JPS62145220A - 表示装置用薄膜ダイオ−ド - Google Patents

表示装置用薄膜ダイオ−ド

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JPS62145220A
JPS62145220A JP60286987A JP28698785A JPS62145220A JP S62145220 A JPS62145220 A JP S62145220A JP 60286987 A JP60286987 A JP 60286987A JP 28698785 A JP28698785 A JP 28698785A JP S62145220 A JPS62145220 A JP S62145220A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
electrode
diode
semiconductor layer
amorphous silicon
Prior art date
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Pending
Application number
JP60286987A
Other languages
English (en)
Inventor
Kanetaka Sekiguchi
金孝 関口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Watch Co Ltd
Priority to JP60286987A priority Critical patent/JPS62145220A/ja
Publication of JPS62145220A publication Critical patent/JPS62145220A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1365Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表示装置用薄膜ダイオードに関するものである
〔従来の技術〕
液晶、EL、EC,FDP、蛍光表示等の各種の表示装
置はいずれも実用化段階に達し、現在の目標は高密度の
マトリクス型表示にあるといえる。
マl−IJクス駆動に問題のある表示方式には能動付加
素子を用いた所謂「アクティブ・マトリクス」法が有効
である。
表示装置、特に液晶表示装置に、MIM、ダイオードな
どの薄膜非線形抵抗素子を用いる事により、高密度、高
画質表示が可能であり、薄膜非線形抵抗素子(ダイオー
ド)が、表示装置用能動付加素子として勝れていること
は周知である。半導体層を利用した薄膜ダイオードは、
第4図に示すような構造をしている。第4図に於て41
は基板、42は第1電極、43は半導体層、44は層間
絶縁層、45は第2電極である。半導体層46は、大面
積に、低温で均一な特性が得られるため、アモルファス
シリコン(a −S i ) カ利用されていた。一般
に表示素子として用いるダイオードの特性は第5図に示
す様な特性が必要で、表示書込み(選択時の)電圧、電
流■on(Vthl )、I on、非書込み(保持時
の)電圧、電流■orf(V th2 )、■offの
値が重要である。半導層にアモルファスシリコンを利用
した薄膜ダイオードを液晶表示装置に利用し、高密度、
高品質表示が可能な事は、S、Togashi等による
論文(参照文献1:Proceedings  of 
 the  SID、Vol。
26/1.1985、P9〜15)で公知である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、半導体層にアモルファスシリコンを利用
したダイオード素子では、■0ff(■th2)が0.
3〜0.6V程度であり、ダイオードを2個利用した第
6図に示すダイオードリング構造では、コントラスト比
が、4個を利用した場合に比べて悪く、又、液晶の放電
時間(τLC= CLCX RL、C)を太きくしな(
てはならない。ダイオードが2個のダイオードリングで
は、τLCは100m5ec程度必要になり、この値は
液晶の比抵抗に換算すると約1011Ω・cmに対応し
、液晶材料の選択或は、パネル化工程に対する要求が厳
しくなり、コストの上昇をまね(欠点がある。ダイオー
ドが4個の場合は、■:平面に4個配置したもの、■=
2段構造のダイオードを2個リング接続したものの2種
が考えられるが、■は、素子が2倍のため、歩留りの低
下、開口率の低下、コストの上昇があり、■は、素子構
造が複雑なため歩留りの低下、プロセスが長(なるため
、コストの上昇がある。
本発明の目的は薄膜ダイオードのVth2を太き(し、
歩留りの低下及びコストの上昇を行なう事な(、良好な
薄膜ダイオードを提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記問題点を解決するためPIN接合を有する
半導体層を、P型及びN型或ば、P型、■型及びN型半
導体膜に炭素(C)を1〜20%含ムアモルファスシリ
コンカーバイト(a−8i : C)にする構造にした
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すダイオードの構造を示
す断面図である。第1図に於て、1は基板、2は第1電
極(ITO:酸化インジウム錫膜)、6は半導体層へ光
の入射を防止する光シールド層(Cr)、4はP型a−
8i:C,5はI型a −3i、6はN型a−3i:C
17は半導体層のエラグの際のマスク及び、半導体層の
エツチング、層間絶縁膜の形成及びエツチングの際に半
導体層を保護し、第2電極との良好なコンタクトを得る
ためのバッファ一層(Cr )、8は層間絶縁膜、9は
第2電極(シリコン入A/)、10は表示電極部、11
はアクティブ部であるP型及びN型半導体膜4及び6が
、炭素を1〜20%含むアモルファスシリコンカーバイ
ドである。第1図のダイオードは、vth2は大きくな
るが、I型半導体層にa−8iを用いているため、光の
入射によりダイオードのリーク電流(IL=Ioff)
が増加してしまい表示装置のコントラストを悪(するこ
とを避けるため、第1電極2(ITO)側に光シールド
層6を設け、ILを十分低くした。
第2図は本発明の薄膜ダイオードの他の構造を示す断面
図である。第2図に於て、21は基板、22は第1電極
(ITO)、26はP型a−3i:C124はI型a−
8i:C125はN型a−8i:C。
26は層間絶縁膜、27は第2電極(ITO)、28は
表示電極部、29はアクティブ部であるP型、I型及び
N型半導体26.24及び25が、炭素を1〜20%含
むアモルファスシリコンカーバイドである。第2図のダ
イオードは、PIN接合を全てa−8i:Cとしたため
、I型半導体層における可視光の光吸収電流が十分小さ
くなるため、半導体層の上下方向を透明電極にできる。
又、基板21、第1電極22、半導体層26.24.2
5、層間絶縁膜26、第2電極27が可視光に於て十分
な透過率を示すため、明るい表示を得る事ができる。
第3図は本発明の薄膜ダイオードの他の構造を示す断面
図である。第3図に於て、31は基板、62は第1電極
(I T O)、66はP型a−8i、64はP型a−
8i:C,35は■型a−8i:C166はN型a−8
i:C167は層間絶縁膜、68は第2電極(シリコン
入Al)、69は表示電極部、40はアクティブ部であ
る。第3図のダイオードは、■th2を大きくするため
1〜20%のCを含むa−si:cをP型半導体層64
を利用し、P型a−3i:C34と第1電極(ITO)
とのコンタクト抵抗のバラツキを小さくし、表示バラツ
キをなくすためKPP型−8i:C64と第1電極32
0間にP型a −S i 33を形成したものである。
P型a−8i33膜を形成する事で、炭素(C)が1%
〜20%のa−si:cにおいて、コンタクト抵抗の増
加を起こす事なく、十分なi onが得られる。第1図
から第3図に示したダイオードは、第1電極、半導体層
、層間絶縁膜及び第2電極のバターニングと4回のバタ
ーニングが必要であり、特に層間絶縁膜のパターニング
の際のマスク合せ精度が重要であり、このパターニング
の精度は厳しく要求される。そこでさら;(歩留りの向
上を目指し、層間絶縁膜を省き、層間絶縁膜の代りに半
導体層により第1電極と第2電極の分離を行なった構造
にした(第7図)。
第7図は本発明の層間絶縁膜のない場合の構造を示す断
面図である。第7図に於て、71は基板、72は第1電
極(ITO)、76はP型a−3i:C174はI型a
−8i:C175はN型a−3i:C176は第2電極
(シリコン入Al)、77は表示電極部、78はアクテ
ィブ部であるP型、■型及びN型半導体73.74及び
75が、炭素を1〜20%含むアモルファスシリコンカ
ーバイドである。第1電極72に接触する、P型a−8
i:Cのシート抵抗を1010Ω以上にする事により、
十分小さなリーク電流(1,ff)にする事ができる。
又、第7図のダイオードへa−3i:(:を利用する事
は、アクティブ部78以外に出ている半導体層があり、
この部分に光シールド層を形成する事は難しいため、光
吸収電流の少ない半導体層が必要である。半導体層へa
−si:cのPIN接合を利用する事により、強力な光
の照射下においても十分小さなリーク電流(IL)の特
性が得られるが、さらに可視光のa−5i:Cへの光シ
ールド及び、P型a−8i:C73と第1電極72のコ
ンタクト抵抗の安定のために、P型a−3i:C76と
第1電極72の間へ、シート抵抗1o10Ω以・上のP
型a−8iを形成しても、十分良好で光に対してリーク
電流の少ない特性のダイオードになる。
第8図は、a−8i:C中の炭素(C)の量と、液晶マ
トリクスディスプレイの性能比較によ(用いられる駆動
電圧比M(二V on / Voff )、及び、単純
マトリクスの分割数に相等する同等分割数(N)を示す
グラフである。炭素(C)を微量(1%)含むa−8i
:Cにおいても、駆動電圧比を増加でき、見映えの向上
ができる。さらに炭素量を増加するに従い1.駆動電圧
比は上昇し、見映えは良好になる傾向にある。
第9図は、a−8ixC中の炭素量と、a−3i:Cの
膜厚の5%バラツキに対するVth2のバラツキを示す
グラフである。Vth2■は膜厚の厚い場合の■th2
、Vth2■は膜厚の薄(・場合のVth2を示す。
a−3i:C中の炭素1(x)が0%から20%までは
、Vth2のバラツキ(R)は、低(おさえられるが、
20%を越えるとバラツキが大きく、表示装置に利用し
た場合に表示ムラが起こり、表示品質を低下させてしま
う。そこでa−5i、’C中の炭素の量は、20%以下
にする必要がある。
a −S i : C(a −S i C: I−1)
の形成法は、プラズマCVD法、光CVD法、或は、ス
パッタ法がある。プラズマCVD法を例にして示す。反
応ガスは、100%5iH1と100%Cl−14及び
P型或はN型の不純物ガスとしてB2H,或は、PI−
13(I−1,、希釈)を用いた。反応圧力は、0.3
〜ITorr、プラズマ電力(I’tF電力)密度は、
20〜30Qmwとした。以上により作製したa−3i
:Cを表示装置に利用した場合、良好な表示が得られた
。なお実施例では、第1電極より、P、I、N層のダイ
オードを例にしたが、N、I、Pの順に積層したダイオ
ードでも同じである。
第6図は本発明の薄膜ダイオード62.63をリング接
続して、液晶64を駆動する回路図で、61.66は入
力電極である。
〔発明の効果〕
以上の説明より明らかなように、本発明は、第1電極、
PIN接合を有する半導体層及び第2電極を少なくとも
有する薄膜ダイオードの半導体層をa−8i:C(アモ
ルファスシリコンカーバイド)にする事により、駆動電
圧比(M)が大きくでき、良好な表示ができる薄膜ダイ
オードを実現する事ができる。又、特にa−sirc中
の炭素(C)の量を20%以下にする事により、バラツ
キの少ない良好な薄膜ダイオードが得られる。又、本薄
膜ダイオードを液晶表示装置に利用する事により、高密
度表示或は、大型表示が歩留り床く製造でき、液晶表示
装置の発展に本発明が寄与するものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図、第7図はそれぞれ本発明の表
示装置用薄膜ダイオードの構造を示す断面図、第1図は
、P型とN型、第2図はP型、I型及びN型がa−8i
:C1第3図はP型a−si:cと第1電極の間にP型
a−8iを形成したものであり、第7図は層間絶縁膜の
ない場合を示すものである、第4図は従来技術による一
般の表示装置用薄膜ダイオードの構造を示す断面図、第
5図は表示装置用薄膜ダイオードの電圧−電流特性図、
第6図は表示装置用薄膜ダイオードをリング接続して液
晶を駆動する回路図、第8図はa−8i:C中の炭素(
C)量(−X)と駆動電圧比及び単純マトリクスの分割
数に相等する値(N)を示すグラフ、第9図はa−si
:c中の炭素量(X)とV th2のバラツキを示すグ
ラフである。 1.21.61.71・・・・・・基板、2.22.6
2.72・・・・・・第1電極、3・・・・・・光シー
ルド層、 4.23.64.73・・・・・・P型a−si:c、
5・・・・・・■型a−8i、 6.25.36.75・・・・・・N型a−3i:C1
7・・・・・・バッファ一層、 8.26.37・・・・・・層間絶縁膜、9.27.3
8.76・・・・・・第2電極、10.28.69.7
7・・・・・・表示電極部、11.29.40.78・
・・・・・アクティブ部、24.65.74・・・・・
・I型a−8i:C166・・・・・・P型a−8i。 第8図 Ccontent  (x ) 第9図 0            10          
  20    (’/。)Ccontent  (x
 )

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に形成された第1電極と該第1電極上に基
    板側よりP、I、N或は、N、I、Pの順に形成された
    PIN接合を有する半導体層と、該半導体層上に形成さ
    れた第2電極を有し、前記P型及びN型半導体膜が、炭
    素を1〜20%含むアモルファスシリコンカーバイドで
    ある事を特徴とする表示装置用薄膜ダイオード。
  2. (2)PIN接合を有する半導体層が、P型、I型及び
    N型の炭素を1〜20%含むアモルファスシリコンカー
    バイドである事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の表示装置用薄膜ダイオード。
  3. (3)PIN接合を有する半導体層が、P型、I型、N
    型の炭素を1〜20%含むアモルファスシリコンカーバ
    イドであり、P型或は、N型のアモルファスシリコンカ
    ーバイドにP型或は、N型のアモルファスシリコンが接
    続されている事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の表示装置用薄膜ダイオード。
  4. (4)薄膜ダイオードが、リング接続されている事を特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の表示装置用薄膜ダ
    イオード。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450258B1 (ko) * 1998-12-26 2004-12-30 국방과학연구소 핀 다이오드의 구조 및 그 제조방법
US7728942B2 (en) * 1996-01-26 2010-06-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal electro-optical device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7728942B2 (en) * 1996-01-26 2010-06-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal electro-optical device
US8199300B2 (en) 1996-01-26 2012-06-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal device utilizing electric field parallel to substrate
US8514361B2 (en) 1996-01-26 2013-08-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal having common electrode
KR100450258B1 (ko) * 1998-12-26 2004-12-30 국방과학연구소 핀 다이오드의 구조 및 그 제조방법

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