JPH06118449A - Mim型非線形素子の製造方法 - Google Patents

Mim型非線形素子の製造方法

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JPH06118449A
JPH06118449A JP27141192A JP27141192A JPH06118449A JP H06118449 A JPH06118449 A JP H06118449A JP 27141192 A JP27141192 A JP 27141192A JP 27141192 A JP27141192 A JP 27141192A JP H06118449 A JPH06118449 A JP H06118449A
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琢巳 関
Kazuo Ikegami
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクティブマトリクスアレイにBack−t
o−Back方式のMIM型非線形素子を用いるにあた
り、従来のBack−to−Back方式よりも製造工
程数を減らし、なおかつ配線抵抗の低減及び特性の向上
を実現する。 【構成】 マトリクスアレイの各画素領域毎に、Al電
極層202bと、Al23 膜203と、ITO電極層
204とによってMIM型非線形素子が構成されてお
り、配線部のAl電極層202aは全てITO電極層2
04によって被覆されており、また配線と素子部は分離
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置などに用い
るMIM型非線形素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、アクティブマトリクス方式の液
晶表示装置においては、画素領域毎に非線形素子を設け
てマトリクスアレイを形成した一方側の基板と、カラー
フィルタが形成された他方側の基板との間に液晶を充填
しておき、各画素領域毎の液晶の配向状態を制御して所
定の情報を表示する。ここで、非線形素子として、TF
Tなどの3端子素子またはMIM型非線形素子などの2
端子素子を用いるが、液晶表示パネルに対する画面の大
型化、低コスト化などの要求に対応するには、MIM型
非線形素子を用いた方式が有利である。また、MIM型
非線形素子を用いた場合には、マトリクスアレイを形成
した一方側の基板に走査線を設け、他方側の基板に信号
線を設けることができるので、走査線と信号線とのクロ
スオーバー短絡が発生しないというメリットもある。
【0003】MIM型非線形素子を用いたアクティブマ
トリクス方式の液晶表示装置においては、図5に示すよ
うに、各画素領域毎503に各走査線501と各信号線
502との間にMIM型非線形素子504(図中バリス
タの符号で示す。)と液晶表示素子505(図中、コン
デンサの符号で示す。)が直列接続された構成として表
され、走査線及び信号線に印加された信号に基づいて液
晶表示素子を選択状態(表示状態)及び非選択状態(非
表示状態)に切り換えて表示動作を制御する。
【0004】(従来例1) 従来は、図3および図5に
示すように、マトリクスアレイの画素領域503毎に走
査線501を介して走査回路(駆動回路)に導電接続す
るTa電極層302(第1の金属電極層)と、このTa
電極層302の表面に陽極酸化により形成されたTa2
5膜303(素子絶縁膜)と、この素子絶縁膜303
の表面に形成され、ITOから成る画素電極305に導
電接続するCr電極層304(第2の金属電極層)とに
よって、予めTa25層301a(Ta熱酸化膜)を形
成した透明基板301の表面にMIM型非線形素子が構
成されている。
【0005】(従来例2) 上記従来例1のMIM型非
線形素子の構造では、素子特性の対称性が悪く液晶表示
装置の表示品質が悪くなっていた。この特性に関する問
題点を解決するために、逆方向の特性を有するMIM型
非線形素子を直列に接続する方法(Back−to−B
ack方式)が提案されている。
【0006】この方式では、素子絶縁膜の形成までは、
従来例1と同じである。素子絶縁膜形成後、素子部をエ
ッチングによって配線部と分離し、MIM型非線形素子
を形成する部分を島状に残す。
【0007】次に、画素電極に導電接続するCr電極層
を形成する。
【0008】更に、従来例1、2とも、第2の金属電極
層と画素電極を同材料、同層にて形成するといった簡略
化プロセスも可能な場合がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例2にあげた
Back−to−Back方式では、従来のMIM型非
線形素子の製造方法に比べて、工程数が増えMIM型非
線形素子の大きな特徴の一つであるコストメリットが十
分生かせなかった。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において講じた手段は、MIM型非線形素子を
構成する第1の金属電極層表面に陽極酸化膜を形成する
工程において、MIM型非線形素子を形成する部分のみ
に選択的に陽極酸化を施し、配線部と素子部を分離させ
ることである。また、MIM型非線形素子を構成する第
2の金属電極層のエッチングと同時に素子分離を行うこ
とにより、工程の簡略化を図ることである。
【0011】
【実施例】本発明に関わるMIM型非線形素子の製造方
法について、以下に図を用いて説明する。
【0012】図1は本発明のMIM型非線形素子のプロ
セスを示す平面図、図2は図1におけるA−BおよびC
−DでのMIM型非線形素子の断面図、図3は従来のM
IM型非線形素子の断面図、図4は既に提案されている
逆方向の特性を有する素子を直列に接続する方法を用い
たMIM型非線形素子の断面図、図5はMIM型非線形
素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置
の等価回路図である。
【0013】本発明に関わるMIM型非線形素子では、
まず透明基板201の表面にAl層をスパッタ形成した
後、これをパターニングしてAl電極層202を形成す
る。この時、図1(a)に示すような形で、Al電極層
がパターニングされている。
【0014】次に、基板の全面にフォトレジストを塗布
し、露光、現像を行い、MIM型非線形素子となる部分
のAl電極層101の部分のみフォトレジストを取り除
く。このフォトレジストをマスクとして、MIM型非線
形素子となる部分のAl電極層202に所定の膜厚が得
られるように電圧を印加して選択的に陽極酸化を施し
て、その表面層をAl23層203(素子絶縁膜)とす
る。この時、図1(b)で示されるように、102の部
分のみ陽極酸化が施されている。陽極酸化のマスクとし
たフォトレジストは、剥離液を用いて陽極酸化後に取り
除く。
【0015】次に、ITO層をスパッタ形成した後、M
IM型非線形素子を形成する部分、配線に用いる部分お
よび画素電極となる部分を、一括してパターニングし
て、ITO電極層204および画素電極205を形成す
る。この際、配線に用いる部分のITO電極層204
は、前の工程で形成されたAl電極層202aの上に形
成され、Al電極層202aを全て被覆して、走査線5
01を介して走査回路に導電接続する。配線のAl電極
層202aをITO電極層204で全て被覆することに
より、ITOのエッチング液によるAlの腐食断線を防
止することができる。
【0016】Al23は耐薬品性が高いため、ITOの
エッチング液による腐食に関しては、特に注意する必要
はない。
【0017】また、積層順に関わらずAlとITOのコ
ンタクト抵抗が高いことは周知の事実であり、場合によ
ってはこれが問題となることもあるが、本発明に関わる
実施例では、ITOをAlの上に直接配線し、ITOと
Alを容量結合させ走査回路に導電接続する構造として
いるため特に問題にはならない。
【0018】ITO電極層のパターニングの際に、同時
に配線部とMIM型非線形素子部の分離を行う。この素
子分離の工程では、ITO電極層204と同一マスクに
てAl電極層202aとAl電極層202bを分離し、
MIM型非線形素子部を島状に残す。この時、ITOの
エッチング液によってAlもエッチングされるので、従
来例2のMIM型非線形素子の製造工程のように、素子
分離のための単独工程を必要としない。
【0019】Alのエッチングは、ITOのエッチング
後、Alのエッチング液を用いて行っても構わない。ま
た、ITO電極層および画素電極のパターニングの際に
塗布したフォトレジストは、ITOのエッチング終了段
階またはAlのエッチングまで終了した段階のどちらで
剥離してもよい。工程の簡略化のためには、ITOのエ
ッチング液を用いてAlをエッチングし、その後フォト
レジストの剥離を行うのがよい。
【0020】また、従来のMIM型非線形素子の製造工
程では、Ta電極層のエッチングや素子分離をドライエ
ッチングで行っている。この際に、フォトレジストや再
デポ物による汚染等が、MIM型非線形素子の素子特性
に影響を及ぼす可能性があることが指摘されている。ま
た、この時にTa熱酸化膜も同時にエッチングされ、こ
のTa熱酸化膜が一様にエッチングされないことによる
エッチングむらが基板上にシミとなって現れ、液晶表示
装置の表示品質に影響を及ぼす。本発明の実施例では、
ドライエッチング工程はいっさい行われないので、この
ような問題が起こることはない。
【0021】また、素子部ITO電極層104と105
の間隔は、Al23膜の膜厚に比べて充分な間隔をおい
てあるので、Al23膜を通じる漏洩電流に関しては、
特に問題はない。
【0022】従来例2のMIM型非線形素子の簡略化プ
ロセスでは、スパッタ工程が2回、フォトリソグラフィ
ー工程が3回、エッチング工程が3回であるのに対し
て、本発明の実施例では、スパッタ工程が2回、フォト
リソグラフィー工程が3回、エッチング工程が2回とな
っている。
【0023】本発明の実施例により、エッチング工程を
2回に抑えることで、全製造工程数を減らすことが出来
るので、MIM型非線形素子の大きな特徴のひとつであ
るコストメリットを生かすことができる。
【0024】
【発明の効果】以上のとおり、本発明においては、配線
をMIM型非線形素子を構成する第1の金属電極層であ
るAlと第2の金属電極層であるITOとによる二層構
造とし、MIM型非線形素子を構成する部分のAl電極
層のみに選択的に陽極酸化を施し、配線と素子部を分離
し、第2の金属電極層と画素電極を同一材料とし、なお
かつ逆方向特性を有するMIM型非線形素子を直列に接
続させている構造としていることに特徴を有する。
【0025】本発明によれば、ITOと同一のマスクを
用いて、配線部とMIM型非線形素子部の分離をITO
のエッチングと同時に行うので、製造工程の簡略化を図
ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のMIM型非線形素子のプロセスを示
す平面図。
【図2】 (a)図1のA−B部における、本発明のM
IM型非線形素子の断面図。(b)図1のC−D部にお
ける、本発明のMIM型非線形素子の断面図。
【図3】 従来例1のMIM型非線形素子の断面図。
【図4】 従来例2のMIM型非線形素子の断面図。
【図5】 MIM型非線形素子を用いたアクティブマト
リクス方式の液晶表示装置の等価回路図。
【符号の説明】 101 Al電極層 102 Al電極層陽極酸化部 103 MIM型非線形素子部 104 素子部ITO電極層 105 素子部ITO電極層 201 透明基板 202 Al電極層 202a Al電極層配線部 202b Al電極層素子部 203 Al23膜(素子絶縁膜) 204 ITO電極層 205 画素電極 301 透明基板 301a Ta25層(Ta熱酸化膜) 302 Ta電極層 303 Ta25膜(陽極酸化膜) 304 Cr電極層 305 画素電極 501 走査線 502 信号線 503 画素領域 504 MIM型非線形素子 505 液晶表示素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の表面に形成されたマトリクス
    アレイの各画素領域には、第1の金属電極層と、この第
    1の金属電極層表面に形成された陽極酸化膜と、この陽
    極酸化膜表面に形成された第2の金属電極層とによって
    MIM型非線形素子が構成されており、第1の金属電極
    層表面に陽極酸化膜を形成する工程において、MIM型
    非線形素子を形成する部分のみを選択的に陽極酸化する
    ことを特徴とするMIM型非線形素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に示すMIM型非線形素子にお
    いて、MIM型非線形素子を駆動する走査線と素子は分
    離されており、この走査線と素子を分離する工程におい
    て、第1の金属電極層と第2の金属電極層を同一マスク
    にて同時にエッチングしていることを特徴とするMIM
    型非線形素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1および2において、前記第1の
    金属電極層はアルミニウム層であり、第2の金属電極層
    はITOであることを特徴とするMIM型非線形素子の
    製造方法。
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