JPH08330647A - Manufacture of mim-type nonlinear element and liquid-crystal display device using mim-type nonlinear element - Google Patents

Manufacture of mim-type nonlinear element and liquid-crystal display device using mim-type nonlinear element

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JPH08330647A
JPH08330647A JP7916896A JP7916896A JPH08330647A JP H08330647 A JPH08330647 A JP H08330647A JP 7916896 A JP7916896 A JP 7916896A JP 7916896 A JP7916896 A JP 7916896A JP H08330647 A JPH08330647 A JP H08330647A
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▲琢▼巳 関
Yasushi Takano
靖 高野
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Abstract

PURPOSE: To provide a manufacturing method of an MIN-type nonlinear element which can enhance nonlinear characteristic of the MIN-type nonlinear element. CONSTITUTION: A Ta electrode layer 16 is formed on a transparent substrate 12, the Ta electrode layer 16 is anodized to form a Ta2 O5 anodized film 18. Then, when the transparent substrate 12 on which the Ta electrode layer 16 and the Ta2 O5 anodized film 18 have been formed is heat-treated by using a heat treatment furnace. The heat treatment is executed in an N2 atmosphere, at 450 deg.C and for two hours, the atmosphere is then changed over to a mixed atmosphere of oxygen gas and nitrogen gas at 450 deg.C, the temperature is lowered to 250 deg.C or lower, and the transparent substrate is then taken out to the air from the heat treatment furnace. Then, a Cr electrode layer 20 is formed on the Ta2 O5 anodized film 18 to form an MIM-type nonlinear element 50.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、MIM(Meta
l−Insulator−Metal)型非線形素子の
製造方法およびMIM型非線形素子を用いた液晶表示装
置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to MIM (Meta).
The present invention relates to a method for manufacturing an l-insulator-metal) type non-linear element and a liquid crystal display device using the MIM type non-linear element.

【0002】[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、画素領域毎にスイッチング素子
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
ラーフィルタを形成した他方側の基板との間に液晶を充
填しておき、各画素領域毎に液晶の配向状態を制御し
て、所定の情報を表示している。ここで、スイッチング
素子として、TFT(Thin Film Transistor)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、液晶表示装置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、他方側の基板にデータ線を設けるこ
とができるので、走査線とデータ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。
2. Description of the Related Art Generally, in an active matrix type liquid crystal display device, a liquid crystal is provided between a substrate on one side where a switching element is provided for each pixel area to form a matrix array and another substrate on which a color filter is formed. Are filled in, and the alignment state of the liquid crystal is controlled for each pixel region to display predetermined information. Here, a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) is used.
Although a two-terminal element such as a terminal element or a MIM type non-linear element is used, it is more advantageous to use the MIM type non-linear element in order to meet the demand for a larger screen and lower cost of the liquid crystal display device. Further, when the MIM type non-linear element is used, the scanning line can be provided on the substrate on one side where the matrix array is formed and the data line can be provided on the substrate on the other side, so that the scanning line and the data line are crossed. There is also an advantage that an over short circuit does not occur.

【0003】このような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100は、図7
に示すように、走査線駆動回路72に接続された複数本
の走査線74とデータ駆動回路76に接続された複数本
のデータ線78とにより構成されるマトリクスの各要素
に画素領域80がそれぞれ設けられている。各画素領域
80には、一端がデータ線78に接続されたMIM型非
線形素子50と、MIM型非線形素子50と走査線74
との間に接続された液晶表示要素60と、がそれぞれ設
けられている。走査線74に印加された信号とデータ線
78に印加された信号との差電圧に基づいて、液晶表示
要素60をオン状態またはオフ状態に切り換えて表示動
作を制御している。
An active matrix type liquid crystal display device 100 using such an MIM type non-linear element is shown in FIG.
As shown in, the pixel region 80 is provided in each element of the matrix formed by the plurality of scanning lines 74 connected to the scanning line driving circuit 72 and the plurality of data lines 78 connected to the data driving circuit 76. It is provided. In each pixel region 80, the MIM type non-linear element 50 having one end connected to the data line 78, the MIM type non-linear element 50 and the scanning line 74.
And a liquid crystal display element 60 connected between and. Based on the voltage difference between the signal applied to the scanning line 74 and the signal applied to the data line 78, the liquid crystal display element 60 is switched to the on state or the off state to control the display operation.

【0004】図8はこのような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100の
断面図であり、電極基板10と電極基板30との間に液
晶層40が挟持されている。電極基板10は、透明基板
12と、透明基板12上に設けられたMIM型非線形素
子50と、MIM型非線形素子50に接続された画素電
極22と、を備えている。MIM型非線形素子50は、
透明基板12上に形成されたTa電極層16と、Ta電
極層16上に設けられたTa2O5膜18と、Ta2O
5膜18上に設けられたCr電極層20とから構成され
ている。Ta2O5膜はTa電極層16の表面に膜厚が
均一でピンホールがない状態で形成されるように、Ta
電極層16を陽極酸化することによって形成されている
(特開平5−297389号および特開平5−3132
07号参照)。
FIG. 8 is a sectional view of an active matrix type liquid crystal display device 100 using such an MIM type non-linear element, in which a liquid crystal layer 40 is sandwiched between an electrode substrate 10 and an electrode substrate 30. The electrode substrate 10 includes a transparent substrate 12, an MIM type nonlinear element 50 provided on the transparent substrate 12, and a pixel electrode 22 connected to the MIM type nonlinear element 50. The MIM type nonlinear element 50 is
A Ta electrode layer 16 formed on the transparent substrate 12, a Ta2O5 film 18 provided on the Ta electrode layer 16, and a Ta2O film.
5 and the Cr electrode layer 20 provided on the film 18. The Ta2O5 film is formed on the surface of the Ta electrode layer 16 so that the Ta2O5 film has a uniform film thickness and has no pinhole.
It is formed by anodizing the electrode layer 16 (JP-A-5-297389 and JP-A-5-3132).
No. 07).

【0005】このような構造のMIM型非線形素子50
は、従来、次のようにして製造されていた。図1に示す
ように、透明基板12上にタンタル膜をスパッタリング
により堆積させ、その後熱酸化することによって約10
00Åの酸化タンタル膜14を形成する。次に、スパッ
タリングによりタンタル膜を約3000Å堆積させ、そ
の後パターニングしてTa電極層16を形成する。次に
Ta電極層16の陽極酸化を行ってTa2O5陽極酸化
膜18を形成する。その後、クロム膜を1500Åスパ
ッタリングにより堆積させ、パターニングしてCr電極
層20を形成することによりMIM型非線形素子50を
形成する。
A MIM type non-linear element 50 having such a structure
Has been conventionally manufactured as follows. As shown in FIG. 1, a tantalum film is deposited on the transparent substrate 12 by sputtering and then thermally oxidized to about 10
A tantalum oxide film 14 of 00Å is formed. Next, a tantalum film is deposited to a thickness of about 3000 Å by sputtering and then patterned to form a Ta electrode layer 16. Next, the Ta electrode layer 16 is anodized to form a Ta2O5 anodized film 18. After that, a chromium film is deposited by 1500Å sputtering and patterned to form the Cr electrode layer 20, thereby forming the MIM type non-linear element 50.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このようなMIM型非
線形素子の非線形特性を向上させるために、IEEE Trans
Electron Devices, Vol.ED28, pp.736-739, June 1981
において、MIM型非線形素子を構成するTa電極層1
6に窒素をドープするなどの手段が紹介されている。し
かし、この技術では、タンタルスパッタ時に高度な技術
が必要であり、再現性良くMIM型非線形素子の製造を
行うのは困難であった。
In order to improve the non-linear characteristic of such a MIM type non-linear element, the IEEE Trans
Electron Devices, Vol.ED28, pp.736-739, June 1981
At the Ta electrode layer 1 constituting the MIM type nonlinear element
Means such as doping 6 with nitrogen is introduced. However, this technique requires a high technique at the time of tantalum sputtering, and it is difficult to manufacture the MIM type non-linear element with good reproducibility.

【0007】MIM型非線形素子の非線形特性を向上さ
せるために、タンタル薄膜を陽極酸化した後、窒素雰囲
気中400〜600℃で熱処理することが特開昭63−
50081号に提案されている。しかしながら、単にタ
ンタル薄膜を陽極酸化した後に窒素雰囲気中400〜6
00℃で熱処理するだけでは、良好な画質を得るために
充分な非線形特性を得ることは困難であり、非線形特性
をさらに向上させることが望まれていた。また、熱処理
後の基板冷却を大気中に開放して行った場合、空気の流
れや湿度等の大気の雰囲気によって特性が変動する、つ
まり熱処理バッチ間での特性のばらつきがあった。さら
に、特性の面内ばらつきも顕著であった。
In order to improve the non-linear characteristic of the MIM type non-linear element, it is preferable to subject the tantalum thin film to anodic oxidation and then heat-treat it at 400 to 600 ° C. in a nitrogen atmosphere.
No. 50081 is proposed. However, after simply anodizing the tantalum thin film, the amount of 400 to 6 in a nitrogen atmosphere is increased.
It is difficult to obtain sufficient non-linear characteristics to obtain good image quality only by heat treatment at 00 ° C., and it has been desired to further improve the non-linear characteristics. Further, when the substrate is cooled after the heat treatment is opened to the atmosphere, the characteristics vary depending on the atmosphere of the atmosphere such as the flow of air and humidity, that is, the characteristics vary between heat treatment batches. Further, the in-plane variation of the characteristics was also remarkable.

【0008】従って、本発明の目的は、MIM型非線形
素子の非線形特性を向上させ、さらに特性のバッチ間ば
らつきおよび面内ばらつきを抑制することができるMI
M型非線形素子の製造方法および非線形特性が向上した
MIM型非線形素子を用いた液晶表示装置を提供するこ
とにある。
Therefore, an object of the present invention is to improve the non-linear characteristic of the MIM type non-linear element and further suppress the inter-batch variation and the in-plane variation of the characteristic.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an M-type non-linear element and a liquid crystal display device using the MIM-type non-linear element having improved non-linear characteristics.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)本発明のMIM型非線形素子の製造方法は、基板
上に第1の導電層を形成する工程と、前記第1の導電層
上に酸化膜を形成する工程と、少なくともその終期段階
において、前記第1の導電層および前記酸化膜が形成さ
れた前記基板を、酸素ガスを含むガス雰囲気中にて処理
を行う熱アニール工程と、その後、前記酸化膜上に第2
の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とす
る。
(1) A method of manufacturing a MIM type non-linear element according to the present invention comprises a step of forming a first conductive layer on a substrate, a step of forming an oxide film on the first conductive layer, and at least the final stage thereof. A thermal annealing step of treating the substrate on which the first conductive layer and the oxide film are formed in a gas atmosphere containing oxygen gas, and then a second step on the oxide film.
And a step of forming a conductive layer.

【0010】このようにしたため、MIM型非線形素子
の非線形特性を向上させることができ、オフ時の電流も
減少させることができる。その結果、このMIM型非線
形素子を液晶表示装置のスイッチング素子として使用す
ると、コントラストが高く、良好な画質の液晶表示装置
が提供される。また、このようにして形成されたMIM
型非線形素子の電流値はその後の熱履歴に対しても変化
し難く、また液晶表示装置を駆動するための駆動電圧を
印加し続けても、電流値の変化が小さく、信頼性の高い
MIM型非線形素子が得られる。
As a result, the non-linear characteristic of the MIM type non-linear element can be improved, and the off-state current can be reduced. As a result, when this MIM type non-linear element is used as a switching element of a liquid crystal display device, a liquid crystal display device with high contrast and good image quality is provided. In addition, the MIM formed in this way
The current value of the non-linear element hardly changes with subsequent thermal history, and the change in current value is small even when the driving voltage for driving the liquid crystal display device is continuously applied. A non-linear element is obtained.

【0011】(2)本発明のMIM型非線形素子の製造
方法は、基板上に第1の導電層を形成する工程と、前記
第1の導電層上に酸化膜を形成する工程と、前記第1の
導電層および前記酸化膜が形成された前記基板を所定の
第1の温度で熱処理を行う工程と、その後、前記基板を
前記第1の温度から所定の第2の温度まで降温する工程
と、その後、前記基板を酸素ガスを含むガス雰囲気中で
前記第2の温度から所定の第3の温度まで降温する工程
と、その後、前記酸化膜上に第2の導電層を形成する工
程と、を有することを特徴とする。
(2) The method for manufacturing a MIM type non-linear element according to the present invention comprises the steps of forming a first conductive layer on a substrate, forming an oxide film on the first conductive layer, and A step of heat-treating the substrate on which the first conductive layer and the oxide film are formed at a predetermined first temperature; and thereafter, lowering the temperature of the substrate from the first temperature to a predetermined second temperature. After that, a step of lowering the temperature of the substrate from the second temperature to a predetermined third temperature in a gas atmosphere containing oxygen gas, and then forming a second conductive layer on the oxide film, It is characterized by having.

【0012】このようにしたため、 MIM型非線形素
子の非線形特性を向上させることができ、オフ時の電流
も減少させることができる。その結果、このMIM型非
線形素子を液晶表示装置のスイッチング素子として使用
すると、コントラストが高く、良好な画質の液晶表示装
置が提供される。また、このようにして形成されたMI
M型非線形素子の電流値はその後の熱履歴に対しても変
化し難く、また液晶表示装置を駆動するための駆動電圧
を印加し続けても、電流値の変化が小さく、信頼性の高
いMIM型非線形素子が得られる。
As a result, the non-linear characteristic of the MIM type non-linear element can be improved, and the off-state current can be reduced. As a result, when this MIM type non-linear element is used as a switching element of a liquid crystal display device, a liquid crystal display device with high contrast and good image quality is provided. Also, the MI formed in this way
The current value of the M-type non-linear element is unlikely to change with subsequent thermal history, and even if the drive voltage for driving the liquid crystal display device is continuously applied, the change in current value is small and the MIM is highly reliable. Type non-linear element is obtained.

【0013】(3)不活性ガスは、窒素ガスであること
を特徴とする。
(3) The inert gas is nitrogen gas.

【0014】窒素ガスを用いることによって、不活性ガ
ス中の熱処理によって非線形特性を改善できる。
By using nitrogen gas, the nonlinear characteristics can be improved by heat treatment in an inert gas.

【0015】(4)酸素ガスを含むガスは、好ましくは
酸素ガスと窒素ガスとの混合ガスであることを特徴とす
る。
(4) The gas containing oxygen gas is preferably a mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas.

【0016】酸素ガスを含むガス雰囲気中において降温
することによって、非線形特性をさらに改善できるとと
もに、オフ時の電流を著しく小さくすることができる。
By lowering the temperature in a gas atmosphere containing oxygen gas, it is possible to further improve the non-linear characteristic and significantly reduce the off-state current.

【0017】(5)酸素ガスと窒素ガスとの流量比は、
1:20〜20:1の範囲内であることを特徴とする。
(5) The flow rate ratio of oxygen gas and nitrogen gas is
It is characterized by being in the range of 1:20 to 20: 1.

【0018】流量比は1:20〜20:1の範囲内であ
れば酸素ガスと窒素ガスの流量比を変化させても、MI
M型非線形素子の特性を殆ど変化させることはない。酸
素ガスと窒素ガスの流量比は、より好ましくは1:15
〜15:1の範囲内であり、さらに好ましくは1:10
〜10:1の範囲内である。
If the flow rate ratio is within the range of 1:20 to 20: 1, MI is changed even if the flow rate ratio of oxygen gas and nitrogen gas is changed.
The characteristics of the M-type nonlinear element are hardly changed. The flow rate ratio of oxygen gas and nitrogen gas is more preferably 1:15.
To 15: 1, more preferably 1:10.
It is within the range of 10: 1.

【0019】(6)酸化膜は、第1の導電層の陽極酸化
膜であることを特徴とする。
(6) The oxide film is an anodized film of the first conductive layer.

【0020】(7)第1の導電層は、Taからなってい
ることを特徴とする。
(7) The first conductive layer is made of Ta.

【0021】(8)この場合、上記酸素ガスを含むガス
雰囲気は水蒸気を含んでいることを特徴とする。
(8) In this case, the gas atmosphere containing the oxygen gas contains water vapor.

【0022】本発明の製造方法は、第1の導電層上に陽
極酸化膜を形成した場合に適用すると特に効果が大き
く、とりわけ、第1の導電層がTaからなっている場合
に適用すると大きい効果が得られる。この場合、上記酸
素ガスを含むガス雰囲気は水蒸気を含むことによって効
果が得られる。
The manufacturing method of the present invention is particularly effective when applied to the case where an anodized film is formed on the first conductive layer, and is particularly large when applied to the case where the first conductive layer is made of Ta. The effect is obtained. In this case, the effect is obtained when the gas atmosphere containing the oxygen gas contains water vapor.

【0023】(9)第1の導電層は、また、Taを主成
分としその中にW、ReおよびMoからなる群より選ば
れた少なくとも1以上の元素を添加したものからなるこ
とを特徴とする。
(9) The first conductive layer is characterized by comprising Ta as a main component and adding at least one element selected from the group consisting of W, Re and Mo therein. To do.

【0024】(10)この場合、上記酸素ガスは乾燥酸
素ガスであることを特徴とする。
(10) In this case, the oxygen gas is dry oxygen gas.

【0025】第1の導電層が、 Taを主成分としその
中にW、ReおよびMoからなる群より選ばれた少なく
とも1以上の元素を添加したものからなっている場合に
適用しても大きい効果が得られる。この場合にも、好ま
しくは第1の導電層上の酸化膜は第1の導電層を陽極酸
化して形成される。さらに、前記酸素ガスを乾燥酸素ガ
スとすることによって大きい効果が得られる。
It is also large when the first conductive layer is composed of Ta as a main component and at least one element selected from the group consisting of W, Re and Mo added thereto. The effect is obtained. Also in this case, the oxide film on the first conductive layer is preferably formed by anodizing the first conductive layer. Furthermore, a great effect can be obtained by using dry oxygen gas as the oxygen gas.

【0026】(11)第2の導電層は、好ましくはC
r、Ti、Alまたはインジウム・錫・酸化物(IT
O)からなることを特徴とする。
(11) The second conductive layer is preferably C
r, Ti, Al or indium / tin / oxide (IT
O).

【0027】(12)第2の導電層は、より好ましくは
Crからなっている。
(12) The second conductive layer is more preferably made of Cr.

【0028】第2の導電層にCrを用いることによっ
て、より大きい効果が得られる。また、ITOを用いる
と、第2の導電層と画素電極を同一材料で形成すること
ができるので、工程を簡略化することができる。
A larger effect can be obtained by using Cr for the second conductive layer. Further, when ITO is used, the second conductive layer and the pixel electrode can be formed of the same material, so that the process can be simplified.

【0029】(13)第1の温度から第3の温度までの
平均温度勾配は、0.1〜60℃/minであることを
特徴とする。
(13) The average temperature gradient from the first temperature to the third temperature is 0.1 to 60 ° C./min.

【0030】第1の温度から第3の温度までの平均温度
勾配を、0.1〜60℃/minとすることによって、
降温時の温度制御が容易となり、熱処理バッチ間での素
子特性のばらつきが小さいMIM型非線形素子を容易に
製造することができる。なお、降温時において制御性を
より高めるためには、降温速度を0.5〜40℃/mi
nとすることがより好ましく、さらに好ましくは0.5
〜10℃/minとするのがよい。 (14)基板がガラス基板であり、第1の温度が220
〜600℃であることを特徴とする。
By setting the average temperature gradient from the first temperature to the third temperature to 0.1 to 60 ° C./min,
The temperature control during cooling is facilitated, and the MIM type non-linear element with small variations in element characteristics between heat treatment batches can be easily manufactured. In addition, in order to further improve the controllability during the temperature decrease, the temperature decrease rate is 0.5 to 40 ° C./mi.
n is more preferable, and 0.5 is more preferable.
It is preferable to set it to 10 ° C / min. (14) The substrate is a glass substrate and the first temperature is 220
It is characterized by being ~ 600 ° C.

【0031】基板がガラス基板である場合には、第1の
温度は好ましくは220〜600℃である。熱処理の温
度によってMIM型非線形素子の素子特性が変化する
が、ガラスの耐熱性等を考慮すれば、第1の温度は22
0〜600℃の温度範囲内であることが好ましく、より
好ましくは250〜500℃、さらに好ましくは270
〜450℃の範囲内であるのがよい。熱処理時間が素子
特性に与える影響は熱処理温度よりも小さいが、工程の
スループット等を考慮すれば、熱処理時間は好ましくは
30分〜3時間、さらに好ましくは30分〜2時間であ
る。
When the substrate is a glass substrate, the first temperature is preferably 220-600 ° C. Although the element characteristics of the MIM type nonlinear element change depending on the temperature of the heat treatment, the first temperature is 22 if the heat resistance of the glass is taken into consideration.
It is preferably in the temperature range of 0 to 600 ° C, more preferably 250 to 500 ° C, and further preferably 270.
It is better to be in the range of to 450 ° C. Although the influence of the heat treatment time on the element characteristics is smaller than that of the heat treatment temperature, the heat treatment time is preferably 30 minutes to 3 hours, more preferably 30 minutes to 2 hours in consideration of the throughput of the process.

【0032】(15)第2の温度は、220〜600℃
であることを特徴とする。
(15) The second temperature is 220 to 600 ° C.
Is characterized in that.

【0033】第2の温度を220〜600℃の温度範囲
とすることによって、MIM型非線形素子の非線形特性
を大きく向上させることができ、なおかつ素子形成後の
熱処理に対して安定なMIM型非線形素子を製造するこ
とができ、かつ素子特性を容易に制御できる。この温度
範囲は、より好ましくは220〜500℃、さらに好ま
しくは220〜450℃の範囲内であるのがよい。
By setting the second temperature in the temperature range of 220 to 600 ° C., the non-linear characteristic of the MIM type non-linear element can be greatly improved, and the MIM type non-linear element which is stable to the heat treatment after the formation of the element. Can be manufactured, and the device characteristics can be easily controlled. This temperature range is more preferably 220 to 500 ° C, and further preferably 220 to 450 ° C.

【0034】(16)また、第2の温度は第1の温度と
同じであってもよい。この場合には不活性ガス雰囲気中
において第1の温度で熱処理を行い、その後、降温が始
まった時点で不活性ガス雰囲気を酸素ガスを含む雰囲気
に切り換えることになる。
(16) The second temperature may be the same as the first temperature. In this case, the heat treatment is performed at the first temperature in the inert gas atmosphere, and then the inert gas atmosphere is switched to the atmosphere containing the oxygen gas at the time when the temperature decrease starts.

【0035】(17)第3の温度は、250℃以下であ
ることを特徴とする。
(17) The third temperature is 250 ° C. or lower.

【0036】第3の温度を250℃以下とすることによ
って、特性の面内および基板間ばらつきを小さくするこ
とができる。
By setting the third temperature to 250 ° C. or lower, it is possible to reduce in-plane and inter-substrate variations in characteristics.

【0037】(18)第1の温度での熱処理と、前記第
1の温度から第2の温度までの降温と、前記第2の温度
から前記第3の温度までの降温とを同一の熱処理装置内
で連続して行うことを特徴とする。
(18) The same heat treatment apparatus is used for the heat treatment at the first temperature, the temperature decrease from the first temperature to the second temperature, and the temperature decrease from the second temperature to the third temperature. It is characterized in that it is continuously performed in the.

【0038】このようにしたため、基板冷却状況の制御
性が格段に向上し、MIM型非線形素子の素子特性の基
板内、基板間、さらに熱処理バッチ間でのばらつきを抑
制することができる。
As a result, the controllability of the cooling condition of the substrate is remarkably improved, and it is possible to suppress the variation in the element characteristics of the MIM type nonlinear element between the substrates, between the substrates, and between the heat treatment batches.

【0039】この場合に、第1の温度から第3の温度ま
での平均温度勾配を0.1〜60℃/minとすれば制
御性が著しく向上する。
In this case, if the average temperature gradient from the first temperature to the third temperature is 0.1 to 60 ° C./min, the controllability is remarkably improved.

【0040】(19)第1の導電層および酸化膜が形成
された基板を酸素ガスを含むガス雰囲気中で第2の温度
から250℃以下まで降温し、前記基板を熱処理装置外
に取り出すことを特徴とする。
(19) The substrate on which the first conductive layer and the oxide film are formed is cooled from the second temperature to 250 ° C. or lower in a gas atmosphere containing oxygen gas, and the substrate is taken out of the heat treatment apparatus. Characterize.

【0041】このようにしたため、MIM型非線形素子
の素子特性の基板内および基板間のばらつきを抑制する
ことができる。
By doing so, it is possible to suppress variations in the element characteristics of the MIM type nonlinear element within and between the substrates.

【0042】(20)この温度は、より好ましくは22
0℃以下である。
(20) This temperature is more preferably 22
It is 0 ° C or lower.

【0043】(21)さらに好ましくは200℃以下で
ある。
(21) More preferably, it is 200 ° C. or lower.

【0044】これによって、ばらつきに対して、より大
きな効果を得ることができる。
As a result, a greater effect can be obtained with respect to variations.

【0045】(22)基板を熱処理装置外に取り出す温
度と、第3の温度は同一であることを特徴とする。これ
によって、熱処理工程のスループットを向上させること
ができる。
(22) The temperature at which the substrate is taken out of the heat treatment apparatus and the third temperature are the same. This can improve the throughput of the heat treatment process.

【0046】(23)熱アニール工程は、終期段階にお
いて、酸素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内におい
て、250℃以下まで降温して、その後、前記基板を前
記熱処理装置外に取り出すことを特徴とする。
(23) In the final stage of the thermal annealing step, the temperature is lowered to 250 ° C. or lower in a heat treatment apparatus in a gas atmosphere containing oxygen gas, and then the substrate is taken out of the heat treatment apparatus. To do.

【0047】このようにしたため、MIM型非線形素子
の非線形特性が向上し、かつ素子特性の基板内および基
板間のばらつきを抑制することができる。
As a result, the non-linear characteristics of the MIM type non-linear element can be improved, and variations in the element characteristics within and between the substrates can be suppressed.

【0048】(24)この温度は、より好ましくは22
0℃以下である。
(24) This temperature is more preferably 22
It is 0 ° C or lower.

【0049】(25)さらに好ましくは200℃以下で
ある。
(25) More preferably, it is 200 ° C. or lower.

【0050】これによって、MIM型非線形素子の素子
特性の非線形特性を損なうことなく、ばらつきに対し
て、より大きな効果を得ることができる。
As a result, it is possible to obtain a greater effect on variations without impairing the nonlinear characteristics of the MIM type nonlinear element.

【0051】(26)本発明によれば、上述のようにし
て製造されたMIM型非線形素子をスイッチング素子と
して使用したことを特徴とする液晶表示装置が提供され
る。
(26) According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device characterized in that the MIM type non-linear element manufactured as described above is used as a switching element.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を図面を参照
して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0053】(実施例1)まず、図2に示すように、無
アルカリガラス製の透明基板12上にタンタル膜をスパ
ッタリングにより堆積させ、その後熱酸化することによ
って約1000Åの酸化タンタル膜14を形成した。こ
の酸化タンタル膜14は無アルカリガラス製の透明基板
12とTa電極層16との密着性を改善するためのもの
である。ここで、酸化タンタル膜14はスパッタリング
により堆積させたものでも同様の効果が得られる。
Example 1 First, as shown in FIG. 2, a tantalum film is deposited on a transparent substrate 12 made of non-alkali glass by sputtering, and then thermally oxidized to form a tantalum oxide film 14 of about 1000 liters. did. The tantalum oxide film 14 is for improving the adhesion between the transparent substrate 12 made of non-alkali glass and the Ta electrode layer 16. Here, the tantalum oxide film 14 having the same effect can be obtained even if it is deposited by sputtering.

【0054】次に、スパッタリングによりWを0.7重
量%添加したタンタル膜を約2500Å堆積させ、その
後パターニングしてTa電極層16を形成した。Ta電
極層16の陽極酸化を行って厚さ600ÅのTa2O5
陽極酸化膜18を形成する。陽極酸化用電解液としては
濃度0.01wt%のクエン酸水溶液を用いた。陽極酸
化電圧は30V、電流密度は0.1mA/cm2とし
た。
Next, about 2500 Å of a tantalum film containing 0.7% by weight of W was deposited by sputtering and then patterned to form a Ta electrode layer 16. The Ta electrode layer 16 is anodized to form Ta 2 O 5 having a thickness of 600 Å.
The anodic oxide film 18 is formed. An aqueous solution of citric acid having a concentration of 0.01 wt% was used as the anodizing electrolyte. The anodic oxidation voltage was 30 V and the current density was 0.1 mA / cm 2.

【0055】次に、Ta電極層16およびTa2O5陽
極酸化膜18が形成された透明基板12の熱処理を行っ
た。
Next, the transparent substrate 12 having the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 formed thereon was heat-treated.

【0056】この熱処理は図3に示す縦形の熱処理炉2
00を用いて行った。図3に示すように、熱処理炉20
0のベルジャ202の内部にボート206が設けられ、
ボート206には複数の透明基板12を搭載する。加熱
はヒータ204により行い、ガスはベルジャ202の上
部より流入させ、ベルジャ202側部下方より流出させ
る。
This heat treatment is performed by the vertical heat treatment furnace 2 shown in FIG.
00 was used. As shown in FIG. 3, the heat treatment furnace 20
A boat 206 is installed inside the bell jar 202 of 0,
A plurality of transparent substrates 12 are mounted on the boat 206. The heating is performed by the heater 204, and the gas is made to flow in from the upper portion of the bell jar 202 and flow out from the lower side portion of the bell jar 202.

【0057】本実施例においては、40枚の透明基板1
2をボート206に搭載し、そのボート206をベルジ
ャ202内にベルジャ202の底部より導入した。ベル
ジャ202の上部よりN2ガスを流入させてベルジャ2
02内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート206を回転させながら行った。 N2ガス
の流量を20l/minとして、ヒータ204により加
熱を開始し透明基板12の温度が450℃となるまで1
0℃/minの速度で昇温した。N2ガスの流量を20
l/minに保ったまま、透明基板12の温度を1時間
450℃に保持した。その後、450℃において、ベル
ジャ202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は2℃
/minとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1
とし、その総流量を20l/minとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸
素ガスの流量を2l/minとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が200℃以下になってから、透明
基板12を搭載しているボート206をベルジャ202
の底部よりベルジャ202外部の大気中に取り出した。
In this embodiment, 40 transparent substrates 1 are used.
2 was mounted on the boat 206, and the boat 206 was introduced into the bell jar 202 from the bottom of the bell jar 202. N2 gas is introduced from the upper part of the bell jar 202 to
After the inside of 02 was made a nitrogen atmosphere, heat treatment was started. The heat treatment was performed while rotating the boat 206. The flow rate of the N 2 gas is set to 20 l / min, and heating is started by the heater 204 until the temperature of the transparent substrate 12 reaches 450 ° C. 1
The temperature was raised at a rate of 0 ° C./min. Flow rate of N2 gas is 20
The temperature of the transparent substrate 12 was kept at 450 ° C. for 1 hour while keeping it at 1 / min. Then, at 450 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas was started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the temperature was lowered. Cooling rate is 2 ℃
/ Min. Flow ratio of nitrogen gas and oxygen gas is 9: 1
And the total flow rate was 20 l / min. That is,
In this example, the atmosphere was switched at the stage of entering the substrate cooling stage, and the flow rate of nitrogen gas was 18 l / min and the flow rate of oxygen gas was 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 200 ° C. or lower, the boat 206 on which the transparent substrate 12 is mounted is attached to the bell jar 202.
The air was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside.

【0058】本実施例において、降温時の透明基板12
の温度を時間に対して測定したところ、最上部の透明基
板12、中央部の透明基板12および最下部の透明基板
12の温度には、図6に示すように殆ど差がなかった。
In the present embodiment, the transparent substrate 12 when the temperature is lowered
When the temperature was measured with respect to time, there was almost no difference in the temperatures of the uppermost transparent substrate 12, the central transparent substrate 12 and the lowermost transparent substrate 12, as shown in FIG.

【0059】その後、図1に示すようにTa2O5陽極
酸化膜18上にCr膜をスパッタリング法により150
0Å堆積し、パターニングしてCr電極層20を形成
し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜18および
Cr電極層20からなるMIM型非線形素子50を形成
した。
Thereafter, as shown in FIG. 1, a Cr film is formed on the Ta2O5 anodic oxide film 18 by a sputtering method to form 150
The Cr electrode layer 20 was formed by depositing 0 Å and patterning to form the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20.

【0060】その後、各透明基板12上に形成されたM
IM型非線形素子50の非線形パラメータβおよびオフ
時の電流を測定した。ここで、非線形パラメータβと
は、横軸に印加電圧Vの平方根:√V、縦軸に電流Iと
印加電圧Vの商の対数:log(I/V)をとってプロ
ットしたときの直線の傾きをいう。MIM型非線形素子
に4Vを印加して測定したときの電流値(A)をオフ時
の電流値とした。本実施例においては、40枚の透明基
板12のそれぞれについてβおよびオフ時の電流を測定
し、平均値を求めた。βは3.14であり、オフ時の電
流は7.94×10−12Aであった。また、βおよび
オフ時の電流値の透明基板12の面内ばらつきの平均値
はそれぞれ±1%および±8%であり、透明基板12間
のばらつきはそれぞれ±3%および±10%であり、非
常に小さい値であった。
After that, M formed on each transparent substrate 12
The non-linear parameter β of the IM type non-linear element 50 and the off-time current were measured. Here, the non-linear parameter β is a straight line obtained by plotting with the square root of the applied voltage V: √V on the horizontal axis and the logarithm of the quotient of the current I and the applied voltage V: log (I / V) on the vertical axis. Saying the inclination. The current value (A) measured when 4 V was applied to the MIM type non-linear element was taken as the current value at the time of OFF. In this example, β and the current at the time of OFF were measured for each of the 40 transparent substrates 12 and the average value was obtained. β was 3.14, and the off-state current was 7.94 × 10 −12 A. Further, the average values of the in-plane variations of the current values of β and the off state of the transparent substrate 12 are ± 1% and ± 8%, respectively, and the variations between the transparent substrates 12 are ± 3% and ± 10%, respectively. It was a very small value.

【0061】その後、さらに各透明基板12を窒素雰囲
気中250℃で2時間熱処理した後、MIM型非線形素
子50に4Vを印加してオフ時の電流値を測定したとこ
ろ、40枚の透明基板12の平均値で7.86×10−
12Aであった。
After that, each transparent substrate 12 was further heat-treated in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 2 hours, and then 4 V was applied to the MIM type non-linear element 50 to measure the off-state current value. Forty transparent substrates 12 were obtained. 7.86 × 10− with the average value of
It was 12A.

【0062】(実施例2)実施例1の場合と同じ条件
で、Ta電極層16およびTa2 O5 陽極酸化膜18
が形成された透明基板12を作成し、この透明基板12
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例1と同
様にしてN2 ガスを20l/min流して透明基板1
2を450℃で1時間熱処理した後、N2 ガスを20
l/min流したまま基板温度を2℃/minの降温速
度で400℃まで下げ、400℃となった時にベルジャ
202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度2℃/minで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1とし、その
総流量を20l/minとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても400℃になるまで
窒素のみを流し、400℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸素ガスの
流量を2l/minとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が200℃以下になってから、透明基板12
を搭載しているボート206をベルジャ202の底部よ
りベルジャ202外部の大気中に取り出した。
(Example 2) Under the same conditions as in Example 1, the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 were formed.
The transparent substrate 12 on which the
Was heat treated. In this embodiment, as in the case of the first embodiment, N 2 gas is caused to flow at 20 l / min and the transparent substrate 1
2 was heat-treated at 450 ° C. for 1 hour and then N 2 gas was added to 20
The substrate temperature was lowered to 400 ° C. at a temperature lowering rate of 2 ° C./min while flowing at 1 / min, and when the temperature reached 400 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas was started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the same temperature lowering rate 2 The temperature was continuously lowered at ° C / min. The flow rate ratio of nitrogen gas and oxygen gas was 9: 1, and the total flow rate was 20 l / min. That is, in this embodiment, even if the substrate cooling step is started, only nitrogen is allowed to flow until the temperature reaches 400 ° C., and when the temperature reaches 400 ° C., the atmosphere is switched, the nitrogen gas flow rate is 18 l / min, and the oxygen gas flow rate is Was set to 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 200 ° C. or lower, the transparent substrate 12
The boat 206 carrying the boat was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside the bell jar 202.

【0063】その後、実施例1と同様にしてCr電極層
20を形成し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜
18およびCr電極層20からなるMIM型非線形素子
50を形成した。
Thereafter, the Cr electrode layer 20 was formed in the same manner as in Example 1 to form the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20.

【0064】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、40枚の透明
基板12の平均値を求めた。βは3.21であり、オフ
時の電流は9.43×10−12 Aであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板12の面内ばらつ
き、および透明基板12間のばらつきは実施例1と同様
の非常に小さい値であった。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the non-linear parameter β of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 and the off-time current are measured, and the average value of the 40 transparent substrates 12 is obtained. It was β was 3.21, and the off-state current was 9.43 × 10 −12 A. Also,
The in-plane variation of the transparent substrate 12 and the variation in the current value at the time of β and OFF, and the variation between the transparent substrates 12 were very small values as in Example 1.

【0065】その後、さらに各透明基板12を窒素雰囲
気中250℃で2時間熱処理をした後、MIM型非線形
素子50に4Vを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、40枚の透明基板12の平均値で9.28×10
−12Aであった。
Thereafter, each transparent substrate 12 was further heat-treated in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 2 hours, and then 4 V was applied to the MIM type non-linear element 50 to measure the current value at the time of OFF. As a result, 40 transparent substrates were obtained. 9.28 × 10 with an average value of 12
It was -12A.

【0066】(実施例3)実施例1の場合と同じ条件
で、Ta電極層16およびTa2 O5 陽極酸化膜18
が形成された透明基板12を作成し、この透明基板12
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例1と同
様にしてN2 ガスを20l/min流して透明基板1
2を450℃で1時間熱処理した後、N2 ガスを20
l/min流したまま基板温度を2℃/minの降温速
度で350℃まで下げ、350℃となった時にベルジャ
202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度2℃/minで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1とし、その
総流量を20l/minとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても350℃になるまで
窒素のみを流し、350℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸素ガスの
流量を2l/minとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が200℃以下になってから、透明基板12
を搭載しているボート206をベルジャ202の底部よ
りベルジャ202外部の大気中に取り出した。
(Example 3) Under the same conditions as in Example 1, the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 were formed.
The transparent substrate 12 on which the
Was heat treated. In this embodiment, as in the case of the first embodiment, N 2 gas is caused to flow at 20 l / min and the transparent substrate 1
2 was heat-treated at 450 ° C. for 1 hour and then N 2 gas was added to 20
The substrate temperature is lowered to 350 ° C. at a temperature lowering rate of 2 ° C./min while flowing at 1 / min, and when the temperature reaches 350 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas is started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the same temperature lowering rate 2 The temperature was continuously lowered at ° C / min. The flow rate ratio of nitrogen gas and oxygen gas was 9: 1, and the total flow rate was 20 l / min. That is, in this embodiment, even if the substrate cooling step is started, only nitrogen is allowed to flow until it reaches 350 ° C., and when the temperature reaches 350 ° C., the atmosphere is switched, the flow rate of nitrogen gas is 18 l / min, and the flow rate of oxygen gas is Was set to 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 200 ° C. or lower, the transparent substrate 12
The boat 206 carrying the boat was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside the bell jar 202.

【0067】その後、実施例1と同様にしてCr電極層
20を形成し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜
18およびCr電極層20からなるMIM型非線形素子
50を形成した。
After that, the Cr electrode layer 20 was formed in the same manner as in Example 1, and the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20 was formed.

【0068】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、40枚の透明
基板12の平均値を求めた。βは3.32であり、オフ
時の電流は1.12×10−11 Aであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板12の面内ばらつ
き、および透明基板12間のばらつきは実施例1と同様
の非常に小さい値であった。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the non-linear parameter β of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 and the off-time current are measured, and the average value of the 40 transparent substrates 12 is obtained. It was β was 3.32, and the off-state current was 1.12 × 10 −11 A. Also,
The in-plane variation of the transparent substrate 12 and the variation in the current value at the time of β and OFF, and the variation between the transparent substrates 12 were very small values as in Example 1.

【0069】その後、さらに各透明基板12を窒素雰囲
気中250℃で2時間熱処理をした後、MIM型非線形
素子50に4Vを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、40枚の透明基板12の平均値で1.10×10
−11Aであった。
Thereafter, each transparent substrate 12 was further heat-treated in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 2 hours, and then 4 V was applied to the MIM type non-linear element 50 to measure the current value at the time of OFF, and 40 transparent substrates were obtained. 1.10 × 10 on average of 12
It was -11A.

【0070】(実施例4)実施例1の場合と同じ条件
で、Ta電極層16およびTa2 O5 陽極酸化膜18
が形成された透明基板12を作成し、この透明基板12
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例1と同
様にしてN2 ガスを20l/min流して透明基板1
2を450℃で1時間熱処理した後、N2 ガスを20
l/min流したまま基板温度を2℃/minの降温速
度で300℃まで下げ、300℃となった時にベルジャ
202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度2℃/minで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1とし、その
総流量を20l/minとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても300℃になるまで
窒素のみを流し、300℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸素ガスの
流量を2l/minとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が200℃以下になってから、透明基板12
を搭載しているボート206をベルジャ202の底部よ
りベルジャ202外部の大気中に取り出した。
(Example 4) Under the same conditions as in Example 1, the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 were formed.
The transparent substrate 12 on which the
Was heat treated. In this embodiment, as in the case of the first embodiment, N 2 gas is caused to flow at 20 l / min and the transparent substrate 1
2 was heat-treated at 450 ° C. for 1 hour and then N 2 gas was added to 20
The substrate temperature was lowered to 300 ° C. at a temperature lowering rate of 2 ° C./min while flowing at 1 / min, and when the temperature reached 300 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas was started to flow from the upper portion of the bell jar 202, and the same temperature lowering rate was The temperature was continuously lowered at ° C / min. The flow rate ratio of nitrogen gas and oxygen gas was 9: 1, and the total flow rate was 20 l / min. That is, in this embodiment, even when the substrate cooling step is started, only nitrogen is allowed to flow until the temperature reaches 300 ° C., and when the temperature reaches 300 ° C., the atmosphere is switched, the nitrogen gas flow rate is 18 l / min, and the oxygen gas flow rate is Was set to 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 200 ° C. or lower, the transparent substrate 12
The boat 206 carrying the boat was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside the bell jar 202.

【0071】その後、実施例1と同様にしてCr電極層
20を形成し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜
18およびCr電極層20からなるMIM型非線形素子
50を形成した。
After that, the Cr electrode layer 20 was formed in the same manner as in Example 1, and the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20 was formed.

【0072】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、40枚の透明
基板12の平均値を求めた。βは3.37であり、オフ
時の電流は2.52×10−11 Aであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板12の面内ばらつ
き、および透明基板12間のばらつきは実施例1と同様
の非常に小さい値であった。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the non-linear parameter β of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 and the off-time current are measured, and the average value of the 40 transparent substrates 12 is obtained. It was β was 3.37, and the off-state current was 2.52 × 10 −11 A. Also,
The in-plane variation of the transparent substrate 12 and the variation in the current value at the time of β and OFF, and the variation between the transparent substrates 12 were very small values as in Example 1.

【0073】その後、さらに各透明基板12を窒素雰囲
気中250℃で2時間熱処理をした後、MIM型非線形
素子50に4Vを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、40枚の透明基板12の平均値で2.00×10
−11Aであった。
After that, each transparent substrate 12 was further heat-treated in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 2 hours, and then 4 V was applied to the MIM type non-linear element 50 to measure the current value when it was off. 2.00 × 10 with an average value of 12
It was -11A.

【0074】(実施例5)実施例1の場合と同じ条件
で、Ta電極層16およびTa2 O5 陽極酸化膜18
が形成された透明基板12を作成し、この透明基板12
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例1と同
様にしてN2 ガスを20l/min流して透明基板1
2を450℃で1時間熱処理した後、N2 ガスを20
l/min流したまま基板温度を2℃/minの降温速
度で250℃まで下げ、250℃となった時にベルジャ
202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度2℃/minで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1とし、その
総流量を20l/minとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても250℃になるまで
窒素のみを流し、250℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸素ガスの
流量を2l/minとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が200℃以下になってから、透明基板12
を搭載しているボート206をベルジャ202の底部よ
りベルジャ202外部の大気中に取り出した。
(Embodiment 5) Under the same conditions as in Embodiment 1, the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 are formed.
The transparent substrate 12 on which the
Was heat treated. In this embodiment, as in the case of the first embodiment, N 2 gas is caused to flow at 20 l / min and the transparent substrate 1
2 was heat-treated at 450 ° C. for 1 hour and then N 2 gas was added to 20
The substrate temperature is lowered to 250 ° C. at a temperature lowering rate of 2 ° C./min while flowing at 1 / min, and when the temperature reaches 250 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas is started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the same temperature lowering rate is set to 2 The temperature was continuously lowered at ° C / min. The flow rate ratio of nitrogen gas and oxygen gas was 9: 1, and the total flow rate was 20 l / min. That is, in this embodiment, even if the substrate cooling step is started, only nitrogen is allowed to flow until the temperature reaches 250 ° C., and when the temperature reaches 250 ° C., the atmosphere is switched, the nitrogen gas flow rate is 18 l / min, and the oxygen gas flow rate is set. Was set to 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 200 ° C. or lower, the transparent substrate 12
The boat 206 carrying the boat was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside the bell jar 202.

【0075】その後、実施例1と同様にしてCr電極層
20を形成し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜
18およびCr電極層20からなるMIM型非線形素子
50を形成した。
Thereafter, the Cr electrode layer 20 was formed in the same manner as in Example 1 to form the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20.

【0076】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、40枚の透明
基板12の平均値を求めた。βは3.40であり、オフ
時の電流は1.41×10−10 Aであった。また、
βおよびオフ時の電流値の透明基板12の面内ばらつ
き、および透明基板12間のばらつきは実施例1と同様
の非常に小さい値であった。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the non-linear parameter β and the off-time current of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 are measured, and the average value of the 40 transparent substrates 12 is obtained. It was β was 3.40, and the off-state current was 1.41 × 10 −10 A. Also,
The in-plane variation of the transparent substrate 12 and the variation in the current value at the time of β and OFF, and the variation between the transparent substrates 12 were very small values as in Example 1.

【0077】その後、さらに各透明基板12を窒素雰囲
気中250℃で2時間熱処理をした後、MIM型非線形
素子50に4Vを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、40枚の透明基板12の平均値で9.43×10
−11Aであった。
After that, each transparent substrate 12 was further heat-treated at 250 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere, and then 4 V was applied to the MIM type non-linear element 50 to measure the current value at the time of OFF. The average value of 12 is 9.43 × 10
It was -11A.

【0078】(比較例)実施例1の場合と同じ条件で、
Ta電極層16およびTa2 O5 陽極酸化膜18が形
成された透明基板12を作成し、この透明基板12の熱
処理を行った。本比較例においては、まず、実施例1と
同様にしてN2 ガスを20l/min流して透明基板
12を450℃で1時間熱処理した。その後、N2 ガ
スを20l/min 流したまま基板温度を2℃/mi
nの降温速度で200℃以下になるまで下げ、200℃
以下になってから、透明基板12を搭載しているボート
206をベルジャ202の底部よりベルジャ202外部
の大気中に取り出した。
Comparative Example Under the same conditions as in Example 1,
The transparent substrate 12 on which the Ta electrode layer 16 and the Ta 2 O 5 anodic oxide film 18 were formed was prepared, and this transparent substrate 12 was heat-treated. In this comparative example, first, in the same manner as in Example 1, the transparent substrate 12 was heat-treated at 450 ° C. for 1 hour by flowing N 2 gas at 20 l / min. After that, the substrate temperature was kept at 2 ° C./mi while N 2 gas was flown at 20 l / min.
200 ℃ at a temperature decrease rate of n
After that, the boat 206 having the transparent substrate 12 mounted thereon was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside the bell jar 202.

【0079】その後、実施例1と同様にしてCr電極層
20を形成し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜
18およびCr電極層20からなるMIM型非線形素子
50を形成した。その後、実施例1と同様にして各透明
基板12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線
形パラメータβおよびオフ時の電流を測定し、40枚の
透明基板12の平均値を求めた。βは2.99であり、
オフ時の電流は5.96×10−10 Aであった。ま
た、βおよびオフ時の電流値の透明基板12の面内ばら
つきの平均値はぞれぞれ±10%および±18%であ
り、透明基板12間のばらつきはそれぞれ±15%およ
び±21%であった。
After that, the Cr electrode layer 20 was formed in the same manner as in Example 1, and the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20 was formed. Then, in the same manner as in Example 1, the nonlinear parameter β of the MIM type nonlinear element 50 formed on each transparent substrate 12 and the off-time current were measured, and the average value of 40 transparent substrates 12 was obtained. β is 2.99,
The off-time current was 5.96 × 10 −10 A. Further, the average values of the in-plane variations of the β and OFF current values of the transparent substrate 12 are ± 10% and ± 18%, respectively, and the variations between the transparent substrates 12 are ± 15% and ± 21%, respectively. Met.

【0080】その後、さらに各透明基板12を窒素雰囲
気中250℃で2時間熱処理をした後、MIM型非線形
素子50に4Vを印加してオフ時の電流値を測定したと
ころ、40枚の透明基板12の平均値で2.24×10
−10Aであった。
After that, each transparent substrate 12 was further heat-treated in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 2 hours, and then 4 V was applied to the MIM type non-linear element 50, and the current value at the time of OFF was measured. As a result, 40 transparent substrates were obtained. 2.24 × 10 with an average value of 12
It was -10A.

【0081】図4は、実施例1乃至5および比較例のβ
の値をプロットした図である。同図の横軸の温度は酸素
ガスと窒素ガスの混合ガスを流し始める温度である。同
図を参照すれば、窒素中の熱処理後、実施例1乃至5の
ように酸素ガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気中で降温
すると、窒素ガスのみの雰囲気中で降温した場合と比較
してβ値が向上していることがわかる。
FIG. 4 shows β of Examples 1 to 5 and Comparative Example.
It is the figure which plotted the value of. The temperature on the horizontal axis in the figure is the temperature at which the mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas starts to flow. Referring to the figure, when the temperature is lowered in a mixed gas atmosphere of oxygen gas and nitrogen gas as in Examples 1 to 5 after heat treatment in nitrogen, as compared with the case of lowering the temperature in an atmosphere of only nitrogen gas. It can be seen that the β value is improved.

【0082】図5は、実施例1乃至5および比較例のオ
フ時の電流値をプロットした図である。同図の横軸の温
度は酸素ガスと窒素ガスの混合ガスを流し始める温度で
ある。図中AはMIM型非線形素子形成後のオフ時の電
流値であり、図中Bはその後窒素雰囲気中250℃で2
時間熱処理した後のオフ時の電流値である。同図を参照
すれば、窒素中の熱処理後、実施例1乃至5のように酸
素ガスと窒素ガスの混合ガス中雰囲気中で降温すると、
窒素ガスのみの雰囲気中で降温した場合と比較してオフ
時の電流値が減少していることがわかる。また、MIM
型非線形素子を形成後250℃で熱処理してもオフ時の
電流値に与える影響は小さく、信頼性の高いMIM型非
線形素子が得られた。
FIG. 5 is a plot of off-state current values of Examples 1 to 5 and Comparative Example. The temperature on the horizontal axis in the figure is the temperature at which the mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas starts to flow. In the figure, A is the current value at the time of OFF after the formation of the MIM type nonlinear element, and B in the figure is 2 at 250 ° C. in a nitrogen atmosphere thereafter.
It is the current value at the time of OFF after heat treatment for a period of time. Referring to the figure, after the heat treatment in nitrogen, the temperature is lowered in an atmosphere of a mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas as in Examples 1 to 5,
It can be seen that the current value at the time of OFF is reduced as compared with the case where the temperature is lowered in the atmosphere of only nitrogen gas. Also, MIM
Even if heat treatment was performed at 250 ° C. after the formation of the non-linear element, the effect on the off-state current value was small, and a highly reliable MIM non-linear element was obtained.

【0083】また、図4、図5を参照すれば、酸素ガス
と窒素ガスの混合ガスを流し始める温度によって、βお
よびオフ時の電流を制御することが可能となり、その結
果、要求される素子特性を容易に実現することができる
ことがわかる。
Further, referring to FIGS. 4 and 5, it becomes possible to control β and the current at the time of OFF by the temperature at which the mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas starts to flow, and as a result, the required element It can be seen that the characteristics can be easily realized.

【0084】(実施例6)実施例1の場合と同じ条件
で、Ta電極層16およびTa2 O5 陽極酸化膜18
が形成された透明基板12を作成し、この透明基板12
の熱処理を行った。熱処理は実施例1と同じ縦形の熱処
理炉200を用いて行った。
(Example 6) Under the same conditions as in Example 1, the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 were formed.
The transparent substrate 12 on which the
Was heat treated. The heat treatment was performed using the same vertical heat treatment furnace 200 as in Example 1.

【0085】本実施例においては、40枚の透明基板1
2をボート206に搭載し、そのボート206をベルジ
ャ202内にベルジャ202の底部より導入した。ベル
ジャ202の上部よりN2ガスを流入させてベルジャ2
02内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート206を回転させながら行った。 N2ガス
の流量を20l/minとして、ヒータ204により加
熱を開始し透明基板12の温度が400℃となるまで1
0℃/minの速度で昇温した。N2ガスの流量を20
l/minに保ったまま、透明基板12の温度を1時間
400℃に保持した。その後、400℃において、ベル
ジャ202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は2℃
/minとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1
とし、その総流量を20l/minとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸
素ガスの流量を2l/minとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が200℃以下になってから、透明
基板12を搭載しているボート206をベルジャ202
の底部よりベルジャ202外部の大気中に取り出した。
In this embodiment, 40 transparent substrates 1 are used.
2 was mounted on the boat 206, and the boat 206 was introduced into the bell jar 202 from the bottom of the bell jar 202. N2 gas is introduced from the upper part of the bell jar 202 to
After the inside of 02 was made a nitrogen atmosphere, heat treatment was started. The heat treatment was performed while rotating the boat 206. The flow rate of the N2 gas is set to 20 l / min and heating is started by the heater 204 until the temperature of the transparent substrate 12 reaches 400 ° C.
The temperature was raised at a rate of 0 ° C./min. Flow rate of N2 gas is 20
The temperature of the transparent substrate 12 was kept at 400 ° C. for 1 hour while keeping it at 1 / min. Then, at 400 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas was started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the temperature was lowered. Cooling rate is 2 ℃
/ Min. Flow ratio of nitrogen gas and oxygen gas is 9: 1
And the total flow rate was 20 l / min. That is,
In this example, the atmosphere was switched at the stage of entering the substrate cooling stage, and the flow rate of nitrogen gas was 18 l / min and the flow rate of oxygen gas was 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 200 ° C. or lower, the boat 206 on which the transparent substrate 12 is mounted is attached to the bell jar 202.
The air was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside.

【0086】その後、実施例1と同様にしてCr電極層
20を形成し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜
18およびCr電極層20からなるMIM型非線形素子
50を形成した。
After that, the Cr electrode layer 20 was formed in the same manner as in Example 1, and the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta 2 O 5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20 was formed.

【0087】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、45
0℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例1乃至5の場合
と同様に、これらの特性が向上していることがわかっ
た。
Then, the non-linear parameter β and the off-time current of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 were measured in the same manner as in Example 1, and found to be 45.
It was found that these characteristics were improved as in the case of Examples 1 to 5 in which heat treatment was performed at 0 ° C. in a nitrogen atmosphere.

【0088】(実施例7)実施例6の場合と同じ条件
で、Ta電極層16およびTa2 O5 陽極酸化膜18
が形成された透明基板12を作成し、この透明基板12
の熱処理を行った。本実施例においては、実施例6と同
様にしてN2 ガスを20l/min流して透明基板1
2を400℃で1時間熱処理した後、N2 ガスを20
l/min流したまま基板温度を2℃/minの降温速
度で300℃まで下げ、300℃となった時にベルジャ
202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを流し
始めるとともに、同じ降温速度2℃/minで降温を続
けた。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1とし、その
総流量を20l/minとした。すなわち、本実施例に
おいては、基板冷却段階に入っても300℃になるまで
窒素のみを流し、300℃になった段階で雰囲気を切り
換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸素ガスの
流量を2l/minとした。そのまま降温を続け、透明
基板の温度が200℃以下になってから、透明基板12
を搭載しているボート206をベルジャ202の底部よ
りベルジャ202外部の大気中に取り出した。
(Example 7) Under the same conditions as in Example 6, the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 were formed.
The transparent substrate 12 on which the
Was heat treated. In this example, as in the case of Example 6, N 2 gas was caused to flow at 20 l / min and the transparent substrate 1
2 was heat-treated at 400 ° C. for 1 hour, and then N 2 gas was added to 20
The substrate temperature was lowered to 300 ° C. at a temperature lowering rate of 2 ° C./min while flowing at 1 / min, and when the temperature reached 300 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas was started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the same temperature lowering rate was set to 2 The temperature was continuously lowered at ° C / min. The flow rate ratio of nitrogen gas and oxygen gas was 9: 1, and the total flow rate was 20 l / min. That is, in this embodiment, even when the substrate cooling step is started, only nitrogen is allowed to flow until the temperature reaches 300 ° C., and when the temperature reaches 300 ° C., the atmosphere is switched, the nitrogen gas flow rate is 18 l / min, and the oxygen gas flow rate is changed. Was set to 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 200 ° C. or lower, the transparent substrate 12
The boat 206 carrying the boat was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside the bell jar 202.

【0089】その後、実施例1と同様にしてCr電極層
20を形成し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜
18およびCr電極層20からなるMIM型非線形素子
50を形成した。
After that, the Cr electrode layer 20 was formed in the same manner as in Example 1, and the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20 was formed.

【0090】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、45
0℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例1乃至5の場合
と同様に、これらの特性が向上していることがわかっ
た。
Thereafter, the non-linear parameter β and the off-time current of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 were measured in the same manner as in Example 1, and found to be 45.
It was found that these characteristics were improved as in the case of Examples 1 to 5 in which heat treatment was performed at 0 ° C. in a nitrogen atmosphere.

【0091】(実施例8)実施例1の場合と同じ条件
で、Ta電極層16およびTa2 O5 陽極酸化膜18
が形成された透明基板12を作成し、この透明基板12
の熱処理を行った。熱処理は実施例1と同じ縦形の熱処
理炉200を用いて行った。
(Embodiment 8) Under the same conditions as in Embodiment 1, the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 are formed.
The transparent substrate 12 on which the
Was heat treated. The heat treatment was performed using the same vertical heat treatment furnace 200 as in Example 1.

【0092】本実施例においては、40枚の透明基板1
2をボート206に搭載し、そのボート206をベルジ
ャ202内にベルジャ202の底部より導入した。ベル
ジャ202の上部よりN2ガスを流入させてベルジャ2
02内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート206を回転させながら行った。 N2ガス
の流量を20l/minとして、ヒータ204により加
熱を開始し透明基板12の温度が350℃となるまで1
0℃/minの速度で昇温した。N2ガスの流量を20
l/minに保ったまま、透明基板12の温度を1時間
350℃に保持した。その後、350℃において、ベル
ジャ202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は2℃
/minとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1
とし、その総流量を20l/minとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸
素ガスの流量を2l/minとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が200℃以下になってから、透明
基板12を搭載しているボート206をベルジャ202
の底部よりベルジャ202外部の大気中に取り出した。
In this embodiment, 40 transparent substrates 1 are used.
2 was mounted on the boat 206, and the boat 206 was introduced into the bell jar 202 from the bottom of the bell jar 202. N2 gas is introduced from the upper part of the bell jar 202 to
After the inside of 02 was made a nitrogen atmosphere, heat treatment was started. The heat treatment was performed while rotating the boat 206. The flow rate of the N2 gas is set to 20 l / min and heating is started by the heater 204 until the temperature of the transparent substrate 12 reaches 350 ° C.
The temperature was raised at a rate of 0 ° C./min. Flow rate of N2 gas is 20
The temperature of the transparent substrate 12 was kept at 350 ° C. for 1 hour while keeping it at 1 / min. Then, at 350 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas was started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the temperature was lowered. Cooling rate is 2 ℃
/ Min. Flow ratio of nitrogen gas and oxygen gas is 9: 1
And the total flow rate was 20 l / min. That is,
In this example, the atmosphere was switched at the stage of entering the substrate cooling stage, and the flow rate of nitrogen gas was 18 l / min and the flow rate of oxygen gas was 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 200 ° C. or lower, the boat 206 on which the transparent substrate 12 is mounted is attached to the bell jar 202.
The air was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside.

【0093】その後、実施例1と同様にしてCr電極層
20を形成し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜
18およびCr電極層20からなるMIM型非線形素子
50を形成した。
After that, the Cr electrode layer 20 was formed in the same manner as in Example 1, and the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20 was formed.

【0094】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、45
0℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例1乃至5の場合
および400℃、窒素雰囲気中で熱処理した実施例6お
よび7の場合と同様に、これらの特性が向上しているこ
とがわかった。
After that, when the non-linear parameter β and the off-time current of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 were measured in the same manner as in Example 1, 45
It was found that these characteristics were improved as in the cases of Examples 1 to 5 which were heat-treated at 0 ° C. in a nitrogen atmosphere and Examples 6 and 7 which were heat-treated at 400 ° C. in a nitrogen atmosphere.

【0095】(実施例9)実施例1と同じ方法で実験を
5バッチ行った。βおよびオフ時の電流値のバッチ間の
ばらつきはそれぞれ±3%および±8%であり、非常に
小さい値であった。
Example 9 The experiment was carried out in 5 batches in the same manner as in Example 1. The batch-to-batch variations in β and OFF current values were ± 3% and ± 8%, respectively, which were very small values.

【0096】(実施例10)実施例1の場合と同じ条件
で、Ta電極層16およびTa2O5陽極酸化膜18が
形成された透明基板12を作成し、湖の透明基板12の
熱処理を行った。熱処置は実施例1と同じ縦形の熱処理
炉200を用いて行った。
(Example 10) Under the same conditions as in Example 1, the transparent substrate 12 on which the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 were formed was prepared, and the transparent substrate 12 of the lake was heat-treated. The heat treatment was performed using the same vertical heat treatment furnace 200 as in Example 1.

【0097】本実施例においては、40枚の透明基板1
2をボート206に搭載し、そのボート206をベルジ
ャ202内にベルジャ202の底部より導入した。ベル
ジャ202の上部よりN2ガスを流入させてベルジャ2
02内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート206を回転させながら行った。 N2ガス
の流量を20l/minとして、ヒータ204により加
熱を開始し透明基板12の温度が450℃となるまで1
0℃/minの速度で昇温した。N2ガスの流量を20
l/minに保ったまま、透明基板12の温度を1時間
450℃に保持した。その後、450℃において、ベル
ジャ202の上部より窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを
流し始めるとともに、降温を開始した。降温速度は2℃
/minとした。窒素ガスと酸素ガスの流量比を9:1
とし、その総流量を20l/minとした。すなわち、
本実施例においては、基板冷却段階に入った段階で雰囲
気を切り換えて、窒素ガスの流量を18l/min、酸
素ガスの流量を2l/minとした。そのまま降温を続
け、透明基板の温度が250℃以下になってから、透明
基板12を搭載しているボート206をベルジャ202
の底部よりベルジャ202外部の大気中に取り出した。
In this embodiment, 40 transparent substrates 1 are used.
2 was mounted on the boat 206, and the boat 206 was introduced into the bell jar 202 from the bottom of the bell jar 202. N2 gas is introduced from the upper part of the bell jar 202 to
After the inside of 02 was made a nitrogen atmosphere, heat treatment was started. The heat treatment was performed while rotating the boat 206. The flow rate of the N 2 gas is set to 20 l / min, and heating is started by the heater 204 until the temperature of the transparent substrate 12 reaches 450 ° C. 1
The temperature was raised at a rate of 0 ° C./min. Flow rate of N2 gas is 20
The temperature of the transparent substrate 12 was kept at 450 ° C. for 1 hour while keeping it at 1 / min. Then, at 450 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas was started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the temperature was lowered. Cooling rate is 2 ℃
/ Min. Flow ratio of nitrogen gas and oxygen gas is 9: 1
And the total flow rate was 20 l / min. That is,
In this example, the atmosphere was switched at the stage of entering the substrate cooling stage, and the flow rate of nitrogen gas was 18 l / min and the flow rate of oxygen gas was 2 l / min. The temperature is continuously lowered as it is, and after the temperature of the transparent substrate becomes 250 ° C. or lower, the boat 206 on which the transparent substrate 12 is mounted is attached to the bell jar 202.
The air was taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside.

【0098】その後、図1に示すようにTa2O5陽極
酸化膜18上にCr膜をスパッタリング法により150
0Å堆積し、パターニングしてCr電極層20を形成
し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜18および
Cr電極層20からなるMIM型非線形素子50を形成
した。
Thereafter, as shown in FIG. 1, a Cr film is formed on the Ta2O5 anodic oxide film 18 by a sputtering method to a thickness of 150.
The Cr electrode layer 20 was formed by depositing 0 Å and patterning to form the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20.

【0099】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定し、40枚の透明
基板12の平均値を求めた。βは3.24であり、オフ
時の電流は7.52×10−12Aであった。また、β
およびオフ時の電流値の透明基板12の面内ばらつき
は、それぞれ±4%および±11%であり、透明基板1
2間のばらつきは実施例1と同様の非常に小さい値であ
った。
Then, in the same manner as in Example 1, the non-linear parameter β of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 and the off-time current are measured, and the average value of the 40 transparent substrates 12 is obtained. It was β was 3.24, and the off-state current was 7.52 × 10 −12 A. Also, β
The in-plane variation of the current value at the time of off and the in-plane current value of the transparent substrate 12 is ± 4% and ± 11%, respectively.
The variation between 2 was a very small value as in Example 1.

【0100】また、透明基板12の温度が220℃以下
になってから、透明基板12を搭載しているボート20
6をベルジャ202の底部よりベルジャ202外部の大
気中に取り出した場合、各透明基板12上に形成された
MIM型非線形素子50の非線形パラメータβおよびオ
フ時の電流の、40枚の透明基板12の平均値は、βが
3.20であり、オフ時の電流は7.68×10−12
Aであった。また、βおよびオフ時の電流値の透明基板
12の面内ばらつきは、それぞれ±3%および±9%で
あり、透明基板12間のばらつきは実施例1と同様の非
常に小さい値であった。
Further, after the temperature of the transparent substrate 12 becomes 220 ° C. or lower, the boat 20 on which the transparent substrate 12 is mounted is mounted.
When 6 is taken out from the bottom of the bell jar 202 into the atmosphere outside the bell jar 202, the non-linear parameter β of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 and the current at the time of OFF of the 40 transparent substrates 12 are measured. The average value of β is 3.20, and the off-state current is 7.68 × 10 −12.
It was A. Further, the in-plane variation of the current values at β and the OFF state of the transparent substrate 12 is ± 3% and ± 9%, respectively, and the variation between the transparent substrates 12 is a very small value as in the first embodiment. .

【0101】実施例1乃至10で述べたように、透明基
板12の温度が250℃以下になってから、ベルジャ2
02より透明基板12を大気中に取り出すことによっ
て、所定の効果、特にMIM型非線形素子50の素子特
性の面内ばらつき、透明基板12間のばらつきおよび熱
処理バッチ間ばらつきに対して、大きな効果を得ること
ができる。
As described in Examples 1 to 10, after the temperature of the transparent substrate 12 becomes 250 ° C. or lower, the bell jar 2
By taking out the transparent substrate 12 into the atmosphere from No. 02, a large effect can be obtained with respect to a predetermined effect, in particular, in-plane variation of element characteristics of the MIM type nonlinear element 50, variation between transparent substrates 12 and variation between heat treatment batches. be able to.

【0102】透明基板12の温度が250℃より高い温
度で大気中に取り出すと、上記ばらつきが比較例と同等
のレベルまで下がる。
When the temperature of the transparent substrate 12 is taken out into the atmosphere at a temperature higher than 250 ° C., the above variation is reduced to a level equivalent to that of the comparative example.

【0103】(実施例11)まず、図2に示すように、
無アルカリガラス製の透明基板12上にタンタル膜をス
パッタリングにより堆積させ、その後熱酸化することに
よって約1000Åの酸化タンタル膜14を形成した。
この酸化タンタル膜14は無アルカリガラス製の透明基
板12とTa電極層16との密着性を改善するためのも
のである。ここで、酸化タンタル膜14はスパッタリン
グにより堆積させたものでも同様の効果が得られる。
(Embodiment 11) First, as shown in FIG.
A tantalum film was deposited on the transparent substrate 12 made of alkali-free glass by sputtering and then thermally oxidized to form a tantalum oxide film 14 of about 1000 liters.
The tantalum oxide film 14 is for improving the adhesion between the transparent substrate 12 made of non-alkali glass and the Ta electrode layer 16. Here, the tantalum oxide film 14 having the same effect can be obtained even if it is deposited by sputtering.

【0104】次に、スパッタリングによりタンタル膜を
約2500Å堆積させ、その後パターニングしてTa電
極層16を形成した。Ta電極層16の陽極酸化を行っ
て厚さ600ÅのTa2O5陽極酸化膜18を形成す
る。陽極酸化用電解液としては濃度0.01wt%のク
エン酸水溶液を用いた。陽極酸化電圧は30V、電流密
度は0.1mA/cm2とした。
Next, a tantalum film was deposited to a thickness of about 2500 Å by sputtering and then patterned to form a Ta electrode layer 16. The Ta electrode layer 16 is anodized to form a Ta2O5 anodized film 18 having a thickness of 600Å. An aqueous solution of citric acid having a concentration of 0.01 wt% was used as the anodizing electrolyte. The anodic oxidation voltage was 30 V and the current density was 0.1 mA / cm 2.

【0105】次に、Ta電極層16およびTa2O5陽
極酸化膜18が形成された透明基板12の熱処理を行っ
た。
Next, the transparent substrate 12 having the Ta electrode layer 16 and the Ta2O5 anodic oxide film 18 formed thereon was heat-treated.

【0106】この熱処理は図3に示す縦形の熱処理炉2
00を用いて行った。図3に示すように、熱処理炉20
0のベルジャ202の内部にボート206が設けられ、
ボート206には複数の透明基板12を搭載する。加熱
はヒータ204により行い、ガスはベルジャ202の上
部より流入させ、ベルジャ202側部下方より流出させ
る。
This heat treatment is performed by the vertical heat treatment furnace 2 shown in FIG.
00 was used. As shown in FIG. 3, the heat treatment furnace 20
A boat 206 is installed inside the bell jar 202 of 0,
A plurality of transparent substrates 12 are mounted on the boat 206. The heating is performed by the heater 204, and the gas is made to flow in from the upper portion of the bell jar 202 and flow out from the lower side portion of the bell jar 202.

【0107】本実施例においては、40枚の透明基板1
2をボート206に搭載し、そのボート206をベルジ
ャ202内にベルジャ202の底部より導入した。ベル
ジャ202の上部よりN2ガスを流入させてベルジャ2
02内を窒素雰囲気とした後に熱処理を開始した。熱処
理はボート206を回転させながら行った。 N2ガス
の流量を20l/minとして、ヒータ204により加
熱を開始し透明基板12の温度が450℃となるまで1
0℃/minの速度で昇温した。N2ガスの流量を20
l/minに保ったまま、透明基板12の温度を1時間
450℃に保持した。その後、450℃において、ベル
ジャ202の上部より窒素ガスと水蒸気を含む酸素ガス
の混合ガスを流し始めるとともに、降温を開始した。降
温速度は2℃/minとした。窒素ガスと酸素ガスの流
量比を9:1とし、その総流量を20l/minとし
た。すなわち、本実施例においては、基板冷却段階に入
った段階で雰囲気を切り換えて、窒素ガスの流量を18
l/min、水蒸気を含む酸素ガスの流量を2l/mi
nとした。そのまま降温を続け、透明基板の温度が20
0℃以下になってから、透明基板12を搭載しているボ
ート206をベルジャ202の底部よりベルジャ202
外部の大気中に取り出した。
In this embodiment, 40 transparent substrates 1 are used.
2 was mounted on the boat 206, and the boat 206 was introduced into the bell jar 202 from the bottom of the bell jar 202. N2 gas is introduced from the upper part of the bell jar 202 to
After the inside of 02 was made a nitrogen atmosphere, heat treatment was started. The heat treatment was performed while rotating the boat 206. The flow rate of the N 2 gas is set to 20 l / min, and heating is started by the heater 204 until the temperature of the transparent substrate 12 reaches 450 ° C. 1
The temperature was raised at a rate of 0 ° C./min. Flow rate of N2 gas is 20
The temperature of the transparent substrate 12 was kept at 450 ° C. for 1 hour while keeping it at 1 / min. After that, at 450 ° C., a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas containing water vapor was started to flow from the upper part of the bell jar 202, and the temperature was lowered. The rate of temperature decrease was 2 ° C./min. The flow rate ratio of nitrogen gas and oxygen gas was 9: 1, and the total flow rate was 20 l / min. That is, in the present embodiment, the atmosphere is switched at the stage of entering the substrate cooling stage, and the flow rate of nitrogen gas is set at 18.
1 / min, the flow rate of oxygen gas containing water vapor is 2 l / mi
It was set to n. The temperature of the transparent substrate is kept at 20
After the temperature becomes 0 ° C. or lower, the boat 206 on which the transparent substrate 12 is mounted is moved from the bottom of the bell jar 202 to the bell jar 202.
It was taken out to the outside atmosphere.

【0108】その後、図1に示すようにTa2O5陽極
酸化膜18上にCr膜をスパッタリング法により150
0Å堆積し、パターニングしてCr電極層20を形成
し、Ta電極層16、Ta2O5陽極酸化膜18および
Cr電極層20からなるMIM型非線形素子50を形成
した。
After that, as shown in FIG. 1, a Cr film is formed on the Ta2O5 anodic oxide film 18 by a sputtering method to a thickness of 150.
The Cr electrode layer 20 was formed by depositing 0 Å and patterning to form the MIM type non-linear element 50 including the Ta electrode layer 16, the Ta2O5 anodic oxide film 18 and the Cr electrode layer 20.

【0109】その後、実施例1と同様にして各透明基板
12上に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パ
ラメータβおよびオフ時の電流を測定したところ、実施
例1乃至8の場合と同様に、これらの特性が向上してい
ることがわかった。
After that, the non-linear parameter β and the off-time current of the MIM type non-linear element 50 formed on each transparent substrate 12 were measured in the same manner as in the first embodiment, and as in the first to eighth embodiments. , It was found that these characteristics were improved.

【0110】(実施例12)実施例2乃至8のように、
実施例11における熱処理温度、基板冷却に入った段階
で雰囲気を切り換える温度を変えてMIM型非線形素子
50を製造し、実施例1と同様にして各透明基板12上
に形成されたMIM型非線形素子50の非線形パラメー
タβおよびオフ時の電流を測定したところ、実施例11
の場合と同様に、これらの特性が向上していることがわ
かった。
(Embodiment 12) As in Embodiments 2 to 8,
The MIM type non-linear element 50 is manufactured by changing the heat treatment temperature in Example 11 and the temperature at which the atmosphere is switched when the substrate is cooled, and the MIM type non-linear element formed on each transparent substrate 12 in the same manner as in Example 1. When the non-linear parameter β of 50 and the current at the time of OFF were measured, Example 11
It was found that these characteristics were improved as in the case of.

【0111】(実施例13)実施例10のように、実施
例11における透明基板12を大気中に取り出す温度を
変えてMIM型非線形素子50を製造し、実施例1と同
様にして各透明基板12上に形成されたMIM型非線形
素子50の非線形パラメータβおよびオフ時の電流を測
定したところ、実施例11の場合と同様に、これらの特
性が向上していることがわかった。また、MIM型非線
形素子50の素子特性の面内ばらつきおよび透明基板1
2間のばらつきも良好なレベルであった。
(Embodiment 13) As in Embodiment 10, the MIM type non-linear element 50 is manufactured by changing the temperature at which the transparent substrate 12 in Embodiment 11 is taken out into the atmosphere, and each transparent substrate is manufactured in the same manner as in Embodiment 1. When the non-linear parameter β and the off-time current of the MIM type non-linear element 50 formed on No. 12 were measured, it was found that these characteristics were improved as in the case of Example 11. Further, the in-plane variation of the element characteristics of the MIM type nonlinear element 50 and the transparent substrate 1
The variation between the two was also at a good level.

【0112】(実施例14)実施例1と同じ方法でMI
M型非線形素子50を製造した後、図1に示すようにI
TO(Indium-Tin-Oxide)膜をスパッタリングにより1
000Å堆積させ、その後パターニングして画素電極2
2を形成して、透明基板12と透明基板12上に設けら
れたMIM型非線形素子50と、MIM型非線形素子5
0に接続された画素電極22とを備えた電極基板10を
形成した。一方、無アルカリガラス製の透明基板32上
にITO膜をスパッタリングにより堆積させ、その後パ
ターニングして対向信号電極34を形成することによっ
て電極基板30を作成した。電極基板10と電極基板3
0とによって液晶層40を挟持した。
(Example 14) MI in the same manner as in Example 1
After manufacturing the M-type non-linear element 50, as shown in FIG.
TO (Indium-Tin-Oxide) film by sputtering 1
000Å deposited and then patterned to form pixel electrode 2
2 to form the transparent substrate 12, the MIM type non-linear element 50 provided on the transparent substrate 12, and the MIM type non-linear element 5
An electrode substrate 10 having a pixel electrode 22 connected to 0 was formed. On the other hand, an electrode film 30 was prepared by depositing an ITO film on a transparent substrate 32 made of non-alkali glass by sputtering and then patterning it to form a counter signal electrode 34. Electrode substrate 10 and electrode substrate 3
The liquid crystal layer 40 was sandwiched between the two.

【0113】次に、図7に示すようにTa電極層16か
らなるデータ線78をデータ線駆動回路に接続詞、対向
信号電極34からなる走査線74を走査線駆動回路72
に接続して液晶表示装置100を作成した。この液晶表
示装置100の表示特性を調べたところ、コントラスト
が高く、画質が良好であった。
Next, as shown in FIG. 7, the data line 78 formed of the Ta electrode layer 16 is connected to the data line drive circuit, and the scanning line 74 formed of the counter signal electrode 34 is set to the scanning line drive circuit 72.
And a liquid crystal display device 100 was prepared. When the display characteristics of the liquid crystal display device 100 were examined, the contrast was high and the image quality was good.

【0114】実施例2乃至8および実施例10乃至13
と同じ方法で作成したMIM型非線形素子50を使用し
て本実施例と同様に液晶表示装置100を作成したとこ
ろ、同様にコントラストが高く、優れた画質が得られ
た。
Examples 2 to 8 and Examples 10 to 13
When the liquid crystal display device 100 was produced in the same manner as in this example using the MIM type non-linear element 50 produced by the same method as above, the contrast was similarly high and excellent image quality was obtained.

【0115】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、実施
例1乃至9において、Ta電極層16をTaを主成分と
しその中にReまたはMoを添加したものを用いること
もできる。また、上記実施例のように、Wを添加したタ
ンタル膜を用いた場合でも、濃度は0.7重量%に限ら
れるものではない。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in Embodiments 1 to 9, the Ta electrode layer 16 contains Ta as a main component, and It is also possible to use a material to which Re or Mo is added. Further, the concentration is not limited to 0.7% by weight even when the tantalum film to which W is added is used as in the above embodiment.

【0116】さらに、Cr電極層20に代えてTiまた
はAlからなる電極層を使用することもできる。さら
に、また、Cr電極層20を省略し、画素電極22によ
ってこのCr電極層20を兼ねることもできる。
Further, instead of the Cr electrode layer 20, an electrode layer made of Ti or Al can be used. Furthermore, the Cr electrode layer 20 may be omitted and the pixel electrode 22 may also serve as the Cr electrode layer 20.

【0117】また、本実施例においては、熱処理装置と
して縦形炉を用いているが、同等の仕様を有する横形炉
を用いて本実施例のような熱処理を行っても、同様の効
果が得られる。
Further, in this embodiment, the vertical furnace is used as the heat treatment apparatus, but the same effect can be obtained by performing the heat treatment as in this embodiment using the horizontal furnace having the same specifications. .

【0118】液晶表示装置を駆動するために素子に駆動
電圧を印加し続けると、初期特性に対して同じ電圧を印
加しても、電流がシフトするという現象が起こる。液晶
表示装置の焼き付きを目立たなくするためには、このM
IM素子の電流シフトを2%以内に抑える必要がある。
また、液晶を駆動するためには、用いる液晶の閾値電圧
によっても異なるが、一般に4V印加時の電流値を1×
10−10A以下にする必要がある。さらに、80℃の
環境でも十分に動作するためには、それを1×10−1
1A以下にする必要がある。従って、図9の91に示す
ように、従来の技術を用いて酸化膜形成後の熱処理を行
った場合には、動作マージンを確保すると電流シフトが
大きくなり、液晶表示装置の焼き付きが目立つようにな
る。比較例のようにMIM型非線形素子を作成した場合
も同様である。
When the drive voltage is continuously applied to the element to drive the liquid crystal display device, the current shift occurs even if the same voltage is applied to the initial characteristics. In order to make the burn-in of the liquid crystal display device inconspicuous, this M
It is necessary to suppress the current shift of the IM element within 2%.
Further, in order to drive the liquid crystal, the current value at the time of applying 4V is generally 1 ×, though it depends on the threshold voltage of the liquid crystal used.
It must be 10-10A or less. Furthermore, in order to operate sufficiently even in an environment of 80 ° C., 1 × 10 −1
It should be 1A or less. Therefore, as shown at 91 in FIG. 9, when the heat treatment is performed after the oxide film is formed by using the conventional technique, the current shift becomes large when the operation margin is secured, and the burn-in of the liquid crystal display device becomes conspicuous. Become. The same applies when a MIM type non-linear element is created as in the comparative example.

【0119】本実施例を用いてMIM型非線形素子を作
成した場合は、図9の92に示すように、動作マージン
を確保し、かつシフトを2%以内に抑えることができる
ので、優れた画質を持つ液晶表示装置100を得ること
ができる。
When the MIM type non-linear element is manufactured by using this embodiment, as shown at 92 in FIG. 9, the operation margin can be secured and the shift can be suppressed within 2%. The liquid crystal display device 100 having

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

【図1】本発明の実施例および従来のMIM型非線形素
子の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an embodiment of the present invention and a conventional method for manufacturing a MIM type non-linear element.

【図2】本発明の実施例および従来のMIM型非線形素
子の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an example of the present invention and a conventional method for manufacturing a MIM type nonlinear element.

【図3】本発明の実施例で使用する熱処理炉を説明する
ための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a heat treatment furnace used in an example of the present invention.

【図4】本発明の第1乃至第5の実施例および比較例の
MIM型非線形素子のβ値を示す図である。
FIG. 4 is a graph showing β values of MIM type nonlinear elements of the first to fifth embodiments of the present invention and comparative examples.

【図5】本発明の第1乃至第5の実施例および比較例の
MIM型非線形素子のオフ時の電流値を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing current values when the MIM type nonlinear elements of the first to fifth examples and comparative examples of the present invention are off.

【図6】本発明の第1の実施例における基板温度と時間
との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between substrate temperature and time in the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明および従来のMIM型非線形素子が使用
される液晶表示装置を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a liquid crystal display device in which the present invention and a conventional MIM type non-linear element are used.

【図8】本発明および従来のMIM型非線形素子が使用
される液晶表示装置を説明するための断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device using the present invention and a conventional MIM type non-linear element.

【図9】本発明および従来のMIM型非線形素子の電流
シフトと、MIM型非線形素子に4Vの電圧を印加した
ときに流れる電流の関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between current shifts of the present invention and a conventional MIM type nonlinear element and a current flowing when a voltage of 4V is applied to the MIM type nonlinear element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、30・・・電極基板 12、32・・・透明基板 14・・・Ta2O5層 16・・・Ta電極層 18・・・ Ta2O5陽極酸化膜 20・・・Cr電極層 22・・・画素電極 34・・・対向信号電極 40・・・液晶層 50・・・MIM型非線形素子 60・・・液晶表示要素 72・・・走査線駆動回路 74・・・走査線 76・・・データ線駆動回路 78・・・データ線 80・・・画素領域 100・・・液晶表示装置 200・・・熱処理炉 202・・・ベルジャ 204・・・ヒータ 206・・・ボート 10, 30 ... Electrode substrate 12, 32 ... Transparent substrate 14 ... Ta2O5 layer 16 ... Ta electrode layer 18 ... Ta2O5 anodic oxide film 20 ... Cr electrode layer 22 ... Pixel electrode 34 ... Counter signal electrode 40 ... Liquid crystal layer 50 ... MIM type non-linear element 60 ... Liquid crystal display element 72 ... Scan line drive circuit 74 ... Scan line 76 ... Data line drive circuit 78 ... Data line 80 ... Pixel region 100 ... Liquid crystal display device 200 ... Heat treatment furnace 202 ... Bell jar 204 ... Heater 206 ... Boat

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に第1の導電層を形成する工程と、 前記第1の導電層上に酸化膜を形成する工程と、 少なくともその終期段階において、前記第1の導電層お
よび前記酸化膜が形成された前記基板を、酸素ガスを含
むガス雰囲気中にて処理を行う熱アニール工程と、 その後、前記酸化膜上に第2の導電層を形成する工程
と、 を有することを特徴とするMIM型非線形素子の製造方
法。
1. A step of forming a first conductive layer on a substrate, a step of forming an oxide film on the first conductive layer, and at least at the final stage thereof, the first conductive layer and the oxidation film. A thermal annealing step of processing the substrate on which the film is formed in a gas atmosphere containing oxygen gas; and a step of forming a second conductive layer on the oxide film after that. A method for manufacturing a MIM type non-linear element.
【請求項2】請求項1に記載のMIM型非線形素子の製
造方法において、 前記熱アニール工程は、 前記第1の導電層および前記酸化膜が形成された前記基
板を所定の第1の温度で熱処理を行う工程と、 その後、前記基板を前記第1の温度から所定の第2の温
度まで降温する工程と、 その後、前記基板を酸素ガスを含むガス雰囲気中で前記
第2の温度から所定の第3の温度まで降温する工程と、
を有することを特徴とするMIM型非線形素子の製造方
法。
2. The method of manufacturing a MIM type non-linear element according to claim 1, wherein in the thermal annealing step, the substrate on which the first conductive layer and the oxide film are formed is heated at a predetermined first temperature. A step of performing heat treatment, a step of lowering the temperature of the substrate from the first temperature to a predetermined second temperature, and a step of heating the substrate from the second temperature to a predetermined temperature in a gas atmosphere containing oxygen gas. A step of lowering the temperature to a third temperature,
A method of manufacturing a MIM type non-linear element, comprising:
【請求項3】請求項2に記載のMIM型非線形素子の製
造方法において、 窒素ガス雰囲気中において、第1の温度で熱処理を行な
う工程及び第1の温度から第2の温度まで降温する工程
を行なうことを特徴とするMIM型非線形素子の製造方
法。
3. A method of manufacturing a MIM type non-linear element according to claim 2, comprising a step of performing heat treatment at a first temperature and a step of lowering the temperature from the first temperature to the second temperature in a nitrogen gas atmosphere. A method of manufacturing a MIM type non-linear element, characterized in that
【請求項4】請求項1乃至3のいずれかに記載のMIM
型非線形素子の製造方法において、 前記酸素ガスを含むガスが酸素ガスと窒素ガスとの混合
ガスであることを特徴とするMIM型非線形素子の製造
方法。
4. The MIM according to any one of claims 1 to 3.
A method of manufacturing a MIM type nonlinear element, wherein the gas containing oxygen gas is a mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas.
【請求項5】請求項4に記載のMIM型非線形素子の製
造方法において、 前記酸素ガスと窒素ガスの流量比が1:20〜20:1
であることを特徴とするMIM型非線形素子の製造方
法。
5. The method for manufacturing a MIM type non-linear element according to claim 4, wherein the flow rate ratio of the oxygen gas and the nitrogen gas is 1:20 to 20: 1.
And a method for manufacturing a MIM type non-linear element.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載のMIM
型非線形素子の製造方法において、 前記酸化膜が第1の導電層の陽極酸化膜であることを特
徴とするMIM型非線形素子の製造方法。
6. The MIM according to any one of claims 1 to 5.
A method of manufacturing a MIM type nonlinear element, wherein the oxide film is an anodized film of a first conductive layer.
【請求項7】請求項1乃至6のいずれかに記載のMIM
型非線形素子の製造方法において、 前記第1の導電層がTaからなることを特徴とするMI
M型非線形素子の製造方法。
7. The MIM according to any one of claims 1 to 6.
In the method for manufacturing a non-linear element, the MI, wherein the first conductive layer is made of Ta.
Method for manufacturing M-type non-linear element.
【請求項8】請求項7に記載のMIM型非線形素子の製
造方法において、 前記酸素ガスを含むガス雰囲気が水蒸気を含むことを特
徴とするMIM型非線形素子の製造方法。
8. The method of manufacturing an MIM type non-linear element according to claim 7, wherein the gas atmosphere containing the oxygen gas contains water vapor.
【請求項9】請求項1乃至6のいずれかに記載のMIM
型非線形素子の製造方法において、 前記第1の導電層がTaを主成分とし、その中にW、R
eおよびMoからなる群より選ばれた少なくとも1以上
の元素を添加したものからなることを特徴とするMIM
型非線形素子の製造方法。
9. The MIM according to any one of claims 1 to 6.
In the method for manufacturing a non-linear element, the first conductive layer contains Ta as a main component, and W, R
MIM characterized by comprising at least one element selected from the group consisting of e and Mo
Method of manufacturing type nonlinear element.
【請求項10】請求項9に記載のMIM型非線形素子の
製造方法において、 前記酸素ガスが乾燥酸素ガスであることを特徴とするM
IM型非線形素子の製造方法。
10. The method for manufacturing a MIM type non-linear element according to claim 9, wherein the oxygen gas is dry oxygen gas.
IM-type non-linear element manufacturing method.
【請求項11】請求項1乃至10のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第2の導電層がCr、Ti、Alまたはインジウム
・錫・酸化物(ITO)からなることを特徴とするMI
M型非線形素子の製造方法。
11. M according to any one of claims 1 to 10.
In the method for manufacturing an IM type non-linear element, the second conductive layer is made of Cr, Ti, Al or indium tin tin oxide (ITO).
Method for manufacturing M-type non-linear element.
【請求項12】請求項11に記載のMIM型非線形素子
の製造方法において、 前記第2の導電層がCrであることを特徴とするMIM
型非線形素子の製造方法。
12. The method of manufacturing an MIM type non-linear element according to claim 11, wherein the second conductive layer is Cr.
Method of manufacturing type nonlinear element.
【請求項13】請求項2乃至12のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第1の温度から第3の温度までの平均温度勾配が
0.1〜60℃/minであることを特徴とするMIM
型非線形素子の製造方法。
13. M according to any one of claims 2 to 12.
In the method for manufacturing an IM-type non-linear element, the average temperature gradient from the first temperature to the third temperature is 0.1 to 60 ° C./min, and the MIM is characterized.
Method of manufacturing type nonlinear element.
【請求項14】請求項2乃至13のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記基板がガラス基板であり前記第1の温度が220℃
〜600℃であることを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
14. M according to any one of claims 2 to 13.
In the method for manufacturing an IM-type non-linear element, the substrate is a glass substrate, and the first temperature is 220 ° C.
The manufacturing method of the MIM type | mold nonlinear element characterized by being -600 degreeC.
【請求項15】請求項2乃至14のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第2の温度が220℃〜600℃であることを特徴
とするMIM型非線形素子の製造方法。
15. The M according to any one of claims 2 to 14.
The method for manufacturing an IM type non-linear element, wherein the second temperature is 220 ° C. to 600 ° C.
【請求項16】請求項2乃至15のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第3の温度が250℃以下であることを特徴とする
MIM型非線形素子の製造方法。
16. M according to any one of claims 2 to 15.
The method for manufacturing an IM-type nonlinear element, wherein the third temperature is 250 ° C. or lower.
【請求項17】請求項2乃至16のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第2の温度が前記第1の温度と同じ温度であること
を特徴とするMIM型非線形素子の製造方法。
17. The M according to any one of claims 2 to 16.
The method for manufacturing an IM-type non-linear element, wherein the second temperature is the same temperature as the first temperature.
【請求項18】請求項2乃至17のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第1の温度での熱処理工程と、前記第1の温度から
前記第2の温度までの降温工程と、前記第2の温度から
前記第3の温度までの降温工程と、を同一の熱処理装置
内で連続して行うことを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
18. The M according to any one of claims 2 to 17.
In the method for manufacturing an IM-type non-linear element, a heat treatment step at the first temperature, a temperature reduction step from the first temperature to the second temperature, and a second temperature to the third temperature are performed. A method of manufacturing an MIM type non-linear element, characterized in that the temperature lowering step and the temperature lowering step are continuously performed in the same heat treatment apparatus.
【請求項19】請求項2乃至18のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第1の導電層および前記酸化膜が形成された前記基
板を前記酸素ガスを含むガス雰囲気中で前記第2の温度
から250℃以下まで降温し、その後前記基板を熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
19. M according to any one of claims 2 to 18.
In the method for manufacturing an IM type non-linear element, the substrate on which the first conductive layer and the oxide film are formed is cooled from the second temperature to 250 ° C. or lower in a gas atmosphere containing the oxygen gas, and then the A method of manufacturing a MIM type non-linear element, characterized in that the substrate is taken out of the heat treatment apparatus.
【請求項20】請求項2乃至18のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第1の導電層および前記酸化膜が形成された前記基
板を前記酸素ガスを含むガス雰囲気中で前記第2の温度
から220℃以下まで降温し、その後前記基板を熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
20. M according to any one of claims 2 to 18.
In the method for manufacturing an IM type non-linear element, the substrate on which the first conductive layer and the oxide film are formed is cooled from the second temperature to 220 ° C. or less in a gas atmosphere containing the oxygen gas, and then the A method of manufacturing a MIM type non-linear element, characterized in that the substrate is taken out of the heat treatment apparatus.
【請求項21】請求項2乃至18のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記第1の導電層および前記酸化膜が形成された前記基
板を前記酸素ガスを含むガス雰囲気中で前記第2の温度
から200℃以下まで降温し、その後前記基板を熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
21. M according to any one of claims 2 to 18.
In the method for manufacturing an IM nonlinear element, the substrate on which the first conductive layer and the oxide film are formed is cooled from the second temperature to 200 ° C. or lower in a gas atmosphere containing the oxygen gas, and then the A method of manufacturing a MIM type non-linear element, characterized in that the substrate is taken out of the heat treatment apparatus.
【請求項22】請求項2乃至21のいずれかに記載のM
IM型非線形素子の製造方法において、 前記基板を熱処理装置外に取り出す温度と、前記第3の
温度は同一であることを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
22. The M according to any one of claims 2 to 21.
In the method for manufacturing an IM-type nonlinear element, the temperature for taking out the substrate to the outside of the heat treatment apparatus and the third temperature are the same, and the method for manufacturing an MIM-type nonlinear element.
【請求項23】請求項1に記載のMIM型非線形素子の
製造方法において、 前記熱アニール工程は、前記終期段階において、前記酸
素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内において、25
0℃以下まで降温して、その後、前記基板を前記熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
23. The method of manufacturing a MIM type non-linear element according to claim 1, wherein the thermal annealing step is performed in a heat treatment apparatus in a gas atmosphere containing the oxygen gas at a final stage of 25.
A method of manufacturing a MIM type non-linear element, characterized in that the temperature is lowered to 0 ° C. or lower, and then the substrate is taken out of the heat treatment apparatus.
【請求項24】請求項1に記載のMIM型非線形素子の
製造方法において、 前記熱アニール工程は、前記終期段階において、前記酸
素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内において、22
0℃以下まで降温して、その後、前記基板を前記熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
24. The method of manufacturing an MIM type non-linear element according to claim 1, wherein the thermal annealing step is performed in the heat treatment apparatus in a gas atmosphere containing the oxygen gas at the final stage.
A method of manufacturing a MIM type non-linear element, characterized in that the temperature is lowered to 0 ° C. or lower, and then the substrate is taken out of the heat treatment apparatus.
【請求項25】請求項1に記載のMIM型非線形素子の
製造方法において、 前記熱アニール工程は、前記終期段階において、前記酸
素ガスを含むガス雰囲気の熱処理装置内において、20
0℃以下まで降温して、その後、前記基板を前記熱処理
装置外に取り出すことを特徴とするMIM型非線形素子
の製造方法。
25. The method of manufacturing a MIM type non-linear element according to claim 1, wherein the thermal annealing step is performed in a heat treatment apparatus in a gas atmosphere containing the oxygen gas at the final stage of 20.
A method of manufacturing a MIM type non-linear element, characterized in that the temperature is lowered to 0 ° C. or lower, and then the substrate is taken out of the heat treatment apparatus.
【請求項26】請求項1記載の方法により製造されたM
IM型非線形素子を画素のスイッチング素子として使用
したことを特徴とする液晶表示装置。
26. An M produced by the method according to claim 1.
A liquid crystal display device using an IM type non-linear element as a switching element of a pixel.
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