JPH0743749A - Two-terminal nonlinear element and its production - Google Patents

Two-terminal nonlinear element and its production

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JPH0743749A
JPH0743749A JP19007493A JP19007493A JPH0743749A JP H0743749 A JPH0743749 A JP H0743749A JP 19007493 A JP19007493 A JP 19007493A JP 19007493 A JP19007493 A JP 19007493A JP H0743749 A JPH0743749 A JP H0743749A
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JP
Japan
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lower electrode
film
metal
thin film
anodized
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JP19007493A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Oue
誠 大植
Masahito Goto
政仁 後藤
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PURPOSE:To form a uniform liquid crystal panel having good display characteristics. CONSTITUTION:Anodically oxidized films 4 on the flanks of a lower electrode 2 are formed to a film thickness larger than the film thickness of the anodically oxidized film 5 on the front surface thereof by conducting a stage for etching the lower electrode 2, a stage for anodically oxidizing the lower electrode 2 while allowing a photosensitive resin 3 to remain and conducting the anodic oxidation again with a voltage lower than the previous time after this photosensitive resin 3 is peeled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置などのス
イッチング素子として用いられる2端子非線形素子及び
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-terminal non-linear element used as a switching element in a liquid crystal display device and a method for manufacturing the non-linear element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、AV(Audio Vi
sual)、OA(Office Automation)などの用途を初め
とした様々な分野に用いられている。特に、Low e
ndの製品には、TN(Twisted Nematic)、STN(S
uper Twisted Nematic)タイプなどのパッシブタイプの
液晶表示装置が搭載され、High qualityの
製品には、3端子非線形素子であるTFT(Thin Film
Transistor)をスイッチング素子として用いた、アクテ
ィブマトリクス駆動方式の液晶表示装置が搭載されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been used as AV (Audio Visual).
sual), OA (Office Automation), and various other fields. Especially Low e
nd (Twisted Nematic), STN (S
High-quality products are equipped with passive type liquid crystal display devices such as upper twisted nematic (Twisted Nematic) type.
A liquid crystal display device of an active matrix drive system using a transistor as a switching element is mounted.

【0003】このアクティブマトリクス駆動方式の液晶
表示装置においては、CRT(Cathode Ray Tube)を凌
駕する色再現性、薄型・軽量性および低消費電力の特徴
を有しており、その用途が急速に拡大している。しか
し、スイッチング素子としてTFTを用いた場合には、
その製造に関して、6〜8回以上の薄膜成膜工程および
フォトリソグラフィー工程が必要であり、コストの低減
が最大の課題となっている。
The liquid crystal display device of the active matrix drive system has the characteristics of color reproducibility superior to that of a CRT (Cathode Ray Tube), thinness and lightness, and low power consumption, and its application is rapidly expanding. is doing. However, when a TFT is used as a switching element,
For its manufacture, a thin film forming step and a photolithography step are required 6 to 8 times or more, and the reduction of cost is the most important issue.

【0004】これに対して、スイッチング素子として2
端子非線形素子を用いた液晶表示装置は、TFTを用い
た液晶表示装置に対してコスト面で優位性を有し、か
つ、パッシブタイプの液晶表示装置に対して表示品位面
で優位性を有しているので、急速な展開を示している。
On the other hand, two switching elements are used.
The liquid crystal display device using the terminal non-linear element has a cost advantage over the liquid crystal display device using the TFT and has a display quality advantage over the passive type liquid crystal display device. Have shown rapid development.

【0005】上記2端子非線形素子としては、古くはシ
ョットキーダイオード方式、バリスタ方式およびMIM
(Metal-Insulator-Metal)方式のものが知られてお
り、近年においては、D2R(Double Diode Plus Rese
t)方式および有機強誘電薄膜方式のものが研究開発さ
れている。しかし、現状実用化されているのは、MIM
方式とD2R方式の2端子非線形素子のみである。この
うち、MIM方式の2端子非線形素子(MIM素子)
は、下部電極の上に、絶縁層を間に介して上部電極が形
成された構成を有しており、Ta薄膜を下部電極として
用い、これを陽極酸化法により陽極酸化して絶縁層を形
成し、さらに、この上にTa、Ti、Alなどからなる
上部電極を形成した構造とすることができる。上記MI
M素子は、TFTに比べて3分の1以下の製造工程で作
ることが可能である。よって、スイッチング素子として
MIM素子を用いた液晶表示装置は、2端子非線形素子
液晶表示装置の主流を占めている。
As the above-mentioned two-terminal non-linear element, the Schottky diode method, the varistor method, and the MIM have long been used.
(Metal-Insulator-Metal) type is known, and in recent years, D 2 R (Double Diode Plus Rese)
The t) method and the organic ferroelectric thin film method are being researched and developed. However, MIM is currently in practical use.
System and D 2 R system two-terminal non-linear element only. Among them, MIM type two-terminal non-linear element (MIM element)
Has a structure in which an upper electrode is formed on a lower electrode with an insulating layer interposed therebetween. A Ta thin film is used as a lower electrode, and this is anodized by an anodizing method to form an insulating layer. In addition, an upper electrode made of Ta, Ti, Al or the like may be further formed on this structure. MI above
The M element can be manufactured by one third or less of the manufacturing process as compared with the TFT. Therefore, the liquid crystal display device using the MIM element as the switching element occupies the mainstream of the two-terminal non-linear element liquid crystal display device.

【0006】上記MIM素子は、下部電極と上部電極と
の間に、絶縁膜が介装された構成を有している。
The MIM element has a structure in which an insulating film is interposed between the lower electrode and the upper electrode.

【0007】図4は、従来の2端子非線形素子の断面図
であり、この液晶セルを作成する工程は、以下のように
して行われる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional two-terminal non-linear element, and the process of making this liquid crystal cell is performed as follows.

【0008】絶縁性基板31上に、スパッタリング法に
より下部電極32をタンタル薄膜で形成し、その表面を
陽極酸化法により陽極酸化して、五酸化タンタルからな
る陽極酸化膜33を形成する。次にレジスト34を全面
に塗布し、前記絶縁性基板31の裏面から全面露光した
後、パターニングし、プラズマCVD法により絶縁膜3
5を窒化シリコンで形成する。その後、レジスト34を
除去することにより上面の絶縁膜35を同時に除去する
リフトオフ法により、レジスト34とその上面の絶縁膜
35を剥離する。そして、スパッタリング法により上部
電極36をインジウム酸化錫で形成して2端子非線形素
子は形成される。(特開平3−52277)上記2端子
非線形素子を用いた液晶表示装置においては、素子の電
圧−電流特性の正負非対称性に起因する残像に問題や、
素子容量および液晶層容量に起因するクロストークの問
題に対処するために、種々の改良研究が行われている。
例えば、本願発明の基礎技術となる絶縁層の形成は、通
常、下部電極を陽極酸化することにより行われている。
上述した陽極酸化法は、その技術自体としては、特公昭
46−17267号公報に開示されているように、古く
から確立されている技術であるが、スループットの高
い、生産性に優れたInsulator層を得ることが
できる方法である。
The lower electrode 32 is formed of a tantalum thin film on the insulating substrate 31 by the sputtering method, and the surface thereof is anodized by the anodizing method to form an anodized film 33 of tantalum pentoxide. Next, a resist 34 is applied to the entire surface, the entire surface of the insulating substrate 31 is exposed from the back surface thereof, and then the insulating film 3 is patterned by the plasma CVD method.
5 is made of silicon nitride. After that, the resist 34 and the insulating film 35 on the upper surface thereof are separated by a lift-off method in which the resist 34 is removed to simultaneously remove the upper insulating film 35. Then, the upper electrode 36 is formed of indium tin oxide by the sputtering method to form the two-terminal nonlinear element. (JP-A-3-52277) In a liquid crystal display device using the above-mentioned two-terminal non-linear element, there is a problem of afterimage caused by positive / negative asymmetry of voltage-current characteristics of the element,
Various improvements have been made to address the problem of crosstalk caused by device capacitance and liquid crystal layer capacitance.
For example, the formation of the insulating layer, which is the basic technology of the present invention, is usually performed by anodizing the lower electrode.
The above-mentioned anodizing method is a technology that has been established for a long time as disclosed in Japanese Patent Publication No. 46-17267, but an insulator layer with high throughput and excellent productivity is provided. Is a way that can be obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置における
2端子非線形素子を形成する場合、該素子の容量がパネ
ルの表示特性に大きくかかわってくる。つまり、素子容
量(以下CMIMとする)が、液晶部分の容量(以下CLC
とする)に比べて十分に小さいほど表示特性はよく、通
常CMIM/CLC≧1/10の範囲になるのが最も表示特
性がよいとされている。しかし、パネルの高精細化にと
もなって、画素面積が小さくなる傾向にあり、それに伴
って液晶部分の容量CLCも減少してしまう。そのため、
表示特性を良好に保つためには素子容量CMIMを小さく
することが必要となってくる。しかし、単純に下部電極
のパターンを細くしてCMIMの減少を図った場合、パタ
ーン精度が悪くなり、パネル内の表示のばらつきの原因
になってしまう。本発明は、上記課題を解決するために
なされたものであり、パターニング精度を変えることな
く、素子容量の小さい2端子非線形素子とその製造方法
を提供することを目的とする。
When a two-terminal non-linear element is formed in a liquid crystal display device, the capacitance of the element has a great influence on the display characteristics of the panel. In other words, the element capacity (hereinafter referred to as C MIM ) is the capacity of the liquid crystal portion (hereinafter referred to as C LC
It is said that the display characteristics are better as it is sufficiently smaller than the above (1), and normally the display characteristics are best in the range of C MIM / C LC ≧ 1/10. However, as the definition of the panel becomes higher, the pixel area tends to become smaller, and the capacitance C LC of the liquid crystal portion also decreases accordingly. for that reason,
In order to maintain good display characteristics, it becomes necessary to reduce the element capacitance C MIM . However, when the pattern of the lower electrode is simply thinned to reduce C MIM , the pattern accuracy is deteriorated, which causes a variation in display within the panel. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a two-terminal nonlinear element having a small element capacitance and a manufacturing method thereof, without changing the patterning accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の2端子非線形素
子は、基板と、該基板上に配設された金属薄膜からなる
下部電極と、該下部電極の表層を陽極酸化して形成され
た陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を覆うようにして形成さ
れた金属薄膜からなる上部電極とからなる2端子非線形
素子において、前記陽極酸化膜は、上面の膜厚が側面の
膜厚よりも薄く形成されていることを特徴としており、
そのことにより上記目的が達成される。
A two-terminal non-linear element of the present invention is formed by anodizing a substrate, a lower electrode formed of a metal thin film on the substrate, and a surface layer of the lower electrode. In a two-terminal non-linear element including an anodized film and an upper electrode made of a metal thin film formed so as to cover the anodized film, the anodized film has a top surface thinner than a side surface. It is characterized by being formed,
Thereby, the above object is achieved.

【0011】本発明の2端子非線形素子の製造方法は、
基板と、該基板上に配設された金属薄膜からなる下部電
極と、該下部電極の表層を陽極酸化して形成された陽極
酸化膜と、該陽極酸化膜を覆うようにして形成された金
属薄膜からなる上部電極とからなる2端子非線形素子に
おいて、前記下部電極上に樹脂を塗布する工程と、該下
部電極をエッチングする工程と、前記下部電極上に該樹
脂を残したまま陽極酸化を行う工程と、該樹脂を剥離し
た後、先工程よりも低い電圧で再度陽極酸化を行う工程
とを含有することを特徴としており、そのことにより上
記目的が達成される。
A method of manufacturing a two-terminal non-linear element according to the present invention comprises:
Substrate, lower electrode made of metal thin film disposed on the substrate, anodized film formed by anodizing the surface layer of the lower electrode, and metal formed so as to cover the anodized film In a two-terminal nonlinear element including an upper electrode made of a thin film, a step of applying a resin on the lower electrode, a step of etching the lower electrode, and anodization with the resin left on the lower electrode The method is characterized by including a step and a step of performing anodic oxidation again at a lower voltage than the previous step after peeling off the resin, thereby achieving the above object.

【0012】また、本発明の2端子非線形素子の製造方
法は、基板と、該基板上に配設された金属薄膜からなる
下部電極と、該下部電極の表層を陽極酸化して形成され
た陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を覆うようにして形成さ
れた金属薄膜からなる上部電極とからなる2端子非線形
素子において、陽極酸化が可能な2種の金属を、2層に
連続して形成する工程と、該2層の金属上に樹脂を塗布
する工程と、該2層の金属をパターニングする工程と、
該樹脂を剥離した後、該2層の金属に陽極酸化を行う工
程と、該2層の金属のうち上部金属及び該上部金属の陽
極酸化膜をエッチングした後、下部金属を先工程よりも
低い電圧で再度陽極酸化を行う工程とを含有することを
特徴としており、そのことにより上記目的が達成され
る。
The method for manufacturing a two-terminal non-linear element according to the present invention includes a substrate, a lower electrode formed of a metal thin film on the substrate, and an anode formed by anodizing the surface layer of the lower electrode. In a two-terminal non-linear element including an oxide film and an upper electrode made of a metal thin film formed so as to cover the anodized film, two kinds of anodizable metals are continuously formed in two layers. A step, a step of applying a resin on the two-layer metal, and a step of patterning the two-layer metal,
After removing the resin, a step of anodizing the two layers of metal, and etching the upper metal and the anodic oxide film of the upper metal of the two layers of metal, and then lowering the lower metal to a lower level than in the previous step The method is characterized by including a step of performing anodic oxidation again with a voltage, whereby the above object is achieved.

【0013】さらに、本発明の2端子非線形素子の製造
方法は、基板と、該基板上に配設された金属薄膜からな
る下部電極と、該下部電極の表層を陽極酸化して形成さ
れた陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を覆うようにして形成
された金属薄膜からなる上部電極とからなる2端子非線
形素子において、陽極酸化が可能な金属を形成した後、
該金属上に絶縁膜を連続して形成する工程と、該金属と
絶縁膜をパターニングする工程と、該絶縁膜を残したま
ま該金属と絶縁膜に陽極酸化を行う工程と、該絶縁膜を
剥離した後、前記金属を先工程よりも低い電圧で再度陽
極酸化する工程とを含有することを特徴としており、そ
のことにより上記目的が達成される。
Further, according to the method of manufacturing a two-terminal nonlinear element of the present invention, a substrate, a lower electrode formed of a metal thin film on the substrate, and an anode formed by anodizing the surface layer of the lower electrode. In a two-terminal nonlinear element including an oxide film and an upper electrode formed of a metal thin film so as to cover the anodic oxide film, after forming a metal capable of anodic oxidation,
A step of continuously forming an insulating film on the metal; a step of patterning the metal and the insulating film; a step of anodizing the metal and the insulating film with the insulating film left; After peeling, the step of re-anodizing the metal at a voltage lower than that in the previous step is included, whereby the above object is achieved.

【0014】[0014]

【作用】本発明は、上述したような課題を解決する手段
により、下部電極の表層を陽極酸化して形成された陽極
酸化膜は、上面の膜厚を側面の膜厚よりも薄くすること
ができ、その結果、素子面積を小さくでき、素子容量の
小さい2端子非線形素子を形成することが可能となる。
その理由を以下に述べる。
According to the present invention, the anodic oxide film formed by anodizing the surface layer of the lower electrode has a thickness of the upper surface smaller than that of the side surface by the means for solving the above problems. As a result, the element area can be reduced, and a two-terminal nonlinear element having a small element capacitance can be formed.
The reason will be described below.

【0015】下部電極としてよく用いられているタンタ
ルは、陽極酸化を1時間おこなうことにより7オングス
トローム/Vの割合で減少し、酸化タンタルが17オン
グストローム/Vの割合で析出する。例えば、最初の陽
極酸化を250Vでおこなった場合、素子の両側面部分
においては合計0.35μmのタンタルが陽極酸化され
る。ここで、タンタル電極の幅が5μm、膜厚が300
0オングストロームであるならば、この陽極酸化によっ
て電極幅は4.65μmに減少することになる。また、
素子の上面部分の陽極酸化膜の膜厚を650オングスト
ロームとすると、素子の側面部分の酸化タンタルの膜厚
は、3250オングストロームであるため、素子の側面
部分の容量は約5分の1となる。これらにより素子容量
を計算すると、本発明の2端子非線形素子の容量は、従
来の2端子非線形素子の容量に比べて約15%程減少す
ることがわかる。
Tantalum, which is often used as the lower electrode, is reduced at a rate of 7 Å / V by anodic oxidation for 1 hour, and tantalum oxide is deposited at a rate of 17 Å / V. For example, when the first anodic oxidation is performed at 250 V, a total of 0.35 μm of tantalum is anodized on both sides of the device. Here, the tantalum electrode has a width of 5 μm and a film thickness of 300.
If it is 0 Å, this anodic oxidation will reduce the electrode width to 4.65 μm. Also,
Assuming that the film thickness of the anodic oxide film on the top surface of the device is 650 angstroms, the film thickness of tantalum oxide on the side surface part of the device is 3250 angstroms. When the element capacitance is calculated from these, it can be seen that the capacitance of the two-terminal nonlinear element of the present invention is reduced by about 15% as compared with the capacitance of the conventional two-terminal nonlinear element.

【0016】以上のことにより、本発明における2端子
非線形素子は、パターン精度を悪くすることなく、素子
容量を減少させることができるため、表示特性が良好で
かつ均一な液晶パネルを形成することができるのであ
る。
As described above, the two-terminal nonlinear element according to the present invention can reduce the element capacitance without deteriorating the pattern accuracy, so that it is possible to form a uniform liquid crystal panel having good display characteristics. You can do it.

【0017】[0017]

【実施例】以下に、本発明について具体的な実施例を用
いて詳しく説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to specific examples.

【0018】(実施例1)図1に、本発明における一実
施例に用いられる2端子非線形素子とその製造方法につ
いての断面図を示す。まず、透明絶縁基板1上に下部電
極2としてタンタル薄膜を1000〜3000オングス
トローム程度の厚さで形成した後、前記下部電極2上に
感光性樹脂3を塗布し、所定のパターンを露光して、次
いで現像を行いエッチングを行う。この時、前記感光性
樹脂3の代わりに、樹脂を印刷法を用いてパターニング
してもよい。次に、上述したパターン上に前記感光性樹
脂3を残したままで、前記下部電極2であるタンタル薄
膜の陽極酸化を行い、陽極酸化膜4となる酸化タンタル
膜を形成する。この陽極酸化の化成液は1wt%ホウ酸
アンモニウムで、陽極酸化電圧は100〜250Vとし
た。このとき該下部電極2であるタンタル薄膜の側面だ
けが陽極酸化されており、該下部電極2上の感光性樹脂
2の上面は陽極酸化されていない。次に、前記感光性樹
脂3を剥離した後、前記陽極酸化電圧よりも低い電圧2
0〜50Vで再度陽極酸化を行い、陽極酸化膜5となる
酸化タンタル膜をタンタルよりなる下部電極2の上面に
形成する。以上の工程により、前記下部電極2の側面の
陽極酸化膜4よりも、該下部電極2の上面の陽極酸化膜
5の膜厚を薄くすることができ、この陽極酸化膜5を2
端子非線形素子部分として用いる。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a two-terminal non-linear element used in one embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof. First, a tantalum thin film having a thickness of about 1000 to 3000 angstroms is formed as the lower electrode 2 on the transparent insulating substrate 1, a photosensitive resin 3 is applied on the lower electrode 2, and a predetermined pattern is exposed. Next, development is performed and etching is performed. At this time, instead of the photosensitive resin 3, a resin may be patterned by using a printing method. Next, the tantalum thin film that is the lower electrode 2 is anodized while leaving the photosensitive resin 3 on the above-described pattern to form a tantalum oxide film that will be the anodized film 4. The anodizing chemical solution was 1 wt% ammonium borate and the anodizing voltage was 100 to 250V. At this time, only the side surface of the tantalum thin film which is the lower electrode 2 is anodized, and the upper surface of the photosensitive resin 2 on the lower electrode 2 is not anodized. Next, after peeling off the photosensitive resin 3, a voltage 2 lower than the anodizing voltage is applied.
Anodization is performed again at 0 to 50 V to form a tantalum oxide film to be the anodized film 5 on the upper surface of the lower electrode 2 made of tantalum. Through the above steps, the thickness of the anodic oxide film 5 on the upper surface of the lower electrode 2 can be made smaller than that of the anodic oxide film 4 on the side surface of the lower electrode 2.
Used as the terminal non-linear element part.

【0019】最後に、以上のようにして形成した前記陽
極酸化膜5上に、アルミニウムを形成し、所定のパター
ニングを行うことにより上部電極6を形成する。ここ
で、下部電極2はタンタル薄膜に限定されることはな
く、陽極酸化可能でありスパッタ等により容易に形成す
ることができればよく、例えばアルミニウム、チタン、
ニオブなども使用が可能である。また、上部電極6もア
ルミニウムに限定されることはなく、スパッタあるいは
真空蒸着法等により容易に形成することができるもので
あればよく、例えばチタン、クロム、ニオブなども使用
が可能である。このようして形成した2端子非線形素子
は、下部電極2の線幅を変えることなく素子容量を減ら
すことができるので、表示特性が良好でかつ均一な液晶
パネルを形成することができる。
Finally, aluminum is formed on the anodic oxide film 5 thus formed, and the upper electrode 6 is formed by performing a predetermined patterning. Here, the lower electrode 2 is not limited to a tantalum thin film, and may be anodized and can be easily formed by sputtering or the like.
Niobium can also be used. Further, the upper electrode 6 is not limited to aluminum as long as it can be easily formed by a sputtering method, a vacuum deposition method or the like, and for example, titanium, chromium, niobium or the like can be used. The two-terminal non-linear element thus formed can reduce the element capacitance without changing the line width of the lower electrode 2, so that it is possible to form a liquid crystal panel having good display characteristics and uniform.

【0020】なお、本発明の2端子非線形素子は、上記
実施例に限定されることはなく、また、その製造方法に
ついても、上記実施例のものに限定されないのはいうま
でもない。
It is needless to say that the two-terminal nonlinear element of the present invention is not limited to the above embodiment, and the manufacturing method thereof is not limited to that of the above embodiment.

【0021】(実施例2)図2に、本発明における一実
施例に用いられる2端子非線形素子とその製造方法につ
いての断面図を示す。まず、透明絶縁基板11上に第1
の金属層12としてタンタル薄膜を1000〜3000
オングストローム程度の厚さで形成した後、連続して第
2の金属層13としてアルミニウムを1000〜200
0オングストローム程度の厚さで形成する。前記第2の
金属層13上に感光性樹脂を塗布し、所定のパターンを
露光して、次いで現像を行い第1、第2の金属層12、
13を2層同時にエッチングして、剥離を行う。次に、
上述したパターン上に前記第2の金属層13であるアル
ミニウムを残したままで前記第1の金属層12であるタ
ンタル薄膜の陽極酸化を行う。この陽極酸化の化成液は
1wt%ホウ酸アンモニウムで、陽極酸化電圧は100
〜250Vとした。このとき前記アルミニウムの表面に
は陽極酸化膜となる酸化アルミニウムが形成されてお
り、また、該第1の金属層12であるタンタル薄膜の側
面には陽極酸化膜14となる酸化タンタルが形成されて
いる。次に、アルミニウムからなる第2の金属層13お
よび酸化アルミニウムからなる陽極酸化膜15を50℃
のリン酸によって剥離する。この後、残った第1の金属
層12のタンタル薄膜を、前記陽極酸化電圧より低い電
圧20〜50Vで再度陽極酸化を行い、陽極酸化膜17
となる酸化タンタル膜をタンタルよりなる第1の金属層
12の上面に形成する。以上の工程により、前記第1の
金属層12の側面の陽極酸化膜14よりも、該第1の金
属層12の上面の陽極酸化膜17の膜厚を薄くすること
ができ、この陽極酸化膜17を2端子非線形素子部分と
して用いる。最後に、以上のようにして形成した前記陽
極酸化膜17上に、アルミニウムを形成し、所定のパタ
ーニングを行うことにより上部電極16を形成する。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing a two-terminal non-linear element used in one embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof. First, on the transparent insulating substrate 11, the first
Tantalum thin film as the metal layer 12 of 1000 to 3000
After being formed to a thickness of about angstrom, aluminum is continuously used as the second metal layer 13 in an amount of 1000 to 200.
It is formed with a thickness of about 0 angstrom. A photosensitive resin is applied on the second metal layer 13, a predetermined pattern is exposed, and then development is performed to form the first and second metal layers 12,
Two layers of 13 are simultaneously etched, and peeling is performed. next,
Anodization of the tantalum thin film, which is the first metal layer 12, is performed while leaving the aluminum, which is the second metal layer 13, on the pattern described above. The chemical solution for this anodic oxidation is 1 wt% ammonium borate and the anodic oxidation voltage is 100.
~ 250V. At this time, aluminum oxide serving as an anodized film is formed on the surface of the aluminum, and tantalum oxide serving as an anodized film 14 is formed on the side surface of the tantalum thin film which is the first metal layer 12. There is. Next, the second metal layer 13 made of aluminum and the anodic oxide film 15 made of aluminum oxide are formed at 50 ° C.
Peel off with phosphoric acid. After that, the remaining tantalum thin film of the first metal layer 12 is anodized again at a voltage of 20 to 50 V, which is lower than the anodization voltage, to form the anodized film 17.
A tantalum oxide film to be formed is formed on the upper surface of the first metal layer 12 made of tantalum. Through the above steps, the thickness of the anodic oxide film 17 on the upper surface of the first metal layer 12 can be made smaller than that of the anodic oxide film 14 on the side surface of the first metal layer 12. 17 is used as a two-terminal nonlinear element portion. Finally, aluminum is formed on the anodic oxide film 17 formed as described above, and the upper electrode 16 is formed by performing predetermined patterning.

【0022】ここで、第1の金属層12はタンタル薄膜
に限定されることはなく、陽極酸化可能であり、スパッ
タ等により容易に形成することができればよく、例えば
アルミニウム、チタン、ニオブなども使用が可能であ
る。また、第2の金属層13もアルミニウムに限定され
ることはなく、陽極酸化可能であり、スパッタ等により
容易に形成することができ、しかも、第1の金属層12
よりも、エッチングが容易であるならばよく、例えばチ
タン、ニオブなども使用が可能である。さらに、上部電
極16もアルミニウムに限定されることはなく、スパッ
タあるいは真空蒸着法等により容易に形成することがで
きるものであればよく、例えばチタン、クロムなども使
用が可能である。
Here, the first metal layer 12 is not limited to a tantalum thin film, and it is sufficient that it can be anodized and can be easily formed by sputtering or the like. For example, aluminum, titanium, niobium, etc. are also used. Is possible. The second metal layer 13 is not limited to aluminum, can be anodized, can be easily formed by sputtering, and the first metal layer 12 can also be formed.
It is preferable that the etching be easier than that, and titanium, niobium, or the like can be used, for example. Further, the upper electrode 16 is not limited to aluminum as long as it can be easily formed by sputtering, vacuum deposition, or the like, and titanium, chromium, or the like can also be used.

【0023】このようにして形成した2端子非線形素子
は、下部電極(実施例2では第1の金属層)13の線幅
を変えることなく素子容量を減らすことができるので、
表示特性が良好でかつ均一な液晶パネルを形成すること
ができる。
The two-terminal nonlinear element thus formed can reduce the element capacitance without changing the line width of the lower electrode (the first metal layer in the second embodiment) 13.
It is possible to form a liquid crystal panel having good display characteristics and uniform.

【0024】なお、本発明の2端子非線形素子は、上記
実施例に限定されることはなく、また、その製造方法に
ついても、上記実施例のものに限定されないのはいうま
でもない。
Needless to say, the two-terminal non-linear element of the present invention is not limited to the above embodiment, and the manufacturing method thereof is not limited to that of the above embodiment.

【0025】(実施例3)図3に、本発明における一実
施例に用いられる2端子非線形素子とその製造方法につ
いての断面図を示す。まず、透明絶縁基板21上に下部
電極22としてタンタル薄膜を1000〜3000オン
グストローム程度の厚さで形成した後、連続して絶縁膜
23として窒化シリコンを1000〜3000オングス
トローム程度の厚さで形成する。前記絶縁膜23上に感
光性樹脂を塗布し、所定のパターンを露光して、次いで
現像を行い下部電極22と絶縁膜23を2層同時にエッ
チングして、剥離を行う。次に、上述したパターン上に
前記絶縁膜23を残したままで、前記下部電極22であ
るタンタル薄膜の陽極酸化を行う。この陽極酸化の化成
液は1wt%ホウ酸アンモニウムで、陽極酸化電圧は1
00〜250Vとした。このとき前記下部電極22であ
るタンタル薄膜の側面には、陽極酸化膜24となる酸化
タンタルが形成されている。次に、窒化シリコンからな
る絶縁膜23を緩衝フッ素酸によって剥離する。この
後、残った下部電極22のタンタル薄膜を前記陽極酸化
電圧より低い電圧20〜50Vで再度陽極酸化を行い、
陽極酸化膜25となる酸化タンタル膜をタンタルよりな
る下部電極22の上面に形成する。以上の工程により、
前記下部電極22の側面の陽極酸化膜24よりも、該下
部電極22の上面の陽極酸化膜25の膜厚を薄くするこ
とができ、この陽極酸化膜25を2端子非線形素子部分
として用いる。最後に、以上のようにして形成した前記
陽極酸化膜25上に、アルミニウムを形成し、所定のパ
ターニングを行うことにより上部電極26を形成する。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view showing a two-terminal nonlinear element used in an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same. First, a tantalum thin film having a thickness of about 1000 to 3000 angstroms is formed as the lower electrode 22 on the transparent insulating substrate 21, and then silicon nitride having a thickness of about 1000 to 3000 angstroms is continuously formed as the insulating film 23. A photosensitive resin is applied on the insulating film 23, a predetermined pattern is exposed, and then development is performed to simultaneously etch two layers of the lower electrode 22 and the insulating film 23 to separate them. Next, the tantalum thin film that is the lower electrode 22 is anodized while leaving the insulating film 23 on the pattern described above. The anodizing chemical solution is 1 wt% ammonium borate and the anodizing voltage is 1
It was set to 00-250V. At this time, tantalum oxide serving as the anodic oxide film 24 is formed on the side surface of the tantalum thin film serving as the lower electrode 22. Next, the insulating film 23 made of silicon nitride is peeled off with a buffered hydrofluoric acid. Then, the remaining tantalum thin film of the lower electrode 22 is anodized again at a voltage of 20 to 50 V lower than the anodizing voltage,
A tantalum oxide film to be the anodic oxide film 25 is formed on the upper surface of the lower electrode 22 made of tantalum. By the above process,
The anodic oxide film 25 on the upper surface of the lower electrode 22 can be made thinner than the anodic oxide film 24 on the side surface of the lower electrode 22, and this anodic oxide film 25 is used as a two-terminal nonlinear element portion. Finally, aluminum is formed on the anodic oxide film 25 formed as described above, and predetermined patterning is performed to form the upper electrode 26.

【0026】ここで、下部電極22はタンタル薄膜に限
定されることはなく、陽極酸化可能であり、スパッタ等
により容易に形成することができればよく、例えばアル
ミニウム、チタン、ニオブなども使用が可能である。ま
た、絶縁膜23も窒化シリコンに限定されることはな
く、スパッタ、真空蒸着法あるいはCVD等により容易
に形成することができるものであればよく、例えば酸化
シリコン、酸化タンタルなども使用が可能である。さら
に、上部電極26もアルミニウムに限定されることはな
く、スパッタあるいは真空蒸着法等により容易に形成す
ることができるものであればよく、例えばチタン、クロ
ム、ニオブなども使用可能である。
Here, the lower electrode 22 is not limited to a tantalum thin film and can be anodized and can be easily formed by sputtering or the like. For example, aluminum, titanium, niobium or the like can be used. is there. The insulating film 23 is not limited to silicon nitride as long as it can be easily formed by sputtering, vacuum deposition, CVD, or the like. For example, silicon oxide or tantalum oxide can be used. is there. Further, the upper electrode 26 is not limited to aluminum as long as it can be easily formed by a sputtering method or a vacuum deposition method, and titanium, chromium, niobium or the like can be used.

【0027】こうして形成した2端子非線形素子は、下
部電極22の線幅を変えることなく素子容量を減らすこ
とができるので、表示特性が良好でかつ均一な液晶パネ
ルを形成することができる。
Since the two-terminal non-linear element thus formed can reduce the element capacitance without changing the line width of the lower electrode 22, it is possible to form a uniform liquid crystal panel having good display characteristics.

【0028】なお、本発明の2端子非線形素子は、上記
実施例に限定されることはなく、また、その製造方法に
ついても、上記実施例のものに限定されないのはいうま
でもない。
It is needless to say that the two-terminal nonlinear element of the present invention is not limited to the above embodiment and the manufacturing method thereof is not limited to that of the above embodiment.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明による2端子非線
形素子は、基板上に配設された下部電極における側面の
陽極酸化膜よりも、上面の陽極酸化膜を薄くすることが
容易にできるため、パターニング精度を変えることなく
素子容量の小さい2端子非線形素子を実現でき、従っ
て、表示特性が良好でかつ均一な液晶パネルを形成する
ことができる。
As described above, in the two-terminal nonlinear element according to the present invention, it is possible to easily make the anodic oxide film on the upper surface thinner than the anodic oxide film on the side surface of the lower electrode arranged on the substrate. Therefore, it is possible to realize a two-terminal non-linear element having a small element capacitance without changing the patterning accuracy, and thus it is possible to form a uniform liquid crystal panel having good display characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の2端子非線形素子及びその製
造方法の一実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a two-terminal nonlinear element and a method for manufacturing the same according to the present invention.

【図2】図2は、本発明の2端子非線形素子及びその製
造方法の一実施例を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a two-terminal nonlinear element and a method for manufacturing the same according to the present invention.

【図3】図3は、本発明の2端子非線形素子及びその製
造方法の一実施例を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of a two-terminal nonlinear element and a method for manufacturing the same according to the present invention.

【図4】図4は、従来の2端子非線形素子及びその製造
方法を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional two-terminal non-linear element and a method for manufacturing the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、21、31 透明絶縁性基板 2、22、32 下部電極 12 第1の金属層 3 感光性樹脂 13 第2の金属層 23、35 絶縁膜 15、33 陽極酸化膜 34 レジスト 4、14、24 陽極酸化膜(電極側面) 5、17、25 陽極酸化膜(電極上面) 6、16、26、36 上部電極 1, 11, 21, 31 Transparent insulating substrate 2, 22, 32 Lower electrode 12 First metal layer 3 Photosensitive resin 13 Second metal layer 23, 35 Insulating film 15, 33 Anodized film 34 Resist 4, 14 , 24 Anodized film (side surface of electrode) 5, 17, 25 Anodized film (upper surface of electrode) 6, 16, 26, 36 Upper electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、該基板上に配設された金属薄膜
からなる下部電極と、該下部電極の表層を陽極酸化して
形成された陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を覆うようにし
て形成された金属薄膜からなる上部電極とからなる2端
子非線形素子において、 前記陽極酸化膜は、上面の膜厚が側面の膜厚よりも薄く
形成されていることを特徴とする2端子非線形素子。
1. A substrate, a lower electrode formed of a metal thin film on the substrate, an anodized film formed by anodizing a surface layer of the lower electrode, and an anodized film covering the anodized film. A two-terminal non-linear element including an upper electrode formed of a metal thin film, wherein the anodic oxide film is formed so that the film thickness on the upper surface is thinner than the film thickness on the side surface. .
【請求項2】 基板と、該基板上に配設された金属薄膜
からなる下部電極と、該下部電極の表層を陽極酸化して
形成された陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を覆うようにし
て形成された金属薄膜からなる上部電極とからなる2端
子非線形素子において、 前記下部電極上に樹脂を塗布する工程と、 該下部電極をエッチングする工程と、 前記下部電極上に該樹脂を残したまま陽極酸化を行う工
程と、 該樹脂を剥離した後、先工程よりも低い電圧で再度陽極
酸化を行う工程とを含有することを特徴とする2端子非
線形素子の製造方法。
2. A substrate, a lower electrode formed of a metal thin film on the substrate, an anodized film formed by anodizing a surface layer of the lower electrode, and an anodized film covering the anodized film. In a two-terminal non-linear element including an upper electrode formed of a metal thin film formed as described above, a step of applying a resin on the lower electrode, a step of etching the lower electrode, and a step of leaving the resin on the lower electrode. A method of manufacturing a two-terminal non-linear element, comprising: a step of performing anodic oxidation as it is, and a step of performing anodic oxidation again at a lower voltage than the previous step after peeling off the resin.
【請求項3】 基板と、該基板上に配設された金属薄膜
からなる下部電極と、該下部電極の表層を陽極酸化して
形成された陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を覆うようにし
て形成された金属薄膜からなる上部電極とからなる2端
子非線形素子において、 陽極酸化が可能な2種の金属を、2層に連続して形成す
る工程と、 該2層の金属上に樹脂を塗布する工程と、 該2層の金属をパターニングする工程と、 該樹脂を剥離した後、該2層の金属に陽極酸化を行う工
程と、 該2層の金属のうち上部金属及び該上部金属の陽極酸化
膜をエッチングした後、下部金属を先工程よりも低い電
圧で再度陽極酸化を行う工程とを含有することを特徴と
する2端子非線形素子の製造方法。
3. A substrate, a lower electrode formed of a metal thin film disposed on the substrate, an anodized film formed by anodizing a surface layer of the lower electrode, and an anodized film covering the anodized film. In a two-terminal non-linear element consisting of an upper electrode composed of a metal thin film formed by forming a metal thin film, a step of continuously forming two kinds of anodizable metals in two layers, and a resin on the two layers of metal. A step of applying, a step of patterning the metal of the two layers, a step of anodizing the metal of the two layers after peeling the resin, After the etching of the anodic oxide film, a step of performing anodic oxidation on the lower metal again at a voltage lower than that in the previous step is included.
【請求項4】 基板と、該基板上に配設された金属薄膜
からなる下部電極と、該下部電極の表層を陽極酸化して
形成された陽極酸化膜と、該陽極酸化膜を覆うようにし
て形成された金属薄膜からなる上部電極とからなる2端
子非線形素子において、 陽極酸化が可能な金属を形成した後、該金属上に絶縁膜
を連続して形成する工程と、 該金属と絶縁膜をパターニングする工程と、 該絶縁膜を残したまま該金属と絶縁膜に陽極酸化を行う
工程と、 該絶縁膜を剥離した後、前記金属を先工程よりも低い電
圧で再度陽極酸化する工程とを含有することを特徴とす
る2端子非線形素子の製造方法。
4. A substrate, a lower electrode formed of a metal thin film disposed on the substrate, an anodized film formed by anodizing a surface layer of the lower electrode, and an anodized film covering the anodized film. A two-terminal non-linear element including an upper electrode made of a metal thin film formed by forming an anodizable metal, and then forming an insulating film continuously on the metal; and the metal and the insulating film. A step of patterning, a step of anodizing the metal and the insulating film with the insulating film left, and a step of peeling the insulating film and then anodizing the metal again at a lower voltage than the previous step. A method for manufacturing a two-terminal non-linear element, comprising:
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Cited By (2)

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US10080620B2 (en) 2012-02-06 2018-09-25 Hyprotek, Inc. Portable medical device protectors
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