JPH02251823A - 液晶表示装置における非線形素子 - Google Patents
液晶表示装置における非線形素子Info
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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。
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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方式液晶表示パネル
において、液晶スイッチング素子に用いられるタンタル
（Ｔａ ）−絶縁体−金属構造、あるいはＴａ−絶縁体
−透明導電体構造（以下この２つの構造をＭＩＭと記す
）を有する非線形素子の構造に関する。
において、液晶スイッチング素子に用いられるタンタル
（Ｔａ ）−絶縁体−金属構造、あるいはＴａ−絶縁体
−透明導電体構造（以下この２つの構造をＭＩＭと記す
）を有する非線形素子の構造に関する。
ＭＩＭ素子とは、例えばＴａ−タンタル酸化膜（Ｔ”２
０５）−酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のような金属−
絶縁体−透明導電体の３層構造であり、その電流−電圧
特性は非線形を示す。以下にＴ ａ Ｔ ａ ！ Ｏ
ｓ −Ｉ Ｔ Ｏ構造における従来構造の製造方法につ
いて第４図を用いて説明する。
０５）−酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のような金属−
絶縁体−透明導電体の３層構造であり、その電流−電圧
特性は非線形を示す。以下にＴ ａ Ｔ ａ ！ Ｏ
ｓ −Ｉ Ｔ Ｏ構造における従来構造の製造方法につ
いて第４図を用いて説明する。
第４図（ａ）はＭＩＭ素子を示す平面図であり、第４図
（ｂ）は、第４図（ａ）におけるＡ−Ｂ線断面図である
。ガラス基板１上にＴａ２をスパッタリング法により形
成し、フォトエツチングによりパターニングし、Ｔａ２
かうなるＭＩＭ素子の下部電極と配線とを形成する。こ
のＴａ２の平面パターン形状は、第４図（ａ）の実線５
で示す。次に陽極酸化法によりＴａ２表面に絶縁体６と
してＴａ、０．を形成する。次に透明導電体４として、
ＩＴＯをスパッタリング法により形成し、フォトエツチ
ングによりパターニングし、ＩＴＯからなるＭＩＭ素子
の上部電極と液晶駆動用画素電極とを形成する。
（ｂ）は、第４図（ａ）におけるＡ−Ｂ線断面図である
。ガラス基板１上にＴａ２をスパッタリング法により形
成し、フォトエツチングによりパターニングし、Ｔａ２
かうなるＭＩＭ素子の下部電極と配線とを形成する。こ
のＴａ２の平面パターン形状は、第４図（ａ）の実線５
で示す。次に陽極酸化法によりＴａ２表面に絶縁体６と
してＴａ、０．を形成する。次に透明導電体４として、
ＩＴＯをスパッタリング法により形成し、フォトエツチ
ングによりパターニングし、ＩＴＯからなるＭＩＭ素子
の上部電極と液晶駆動用画素電極とを形成する。
この透明導電体４の平面パターン形状は第４図（ａ）の
破線６で示す。Ｔａ２と透明導電体４のクロス部がＭＩ
Ｍ素子となる。
破線６で示す。Ｔａ２と透明導電体４のクロス部がＭＩ
Ｍ素子となる。
配線及びＭＩＭ素子の下部電極となるＴａはアルゴン（
Ａｒ ’）雰囲気中でスパッタリング法により形成する
とＴａの結晶構造はβ系（六方系構造；ｔｅｔｒａｇ□
ｎａｇ）となる。一方Ａｒと窒素（Ｎ２ ）の混合ガス
雰囲気中でスパッタリング法により形成するとＴａの結
晶構造はα系（体心立方系構造：ｂｃｃ）となる。ここ
でα−Ｔａとβ−Ｔａの比抵抗を比較するとα−Ｔａは
約３５〔ｂｃｃ ｍ ］、β−Ｔａは約１６０〔ｂｃｃ
ｍ ）であり配線抵抗を下げるためには、比抵抗の低
いα−Ｔａを用いることが望ましい。しかしながら膜中
にＮを含むα−Ｔａを用いると、第５図のグラフに示す
ように、できあがったＭＩＭ素子の電流−電圧特性にお
ける非対称性と特性バラツキの増加とが生じる。
Ａｒ ’）雰囲気中でスパッタリング法により形成する
とＴａの結晶構造はβ系（六方系構造；ｔｅｔｒａｇ□
ｎａｇ）となる。一方Ａｒと窒素（Ｎ２ ）の混合ガス
雰囲気中でスパッタリング法により形成するとＴａの結
晶構造はα系（体心立方系構造：ｂｃｃ）となる。ここ
でα−Ｔａとβ−Ｔａの比抵抗を比較するとα−Ｔａは
約３５〔ｂｃｃ ｍ ］、β−Ｔａは約１６０〔ｂｃｃ
ｍ ）であり配線抵抗を下げるためには、比抵抗の低
いα−Ｔａを用いることが望ましい。しかしながら膜中
にＮを含むα−Ｔａを用いると、第５図のグラフに示す
ように、できあがったＭＩＭ素子の電流−電圧特性にお
ける非対称性と特性バラツキの増加とが生じる。
ここで第５図はα−Ｔａを配線及び下部電極に用いた従
来構造にて、同一基板上に作製したＭＩＭ素子１００１
ｍの電流−電圧特性を示したグラフである。第５図にお
ける電圧を示す横軸の甑性は、下部電極Ｔａの極性に対
応する。電流−電圧特性が正負の極性で非対称となり、
素子の非線形性の悪化に伴い液晶層への書き込み効率が
低下する。
来構造にて、同一基板上に作製したＭＩＭ素子１００１
ｍの電流−電圧特性を示したグラフである。第５図にお
ける電圧を示す横軸の甑性は、下部電極Ｔａの極性に対
応する。電流−電圧特性が正負の極性で非対称となり、
素子の非線形性の悪化に伴い液晶層への書き込み効率が
低下する。
またＴａ負極時において各素子間における電流−電圧特
性の矢印７で示すバラツキ（最大値と最小値に囲まれる
範囲）が著しく太き（なる。
性の矢印７で示すバラツキ（最大値と最小値に囲まれる
範囲）が著しく太き（なる。
この現象はＴａの陽極酸化膜中に取り込まれるＮにより
絶縁体と上部電極である透明導電体間の接合が不安定に
なることによる。上記課題を解決してＭＩＭ素子の電流
−電圧特性を対称にし、さらにＴａを用いた配線の低抵
抗化が可能な非線形素子の構造を提供することが、本発
明の目的である。
絶縁体と上部電極である透明導電体間の接合が不安定に
なることによる。上記課題を解決してＭＩＭ素子の電流
−電圧特性を対称にし、さらにＴａを用いた配線の低抵
抗化が可能な非線形素子の構造を提供することが、本発
明の目的である。
上記目的を達成するため本発明はＭＩＭ素子におけるＴ
ａは、α−Ｔａとβ−Ｔａとの２層構造にすることによ
り、上部電極であるＩＴＯとの接合界面近傍のＴａの陽
極酸化膜である’ｒａ、ｏ、 中にＮが含まないよう
になる。さらに配線部のほとんどなα−Ｔａにより形成
することばより、対称で均一なＭＩＭ素子の電気的特性
と、配線抵抗の低抵抗化とを同時に達成する。
ａは、α−Ｔａとβ−Ｔａとの２層構造にすることによ
り、上部電極であるＩＴＯとの接合界面近傍のＴａの陽
極酸化膜である’ｒａ、ｏ、 中にＮが含まないよう
になる。さらに配線部のほとんどなα−Ｔａにより形成
することばより、対称で均一なＭＩＭ素子の電気的特性
と、配線抵抗の低抵抗化とを同時に達成する。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。
細に説明する。
第２図は本発明の実施例により作製したＭＩＭ素子構造
を示す平面図であり、第１図（ａ）〜（ｄｌは第２図の
Ａ−Ｂ線断面図を示し、本発明のＭＩＭ素子構造を得る
ための製造方法を工程順に示す断面図である。以下第１
図と第２図とを交互に参照して説明する。
を示す平面図であり、第１図（ａ）〜（ｄｌは第２図の
Ａ−Ｂ線断面図を示し、本発明のＭＩＭ素子構造を得る
ための製造方法を工程順に示す断面図である。以下第１
図と第２図とを交互に参照して説明する。
まず本発明の構造を第１図（ｄ）を用いて説明する。
ＭＩＭ素子の下部電極と配線としてのＴａをα−Ｔａ９
とβ−Ｔａ１０との２層で構成する。
とβ−Ｔａ１０との２層で構成する。
このα−Ｔａ９とβ−Ｔａ１０上に絶縁体１１を設け、
さらにこの絶縁体１１上に透明導電体１２を形成してＭ
ＩＭ素子を構成する。この第１図（ｄ）に示す本発明の
ＭＩＭ素子構造を得るための製造方法を次に説明する。
さらにこの絶縁体１１上に透明導電体１２を形成してＭ
ＩＭ素子を構成する。この第１図（ｄ）に示す本発明の
ＭＩＭ素子構造を得るための製造方法を次に説明する。
まず第１図（ａ）に示す様にガラス基板８上にスノくツ
タリング法により以下の条件でα−Ｔａ９を厚さ２００
ｎｍ形成する。
タリング法により以下の条件でα−Ｔａ９を厚さ２００
ｎｍ形成する。
導入ガス：Ａｒ、Ｎ２
全 圧：２朋ｔ□ｒｒ
Ｎ３分圧：０．１５ｍｍｔｏｒｒ
加熱温度：３００°Ｃ
スパッタレート： ２００ ｎｍ／ｍｉｎ続いて同一真
空槽内で以下の条件によりβ−Ｔａ１０を厚さ５０ｎｍ
形成する。
空槽内で以下の条件によりβ−Ｔａ１０を厚さ５０ｎｍ
形成する。
導入ガス：Ａｒ
全 圧＝２龍ｔｏｒｒ
加熱温度：３００’Ｃ
スパッタＶ−ト： ２００ｎｍ／ｍｉｎ次に第１図（ｂ
）に示す様にα−Ｔａ９とβ−Ｔａ１０とを通常のフォ
トリソ法とドライエツチングにより下部電極と配線との
形状にパターニングする。この平面パターン形状は第２
図の実線１６で示す二 次に第１図（Ｃ）に示す様に、クエン酸０．１％水溶液
中３０ｖの電圧でｃｌ−’Ｉ’ａ９とβ−Ｔａ１０とを
陽極酸化し、これらのＴａ表面にＴａ２Ｏ，からなる絶
縁体１１を厚さ５０ｎｍ形成する。ここでＴ’ａｔｏｓ
からなる絶縁体１１はβ−Ｔａの陽極酸化膜であり次に
形成する上部電極との接合界面近傍にはＮは含まれない
。
）に示す様にα−Ｔａ９とβ−Ｔａ１０とを通常のフォ
トリソ法とドライエツチングにより下部電極と配線との
形状にパターニングする。この平面パターン形状は第２
図の実線１６で示す二 次に第１図（Ｃ）に示す様に、クエン酸０．１％水溶液
中３０ｖの電圧でｃｌ−’Ｉ’ａ９とβ−Ｔａ１０とを
陽極酸化し、これらのＴａ表面にＴａ２Ｏ，からなる絶
縁体１１を厚さ５０ｎｍ形成する。ここでＴ’ａｔｏｓ
からなる絶縁体１１はβ−Ｔａの陽極酸化膜であり次に
形成する上部電極との接合界面近傍にはＮは含まれない
。
次に第１図（ｄ）に示す様に、透明導電体１２としてＩ
ＴＯをスパッタリング法により厚さ２００ｎｍ形成し、
通常のフォトエツチングによりバターニングする。この
透明導電体１２の平面パターン形状は第２図の破線１４
で示す。
ＴＯをスパッタリング法により厚さ２００ｎｍ形成し、
通常のフォトエツチングによりバターニングする。この
透明導電体１２の平面パターン形状は第２図の破線１４
で示す。
尚、作製したＭＩＭ素子の面積は１６μピとした。
第３図は本発明のＭＩＭ素子構造のＭＩＭ素子Ｌｏｏｍ
の電流−電圧特性を示したものである。
の電流−電圧特性を示したものである。
α−Ｔａ１層を用いた従来法による第５図と比較し、Ｔ
ａ負極時の電流値が大きくなり素子の非対称性及び非線
形性が向上し、かつ矢印１５で示すＭＩＭ素子間の特性
バラツキカシ減少している。また、配線の抵抗値は上記
α−Ｔａ１層を用いた従来法によるものとほぼ同一であ
った。
ａ負極時の電流値が大きくなり素子の非対称性及び非線
形性が向上し、かつ矢印１５で示すＭＩＭ素子間の特性
バラツキカシ減少している。また、配線の抵抗値は上記
α−Ｔａ１層を用いた従来法によるものとほぼ同一であ
った。
以上Ｏ説明のよ５に、本発明のＭＩＭ素子構造では下部
電極と配線であるＴａをα−Ｔａとβ−Ｔａの２層構造
にすることＫより、素子の良好な電気的特性と配線の低
抵抗化との両立が可能となる。したがって大面積でしか
も表示品質の高いＭＩＭアクティブマトリックス液晶表
示装置が得られる。
電極と配線であるＴａをα−Ｔａとβ−Ｔａの２層構造
にすることＫより、素子の良好な電気的特性と配線の低
抵抗化との両立が可能となる。したがって大面積でしか
も表示品質の高いＭＩＭアクティブマトリックス液晶表
示装置が得られる。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の非線形素子の構造を形
成するための製造方法を工程順に示す第２図のＡ−Ｂ線
断面図、第２図は本発明の非線形素子の構造を示す平面
図、第３図は本発明の非線形素子の構造における電流−
電圧特性を示すグラフ、第４図は従来例における非線形
素子の構造を示し第４図（ａ）は平面図、第４図（ｂ）
は第４図（ａ）のＡ−Ｂ線断面図、第５図は従来例の非
線形素子の構造における電流−電圧特性を示すグラフで
ある。 ８・・・・・・ガラス基板、 ９・・・・・・α−
Ｔａ１１０・・・・・・β−Ｔａ、 １１・・・
・・・絶縁体、１２・・・・・・透明導電体。 第３図 第４図 （ｂ） 第５図 電／Ｅｆ（ｖｌ
成するための製造方法を工程順に示す第２図のＡ−Ｂ線
断面図、第２図は本発明の非線形素子の構造を示す平面
図、第３図は本発明の非線形素子の構造における電流−
電圧特性を示すグラフ、第４図は従来例における非線形
素子の構造を示し第４図（ａ）は平面図、第４図（ｂ）
は第４図（ａ）のＡ−Ｂ線断面図、第５図は従来例の非
線形素子の構造における電流−電圧特性を示すグラフで
ある。 ８・・・・・・ガラス基板、 ９・・・・・・α−
Ｔａ１１０・・・・・・β−Ｔａ、 １１・・・
・・・絶縁体、１２・・・・・・透明導電体。 第３図 第４図 （ｂ） 第５図 電／Ｅｆ（ｖｌ
Claims (1)
- （１）タンタル上に絶縁体を設け、さらに該絶縁体上に
金属あるいは透明導電体を設けてなる非線形素子におい
て、該タンタルは純タンタルであるβ−タンタルと窒素
を含むα−タンタルとの２層で構成することを特徴とす
る非線形素子の構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7331489A JP2795883B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液晶表示装置における非線形素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7331489A JP2795883B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液晶表示装置における非線形素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02251823A true JPH02251823A (ja) | 1990-10-09 |
| JP2795883B2 JP2795883B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=13514589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7331489A Expired - Lifetime JP2795883B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液晶表示装置における非線形素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2795883B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274482A (en) * | 1990-11-21 | 1993-12-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Matrix array using MIM device and α and β tantalum electrodes |
| US5518936A (en) * | 1992-05-12 | 1996-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing metal wirings on an insulating substrate |
| US6417085B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-07-09 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a field effect transistor gate construction |
| US6928720B2 (en) * | 1999-05-27 | 2005-08-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing a surface acoustic wave device |
| JP2008052154A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Optrex Corp | 電子機器及び電子機器の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118601A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Suwa Seikosha Kk | Nonlinear resistance element |
| JPS63185052A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-07-30 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | タンタル金属薄膜回路 |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP7331489A patent/JP2795883B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118601A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Suwa Seikosha Kk | Nonlinear resistance element |
| JPS63185052A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-07-30 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | タンタル金属薄膜回路 |
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| EP0487055B1 (en) * | 1990-11-21 | 1996-05-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Matrix array substrate |
| US5518936A (en) * | 1992-05-12 | 1996-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing metal wirings on an insulating substrate |
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| US6417085B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-07-09 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a field effect transistor gate construction |
| JP2008052154A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Optrex Corp | 電子機器及び電子機器の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2795883B2 (ja) | 1998-09-10 |
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