Elemento activo no lineal y método de fabricación del mismo
Descripción general
 Lo que se reivindica es: 1. Un método para fabricar un elemento activo no lineal hecho de un metal de película aislante de metal, que comprende los pasos de: apilar una primera película aislante después de formar un electrodo inferior, formando una abertura en una superficie superior del electrodo inferior, Se realiza un ataque químico para formar una pared lateral en la superficie lateral de la primera película aislante, se forma una película de óxido del electrodo inferior y luego se forma un electrodo superior, de modo que se forma un elemento MIM eficaz en la primera abertura de la película aislante El área entre las paredes laterales de la pared lateral, es decir, el área más pequeña que la regla de diseño mínima. ] La capacidad del elemento MIM se puede reducir más que antes, y ha sido posible reducir el consumo de energía del elemento MIM y reducir la diafonía.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un elemento activo no lineal que se aplica eficazmente a un dispositivo de visualización de cristal líquido o similar y a un método de fabricación del mismo.
Antecedentes de la técnica
En los últimos años, como dispositivo de visualización de imágenes, la atención se ha visto cada vez más atraída por los dispositivos de visualización de cristal líquido, como una pantalla plana en lugar de CRT (tubo de rayos catódicos). Los transistores de película fina (TFT) de tres terminales, los diodos de película delgada de dos terminales (TFD) y similares se consideran elementos de este dispositivo de visualización de cristal líquido, pero debido a la simplicidad del proceso de fabricación y rendimiento La altura de la atención a TFD está aumentando. La investigación y el desarrollo de un elemento activo no lineal (MIM) que consiste en una película aislante metálica (Metal Insurater Metal), que es uno de los TFD, se ha llevado a cabo durante mucho tiempo. La figura 2 ilustra una estructura de un dispositivo MIM convencional con vistas en sección transversal de elementos para cada proceso de fabricación. En primer lugar, como se muestra en la figura 2A, se forma una película metálica delgada sobre un sustrato aislante transparente 201 mediante un método de pulverización catódica, un método de evaporación o similar, con un diseño en una forma deseada para formar un electrodo inferior 202 del MIM, De este modo, se forma una película delgada de óxido 203. Se usa tántalo, aluminio o similar para que la película delgada de metal sea el electrodo inferior 202, y la película de óxido 203 se forma a menudo usando un método de oxidación anódica o un método de oxidación térmica. Posteriormente, se forma de nuevo una película metálica delgada por bombardeo iónico o evaporación, y se modela en una forma deseada para obtener el electrodo superior 204 como se muestra en la figura 2 (b), completando el elemento activo no lineal (MIM). Como el electrodo superior 204, se usa una película metálica delgada de tántalo, aluminio, cromo o similar.
Tarea de solución
Sin embargo, con el desarrollo de una pantalla de cristal líquido como en los últimos años, en una situación en la que también se desea una gran capacidad y alta calidad de imagen para los elementos MIM, es difícil satisfacer el requisito del elemento MIM como se describió anteriormente Yo vine. Una de las razones es que es difícil reducir la capacidad del elemento MIM. La figura 3 muestra un diagrama de circuito equivalente de un dispositivo de visualización de cristal líquido que usa elementos MIM. 301 electrodos de segmento, 302 capacidad CMIM, 303 del elemento MIM es RMIM resistencia no lineal, 304 del elemento MIM es CLC capacitancia, 305 de la RLC resistencia de la capa de cristal líquido, 306 de la capa de cristal líquido es un electrodo común. Como se muestra en la figura 3, el voltaje externo aplicado se divide por la relación de la capacitancia de la capacitancia MIM CMIN y la capacitancia de la capacitancia de cristal líquido CLC. Aquí, cuando CMIN es grande, el voltaje aplicado al MIM disminuye, por lo que se puede ver que el voltaje externo no se aplica efectivamente al MIM. Por lo tanto, si la capacidad del elemento MIM es grande, también causa diafonía, lo que dificulta aumentar la capacidad y la calidad de imagen del dispositivo de visualización de cristal líquido.
Como método para reducir la capacidad del elemento MIM, se considera una estructura como la mostrada en la solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 172028. Esta estructura se muestra en la FIG. 401 es un sustrato aislante transparente, 402 es un electrodo inferior, 403 es una película aislante, 404 es una película de óxido del electrodo inferior, y 405 es un electrodo superior. De acuerdo con la estructura que se muestra aquí, el elemento MIM efectivo está formado por la abertura en la superficie superior del electrodo inferior, pero esta área está determinada por la regla de diseño mínima. Es decir, con este método, es difícil reducir aún más la capacidad. En consideración a la desconexión del electrodo superior, es necesario reducir la abertura de la película aislante, pero es difícil procesar este ahusamiento con alta precisión, y hay variaciones en las características del elemento. Hay.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un elemento activo no lineal con una pequeña capacidad MIM, capaz de obtener una alta calidad de imagen y pequeñas variaciones, y un método de fabricación de la misma Está en eso.
Solución
La presente invención proporciona un dispositivo activo no lineal y un método de fabricación del mismo que comprende un metal aislante de metal (MIM), después de patrones mediante la laminación de la primera película aislante después de formar el electrodo inferior se somete a laminación grabado de nuevo la segunda película aislante, Se forma una pared lateral (pared lateral) en la superficie lateral de la primera película aislante, y se forma un elemento MIM eficaz en un área más pequeña que la regla de diseño mínima de la parte de apertura de la superficie superior del electrodo inferior. .
De acuerdo con la estructura del dispositivo de pantalla de cristal líquido de la presente invención, los elementos activos no lineales hechos de un metal aislante metal, la superficie superior del electrodo inferior es más estrecha que la regla de diseño mínimo, entre las paredes laterales de dicha primera película aislante, eficaz Elemento MIM, de modo que es posible reducir la capacidad del elemento MIM en comparación con el elemento MIM convencional, lo que permite una mayor capacidad y una mayor calidad de imagen.
Un ejemplo de la realización del dispositivo de visualización de cristal líquido de la presente invención se describirá en detalle con referencia a las vistas en sección transversal del elemento para cada proceso de fabricación mostrado en la figura 1. En primer lugar, como se muestra en la figura 1A, se forma una película metálica delgada sobre un sustrato aislante transparente 101 con un espesor de aproximadamente 1,0000000, modelada para formar un electrodo inferior 102 del elemento MIM, y luego una primera película delgada aislante 103 está laminado con un espesor de aproximadamente 2000 10000, se forma una porción de abertura 104 en la superficie superior del electrodo inferior 102, y luego se lamina la segunda película aislante 105. Para el sustrato aislante transparente 101, se usa un sustrato de cuarzo, vidrio alcalino o similar. Además, se forma tántalo, aluminio o similar en el electrodo inferior 102 mediante un método de bombardeo iónico, un método de evaporación o similar.
En la presente realización, se depositaron aproximadamente 5000 películas de tántalo mediante bombardeo iónico y luego se atacaron para formar un electrodo inferior 102. Además, como la primera película aislante 103 y la película de dióxido de silicio de película segundo aislante o una película de nitruro de silicio 105 es, CVD a presión atmosférica, CVD a baja presión, CVD de plasma, CVD de plasma de ECR, pulverización catódica, etc. Y es usado. En la presente realización, como la primera película aislante 103, se utilizó una película de nitruro de silicio apilando aproximadamente 5000 mediante el método de CVD en plasma. Como la segunda película aislante 105, se usó una película de dióxido de silicio formada a un espesor de aproximadamente 5000 mediante un método CVD a presión atmosférica. Además, el diámetro de la porción de abertura 104 de la primera película aislante se formó como un cuadrado que tenía un lado de 2 μm. A continuación, la segunda película aislante 105 se ataca utilizando un método de grabado para formar una pared lateral (pared lateral) 106 en la superficie lateral de la primera película aislante 103, y luego la película de óxido 107 del electrodo inferior 102 se forma para ser 500 2000 para obtener la figura 1 (b). Caracterizado porque se utiliza la formación de la película de óxido 107, el método de oxidación anódica o un método de oxidación térmica, un método de dicho método de oxidación de plasma, que en la presente realización que utiliza el método de oxidación anódica para obtener un óxido de tántalo de aproximadamente 600 Lo hizo. A continuación, como se muestra en la figura 1 (c), se lamina una película delgada de metal y se modela en una forma deseada para formar un electrodo superior 108, completando un elemento activo no lineal hecho de un metal de película aislante de metal.
En la presente realización, la longitud de la pared lateral de la primera película aislante es aproximadamente 4000 y el área entre las paredes laterales de la primera película aislante es tan estrecha como aproximadamente un tercio del área de la abertura Como resultado, la capacidad del dispositivo MIM podría reducirse a aproximadamente medio tercio en comparación con el caso sin paredes laterales.
Efecto de la invención
De acuerdo con la estructura del elemento activo no lineal de la presente invención y el método de fabricación de la misma, la segunda película aislante se ataca de nuevo a la superficie lateral de la primera película aislante que se abre en el electrodo inferior con la regla de diseño mínima, Es posible reducir la capacitancia del elemento MIM en comparación con la técnica anterior, haciendo así posible formar un elemento activo no lineal capaz de aumentar la capacidad y reducir la diafonía y permitir una alta calidad de imagen.
Breve descripción de los dibujos
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en sección transversal de un dispositivo para cada paso de fabricación de un elemento activo no lineal de acuerdo con una realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal de un elemento para cada etapa de fabricación de un elemento activo no lineal en la técnica convencional.
La figura 3 es un diagrama de circuito equivalente de un dispositivo de visualización de cristal líquido que usa un elemento MIM.
La figura 4 es una vista en sección transversal de un dispositivo de un elemento activo no lineal en la técnica anterior.
101, 201, 401 sustrato aislante transparente
102, 202, 402 electrodo inferior
103, 105, 403 película aislante
104 apertura
106 Pared lateral formada por el método etch back
107, 203, 404 película de óxido del electrodo inferior
108, 204, 405 electrodo superior
Electrodo de 301 segmentos
302 Capacidad del elemento MIM
303 Resistencia del elemento MIM
304 Capacidad de la capa de cristal líquido
305 Resistencia de la capa de cristal líquido
306 electrodo común
Reclamo
En los elementos activos no lineales hechas de las reivindicaciones 1 de metal de metal aislante, la superficie superior del electrodo inferior, que tienen una pared lateral de acuerdo película de óxido diferente de la película aislante del electrodo inferior, el área efectiva de los elementos activos no lineales, a entre la pared lateral Un elemento activo no lineal caracterizado por definirse como más pequeño que la regla de diseño mínima.
2. Elemento activo no lineal según la reivindicación 1, en el que el espesor de la película aislante es más grueso que una película de óxido del electrodo inferior.
3. Elemento activo no lineal según la reivindicación 1, en el que la constante dieléctrica relativa de la película aislante es menor que la constante dieléctrica relativa de la película de óxido del electrodo inferior.
4. Un método para fabricar un elemento activo no lineal hecho de un metal de película aislante de metal, que comprende los pasos de: formar un electrodo metálico inferior, formar una película de óxido del electrodo inferior y formar un electrodo superior, Un paso de formar una primera película aislante sobre toda la superficie después de la formación, un paso de formar una porción de abertura en la superficie superior del electrodo inferior, un paso de formar una segunda película aislante, grabar nuevamente la segunda película aislante Un paso de formar una película de óxido del electrodo inferior, y un paso de formar un electrodo superior.
Dibujo :
Application number :1994-003703
Inventors :セイコーエプソン株式会社
Original Assignee :高原研一