JPH06258671A - Thin-film element and its production - Google Patents
Thin-film element and its productionInfo
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- JPH06258671A JPH06258671A JP4305393A JP4305393A JPH06258671A JP H06258671 A JPH06258671 A JP H06258671A JP 4305393 A JP4305393 A JP 4305393A JP 4305393 A JP4305393 A JP 4305393A JP H06258671 A JPH06258671 A JP H06258671A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜素子及びその製造
方法に関し、更に詳しくは薄膜ダイオード及びその製造
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film element and a manufacturing method thereof, and more particularly to a thin film diode and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、アクティブマトリクス液晶表示装
置（以下、液晶表示装置と称する）において、液晶を駆
動するスイッチング素子として薄膜ダイオード（ＴＦ
Ｄ；ThinFilm Diode）を用いた表示装置が用いられてい
る。この薄膜ダイオードは、現在のスイッチング素子の
主流である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Tran
sistor）と比較して、構造が簡単であるという特性を有
している。このため、製造方法も簡便であり、製造工程
における良品率が高いという利点を有している。内部構
造に関して、複数種類の薄膜ダイオードが用いられてい
る。その複数種類の薄膜ダイオードにおいて、金属−絶
縁膜−金属の積層構造を有するＭＩＭ（Metal-Insulato
r-Metal）形式の薄膜ダイオード（ＭＩＭ−ＴＦＤ）が
広く用いられている。2. Description of the Related Art Recently, in an active matrix liquid crystal display device (hereinafter referred to as a liquid crystal display device), a thin film diode (TF) is used as a switching element for driving liquid crystal.
A display device using a D (Thin Film Diode) is used. This thin film diode is a thin film transistor (TFT), which is the mainstream of current switching devices.
sistor) has a characteristic that the structure is simple. Therefore, the manufacturing method is simple, and the yield rate is high in the manufacturing process. Regarding the internal structure, a plurality of types of thin film diodes are used. In the plurality of types of thin film diodes, MIM (Metal-Insulato) having a laminated structure of metal-insulating film-metal
A thin film diode (MIM-TFD) of the r-Metal type is widely used.
【０００３】従来のＭＩＭ−ＴＦＤの構造は図８および
図９に示される。図８は、ＭＩＭ−ＴＦＤを具備する液
晶表示装置における１画素部分の平面図であり、図９は
その断面図である。この従来例は、シャープ株式会社液
晶事業本部編「液晶ディスプレイ」ラジオ技術社発行第
７１頁に示されている。この薄膜ダイオード５を含む液
晶表示装置は、以下のような構造を有する。ガラス基板
１上に、帯状の下部配線電極２が形成されている。下部
配線電極２は、ガラス基板１上に相互に平行に形成され
ている複数の信号配線２ａと、信号配線２ａにおいて、
前記１画素部分に相当する位置に、信号配線２ａから突
出して形成されている帯状の分枝電極２ｂとを有してい
る。前記分枝電極２ｂを被覆して、酸化絶縁膜２ｃが形
成されている。酸化絶縁膜２ｃを被覆し、かつ絶縁基板
１上に延びて、上部配線電極３が形成されている。上部
配線電極３と接続されて、画素電極４が形成されてい
る。前記薄膜ダイオード５は、下部配線電極２、酸化絶
縁膜２ｃ及び上部配線電極３とを含んで構成される。The structure of a conventional MIM-TFD is shown in FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a plan view of one pixel portion in a liquid crystal display device including the MIM-TFD, and FIG. 9 is a sectional view thereof. This conventional example is shown on page 71 of "Liquid Crystal Display" edited by Sharp Corporation Liquid Crystal Division, published by Radio Technology Co., Ltd. The liquid crystal display device including the thin film diode 5 has the following structure. A strip-shaped lower wiring electrode 2 is formed on a glass substrate 1. The lower wiring electrode 2 includes a plurality of signal wirings 2a formed on the glass substrate 1 in parallel with each other, and a plurality of signal wirings 2a.
A strip-shaped branch electrode 2b formed so as to project from the signal wiring 2a is provided at a position corresponding to the one pixel portion. An oxide insulating film 2c is formed so as to cover the branch electrode 2b. An upper wiring electrode 3 is formed so as to cover the oxide insulating film 2c and extend over the insulating substrate 1. A pixel electrode 4 is formed so as to be connected to the upper wiring electrode 3. The thin film diode 5 includes a lower wiring electrode 2, an oxide insulating film 2c, and an upper wiring electrode 3.
【０００４】この液晶表示装置の製造方法は、以下の通
りである。まずガラス基板１上に下部配線電極２をパタ
ーン形成する。該パターン形成のプロセスは以下の通り
である。（１）ガラス基板１全面に下部配線電極２用の
金属層（Ｔａ等）をスパッタ法やＣＶＤ法（化学的気相
成長法）等により成膜する。（２）フォト工程（フォト
レジスト塗布、露光、現像）を行う。（３）エッチング
処理を行う。（４）フォトレジストを剥離する。The manufacturing method of this liquid crystal display device is as follows. First, the lower wiring electrode 2 is patterned on the glass substrate 1. The pattern forming process is as follows. (1) A metal layer (Ta or the like) for the lower wiring electrode 2 is formed on the entire surface of the glass substrate 1 by a sputtering method, a CVD method (chemical vapor deposition method) or the like. (2) Photo process (photoresist application, exposure, development) is performed. (3) An etching process is performed. (4) Peel off the photoresist.
【０００５】次に下部配線電極２の陽極酸化によって酸
化絶縁膜２ｃを形成する。陽極酸化法の工程は以下の通
りである。硼酸、燐酸、酒石酸等の酸やそのアンモニウ
ム塩の希薄水溶液を電解液とし、該電解液中にガラス基
板１を浸漬する。該電解液中に於て、前記下部配線電極
２用の金属層を陽極とし、電解液中に浸漬された陰極と
の間に電流を流す。この通電によって、下部配線電極２
用の金属層表面付近にＴａ2Ｏ5からなる酸化絶縁膜２ｃ
を形成する。このような陽極酸化法は、ＭＩＭ−ＴＦＤ
の形成工程に広く用いられている。Next, an oxide insulating film 2c is formed by anodic oxidation of the lower wiring electrode 2. The steps of the anodic oxidation method are as follows. A dilute aqueous solution of an acid such as boric acid, phosphoric acid, tartaric acid or an ammonium salt thereof is used as an electrolytic solution, and the glass substrate 1 is immersed in the electrolytic solution. In the electrolytic solution, the metal layer for the lower wiring electrode 2 serves as an anode, and an electric current is passed between the metallic layer and the cathode immersed in the electrolytic solution. By this energization, the lower wiring electrode 2
Oxide film 2c made of Ta 2 O 5 near the surface of the metal layer
To form. Such an anodic oxidation method is used for MIM-TFD.
It is widely used in the forming process.
【０００６】次に前記酸化絶縁膜２ｃを形成後、上部配
線電極３となる金属材料層（Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ等）をス
パッタ蒸着する。この金属材料層を、下部配線電極２上
の酸化絶縁膜２ｃと部分的に重なるように、下部配線電
極２の前記パターン形成プロセスと同様なプロセスによ
ってパターニングすれば、下部配線電極２と上部配線電
極３との交差部にＭＩＭ−ＴＦＤが形成される。Next, after forming the oxide insulating film 2c, a metal material layer (Cr, Ti, Al, etc.) to be the upper wiring electrode 3 is sputter-deposited. By patterning this metal material layer by a process similar to the pattern forming process of the lower wiring electrode 2 so as to partially overlap the oxide insulating film 2c on the lower wiring electrode 2, the lower wiring electrode 2 and the upper wiring electrode 2 will be formed. The MIM-TFD is formed at the intersection with 3.
【０００７】さらに、上部配線電極３の一部を覆うよう
に画素電極４（材料はＩＴＯ等）を形成すれば、ＭＩＭ
−ＴＦＤを具備する液晶表示装置の走査側基板が完成す
る。この走査側基板と、別途製造される対向基板とを組
み合わせ、液晶を注入して封止すると、前記液晶表示装
置が製造される。Further, if the pixel electrode 4 (made of ITO or the like) is formed so as to cover a part of the upper wiring electrode 3, the MIM
-The scanning side substrate of the liquid crystal display device including the TFD is completed. The liquid crystal display device is manufactured by combining the scanning-side substrate and a separately manufactured counter substrate, and injecting and sealing liquid crystal.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前記下部配線電極２の
陽極酸化によって形成される酸化絶縁膜２ｃは、一般に
ピンホールの少ない緻密な組成を有する膜であることが
知られている。このような酸化絶縁膜２ｃは、ＭＩＭ−
ＴＦＤに用いる最適な絶縁膜であると考えられている。
しかし、陽極酸化法には、そのプロセスにおいて、特有
な下記の問題点が存在する。その問題点とは、荷電粒子
（イオン）の移動が、前記下部配線電極２と前記電解液
との界面近傍において、下部配線電極２内部よりも活発
に起こり易いために、酸化絶縁膜２ｃ中の原子の膜厚方
向の分布が均一でない、ということである。このような
原子の膜厚方向の分布の不均一性を確認するために、本
願発明者は、下記の実験を行った。Ｃｒ−Ｔａ2Ｏ5−Ｔ
ａという構造のＭＩＭ−ＴＦＤにおける酸化絶縁膜内の
化学的組成の膜厚方向の分布を、オージェ電子分光法
（ＡＥＳ；Auger Electron Spectroscopy）等の手法に
より調べた。It is known that the oxide insulating film 2c formed by anodic oxidation of the lower wiring electrode 2 is generally a film having a dense composition with few pinholes. Such an oxide insulating film 2c is MIM-
It is considered to be the optimum insulating film used for TFD.
However, the anodizing method has the following problems peculiar to the process. The problem is that the movement of charged particles (ions) tends to occur more actively in the vicinity of the interface between the lower wiring electrode 2 and the electrolytic solution than in the lower wiring electrode 2 and, therefore, in the oxide insulating film 2c. This means that the distribution of atoms in the film thickness direction is not uniform. In order to confirm such non-uniformity of atom distribution in the film thickness direction, the present inventor conducted the following experiment. Cr-Ta 2 O 5 -T
The distribution in the film thickness direction of the chemical composition in the oxide insulating film in the MIM-TFD having the structure a was examined by a method such as Auger Electron Spectroscopy (AES).
【０００９】この実験により前記酸化絶縁膜の組成のデ
プスプロファイルを示す図１０のグラフが得られた。図
１０のグラフから、酸化絶縁膜２ｃの上部配線電極３側
界面付近（図１０に範囲で示す）に、酸素（Ｏ）原子
密度の過剰に高い層（以下、Ｏ2リッチ層と呼ぶ）が形
成されていることが確認された。該Ｏ2リッチ層は、Ｏ
原子が外部電圧印加時に正孔を放出するため、該外部電
圧印加時に、ｐ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）形半導体層と同様
に振舞う。From this experiment, the graph of FIG. 10 showing the depth profile of the composition of the oxide insulating film was obtained. From the graph of FIG. 10, a layer having an excessively high oxygen (O) atom density (hereinafter referred to as an O 2 rich layer) is formed in the vicinity of the interface of the oxide insulating film 2c on the side of the upper wiring electrode 3 (shown by a range in FIG. 10). It was confirmed that it was formed. The O 2 rich layer is O
Since the atoms release holes when an external voltage is applied, they behave similarly to the p (positive) type semiconductor layer when the external voltage is applied.
【００１０】また図１０のグラフにおいて、下部配線電
極２との界面付近（図１０に範囲で示す）において、
Ｏ原子密度が低い層（以下、Ｔａリッチ層と呼ぶ）が形
成されていることが確認された。このＴａリッチ層は前
記外部電圧印加時において、ｎ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）形
半導体層と同様に振舞う。Further, in the graph of FIG. 10, in the vicinity of the interface with the lower wiring electrode 2 (shown by a range in FIG. 10),
It was confirmed that a layer having a low O atom density (hereinafter referred to as a Ta-rich layer) was formed. This Ta-rich layer behaves in the same manner as an n (negative) type semiconductor layer when the external voltage is applied.
【００１１】従って前記酸化絶縁膜２ｃ全体では、酸化
絶縁膜２ｃの中心部のｉ（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）形層
（図１０に範囲で示す）を、異種の半導体層で挟ん
だ、ｐ−ｉ−ｎの３層構造となっている。この３層構造
は、下部配線電極２と上部配線電極３との間において、
その電流伝導方向により電流伝導機構に差異を生じる。
この差異は、ＭＩＭ−ＴＦＤの電流電圧特性（以下、Ｉ
−Ｖ特性と記す）に於て、電流の伝導方向により、前記
Ｉ−Ｖ特性が非対称になる要因となる。Therefore, in the entire oxide insulating film 2c, a p-i-n layer is formed by sandwiching an i (intrinsic) type layer (shown by a range in FIG. 10) in the central portion of the oxide insulating film 2c with different kinds of semiconductor layers. It has a three-layer structure. This three-layer structure is such that between the lower wiring electrode 2 and the upper wiring electrode 3,
The current conduction mechanism causes a difference in the current conduction mechanism.
This difference is due to the current-voltage characteristic of MIM-TFD (hereinafter, I
(-V characteristic), it becomes a factor that the IV characteristic becomes asymmetric depending on the conduction direction of the current.
【００１２】また、陽極酸化工程で使用される電解液の
種類によって、酸化絶縁膜２ｃの前記範囲における組
成が大きく変わることが知られている。例えば、電解液
がクエン酸の場合は炭素、硼酸アンモニウムの場合は硼
素、燐酸の場合はリンの密度が高い層が、前記範囲に
形成される。電解液から酸化絶縁膜２ｃ内に混入したこ
れらの不純物原子も、前記Ｏ原子同様、ＭＩＭ−ＴＦＤ
のＩ−Ｖ特性の対称性の悪化を引き起こす要因となる。It is also known that the composition of the oxide insulating film 2c in the above range greatly changes depending on the type of electrolyte used in the anodizing process. For example, a layer having a high carbon density when the electrolytic solution is citric acid, boron when the electrolytic solution is ammonium borate, and a high phosphorus density when the electrolytic solution is phosphoric acid is formed in the above range. These impurity atoms mixed into the oxide insulating film 2c from the electrolytic solution are also MIM-TFD like the O atom.
Is a factor that causes deterioration of the symmetry of the IV characteristic.
【００１３】以上のような原因によって、Ｉ−Ｖ特性が
非対称となったＭＩＭ−ＴＦＤを、液晶表示装置の駆動
素子として用いると、液晶に直流バイアス電圧が印加さ
れるため、フリッカ（ちらつき）や表示の焼付き等の問
題が生じる。When the MIM-TFD having an asymmetrical IV characteristic due to the above causes is used as a driving element of a liquid crystal display device, a DC bias voltage is applied to the liquid crystal, so that flicker (flicker) or flicker occurs. Problems such as image sticking occur.
【００１４】また、上記従来技術は、下記に述べる他の
問題点を有している。液晶表示装置に於て、クロストー
クが発生しないためには、前記ＭＩＭ−ＴＦＤ等の駆動
素子の容量ＣMIMと、液晶層の容量ＣLCと、液晶のオン
電圧ＶON及びオフ電圧ＶOFFの比Ｒ（＝ＶOFF／ＶON）と
に関して、Further, the above-mentioned prior art has other problems described below. In order to prevent crosstalk from occurring in the liquid crystal display device, the capacitance C MIM of the driving element such as the MIM-TFD, the capacitance C LC of the liquid crystal layer, the on-voltage V ON and the off-voltage V OFF of the liquid crystal are set. Regarding the ratio R (= V OFF / V ON ),
【００１５】[0015]
【数１】 [Equation 1]
【００１６】を満足すべきであることが知られている。
従って、液晶表示装置において良好な表示品位を実現す
るためには、前記駆動素子の容量ＣMIMが液晶の容量Ｃ
LCに対して、できるだけ小さいことが望ましい。It is known that the above should be satisfied.
Therefore, in order to realize good display quality in the liquid crystal display device, the capacitance C MIM of the driving element is set to the capacitance C of the liquid crystal.
It is desirable for LC to be as small as possible.
【００１７】一方、前記従来技術の液晶表示装置に於
て、図９に示されるように、酸化絶縁膜２ｃは、その上
面２ｄ及び両側面２ｅ、２ｆが均一な膜厚で形成されて
いるため、酸化絶縁膜２ｃの全面が前記容量を構成す
る。従って、駆動素子の容量は、前記酸化絶縁膜２ｃを
微細に加工するパターンニング精度の限界に対応する容
量よりも更に抑制することは困難である。On the other hand, in the above-mentioned conventional liquid crystal display device, as shown in FIG. 9, the oxide insulating film 2c has the upper surface 2d and both side surfaces 2e, 2f formed with a uniform film thickness. The entire surface of the oxide insulating film 2c constitutes the capacitor. Therefore, it is difficult to further suppress the capacity of the driving element than the capacity corresponding to the limit of the patterning accuracy for finely processing the oxide insulating film 2c.
【００１８】上記２つの問題点を解決しようとする他の
従来技術である特開平３ー１４８６８３は、前記ＭＩＭ
−ＴＦＤのＩ−Ｖ特性の前記非対称性を改善する技術を
開示している。この従来技術は、以下のような技術であ
る。下部配線電極の表層を陽極酸化して第１酸化絶縁膜
を形成した後、該第１酸化絶縁膜上に下部配線電極と同
一種類の金属層を形成し、この金属層を陽極酸化して第
２酸化絶縁膜を形成する。このような前記他の従来技術
は、２つの問題点を有している。第１の問題点は、前記
第１酸化絶縁膜は、依然として前記ｐ−ｉ−ｎ構造を有
していることである。第２の問題点は、ＭＩＭ−ＴＦＤ
の製造工程が複雑になるということである。Japanese Patent Laid-Open No. 148683/1993, which is another conventional technique for solving the above two problems, discloses the MIM.
Disclosed is a technique for improving the asymmetry of the IV characteristic of the -TFD. This conventional technique is as follows. After the surface layer of the lower wiring electrode is anodized to form a first oxide insulating film, a metal layer of the same type as the lower wiring electrode is formed on the first oxide insulating film, and the metal layer is anodized to form a first oxide insulating film. A two-oxide insulating film is formed. The above-mentioned other conventional technique has two problems. The first problem is that the first oxide insulating film still has the pin structure. The second problem is MIM-TFD.
It means that the manufacturing process of is complicated.
【００１９】また、更に他の従来技術である特開昭５８
ー１８４１１９は、前記酸化絶縁膜の側面部のみを用い
て構成されるＭＩＭ−ＴＦＤ、即ちラテラル構造のＭＩ
Ｍ−ＴＦＤを用いることによって、前記駆動素子の容量
を抑制する技術を開示している。この従来技術は、前記
ラテラル構造部分に於て、電気的導通の信頼性が低いと
いう課題を有している。Still another conventional technique, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 58,
184119 is a MIM-TFD formed by using only the side surface of the oxide insulating film, that is, a MI having a lateral structure.
A technique for suppressing the capacitance of the driving element by using the M-TFD is disclosed. This conventional technique has a problem that reliability of electrical conduction is low in the lateral structure portion.
【００２０】本発明は、このような問題点を解決しよう
としてなされたものであり、電流−電圧特性に於ける非
対称性を解消した薄膜素子及びその製造方法を提供する
ことが本発明の目的である。The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a thin film element in which asymmetry in current-voltage characteristics is eliminated and a method for manufacturing the same. is there.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜素子は、電
気絶縁性を有する絶縁基板上に形成され、上面と側面と
を有する第１導電体と、該第１導電体上に形成され、該
第１導電体の該上面を被覆し、第１膜厚を有する第１酸
化絶縁部分と、該第１導電体の該側面を被覆し、該第１
膜厚よりも大きな第２膜厚を有する第２酸化絶縁部分と
が連続して構成される酸化絶縁層と、該酸化絶縁層を被
覆して形成される第２導電体とを備えており、これによ
って前記目的が達成される。A thin film element of the present invention is formed on an insulating substrate having electrical insulation, a first conductor having an upper surface and a side surface, and formed on the first conductor. Covering the upper surface of the first conductor and covering the first oxide insulating portion having a first film thickness and the side surface of the first conductor;
An oxide insulating layer formed by continuously forming a second oxide insulating portion having a second film thickness larger than the film thickness; and a second conductor formed by covering the oxide insulating layer, This achieves the above objective.
【００２２】また、本発明の薄膜素子の製造方法は、下
記工程Ａ〜Ｄを備えており、これによって前記目的が達
成される。Further, the method for manufacturing a thin film element of the present invention includes the following steps A to D, by which the above object is achieved.
【００２３】工程Ａ：電気絶縁性を有する絶縁基板上
に、該絶縁基板と反対側の上面と、該上面に連なる側面
とを有する第１導電体を形成する。Step A: A first conductor having an upper surface opposite to the insulating substrate and a side surface continuous with the upper surface is formed on an electrically insulating insulating substrate.
【００２４】工程Ｂ：該第１導電体の上面と側面とを酸
化して、酸化絶縁膜を形成する。Step B: The upper surface and the side surface of the first conductor are oxidized to form an oxide insulating film.
【００２５】工程Ｃ：該酸化絶縁膜における該上面の上
に形成された部分を、予め定める膜厚の範囲に亘り除去
する。Step C: The portion of the oxide insulating film formed on the upper surface is removed over a predetermined thickness range.
【００２６】工程Ｄ：該酸化絶縁膜上に第２導電体を形
成する。Step D: A second conductor is formed on the oxide insulating film.
【００２７】[0027]
【作用】本発明の薄膜素子が備える第１導電体は、上面
と側面とを有し、電気絶縁性を有する絶縁基板上に形成
されている。該第１導電体上において、第１酸化絶縁部
分と第２酸化絶縁部分とが連続する酸化絶縁層が形成さ
れている。第１酸化絶縁部分は、該第１導電体の該上面
を被覆し、第１膜厚を有する。第２酸化絶縁部分は、第
１導電体の該側面を被覆し、該第１膜厚よりも大きな第
２膜厚を有する。該酸化絶縁層を被覆して第２導電体が
形成されている。The first conductor provided in the thin film element of the present invention has an upper surface and a side surface, and is formed on an insulating substrate having electrical insulation. An oxide insulating layer in which a first oxide insulating portion and a second oxide insulating portion are continuous is formed on the first conductor. The first oxide insulating portion covers the upper surface of the first conductor and has a first film thickness. The second oxide insulating portion covers the side surface of the first conductor and has a second film thickness larger than the first film thickness. A second conductor is formed so as to cover the oxide insulating layer.
【００２８】また本発明の薄膜素子は、下記のようにし
て製造される。電気絶縁性を有する絶縁基板上に、該絶
縁基板と反対側の上面と、該上面に連なる側面とを有す
る第１導電体を形成する。該第１導電体の上面と側面と
を酸化して、酸化絶縁膜を形成する。該酸化絶縁膜にお
ける該上面の上に形成された第１酸化絶縁部分を、予め
定める膜厚の範囲に亘り除去する。該酸化絶縁膜上に第
２導電体を形成する。The thin film element of the present invention is manufactured as follows. A first conductor having an upper surface opposite to the insulating substrate and a side surface continuous with the upper surface is formed on an electrically insulating insulating substrate. The upper surface and the side surface of the first conductor are oxidized to form an oxide insulating film. The first oxide insulating portion formed on the upper surface of the oxide insulating film is removed over a predetermined thickness range. A second conductor is formed on the oxide insulating film.
【００２９】従って、本発明によれば、第１導電体の配
線パターンにおいて、前記酸化絶縁膜の第１酸化絶縁部
分のうち、予め定める膜厚の範囲に亘る部分のみにＯ2
リッチ層および不純物（Ｃ、Ｂ、Ｐ原子等）を多く含む
層が形成されるようにできる。そして、この予め定める
膜厚の範囲に亘る部分を、エッチング等の手法によって
除去することにより、薄膜素子の電流−電圧特性の非対
称性の原因となっているこれらの層を取り除く。Therefore, according to the present invention, in the wiring pattern of the first conductor, O 2 is applied only to a portion of the first oxide insulating portion of the oxide insulating film which covers a predetermined thickness range.
A rich layer and a layer containing a large amount of impurities (C, B, P atoms, etc.) can be formed. Then, by removing the portion over the range of the predetermined film thickness by a method such as etching, these layers which cause the asymmetry of the current-voltage characteristics of the thin film element are removed.
【００３０】これにより、前記Ｏ2リッチ層や不純物層
が除去され、その代わりに第２導電体の原子が酸化絶縁
膜中に拡散する。これにより、同一導電形の半導体層で
他の導電形の半導体層を挟んだ構造となるため、薄膜素
子の電流−電圧特性における対称性が向上する。対称性
の向上により、薄膜素子が不必要な直流電圧を発生する
事態を防止することができる。As a result, the O 2 rich layer and the impurity layer are removed, and instead, the atoms of the second conductor diffuse into the oxide insulating film. As a result, a semiconductor layer of the same conductivity type sandwiches a semiconductor layer of another conductivity type, so that the symmetry in the current-voltage characteristics of the thin film element is improved. By improving the symmetry, it is possible to prevent the thin film element from generating an unnecessary DC voltage.
【００３１】[0031]
【実施例】以下、本発明の実施例を、電気絶縁性基板上
に陽極酸化可能金属を２層に積層し、陽極酸化後、上層
の酸化膜を除去する場合の一例について図面を用いて説
明する。図１は、本発明の一実施例のＭＩＭ−ＴＦＤ
（以下、薄膜ダイオードと称する）１１を具備する液晶
表示装置１２の１画素部分の平面図であり、図２は図１
の切断面線Ｘ２−Ｘ２から見た断面図であり、図３は液
晶表示装置１２の平面図であり、図４は図３の切断面線
Ｘ４−Ｘ４から見た断面図であり、図５は本実施例の液
晶表示装置１２の断面図である。EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to the drawings in which two layers of anodizable metal are laminated on an electrically insulating substrate and the upper oxide film is removed after anodization. To do. FIG. 1 shows a MIM-TFD according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of one pixel portion of a liquid crystal display device 12 including a thin film diode (hereinafter, referred to as a thin film diode) 11.
5 is a sectional view taken along section line X2-X2 of FIG. 3, FIG. 3 is a plan view of liquid crystal display device 12, FIG. 4 is a sectional view taken along section line X4-X4 of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device 12 of this example.
【００３２】液晶表示装置１２は、走査側基板２５と対
向基板２６とを相互に対向させて組み合わせて製造され
る。液晶表示装置１２の前記走査基板２５は、電気絶縁
性のガラス基板１３を備える。ガラス基板１３上に、そ
れぞれ帯状である複数の下部配線電極１４が形成されて
いる。下部配線電極１４は、ガラス基板１３上に相互に
平行に形成されている複数の信号配線１５と、信号配線
１５において、前記１画素部分に相当する各位置に、信
号配線１５から突出して形成されている複数の帯状の分
岐電極１６とを有している。分岐電極１６は、図２に示
されるように、その断面が略台形状を形成し、ガラス基
板１３と反対側の上面１６ａと、該上面１６ａに連な
り、ガラス基板１３側に延びる一対の側面１６ｂ、１６
ｃとを有する。The liquid crystal display device 12 is manufactured by combining the scanning side substrate 25 and the counter substrate 26 so as to face each other. The scanning substrate 25 of the liquid crystal display device 12 includes an electrically insulating glass substrate 13. A plurality of strip-shaped lower wiring electrodes 14 are formed on the glass substrate 13. The lower wiring electrodes 14 are formed on the glass substrate 13 in parallel with each other, and are formed so as to project from the signal wiring 15 at respective positions corresponding to the one pixel portion in the signal wiring 15. And a plurality of strip-shaped branch electrodes 16 that are provided. As shown in FIG. 2, the branch electrode 16 has a substantially trapezoidal cross section, an upper surface 16a opposite to the glass substrate 13, and a pair of side surfaces 16b connected to the upper surface 16a and extending toward the glass substrate 13 side. , 16
with c and.
【００３３】前記分岐電極１６を被覆して、酸化絶縁膜
１７が形成されている。酸化絶縁膜１７は、第１酸化絶
縁膜１７ａと第２酸化絶縁膜１７ｂとを備える。前記上
面１６ａ上の第１酸化絶縁部分１７ａは膜厚ｔ１（例と
して４７ｎｍ）で形成され、前記側面１６ｂ、１６ｃ上
の第２酸化絶縁部分１７ｂが膜厚ｔ２（例として１１０
ｎｍ）で形成される。酸化絶縁膜１７が形成された前記
分岐電極１６を、分岐電極１６の長手方向と直交する方
向に被覆し、かつガラス基板１３上に延びて、帯状の上
部配線電極１８が形成されている。前記分岐電極１６が
配置される切欠き１９が形成された画素電極２０が、ガ
ラス基板１３上に形成される。該切欠き１９の周縁の画
素電極２０の部分は、上部配線電極１８の長手方向両端
部と接続されている。前記各電極１４、１８、２０を被
覆して、配向膜２１が形成されている。An oxide insulating film 17 is formed so as to cover the branch electrode 16. The oxide insulating film 17 includes a first oxide insulating film 17a and a second oxide insulating film 17b. The first oxide insulating portion 17a on the upper surface 16a is formed to have a film thickness t1 (47 nm, for example), and the second oxide insulating portion 17b on the side surfaces 16b and 16c has a film thickness t2 (110, for example).
nm). A strip-shaped upper wiring electrode 18 is formed by covering the branch electrode 16 on which the oxide insulating film 17 is formed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the branch electrode 16 and extending on the glass substrate 13. A pixel electrode 20 having a notch 19 in which the branch electrode 16 is arranged is formed on the glass substrate 13. Portions of the pixel electrode 20 on the periphery of the notch 19 are connected to both ends of the upper wiring electrode 18 in the longitudinal direction. An alignment film 21 is formed so as to cover the electrodes 14, 18 and 20.
【００３４】前記薄膜ダイオード１１は、下部配線電極
１４、酸化絶縁膜１７の第１酸化絶縁部分１７ａ及び上
部配線電極１８とを含んで構成される。本実施例の薄膜
ダイオード１１に於いて、下部配線電極１３にタンタル
（Ｔａ）、上部配線電極１８にはクロム（Ｃｒ）、そし
て画素電極２０には透明導電材料であるＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）を、一例として使用した。The thin film diode 11 comprises a lower wiring electrode 14, a first oxide insulating portion 17a of the oxide insulating film 17, and an upper wiring electrode 18. In the thin film diode 11 of this embodiment, tantalum (Ta) is used for the lower wiring electrode 13, chromium (Cr) is used for the upper wiring electrode 18, and ITO (Indium) which is a transparent conductive material is used for the pixel electrode 20.
Tin Oxide) was used as an example.
【００３５】前記対向基板２６は、ガラス基板２７を備
え、ガラス基板２７上に、前記信号配線１５の延びる方
向と直交する方向に延びるそれぞれ帯状である複数の対
向電極２８が形成されている。前記対向電極２８は、例
としてＩＴＯなどからなる透明導電材料から形成され
る。前記対向電極２８を被覆して、ガラス基板２７上に
は、配向膜２９が形成されている。走査基板２５と対向
基板２６との間には、液晶３０が挟まれている。The counter substrate 26 includes a glass substrate 27, and a plurality of belt-shaped counter electrodes 28 extending in a direction orthogonal to the extending direction of the signal wiring 15 are formed on the glass substrate 27. The counter electrode 28 is formed of a transparent conductive material such as ITO. An alignment film 29 is formed on the glass substrate 27 so as to cover the counter electrode 28. A liquid crystal 30 is sandwiched between the scanning substrate 25 and the counter substrate 26.
【００３６】以下、本実施例の製造方法を用いて、前記
薄膜ダイオード１１を具備する液晶表示装置１２の走査
側基板２５を製造するプロセスについて詳しく説明す
る。図６は本実施例の製造方法を説明する断面図であ
り、図７は該製造方法を説明する工程図である。図７工
程ａ１に示されるように、ガラス基板１３全面に下部配
線電極１４用の金属層（Ｔａ）２２及び金属層（Ａｌ）
２３を、スパッタ法によって連続成膜する。図６（１）
に示すように、金属層２２は膜厚ｔ３（例として３００
ｎｍ）程度で形成され、金属層２３は膜厚ｔ４（例とし
て３０ｎｍ）程度で形成される。The process of manufacturing the scanning side substrate 25 of the liquid crystal display device 12 having the thin film diode 11 using the manufacturing method of this embodiment will be described in detail below. FIG. 6 is a sectional view for explaining the manufacturing method of this embodiment, and FIG. 7 is a process drawing for explaining the manufacturing method. As shown in step a1 of FIG. 7, the metal layer (Ta) 22 and the metal layer (Al) for the lower wiring electrode 14 are formed on the entire surface of the glass substrate 13.
23 is continuously formed by a sputtering method. Figure 6 (1)
As shown in FIG.
The thickness of the metal layer 23 is about t4 (for example, 30 nm).
【００３７】次に図７工程ａ２に示すように、前述した
下部配線電極１４の形状となるように、金属層２２及び
金属層２３を同時にパターニングする。パターンニング
後のガラス基板１３は、図６（２）に示される。このパ
ターンニングにより、金属層２２は、断面形状が略台形
に形成される。即ち、金属層２２は、上面１６ａ及び側
面１６ｂ、１６ｃを有する。このパターンニングは、金
属層２３上へのフォトレジストの塗布、紫外線などによ
る露光、現像、エッチングそしてフォトレジスト剥離の
一連の処理工程によって実現される。本実施例におい
て、エッチングの手法として、ＣＦ4とＯ2の混合ガスプ
ラズマを用いたドライエッチングの一種であるリアクテ
ィブ イオン エッチング（ＲＩＥ；Reactive Ion Etc
hing）を採用した。Next, as shown in step a2 of FIG. 7, the metal layer 22 and the metal layer 23 are simultaneously patterned so as to have the shape of the lower wiring electrode 14 described above. The glass substrate 13 after patterning is shown in FIG. By this patterning, the metal layer 22 is formed in a substantially trapezoidal cross section. That is, the metal layer 22 has the upper surface 16a and the side surfaces 16b and 16c. This patterning is realized by a series of processing steps of applying a photoresist on the metal layer 23, exposing with ultraviolet rays, developing, etching, and removing the photoresist. In this embodiment, as an etching technique, reactive ion etching (RIE; Reactive Ion Etc), which is a kind of dry etching using a mixed gas plasma of CF 4 and O 2.
hing) was adopted.
【００３８】パターンニングされた金属層２２、２３の
双方に対し、図７工程ａ３に示すように、同時に陽極酸
化処理を施す。陽極酸化処理後の状態は、図６（３）に
示される。本実施例の陽極酸化処理において、電解液と
して酒石酸アンモニウム水溶液（濃度１ｗｔ％）を使用
し、化成電圧５０Ｖで３時間通電を行う。これにより金
属層２３は完全に酸化されて、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）か
らなる陽極酸化膜２４が、膜厚ｔ５（例として約４０ｎ
ｍ）で形成される。また、金属層２２の金属層２３側の
外方表面の酸化により、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）か
らなる酸化絶縁膜１７が形成される。具体的には、上記
上面１６ａ上の第１酸化絶縁膜１７ａが膜厚ｔ６（例と
して４７ｎｍ）で形成され、側面１６ｂ、１６ｃ上の第
２酸化絶縁膜１７ｂが、膜厚ｔ７（例として１１０ｎ
ｍ）程度で形成される。これらの第１酸化絶縁膜１７ａ
及び第２酸化絶縁膜１７ｂは、一体に連続して形成され
ている。Both the patterned metal layers 22 and 23 are simultaneously anodized as shown in step a3 of FIG. The state after the anodic oxidation treatment is shown in FIG. In the anodic oxidation treatment of this example, an ammonium tartrate aqueous solution (concentration: 1 wt%) was used as an electrolytic solution, and energization was performed for 3 hours at a formation voltage of 50V. As a result, the metal layer 23 is completely oxidized, and the anodic oxide film 24 made of alumina (Al 2 O 3 ) has a film thickness t5 (for example, about 40 n).
m). Further, the oxide insulating film 17 made of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) is formed by oxidizing the outer surface of the metal layer 22 on the metal layer 23 side. Specifically, the first oxide insulation film 17a on the upper surface 16a is formed to have a film thickness t6 (47 nm as an example), and the second oxide insulation film 17b on the side surfaces 16b and 16c has a film thickness t7 (110 n as an example).
m). These first oxide insulating films 17a
The second oxide insulating film 17b is integrally and continuously formed.
【００３９】次に、図７工程ａ４に示すように、前記陽
極酸化膜２４をエッチングによって除去する。エッチン
グ液には燐酸や燐酸を主成分とする混酸等を使用する。
エッチング後のガラス基板１３の状態は、図６（４）に
示される。その後、図７工程ａ５に示すように、例とし
てクロムＣｒからなる上部配線電極１８用の金属層２５
をスパッタ蒸着する。図７工程ａ６に示すように、この
金属層２５はパターンニングされる。このパターンニン
グは、図１及び図２に示されるように、上部配線電極１
８が前記分岐電極１６の長手方向と直交する方向に延
び、かつ下部配線電極１４の分岐電極１６上の酸化絶縁
膜１７と重なるように行われる。パターンニング後のガ
ラス基板１３の状態は、図６（５）に示される。Next, as shown in step a4 of FIG. 7, the anodic oxide film 24 is removed by etching. As the etching liquid, phosphoric acid or a mixed acid containing phosphoric acid as a main component is used.
The state of the glass substrate 13 after etching is shown in FIG. Then, as shown in step a5 of FIG. 7, a metal layer 25 for the upper wiring electrode 18 made of chromium Cr as an example.
Is sputter deposited. As shown in step a6 of FIG. 7, the metal layer 25 is patterned. This patterning, as shown in FIG. 1 and FIG.
8 extends in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the branch electrode 16 and overlaps with the oxide insulating film 17 on the branch electrode 16 of the lower wiring electrode 14. The state of the glass substrate 13 after patterning is shown in FIG.
【００４０】以上の製造工程により、ガラス基板１３上
に、下部配線電極１４（Ｔａ)−下部配線電極１４上の
酸化絶縁膜１７（Ｔａ2Ｏ5）−上部配線電極１８（Ｃ
ｒ）という積層構造を有するＭＩＭ形の薄膜ダイオード
１１が形成された。Through the above manufacturing steps, the lower wiring electrode 14 (Ta) -the oxide insulating film 17 (Ta 2 O 5 ) on the lower wiring electrode 14-the upper wiring electrode 18 (C) are formed on the glass substrate 13.
The MIM type thin film diode 11 having the laminated structure of r) was formed.
【００４１】次に、図７工程ａ７に示すように、例とし
てＩＴＯからなる画素電極４を、前記分岐電極１６が収
納される前記切欠き１９を有し、かつ上部配線電極１８
の長手方向両端と、前記切欠き１９の周縁部とが重なる
ように、パターン形成する。これにより、前記薄膜ダイ
オード１１を具有する液晶表示装置１１の走査側基板２
５が完成する。次に、図７工程ａ８に示すように、この
走査側基板２５と前記対向基板２６とを対向して、各基
板２５、２６の周縁部をシール材でシールし、内部に液
晶３０を封入して、液晶表示装置１２が完成する。Next, as shown in step a7 of FIG. 7, as an example, the pixel electrode 4 made of ITO, the cutout 19 for accommodating the branch electrode 16 and the upper wiring electrode 18 are formed.
A pattern is formed so that both longitudinal ends of the and the peripheral edge of the notch 19 overlap. As a result, the scanning side substrate 2 of the liquid crystal display device 11 having the thin film diode 11 is provided.
5 is completed. Next, as shown in step a8 of FIG. 7, the scanning side substrate 25 and the counter substrate 26 are opposed to each other, the peripheral edges of the substrates 25 and 26 are sealed with a sealant, and the liquid crystal 30 is sealed inside. Thus, the liquid crystal display device 12 is completed.
【００４２】以下に、前述の製造工程よって製造された
ＭＩＭ−薄膜ダイオード１１のデプスプロファイルを図
５に示す。酸化絶縁膜１７の上部配線電極１８側界面付
近（図５に範囲で示す）に、図１０のデプスプロファ
イルで説明した従来技術による薄膜ダイオードの酸化絶
縁膜の表層部分において存在していたＯ2リッチ層や不
純物層が除去されていることが理解される。本実施例に
於て、酸化絶縁膜１７の表層部分において、前記Ｏ2リ
ッチ層などの代わりに、上部配線電極１８を構成する金
属原子（Ｃｒ）が、酸化絶縁膜１７中に拡散している。
従って、前記Ｃｒリッチ層は、外部電圧印加時におい
て、ｎ形半導体層と同様に挙動する。また該グラフにお
いて、下部配線電極１４との界面付近（図５に範囲で
示す）において、酸素原子密度が低いＴａリッチ層が形
成されていることが理解される。このＴａリッチ層
は、前記外部電圧印加時において、ｎ形半導体層と同様
に挙動する。FIG. 5 shows the depth profile of the MIM-thin film diode 11 manufactured by the above manufacturing process. In the vicinity of the interface of the oxide insulating film 17 on the upper wiring electrode 18 side (indicated by a range in FIG. 5), O 2 rich existing in the surface layer portion of the oxide insulating film of the conventional thin film diode described in the depth profile of FIG. It is understood that the layers and impurity layers have been removed. In this embodiment, in the surface layer portion of the oxide insulating film 17, metal atoms (Cr) forming the upper wiring electrode 18 are diffused in the oxide insulating film 17 instead of the O 2 rich layer. .
Therefore, the Cr-rich layer behaves like an n-type semiconductor layer when an external voltage is applied. Further, in the graph, it is understood that a Ta-rich layer having a low oxygen atom density is formed in the vicinity of the interface with the lower wiring electrode 14 (shown by a range in FIG. 5). The Ta-rich layer behaves like the n-type semiconductor layer when the external voltage is applied.
【００４３】従って前記酸化絶縁膜１７全体では、酸化
絶縁膜１７の中心部のｉ形層（図５に範囲で示す）
を、同種のｎ形半導体層で挟んだ、ｎ−ｉ−ｎの３層構
造となっている。従って、本実施例における薄膜ダイオ
ード１１のＩ−Ｖ特性関して、従来技術で説明した非対
称性が除去される。従って、Ｉ−Ｖ特性が対称な本実施
例の薄膜ダイオード１１を、液晶表示装置１２の駆動素
子として用いると、液晶３０に直流バイアス電圧が印加
されないため、フリッカ（ちらつき）や表示の焼付きを
防止することができる。Therefore, in the entire oxide insulating film 17, the i-type layer at the central portion of the oxide insulating film 17 (shown by a range in FIG. 5).
Is sandwiched between n-type semiconductor layers of the same kind, and has a three-layer structure of n-i-n. Therefore, with respect to the IV characteristics of the thin film diode 11 in this embodiment, the asymmetry described in the related art is eliminated. Therefore, when the thin film diode 11 of this embodiment having a symmetrical IV characteristic is used as a driving element of the liquid crystal display device 12, a DC bias voltage is not applied to the liquid crystal 30, so that flicker and image sticking of the display occur. Can be prevented.
【００４４】本発明においては、さらに、以下のような
効果を奏する。それは、下部配線電極１４の分岐電極１
６の側面部１６ｂ、１６ｃに形成される第２酸化絶縁膜
１７ｂの膜厚ｔ７と比べて、分岐電極１６の上面部１６
ａに形成される第１酸化絶縁膜１７ａの膜厚ｔ６を、本
実施例に於て、例として約４３％の膜厚となるように薄
くしている。従って、第１酸化絶縁膜１７ａの膜厚方向
の電気抵抗を、第２酸化絶縁膜１７ｂの膜厚方向の電気
抵抗よりも、格段に低下させることができる。従って、
酸化絶縁膜１７の膜厚方向の電流伝導に関して、前記分
岐電極１６の上面部１６ａ上の第１酸化絶縁膜１７ａの
み関与するようになる。従って、電流伝導に関して、実
効的な素子面積、ひいては薄膜ダイオード１１の前記素
子容量を減らすことができる。The present invention has the following effects. It is the branch electrode 1 of the lower wiring electrode 14.
In comparison with the film thickness t7 of the second oxide insulating film 17b formed on the side surface portions 16b and 16c of No. 6, the upper surface portion 16 of the branch electrode 16 is formed.
In the present embodiment, the film thickness t6 of the first oxide insulating film 17a formed on a is thinned to about 43%, for example. Therefore, the electric resistance of the first oxide insulating film 17a in the film thickness direction can be significantly reduced as compared with the electric resistance of the second oxide insulating film 17b in the film thickness direction. Therefore,
Regarding the current conduction in the film thickness direction of the oxide insulating film 17, only the first oxide insulating film 17a on the upper surface portion 16a of the branch electrode 16 is involved. Therefore, in terms of current conduction, it is possible to reduce the effective element area, and thus the element capacitance of the thin film diode 11.
【００４５】また、液晶表示装置１２に於て、クロスト
ークが発生しないためには、前述したように、前記ＭＩ
Ｍ−ＴＦＤ等の駆動素子の容量ＣMIMと、液晶層１３の
容量ＣLCと、液晶のオン電圧ＶON及びオフ電圧ＶOFFの
比Ｒ（＝ＶOFF／ＶON）とに関して、前記第１式を満足
する必要がある。従って、本実施例に於て、前述したよ
うに、薄膜ダイオード１１の素子容量を低下させること
ができることにより、液晶表示装置１２において、クロ
ストークの発生を防止することができ、液晶表示装置１
２の表示動作品位を格段に向上することができる。Further, in order to prevent crosstalk from occurring in the liquid crystal display device 12, as described above, the MI
Regarding the capacitance C MIM of the driving element such as the M-TFD, the capacitance C LC of the liquid crystal layer 13, and the ratio R (= V OFF / V ON ) of the ON voltage V ON and the OFF voltage V OFF of the liquid crystal, the first It is necessary to satisfy the formula. Therefore, in the present embodiment, as described above, it is possible to prevent the occurrence of crosstalk in the liquid crystal display device 12 by reducing the element capacitance of the thin film diode 11, and the liquid crystal display device 1
The display operation quality of No. 2 can be remarkably improved.
【００４６】以上のように、本発明に於いて、２種類以
上の金属が積層された配線パターンにおいて、最上層の
金属膜（以下、皮膜金属と呼ぶ）の種類や膜厚を適切に
決定することにより、ほぼ前記最上層皮膜金属を陽極酸
化して得られる酸化絶縁膜にのみ、前記Ｏ2リッチ層お
よび不純物（Ｃ、Ｂ、Ｐ原子等）が多く含まれる層が形
成されるようにできる。そして、この陽極酸化処理後、
形成された最上層皮膜金属の酸化絶縁膜を、エッチング
等の手法によって除去することにより、ＭＩＭ−ＴＦＤ
のＩ−Ｖ特性の非対称性の原因となっているこれらの層
を、容易に取り除くことができる。As described above, in the present invention, in the wiring pattern in which two or more kinds of metals are laminated, the kind and the film thickness of the uppermost metal film (hereinafter referred to as the film metal) are appropriately determined. As a result, the O 2 rich layer and the layer containing a large amount of impurities (C, B, P atoms, etc.) can be formed only in the oxide insulating film obtained by anodizing the uppermost metal film. . And after this anodizing treatment,
By removing the formed oxide insulating film of the uppermost metal film by a method such as etching, MIM-TFD
These layers, which are the cause of the asymmetry of the IV characteristics of, can be easily removed.
【００４７】従って、本発明は、前記実施例に於ける液
晶表示装置の駆動素子として用いられる薄膜ダイオード
１１に限定されず、薄膜金属層を陽極酸化して、酸化絶
縁膜を製造する際に、良好な特性を有する酸化絶縁膜を
形成する広範囲な技術分野に実施される。Therefore, the present invention is not limited to the thin film diode 11 used as the driving element of the liquid crystal display device in the above-mentioned embodiment, and when the thin film metal layer is anodized to manufacture the oxide insulating film, It is used in a wide range of technical fields for forming an oxide insulating film having good characteristics.
【００４８】また、本実施例に於て、前述したように、
酸化絶縁膜１７を、例としてｎ−ｉ−ｎの３層構造とし
た。従って、前記従来技術特開平３ー１４８６８３にお
ける第１酸化絶縁膜上に下部配線電極と同一種類の金属
層を形成するというＭＩＭ−ＴＦＤの複雑な製造工程を
簡略化できる。Further, in this embodiment, as described above,
The oxide insulating film 17 has a three-layer structure of n-i-n as an example. Therefore, it is possible to simplify the complicated manufacturing process of the MIM-TFD in which the metal layer of the same type as the lower wiring electrode is formed on the first oxide insulating film in the above-mentioned prior art JP-A-3-148683.
【００４９】また、本実施例は、バーティカル構造のス
イッチング素子を実現したので、従来技術（特開昭５８
ー１８４１１９）に対し、スイッチング素子に於ける電
気的導通の信頼性を格段に向上した。Further, in this embodiment, since the switching element having the vertical structure is realized, the prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 58-58).
-184119), the reliability of electrical conduction in the switching element has been significantly improved.
【００５０】なお、本実施例における下部配線電極１４
を形成するための金属層２２及びその上層の皮膜金属層
２３の材料は、前記実施例で例示されたＴａ及びＡｌ以
外の陽極酸化可能な金属材料（例として、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｚｎ等）を用いることも可能であり、また上部配線電極
１８及び画素電極２０を形成するための材料及び陽極酸
化液等も上記実施例に於ける例に限定されない。The lower wiring electrode 14 in this embodiment is used.
The material of the metal layer 22 and the coating metal layer 23 thereabove to form the above is an anodizable metal material other than Ta and Al (for example, Ti, Nb, and
Zn or the like) can also be used, and the materials for forming the upper wiring electrode 18 and the pixel electrode 20, the anodic oxidation liquid, etc. are not limited to the examples in the above embodiment.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上のように発明によれば、電気絶縁性
を有する絶縁基板上に形成されている第１導電体上にお
いて、第１酸化絶縁部分と第２酸化絶縁部分とが連続す
る酸化絶縁層が形成されている。この第１酸化絶縁部分
は、該第１導電体の該上面を被覆し、第１膜厚を有し、
第２酸化絶縁部分は、第１導電体の該側面を被覆し、該
第１膜厚よりも大きな第２膜厚を有するように形成され
る。該酸化絶縁膜における該上面の上に形成された第１
酸化絶縁部分は、予め定める膜厚の範囲に亘り除去さ
れ、前記第１膜厚に形成される。As described above, according to the present invention, the first oxide insulating portion and the second oxide insulating portion are continuously oxidized on the first conductor formed on the insulating substrate having electrical insulation. An insulating layer is formed. The first oxide insulating portion covers the upper surface of the first conductor and has a first film thickness,
The second oxide insulating portion covers the side surface of the first conductor and is formed to have a second film thickness larger than the first film thickness. A first layer formed on the upper surface of the oxide insulating film,
The oxide insulating portion is removed over a range of a predetermined film thickness to form the first film thickness.
【００５２】従って、本発明によれば、第１導電体の配
線パターンにおいて、前記酸化絶縁膜の第１酸化絶縁部
分のうち、予め定める膜厚の範囲に亘る部分のみにＯ2
リッチ層および不純物を多く含む層が形成されるように
できる。そして、この予め定める膜厚の範囲に亘る部分
を、エッチング等の手法によって除去することにより、
薄膜素子の電流−電圧特性の非対称性の原因となってい
るこれらの層を、容易に取り除くことができる。Therefore, according to the present invention, in the wiring pattern of the first conductor, the O 2 is formed only in the portion of the first oxide insulating portion of the oxide insulating film that covers a predetermined thickness range.
A rich layer and a layer containing a large amount of impurities can be formed. Then, by removing the portion over the range of the predetermined film thickness by a method such as etching,
These layers, which cause the asymmetry of the current-voltage characteristics of the thin film element, can be easily removed.
【００５３】これにより、前記Ｏ2リッチ層や不純物層
が除去され、その代わりに第２導電体の原子が酸化絶縁
膜中に拡散する。これにより、同一導電形の半導体層で
他の導電形の半導体層を挟んだ構造となるため、薄膜素
子の電流−電圧特性における対称性が向上する。対称性
の向上により、薄膜素子が不必要な直流電圧を発生する
事態を防止することができる。As a result, the O 2 rich layer and the impurity layer are removed, and instead, the atoms of the second conductor diffuse into the oxide insulating film. As a result, a semiconductor layer of the same conductivity type sandwiches a semiconductor layer of another conductivity type, so that the symmetry in the current-voltage characteristics of the thin film element is improved. By improving the symmetry, it is possible to prevent the thin film element from generating an unnecessary DC voltage.
【００５４】また、本発明の薄膜素子を液晶表示素子の
駆動素子として用いる場合を想定すると、酸化絶縁膜の
表層部分に存在するＯ2リッチ層や不純物層が除去され
る。これにより、薄膜素子のＩ−Ｖ特性における非対称
性が除去されるため、駆動させる液晶表示装置のフリッ
カや表示の焼付きを防止できる。また素子容量が減少す
ることにより、ディスプレイのクロストークを減らすこ
とができる。Assuming that the thin film element of the present invention is used as a driving element of a liquid crystal display element, the O 2 rich layer and the impurity layer existing in the surface layer of the oxide insulating film are removed. As a result, the asymmetry in the IV characteristic of the thin film element is removed, so that it is possible to prevent flicker of the driven liquid crystal display device and image sticking of the display. Further, since the element capacitance is reduced, the crosstalk of the display can be reduced.
【図１】本発明の一実施例の薄膜ダイオード１１を含む
液晶表示装置１２の走査側基板２５の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a scanning side substrate 25 of a liquid crystal display device 12 including a thin film diode 11 according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の切断面線Ｘ２−Ｘ２から見た断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the section line X2-X2 in FIG.
【図３】本実施例に従う液晶表示装置１２の平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view of the liquid crystal display device 12 according to the present embodiment.
【図４】図３の切断面線Ｘ４−Ｘ４から見た断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along section line X4-X4 in FIG.
【図５】本実施例の薄膜ダイオード１１のデプスプロフ
ァイルを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a depth profile of the thin film diode 11 of the present embodiment.
【図６】本実施例の薄膜ダイオード１１の製造工程を説
明する断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the thin film diode 11 of this embodiment.
【図７】本実施例の薄膜ダイオード１１の製造工程を説
明する工程図である。7A to 7C are process diagrams illustrating a manufacturing process of the thin film diode 11 of the present embodiment.
【図８】従来技術の薄膜ダイオードを含む平面図であ
る。FIG. 8 is a plan view including a prior art thin film diode.
【図９】従来技術の薄膜ダイオードの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a prior art thin film diode.
【図１０】従来技術の薄膜ダイオードのデプスプロファ
イルを示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a depth profile of a conventional thin film diode.
１１ 薄膜ダイオード １２ 液晶表示装置 １３、２７ ガラス基板 １４ 下部配線電極 １６ａ 上面 １６ｂ、１６ｃ 側面 １７ 酸化絶縁膜 １７ａ 第１酸化絶縁膜 １７ｂ 第２酸化絶縁膜 １８ 上部配線電極 ２０ 画素電極 ２５ 走査側基板 ２６ 対向基板 ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７ 膜厚 11 Thin Film Diode 12 Liquid Crystal Display Device 13, 27 Glass Substrate 14 Lower Wiring Electrode 16a Upper Surface 16b, 16c Side Surface 17 Oxide Insulating Film 17a First Oxide Insulating Film 17b Second Oxide Insulating Film 18 Upper Wiring Electrode 20 Pixel Electrode 25 Scanning Side Substrate 26 Counter substrate t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7 Film thickness
Claims (2)
れ、上面と側面とを有する第１導電体と、 該第１導電体上に形成され、該第１導電体の該上面を被
覆し、第１膜厚を有する第１酸化絶縁部分と、該第１導
電体の該側面を被覆し、該第１膜厚よりも大きな第２膜
厚を有する第２酸化絶縁部分とが連続して構成される酸
化絶縁層と、 該酸化絶縁層を被覆して形成される第２導電体とを含む
薄膜素子。1. A first conductor formed on an electrically insulating substrate having an upper surface and a side surface, and formed on the first conductor and covering the upper surface of the first conductor. , A first oxide insulating portion having a first film thickness and a second oxide insulating portion having a second film thickness larger than the first film thickness and covering the side surface of the first conductor are continuously formed. A thin film element comprising a constituted oxide insulating layer and a second conductor formed by covering the oxide insulating layer.
法。 工程Ａ：電気絶縁性を有する絶縁基板上に、該絶縁基板
と反対側の上面と、該上面に連なる側面とを有する第１
導電体を形成する。 工程Ｂ：該第１導電体の上面と側面とを酸化して、酸化
絶縁膜を形成する。 工程Ｃ：該酸化絶縁膜における該上面の上に形成された
部分を、予め定める膜厚の範囲に亘り除去する。 工程Ｄ：該酸化絶縁膜上に第２導電体を形成する。2. A method of manufacturing a thin film element, which includes the following steps A to D. Step A: First on an electrically insulating substrate having an upper surface opposite to the insulating substrate and a side surface continuous with the upper surface
Form a conductor. Step B: The upper surface and the side surface of the first conductor are oxidized to form an oxide insulating film. Step C: The portion of the oxide insulating film formed on the upper surface is removed over a predetermined thickness range. Step D: A second conductor is formed on the oxide insulating film.
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|---|---|---|---|
| JP4305393A JP2934115B2 (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Thin film element and method of manufacturing the same |
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| JP2934115B2 JP2934115B2 (en) | 1999-08-16 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023190662A1 (en) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | 日東電工株式会社 | Laminate, heat-dissipating substrate, and method for producing laminate |
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-
1993
- 1993-03-03 JP JP4305393A patent/JP2934115B2/en not_active Expired - Fee Related
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