JPH0367226A - 薄膜二端子素子 - 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〕 本発明は薄膜二端子素子に関し、詳しくは、ＯＡ機器用
やＴＶ用等のフラットパネルデイスプレィなどに好適に
使用しうるスイッチング素子、特に液晶表示装置のスイ
ッチング素子として有用な薄膜二端子素子に関する。

〔従来の技術〕

ＯＡ機器端末機や液晶ＴＶには大面積液晶パネルの使用
の要望が強く、そのため、アクティブ・マトリックス方
式では各画素ごとにスイッチを設け、電圧を保持するよ
うに工夫されている。

ところで、前記スイッチの一つとしてＭＩＭ（Ｍｅｔａ
ｌ　Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ　Ｍｅｔａｌ）素子が多く用い
られている。これは薄膜二端子素子がスイッチングに良
好な非線形な電流−電圧特性を示すためである。

そして、従来からの薄膜二端子素子は、ガラス板のよう
なＭ［）基板上に下部電極としてＴａ、　ＡＱ、　Ｔｉ
等の金属電極を設け、その上に前記金属の酸化物又はＳ
ｉＯｘ、　ＳｉＮｘ等からなる絶縁膜を設け、更にその
上に、上部電極として周、Ｃｒ等の金属電極を設けたも
のが知られている。

しかし、絶縁体（絶縁膜）に金属酸化物を用いた薄膜二
端子素子（特開昭５７−１９６５８９号、同６１−２３
２６１１９号、同６２−６２３３３号等の公報に記載）
の場合、絶縁膜は下部電極の陽極酸化又は熱酸化により
形成されるため、工程が複雑であり、しかも高温熱処理
を必要としく陽極酸化法でも不純物の除去等を確実にす
るには高温熱処理が必要である）、また膜制御性（膜質
及び膜厚の均−性及び再現性）に劣る上、基板が耐熱材
料に限られること、及び、絶縁膜は物性が一定な金属酸
化物からなること等から、デバイスの材料やデバイス特
性を自由に変えることができず、設計上の自由度が狭い
という欠点がある。これは薄膜二端子素子を組込んだ液
晶表示装置からの仕様を十分に満たすデバイスを設計・
作製することが困難であることを意味する。また、この
ように膜制御性が悪いと、素子特性としての電流（Ｉ）
電圧（Ｖ）特性、特にＩ−Ｖ特性やＩ−Ｖ特性の対称性
（プラスバイアス時とマイナスバイアス時との電流比Ｌ
／■＋）のバラツキが大きくなるという問題も生じる６
その他、薄膜二端子素子を液晶表示装置（ＬＣＤ）用と
して使用する場合、液晶部容量／ＭＩ阿素子容量比は一
般に１０以上が望ましいが、金属酸化物膜の場合は誘電
率が大きいことから素子容量も大きくなり、このため、
素子容量を減少させること即ち素子面積を小さくするた
めの微細加工を必要とする。またこの場合、液晶材料封
入時のラビング工程等で絶縁膜が機械的損傷を受けるこ
とにより、微細加工とも相まって歩留り低下を来たすと
いう問題もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の第１の目的は、特性制御の範囲が拡がり、加え
て、短絡や膜剥離などによる素子の欠陥が生じにくい薄
膜二端子素子を提供するものである。本発明の第２の目
的は、比較的低温でしかも簡単な工程で形成でき、また
、膜制御性及び機械的強度にすぐれた低誘電率の絶縁膜
を使用することで広範囲のデバイス設計が可能となり、
しかも素子特性のバラツキが少なく、更には、閾値電圧
並びに耐圧にすぐれ歩留りのよい薄膜二端子素子を提供
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は第一の導体と第二の導体との間に絶縁膜を介在
させた薄膜二端子素子において、その絶縁膜が少なくと
も２Ｍの多層構造からなっていることを特徴としている
。

ちなみに、本発明者らは前記目的を遠戚するためにいろ
いろな角度から検討を進めた結果、従来より知られてい
た薄膜二端子素子における絶縁膜はいずれも単層膜であ
り、この単層膜であるが故に■特性制御の範囲（階調性
の制御を含む）が限られる、■ピンホールによる素子短
絡が生じやすい、■ストレスによる膜剥離が起きやすい
等の問題が惹起されることを確めた。更に、本発明者ら
は絶縁性の厚さを単に厚くしたのでは矢張り所期の目的
が遠戚できないことをも確めた。しかし、絶縁膜を２層
以上積層させたく多層構造にした）薄膜二端子素子によ
れば良好な効果が期待しうろことをつきとめた。本発明
はこれによりなされたものである。

以下に本発明を添加の図面に従がいながらさらに詳細に
説明するが、本発明の理解をしやすくするために、−旦
前に戻って、従来の絶縁層を単層とした薄膜二端子素子
について説明を加えることにする。

第９図は液晶表示スイッチング素子として好適な薄膜二
端子素子の概略図を示しており、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）はその断面図である。図中、ｌは基板、２は下部
電極（透明電極）、３′は絶縁膜、４は上部電極を表わ
している。

さて、第９図で表わされた阿工河素子の電流−電圧特性
を調べてみると、この特性は近似的には以下に示すよう
な伝導式で表わされる。

Ｉ＝にｅｘｐ（βＶ　”　）　　　　　　　　　　−（
１）■：雷電流Ｖ：印加電圧　に＝導電保線　β：プー
ルフレンケル係数 ｎ：キャリヤ密度 ｑ：電子の電荷量 ρ＝比抵抗 に：ボルツマン定数 ε：絶縁膜の誘電率 これら式から明らかなように、絶縁膜の膜厚（ｄ）、誘
導率Ｃε）あるいは比抵抗（ρ）を変えることにより、
式（１）の曲線の形（電流−電圧特性）は変化させ得る
。その様子を模式的に示すと第１０図のごとくである。

図中、曲線Ａに対して、ｄを大きくμ：キャリャモビリ
ティ Φニドラップ深さ ｄ：絶縁膜の厚さ（入） Ｔ：雰囲気温度 する、εを大きくする、あるいは、ρを大きくすること
によって曲線Ｂが得られる。しかし１曲線Ａのような特
性の場合は、閾値特性が明確であるため、高コントラス
ト比が得られるものの、立上がりが急峻すぎるため階調
性のコントロールがしにくいという欠点がある。また、
曲Ａ！Ｈのような特性の場合には９階調性のコントロー
ル性はよいものの、０Ｎ１０ＦＦ比がとれにくいために
コントラスト比が落ちるという欠点がある。

このように、絶縁膜が単層膜である場合には、仮に絶縁
膜の物性（ε、ρ）制御が自由にできたとしても（前述
のごと〈従来材料においてはその自由度は小さい）、必
ずしも所望の特性が得られるとは限らないことがわかる
。

本発明はそうした欠点を２つの又はそれ以上の数の絶縁
膜で形成する（多層構造にする）ことにより解決してい
る。そこで今、第１図に絶縁膜３を３１゜３２及び３３
の三層構成とし、それら膜３１，３２．３３の材料の物
性値がε３１＜ε３２＜ε３３％ρ３１〉層３２〉層３
３のように選ばれ、膜厚は三層とも等しいものとじた場
合について考える。

各絶縁層の電流−電圧特性を１ｎＩ−匍プロットで表わ
すと、第２図（ａ）　（ｂ）及び（ｃ）中に点線で示し
たごとくになる。なお、第２図において（、ａ　）は絶
縁層３１．　（ｂ）は絶縁層３２、（ｃ）は絶縁層３３
の例である。

また、第２図（ｂ）には点線の記載がないが、これは後
記の実線と一致するため省略したことによる。

各絶縁［３１，３２，３３にかかる電圧は容量分割され
るため、横軸を層３２にかかる電圧に書き直すと実線の
ごとくなる。これらをＩつの座標上に表わすと第３図の
ようになる。

素子を流れる電流値は最も流れにくい層（３１，３２゜
３３のいずれかの層）で律速されるので、結局、全体の
特性は第３図に太線で示したごとくなり、低電圧域では
傾きが大きく即ち閾値特性が明確であり、高電圧域では
傾きが小さく即ち階調性のコントロールがしやすいとい
う特性を有するようになる。

上記の例では各層３１，３２，３３の膜厚を等しいもの
としているが、これらの膜厚を異ならせることによって
さらにバラエティに富んだ特性を得ることが可能となり
、また、絶縁膜３を構成する絶縁層の数を増すことによ
って、より細かな制御が可能となる。

各７ｍ３１．３２．３３などに用いる材料としては全く
異なる（構造元素が異なる）物質でもよいし、構成元素
を変えないで元素間の結合状態や組成（例えば気相合成
の場合、成膜条件によりコントロールが可能である）を
異ならせることによって物性値を異ならせたものであっ
てもよい。

このように絶縁膜３を多層構造とすることにより、特性
制御の範囲が広がるというメリットがあるが、それ以外
にも、ピンホールに起因する短絡やストレスによる膜剥
離を生じにくくできるというメリットがある。即ち、単
層であれば最初にできたピンホールは絶縁膜中を貫通す
るのであるが、積層（多層）の場合には、１層目と同じ
場所に２層目以降のピンホールが出来る確率は低いので
絶縁膜中を貫通することはほとんどない。従って、短絡
等の欠陥が生じにくくなる。また、単層であれば膜厚が
厚くなるとストレスによる膜剥離が起きやすくなるので
あるが、多層にすれば１層当りの膜厚が薄くでき、さら
に、内部応力（大きさ、方向など）の異なる膜を重ねる
ことで全体の応力を小さくできる。従って、膜剥離が起
こりにくくなる。

本発明の薄膜二端子素子においては、多層構造の絶縁膜
３のうち少なくとも一層は硬質炭素膜で形成されている
のが有利である。

ここでの硬質炭素膜は、炭素原子及び水素原子を主要な
組織形成元素として非晶質及び微結晶質の少なくとも一
方を含む硬質炭素膜（ｉ−Ｃ膜、ダイヤモンド状炭素膜
、アモルファスダイヤモンド膜。

ダイヤモンド薄膜とも呼ばれる）からなっている。

硬質炭素膜の一つの特徴は気相成長膜であるがために、
後述するように、その諸物性が製膜条件によって広範囲
に制御できることである。従って、絶縁膜といってもそ
の抵抗値は半絶縁体から絶縁体までの領域をカバーして
おり、この意味では本発明の薄膜二端子素子はＭＩＭ素
子は勿論のこと、それ以外でも例えば特開昭６１−２７
５８１１号公報でいうところのＭＳＮ素子（Ｍｅｔａｌ
−８ｅｍｉ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）や、ＳＩＳ素子（半
導体−絶縁体一半導体であって、ここでの「半導体」は
不純物を高濃度にドープさせたものである）としても位
置付けられるものである。

なお、この硬質炭素膜中には、さらに物性制御範囲を広
げるために、構成元素の一つとして少なくとも周期律表
第型族元素を全構成原子に対し５原子ｚ以下、同じく第
■族元素を３５原子ｚ以下、同じく第■族元素を５原子
ｚ以下、アルカリ土類金属元素を５原子＄以下、アルカ
リ金属元素を５原子＄、窒素原子を５Ｒ子ｚ以下、ａ素
原子を５原子ダ以下、カルコゲン系元素を３５原子□以
下、またはハロゲン系元素を３５原子２以下の量で含有
させてもよい。

これら元素又は原子の量は元素分析の常法例えばオージ
ェ分析によって測定することができる。また、この量の
多少は原料ガスに含まれる他の化合物の量や成膜条件で
調節可能である。

こうした硬質炭素膜を形成するためには有機化合物ガス
、特に炭化水素ガスが用いられる。これら原料における
相状態は常温常圧において必ずしも気相である必要はな
く、加熱或いは減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て
気化し得るものであれば、液相でも固相でも使用可能で
ある。

原料ガスとしての炭化水素ガスについては、例えばＣＨ
，、Ｃ２Ｈ，、Ｃ４Ｈ□。等のパラフィン系炭化水素、
Ｃ，Ｈ４等のオレフィン系炭化水素、ジオレフィン系炭
化水素、アセチレン系炭化水素、さらには芳香族炭化水
素などすべての炭化水素を少なくとも含むガスが使用可
能である。

また、炭化水素以外でも、例えばアルコール類、ケトン
類、エーテル類、エステル類などであって少なくとも炭
素元素を含む化合物であれば使用可能である。

本発明における原料ガスからの硬質炭素膜の形成方法と
しては、成膜活性種が直流、低周波、高周波或いはマイ
クロ波等を用いたプラズマ法により生成されるプラズマ
状態を経て形成される方法が好ましいが、より大面積化
、均−性向上及び／又は低温製膜の目的で低圧下で堆積
を行わせしめるのには磁界効果を利用する方法がさらに
好ましい、また、高温における熱分解によっても活性種
を形成できる。

その他にも、イオン化蒸着法或いはイオンビーム蒸着法
等により生成されるイオン状態を経て形成されてもよい
し、真空蒸着法或いはスパッタリング法等により生成さ
れる中性粒子から形成されてもよいし、さらには、これ
らの組み合わせにより形成されてもよい。

こうして作製される硬質炭素膜の堆積条件の一例はプラ
ズマＣＶＤ法の場合、概ね次の通りである。

ＲＦ出力＝０．１〜５０す／ｄ 圧　　　カニ　１０−’−１０Ｔｏｒｒ堆積温度二室１
−９５０℃で行なうことができるが、好ましくは室温〜
３００℃。

このプラズマ状態により原料ガスがラジカルとイオンと
に分解され反応することによって、基板上に炭素原子Ｃ
と水素原子１１とからなるアモルファス（非晶質）及び
微結晶質（結晶の大きさは数１０人〜数μｍ）の少くと
も一方を含む硬質炭素膜が堆積する９硬質炭素膜の緒特
性を表−■に示す。

表−１ 比抵抗（ρ）：コプレナー型セルによるＩ−Ｖ特性より
求める。

光学的バンドギャップ（Ｅｇｏｐｔ）　：分光特性から
吸収係数（α）を求め、 （ａｈｖ）１／２＝Ｂ（ｈｖ’−Ｅｇｏｐｔ）の関係よ
り決定する。

膜中水素量（ＣＭ）：赤外吸収スペクトルから２９００
ｃｍ−’付近のピークを積分し、吸収断面積Ａ をかけて求める。すなわち、 ｃＨＡ−ｆ　ａ　（ｗ）／ｖｄｗ ＳＰ’　／ＳＰ”比：赤外吸収スペクトルを、　ｓｐ３
．　ｓｐ”にそれぞれ帰属されるガウス関数に分解 し、その面積比より求める。

ビッカース硬度（Ｈ）：マイクロビッカース計による。

屈折率（ｎ）：エリプソメーターによる。

欠陥密度：　ＥＳＲによる。

こうして形成される硬質炭素膜はＩＲ吸収法及びラマン
分光法による分析の結果、夫々、第４図及び第５図に示
すように炭素原子がＳＦ３の混成軌道とＳＦ３の混成軌
道とを形成した原子間結合が混在していることが明らか
になっている。ＳＰ３結合とＳＰ２結合の比率は、ＩＲ
スペクトルをピーク分離することで概ね推定できる。Ｉ
Ｒスペクトルには、２８００〜３１５０ｃ１１に多くの
モードのスペクトルが重なって測定されるが、それぞれ
の波数に対応するピークの帰属は明らかになっており、
第６図に示したこときガウス分布によってピーク分離を
行ない、それぞれのピーク面積を算出し、その比率を求
めればＳＰ３／ＳＰ２を知ることができる。

また、前記の硬質炭素膜は、Ｘ線及び電子回折分布によ
れば、アモルファス状態（ａ−Ｃ：Ｈ）、及び／又は、
数ｌＯ人〜数μｍ程度の微結晶粒を含むアモルファス状
態にあることが判かる。

一般に量産に適しているプラズマＣＶＤ法の場合には、
ＲＦ出力が小さいほど膜の比抵抗値および硬度が増加し
、また、低圧力なほど活性種の寿命が増加するために、
基板温度の低温化、大面積での均一化が図られ、かつ比
抵抗、硬度が増加する傾向にある。更に、低圧力ではプ
ラズマ密度が減少するため、磁場閉じ込め効果を利用す
る方法は、比抵抗の増加には特に効果的である。更にま
た、この方法（プラズマＣＶＤ法）は常温〜１５０℃程
度の比較的低い温度条件でも同様に良質の硬質炭素膜を
形成できるという特徴を有しているため、薄膜二端子素
子製造プロセスの低温化には最適である。

従って、使用する基板材料の選択自由度が広がり、基板
温度をコントロールし易いために大面積に均一な膜が得
られるという特長をもっている。

硬質炭素膜の構造、物性は表−■に示したように、広範
囲に制御可能であるため、デバイス特性を自由に設計で
きる利点もある。さらには、膜の誘電率も３〜５と従来
のＭＩＮ素子に使用されていたＴａｚＯｓ＋ＡＬＯａｔ
　ＳｉＮｘなどと比較して小さいため、同じ電気容量を
もった素子を作る場合、素子サイズが大きくてすむので
、それほど微細加工を必要とせず、歩留まりが向上する
（駆動条件の関係からＬＣＤとＭＩ阿素子との容量比は
ＣＬＣＤ　：　ＣＭＩＮ＝ｌＯ：１程度必要である）。

さらに膜の硬度が高いため、液晶材料封入時のラビング
工程による損傷が少なく、この点からも歩留まりが向上
する。

液晶駆動用薄膜二端子素子として好適な硬質炭素膜は、
駆動条件から膜厚が１００〜８０００人、比抵抗が１０
’〜ＬＯ”Ω・ｃｍの範囲であることが有利である。

なお、駆動電圧と耐圧（絶縁破壊電圧）とのマージンを
考慮すると膜厚は２００Ａ以上であることが望ましく、
また、画素部と薄膜二端子素子部の段差（セルギャップ
差）に起因する色むらが実用上問題とならないようにす
るには膜厚は６０００Å以下であることが望ましいこと
から、硬質炭素膜の膜厚は２００−６００ＯＡ、　比ｍ
抗ハ５Ｘ　１０’−１０”　Ｑ　・ｅｍテアルＳ：とが
より好ましい。

硬質炭素膜のピンホールによる素子の欠陥数は膜厚が減
少にともなって増加し、３００Å以下では特に顕著にな
ること（欠陥率は１％を越える）、及び、膜厚の面内分
布の均一性（ひいては素子特性の均一性）が確保できな
くなる（膜厚制御の精度は３０人程度が限度で、膜厚の
バラツキが１０％を越える）ことから、膜厚は３００Ａ
以上であることがより望ましい。

また、ストレスによる硬質炭素膜の剥離が起こりにくく
するため、及び、より低デユーティ比（望ましくは１／
１０００以下）で開動するために、膜厚は４０００Ａ　
Ｊｕ下であることがより望ましい。

これらを総合して考慮すると、硬質炭素膜の膜厚は３０
０−４０００犬、比抵抗は１０’−１ｏ”Ω”Ｃ１１で
あることが一層好ましい。

実際に、第７図及び第８図に示したごとき本発明の薄膜
二端子素子をつくるには、例えば下記のような方法によ
ればよい。

まず、ガラス、プラスチック板、プラスチックフィルム
等の透明基板上１にＡＱ、　Ｔａ、　Ｔｉ、　Ｃｒ、　
Ｎｉ、Ｃｕ、　Ａｕ、　Ａｇ、　Ｌ　Ｎｏ、Ｐｔ、　Ｉ
ＴＯ％ＺｒＯ：　Ａ１１．　Ｉｎ、０３゜ＳｎＯ□等の
導電性薄膜をスパッタリング、蒸着等の方法により数百
〜約千人の厚さに成膜し、所定のパターンにエツチング
して下部電極２とする。次に、絶縁膜３としてＳｉＮｘ
、　ＳｉＯｘ、　５ｉＣｘ、　ＡＱ２０．。

Ｔａ、０．、硬質炭素、ポリイミド、ポリエチレン、ポ
リスチレン等をスパッタリング法、蒸着法、プラズマＣ
ＶＤ法、プラズマ重合法あるいは塗布法などの方法によ
り、各層数質〜数千人の厚さに少なくとも２層以上、好
ましくは３層以上を積層し、所定のパターンにエツチン
グする。各層を構成する材料は同種であっても異種であ
ってもよいが、特に特性制御範囲を広げること或いは階
調性の制御性を高めることに着目するならば、異種材料
であることが好ましい。最後に上部電極４としてＰｔ、
　ＡＱ、　Ｃｒ、　Ｔｉ、　Ｎｉ、　Ｃｕ、　Ａｕ、　
Ａｇ、　Ｗ、　Ｍｏ、Ｔａ、　ＩＴＯ，ＺｎＯ：　ＡＱ
、　Ｉｎ、Ｏ，、ＳｎＯ，等の導電性薄膜をスパッタリ
ング、蒸着等の方法により数百〜数千人の厚さに成膜し
、所定のパターンにエツチングして完成する。

〔実施例〕

次に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。

実施例上 第７図に示すように、パイレックスガラス基板上にＩＴ
Ｏをスパッタリング法により約１０００入厚に堆積後、
パターン化して画素電極５を形成した。

次に、薄膜二端子素子を次のようにして設けた。

まず周を蒸着法により約１０００入厚に堆積後パターン
化して下部電極２を形成し、その上に、絶縁層３として
、第１層目（３１）にポリエチレンをプラズマ重合法に
より約５０ＯＡ厚に堆積させた。さらに、第２層目（３
２）に硬質炭素膜をプラズマＣＶＤ法により約５００λ
厚に堆積させたのち、第３層目（３３）にＳｉＮｘ膜を
プラズマＣＶＤ法により約５００λ厚に堆積後、ドライ
エツチングによりパターン化した。この時の硬質炭素膜
の成膜条件は以下の通りである。

圧力　　：　　　０，０３５Ｔｏｒｒ ＣＨ，流量　　：　　　２０　ＳＣＣＭＲＦパワー　：
　　　０．２ｗ／ａＪ また、ポリエチレン及びＳｉＮｘ膜は公知の方法及び条
件によった。更にこの上にＮｉをＥＢ蒸着法により約１
０００入厚に堆積後、パターン化して上部電極４を形成
した。

実施例２ 第８図に示すような薄膜二端子素子を次のようにして作
製した、まず、ガラス基板上に蒸着法により約１０００
入厚の肝薄膜を形成し、パターンニングして下部金属電
極２とした。その上に絶８！３として、第１層目（３１
）にポリスチレンをプラズマ重合法により約３００λ厚
に堆積させた。さらに第２層目（３２）に硬質炭素膜を
プラズマＣＶＤ法により約５００λ厚に堆積させたのち
、第３層目（３３）に成膜条件を変えて、硬質炭素膜を
約７００λ厚に堆積後、ドライエツチングによりパター
ン化した。この時の硬質炭素膜の成膜条件は以下の通り
である。

第２層目　　　圧カニ　０．０３５　ＴｏｒｒＣＨ，流
量：　１０　ＳＣＣＭ ＲＦパワー：　０．１　ｗ／ａｄ 第３層目　　　圧カニ　０．０７　ＴｏｒｒＣＨ，流量
：　２０　ＳＣＣＭ ＲＦパワー：　０．４−　ｗ＃ｊ 更にこの上に、　ＥＢ蒸着法により約１０００入厚のＩ
ＴＯ膜を被覆し、エツチングによりパターンニングして
、上部透明画素電極４を形成した。

これら実施例１及び２によれば、仮に各層の特性の面内
バラツキがσ＝１０％（例えば膜厚分布に起因するとす
ればΔｄ＝±２％に相当）あったとしても４階調以上（
すなわち６４色以上）の表示が可能であった（単層で同
じバラツキがあると２値表示しかできない）。

また、これらの実施例によれば、初期の素子短絡、剥離
はもちろんのこと、１０００時間以上の連続動作におい
ても短絡、剥離等は全く発生しなかった。一方、単層の
場合で特に絶縁膜が硬質炭素膜であるときは、初期の素
子短絡、剥離はほとんどないものの、連続動作において
は１００時間程度で短絡及び剥離が発生し始め、１００
０時間ではその数が約半数に及んだ（なお、連続動作は
液晶を封入しない状態での試験である）、また、単層の
場合で、絶縁膜が他の材料、例えばＳｉＮｘのような場
合には、初期における短絡及び剥離も観測された。

〔発明の効果〕

本発明の薄膜二端子素子は第一導体と第二導体間に介在
させた絶縁膜が少なくとも二層以上を積層されているの
で、特性制御の範囲が広がるあるいは階調性の制御性が
よくなる。さらには、素子の短絡や膜の剥離が生じにく
くなるという効果がある。

また、絶縁膜を構成する層のうち少なくとも一層に硬質
炭素膜を用いた場合はこの膜はｌ）プラズマＣＶＤ法等
の気相合成法で作製されるため、成膜条件によって物性
が広範囲に制御でき、従ってデバイス設計の自由度が大
きい、２）硬質でしかも厚膜にできるため、機械的損傷
を受は難く、また厚膜化によるピンホールの減少も期待
できる、 ３）室温付近の低温においても良質な膜を形成できるの
で、基板材質に制約がない、 ４）膜厚、膜質の均一性に優れているため、薄膜デバイ
ス用として適している、 ５）誘電率が低いので、高度の微細加工技術を必要とせ
ず、従って素子の大面積化に有利である。

等の特長を有し、このような絶縁膜を用いた薄膜二端子
素子は液晶表示用スイッチング素子として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る薄膜二端子素子の代表的な一例の
断面図である。第２図及び第３図は薄膜二端子素子にお
ける多層構造の絶縁膜を説明するため図である。 第４図、第５図及び第６図は硬質炭素膜の物性を説明す
るための図である。 第７図及び第８図は本発明に係る薄膜二端子素子を用い
た液晶表示装置を説明するための図である。 第９図及び第１Ｏ図は従来の薄膜二端子の構造及び特性
を説明するための図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一の導体と第二の導体との間に絶縁膜を介在さ
   せたものであって、該絶縁膜は少なくとも２層の多層構
   造からなることを特徴とする薄膜二端子素子。