JP2964964B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電層・絶縁層・
導電層構造の非線形抵抗素子である、２端子素子（ＭＩ
Ｍ）を用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在液晶ディスプレイの画像表示方法に
は大別して単純マトリクス方式とアクティブマトリック
ス方式がある。単純マトリックス方式は互いにその方向
が直角をなすように設けられた２組の帯状電極群間に液
晶をはさんだもので、これらの帯状電極にそれぞれ駆動
回路が接続される。この方式は構造が簡単なため低価格
のシステムが実現できるがクロストークによりコントラ
ストが低いという問題がある。これに比較してアクティ
ブマトリックス方式は各画素ごとにスイッチを設け電圧
を保持するもので時分割駆動しても選択時の電圧を維持
できるので表示容量を増やせ、コントラストなど画質に
関する特性が良い半面、構造が複雑で製造コストが高い
ことが欠点である。たとえばＴＦＴ（Thin Film Transi
stor）は５枚以上のフォトマスクを使って５〜６層の薄
膜を重ねるため、歩留りを上げることが難しい。そこ
で、アクティブ素子のなかでも歩留りが上げられる、低
製造コストの２端子素子が注目されている。代表的な２
端子素子はＭＩＭ（メタル・インシュレーター・メタ
ル）である。その一般的な材料、構造を図２、図３に示
す。それぞれ素子上面図、素子断面図である。従来、素
子絶縁膜には下電極を陽極酸化したＴａＯ_xを用いてい
たが、その比誘電率が３０程度であるため、一般的な素
子大きさ５μｍ×４μm、陽極酸化膜厚が６００Åの条
件では素子キャパシタンスが０．１ｐＦにもなってしま
い、１画素分の液晶キャパシタンスの１／２以上と大き
なものとなっていた。

【０００３】しかし、これでは液晶パネルに電圧を印加
した際、液晶と素子の容量比が２以下（通常１．６程
度）であるためＭＩＭ素子に十分に電圧がかからず、ス
イッチング特性が悪くなるという問題点を有していた。
この問題点を解決する検討も以下のように実施されてき
た。

【０００４】素子の更なる微細化検討：例えば３μm
×３μm素子の検討。

【０００５】絶縁膜厚の増大検討：例えば陽極酸化絶
縁膜を１０００Åとする検討。

【０００６】しかし、については、素子基板の製造歩
留りが極端に低下してしまった。また、は、素子容量
を低下させることはできたが素子の電流−電圧特性（Ｉ
−Ｖ特性）の非直線係数（β値）が悪くなり効果として
は小さかった。

【０００７】また、従来、素子のＩ−Ｖ特性の非直線係
数（β値）は常温のβでも３．４以下であり、６０℃と
もなれば２．５程度にまで減少してしまう。かつ低電圧
域でのＭＩＭ素子抵抗は低く、常温でＲ（３Ｖ）が１×
１０¹¹Ω程度、６０℃では５×１０⁹Ω程度と小さかっ
た。

【０００８】更に、ごく最近はＴＦＴも画素分割等の冗
長設計をする様になり、製造歩留りが上がってきた。し
かし、ＭＩＭは前述した素子キャパシタンスの理由によ
り画素分割はできずにいる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上の様に素子静電容
量、β値、低電圧域での素子抵抗、それらの温度特性に
より、現在まで依然ＭＩＭパネルの表示品質はＴＦＴパ
ネルより劣るという課題を有している。更に、冗長設計
により製造歩留りの上がってきたＴＦＴパネルと製造コ
ストが変わらなくなってきたという課題も有する。

【００１０】そこで本発明はこのような課題を解決する
ものであって、その目的とするところは、アクティブマ
トリックス方式の中での２端子素子本来の特徴である低
コスト、高製造歩留りに付け加えてＴＦＴ並み、もしく
はそれ以上の画質を得ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
製造方法は、基板上に、複数の電極と、マトリックス状
に形成された画素電極と、前記電極及び前記画素電極に
電気的に接続された第１導電層−絶縁層−第２導電層構
造の非線形抵抗素子とが形成されてなる液晶表示装置の
製造方法において、基板上に、第１の不純物が添加され
た下地絶縁膜を形成する第１の工程と、前記下地絶縁膜
上に、第２の不純物が添加された導電性材料により前記
第１導電層を形成する第２の工程と、前記第１導電層の
表面を酸化することにより前記絶縁層を形成する第３の
工程と、前記絶縁層上に前記第２導電層を形成する第４
の工程と、を有することを特徴とする。また、本発明に
おいては、前記第２の工程は、前記第２の不純物の濃度
が調整された混合ガスをスパッタチャンバー内に導入し
ながら前記基板上に前記導電性材料をスパッタする工程
と、前記基板上にスパッタされた前記第２の不純物が添
加された前記導電性材料からなる層をフォトエッチング
して前記第１導電層を形成する工程と、を有することを
特徴とする。さらに、本発明においては、前記基板にＲ
Ｆバイアスを印加しながら前記導電性材料をスパッタす
ることを特徴とする。さらには、本発明においては、前
記第２の工程は、前記第２の不純物が添加された前記導
電性材料のターゲットを用いてスパッタを行う工程と、
前記基板上にスパッタされた前記第２の不純物が添加さ
れた前記導電性材料からなる層をフォトエッチングして
前記第１導電層を形成する工程と、を有することを特徴
とする。また、本発明において、前記ターゲット中の前
記第２の不純物の濃度が５〜５０ａｔ％であることを特
徴とする。さらに、上記の本発明においては、前記基板
にＲＦバイアスを印加しながら前記スパッタを行うこと
を特徴とする。

【００１２】

【００１３】素子インシュレーター（絶縁層）に添加す
る他元素（不純物）はインシュレーターの比誘電率を下
げ、β値、β値の温度特性、Ｒ（３Ｖ）等の素子特性を
改善できるものであればなんでも良い。ただし、特にそ
の効果の大きいＢｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，
Ｓ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，
Ｚｎ，Ｓｒ，Ｙ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｂａ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃ
ｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
ｍ，Ｙｂ，Ｌｕが好ましい。特に、現在、下電極は、Ｃ
Ｆ₄＋Ｏ₂のケミカルドライエッチングにてパターニング
することができるため、同時にエッチングできるＢｅ，
Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒが特に好ましい。

【００１４】インシュレーターに添加する酸化物、チッ
化物、酸チッ化物は、インシュレーターの比誘電率を下
げ、β値、β値の温度特性、Ｒ（３Ｖ）等の素子特性を
改善するものであれば何でも良い。ただし、特に、その
効果の大きいＢｅ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｒ，Ｙ，Ｓｎ，Ｂａ，Ｌａ，
Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
ｍ，Ｙｂ，Ｌｕの酸化物、チッ化物、酸チッ化物が好ま
しい。その中でも、特に、同時にケミカルドライエッチ
ングできるＢｅ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒの酸化物、チ
ッ化物、酸チッ化物が好ましい。

【００１５】

【００１６】下地絶縁膜（図１（ｂ））２は素子の基板
への密着度を向上させ、素子の絶縁破壊電圧を上昇させ
るために用いられる。また、素子インシュレーターに他
元素を添加する場合には、下電極のドライエッチング時
に基板を露出させない効果も重要となる。すなわち、基
板がドライエッチングされるとマイクロクラックが発生
し、水分の吸着が増大し、その結果、素子特性の異常を
ひきおこしやすくなるためである。よって、そのような
効果のある材料であれば何でも良いが、特に効果の大き
いＢｅ，Ｍｇ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，
Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕの酸化物、チッ化
物、酸チッ化物が好ましい。更に、素子上電極形成時、
素子端面部の上電極に切れが生ずることがある。これは
素子端面のテーパーが適当でないためで、下地絶縁膜が
下電極エッチング時にエッチングされなかったり、逆に
エッチングされすぎたりすると同じ現象が生ずる。よっ
て、適度にＣＦ₄＋Ｏ₂でエッチングされるＢｅ，Ｍｇ，
Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｔａの酸化物、チッ化物、酸チッ化
物が好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】ポジ表示用及びネガ表示用の代表
的なパネル構造をそれぞれ図８、図９に示す。図９の構
成では、液晶に電圧を印加する際、カラーフィルター層
のために電圧降下を起こし、かつカラーフィルター層の
静電容量のため見かけの液晶の静電容量が下がってしま
い、容量比がとれなくなる恐れがある。この理由によ
り、ポジ表示より比較的低電圧駆動で、４０程度のコン
トラストを得られるネガ表示を選択することになる。ネ
ガ表示にすれば、パネル構造は簡単であるものの、ポジ
表示に比較してコントラストが低く、色調が悪いという
欠点を持つ。

【００１８】一方、ポジ表示は、一般に色調が良く、コ
ントラストも高いが、高いコントラストを得るためには
ネガ表示よりも高い駆動電圧が必要となる。しかし、現
在は、図９の様な効率の悪いパネル構造でポジ表示でき
るようなＩＣが無く、図８の様な電極上付けカラーフィ
ルターを有するパネル構造にせざるを得ない。また、上
記のカラーフィルターを用いてポジ表示を行った場合、
常温においては高い画質が得られるものの、長時間駆動
させると、バックライト等の熱により高温の状態にさら
され、大幅にコントラストが低下するという問題も有し
ていた。しかし、Ｃ_CF×Ｃ_LC／〔（Ｃ_CF＋Ｃ_LC）×Ｃ
_MIM〕＞２、かつインシュレーターの比誘電率εをＴａ
Ｏ_xの比誘電率未満とすることにより、ポジ表示でも、
低温から高温にかけて高いコントラストを得ることがで
きる様になった。また、ネガ表示でも、コントラストの
向上、温度特性の向上の効果が認められている。

【００１９】以下、本発明をより具体的に説明するため
に、実施例を示す。

【００２０】（実施例１） 本発明のＭＩＭ素子の基本製造工程を図１を用いて説明
する。図１（ａ）は、加工工程を示すフローチャートで
あり、図１（ｂ）〜（ｉ）は、フローチャートに対応し
たＭＩＭ素子の断面図を示している。図１（ｂ）におい
て、基板１の上に下地絶縁膜２を形成する。基板１には
Ｂａホウケイ酸ガラスを用い、下地絶縁膜２としては、
Ｎが添加されたＴａを４００Åスパッタした。これを熱
酸化して透明ＴａＯ_x膜とすることにより下地絶縁膜は
完成する。次に（ｃ）において、下地絶縁膜２の上に、
Ｎが添加されたＴａ膜３を３５００Åスパッタし、
（ｄ）に示すように、レジスト（図示せず）を所定パタ
ーンに塗布形成した後、ＣＦ₄＋Ｏ₂ガス中でケミカルド
ライエッチングして下電極の形状３にパターニングす
る。次に、このレジストを除去し、（ｅ）に示すように
クエン酸水溶液中にて陽極酸化し、６００Åの絶縁膜、
すなわちインシュレーター４としてＴａＯ_xを形成す
る。

【００２１】この上に、（ｆ）で示すようにＣｒ５をス
パッタし、（ｇ）で示すようにレジスト（図示せず）を
所定の形に形成した後、エッチングして上電極５を形成
する。そして、レジストを除去することによりＭＩＭ素
子は完成する。

【００２２】次に、（ｈ）に示すように、ＩＴＯ６をス
パッタし、（ｉ）に示すように、（ｇ）と同様な加工を
した後エッチングしてＣｒに接続する画素電極を形成す
る。図２は、図１で示した工程で加工されたＭＩＭ素子
の一例を示した平面図であり、図３はそのA−A’断面図
である。

【００２３】このようにして作成されたＭＩＭ素子を用
いたポジ表示ＭＩＭパネルの常温コントラストと素子容
量と画素液晶容量との比の関係を、図４に示す。容量比
は素子面積、インシュレーター膜厚を一定にし、インシ
ュレーターの比誘電率εを下電極Ｔａに添加するＮ量を
変えて変化させた。

【００２４】通常、ＴａＯ_xの比誘電率εは３０程度で
あるが、容量比がとれていないため（前述したように
１．６程度）、コントラストは５０〜６０程度と低い。
しかし、比誘電率εが低下するに従い、コントラストは
向上し、飽和する。

【００２５】ここで、比誘電率εを減少させる手法の安
定性を、図１０、図１１に示す。図１０（１）は、下電
極Ｔａをスパッタする際、任意の濃度に調整されたＡｒ
−Ｎ₂混合ボンベよりガスをスパッタチャンバー中に導
入してスパッタした場合を示している。図１０（３）
は、混合ボンベを用いずＡｒとＮ₂を別々にマスフロー
メーターで流量をコントロールしながらスパッタチャン
バー内に導入、混合してスパッタしている点で（１）と
異なっている。（２）はスパッタガスをＡｒのみとして
いるが、Ｎが添加されたＴａターゲットを使用してい
る。図１０よりわかる様に、マスフローメーターによる
スパッタＮ₂濃度の微妙なコントロールは雑しく、再現
性がない。しかし、混合ボンベとＮ−Ｔａターゲットに
よる方法は係数による補正で比誘電率εの減少度合いが
全く一致し、優れた方法であることがわかる。

【００２６】また、Ｎが添加されていない通常の陽極酸
化ＴａＯ_xを形成した後、Ｎプラズマ処理を行うことに
より、ＮをＴａＯ_x中に添加する方法も検討したが、素
子Ｉ−Ｖ特性の極性差が大きくなってしまうという問題
があった。しかし比誘電率εは下がり、β値も大幅に向
上し、また電極Ｔａの低抗も増大しないという利点もあ
るため、ＭＩＭ素子を２つ直列に接続するＴａ／Ｎ−Ｔ
ａＯ_x／Ｃｒ／Ｔａ／Ｎ−ＴａＯ_x／Ｃｒにより極性差を
キャンセルさせれば特性の良い素子を得られる。

【００２７】また、図１１におけるＳｉ添加は、Ｔａタ
ーゲット上にＳｉチップを置くチップオンターゲット法
にてＳｉ添加Ｔａをスパッタし、その後陽極酸化してい
るが、特性は安定している。コントラストが向上する際
の素子特性はβ値に関しては図６、図７より常温でβ⁺
≧４．０、β^-≧３．２（β⁺は下電極Ｔａをプラスに電
圧印加した場合のβ、β^-は下電極Ｔａをマイナスに電
圧印加した場合のβ）、６０℃でβ⁺≧３．５、β^-≧
２．７、Ｒ（３Ｖ）に関しては、常温で３×１０¹¹Ω以
上、６０℃で１０¹⁰Ω以上であった。また、その際の電
極Ｔａ中のＮ濃度はオージェとエスカで分析したとこ
ろ、５〜４５ａｔ％、インシュレーターのＮ濃度は５〜
２５ａｔ％であり、Ｎ濃度がそれ以上である場合には、
更なる画質の改善はあるが、素子特性の不安定性が増大
する。この条件に入れるための前述Ｎ添加Ｔａターゲッ
トのＮ濃度は５〜５０ａｔ％であった。また、その際の
下電極Ｔａの結晶構造はα−Ｔａ、もしくはα−Ｔａ＋
Ｔａ₂Ｎであった。比抵抗は３００μΩｃｍ以下であっ
た。更に、インシュレーターの構造にＴａＯ_xＮ_yの酸チ
ッ化物を有することも、ＥＳＣＡ分析より判明した。Ｎ
添加量の少ない領域では、ＴａＯ_xＮ_yも少なく、ＴａＯ
が多いが、Ｎ添加量が適正で、β値、β値温度特性、Ｒ
（３Ｖ）の特性が良い領域では、ＴａＯ_xＮ_yのみとな
る。これは、通常の陽極酸化膜中には酸素不足のため可
動のＴａイオンが多数存在する（前述ＴａＯがその存在
を示している）が、Ｎが導入されることで、ＴａＯ_xＮ_y
となり、可動イオンが固着、β値、Ｒ（３Ｖ）等が改善
されるためと考えられる。

【００２８】また、素子Ｉ−Ｖ特性の極性差が｜Ｌｏｇ
（Ｉ／Ｖ）^-−Lｏｇ（Ｉ／Ｖ）⁺｜≦２でないとフリッ
カが生じたが、素子形成後の熱処理（２５０℃）により
調整可能であった。

【００２９】更に、Ｎ添加、Ｓｉ添加のＴａスパッタの
際、基板にＲＦバイアスを印加すると、基板面内の膜質
（添加量含む）のバラツキが大幅に改善されることが判
明した。バイアスを印加しない時は基板回転中心にＮ，
Ｓｉの添加量が多く、これは、プラズマ密度が基板中心
に高いためであるが、ＲＦバイアスを印加することによ
り基板周辺部のプラズマ密度が上昇するため、面内のバ
ラツキが少なくなると考えられる。

【００３０】また、本実施例では、陽極酸化によりイン
シュレーターを形成したが、これは膜質、膜厚の安定性
が良いためである。特に、本実施例の様に異種元素を添
加している場合には、その安定性が生産歩留りに大きく
寄与する。しかし、インシュレーターを、熱酸化、もし
くはリアクティブスパッタにより形成すれば、完全ドラ
イ製造プロセスが可能となり、インライン化による大幅
な製造スループット向上が期待できる。

【００３１】また、本実施例では、Ｎのプラズマ処理を
除き、下電極Ｔａにも異元素が添加されてしまい、配線
抵抗の増大をひきおこす。そこで、インシュレーターに
なる部分以外を成膜する際、微量のＮをスパッタ雰囲気
中に添加してスパッタすることにより、α−Ｔａとする
ことで抵抗を下げる手法を検討したところ、２０インチ
以上の大型化が可能になった。

【００３２】また、本実施例ではポジ表示を用いたがこ
れはカラーフィルター層をＳｉ変成ポリイミドで平担化
し、その上にＩＴＯ透明導電膜を形成した電極上付けカ
ラーフィルターを採用することで可能になっている。た
だし、基板上にＩＴＯ配線し、その上にミセル電解法に
て顔料を成膜する手法を用いれば、顔料は比誘電率εが
低く、顔料間のスキ間の存在により液晶印加電圧の低下
も大きくないため、容易な電極下付け構成で、ポジ表示
が可能となる。コントラストは電極上付けカラーフィル
ターと全く同様であった。

【００３３】またポジ表示でなくてもコントラスト及び
コントラストの温度特性の改良はされることが判明して
いる。

【００３４】（実施例２） インシュレーターにＮが添加されているＭＩＭ素子は、
下地のＴａＯ_x膜Ｎが添加されていないか、添加量が少
ない時、図１３（２）に示す様に、異常なＩ−Ｖ特性を
示す。しかし、ある程度以上のＮを下地に添加すると、
図１２に示す様に、素子Ｉ−Ｖ特性が正常（図１３
（１））にもどる。また、リアクティブ下地膜（図１３
（１））より、熱酸化下地膜（図１３（２））の方が、
少量のＮ添加で正常な素子を得られることより、エッチ
ングレートが大きいと下電極Ｔａをドライエッチングす
る際に基板までエッチングしてしまい、基板にマイクロ
クラックを発生せしめ、前述インシュレーターの凹凸部
に加え、水分の吸着を増大させ、素子特性を異常にする
と考えられる。更に、Ｎ添加のインシュレーター表面も
凹凸が増大し、水分の吸着が増えていると考えられる。
よって、より多くの水分の吸着を防ぐため、下地がエッ
チング除去され基板が露出しない様なドライエッチング
技術が重要であり、かつ、パネルセル内の水分量管理も
大切である。セル内水分量とＮ添加ＭＩＭ素子特性の関
係を、図１４に示す。この図によれば、セル内水分が１
００ｐｐｍ以下であれば素子特性が安定化することがわ
かる。また、前述したＡｌ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｂｅ，Ｍｇの
酸化物、チッ化物、酸チッ化物の下地絶縁膜も、適量の
Ｎが添加されたＴａＯ_x下地絶縁膜と同様、良好であっ
た。

【００３５】更に、素子インシュレーターＴａＯ_x中の
Ｎ濃度は、エリプソメーターによる屈折率、分光光度計
による反射率評価により絶対量を知ることができる。こ
の様子を図１５に示す。これにより製造条件の変動を即
座にスパッタにフィードバックでき、製造歩留り向上に
大いに役立つ。また、ＴａＯ_xへのＮ添加だけでなく、
他の絶縁膜中の他元素濃度も同じ方法で管理できる． （実施例３） 本発明の第３実施例を図１６に示す。下電極Ｔａをスパ
ッタする際、通常Ａｒの雰囲気を用いるが、それにＮ₂
を１２％混合させると、陽極酸化した素子絶縁膜の比誘
電率が、これを混合しないものと比較して半減する。こ
れは、ＴａＯ_x膜にＮが導入されてＴａＯ_xＮ_yが増加、
もしくはＴａＯ_xＮ_yのみとなったためであると考えられ
る。

【００３６】次に、１２％Ｎ₂−Ａｒ雰囲気を用いてＴ
ａをスパッタしたＮドープＭＩＭ素子を、図１６の様に
作成した。素子キャパシタンスが従来の素子の１／２で
あるため、画素を２分割し、冗長性を持たせている。こ
のＭＩＭ基板を用いてネガ表示液晶パネルを組み、光学
特性を調べたところ、従来よりパネルコントラストが２
〜３割増加していた。これは、Ｎドープによる素子キャ
パシタンスの減少に加えて、素子Ｉ−Ｖ特性の非直線性
を示すβ値（Ｉ∝Ｖｅｘｐ（β√Ｖ））も２０％ほど増
加しているためと思われる。また、パネル点灯時、点欠
陥を調査したところ、その存在は認められるが実用上問
題のないレベルであり、１００パネル中の歩留りは９８
％であった。これは分割された画素が両方とも欠陥にな
ることが確率的に非常に小さいためであり、片側が欠陥
となっても、もう片側が正常であれば欠陥として認識し
づらいためである。また、素子へのＮドープ量を増や
し、素子キャパシタンスを更に下げて画素分割数を４以
上にすることも可能であり、そのようにすれば欠陥は全
く認められなくなった。

【００３７】次に、Ｎ添加の代わりにＴａターゲット上
に必要数Ｓｉチップを置いて、素子キャパシタンスを１
／２にしたＭＩＭ素子を図１６の様に作成した。素子キ
ャパシタンスが従来の素子の１／２であるため、画素も
２分割して冗長性を持たせている。このＭＩＭ基板を用
いてネガ表示液晶パネルを組み、光学特性を調べたとこ
ろ、従来の画素分割しない通常のＭＩＭパネルとコント
ラストは全く同じであった。これは、素子と液晶の容量
比が一定に保たれており、かつＳｉ添加による素子Ｉ−
Ｖ特性の変化もないためと考えられる。また、パネル点
灯時に点欠陥を調査したところ、存在は認められるが実
用上問題のないレベルであり、１００パネル中の歩留り
は９８％であった。これは、分割された画素が両方とも
欠陥になることが確率的に非常に小さいためであり、片
側が欠陥となっても、もう片側が正常であれば、欠陥と
して認識しづらいためである。ただ、素子へのＳｉ添加
量を増やし、素子キャパシタンスを更に下げて、画素分
割数を４以上にすることも可能であり、そのようにすれ
ば欠陥は全く認められなくなった． （実施例４） 本発明第４の実施例の基本製造プロセスを第１図を用い
て説明する。Ｂａホウケイ酸ガラス基板上にＴａ膜をチ
ッ素を含む雰囲気中で４００Åリアクティブスパッタし
たのち、前記Ｔａ膜を５００℃大気中で熱酸化して、下
地絶縁膜を形成した。

【００３８】次に、前記下地絶縁膜上にＴａ膜をチッ素
を含む寡囲気中で３５００Åリアクティブスパッタして
形成されたＴａ膜を、ＣＦ₄＋Ｏ₂ケミカルドライエッチ
ングでパターンエッチングして下電極とした。

【００３９】次に、パターンエッチングしたＴａ膜を１
％クエン酸溶液中で陽極酸化して、６００Åの絶縁膜
（インシュレーター）を形成した後、形成された絶縁膜
上にＣｒを１５００Å成膜、パターンエッチングして上
電極とし、ＭＩＭ素子を形成した。

【００４０】次に、ＩＴＯを成膜し、前記ＩＴＯをエッ
ツチングして画素電極とした。この時、下電極Ｔａに添
加するＮ量を、スパッタ雰囲気中のＮ₂濃度を変えるこ
とにより変化させ、ＭＩＭ素子インシュレーターの比誘
電率を３０以下で変動させた。

【００４１】次に、このＭＩＭ素子基板と電極上付けカ
ラーフィルター基板とを組み合わせ、ポジ表示用のパネ
ルを作成した。そのパネルコントラストとＭＩＭ素子と
画素液晶との容量比との関係を図４に示す。この時の下
電極Ｔａの結晶構造、比抵抗もあわせて示している。
又、図５には比誘電率εを変えた時のコントラストの温
度特性、図６には比誘電率εを変えた時のβ値の温度特
性、図７には比誘電率εを変えた時のＲ（３Ｖ）（３Ｖ
印加時の素子低抗）の温度特性を示している。

【００４２】図５よりわかる様に、比誘電率εが２２以
下であると、６００℃でもコントラスト８５を確保でき
る。ＴＦＴパネルのコントラストは、一般に１００以上
であるが、人間の目では７０〜８０以上のコントラスト
は明確に識別できないため、２２以下であればＴＦＴ並
みのコントラストを得ることができる。また、比誘電率
ε＝２６について、β値、Ｒ（３Ｖ）は良い値であるの
に、６０℃のパネルコントラストが悪いのは、容量比が
１．９と小さいためであると考えられる。ただ、比誘電
率ε＝２３でもコントラストが非常に良くなっており、
これはＲ（３Ｖ）、β値の温度特性が良いためと考えら
れるが、徳田製作所５０Ｂスパッタ装置でスパッタした
際のみのデータであり、同社４ＥＳ、日電アネルバ５３
０Ｈでは、比誘電率ε≦２２がＴＦＴ並みのコントラス
トを得る条件であった。

【００４３】以上より、比誘電率ε≦２２、かつ容量比
が２より大きい時に、ＴＦＴ並みのコントラストが得ら
れると考えられる。しかし、それを満足しなくても（例
えば２２＜ε＜ε_TaOx）、コントラスト向上の効果は十
分にある。比誘電率ε≦１０であれば、画素２分割の冗
長設計が可能になる。その上、分割画素と素子との容量
比を２より大きく確保できるため、ＴＦＴ並みのコント
ラストも得られる。又は、従来のＭＩＭパネル並みのコ
ントラストであれば、５００００画素の１インチパネル
が得られ、ビューファインダー等の従来不可能であった
応用も可能である。

【００４４】（実施例５） ガラス基板（コーニング社製７０５９Ｂａホウケイ酸ガ
ラス）を洗浄し、次にＴａをＮ₂を含む雰囲気中でスパ
ッタした。次に熱酸化して下地絶縁膜とした。その下地
絶縁膜として、更にＴａを成膜した。そのスパッタ条件
は、ガス圧１．５×１０^-2Ｔｏｒｒ、パワー１．５ｋＷ
で実施した。この時のスパッタガスは、Ａｒ＋Ｎ₂とし
た。Ｎ₂、Ａｒのガス分圧は、それぞれ３％、及び、９
７％とした。この時の膜厚は２５００Åとした。さらに
同一チャンバー内でＮ₂ガス分圧を１０％、Ａｒガス分
圧を９０％とし、連続的にＴａ膜を５００Åスパッタし
た。次に、Ｔａを所定の寸法にフォトリソグラフィー・
エッチング技術を用い、パターニングした。エッチング
特性は特に変化せず、ＣＦ₄６０％＋Ｏ₂４０％の混合ガ
スで何ら問題なくエッチングが可能であった。

【００４５】次に、１％クエン酸を用い、陽極酸化法に
て酸化膜を形成した。正確に表現すれば、Ｔａスパッタ
膜の表面５００Åは、Ｔａチッ化膜が存在しているた
め、酸チッ化膜の複合絶縁膜となっていると思われる。

【００４６】次に、Ｃｒをスパッタリングした。Ａｒ圧
は２×１０^-2Ｔｏｒｒ、パワーは２ｋＷとした。厚みは
１５００Åとした。周知のフォトリソグラフィー技術を
用い、エッチングによりＣｒを所定の寸法にパターニン
グした。さらに、画素電極として、ＩＴＯをスパッタリ
ングで形成し、フォトリソグラフィーで所定の寸法にパ
ターニングした。厚みは１０００Åとした。

【００４７】電極の比低抗を測定したところ１．０×１
０^-4Ω・ｃｍであり、通常のものと比較して５０％〜１
０％程度抵抗が低くなっていることが分る。

【００４８】以上のようにして作成したＭＩＭ基板を用
いてパネルを組み立て、画質を確認したところ、画像に
いわゆるシミ・ムラがなく鮮明な画質となった。またＴ
ａ電極がＴａＮとなっているパネルは、外部電源の接続
端子からの距離が近いところと遠いところとでの画質の
差があり、ムラになっていたことと比較して、本実施例
の有効性が確認出来る。

【００４９】また、Ｔａ電極がどの様な結晶構造になっ
ているか、上述のスパッタ条件でスパッタし、結晶構造
をＸ線回折にて確認した。Ｘ線回折のピークは、α−Ｔ
ａのピークだけであった。

【００５０】（実施例６） コーニング社製７０５９Ｂａホウケイ酸ガラスに、スパ
ッタ装置を用いて下電極用Ｔａ膜を成膜した。

【００５１】スパッタガスはＡｒ（アルゴン）とＮ
₂（窒素）ガスを用いた。トータルのガス圧は２×１０
^-2Ｔｏｒｒとし、Ｎ₂ガスをそれぞれ分圧で０％、２
％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、２８％と
した。加熱は１８０℃一定とした。スパッタ膜厚は、全
て２８００Åになる様に時間でコントロールした。ま
た、スパッタパワーは１．５ｋＷとした。

【００５２】次に、Ｔａを既知のフォトリソグラフィ
ー、エッチング技術を用い、所定寸法にパターニングし
た。エッチングはケミカルドライエッチング装置を用
い、ＣＦ₄６０％＋Ｏ₂４０％の混合ガスで行なったが、
何ら問題なくエッチングが可能であった。

【００５３】次に、１％クエン酸を用い、陽極酸化法に
て酸化膜を形成した。これが、ＭＩＭ素子のインシュレ
ーターである絶縁膜となる。この絶縁膜は、正確にはＮ
を含む膜であるため、酸チッ化膜となっている。この酸
チッ化膜のチッ素をイオンマイクロアナライザー（ＩＭ
Ａ）、光電子分析装置（ＸＰＳ）、オージェ分析装置
（ＡＥＳ）で分析したところ、表１に示す含有量となっ
ていた。

【００５４】

【表１】

【００５５】また、この酸チッ化膜は６００Åとした。
次にＣｒをスパッタリングした。Ａｒ圧は２×１０^-2Ｔ
ｏｒｒ、パワーは２ｋＷとした。厚みは１５００Åとし
た。周知のフォトリソグラフィーを用い、エッチングで
Ｃｒを所定の寸法にパターニングした。さらに画素電極
として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）をスパックリング
で形成し、フォトリソグラフィーで所定の寸法にパター
ニングした。厚みは１０００Åとした。なお、ＭＩＭ素
子の寸法は、５μｍ×４μｍとした。

【００５６】表１にそれぞれのキャパシタンス、電圧１
０Ｖの時のＭＩＭ素子の抵抗を示す。キャパシタンスは
１０ｋＨｚの時の値であり、ＬＣＲメーターを用いて測
定した。さらに、このＭＩＭ基板を用いて、ネガ表示パ
ネルを組み立て、コントラスト比を測定した結果も表１
に示す。

【００５７】表１に示す通り、Ｎ₂量が５ａｔ％よりも
低いＭＩＭパネルは、コントラスト比が十分でない。ま
た、Ｎが２５ａｔ％以上のＭＩＭパネルは素子の抵抗が
高く、Ｎ添加Ｔａの比抵抗が３００μΩ・ｃｍ以上ある
ためと思われるが、コントラストが十分でない。駆動電
圧を上げれば、コントラストは高くなるが、特別なＩＣ
の製造や駆動回路の変更等、問題がある。

【００５８】表１から明らかな様に、Ｎ₂量が５ａｔ％
〜２５ａｔ％含有したＭＩＭパネルはコントラストが高
くなったことが分る。

【００５９】（実施例７） コーニング社製７０５９Ｂａホウケイ酸ガラスにＮをそ
れぞれ０ａｔ％、３ａｔ％、５ａｔ％、１０ａｔ％、２
０ａｔ％、３０ａｔ％、４０ａｔ％、５０ａｔ％、５５
ａｔ％、６０ａｔ％を含有するＴａターゲットを用い、
スパッタリングした。Ａｒガス圧は２×１０^-2Ｔｏｒ
ｒ、基板加熱は１８０℃、スパッタパワーは１．５ｋＷ
で実施した。この下電極になるＴａ膜をＸ線回析により
結晶構造を調査した。

【００６０】その結果を表２に示す。

【００６１】

【表２】

【００６２】表２に示す如く、Ｔａターゲット中のＮが
１０ａｔ％〜５０ａｔ％の場合には結晶構造が安定して
いることが分る。

【００６３】次に、該Ｔａ膜を従来から知られているフ
ォトリソグラフィー・エッチングにより所定の寸法に形
成し、１％クエン酸溶液で陽極酸化した。これらは０ａ
ｔ％ＮのＴａターゲットから作成したものを除き、ＸＰ
Ｓ分析により、インシュレーターがＴａの酸チッ化物を
含んでいることを確認した。厚さはＩＭＡでエッチング
しながら０のピークを追っていき、約６００Åであるこ
とを確認した。

【００６４】次に、従来と同様、Ｃｒをスパッタし、フ
ォトリソグラフィー・エッチングにより所定の寸法に形
成し、さらに画素電極としてＩＴＯを形成した。そし
て、キャパシタンスをＬＣＲメータを用いて測定した。
また、上述のＴａ膜の比抵抗を四端子測定法にて測定し
た結果を表３に示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】この時のＭＩＭ素子寸法は５μｍ×４μ
ｍ、インシュレーター厚さは６００Åである。

【００６７】本基板を用い、液晶パネル完成体とした。
比較として、マスフローにてＮ２とＡｒの分圧をコント
ロールしたＡｒ＋Ｎ２雰囲気中でＴａをスパッタし、陽
極酸化して得たＭＩＭパネルの画質を調べた。

【００６８】まず、Ｎが０〜３ａｔ％のパネルは、コン
トラスト比が１：３０であり、Ｎが５ａｔ％〜５０ａｔ
％を含有するＴａターゲットを用いたものは、それぞれ
１：５０、１：７０、１：７５、１：８０、１：９０、
１：９５であった。Ｎを５５ａｔ％、６０ａｔ％含有す
るＴａターゲットを用いたものは、コントラストが１：
８０、及び、１：５０であった。さらに、Ａｒ＋Ｎ₂中
でのＴａスパッタのパネルは、コントラストが１：１０
０であったが、画面全体ではムラ・シミが生じていた。
つまり、素子特性のバラツキがあり、一様な素子状態に
なっていなかったものと推測される。

【００６９】また、Ｎを５５ａｔ％、６０ａｔ％含有し
たＴａターゲットを用いたパネルは、外部電源の接続端
子からの距離が近いところと遠いところでの画質の差が
あり、ムラを生じていた。これは、比抵抗３０μΩ・ｃ
ｍ以上と高く、遠いところの画素には電圧降下により充
分な電圧がかからなかったためであると推測される。 （実施例８） コーニング社製７０５９Ｂａホウケイ酸ガラスを８０℃
の熱硫酸で洗浄し、さらに水洗した。この基板（数量８
０枚）にスパッタリング装置を用い、Ａｒガス圧１．８
×１０^-2Ｔｏｒｒ＋Ｎ₂ガス圧２×１０^-3ＴｏｒｒでＴ
ａ膜スパッタした。厚みは５００Åとした。Ｘ線回析で
確認したところ、ＴａＮ，Ｔａ₂Ｎ等が確認された。

【００７０】次に、４３０℃×４時間、大気中にて熱酸
化した。炉より取り出したガラス基板は透明になってお
り、透過率は９０％であり、全く問題ない透明度を有し
ている。光電子分析装置（ＸＰＳ）で分析したところ、
Ｏ，Ｎ，Ｔａが検出され、Ｔａの酸チッ化膜が形成され
たことを確認した。

【００７１】次に、下電極用のＴａをＮ₂を含む雰囲気
中でスパッタリングし、フォトリソグラフィー・エッチ
ングで所定の寸法に加工する。エッチングは徳田製作所
のＣＤＥ装置（ドライエッチング装置）を用い、ＣＦ₄
６０％＋Ｏ₂４０％の分圧にしたガスを、流量３５０Ｓ
ＣＣＭにコントロールし、実施した。

【００７２】エッチングした基板を上述のＸＰＳで面内
のＮ及びＴａの分布を確認したところ、一様に下地膜形
成時と同様のＮ，Ｔａが確認され、下地膜のＴａ酸チッ
化膜が全て残っていることが分った。Ｎが添加されない
Ｔａ酸化膜の下地膜では、Ｔａが一様には確認されな
く、下地の残っている箇所と下地がなくなっている箇所
が存在していた。

【００７３】次に、パターニングしたＴａを１％クエン
酸を用い、陽極酸化法によるＭＩＭのインシュレータで
ある絶縁膜を作成した。酸化膜の厚みはエリプソメータ
ーで測定したところ約５００Åであった。

【００７４】次に、従来と同様にＣｒ膜をスパッタし
た。厚みは１５００Åとした。このＣｒを所定の寸法に
レジストでバターニングし、諸星インク製ＭＰＭ−Ｅ３
０を用いてエッチングした。次に、画素電極のＩＴＯを
スパックタリングで形成し、フォトリソグラフィーを用
いて硝酸２０％、塩酸２０％の水溶液で所定の寸法にエ
ッチングした。

【００７５】本実施例のＭＩＭ素子部の電流−電圧特性
を測定したところ、β値（６Ｖ〜８Ｖ間での電流値の傾
き）は基板間で４．２〜４．５のバラツキ内におさまっ
ていた。

【００７６】また、Ｃｒのテーパー部での切れ断線は、
一箇所もなく、Ｃｒ切れでの歩留り落ちはなかった。

【００７７】（実施例９） コーニング社製７０５９Ｂａホウケイ酸ガラスを８０℃
の熱硫酸で洗浄した。この基板をスパッタリング装置を
使用して、１５％Ｎ₂−Ａｒ雰囲気中でＴａ膜をスパッ
タ形成した。このＴａ膜をＸ線回折したところ、Ｔａ
（α構造）、及び、Ｔａ２Ｎからなっていた。通常のＴ
ａ膜はβ構造のＴａである。比抵抗を測定したところ、
本発明による下電極は２．２×１０^-4Ω・ｃｍ、β構造
の下部電極は２．１×１０^-4Ω・ｃｍであった。本発明
の比低抗は、Ｎが添加されないものとほぼ同一であるこ
とが分る。

【００７８】次に、Ｔａを所定の寸法にフォトリソグラ
フィー・エッチング技術を使いパターニングした。Nが
添加されたＴａは、ＣＦ₄６０％＋Ｏ₂４０％の混合ガス
で何ら問題なくエッチングすることが可能であった。

【００７９】次に、１％クエン酸を用い、陽極酸化法に
て酸化膜（インシュレーター）を形成した。この酸化膜
は、正確にはＮが存在しているため、ＴａのＮ添加酸化
膜である。アモルファス状態のため、Ｘ線回折では構造
が確認出来なかったが、ＸＰＳ分析により、酸チッ化物
を示すBinding Energy ピークを確認した。その他に、
ＴａＯ、及び、ＴａＮのピークも存在していた。

【００８０】次に、Ｃｒをスパッタリングした。厚みは
１５００Åとした。周知のフォトリソグラフィーを用
い、エッチングでＣｒを所定の寸法にパターニングし
た。さらに、画素電極としてＩＴＯをスパッタリングで
形成し、フォトリソグラフィーで所定の寸法にパターニ
ングした。厚みは１０００Åとした。

【００８１】本実施例のＭＩＭ素子のキャパシタンスを
任意の箇所の１００点を、ＬＣＲメータを用いて測定し
た。この時の素子の面積は、５μｍ×４μｍである。Ｔ
ａ酸チッツ化物の厚みは、エリプソメーターにより６０
０Åであることを確認した。その結果、キャパシタンス
は２．７ｎＦ／ｍｍ²となっており、従来のＭＩＭは
３．８ｎＦ／ｍｍ²であることから、約２／３に減少し
ていることが分る。

【００８２】本パネルを用い、ポジ表示パネルを組み立
てて画質を確認した。コントラスト比を確認したとこ
ろ、１：１００となっており、従来の１：６０より格段
にコントラストが向上していた。更に、下電極へのＮ添
加量を変えたところ、インシュレーターの構造がＴａ酸
チッ化物のみとなり、その時の素子特性βは５と非常に
高く、かつパネルコントラストも１５０：１であった。

【００８３】また、下電極がＴａチッ化物（Ｔａ₂Ｎ）
のみのパネルも作成し、画質を調べた。このパネルは、
外部電源の接続端子からの距離が近いところと遠いとこ
ろでの画質の差があり、ムラが生じていた。

【００８４】（実施例１０） コーニング社製７０５９Ｂａホウケイ酸ガラスを８０℃
の熱硫酸で洗浄した。この基板上に、スパッタリング装
置を使用してＡｒガス圧１．５×１０^-2Ｔｏｒｒ、パワ
ー１．５ｋＷでＴａ膜を２８０Å形成した。

【００８５】次に、Ｔａを所定の寸法に周知のフォトリ
ソグラフィ・エッチング技術を使いてパターニングし
た。素子部の寸法は５μmとした。

【００８６】次に、１％クエン酸を用い、陽極酸化法に
て酸化膜を形成した。初期電圧は３２Ｖとした。この酸
化膜の厚みはエリプソメータで確認したところ５００Å
のであった。

【００８７】次に、このようにして陽極酸化を施した基
板を、プラズマエッチング装置（日電アネルバ製ＤＥＭ
４５１）に装入し、Ｎ２ガスを２×１０^-2Ｔｏｒｒのガ
ス圧でプラズマ処理を実施した。パワーはＲＦで５００
Ｗとした。該基板を光電子分析装置を用いて分析したと
ころ、ＴａＯ、及び、ＴａＮのピークとＴａ酸チッ化物
のピークが確認され、この膜がＮ添加Ｔａ酸化膜となっ
ていることが証明された。

【００８８】次に、Ｃｒをスパッタリングした。Ａｒ圧
は２×１０^-2Ｔｏｒｒ、パワーは２ｋＷとした。厚みは
１５００Åとした。周知のフォトリソグラフィーを用
い、エッチングでＣｒを所定の寸法（ＭＩＭの箇所の寸
法は４μm）にパターニングした。さらに、画素電極と
して、ＩＴＯをスパッタリングで形成し、フォトリソグ
ラフィーで所定の寸法にパターニングした。厚みは１０
００Åとした。

【００８９】このＭＩＭ素子基板の任意の１００箇所の
電流−電圧特性を確認したところ、電圧１０Ｖの印加電
圧で流れる電流は２×１０^-10Ａから３．５×１０^-10Ａ
となっていた。通常のＴａをマスフローメーターにてそ
れぞれ流量管理したＡｒガス＋Ｎ₂ガス中でスパッタリ
ングし、陽極酸化法にて作成した素子の電流−電圧特性
が５×１０^-9Ａから１×１０^-11Ａとばらついていたの
と比較し、本実施例の素子のばらつきは非常に小さいこ
とが分る。更に、β値が非常に高く良好であった（β＝
９）。ただ、Ｉ−Ｖ特性の極性差が存在していたため２
つのＭＩＭ素子を直列に接続し、極性差をキャンセルさ
せた。

【００９０】また、素子のキャパシタンスも２．５〜
２．７ｎＦ／ｍｍ²となっており、マスフロー管理のＡ
ｒ＋Ｎ₂ガスを用い、陽極酸化法にて得た酸チッ化物の
キャパシタンスが１．７〜３．７ｎＦ／ｍｍ²のバラツ
キを持っていることを考えると、素子特性が安定してい
ることが分る。

【００９１】該パネルを用い、パネルを組み立て、画質
を確認したところ、いわゆる画質のシミ、ムラがなく、
鮮明な画質となった。また、下電極をＡｒとＮ₂ガスで
スパッタしたパネルは、外部電源の接続端子からの距離
が近いところと遠いところでの画質の差があり、ムラに
なっていたことと比較して、本実施例の有効性が確認で
きる。ただ、大型基板（たとえば３００ｍｍ²）ではプ
ラズマ密度のバラツキによるものと思われる素子特性の
バラツキが発生した。

【００９２】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明の製造方法によ
れば、従来ＴＦＴ液晶ディスプレイより劣っていたＭＩ
Ｍディスプレイの画質を大幅にアップさせ、ＴＦＴと同
等、もしくはそれ以上にまでさせることができた。ま
た、画素分割の冗長設計で製造歩留りを大幅にアップさ
せ、最近ＴＦＴと製造コストに大差なかったのを再び拡
大させ、２端子素子本来の製造歩留りを達成することが
できた。また、従来不可能とされていた１インチ程度の
小型ディスプレイの製造をも可能となった。更に、下電
極の結晶構造を制御することにより、６０μΩ・ｃｍの
低抵抗を実現し、２０インチ以上の大型ディスプレイの
可能性を拡大させた。本来、ＭＩＭは大型ディスプレイ
に適していると考えられていたが、冗長設計や配線の抵
抗化、インシュレーターの膜質のタイムリーなスパッタ
条件へのフィードバック等の達成により初めて可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基本製造プロセスを示すプロセス
図、及び、それに対応した基板断面図。

【図２】 ＭＩＭ素子の上面図。

【図３】 図２のＡ−Ａ’断面図。

【図４】 液晶静電容量と素子容量の比とパネルコント
ラストとの関係図、及び、容量比に対応した下電極Ｔａ
の結晶構造と比抵抗を示す図。

【図５】 インシュレーターの比誘電率εとコントラス
トの温度特性との関係を示す図。

【図６】 素子β値の温度特性とインシュレーターの比
誘電率εとの関係を示す図。

【図７】 ３Ｖ印加時の素子抵抗の温度特性とインシュ
レーターの比誘電率εとの関係を示す図。

【図８】 電極上付けカラーフィルターを用いたパネル
構造図。

【図９】 電極下付けカラーフィルターを用いたパネル
構成図。

【図１０】 各種インシュレーターヘのN添加方法と比
誘電率εの安定性との関係を示す図であり、（１）は任
意の濃度に調整されたＡｒ−Ｎ₂混合ガスを使用したも
の、（２）はN添加Ｔａターゲットを使用したもの、
（３）はマスフローメーターにてＡｒとＮ₂とを別々に
スパッタチャンバー内に導入したものである。

【図１１】 インシュレーターヘのＳｉ添加量と比誘電
率εとの関係を示す図。

【図１２】 下地絶縁膜ＴａＯ_xへのＮ添加量と下地絶
縁膜のエッチングレート、及び、素子特性を示す図であ
り、（１）はリアクティブスパッタにより形成した下
地、（２）は熱酸化により形成した下地を示す。

【図１３】 安定した素子特性と不安定な素子特性を示
す図。

【図１４】 液晶パネルセル内の水分濃度と素子のＩ−
Ｖ特性を示す図。

【図１５】 ＴａＯ_x膜中のＮ濃度とＴａＯ_x膜屈折率、
ＴａＯ_x膜反射率の関係を示す図。

【図１６】 素子容量を通常素子の１／２とし、画素分
割の冗長設計を行なった例を示すＭＩＭ上面図。

【符号の説明】

１ ・・・ 基板 ２ ・・・ 下地絶縁膜 ３ ・・・ 下電極 ４ ・・・ インシュレーター ５ ・・・ 上電極 ６ ・・・ 画素電極 ６’・・・ 従来の画素電極形状 ６”・・・ 分割画素 ７ ・・・ ＭＩＭ素子 ８ ・・・ カラーフィルター層 ９ ・・・ 平坦化用中間膜 １０・・・ ＩＴＯ透明電極 １１・・・ 液晶

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平1−100685 (32)優先日 平１(1989)４月20日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−103719 (32)優先日 平１(1989)４月24日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−105043 (32)優先日 平１(1989)４月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−105044 (32)優先日 平１(1989)４月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−105045 (32)優先日 平１(1989)４月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−105046 (32)優先日 平１(1989)４月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−106428 (32)優先日 平１(1989)４月26日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平1−115572 (32)優先日 平１(1989)５月９日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） 前置審査 (56)参考文献 特開 昭57−118601（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−34428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−151682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−40929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−90192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−174510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−174589（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−174590（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−93433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−241164（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−175304（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/136 510

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、複数の電極と、マトリックス
   状に形成された画素電極と、前記電極及び前記画素電極
   に電気的に接続された第１導電層−絶縁層−第２導電層
   構造の非線形抵抗素子とが形成されてなる液晶表示装置
   の製造方法において、 基板上に、第１の不純物が添加された下地絶縁膜を形成
   する第１の工程と、 前記下地絶縁膜上に、第２の不純物が添加された導電性
   材料により前記第１導電層を形成する第２の工程と、 前記第１導電層の表面を酸化することにより前記絶縁層
   を形成する第３の工程と、 前記絶縁層上に前記第２導電層を形成する第４の工程
   と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記第２の工程は、前記第２の不純物の濃度が調整され
   た混合ガスをスパッタチャンバー内に導入しながら前記
   基板上に前記導電性材料をスパッタする工程と、 前記基板上にスパッタされた前記第２の不純物が添加さ
   れた前記導電性材料からなる層をフォトエッチングして
   前記第１導電層を形成する工程と、を有することを特徴
   とする液晶表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記基板にＲＦバイアスを印加しながら前記導電性材料
   をスパッタすることを特徴とする液晶表示装置の製造方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記第２の工程は、前記第２の不純物が添加された前記
   導電性材料のターゲットを用いてスパッタを行う工程
   と、 前記基板上にスパッタされた前記第２の不純物が添加さ
   れた前記導電性材料からなる層をフォトエッチングして
   前記第１導電層を形成する工程と、を有することを特徴
   とする液晶表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記ターゲット中の前記第２の不純物の濃度が５〜５０
   ａｔ％であることを特徴とする液晶表示装置の製造方
   法。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、 前記基板にＲＦバイアスを印加しながら前記スパッタを
   行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。