JPH02308134A - 薄膜ダイオードの製造方法 - Google Patents

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］ この発明は液晶ディスプレイなどの表示装置の駆動に用
いる薄膜ダイオードの製造方法に関する。

［従来の技術］ 液晶ディスプレイなどの薄型表示装置は、電卓や時計な
どの小型電子機器用の表示装置として大量に使用され、
現在では表示画面の大型化と高画質化が目標となってい
る。

大画面で高画質な表−示を実現する方法としては、画面
の各画素にスイッチング素子を設けて液晶を駆動するア
クティブマトリックス方式が有効である。アクティブマ
トリックス方式に用いるスイッチング素子としては、薄
型トランジスタなどの三端子素子やＭＩＭ（金属−絶縁
体−金属）素子、バリスタ、薄膜ダイオードなどの二端
子素子等が提案されている。

アクティブマトリックス方式のスイッチング素子に用い
る半導体膜としては、ガラスなどの基板上に大面積かつ
均一に形成できるアモルファスシリコン層が優れている
。ところが、アモルファスシリコン層は光導電性を有す
るため、表示装置に応用した場合、入射してくる光線に
よってアモルファスシリコン層を用いたスイッチング素
子の素子特性が劣化してしまうという問題点がある。

第５図は従来の製造方法によって製造された薄膜ダイオ
ードの断面図である。第５図において、１は透明電極基
板、２１は走査電極、２２は画素電極、３は下部電極、
４はアモルファスシリコンよりなる半導体層、５は上部
電極、６は絶縁膜、７は配線電極である。この薄膜ダイ
オードは、半導体層４の上部と下部にそれぞれ金属材料
から形成される下部電極３と上部電極５を設けることに
より、アモルファスシリコン層４の上下方向から入射さ
れる光を遮蔽するものである。しかし、第５図に示す従
来の薄膜ダイオードは、使用するフォトマスクの数が多
く製造工程が複雑で長いため、製造コストが上昇してし
まうという問題点があった。

また、第６図は特開昭６１−２４５１３５号公報に開示
されている薄膜ダイオードであり、その構造が簡略化さ
れたことを特徴とするものである。ここで、第５図に示
す薄膜ダイオードと同一部分には同一符号を付している
。第６図に示す薄膜ダイオードにおいでは、アモルファ
スシリコンよりなる半導体層４の下部に設けられた下部
電極３によって領１或Ｌ　に入射される光は遮蔽できる
が、領１ｉｉ、Ｌ２に入射する光は遮蔽できず、半導体
層４の素子特性を劣化させるという問題点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したように、第５図に示す従来の薄膜ダイオードは
、製造工程が長く複雑で、製造コストが高くなるという
問題点があった。

また、第６図に示す従来の薄膜ダイオードにおいては、
透明電極基板１側から１万ｌｕｘや１０万ｌｕｘのよう
な強い光が入射されると、薄膜ダイオードの素子特性が
劣化してしまう。

第７図は、薄膜ダイオードのＩ−Ｖ特性（電流−電圧特
性）の−例を示す図である。第７図において、’ＯＮは
薄膜ダイオードのオン状態の電流値を示し、Ｉ　ＯＦＦ
は薄膜ダイオードのオフ状態の電流値を示す。

表示装置に薄膜ダイオードを用いる場合、ＩＯＮをでき
るだけ大きくし、Ｉ　ＯＦＦをできるだけ小さくする必
要があり、良好な表示特性を得るためには、ＩＯＮ／Ｉ
　ＯＦＦ比は４桁以上の値にする必要がある。ところが
、第６図に示す従来の薄膜ダイオードにおいては、透明
電極基板の側から光が入射してしまうため、第７図に示
すようにＩ　Ｏｆｆが大きくなり、４桁以上のＩ。Ｎ／
　Ｉ　ＯＦＦ比がとれなくなってしまう。従って、従来
の製造方法による薄膜ダイオードでは、アモルファスシ
リコンよりなる半導体層への光の遮蔽が完全でないため
、特に強い光が照射されると光電流が発生し、ダイオー
ドの素子特性が劣化し、良好な表示特性が得られないと
いう問題点があった。

この発明は上記した従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、製造工程が短く低いコストで製造でき、しかも半
導体層への光を完全に遮蔽することが可能な薄膜ダイオ
ードの製造方法を提供することを目的としている。

［！ｉ１題を解決するための手段］ この発明の薄膜ダイオードの製造方法は透明電極基板上
に形成された画素電極と走査電極の間に、下部電極と半
導体層と配線電極を配置した構造を有した薄膜ダイオー
ドの製造に適用されるものであり、半導体層と下部電極
を同一のフォトマスクを用いてパターニングした後、下
部電極の側面を酸化し、下部電極と配線電極を隔離する
金属酸化膜からなる絶縁膜を形成することを特徴として
いる。

［作用］ この発明によれば、下部電極の側面が酸化されるため、
下部電極を半導体層と同一のフォトマスクでパターニン
グしても、下部電極と配線電極が電気的に短絡すること
なく、良好な特性のダイオードを得ることができる。し
かも、半導体層の下部が、下部電極と上記絶縁膜により
完全に覆われるため、光照射下においても良好なダイオ
ード素子特性を維持することが可能になる。

［実施例］ 以下、添付の図面に示す実施例を用いて、ざらに詳細に
この発明について説明する。

第１図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）、　（ｄ）、　（ｅ
）及び第２図（ａ）。

（ｂ）、　（Ｃ）、はこの発明の薄膜ダイオードの製造
方法の第１の実施例を示す断面説明図である。第１図（
ａ）に示すように、透明電極基板１上に膜厚１０００人
の透明電極膜であるＩＴＯをスパッタリング法によって
被着し、その後第１のフォトマスクを用いてＩＴＯを塩
化第２鉄と塩酸の混合水溶液を用いてウェットエツチン
グし、走査電極２１と画素電極２２を形成する。

次に、第１図（ｂ）に示すように、膜厚１ｏｏｏＡのＴ
ａをスパッタリング法で被着し、続いて膜厚５ｏｏｏ人
のアモルファスシリコンをＣＶＤ法で被着し、第２図（
ａ）、　（ｂ）に示すような第２のフォトマスク９を用
いてＣＦ４と０２の混合ガスを用いてアモルファスシリ
コンとＴａを続けてプラズマエツチングし、アモルファ
スシリコンよりなる半導体層４と下部電極３２を形成す
る。

次に第１図（Ｃ）及び第２図（ａ）に示すように、０．
０５％クエン酸水溶液中で、電圧３００Ｖの条件下で陽
極酸化法により、Ｔａからなる下部電極３２の側面に４
０００ＡのＴａ２０５からなる絶縁膜８を形成する。

次に、第１図（ｄ）及び第２図（ｂ）に示すように、膜
厚ｅｏｏｏＡのＭＯをスパッタリング法で被着し、その
後第３のフォトマスクを用いてリン酸と硝酸の混合水溶
液でＭＯをウェットエツチングし、配線電極７１．７２
を形成する。

次に、第１図（ｅ）及び第２図（Ｃ）に示すように、配
線電極７１．７２をマスクにしてアモルファスシリコン
よりなる半導体層４と下部電極３２を再びＣＦ４と０２
の混合ガス中でプラズマエツチングする。こうして薄膜
ダイオードが形成される。

以上の説明から明らかなように、上記した第１の実施例
によれば、下部電極３２と配線電極７１．７２の間に絶
縁膜８が設けられるため、互いに電気的に短絡すること
がない。ざらに、半導体層４の下部は下部電極３２によ
って完全に覆われるため、ア半導体層４に入射される光
は完全に遮蔽される。

第３図は上記した実施例の製造方法によって製造した薄
膜ダイオードに１万ｌｕｘの光を照射した状態における
Ｉ−Ｖ特性を示す図である。図示するように、光照射下
においてもＩ　ＯＦＦは十分に小さく、ＩＯＮ／Ｉ　Ｏ
ＦＦ比を４桁以上の値にすることができる。

上記した第１の実施例における、透明電極基板１として
は上記ガラス基板のほかに高分子基板などが用いられる
。また、透明導電膜としては、ＩＴＯのほかに５ｎ０２
ヤ金属薄膜等が用いられる。

また、下部電極３２としては上記ＴａのほかにＣｒ。

Ａ１等が用いられ、良好な遮光性を有するためには５０
０　Å以上の膜厚にすることが望ましい。また、配線電
極としては、上記ＭＯのほかにＡＩ、Ｃｒ。

Ｔａ、Ｔｉ等が用いられる。

さらに、下部電極３２の側面を酸化する方法としては、
上記のような陽極酸化による方法が望ましく、形成した
金属酸化物が良好な絶縁性を有するには、膜厚がｔｏｏ
ｏＡ以上であることが望ましい。

また、絶縁膜８の膜厚はクエン酸水溶液などの電解液の
濃度や印加電圧や印加時間によって制御することができ
る。

第４図は、この発明の方法によって製造される薄膜ダイ
オードの他の実施例を示す断面説明図であり、第１図及
び第２図に示す第１の実施例と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略する。

第４図に示すように、アモルファスシリコンよりなる半
導体層４の下部には、絶縁膜８３．８４が形成され、下
部電極３３と配線電極７１は電気的に絶縁されている。

そして、半導体層４の下部から照射される光は、絶縁膜
８３．８４と下部電極３３によって遮蔽される。

なお、以上に記載した実施例においては、半導体層にア
モルファスシリコンを用いた例を挙げたが、この発明は
これに限定されるものではなく、ポリシリコンのような
他の半導体材料を用いることもできる。

［発明の効果］ この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（イ）製造に使用するフォトマスク数が少なくて済み、
製造工程が簡略化されるため、製造コストを低減するこ
とができ、素子の大面積化をはかることができる。

（ロ）半導体層への光の入射は、下部電極と配線電極に
より完全に遮蔽されるため、強い光が照射されても薄膜
ダイオードの素子特性が変化することがなく、良好なダ
イオード特性を維持することができる。

（ハ）この発明による薄膜ダイオードを表示装置　　　
　（。）の駆動に用いることにより、画質を大幅に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、　（ｄ）、　（ｅ
）はこの発明の薄膜　　　　（ｂ）ダイオードの製造方
法の一実施例を示す断面説明図、第２図（ａ）、　（ｂ
）、　（Ｃ）は第１図に示す製造方法イオードの電流−
電圧特性の一例を示す図、第４図はこの発明の製造方法
によって製造された薄膜ダイオードの他の実施例を示す
断面説明図、第５（ｄ）図及び第６図は従来の薄膜ダイ
オードの製造方法を示す説明図、第７図は従来の薄膜ダ
イオードの７１、７２・・・配線電極、８．８３．８４
・・・絶縁膜、第１図 第　　２　　図　（−！−の１） Ｖｏｆｆ　　　　　ＶＯＮ 電圧（Ｖ） 第６図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極基板上に形成された画素電極と走査電極
   の間に、下部電極と半導体層と配線電極を配置した構造
   を有した薄膜ダイオードの製造方法において、半導体層
   と下部電極を同一のフォトマスクを用いてパターニング
   した後、下部電極の側面を酸化し、下部電極と配線電極
   を隔離する金属酸化膜からなる絶縁膜を形成することを
   特徴とする薄膜ダイオードの製造方法。