JP2959015B2 - アモルファスシリコンデバイスのオーミックコンタクト電極 - Google Patents
アモルファスシリコンデバイスのオーミックコンタクト電極Info
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- ohmic contact
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 アモルファスシリコンデバイスのオーミックコンタク
ト電極に関し、 アモルファスシリコンデバイスのオーミックコンタク
ト電極の電圧降下を小さくすることを目的とし、 水素化アモルファスシリコン層を活性層とする薄膜デ
バイスにおいて、オーミックコンタクト電極が、Ｖ属ま
たはIII属元素を高濃度にドープした水素化アモルファ
スシリコンからなるコンタクト層と金属膜との間に、該
金属膜の材料とシリコンの混晶からなる中間層を有し、
且つ該中間層の金属とシリコンの組成比が、前記コンタ
クト層との界面側から前記金属膜との界面側に向かっ
て、金属の割合が連続的に増加するようにした構成と
し、また、前記中間層の組成が、前記コンタクト層との
界面ではシリコンを66％以上含み、且つ、前記金属膜と
の界面では金属100％となるようにした。
ト電極に関し、 アモルファスシリコンデバイスのオーミックコンタク
ト電極の電圧降下を小さくすることを目的とし、 水素化アモルファスシリコン層を活性層とする薄膜デ
バイスにおいて、オーミックコンタクト電極が、Ｖ属ま
たはIII属元素を高濃度にドープした水素化アモルファ
スシリコンからなるコンタクト層と金属膜との間に、該
金属膜の材料とシリコンの混晶からなる中間層を有し、
且つ該中間層の金属とシリコンの組成比が、前記コンタ
クト層との界面側から前記金属膜との界面側に向かっ
て、金属の割合が連続的に増加するようにした構成と
し、また、前記中間層の組成が、前記コンタクト層との
界面ではシリコンを66％以上含み、且つ、前記金属膜と
の界面では金属100％となるようにした。
本発明は、アモルファスシリコンデバイスのオーミッ
クコンタクト電極に関する。
クコンタクト電極に関する。
水素化アモルファスシリコン（ａ−Si:H）は低温で大
面積の膜形成が可能なことから、近年、太陽電池、薄膜
トランジスタ（TFT），イメージセンサー等に応用され
ている。これらのデバイスにおいては電圧降下の小さい
良好なオーミックコンタクトを得ることが必要とされ
る。
面積の膜形成が可能なことから、近年、太陽電池、薄膜
トランジスタ（TFT），イメージセンサー等に応用され
ている。これらのデバイスにおいては電圧降下の小さい
良好なオーミックコンタクトを得ることが必要とされ
る。
従来、ａ−Si:H層へのオーミックコンタクトは、ａ−
Si:H層と金属膜との間に、Ｖ属またはIII属元素を高濃
度にドープしたａ−Si:H（例えばn+a−Si:H）からなる
コンタクト層を介在させていた。
Si:H層と金属膜との間に、Ｖ属またはIII属元素を高濃
度にドープしたａ−Si:H（例えばn+a−Si:H）からなる
コンタクト層を介在させていた。
上記従来のオーミックコンタクト構造では次のような
問題点があった。即ち、金属膜とn+a−Si:H層のような
コンタクト層との界面には、第４図に示すように電子親
和力の差φによる障壁があり、また、ａ−Si:H中ではド
ーパントの活性化率が低いため、低抵抗のn+a−Si:H層
を得ることが困難である。その結果、金属膜とコンタク
ト層間の空乏層が充分小さくならず、この部分で電圧降
下を生じる。
問題点があった。即ち、金属膜とn+a−Si:H層のような
コンタクト層との界面には、第４図に示すように電子親
和力の差φによる障壁があり、また、ａ−Si:H中ではド
ーパントの活性化率が低いため、低抵抗のn+a−Si:H層
を得ることが困難である。その結果、金属膜とコンタク
ト層間の空乏層が充分小さくならず、この部分で電圧降
下を生じる。
なお、同図で領域Ａは活性層、領域Ｂはコンタクト
層、領域Ｄは金属膜を示す。
層、領域Ｄは金属膜を示す。
本発明は、アモルファスシリコンデバイスのオーミッ
クコンタクト電極の電圧降下を小さくすることを目的と
する。
クコンタクト電極の電圧降下を小さくすることを目的と
する。
本発明は、第１図に示すように、ａ−Si:H層を活性層
３とするアクティブ素子において、上記活性層３に接す
るＶ属またはIII属元素を高濃度にドープしたａ−Si:H
からなるコンタクト層４と、その上に形成した金属膜６
との間に、該金属膜材料とSiとの混晶からなり、この金
属とシリコンの組成比が、前記コンタクト層４との界面
側から前記金属膜６との界面側に向かって、金属の割合
が連続的に増加する構造の中間層５を介在させた。
３とするアクティブ素子において、上記活性層３に接す
るＶ属またはIII属元素を高濃度にドープしたａ−Si:H
からなるコンタクト層４と、その上に形成した金属膜６
との間に、該金属膜材料とSiとの混晶からなり、この金
属とシリコンの組成比が、前記コンタクト層４との界面
側から前記金属膜６との界面側に向かって、金属の割合
が連続的に増加する構造の中間層５を介在させた。
上記構成のオーミックコンタクト電極のエネルギーバ
ンド図を、第２図に示す。
ンド図を、第２図に示す。
同図の領域Ａはａ−Si:Hからなる活性層、領域ＢはＶ
属またはIII属元素を高濃度にドープしたａ−Si:Hから
なるコンタクト層（図にはＶ属元素をドープしたn+a−S
i:H層とした例を示す）、領域Ｃは金属とSiの混晶から
なる中間層、領域Ｄは金属膜である。
属またはIII属元素を高濃度にドープしたａ−Si:Hから
なるコンタクト層（図にはＶ属元素をドープしたn+a−S
i:H層とした例を示す）、領域Ｃは金属とSiの混晶から
なる中間層、領域Ｄは金属膜である。
本発明ではオーミックコンタクト電極をこのような構
造としたことにより、エネルギーバンド図は第２図に示
した如く、n+a−Si:H層から金属膜まで連続的に変化す
る。従って、従来構造において生じていた、電子親和力
の差による電圧降下を生じない。
造としたことにより、エネルギーバンド図は第２図に示
した如く、n+a−Si:H層から金属膜まで連続的に変化す
る。従って、従来構造において生じていた、電子親和力
の差による電圧降下を生じない。
なお、上記中間層５の金属とSiとの組成比を、コンタ
クト層４との界面でSiが66％以上、金属膜６との界面で
金属100％とすることが望ましい。このようにすると、
コンタクト層４と中間層５との界面で障壁を生じること
がなく、また、組成が金属膜６まで連続的に変化してい
るため、中間層５での電圧降下はほとんどなく、良好な
オーミックコンタクトが得られる。
クト層４との界面でSiが66％以上、金属膜６との界面で
金属100％とすることが望ましい。このようにすると、
コンタクト層４と中間層５との界面で障壁を生じること
がなく、また、組成が金属膜６まで連続的に変化してい
るため、中間層５での電圧降下はほとんどなく、良好な
オーミックコンタクトが得られる。
以下本発明の一実施例を、アクティブマトリクス型液
晶表示パネルに適用した場合の上記第１図を参照して説
明する。
晶表示パネルに適用した場合の上記第１図を参照して説
明する。
TFTのゲート電極Ｇは厚さ約700ÅのTi膜、ゲート絶縁
膜２は厚さ約3000ÅのSiN膜、活性層３は厚さ約300Åの
ａ−Si:H層とする。オーミックコンタクト電極は、n+a
−Si:H（厚さ約300Å）からなるコンタクト層４と、中
間層５としてのTi:Si組成変化層（厚さ約500Å）と、金
属膜６としてのTi膜（厚さ約1000Å）を積層・形成し
た。
膜２は厚さ約3000ÅのSiN膜、活性層３は厚さ約300Åの
ａ−Si:H層とする。オーミックコンタクト電極は、n+a
−Si:H（厚さ約300Å）からなるコンタクト層４と、中
間層５としてのTi:Si組成変化層（厚さ約500Å）と、金
属膜６としてのTi膜（厚さ約1000Å）を積層・形成し
た。
上記n+a−Si:Hからなるコンタクト層４はＰ−CVD法に
より形成し、形成条件は、流量をH2/SiH4/PH3がそれぞ
れ420/30/0.3sccm、圧力は約0.5Torr、放電電力は約60W
である。また、中間層５としてのTi:Si組成変化層は、
２ターゲットスパッタリング法で形成する。形成条件は
Ar流量が約30sccm、圧力は約５×10-3Torrとし、放電電
力をTiに対しては30から200Wまで連続的に増加し、Siで
は200から0Wまで連続的に減少させる。これによってn+a
−Si:Hからなるコンタクト層４との界面での中間層５の
組成比は、Ti:Si＝1:4となる。
より形成し、形成条件は、流量をH2/SiH4/PH3がそれぞ
れ420/30/0.3sccm、圧力は約0.5Torr、放電電力は約60W
である。また、中間層５としてのTi:Si組成変化層は、
２ターゲットスパッタリング法で形成する。形成条件は
Ar流量が約30sccm、圧力は約５×10-3Torrとし、放電電
力をTiに対しては30から200Wまで連続的に増加し、Siで
は200から0Wまで連続的に減少させる。これによってn+a
−Si:Hからなるコンタクト層４との界面での中間層５の
組成比は、Ti:Si＝1:4となる。
第３図は本発明に係るTFTと従来構造のTFT（Tiからな
る金属膜６とａ−Si:Hからなる活性層３との間に、n+a
−Si:Hからなるコンタクト層４だけを挿入したTFT）双
方について、TFTのドレイン電流（ID）−ドレイン電圧
（VD）特性の違いを示す。ゲート電圧は30Vである。
る金属膜６とａ−Si:Hからなる活性層３との間に、n+a
−Si:Hからなるコンタクト層４だけを挿入したTFT）双
方について、TFTのドレイン電流（ID）−ドレイン電圧
（VD）特性の違いを示す。ゲート電圧は30Vである。
従来構造ではオーミックコンタクト部での電圧降下が
無視できないため、小さいVDでIDが飽和するが、本発明
ではオーミックコンタクト部での電圧降下が小さいた
め、この電圧範囲ではほぼ線型な特性が得られている。
無視できないため、小さいVDでIDが飽和するが、本発明
ではオーミックコンタクト部での電圧降下が小さいた
め、この電圧範囲ではほぼ線型な特性が得られている。
以上説明した如く本発明によれば、アモルファスシリ
コン層を活性層とするアクティブ素子において、電圧降
下の小さい良好なオーミックコンタクトが得られる。
コン層を活性層とするアクティブ素子において、電圧降
下の小さい良好なオーミックコンタクトが得られる。
第１図は本発明の構成説明図、 第２図は本発明におけるオーミックコンタクト部のエネ
ルギーバンド図、 第３図は本発明の一実施例のドレイン電流−ドレイン電
圧特性を示す図、 第４図は従来の構造のオーミックコンタクト部のエネル
ギーバンド図である。 図において、３は活性層、４はコンタクト層、５は中間
層、６は金属膜を示す。
ルギーバンド図、 第３図は本発明の一実施例のドレイン電流−ドレイン電
圧特性を示す図、 第４図は従来の構造のオーミックコンタクト部のエネル
ギーバンド図である。 図において、３は活性層、４はコンタクト層、５は中間
層、６は金属膜を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】水素化アモルファスシリコン層を活性層
（３）とする薄膜デバイスにおいて、オーミックコンタ
クト電極が、Ｖ属またはIII属元素を高濃度にドープし
た水素化アモルファスシリコンからなるコンタクト層
（４）と金属膜（６）との間に、該金属膜の材料とシリ
コンの混晶からなる中間層（５）を有し、且つ該中間層
の金属とシリコンの組成比が、前記コンタクト層との界
面側から前記金属膜との界面側に向かって、金属の割合
が連続的に増加するようにしたことを特徴とするアモル
ファスシリコンデバイスのオーミックコンタクト電極。 - 【請求項２】前記中間層（５）の組成が、前記コンタク
ト層（４）との界面ではシリコンを66％以上含み、且
つ、前記金属膜（６）との界面では金属100％であるこ
とを特徴とする請求項１記載のアモルファスシリコンデ
バイスのオーミックコンタクト電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1531490A JP2959015B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | アモルファスシリコンデバイスのオーミックコンタクト電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1531490A JP2959015B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | アモルファスシリコンデバイスのオーミックコンタクト電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219673A JPH03219673A (ja) | 1991-09-27 |
| JP2959015B2 true JP2959015B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=11885323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1531490A Expired - Lifetime JP2959015B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | アモルファスシリコンデバイスのオーミックコンタクト電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959015B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP1531490A patent/JP2959015B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03219673A (ja) | 1991-09-27 |
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