JP2737975B2 - 薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶表示装置 - Google Patents
薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶表示装置Info
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- JP2737975B2 JP2737975B2 JP1913689A JP1913689A JP2737975B2 JP 2737975 B2 JP2737975 B2 JP 2737975B2 JP 1913689 A JP1913689 A JP 1913689A JP 1913689 A JP1913689 A JP 1913689A JP 2737975 B2 JP2737975 B2 JP 2737975B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属−絶縁体−金属からなる薄膜二端子素
子をマトリクス状に配したアクティブマトリクス液晶表
示装置に関する。
子をマトリクス状に配したアクティブマトリクス液晶表
示装置に関する。
近年ツイステッド・ネマチック型を中心とした液晶表
示装置（LCD）の応用が発展し、腕時計や電卓の分野で
大量に用いられている。それに加え、近年、画素をマト
リクス状に配して文字・図形等の任意の表示が可能にな
ったマトリクス型LCDも使われ始めている。このマトリ
クス型LCDの応用分野を広げるためには、表示容量の増
大が必要である。しかし、従来のLCDの電圧−透過率変
化特性の立ち上がりはあまり急峻ではないので、表示容
量を増加させるためにマルチプレックス駆動の走査本数
を増加させると、選択画素と非選択画素との各々にかか
る実効電圧比は低下し、選択画素の透過率低下と非選択
画素の透過率増加というクロストークが生じる。その結
果、表示コントラストが著しく低下し、ある程度のコン
トラストが得られる視野角も狭くなり、従来のLCDで
は、走査本数は60本ぐらいが限界である。
示装置（LCD）の応用が発展し、腕時計や電卓の分野で
大量に用いられている。それに加え、近年、画素をマト
リクス状に配して文字・図形等の任意の表示が可能にな
ったマトリクス型LCDも使われ始めている。このマトリ
クス型LCDの応用分野を広げるためには、表示容量の増
大が必要である。しかし、従来のLCDの電圧−透過率変
化特性の立ち上がりはあまり急峻ではないので、表示容
量を増加させるためにマルチプレックス駆動の走査本数
を増加させると、選択画素と非選択画素との各々にかか
る実効電圧比は低下し、選択画素の透過率低下と非選択
画素の透過率増加というクロストークが生じる。その結
果、表示コントラストが著しく低下し、ある程度のコン
トラストが得られる視野角も狭くなり、従来のLCDで
は、走査本数は60本ぐらいが限界である。
このマトリクス型LCDの表示容量を大幅に増加させる
ために、LCDの各画素にスイッチング素子を直列に配置
したアクティブマトリクスLCDが考案されている。これ
までに発表されたアクティブマトリクスLCDの試作品の
スイッチング素子には、アモルファスSiや多結晶Siを半
導体材料とした薄膜トランジスタ素子（TFT）が多く用
いられている。また一方では、製造及び構造が比較的簡
単であるため、製造工程が簡略化でき、高歩留まり，低
コストかが期待される薄膜二端子素子（以下TFDと略
す）を用いたアクティブマトリクスLCDも注目されてい
る。
ために、LCDの各画素にスイッチング素子を直列に配置
したアクティブマトリクスLCDが考案されている。これ
までに発表されたアクティブマトリクスLCDの試作品の
スイッチング素子には、アモルファスSiや多結晶Siを半
導体材料とした薄膜トランジスタ素子（TFT）が多く用
いられている。また一方では、製造及び構造が比較的簡
単であるため、製造工程が簡略化でき、高歩留まり，低
コストかが期待される薄膜二端子素子（以下TFDと略
す）を用いたアクティブマトリクスLCDも注目されてい
る。
このような薄膜二端子素子型アクティブマトリクスLC
D（以下TFD−LCDと略す）において一番実用化に近いと
考えられているLCDはTFDに金属−絶縁体−金属構造を有
する素子（以下MIM素子またはMIMと略す）を用いたLCD
である。MIMのようなTFDを液晶と直列に接続することに
より、TFDの電圧−電流特性の高非線形性により、TFD−
液晶素子の電圧−透過率変化特性の立ち上がりは急峻に
なり、液晶表示装置の走査本数を大幅に増やすことが可
能になる。
D（以下TFD−LCDと略す）において一番実用化に近いと
考えられているLCDはTFDに金属−絶縁体−金属構造を有
する素子（以下MIM素子またはMIMと略す）を用いたLCD
である。MIMのようなTFDを液晶と直列に接続することに
より、TFDの電圧−電流特性の高非線形性により、TFD−
液晶素子の電圧−透過率変化特性の立ち上がりは急峻に
なり、液晶表示装置の走査本数を大幅に増やすことが可
能になる。
このようなMIMをもちいたLCDの従来例は論文ではディ
・アールバラフ他著（ジ・オプチマイゼイション・オブ
・メタル・インシュレータ・メタル・ノンリニア・デバ
イシズ・フォア・ユース・イン・マルチプレクスド・リ
キッド・クリスタル・ディスプレイズ），アイ・イー・
イー・イー・トランザクション・オン・エレクトロン・
デバイシズ,28巻,6号，頁736−739,1981年発行）（D.R.
Baraff,et al.,“The Optimization of Metal−Insulat
or−Metal Nonlinear Devices for Use in Multiplexed
Liquid Crystal Displays"IEEE Trans.Electron Devic
es,volED−28,pp736−739（1981））に代表的に示され
る。
・アールバラフ他著（ジ・オプチマイゼイション・オブ
・メタル・インシュレータ・メタル・ノンリニア・デバ
イシズ・フォア・ユース・イン・マルチプレクスド・リ
キッド・クリスタル・ディスプレイズ），アイ・イー・
イー・イー・トランザクション・オン・エレクトロン・
デバイシズ,28巻,6号，頁736−739,1981年発行）（D.R.
Baraff,et al.,“The Optimization of Metal−Insulat
or−Metal Nonlinear Devices for Use in Multiplexed
Liquid Crystal Displays"IEEE Trans.Electron Devic
es,volED−28,pp736−739（1981））に代表的に示され
る。
MIM素子において、最も重要な材料は絶縁体層の材料
である。最も知られている絶縁体材料としては酸化タン
タルがある（例えば、両角伸治、他、著250×240画素の
ラテラルMIM−LCDテレビゾン学会技術報告（IPD83−
８）,p39−44,1983年12月発行）。このようなMIM素子を
大容量の表示装置に適用するときに要求される特性は、
素子を流れる電流（Ｉ）と印加電圧（Ｖ）をＩ＝Ａ・Va
と表わしたときの非線形係数ａが大きいこと、電流−電
圧特性が印加電圧の極性に無関係に正負対称であるこ
と、及びMIM素子の容量が小さいことである。ところ
が、酸化タンタルを用いたMIM素子は対称性はよいが非
線形係数ａが５〜６とそれほど大きくなく、また誘電率
も大きいため素子容量が大きい等の欠点を有している。
そこで、誘電率の小さい窒化シリコンがMIM素子用絶縁
体材料として開発されている（例えばエム スズキ他
（アニュー アクティブ ダイオード マトリクスエル
シーディー ユージング オフ ストイキオメトリック
SINx レイヤー，プロシーディングス オブ ザ エ
スアイディー 28巻 101−104頁,1987年発行）（M.Suz
uki et al“A New Active Diode Matrix LCD using Off
−stoichiometric SiNx Layer"Proceedings of the SI
D,Vol.28p101−104,1987））。
である。最も知られている絶縁体材料としては酸化タン
タルがある（例えば、両角伸治、他、著250×240画素の
ラテラルMIM−LCDテレビゾン学会技術報告（IPD83−
８）,p39−44,1983年12月発行）。このようなMIM素子を
大容量の表示装置に適用するときに要求される特性は、
素子を流れる電流（Ｉ）と印加電圧（Ｖ）をＩ＝Ａ・Va
と表わしたときの非線形係数ａが大きいこと、電流−電
圧特性が印加電圧の極性に無関係に正負対称であるこ
と、及びMIM素子の容量が小さいことである。ところ
が、酸化タンタルを用いたMIM素子は対称性はよいが非
線形係数ａが５〜６とそれほど大きくなく、また誘電率
も大きいため素子容量が大きい等の欠点を有している。
そこで、誘電率の小さい窒化シリコンがMIM素子用絶縁
体材料として開発されている（例えばエム スズキ他
（アニュー アクティブ ダイオード マトリクスエル
シーディー ユージング オフ ストイキオメトリック
SINx レイヤー，プロシーディングス オブ ザ エ
スアイディー 28巻 101−104頁,1987年発行）（M.Suz
uki et al“A New Active Diode Matrix LCD using Off
−stoichiometric SiNx Layer"Proceedings of the SI
D,Vol.28p101−104,1987））。
この窒化シリコンを用いたMIM素子は非線形係数ａが
７〜９と酸化タンタルに比べて大きいものの、第５図，
第６図の破線で示されるように電圧印加により急激に電
流が流れすぎてしまいダイオード素子が破壊されてしま
うことが多く、表示画像に点欠陥が生じる原因になって
いた。
７〜９と酸化タンタルに比べて大きいものの、第５図，
第６図の破線で示されるように電圧印加により急激に電
流が流れすぎてしまいダイオード素子が破壊されてしま
うことが多く、表示画像に点欠陥が生じる原因になって
いた。
本発明の目的は、このような画像品質の低下をもたら
すMIM素子特性の耐電流特性を改善し、画像欠陥の無い
大容量液晶表示装置を提供することにある。
すMIM素子特性の耐電流特性を改善し、画像欠陥の無い
大容量液晶表示装置を提供することにある。
本発明は、帯状の透明電極が複数本形成されている基
板と、金属−窒化シリコン膜−金属積層構造を有する薄
膜二端子素子がマトリクス状に形成されている基板との
間に液晶を挾持して成る薄膜二端子素子型アクティブマ
トリクス液晶表示装置において、前記窒化シリコン膜の
間にｐ型になる不純物がドープされたシコンまたは窒化
シリコンとｎ型になる不純物がドープされたシリコンま
たは窒化シリコンとから成る２層構造を挾んだことを特
徴とする構成になっている。
板と、金属−窒化シリコン膜−金属積層構造を有する薄
膜二端子素子がマトリクス状に形成されている基板との
間に液晶を挾持して成る薄膜二端子素子型アクティブマ
トリクス液晶表示装置において、前記窒化シリコン膜の
間にｐ型になる不純物がドープされたシコンまたは窒化
シリコンとｎ型になる不純物がドープされたシリコンま
たは窒化シリコンとから成る２層構造を挾んだことを特
徴とする構成になっている。
また、もう一つの本発明は、上述の窒化シリコンに挾
まれた２層構造の部分が第１導電型となる不純物がドー
プされたシリコンまたは窒化シリコンで第２導電型とな
る不純物がドープされたシリコンまたは窒化シリコンを
挾んだ３層構造になっている薄膜二端子素子型アクティ
ブマトリクス液晶表示装置である。
まれた２層構造の部分が第１導電型となる不純物がドー
プされたシリコンまたは窒化シリコンで第２導電型とな
る不純物がドープされたシリコンまたは窒化シリコンを
挾んだ３層構造になっている薄膜二端子素子型アクティ
ブマトリクス液晶表示装置である。
本発明において使用される不純物ドープの窒化シリコ
ンまたはシリコンの２層構造はリーク電流がおおく抵抗
成分とみなすことができる。従って、過電圧によって電
流が多く流れようとするとこの抵抗成分により電流制限
が行なわれダイオード素子の破壊がなくなる。
ンまたはシリコンの２層構造はリーク電流がおおく抵抗
成分とみなすことができる。従って、過電圧によって電
流が多く流れようとするとこの抵抗成分により電流制限
が行なわれダイオード素子の破壊がなくなる。
さらに、不純物ドープの窒化シリコンまたはシリコン
の３層構造は制限の機能を持つばかりかダイオードの電
圧電流特性の電圧極性依存性が少なくなる。
の３層構造は制限の機能を持つばかりかダイオードの電
圧電流特性の電圧極性依存性が少なくなる。
また上記構造は２回に分けて窒化シリコンを形成でき
るので、大容量でフリッカーの少なく、無欠陥，高歩留
り，高コントラスト，高階調の液晶表示装置を提供する
ことができる。
るので、大容量でフリッカーの少なく、無欠陥，高歩留
り，高コントラスト，高階調の液晶表示装置を提供する
ことができる。
以下に本発明の実施例を示す。
〔実施例１〕 本実施例によりえられるTFD素子の代表例の断面図を
第１図に示す。
第１図に示す。
まず下部ガラス基板１をSiO2等のガラス保護層２で被
覆する。この保護層２は不可欠なものではないので被覆
を省略することもできる。次にこの上に金属電極として
Crを1000Å形成し、フォトリソグラフィ法により島状に
パターン化してリード電極３を形成する。この後、SiH4
とN2の混合ガスから窒化シリコン層４を1200Åを形成し
たのち、SiH4ガスにB2H6を１％混合したガスを用いてグ
ロー放電分解法によりホウ素をドープした厚さ100〜300
Åのｐ型シリコン非晶質層５、SiH4ガスにPH3ガスまた
はAsH3を１％混合したガスを用いてグロー放電分解法に
よりリンまたはヒ素をドープした圧さ100〜300Åのｎ型
シリコン非晶質層６、つづいてSiH4とN2の混合ガスから
窒化シリコン層13を1200Å形成することによりSiHX/p−
Si/SiNXの４層構造を形成する。このときの窒化シリコ
ン層を形成するときのガス混合比SiH4/N2は0.08であっ
た。その後上部電極７としてCrを1000Å形成しフォトリ
ソグラフィ法によりパターン化し、TFD素子アレイを形
成する。その後画素電極となる下部透明電極12としてIT
Oをパターン化形成する。上部ガラス基板８上のガラス
保護層９、上部透明電極10の膜形成，パターン化は通常
の単純マルチプレックスLCDと同じようにして形成し
た。
覆する。この保護層２は不可欠なものではないので被覆
を省略することもできる。次にこの上に金属電極として
Crを1000Å形成し、フォトリソグラフィ法により島状に
パターン化してリード電極３を形成する。この後、SiH4
とN2の混合ガスから窒化シリコン層４を1200Åを形成し
たのち、SiH4ガスにB2H6を１％混合したガスを用いてグ
ロー放電分解法によりホウ素をドープした厚さ100〜300
Åのｐ型シリコン非晶質層５、SiH4ガスにPH3ガスまた
はAsH3を１％混合したガスを用いてグロー放電分解法に
よりリンまたはヒ素をドープした圧さ100〜300Åのｎ型
シリコン非晶質層６、つづいてSiH4とN2の混合ガスから
窒化シリコン層13を1200Å形成することによりSiHX/p−
Si/SiNXの４層構造を形成する。このときの窒化シリコ
ン層を形成するときのガス混合比SiH4/N2は0.08であっ
た。その後上部電極７としてCrを1000Å形成しフォトリ
ソグラフィ法によりパターン化し、TFD素子アレイを形
成する。その後画素電極となる下部透明電極12としてIT
Oをパターン化形成する。上部ガラス基板８上のガラス
保護層９、上部透明電極10の膜形成，パターン化は通常
の単純マルチプレックスLCDと同じようにして形成し
た。
電極やTFD素子アレイが形成された下部ガラス基板１
と上部ガラス基板とは配向処理を施したのちガラスファ
イバ等のスペーサを介して張り合わされ、通常のエポキ
シ形接着剤によりシールした。セル厚は５ミクロンとし
た。その後TN形液晶11であるZLI−1565（メルク社製）
を注入しTFD−LCDを完成した。
と上部ガラス基板とは配向処理を施したのちガラスファ
イバ等のスペーサを介して張り合わされ、通常のエポキ
シ形接着剤によりシールした。セル厚は５ミクロンとし
た。その後TN形液晶11であるZLI−1565（メルク社製）
を注入しTFD−LCDを完成した。
本発明により形成した二端子素子の電圧−電流特性
（Ｉ−Ｖ特性）を測定したところ第５図の実線で示され
るように電圧の極性に対して対称であり、従来の窒化シ
リコンの単層構造より得られた二端子素子の電圧−電流
特性（破線）に比べて高電圧時の電流が制限され、破壊
が起きにくいことがわかった。また、非線形係数も８と
大きく1000本以上の高走査線を有するTFD−LCDへの適応
も可能なことがわかった。
（Ｉ−Ｖ特性）を測定したところ第５図の実線で示され
るように電圧の極性に対して対称であり、従来の窒化シ
リコンの単層構造より得られた二端子素子の電圧−電流
特性（破線）に比べて高電圧時の電流が制限され、破壊
が起きにくいことがわかった。また、非線形係数も８と
大きく1000本以上の高走査線を有するTFD−LCDへの適応
も可能なことがわかった。
この二端子素子の窒化シリコン層を形成するときのガ
ス混合比SiH4/N2は0.02以上0.2以下が非線形性の大きい
二端子素子をつくるために必要である。またホウ素、リ
ン，ヒ素のいずれかをドープしたシリコン非晶質層を形
成するときのドープされる元素の混合比は10ppm以上で
あれば電圧−電流特性の対称性、及び高電圧印加時の電
流制限に効果があった。本実施例においてはSiH4とN2の
混合ガスを用いて窒化シリコンを成膜しているが、SiH4
とNH3の混合ガス,Si2H6とN2の混合ガス等を用いても良
好なダイオード特性が得られた。
ス混合比SiH4/N2は0.02以上0.2以下が非線形性の大きい
二端子素子をつくるために必要である。またホウ素、リ
ン，ヒ素のいずれかをドープしたシリコン非晶質層を形
成するときのドープされる元素の混合比は10ppm以上で
あれば電圧−電流特性の対称性、及び高電圧印加時の電
流制限に効果があった。本実施例においてはSiH4とN2の
混合ガスを用いて窒化シリコンを成膜しているが、SiH4
とNH3の混合ガス,Si2H6とN2の混合ガス等を用いても良
好なダイオード特性が得られた。
また、本実施例においては、グロー放電分解法を用い
て積層構造を形成しているが、スパッタ法,CVD法等の他
の成膜方法においても本発明は有効である。
て積層構造を形成しているが、スパッタ法,CVD法等の他
の成膜方法においても本発明は有効である。
本実施例においては電極としてクロム電極を用いてい
るが、Al,Ta,Mo,W等他の金属及びシリサイドを上部電極
及びリード電極に用いても本発明は有効である。また、
画素電極として使用しているITO等の透明電極を二端子
素子の上部電極及び下部電極と兼ねても本発明は有効で
ある。又、透明電極の形成後、TFDを形成してもよい。
るが、Al,Ta,Mo,W等他の金属及びシリサイドを上部電極
及びリード電極に用いても本発明は有効である。また、
画素電極として使用しているITO等の透明電極を二端子
素子の上部電極及び下部電極と兼ねても本発明は有効で
ある。又、透明電極の形成後、TFDを形成してもよい。
本実施例を用いて形成された640×400素子のTFD−LCD
の画像評価を行なったところコントラスト20:1以上、フ
リッカー−30dBと従来の窒化シリコンの単層構造のTFD
−LCDの−20dBに比べて改善されていることが明らかに
なった。
の画像評価を行なったところコントラスト20:1以上、フ
リッカー−30dBと従来の窒化シリコンの単層構造のTFD
−LCDの−20dBに比べて改善されていることが明らかに
なった。
〔実施例２〕 本実施例によりえられるTFD素子の代表例の断面図を
第２図に示す。
第２図に示す。
実施例１中で、ガラス基板１上、またはガラス保護層
２上に、金属電極としてCrを1000Å形成し、フォトリソ
グラフィ法により島状にパターン化しリード電極３を形
成した後の工程を以下のように変更する。SiH4とN2の混
合ガスから窒化シリコン層４を1200Å形成したのち、Si
H4ガスにPH3ガスまたはAsH3を１％混合したガスを用い
てグロー放電分解法により100〜300Åのリンまたはヒ素
をドープしたｎ型シリコン非晶質層６、SiH4ガスにB2H6
を１％混合したガスを用いてグロー放電分解法によりガ
ラス基板上に100〜300Åのホウ素をドープしたｐ型シリ
コン非晶質層５、つづいてSiH4とN2の混合ガスから窒化
シリコン層13を1200Å形成することにより、SiNX/n−Si
/p−Si/SiNXの４層構造を形成する。このときの窒化シ
リコン層を形成するときのガス混合比SiH4/N2は0.08で
あった。その後上部電極７としてCrを1000Å形成しフォ
トリソグラフィ法によりパターン化し、TFD素子アレイ
を形成する。この後の工程は実施例１と同様である。TF
D素子のＩ−Ｖ特性は、第５図に示すように、実施例１
とほぼ同じでる。
２上に、金属電極としてCrを1000Å形成し、フォトリソ
グラフィ法により島状にパターン化しリード電極３を形
成した後の工程を以下のように変更する。SiH4とN2の混
合ガスから窒化シリコン層４を1200Å形成したのち、Si
H4ガスにPH3ガスまたはAsH3を１％混合したガスを用い
てグロー放電分解法により100〜300Åのリンまたはヒ素
をドープしたｎ型シリコン非晶質層６、SiH4ガスにB2H6
を１％混合したガスを用いてグロー放電分解法によりガ
ラス基板上に100〜300Åのホウ素をドープしたｐ型シリ
コン非晶質層５、つづいてSiH4とN2の混合ガスから窒化
シリコン層13を1200Å形成することにより、SiNX/n−Si
/p−Si/SiNXの４層構造を形成する。このときの窒化シ
リコン層を形成するときのガス混合比SiH4/N2は0.08で
あった。その後上部電極７としてCrを1000Å形成しフォ
トリソグラフィ法によりパターン化し、TFD素子アレイ
を形成する。この後の工程は実施例１と同様である。TF
D素子のＩ−Ｖ特性は、第５図に示すように、実施例１
とほぼ同じでる。
本実施例を用いて形成された640×400素子のTFD−LCD
の画像評価を行なったところコントラスト20:1以上、フ
リッカー−30dBと従来の窒化シリコンの単層構造のTFD
−LCDの−20dBに比べて改善されていることが明らかに
なった。
の画像評価を行なったところコントラスト20:1以上、フ
リッカー−30dBと従来の窒化シリコンの単層構造のTFD
−LCDの−20dBに比べて改善されていることが明らかに
なった。
〔実施例３〕 本実施例によりえられるTFD素子の代表例の断面図を
第３図に示す。この実施例は第１導電型をｎ型、第２導
電型をｐ型とした例である。
第３図に示す。この実施例は第１導電型をｎ型、第２導
電型をｐ型とした例である。
実施例１中で、ガラス基板１上、またはガラス保護層
２上に、金属電極としてCrを1000Å形成し、フォトリソ
グラフィ法により島状にパターン化し、リード電極３を
形成した後の工程を以下のように変更する。SiH4とN2の
混合ガスから窒化シリコン層４を1200Å形成したのち、
SiH4ガスにPH3ガスまたはAsH3を１％混合したガスを用
いてグロー放電分解法によりリンまたはヒ素をドープし
た厚さ100〜300Åのｎ型シリコン非晶質層６、SiH4ガス
にB2H6を１％混合したガスを用いてグロー放電分解法に
よりホウ素をドープした厚さ100〜300Åのｐ型シリコン
非晶質層５、SiH4ガスにPH3ガスまたはAsH3を１％混合
したガスを用いてグロー放電分解法によりリンまたはヒ
素をドープした厚さ100〜300Åのｎ型シリコン非晶質層
14、つづいてSiH4とN2の混合ガスから窒化シリコン層13
を1200Å形成することにより、SiNX/n−Si/p−Si/n−Si
/SiNXの５層構造を形成する。このときの窒化シリコン
層を形成するときのガス混合比SiH4/N2は0.08であっ
た。その後上部電極７としてCrを1000Å形成しフォトリ
ソグラフィ法によりパターン化し、TFD素子アレイを形
成する。この後の工程は実施例１と同様である。TFD素
子のＩ−Ｖ特性は、第６図に示すように、実施例１の特
性に比べて、電圧極性に対して、電流の大きさがほぼ同
じであり、又、非線形性も高い。
２上に、金属電極としてCrを1000Å形成し、フォトリソ
グラフィ法により島状にパターン化し、リード電極３を
形成した後の工程を以下のように変更する。SiH4とN2の
混合ガスから窒化シリコン層４を1200Å形成したのち、
SiH4ガスにPH3ガスまたはAsH3を１％混合したガスを用
いてグロー放電分解法によりリンまたはヒ素をドープし
た厚さ100〜300Åのｎ型シリコン非晶質層６、SiH4ガス
にB2H6を１％混合したガスを用いてグロー放電分解法に
よりホウ素をドープした厚さ100〜300Åのｐ型シリコン
非晶質層５、SiH4ガスにPH3ガスまたはAsH3を１％混合
したガスを用いてグロー放電分解法によりリンまたはヒ
素をドープした厚さ100〜300Åのｎ型シリコン非晶質層
14、つづいてSiH4とN2の混合ガスから窒化シリコン層13
を1200Å形成することにより、SiNX/n−Si/p−Si/n−Si
/SiNXの５層構造を形成する。このときの窒化シリコン
層を形成するときのガス混合比SiH4/N2は0.08であっ
た。その後上部電極７としてCrを1000Å形成しフォトリ
ソグラフィ法によりパターン化し、TFD素子アレイを形
成する。この後の工程は実施例１と同様である。TFD素
子のＩ−Ｖ特性は、第６図に示すように、実施例１の特
性に比べて、電圧極性に対して、電流の大きさがほぼ同
じであり、又、非線形性も高い。
本実施例を用いて形成された640×400素子のTFD−LCD
の画像評価を行なったところコントラスト30:1以上、フ
リッカー−40dBと従来の窒化シリコンの単層構造のTFD
−LCDの−20dBに比べて大幅に改善されていることが明
らかになった。
の画像評価を行なったところコントラスト30:1以上、フ
リッカー−40dBと従来の窒化シリコンの単層構造のTFD
−LCDの−20dBに比べて大幅に改善されていることが明
らかになった。
〔実施例４〕 本実施例によりえられるTFD素子の代表例の断面図を
第４図に示す。この実施例は第１導電型をｐ型、第２導
電型をｎ型とした例である。
第４図に示す。この実施例は第１導電型をｐ型、第２導
電型をｎ型とした例である。
実施例１中で、ガラス基板１上、またはガラス保護層
２上に、金属電極としてCrを1000Å形成し、フォトリソ
グラフィ法により島状にパターン化し、リード電極３を
形成した後の工程を以下のように変更する。SiH4とN2の
混合ガスから窒化シリコン層４を1200Å形成したのち、
SiH4ガスにB2H6を１％混合したガスを用いてグロー放電
分解法によりホウ素をドープした厚さ100〜300Åのｐ型
シリコン非晶質層５、SiH4ガスにPH3ガスまたはAsH3を
１％混合したガスを用いてグロー放電分解法によりリン
またはヒ素をドープした厚さ100〜300Åのｎ型シリコン
非晶質層６、SiH4ガスにB2H6を１％混合したガスを用い
てグロー放電分解法によりホウ素をドープした厚さ100
〜300Åのｐ型シリコン非晶質層15、つづいてSiH4とN2
の混合ガスから窒化シリコン層13を1200Å形成すること
により、SiNX/p−Si/n−Si/SiNXの５層構造を形成す
る。このときの窒化シリコン層を形成するときのガス混
合比SiH4/N2は0.08であった。その後上部電極７としてC
rを1000Å形成し、フォトリソグラフィ法によりパター
ン化し、TFD素子アレイを形成する。この後の工程は実
施例１と同様である。TFD Ｉ−Ｖ特性は、第６図に示
すように、実施例３とほぼ同じである。
２上に、金属電極としてCrを1000Å形成し、フォトリソ
グラフィ法により島状にパターン化し、リード電極３を
形成した後の工程を以下のように変更する。SiH4とN2の
混合ガスから窒化シリコン層４を1200Å形成したのち、
SiH4ガスにB2H6を１％混合したガスを用いてグロー放電
分解法によりホウ素をドープした厚さ100〜300Åのｐ型
シリコン非晶質層５、SiH4ガスにPH3ガスまたはAsH3を
１％混合したガスを用いてグロー放電分解法によりリン
またはヒ素をドープした厚さ100〜300Åのｎ型シリコン
非晶質層６、SiH4ガスにB2H6を１％混合したガスを用い
てグロー放電分解法によりホウ素をドープした厚さ100
〜300Åのｐ型シリコン非晶質層15、つづいてSiH4とN2
の混合ガスから窒化シリコン層13を1200Å形成すること
により、SiNX/p−Si/n−Si/SiNXの５層構造を形成す
る。このときの窒化シリコン層を形成するときのガス混
合比SiH4/N2は0.08であった。その後上部電極７としてC
rを1000Å形成し、フォトリソグラフィ法によりパター
ン化し、TFD素子アレイを形成する。この後の工程は実
施例１と同様である。TFD Ｉ−Ｖ特性は、第６図に示
すように、実施例３とほぼ同じである。
本実施例を用いて形成された640×400素子のTFD−LCD
の画像評価を行なったところコントラスト30:1以上、フ
リッカー−40dBと従来の窒化シリコンの単層構造のTFD
−LCDの−20dBに比べて大幅に改善されていることが明
らかになった。
の画像評価を行なったところコントラスト30:1以上、フ
リッカー−40dBと従来の窒化シリコンの単層構造のTFD
−LCDの−20dBに比べて大幅に改善されていることが明
らかになった。
尚、実施例では電極に接した窒化シリコン膜の間に挾
まれた２層構造や３層構造を構成する材料は非晶質シリ
コンを用いたが、この非晶質シリコンに替えて窒化シリ
コンを用いてもよい。すなわち、窒化シリコンは製造条
件によりSi3N4にはならず、窒素が多く含まれるもの、
あるいはシリコンが多く含まれるもの等ができる。この
うちシリコンを多く含むものは導電性があり上述の非晶
質シリコンと同じような特性を得られるので不純物をド
ープした窒化シリコンで前述の２層構造,3層構造を形成
しても非晶質シリコンの場合と同じような効果が得られ
る。
まれた２層構造や３層構造を構成する材料は非晶質シリ
コンを用いたが、この非晶質シリコンに替えて窒化シリ
コンを用いてもよい。すなわち、窒化シリコンは製造条
件によりSi3N4にはならず、窒素が多く含まれるもの、
あるいはシリコンが多く含まれるもの等ができる。この
うちシリコンを多く含むものは導電性があり上述の非晶
質シリコンと同じような特性を得られるので不純物をド
ープした窒化シリコンで前述の２層構造,3層構造を形成
しても非晶質シリコンの場合と同じような効果が得られ
る。
以上説明したように、本発明によれば対称性がよく、
非線形性が高く、高電圧印加時の電流制限効果の優れた
薄膜二端子素子特性が得られるので大容量でフリッカー
の少なく、画像欠陥がなく、高歩留り、高コントラス
ト、高諧調の液晶表示装置を提供することができる。
非線形性が高く、高電圧印加時の電流制限効果の優れた
薄膜二端子素子特性が得られるので大容量でフリッカー
の少なく、画像欠陥がなく、高歩留り、高コントラス
ト、高諧調の液晶表示装置を提供することができる。
第１図，第２図，第３図，第４図は本発明によるTFD−L
CDの実施例の断面図、第５図，第６図は本発明による薄
膜二端子素子と従来例による薄膜二端子素子の電圧−電
流特性を示す図である。 １……下部ガラス基板、2,9……ガラス保護膜、３……
リード電極、5,15……ｐ型シリコン非晶質層、4,13……
窒化シリコン層、6,14……ｎ型シリコン非晶質層、７…
…上部電極、８……上部ガラス基板、10……上部透明電
極、11……液晶、12……下部透明電極。
CDの実施例の断面図、第５図，第６図は本発明による薄
膜二端子素子と従来例による薄膜二端子素子の電圧−電
流特性を示す図である。 １……下部ガラス基板、2,9……ガラス保護膜、３……
リード電極、5,15……ｐ型シリコン非晶質層、4,13……
窒化シリコン層、6,14……ｎ型シリコン非晶質層、７…
…上部電極、８……上部ガラス基板、10……上部透明電
極、11……液晶、12……下部透明電極。
Claims (2)
- 【請求項１】帯状の透明電極が複数本形成されている基
板と、金属−窒化シリコン膜−金属積層構造を有する薄
膜二端子素子がマトリクス状に形成されている基板との
間に液晶を挾持して成る薄膜二端子素子型アクティブマ
トリクス液晶表示装置において、前記窒化シリコン膜の
間に、第１導電型を示す不純物がドープされたシリコン
または窒化シリコンと、第２導電型を示す不純物がドー
プされたシリコンまたは窒化シリコンとから成る２層構
造を挾んだことを特徴とする薄膜二端子素子型アクティ
ブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項２】帯状の透明電極が複数本形成されている基
板と、金属−窒化シリコン膜−金属積層構造を有する薄
膜二端子素子がマトリクス状に形成されている基板との
間に液晶を挾持して成る薄膜二端子素子型アクティブマ
トリクス液晶装置において、前記窒化シリコン膜の間
に、第１導電型を示す不純物がドープしたシリコンまた
は窒化シリコンで第２導電型を示す不純物をドープした
シリコンまたは窒化シリコンを挾んだ３層構造を挾んだ
ことを特徴とする薄膜二端子素子型アクティブマトリク
ス液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1913689A JP2737975B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1913689A JP2737975B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198432A JPH02198432A (ja) | 1990-08-06 |
| JP2737975B2 true JP2737975B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=11991044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1913689A Expired - Lifetime JP2737975B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 薄膜二端子素子型アクティブマトリクス液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737975B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2659473B2 (ja) * | 1990-09-28 | 1997-09-30 | 富士通株式会社 | 表示パネル駆動回路 |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1913689A patent/JP2737975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02198432A (ja) | 1990-08-06 |
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