JPH02226119A

JPH02226119A - アクティブマトリクス用２端子素子

Info

Publication number: JPH02226119A
Application number: JP1045153A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kobayashi; 浩志小林; Takuo Sato; 佐藤　拓生
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液晶表示装置等においてアクティブマトリク
ス表示に用いられるアクティブマトリクス用２端子素子
に関する。

〔技術の背景〕

例えば液晶表示装置においては、解像度が高く精細な画
像を表示するためには高密度のマトリクス構成が必要と
される。このような要請に応える技術として、近年にお
いては、表示部の各画素をアクティブマトリクス用素子
によって直接的にスイッチング駆動するアクティブマト
リクス表示が注目されている。

斯かるアクティブマトリクス用素子としては、従来、薄
膜トランジスタ等の３端子素子、あるいは薄膜ダイオー
ド、バリスタ、ＭＩＭ等の２端子素子が知られている。

しかし、薄膜トランジスタ等の３端子素子は、２端子素
子に比して構造が複雑であるため、製造に手間を要し製
造コストが上昇する難点があり、斯かる観点からは２端
子素子が好ましい。一方、バリスタ、ＭＩＭよりなる２
端子素子は、しきい値電圧が相当に高いため大きな駆動
電圧を必要とし、その結果、消費電力が増大する問題点
がある。

これに対して、薄膜ダイオードよりなる２端子素子は、
構成が簡易で微細なマ）　ＩＪクス構造を有する液晶表
示装置を高い歩留まりで製造することが可能であり、ま
た、表示品質が良好であるという利点を有している。特
に、ショットキーダイオ−ドの２個を直列かつ逆方向に
接続してなるショットキー型のバック・トウ・バック・
ダイオードが好ましい。

従来のショットキー型のバック・トウ・バック・ダイオ
ードの一例においては、基板上に接着層を設け、この接
着層上に、ショットキーバリアを形成する金属からなる
互いに離間した２つの第一電極層を積層し、この第一電
極層上に半導体層を積層し、この半導体層上に共通の第
二電極層を積層して構成されている。

接着層は、第一電極層と基板との接着性を高めるために
設けられるものである。すなわち、基板としては、一般
に透明ガラス板等が用いられ、第一電極層としてはショ
ットキーバリアを形成する金属例えばパラジウム等が用
いられ、両者の接着性は極めて悪い。そこで、接着層を
設けて第一電極層の基板に対する接着強度を高めている
。

一方、接着層の厚さは、下地を十分に被覆することが必
要であるため、通常、１０００〜２０００人程度とされ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記構成のショットキー型のバック・トウ・バ
ック・ダイオードにおいては、接着層の側面と半導体層
との接触面からリーク電流が流れて、素子のスイッチン
グ機能が低下し、表示パネルを駆動させるとクロストー
クが生じ、表示品質が劣化する問題がある。

本発明は、以上の如き事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、第一電極層の基板に対する接着強度
が高く、しかもリーク電流の小さいアクティブマトリク
ス用２端子素子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のアクティブマトリクス用２端子素子は、基板上
に設けられる、厚さ１０（ｌ　Ａ以下の金属の薄層より
なる接着層と、この接着層上に設けられた、ショットキ
ーバリアを形成する金属からなる第一電極層と、この第
一電極層上に設けられた半導体層と、この半導体層上に
設けられた第二電極層とを備えてなることを特徴とする
。

〔作用〕

本発明によれば、接着層により第一電極層の基板に対す
る接着性を高めることができるうえ、この接着層の厚さ
を１００Å以下としたので、接着層の側面と半導体層と
の接触面からのリーク電流の発生を小さく抑制すること
ができる。

その結果、第一電極層の剥離等が生ぜず、素子の信頼性
が高くなり、リーク電流の減少により素子のスイッチン
グ機能が向上し、クロストークが発生せず、良好な表示
品質が得られる。

〔発明の具体的構成〕

以下、本発明を具体的に説明する。

第１図（ａ）および（社）は、本発明に係るアクティブ
マ）　ＩＪクス用２端子素子の具体的構成例を示す説明
用平面図およびＡ−Ａ線断面図である。

２１．２２は第一電極層、３０は半導体層、４０は第二
電極層、５１．５２は接着層であり、これらにより一対
の薄膜ダイオードが直列かつ逆方向に接続されたショッ
トキー型のバック・トウ・バック・ダイオードよりなる
アクティブマトリクス用２端子素子Ｍが構成されている
。

すなわち、第一電極層２１．２２と半導体層３０との間
にショットキーバリアが形成され、半導体層３０と第二
電極層４０との間はオーミック接触もしくは小さなショ
ットキーバリアが形成されている。１０は基板、６０は
画素電極、７０はパスラインである。

接着層５１．５２は、基板１０上に、互いに離間した状
態で積層して設られている。この接着層５１．５２は、
厚さ１００Ａ以下の金属の薄層よりなる。厚さを１００
Ａ以下とすることにより、接着層５１．５２と半導体層
３０との接触面積を小さくすることができて、当該接触
面からのリーク電流の発生を小さく抑制することができ
、素子のスイッチング機能の向上を図ることができる。

接着層５１．５２を構成する金属の材料としては、第一
電極層２１．２２の構成金属よりもイオン化ポテンシャ
ルの小さい金属が用いられる。イオン化ポテンシャルの
小さい金属は、基板との反応性が高くて、当該接着層５
１．５２の基板１０に対する接着強度が大きく、また、
第一電極層２１．２２との接着強度も大きい。従って、
第一電極層２１．２２の基板１０に対する接着強度が高
くなり、剥離等が有効に防止される。具体的な材料とし
ては、クロム（Ｃｒ）、ニー／ケル−クロム（Ｎｉ−Ｃ
ｒ）　、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）　、モリブ
デン（ＭＯ）、マグネシウム（Ｍｇ）、タンタル（Ｔａ
）、タングステン（Ｗ）等から適宜選択することができ
る。接着層５１．５２の形成手段としては、スパッタリ
ング法等を用いることができる。

第一電極層２１．２２は、それぞれ接着層５１．５２上
に、積層して設けられている。この第一電極層２１゜２
２は、上層の半導体層３０との間にショットキーバリア
が形成される金属により構成されている。具体的には、
パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）
等から選択することができる。第一電極層２１．２２の
厚さは、通常、５０人〜５０００人程度である。第一電
極層２１．２２の形成手段としては、電子ビーム蒸着法
等を用いることができる。

半導体層３０は、第一電極層２１．２２を含む領域上に
積層して設けられている。この半導体層３０は、メイン
層３１と、第二電極層４０側の高ドープ層３２との二層
構成である。高ドープ層３２は、これに接触する第二電
極層４０との間でオーミック接触もしくはショットキー
バリアの小さい接触を形成するためのものである。メイ
ン層３１は例えばｎ型半導体層により構成することがで
き、高ドープ層３２は例えばｎ゛型半導体層により構成
することができる。

半導体層３０におけるメイン層３１および高ドープ層３
２を構成する材料としては、各層の目的に応じて選択さ
れる。具体的には、水素化アモルファスシリコン（ａ−
Ｓｉ：Ｈ）、リン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）等を不純物
として含む水素化アモルファスシリ：ｌ　ン（ａ　−３
ｉ　：　Ｈ：　（Ｐ）、　ａ　−３ｉ　：　Ｈ：　（Ａ
ｓ））、フッ素化水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ二層）、ポリシリコン、水素化アモルファスシリ
コンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：　Ｈ）　、水素化アモル
ファス窒化シリコン（ａ　−Ｓｉ　Ｎ　：　Ｈ）　、水
１４化アモルファスシリコンゲルマニウム（ａ　−Ｓｉ
　Ｇｅ：Ｈ）、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）等を用
いることができる。半導体層４０の厚さは、通常、１０
００Ａ〜３ｐ程度である。

第二電極層４０は、半導体層３０上に一体的にすなわち
一対の薄膜ダイオードに共通となるように積層して設け
られている。第二電極層４０の構成材料としては、半導
体層３０との間にオーミック接触を形成できる材料、あ
るいは当該半導体層３０との間に生ずるショットキーバ
リアが、第一電極層２１゜２２と半導体層３０との間に
形成されるショットキーバリアよりも小さくなる材料で
あればよい。具体的ニハ、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（
Ｎｉ）、ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）、アルミニウム（ＡＩ
）、モリブデン（ＭＯ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の金
属材料から選択することができる。また、リン（Ｐ）お
よびヒ素（Ａｓ）等の不純物が１原子％以上含有された
ｎ“型のａ　−Ｓｉ　：　ＨＳｎ＋型のポリシリコン等
をも用いることができる。第二電極層４０の厚さは、通
常、５０人〜５０００人程度である。

基板１０としては、溶融石英、ホウケイ酸ガラス、「７
０５９カラス」（コーニング社製）、「テンパックスガ
ラス」　（イエナー社製）等の透明なガラス板、ポリイ
ミド等の透明な樹脂板、透明なガラス板の表面にポリイ
ミド等の透明な樹脂層を設けたもの等を用いることがで
きる。

画素電極６０は、基板１０上に、マトリクス状に配置さ
れている。ＩＴＯ膜等の透明導電膜により構成されてい
る。パスライン７０は、接着層５１および第一電極層２
１と一体的に構成されている。

基板１０と接着層５１．５２の具体的材質の好適な組合
せとしては、ガラス（ＳｉＯ＝）とクロム（Ｃｒ）、ポ
リイミドとクロム（Ｃｒ）を挙げることができる。

この組合せでは、接着層５１．５２のクロム（Ｃｒ）が
基板１０の表面層の酸素と結合し、これにより接着強度
が向上する。

次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこ
れらの態様に限定されない。

（実施例１）本実施例においては、第１図に示した構成のショットキ
ー型のバック・トウ・バック・ダイオードよりなるアク
ティブマトリクス用２端子素子を以下の工程を経由して
製造した。

（１）透明ガラス製の基板１０上に、スパッタリング法
により厚さ３００人のＩＴＯ膜を設け、これをパターニ
ングしてマトリクス状に配置された画素電極６ａを設け
た。

（２）この基板１０の画素電極６０が設けられた一面上
に、スパッタリング法により厚さ５０人のクロム薄層を
形成した。

（３）このクロム薄層上に、電子ビーム蒸着法により厚
さ５００人のパラジウム層を形成した。

（４）パラジウム層およびクロム薄層を、同一のパター
ンにより連続エツチング処理して、パターニングされた
接着層５１．５２および第一電極層２１．２２ならびに
パスライン７０を形成した。

（５）第一電極層２１．２２を含む領域上に、プラズマ
ＣＶＤ法により、ＰＨ１が５０ｐｐｍでドーピングされ
た厚さ２Ｊ！Ｍのａ　−Ｓｉ　：　Ｈ膜を形成した。

（６）このａ　−３ｉ　：　Ｈ膜上に、プラズマＣＶＤ
法により、ＰＨ３が１％でドーピングされた厚さ１００
０人のｎ”型のａ−３ｉ：Ｈ膜を形成した。

（７）このｎ“型のａ　−３ｉ　：　Ｈ膜上に、スパッ
タリング法により厚さ１０００人のクロム層を形成した
。

（８）このクロム層、ｎ°型のａ　−３ｉ　：　Ｈ膜、
ａＳ＋：Ｈ膜を同一のパターンにより連続エツチング処
理して、パターニングされた、第二電極層４０と、高ド
ープ層３２およびメイン層３１からなる半導体層３０を
形成した。

（実施例２〜３）実施例１の工程（２）において、クロム薄層の厚さを後
記第１表に示すとおりに変更したほかは同様にしてショ
ットキー型のバック・トウ・バック・ダイオードよりな
るアクティブマトリクス用２端子素子を製造した。

（比較例１）実施例１の工程（２）において、クロム薄層の厚さを後
記第１表に示すとおりに変更したほかは同様にしてショ
ットキー型のバック・トウ・バック・ダイオードよりな
る比較用のアクティブマトリクス用２端子素子を製造し
た。

（評価）以上のようにして製造されたアクティブマトリクス用２
端子素子を実際にスイッチング駆動する試験を行い、印
加電圧が４Ｖのときの電流密度すなわちリーク電流を測
定した。

また、実際に液晶表示パネルを作製して、表示品質を評
価した。

以上の結果を併せて第１表に示す。

〔発明の効果〕

本発明のアクティブマ）　ＩＪクス用２端子素子によれ
ば、第一電極層の基板に対する接着強度が高くて素子の
信頼性が高く、しかもリーク電流が小さ（てスイッチン
グ機能が向上し、クロストークのない良好な表示を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明に係るアクティブマ
トリクス用２端子素子の具体的構成例を示す説明用平面
図およびＡ−Ａ線断面図である。１０・・・基板　　　　　　　２１．２２・・・第一電
極層３０・・・半導体層　　　　　３１・・・メイン層
３２・・・高ドープ層　　　　４０・・・第二電極層５
１、５２・・・接着層　　　　６０・・・画素電極７０
・・・パスライン図（０）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に設けられる、厚さ１００Å以下の金属の
薄層よりなる接着層と、この接着層上に設けられた、シ
ョットキーバリアを形成する金属からなる第一電極層と
、この第一電極層上に設けられた半導体層と、この半導
体層上に設けられた第二電極層とを備えてなることを特
徴とするアクティブマトリクス用２端子素子。