JPH0321929A - Ｍｉｍデバイスの製造方法及び該デバイスを具える液晶ディスプレイ装置 - Google Patents

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ＭＩＭ（金属一絶縁膜一金属）デバイス及びこ
れらデバイスの製造方法に関するものてある。ＭＩＭデ
バイスは一般に２つの導電層の間に挟まれた薄膜絶縁層
を基板上に具えており、上記２つの導電層間に使用時に
電圧を印加すると、このＭＩＭデバイスは作動時に非直
線抵抗特性を呈する。本発明は斯種のＭＩＭデバイスを
組み込んだディスプレイ装置にも関するものである。

（従来の技術） ダイオード構造のタイプのものとして見なすことのでき
るＭＩＭデバイスはアクティブマトリクス式のアドレス
指定される液晶ディスプレイ装置に、該装置の画素の作
動を制御するためのスイッチング素子として用いられて
いる。このような非直線デバイスは、製造が比較的簡単
なために、上述したようなディスプレイ目的のために用
いられるＴＰＴよりもさらに有利である。

代表的なＭＩＭアドレス指定されるディスプレイ装置は
、一対のガラス基板の各々に一組の行アドレス導体及び
一組の列アドレス導体をそれぞれ設け、行導体と列導体
との交差個所に個々の画素か形成されるようにして構成
する。各個々の画素は行導体と共に一方の基板上に支持
される画素電極と、両基板間の液晶物質と一緒に他方の
基板上に支持される多数の列導体の内の１つの列導体の
対向部分とから成り、又各画素は各行導体と列導体との
間の少なくとも１つのＭＩＭデバイスに電気的に直列に
接続され、少なくとも１つのＭＩＭデバイスは画素電極
に隣接する一方の基板上に支持されると共にその電極と
、関連する行導体との間に接続される。

ＭＩＭデバイスは双方向スイッチとして作用して、これ
らのデバイスに関連する画素の作動を制御する。ＭＩＭ
デバイスは非直線抵抗特性を呈するために、これらのデ
バイスはしきい値特性を呈し、実際には十分高い印加電
圧に応答して、画素にビデオデータ信号電圧を転送して
、画素を所望に表示応答させる。ＭＩＭデバイスのスイ
ッチング特性は薄膜絶縁層におけるキャリアのトンネル
（ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ）又はホッピング（ｈｏｐｐｉ
ｎｇ）効果に起因するものであり、このためにデバイス
の電圧／抵抗特性は電界の大きさ、従って絶縁層の性質
及び厚さに依存する。このような特性の主たるメカニズ
ムは、絶縁層の厚さか数ｌＯナノメートルの個所を注目
した場合に、ボーレ・フレンケル（Ｐｏｏｌｅ　Ｆｒｅ
ｎｋｅｌ）効果によるものと思われる。斯様な厚さの絶
縁層を用いるデバイスは液晶ディスプレイ装置に適用し
た場合に、許容電圧での使用に際して必要なオン／オフ
比を呈させる能力の点て非常に満足のゆくパーホーマン
スを呈することを確かめた。

ディスプレイ装置をアドレス指定し得る１つの方法は、
走査電圧信号を行導体に供給し、データ電圧信号を列導
体に供給する方法である。マトリクスアレイの画素は時
間軸で１行づつアドレスされてｌフィールドにわたる表
示画像を形成する。

ＬＣディスプレイ装置に用いられる例えば米国特許明細
書第４４１３８８３号に開示されているような従来タイ
プのＭＩＭ構造のものでは、一方の導電層を構成する金
属層の上に絶縁層を陽極酸化処理した酸化物表面層とし
て形成する。上記一方の導電層はタンタル製とし、これ
を陽極酸化処理して、その表面に絶縁製の五酸化タンタ
ルの薄膜層を形威し、ついてこの上にニッケル、クロム
、タンタル、アルミニウム又は他の金属の導電層を被覆
する。陽極酸化物は合理的な便利な方法であり、これに
より得られる酸化物層の厚さは、その酸化に用いる電圧
により制御することがでる。

ＭＩＭデバイスを首尾良く作動させるには、これらのＭ
ＩＭデバイスが低電圧の印加状態では高抵抗値を有する
ように良好な絶縁特性を呈し、且つＭＩＭデバイスが高
い印加電圧では可制御的に導通して、順方向バイアスダ
イオードに似た特性が得られるようにすることか重要で
ある。これかため、ＭＩＭデバイスは液晶ディスプレイ
装置に存在する動作基準に適った適切な非直線特性を呈
する必要かある。このような特性は前述したように、絶
縁層の厚さに依存し、これはその厚さに関係する電荷転
送メカニズムによって決定される。

上述したタイプの構造のものでは、これらのメカニズム
は陽極酸化処理した金属層に不純物又は欠陥部が含まれ
ることに由来している。

ＬＣディスプレイ装置に使用するのに好適な他の既知の
タイプのＭＩＭ構造のものでは、別々に堆積する薄膜絶
縁層が用いられる。絶縁材料としてはシリコンニＩ・リ
ド、シリコンジ才キシド、シリコンオキシニトリド、シ
リコンモノオキシド及び酸化亜鉛のようなものか提案さ
れている。絶縁層としてシリコンオキシニトリド物質を
用いるＭＴＭ構造の例は英国特許出願第８７２９５１７
号に記載されている。

一般には金属一絶縁膜一金属デバイスと称されてはいる
か、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）の如き導電物質を一方
又は双方の「金属」層として用いることができる。

シリコンオキシニトリド又はシリコンニトリ１・′の如
き絶縁物質を用いるＭＩＭデバイスは、作動に際し、特
にディスプレイ装置に用いた場合に、例えばタンタルを
陽極酸化処理したものに比べこれらの物質の誘電定数が
低いために非常に優れた特性を呈すると考えられている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、斯種のＭＩＭデバイスに遭遇しがちな１
つの問題は、デバイスに欠陥、即ち短絡個所か起こり得
ると云う点にある。ディスプレイ装置におけるように、
多数のＭＩＭデバイスをアレイに配置する場合に、１個
所の短絡かアレイ全体を使用できないものとすることが
有り得る。

本発明の目的はさらに良好な絶縁層物質を用いる改良Ｍ
ＩＭデバイスの製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は別々に堆積する絶縁層を用いるも、
前述したような問題を殆と起こさない改良ＭＩＭデバイ
スの製造方法を提供することにある。

さらに本発明の目的はディスプレイ装置に使用するのに
好適なように、アレイにして製造し得る斯種ＭＩＭデバ
イスの製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の第１の見地によれば、基板上に支承される第ｌ
導電層の上に薄膜絶縁材料層及び第２導電層を重畳関係
で堆積する工程を具えているＭＩＭデバイスの製造方法
において、前記第１導電層を陽極酸化可能な物質とし、
且つ該第１導電層の上に、前記絶縁層を形成した後に、
この構造体に陽極酸化処理を施すことを特徴とする。

別々に堆積する薄膜絶縁層を用いる従来形式のＭＴＭデ
バイスでは、導電層間に直接接触させる導電性電極間の
薄い絶縁層におけるピンーホール又は脆弱個所によるか
、或いはデバイスの作動中における絶縁層の破壊によっ
て短絡が生ずると考えられる。

陽極酸化処理すると、堆積した絶縁層に存在するビンホ
ール欠陥部又は他のウィークスボッ１・個所のいずれに
も絶縁性の陽極酸化物質が戒長ずるため、完戒デバイス
においては、これらの欠陥部か実際上直され、第１導電
層と絶縁層の上の第２導電層との間か短絡される可能性
か大いに低減する。ピンホールが堆積絶縁層に存在する
ところでは、陽極酸化物質がビンホール内に成長し、少
なくともそのピンホールを部分的に充填させるため、第
２導電層を形成する際にビンホール内に導電物質か入ら
なくなる。陽極酸化物質はビンホールの下側の第１導電
層の表面領域にも成長する。絶縁物質か異常に薄い個所
によって生ずるウィークスポットが存在する場合でも、
陽極酸化物質は第１導電層の対応する表面個所に成長し
て、その個所を償う。

陽極酸化電圧は慣性ＭＩＭデバイスを作動時に駆動させ
る電圧以下とするのか好適である。

陽極酸化する量は制御可能であり、これは脆弱個所にか
ける電界強度に依存する。陽極酸化電圧をデバイスの代
表的な駆動電圧よりも低い値に適当に選定することによ
り、陽極酸化物質の広がりか、デバイスを駆動させる際
に問題となりがちな個所のみに限定され、陽極酸化の量
及び広がりか欠陥部を直すのに十分となり、これにより
斯くして形成される複合誘電層は印加電圧に応答して所
望に作動し、所望なＩ−Ｖ特性を維持する。堆積絶縁物
質の殆どはデバイスの特性を決定する誘電層の主成分だ
けとなる。

第１導電層は、陽極酸化すると誘電性の五酸化タンタル
及び酸化アルミニウムとなるタンタル又はアルミニウム
の如き金属、或いは二オブ、チタン、モリブデン又はハ
フニウムの如き誘電性の陽極酸化層となる他の適当な陽
極酸化可能な物質で形成することができる。

第２導電層はクロム、タングステン、タンタル、ニクロ
ム又はチタニウムの如き金属とするのが良いか、ＩＴＯ
又は酸化錫の如き他の導電物質を用いることもてきる。

絶縁層はタンタル才キシニトリド、シリコン才キサイド
、シリコンモノオキサイド又はシリコンニトリド、特に
非化学量論的なシリ５コンニトリドの如き種々の物質と
することかできる。誘電物質として陽極酸化した金属を
用いる従来のデバイスに比べ、斯種の陽極酸化金属より
も誘電定数の低い絶縁物質を用いることにより遥かに優
れたデバイスを得ることかできる。好適例では、絶縁層
をシリコンオキシニトリドで構成する。好ましくはこの
物質をプラズマ堆積する。プラズマ堆積したシリコンニ
１・リドには酸素か含まれるために、トンネル欠陥密度
を調整してＭＩＭの電気的なパーホーマンスを良好にす
ることかできる。プラズル堆積法は層厚の如き層パラメ
ータを簡単に制御することかでき、しかも高度に均一な
誘電層を形成でき、ビンホールの形態の欠陥部及び脆弱
個所は陽極酸化処理により修復される。プラズマ堆積す
る物質の構造によってデバイスの電気特性を簡単に、し
かも再現可能な方法で決定することかできる。所望な電
気特性基準を満足させるべくトンネル部位の密度を首尾
良く制御可能として、均一性の高いトンネル部位を得る
ことができる。

さらに、プラズマ堆積は比較的低温（例えば３００　’
Ｃ以下）て行うため、堆積層を形成するのに基板及びそ
の上に以前に堆積した層に関する限りは何等問題はない
。

シリコン才キシニトリドの誘電定数は例えば誘電定数か
約２５の五酸化タンタルに比べてほほ６と低いため、Ｍ
ＩＭデバイスはその使用に際し、絶縁層として五酸化タ
ンタルを単独で用いるＭＩＭデバイスよりも遥かに低い
容量性効果を呈する。

このことは液晶ディスプレイ装置における能動素子とし
てＭＩＭデバイスを使用する場合に特に重要な意味かあ
り、この場合ディスプレイ装置を最適に作動させるには
デバイスの寄生容量を関連する液晶画素の容量よりも遥
かに小さくする必要かある。

本発明の第２の見地によれば、基板上にＭＩＭデバイス
のアレイを製造する方法において、ＭＩＭデバイスを前
記本発明の第１見地による方法を用いて形成し、これら
のＭＩＭデバイスを同時に形成することを特徴とする。

マトリクスディスプレイ装置に要求されるように、多数
のデバイスを大面積にわたり同時に製造する場合には、
特に絶縁層としてシリコン才キシニトリドを用いる場合
に、デバイスの作動パーホーマンスかほぼ同一で、しか
も不変のものが得られる。

本発明の好適例ではＭＩＭデバイスを多数の行方向に配
置し、各行のＭＩＭデバイスの第１導電層を各共通の行
導体に電気的に接続し、これらの行導体を陽極酸化処理
における接点として用いるようにする。ＭＩＭデバイス
の第１導電層は行導体の各一部で構成するのが好適であ
る。

本発明のさらに他の見地では、２つの離間した基板の対
向表面に支承された対向電極から成るマトリクス画素ア
レイを有しており、前記両基板の間に液晶材料を設け、
各画素をスイッチング素子を介して一方の基板上におけ
る複数のアドレス導体の１つに接続したアクティブマト
リクス式のアドレス指定される液晶ディスプレイ装置に
おいて、前記スイッチング素子を前記本発明の第１又は
第２見地により製造されるＭＩＭデバイスで構成する。

スイッチング素子として既知のＭＩＭデバイスは組み込
む液晶ディスプレイ装置の場合のように、本発明の液晶
ディスプレイ装置におけるＦＶｌｒＭデバイスのマトリ
クスアレイは、種々の層の領域を規定するのに大規模ホ
トーエッチング技法を用いて１つの基板上に同時に形成
する。

（実施例） 以下図面を参照して実施例につき説明するに、第１図に
示すＭＩＭデバイスは、各々か絶縁材料製の中間層に隣
接する２つの導電層を具えており、このデバイスは、中
間絶縁層により与えられる非直線電流／電圧特性によっ
てスイッチング特性を呈し、これによりこのデバイスは
低い印加電圧では高い抵抗値を呈し、高い印加電圧では
デバイスの抵抗値が変化し、その抵抗値かかなり降下し
て、それに適切な電流を流す。

第ＩＡ及び第ＩＢ図、特に第ＩＢ図を参照するに、ＭＩ
Ｍデバイスは例えばガラスのような絶縁基板ｌ４の上に
形威され、このデバイスは陽極酸化し得る材料製の第１
導電層３０と、第２導電層３４と、これらの導電層の間
に直接挟んだ誘電材料製の薄膜３２とを重ね合わせた層
で構成する。本例ては第ｌ導電層３０をタンタルで、第
２導電層３４をクロムで、又誘電層３２をシリコンオキ
シ−ニトリドで構成する。シリコンオキシ−ニトリド物
質は酸素を含むことにより高い欠陥密度を呈し、これに
よりトンネル部位の密度をそれ相当に高めて、量子力学
的なトンネル効果を生じせしめるために、デバイスに非
直線特性を与える。

デバイスは第ＩＡ図に示すように、層３０及び３２を基
板１４の上に重畳関係で堆積することにより製造する。

層３０は任意の適当な技法を用いることにより、例えば
タンタル物質をスパッタリング又は蒸発させ、且つホト
ーエッチングすることにより約１０マイクロメートル四
方のほぼ長方形のパッドに堆積して画成する。ついで、
プラズマーエンハンスド（増強）低圧化学蒸着処理を用
いて層３０の上にシリコンオキシ−ニトリド層３２を堆
積し、この層をホトーエッチングすることにより層３０
とほぼ同じ広がりとなるように画成する（第１Ａ図）。

プラズマー・エンハンスド低圧化学蒸着処理は一般に周
知であり、これについては多数の文献に記載されている
。シリコンオキシ−ニトリドに適用する斯種の処置及び
この処置を実施するための装置の例は欧州特許明細書第
００３２０２４号に開示されている。

なお、ＭＩＭデバイスの絶縁層を形成する目的のために
は、シリコンオキシ−ニトリドを薄膜形態で用いる場合
に、その組成が所要の非直線抵抗特性を与えるようにシ
リコンオキシ−ニトリドを形成すべく上述した化学蒸着
処置を制御する。

要するに、パッド３０を上に設けた基板ｌ４を反応室内
に入れ、そこで温度約３００゜Ｃ及び圧力約１トルでシ
ラン（ＳｉＨ４），アンモニア（ＮＨ．）及び亜酸化窒
素（Ｎ２０）のプラズマ又はグロー放電に曝して蒸着処
置を行ない基板上にシリコンオキシ−ニトリドを堆積す
る。シラン，アンモニア及び亜酸化窒素戊分は適当な割
合いで反応室内に入れて、所望な非直線電気特性を呈す
るシリコン含有量の多いオキシー二１・リド物質が形成
されるようにする。

シリコンオキシー二１・リド層の厚さは２０〜１５０ナ
ノメートル、好ましくは４０〜８０ナノメートルの範囲
内の厚さにするのが良い。

次いて、このようにして得た構体を陽極酸化処理する。

この処理では、上記構体を適当な陽極酸化溶液に浸し、
導電層３０を或る電位点に接続して、後の使用に当り完
成ＭＩＭデバイスを正規に作動させる際に印加する電圧
よりも低い電圧を層３２間に印加する。陽極酸化するに
は約０．００１Ｍ−ＩＭの燐酸を用いることができる。

或いは、硝酸、くえん酸又は酒石酸を用いることもでき
る。陽極酸化物質は単に絶縁しようとするものであり、
陽極酸化層によってＭＩＭデバイスの絶縁層全体を構戊
するように陽極酸化物質を作用させる必要はないので、
陽極酸化処置は特別なものとする必要はない。絶縁層の
欠陥は不必要なものである。良好な絶縁特性を与える高
純度の陽極酸化層を得るにはくえん酸を用いるのが好適
である。ＭＩＭデバイスを約１１〜ｌ５ボルトの駆動電
圧で作動させるものとする場合には、陽極酸化処置を１
０ボルトの印加電圧で行なうことかできる。五酸化タン
タルの成長速度は約１．６ｎｍ／ボルトである。シリコ
ンオキシ−ニトリド層３２に存在し得るピンホールの個
所及びＮ３０の露出縁部には陽極酸化により五酸化タン
タルか成長する。第ＩＡ図を参照するに、例えば４０で
示すピンホールは陽極酸化により形成された五酸化タン
タル４１て少なくとも部分的に充填されることになる。

ピンホールの下にある層３０の表面領域も五酸化タンタ
ルに変えられる。

堆積層３２が異常に薄いいずれの個所における層３０と
３２との間の界面にも斯かる酸化処理によって五酸化タ
ンタルの薄層が形威される。従って、シリコンオキシ−
ニトリド層３２か異常に薄い個所によって生ずるこの層
３２のウィークスポットも五酸化タンタルの物質で補修
される。陽極酸化電圧はデバイスを作動させるのに用い
られる代表的な駆動電圧を考慮して選定すると共に、形
成される陽極酸化物質の広がりが、それが残存する場合
に完成デバイスの作動に問題を起こすようなウィークス
ポット個所のみに限定されるようにする。太き目の陽極
酸化電圧を用いる場合には、層３０と３２との間の界面
に陽極酸化物質がより一層広く形成され、従って完成デ
バイスの特性を変えることがてきる。

これがため、短絡しかちなＭＩＭ構体の欠陥は、陽極酸
化処理により複合誘電層が形成されることにより実際上
補修される。

代表的な状況で層３２と３０との間に存在し得る五酸化
タンタルの量はシリコンオキシ−ニトリドの量に較べて
極めて僅かである。従って、シリコンオキシ−ニトリド
が誘電物質として優位を占めるのであって、このシリコ
ンオキシ−ニトリドに成長する五酸化タンタルが完成デ
バイスのパーフォーマンスに及ぼす影響は極めて僅かで
ある。このうようにして得られるＭＩＭデバイスは、欠
陥のない純粋なシリコンオキシ−ニトリドの誘電層を有
しているＭＩＭデバイスと全く同じように作動する。タ
ンタルの代りに、硝酸を用いて陽極酸化されるアルミニ
ウムの如き他の陽極酸化可能な物質を用いることもでき
る。

ＭＩＭデバイスを完成させるために、第２導電層３４を
例えばスパッタリング又は蒸着により層３２の上に堆積
して、これをホトエッチングによりバッドに画成して第
ＩＢ図に示すような構体を形成する。

２つの導電層３０及び３４の厚さは臨界的でなく、それ
らをそれぞれタンタル及びクロムとする場合に例えば１
００〜３００ナノメートルとすることかできる。

バッド３０との接触は基板上に横方向に延在する一体の
リード線（図示せず）を形成することにより達成するこ
とかできる。ディスプレイ装置では、パッド３４か画素
電極の一部として作用する。バッド３４との接触はデバ
イスの上に堆積した絶縁層における窓を介してパッド３
４と接触する導電層を画成することによっても達成する
ことかできる。

実際のデバイスは、誘電層３２は必ずしも上述した方法
で導電層３０とほぼ境を同一とする必要はない。製造を
簡単とし、しかも完成デバイスとの接触を容易とするた
めには、誘電物質の延長個所を用いるのが好適である。

これがため、他の実施例では、シリコンオキシ−ニトリ
ド層３２を第ＩＣ図に示すように層３０の上及び基板ｌ
４の隣接部分にも堆積する。このＭＩＭデバイスは他の
点では前述した方法と同じ方法で製造する。陽極酸化処
理したら、第２導電層３４を堆積し、これを画成して、
第ＩＤ図に示すようにパッド３０の縁部の上及び基板ｌ
４の隣接表面個所を横切って横方向に延在する一体のト
ラックと一緒にパッド３０の上に上側接点を形成するよ
うにする。

陽極酸化処理をするために、層３４の物質を層３０と接
触させるビンホールが誘電層３２に存在するか、又は層
３２における脆弱個所のために完成ＭＩＭデバイスに短
絡を生ずる可能性かなくなる。脆弱個所は、このような
ＭＩＭ構体では絶縁層３２を層３０の縁部の上にステッ
プさせる個所に起りがちである。このステッピングは、
層３２を堆積する際にこれらの個所における絶縁材料の
厚さを薄くする。

実際上、このような脆弱個所は、例えば第ＩＣ図に３５
にて示すように陽極酸化処置中にパッド３０の縁部に隣
接するその表面に陽極酸化物質を成長させることにより
補修される。

ＭＩＭデバイスを特に、後に詳述するようにディスプレ
イ装置に用いる場合には、斯種のＭＩＭデバイスのアレ
イを標準の大規模蒸着及びホトエッチング法を用いて基
板上に同時に形成するのか好適である。この場合にはＭ
．ＩＭデバイスを行列アレイに配置する。各行のデバイ
スは、これらデバイスの行方向に並んで延在する各共通
の行導体に接続する。この行導体はＭＩＭデバイスのバ
ッド３０とは別に堆積して形成し、パッド３０に接続す
るか、又は製造を簡単とするために、行導体はパッド３
０を形成するのに用いたのと同じ堆積層から画成するこ
ともできる。パッドは行導体の個別の部分で構成するこ
とができる。

陽極酸化処理中には、行導体の各端部を接点として用い
て、これらの接点を電圧源に接続する。

斯種のＭＩＭデバイスのアレイを用いる液晶ディスプレ
イ装置を第２及び第３図につき説明する。

第２図は数個の代表的な画素と、それらに関連するＭＩ
Ｍデバイスとから成るディスプレイ装置の回路構戒の一
部を示したものであり、第３図は第２図に示す構成の装
置の僅かな部分の断面図てある。

ディスプレイ装置は行列マトリクスアレイの個々の画素
ｌＯを多数有しており、この内の１２個の画素だけを便
宜上第２図に示してある。実際には、画素数を１００，
　０００個又はそれ以上とすることができる。

各画素１０は２つの離間したガラス基板１２と１４との
間のＴＮ液晶物質１６と一緒に両ガラス基板の対向表面
に支承させた一対の電極により規定される。

基板１４は、ここに２４にて示すＭＩＭデバイスのアレ
イを支承する。さらに基板ｌ４は、行列配置された個々
の画素１０を規定する透明の酸化錫インジウム（ＩＴＯ
）製の１つ１つが一般に長方形をしている画素電極１８
のアレイも支承する。

基板１２は一組の離間した平行の列アドレス導体２０を
支承し、これらの導体２０の内で画素電極ｌ８の上に位
置する部分は画素の他方の電極を構成する。

同じ行における全ての画素の画素電極ｌ８は基板１４上
にて、それらの画素電極に関連する直列接続のＭＩＭデ
バイスを介して列導体２０に直角に延在する一組の平行
な行アドレス導体２２（第２図）の１つに接続する。各
画素に対して１つのＭＩＭデバイスのみを示してあるだ
けであるか、各画素には既知の方法で２つ以上のＭＩＭ
デバイスを用いることかできる。

個々の画素■０は各行導体２２に順次供給される走査信
号を用いて慣例の形態でアドレスされ、又ビデオデータ
信号が適当に同期して列導体２ｏに供給されて、ビデオ
情報に従って画素を通る光透過率が変調される。画素は
例えば１１−１５ボルトの印加電圧を用いて駆動される
。画素は表示画像、例えばｌフィールドにわたるＴＶ画
像を形成するように時間軸で一行づつ附勢される。

ディスプレイ装置及びその作動はＭＩＭタイプの非直線
性のスイッチング素子を用いる従来のディスプレイ装置
に似ている。従ってディスプレイ装置の作動についての
前述した説明は故意に簡単にした。その他のことについ
ては明細書の冒頭にて述べた通りである。

特に第２図を参照するに、各ＭＩＭデバイス２４は後に
規定するＩＴＯ画素電極ｌ８の横に配置する。

ＭＩＭデバイス２４のパッド３０は共通のタンタル層を
適当に画成することによって行導体２２（第３図では見
えない）から突出し、しかもそれと一体の延長部として
形成する。シリコンニトリドのような絶縁材料層４４を
ＭＩＭデバイス２４，行導体２２及び基板ｌ４の残りの
露出個所の上に完全に堆積する。

ＩＴＯ電極ｌ８をこの層４４の上に画成し、関連するＭ
ＩＭデバイスの上に延在させる橋絡細条４５を電極】８
と一体に形成し、これら゜の細条を層３４の上にある層
４４にエッチングしてあけた窓を経て上側の導電層３４
と接触させる。

次いで、斯くして形成した構体の露出面に既知の方法で
液晶配向層３６を被着する。

列導体２０及び配向層３８を基板１２に慣例の方法で形
成する。ＭＩＭデバイスの２つの導電層に使用する物質
は上述した例のものとは別のものとすることかできる。

例えば第１導電層にはアルミニウムを用いることができ
、第２導電層３４はタングステン，ニクロム，金又はＩ
ＴＯで形或することができる。

第ＩＤ図に示したデバイスに似たデバイスを用いる簡単
なディスプレイ装置の構成では、連続するシリコンーオ
キシニトリド層をバッド３０、行導体及び基板ｌ４の少
なくとも行導体に隣接する個所の上にそれぞれ堆積する
。ついで、このシリコンーオキシニトリド層の上に一体
の橋絡細条と一緒にＩＴＯを用いて画素電極１８を画成
する。なお、橋絡細条は隣接パッド３０を覆うシリコン
ーオキシニトリド層の上に電極１８から延在させる。こ
の場合に、ＭＩＭデバイスはバッド３０と、シリコンー
オキシニトリドとＩＴＯ物質の重畳部分とによって構成
される。このように、デバイスの第２導電層は電極Ｉ８
と一体に形成される。

上述した方法で形威される誘電薄膜層としてシリコン〜
オキシニトリドを用いるＭＩＭデバイスは、その作動に
当り特に液晶ディスプレイ装置に適した非直線特性を呈
する。上記ＭＩＭデバイスは電流と印加電圧との関係が
殆ど指数関数的となり、これらのデバイスはテレビジョ
ン信号を表示する目的に必要な衝撃係数での高レベル多
重化で作動させることかできる。シリコンーオキシニト
リドは低い誘電定数を有するため、これらの寄生容量は
、それらの関連する画素ｌＯの容量に較べて極めて低い
。

第４図はＭＩＭデバイスの予期される電気特性をグラフ
にて示したものであり、これはディスプレイ装置にＭＩ
Ｍデバイスを用いる場合に生ずる印加電圧Ｖの範囲に対
して、シリコンーオキシニトリド層の厚さを４０ナノメ
ートルとし、印加電圧としてパルス状の電圧でなく、連
続する直流電圧を用いる場合のディスプレイ装置の例に
おけるＭＩＭデバイスを流れる電流密度（Ｊ）アンペア
／ｄを対数にてプロットしたものである。

前述したように、層３２を形成するには他の絶縁物質、
例えば非化学量論的なシリコンーニトリド又はシリコン
ジオキサイドを用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第ＩＡ．ＩＢ，Ｉｃ及びＩＤ図はＭＩＭデバイスの２つ
の例のそれぞれ異なる製造段における実寸でない断面図
； 第２図は行と列アドレス導体との間のＭＩＭデバイス形
態の各非直線スイッチング素子に各々直列に接続される
僅かな画素を示している液晶ディスプレイ装置の一部を
概略的に示す回路図第３図は第２図のディスプレイ装置
の一部を示す断面図； 第４図はディスプレイ装置における多数のＭＩＭデバイ
スの内の代表的なものの電気的パーホーマンス、特にデ
バイスの印加電圧Ｖと電流密度Ｊとの関係を示す特性図
である。 １０・・・画素 １２．１４・・・基板 ｌ６・・・液晶物質 Ｉ８・・・画素電極 ２０・・・列アドレス導体 ２２・・・行アドレス導体 ３０・・・第１導電層 ３２・・・誘電材料薄膜 ３４・・・第２導電層 ３６・・・液晶配向層 ４０・・・ピンホール ４ｌ・・・五酸化タンタル充填個所 ４４・・・絶縁材料層 ４５・・・橋絡細状

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に支承される第１導電層の上に薄膜絶縁材料
   層及び第２導電層を重畳関係で堆積する工程を具えてい
   るＭＩＭデバイスの製造方法において、前記第１導電層
   を陽極酸化可能な物質とし、且つ該第１導電層の上に、
   前記絶縁層を形成した後に、この構造体に陽極酸化処理
   を施すことを特徴とするＭＩＭデバイスの製造方法。 ２、前記第１導電層をタンタルで構成することを特徴と
   する請求項１に記載の方法。 ３、前記第１導電層をアルミニウムで構成することを特
   徴とする請求項１に記載の方法。 ４、前記絶縁層をシリコンオキシ−ニトリドで構成する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法
   。 ５、前記シリコンオキシ−ニトリドをプラズマ堆積する
   ことを特徴とする請求項４に記載の方法。 ６、前記陽極酸化処理する際の陽極酸化電圧を、完成Ｍ
   ＩＭデバイスを実際に作動させる際の電圧以下とするこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 ７、基板上にＭＩＭデバイスのアレイを製造する方法に
   おいて、ＭＩＭデバイスを請求項１〜６のいずれかに記
   載の方法を用いて形成し、これらのＭＩＭデバイスをア
   レイに同時に形成することを特徴とするＭＩＭデバイス
   アレイの製造方法。 ８、ＭＩＭデバイスを幾つもの行に配置し、各行のデバ
   イスをそれぞれ共通の行導体に接続し、これらの行導体
   をＭＩＭデバイスの第２導体層の堆積前に形成すると共
   に前記行導体を陽極酸化処理における接点として用いる
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。 ９、前記行導体及びＭＩＭデバイスの第１導電層を単一
   の堆積材料層により形成することを特徴とする請求項８
   に記載の方法。 １０、２つの離間した基板の対向表面に支承された対向
   電極から成るマトリクス画素アレイを有しており、前記
   両基板の間に液晶材料を設け、各画素をスイッチング素
   子を介して一方の基板上における複数のアドレス導体の
   １つに接続したアクティブマトリクス式のアドレス指定
   される液晶ディスプレイ装置において、前記スイッチン
   グ素子を前記請求項１〜９のいずれかに記載の方法で製
   造したＭＩＭデバイスで構成したことを特徴とする液晶
   ディスプレイ装置。