JP2005259897A - Semiconductor element, method for manufacturing the same and coordinate inputting device - Google Patents

Semiconductor element, method for manufacturing the same and coordinate inputting device Download PDF

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Takahiro Kashiwakawa
貴弘 柏川
Fumio Takei
文雄 武井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excellent and highly reliable semiconductor element which is simple in miniaturization and thin film even when it is exposed or stored in any severe environment. <P>SOLUTION: This semiconductor element is configured by successively laminating a substrate 11 and a first electrode 12, semiconductor layer 13 and second electrode 14 formed on the substrate 11. The semiconductor layer 13 is configured of bonding resin 16 containing semiconductor particles 15 and coupling agent. The top ends 15a of the semiconductor particles 15 are brought into contact or made to invade the first electrode 12 and the second electrode 14, and either of them forms shot key junction. The molecules of the bonding resin 16 are strongly connected to each other by the coupling agent so that mechanical characteristics under a high temperature environment can be improved, and that the stability of electric characteristics can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体素子、半導体素子の製造方法、および座標入力装置に係り、特に半導体粒子と結着樹脂からなる半導体層を備えた半導体素子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor element, a method for manufacturing a semiconductor element, and a coordinate input device, and more particularly to a semiconductor element including a semiconductor layer made of semiconductor particles and a binder resin and a method for manufacturing the same.

近年、携帯型情報機器の普及・進展に伴い、電子手帳やPDA(Personal DigitalAssistants)を中心に、携帯電話、PHS、電卓、時計、GPS(Global Positioning System、全地球位置情報システム)、銀行ATMシステム、自動販売機、POS(Point Of Sales)システムなど、データ入力において画面上をペンないし指で触ることにより情報を入力することができるタッチパネルが採用され、優れたマン‐マシンインターフェース性能の故、多方面への応用が広がっている。特に、携帯電話やPDA、ノートパソコンなどの携帯情報端末機における小型化は、半導体素子や電子回路形成技術の進歩により著しく、これらの入力デバイスまたは表示デバイスの端末機本体に占める体積的割合が大きくなってきている。   In recent years, with the spread and progress of portable information devices, mainly mobile phones, PHS, calculators, watches, GPS (Global Positioning System, Global Positioning Information System), bank ATM systems, mainly electronic notebooks and PDAs (Personal Digital Assistants) Such as vending machines and POS (Point Of Sales) systems, touch panels that can be used to input information by touching the screen with a pen or finger are used for data entry. Applications in the direction are spreading. In particular, downsizing in portable information terminals such as mobile phones, PDAs, and notebook personal computers is remarkable due to advances in semiconductor element and electronic circuit formation technology, and the volume ratio of these input devices or display devices in the terminal body is large. It has become to.

タッチパネルは、画面の形状をした例えば長方形の2枚の樹脂シートの表面にそれぞれ導電膜と抵抗体膜が対向するように設けられ、互いに空間を介して積層された構造を有している。例えば抵抗体膜のペンなどにより樹脂シートをタッチすることにより、導電膜と抵抗体膜が接触し、接触した箇所に対応した電圧が出力されるようになっている。電圧は例えば線形性を有して分布しており、画面上の座標と電圧が対応するようになっている。   The touch panel has a structure in which a conductive film and a resistor film are respectively provided on the surfaces of two rectangular resin sheets having a screen shape, for example, and are laminated with a space therebetween. For example, when a resin sheet is touched with a resistor film pen or the like, the conductive film and the resistor film come into contact with each other, and a voltage corresponding to the contacted portion is output. The voltage is distributed with linearity, for example, and coordinates on the screen correspond to the voltage.

かかる電圧分布を形成するために、抵抗体膜の四辺に点電極あるいは整流素子を配置する。加圧した箇所の座標位置を高精度に検出するためには、対向する2辺間で一方の辺からの距離に応じて電圧が線形性を有し、かつその2辺の方向と直交する方向についてはほぼ一定である電圧分布を形成することが必要であり、小型化、薄膜化を図った整流素子を高密度に配置することが必要である。   In order to form such a voltage distribution, point electrodes or rectifying elements are arranged on the four sides of the resistor film. In order to detect the coordinate position of the pressed part with high accuracy, the voltage has linearity according to the distance from one side between two opposing sides, and a direction orthogonal to the direction of the two sides Therefore, it is necessary to form a voltage distribution that is substantially constant, and it is necessary to arrange rectifying elements that are miniaturized and thinned at high density.

整流素子の小型化および薄膜化を図るものとして、半導体粒子と結着樹脂からなる半導体層とそれを挟む電極から構成された整流素子が提案されている(例えば、特許文献2および3参照。)。これらの整流素子は、小型化および薄膜化が可能で印刷法のように簡便な方法でパターニングして形成され、樹脂シートにさほど熱的ダメージ等を与えることがないという特徴を有している。
特開平6−187083号公報 特表2002−508849号公報(第16〜18頁、図3B) 特開2002−100759号公報
In order to reduce the size and thickness of the rectifying element, a rectifying element including a semiconductor layer made of semiconductor particles and a binder resin and electrodes sandwiching the semiconductor layer has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3). . These rectifying elements can be reduced in size and thinned, are formed by patterning by a simple method such as a printing method, and do not cause much thermal damage to the resin sheet.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-187083 Japanese translation of PCT publication No. 2002-508849 (pages 16-18, FIG. 3B) JP 2002-1000075 A

ところで、タッチパネルが用いられる上述したように携帯電話機のような携帯端末機は様々な環境、例えば高温高湿環境や低温乾燥環境に曝されることが多く、さらにその環境変化も劇的に変化する場合がある。上述した半導体粒子と結着樹脂からなる半導体層は、特に高温で結着樹脂の軟化を生じやすく半導体粒子と電極との接触不良が発生し、電気特性が劣化するという問題点がある。   By the way, as described above, a mobile terminal such as a mobile phone using a touch panel is often exposed to various environments, for example, a high temperature and high humidity environment and a low temperature drying environment, and the environmental change also changes dramatically. There is a case. The above-described semiconductor layer composed of the semiconductor particles and the binder resin has a problem that the binder resin is liable to be softened particularly at a high temperature, resulting in poor contact between the semiconductor particles and the electrode, and deterioration of electrical characteristics.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、小型化および薄板化が容易で、かつ高温高湿環境に曝露あるいは保存した場合においても優れた動作信頼性を有する半導体素子、半導体素子の製造方法、および座標入力装置を提供する。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to facilitate downsizing and thinning, and to provide excellent operational reliability even when exposed to or stored in a high temperature and high humidity environment. A semiconductor device, a method for manufacturing the semiconductor device, and a coordinate input device are provided.

本発明の一観点によれば、半導体粒子と結着樹脂からなる半導体層と、前記半導体層を挟む第1の電極および第2の電極と、からなる半導体素子であって、前記結着樹脂にカップリング剤が添加されていることを特徴とする半導体素子が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a semiconductor element comprising a semiconductor layer made of semiconductor particles and a binder resin, and a first electrode and a second electrode sandwiching the semiconductor layer, wherein the binder resin includes Provided is a semiconductor device characterized in that a coupling agent is added.

本発明によれば、半導体粒子を固定する結着樹脂の分子同士がカップリン剤により強固に結合されているので、高温環境下において軟化することがなく半導体粒子と第1の電極および第2の電極との接触状態が安定しショットキー接合あるいはオーミック接合の状態が良好に保たれる。その結果、電流−電圧特性等の電気特性の安定性が向上し、信頼性に優れる半導体素子を実現することができる。   According to the present invention, since the molecules of the binder resin that fixes the semiconductor particles are firmly bonded to each other by the coupling agent, the semiconductor particles, the first electrode, and the second electrode are not softened under a high temperature environment. The contact state with the electrode is stable, and the Schottky junction or ohmic junction state is kept good. As a result, the stability of electrical characteristics such as current-voltage characteristics is improved, and a semiconductor element having excellent reliability can be realized.

上記半導体層と第1の電極および第2の電極との各々の界面において、前記半導体粒子の先端部が第1の電極または第2の電極に侵入してもよい。半導体粒子の先端部が第1の電極あるいは第2の電極に侵入することにより接触状態が一層安定し、導通時の電流量を増加することができる。   The tip of the semiconductor particles may penetrate into the first electrode or the second electrode at each interface between the semiconductor layer and the first electrode and the second electrode. When the tip of the semiconductor particles penetrates into the first electrode or the second electrode, the contact state is further stabilized and the amount of current during conduction can be increased.

また、上記結着樹脂はホットメルト接着剤または紫外線硬化樹脂であってもよい。ホットメルト接着剤または紫外線硬化樹脂は水や有機溶媒などの溶剤を使用する必要がなく、加工がし易いので、半導体素子が均一に分散した状態で容易に薄膜化することができる。   The binder resin may be a hot melt adhesive or an ultraviolet curable resin. Hot-melt adhesives or ultraviolet curable resins do not require the use of a solvent such as water or an organic solvent, and are easy to process. Therefore, a thin film can be easily formed in a state where semiconductor elements are uniformly dispersed.

本発明の他の観点によれば、一方の面に第1の導電膜が形成された第1の基板と、一方の面に第2の導電膜が形成され、前記第1の導電膜と第2の導電膜とが対向するように配置された第2の基板と、前記第1の導電膜に電圧を印加する電源と、前記第1の基板または第2の基板が加圧された際に、前記第1の導電膜と第2の導電膜とが接触する位置の電位を検出する検出手段と、前記第1の導電膜と電源との間にあって、請求項1〜3のうちいずれか一項記載の半導体素子を用いて、前記第1の導電膜中に流れる電流を整流する整流手段と、を備える座標入力装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a first substrate having a first conductive film formed on one surface, a second conductive film formed on one surface, and the first conductive film and the first conductive film. A second substrate arranged so that the two conductive films face each other, a power source for applying a voltage to the first conductive film, and when the first substrate or the second substrate is pressurized A detection means for detecting a potential at a position where the first conductive film and the second conductive film are in contact with each other, and between the first conductive film and a power source, and any one of claims 1 to 3. There is provided a coordinate input device comprising: a rectifier that rectifies a current flowing in the first conductive film using the semiconductor element according to the item.

本発明によれば、半導体素子が高温等の過酷な環境下においても軟化や変形を生ぜず、耐環境性に優れているので信頼性の高い座標入力装置を実現できる。   According to the present invention, a highly reliable coordinate input device can be realized because the semiconductor element does not soften or deform even under a severe environment such as a high temperature and is excellent in environmental resistance.

本発明のその他の観点によれば、半導体粒子を結着樹脂に分散させて混合物を形成する工程と、前記混合物からシート状成型物を形成する工程と、前記シート状成型物の両面に電極を形成する工程と、前記シート状成型物に含まれるカップリング剤を反応させる加熱処理を行う工程と、を備える半導体素子の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, a step of dispersing semiconductor particles in a binder resin to form a mixture, a step of forming a sheet-like molded product from the mixture, and electrodes on both surfaces of the sheet-like molded product There is provided a method for manufacturing a semiconductor element, comprising: a step of forming; and a step of performing a heat treatment for reacting a coupling agent contained in the sheet-like molded product.

本発明によれば、カップリング剤を反応させる加熱処理を行う前に、結着樹脂が流動性を有する状態でシート状に成型加工するので薄膜化が容易であり、最後に結着樹脂をカップリング剤により結着樹脂の分子同士を強固に結合させることにより、製造容易性と半導体素子の高温環境での信頼性の確保を両立することができる。   According to the present invention, before the heat treatment for reacting the coupling agent, the binder resin is molded into a sheet in a fluid state, so that the film can be easily formed. Finally, the binder resin is cupped. By firmly bonding the molecules of the binder resin with the ring agent, it is possible to achieve both the ease of manufacturing and the reliability of the semiconductor element in a high temperature environment.

本発明によれば、半導体粒子を固定する結着樹脂の分子同士がカップリン剤により強固に結合されているので、高温高湿環境に曝露あるいは保存した場合においても優れた動作信頼性を有する半導体素子を実現できる。   According to the present invention, since the molecules of the binder resin for fixing the semiconductor particles are firmly bonded to each other by the coupling agent, the semiconductor having excellent operational reliability even when exposed to or stored in a high-temperature and high-humidity environment. An element can be realized.

以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。   Embodiments will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1(A)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体素子の断面図、図1(B)は図1(A)に示す半導体素子の拡大した要部断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a cross-sectional view of a semiconductor element according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of a main part of the semiconductor element shown in FIG.

図1(A)および図1(B)を参照するに、本発明の第1の実施の形態に係る半導体素子10は、基板11と、基板11上に形成された第1電極12、半導体層13、第2電極14が順次積層した構成となっている。半導体層13は、半導体粒子15とカップリング剤を含む結着樹脂16から構成されている。半導体粒子15は、その先端部15aが第1電極12および第2電極14に接触あるいは侵入している。本実施の形態の半導体素子10は、第1電極12または第2電極14のいずれかの電極が半導体素子10とショットキー接合を形成し、他方の電極がオーミック接合を形成しているので、第1電極12と第2電極14との間に印加された電圧の方向により、第1電極12と第2電極14との間の通電状態が変化する。すなわち第1電極12と第2電極14との間で電流が通電あるいは遮断される。さらに、結着樹脂16がカップリング剤により結着樹脂16の分子鎖同士の結合が補強されているので高温環境下等における粘弾性率等の機械特性が向上している。以下、具体的に半導体素子10について説明する。   Referring to FIGS. 1A and 1B, a semiconductor device 10 according to a first embodiment of the present invention includes a substrate 11, a first electrode 12 formed on the substrate 11, a semiconductor layer. 13 and the second electrode 14 are sequentially stacked. The semiconductor layer 13 is composed of semiconductor particles 15 and a binder resin 16 containing a coupling agent. The semiconductor particle 15 has a tip portion 15 a in contact with or penetrating the first electrode 12 and the second electrode 14. In the semiconductor element 10 of the present embodiment, either the first electrode 12 or the second electrode 14 forms a Schottky junction with the semiconductor element 10 and the other electrode forms an ohmic junction. The energization state between the first electrode 12 and the second electrode 14 varies depending on the direction of the voltage applied between the first electrode 12 and the second electrode 14. That is, current is passed between or interrupted between the first electrode 12 and the second electrode 14. Further, since the binding of the molecular chains of the binder resin 16 is reinforced by the coupling agent in the binder resin 16, mechanical properties such as a viscoelastic modulus in a high temperature environment are improved. Hereinafter, the semiconductor element 10 will be specifically described.

基板11は、ガラス基板、半導体基板、セラミックス基板、あるいは絶縁性の樹脂基板等、特に限定されない。樹脂基板としては、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタンなどを用いることができる。基板11はあってもよくなくてもよい。   The substrate 11 is not particularly limited, such as a glass substrate, a semiconductor substrate, a ceramic substrate, or an insulating resin substrate. As the resin substrate, polyethylene, polycarbonate, polyvinyl chloride, polypropylene, polyamide, polyimide, polyurethane, or the like can be used. The substrate 11 may or may not be present.

第1電極12および第2電極14は、無機および有機金属ならびに金属化合物、酸化金属化合物などの材料を用いることができ、例えば、真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスを用いてもよく、スクリーン法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ダイコート法、ロールコート法などの塗布法を用いてもよい。塗布法を用いる場合は、電極材料として、導電微粒子を溶媒に分散させた金ペースト、銀ペースト、銅ペースト、カーボンペーストなどや、導電粒子とバインダーを混練・分散させた塗料等を用いることが好ましい。   The first electrode 12 and the second electrode 14 can use materials such as inorganic and organic metals, metal compounds, and metal oxide compounds. For example, a dry process such as a vacuum evaporation method or a sputtering method may be used. A coating method such as a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a spray coating method, a die coating method, or a roll coating method may be used. When using the coating method, it is preferable to use a gold paste, silver paste, copper paste, carbon paste, or the like in which conductive fine particles are dispersed in a solvent, or a paint in which conductive particles and a binder are kneaded and dispersed as an electrode material. .

第1電極12あるいは第2電極14がn型導電型の半導体粒子15とショットキー接合を形成する電極材料としては、電極材料の仕事関数(真空準位からフェルミ準位までのエネルギー差)が半導体粒子15の電子親和力よりも大きい電極材料が好ましく、例えば、半導体粒子15がSi(電子親和力4.01eV)からなる場合は、金、白金、イリジウム、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、銅、銀、クロム、およびこれらの合金などが好ましい。   As an electrode material in which the first electrode 12 or the second electrode 14 forms a Schottky junction with the n-type conductive semiconductor particles 15, the work function of the electrode material (energy difference from the vacuum level to the Fermi level) is a semiconductor. An electrode material larger than the electron affinity of the particles 15 is preferable. For example, when the semiconductor particles 15 are made of Si (electron affinity 4.01 eV), gold, platinum, iridium, palladium, ruthenium, nickel, copper, silver, chromium, And alloys thereof are preferred.

また、第1電極12あるいは第2電極14がn型導電型の半導体粒子15とオーミック接合を形成する電極材料としては、電極材料の仕事関数(真空準位からフェルミ準位までのエネルギー差)が半導体粒子15の電子親和力よりも小さい電極材料が好ましく、例えば、半導体粒子15がSiからなる場合は、リチウム、ベリリウム、マグネシウム、鉛、チタン、およびこれらの合金が好ましい。   In addition, as an electrode material in which the first electrode 12 or the second electrode 14 forms an ohmic junction with the n-type conductive semiconductor particles 15, the work function of the electrode material (energy difference from the vacuum level to the Fermi level) is used. An electrode material smaller than the electron affinity of the semiconductor particles 15 is preferable. For example, when the semiconductor particles 15 are made of Si, lithium, beryllium, magnesium, lead, titanium, and alloys thereof are preferable.

また、半導体粒子15の導電型がp型の場合は、n型導電型の場合と電極材料の仕事関数と半導体粒子の電子親和力との関係を逆にすればよい。すなわち、p型導電型の半導体粒子15とショットキー接合を形成する電極材料としては、電極材料の仕事関数が半導体粒子15の電子親和力よりも小さい電極材料が好ましく、p型導電型の半導体粒子15とオーミック接合を形成する電極材料としては、電極材料の仕事関数が半導体粒子15の電子親和力よりも大きい電極材料が好ましい。   When the conductivity type of the semiconductor particles 15 is p-type, the relationship between the work function of the electrode material and the electron affinity of the semiconductor particles may be reversed from that of the n-type conductivity type. That is, as an electrode material that forms a Schottky junction with the p-type conductivity type semiconductor particles 15, an electrode material whose work function of the electrode material is smaller than the electron affinity of the semiconductor particles 15 is preferable. As an electrode material that forms an ohmic junction, an electrode material having a work function of the electrode material larger than the electron affinity of the semiconductor particles 15 is preferable.

半導体層13は、上述したように半導体粒子15とカップリング剤を含む結着樹脂16から構成される。半導体粒子15は、例えば、導電性不純物をドープしたSi材やGe材などの半導体材料を粉砕した粉末を用いることができ、比抵抗は、好ましくは100Ω・cm以下、さらに好ましくは5Ω・cm〜15Ω・cmの範囲に設定される。半導体粒子15の平均粒径は1〜500μmの範囲に設定され、半導体粒子15同士の接触による接触抵抗の点で10〜150μmであることが好ましい。   As described above, the semiconductor layer 13 is composed of the semiconductor particles 15 and the binder resin 16 containing a coupling agent. As the semiconductor particles 15, for example, powder obtained by pulverizing a semiconductor material such as Si material or Ge material doped with conductive impurities can be used, and the specific resistance is preferably 100 Ω · cm or less, more preferably 5 Ω · cm to The range is set to 15 Ω · cm. The average particle diameter of the semiconductor particles 15 is set in a range of 1 to 500 μm, and is preferably 10 to 150 μm in terms of contact resistance due to contact between the semiconductor particles 15.

半導体粒子15のアスペクト比(長手方向長さ/幅方向長さ)は1〜10の範囲に設定される。図1(B)に示すように、半導体粒子15の長手方向の両端すなわち先端部15aが第1電極12および第2電極14に侵入して接触を確実とする点でアスペクト比は3〜10であることが好ましい。また、半導体粒子15は半導体層13の厚さ方向に半導体粒子15の長手方向がほぼ平行になるように配列することが好ましい。これにより、先端部15aが第1電極12および第2電極14に侵入して接触を一層確実とし、それと共に半導体素子の導通に寄与する半導体粒子密度を増加して、導通時の電流量を増加することができる。   The aspect ratio (length in the longitudinal direction / length in the width direction) of the semiconductor particles 15 is set in a range of 1 to 10. As shown in FIG. 1B, the aspect ratio is 3 to 10 in that both ends of the semiconductor particle 15 in the longitudinal direction, that is, the tip 15a penetrates into the first electrode 12 and the second electrode 14 to ensure contact. Preferably there is. The semiconductor particles 15 are preferably arranged so that the longitudinal direction of the semiconductor particles 15 is substantially parallel to the thickness direction of the semiconductor layer 13. As a result, the tip portion 15a penetrates into the first electrode 12 and the second electrode 14 to further ensure contact, and at the same time, the density of semiconductor particles contributing to conduction of the semiconductor element is increased, and the amount of current during conduction is increased. can do.

なお、本明細書における平均粒径は、JIS K0069−1992に準拠した方法を用いて、ふるい残分から求めた粒子径分布の積算百分率が50%になるふるいの目開きの数値を平均粒径とした。   In addition, the average particle diameter in this specification uses the method based on JISK0069-1992, and the numerical value of the opening of the sieve in which the integrated percentage of the particle diameter distribution obtained from the sieve residue is 50% is defined as the average particle diameter. did.

結着樹脂16としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、特にホットメルト接着剤および紫外線硬化樹脂が好ましい。溶剤を用いる必要がないので、半導体層13をシート状に成型後の乾燥が容易であり、半導体層13の硬度ムラ等の機械特性の不均一性を回避することができる。   A thermoplastic resin can be used as the binder resin 16, and a hot melt adhesive and an ultraviolet curable resin are particularly preferable. Since there is no need to use a solvent, the semiconductor layer 13 can be easily dried after being formed into a sheet shape, and non-uniformity in mechanical properties such as uneven hardness of the semiconductor layer 13 can be avoided.

結着樹脂16として用いられるホットメルト接着剤は、熱可塑性ベースポリマー、粘度調整剤、粘度付与成分からなる。熱可塑性ベースポリマーとしては、アクリル系、メタクリル系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール系、ポリアセタール系、ポリビニルブチラール、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、エチレン−酢酸ビニル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、スチレン−エラストマー系、熱可塑性ゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリビニルエーテル、ポリブタジエン、セルロース系等の樹脂が挙げられる。好ましくは耐熱性、非溶剤性に優れる点で、スチレン-イソプレン系ブロック共重合体や、スチレン-ブタジエン系ブロック共重合体などのスチレン−ジエン系ブロック共重合体、エチレンプロピレン系ラバーやブチル系ラバー等のブロックコポリマーが好ましく、特にSEBS(スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン)系ブロック共重合体およびSEPS(スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン)系ブロック共重合体がより好ましい。   The hot melt adhesive used as the binder resin 16 includes a thermoplastic base polymer, a viscosity modifier, and a viscosity imparting component. As thermoplastic base polymers, acrylic, methacrylic, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, polyacetal, polyvinyl butyral, polyacrylonitrile, polyphenylene oxide, polysulfone, ethylene-vinyl acetate Polyamide, polyester, polyolefin, styrene-elastomer, thermoplastic rubber, butyl rubber, polyurethane, epoxy, polycarbonate, polyvinyl ether, polybutadiene, cellulose, and the like. Styrene-isoprene block copolymers, styrene-diene block copolymers such as styrene-butadiene block copolymers, ethylene propylene rubber and butyl rubber are preferred because they are excellent in heat resistance and non-solvent properties. Block copolymers such as SEBS (styrene-ethylene-butylene-styrene) block copolymers and SEPS (styrene-ethylene-propylene-styrene) block copolymers are more preferable.

ホットメルト接着剤に添加する粘度調整剤としては、加熱溶融時の流動性・非粘着性を増大させ、かつ室温における凝集力を向上させる点でワックスを添加することが好ましい。このようなワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンおよび非晶性ポリアルファオレフィン等が挙げられ、半導体粒子15の導電性を維持したまま結着可能な樹脂であれば、なんらこれらに限定されるものではない。ホットメルト接着剤に添加する粘度付与成分はロジン誘導体等を用いることができ、添加しなくてもよい。   As a viscosity modifier to be added to the hot melt adhesive, it is preferable to add a wax from the viewpoint of increasing fluidity and non-tackiness during heating and melting and improving cohesion at room temperature. Examples of such wax include paraffin wax, microwax, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and amorphous polyalphaolefin, and any resin that can be bound while maintaining the conductivity of the semiconductor particles 15. However, it is not limited to these. As the viscosity-imparting component added to the hot melt adhesive, a rosin derivative or the like can be used, and it may not be added.

結着樹脂16として用いられる紫外線硬化樹脂は、紫外線硬化粘接着剤の光重合性成分として用いるモノマーとしては、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ECH変性ブチルアクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、2,3−ジブロモプロピル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、2(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、グリセロールメタクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、オクチルアクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、テトラクロロプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチルグリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、亜鉛ジアクリレート、亜鉛ジメタクリレートが挙げられる。   The ultraviolet curable resin used as the binder resin 16 includes benzyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, ECH-modified butyl acrylate, t-butyl as monomers used as the photopolymerizable component of the ultraviolet curable adhesive. Aminoethyl methacrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, 2,3-dibromopropyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclo Pentenyloxyethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2 (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acryl Glycerol methacrylate, isobornyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, isooctyl acrylate, lauryl (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol methacrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol acrylate, octyl acrylate, Phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol acrylate, tetrachloropropyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,3-butyl glycol (meth) acrylate, Diethylene glycol (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, 1,6-hex Diol (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol divinyl ether, trimethylolpropane triacrylate, tripropylene glycol diacrylate, zinc diacrylate And zinc dimethacrylate.

紫外線硬化樹脂を硬化させるための光重合開始剤としては、クロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、α−アミノアセトフェノン、ベンゾフェノン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール、メチル−0−ベンゾイルベンゾエート、チオキサントン、アシルホスフィンオキサイド、グリオキシエステル、3−ケトクマリン、2−エチルアントラキノン、カンファーキノン、ベンジル、ミヒラーズケトン等を用いることができ、単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。   Photopolymerization initiators for curing ultraviolet curable resins include chloroacetophenone, diethoxyacetophenone, α-aminoacetophenone, benzophenones, benzoin alkyl ethers, benzyldimethyl ketal, methyl-0-benzoylbenzoate, thioxanthone, acylphosphine Oxide, glyoxyester, 3-ketocoumarin, 2-ethylanthraquinone, camphorquinone, benzyl, Michler's ketone, etc. can be used, and may be used alone or in admixture of two or more.

カップリング剤は上述した結着樹脂16の補強剤として添加される。カップリング剤が結着樹脂16と架橋反応を生じ、共有結合等を形成して高温高湿下の環境での安定性を高める。さらに、カップリング剤は半導体粒子と結着樹脂の分子とに架橋して結合力を高めて半導体粒子を固定し、また、第1電極12および第2電極14と半導体層13との接着強度を向上し、半導体素子10の長期信頼性も向上する。   The coupling agent is added as a reinforcing agent for the binder resin 16 described above. The coupling agent causes a cross-linking reaction with the binder resin 16 to form a covalent bond or the like, thereby improving the stability in an environment of high temperature and high humidity. Further, the coupling agent crosslinks the semiconductor particles and the binder resin molecules to increase the bonding force to fix the semiconductor particles, and to increase the bonding strength between the first electrode 12 and the second electrode 14 and the semiconductor layer 13. This improves the long-term reliability of the semiconductor element 10.

カップリング剤としては、クロム錯体、チタン酸塩などを用いることができるが、シランカップリング剤が好ましい。シランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。ホットメルト樹脂にアクリル系を用いる場合は、カップリング剤は、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシランを用いることが好ましい。上述した結着樹脂16と反応性を示すものであればこれに限定されるものではない。   As the coupling agent, a chromium complex, titanate or the like can be used, but a silane coupling agent is preferable. Examples of silane coupling agents include vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxy. Propylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane , 3-acryloxypropyltrimethoxysilane and the like. When an acrylic resin is used for the hot melt resin, the coupling agent is 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3- It is preferable to use chloropropyltrimethoxysilane. The present invention is not limited to this as long as it exhibits reactivity with the binder resin 16 described above.

本実施の形態の半導体素子10は、半導体粒子15を固定する熱可塑性の結着樹脂16がその分子同士がカップリン剤により強固に結合されているので、高温環境下において軟化することがなく半導体粒子15と第1電極12および第2電極14との接触が安定し、ショットキー接合あるいはオーミック接合の状態が良好に保たれる。その結果、電流−電圧特性等の電気特性の安定性が優れている。   In the semiconductor element 10 of the present embodiment, since the thermoplastic binder resin 16 that fixes the semiconductor particles 15 is strongly bonded to each other by a coupling agent, the semiconductor element 10 does not soften in a high temperature environment. The contact between the particle 15 and the first electrode 12 and the second electrode 14 is stabilized, and the Schottky junction or ohmic junction state is kept good. As a result, the stability of electrical characteristics such as current-voltage characteristics is excellent.

結着樹脂16がホットメルト接着剤の場合は、熱可塑性ベースポリマーの分子が非晶質状態であるので、後述する製造工程では加熱することにより加工し易いという特徴を有する。その反面、高温環境下で軟化および流動化し易く、そのままでは半導体素子10の信頼性が低下するが、本実施の形態の半導体素子10は非晶質状態の分子同士をカップリング剤により強固に結合することにより電気特性が安定化されている。   In the case where the binder resin 16 is a hot melt adhesive, the thermoplastic base polymer molecules are in an amorphous state. Therefore, the binder resin 16 has a feature that it can be easily processed by heating in the manufacturing process described later. On the other hand, the semiconductor element 10 is easily softened and fluidized in a high temperature environment, and the reliability of the semiconductor element 10 is lowered as it is. However, the semiconductor element 10 of the present embodiment strongly bonds molecules in an amorphous state with a coupling agent. By doing so, the electrical characteristics are stabilized.

本実施の形態の半導体素子10は、半導体粒子15のアスペクト比を特に1〜10(好ましくは3〜10)の範囲に設定することで、半導体粒子15の先端部15aが第1電極12および第2電極14に侵入する半導体粒子15の割合が増加し、良好なオーミックあるいはショットキー接合が形成されると共に半導体素子10の単位電極面積当たりの最大電流量を増加することができる。   In the semiconductor element 10 of the present embodiment, by setting the aspect ratio of the semiconductor particles 15 to be in the range of 1 to 10 (preferably 3 to 10), the tip portion 15a of the semiconductor particles 15 is connected to the first electrode 12 and the first electrode 12. The ratio of the semiconductor particles 15 penetrating the two electrodes 14 is increased, a good ohmic or Schottky junction is formed, and the maximum current amount per unit electrode area of the semiconductor element 10 can be increased.

次に第1の実施の形態に係る半導体素子の製造方法について図2を参照しつつ説明する。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図2は、第1の実施の形態に係る半導体素子の製造工程を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing manufacturing steps of the semiconductor element according to the first embodiment.

まず、半導体材料、例えばn型の不純物をドープしたSi基板を粉砕した半導体粒子と、ホットメルト接着剤の粉体を混合・撹拌し、均一化する(S102)。ホットメルト接着剤の粉体の平均粒径は、次工程で固形物を形成した場合の均一分散性の点で、半導体粒子の平均粒径よりも小さい方が好ましい。   First, semiconductor particles obtained by pulverizing a semiconductor material, for example, an Si substrate doped with an n-type impurity, and hot-melt adhesive powder are mixed and stirred to make uniform (S102). The average particle diameter of the hot melt adhesive powder is preferably smaller than the average particle diameter of the semiconductor particles in terms of uniform dispersibility when a solid is formed in the next step.

このようにして得た混合粉体を一軸加圧成型機を用いて、ホットメルト接着剤の軟化点以上の温度に加熱すると共に加圧して、ペレット状の固形物を形成し、さらに固形物を熱圧延して膜厚30μm〜150μmの半導体粒子含有シート(図1の半導体層13に相当する。)を形成する(S104)。半導体粒子含有シートは、半導体粒子の平均粒径を基準として、後の工程の熱圧着において半導体粒子と第1電極および第2電極との良好な接触を形成する点で、50%〜150%の膜厚とすることが好ましく、さらには100%〜120%とすることが好ましい。なお、チップ状の半導体素子を形成する場合は、所望の形状に切断あるいは加熱しながら切断してもよい。   The mixed powder thus obtained is heated and pressurized to a temperature equal to or higher than the softening point of the hot melt adhesive using a uniaxial pressure molding machine to form a pellet-like solid, and the solid A semiconductor particle-containing sheet (corresponding to the semiconductor layer 13 in FIG. 1) having a film thickness of 30 μm to 150 μm is formed by hot rolling (S104). The semiconductor particle-containing sheet is 50% to 150% in terms of forming good contact between the semiconductor particles, the first electrode, and the second electrode in the thermocompression bonding in a later step, based on the average particle diameter of the semiconductor particles. It is preferable to set it as a film thickness, and it is preferable to set it as 100%-120%. In the case of forming a chip-like semiconductor element, it may be cut into a desired shape or while being heated.

次いで、半導体粒子含有シートを、上述したカップリング剤を0.2wt%〜3wt%濃度の溶液に浸し、カップリング剤を半導体粒子含有シートに含浸し、さらに乾燥する(S106)。ここで、カップリング剤を溶解するための溶媒は、半導体粒子含有シートを膨潤させる溶媒を用いる。このような溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、トルエン、キシレン等が好ましい。なお、半導体粒子含有シート全体が膨潤する程度にカップリング剤溶液を半導体粒子含有シート表面に塗布してもよい。   Next, the semiconductor particle-containing sheet is dipped in the above-described coupling agent in a solution having a concentration of 0.2 wt% to 3 wt%, the semiconductor agent-containing sheet is impregnated with the coupling agent, and further dried (S106). Here, the solvent for dissolving the coupling agent is a solvent that swells the semiconductor particle-containing sheet. As such a solvent, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, toluene, xylene and the like are preferable. The coupling agent solution may be applied to the surface of the semiconductor particle-containing sheet so that the entire semiconductor particle-containing sheet swells.

次いで、導電性粒子を分散させたペーストあるいは樹脂溶液を塗布・乾燥して第1電極および第2電極を形成する(S108)。第1電極および第2電極の導電性粒子材料は、上述したように一方が半導体素子とショットキー接合を形成し、他方がオーミック接合を形成する材料を選択する。第1電極および第2電極は整流素子を形成する位置に直接塗布あるいは印刷法により形成してもよく、工程基板等に形成した後剥離したものでもよい。   Next, a paste or a resin solution in which conductive particles are dispersed is applied and dried to form the first electrode and the second electrode (S108). As described above, the conductive particle material of the first electrode and the second electrode is selected such that one forms a Schottky junction with the semiconductor element and the other forms an ohmic junction. The first electrode and the second electrode may be formed by direct application or printing at a position where the rectifying element is formed, or may be formed after being formed on a process substrate or the like and then peeled off.

次いで、溶媒を除去した半導体粒子含有シートを第1電極および第2電極で挟み、一軸加圧成型機を用い熱圧着し半導体素子が形成される(S110)。ここで、加熱温度は、半導体粒子含有シートのホットメルト接着剤の軟化点温度よりも高く、かつカップリング剤の反応開始温度以上の温度に設定する。また、印加する圧力は、例えば1MPa程度に設定する。加熱および加圧することでホットメルト接着剤が軟化し、半導体粒子が第1電極および第2電極に侵入し、半導体粒子/第1電極間、および半導体粒子/第2電極間の良好な接合が形成される。さらに、カップリング剤が加熱により解離し、ホットメルト接着剤を形成する分子と反応してホットメルト接着剤を硬化する。その結果、熱可塑性が消失あるいは軟化点が上昇し軟化し難くなる。   Next, the semiconductor particle-containing sheet from which the solvent has been removed is sandwiched between the first electrode and the second electrode, and a semiconductor element is formed by thermocompression using a uniaxial pressure molding machine (S110). Here, the heating temperature is set to a temperature higher than the softening point temperature of the hot melt adhesive of the semiconductor particle-containing sheet and equal to or higher than the reaction start temperature of the coupling agent. Moreover, the applied pressure is set to about 1 MPa, for example. The hot melt adhesive is softened by heating and pressurizing, the semiconductor particles enter the first electrode and the second electrode, and a good bond is formed between the semiconductor particles / first electrode and between the semiconductor particles / second electrode. Is done. Further, the coupling agent is dissociated by heating and reacts with molecules forming the hot melt adhesive to cure the hot melt adhesive. As a result, the thermoplasticity disappears or the softening point rises and it becomes difficult to soften.

本実施の形態の製造方法では、結着樹脂にホットメルト接着剤を用いることにより、熱圧着の際に、膜厚方向に加圧されると加熱により軟化したホットメルト接着剤が横方向に広がり、半導体粒子がホットメルト接着剤から露出し易くなる。したがって、露出した半導体粒子の先端部が第1電極および第2電極に侵入し易くなり、半導体粒子と第1電極および第2電極との良好な接触状態が形成される。   In the manufacturing method of the present embodiment, by using a hot melt adhesive for the binder resin, the hot melt adhesive softened by heating spreads in the lateral direction when pressed in the film thickness direction during thermocompression bonding. The semiconductor particles are easily exposed from the hot melt adhesive. Therefore, the exposed tips of the semiconductor particles easily enter the first electrode and the second electrode, and a good contact state between the semiconductor particles and the first electrode and the second electrode is formed.

さらに加熱温度が上昇することによりカップリング剤が解離・反応しホットメルトが固化する。したがって、熱圧着することにより、半導体粒子含有シートと第1電極および第2電極との圧着工程とカップリング剤の反応工程とを同時に行うことができる。   Furthermore, when the heating temperature rises, the coupling agent dissociates and reacts to solidify the hot melt. Therefore, by thermocompression bonding, the pressure bonding step between the semiconductor particle-containing sheet, the first electrode and the second electrode and the reaction step of the coupling agent can be performed simultaneously.

また、結着樹脂にホットメルト接着剤を用いることにより、ホットメルト接着剤の非溶剤性の点から、ホットメルト接着剤の粉末と半導体粒子との混合分散が容易である。   Further, by using a hot melt adhesive for the binder resin, it is easy to mix and disperse the hot melt adhesive powder and the semiconductor particles from the non-solvent point of the hot melt adhesive.

なお、上記S104において、一軸加圧成型機を用いてペレット状の固形物を形成したが、押出成型機を用いて厚膜のシート状に成型してもよく、さらには、アプリケータを用いて工程基板上や、第1電極を形成した上に直接塗布してもよい。   In S104, a pellet-shaped solid was formed using a uniaxial pressure molding machine, but it may be molded into a thick film sheet using an extrusion molding machine, and further using an applicator. You may apply | coat directly on a process board | substrate or after forming the 1st electrode.

また、半導体粒子含有シートと接触する第1電極および第2電極の表面に予め上記カップリング剤溶液を塗布してもよい。半導体粒子含有シートと第1電極および第2電極との密着性が向上する。   Moreover, you may apply | coat the said coupling agent solution previously to the surface of the 1st electrode and 2nd electrode which contact a semiconductor particle containing sheet | seat. Adhesion between the semiconductor particle-containing sheet and the first electrode and the second electrode is improved.

上記製造工程では、半導体粒子含有シートにカップリング剤溶液を含浸させたが、その代わりにS102においてカップリング剤により表面処理したホットメルト接着剤の粉末を用いてもよい。この際、カップリング反応の一様性および均質性の点でホットメルト接着剤の粉末の平均粒径は10μm〜30μmの範囲が好ましく、表面処理の際のカップリング剤濃度は0.5wt%〜3wt%の範囲に設定することが好ましい。さらに半導体粒子をホットメルト接着剤の粉末と同様にカップリング剤により表面処理してもよい。   In the manufacturing process described above, the semiconductor particle-containing sheet is impregnated with the coupling agent solution. Instead, a hot melt adhesive powder surface-treated with the coupling agent in S102 may be used. At this time, the average particle diameter of the hot melt adhesive powder is preferably in the range of 10 μm to 30 μm in terms of uniformity and homogeneity of the coupling reaction, and the concentration of the coupling agent in the surface treatment is 0.5 wt% to It is preferable to set in the range of 3 wt%. Further, the semiconductor particles may be surface-treated with a coupling agent in the same manner as the hot melt adhesive powder.

図3は、第1の実施の形態に係る半導体素子の製造工程の他の例を示すフローチャートである。図3を参照しつつ製造工程を説明する。   FIG. 3 is a flowchart showing another example of the manufacturing process of the semiconductor element according to the first embodiment. The manufacturing process will be described with reference to FIG.

まず、半導体材料、例えばn型の不純物をドープしたSi基板を粉砕した半導体粒子粉末と、紫外線硬化樹脂のモノマーあるいはオリゴマーと、光重合開始剤と、上述したカップリング剤を混練し混練物を得る(S122)。紫外線硬化樹脂のモノマーあるいはオリゴマーは、後の工程における塗布法に適切な粘度等を考慮して適宜選択される。カップリング剤は例えば上述したシランカップリング剤から適宜選択される。   First, a semiconductor material, for example, a semiconductor particle powder obtained by pulverizing a Si substrate doped with an n-type impurity, a monomer or oligomer of an ultraviolet curable resin, a photopolymerization initiator, and the above coupling agent are kneaded to obtain a kneaded product. (S122). The monomer or oligomer of the ultraviolet curable resin is appropriately selected in consideration of the viscosity and the like appropriate for the coating method in a later step. The coupling agent is appropriately selected from, for example, the silane coupling agents described above.

次いで、ガラス基板などの基板上に例えば膜厚30μmの第1電極をスクリーン法などの印刷法等により選択的に形成する(S124)。第1電極の材料は上述した導電性粒子を分散させたペーストあるいは樹脂溶液などを用いてもよく、真空蒸着法やスパッタ法などの真空プロセスを用いてもよい。   Next, a first electrode having a thickness of, for example, 30 μm is selectively formed on a substrate such as a glass substrate by a printing method such as a screen method (S124). As the material for the first electrode, the above-described paste in which conductive particles are dispersed, a resin solution, or the like may be used, or a vacuum process such as a vacuum deposition method or a sputtering method may be used.

次いで、第1電極上に例えばスクリーン法を用いて上記混練物を塗布し半導体層を形成する(S126)。半導体層の膜厚は、図2のS104の半導体粒子含有シートの膜厚と同様の範囲に設定される。   Next, the kneaded material is applied onto the first electrode by using, for example, a screen method to form a semiconductor layer (S126). The film thickness of the semiconductor layer is set in the same range as the film thickness of the semiconductor particle-containing sheet in S104 of FIG.

次いで、半導体層に紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させる(S128)。紫外線照射は、高圧水銀ランプ等の光源を用いた公知の紫外線照射装置を用いることができる。   Next, the semiconductor layer is irradiated with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin (S128). For the ultraviolet irradiation, a known ultraviolet irradiation apparatus using a light source such as a high-pressure mercury lamp can be used.

次いで、半導体層上に第2電極を第1電極と同様の方法で形成する(S130)。   Next, a second electrode is formed on the semiconductor layer by the same method as the first electrode (S130).

次いで、一軸加圧成型機等により基板/第1電極/半導体層/第2電極を加圧すると共に加熱してそれぞれの層を接着する(S132)。加熱温度および印加する圧力は、図2のS108の工程とほぼ同様の範囲に設定する。   Next, the substrate / first electrode / semiconductor layer / second electrode are pressurized and heated by a uniaxial pressure molding machine or the like to bond the respective layers (S132). The heating temperature and the pressure to be applied are set in a range almost similar to the step S108 in FIG.

本実施の形態の製造方法では、半導体層をスクリーン法によりパターニングして形成するので半導体素子を形成する電子装置や電子基板に直接形成することができる。したがって、製造コストの低減が容易となる。   In the manufacturing method of the present embodiment, since the semiconductor layer is formed by patterning by a screen method, it can be directly formed on an electronic device or an electronic substrate on which a semiconductor element is formed. Therefore, the manufacturing cost can be easily reduced.

また、予めカップリング剤を半導体層となる混練物に添加しているので、後の工程でカップリング剤を含浸する工程を省略することができ、工程を簡略化することができる。   Moreover, since the coupling agent is added to the kneaded material to be the semiconductor layer in advance, the step of impregnating the coupling agent in the subsequent step can be omitted, and the step can be simplified.

なお、本実施の形態の製造方法では、カップリング剤を半導体層となる混練物に添加したが、紫外線照射後に塗布法によりカップリング剤溶液を塗布してもよい。   In addition, in the manufacturing method of this Embodiment, although the coupling agent was added to the kneaded material used as a semiconductor layer, you may apply | coat a coupling agent solution with a coating method after ultraviolet irradiation.

次に本実施の形態に係る実施例1〜4と本発明によらない比較例について説明する。   Next, Examples 1-4 according to the present embodiment and comparative examples not according to the present invention will be described.

[実施例1]
平均粒径50μmに粉砕した比抵抗が7.5〜12.5Ω・cmのn型Si粉末25重量部と、平均粒径45μm以下に粉砕したポリエステル系ホットメルト樹脂(倉敷紡績社製商品名クランベター、JIS K6863−1994に準拠したボール&リング測定による軟化温度40℃)100重量部を遊星型ミルを用いて撹拌し混合物を得た。
[Example 1]
25 parts by weight of n-type Si powder having a specific resistance of 7.5 to 12.5 Ω · cm pulverized to an average particle size of 50 μm and a polyester hot melt resin pulverized to an average particle size of 45 μm or less (trade name Clan manufactured by Kurashiki Spinning Co., Ltd. Better, 100 parts by weight of a ball and ring measurement according to JIS K6863-1994 (with a softening temperature of 40 ° C.) was stirred using a planetary mill to obtain a mixture.

このようにして得られた混合物を0.15gとり、市販の一軸加圧成型機を用いて圧力約2500kg/cm2でペレットを形成した。次いで、加熱加圧プレスを用いてペレットを温度160℃、圧力5MPaで延伸しシート厚65μmの半導体粒子含有シートを得た。 0.15 g of the mixture thus obtained was taken, and pellets were formed at a pressure of about 2500 kg / cm 2 using a commercially available uniaxial pressure molding machine. Next, the pellet was stretched at a temperature of 160 ° C. and a pressure of 5 MPa using a heat and pressure press to obtain a semiconductor particle-containing sheet having a sheet thickness of 65 μm.

このようにして得た半導体粒子シートを縦4mm×横4mmの大きさの矩形状に切り出し、2wt%濃度の3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(反応(開始)温度130℃)のエタノール溶液に30秒浸漬しシランカップリング処理を行い、次いで乾燥してエタノールを除去した。なお、これらの操作は窒素置換したグローブボックス内で行った。   The semiconductor particle sheet thus obtained was cut into a rectangular shape with a size of 4 mm in length and 4 mm in width, and placed in an ethanol solution of 3-isocyanatepropyltriethoxysilane (reaction (starting temperature: 130 ° C.) with a concentration of 2 wt% for 30 seconds. Immersion and silane coupling treatment were performed, followed by drying to remove ethanol. These operations were performed in a glove box substituted with nitrogen.

次いで、下から順にAg電極(膜厚20μm)、半導体粒子含有シート、W電極(膜厚30μm)、Ag電極(膜厚20μm)を積層し、加熱温度160℃、圧力0.55kgf/mm2、10秒間で熱圧着すると共にカップリング反応を生じせしめた。以上により、Ag電極と半導体粒子含有シートのn型Si粉末がショットキー接合を形成する整流素子を形成した。 Subsequently, an Ag electrode (film thickness 20 μm), a semiconductor particle-containing sheet, a W electrode (film thickness 30 μm), and an Ag electrode (film thickness 20 μm) are stacked in order from the bottom, heating temperature 160 ° C., pressure 0.55 kgf / mm 2 , The thermocompression bonding was carried out for 10 seconds and a coupling reaction was caused. As described above, a rectifying element in which the Ag electrode and the n-type Si powder of the semiconductor particle-containing sheet form a Schottky junction was formed.

ここで、Ag電極はバーコーターを用いてAgペーストを厚さ20μmに塗布して乾燥させたものを用いた。また、W電極は、W金属粉末(平均粒径10μm)50重量部を液体エポキシ樹脂100重量部に分散させ、バーコーターにより膜厚30μmに塗布して加熱硬化させたものである。   Here, as the Ag electrode, a bar coater was used to apply and dry an Ag paste to a thickness of 20 μm. The W electrode is obtained by dispersing 50 parts by weight of W metal powder (average particle size: 10 μm) in 100 parts by weight of a liquid epoxy resin, applying it to a film thickness of 30 μm with a bar coater, and curing it by heating.

このようにして形成した整流素子の整流特性を60℃、95%RH環境に1000時間保存前と保存後に測定を行った。   The rectifying characteristics of the rectifying element thus formed were measured before and after storage for 1000 hours in a 60 ° C., 95% RH environment.

図4は、実施例1に係る整流素子の保存前後の電流−電圧特性を示す図である。図4を参照するに、実施例1に係る整流素子は保存前および保存後のいずれにおいても良好な整流特性を示し、保存前後で電流が流れ始める最小電圧がほとんど変化していないことが分かる。このことから、60℃、95%RH環境のような過酷な高温高湿下に保存した場合でも実施例1に係る整流素子の信頼性が高いことが分かる。   FIG. 4 is a diagram illustrating current-voltage characteristics of the rectifying element according to the first embodiment before and after storage. Referring to FIG. 4, it can be seen that the rectifying device according to Example 1 exhibits good rectifying characteristics both before and after storage, and the minimum voltage at which current begins to flow before and after storage hardly changes. From this, it can be seen that the reliability of the rectifying element according to Example 1 is high even when stored under severe high temperature and high humidity such as 60 ° C. and 95% RH environment.

[実施例2]
平均粒径が25μmのn型Si粉末を用いた以外は実施例1と同様にして整流素子を形成した。
[Example 2]
A rectifying element was formed in the same manner as in Example 1 except that n-type Si powder having an average particle size of 25 μm was used.

[実施例3]
n型Si粉末25重量部に対してクランベター(前出)175重量部を混合し、3wt%濃度の3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランのエタノール溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして整流素子を形成した。
[Example 3]
Except for mixing 175 parts by weight of clanbetter (supra) with 25 parts by weight of n-type Si powder and using an ethanol solution of 3-isocyanatepropyltriethoxysilane having a concentration of 3 wt%, the same as in Example 1. A rectifying element was formed.

[実施例4]
1wt%濃度の3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランのエタノール溶液を用いた以外は、実施例3と同様にして整流素子を形成した。
[Example 4]
A rectifying device was formed in the same manner as in Example 3 except that an ethanol solution of 3-isocyanatepropyltriethoxysilane having a concentration of 1 wt% was used.

実施例2〜実施例4の整流素子を実施例1と同様にして、60℃、95%RH環境に1000時間保存前と保存後に測定を行った。図示を省略するが、実施例2〜実施例4の整流素子は、実施例1と同様に保存前と保存後において良好な整流特性を示し、保存前後で電流が流れ始める最小電圧がほとんど変化しなかった。このことから、実施例2〜実施例4の整流素子も高温高湿下に保存した場合でも実施例2〜実施例4に係る整流素子の信頼性が高いことが分かる。   The rectifying elements of Examples 2 to 4 were measured in the same manner as in Example 1 in a 60 ° C., 95% RH environment before and after storage for 1000 hours. Although illustration is omitted, the rectifying elements of Examples 2 to 4 show good rectifying characteristics before and after storage as in Example 1, and the minimum voltage at which current begins to flow before and after storage changes almost. There wasn't. From this, it can be seen that the reliability of the rectifying elements according to Examples 2 to 4 is high even when the rectifying elements of Examples 2 to 4 are stored under high temperature and high humidity.

[比較例]
シランカップリング処理を行わない以外は、実施例1と同様にして整流素子を形成した。
[Comparative example]
A rectifying element was formed in the same manner as in Example 1 except that the silane coupling treatment was not performed.

このようにして形成した比較例の整流素子を実施例1と同様にして、60℃、95%RH環境に1000時間保存前と保存後に測定を行った。   The comparative rectifying element thus formed was measured in the same manner as in Example 1 in a 60 ° C., 95% RH environment before and after storage for 1000 hours.

図5は比較例に係る整流素子の保存前後の電流−電圧特性を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing current-voltage characteristics before and after storage of the rectifying element according to the comparative example.

図5を参照するに、比較例の整流素子は保存前は良好な整流特性を示したのに対して、保存後は、順方向の飽和電流値が低下し、保存前後で電流が流れ始める最小電圧が変化した。このことから高温高湿下の保存により半導体粒子と第1電極あるいは第2電極との接触が悪化したことが分かる。これに対して、図4に示す実施例1に係る整流素子は図5に示す比較例に対して、明らかに保存後の特性が良好であり、このことは半導体層の結着樹脂にカップリング剤を添加し反応させたことにより顕著に高温高湿下の保存に対する耐性が向上したことを示している。したがって、実施例1〜実施例4の整流素子は特に携帯端末等の室外で使用される電子装置に最適であることが分かる。   Referring to FIG. 5, the rectifying device of the comparative example showed good rectifying characteristics before storage, but after storage, the saturation current value in the forward direction decreased and the current began to flow before and after storage. The voltage has changed. From this, it can be seen that the contact between the semiconductor particles and the first electrode or the second electrode deteriorated due to storage under high temperature and high humidity. On the other hand, the rectifying device according to Example 1 shown in FIG. 4 clearly has better characteristics after storage than the comparative example shown in FIG. 5, which is coupled to the binder resin of the semiconductor layer. It shows that the resistance to storage under high temperature and high humidity is remarkably improved by adding and reacting the agent. Therefore, it can be seen that the rectifying elements of Examples 1 to 4 are particularly suitable for electronic devices used outdoors such as portable terminals.

(第2の実施の形態)
図6は本発明の第2の実施の形態に係る座標入力装置の構成図、図7は第2の実施の形態に係る座標入力装置の要部断面図である。なお、図7は説明の便宜のため、厚さ方向を拡大して示している。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a configuration diagram of a coordinate input device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a principal part of the coordinate input device according to the second embodiment. FIG. 7 shows an enlarged thickness direction for convenience of explanation. In the figure, portions corresponding to the portions described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図6および図7を参照するに、座標入力装置20は、大略して、抵抗膜23が表面に形成されたガラス基板等の基板21と、基板21に対向して配置され、検出電極膜26が裏面に形成されたPET等の可撓性基板22と、抵抗膜23に電圧を印加するための直流電源28と、可撓性基板22を部分的に加圧した際の加圧位置座標を検出する電圧計29から構成されている。   Referring to FIGS. 6 and 7, the coordinate input device 20 is roughly arranged with a substrate 21 such as a glass substrate having a resistance film 23 formed on the surface thereof, a substrate 21 and the like, and a detection electrode film 26. Is a flexible substrate 22 such as PET formed on the back surface, a direct current power source 28 for applying a voltage to the resistance film 23, and a pressing position coordinate when the flexible substrate 22 is partially pressed. It comprises a voltmeter 29 for detection.

抵抗膜23は、ベタ膜のITO膜等の透明抵抗体からなり、抵抗膜23の周辺部(四角形の各辺近傍)には抵抗膜23と電気的に接続された点状電極24が所定の間隔で多数形成されている。それぞれの点状電極24にはダイオード25が接続され、ダイオード25は、例えば図中に示すX軸方向にほぼ線形な電位分布を形成するために点状電極24に所定の方向に接続される。すなわち、X軸方向に垂直な辺の一方(+X側)に配置された点状電極24にはダイオード25のカソードが接続され、そのダイオード25のアノードはスイッチSW2を介して直流電源28の正極(スイッチSW2がA接点に接触する場合)に接続され、対向する辺(−X側)に配置された点状電極24にはダイオード25のアノードが接続され、そのダイオード25のカソードはスイッチSW1を介して直流電源28の負極(スイッチSW1がA接点に接触する場合)に接続される。このようにして抵抗膜23のX軸方向には−X方向に電位が低下する電位分布が形成される。   The resistance film 23 is made of a transparent resistor such as a solid ITO film, and a dotted electrode 24 electrically connected to the resistance film 23 is provided on the periphery of the resistance film 23 (in the vicinity of each side of the square). Many are formed at intervals. A diode 25 is connected to each dot electrode 24, and the diode 25 is connected to the dot electrode 24 in a predetermined direction in order to form a substantially linear potential distribution in the X-axis direction shown in the figure, for example. That is, the cathode of the diode 25 is connected to the dotted electrode 24 disposed on one side (+ X side) perpendicular to the X-axis direction, and the anode of the diode 25 is connected to the positive electrode ( The anode of a diode 25 is connected to the dotted electrode 24 arranged on the opposite side (−X side), and the cathode of the diode 25 is connected to the switch SW1 via the switch SW1. And connected to the negative electrode of the DC power supply 28 (when the switch SW1 contacts the A contact). In this way, a potential distribution in which the potential decreases in the −X direction is formed in the X axis direction of the resistance film 23.

また、Y軸方向に垂直な辺にもX軸方向と同様に点状電極24およびダイオード25が配置・接続され、スイッチSW1およびSW2をB接点に接触させることにより+Y方向に電位が低下する電位分布が形成される。   Similarly, the electrode 24 and the diode 25 are arranged and connected to the side perpendicular to the Y-axis direction as in the X-axis direction, and the potential decreases in the + Y direction by bringing the switches SW1 and SW2 into contact with the B contact. A distribution is formed.

検出電極膜26は、可撓性基板22の裏面にベタ膜状に形成され、抵抗膜23に対向し絶縁性材料からなるスペーサ31を介して配置され電圧計29に接続されている。検出電極膜26は例えば薄膜の金属電極やITOなどの透明電極材料から構成されている。   The detection electrode film 26 is formed in the form of a solid film on the back surface of the flexible substrate 22, is disposed opposite to the resistance film 23 via a spacer 31 made of an insulating material, and is connected to a voltmeter 29. The detection electrode film 26 is made of, for example, a thin metal electrode or a transparent electrode material such as ITO.

次に座標入力装置20の動作を簡単に説明する。可撓性基板22をペンなどで加圧することにより、検出電極膜26が抵抗膜23に接触する。スイッチSW1およびSW2がA接点に接触している場合は抵抗膜23にはX軸方向に電位分布が形成されているので、加圧位置のX座標に相当する電位が電圧計29により検出される。スイッチSW1およびSW2がB接点に切り換わると抵抗膜23にはY軸方向に電位分布が形成されているので、加圧位置のY座標に相当する電位が電圧計29により検出される。スイッチSW1およびSW2の切替えは自動的にペンによる加圧時間に対して短時間に行われるので、加圧位置のX座標およびY座標の両方を検出することができる。   Next, the operation of the coordinate input device 20 will be briefly described. By pressing the flexible substrate 22 with a pen or the like, the detection electrode film 26 comes into contact with the resistance film 23. When the switches SW1 and SW2 are in contact with the A contact, since the potential distribution is formed in the resistance film 23 in the X-axis direction, the potential corresponding to the X coordinate of the pressurization position is detected by the voltmeter 29. . When the switches SW1 and SW2 are switched to the B contact, a potential distribution is formed in the Y-axis direction in the resistance film 23, and therefore the potential corresponding to the Y coordinate of the pressurization position is detected by the voltmeter 29. Since the switches SW1 and SW2 are automatically switched in a short time with respect to the pressurization time by the pen, both the X coordinate and the Y coordinate of the pressurization position can be detected.

本実施の形態に係る座標入力装置20はダイオード25に特徴がある。ダイオード25は上述した第1の実施の形態に係る半導体素子であり、図7に示すように、ダイオード25は可撓性基板22上の周辺部に、第1電極12/半導体層13/第2電極14が積層して形成され、第1電極は図6に示すスイッチSW1またはSW2に接続され(接続線は図示を省略する。)、第2電極はワイヤやFPC等の導電線32により点状電極24に接続されている。ダイオード25は高温環境において半導体層の結着樹脂が軟化し変形することがない等の耐環境性に優れているので信頼性の高い座標入力装置を実現できる。また、ダイオード25は、塗布法とくに印刷法により形成できるので実装が容易であり、数100μm程度あるいはそれ以下の厚さであるので、従来の整流素子の約2mmの厚さと比較して1/10程度に薄膜化されている。したがって、携帯端末機などの入力装置として用いることにより本体の薄板化、小型化を促進することができる。また、ダイオード25の形状を簡単にパターン化することができるので、ダイオード25の面密度を向上しダイオード25の実装面積を低減して入力可能な範囲を拡大することができる。   The coordinate input device 20 according to the present embodiment is characterized by a diode 25. The diode 25 is the semiconductor element according to the first embodiment described above. As shown in FIG. 7, the diode 25 is formed around the first electrode 12 / semiconductor layer 13 / second on the periphery of the flexible substrate 22. The electrode 14 is formed by laminating, the first electrode is connected to the switch SW1 or SW2 shown in FIG. 6 (connection lines are not shown), and the second electrode is dotted by a conductive line 32 such as a wire or FPC. It is connected to the electrode 24. Since the diode 25 is excellent in environmental resistance such that the binder resin of the semiconductor layer is not softened and deformed in a high temperature environment, a highly reliable coordinate input device can be realized. Further, the diode 25 can be easily formed because it can be formed by a coating method, particularly a printing method, and has a thickness of about several hundred μm or less, so that it is 1/10 of the thickness of the conventional rectifier element of about 2 mm. It is thinned to the extent. Therefore, by using it as an input device such as a portable terminal, it is possible to promote thinning and miniaturization of the main body. Further, since the shape of the diode 25 can be easily patterned, the surface density of the diode 25 can be improved, the mounting area of the diode 25 can be reduced, and the input range can be expanded.

なお、第2の実施の形態では抵抗膜23および点状電極24を基板21表面に形成し、可撓性基板22の裏面に検出電極膜26を設けた例を説明したが、検出電極膜26を基板21表面に形成し抵抗膜23および点状電極24を可撓性基板22の裏面に形成してもよい。   In the second embodiment, the example in which the resistance film 23 and the dotted electrode 24 are formed on the surface of the substrate 21 and the detection electrode film 26 is provided on the back surface of the flexible substrate 22 has been described. May be formed on the surface of the substrate 21, and the resistance film 23 and the dotted electrode 24 may be formed on the back surface of the flexible substrate 22.

また、本実施の形態では座標入力装置を例に説明したが、座標入力装置に特に限定されず、第1の実施の形態の半導体素子は液晶表示装置などの他の電子装置に適用することができる。   In this embodiment, the coordinate input device is described as an example. However, the present invention is not particularly limited to the coordinate input device, and the semiconductor element of the first embodiment can be applied to other electronic devices such as a liquid crystal display device. it can.

以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be changed.

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
(付記1) 半導体粒子と結着樹脂からなる半導体層と、
前記半導体層を挟む第1の電極および第2の電極と、からなる半導体素子であって、
前記結着樹脂にカップリング剤が添加されていることを特徴とする半導体素子。
(付記2) 前記半導体粒子は不純物イオンがドープされてなることを特徴とする付記1記載の半導体素子。
(付記3) 前記半導体粒子は平均粒径が1〜500μmの範囲に設定されることを特徴とする付記1または2記載の半導体素子。
(付記4) 前記半導体粒子はアスペクト比が1〜10の範囲に設定されることを特徴とする付記1〜3のうち、いずれか一項記載の半導体素子。
(付記5) 前記半導体粒子は、その長手方向が半導体層の厚さ方向と略平行に配列されてなることを特徴とする付記1〜4のうち、いずれか一項記載の半導体素子。
(付記6) 前記半導体層と第1の電極および第2の電極との各々の界面において、前記半導体粒子の先端部が第1の電極または第2の電極に侵入してなることを特徴とする付記1〜5のうち、いずれか一項記載の半導体素子。
(付記7) 前記カップリング剤がシランカップリング剤であることを特徴とする付記1〜6のうち、いずれか一項記載の半導体素子。
(付記8) 前記結着樹脂はホットメルト接着剤または紫外線硬化樹脂であることを特徴とする付記1〜7のうち、いずれか一項記載の半導体素子。
(付記9) 一方の面に第1の導電膜が形成された第1の基板と、
一方の面に第2の導電膜が形成され、前記第1の導電膜と第2の導電膜とが対向するように配置された第2の基板と、
前記第1の導電膜に電圧を印加する電源と、
前記第1の基板または第2の基板が加圧された際に、前記第1の導電膜と第2の導電膜とが接触する位置の電位を検出する検出手段と、
前記第1の導電膜と電源との間にあって、付記1〜8のうちいずれか一項記載の半導体素子を用いて、前記第1の導電膜中に流れる電流を整流する整流手段と、を備える座標入力装置。
(付記10) 半導体粒子を結着樹脂に分散させて混合物を形成する工程と、
前記混合物からシート状成型物を形成する工程と、
前記シート状成型物の両面に電極を形成する工程と、
前記シート状成型物に含まれるカップリング剤を反応させる加熱処理を行う工程と、を備える半導体素子の製造方法。
(付記11) 前記シート状成型物を形成する工程と電極を形成する工程との間に、
前記シート状成型物にカップリング剤を含む溶液を含浸するカップリング処理を行う工程を備えることを特徴とする付記10記載の半導体素子の製造方法。
(付記12) 前記結着樹脂はカップリング剤を含むことを特徴とする付記10記載の半導体素子の製造方法。
(付記13) 前記電極を形成する工程は、電極の一方の表面にカップリング剤を塗布し、その塗布した表面がシート状成型物側になるように電極とシート状成型物を積層することを特徴とする付記10〜12のうち、いずれか一項記載の半導体素子の製造方法。
(付記14) 前記電極を形成する工程の後に前記シート状成型物と電極とを加熱しながら圧着する工程をさらに備えることを特徴とする付記10〜13のうち、いずれか一項記載の半導体素子の製造方法。
(付記15) 前記圧着する工程において、前記カップリング剤を反応させる加熱処理を同時に行うことを特徴とする付記14記載の半導体素子の製造方法。
(付記16) 前記結着樹脂の軟化温度がカップリング剤の反応温度よりも低いことを特徴とする付記10〜15のうち、いずれか一項記載の半導体素子の製造方法。
(付記17) 半導体粒子と紫外線硬化樹脂とカップリング剤とを混練して混合物を形成する工程と、
前記混合物を電極上に塗布し半導体層を形成する工程と、
前記半導体層に紫外線を照射して半導体層を硬化する工程と
前記半導体層上に他の電極を形成する工程と、
前記カップリング剤を反応させる加熱処理を行う工程と、を備える半導体素子の製造方法。
(付記18) 前記他の電極を形成する工程の後に、前記半導体層と電極とを加熱しながら圧着する工程をさらに備えることを特徴とする付記17記載の半導体素子の製造方法。
In addition, the following additional notes are disclosed regarding the above description.
(Appendix 1) a semiconductor layer composed of semiconductor particles and a binder resin;
A semiconductor element comprising a first electrode and a second electrode sandwiching the semiconductor layer,
A semiconductor element, wherein a coupling agent is added to the binder resin.
(Supplementary note 2) The semiconductor element according to supplementary note 1, wherein the semiconductor particles are doped with impurity ions.
(Additional remark 3) The semiconductor element of Additional remark 1 or 2 characterized by the average particle diameter being set to the range of 1-500 micrometers.
(Supplementary Note 4) The semiconductor element according to any one of Supplementary Notes 1 to 3, wherein the semiconductor particles have an aspect ratio set in a range of 1 to 10.
(Supplementary Note 5) The semiconductor element according to any one of Supplementary Notes 1 to 4, wherein the semiconductor particles are arranged such that a longitudinal direction thereof is substantially parallel to a thickness direction of the semiconductor layer.
(Additional remark 6) The front-end | tip part of the said semiconductor particle penetrate | invades into a 1st electrode or a 2nd electrode in each interface of the said semiconductor layer, a 1st electrode, and a 2nd electrode, It is characterized by the above-mentioned. The semiconductor element according to any one of Supplementary Notes 1 to 5.
(Additional remark 7) The said coupling agent is a silane coupling agent, The semiconductor element as described in any one among Additional remarks 1-6 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 8) The said binder resin is a hot-melt-adhesive or an ultraviolet curable resin, The semiconductor element as described in any one of Additional remarks 1-7 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 9) The 1st board | substrate with which the 1st electrically conductive film was formed in one surface,
A second substrate in which a second conductive film is formed on one surface, and the first conductive film and the second conductive film are arranged to face each other;
A power supply for applying a voltage to the first conductive film;
Detecting means for detecting a potential at a position where the first conductive film and the second conductive film are in contact with each other when the first substrate or the second substrate is pressurized;
And a rectifier that rectifies current flowing in the first conductive film between the first conductive film and the power source using the semiconductor element according to any one of appendices 1 to 8. Coordinate input device.
(Supplementary Note 10) A step of dispersing semiconductor particles in a binder resin to form a mixture;
Forming a sheet-like molded product from the mixture;
Forming electrodes on both surfaces of the sheet-like molded product;
And a step of performing a heat treatment for reacting the coupling agent contained in the sheet-like molded product.
(Additional remark 11) Between the process of forming the said sheet-like molding, and the process of forming an electrode,
The method for manufacturing a semiconductor element according to appendix 10, further comprising a step of performing a coupling process of impregnating the sheet-like molded product with a solution containing a coupling agent.
(Additional remark 12) The said binder resin contains a coupling agent, The manufacturing method of the semiconductor element of Additional remark 10 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 13) The process of forming the said electrode apply | coats a coupling agent to one surface of an electrode, and laminate | stacks an electrode and a sheet-like molding so that the applied surface may become the sheet-like molding side. 14. The method for manufacturing a semiconductor element according to any one of Supplementary notes 10 to 12, which is characterized by the following.
(Supplementary note 14) The semiconductor element according to any one of supplementary notes 10 to 13, further comprising a step of pressure-bonding the sheet-like molded product and the electrode while heating after the step of forming the electrode. Manufacturing method.
(Additional remark 15) The manufacturing method of the semiconductor element of Additional remark 14 characterized by performing the heat processing which makes the said coupling agent react in the said crimping | compression-bonding process.
(Additional remark 16) The manufacturing method of the semiconductor element as described in any one of additional marks 10-15 characterized by the softening temperature of the said binder resin being lower than the reaction temperature of a coupling agent.
(Supplementary Note 17) A step of kneading semiconductor particles, an ultraviolet curable resin, and a coupling agent to form a mixture;
Applying the mixture on an electrode to form a semiconductor layer;
Curing the semiconductor layer by irradiating the semiconductor layer with ultraviolet rays; forming another electrode on the semiconductor layer;
And a step of performing a heat treatment for reacting the coupling agent.
(Additional remark 18) The manufacturing method of the semiconductor element of Additional remark 17 characterized by further comprising the process of crimping | bonding the said semiconductor layer and an electrode after heating after the process of forming said another electrode.

(A)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体素子の断面図、(B)は(A)に示す半導体素子の拡大した要部断面図である。(A) is sectional drawing of the semiconductor element which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (B) is principal part sectional drawing to which the semiconductor element shown to (A) was expanded. 第1の実施の形態に係る半導体素子の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the semiconductor element which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る半導体素子の製造工程の他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of the manufacturing process of the semiconductor element which concerns on 1st Embodiment. 実施例1に係る整流素子の保存前後の電流−電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the current-voltage characteristic before and behind the preservation | save of the rectifier which concerns on Example 1. FIG. 比較例に係る整流素子の保存前後の電流−電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the current-voltage characteristic before and behind the preservation | save of the rectifier which concerns on a comparative example. 本発明の第2の実施の形態に係る座標入力装置の構成図である。It is a block diagram of the coordinate input device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態に係る座標入力装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the coordinate input device which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体素子
11 基板
12 第1電極
13 半導体層
14 第2電極
15 半導体粒子
15a 半導体粒子の先端部
16 結着樹脂
20 座標入力装置
21 基板
22 可撓性基板
23 抵抗膜
24 点状電極
25 ダイオード
26 検出電極膜
28 直流電源
29 電圧計
31 スペーサ
32 導電線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor element 11 Board | substrate 12 1st electrode 13 Semiconductor layer 14 2nd electrode 15 Semiconductor particle 15a The front-end | tip part of a semiconductor particle 16 Binder resin 20 Coordinate input device 21 Board | substrate 22 Flexible board | substrate 23 Resistance film 24 Point-like electrode 25 Diode 26 Detection electrode film 28 DC power supply 29 Voltmeter 31 Spacer 32 Conductive wire

Claims (5)

半導体粒子と結着樹脂からなる半導体層と、
前記半導体層を挟む第1の電極および第2の電極と、からなる半導体素子であって、
前記結着樹脂にカップリング剤が添加されていることを特徴とする半導体素子。
A semiconductor layer comprising semiconductor particles and a binder resin;
A semiconductor element comprising a first electrode and a second electrode sandwiching the semiconductor layer,
A semiconductor element, wherein a coupling agent is added to the binder resin.
前記半導体層と第1の電極および第2の電極との各々の界面において、前記半導体粒子の先端部が第1の電極または第2の電極に侵入してなることを特徴とする請求項1記載の半導体素子。   2. The tip of the semiconductor particle penetrates into the first electrode or the second electrode at each interface between the semiconductor layer and the first electrode and the second electrode. Semiconductor element. 前記結着樹脂はホットメルト接着剤または紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体素子。   3. The semiconductor element according to claim 1, wherein the binder resin is a hot melt adhesive or an ultraviolet curable resin. 一方の面に第1の導電膜が形成された第1の基板と、
一方の面に第2の導電膜が形成され、前記第1の導電膜と第2の導電膜とが対向するように配置された第2の基板と、
前記第1の導電膜に電圧を印加する電源と、
前記第1の基板または第2の基板が加圧された際に、前記第1の導電膜と第2の導電膜とが接触する位置の電位を検出する検出手段と、
前記第1の導電膜と電源との間にあって、請求項1〜3のうちいずれか一項記載の半導体素子を用いて、前記第1の導電膜中に流れる電流を整流する整流手段と、を備える座標入力装置。
A first substrate having a first conductive film formed on one surface;
A second substrate in which a second conductive film is formed on one surface, and the first conductive film and the second conductive film are arranged to face each other;
A power supply for applying a voltage to the first conductive film;
Detecting means for detecting a potential at a position where the first conductive film and the second conductive film are in contact with each other when the first substrate or the second substrate is pressurized;
Rectifying means between the first conductive film and a power source and rectifying a current flowing in the first conductive film using the semiconductor element according to claim 1. A coordinate input device provided.
半導体粒子を結着樹脂に分散させて混合物を形成する工程と、
前記混合物からシート状成型物を形成する工程と、
前記シート状成型物の両面に電極を形成する工程と、
前記シート状成型物に含まれるカップリング剤を反応させる加熱処理を行う工程と、を備える半導体素子の製造方法。
A step of dispersing semiconductor particles in a binder resin to form a mixture;
Forming a sheet-like molded product from the mixture;
Forming electrodes on both surfaces of the sheet-like molded product;
And a step of performing a heat treatment for reacting the coupling agent contained in the sheet-like molded product.
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Cited By (2)

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JP2008287401A (en) * 2007-05-16 2008-11-27 Shin Etsu Polymer Co Ltd Conductive sheet for coordinate input device, manufacturing method for conductive sheet, and coordinate input device
JP2011187949A (en) * 2010-02-10 2011-09-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Field effect transistor

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