、前記基板を前記熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするＭＩＭ型非線形素子
の製造方法。 - 【請求項２６】請求項１記載の方法により製造されたＭ
ＩＭ型非線形素子を画素のスイッチング素子として使用
したことを特徴とする液晶表示装置。
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| JP7-100370 | 1995-03-31 | ||
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