JPH0760907B2 - 電気制御素子およびその応用装置 - Google Patents
電気制御素子およびその応用装置Info
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- JPH0760907B2 JPH0760907B2 JP1192961A JP19296189A JPH0760907B2 JP H0760907 B2 JPH0760907 B2 JP H0760907B2 JP 1192961 A JP1192961 A JP 1192961A JP 19296189 A JP19296189 A JP 19296189A JP H0760907 B2 JPH0760907 B2 JP H0760907B2
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- layer
- dopant
- conjugated polymer
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体装置、メモリー装置に用いられる電子
共役性高分子半導体層を有する新規な電気制御素子とそ
の応用装置に関する。
共役性高分子半導体層を有する新規な電気制御素子とそ
の応用装置に関する。
従来の技術 導電性高分子はポリアセチレン、ポリピロール、ポリチ
オフェン、ポリアニリン、ポリアセンなどの大きく広が
った共役π電子系をもつ高分子よりなり、、電子供与体
（金属イオンなど）または電子受容体（ルイス酸、プロ
トン酸などのアニオン）をドーパントとして含有して高
導電性を示すことが広く知られている。
オフェン、ポリアニリン、ポリアセンなどの大きく広が
った共役π電子系をもつ高分子よりなり、、電子供与体
（金属イオンなど）または電子受容体（ルイス酸、プロ
トン酸などのアニオン）をドーパントとして含有して高
導電性を示すことが広く知られている。
発明が解決しようとする課題 ドーパントは高分子マトリクス中を電場により拡散し導
電率を変化させてしまうという大きな欠点を有してい
た。
電率を変化させてしまうという大きな欠点を有してい
た。
本発明はこの欠点を逆に利用した新規な電気制御素子お
よびその応用装置を提供することを目的とする。
よびその応用装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、一対の電極間に電子共役性高分子半導体層と
易動性ドーパント保持層とを重ねて形成し、前記一対の
電極間に前記電子共役性高分子半導体層に沿って絶縁層
を介して少なくとも一個の制御電極を設け、前記易動性
ドーパント保持層のドーパント分布を前記制御電極によ
って制御し、前記電子共役性高分子半導体層の導電率を
制御してなる電気制御素子により、目的を達成した。
易動性ドーパント保持層とを重ねて形成し、前記一対の
電極間に前記電子共役性高分子半導体層に沿って絶縁層
を介して少なくとも一個の制御電極を設け、前記易動性
ドーパント保持層のドーパント分布を前記制御電極によ
って制御し、前記電子共役性高分子半導体層の導電率を
制御してなる電気制御素子により、目的を達成した。
作用 本発明は、易動性ドーパント保持層のドーパント分布を
制御電極によって制御し、電子共役性高分子半導体層の
導電率を制御するものである。
制御電極によって制御し、電子共役性高分子半導体層の
導電率を制御するものである。
それ故、一対の電極（FETのソース、ドレインに相当）
間の電流を大きく増幅してスイッチすることができる。
間の電流を大きく増幅してスイッチすることができる。
電子共役性高分子半導体層と易動性ドーパント保持層と
の間のドーパント透明性分離層はドーパントの分布を精
密に制御して一対の電極間のスイッチング電流制御特性
を安定化させるものである。
の間のドーパント透明性分離層はドーパントの分布を精
密に制御して一対の電極間のスイッチング電流制御特性
を安定化させるものである。
実施例 第１図に本発明の電気制御素子の一実施例を説明する断
面概念図を示す。
面概念図を示す。
一対の電極１、２間に電子共役性高分子半導体層３と易
動性ドーパント保持層４とを重ねて形成し、前記一対の
電極間に前記電子共役性高分子半導体層３に沿って絶縁
層６を介して少なくとも一個の制御電極５を設け、前記
易動性ドーパント保持層４のドーパント分布を前記制御
電極５によって制御し、前記電子共役性高分子半導体層
３の導電率を制御してなる電気制御素子である。
動性ドーパント保持層４とを重ねて形成し、前記一対の
電極間に前記電子共役性高分子半導体層３に沿って絶縁
層６を介して少なくとも一個の制御電極５を設け、前記
易動性ドーパント保持層４のドーパント分布を前記制御
電極５によって制御し、前記電子共役性高分子半導体層
３の導電率を制御してなる電気制御素子である。
またこの電気制御素子の構成は第３図に示したように、
電子共役性高分子半導体層３と易動性ドーパント保持層
４との間にドーパント透明性分離層８を形成してもよ
い。この場合ドーパント透明性分離層８を設けることに
より、制御特性の安定性が向上する。
電子共役性高分子半導体層３と易動性ドーパント保持層
４との間にドーパント透明性分離層８を形成してもよ
い。この場合ドーパント透明性分離層８を設けることに
より、制御特性の安定性が向上する。
電子共役性高分子半導体層３の材料としては、ポリアセ
チレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリｐ−フェ
ニレンおよびこれらの共重合体、誘導体などが用いられ
る。
チレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリｐ−フェ
ニレンおよびこれらの共重合体、誘導体などが用いられ
る。
この電子共役性高分子は化学重合、または電解重合（陽
極酸化重合、陰極還元重合）によって合成される。
極酸化重合、陰極還元重合）によって合成される。
陽極酸化重合は、電子共役性モノマーの溶液中にドーパ
ントを溶解させ、少なくとも一対の電極により電場によ
り、前記電子共役性モノマーを陽極上に電解重合するも
ので、前記ドーパントが分散されてなる導電性分子が得
られる。
ントを溶解させ、少なくとも一対の電極により電場によ
り、前記電子共役性モノマーを陽極上に電解重合するも
ので、前記ドーパントが分散されてなる導電性分子が得
られる。
易動性ドーパント保持層４とは、ドーパントが易動する
ように構成された層で、主に電子供与体（金属イオンな
ど）または電子受容体（ルイス酸、プロトン酸などのア
ニオン）よりなるドーパントを親イオン性高分子中に溶
解した層よりなる。
ように構成された層で、主に電子供与体（金属イオンな
ど）または電子受容体（ルイス酸、プロトン酸などのア
ニオン）よりなるドーパントを親イオン性高分子中に溶
解した層よりなる。
また、ドーパント透明性分離層８にはイオン易透過性の
多孔質膜などがもちいられる。
多孔質膜などがもちいられる。
本発明の電気制御素子は３端子だけでなく、第２図、第
３図のように４端子素子としても構成できる。
３図のように４端子素子としても構成できる。
この場合には制御特性がより精度よく、かつ双安定にな
る。
る。
本発明のこれらの電気制御素子は複数個用いると半導体
集積回路プロセスと同様の手法によって集積回路素子を
構成できる。
集積回路プロセスと同様の手法によって集積回路素子を
構成できる。
また、この電気制御素子は双安定素子であるため、記憶
素子としても利用でき、記憶装置を構成できる。
素子としても利用でき、記憶装置を構成できる。
また、ドーパントの時間的易動性を設計すれば、時間や
電流量の関与したスイッチング素子即ち可塑性素子とし
ても利用でき、生体機能素子の一つともなる。
電流量の関与したスイッチング素子即ち可塑性素子とし
ても利用でき、生体機能素子の一つともなる。
次に実施例に用いて本発明を説明する。
実施例１ 制御電極を兼ねたシリコンウエハ７上に第３図のように
SiO2よりなる絶縁層６−１を設けその上に一対の電極
１、２とそれを挟んで電子共役性高分子半導体層３とを
設けた。その電子共役性高分子半導体層３上に、ドーパ
ント透明性分離層８、易動性ドーパント保持層４とを重
ねて形成し、さらに絶縁層６を介して制御電極５を設け
た。
SiO2よりなる絶縁層６−１を設けその上に一対の電極
１、２とそれを挟んで電子共役性高分子半導体層３とを
設けた。その電子共役性高分子半導体層３上に、ドーパ
ント透明性分離層８、易動性ドーパント保持層４とを重
ねて形成し、さらに絶縁層６を介して制御電極５を設け
た。
こうして得た電気制御素子を動作させたところ、双安定
の顕著なスイッチング特性を示した。
の顕著なスイッチング特性を示した。
実施例２ 基板上に易動性ドーパント保持層４および電子共役性高
分子半導体層３を重ねて形成し、その上に一対の電極
１、２と絶縁層６とを第１図のように形成した。さらに
その上に一個の制御電極５を設け電気制御素子とした。
分子半導体層３を重ねて形成し、その上に一対の電極
１、２と絶縁層６とを第１図のように形成した。さらに
その上に一個の制御電極５を設け電気制御素子とした。
この素子を動作させたところ、第４図のようなスイッチ
ング特性および、第５図に示すようなソースドレイン電
流の時間特性が得られた。
ング特性および、第５図に示すようなソースドレイン電
流の時間特性が得られた。
発明の効果 このように本発明は、一対の電極間に電子共役性高分子
半導体層と易動性ドーパント保持層と制御電極とよりな
る電気制御素子を提供するもので、導電性高分子物性の
特徴を大いに生かした電気デバイスである。
半導体層と易動性ドーパント保持層と制御電極とよりな
る電気制御素子を提供するもので、導電性高分子物性の
特徴を大いに生かした電気デバイスである。
本発明の素子は数多くの導電性高分子に共通する電界に
よるドーパントの易動性を利用したものでデバイスとし
て大きな価値を有するものである。
よるドーパントの易動性を利用したものでデバイスとし
て大きな価値を有するものである。
本発明は４端子素子としても構成でき、この場合には制
御特性がより精度よく、かつ双安定になる。
御特性がより精度よく、かつ双安定になる。
本発明のこれらの電気制御素子は複数個用いると半導体
集積回路プロセスと同様の手法によって集積回路素子に
も構成できる。
集積回路プロセスと同様の手法によって集積回路素子に
も構成できる。
また、この電気制御素子は双安定素子であるため、記憶
素子としても利用でき、記憶装置を構成できるものであ
る。
素子としても利用でき、記憶装置を構成できるものであ
る。
また、ドーパントの時間的易動性を設計すれば、時間や
電流量の関与したスイッチング素子即ち可塑性素子とし
ても利用でき、生体機能素子の一つともなるものであ
る。
電流量の関与したスイッチング素子即ち可塑性素子とし
ても利用でき、生体機能素子の一つともなるものであ
る。
このように、本発明は工業的価値の大なるものである。
第１図〜第３図は、それぞれ本発明における電気制御素
子の構成の一例を示す断面概念図、第４図は本発明の実
施例２における電気制御素子のスイッチング特性を示す
図、第５図は実施例２におけるソースドレイン電流の時
間特性を示す図である。 １、２……一対の電極、３……電子共役性高分子半導体
層、４……易動性ドーパント保持層、５……制御電極、
6,6−１……絶縁層、７……半導体基板よりなる制御電
極、８……ドーパント透過性分離層
子の構成の一例を示す断面概念図、第４図は本発明の実
施例２における電気制御素子のスイッチング特性を示す
図、第５図は実施例２におけるソースドレイン電流の時
間特性を示す図である。 １、２……一対の電極、３……電子共役性高分子半導体
層、４……易動性ドーパント保持層、５……制御電極、
6,6−１……絶縁層、７……半導体基板よりなる制御電
極、８……ドーパント透過性分離層
Claims (5)
- 【請求項１】易動性ドーパント保持層と、電子共役性高
分子半導体層と、絶縁層と、少なくとも一個の制御電極
とを順次重ねて形成し、前記制御電極を挟んで前記電子
共役性高分子半導体層に接して一対の電極を設け、前記
易動性ドーパント保持層からのドーパントを前記制御電
極によって制御し、前記電子共役性高分子半導体層の導
電率を制御してなる電気制御素子。 - 【請求項２】電子共役性高分子半導体層と易動性ドーパ
ント保持層との間にドーパント透過性分離層が形成され
てなる請求項１に記載の電気制御素子。 - 【請求項３】電子共役性高分子半導体層が、ポリアセチ
レン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリｐ−フェニ
レンおよびこれらの共重合体、誘導体より選ばれた少な
くとも１種である請求項１に記載の電気制御素子。 - 【請求項４】易動性ドーパント保持層と、電子共役性高
分子半導体層と、絶縁層と、少なくとも一個の制御電極
とを順次重ねて形成し、前記電子共役性高分子半導体層
に接して一対の電極を設け、前記易動性ドーパント保持
層からのドーパントを前記制御電極によって制御し、前
記電子共役性高分子半導体層の導電率を制御してなる複
数個の電気制御素子よりなる集積回路。 - 【請求項５】易動性ドーパント保持層と、電子共役性高
分子半導体層と、絶縁層と、少なくとも一個の制御電極
とを順次重ねて形成し、前記電子共役性高分子半導体層
に接して一対の電極を設け、前記易動性ドーパント保持
層からのドーパントを前記制御電極によって制御し、前
記電子共役性高分子半導体層の導電率を制御してなる電
気制御素子を利用してなる記憶装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192961A JPH0760907B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 電気制御素子およびその応用装置 |
| EP90114130A EP0418504B1 (en) | 1989-07-25 | 1990-07-24 | Organic semiconductor memory device having a MISFET structure and its control method |
| DE69018348T DE69018348T2 (de) | 1989-07-25 | 1990-07-24 | Speicherbauelement aus organischem Halbleiter mit einer MISFET-Struktur und sein Kontrollverfahren. |
| US07/836,556 US5153681A (en) | 1989-07-25 | 1992-02-18 | Electrcally plastic device and its control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192961A JPH0760907B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 電気制御素子およびその応用装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355878A JPH0355878A (ja) | 1991-03-11 |
| JPH0760907B2 true JPH0760907B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=16299916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1192961A Expired - Fee Related JPH0760907B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 電気制御素子およびその応用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760907B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010130722A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Tokai Rubber Ind Ltd | 電歪アクチュエータシステム |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2502782B2 (ja) * | 1990-02-15 | 1996-05-29 | 松下電器産業株式会社 | ニュ―ラルネットワ―ク用電気可塑性素子およびその制御方法 |
| JPH0770731B2 (ja) * | 1990-11-22 | 1995-07-31 | 松下電器産業株式会社 | 電気可塑性素子 |
-
1989
- 1989-07-25 JP JP1192961A patent/JPH0760907B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010130722A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Tokai Rubber Ind Ltd | 電歪アクチュエータシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355878A (ja) | 1991-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |