JPH02168236A - Manufacture of active matrix substrate - Google Patents

Manufacture of active matrix substrate

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JPH02168236A
JPH02168236A JP63324322A JP32432288A JPH02168236A JP H02168236 A JPH02168236 A JP H02168236A JP 63324322 A JP63324322 A JP 63324322A JP 32432288 A JP32432288 A JP 32432288A JP H02168236 A JPH02168236 A JP H02168236A
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JP
Japan
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film
active matrix
metal
photoetching
matrix substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP63324322A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Kawashima
河島 朋之
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To contrive the improvement of the yield by forming a connecting film by extending it onto a composite film continuously from a picture element electrode at the time of forming the picture element electrode from a conductive film by second photoetching. CONSTITUTION:By sticking a transparent conductive film to the whole surface, and thereafter, bringing it to photoetching, a picture element electrode 10 is formed on an insulating substrate 1, and also, it is allowed to pass through a second photoetching process for forming a connecting film 11 continued from this picture element electrode 10 on a composite film, and a metal, an insulator and a metallic element 30 are integrated for driving a display of its picture element so as to be annexed to the picture element electrodes 10 arranged like a matrix, respectively. In this case, the number of times of photoetching required for the manufacture is decreased to two times from conventional three times. In such a way, the manufacture yield is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶等を表示媒体として用いる表示パネルを構
成する1対の基板中の表示駆動用素子が組み込まれるア
クティブマトリックス基板であって、その面内にマトリ
ックス状に配列された画素電極にそれぞれ付随して、そ
の画素の表示駆動用素子としてMIM(金属・絶縁物・
金属)素子を組み込んでなるアクティブマトリックス基
板を製造する方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an active matrix substrate in which a display driving element is incorporated in a pair of substrates constituting a display panel using liquid crystal or the like as a display medium. MIM (metal/insulator/metal/insulator/
The present invention relates to a method of manufacturing an active matrix substrate incorporating metal (metal) elements.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

液晶等を表示媒体として用いるいわゆるフラットデスプ
レイである表示パネルは、かなり以前から時計や電卓な
どの小形電子装置の表示装置として大蓋に使用されてい
るが、最近ではかかるいわば固定画像の表示用からテレ
ビ用等の大形の可変ないし可動画像の表示用に用途が伸
びており、かかる大形の表示パネルではそのパネル面内
に少なくとも数万個の画素がマトリックス配置され、ビ
デオ信号に応じてその画素の表示状態が高速で切り換え
られる。かかるマトリックス形の表示パネルでは、その
表示を切り換えるためにもちろん面内の多数の画素を垂
直水平両方向に高速走査をする必要があり、各画素に走
査後の1走査期間中その表示状態を安定に維持させて鮮
明な画像を得る上で、画素1tplが設けられる側の)
i、+iをその各画素に付随して能動素子を組み込んだ
アクティブマトリックス基板とするのが有利である。
Display panels, which are so-called flat displays that use liquid crystals as a display medium, have been used for large lids as display devices for small electronic devices such as watches and calculators for quite some time, but recently they have been used for displaying fixed images. Applications are increasing for the display of large variable or movable images such as those for televisions, and such large display panels have at least tens of thousands of pixels arranged in a matrix within the panel surface, and the pixels are arranged in a matrix according to the video signal. The display state of pixels can be switched at high speed. In such a matrix display panel, in order to switch the display, it is of course necessary to scan a large number of pixels within the screen at high speed in both vertical and horizontal directions, and it is necessary to keep the display state stable during one scanning period after each pixel is scanned. In order to maintain and obtain a clear image, the side where 1 tpl of pixels is provided)
Advantageously, i, +i is an active matrix substrate incorporating an active element associated with each of its pixels.

このアクティブマトリックス基板に組み込まれる能動素
子は、表示電圧に応じてスイッチング動作をして各画素
を表示駆動するもので、表示パネルの1対の基板間の数
μ程度のごく狭い間隙内に組み込めるようWi膜構造と
する必要があり、薄膜トランジスタ等の3端子素子とF
ill19ダイオード。
The active elements incorporated in this active matrix substrate drive each pixel by switching according to the display voltage, and can be incorporated into a very narrow gap of several microns between a pair of substrates of a display panel. It is necessary to have a Wi film structure, and 3-terminal elements such as thin film transistors and F
ill19 diode.

バリスタ、MIM素子等の2@子素子が知られているが
、後者の方が構造が簡単なので製作コストの点で有利な
利点があり、とくにMIM素子は最も構造が簡単でその
組み込みに要するスペースが少なくて済む特長がある0
本発明はこのMIM素子を組み込むアクティブマトリッ
クス基板に関するもので、その従来jRiXiをThe
 OpLimiza口on ofMetal−Insu
lator−Metal Non1inear Dev
ices forUseinMultiplexedL
iquidCrystal旧5plays+D、R,B
araff at al、I[!l!E Trans、
、 HD−28,pp、736゜June 1981の
記載に準じて第3図に示す。
Two-element elements such as varistors and MIM elements are known, but the latter have a simpler structure and are advantageous in terms of manufacturing costs.In particular, MIM elements have the simplest structure and require less space to incorporate. It has the advantage of requiring less
The present invention relates to an active matrix substrate incorporating this MIM element, and the conventional jRiXi is
OpLimiza mouth on ofMetal-Insu
lator-Metal Non1inear Dev
ices forUseinMultiplexedL
iquidCrystal old 5plays+D, R, B
araff at al, I[! l! E Trans,
, HD-28, pp. 736° June 1981.

第3図において、紙面内に多数個7トリツクス配列され
る薄い透明な導電膜からなる画素型(jloは図示のよ
うにほぼ方形の輪郭をもら、図では左右方向に並ぶ複数
個の画素電極10に対して共通に表示電圧ないし走査電
圧を乗せるための走査心J)20が細長な形仕で設シナ
られる。この走在電I】20はタンタル等の金属j漠2
とその表面を陽Ij酸化した絶縁膜3とからなる複合)
1り構造のもので、突出部21をもう、この突出部21
に対応して画素電極lOには凹部10aが設けられてい
る。Ml〜1素子30はこの例では走査型1】の突出部
21上に設けられ、それ川の上側金属膜4がその中央部
を突出部21の絶縁jlり3に接し1両端部を画素電極
lOと!X電接触する類1■I状のパターンで設けられ
る。
In FIG. 3, a pixel type (jlo has an approximately rectangular outline as shown in the figure, and in the figure, a plurality of pixel electrodes 10 arranged in the horizontal direction A scanning center J) 20 for commonly carrying a display voltage or a scanning voltage is provided in an elongated shape. This running electric current I]20 is a metal such as tantalum2
and an insulating film 3 whose surface is positively oxidized)
1 structure, the protrusion 21 is
A recess 10a is provided in the pixel electrode 1O corresponding to the above. In this example, the Ml~1 element 30 is provided on the protruding part 21 of the scanning type 1, and the upper metal film 4 has its center part in contact with the insulating layer 3 of the protruding part 21, and both ends thereof are connected to the pixel electrodes. With lO! X-electrocontact class 1■ Provided in an I-shaped pattern.

金属!I22と上側金属膜4との間に挟まれた1u縁M
!J、3は数百人程度のごく薄い5酸化タンタルで、両
金属膜2および、4の間に電圧が掛かったとき、その導
電率が電圧の平方根の措数関数に比例するPools−
Prenkel形コンダクタンス特性を呈し、MIM素
子はこの絶縁膜3がもつ非線形電圧・電流特性を利用し
て、両方向性バリスタないし逆並列接続ダイオードと同
様なスイッチング機能を果たすことができ、絶縁膜3の
厚みを充分薄くすることにより、画素の駆動に必要なこ
の非線形特性をこれに持たせることができる。
metal! 1u edge M sandwiched between I22 and upper metal film 4
! J, 3 is a very thin tantalum pentoxide with a thickness of about several hundred, and when a voltage is applied between the two metal films 2 and 4, its conductivity is proportional to the square root of the voltage.
It exhibits Prenkel-type conductance characteristics, and by utilizing the nonlinear voltage and current characteristics of this insulating film 3, the MIM element can perform a switching function similar to a bidirectional varistor or an anti-parallel connected diode, and the thickness of the insulating film 3 By making it sufficiently thin, it can have this nonlinear characteristic necessary for driving pixels.

第4図はかかるMIM素子を組み込んだアクティブマト
リックス基板の従来の製造工程を示すもので、第3図の
X−X矢視断面に相当する。同図(a)のアクティブマ
トリックス基板用の絶縁基vj、lはふつうは平坦なガ
ラス板であって、まずその上面に金属膜用にタンタル等
の金属2aを被着する。
FIG. 4 shows a conventional manufacturing process of an active matrix substrate incorporating such an MIM element, and corresponds to a cross section taken along the line X--X in FIG. 3. The insulating substrates vj, l for the active matrix substrate shown in FIG. 4(a) are normally flat glass plates, and first, a metal 2a such as tantalum is deposited on the upper surface of the substrate for forming a metal film.

同図[有])の工程では、この金属2aを1回目のフォ
トエツチングによって第3図の走査を極20とその突出
部21のパターンをもつ金属膜2に形成する。同図(C
1は酸化工程であって、金属膜2のタンクルの表面を、
例えばくえん酸溶液中で陽)酸化することによって5酸
化タンタル等の絶縁膜3とする。
In the step shown in FIG. 3, this metal 2a is photo-etched for the first time to form a metal film 2 having a scanning pattern of the poles 20 and their protrusions 21 as shown in FIG. The same figure (C
1 is an oxidation step in which the surface of the tank of metal film 2 is
For example, the insulating film 3 is made of tantalum pentoxide or the like by positive oxidation in a citric acid solution.

この絶縁膜のJ″Lみをnil述のように数百人程度と
ごく薄くすることにより、MIM素子に特有の非線形電
圧・電流特性が得られる。
By making the thickness of this insulating film extremely thin, on the order of several hundred layers, as described above, nonlinear voltage/current characteristics unique to MIM elements can be obtained.

第4図(d)の工程では金属膜2と絶縁膜3の複合膜を
覆うように上側金鴇膜4用にクロム等の金属を全面破着
し、2回目のフォトエツチングによってそれを第3図に
示すような短冊状のパターンの上側金属殻4を形成する
。最後の同図(e)の工程では、透明な導電膜5を全面
破着し、その3回目のフォトエッチングにより画素型)
MIOを第3図のように凹部10aをもつ方形パターン
に形成する。なお、これら第4図(d)および(elの
両工程は、順序を互いに逆にしても差し支えない。
In the process shown in FIG. 4(d), a metal such as chromium is completely bonded for the upper gold film 4 so as to cover the composite film of the metal film 2 and the insulating film 3, and then it is removed by the second photo-etching process. An upper metal shell 4 with a strip-like pattern as shown in the figure is formed. In the final step (e) in the same figure, the transparent conductive film 5 is completely ruptured, and the third photo-etching process is performed to form a pixel shape).
The MIO is formed into a rectangular pattern with recesses 10a as shown in FIG. Note that the steps in FIG. 4(d) and (el) may be performed in reverse order.

〔発明が解決しようとする課題] 上の従来のアクティブマトリックス基1反では、金属膜
2の表面を陽掻酸化して絶縁膜3で被覆する際の条件を
よく管理することにより、構造が簡単ご特性のよく揃っ
たM I M素子を組み込むことができるが、上述の説
明かられかるようにその製作に3回のフォトエ・ンチン
グ工程が必要なので、次に説明するように7オトエソチ
ングエ程ごとにフォトマスク合わせの誤差が累積して欠
陥が発生しやすく、歩留まりの低下によって表示パネル
がコスト高につく問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above conventional active matrix substrate 1, the structure can be simplified by carefully controlling the conditions when the surface of the metal film 2 is oxidized and covered with the insulating film 3. It is possible to incorporate MIM elements with well-matched characteristics, but as you can see from the above explanation, three photoetching steps are required to fabricate it, so as explained next, every seven photoetching steps are required. There is a problem in that errors in photomask alignment accumulate and defects are likely to occur, resulting in lower yields and higher costs for display panels.

第3図かられかるように、走査電極30の突出部31お
よび上側金属膜4はいずれも金属であって表示光を透過
しないので、それだけ画素の表示の明るさが低下し、か
つそれらの周辺と画素電極10との隙間からは画素の表
示の明暗と無関係な光が洩れるので、画像のコントラス
トが不鮮明になる原因となる。従って画質の向上には、
M I M素子30とその周辺の大きさはできるだけ小
さくして表示に貢献しない面積を減らし、表示パネルの
いわゆる開口率を向上させて表示を明るくしかつ表示の
コントラストを上げる必要がある。このため、上述の3
回のフォトエッチング工程のいずれにも微細パターンの
フォトマスクが使用され、これにj5.ししてマスク合
わせにも高精度が要ニドされる。
As can be seen from FIG. 3, the protrusions 31 of the scanning electrodes 30 and the upper metal film 4 are both made of metal and do not transmit display light. Since light unrelated to the brightness and darkness of the pixel display leaks from the gap between the pixel electrode 10 and the pixel electrode 10, the contrast of the image becomes unclear. Therefore, to improve image quality,
It is necessary to make the size of the MIM element 30 and its surroundings as small as possible to reduce the area that does not contribute to display, and to improve the so-called aperture ratio of the display panel to brighten the display and increase the contrast of the display. For this reason, the above 3
A photomask with a fine pattern is used in each of the photo-etching steps of j5. Therefore, high precision is required for mask alignment.

しかし、アクティブマトリックス基板の製作に用いられ
る絶縁)i、板やフォトマスクの寸法は半導体ウェハよ
りもかなり大きくて温度等のf重々の影響を受けやすく
、入念なマスク合わせをしても常に若干の誤差が発生す
るのは避は難いので、フォトエツチング工程を重ねるつ
どに誤差が累積して欠陥発生の原因となりやすい。また
、半導体チップの場合のように欠陥のあるチップを捨て
て良品チップだけを生かすことはできず、欠陥が出たア
クティブマトリックス基板はすべて不良品として廃棄す
るほかない。なお、上述のようにフォトエツチング工程
が3回の場合はもちろん2回のマスク合わせが必要で、
歩留まりを向上するにはこれを1回に減らすことが望ま
しい3 本発明はかかる観点から、フォトエツチング回数を減少
できるアクティブマトリックス4 J&の製造方法を(
)ることを目的とする。
However, the dimensions of the insulators, plates, and photomasks used in the production of active matrix substrates are much larger than semiconductor wafers and are easily affected by temperature and other factors, and even with careful mask alignment, there is always some Since errors are unavoidable, the errors tend to accumulate as the photoetching process is repeated and cause defects. Furthermore, unlike in the case of semiconductor chips, it is not possible to throw away defective chips and make use of only good chips; all active matrix substrates with defects have no choice but to be discarded as defective products. In addition, as mentioned above, if the photo-etching process is performed three times, of course mask alignment is required two times.
In order to improve the yield, it is desirable to reduce the number of photoetching steps to one.3 From this perspective, the present invention provides a method for manufacturing active matrix 4J& that can reduce the number of photoetching steps (
)The porpose is to do.

〔課題を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

ごの目的は本発明によれば、絶縁基板上に金1膜を全面
被着した上でその表面を酸化して絶量濠膜を形成するこ
とにより金属膜と絶?(膜とを含む複合1i2を形成す
る工程と、)複合j模をフォトエツチングして所定のパ
ターンに形成する第1のフォトエツチング工程と、複合
1模のエツチングされた側面に妬出された金属11りを
酸化して絶縁、iりを形成する側面酸化工程と、透明な
導電性膜を全面被着した上でフォトエツチングして画素
型)蛋を絶縁基板上に形成するとともにこの画素型I)
と連続した接続1模を複合;奏上に形成する第2のフォ
トエツチング工程とを含むアクティブマトリックス基板
の製造方法によって達成される。
According to the present invention, a gold film is entirely deposited on an insulating substrate, and the surface is oxidized to form a continuous moat film, thereby making it completely insulated from the metal film. (a step of forming a composite 1i2 including a film) a first photo-etching step of photoetching the composite j pattern to form a predetermined pattern, and a step of forming a composite j pattern into a predetermined pattern; A side oxidation step is performed to form an insulating layer by oxidizing the layer 11, and then a transparent conductive film is deposited on the entire surface and then photoetched to form a pixel type (I) layer on the insulating substrate. )
This is achieved by a method of manufacturing an active matrix substrate including a second photo-etching step for forming a continuous connection pattern on top of the first pattern.

なお、M I M素子は上記構成にいう複合)漠中の金
属膜および絶縁膜と接続j漠とによって構成することが
でき、この場合は導電性:嘆である接続膜が従来の上側
金属:漠の役目をも果たすことになる。
It should be noted that the MIM element can be constituted by a metal film, an insulating film, and a connection layer in the composite structure described above, and in this case, the connection layer, which is electrically conductive, is a conventional upper metal layer. It will also play a role in the desert.

しかし、この上側金属1模を金μj漠および絶縁I漠の
上に重ねて複合j1りを構成する方が望ましい場合があ
り、実施例で述べるようにこの場合の接続膜は上側金属
膜を画素電極と接続する役目を果たすほか、絶縁股上の
不要な上側金属膜をエンチングにより除去する際のマス
クとしての役目をも兼ねることができ己。
However, in some cases, it may be desirable to construct a composite layer by overlaying the upper metal layer 1 on top of the metal layer and the insulation layer. In addition to serving as a connection to the electrode, it can also serve as a mask when removing the unnecessary upper metal film on the insulation crotch by etching.

また、上記構成にいう側面酸化工程により形成させる絶
縁BH2は、複合iiり中のMIM!l:子用の絶縁膜
よりもj′1めとし、あるいは素子用の1@縁1(菜に
適しlい種類の走縁IIりとするのが望ましい。
In addition, the insulation BH2 formed by the side oxidation process in the above configuration is MIM! in the composite II! 1: It is preferable that the running edge be j'1 more than the insulating film for the child, or 1@edge 1 for the element (a type of running edge II that is suitable for 1).

〔作用] 第3図かられかるように、従来構造ではMl〜1素子用
の上側金属膜が素子を画素電極に接続するためにt11
川されでいる。本発明はこのM I M素子と画素電極
との間の接続を画諾電極用の導電性;模二こよってでき
る点に管口したもので、上記構成にいうように第2のフ
ォトエツチングにより導電性11りから画素電極を形成
する際に画素1翫と連続して接続膜を複合1iり上にま
で延長して形成することユニより、アクティフ゛マトリ
ックス基讐反の製造時のフォトエツチングを2回だけで
済ませるようSこしたものである。前項でも述べたよう
に、この接続膜にM I M素子用の電(5膜ないし従
来の上側金属膜の役目を果たさせることができる。
[Function] As can be seen from FIG. 3, in the conventional structure, the upper metal film for the M1~1 element connects the element to the pixel electrode at t11.
The river is flowing. The present invention connects the MIM element and the pixel electrode to the point formed by the conductivity for the picture electrode, and as described in the above structure, the connection is made by the second photoetching. When forming the pixel electrode from the conductive layer 11, it is necessary to extend the connecting film continuously from the pixel 1 layer to the top of the composite layer 1i. I made it S so that I only had to do it once. As mentioned in the previous section, this connection film can serve as a conductive film or a conventional upper metal film for the MIM element.

このため本発明方法では、まず絶縁基板上に金属膜を全
面被着しその表面を酸化して絶縁膜を形成し、少なくと
も金属膜と絶縁膜とを、必要に応じて上側金属膜をも含
む複合膜を形成した上で、第1のフォトエツチングによ
りこの複合膜のパターンニングを済ませてしまう0次に
上述の第2のフォトエツチングにより導電性膜から画素
電極と接a II!を形成すれば済むのであるが、その
ままでは第1のフォトエツチング後の複合膜の側面に露
出している金属膜と接続膜とが短絡してしまうので、第
1および第2のフォトエツチング工程の中間に上記構成
にいう側面酸化工程を挟んで金属膜の露出面を酸化して
絶「膜を形成する。この工程では単に金属膜の露出面を
酸化させるだけで、フォトエツチングはもちろん不要で
ある。ただし、複合膜中に上側金属膜が含まれる場合は
、第2のフォトエツチング後に接続膜をマスクとしてそ
の接続膜下以外の部分をエツチングにより除去すること
が必要である。
For this reason, in the method of the present invention, a metal film is first deposited on the entire surface of an insulating substrate and the surface is oxidized to form an insulating film, and includes at least the metal film and the insulating film, and if necessary, an upper metal film as well. After forming a composite film, the patterning of this composite film is completed by the first photoetching. Next, the conductive film is connected to the pixel electrode by the second photoetching described above. II! However, if left as is, the metal film exposed on the side surface of the composite film after the first photoetching would be short-circuited with the connecting film, so the first and second photoetching steps would be In between, the exposed surface of the metal film is oxidized to form an insulating film by sandwiching the side oxidation step described in the above structure.In this step, the exposed surface of the metal film is simply oxidized, and photo-etching is of course unnecessary. However, if the upper metal film is included in the composite film, it is necessary to use the connecting film as a mask to remove the portions other than those under the connecting film by etching after the second photoetching.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図を参照しながら本発明の詳細な説明する。第1
図は本発明方法により製造されるアクティブマトリック
ス基板をその土な工程ごとの状態で例示するもので、そ
の完成状態が第2図に平面図で示されており、第1図の
左側の列が第2図のX−X矢視断面に相当し、第1図の
右側の列が第2図のY−Y矢視断面に相当する。なお、
これらの図中で前に説明した第3図および第4図と共通
な部分には同じ符号が付されている。以下、第1図の説
明に入る前に理解を容易にするため、まず第2図を参照
してアクティブマトリックス基板の構造を簡単に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1st
The figure illustrates an active matrix substrate manufactured by the method of the present invention at each stage of the process, and the completed state is shown in a plan view in FIG. 2, and the left column of FIG. This corresponds to the XX cross section in FIG. 2, and the right column in FIG. 1 corresponds to the YY cross section in FIG. In addition,
In these figures, parts common to those in FIGS. 3 and 4 described above are given the same reference numerals. Hereinafter, before going into the description of FIG. 1, in order to facilitate understanding, the structure of the active matrix substrate will first be briefly described with reference to FIG. 2.

第2図のように、画素電極lOがほぼ方形に、走査型1
j20が細長にそれぞれ形成されるのは従来の第3図の
場合と同じであるが、この実施例では走査電極20の突
出部2■は画素型PilOの相互間の隙1iiを利用で
きる位置に設けられており、MIM素子30はこの突出
部21に作り込まれる。また、この実施例では走査電極
20とその突出部21とは同じ複合膜で形成されており
、複合膜には金!i!l漠2と絶縁!!l 3のほかに
上側金属膜が含まれるものとする。
As shown in FIG.
It is the same as the conventional case shown in FIG. 3 that each of the electrodes j20 is formed in an elongated manner, but in this embodiment, the protruding portion 2■ of the scanning electrode 20 is located at a position where the gap 1ii between the pixel-type PilOs can be utilized. The MIM element 30 is built into this protrusion 21 . Furthermore, in this embodiment, the scanning electrode 20 and its protrusion 21 are formed of the same composite film, and the composite film contains gold! i! Isolated from l desert 2! ! It is assumed that an upper metal film is included in addition to l3.

接続膜11は画素型IMIOと連続してそれから突出す
る延長部として形成され、その先端部が走査電極の突出
部21上を覆うように設けられ、この例では突出部を形
成している複合膜の上側台! 膜と導電接触される。
The connection film 11 is formed as an extension that is continuous with the pixel type IMIO and protrudes from it, and its tip is provided so as to cover the protrusion 21 of the scanning electrode, and in this example, the composite film forming the protrusion is provided. The upper stand! Conductive contact is made with the membrane.

なお、図からもわかるように、走査電極を金属IQ 2
と絶縁膜3とを含む複合膜で形成する場合には、それに
突出部21を設けるかわりに画素電極lOから接続膜1
1を図の下方に向けて延長させ、走査ttffi20上
にMIM素子30を作り込むことも可能である。また逆
に、この例のようにMIM素子2oを突出部21に作り
込む場合は、走査電極2oを複合膜で形成する必然性が
あるわけではない。
As can be seen from the figure, the scanning electrode is made of metal IQ 2
and an insulating film 3, instead of providing the protrusion 21 thereon, the connection film 1 is formed from the pixel electrode lO.
It is also possible to extend the MIM element 1 downward in the figure and build the MIM element 30 on the scanning ttffi 20. Conversely, when the MIM element 2o is built into the protrusion 21 as in this example, it is not necessary to form the scanning electrode 2o with a composite film.

第1図(a)の複合II!形成工程では、前述のように
ふつうはガラス仮であるアクティブマトリックス基板用
の絶縁基板1の上面に、まず金属膜2用にタンタル等の
金属2aをスパッタ法等で例えば4000人程度0厚み
に全面被着する。ついで、例えばくえん酸の0.05%
の水溶液中で40V程度の電圧を掛けてこの金属2aの
表面を陽極酸化して、5酸化タンタル等の絶縁膜3aを
例えば400人程0の厚みで形成する。さらにこの実施
例では、上側金属膜4用にクロム等の金属4aをスパッ
タ法等により例えば1000人程度O4みに全面被着す
る。
Complex II in Figure 1(a)! In the forming process, first, a metal 2a such as tantalum for the metal film 2 is deposited on the entire surface of the insulating substrate 1 for the active matrix substrate, which is usually made of glass, by sputtering or the like to a thickness of about 4,000, as described above. to adhere to. Then, for example, 0.05% of citric acid
The surface of the metal 2a is anodized by applying a voltage of about 40 V in an aqueous solution of the metal to form an insulating film 3a of tantalum pentoxide or the like with a thickness of, for example, about 400 volts. Furthermore, in this embodiment, a metal 4a such as chromium for the upper metal film 4 is deposited on the entire surface of the film by sputtering or the like, for example, on the order of 1,000 layers.

第1図(b)は第1のフォトエツチング工程後の状態を
示す。これにはドライエツチングを用いるのがよ(、そ
の際の反応ガスには上側金属膜2用のクロム等の金属2
aに対しては4塩化炭素と酸素の混合ガスを1絶縁膜3
用の5酸化タンタル3aおよび金[1112用のタンタ
ル2aに対しては4ふっ化炭素と酸素との混合ガスをそ
れぞれ用い、反応ガスを切り換えながらフォトレジスト
膜をマスクとしてこれらの3層膜を同しドライエンチン
グ装胃内の1工程でエツチングする。この第1のフォト
エッチング工程により、金属膜2.絶縁M 3および上
側金属III 4からなるこの例では3層構成の複合膜
が、第2図の走査電極20とその突出部21のパターン
で形成される。なお、この複合膜の幅は例えば5〜10
II歳とされる。
FIG. 1(b) shows the state after the first photoetching step. It is recommended to use dry etching for this purpose (at that time, the reaction gas is a metal 2 such as chromium for the upper metal film 2).
For a, a mixed gas of carbon tetrachloride and oxygen is applied to 1 insulating film 3
For tantalum pentoxide 3a for gold [1112] and tantalum 2a for gold [1112], a mixed gas of carbon tetrafluoride and oxygen was used, and these three-layer films were coated simultaneously using a photoresist film as a mask while switching the reaction gas. Dry etching Etching is performed in one step inside the gastric cavity. Through this first photoetching process, the metal film 2. In this example, a three-layer composite membrane consisting of the insulation M 3 and the upper metal III 4 is formed with the pattern of the scanning electrode 20 and its protrusion 21 in FIG. Note that the width of this composite membrane is, for example, 5 to 10
He is said to be II years old.

第1図(C)の工程では、前工程でエツチングされた複
合膜の側面に露出する金属膜2の表面を酸化して側面絶
縁g3bとする。これには、例えば前と同様にくえん酸
水溶液中での陽捲酸化法を用いることでよいが、電圧を
例えば80V程度にまで上げて、この側面絶縁膜3bを
絶縁M3よりも厚< 1000人程度0する。この酸化
工程中、金属1122の上面の絶縁膜3は上側金属l!
4で覆われているので、その厚みはもちろん変化せず、
また上側金1711124を設けない場合でも、前の第
1のフォトエツチング工程用のフォトレジスト膜を絶縁
膜3の上に残したままで側面酸化をすることにより、絶
縁膜3の厚みを当初のままに保つことができる。
In the step shown in FIG. 1C, the surface of the metal film 2 exposed on the side surface of the composite film etched in the previous step is oxidized to form the side surface insulation g3b. For this purpose, for example, the positive oxidation method in a citric acid aqueous solution may be used as before, but the voltage is increased to, for example, about 80 V, and the side insulating film 3b is made to be thicker than the insulating M3 by less than 1,000 volts. The degree is 0. During this oxidation process, the insulating film 3 on the upper surface of the metal 1122 is removed by the upper metal l!
4, so its thickness does not change, of course.
Even if the upper gold layer 1711124 is not provided, the thickness of the insulating film 3 can be maintained as it was by oxidizing the side surface while leaving the photoresist film for the previous first photoetching process on the insulating film 3. can be kept.

第1図(d)の第2のフォトエツチング工程では、画素
電奢五lOおよび接Ml漠ll用の透明な導電性1模と
してITO(インジュウム・錫酸化物)等を例えばスパ
ッタ法により3000人程度0厚みに全面破着した上で
、それを塩化第2鉄と塩酸の水C3液を用いて化学エツ
チングすることにより、画素電f!ilOと接続膜11
を第2図に示すパターンで形成する。
In the second photoetching process shown in FIG. 1(d), ITO (indium tin oxide) or the like is etched by 3,000 people by sputtering, for example, as a transparent conductive material for the pixel electric current and contact layer. After the entire surface has been bonded to approximately 0 thickness, the pixel electrode f! is chemically etched using a C3 solution of ferric chloride and hydrochloric acid. ilO and connecting film 11
is formed in the pattern shown in FIG.

接続膜11は前述のように画素電極と連続するその延長
部であって、この例では複合I11の上側金属膜4と導
電接触して、金属膜2.絶縁It! 3および上側金属
膜4で構成されるMIM素子30を画素電極IOと接続
する。上側金属膜4がない場合は、MIM素子30は金
属膜2.絶縁膜3および接vt膜11で構成され、接a
 II!I 1 tによって画素電極10と接続される
。いずれの場合も接Vt膜11が複合膜の側面を覆うが
、金属1! 2は側面絶縁膜3bによって接続膜IIか
ら絶縁される。
As described above, the connecting film 11 is an extension of the pixel electrode and is in conductive contact with the upper metal film 4 of the composite I11 in this example. Insulation It! 3 and an upper metal film 4 is connected to the pixel electrode IO. If the upper metal film 4 is not present, the MIM element 30 is configured with the metal film 2. Consisting of an insulating film 3 and a contact film 11,
II! It is connected to the pixel electrode 10 by I 1 t. In both cases, the contact Vt film 11 covers the sides of the composite film, but the metal 1! 2 is insulated from the connection film II by the side insulating film 3b.

上側金属膜4がない場合はこれで全工程がおわるが、上
側金属膜4がある場合には同図(d)の右側のY−Y矢
視断面かられかるように、I#続護膜11下側部以外の
複合IIIの表面上に上側金属膜4が残っているので、
第1図(e)の工程で接続膜11をマスクとするドライ
エツチングによって上側金属1rff 4の余分な部分
を除去して全工程を終える。
If there is no upper metal film 4, this completes the entire process, but if there is an upper metal film 4, the I# continuous protective film is Since the upper metal film 4 remains on the surface of composite III other than the lower part of 11,
In the step of FIG. 1(e), the excess portion of the upper metal 1rff4 is removed by dry etching using the connection film 11 as a mask, and the entire process is completed.

以上の実施例かられかるように、本発明方法ではアクテ
ィブマトリックス基板の製造時のフォトエツチング工程
を第1図ル)および(d)の2回だけで済ませることが
できる。同1ffl (C)および(e)の工程はいず
れもその前の工程でパターンニ、ングされた部分をマス
クとして行なうことができる。本発明方法によりアクテ
ィブマトリックス基板に組み込まれるM I M素子3
0では、絶縁膜3によってその非線形特性が決定される
ようにするのが望ましく、側面絶縁膜3bを絶縁膜3と
同様に陽極酸化により形成する場合でもその膜質が劣る
ので利用しない方がよい、これらの絶縁膜3および側面
絶縁!il 3 bの厚みや特性は、陽掻酸化時のくえ
ん酸水溶液等の虚度、使用電圧、酸化時間等の条件を変
えるごとにより適宜に制′4Bすることができる。
As can be seen from the above embodiments, in the method of the present invention, the photo-etching process when manufacturing an active matrix substrate can be completed only twice as shown in FIGS. 1(a) and 1(d). Both steps (C) and (e) can be performed using the portion patterned in the previous step as a mask. M I M element 3 incorporated into an active matrix substrate by the method of the present invention
0, it is desirable that the nonlinear characteristics are determined by the insulating film 3, and even if the side insulating film 3b is formed by anodic oxidation like the insulating film 3, its film quality is poor, so it is better not to use it. These insulation films 3 and side insulation! The thickness and characteristics of il 3 b can be controlled as appropriate by changing conditions such as the vacancy of the citric acid aqueous solution during positive oxidation, the voltage used, and the oxidation time.

本発明は以上説明した実施例に限らず種々の態様で実施
をすることができる8例えば、金rLAllff 2川
にはチタン、アルミ等を、上側金属膜4にはモリブデン
、タンタル、チタン、アルミ等を1画素電1!iLoお
よび接続膜11用の透明導電性膜には第2酸化錫等をそ
れぞれ利用できる。また、これらの膜の被着には、上述
のスパッタ法のほか真空蒸着法を採用することができる
The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be implemented in various embodiments8.For example, titanium, aluminum, etc. may be used for the gold layer 4, and molybdenum, tantalum, titanium, aluminum, etc. may be used for the upper metal film 4. 1 pixel 1! Second tin oxide or the like can be used for the transparent conductive films for iLo and the connection film 11, respectively. Further, in addition to the above-mentioned sputtering method, a vacuum evaporation method can be used to deposit these films.

〔発明の効果] 以上の説明かられかるように不発明方法においては、ア
クティブマトリックスf仮用の絶13 Jj板上に金属
1模を全面被着した上でその表面を酸化して絶縁膜を形
成することにより金属膜と絶縁膜とを含む複合j模を形
成する工程と、複合膜をフォトエツチングして所定のパ
ターンに形成する第1のフォトエツチング工程と、複合
膜の工、チングされた側面に露出された金属膜を酸化し
て絶縁咬合形成する側面酸化工程と、透明な導電性膜を
全面破着した上でフォトエツチングして画素電1mを絶
縁基板上に形成するとともにこの画素電極と連続した接
続膜を複合膜上に形成する第2のフォトエッチング工程
とを経て、マトリックス状に配列された画!g電極にそ
れぞれ付随してその画素の表示駆動用にMIM素子を組
み込んでなるアクティブマトリックス基板を製造するこ
とにより、製造に要するフォトエツチング回数を従来の
3回から2回に減少させて製造工程を合理化するととも
に、マスク、合わせの回数を従来の2回から1回にして
マスク合わせの誤差にもとづ(欠陥発生率を大幅に減少
させ、アクティブマトリックス基板の製作歩留まりを上
げてその経済性を顕著に高めることができる。
[Effects of the Invention] As can be seen from the above description, in the uninvented method, a metal 1 pattern is entirely deposited on the active matrix f temporary board, and then the surface is oxidized to form an insulating film. a first photoetching step of photoetching the composite film to form a predetermined pattern; A side oxidation step in which the metal film exposed on the side is oxidized to form an insulating interlock, and a transparent conductive film is completely ruptured and then photoetched to form a pixel electrode of 1 m on the insulating substrate. and a second photo-etching process to form a continuous connection film on the composite film, resulting in images arranged in a matrix! By manufacturing an active matrix substrate that incorporates an MIM element for display driving the pixel associated with each g electrode, the number of photoetching steps required for manufacturing can be reduced from the conventional three times to two times, and the manufacturing process can be simplified. In addition to streamlining, the number of masks and alignments has been changed from the conventional two to one, based on the mask alignment error (significantly reducing the defect rate, increasing the manufacturing yield of active matrix substrates, and improving its economic efficiency. can be significantly increased.

最近のように表示パネルの大画面化が要求されて組み込
み画素数が増加するとともに、その実用性がアクティブ
マトリックス基板の製造時の欠陥発生率によって制約さ
れる傾向があり、本発明の実施によりこの問題を克服し
て大形表示パネルの実用化を推進することができる。
In recent years, there has been a demand for larger display panels and an increase in the number of built-in pixels, and the practicality of these panels tends to be limited by the defect rate during the manufacturing of active matrix substrates. This problem can be overcome and the practical application of large display panels can be promoted.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図が本発明に関し、第1図は本発明に
よる製造方法の実施例を主な製造工程ごとの状態で示す
アクティブマトリックス基板の要部拡大断面図、第2図
はその完成状態の一部拡大平面図である。第3図以降は
従来技術に関し、第3図はアクティブマトリックス基板
の1画素分の平面図、第4図は従来の製造方法を主な工
程ごとの状態で示すアクティブマトリックス基板の要部
拡大断面図である0図において、 1ニアクチイブマトリツクス基板用絶縁基板、2:金属
膜、2a:金属ないしタンタル、3:絶縁膜、3a:パ
ターンユング前の絶縁膜、3b:側面絶縁膜、4:上側
金属膜、4a:金属、5:透明導電性膜、lO:画素!
極、10a:凹部、11:接続膜、20:走査電極、2
1:走査電極の突出部、30:MIM素子、である。 kΔ」的1 1a3図 第2図 第4図
Figures 1 and 2 relate to the present invention; Figure 1 is an enlarged cross-sectional view of the main parts of an active matrix substrate showing an embodiment of the manufacturing method according to the present invention in each main manufacturing process, and Figure 2 is a completed view of the active matrix substrate. It is a partially enlarged plan view of the state. Figure 3 and subsequent figures relate to the prior art. Figure 3 is a plan view of one pixel of an active matrix substrate, and Figure 4 is an enlarged sectional view of the main parts of an active matrix substrate showing the conventional manufacturing method at each main step. In Figure 0, 1: insulating substrate for near active matrix substrate, 2: metal film, 2a: metal or tantalum, 3: insulating film, 3a: insulating film before patterning, 3b: side insulating film, 4: Upper metal film, 4a: metal, 5: transparent conductive film, lO: pixel!
Pole, 10a: recess, 11: connection film, 20: scanning electrode, 2
1: protrusion of scanning electrode; 30: MIM element. kΔ” Target 1 1a3 Figure 2 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] マトリックス状に配列された画素電極にそれぞれ付随し
てその画素の表示駆動用にMIM素子を組み込んでなる
アクティブマトリックス基板を製造する方法であって、
アクティブマトリックス基板用の絶縁基板上に金属膜を
全面被着した上でその表面を酸化して絶縁膜を形成する
ことにより金属膜と絶縁膜とを含む複合膜を形成する工
程と、複合膜をフォトエッチングして所定のパターンに
形成する第1のフォトエッチング工程と、複合膜のエッ
チングされた側面に露出された金属膜を酸化して絶縁膜
を形成する側面酸化工程と、透明な導電性膜を全面被着
した上でフォトエッチングして画素電極を絶縁基板上に
形成するとともにこの画素電極と連続した接続膜を複合
膜上に形成する第2のフォトエッチング工程とを含むア
クティブマトリックス基板の製造方法。
A method for manufacturing an active matrix substrate in which MIM elements are incorporated in pixel electrodes arranged in a matrix for display driving of the pixels, the method comprising:
A step of forming a composite film containing a metal film and an insulating film by depositing a metal film on the entire surface of an insulating substrate for an active matrix substrate and then oxidizing the surface to form an insulating film; a first photo-etching step in which a predetermined pattern is formed by photo-etching; a side oxidation step in which an insulating film is formed by oxidizing the metal film exposed on the etched side surface of the composite film; and a transparent conductive film. manufacturing an active matrix substrate, including depositing on the entire surface and photo-etching to form a pixel electrode on an insulating substrate, and a second photo-etching step of forming a connection film continuous with the pixel electrode on the composite film. Method.
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