DE68917450T2

DE68917450T2 - Verfahren zur Herstellung eines flachen Bildschirms mit aktiver Matrix und einer RAM die MIM Bauelemente verwendet.

Info

Publication number: DE68917450T2
Application number: DE68917450T
Authority: DE
Inventors: Patrick Sangouard
Original assignee: Chambre de Commerce et d'Industrie de Paris
Current assignee: Bennarouch Jacques M Villeurbanne Fr
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2009-12-23
Also published as: DE68917450D1; FR2641645B1; CA2006465A1; EP0376830B1; ATE109925T1; IL92771A0; FI896139A0; FR2641645A1; FI896139A7; EP0376830A1; US5086009A; JPH02226231A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flachen Schirms mit aktiver Matrix sowie eines RAM unter Verwendung von MIM-Bauelementen.
Die Erfindung findet ihre Anwendung insbesondere auf dem Gebiet des Anzeigewesens, bei der Herstellung von flachen Flüssigkristall-Schirmen der Art mit aktiver Matrix sowie in der Informatik bei der Herstellung von dynamischen Speichern des Typs RAM (Speicher mit direktem Zugriff).
Um die Probleme darzulegen, die mit Hilfe der Erfindung gelöst werden, begibt man sich in den Bereich der Anzeigeschirme mit Flüssigkristallen und aktiver Matrix. Es versteht sich jedoch von selbst, daß dieses Beispiel nicht einschränkend ist und daß der Fall von Speichern vom Typ RAM von der Erfindung nicht ausgeschlossen ist.
Es ist eine große Anzahl von Anzeigeschirmen mit Flüssigkristallen bekannt. Jener Anzeigeschirm, der dem Schirm am nächsten kommt, dessen Herstellung von der vorliegenden Erfindung bezweckt wird, ist vom sogenannten Typ mit aktiver Matrix. Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren ist das Verfahren mit zwei Abdeckungsniveaus, das aus der Literaturstelle FR-A-2 533 072 bekannt geworden ist. Dieses Verfahren gestattet es, mit jedem Pixel einen Dünnschicht- Transistor (TFT für "Thin Film Transistor") zu kombinieren, dessen Gate mit einer Adreßzeile, dessen Source mit einer Spalte und dessen Drain mit der Pixelelektrode verbunden ist.
Ein Anzeigeschirm mit aktiver Matrix wird auch in dem Artikel mit dem Titel "Sol TFT's with Directly Contacted ITO" beschrieben, der von AKIO MIMURA et al. in IEEE Electron Device Letters, Band EDL-7, Nr. 2, Februar 1986, Seiten 134-136, veröffentlicht wurde.
Es sind auch andere Schirme bekannt, bei welchen das Schaltelement kein TFT, sondern ein nicht-lineares Element ist. Das allgemeine Schema einer solchen Vorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Man erkennt darin Adreßspalten Cj und Kondensatoren C&ijlig; mit einer ersten Belegung oder Elektrode eI, wobei diese Elektrode mit der Nachbarspalte quer über ein nicht-lineares Element S&ijlig; verbunden ist und das Ganze auf einer ersten nicht dargestellten Platte angeordnet ist. Die zweiten Belegungen oder Gegenelektroden cel sind mit Adreßzeilen Li verbunden, die von einer zweiten, nicht dargestellten Platte gehalten werden.
Der Einsatz sorgfältig gewählter Spannungen an den Zeilen Li und den Spalten Cj gestattet die Ladung oder Entladung des Kondensators C&ijlig; über das Element S&ijlig;. Das entstehende elektrische Feld gestattet die Beeinflussung des optischen Zustands des Flüssigkristalls, der zwischen den beiden Platten angeordnet ist, und dadurch die Anzeige eines Bildpunkts ("Pixel")
Die Literaturstelle GB-A-2 091 468 beschreibt einen solchen Schirm und ein Herstellungsverfahren für den Fall, wo das nicht-lineare Element S&ijlig; ein sogenanntes MIM- Bauelement ist, das heißt ein Stapel aus Metall-Isolator-Metall.
In der Literaturstelle GB-A-2 091 468 werden die MIM-Bauelemente durch Auftragen eines ersten Metallfilms, Anodisierung zur Herstellung eines Oxidfilms, anschließend Auftragen eines zweiten Metallfilms auf dem Oxid gewonnen. Ein solches Verfahren hat zahlreiche Nachteile:
- zuerst erfordert es vier Niveaus der Abdeckung und Photolithogravierung, was die Ausbeute der Herstellung schwer belastet, da dieselbe exponentiell mit der Anzahl der Niveaus abnimmt,
- weiter erfordert die Zuhilfenahme des Phänomens der anodischen Oxidation Manipulationen an der Trägerplatte und wirft ernste Probleme auf, da es sich darum handelt, Dicken von homogenen Isolatoren der Größenordnung von 10 bis 100 nm zu erzielen, wie das der Fall ist, wenn man den thermoionischen Effekt nach Schottky oder Poole- Frenkel verwendet, der in der Literaturstelle hervorgehoben wird; tatsächlich hängt die Homogenität der Dicke, der dielektrischen und physikalischen Eigenschaften und der Porosität der anodischen Oxidschicht von der Gleichmäßigkeit der Stromdichte bei der anodischen Oxidation ab; diese Dichte ist ihrerseits eine Funktion des Reliefs der darunterliegenden schichten (Spitzeneffekte), des verwendeten Elektrolyten, seiner Verunreinigungen, seiner Temperatur, des pH-Werts, der Rührung und des Alters des Bades; insbesondere neigen alle elektrochemischen Verunreinigungen des Elektrolyten, vor allem die im Bad enthaltenen Anionen, dazu, in dem Oxid eingeschlossen zu werden, was die Risken von elektrischem Durchbruch und Leitungsinstabilität mit sich bringt,
- schließlich hängt der Leitungsmechanismus, der mit den Effekten nach Schottky oder Poole-Frenkel verbunden ist, in den dicken (10 bis 100 nm) Oxidschichten exponentiell von der Temperatur ab, was zu einer präzisen, sorgfältigen und kostenaufwendigen thermischen Regulierung der endgültigen Anordnung verpflichtet.
Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung aller dieser Nachteile. Zu diesem Zweck schlägt sie ein Verfahren zur Herstellung von MIM-Bauteilen vor, das besonders einfach ist und das, wenn es zur Herstellung eines Anzeigeschirms verwendet wird, nur zwei Abdeckungsniveaus erfordert. Das Verfahren vermeidet alle mit der Anodisierung verbundenen Schwierigkeiten und führt zu einem Phänomen einer gegenüber Temperatur und Helligkeit praktisch unempfindlichen Leitung.
Gemäß der Erfindung bedient man sich einer wechselweisen Oxido-Reduktion der beiden miteinander in Kontakt gebrachten Materialien.
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Anzeigeschirms, der ein transparentes isolierendes Substrat umfaßt, das Adreßspalten, eine Elektrodenmatrix und eine Matrix von Schaltelementen trägt, wobei jedes Schaltelement aus mindestens einem MIM-Bauelement besteht, das zwischen einer Adreßspalte und einer Elektrode angeordnet ist, und wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man zur Herstellung der MIM-Bauelemente:
- auf dem Substrat an den Stellen der zukünftigen MIM- Bauelemente einen Stapel bildet, der ein erstes Material, das ein oxidierender Leiter ist, und ein zweites Material, das ein oxidierbarer Leiter ist, umfaßt,
- diesen Stapel auf eine Temperatur zwischen 200ºC und 700ºC bringt, was zwischen den beiden Materialien eine Oxidschicht erzeugt,
- die Temperatur auf Zimmertemperatur zurücknimmt.
Ein derartiges Verfahren vermeidet die Nachteile des Standes der Technik und bietet zahlreiche Vorteile:
- die Dicke der isolierenden Zwischenschicht wird in reproduzierbarer Weise durch eine einfache Steuerung der Temperatur und der Dauer des Oxido-Reduktionsverfahrens zwischen den beiden Materialien beeinflußt;
- die erhaltene oxidische Zwischenschicht kann leicht auf eine Dicke der Größenordnung von 5 bis 10 nm eingestellt werden, so daß der eingesetzte Effekt nicht mehr vom Typ Schottky oder Poole-Frenkel ist, sondern vom Typ Tunnel-Effekt; unter diesen Bedingungen ist der Strom praktisch unempfindlich gegenüber der Temperatur; außerdem ist er lichtunempfindlich; die flachen Schirme, die erfindungsgemäß erhalten werden, können somit in einer extremen Umgebung und zum Beispiel für die Projektion von Bildern großer Dimensionen verwendet werden;
- die Höhe der "Tunnel-Barriere" kann durch die Auswahl der Materialien eingestellt werden; die Anordnung mehrerer MIM in Serie gestattet die Einstellung der der Barriere äquivalenten Breite; die Regulierung der gesamten Höhe und Breite der Tunnel-Barriere gestattet die Steuerung der Strom-Spannungs-Charakteristika der MIM und erlaubt es, die Spannungen und Befehlsströme zu optimieren;
- die Anordnung der MIM-Bauelemente in Serie ist sehr einfach und gestattet eine vollständige Symmetrie der Strom-Spannungs-Charakteristika der Vorrichtung;
- die Homogenität der Schichtdicke der oxidierenden und oxidierbaren Materialien, sei es im Inneren eines einzigen MIM, sei es von einem MIM zum anderen, ist nicht kritisch, da das Phänomen, das zur Bildung der Oxidschicht führt, an der Grenzfläche der beiden Schichten und nicht in deren Volumen vor sich geht;
- das erfindungsgemäße Verfahren kann unabhängig von der Dimension des Schirms durchgeführt werden, da die Herstellung der MIM automatisch erfolgt; es kann insbesondere für Schirme sehr großer Dimensionen verwendet werden, was bei den oben beschriebenen TFT-Verfahren oder elektrolytischen Verfahren nicht möglich ist; die technischen Mittel zur Durchführung sind einfach und erfordern vor allem keinen Reinraum; mit anderen Worten ist die verwendete Technologie wenig kostenaufwendig und kann als "primitiv" bezeichnet werden;
- es besteht kein Risiko der Verunreinigung des Isolators, da dieser in situ gebildet wird, ohne jemals der Atmosphäre ausgesetzt zu werden; das oxidierende Element ist innen im System der beiden Materialien;
- es besteht in allen MIM-Bauelementen eine physikochemische Kontinuität und nicht eine Übereinanderlagerung von Schichten wie beim Stand der Technik, wodurch zahlreiche Nachteile, die mit der Übereinanderlagerung verschiedener Materialien und insbesondere mit den Haftungsproblemen zwischen den Schichten verbunden sind, vermieden werden.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Bildung einer dünnen Oxidschicht zwischen einem oxidierenden Leiter und einem oxidierbaren Leiter durch Temperaturerhöhung an sich kein neues physikalisches Phänomen darstellt. Es wird dieses zum Beispiel in dem oben zitierten Artikel von AKIO MIMURA et al. erwähnt. Auf jeden Fall ist es wichtig zu unterstreichen, daß dieses Phänomen bisher niemals zur Bildung eines Anzeigeschirms mit aktiver Matrix und MIM-Bauelementen verwendet wurde. Wenn in dem genannten Artikel das in Rede stehende Phänomen angesprochen wird, so erfolgt dies, um seine nachteilige Eigenschaft zu unterstreichen und es wird sehr wohl empfohlen, es zu vermeiden. Genauer gesagt ist in der genannten Literaturstelle die angestrebte Struktur nicht vom Typ MIM sondern vom Typ TFT. Ein Ohm'scher Kontakt soll über der Source aus n-dotiertem Silizium des TFT hergestellt werden, und dieser Kontakt wird durch Auftragen von ITO erhalten. Es ist anläßlich der Herstellung dieses Kontakts, daß die Autoren festgestellt haben, daß sich bei einer Behandlungstemperatur von über 200ºC (die sich beispielsweise bei 400ºC bis 600ºC einstellt) eine oxidische Zwischenschicht zwischen dem ITO und dem Silizium bildet. Da diese Schicht den Ohm'schen Charakter des gewünschten Kontakts zerstörte, empfiehlt es sich, sie zu vermeiden, indem die Temperatur auf einem Wert unterhalb von 200ºC gehalten wird. Übrigens wird aus diesem Grund das Silizium unbedingt als erstes auf das isolierende Substrat aufgebracht, denn dieser Auftrag erfolgt bei einer viel höheren Temperatur als 200ºC (beispielsweise bei 900ºC). Die ITO-Schicht wird erst in der Folge aufgebracht und zwar unterhalb von 200ºC. Wenn man die Reihenfolge der Vorgänge umdreht und zuerst das ITO aufbringt, um vorab einen zukünftigen Kontakt der Source zu errichten, und anschließend den Auftrag des Siliziums bei 900ºC durchführt, würde man die Bildung einer isolierenden Schicht zwischen dem ITO und dem Silizium verursachen, was die Autoren ausdrücklich vermeiden wollen.
Somit trachtet der Fachmann auf diesem Gebiet immer danach, bei diesem Verfahren die Bildung einer isolierenden Schicht zu vermeiden, und erreicht dies durch Arbeiten bei herabgesetzter Temperatur. Die Erfindung widersetzt sich somit diesem Vorurteil, indem im Gegensatz dazu die Bildung dieser Oxidschicht durch Erhöhung der Temperatur empfohlen wird. Der Schirm ist somit nicht mehr einer vom Typ TFT, sondern viel vorteilhafter einer vom Typ MIM. Daraus folgt weiter, daß nichts mehr dagegen spricht, die Reihenfolge des Auftrags umzukehren, das heißt zuerst den Auftrag des leitenden Oxids und dann den des Halbleiters vorzunehmen, was in bestimmten Fällen von Interesse sein kann.
Die vorliegende Erfindung bietet noch einen anderen Vorteil im Zusammenhang mit der Bedienungszeit des Schirms. Die Anmelderin hat beobachtet, daß in dem Fall, wo der oxidierbare Leiter ein Halbleiter, wie zum Beispiel Silizium, war, die Bildung einer oxidischen Schicht vom Auftreten eines Bereichs mit einer Raumladung an der Grenzfläche Halbleiter-Isolator begleitet war. Diese Raumladung bewirkt die Bildung eines zweiten Kondensators in Serie mit dem Kondensator, der der isolierenden Schicht entspricht, was eine beträchtliche Verminderung der Kapazität der ganzen Anordnung im Hinblick auf den Wert mit sich bringt, den man zum Beispiel erhalten würde, wenn der oxidierbare Leiter aus Metall wäre. Nun weiß man aber, daß in einem Schirm mit aktiver Matrix die Kapazität des MIM-Bauelements normalerweise unterhalb der Kapazität des Pixels sein muß, wenn man will, dar die das elektrische Feld definierenden Ladungen, die die Anzeige steuern, vor allem auf dem Pixel und nicht in dem MIM-Bauelement vorhanden sein sollen. Bisher war die Kapazität des MIM-Bauelements von der Größenordnung eines Drittels der Kapazität eines Pixels. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermindert die Anwesenheit der Raumladung die Kapazität des MIM-Bauelements auf einen Wert, der etwa gleich einem Zehntel der Kapazität des Pixels ist, was wesentlich günstiger ist. Somit ist es eher das Pixel, das dem Anzeigeschirm den größten kapazitativen Beitrag verschafft.
Aus diesem Grund wird bei einer bevorzugten Variante der Erfindung die Verwendung eines Halbleiters als oxidierbares Leitermaterial empfohlen. Dieser Halbleiter kann Silizium, Germanium, eine binäre Verbindung, wie Galliumarsenid oder Indiumphosphid, oder eine ternäre Verbindung (GaAlAs) oder gar eine quaternäre Verbindung sein.
Was das oxidierende Leitermaterial betrifft, so kann es aus der Gruppe der leitenden Metalloxide vom Typ Indiumoxid (In&sub2;O&sub3;), Zinnoxid (SnO&sub2;), Indium-Zinnoxid (ITO) (In&sub2;O&sub3; + SnO&sub2;), Zinkoxid (ZnO) etc. stammen.
Das oxidierbare Leitermaterial kann, wenn es kein Halbleiter ist, aus der Gruppe der Mischungen von Oxiden (V&sub2;O&sub5; - P&sub2;O&sub5;), (V&sub2;O&sub5; - PbO - Fe&sub2;O&sub3;), der Metalle Al, Ti, Ta, Ag, Cr, Cu, Mn, Mo etc. oder der oxidierbaren Legierungen gewählt werden.
In allen Fällen liegt die Oxidbildungstemperatur bei über 200ºC und im allgemeinen unterhalb von 700ºC. Somit handelt es sich um eine Tieftemperatur- oder Mitteltemperaturtechnologie. Zum Beispiel liegt die Temperatur für eine Anordnung aus Glassubstrat - ITO - Aluminium mit Vorteil bei etwa 350ºC. Für eine Anordnung aus Glassubstrat - ITO - Polysilizium kann die Temperatur bei etwa 625ºC liegen. Für das Paar ITO - Titan kann die Temperatur bei etwa 520ºC liegen.
Die thermische Behandlungsstufe kann im Vakuum oder in Anwesenheit von Gas (zum Beispiel Argon, Sauerstoff) stattfinden. Ihre Dauer hängt von der Dicke der gewünschten isolierenden Schicht ab. Im allgemeinen liegt diese Dauer in der Größenordnung von 3 Stunden.
Die thermische Behandlungsstufe kann nach der Bildung des Stapels erfolgen, kann jedoch auch während der Bildung dieses Stapels eingefügt werden, wenn der Vorgang des Auftrags der Schichten in dem für die Oxido-Reduktion erforderlichen Umfeld erfolgt.
Die vorliegende Anmeldung hat auch ein Verfahren zur Herstellung eines dynamischen RAM-Speichers mit einer Matrix aus Speicherkondensatoren mit Adreßzeilen und Adreßspalten und einem Schaltelement, das zwischen jedem Kondensator und einer Zeile oder Spalte angeordnet ist, zum Ziel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zur Herstellung der Schaltelemente:
- einen Stapel bildet, der ein erstes Material, das ein oxidierender Leiter ist, und ein zweites Material, das ein oxidierbarer Leiter ist, umfaßt,
- diesen Stapel auf eine Temperatur zwischen 200ºC und 700ºC bringt, was MIM-Bauelemente erzeugt,
- die Temperatur auf Zimmertemperatur zurücknimmt.
Auf jeden Fall werden die Merkmale der Erfindung im Lichte der folgenden Beschreibung und aus den zur Erläuterung und keinesfalls zur Beschränkung angegebenen Beispielen deutlicher werden. Diese Beschreibung bezieht sich auf die angeschlossenen Zeichnungen, in welchen
- die Fig. 1, die bereits beschrieben wurde, den allgemeinen Aufbau eines Anzeigeschirms mit aktiver Matrix und nicht-linearem Element vom Typ MIM,
- die Fig. 2A die ersten Stufen (a, b, c, d, e) einer ersten Herstellungsweise eines Anzeigeschirms,
- die Fig. 2B die letzten Stufen (a, b, c) dieser Herstellungsweise,
- die Fig. 3A die ersten Stufen (a, b) einer zweiten Herstellungsweise eines Anzeigeschirms und
- die Fig. 3B die letzten Stufen (a, b) dieser zweiten Herstellungsweise zeigt und
- die Fig. 4 den Verlauf der an der Gegenplatte gravierten Spuren,
- die Fig. 5A eine Stufe eines Verfahrens zur Herstellung eines dynamischen RAM-Speichers und
- die Fig. 5B die anderen Stufen dieses Verfahrens darstellt.
In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß das Substrat aus Glas, das oxidierende leitfähige Material aus ITO (Zinn- und Indiumoxid) und das oxidierbare Material aus dotiertem oder undotiertem Silizium besteht. Es versteht sich jedoch, daß dies nur beispielhaften Charakter hat und daß andere Materialien oder Materialkombinationen, wie oben angedeutet, verwendet werden können.
Bei dem in Betracht gezogenen Fall besteht die isolierende Schicht der MIM-Bauelemente somit aus Siliziumoxid, das aus der Oxidation von Silizium durch die ITO- Schicht resultiert.
In den Fig. 2A und 2B sieht man verschiedene Stufen der Herstellung der Platte, die die Matrix der Pixel und die MIM trägt, nach einer ersten Ausführungsform, bei welcher eine oxidierende Schicht darunter und eine oxidierbare Schicht aus Silizium darüber angeordnet ist. Man wird in diesem Zusammenhang beobachten, daß diese Anordnung aus den bereits angesprochenen Gründen umgekehrt ist zu jener der oben genannten Literaturstelle.
Die verschiedenen Vorgänge und Stufen sind die folgenden:

Fig. 2A:

a: auf ein transparentes isolierendes Substrat 30 Aufbringen einer Schicht 32 aus ITO,
b: Photolithogravieren einer Matrix erster Verbindungsmuster 34 und einer Matrix von Elektroden 35, die jede ein Verlängerungsstück 36 aufweisen;
c: Aufbringen einer Schicht 38 aus Silizium (dotiert oder nicht) auf die Anordnung bei etwa 625ºC,
d: thermische Behandlungsstufe bei 625ºC zum Aufbau einer Schicht aus Siliziumoxid 37 durch Oxido-Reduktion zwischen dem Silizium und dem ITO,
e: eventuell Aufbringen eines Metalls 41 (Al, W, Mo etc.) auf das Silizium für den Fall, daß der elektrische Widerstand des oxidierbaren Materials gering ist, wobei diese Stufe nicht notwendigerweise erfolgt.

Fig. 2B:

a: Photolithogravieren der Metallschicht 41, des Siliziums 38 und des Siliziumoxids 37 zur Bildung von Adreßspalten 39, die einen Teil der ersten Muster 34 quer übergreifen, und von zweiten Verbindungsmustern 40, die einen Teil der ersten Muster 34 längs und die Verlängerungsstücke 36 quer übergreifen. Die Gravierung kann Plots 42 stehen lassen, die das bilden, was man üblicherweise als "Black Matrix" bezeichnet und das dazu bestimmt ist, die Adreßzeilen der Gegenelektrode abzudecken,
b, c: man erhält nun drei MIM-Einrichtungen in Serie an den mit 48 bezeichneten Stellen. Das Metall 41 dient nur zum Kurzschließen des inneren Widerstands des Siliziums.
Bei dieser Ausführungsform kann das Wachstum des Siliziumdioxids durch Oxido-Reduktion zwischen dem Silizium und dem ITO in dem Moment erreicht werden, wo die Temperatur des Siliziums ausreichend hoch ist. Somit kann der Isolator der zukünftigen MIM während der Stufe 2Ac entwickelt werden: die Stufe 2Ad ist somit eine Stufe der Alterung und Homogenisierung der MIM Struktur.
Man sieht, daß ein derartiges Verfahren nur zwei Abdeckungsniveaus benötigt und somit sehr einfach durchzuführen ist, insbesondere bei Platten großer Dimensionen.
Bei einer anderen Ausführungsform wird die Reihenfolge der Materialien umgedreht, und man bringt zuerst den oxidierbaren Leiter und dann den oxidierenden Leiter auf. Das wird in den Fig. 3A und 3B für den Fall gezeigt, wo das oxidierende Material aus ITO und das oxidierbare Material aus Tantal besteht. Die Verfahrensstufen sind die folgenden:

Fig. 3A:

a: auf ein Glassubstrat 50 Aufbringen einer Tantalschicht und photolithogravieren der Spalten 52, der ersten Verbindungsmuster 54 und der Plots 56 der "Black Matrix";
b: Aufbringen einer ITO-Schicht und Gravieren zur Bildung von zweiten Verbindungsmustern 58, die die Spalten 52 und ein Ende der ersten Muster 54 überdecken, und um eine Matrix von Elektroden 59 mit Verlängerungsstücken 60, die die Muster 54 überdecken, zu bilden.

Fig. 3B:

a,b: thermische Behandlungsstufe bei 475ºC zur Bildung von Tantaloxid (Ta&sub2;O&sub5;) 62 an den mit 63 bezeichneten Stellen. Man erhält somit eine Struktur aus drei MIM- Einrichtungen in Serie zwischen jeder Spalte 52 und jeder Elektrode 59.
Dieses Herstellungsverfahren erfordert nur zwei Photolithogravierungs-Niveaus.
Diese Vorgänge (Fig. 2A, 2B, 3A, 3B) gestatten den Aufbau der Trägerplatte der Elektrodenmatrix und der Reihe der Adreßspalten. Es verbleibt die Herstellung der Gegenplatte mit den Gegenelektroden und den Adreßzeilen. Diese Gegenplatte kann durch jedes bekannte Verfahren hergestellt werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, so etwa durch Aufbringen einer ITO-Schicht auf eine Glasplatte, dann Gravierung, um Zeilen 70 und Gegenelektroden 72 zu erhalten.
Die Herstellung des Schirms wird abgeschlossen durch Ausbreiten einer Orientierungsschicht ("Surfactant") auf den beiden Platten, Serigraphie einer Wand aus Klebstoff auf der Gegenplatte, Verteilung von Abstandhaltern, Zusammenbau von Platte/Gegenplatte und Auffüllung mit einem Flüssigkristall.
Ein farbiger Anzeigeschirm kann auch dadurch hergestellt werden, daß auf der Gegenplatte Farbfilter zum Beispiel durch Elektrobeschichtung mit ionisierten farbigen Pulvern durch Masken hindurch aufgebracht werden.
Man wird erkennen, daß sich die Zeilen und die Spalten auf zwei verschiedenen Platten befinden, wodurch die Möglichkeit eines Kurzschlusses zwischen den beiden Adreßnetzen vermieden wird.
Die Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Anzeigeschirmen beschränkt. Sie ist auch auf die Herstellung von Bauteilen, wie dynamischen RAM-Speichern, anwendbar.
Die Fig. 5A und 5B erläutern die Herstellung eines solchen Speichers. Eine solche Vorrichtung ist in ihrer Struktur vergleichbar mit der Vorrichtung von Fig. 1, mit der Ausnahme, daß die Adreßzeilen und Adreßspalten in oder auf demselben Halbleiter-Substrat enthalten sind. Die Vorgänge können somit im wesentlichen die gleichen wie die oben beschriebenen sein, mit der Ausnahme, daß die verschiedenen Schichten nicht mehr transparent sein müssen.
Die verschiedenen Stufen und Vorgänge können die folgenden sein:

Fig. 5A:

- in einem Halbleiter 80, zum Beispiel aus Silizium, Dotieren einer Serie von Zeilen 82,
- Aufbringen einer isolierenden Schicht und Gravieren von Isolierspalten 84,
- Aufbringen einer oxidierbaren Schicht und Gravieren, um Adreßspalten 86 stehen zu lassen.

Fig. 5B:

a: Aufbringen einer Schicht 88 aus oxidierendem Material,
b: Gravieren zur Gewinnung einer Matrix von Mustern 90 mit Verlängerungsstücken 92, die die Spalten 86 übergreifen,
c: thermische Behandlungsstufe zur Schaffung von MIM an mit 94 bezeichneten Stellen, das heißt oberhalb der Spalten 86, und von Kapazitäten 96 oberhalb der Zeilen 82.
Man wird bemerken, daß einerseits die automatisch geschaffenen MIM-Unterbrecher 94 und Kapazitäten 96 und andererseits die oberhalb des dotierten Siliziums gebildeten Kapazitäten, die eine sehr dünne isolierende Schicht oder einen beträchtlichen Wert aufweisen, es gestatten, die Oberfläche herabzusetzen und somit die Integrationsdichte zu erhöhen.
Es versteht sich, daß man eine beliebige Anzahl von MIM 94 in Serie anordnen und somit die Spannungs- und Steuerstromwerte einstellen kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Anzeigeschirms umfassend ein transparentes isolierendes Substrat (30, 50), das Adreßspalten (Cj), eine Elektrodenmatrix (eI) und eine Matrix mit Schaltelementen (S&ijlig;) trägt, wobei jedes Schaltelement aus mindestens einem Metall-Isolator-Metall- (MIM) -Bauelement besteht, das zwischen einer Adreßspalte (Cj) und einer Elektrode (eI) angeordnet ist, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man zur Herstellung der MIM-Bauelemente:

- auf dem Substrat an den Stellen der zukünftigen MIM- Bauelemente einen Stapel bildet, der ein erstes Material, das ein oxidierender Leiter ist, und ein zweites Material, das ein oxidierbarer Leiter ist, umfaßt,

- diesen Stapel auf eine Temperatur zwischen 200ºC und 700ºC bringt, was zwischen den beiden Materialien eine Oxidschicht erzeugt,

- die Temperatur auf Zimmertemperatur zurücknimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Vorgänge umfaßt:

- auf eine transparente und isolierende Platte (30) wird eine erste leitfähige Schicht (32) aus dem genannten ersten, oxidierenden Material aufgebracht,

- diese erste Schicht wird graviert, um eine Matrix aus Elektroden (35) mit einem Verlängerungsstück (36) und eine Matrix aus ersten Verbindungsmustern (34) an der Stelle der zukünftigen Adreßspalten zu bilden,

- auf die Anordnung wird eine Schicht (38) aus dem genannten zweiten, oxidierbaren Material aufgebracht,

- die Anordnung wird auf eine Temperatur zwischen 200ºC und 700ºC gebracht, um zwischen der leitfähigen Schicht und der oxidierenden Schicht eine Oxidschicht (37) zu bilden,

- die zweite Schicht (38) und die Oxidschicht (37) werden graviert, um Adreßspalten (39) zu bilden, die die ersten Verbindungsmuster (34) übergreifen, und um eine Matrix aus zweiten Verbindungsmustern (40) zu bilden, die die ersten Muster (34) und das Verlängerungsstück (36) der Elektroden (35) übergreifen,

- die Temperatur wird auf Zimmertemperatur zurückgenommen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

- auf eine transparente und isolierende Platte (50) wird eine erste leitfähige, oxidierbare Schicht aufgebracht,

- diese erste Schicht wird graviert, um Spalten (52) und eine Matrix aus ersten Verbindungsmustern (54) zu bilden,

- auf die Anordnung wird eine zweite leitfähige, oxidierende Schicht aufgebracht,

- diese zweite Schicht wird graviert, um eine Matrix aus zweiten Verbindungsmustern (58) zu bilden, die jedes erste Verbindungsmuster (54) und jede Spalte (52) übergreifen, und um eine Matrix aus Elektroden (59) mit einem Verlängerungsstück (60) zu bilden, das die ersten Verbindungsmuster (54) übergreift,

- die Anordnung wird auf eine Temperatur zwischen 200ºC und 700ºC gebracht,

- die Temperatur wird auf Zimmertemperatur zurückgenommen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, oxidierbare Material ein Halbleiter ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter aus der Gruppe stammt, die Silizium, Germanium und die binären, ternären und quaternären Verbindungen umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, oxidierbare Material ein Metall ist, das aus der Gruppe stammt, die Al, Ti, Ta, Ag, Cr, Cu, Mn und die oxidierbaren Legierungen umfaßt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste leitfähige, oxidierende Material aus der Gruppe der leitfähigen metallischen Oxide stammt, wie Indiumoxid (In&sub2;O&sub3;), Zinnoxid (SnO&sub2;), Indium-Zinnoxid (ITO, d. h. In&sub2;O&sub3; + SnO&sub2;) und Zinkoxid (ZnO).

8. Verfahren zur Herstellung eines dynamischen Speichers mit direktem Zugriff (RAM), der eine Matrix aus Speicherkondensatoren (96) mit Adreßzeilen (82) und Adreßspalten (86) und einem Schaltelement (94), das zwischen jedem Kondensator und einer Zeile oder einer Spalte angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Schaltelemente (94):

- einen Stapel bildet, der ein erstes Material, das ein oxidierender Leiter (88) ist, und ein zweites Material, das ein oxidierbarer Leiter (86) ist, umfaßt,

- diesen Stapel auf eine Temperatur zwischen 200ºC und 700ºC bringt, was Metall-Isolator-Metall- (MIM) -Bauelemente erzeugt,

- die Temperatur auf Zimmertemperatur zurücknimmt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Vorgänge umfaßt:

- in einem Halbleiter-Substrat (80) dotiert man eine Reihe von Adreßzeilen (82),

- man bringt eine isolierende Schicht auf und graviert diese Schicht in Form von isolierenden Spalten (84),

- man bringt eine oxidierbare Schicht auf und graviert diese Schicht, um Adreßspalten (86) stehen zu lassen,

- man bringt auf die Anordnung eine Schicht (88) aus oxidierendem Material auf,

- man graviert diese Schicht (88), um eine Matrix aus die Adreßzeilen (82) übergreifenden Mustern (90) zu erhalten, die mit einem Verlängerungsstück (92) die Adreßspalten (86) übergreifen,

- man bringt die Anordnung auf eine Temperatur zwischen 200ºC und 700ºC, was in den übergreifenden Bereichen (96) der Muster und der Adreßzeilen (82) und in den übergreifenden Bereichen (94) der Verlängerungsstücke (92) und der Adreßspalten (86) MIM-Verbundelemente bildet.