JP2758911B2 - 薄膜二端子素子 - Google Patents
薄膜二端子素子Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクティブマトリックス型液晶表示装置ある
いはフラットパネルディスプレイ等のスイッチング素子
通に使用される薄膜二端子素子に関する。
いはフラットパネルディスプレイ等のスイッチング素子
通に使用される薄膜二端子素子に関する。
薄膜二端子素子の代表的なものにMIM素子がある。こ
のMIM素子は典型的には下部電極としてTa、絶縁膜とし
てTa2O5（陽極酸化膜）、上部電極としてCr又はCr/ITO
を用いた構成となっており、特に液晶表示装置のスイッ
チング素子に利用する場合にはCr/ITOが画素電極を兼ね
ており、２層が連続して形成れるものである。さらに、
極性の対称性を得るために300〜500℃程度の熱処理を行
うことが特開昭62−62333号公報発明で提案されてい
る。また、特開昭61−269219号公報、日経エレクトロニ
クス1987年１月12日号では、絶縁膜としてプラズマCVD
法によるSiNxを用いたものが提案されている。この層構
成は下部電極（画素電極）としてITO、絶縁膜としてSiN
x、上部殿去としてCrを用いている。
のMIM素子は典型的には下部電極としてTa、絶縁膜とし
てTa2O5（陽極酸化膜）、上部電極としてCr又はCr/ITO
を用いた構成となっており、特に液晶表示装置のスイッ
チング素子に利用する場合にはCr/ITOが画素電極を兼ね
ており、２層が連続して形成れるものである。さらに、
極性の対称性を得るために300〜500℃程度の熱処理を行
うことが特開昭62−62333号公報発明で提案されてい
る。また、特開昭61−269219号公報、日経エレクトロニ
クス1987年１月12日号では、絶縁膜としてプラズマCVD
法によるSiNxを用いたものが提案されている。この層構
成は下部電極（画素電極）としてITO、絶縁膜としてSiN
x、上部殿去としてCrを用いている。
しかしながら、絶縁膜として陽極酸化膜を用いたMIM
素子においては、（１）は絶縁膜が下部金属の陽極酸化
膜に得られるため、その物性値の制御、ひいてはMIM素
子特性の制御を任意に行うことは不可能である。（２）
300〜500℃程度の熱処理が必要であるため、用いる基板
材質が耐熱性の高いものに限定される。（３）は比誘電
率が高いため、液晶表示装置のスイッチング素子として
用いる場合、（MIM容量／液晶容量＜1/10という制約か
ら）素子面積を小さくする必要があり、高度な微細加工
が要求される、等の欠点を有している。また、絶縁膜と
してSiNxを用いたMIM素子においては上記（１）及び
（３）の欠点は解消されるものの、成膜温度が300℃程
度と高いため、上記（２）と同様の問題がある。さら
に、ダスト等によるピンホールが発生しやすく歩留りが
低下するという問題点を有している。
素子においては、（１）は絶縁膜が下部金属の陽極酸化
膜に得られるため、その物性値の制御、ひいてはMIM素
子特性の制御を任意に行うことは不可能である。（２）
300〜500℃程度の熱処理が必要であるため、用いる基板
材質が耐熱性の高いものに限定される。（３）は比誘電
率が高いため、液晶表示装置のスイッチング素子として
用いる場合、（MIM容量／液晶容量＜1/10という制約か
ら）素子面積を小さくする必要があり、高度な微細加工
が要求される、等の欠点を有している。また、絶縁膜と
してSiNxを用いたMIM素子においては上記（１）及び
（３）の欠点は解消されるものの、成膜温度が300℃程
度と高いため、上記（２）と同様の問題がある。さら
に、ダスト等によるピンホールが発生しやすく歩留りが
低下するという問題点を有している。
本発明は上記の如く従来技術のもつ問題点を解決する
とともに、長期安定性のある薄膜二端子素子を提供する
ことを第１の目的とするものである。
とともに、長期安定性のある薄膜二端子素子を提供する
ことを第１の目的とするものである。
さらに、液晶表示装置のスイッチング素子として用い
る場合、透明電極（画素電極）上に二端子素子の下部電
極用材料が積層された後、フォトリソエッチングされる
工程を有するが、その際の現像過程で透明電極に欠陥が
生じる場合がある。本発明の第２の目的は透明電極に欠
損の生ずることのない薄膜二端子素子を提供することに
ある。
る場合、透明電極（画素電極）上に二端子素子の下部電
極用材料が積層された後、フォトリソエッチングされる
工程を有するが、その際の現像過程で透明電極に欠陥が
生じる場合がある。本発明の第２の目的は透明電極に欠
損の生ずることのない薄膜二端子素子を提供することに
ある。
本発明の薄膜二端子素子は絶縁基板上に下部金属電
極、絶縁膜及び上部金属電極を設けた薄膜二端子素子に
おいて、絶縁膜が炭素原子及び水素原子を主な組織形成
元素とし非非晶質あるいは微結晶質の少なくとも一方を
含む硬質炭素により形成され、かつ上部金属電極は室温
における酸化物生成の標準自由エネルギーがH2Oもしく
はCO2生成の標準自由エネルギーと同等もしくはそれ以
上である金属により形成されたこと、及びこれらにさら
に下部金属電極としてその一部が透明電極と重なるよう
に設けられ、この下部金属電極が水溶液中での標準電極
電位が透明電極のそれと同様もしくはそれ以上の金属に
より形成されたことを特徴とするものである。
極、絶縁膜及び上部金属電極を設けた薄膜二端子素子に
おいて、絶縁膜が炭素原子及び水素原子を主な組織形成
元素とし非非晶質あるいは微結晶質の少なくとも一方を
含む硬質炭素により形成され、かつ上部金属電極は室温
における酸化物生成の標準自由エネルギーがH2Oもしく
はCO2生成の標準自由エネルギーと同等もしくはそれ以
上である金属により形成されたこと、及びこれらにさら
に下部金属電極としてその一部が透明電極と重なるよう
に設けられ、この下部金属電極が水溶液中での標準電極
電位が透明電極のそれと同様もしくはそれ以上の金属に
より形成されたことを特徴とするものである。
このような本発明は従来のMIM素子の欠点がその絶縁
膜の材料に起因していることから、本発明者らはこれら
の欠点を解消すべく各種材料について鋭意検討を重ねた
結果、絶縁膜として硬質炭素膜が最適であり、それとと
もに上部金属電極材料あるいは下部金属電極材料の有す
べき特性を見出したことに基づき、本発明を完成したも
のである。
膜の材料に起因していることから、本発明者らはこれら
の欠点を解消すべく各種材料について鋭意検討を重ねた
結果、絶縁膜として硬質炭素膜が最適であり、それとと
もに上部金属電極材料あるいは下部金属電極材料の有す
べき特性を見出したことに基づき、本発明を完成したも
のである。
本発明において、硬質炭素膜とは炭素原子及び水素原
子を主な組織形成元素とし非晶質あるいは微結晶質の少
なくとも一方を含む硬質炭素により形成されたものをい
い、これは通常、ｉ−Ｃ膜、ダイヤモンド状炭素膜、ダ
イヤモンド膜ないしはダイヤモンド薄膜と称されるもの
である。その作製方法及び特性は以上のようである。
子を主な組織形成元素とし非晶質あるいは微結晶質の少
なくとも一方を含む硬質炭素により形成されたものをい
い、これは通常、ｉ−Ｃ膜、ダイヤモンド状炭素膜、ダ
イヤモンド膜ないしはダイヤモンド薄膜と称されるもの
である。その作製方法及び特性は以上のようである。
作製装置としては、例えば平行平板型プラズマCVD装
置が使用される。まず、膜を形成すべき基板はセルフバ
イアスのため正イオンの衝撃が促進されるRF給電側に取
付けられる。このような装置にCH4,C2H6,C3H8又はC4H10
等のパラフィン系炭化水素と水素とを混合した原料ガス
を導入、平行平板電極間に13.56MHzの高周波電界を印加
するとグロー放電が発生する。なお原料ガスとしてはオ
レフィン系炭化水素、アセチレン系炭化水素、ジオレフ
ィン系炭化水素、更には芳香族炭化水素など全ての炭化
水素と水素との混合ガスが適用可能である。このグロー
放電により原料ガスはラジカルとイオンとに分解され反
応することによって、基板上に炭素原子Ｃと水素原子Ｈ
とからなるアモルファス（非晶質）及び微結晶質（結晶
の大きさは数10Å〜数μｍ）の少くとも一方を含む硬質
炭素膜が堆積する。この時の反応条件を第１表に、また
硬質炭素膜の特性を第２表に示す。
置が使用される。まず、膜を形成すべき基板はセルフバ
イアスのため正イオンの衝撃が促進されるRF給電側に取
付けられる。このような装置にCH4,C2H6,C3H8又はC4H10
等のパラフィン系炭化水素と水素とを混合した原料ガス
を導入、平行平板電極間に13.56MHzの高周波電界を印加
するとグロー放電が発生する。なお原料ガスとしてはオ
レフィン系炭化水素、アセチレン系炭化水素、ジオレフ
ィン系炭化水素、更には芳香族炭化水素など全ての炭化
水素と水素との混合ガスが適用可能である。このグロー
放電により原料ガスはラジカルとイオンとに分解され反
応することによって、基板上に炭素原子Ｃと水素原子Ｈ
とからなるアモルファス（非晶質）及び微結晶質（結晶
の大きさは数10Å〜数μｍ）の少くとも一方を含む硬質
炭素膜が堆積する。この時の反応条件を第１表に、また
硬質炭素膜の特性を第２表に示す。
なお誘電率は５以下と低い。
こうして形成される硬質炭素膜はIR吸収法及びラマン
分光法による分析の欠格、炭素原子がSP3の混成軌道とS
P2の混成軌道とを形成した原子間剣豪が混在しているこ
とが明らかになっている。なお、硬質炭素膜にはSP3を
主体としてSP2を含むものと、SP2を主体としてSP3を含
むものとがある。
分光法による分析の欠格、炭素原子がSP3の混成軌道とS
P2の混成軌道とを形成した原子間剣豪が混在しているこ
とが明らかになっている。なお、硬質炭素膜にはSP3を
主体としてSP2を含むものと、SP2を主体としてSP3を含
むものとがある。
いずれにしても以上のような方法ではRF出力が小さく
圧力が低いほど膜の比抵抗値および硬度が増加し、水素
混合比が大きいほど屈折率が増加して欠陥密度が減少
し、良質な硬質炭素膜を得ることができる。なおこうし
て得られるMIM素子に適した硬質炭素膜はSP3結合の占め
る割合が100〜数％の広い範囲に亘り、また微結晶の粒
径は数10Å〜数μｍの範囲である。
圧力が低いほど膜の比抵抗値および硬度が増加し、水素
混合比が大きいほど屈折率が増加して欠陥密度が減少
し、良質な硬質炭素膜を得ることができる。なおこうし
て得られるMIM素子に適した硬質炭素膜はSP3結合の占め
る割合が100〜数％の広い範囲に亘り、また微結晶の粒
径は数10Å〜数μｍの範囲である。
さらに、この方法は常温〜150℃程度の比較的低い温
度条件でも同様に良質の硬質炭素膜を形成できるという
特徴を有しているため、MIM素子製造プロセスの低温化
には最適であり、使用する基板材料の選択自由度が広が
る。
度条件でも同様に良質の硬質炭素膜を形成できるという
特徴を有しているため、MIM素子製造プロセスの低温化
には最適であり、使用する基板材料の選択自由度が広が
る。
なお、この例ではプラズマCVD法を使用したが、同じ
原料ガスを用いたイオンビーム法等によってもほぼ同様
に良質の膜を形成することができる。
原料ガスを用いたイオンビーム法等によってもほぼ同様
に良質の膜を形成することができる。
次に本発明の薄膜二端子素子の製造例を第１図に基づ
き説明する。まず、透明絶縁基板（図示せず）上に下部
電極１としてAl,Ta,Ti,Cr,Ni,Cu,Au,Ag,W,Mo,Pt,Ni−Cr
等の導電性薄膜をスパッタリング、蒸着等の方法によ
り、200〜3000Å程度の厚さに成膜し、所定のパターン
にエッチングする。次に絶縁膜２として硬質炭素膜をプ
ラズマCVD法あるいはイオンビーム法によって通常300〜
3000Å程度の厚さに成膜したのち、所定のパターンにエ
ッチングする。エッチングの方法としては、ドライエッ
チング法が好ましく用いられる。最後に上部電極３とし
て導電性薄膜をスパッタリング、蒸着等の方法により20
0〜3000Å程度の厚さに成膜し、所定のパターンにエッ
チングする。こうして得られた素子の電流−電圧特性は
第２図のごとく示される。左はＩ−Ｖ、右は 特性である。図より良好な対称性及び非線形特性が得ら
れていることがわかる。このような特性は基本的には上
下電極に使用される材料によって変化することはない。
しかし、特性の長期安定性、具体的にはon電流（例えば
5V印加時の電流）値の経時変化は上部電極の材料によっ
て差異があった。
き説明する。まず、透明絶縁基板（図示せず）上に下部
電極１としてAl,Ta,Ti,Cr,Ni,Cu,Au,Ag,W,Mo,Pt,Ni−Cr
等の導電性薄膜をスパッタリング、蒸着等の方法によ
り、200〜3000Å程度の厚さに成膜し、所定のパターン
にエッチングする。次に絶縁膜２として硬質炭素膜をプ
ラズマCVD法あるいはイオンビーム法によって通常300〜
3000Å程度の厚さに成膜したのち、所定のパターンにエ
ッチングする。エッチングの方法としては、ドライエッ
チング法が好ましく用いられる。最後に上部電極３とし
て導電性薄膜をスパッタリング、蒸着等の方法により20
0〜3000Å程度の厚さに成膜し、所定のパターンにエッ
チングする。こうして得られた素子の電流−電圧特性は
第２図のごとく示される。左はＩ−Ｖ、右は 特性である。図より良好な対称性及び非線形特性が得ら
れていることがわかる。このような特性は基本的には上
下電極に使用される材料によって変化することはない。
しかし、特性の長期安定性、具体的にはon電流（例えば
5V印加時の電流）値の経時変化は上部電極の材料によっ
て差異があった。
第３表に各種上部電極材料の７日間保存後のon電流値
の初期値に対する割合（I/Io）を、室温における酸化物
生成の標準自由エネルギー（ΔＦ）とともに示した。Δ
Ｆが小さい材料では、ΔＦの減少にともなってI/Ioが小
さくなる、すなわち経時変化が大きくなっているが、Δ
Ｆが大きい材料ではその値によらずほぼ一定であること
がわかる。そのしきい値は概ねCO2もしくはH2OのΔＦ程
度とみなすことができる。このことから、特性の経時変
化は上部電極材料の酸化に起因していることがわかる。
酸素源としては、空気中の水蒸気あるいは、硬質炭素膜
表面の吸着層等が考えられ、上部電極金属の酸化物がそ
れらより安定である場合には酸化が進行し、特性の経時
変化を生じせしめると考えられる。したがって、本発明
の二端子素子の上部電極は、室温における酸化物生成の
標準自由エネルギーがCO2もしくはH2Oのそれと同等もし
くはそれより大きい金属、例えばAg,Au,Cu,Ni,Pt等によ
って形成される。なお、下部及び上部電極はそれぞれ１
層でもよいし、２層以上を積層して形成してもよい。そ
の場合、本発明で限定される上部電極材料は最下部、す
なわち硬質炭素膜の直上に位置する層に使用されるもの
をさすのであって、それより上部の構成材料は特に限定
されない。
の初期値に対する割合（I/Io）を、室温における酸化物
生成の標準自由エネルギー（ΔＦ）とともに示した。Δ
Ｆが小さい材料では、ΔＦの減少にともなってI/Ioが小
さくなる、すなわち経時変化が大きくなっているが、Δ
Ｆが大きい材料ではその値によらずほぼ一定であること
がわかる。そのしきい値は概ねCO2もしくはH2OのΔＦ程
度とみなすことができる。このことから、特性の経時変
化は上部電極材料の酸化に起因していることがわかる。
酸素源としては、空気中の水蒸気あるいは、硬質炭素膜
表面の吸着層等が考えられ、上部電極金属の酸化物がそ
れらより安定である場合には酸化が進行し、特性の経時
変化を生じせしめると考えられる。したがって、本発明
の二端子素子の上部電極は、室温における酸化物生成の
標準自由エネルギーがCO2もしくはH2Oのそれと同等もし
くはそれより大きい金属、例えばAg,Au,Cu,Ni,Pt等によ
って形成される。なお、下部及び上部電極はそれぞれ１
層でもよいし、２層以上を積層して形成してもよい。そ
の場合、本発明で限定される上部電極材料は最下部、す
なわち硬質炭素膜の直上に位置する層に使用されるもの
をさすのであって、それより上部の構成材料は特に限定
されない。
ところで、液晶表示装置のスイッチング素子として用
いて好適な薄膜二端子素子の構成を示すと第３図のごと
くである。すなわち、二端子素子の下部電極はその一部
が透明電極（画素電極）と重なるように配設される。次
に、製造方法を説明する。まず、透明絶縁基板（図示せ
ず）上に透明電極４として、ITO、ZnO:Al、In2O3、SnO2
等の透明導電性薄膜をスパッタリング、蒸着等の方法に
より300〜2000Å程度の厚さに成膜し、所定のパターン
にエッチングする。次に下部電極１として、導電性薄膜
をスパッタリング、蒸着等の方法により、200〜3000Å
程度の厚さに成膜し、所定のパターンにエッチングす
る。この際、導電性薄膜が例えばAlの場合には、フォト
リソグラフィック工程の現像時に透明電極が現像液中で
発泡し、数10μｍ大の欠損が透明電極に多数発生した。
このような透明電極の欠損は表示欠陥につながり好まし
くない。透明電極の発泡が生ずる原因として、局部電池
反応が考えられる。透明電極をITO、下部電極用導電性
薄膜をAlとする。ITOをInで代用して各々の水溶液中で
の標準電極電位（E0）を示すと、 Al3+＋3e-＝Al E0＝−1.68V In3+＋3e-＝In E0＝−0.34V Alは溶解し、ITOはAl側で発生した電子を消費する反応 2H2O＋2e-＝2OH-＋H2 が起る電位まで分極される。H2ガスの発生により、ITO
が発泡するとともに還元反応により溶出し、欠損を生じ
ると考えられる。
いて好適な薄膜二端子素子の構成を示すと第３図のごと
くである。すなわち、二端子素子の下部電極はその一部
が透明電極（画素電極）と重なるように配設される。次
に、製造方法を説明する。まず、透明絶縁基板（図示せ
ず）上に透明電極４として、ITO、ZnO:Al、In2O3、SnO2
等の透明導電性薄膜をスパッタリング、蒸着等の方法に
より300〜2000Å程度の厚さに成膜し、所定のパターン
にエッチングする。次に下部電極１として、導電性薄膜
をスパッタリング、蒸着等の方法により、200〜3000Å
程度の厚さに成膜し、所定のパターンにエッチングす
る。この際、導電性薄膜が例えばAlの場合には、フォト
リソグラフィック工程の現像時に透明電極が現像液中で
発泡し、数10μｍ大の欠損が透明電極に多数発生した。
このような透明電極の欠損は表示欠陥につながり好まし
くない。透明電極の発泡が生ずる原因として、局部電池
反応が考えられる。透明電極をITO、下部電極用導電性
薄膜をAlとする。ITOをInで代用して各々の水溶液中で
の標準電極電位（E0）を示すと、 Al3+＋3e-＝Al E0＝−1.68V In3+＋3e-＝In E0＝−0.34V Alは溶解し、ITOはAl側で発生した電子を消費する反応 2H2O＋2e-＝2OH-＋H2 が起る電位まで分極される。H2ガスの発生により、ITO
が発泡するとともに還元反応により溶出し、欠損を生じ
ると考えられる。
上記の反応は、下部電極用材料のE0が透明電極材料の
それと同程度かそれより高ければ起らないと考えられ
る。したがって、本発明の二端子素子の下部電極は、水
溶液中での標準電極電位が、透明電極のそれと同等もし
くはそれより高い金属、画素電極がITOの場合、例えばN
i,Cu,Ag,Au,Pt,Mo,Cr等によって形成される。
それと同程度かそれより高ければ起らないと考えられ
る。したがって、本発明の二端子素子の下部電極は、水
溶液中での標準電極電位が、透明電極のそれと同等もし
くはそれより高い金属、画素電極がITOの場合、例えばN
i,Cu,Ag,Au,Pt,Mo,Cr等によって形成される。
なお、下部及び上部電極はそれぞれ１層でもよいし、
２層以上を積層して形成してもよい。その場合、本発明
で限定される下部電極材料は最下部、すなわち透明電極
の直上に位置する層に使用されるものをさす。
２層以上を積層して形成してもよい。その場合、本発明
で限定される下部電極材料は最下部、すなわち透明電極
の直上に位置する層に使用されるものをさす。
実施例１ 本発明の第１の実施例を第４図に基づき説明する。ラ
スチック、ガラス等の透明絶縁基板５上に、膜厚1000Å
のAl膜を抵抗加熱蒸着法により形成し、エッチングによ
りパターン化して下部電極１とした（第４図（ａ））。
次に、プラズマCVD法により膜厚500Åの硬質炭素膜を形
成し、ドライエッチングによりパターン化して絶縁膜２
とした（第４図（ｂ））。次いで、EB蒸着法により膜厚
500ÅのPt膜を形成し、イオンビームエッチングにより
パターン化して上部電極３とした（第４図（ｃ））。
スチック、ガラス等の透明絶縁基板５上に、膜厚1000Å
のAl膜を抵抗加熱蒸着法により形成し、エッチングによ
りパターン化して下部電極１とした（第４図（ａ））。
次に、プラズマCVD法により膜厚500Åの硬質炭素膜を形
成し、ドライエッチングによりパターン化して絶縁膜２
とした（第４図（ｂ））。次いで、EB蒸着法により膜厚
500ÅのPt膜を形成し、イオンビームエッチングにより
パターン化して上部電極３とした（第４図（ｃ））。
実施例２ 本発明の第２の実施例を第５図に基づき説明する。プ
ラスチック、ガラス等の透明絶縁基板５上に膜厚500Å
のITO膜をスパッタ法により形成し、エッチングにより
パターン化して透明電極４とした（第５図（ａ））。次
に、膜厚1000ÅのNi膜を抵抗加熱蒸着法により形成し、
エッチングによりパターン化した（第５図（ｂ））。こ
の際、次いで形成される硬質炭素膜とITOとの反応を避
けるために、Ni膜１′は透明電極全面でカバーするよう
にパターン化される。次いで、プラズマCVD法により膜
厚800Åの硬質炭素膜を形成し、ドライエッチングによ
りパターン化して絶縁膜２として（第５図（ｃ））、さ
らにNi膜１′をエッチングし、下部電極１とした（第５
図（ｄ））。最後に抵抗加熱蒸着法によって、膜厚700
ÅのAg膜を形成し、エッチングによりパターン化して上
部電極３とした（第５図（ｄ））。
ラスチック、ガラス等の透明絶縁基板５上に膜厚500Å
のITO膜をスパッタ法により形成し、エッチングにより
パターン化して透明電極４とした（第５図（ａ））。次
に、膜厚1000ÅのNi膜を抵抗加熱蒸着法により形成し、
エッチングによりパターン化した（第５図（ｂ））。こ
の際、次いで形成される硬質炭素膜とITOとの反応を避
けるために、Ni膜１′は透明電極全面でカバーするよう
にパターン化される。次いで、プラズマCVD法により膜
厚800Åの硬質炭素膜を形成し、ドライエッチングによ
りパターン化して絶縁膜２として（第５図（ｃ））、さ
らにNi膜１′をエッチングし、下部電極１とした（第５
図（ｄ））。最後に抵抗加熱蒸着法によって、膜厚700
ÅのAg膜を形成し、エッチングによりパターン化して上
部電極３とした（第５図（ｄ））。
実施例３ 本発明の第３の実施例を第６図に基づき説明する。プ
ラスチック、ガラス等の透明絶縁基板５上に膜厚700Å
のITO膜をEB蒸着法により形成し、エッチングによりパ
ターン化して透明電極４とした（第６図（ａ））。次
に、抵抗加熱蒸着法により膜厚1000ÅのCr膜１を形成
し、エッチングによりパターン化した（第６図
（ｂ））。次いで、抵抗加熱蒸着法により膜厚700ÅのA
l膜６′を形成し、エッチングによりパターン化した
（第６図（ｃ））。次に、プラズマCVD法により膜厚800
Åの硬質炭素膜を形成し、ドライエッチングによりパタ
ーン化して絶縁膜２とし（第６図（ｄ））、さらにAl膜
６′及びCr膜１′をエッチングして下部電極６及び１と
した（第６図（ｅ））。最後に抵抗加熱蒸着法によっ
て、膜厚1000ÅのNi膜を形成し、エッチングによりパタ
ーン化して上部電極３とした（第６図（ｆ））。
ラスチック、ガラス等の透明絶縁基板５上に膜厚700Å
のITO膜をEB蒸着法により形成し、エッチングによりパ
ターン化して透明電極４とした（第６図（ａ））。次
に、抵抗加熱蒸着法により膜厚1000ÅのCr膜１を形成
し、エッチングによりパターン化した（第６図
（ｂ））。次いで、抵抗加熱蒸着法により膜厚700ÅのA
l膜６′を形成し、エッチングによりパターン化した
（第６図（ｃ））。次に、プラズマCVD法により膜厚800
Åの硬質炭素膜を形成し、ドライエッチングによりパタ
ーン化して絶縁膜２とし（第６図（ｄ））、さらにAl膜
６′及びCr膜１′をエッチングして下部電極６及び１と
した（第６図（ｅ））。最後に抵抗加熱蒸着法によっ
て、膜厚1000ÅのNi膜を形成し、エッチングによりパタ
ーン化して上部電極３とした（第６図（ｆ））。
上記実施例のごとく作製された素子はいずれも対称性
のよい良好な非線形特性をもち、また特性の経時変化も
小さいのであり、アニール処理を行うことでそれはほぼ
皆無となった。さらに、透明電極の欠損等もなく、これ
をスイッチング素子として用いた液晶表示装置は表示品
質の優れたものであった。
のよい良好な非線形特性をもち、また特性の経時変化も
小さいのであり、アニール処理を行うことでそれはほぼ
皆無となった。さらに、透明電極の欠損等もなく、これ
をスイッチング素子として用いた液晶表示装置は表示品
質の優れたものであった。
以上のように本発明によれば、絶縁膜を硬質炭素膜に
よって形成しているので、高温の製造プロセスを必要と
せず、基板材料の選択自由度が広がるうえ、良好な成膜
制御性を有するので、特性制御が容易であり、しかも低
誘電率の絶縁膜を形成できるので、素子面積をそれほど
小さくしなくてもよい等の利点を有している。また、上
部電極を、室温における酸化物生成の標準自由エネルギ
ーがH2OもしくはCO2の生成のそれと同等もしくはそれよ
り大きい金属によって形成しているので、特性の長期安
定性が高いものとなる。
よって形成しているので、高温の製造プロセスを必要と
せず、基板材料の選択自由度が広がるうえ、良好な成膜
制御性を有するので、特性制御が容易であり、しかも低
誘電率の絶縁膜を形成できるので、素子面積をそれほど
小さくしなくてもよい等の利点を有している。また、上
部電極を、室温における酸化物生成の標準自由エネルギ
ーがH2OもしくはCO2の生成のそれと同等もしくはそれよ
り大きい金属によって形成しているので、特性の長期安
定性が高いものとなる。
さらに、下部電極を水溶液中での標準電極電位が透明
電極のそれと同等もしくはそれより高い金属によって形
成することにより、透明電極に欠損を生じることなく、
結晶表示装置のスイッチング素子に用いた場合、表示品
質の優れたものとなる。
電極のそれと同等もしくはそれより高い金属によって形
成することにより、透明電極に欠損を生じることなく、
結晶表示装置のスイッチング素子に用いた場合、表示品
質の優れたものとなる。
第１図は本発明に係る薄膜二端子素子の一例を示す説明
図である。 第２図は第１図に示した薄膜二端子素子の電流−電圧特
性図である。 第３図は本発明に係る薄膜二端子素子の他の例を示す説
明図である。 第４図〜第６図は本発明実施例における薄膜二端子素子
を作製する場合の工程説明図である。 １……下部電極、２……絶縁膜 ３……上部電極、４……透明電極 ５……透明絶縁基板、６……下部電極
図である。 第２図は第１図に示した薄膜二端子素子の電流−電圧特
性図である。 第３図は本発明に係る薄膜二端子素子の他の例を示す説
明図である。 第４図〜第６図は本発明実施例における薄膜二端子素子
を作製する場合の工程説明図である。 １……下部電極、２……絶縁膜 ３……上部電極、４……透明電極 ５……透明絶縁基板、６……下部電極
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁基板上に下部金属電極、絶縁膜及び上
部金属電極を設けた薄膜二端子素子において、絶縁膜が
炭素原子及び水素原子を主な組織形成元素とし非晶質あ
るいは微結晶質の少なくとも一方を含む硬質炭素により
形成され、かつ上部金属電極は室温における酸化物生成
の標準自由エネルギーがH2OもしくはCO2生成の標準自由
エネルギーと同等もしくはそれ以上である金属により形
成されたことを特徴とする薄膜二端子素子。 - 【請求項２】前記下部金属電極の一部が透明電極と重な
るように設けられ、この下部金属電極が水溶液中での標
準電極電位が透明電極のそれと同等もしくはそれ以上の
金属により形成された請求項１記載の薄膜二端子素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31139188A JP2758911B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 薄膜二端子素子 |
| US07/442,731 US5008732A (en) | 1988-12-09 | 1989-11-28 | Thin film two terminal element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31139188A JP2758911B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 薄膜二端子素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156688A JPH02156688A (ja) | 1990-06-15 |
| JP2758911B2 true JP2758911B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=18016620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31139188A Expired - Lifetime JP2758911B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 薄膜二端子素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5008732A (ja) |
| JP (1) | JP2758911B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5214416A (en) * | 1989-12-01 | 1993-05-25 | Ricoh Company, Ltd. | Active matrix board |
| DE69109547T2 (de) * | 1990-07-06 | 1996-01-18 | Seiko Epson Corp | Verfahren zur Herstellung eines Substrates für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. |
| JP3090979B2 (ja) * | 1990-09-04 | 2000-09-25 | 株式会社リコー | 基板付薄膜積層デバイスおよびその製法 |
| US5212401A (en) * | 1991-07-25 | 1993-05-18 | Kobe Steel Usa, Inc. | High temperature rectifying contact |
| US5342477A (en) * | 1993-07-14 | 1994-08-30 | Micron Display Technology, Inc. | Low resistance electrodes useful in flat panel displays |
| JPH08153379A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-06-11 | Sony Corp | 浮上型磁気ヘッド装置及びその製造方法 |
| WO2004042691A1 (ja) * | 2002-11-06 | 2004-05-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | サンプルホールド回路およびそれを用いた画像表示装置 |
| JP4629997B2 (ja) | 2003-06-02 | 2011-02-09 | 株式会社リコー | 薄膜トランジスタ及び薄膜トランジスタアレイ |
| JP4485759B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2010-06-23 | 株式会社リコー | 異常発生予測方法、状態判定装置及び画像形成装置 |
| JP5209844B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2013-06-12 | 株式会社リコー | 電子素子及びその製造方法、演算素子並びに表示素子 |
| US7508078B2 (en) * | 2005-01-06 | 2009-03-24 | Ricoh Company, Ltd. | Electronic device, method for manufacturing electronic device, contact hole of electronic device, method for forming contact hole of electronic device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2505070B1 (fr) * | 1981-01-16 | 1986-04-04 | Suwa Seikosha Kk | Dispositif non lineaire pour un panneau d'affichage a cristaux liquides et procede de fabrication d'un tel panneau d'affichage |
| JPS59131974A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-28 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶表示装置 |
| JPS60149025A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-06 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
| JPS60164724A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-27 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置 |
| JPH0617957B2 (ja) * | 1985-05-15 | 1994-03-09 | セイコー電子工業株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP2816549B2 (ja) * | 1986-10-22 | 1998-10-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 電気光学装置 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP31139188A patent/JP2758911B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-28 US US07/442,731 patent/US5008732A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02156688A (ja) | 1990-06-15 |
| US5008732A (en) | 1991-04-16 |
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