JPH0351823A - Ｍｉｍ型非線形スイッチング素子の製造方法 - Google Patents
Ｍｉｍ型非線形スイッチング素子の製造方法Info
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- JPH0351823A JPH0351823A JP1188109A JP18810989A JPH0351823A JP H0351823 A JPH0351823 A JP H0351823A JP 1188109 A JP1188109 A JP 1188109A JP 18810989 A JP18810989 A JP 18810989A JP H0351823 A JPH0351823 A JP H0351823A
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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。
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、液晶表示装置に設置されるスイッチング素子
のうち、金属−絶縁体−金属の３層構造からなる素子（
Ｍｅｔａｌ −Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ −Ｍｅｔａｌ、以
下ＭＩＭ素子と呼ぶンの製造方法に関するものである。
のうち、金属−絶縁体−金属の３層構造からなる素子（
Ｍｅｔａｌ −Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ −Ｍｅｔａｌ、以
下ＭＩＭ素子と呼ぶンの製造方法に関するものである。
ＭＩＭ素子は、印加電圧が低い場合には高抵抗、印加電
圧が高い場合には低抵抗となる電気的特性を有し、ガラ
ス基板上にも容易に形成できるため、液晶表示装置のス
イッチング素子として利用することが提案されている。
圧が高い場合には低抵抗となる電気的特性を有し、ガラ
ス基板上にも容易に形成できるため、液晶表示装置のス
イッチング素子として利用することが提案されている。
従来例におけるこのＭＩＭ素子の製造方法を第３図（ａ
）、（ｂ）を用いて説明する。
）、（ｂ）を用いて説明する。
まずガラス基板１上の全面に金属２としてタンタル（Ｔ
ａ ）を形成する。その後全面に感光性樹脂を形成し、
マスクを用いて露光現像を行ないこの感光性樹脂をパタ
ーニングし、このパターニングした感光性樹脂をエツチ
ングマスクにして金属２をエツチングする、いわゆるフ
ォトエツチングにより金属２をパターニングする。
ａ ）を形成する。その後全面に感光性樹脂を形成し、
マスクを用いて露光現像を行ないこの感光性樹脂をパタ
ーニングし、このパターニングした感光性樹脂をエツチ
ングマスクにして金属２をエツチングする、いわゆるフ
ォトエツチングにより金属２をパターニングする。
次にこの金属２上に陽極酸化法や熱酸化法等を用いて絶
縁体６を形成する。
縁体６を形成する。
その後ガラス基板１上の全面に透明導電膜を形成シフオ
ドエツチングを用いてこの透明導電膜を透明画素電極４
の形状にパターニングして、ＭＩＭ素子を製造している
（特開昭５７−１９６２９０号公報）。
ドエツチングを用いてこの透明導電膜を透明画素電極４
の形状にパターニングして、ＭＩＭ素子を製造している
（特開昭５７−１９６２９０号公報）。
ＭＩＭ素子を液晶表示装置に設置するスイッチング素子
として利用しようとしたとき、特開昭５９−１３１９７
．４号公報によれば０．４ ｍｍ角の寸法の画素を駆動
するには、５μｍ角の寸法ＭＩＭ素子が要求される。表
示装置の高密度化にともない、画素の寸法もさらに微細
化が要求され、それにともないＭＩＭ素子の寸法もさら
に微細化が要望されている。
として利用しようとしたとき、特開昭５９−１３１９７
．４号公報によれば０．４ ｍｍ角の寸法の画素を駆動
するには、５μｍ角の寸法ＭＩＭ素子が要求される。表
示装置の高密度化にともない、画素の寸法もさらに微細
化が要求され、それにともないＭＩＭ素子の寸法もさら
に微細化が要望されている。
また前述の金属２としてタンタルを形成する際、アルゴ
ンガスに窒素ガス等を少量添加した雰囲気中での反応性
スパッタリングによって抵抗率の小さなα−Ｔａを形成
する方法が一般的に用いられているが、タンタル膜中へ
の窒素の取り込み量は、窒素ガスの添加量が一定でも成
膜速度が大きいと窒素の取り込み量は小さくなり、成膜
速度が小さいと窒素の取り込み量は大きくなることが本
発明者の実験によりわかった。
ンガスに窒素ガス等を少量添加した雰囲気中での反応性
スパッタリングによって抵抗率の小さなα−Ｔａを形成
する方法が一般的に用いられているが、タンタル膜中へ
の窒素の取り込み量は、窒素ガスの添加量が一定でも成
膜速度が大きいと窒素の取り込み量は小さくなり、成膜
速度が小さいと窒素の取り込み量は大きくなることが本
発明者の実験によりわかった。
さらに又、ＭＩＭ素子の電流−電圧特性は窒素の取り込
み量に依存する事もわかった。
み量に依存する事もわかった。
また一方で、スパッタターゲットに対向する基板ホルダ
ーがスパッタターゲット上を連続的に移動しながらスパ
ッタリングするいわゆるインラインスパッタリングにお
いては、基板ホルダーがスパッタターゲットの近傍にあ
るときには成膜速度が大きく、スパッタターゲットから
遠くなるに従って成膜速度が小さくなるという現象が存
在する。
ーがスパッタターゲット上を連続的に移動しながらスパ
ッタリングするいわゆるインラインスパッタリングにお
いては、基板ホルダーがスパッタターゲットの近傍にあ
るときには成膜速度が大きく、スパッタターゲットから
遠くなるに従って成膜速度が小さくなるという現象が存
在する。
このような理由から、第４図（ｂ）に示すように、金属
２であるタンタル膜の上層部１２と下層部１１において
は、窒素が多量に取り込まれていることが本発明者の分
析によって判明した。
２であるタンタル膜の上層部１２と下層部１１において
は、窒素が多量に取り込まれていることが本発明者の分
析によって判明した。
これらの現象のために前述のＭＩＭ素子の製造方法にお
いては以下に述べるような課題を有している。
いては以下に述べるような課題を有している。
（イ） ＭＩＭ素子の寸法が５μｍ角よりも小さくな
ると、ＭＩＭ素子の電流−電圧特性に及ぼす第３図（ｂ
）に示す内部１０に示した金属２の端部の影響が無視で
きなくなる。
ると、ＭＩＭ素子の電流−電圧特性に及ぼす第３図（ｂ
）に示す内部１０に示した金属２の端部の影響が無視で
きなくなる。
（ロ）金属２の端部においては窒素が多量に取り込まれ
た下層部１１および上層部１２と、窒素が小量取り込ま
れた層とが両方存在する。
た下層部１１および上層部１２と、窒素が小量取り込ま
れた層とが両方存在する。
（ハ）金属２の端部の影響のため、ＭＩＭ素子の電流−
電圧特性に大きなバラツキが発生する。
電圧特性に大きなバラツキが発生する。
に）金属２の端部の影響のため、ＭＩＭ素子の電流−電
圧特性の安定性、再現性が著しく低下する。
圧特性の安定性、再現性が著しく低下する。
本発明の目的は、金属の端部における窒素の導入量が多
量な層と小量な層とが存在することに起因する、金属の
端部による電流−電圧特性へ影響をなくシ、安定して再
現性良くバラツキのない電流−電圧特性の得られるＭＩ
Ｍ素子の製造方法を提供するものである。
量な層と小量な層とが存在することに起因する、金属の
端部による電流−電圧特性へ影響をなくシ、安定して再
現性良くバラツキのない電流−電圧特性の得られるＭＩ
Ｍ素子の製造方法を提供するものである。
上記目的を達成するために、本発明は絶縁体の形成後に
窒素、あるいは炭素のうちのどちらか一方または両方を
絶縁体中に導入する。
窒素、あるいは炭素のうちのどちらか一方または両方を
絶縁体中に導入する。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
第１図は本発明の一実施例におけるＭＩＭ素子の製造方
法を工程順に示す断面図であり、また第２図は本発明に
よるＭＩＭ素子の平面図である。
法を工程順に示す断面図であり、また第２図は本発明に
よるＭＩＭ素子の平面図である。
以下、第１図および第２図を参照して説明する。
まず第１図（ａ） Ｋ示すように、ガラス基板１上にス
パッタリング法を用いて金属２としてタンタルを１１０
０ｎ〜５００ｎｍの厚さで全面に形成する。
パッタリング法を用いて金属２としてタンタルを１１０
０ｎ〜５００ｎｍの厚さで全面に形成する。
その後第１図（ｂ）に示すように、フォトエツチングを
用いてタンタルのエツチングを行なって金属２をパター
ニングする。この金属２の平面パターン形状を第２図に
示す。
用いてタンタルのエツチングを行なって金属２をパター
ニングする。この金属２の平面パターン形状を第２図に
示す。
その後第１図（Ｃ）に示すように絶縁体６を得るために
、金属２であるタンタルを０．５ｇ／ｌ〜５０ ｇ／ｌ
のクエン酸溶液中における陽極酸化法を行なう。
、金属２であるタンタルを０．５ｇ／ｌ〜５０ ｇ／ｌ
のクエン酸溶液中における陽極酸化法を行なう。
あるいはこの陽極酸化法の代わりに、温度２００℃〜４
５０℃の酸素雰囲気中で熱処理するいわゆる熱酸化法を
行なう。陽極酸化あるいは熱酸化にて形成する絶縁体３
としての酸化タンタルは５ｎｍ＝１００ｎｍの厚さで形
成する。または、スパッタリング法や蒸着法や化学気相
成長法等を用いて酸化タンタル、酸化硅素、窒化硅素を
Ｓｎｍ〜１１００ｎ全面に形成する。
５０℃の酸素雰囲気中で熱処理するいわゆる熱酸化法を
行なう。陽極酸化あるいは熱酸化にて形成する絶縁体３
としての酸化タンタルは５ｎｍ＝１００ｎｍの厚さで形
成する。または、スパッタリング法や蒸着法や化学気相
成長法等を用いて酸化タンタル、酸化硅素、窒化硅素を
Ｓｎｍ〜１１００ｎ全面に形成する。
その後第１図（ｄ）に示すように、絶縁体３０表面にイ
オン注入法によりイオンエネルギー５０ｋｅＶ〜１５０
ｋｅＶ、注入量５Ｘ１０１．５個／Ｃｄ〜１×１０１丁
個／ Ｃａの条件で窒素の注入を行って、窒素が注入さ
れた絶縁体層５を形成する。この時、窒素の注入深さは
絶縁体３の厚さを越えないようにする。窒素の代わりに
炭素、あるいは窒素と炭素の両方を注入しても効果は同
様である。イオン注入法を用いれば、窒素の注入深さお
よび注入量を再現性良く正確に制御で起るので、ＭＩＭ
素子の電流−電圧特性を再現性良く正確に制御すること
が可能である。イオン注入法の代わりに、真空槽内に基
板を設置し、窒素あるいは炭素を含むガスのうちの少な
くとも１種類のガスを導入し、圧力１０〜１００Ｐａ、
投入高周波電力密度０．１〜５ Ｗ ／ ｃｔ、時間１
〜３０分のプラズマ処理を行なってもよい。
オン注入法によりイオンエネルギー５０ｋｅＶ〜１５０
ｋｅＶ、注入量５Ｘ１０１．５個／Ｃｄ〜１×１０１丁
個／ Ｃａの条件で窒素の注入を行って、窒素が注入さ
れた絶縁体層５を形成する。この時、窒素の注入深さは
絶縁体３の厚さを越えないようにする。窒素の代わりに
炭素、あるいは窒素と炭素の両方を注入しても効果は同
様である。イオン注入法を用いれば、窒素の注入深さお
よび注入量を再現性良く正確に制御で起るので、ＭＩＭ
素子の電流−電圧特性を再現性良く正確に制御すること
が可能である。イオン注入法の代わりに、真空槽内に基
板を設置し、窒素あるいは炭素を含むガスのうちの少な
くとも１種類のガスを導入し、圧力１０〜１００Ｐａ、
投入高周波電力密度０．１〜５ Ｗ ／ ｃｔ、時間１
〜３０分のプラズマ処理を行なってもよい。
その後第１図（ｅ）に示すように、透明画素電極４を形
成するために、透明導電膜として例えばＩ Ｔ Ｏ（Ｉ
ｎ、０３＠ Ｓｎｏｗ ）を５０ ｎｍ〜５００ ｎｍ
スパッタリング法や蒸着法等を用いて形成し、フォトエ
ツチングによりＩＴＯのパターニングを行なって当該Ｍ
ＩＭ素子を得る。
成するために、透明導電膜として例えばＩ Ｔ Ｏ（Ｉ
ｎ、０３＠ Ｓｎｏｗ ）を５０ ｎｍ〜５００ ｎｍ
スパッタリング法や蒸着法等を用いて形成し、フォトエ
ツチングによりＩＴＯのパターニングを行なって当該Ｍ
ＩＭ素子を得る。
以上の説明で明らかなように、本発明製造方法によれば
ＭＩＭ素子の電流−電圧特性を正確に制御することを可
能にし、金属の端部による影響をなくし、安定して再現
性よくバラツキのないＭＩＭ素子の製造が可能となる。
ＭＩＭ素子の電流−電圧特性を正確に制御することを可
能にし、金属の端部による影響をなくし、安定して再現
性よくバラツキのないＭＩＭ素子の製造が可能となる。
本発明を液晶表示装置の製造等に応用すれば、その効果
は絶大である。
は絶大である。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例におけるＭＩ
Ｍ素子の製造方法を工程順に示す断面図、第２図は本発
明の一実施例におけるＭＩＭ素子の平面図、第３図（ａ
）は従来例における製造方法によるＭＩＭ素子の斜視図
、第１図（ｂ）は従来例における製造方法によるＭＩＭ
素子の断面図である。 ２・・・・・・金属、 ３・・・・・・絶縁体、 ４・・・・・・透明画素電極。 第３図 １ １ ２
Ｍ素子の製造方法を工程順に示す断面図、第２図は本発
明の一実施例におけるＭＩＭ素子の平面図、第３図（ａ
）は従来例における製造方法によるＭＩＭ素子の斜視図
、第１図（ｂ）は従来例における製造方法によるＭＩＭ
素子の断面図である。 ２・・・・・・金属、 ３・・・・・・絶縁体、 ４・・・・・・透明画素電極。 第３図 １ １ ２
Claims (1)
- ガラス基板上の全面に金属を形成し第１番目のフォトエ
ッチングにより前記金属をパターニングする工程と、前
記金属の表面に絶縁体を形成する工程と、前記絶縁体中
に窒素、炭素の内の少なくとも１種類の元素を導入する
工程と、全面に透明導電膜を形成し第２番目のフォトエ
ッチングにより該透明導電膜を透明画素電極の形状にパ
ターニングする工程とを有することを特徴とするＭＩＭ
型非線形スイッチング素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1188109A JPH0351823A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Ｍｉｍ型非線形スイッチング素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1188109A JPH0351823A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Ｍｉｍ型非線形スイッチング素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0351823A true JPH0351823A (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=16217860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1188109A Pending JPH0351823A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Ｍｉｍ型非線形スイッチング素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0351823A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518936A (en) * | 1992-05-12 | 1996-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing metal wirings on an insulating substrate |
| WO2010036618A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Sandisk 3D Llc | Miim diodes |
| US7897453B2 (en) | 2008-12-16 | 2011-03-01 | Sandisk 3D Llc | Dual insulating layer diode with asymmetric interface state and method of fabrication |
| US7935594B2 (en) | 2008-09-29 | 2011-05-03 | Sandisk 3D Llc | Damascene process for carbon memory element with MIIM diode |
| US7969011B2 (en) | 2008-09-29 | 2011-06-28 | Sandisk 3D Llc | MIIM diodes having stacked structure |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP1188109A patent/JPH0351823A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518936A (en) * | 1992-05-12 | 1996-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing metal wirings on an insulating substrate |
| WO2010036618A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Sandisk 3D Llc | Miim diodes |
| US7935594B2 (en) | 2008-09-29 | 2011-05-03 | Sandisk 3D Llc | Damascene process for carbon memory element with MIIM diode |
| US7969011B2 (en) | 2008-09-29 | 2011-06-28 | Sandisk 3D Llc | MIIM diodes having stacked structure |
| US7897453B2 (en) | 2008-12-16 | 2011-03-01 | Sandisk 3D Llc | Dual insulating layer diode with asymmetric interface state and method of fabrication |
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