JPH1084146A - Nonlinear resistance element and its manufacturing method - Google Patents
Nonlinear resistance element and its manufacturing methodInfo
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- JPH1084146A JPH1084146A JP8236098A JP23609896A JPH1084146A JP H1084146 A JPH1084146 A JP H1084146A JP 8236098 A JP8236098 A JP 8236098A JP 23609896 A JP23609896 A JP 23609896A JP H1084146 A JPH1084146 A JP H1084146A
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Abstract
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、液晶表示装置のス
イッチング素子として好適に使用される非線形抵抗素子
およびその製造方法に関し、特に、非線形抵抗層として
硫化亜鉛を主成分とする材料によって構成された非線形
抵抗素子およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-linear resistance element suitably used as a switching element of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a non-linear resistance layer made of a material mainly composed of zinc sulfide. The present invention relates to a nonlinear resistance element and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置のスイッチングとして、簡
潔な構成である２端子の非線形抵抗素子が使用されるよ
うになっている。このような非線形抵抗素子は、通常、
第１電極と第２電極との間に、非線形抵抗層が配置され
て構成されている。例えば、特公昭６１−３２６７４号
公報には、非線形抵抗層として酸化タンタルを使用した
非線形抵抗素子が開示されており、また、特公平６−１
７９５７号公報には、非線形抵抗層としてシリコン窒化
膜またはシリコン酸化膜を使用した非線形抵抗素子が開
示されている。2. Description of the Related Art A two-terminal non-linear resistance element having a simple structure has been used for switching of a liquid crystal display device. Such a non-linear resistance element is usually
A non-linear resistance layer is arranged between the first electrode and the second electrode. For example, Japanese Patent Publication No. Sho 61-32674 discloses a nonlinear resistance element using tantalum oxide as a nonlinear resistance layer.
No. 7957 discloses a nonlinear resistance element using a silicon nitride film or a silicon oxide film as a nonlinear resistance layer.
【０００３】一般的な非線形抵抗素子の構造の一例を図
５に示す。この非線形抵抗素子は、絶縁性の基板５１上
に設けられた第１電極５２に、非線形抵抗層５３が積層
されている。第１電極５２は、上面が平坦であって各側
面がテーパー状になった断面台形状に基板５１上に積層
されており、非線形抵抗層５３は、ほぼ一定の厚さで第
１電極５２を覆っている。そして、第１電極５２の上面
および一方の側面とは非線形抵抗層５３を挟んで第２電
極５５が積層されている。第２電極５５は、第１電極５
２の側方の基板５１上にも積層された状態になってい
る。このような構成の非線形抵抗素子では、第１電極５
２と第２電極５５とによって挟まれた非線形抵抗層５３
部分によって、所定のＩ−Ｖ（電流−電圧）特性が得ら
れる。FIG. 5 shows an example of the structure of a general nonlinear resistance element. In this nonlinear resistance element, a nonlinear resistance layer 53 is laminated on a first electrode 52 provided on an insulating substrate 51. The first electrode 52 is laminated on the substrate 51 in a trapezoidal cross section having a flat upper surface and tapered sides, and the non-linear resistance layer 53 has a substantially constant thickness. Covering. The second electrode 55 is stacked on the upper surface and one side surface of the first electrode 52 with the nonlinear resistance layer 53 interposed therebetween. The second electrode 55 is a first electrode 5
It is also stacked on the substrate 51 on the side of No. 2. In the nonlinear resistance element having such a configuration, the first electrode 5
Non-linear resistance layer 53 sandwiched between second electrode 55 and second electrode 55
Depending on the portion, a predetermined IV (current-voltage) characteristic is obtained.
【０００４】非線形抵抗素子の第１電極５２は、通常、
基板５１上に、スパッタリング法、ＣＶＤ法等によって
成膜され、フォトプロセス後にエッチングすることによ
り、所定の形状に形成される。非線形抵抗層５３は、陽
極酸化法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等によって第１
電極５２上に積層される。この場合、第１電極５２の上
面とテーパー状になった側面との境界部分が、エッジ状
になっているために、その境界部分において非線形抵抗
層５３が確実に積層されないおそれがある。その結果、
第１電極５２と第２電極５５との間に位置する非線形抵
抗層５３の膜質が均質にならず、所定のＩ−Ｖ特性が得
られないおそれがある。また、エッジ状部分において絶
縁破壊が生じたり、テーパー状になった非線形抵抗層５
３と第２電極５５とが接触不良になるおそれもある。The first electrode 52 of the nonlinear resistance element is usually
A film is formed on the substrate 51 by a sputtering method, a CVD method, or the like, and is formed into a predetermined shape by etching after a photo process. The non-linear resistance layer 53 is formed by a first method such as an anodic oxidation method, a sputtering method,
It is laminated on the electrode 52. In this case, since the boundary between the upper surface of the first electrode 52 and the tapered side surface has an edge shape, the non-linear resistance layer 53 may not be reliably stacked at the boundary. as a result,
The film quality of the non-linear resistance layer 53 located between the first electrode 52 and the second electrode 55 may not be uniform, and a predetermined IV characteristic may not be obtained. In addition, dielectric breakdown occurs in the edge-shaped portion or the non-linear resistance layer 5 is tapered.
There is a possibility that the third electrode 55 and the second electrode 55 may have poor contact.
【０００５】このような問題を解決するために、例え
ば、特開昭６３−１２２１０３号公報には、図６に示す
構造の非線形抵抗素子が開示されている。この非線形抵
抗素子は、絶縁性の基板６１に設けられた第１電極６２
が、非線形抵抗層６３によって覆われた状態で、基板６
１上に積層された絶縁膜６４内に埋設された状態になっ
ている。第１電極６２の上面を覆う非線形抵抗層６３の
上面は、絶縁膜６４から露出しており、その非線形抵抗
層６３の上面に、第２電極６５が積層されている。第２
電極６５は、非線形抵抗層６３の上面にのみ積層されて
おり、非線形抵抗層６３のテーパー状部分を覆う絶縁膜
６４上に積層された状態になっている。To solve such a problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-122103 discloses a nonlinear resistance element having a structure shown in FIG. This non-linear resistance element includes a first electrode 62 provided on an insulating substrate 61.
Is covered with the non-linear resistance layer 63 and the substrate 6
1 is buried in the insulating film 64 laminated on the first insulating film. The upper surface of the nonlinear resistance layer 63 covering the upper surface of the first electrode 62 is exposed from the insulating film 64, and the second electrode 65 is laminated on the upper surface of the nonlinear resistance layer 63. Second
The electrode 65 is laminated only on the upper surface of the nonlinear resistance layer 63, and is in a state of being laminated on the insulating film 64 covering the tapered portion of the nonlinear resistance layer 63.
【０００６】このような構成の非線形抵抗素子では、第
２電極６５が、第１電極６２のテーパー状側面を覆う非
線形抵抗層６３とは接触せず、第１電極６２の上面を覆
う非線形抵抗層６３の上面にのみ接触した状態になって
いるために、非線形抵抗層６３のテーパー状になった側
面部分およびエッジ部分は抵抗層とは機能しない。従っ
て、非線形抵抗層６３がエッジ部において膜質が劣化し
ていても、所定のＩ−Ｖ特性が得られる。また、第２電
極６５が非線形抵抗層６３の上面にのみ接触しているた
めに、両者の接触不良が生じるおそれもない。In the nonlinear resistance element having such a configuration, the second electrode 65 does not come into contact with the nonlinear resistance layer 63 covering the tapered side surface of the first electrode 62, and the nonlinear resistance layer covering the upper surface of the first electrode 62 does not contact the second electrode 65. Since only the upper surface of the non-linear resistance layer 63 is in contact with the upper surface of the non-linear resistance layer 63, the tapered side surface portion and the edge portion of the non-linear resistance layer 63 do not function as the resistance layer. Therefore, a predetermined IV characteristic can be obtained even if the film quality of the nonlinear resistance layer 63 is deteriorated at the edge portion. Further, since the second electrode 65 is in contact only with the upper surface of the non-linear resistance layer 63, there is no possibility that a poor contact between them occurs.
【０００７】従って、図６に示す非線形抵抗素子は、非
線形抵抗素子の信頼性を向上させるためには有効な素子
構造になっている。Therefore, the nonlinear resistance element shown in FIG. 6 has an effective element structure for improving the reliability of the nonlinear resistance element.
【０００８】さらに、図５および図６に示す非線形抵抗
素子では、非線形抵抗層５３および６３として、酸化タ
ンタル、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜等を使用
しているために、Ｉ−Ｖ特性にバラツキがあり、液晶表
示装置のスイッチング素子として使用すると、表示画像
の画質がばらつくという問題がある。Further, in the non-linear resistance elements shown in FIGS. 5 and 6, since the non-linear resistance layers 53 and 63 are made of a tantalum oxide, a silicon nitride film, a silicon oxide film or the like, the IV characteristics vary. When used as a switching element of a liquid crystal display device, there is a problem that the image quality of a displayed image varies.
【０００９】特開平７−１３４３１５号公報には、非線
形抵抗層として硫化亜鉛（ＺｎＳ）を使用する構成が開
示されている。このように、非線形抵抗層として硫化亜
鉛を使用した非線形抵抗素子は、Ｉ−Ｖ（電流−電圧）
特性の非線形性が大きく、しかも、硫化亜鉛中に不純物
をドーピングすることによりＩ−Ｖ特性を制御すること
が可能であるために、表示媒体の電気光学的特性に対応
したＩ−Ｖ特性を有する非線形抵抗素子が得られる。従
って、非線形抵抗層として硫化亜鉛を使用した非線形抵
抗素子をスイッチング素子として使用した液晶表示装置
は、高コントラストが得られるという大きな特徴を有し
ている。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-134315 discloses a configuration using zinc sulfide (ZnS) as a nonlinear resistance layer. Thus, the nonlinear resistance element using zinc sulfide as the nonlinear resistance layer has an IV (current-voltage).
It has a large non-linearity in characteristics and can control the IV characteristics by doping impurities into zinc sulfide, so that it has the IV characteristics corresponding to the electro-optical characteristics of the display medium. A non-linear resistance element is obtained. Therefore, a liquid crystal display device using a non-linear resistance element using zinc sulfide as a non-linear resistance layer as a switching element has a great feature that high contrast can be obtained.
【００１０】非線形抵抗層に硫化亜鉛を使用するとも
に、非線形抵抗層のテーパー部分を絶縁膜で覆った非線
形素子の構造の一例を、図７に示す。この非線形抵抗素
子は、絶縁性基板７１上に設けられた第１電極７２が、
基板７１の上面全体を覆う非線形抵抗層７３によって覆
われた状態になっている。そして、この非線形抵抗層７
３上に、絶縁膜７４が積層されている。絶縁膜７４に
は、第１電極７２の上面を覆う非線形抵抗層７３の表面
が露出するように、コンタクトホール７４ａが設けられ
ており、このコンタクトホール７４ａ内に、第２電極７
５が設けられている。第２電極７５は、コンタクトホー
ル７４ａ内に露出した非線形抵抗層７３に接触されると
ともに、絶縁膜７４上にまで積層されている。FIG. 7 shows an example of the structure of a nonlinear element in which zinc sulfide is used for the nonlinear resistance layer and the tapered portion of the nonlinear resistance layer is covered with an insulating film. In this nonlinear resistance element, the first electrode 72 provided on the insulating substrate 71
The substrate 71 is covered with a non-linear resistance layer 73 covering the entire upper surface. Then, this nonlinear resistance layer 7
An insulating film 74 is laminated on the third. In the insulating film 74, a contact hole 74a is provided so that the surface of the nonlinear resistance layer 73 covering the upper surface of the first electrode 72 is exposed, and the second electrode 7 is formed in the contact hole 74a.
5 are provided. The second electrode 75 is in contact with the non-linear resistance layer 73 exposed in the contact hole 74a, and is also stacked on the insulating film 74.
【００１１】このような構成の非線形抵抗素子は、非線
形抵抗層７３における第１電極７２の上面を覆う部分だ
けが、素子の機能部分として使用されており、また、エ
ッジ部には接触していないために、第１電極７２および
第２電極７５間の絶縁破壊、第２電極７５と非線形抵抗
層７３との接触不良等が生じるおそれがない。In the nonlinear resistance element having such a configuration, only the portion of the nonlinear resistance layer 73 covering the upper surface of the first electrode 72 is used as a functional part of the element, and does not contact the edge. Therefore, there is no possibility that dielectric breakdown between the first electrode 72 and the second electrode 75, poor contact between the second electrode 75 and the nonlinear resistance layer 73, and the like will occur.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】図７に示すように、コ
ンタクトホールを有する絶縁膜を形成する場合には、非
線形抵抗層７３に積層された絶縁膜７４として、有機材
料および無機材料のいずれも使用することができる。絶
縁膜７４として有機材料を使用する場合には、スピナ
ー、ロールコーター等によって非線形抵抗層７３上に積
層することができるが、無機材料を使用する場合には、
スパッタリング法、ＣＶＤ法等によって非線形抵抗層７
３上に積層しなければならない。従って、絶縁膜７４と
して無機材料を使用すると、非線形抵抗層７３上に積層
するために真空成膜装置が必要になり、積層作業および
工程が複雑になるという問題がある。このために、絶縁
膜７４としては、比較的簡略な作業および工程によって
積層することができる有機材料を使用することが好まし
い。As shown in FIG. 7, when an insulating film having a contact hole is formed, both an organic material and an inorganic material are used as the insulating film 74 laminated on the nonlinear resistance layer 73. Can be used. When an organic material is used as the insulating film 74, the insulating film 74 can be laminated on the nonlinear resistance layer 73 by a spinner, a roll coater, or the like, but when an inorganic material is used,
Non-linear resistance layer 7 by sputtering, CVD, etc.
3 must be laminated. Therefore, when an inorganic material is used as the insulating film 74, a vacuum film forming apparatus is required for laminating the insulating film 74 on the non-linear resistance layer 73, and there is a problem that the laminating operation and process become complicated. For this reason, as the insulating film 74, it is preferable to use an organic material that can be stacked by relatively simple operations and steps.
【００１３】絶縁膜７４として有機材料を使用する場合
には、硫化亜鉛によって構成された非線形抵抗層７３上
に、有機材料によって構成された絶縁膜７４を全面にわ
たって塗布した後に、露光工程および現像工程を経て、
絶縁膜７４の所定位置にコンタクトホール７４ａが形成
される。コンタクトホール７４ａ内には、硫化亜鉛によ
って構成された非線形抵抗層７３が露出した状態にな
る。When an organic material is used as the insulating film 74, an insulating film 74 made of an organic material is applied over the entire surface of the nonlinear resistance layer 73 made of zinc sulfide, and then exposed and developed. Through
A contact hole 74a is formed at a predetermined position of insulating film 74. The non-linear resistance layer 73 made of zinc sulfide is exposed in the contact hole 74a.
【００１４】このように、硫化亜鉛によって構成された
非線形抵抗層７３の表面は、一旦、有機材料によって構
成された絶縁膜７４によって、全面にわたって覆われた
状態になる。このために、硫化亜鉛によって構成された
非線形抵抗層７３の表面が、非線形抵抗層７３を構成す
る有機材料の残渣によって汚染されて、第２電極７５が
汚染された非線形抵抗層７３に接続されるおそれがあ
る。非線形抵抗素子においては、非線形抵抗層７３と第
２電極７５との界面の状態が、素子特性に大きな影響を
与え、非線形抵抗層７３の表面が汚染されていることに
よって、非線形抵抗素子のＩ−Ｖ特性が経時的に変化す
るとともに、Ｉ−Ｖ特性に非対称性が現れる。このよう
に、非線形抵抗層と電極との界面が汚染された非線形抵
抗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、経時的なコントラストの低下、残像現象、チラツ
キ等の発生等により、表示品位が経時的に低下するおそ
れがある。As described above, the surface of the nonlinear resistance layer 73 made of zinc sulfide is once covered entirely with the insulating film 74 made of an organic material. Therefore, the surface of the non-linear resistance layer 73 made of zinc sulfide is contaminated by the residue of the organic material forming the non-linear resistance layer 73, and the second electrode 75 is connected to the contaminated non-linear resistance layer 73. There is a risk. In the non-linear resistance element, the state of the interface between the non-linear resistance layer 73 and the second electrode 75 greatly affects the element characteristics, and the surface of the non-linear resistance layer 73 is contaminated. As the V characteristic changes over time, asymmetry appears in the IV characteristic. As described above, when a non-linear resistance element in which the interface between the non-linear resistance layer and the electrode is contaminated is used as a switching element of a liquid crystal display device, the display quality is deteriorated due to a decrease in contrast over time, an after-image phenomenon, flickering, and the like. It may decrease over time.
【００１５】硫化亜鉛によって構成された非線形抵抗層
７３の表面における有機材料の残渣は、アッシングによ
って除去することができるが、この場合には、有機材料
によって構成された絶縁膜７４もダメージを受ける。ま
た、非線形抵抗層７３の表面を薬液によってエッチング
することより、有機材料の残渣を非線形抵抗層７３の表
面から除去することも考えられるが、硫化亜鉛によって
構成された非線形抵抗層７３の表面を数ｎｍ程度だけエ
ッチングすることはほとんど不可能である。The residue of the organic material on the surface of the nonlinear resistance layer 73 made of zinc sulfide can be removed by ashing, but in this case, the insulating film 74 made of the organic material is also damaged. It is also conceivable to remove the residue of the organic material from the surface of the nonlinear resistance layer 73 by etching the surface of the nonlinear resistance layer 73 with a chemical solution. It is almost impossible to etch only about nm.
【００１６】特開昭６０−３０１８８号公報には、第１
金属（第１電極）と、絶縁体（非線形抵抗層）と、第２
金属（第２電極）とを連続的に成膜することにより、非
線形抵抗素子としてのＭ−Ｉ−Ｍ素子を製造する方法が
開示されている。この方法では、非線形抵抗層の表面が
汚染されるおそれがない。しかし、このような方法で
は、第１電極、非線形抵抗層、第２電極が、全て同一の
形状にパターニングされるために、これらの積層体のエ
ッジ部にリーク電流が流れやすく、素子特性が不安定に
なるという問題がある。また、このような方法では、硫
化亜鉛によって構成された非線形抵抗層と、第２電極と
を、非線形抵抗層に積層された絶縁膜のコンタクトホー
ル内にて接続する非線形抵抗素子を製造することができ
ない。JP-A-60-30188 discloses the first
Metal (first electrode), insulator (non-linear resistance layer), second
There is disclosed a method of manufacturing a MIM device as a nonlinear resistance device by continuously forming a film with a metal (second electrode). In this method, there is no possibility that the surface of the nonlinear resistance layer is contaminated. However, in such a method, since the first electrode, the non-linear resistance layer, and the second electrode are all patterned into the same shape, a leak current easily flows to the edge of the stacked body, and the element characteristics are poor. There is a problem of becoming stable. Further, in such a method, it is possible to manufacture a nonlinear resistance element in which a nonlinear resistance layer made of zinc sulfide and the second electrode are connected in a contact hole of an insulating film laminated on the nonlinear resistance layer. Can not.
【００１７】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、硫化亜鉛を主成分とする非線形抵
抗層に、有機材料によって構成された絶縁膜を積層し、
その絶縁膜にコンタクトホールを形成して、コンタクト
ホール内にて第２電極を非線形抵抗層に接続する場合に
も、非線形抵抗層の表面が有機材料の残渣によって汚染
されるおそれがなく、従って、Ｉ−Ｖ特性等の経時変化
のない非線形抵抗素子およびその製造方法を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to solve such a problem. An object of the present invention is to laminate an insulating film made of an organic material on a nonlinear resistance layer containing zinc sulfide as a main component.
Even when a contact hole is formed in the insulating film and the second electrode is connected to the non-linear resistance layer in the contact hole, there is no possibility that the surface of the non-linear resistance layer is contaminated by the residue of the organic material. It is an object of the present invention to provide a non-linear resistance element that does not change with time such as IV characteristics and a method for manufacturing the same.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明の非線形抵抗素子
は、絶縁性の基板上に積層された第１電極と、第１電極
を覆うように前記基板上に積層されており、硫化亜鉛を
主成分とする材料によって構成されている非線形抵抗層
と、非線形抵抗層上に積層されており、非線形抵抗層を
溶解させない物質によって溶解し得る無機材料によって
構成された保護絶縁膜と、保護絶縁膜上に積層されてお
り、有機材料によって構成された絶縁膜と、前記第１電
極の上面を覆う非線形抵抗層の表面が露出するように、
絶縁膜および保護絶縁膜を貫通するコンタクトホール
と、コンタクトホール内に露出した非線形抵抗層に接続
された状態で絶縁膜上に積層された第２電極と、を具備
することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a nonlinear resistance element comprising: a first electrode laminated on an insulating substrate; and a first electrode laminated on the substrate so as to cover the first electrode. A non-linear resistance layer formed of a material as a main component, a protective insulating film laminated on the non-linear resistance layer and formed of an inorganic material that can be dissolved by a substance that does not dissolve the non-linear resistance layer, and a protective insulating film An insulating film laminated on the insulating layer and made of an organic material, and a surface of a non-linear resistance layer covering an upper surface of the first electrode is exposed.
A contact hole penetrating the insulating film and the protective insulating film, and a second electrode laminated on the insulating film in a state of being connected to the non-linear resistance layer exposed in the contact hole.
【００１９】前記保護絶縁膜は、酸化亜鉛および硫酸化
亜鉛のいずれかを主成分とする材料によって構成されて
いる。The protective insulating film is made of a material mainly containing either zinc oxide or zinc sulfate.
【００２０】本発明の非線形抵抗素子の製造方法は、絶
縁性の基板上に第１電極を積層する工程と、硫化亜鉛を
主成分とする非線形抵抗層を、第１電極を覆うように基
板上に積層する工程と、非線形抵抗層を溶解させない物
質によって溶解し得る無機材料によって構成された保護
絶縁膜を非線形抵抗層上に積層する工程と、有機材料に
よって構成された絶縁膜を保護絶縁膜上に積層する工程
と、第１電極の上方に積層された保護絶縁膜が露出する
ように、絶縁膜を貫通する貫通孔を形成する工程と、そ
の貫通孔内に露出した保護絶縁膜を、非線形抵抗層が露
出するように、非線形抵抗層を溶解させない物質によっ
て溶解させて、保護絶縁膜を貫通する貫通孔を形成する
工程と、保護絶縁膜の貫通孔内に露出した非線形抵抗層
に接続されて絶縁膜上に積層されるように第２電極を設
ける工程と、を包含することを特徴とする。According to the method of manufacturing a nonlinear resistance element of the present invention, a step of laminating a first electrode on an insulating substrate and a step of forming a nonlinear resistance layer mainly composed of zinc sulfide on the substrate so as to cover the first electrode are performed. Laminating a protective insulating film made of an inorganic material that can be dissolved by a substance that does not dissolve the non-linear resistance layer on the non-linear resistance layer; and depositing an insulating film made of an organic material on the protective insulating film. A step of forming a through-hole penetrating the insulating film so that the protective insulating film stacked above the first electrode is exposed; and forming the protective insulating film exposed in the through-hole by a non-linear process. Dissolving the non-linear resistance layer with a substance that does not dissolve so as to expose the resistance layer, forming a through-hole penetrating the protective insulating film, and connecting to the non-linear resistance layer exposed in the through-hole of the protective insulating film. Isolated Characterized in that it comprises the step of providing the second electrode so as to be stacked above the.
【００２１】前記保護絶縁膜は、酸化亜鉛および硫酸化
亜鉛のいずれかを主成分とする材料によって構成されて
いる。The protective insulating film is made of a material containing either zinc oxide or zinc sulfate as a main component.
【００２２】前記保護絶縁膜は、水およびアルカリ溶液
のいずれかによって溶解される。The protective insulating film is dissolved by one of water and an alkaline solution.
【００２３】前記非線形抵抗膜および保護絶縁膜が、同
じ真空状態で連続して成膜されるようになっている。The non-linear resistance film and the protective insulating film are successively formed under the same vacuum condition.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２５】図１は、本発明の非線形抵抗素子の実施の
形態の一例を示す断面図である。この非線形抵抗素子
は、絶縁性の基板１１上に、一定の厚さで積層された第
１電極１２を有している。第１電極１２は、導電性金属
によって、上面が平坦で各側面がテーパー状になった断
面台形状に構成されている。第１電極１２は、基板１１
全体を覆う非線形抵抗層１３によって覆われている。非
線形抵抗層１３は、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を主成分とする
材料によって、一定の厚さに構成されている。FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of the nonlinear resistance element of the present invention. This non-linear resistance element has a first electrode 12 laminated on an insulating substrate 11 with a constant thickness. The first electrode 12 is made of a conductive metal and has a trapezoidal cross section in which the upper surface is flat and each side surface is tapered. The first electrode 12 is formed on the substrate 11
It is covered by a non-linear resistance layer 13 covering the whole. The non-linear resistance layer 13 is made of a material containing zinc sulfide (ZnS) as a main component and has a constant thickness.
【００２６】非線形抵抗層１３上には、保護絶縁膜１６
がほぼ全体にわたって積層されている。保護絶縁膜１６
は、硫化亜鉛を主成分とする非線形抵抗層１３が溶解し
ない水、アルカリ溶液等によって溶解し得る材料によっ
て構成され、特に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫酸化亜鉛
（ＺｎＳＯ4 ）が好適である。On the non-linear resistance layer 13, a protective insulating film 16
Are laminated almost entirely. Protective insulating film 16
Is made of a material that is soluble in water, an alkaline solution, or the like that does not dissolve the nonlinear resistance layer 13 containing zinc sulfide as a main component. In particular, zinc oxide (ZnO) and zinc sulfate (ZnSO 4 ) are preferable.
【００２７】保護絶縁膜１６上には、有機感光性樹脂に
よって構成された絶縁膜１４が、ほぼ全体にわたって積
層されている。On the protective insulating film 16, an insulating film 14 made of an organic photosensitive resin is laminated almost entirely.
【００２８】絶縁膜１４および保護絶縁膜１６には、第
１電極１２の上面を覆う非線形抵抗層１３の表面が露出
するように、コンタクトホール１７が形成されている。
コンタクトホール１７は、非線形抵抗層１３のエッジ部
に接触しないように、第１電極１２の上面における中央
部の上方に形成されている。Contact holes 17 are formed in the insulating film 14 and the protective insulating film 16 such that the surface of the nonlinear resistance layer 13 covering the upper surface of the first electrode 12 is exposed.
The contact hole 17 is formed above the central portion on the upper surface of the first electrode 12 so as not to contact the edge of the nonlinear resistance layer 13.
【００２９】コンタクトホール１７内には、第２電極１
５が設けられている。第２電極１５は、コンタクトホー
ル１７内に露出した非線形抵抗層１３に接触しており、
コンタクトホール１７内を通って、コンタクトホール１
７の周囲の絶縁膜１４の表面に積層されている。第２電
極１５は、導電性金属によって構成されている。The second electrode 1 is provided in the contact hole 17.
5 are provided. The second electrode 15 is in contact with the non-linear resistance layer 13 exposed in the contact hole 17,
Contact hole 1 passes through contact hole 17
7 on the surface of the insulating film 14. The second electrode 15 is made of a conductive metal.
【００３０】図２（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、このよ
うな非線形抵抗素子の製造工程を示す断面図である。こ
の非線形抵抗素子の製造方法を図２に基づいて説明す
る。まず、図２（ａ）に示すように、絶縁性の基板１１
上に第１電極１２を積層する。第１電極１２は、スパッ
タリング等によって、基板１１上に所定形状に積層され
る。基板１１上に第１電極１２が積層されると、硫化亜
鉛（ＺｎＳ）を主成分とする非線形抵抗層１３が基板１
１の上面全体に積層される。これにより、基板１１上の
第１電極１２も非線形抵抗層１３によって覆われた状態
になる。硫化亜鉛を主成分とする非線形抵抗層１３は、
例えば、スパッタリング等によって基板１１上に積層さ
れる。FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views showing steps of manufacturing such a nonlinear resistance element. A method for manufacturing this nonlinear resistance element will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG.
The first electrode 12 is laminated thereon. The first electrode 12 is stacked in a predetermined shape on the substrate 11 by sputtering or the like. When the first electrode 12 is laminated on the substrate 11, the non-linear resistance layer 13 mainly composed of zinc sulfide (ZnS) is formed on the substrate 1.
1 on the entire upper surface. As a result, the first electrode 12 on the substrate 11 is also covered with the non-linear resistance layer 13. The nonlinear resistance layer 13 mainly composed of zinc sulfide
For example, it is laminated on the substrate 11 by sputtering or the like.
【００３１】次に、図２（ｂ）に示すように、非線形抵
抗層１３上に、保護絶縁膜１６が積層される。この保護
絶縁膜１６は、純水またはアルカリ溶液に溶解する酸化
亜鉛または硫酸化亜鉛によって一定の厚さに構成されて
おり、非線形抵抗層１３を全体にわたって覆っている。Next, as shown in FIG. 2B, a protective insulating film 16 is laminated on the nonlinear resistance layer 13. The protective insulating film 16 is made of zinc oxide or zinc sulfate dissolved in pure water or an alkaline solution to a certain thickness, and covers the entire non-linear resistance layer 13.
【００３２】このような状態になると、保護絶縁膜１６
上に、有機感光性樹脂によって構成された絶縁膜１４が
全体にわたって積層される。有機感光性樹脂によって構
成された絶縁膜１４は、スピナー、ロールコーター等に
よって、保護絶縁膜１６の全体にわたって塗布されて積
層される。In such a state, the protective insulating film 16
An insulating film 14 made of an organic photosensitive resin is entirely laminated thereon. The insulating film 14 made of an organic photosensitive resin is applied and laminated over the entire protective insulating film 16 by a spinner, a roll coater or the like.
【００３３】その後、有機感光性樹脂によって構成され
た絶縁膜１４の所定位置が露光および現像されて、図２
（ｃ）に示すように、第１電極１２の中央部上方に対応
して、貫通孔１４ａが形成される。貫通孔１４ａ内に
は、保護絶縁膜１６の表面が露出される。Thereafter, a predetermined position of the insulating film 14 made of an organic photosensitive resin is exposed and developed, and
As shown in (c), a through-hole 14 a is formed above the central portion of the first electrode 12. The surface of the protective insulating film 16 is exposed in the through hole 14a.
【００３４】このようにして、絶縁膜１４に貫通孔１４
ａが形成されると、続いて、純水またはアルカリ溶液に
よって、貫通孔１４ａ内に露出した保護絶縁膜１６がエ
ッチング除去される。この場合、硫化亜鉛によって構成
された非線形抵抗層１３は、純水またはアルカリ溶液に
よって溶解しない。これにより、図２（ｅ）に示すよう
に、第１電極１２上に位置する保護絶縁膜１６に、絶縁
膜１４に連続する貫通孔１６ａが形成され、絶縁膜１４
に形成された貫通孔１４ａとともにコンタクトホール１
７が形成される。コンタクトホール１７内には、非線形
抵抗層１３の表面が露出している。In this manner, the through holes 14 are formed in the insulating film 14.
After the formation of a, the protective insulating film 16 exposed in the through hole 14a is subsequently etched away with pure water or an alkaline solution. In this case, the nonlinear resistance layer 13 made of zinc sulfide is not dissolved by pure water or an alkaline solution. As a result, as shown in FIG. 2E, a through hole 16a continuous with the insulating film 14 is formed in the protective insulating film 16 located on the first electrode 12, and the insulating film 14
Contact hole 1 along with through hole 14a formed in
7 is formed. The surface of the nonlinear resistance layer 13 is exposed in the contact hole 17.
【００３５】絶縁膜１４および保護絶縁膜１６を貫通す
るコンタクトホール１７が形成されると、絶縁膜１４上
およびコンタクトホール１７内に、第２電極１５となる
金属層が、例えばスパッタリング法によって、全体に一
定の厚さで積層される。そして、絶縁膜１４上およびコ
ンタクトホール１７内に積層された金属層が所定形状に
パターニングされることにより、図１に示すように、コ
ンタクトホール１７内を挿通して非線形抵抗層１３に接
続されるとともに、絶縁膜１４上に積層された状態の第
２電極１５が形成される。これにより、図１に示す非線
形抵抗素子が製造される。When a contact hole 17 penetrating the insulating film 14 and the protective insulating film 16 is formed, a metal layer serving as the second electrode 15 is entirely formed on the insulating film 14 and in the contact hole 17 by, for example, a sputtering method. Are laminated at a constant thickness. Then, the metal layer laminated on the insulating film 14 and in the contact hole 17 is patterned into a predetermined shape, so that the metal layer is inserted into the contact hole 17 and connected to the nonlinear resistance layer 13 as shown in FIG. At the same time, the second electrode 15 stacked on the insulating film 14 is formed. Thus, the nonlinear resistance element shown in FIG. 1 is manufactured.
【００３６】このような非線形抵抗素子は、硫化亜鉛に
よって構成された非線形抵抗層１３上に、硫化亜鉛が溶
解されない水、アルカリ溶液等によって溶解される保護
絶縁膜１６を積層した後に、有機感光性樹脂によって構
成された絶縁膜１４を塗布するようになっているため
に、非線形抵抗層１３の表面が絶縁膜１４と直接接触す
るおそれがない。そして、有機感光性樹脂によって構成
された絶縁膜１４を、露光および現像することにより、
貫通孔１４ａを形成した後に、保護絶縁膜１６は、硫化
亜鉛によって構成された非線形抵抗層１３が影響されな
い水、アルカリ溶液によって溶解されて貫通孔１６ａが
形成されるようになっているために、非線形抵抗層１３
の表面が有機感光性樹脂により汚染されるおそれはな
い。In such a nonlinear resistance element, after a protective insulating film 16 which is dissolved by water, an alkali solution or the like in which zinc sulfide is not dissolved is laminated on a nonlinear resistance layer 13 composed of zinc sulfide, an organic photosensitive layer is formed. Since the insulating film 14 made of resin is applied, there is no possibility that the surface of the non-linear resistance layer 13 directly contacts the insulating film 14. Then, by exposing and developing the insulating film 14 made of an organic photosensitive resin,
After the formation of the through hole 14a, the protective insulating film 16 is formed by dissolving the nonlinear resistance layer 13 composed of zinc sulfide with water or an alkali solution that is not affected, thereby forming the through hole 16a. Nonlinear resistance layer 13
There is no possibility that the surface of the substrate is contaminated with the organic photosensitive resin.
【００３７】これにより、非線形抵抗層１３と第２電極
１５との界面状態が良好になり、得られる非線形抵抗素
子は、Ｉ−Ｖ特性の非線形特性が大きく、しかも、安定
したＩ−Ｖ特性が得られる。As a result, the state of the interface between the nonlinear resistance layer 13 and the second electrode 15 is improved, and the obtained nonlinear resistance element has a large non-linear characteristic of the IV characteristic and a stable IV characteristic. can get.
【００３８】本発明の非線形抵抗素子は、液晶表示装置
のスイッチング素子として好適に使用することができ
る。図３（ａ）は、本発明の非線形抵抗素子を使用した
反射型ホワイトテーラ型ゲストホスト液晶表示装置にお
ける１画素分の要部を示す平面図、図３（ｂ）は、その
Ａ−Ａ線における断面図である。この液晶表示装置は、
配線基板２０と対向基板３０との間に、ホワイトテーラ
形ゲストホスト液晶４０が封入されて構成されている。The nonlinear resistance element of the present invention can be suitably used as a switching element of a liquid crystal display. FIG. 3A is a plan view showing a main portion of one pixel in a reflective white tailor type guest-host liquid crystal display device using the nonlinear resistance element of the present invention, and FIG. 3B is a line AA thereof. FIG. This liquid crystal display device
A white tailor type guest host liquid crystal 40 is sealed between the wiring substrate 20 and the counter substrate 30.
【００３９】配線基板２０は、ガラス基板２１上に、多
数の正方形状をした画素電極２８がマトリクス状に配置
されており、縦方向に並んだ各画素電極２８が、本発明
の非線形抵抗素子を介して、１本の走査電極２２にそれ
ぞれ接続されている。走査電極２２には、非線形抵抗素
子の第１電極２２ａが、各画素電極２８に向かって突出
した状態でそれぞれ設けられている。In the wiring substrate 20, a large number of square-shaped pixel electrodes 28 are arranged in a matrix on a glass substrate 21, and each of the pixel electrodes 28 arranged in the vertical direction serves as the nonlinear resistance element of the present invention. Each of the scan electrodes 22 is connected to the corresponding scan electrode 22 via a corresponding one of the scan electrodes 22. The scanning electrode 22 is provided with a first electrode 22 a of a non-linear resistance element in a state of protruding toward each pixel electrode 28.
【００４０】第１電極２２ａが設けられた走査電極２２
は、タンタル（Ｔａ）によって構成されており、ガラス
基板２１全体に積層された非線形抵抗層２３によって覆
われている。非線形抵抗層２３は、ニッケルを含む硫化
亜鉛（ＺｎＳ）によって構成されている。非線形抵抗層
２３には、硫酸化亜鉛（ＺｎＳＯ4 ）によって構成され
た保護絶縁膜２６が積層されており、保護絶縁膜２６
に、有機感光性樹脂によって構成された絶縁膜２４が積
層されている。絶縁膜２４は、画素電極２８が積層され
る部分の表面が凹凸状になっている。Scan electrode 22 provided with first electrode 22a
Is made of tantalum (Ta), and is covered with a non-linear resistance layer 23 laminated on the entire glass substrate 21. The nonlinear resistance layer 23 is made of zinc sulfide (ZnS) containing nickel. On the non-linear resistance layer 23, a protective insulating film 26 made of zinc sulfate (ZnSO 4 ) is laminated.
Further, an insulating film 24 made of an organic photosensitive resin is laminated. The surface of the insulating film 24 where the pixel electrode 28 is stacked is uneven.
【００４１】絶縁膜２４および保護絶縁膜２６には、コ
ンタクトホール２７が設けられている。このコンタクト
ホール２７内には、走査電極２２の第１電極２２ａにお
ける上面上に積層された非線形抵抗層２３が露出してい
る。コンタクトホール２７内は、モリブデン（Ｍｏ）に
よって構成された第２電極２５が設けられている。第２
電極２５は、コンタクトホール２７内にて非線形抵抗層
２３と接触した状態になっており、コンタクトホール２
７内を挿通して、絶縁膜２４上に積層された状態になっ
ている。絶縁膜２４の凹凸状になった部分に積層された
第２電極２５は、絶縁膜２４の表面と同様の凹凸状に積
層されている。そして、凹凸状になった第２電極２５上
に画素電極２８が積層されている。第２電極２５および
画素電極２８は、同様の正方形状になっている。In the insulating film 24 and the protective insulating film 26, a contact hole 27 is provided. In the contact hole 27, the nonlinear resistance layer 23 laminated on the upper surface of the first electrode 22a of the scanning electrode 22 is exposed. The second electrode 25 made of molybdenum (Mo) is provided in the contact hole 27. Second
The electrode 25 is in contact with the non-linear resistance layer 23 in the contact hole 27 and the contact hole 2
7, and is in a state of being laminated on the insulating film 24. The second electrode 25 stacked on the uneven portion of the insulating film 24 is stacked in the same uneven shape as the surface of the insulating film 24. The pixel electrode 28 is stacked on the uneven second electrode 25. The second electrode 25 and the pixel electrode 28 have a similar square shape.
【００４２】このような配線基板２０は、画素電極２８
等が設けられた表面が配向膜２９によって全体にわたっ
て覆われた状態になっている。Such a wiring board 20 is provided with a pixel electrode 28
The surface provided with the like is entirely covered with the alignment film 29.
【００４３】配線基板２０に対して液晶４０を挟んで対
向配置された対向基板３０は、ガラス基板３１における
液晶４０側の表面に、ストライプ状にパターニングした
ＩＴＯによって構成された対向電極３２が積層されてお
り、この対向電極３２が、配向膜３３によって、全体に
わたって覆われている。The opposing substrate 30 which is disposed opposite to the wiring substrate 20 with the liquid crystal 40 interposed therebetween has a counter electrode 32 formed of ITO patterned in a stripe pattern on the surface of the glass substrate 31 on the side of the liquid crystal 40. The counter electrode 32 is entirely covered with the alignment film 33.
【００４４】このような液晶表示装置は、次のように製
造される。まず、ガラス基板２１上に、タンタル（Ｔ
ａ）を、スパッタリングにより、約２００ｎｍの膜厚に
積層して、所定の形状にパターニングすることにより、
第１電極２２ａを有する走査電極２２を形成する。Such a liquid crystal display device is manufactured as follows. First, on a glass substrate 21, tantalum (T
a) is laminated by sputtering to a thickness of about 200 nm and patterned into a predetermined shape,
The scanning electrode 22 having the first electrode 22a is formed.
【００４５】次いで、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を主成分とす
る非線形抵抗層２３を、スパッタリング法によって、ガ
ラス基板２１の上面全体にわたって積層する。この場
合、焼成ターゲットとして、ニッケルが０．３重量％混
合した硫化亜鉛（ＺｎＳ）を使用するとともに、スパッ
タガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスおよび水素ガス
を、それぞれ、５０ｓｃｃｍおよび５ｓｃｃｍの流量で
チャンバー内に導入し、ニッケルを含む硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）を約１００ｎｍの厚さに積層することによって非線
形抵抗層２３が形成される。Next, a non-linear resistance layer 23 mainly composed of zinc sulfide (ZnS) is laminated over the entire upper surface of the glass substrate 21 by a sputtering method. In this case, zinc sulphide (ZnS) mixed with 0.3% by weight of nickel is used as the firing target, and argon (Ar) gas and hydrogen gas are sputtered in the chamber at flow rates of 50 sccm and 5 sccm, respectively. And zinc sulfide containing nickel (Zn
The non-linear resistance layer 23 is formed by laminating S) to a thickness of about 100 nm.
【００４６】なお、硫化亜鉛によって構成された非線形
抵抗層２３を形成する方法としては、このようなスパッ
タリング法に限らず、ＥＢ（Electron Beam ）蒸着法、
ＣＶＤ（Chemical Vapour Deposition）、ＭＢＥ（Mole
cular Beam Epitaxy）法等も採用し得る。The method of forming the nonlinear resistance layer 23 made of zinc sulfide is not limited to such a sputtering method, but may be an EB (Electron Beam) vapor deposition method.
CVD (Chemical Vapor Deposition), MBE (Mole
(Molecular Beam Epitaxy) method and the like can also be adopted.
【００４７】次に、非線形抵抗層２３上に、硫酸化亜鉛
（ＺｎＳＯ4 ）によって構成された保護絶縁膜２６を、
スパッタリング法によって積層する。この場合、焼成タ
ーゲットとして、硫化亜鉛を積層した際に使用したター
ゲットと同様のものを使用するとともに、スパッタガス
としてアルゴン（Ａｒ）ガスと酸素ガスとの混合ガスを
使用して、硫酸化亜鉛（ＺｎＳＯ4 ）を５０ｎｍの膜厚
に積層することにより、保護絶縁膜２６が形成される。Next, a protective insulating film 26 made of zinc sulfate (ZnSO 4 ) is formed on the nonlinear resistance layer 23.
Lamination is performed by a sputtering method. In this case, as the firing target, the same target as that used when laminating zinc sulfide was used, and a mixed gas of argon (Ar) gas and oxygen gas was used as a sputtering gas, and zinc sulfate ( The protective insulating film 26 is formed by laminating ZnSO 4 ) to a thickness of 50 nm.
【００４８】このように、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を主成分
とする非線形抵抗層２３と、硫酸化亜鉛（ＺｎＳＯ4 ）
によって構成された保護絶縁層２６とは、同一の焼成タ
ーゲットを使用したスパッタリング法によって、連続し
て容易に積層することができる。As described above, the nonlinear resistance layer 23 mainly composed of zinc sulfide (ZnS) and the zinc sulfate (ZnSO 4 )
Can be continuously and easily laminated by the sputtering method using the same firing target.
【００４９】保護絶縁膜２６が形成されると、有機感光
性樹脂が、スピンコート法によって、保護絶縁膜２６上
に、約１．４μｍの厚さに塗布して、絶縁膜２４が形成
される。有機感光性樹脂によって構成された絶縁膜２４
が形成されると、第１電極２２ａ上方部分を露光および
現像することにより、コンタクトホール２７の一部とな
る貫通孔を形成する。この貫通孔は、保護絶縁膜２６に
達しており、その内部に、保護絶縁膜２６の表面が露出
している。また、絶縁膜２４における画素電極２８が積
層される表面部分が、フォトプロセスによって、凹凸状
にパターニングされる。有機感光性樹脂によって構成さ
れた絶縁膜２４は、このような貫通孔の形成、表面のパ
ターニング等が容易にできる。When the protective insulating film 26 is formed, an organic photosensitive resin is applied on the protective insulating film 26 to a thickness of about 1.4 μm by spin coating to form the insulating film 24. . Insulating film 24 made of organic photosensitive resin
Is formed, by exposing and developing the upper portion of the first electrode 22a, a through-hole that becomes a part of the contact hole 27 is formed. This through hole reaches the protective insulating film 26, and the surface of the protective insulating film 26 is exposed inside. In addition, the surface portion of the insulating film 24 where the pixel electrodes 28 are stacked is patterned into an uneven shape by a photo process. The insulating film 24 made of an organic photosensitive resin can easily form such a through hole and pattern the surface.
【００５０】次に、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）およ
び純水によって、絶縁膜２４の貫通孔内に露出した硫酸
化亜鉛製の保護絶縁膜２６をエッチング除去し、保護絶
縁膜２６に貫通孔を形成する。保護絶縁膜２６に形成さ
れた貫通孔は、絶縁膜２４に形成された貫通孔に連続し
ており、これにより、硫化亜鉛を主成分とする非線形抵
抗層２３の表面が露出したコンタクトホール２７が形成
される。Next, the protective insulating film 26 made of zinc sulfate exposed in the through hole of the insulating film 24 is removed by etching with sodium hydroxide (NaOH) and pure water to form a through hole in the protective insulating film 26. I do. The through-hole formed in the protective insulating film 26 is continuous with the through-hole formed in the insulating film 24, thereby forming a contact hole 27 in which the surface of the nonlinear resistance layer 23 containing zinc sulfide as a main component is exposed. It is formed.
【００５１】続いて、絶縁膜２４上に、第２電極２５と
されるモリブデン（Ｍｏ）を１００ｎｍの厚さに積層す
るとともに、そのモリブデン（Ｍｏ）上に、画素電極２
８とされるアルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さに
積層する。そして、連続して積層されたモリブデン（Ｍ
ｏ）およびアルミニウム（Ａｌ）を同時に同形状に一体
的にパターニングすることにより、正方形状になった第
２電極２５と画素電極２８とが形成される。その後、ガ
ラス基板２１の表面全体にわたって配向膜２９を塗布し
て配向処理する。これにより、配線側基板２０が得られ
る。Subsequently, on the insulating film 24, molybdenum (Mo) as the second electrode 25 is laminated to a thickness of 100 nm, and the pixel electrode 2 is formed on the molybdenum (Mo).
Aluminum (Al) 8 is laminated to a thickness of 100 nm. Then, molybdenum (M
By simultaneously patterning o) and aluminum (Al) integrally in the same shape, the square-shaped second electrode 25 and pixel electrode 28 are formed. Thereafter, an alignment film 29 is applied over the entire surface of the glass substrate 21 to perform an alignment process. Thereby, the wiring-side substrate 20 is obtained.
【００５２】対向基板３０は、ガラス基板３１上に、ス
トライプ状にパターニングされたＩＴＯによって構成さ
れた対向電極３２を形成した後に、対向電極３２の表面
全体に配向膜３３を塗布して配向処理することにより、
形成される。The opposing substrate 30 is formed by forming an opposing electrode 32 made of ITO patterned in stripes on a glass substrate 31 and then applying an alignment film 33 to the entire surface of the opposing electrode 32 to perform an alignment process. By doing
It is formed.
【００５３】このようにして、得られた配線基板２０お
よび対向基板３０は、それぞれの配向膜２９および３３
を、適当な間隔をあけて対向配置し、その間隔内にホワ
イトテーラ型ゲストホスト液晶が封入される。これによ
り、図３に示す液晶表示装置が得られる。The wiring substrate 20 and the counter substrate 30 obtained in this manner are provided with the alignment films 29 and 33, respectively.
Are arranged facing each other at an appropriate interval, and a white tailor type guest-host liquid crystal is sealed in the interval. Thereby, the liquid crystal display device shown in FIG. 3 is obtained.
【００５４】このようにして製造される液晶表示装置
は、非線形抵抗素子を構成する非線形抵抗層２３の表面
が、絶縁膜２４によって汚染されるおそれがないため
に、Ｉ−Ｖ特性の非線形特性が大きく、しかも、安定し
たＩ−Ｖ特性が得られる。従って、このような非線形抵
抗素子を用いた液晶表示装置は、コントラストが高く、
しかも、残像やチラツキがなく、高品位の表示が得られ
る。また、非線形素子のＩ−Ｖ特性の経時変化がないた
めに、長期にわたって安定した高品位表示が得られる。In the liquid crystal display device manufactured as described above, the surface of the nonlinear resistance layer 23 constituting the nonlinear resistance element is not likely to be contaminated by the insulating film 24. Large and stable IV characteristics can be obtained. Therefore, a liquid crystal display device using such a nonlinear resistance element has a high contrast,
In addition, a high quality display can be obtained without afterimages and flickers. Further, since there is no change with time in the IV characteristics of the nonlinear element, stable high-quality display can be obtained over a long period of time.
【００５５】なお、本例の液晶表示装置では、製造工程
を簡略化するために、同一のターゲットを使用し、スパ
ッタガスのみを変更することにより、硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）を主成分とする非線形抵抗層２３と、硫酸化亜鉛
（ＺｎＳＯ4 ）によって構成された保護絶縁膜２６とを
連続して積層する構成であったが、硫化亜鉛（ＺｎＳ）
を主成分とする非線形抵抗層２３をスパッタリング法に
よって積層した後に、ターゲットとして亜鉛（Ｚｎ）を
使用したスパッタリングによって、保護絶縁膜２６とし
て酸化亜鉛（ＺｎＯ）を積層するようにしてもよい。In the liquid crystal display device of this embodiment, in order to simplify the manufacturing process, the same target is used, and only the sputter gas is changed so that zinc sulfide (Zn) is obtained.
Although the non-linear resistance layer 23 mainly composed of S) and the protective insulating film 26 made of zinc sulfate (ZnSO 4 ) are continuously laminated, zinc sulfide (ZnS)
May be laminated by sputtering using zinc (Zn) as a target, and then zinc oxide (ZnO) as the protective insulating film 26.
【００５６】また、ターゲットとしてニッケルが混合し
た亜鉛（Ｚｎ）を用い、スパッタガスとして硫化水素と
アルゴンガスの混合ガスによって、非線形抵抗層を積層
することもできる。さらに、同じターゲットを用い、ス
パッタガスとして酸素とアルゴンの混合ガスによって、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）を連続して容易に積層することがで
きる。Further, a non-linear resistance layer can be laminated by using zinc (Zn) mixed with nickel as a target and using a mixed gas of hydrogen sulfide and argon gas as a sputtering gas. Furthermore, using the same target and a mixed gas of oxygen and argon as a sputtering gas,
Zinc oxide (ZnO) can be easily and continuously laminated.
【００５７】図４は、本発明の非線形抵抗素子を使用し
た透過型液晶表示装置の要部の断面図である。この液晶
表示装置では、保護絶縁膜２６が酸化亜鉛（ＺｎＯ）に
よって構成されている。また、液晶表示装置は透過型で
あるために、保護絶縁膜２６および絶縁膜２４は、非線
形抵抗素子が形成される部分にのみ積層されており、第
２電極２５も、第１電極２２ａの上方にのみ設けられて
いる。そして、画素電極２８は、ＩＴＯが非線形抵抗層
２３上に直接積層されて形成されている。FIG. 4 is a sectional view of a main part of a transmission type liquid crystal display device using the nonlinear resistance element of the present invention. In this liquid crystal display device, the protective insulating film 26 is made of zinc oxide (ZnO). In addition, since the liquid crystal display device is of a transmission type, the protective insulating film 26 and the insulating film 24 are stacked only on the portion where the nonlinear resistance element is formed, and the second electrode 25 is also provided above the first electrode 22a. Is provided only in. The pixel electrode 28 is formed by directly laminating ITO on the nonlinear resistance layer 23.
【００５８】この液晶表示装置では、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）によって構成された保護絶縁膜２６は、ターゲット
としてＺｎ（亜鉛）を使用するとともに、スパッタガス
としてアルゴン（Ａｒ）ガスと酸素ガスとを使用したス
パッタリング法によって、５０ｎｍの厚さに積層して形
成されるようになっている。In this liquid crystal display device, zinc oxide (Zn
The protective insulating film 26 made of O) is laminated to a thickness of 50 nm by a sputtering method using Zn (zinc) as a target and using an argon (Ar) gas and an oxygen gas as a sputtering gas. Is formed.
【００５９】このような液晶表示装置も、非線形抵抗素
子のＩ−Ｖ特性の経時変化がなく、長期にわたって高品
位の安定した表示が得られる。Also in such a liquid crystal display device, there is no change with time in the IV characteristics of the nonlinear resistance element, and a high-quality stable display can be obtained for a long period of time.
【００６０】[0060]
【発明の効果】本発明の非線形抵抗素子は、このよう
に、硫化亜鉛を主成分とする非線形抵抗層に、非線形抵
抗層が溶解されない物質にて溶解される無機材料によっ
て構成された保護絶縁膜が積層されて、その保護絶縁膜
上に、有機材料によって構成された絶縁膜が積層される
とともに、絶縁膜に形成されたコンタクトホール内にて
第２電極が非線形抵抗層に接続されているために、第２
電極と非線形抵抗層とを接続する際に、絶縁膜を構成す
る有機材料の残渣が非線形抵抗層上に残るおそれがな
く、従って、Ｉ−Ｖ特性等が経時変化するおそれがな
い。その結果、液晶表示装置のスイッチング素子として
好適に使用することができる。As described above, the non-linear resistance element according to the present invention is a protective insulating film made of an inorganic material which is dissolved in a non-linear resistance layer containing zinc sulfide as a main component. Are stacked, an insulating film made of an organic material is stacked on the protective insulating film, and the second electrode is connected to the nonlinear resistance layer in a contact hole formed in the insulating film. And the second
When connecting the electrode and the non-linear resistance layer, there is no possibility that the residue of the organic material forming the insulating film remains on the non-linear resistance layer, and therefore, there is no possibility that the IV characteristics and the like change over time. As a result, it can be suitably used as a switching element of a liquid crystal display device.
【００６１】本発明の非線形抵抗素子の製造方法は、有
機材料によって構成された絶縁膜内に貫通孔を形成した
後に、無機材料によって構成された保護絶縁膜に貫通孔
を形成して、硫化亜鉛を主成分とする非線形抵抗層を露
出させて、第２電極を接続するようになっているため
に、貫通孔を形成する際の絶縁膜の残渣によって非線形
抵抗層が汚染されるおそれがない。しかも、保護絶縁膜
が、非線形抵抗層が溶解されない物質にて溶解される材
質であるために、保護絶縁膜に貫通孔を形成する際に、
非線形抵抗層が溶解されるおそれもない。According to the method for manufacturing a nonlinear resistance element of the present invention, a through hole is formed in an insulating film made of an organic material, and then a through hole is formed in a protective insulating film made of an inorganic material. Since the second electrode is connected by exposing the non-linear resistance layer mainly composed of the non-linear resistance layer, there is no possibility that the non-linear resistance layer is contaminated by the residue of the insulating film when the through hole is formed. Moreover, since the protective insulating film is a material that is dissolved by a substance that does not dissolve the nonlinear resistance layer, when forming a through hole in the protective insulating film,
There is no possibility that the nonlinear resistance layer is dissolved.
【図１】本発明の非線形抵抗素子の実施の形態の一例を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a nonlinear resistance element of the present invention.
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、その非線形抵抗
素子の製造工程を示す断面図である。FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views showing steps of manufacturing the nonlinear resistance element.
【図３】（ａ）は、その非線形抵抗素子を使用した反射
型ホワイトテーラ型ゲストホスト液晶表示装置における
１画素分の要部を示す平面図、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線
における断面図である。3A is a plan view showing a main part of one pixel in a reflective white tailor type guest-host liquid crystal display device using the nonlinear resistance element, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG.
【図４】（ａ）は、その非線形抵抗素子を使用した透過
型液晶表示装置における１画素分の要部を示す平面図、
（ｂ）は、そのＡ−Ａ線における断面図である。FIG. 4A is a plan view showing a main part for one pixel in a transmission type liquid crystal display device using the nonlinear resistance element,
(B) is a sectional view taken along line AA.
【図５】従来の非線形抵抗素子の一例を示す断面図であ
る。FIG. 5 is a sectional view showing an example of a conventional nonlinear resistance element.
【図６】従来の非線形抵抗素子の他の例を示す断面図で
ある。FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of a conventional nonlinear resistance element.
【図７】従来の非線形抵抗素子のさらに他の例を示す断
面図である。FIG. 7 is a sectional view showing still another example of a conventional nonlinear resistance element.
１１ 基板 １２ 第１電極 １３ 非線形抵抗層 １４ 絶縁膜 １４ａ 貫通孔 １５ 第２電極 １６ 保護絶縁膜 １６ａ 貫通孔 １７ コンタクトホール ２０ 配線基板 ２１ ガラス基板 ２２ 第１電極 ２３ 非線形抵抗層 ２４ 絶縁膜 ２５ 第２電極 ２６ 保護絶縁膜 ２７ コンタクトホール ２８ 画素電極 ２９ 配向膜 ３０ 対向基板 ３１ ガラス基板 ３２ 対向電極 ３３ 配向膜 ４０ 液晶 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate 12 1st electrode 13 Nonlinear resistance layer 14 Insulating film 14a Through hole 15 2nd electrode 16 Protective insulating film 16a Through hole 17 Contact hole 20 Wiring board 21 Glass substrate 22 1st electrode 23 Nonlinear resistance layer 24 Insulating film 25 Second Electrode 26 Protective insulating film 27 Contact hole 28 Pixel electrode 29 Alignment film 30 Counter substrate 31 Glass substrate 32 Counter electrode 33 Alignment film 40 Liquid crystal
Claims (6)
と、 第１電極を覆うように前記基板上に積層されており、硫
化亜鉛を主成分とする材料によって構成されている非線
形抵抗層と、 非線形抵抗層上に積層されており、非線形抵抗層を溶解
させない物質によって溶解し得る無機材料によって構成
された保護絶縁膜と、 保護絶縁膜上に積層されており、有機材料によって構成
された絶縁膜と、 前記第１電極の上面を覆う非線形抵抗層の表面が露出す
るように、絶縁膜および保護絶縁膜を貫通するコンタク
トホールと、 コンタクトホール内に露出した非線形抵抗層に接続され
た状態で絶縁膜上に積層された第２電極と、 を具備することを特徴とする非線形抵抗素子。A first electrode laminated on an insulating substrate; and a non-linear resistor laminated on the substrate so as to cover the first electrode and made of a material mainly composed of zinc sulfide. A protective insulating film composed of an inorganic material that is laminated on the non-linear resistance layer and that can be dissolved by a substance that does not dissolve the non-linear resistance layer; and a protective insulating film that is laminated on the protective insulating film and composed of an organic material. And a contact hole penetrating the insulating film and the protective insulating film so that a surface of the nonlinear resistance layer covering the upper surface of the first electrode is exposed, and a nonlinear resistance layer exposed in the contact hole. And a second electrode laminated on the insulating film in a state.
化亜鉛のいずれかを主成分とする材料によって構成され
ている請求項１に記載の非線形抵抗素子。2. The non-linear resistance element according to claim 1, wherein said protective insulating film is made of a material mainly containing one of zinc oxide and zinc sulfate.
程と、 硫化亜鉛を主成分とする非線形抵抗層を、第１電極を覆
うように基板上に積層する工程と、 非線形抵抗層を溶解させない物質によって溶解し得る無
機材料によって構成された保護絶縁膜を非線形抵抗層上
に積層する工程と、 有機材料によって構成された絶縁膜を保護絶縁膜上に積
層する工程と、 第１電極の上方に積層された保護絶縁膜が露出するよう
に、絶縁膜を貫通する貫通孔を形成する工程と、 その貫通孔内に露出した保護絶縁膜を、非線形抵抗層が
露出するように、非線形抵抗層を溶解させない物質によ
って溶解させて、保護絶縁膜を貫通する貫通孔を形成す
る工程と、 保護絶縁膜の貫通孔内に露出した非線形抵抗層に接続さ
れて絶縁膜上に積層されるように第２電極を設ける工程
と、 を包含することを特徴とする非線形抵抗素子の製造方
法。3. A step of laminating a first electrode on an insulating substrate; a step of laminating a non-linear resistance layer mainly composed of zinc sulfide on the substrate so as to cover the first electrode; Laminating a protective insulating film made of an inorganic material that can be dissolved by a substance that does not dissolve the organic material on the nonlinear resistance layer; laminating an insulating film made of an organic material on the protective insulating film; Forming a through-hole penetrating the insulating film so that the protective insulating film laminated above is exposed; and forming the non-linear resistive layer such that the non-linear resistance layer is exposed by changing the protective insulating film exposed in the through-hole. Dissolving the resistive layer with a substance that does not dissolve the resistive layer to form a through-hole penetrating the protective insulating film; and And the second electrode Providing a non-linear resistance element.
化亜鉛のいずれかを主成分とする材料によって構成され
ている請求項３に記載の非線形抵抗素子の製造方法。4. The method for manufacturing a nonlinear resistance element according to claim 3, wherein said protective insulating film is made of a material containing one of zinc oxide and zinc sulfate as a main component.
液のいずれかによって溶解される請求項３に記載の非線
形抵抗素子の製造方法。5. The method according to claim 3, wherein the protective insulating film is dissolved by one of water and an alkaline solution.
同じ真空状態で連続して成膜されるようになっている請
求項３に記載の非線形抵抗素子の製造方法。6. The non-linear resistance film and the protective insulating film,
4. The method for manufacturing a nonlinear resistance element according to claim 3, wherein films are continuously formed in the same vacuum state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8236098A JPH1084146A (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Nonlinear resistance element and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8236098A JPH1084146A (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Nonlinear resistance element and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1084146A true JPH1084146A (en) | 1998-03-31 |
Family
ID=16995705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8236098A Pending JPH1084146A (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Nonlinear resistance element and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1084146A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018537865A (en) * | 2015-10-13 | 2018-12-20 | アモルフィックス・インコーポレイテッド | Amorphous metal thin film nonlinear resistance |
| US11183585B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-11-23 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal thin film transistors |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP8236098A patent/JPH1084146A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018537865A (en) * | 2015-10-13 | 2018-12-20 | アモルフィックス・インコーポレイテッド | Amorphous metal thin film nonlinear resistance |
| US10438841B2 (en) | 2015-10-13 | 2019-10-08 | Amorphyx, Inc. | Amorphous metal thin film nonlinear resistor |
| US10777448B2 (en) | 2015-10-13 | 2020-09-15 | Amorphyx, Inc. | Amorphous metal thin film nonlinear resistor |
| US10971392B2 (en) | 2015-10-13 | 2021-04-06 | Amorphyx, Inc. | Amorphous metal thin film nonlinear resistor |
| US11610809B2 (en) | 2015-10-13 | 2023-03-21 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal thin film nonlinear resistor |
| US11183585B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-11-23 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal thin film transistors |
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