JPH0774374A - Thin film diode and manufacture thereof - Google Patents

Thin film diode and manufacture thereof

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JPH0774374A
JPH0774374A JP6065449A JP6544994A JPH0774374A JP H0774374 A JPH0774374 A JP H0774374A JP 6065449 A JP6065449 A JP 6065449A JP 6544994 A JP6544994 A JP 6544994A JP H0774374 A JPH0774374 A JP H0774374A
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electrode
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清吾 富樫
Katsumi Aota
克己 青田
Kanetaka Sekiguchi
関口  金孝
Etsuo Yamamoto
悦夫 山本
Kazuaki Tanmachi
和昭 反町
Hiroshi Tanabe
浩 田辺
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Abstract

PURPOSE:To enable a thin film diode to be lessened in capacitance and easily manufactured by a method wherein a semiconductor layer is provided onto a first electrode layer deposited on a substrate, a second electrode layer is provided onto a buffer layer deposited on the semiconductor layer, and the semiconductor layer and the buffer layer are patterned into nearly the same shape. CONSTITUTION:A buffer layer 553 is provided between a semiconductor layer 543 deposited on a first electrode layer 413 and a second electrode layer 463. For instance, provided that the second electrode layer 463 is formed of Al, and the semiconductor layer 543 is formed of amorphous Si, the buffer layer 553 of Cr is formed as thick as 100nm so as to effectively prevent mutual diffusion in an after process. At this point, the buffer layer 553 is patterned after the same pattern with the semiconductor layer 543, so that only a film forming process through which the buffer layer 553 is formed is additionally provided to realize a thin film diode of this constitution without changing processes much.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示パネルなどの駆
動に用いる薄膜ダイオードの構造と、この構造を形成す
るための製造方法とに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a thin film diode used for driving a liquid crystal display panel and the like, and a manufacturing method for forming this structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示パネルは広く用いられ、この液
晶表示パネルの駆動には、最近は薄膜アクティブ素子に
よるアクティブ・マトリクスが高密度表示装置として有
望視されている。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display panels are widely used, and for driving these liquid crystal display panels, an active matrix using thin film active elements has recently been considered promising as a high density display device.

【0003】このアクティブ素子としては、薄膜トラン
ジスタ(TFT)や薄膜ダイオードがあり、とくに非晶
質シリコン(a−Si)を用いた薄膜ダイオードを並列
逆接続(ダイオード・リング接続)して非線形抵抗とし
て使う手段は、前出願(特願昭57−167945号)
で示したように、製造の容易さや、表示品質や、拡張性
などからきわめて有望である。
The active element includes a thin film transistor (TFT) and a thin film diode, and in particular, a thin film diode using amorphous silicon (a-Si) is connected in parallel (diode ring connection) and used as a non-linear resistance. The means is a previous application (Japanese Patent Application No. 57-167945).
As shown in, it is extremely promising because of its ease of manufacture, display quality, and expandability.

【0004】このような用途に使われる薄膜ダイオード
に要求される条件は幾つかあるが、なかでも製造の簡易
さ、および素子容量の低さがとくに重要である。
Although there are some requirements for the thin film diode used for such an application, the ease of manufacture and the low device capacitance are particularly important.

【0005】図1はダイオード・リング接続による非線
形抵抗の公知の等価回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a known equivalent circuit of a non-linear resistance by a diode ring connection.

【0006】この図1に示すようなダイオードを並列逆
接続するような回路を薄膜ダイオードで実現するには、
前出願(特願昭57−167945号)で述べたよう
に、図2(a)、図2(b)に示す構造を用いるとよ
い。
In order to realize a circuit in which the diodes shown in FIG. 1 are reversely connected in parallel with a thin film diode,
As described in the previous application (Japanese Patent Application No. 57-167945), it is preferable to use the structure shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).

【0007】図2(a)は従来技術による薄膜ダイオー
ド・リングを示す平面図であり、図2(b)は図2
(a)のA−A′−A″線における断面を示す断面図で
ある。
FIG. 2 (a) is a plan view showing a prior art thin film diode ring, and FIG. 2 (b) is shown in FIG.
It is sectional drawing which shows the cross section in the AA'-A "line of (a).

【0008】パタン1は下層の第1の電極層6を示し、
パタン2は上層の第2の電極層8を示し、破線のパタン
3はダイオード主部となる半導体層9を示し、パタン4
は第1の電極層6と第2の電極層8とを絶縁する層間絶
縁膜7に形成するコンタクトホールを、それぞれ示す。
The pattern 1 shows the lower first electrode layer 6,
The pattern 2 indicates the upper second electrode layer 8, the broken line pattern 3 indicates the semiconductor layer 9 that serves as the diode main portion, and the pattern 4
Indicates contact holes formed in the interlayer insulating film 7 that insulates the first electrode layer 6 and the second electrode layer 8 from each other.

【0009】そして第1の電極層6と半導体層9と層間
絶縁膜7と第2の電極層8とからなる非線形素子10を
基板5上に形成している。このように非線形素子10を
形成するためには、独立した4層のパタンが必要であ
る。
Then, a non-linear element 10 composed of the first electrode layer 6, the semiconductor layer 9, the interlayer insulating film 7 and the second electrode layer 8 is formed on the substrate 5. In order to form the non-linear element 10 in this manner, independent four-layer patterns are required.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ここで液晶表示パネル
の製造コストを考える。能動素子を用いるアクティブ・
マトリクスと、このアクティブ・マトリクス用いないパ
ッシブ・マトリクスとでは、表示品質と多分割性で前者
が優れ、製造コストで後者が優れている。
Consider the manufacturing cost of the liquid crystal display panel. Active with active elements
The matrix and the passive matrix which does not use the active matrix are superior in the former in display quality and multi-segmentation, and in the latter in manufacturing cost.

【0011】しかし近年パッシブ・マトリクスの表示品
質の改善も目覚しく、ポータブルテレビにまで応用され
始めているのに対し、アクティブ・マトリクスは、主に
製造コストが高すぎることにより一部の分野にしか実用
化されていない。
However, in recent years, the display quality of the passive matrix has been remarkably improved, and the application of the active matrix has started to be applied to portable televisions. On the other hand, the active matrix is practically used only in some fields because the manufacturing cost is too high. It has not been.

【0012】非線形抵抗型のアクティブ・マトリクスは
TFT型に比べコスト面で優れてはいるが、図2の構造
ではまだまだパッシブ・マトリクスには太刀打ちできな
い。
Although the non-linear resistance type active matrix is superior in cost to the TFT type, the structure of FIG. 2 still cannot compete with the passive matrix.

【0013】図2に示す非線形素子10を製造する場合
の困難さは、パタン1からパタン4までの4つのパタン
を、それぞれの位置に正確に合わせてパターニングする
工程にある。
The difficulty in manufacturing the non-linear element 10 shown in FIG. 2 lies in the step of patterning the four patterns 1 to 4 precisely at their respective positions.

【0014】このパタン合わせが正確でないと、素子特
性のばらつきとなって表示品質を低下させる。
If this pattern matching is not accurate, the element quality will vary and the display quality will deteriorate.

【0015】したがって、パタンの数を減らし、しかも
相互の合わせ精度を問わないような構造と、この構造を
形成するための製造方法の薄膜ダイオードが望まれる。
Therefore, a thin film diode having a structure in which the number of patterns is reduced and the mutual alignment accuracy is not required and a manufacturing method for forming this structure is desired.

【0016】本発明は従来の欠点を解決し、低容量でし
かも製造の容易な薄膜ダイオードおよびその製造方法を
提案することを目的とするものである。
It is an object of the present invention to solve the conventional drawbacks and to propose a thin film diode having a low capacity and easily manufactured, and a manufacturing method thereof.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の薄膜ダイオードおよびその製造方法は、下記
記載の手段を採用する。
In order to achieve the above object, the thin film diode of the present invention and the method for manufacturing the same adopt the following means.

【0018】本発明の薄膜ダイオードは、基板上に設け
る第1の電極層と、第1の電極層上に設ける半導体層
と、半導体層上に設けるバッファ層と、バッファ層上に
設ける第2の電極層とを備え、半導体層とバッファ層と
はほぼ同じパタン形状であることを特徴とする。
The thin-film diode of the present invention comprises a first electrode layer provided on a substrate, a semiconductor layer provided on the first electrode layer, a buffer layer provided on the semiconductor layer, and a second layer provided on the buffer layer. An electrode layer is provided, and the semiconductor layer and the buffer layer have substantially the same pattern shape.

【0019】本発明の薄膜ダイオードの製造方法は、基
板の上の全面に第1の電極層を形成し、第1のパタンで
第1の電極層をパターニングする工程と、全面に半導体
層とバッファ層とを形成し、第2のパタンでバッファ層
と半導体層をパターニングする工程と、全面に第2の電
極層を形成し、第3のパタンで第2の電極層をパターニ
ングする工程とを有することを特徴とする。
A method of manufacturing a thin film diode according to the present invention comprises a step of forming a first electrode layer on the entire surface of a substrate and patterning the first electrode layer with a first pattern, and a semiconductor layer and a buffer on the entire surface. Forming a layer, patterning the buffer layer and the semiconductor layer with a second pattern, and forming a second electrode layer on the entire surface and patterning the second electrode layer with a third pattern. It is characterized by

【0020】[0020]

【作用】本発明においては、3つのフォトマスクでパタ
ン形成が可能であり、第2の電極層と半導体層との引き
出し部では、高抵抗の非単結晶半導体層と第2の電極層
とが接触するので、ショートの問題を回避することがで
きる。
In the present invention, it is possible to form a pattern with three photomasks, and the high resistance non-single crystal semiconductor layer and the second electrode layer are formed in the lead-out portion of the second electrode layer and the semiconductor layer. Since they come into contact, the problem of short circuit can be avoided.

【0021】[0021]

【実施例】以下図面に基づき本発明の薄膜ダイオードの
構造と、この構造を形成するための製造方法とを詳細に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a thin film diode of the present invention and a manufacturing method for forming this structure will be described in detail below with reference to the drawings.

【0022】図3(a)は本発明の第1の実施例におけ
る薄膜ダイオード・リングを示す平面図であり、図3
(b)は図3(a)のA−A′線における断面を示す断
面図である。
FIG. 3A is a plan view showing a thin film diode ring according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a sectional view showing a section taken along line AA ′ in FIG.

【0023】図3に示すように、第1の電極層14、2
0上に半導体層15を設け、この半導体層15上に第2
の電極層16を設ける。
As shown in FIG. 3, the first electrode layers 14, 2
The semiconductor layer 15 on the semiconductor layer 15 and the second semiconductor layer 15 is formed on the semiconductor layer 15.
The electrode layer 16 is provided.

【0024】そして第1の電極層14と半導体層15と
第2の電極層16とを設けた領域が薄膜ダイオード2
3、26となる。なお24、25で示す領域はコンタク
ト領域である。
The area where the first electrode layer 14, the semiconductor layer 15 and the second electrode layer 16 are provided is the thin film diode 2.
3 and 26. The regions indicated by 24 and 25 are contact regions.

【0025】本発明の第1の実施例では、その製造工程
においては3つのマスクパタンしか用いていない。
In the first embodiment of the present invention, only three mask patterns are used in the manufacturing process.

【0026】すなわち第1の電極層14、20をパタン
形成するときに用いる第1のパタン11と、半導体層1
5をパタン形成するときに用いる第2のパタン13と、
第2の電極層16をパタン形成するときに用いる第3の
パタン12との3つである。
That is, the first pattern 11 used when forming the first electrode layers 14 and 20 and the semiconductor layer 1
A second pattern 13 used when forming the pattern 5;
And a third pattern 12 used when forming the second electrode layer 16 in a pattern.

【0027】本発明の第1の実施例の特徴は、第2のパ
タン13、すなわち薄膜ダイオード23、26は、第1
のパタン11と第3のパタン12との重なり部分よりも
大きいことにある。
The feature of the first embodiment of the present invention is that the second pattern 13, that is, the thin film diodes 23 and 26, is
Is larger than the overlapping portion of the pattern 11 and the third pattern 12.

【0028】このような3つのパタンを用い、基板上の
第1の電極層14、20と、半導体層15と、第2の電
極層16とを順次パタン形成して形成する薄膜ダイオー
ドは図3(b)の断面図に示すように、第2の電極層1
6を薄膜ダイオード上から引き出す引き出し部27の領
域において、パタンの幅が第1の電極層14、20、半
導体層15、第2の電極層16の順に矢印17、18、
19に示した寸法であり、矢印19が一番大きく矢印1
7が一番小さくなっている。
A thin film diode formed by sequentially patterning the first electrode layers 14 and 20, the semiconductor layer 15, and the second electrode layer 16 on the substrate by using such three patterns is shown in FIG. As shown in the sectional view of (b), the second electrode layer 1
In the region of the lead-out portion 27 for pulling out 6 from above the thin film diode, the pattern widths are arrows 17, 18 in the order of the first electrode layers 14, 20, the semiconductor layer 15, and the second electrode layer 16,
19 is the dimension shown, and arrow 19 is the largest and arrow 1
7 is the smallest.

【0029】この構造では電極引き出し部27では、第
1の電極層14と第2の電極層16とは半導体層15に
よって分離されており、従来技術を示す図2における層
間絶縁膜7が不要になっている。
In this structure, in the electrode lead-out portion 27, the first electrode layer 14 and the second electrode layer 16 are separated by the semiconductor layer 15, so that the interlayer insulating film 7 in FIG. Has become.

【0030】以上の説明のように、本発明の第1の実施
例は、従来技術を示す図2と比較して、パタン数および
層数が低減化され、製造工程が大幅に簡略化されてい
る。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the number of patterns and the number of layers are reduced and the manufacturing process is greatly simplified as compared with FIG. 2 showing the prior art. There is.

【0031】さらに本発明の第1の実施例では、第1の
電極層14と第2の電極層16との重さなりは、それぞ
れのパタンの交点のみであり、層間絶縁膜7を用いた図
2と比べると、同一パタンルール使用時で面積が約1/
6に縮小化されている。その結果、薄膜ダイオード素子
の容量は大幅に低減されている。
Furthermore, in the first embodiment of the present invention, the weight of the first electrode layer 14 and the second electrode layer 16 is only at the intersections of the respective patterns, and the interlayer insulating film 7 is used. Compared to Fig. 2, the area is about 1 / when using the same pattern rule.
It has been reduced to 6. As a result, the capacitance of the thin film diode element is significantly reduced.

【0032】図4(a)、図4(b)は本発明の第2の
実施例における薄膜ダイオードを示し、図4(a)は平
面図、図4(b)は製造工程を説明するための図4
(a)のA−A′線における断面、B−B′線における
断面を示す断面図である。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) show a thin film diode according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) is a plan view and FIG. 4 (b) is for explaining a manufacturing process. Figure 4
It is sectional drawing which shows the cross section in the AA 'line of (a), and the cross section in a BB' line.

【0033】なお、図4(b)は一番上が最初の工程、
一番下が最後の工程であり、下に行くにつれ順次つぎの
工程を示している。さらにそれぞれの工程において左側
の図は図4(a)のA−A′断面を示し、右側の図は図
4(a)のB−B′断面を示している。
In FIG. 4B, the top is the first step,
The bottom is the last step, and the next step is shown as it goes down. Further, in each step, the drawing on the left side shows the section AA 'in FIG. 4A, and the drawing on the right side shows the section BB' in FIG. 4A.

【0034】図4に示す第1のパタン11と第2のパタ
ン13と第3のパタン12とは、図3と同一である。
The first pattern 11, the second pattern 13, and the third pattern 12 shown in FIG. 4 are the same as those in FIG.

【0035】この第2の実施例と第1の実施例の相違
は、半導体層33が斜線交差部28、29にのみ残され
ている点である。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the semiconductor layer 33 is left only in the shaded intersections 28 and 29.

【0036】製造工程を説明する。まず基板5の上に第
1の電極層30、31、32を第1のパタン11でパタ
ーニングする。続いて半導体層33、34を第2のパタ
ン13でパターニングする。さらに第2の電極層35、
36を第3のパタン12で形成することにより、図3に
示すような薄膜ダイオード23、26が完成する。
The manufacturing process will be described. First, the first electrode layers 30, 31, 32 are patterned on the substrate 5 by the first pattern 11. Then, the semiconductor layers 33 and 34 are patterned by the second pattern 13. Further, the second electrode layer 35,
By forming 36 with the third pattern 12, the thin film diodes 23 and 26 as shown in FIG. 3 are completed.

【0037】本発明の第2の実施例では、さらに第2の
電極層35、36をマスクとして半導体層33、34を
もう一度パターニングする。
In the second embodiment of the present invention, the semiconductor layers 33 and 34 are patterned again using the second electrode layers 35 and 36 as masks.

【0038】以上の工程により斜線交差部28、29に
示すように、第2のパタン13と第3のパタン12との
重なり部に半導体層を形成することができる。
Through the steps described above, a semiconductor layer can be formed at the overlapping portion of the second pattern 13 and the third pattern 12, as shown by the crossing portions 28 and 29.

【0039】本発明の第2の実施例は、第1の実施例と
同じ効果を有し、さらに別の効果としては第1の実施例
と比較して半導体層の面積がより縮小化され、薄膜ダイ
オードの低容量化を実現している。
The second embodiment of the present invention has the same effect as that of the first embodiment, and yet another effect is that the area of the semiconductor layer is further reduced as compared with the first embodiment. We have realized a reduction in the capacitance of thin film diodes.

【0040】この半導体層の小面積化は、自己整合技術
を用いているため、製造工程はエッチング工程が増える
のみで、被膜形成工程と、感光性樹脂の形成とフォトマ
スクを用いた露光処理と現像処理のフォトリソ工程とは
必要でない。
Since the self-alignment technique is used to reduce the area of the semiconductor layer, only the etching process is added to the manufacturing process, and the film formation process, the photosensitive resin formation, and the exposure process using the photomask are performed. It is not necessary to use a photolithography process for development processing.

【0041】以上説明した第1の実施例と第2の実施例
における第1の電極層と第2の電極層は、Al、Cr、
Mo、Auなどの金属材料や、あるいはドープされたS
i、Geなどの半導体材料や、In23 、SnO2
どの透明電極材料や、あるいは以上記載の材料の複合層
が適用可能である。
The first and second electrode layers in the first and second embodiments described above are made of Al, Cr,
Metallic materials such as Mo and Au, or doped S
A semiconductor material such as i or Ge, a transparent electrode material such as In 2 O 3 or SnO 2 , or a composite layer of the above-mentioned materials can be applied.

【0042】半導体層は非晶質Si、SiNx、SiC
x、SiGex、SiSnxなどが適用可能であり、そ
して半導体層の構造は下からPIN型、NIP型、NI
型、PI型、IN型、IP型、I型などが適用可能であ
る。
The semiconductor layer is made of amorphous Si, SiNx, SiC.
x, SiGex, SiSnx, etc. are applicable, and the structure of the semiconductor layer is PIN type, NIP type, NI from the bottom.
Type, PI type, IN type, IP type, I type and the like are applicable.

【0043】図5はNIP型の非晶質Siを半導体層と
した本発明の第3の実施例を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention in which NIP type amorphous Si is used as a semiconductor layer.

【0044】In23 からなる第1の電極層41上に
第1の導電型(NまたはP)不純物をドープした非晶質
Si層42と、ノンドープの非晶質Si層43と、第2
の導電型(PまたはN)不純物ドープした非晶質Si層
44を設ける。
An amorphous Si layer 42 doped with a first conductivity type (N or P) impurity, a non-doped amorphous Si layer 43, and a first electrode layer 41 made of In 2 O 3 are provided. Two
An amorphous Si layer 44 doped with a conductivity type (P or N) impurity is provided.

【0045】そして第1の導電型の不純物をドープした
非晶質Si層42と、ノンドープの非晶質Si層43
と、第2の導電型の不純物ドープした非晶質Si層44
とにより、半導体層45を構成する。
Then, the amorphous Si layer 42 doped with the impurities of the first conductivity type and the non-doped amorphous Si layer 43.
And a second conductivity type impurity-doped amorphous Si layer 44
And constitute the semiconductor layer 45.

【0046】この3層構造からなる半導体層45は、同
時にパタン形成されている。さらに半導体層45上に第
2の電極層46を設ける。この第2の電極層46はA
l、またはCrで構成する。
The semiconductor layer 45 having the three-layer structure is simultaneously patterned. Further, the second electrode layer 46 is provided over the semiconductor layer 45. This second electrode layer 46 is A
1 or Cr.

【0047】本発明に第3の実施例は、第1の導電型の
不純物ドープした非晶質Si層42を通じて第1の電極
層41と第2の電極層46とがショートしないような工
夫が必要である。
The third embodiment of the present invention is devised so that the first electrode layer 41 and the second electrode layer 46 are not short-circuited through the first conductivity type impurity-doped amorphous Si layer 42. is necessary.

【0048】これは、非晶質Siのエッチング速度がI
P型に比べてN型が格段に速い性質を用いて、半導体層
45のパターニング工程で、N型の不純物をドープした
非晶質Si層42をアンダーエッチングすることによ
り、空隙47、48を設け、ショートの発生を防止して
いる。
This is because the etching rate of amorphous Si is I
The N-type is much faster than the P-type, and the voids 47 and 48 are provided by under-etching the amorphous Si layer 42 doped with N-type impurities in the patterning process of the semiconductor layer 45. It prevents the occurrence of short circuit.

【0049】さらに引き出し部の長さLと幅W(図示せ
ず)の比W/Lを充分小さくし、第1の導電型不純物ド
ープした非晶質Si層42の厚さd1 (図示せず)を薄
くすることにより、実効的にショート発生を回避するこ
とができる。
Further, the ratio W / L of the length L to the width W (not shown) of the lead portion is made sufficiently small, and the thickness d 1 of the amorphous Si layer 42 doped with the first conductivity type impurity (not shown). It is possible to effectively avoid the occurrence of a short circuit by reducing the thickness of (d).

【0050】たとえばN型の非晶質Si層42の導電率
ρ1 を10-4(Ωcm)-1とし、表示要素の保持容量C
sを1PFとし、保持時間を10msecとすると、d
1 =約10nm、W/L=約1〜5とすればよい。
For example, the conductivity ρ 1 of the N-type amorphous Si layer 42 is set to 10 −4 (Ωcm) −1, and the storage capacitance C of the display element is set.
If s is 1 PF and the holding time is 10 msec, d
1 = about 10 nm and W / L = about 1-5.

【0051】図6は本発明の第4の実施例を示す断面図
である。金属材料あるいは透明電極層材料からなる下層
電極層49と、非単結晶シリコン材料からなり第1の導
電型(NまたはP)の不純物ドープにより低抵抗化され
た不純物ドープ層50とで第1の電極層54を構成す
る。このように第1の電極層54は複合層である。
FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention. The lower electrode layer 49 made of a metal material or a transparent electrode layer material and the impurity-doped layer 50 made of a non-single-crystal silicon material and having a low resistance due to the impurity doping of the first conductivity type (N or P) The electrode layer 54 is formed. Thus, the first electrode layer 54 is a composite layer.

【0052】第1の電極層54上にノンドープSi層5
1と、第2の導電型(PまたはN)不純物をドープした
ドープSi層52とを設ける。薄膜ダイオード主部とな
る半導体層53はノンドープSi層51と、ドープSi
層52との2層よりなる。
The non-doped Si layer 5 is formed on the first electrode layer 54.
1 and a doped Si layer 52 doped with a second conductivity type (P or N) impurity. The semiconductor layer 53, which is the main part of the thin film diode, includes a non-doped Si layer 51 and a doped Si
It consists of two layers, layer 52.

【0053】さらにこの半導体層53上に第2の電極層
46を設ける。
Further, a second electrode layer 46 is provided on this semiconductor layer 53.

【0054】薄膜ダイオードは、第1の電極層54を構
成するたとえばN型のドープSi層50と、半導体層5
3を構成するノンドープ層51(I型層)と、P型の不
純物ドープをしたドープSi層52との3層(PIN
型)により形成されている。
The thin film diode includes, for example, an N-type doped Si layer 50 forming the first electrode layer 54 and the semiconductor layer 5.
3 of the non-doped layer 51 (I-type layer) and the doped Si layer 52 doped with P-type impurities (PIN).
Mold).

【0055】本発明の第5の実施例の特徴は、第1の電
極層54として金属あるいは透明電極からなる下層電極
層49と、半導体材料からなる不純物ドープ層50との
2層構造を用いている点である。
The feature of the fifth embodiment of the present invention is that the first electrode layer 54 has a two-layer structure including a lower electrode layer 49 made of a metal or a transparent electrode and an impurity doped layer 50 made of a semiconductor material. That is the point.

【0056】このことによりNIP型構造を実現しなが
らも第1の電極層54と第2の電極層46間は高抵抗な
ノンドープSi層51により絶縁され、ショートの問題
は回避できる。
Thus, while realizing the NIP type structure, the first electrode layer 54 and the second electrode layer 46 are insulated by the high-resistance non-doped Si layer 51, and the problem of short circuit can be avoided.

【0057】図7は本発明の第5の実施例を示す断面図
である。第1の電極層411はたとえばMoであり、半
導体層531はノンドープSi層511とN型Si層5
21とで構成し、第2の電極層461はN型Si層52
1とオーミック接触を有するAl、Crなどである。
FIG. 7 is a sectional view showing the fifth embodiment of the present invention. The first electrode layer 411 is, for example, Mo, and the semiconductor layer 531 includes the non-doped Si layer 511 and the N-type Si layer 5.
21 and the second electrode layer 461 is an N-type Si layer 52.
Al, Cr, etc. which have an ohmic contact with 1.

【0058】本発明の第5の実施例の特徴は、薄膜ダイ
オードが第1の電極層411と半導体層531との間の
ショットキー障壁により形成されている点である。
The feature of the fifth embodiment of the present invention is that the thin film diode is formed by the Schottky barrier between the first electrode layer 411 and the semiconductor layer 531.

【0059】本発明の第5の実施例でも第1の電極層4
11と第2の電極層461とは、引き出し部において高
抵抗ノンドープSi層511で分離されている。このた
めショートの問題を生じることなしに、良好な特性の薄
膜ダイオードが得られる。
Also in the fifth embodiment of the present invention, the first electrode layer 4 is used.
11 and the second electrode layer 461 are separated by a high resistance non-doped Si layer 511 at the lead portion. Therefore, a thin film diode having good characteristics can be obtained without causing a short circuit problem.

【0060】図8は本発明の第6の実施例における薄膜
ダイオードを示す断面図である。第1の電極層412は
たとえばMgで構成し、半導体層542はノンドープS
iで構成し、第2の電極層462はたとえばMoで構成
する。
FIG. 8 is a sectional view showing a thin film diode according to the sixth embodiment of the present invention. The first electrode layer 412 is made of, for example, Mg, and the semiconductor layer 542 is made of non-doped S.
The second electrode layer 462 is made of Mo, for example.

【0061】本発明の第6の実施例の特徴は、第1の電
極層412と半導体層542とがオーミック接触をして
おり、第2の電極層462と半導体層542とがショッ
トキー接触している点である。
The feature of the sixth embodiment of the present invention is that the first electrode layer 412 and the semiconductor layer 542 are in ohmic contact, and the second electrode layer 462 and the semiconductor layer 542 are in Schottky contact. That is the point.

【0062】本発明の第6の実施例もショートの問題が
解決されており、しかも構成も簡単である。さらに第6
の実施例ではショットキー障壁が最後の工程で形成され
るため、他の膜形成工程などの加熱工程がなく、良好な
障壁が得られる。
The sixth embodiment of the present invention also solves the problem of short circuit and has a simple structure. Furthermore, the sixth
In the embodiment, since the Schottky barrier is formed in the final step, there is no heating step such as another film forming step and a good barrier can be obtained.

【0063】図8と逆に第1の電極層412と半導体層
542の間をショットキー接触、半導体層542と第2
の電極層462の間をオーミック接触としても、ショー
トの問題は回避することができる。
Contrary to FIG. 8, a Schottky contact is made between the first electrode layer 412 and the semiconductor layer 542, and the semiconductor layer 542 and the second layer are connected to each other.
The problem of short circuit can be avoided by making ohmic contact between the electrode layers 462.

【0064】図9は本発明の第7の実施例における薄膜
ダイオードを示す断面図である。第1電極層413上に
設ける半導体層543と第2の電極層463の間にバッ
ファ層553を有する。
FIG. 9 is a sectional view showing a thin film diode according to the seventh embodiment of the present invention. A buffer layer 553 is provided between the semiconductor layer 543 provided over the first electrode layer 413 and the second electrode layer 463.

【0065】たとえば第2の電極463がAl、半導体
層543が非晶質Siの場合、バッファ層553として
Crを100nm程度の膜厚で用いることは、後工程に
おける相互拡散を防止する上で有効である。
For example, when the second electrode 463 is Al and the semiconductor layer 543 is amorphous Si, it is effective to use Cr as the buffer layer 553 with a film thickness of about 100 nm in order to prevent mutual diffusion in a subsequent process. Is.

【0066】本発明の第7の実施例ではバッファ層55
3は、半導体層543と同じパタンでパターニングする
ことにより、バッファ層553形成のための膜形成工程
を増すのみで、工程を余り変えずに実現している。
In the seventh embodiment of the present invention, the buffer layer 55
3 is realized by patterning with the same pattern as the semiconductor layer 543, only increasing the film forming process for forming the buffer layer 553, and not changing the process.

【0067】本発明の第7の実施例のようにくバッファ
層などの付加的な構造を加えても、本発明は有効であ
る。
The present invention is effective even if an additional structure such as a buffer layer is added as in the seventh embodiment of the present invention.

【0068】さらに、図5〜図9以外の構造も、図3、
図4で示した第1、第2の実施例で明らかにした構造を
有するものは本発明に含まれる。
Furthermore, structures other than those shown in FIGS.
Those having the structures clarified in the first and second embodiments shown in FIG. 4 are included in the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明は
層間絶縁膜を必要とせず、少ないパタン数、層数で電極
間リークの少ない良好な特性をもつ薄膜ダイオードを実
現することができる。さらに自己整合技術を用いること
により素子面積と、素子容量とを大幅に低減することが
でき、液晶などを用いた表示パネル用のスイッチング素
子、あるいは非線形素子として極めて適した薄膜ダイオ
ードを提供することができる。
As is apparent from the above description, the present invention does not require an interlayer insulating film and can realize a thin film diode having a good characteristic with a small number of patterns and a small number of layers and less leakage between electrodes. . Further, by using the self-alignment technique, the element area and the element capacitance can be significantly reduced, and a thin film diode extremely suitable as a switching element for a display panel using liquid crystal or the like or a non-linear element can be provided. it can.

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

【図1】ダイオード・リング接続による非線形素子の等
価回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a non-linear element with a diode ring connection.

【図2】従来技術によるリング接続した薄膜ダイオード
を示す図面である。
FIG. 2 is a view showing a ring-connected thin film diode according to the prior art.

【図3】本発明の実施例における薄膜ダイオードを示す
図面である。
FIG. 3 is a view showing a thin film diode according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例における薄膜ダイオードを示す
図面である。
FIG. 4 is a view showing a thin film diode according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例における薄膜ダイオードを示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a thin film diode in an example of the present invention.

【図6】本発明の実施例における薄膜ダイオードを示す
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a thin film diode in an example of the present invention.

【図7】本発明の実施例における薄膜ダイオードを示す
断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a thin film diode in an example of the present invention.

【図8】本発明の実施例における薄膜ダイオードを示す
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a thin film diode in an example of the present invention.

【図9】本発明の実施例における薄膜ダイオードを示す
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a thin film diode in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

413 第1の電極層 462 第2の電極層 553 半導体層 553 バッファ層 413 first electrode layer 462 second electrode layer 553 semiconductor layer 553 buffer layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 悦夫 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 反町 和昭 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 田辺 浩 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Etsuo Yamamoto 840 Takeno, Shimotomi, Tokorozawa, Saitama Prefecture, CITIZEN WATCH CO., LTD.Technical Research Laboratory (72) Kazuaki Sorimachi, Taketomo, Tokorozawa, Saitama 840 Citizen Watch Co., Ltd. Technical Research Laboratory (72) Inventor Hiroshi Tanabe Tokorozawa, Saitama Prefecture Shimotomi Takeno 840 Address Citizen Watch Co., Ltd. Technical Research Center

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に設ける第1の電極層と、第1の
電極層上に設ける半導体層と、半導体層上に設けるバッ
ファ層と、バッファ層上に設ける第2の電極層とを備
え、半導体層とバッファ層とはほぼ同じパタン形状であ
ることを特徴とする薄膜ダイオード。
1. A first electrode layer provided on a substrate, a semiconductor layer provided on the first electrode layer, a buffer layer provided on the semiconductor layer, and a second electrode layer provided on the buffer layer. A thin film diode characterized in that the semiconductor layer and the buffer layer have substantially the same pattern shape.
【請求項2】 基板上の全面に第1の電極層を形成し、
第1のパタンで第1の電極層をパターニングする工程
と、全面に半導体層とバッファ層とを形成し、第2のパ
タンでバッファ層と半導体層をパターニングする工程
と、全面に第2の電極層を形成し、第3のパタンで第2
の電極層をパターニングする工程とを有することを特徴
とする薄膜ダイオードの製造方法。
2. A first electrode layer is formed on the entire surface of the substrate,
Patterning the first electrode layer with a first pattern; forming a semiconductor layer and a buffer layer on the entire surface; patterning the buffer layer and the semiconductor layer with a second pattern; and a second electrode on the entire surface Form a layer and use a third pattern to make a second
And a step of patterning the electrode layer of 1.
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