DE69119709T2

DE69119709T2 - Substrat für Matrizenanordnung

Info

Publication number: DE69119709T2
Application number: DE69119709T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Morita; Kazunari Nishimura; Keiko Sunohara
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: EP0487055A1; EP0487055B1; US5274482A; KR950002288B1; DE69119709D1; TW201343B

Description

Substrat für Matrizenanordnung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Matrixanordnungssubstrat mit einer nichtlinearen Widerstandsvorrichtung, insbesondere als einem MIM- (Metall- Isolator-Metall-)Element, das als eine Schaltvorrichtung dient, und auf ein Verfahren zum Herstellen desselben.
In letzter Zeit wurden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen in relativ einfachen Vorrichtungen, wie beispielsweise Uhren, Rechnern, verschiedenen Typen von Meßinstrumenten und selbst in Vorrichtungen, die eine große Menge an Daten handhaben, wie beispielsweise Büroautomationsendvorrichtungen und Fernsehgeräte, verwendet. Auf dem Gebiet der Flüssigkristallvorrichtungen ist eine Verbesserung der Qualität von Bildern von größtem Interesse. Gegenwärtig gibt es zahlreiche Typen von Schaltanordnungen, die für diese Vorrichtungen vorgeschlagen sind. Von allen Typen ist einer mit einer Zweianschluß-Nicht 1 inearwiderstandsvorrichtung infolge seiner einfachen Struktur und leichten Zusammenbauweise sehr verbreitet, und insbesondere kann eine MIM-Typ- Elementanordnung für dessen gegenwärtigen wirtschaftlichen Erfolg vorgesehen werden.
Fig. 1 ist ein Schnitt eines Pixels eines Anordnungssubstrates mit einem MIM-Element, und das MIM-Element wird wie folgt hergestellt.
Ein Ta-Film 2 wird auf einem Glassubstrat durch ein Dünnfilmbildungsverfahren, wie beispielsweise Sputtern oder Vakuumabscheidung bzw. -auftragung oder dergleichen gebildet. Dann wird der Ta-Film 2 durch eine Photolithographie gemustert, um so eine Verdrahtung und eine der beiden Elektroden eines MIM-Elementes zu bilden. Danach wird die Oberfläche des Ta-Filmes 2 in einer wäßrigen Lösung von Zitronensäure durch das anodische Oxidationsverfahren oxidiert, wodurch ein Oxidfilm 3 gebildet wird. Weiterhin wird ein Cr-Film 4, der als die andere Elektrode dient, durch das Dünnfilmbildungsverfahren erzeugt, um so ein MIM-Element abzuschließen. Schließlich wird eine transparente Bildelementelektrode 5 für eine Bildanzeige derart gebildet, daß sie mit dem MIM-Element verbunden ist.
Eine Grundtechnik zum Herstellen eines derartigen Anordnungssubstrates ist in der veröffentlichten geprüften japanischen Patentanmeldung (PEJPA) Nr. 1-35352 offenbart, und eine umgestaltete Version dieser Technik ist in der veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung (PUJPA) Nr. 58-178320 angegeben.
In herkömmlichen MIM-Elementen, wie diese in PEJPA Nr. 1-35352 angegeben sind, wird das gleiche Metall für eine der Elektroden und die Verdrahtung verwendet. Folglich ist nicht immer sichergestellt, daß ein Material mit einem kleinen elektrischen Widerstand verwendet wird. Obwohl das weit eingesetzte β-Typ-Tantal ein hervorragendes Material für ein MIM-Element ist, hat es einen hohen Widerstandswert. Wenn der Widerstandswert eines Verdrahtungselements hoch ist, ist die Wellenform eines von einer externen Ansteuerschaltung anliegenden Ansteuerimpulses gestört. Als ein Ergebnis tritt eine Verschlechterung oder Abnahme des Kontrastes aufgrund des Fehlens eines Schreibens auf. Insbesondere in dem Fall, in welchem ein Anzeigeschirm oder eine Anzeigekapazität groß ist, werden die Breite und Länge der Verdrahtung schmal und lang, was das obige Problem verschlimmert. Um so eine Vorrichtung mit einem hohen Betriebsverhalten zu erzeugen, die ein gleichmäßiges Bild anzeigen kann, ist es in einem praktischen Sinne wesentlich, daß der Widerstandswert der Verdrahtungselektrode auf einen gewissen Pegel reduziert wird.
Wenn jedoch verschiedene Metalle für die eine der Elektroden des MIM-Elementes und die Verdrahtungselemente verwendet werden, sind einige zusätzliche Schritte erforderlich. Eine derartige Beifügung von Schritten kompliziert die Herstellungsprozedur. Daher muß die Verringerung des Widerstandswertes durch eine leichtest mögliche Modifikation oder Abänderung zu den herkömmlichen Materialien und der üblichen Prozedur erzielt werden.
Das zum Stand der Technik zählende Dokument JP-A- 2 251 823 offenbart eine nichtlineare Vorrichtung, bei der eine Zweischichtstruktur von a-Phasen-Ta und β- Phasen-Ta als eine erste Elektrode eines MIM-Elementes und eine Zwischenverbindungsschicht verwendet wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Matrixanordnungssubstrat vorzusehen, bei dem der Widerstandswert der Verdrahtungselektrode durch Verwenden ähnlicher Materialien wie diejenigen der herkömmlichen Technik und ohne Vorsehen von hierzu zusätzlichen Lithographieschritten abgesenkt werden kann.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Matrixanordnungssubstrates vorzusehen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Matrixanordnungssubstrat und ein Verfahren zum Vorbereiten eines Matrixanordnungssubstrates, wie diese jeweils in Patentanspruch 1 bzw. 7 festgelegt sind.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden Detailbeschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung ist, die einen Einzelbildelementteil eines herkömmlichen Matrixanordnungssubstrates zeigt,
Fig. 2A-2H Schnittdarstellungen sind, die Schritte des Herstellens eines Matrixanordnungssubstrates gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, und
Fig. 3 eine Schnittdarstellung ist, die einen Schritt des Herstellens einer Matrixanordnungssubstratprozedur gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
In dem Matrixanordnungssubstrat der vorliegenden Erfindung sind eine der Elektroden, d.h. die erste Elektrode, der nichtlinearen Widerstandsvorrichtung (MIM-Element) und die mit der Elektrode verbundene Zwischenverbindungsschicht beide aus Tantal hergestellt, und eine transparente leitende Schicht, beispielsweise ein ITO(Indium-Zinnoxid-)Film ist unter dieser Zwischenverbindungs schicht vorgesehen.
Die Dicke der Ta-Schicht sollte vorzugsweise in dem Bereich zwischen 2000 Å und 4000 Å sein, und die Dicke der transparenten leitenden Schicht sollte vorzugsweise in dem Bereich zwischen 500 Å und 1500 Å sein.
Die andere der Elektroden, d.h. die zweite Elektrode, des MIM-Elementes kann beliebig aus der aus Ti, Mo, Al, Ag und Cr bestehenden Gruppe ausgewählt werden. Es sei hier darauf hingewiesen, daß Ta wie für die erste Elektrode auch für die zweite Elektrode verwendet werden kann. Die Isolierschicht, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode gelegen ist, kann durch anodische Oxidation der ersten Elektrode gebildet werden.
Die transparente leitende Schicht, die unter der Zwischenverbindungsschicht gelegen ist, kann durch Musterung der transparenten leitenden Schicht vorbereitet werden, die auf der gesamten Oberfläche des Substrates gebildet ist. Diese Vorbereitung wird gleichzeitig wie die Erzeugung der Bildelementelektrode, die mit der anderen Elektrode (der zweiten Elektrode) des MIM-Elementes verbunden ist, vor der Erzeugung der Ta-Schicht ausgeführt und nicht als ein zusätzlicher komplexer Belichtungsschritt angesehen.
Der Ta-Film, der auf der transparenten leitenden Schicht gebildet ist, weist Eigenschaften ähnlich zu denjenigen des α-Typ-Kristallsystems (hexagonales Kristallsystem) mit einem sehr niedrigen Widerstandswert auf, und diese Tatsache wurde experimentell bestätigt, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Somit beeinflußt die Bildung der transparenten leitenden Schicht unterhalb der Zwischenverbindungsschicht die Zwischenverbindungsschicht, um deren Widerstandswert zu vermindern. Folglich kann eine Anzeige mit einer großen Kapazität und einer feinen Qualität erzielt werden.
In der Zwischenzeit wird unter der anderen Elektrode des MIM-Elementes keine transparente leitende Schicht gebildet; daher ist der Ta-Film vom β-Typ-Kristallsystem (tetragonales Kristallsystem) . Folglich tritt eine Strukturänderung (β-Ta T α-Ta) nicht im Ta auf, was die andere der Elektroden der nichtlinearen Widerstandsvorrichtung aufbaut. Somit können hervorragende MIM-Eigenschaften von dieser Vorrichtung erwartet werden.
Weiterhin wird, wenn sich eine Anzeigefläche vergrößert und ein angezeigtes Bild feiner wird, die Zwischenverbindungsschicht unvermeidbar schmaler und länger, in welchem Fall der Widerstandswert hiervon gemäß einer allgemeinen Technik weiter vermindert werden sollte. Jedoch haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung erkannt, daß, wenn eine einfache Metallschicht auf dem ITO-Film durch ein Plattier- bzw. Überzugverfahren gebildet wird, der α-Typ des Tantals der Schicht, die darauf gebildet ist, weiter herausragt, und daher ist der Widerstandswert einer Zwischenverbindungsschicht nicht nur aufgrund der Metallschicht, sondern auch des Typs des Tantals beträchtlich reduziert. Hier sollte bemerkt werden, daß die Plattierschicht nur auf dem Zwischenverbindungsabschnitt des ITO-Filmes gebildet ist, und es sollte keine Plattierschicht unter der Ta- Schicht sein, die die andere der Elektroden des MIM- Elementes aufbaut. Ein MIM-Element, dessen erste Elektrode aus einem α-Typ-Ta hergestellt ist, weist ein Problem eines großen Leckstromes auf, was eine Verschlechterung der Schalteigenschaft verursacht; daher wird ein Muster, in welchem ein Abschnitt des ITO- Filmes entsprechend dem Zwischenverbindungsbereich zuvor entfernt ist, zuerst gebildet, der Film wird auf dem ITO-Filmmuster plattiert, und dann wird ein Muster der Ta-Schicht gebildet. Mit dem oben beschriebenen Verfahren kann ein Matrixanordnungssubstrat einschließlich einer Zwischenverbindungselektrode eines verminderten Widerstandswertes und mit einer MIM-Eigenschaft, die gleichwertig zu den herkömmlichen Eigenschaften ist, vorbereitet werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten Versuche durch, um Kristalltypen der Tantalschicht zu analysieren, die auf verschiedenen Arten von Substraten gebildet ist. Im folgenden werden die Ergebnisse der Versuche angegeben.

PROBEN

A: Ein Substrat mit einer Struktur, bei der ein Ta-Film mit einer Dicke von 3.000 Angström auf einem Glassubstrat durch ein Sputter- oder Zerstäubungsverfahren gebildet ist.
B. Ein Substrat mit einer Struktur, bei der ein ITO- Film mit einer Dicke von 3.000 Angström auf einem Glassubstrat durch ein Sputter- oder Zerstäubungsverfahren gebildet ist, und bei der dann ein Ta-Film mit einer Dicke von 3.000 Angström auf dem ITO-Film durch ein Sputter- oder Zerstäubungsverfahren gebildet ist.
C: Ein Substrat mit einer Struktur, bei der ein ITO- Film mit einer Dicke von 3.000 Angström auf einem Glassubstrat durch ein Sputter- oder Zerstäubungsverfahren gebildet ist, bei der ein Ni-Film mit einer Dicke von 1.000 Angström darauf durch ein elektrolytisches Plattierverfahren gebildet ist, und bei der ein Ta-Film mit einer Dicke von 3.000 Angström darauf durch ein Sputter- oder Zerstäubungsverfahren gebildet ist.
Kristallstruktur des Ta-Filmes:
Probe A: β - Ta
Probe B: α - Ta (mit ein wenig darin gemischtem β - Ta)
Probe C: α - Ta
Spezifischer Widerstand eines Ta-Filmes (Einfluß von ITO und Ni wurde durch Berechnung subtrahiert):
Probe A: 160-180 µΩ cm
Probe B: 50-100 µΩ cm
Probe 0: 35-50 µΩ cm
Um ein Flüssigkristallelement eines feineren Bildes und einer höheren Qualität als diejenigen des herkömmlichen Elementes von einem 30,5 cm-(12 Zoll-)Typ, d.h. ein Element mit einer Bildelementteilung von 1/3 von derjenigen des herkömmlichen Elementes, vorzubereiten, muß der spezifische Widerstand von seiner Zwischenverbindungsschicht 60 µΩ cm oder weniger sein.
Elemente mit einer ähnlichen Struktur und Abmessung zu derjenigen eines später beschriebenen Ausführungsbeispiels können durch anodische Oxidation der Ta-Filme mittels der erwähnten Proben und der MIM-Elementkennlinien Ioff (Strom, der bei 4 V fließt, je weniger desto besser) hiervon vorbereitet werden:
Probe A: bis 10&supmin;¹³ A Probe B: bis 10&supmin;¹&sup0; A Probe C: bis 10&supmin;¹&sup0; A
Um ein Element vorzubereiten, das einen Kontrast aufweist, der zweimal größer als derjenige des herkömmlichen Flüssigkristallanzeigeelementes von einem 30,5 cm(12 Zoll-)Typ ist, sollte Ion/Ioff etwa 10 betragen, wobei Ion gewöhnlich 10&supmin;&sup8; ist.
Weiterhin hat die vorliegende Erfindung eine Struktur mit einer transparenten leitenden Schicht unter der Ta- Zwischenverbindungsschicht; selbst wenn daher irgendeine Trennung innerhalb der Zwischenverbindungsschicht auftritt, kann sie durch den für eine derartige Wiedergewinnung gemusterten ITO-Film wiedergewonnen werden. Weiterhin wird die Erzeugung der Bildelementelektrode und des ITO-Filmes vor der Erzeugung der Ta-Schicht ausgeführt, und ein derartiges Vorgehen macht die Erzeugung eines Filmes bei einer hohen Temperatur und dessen Musterung mit einem starken Ätzmittel möglich. Dies ist ein anderer Vorteil der Erfindung hinsichtlich des Prozesses des Elements.
Als die Plattierschicht, die eine untenliegende Schicht für die Ta-Schicht ist, sind verschiedene Arten von elektrolytischen Plattiermetallen von denjenigen, die auf dem ITO-Film des Zwischenverbindungsteiles gebildet werden können, und einige der Beispiele sind Einzelmetalle, wie beispielsweise Cu, Ni, Cr, Zn, Sn, Au, Ag, usw. oder Legierungen, wie beispielsweise Cu-Zn, Sn-Co, Fe-W, Co-W, Fc-Mo, Fe-Ta, Ni-P, Ni-Ta, usw. Neben diesen Metallen und Legierungen weisen lamellierte Schichten der erwähnten Metalle und Legierungen einen ähnlichen Effekt auf.
Das folgende sind Erläuterungen von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen.
Die Fig. 2A-2H zeigen Schritte zum Herstellen eines Matrixanordnungssubstrates gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Fig. 2A, 2B, 2D, 2E und 2G zeigen Schnitte der Substratdraufsichten längs einer Linie A-A' in den Fig. 2C, 2F und 2H.
Zunächst wird, wie aus der Fig. 2A ersehen werden kann, eine transparente leitende Schicht 11, die aus beispielsweise einem 1.000 Å dicken ITO-Film hergestellt ist, auf einem transparenten Substrat 10 gebildet, das aus einem 1,1 mm dicken Glas besteht, wobei ein Alkali-Schutzfilm (nicht gezeigt) aus beispielsweise SiO&sub2; auf einer Oberfläche hiervon durch ein Sputter- oder Zerstäubungsverfahren vorgesehen ist. Während dieses Schrittes wird die Temperatur des Substrates auf 250ºC angehoben, um dessen Durchlässigkeit zu steigern und ausreichend den Widerstandswert für eine bessere Ätz- Behandelbarkeit zu senken. Bei den herkömmlichen Techniken, bei denen eine Bildelementelektrode nach Erzeugung einer Vorrichtung gebildet wird, ist der oben beschriebene Schritt unmöglich geeignet auszuführen, da die Vorrichtung durch Wärme zerstört oder beschädigt wird. Daher wird bei den herkömmlichen Techniken das Substrat auflediglich etwa 180ºC erwärmt, um ein mögliches Hindernis für eine Stabilisierung der Filmqualität zu vermeiden.
Sodann wird, wie in Fig. 2B gezeigt ist, nachdem ein Resist (photoempfindliches Harz) auf die gesamte Oberfläche der transparenten leitenden Schicht 1 aufgetragen ist, diese Schicht 1 mittels einer Photomaske belichtet. Die Schicht 1 wird dann entwickelt, um ein Resistmuster 12 zu erhalten. Das Resistmuster 12 wird auf der transparenten leitenden Schicht 11 bei den Abschnitten, bei denen eine Bildelementelektrode und eine Zwischenverbindung zu erzeugen sind, nicht an dem Abschnitt, wo eine Vorrichtung zu erzeugen ist, gebildet.
Dann werden Wasser, Salzsäure und Salpetersäure in dem Verhältnis 1 : 1 : 0,1 (je Volumen) gemischt, um eine Ätzlösung vorzubereiten. Die Ätzlösung wird auf 30ºC erwärmt, und mit dieser Lösung wird die transparente leitende Schicht 11 geätzt, wobei das Resistmuster 12 als eine Maske verwendet wird. Somit werden eine Bildelektrode 13 und eine Verdrahtungsschicht 14 mit dem gleichen Muster wie das Resistmuster 12 vorbereitet, wie dies in Fig. 2C gezeigt ist. Danach wird das Resistmuster 12 entfernt. Wie in Fig. 20 gezeigt ist, bezeichnet ein Bezugszeichen 15 den Bereich, wo eine MIM- Vorrichtung zu erzeugen ist.
Im Anschluß an das Obige wird ein Tantalfilm 17 mit der Dicke von 0,3 µm durch ein Sputter- oder Zerstäubungsverfahren gebildet, wie dies aus der Fig. 2D ersehen werden kann. Nach Auftragen eines Resists auf die gesamte Oberfläche der Ta-Schicht 17 wird dieser Resistfilm mittels einer Photomaske belichtet. Der Resistfilm wird dann entwickelt, um ein Resistmuster 18 zu erhalten. Weiterhin wird, wie in Fig. 2E gezeigt ist, der Ta-Film 17 mittels des Resistmusters 18 als eine Maske geätzt. Dieses Ätzen wird in einem Plasma eines Mischgases aus CF&sub4; und O&sub2; bei einer äquivalenten Menge durchgeführt.
Nach diesem Ätzen wird der Ta-Film 17 gemustert, und der Rand dieses Musters wird in eine kegelähnliche Abschrägung geformt. Es hat sich gezeigt, daß die Bildelementelektrode 13 und die Verdrahtungsschicht 14, die bereits gemacht wurden, nicht geätzt werden oder ihre Eigenschaften während dieses Ätzens ändern. Wenn der Ta-Film 17 in die erste Elektrode 17a des MIM-Elementes gemustert wird, wird eine hiermit verbundene Zwischenverbindung 17b ebenfalls gemustert.
Nach Entfernen des Resistmusters 18 wird eine anodische Oxidationsbehandlung in einer sauren elektrolytischen Lösung (0,05 Gewichts-% Zitronensäurelösung) mittels der Ta-Filme 17a und 17b als Anoden ausgeführt. Während dieser Behandlung wird eine Isolationsschicht 19 mit einer geeigneten Dicke auf den Ober- und Seitenflächen der Ta-Schichten 17a und 17b durch Steuern der an der Lösung liegenden Spannung gebildet. In diesem Ausführungsbeispiel liegt eine Spannung von 42 Volt an, und die Isolationsschicht 19 der Dicke von 700 Å wird so erhalten. Auf der Oberfläche der Ta-Filme 17a und 17b, die zu der elektrolytischen Lösung freiliegt, werden die 280 Å dicken Ta-Oberflächenteile hiervon in 700 Å dicke Ta&sub2;O&sub5;-Oberflächenteile verändert.
Danach wird, wie aus der Fig. 2G ersehen werden kann, ein Ti-Film 20 mit der Dicke von 1500 Angström auf der gesamten Oberfläche des Produktes gebildet. Nach Auftragen eines Resists (photoempfindliches Harz) auf das Produkt wird dieses Produkt mittels einer Photomaske belichtet und entwickelt, um ein Resistmuster 21 zu erhalten. Danach wird die Ätzlösung, die durch Mischen von 9 g von EDTA (Ethylen-Diamin-Tetra-Aceticazid), 400 cc an Wasser, 216 cc an Wasserstoffperoxidlösung und 30 ml an Ammoniaklösung vorbereitet ist, verwendet, um den Ti-Film 20 bei Raumtemperatur mittels des Resistmusters als eine Maske zu ätzen, damit die zweite Elektrode 22 des MIM-Elementes erhalten wird, wie dies in Fig. 2H gezeigt ist. Zuletzt wird das Resist des Oberflächenteiles entfernt.
Somit wird ein Matrixanordnungssubstrat fertiggestellt, und ein derartiges Matrixanordnungssubstrat hat eine Struktur, bei der MIM-Elemente (nichtlineare Widerstandsvorrichtungen) 23, die jeweils eine Metall-Isolator-Metall-Schichtung, d.h. einen Ta-Film 17a - eine Isolierschicht 19 - einen Ti-Film 20, haben, auf dem transparenten Substrat 10 angeordnet sind und eine Bildelementelektrode 13 ist in Reihe zu jeder der nichtlinearen Widerstandsvorrichtungen 22 vorgesehen, und die Zeilen der Anordnung sind miteinander durch die Zwischenverbindungselektrode 24, die aus einer Schichtung oder einem Laminat der transparenten leitenden Schicht 14 und des Ta-Filmes 17b hergestellt ist, verbunden und bilden so die Spalten hiervon.
Da in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens ein Teil des die Zwischenverbindungselektrode 24 bildenden Ta- Filmes 17b auf der transparenten leitenden Schicht 14 gebildet ist, ist der Widerstandswert des Produktes niedriger als derjenige der herkömmlichen Techniken, bei denen Schichten direkt auf einem Glassubstrat gebildet sind. Da die transparente leitende Schicht 14 nicht in dem Bereich der nichtlinearen Widerstandsvorrichtung 22 vorliegt, das heißt unterhalb der Ta- Schicht 17a, die die erste Elektrode der nichtlinearen Widerstandsvorrichtung 22 ist, können die MIM-Kennlinien bei einem hervorragenden Pegel gehalten werden. Weiterhin hat die Zwischenverbindungselektrode 24 eine Doppelschichtstruktur aus der transparenten leitenden Schicht 14 und dem Ta-Film 17b; daher tritt eine Trennung weniger wahrscheinlich auf als in dem Fall einer Anordnung einer Ta-Einzelschichtstruktur.
Um weiterhin eine Matrixtyp-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung aus dem in der obigen Weise erhaltenen Matrixanordnungssubstrat herzustellen, kann das folgende Verfahren vorgeschlagen werden.
Zunächst wird ein Orientierungs- oder Ausrichtungsfilm aus einem Polyimidharz weiter auf die als nichtlineare Widerstandsvorrichtung geformte Oberfläche des Matrixanordnungssubstrates aufgetragen, worauf sich ein Sintern anschließt. Der Orientierungsfum wird dann gerieben, um die Orientierung der Flüssigkristalle zu regulieren. In der Zwischenzeit wird eine gemeinsame Elektrode aus beispielsweise ITO auf einem Substrat gebildet, das aus beispielsweise dem gleichen Glas hergestellt ist, das als das Matrixanordnungssubstrat verwendet wird, und gleichzeitig wird ein gegenüberliegendes Substrat vorbereitet, bei dem die Richtung der Flüssigkristallorientierung durch einen Orientierungsfilm aus Polyimidharz und Reiben reguliert ist. Dann werden das Matrixanordnungssubstrat und das gegenüberliegende Substrat gelagert, um ein Intervall von 5 bis 20 µm dazwischen zu haben, so daß die Flüssigkristalle, die dazwischen injiziert sind, um etwa 90º hinsichtlich der Längsrichtung der Moleküle der Flüssigkristalle von dem Matrixanordnungssubstrat zu dem gegenüberliegenden Substrat gedreht werden können. Außerhalb der so strukturierten Flüssigkristallzelle sind zwei polarisierte Platten vorgesehen, deren Polarisationsachsen um etwa 90º zueinander verdrahtet sind.
Das Folgende ist eine Erläuterung eines anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
Dieses Ausführungsbeispiel hat die gleiche Struktur wie das erste mit der Ausnahme, daß eine Metallplattenschicht auf der Oberfläche der transparenten leitenden Schicht 14 gebildet ist, die eines der Elemente der Zwischenverbindungselektrode 24 neben der Ta-Schicht 17b bildet. Erläuterungen der gleichen Abschnitte werden hier weggelassen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine elektrolytische Plattierung an dem Produkt mit der in Fig. 20 gezeigten Struktur in einer Plattierungslösung ausgeführt, die durch Mischen von Nickelnitrid, Nickelchlorid und Borsäure vorbereitet ist (es sei darauf hingewiesen, daß der bei einer hohen Temperatur gebildete ITO-Film einen großen Widerstandswert hat) um so einen Metalldünnfilm 16 zu bilden, der beispielsweise aus Ni auf der transparenten leitenden Schicht 14 gebildet ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.
Somit wird ein Matrixanordnungssubstrat, wie in Fig. 2H gezeigt, vervollständigt, und ein derartiges Matrixanordnungssubstrat hat eine Struktur, bei welcher MIM- Elemente (nichtlineare Widerstandsvorrichtungen) 23, deren jede eine Metall-Isolator-Metall-Schichtung, d.h. einen Ta-Film 17a - eine Isolierschicht 19 - einen Ti- Film 20 hat, auf dem transparenten Substrat 10 angeordnet sind, und eine Bildelementelektrode 13 ist in Reihe zu jeder der nichtlinearen Widerstandsvorrichtungen 22 vorgesehen, und die Zeilen der Anordnung sind miteinander durch die Zwischenverbindungselektrode 24 verbunden, die aus einem Laminat der transparenten leitenden Schicht 14 und des Ta-Filmes 17b besteht, und sind so Spalten hiervon.
In diesem Ausführungsbeispiel umfaßt wenigstens ein Teil der Zwischenverbindungselektrode 24 die transparente leitende Schicht 14 und die Metalldünnfilmschicht 15, wobei der Widerstandswert der Zwischenverbindungselektrode 24 niedriger gemacht werden kann als derjenige der herkömmlichen Techniken. Da die transparente leitende Schicht 14 und der Metalldünnfilm 15 nicht in dem Bereich der nichtlinearen Widerstandsvorrichtung 22 vorhanden sind, können die MIM-Kennlinien auf einem hervorragenden Pegel gehalten werden. Weiterhin hat die Zwischenverbindungselektrode 24 eine dreifach geschichtete Struktur aus der transparenten leitenden Schicht 14, der Metalldünnfilmschicht 16 und dem Ta-Film 17b; daher tritt eine Trennung weniger wahrscheinlich als in dem Fall einer Anordnung einer Ta-Einzelschichtstruktur auf.
Die Erfindung hat ein Absenken des Widerstandswertes der Zwischenverbindungselektrode auf einfache Weise ohne Verschlechterung der Kerinlinien der nichtlinearen Widerstandsvorrichtung realisiert und ist sehr vorteilhaft, wenn sie auf Matrixtyp-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen einer großen Abmessung und feiner Bilder angewandt wird.

Claims

1. Matrixanordnungssubstrat Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: einem transparenten Substrat (10),

einer Vielzahl von Bildelementelektroden (13), die auf dem transparenten Substrat (10) gebildet und aus einem transparenten leitenden Material hergestellt sind,

einer Vielzahl von nicht linearen Widerstandsvorrichtungen, die auf dem transparenten Substrat (10) gebildet sind, wobei jede nicht lineare Widerstandsvorrichtung eine erste Elektrode (17a) aus β-Phasen-Tantal, eine zweite Elektrode (20), die mit einer entsprechenden Bildelementelektrode (13) verbunden ist, und eine Isolierschicht (19), die die erste und zweite Elektrode (17a, 20) trennt, aufweist, und

einer Vielzahl von Zwischenverbindungsfilmen (17b) aus α-Phasen-Tantal, die die ersten Elektroden (17a) der nicht linearen Widerstandvorrichtungen verbinden,

dadurch gekennzeichnet, daß

die ersten Elektroden (17a) und die Zwischenverbindungsfilme (17b) aus erner Einzelschicht aus Tantal gebildet sind, wobei die ersten Elektroden (17a) direkt auf dem transparenten Substrat (10) gebildet sind und die Zwischenverbindungsfilme (17b) von dem transparenten Substrat (10) durch eine transparente leitende Schicht (14) getrennt sind, die aus dem gleichen transparenten leitenden Material wie die Bildelementelektroden (17) hergestellt ist, wobei das transparente leitende Material gewählt ist, um die Bildung der α -Phase in dem Tantal der Zwischenverbindungsfilme (17b) zu induzieren.

2. Matrixanordnungssubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blektrode (20) aus einem Metall besteht, das aus der aus Ti, Mo, Al, Ag, Cr und Ta gebildeten Gruppe ausgewählt ist.

3. Matrixanordnungssubstrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (19) aus Tantaloxid besteht, das durch anodische Oxidation der ersten Elektrode (17a) gebildet ist.

4. Matrixanordnungssubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente leitende Material Indiumzinnoxid ist.

5. Matrixanordnungssubstrat nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metall schicht (16) auf der transparenten leitenden Schicht (14) gebildet ist, wobei das Metall der Metallschicht (16) gewählt ist, um die Bildung der α-Phase in dem Tantal der Zwischenverbindungsfilme (17b) zu induzieren.

6. Matrixanordnungssubstrat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (16) ein Metall ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus Cu, Ni, Cr, Zn, Sn, Au, Ag, Cu-Zn-Legierung, Sn-Co-Legierung, Fe-W-Legierung, Co- W-Legierung, Fe-Mo-Legierung, Fe-Ta-Legierung, Ni-P-Legierung, Ni-Ta- Legierung und einem geschichteten Körper hiervon besteht.

7. Verfahren zum Vorbereiten eines Matrixanordnungssubstrates für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit den folgenden Schritten:

Bilden einer transparenten leitenden Schicht (11) auf einem transparenten Substrat (10),

Mustern der transparenten leitenden Schicht (11), um eine Vielzahl von Bildelementelektroden (13) und transparenten leitenden Zwischenverbindungsfilmen (14) zu bilden,

Bilden einer Schicht aus Tantal auf den transparenten leitenden Zwischenverbindungsfilmen (14) und Bereichen des transparenten Substrates (10), wo nicht lineare Widerstandvorrichtungen zu bilden sind, wobei die Teile (17a) der Tantalschicht, die direkt auf dem Substrat (10) gebildet sind, in der β-Phase sind und die ersten Elektroden der nicht linearen Widerstandsvorrichtungen bilden, und die Teile (17b) der Tantalschicht, die auf den transparenten leitenden Zwischenverbindungsfilmen (14) gebildet sind, durch das Material der Filme induziert sind, um in der α-Phase Zwischenverbindunqen zwischen den ersten Elektroden (17a) zu bilden und aufzubauen,

Bilden der Isolierschichten (19) der nicht linearen Widerstandsvorrichtungen auf den ersten Elektroden (17a), und

Bilden der zweiten Elektroden (20) der nicht linearen Widerstandsvorrichtungen auf den Isolierschichten (20), wobei jede zweite Elektrode (20) mit einer entsprechenden Bildelektrode (13) verbunden ist.

8. Verfahren zum Vorbereiten eines Matrixanordnungssubstrates nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens der ersten Elektroden (17a) und der Metallzwischenverbindungsschichten (17b) durch Mustern einer Ta- Schicht (11) ausgeführt wird, nachdem Ta auf eine gesamte Oberfläche hiervon aufgetragen ist.

9. Verfahren zum Vorbereiten eines Matrixanordnungssubstrates nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens von Isolierschichten (19) auf den ersten Elektroden (17a) durch anodische Oxidation der Oberflächen der ersten Elektroden (17a) und der Ta-Zwischenverbindungsschicht (17b) ausgeführt wird.

10. Verfahren zum Vorbereiten eines Matrixanordnungssubstrates nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (20) aus einem Metall gebildet ist, das aus der Gruppe Ti, Mo, Al, Ag, Cr und Ta ausgewählt ist.

11. Verfahren zum Vorbereiten eines Matrixanordnungssubstrates nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente leitende Schicht (11) aus lndiumzinnoxid gebildet ist.

12. Verfahren zum Vorbereiten eines Matrixanordnungssubstrates nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem nach dem Schritt des Mustems der transparenten leitenden Schicht (11) eine Metallschicht (16) auf der Oberfläche der transparenten leitenden Zwischenverbindungsfilme (14) gebildet wird, wobei das Metall der Metall schicht (16) gewählt ist, um die Bildung der α-Phase in dem Tantal der danach darauf gebildeten Zwischenverbindungsfilme (17b) zu induzieren.

13. Verfahren zum Vorbereiten eines Matrixanordnungssubstrates nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens der Metalischicht (16) durch Plattieren der transparenten leitenden Zwischenverbindungsschicht mit einem Metall ausgeführt wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cu, Ni, Cr, Zu, Sn, Au, Ag, Cu-Zn-Legierung, Sn-Co- Legierung, Fe-W-Legierung, Co-W-Legierung, Fe-Mo-Legierung, Fe-Ta- Legierung, Ni-P-Legierung, Ni-Ta-Legierung und einem geschichteten Körper hiervon besteht.