JPS616878A - 薄膜トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタおよびその製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はフォトセンサアレーなどに用いられる薄膜トラ
ンジスタに関するものである。
ンジスタに関するものである。
従来例の構成とその問題点、
単結晶Ｓ】を用いたフォトダイオードやフォトトランジ
スタが光センサとして広く用いられている。近年イメー
ジセンサとして大面積化が要望されているが、Ｓｉ単結
晶は大ききが制約されており、また高価でもあるので薄
膜型のセンサアレーが開発ばれている。この種の材料と
してアモルファスＳｉ と共に、ｌ］−Ｖｌ族化合物
半導体が用いられる。ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体は容易
に薄膜が形成でき、Ｐ−型、Ｎ−型の制御が出来る為、
薄膜トランジスタアレーを形成することができる。。
スタが光センサとして広く用いられている。近年イメー
ジセンサとして大面積化が要望されているが、Ｓｉ単結
晶は大ききが制約されており、また高価でもあるので薄
膜型のセンサアレーが開発ばれている。この種の材料と
してアモルファスＳｉ と共に、ｌ］−Ｖｌ族化合物
半導体が用いられる。ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体は容易
に薄膜が形成でき、Ｐ−型、Ｎ−型の制御が出来る為、
薄膜トランジスタアレーを形成することができる。。
第１図は一般的な薄膜トランジスタの断面図である。絶
縁性の基板１上の電極２の上にコレクタ３、ベース４、
エミッタ５の三層からなるトランジスタがあり、６は他
方の電極である。良好な特性を持つトランジスタを実現
するためには、ベース４は薄いことが望１しく、コレク
タ３及びエミッタ５はそれぞれ適当な不純物濃度で抵抗
値はあまり高くない方が好ましい。然しｎ−■族化合物
半導体薄膜は多結晶であるだめ、膜厚を極端に薄くした
り不純物濃度を高くすると、３と４あるいは４と５の界
面゛のＰ−Ｎ接合において漏れ電流が増加する。一方、
膜厚を厚くすると光の利用効率が下がり、不純物濃度を
下げるとコレクタ又はエミッタの抵抗値が高くなると共
に、電極との接触も悪くなる。従って良好な電流−電圧
特性を得られないことが多かった。
縁性の基板１上の電極２の上にコレクタ３、ベース４、
エミッタ５の三層からなるトランジスタがあり、６は他
方の電極である。良好な特性を持つトランジスタを実現
するためには、ベース４は薄いことが望１しく、コレク
タ３及びエミッタ５はそれぞれ適当な不純物濃度で抵抗
値はあまり高くない方が好ましい。然しｎ−■族化合物
半導体薄膜は多結晶であるだめ、膜厚を極端に薄くした
り不純物濃度を高くすると、３と４あるいは４と５の界
面゛のＰ−Ｎ接合において漏れ電流が増加する。一方、
膜厚を厚くすると光の利用効率が下がり、不純物濃度を
下げるとコレクタ又はエミッタの抵抗値が高くなると共
に、電極との接触も悪くなる。従って良好な電流−電圧
特性を得られないことが多かった。
発明の目的
本発明は上記の欠点を解消し、優れた電流−電圧特性を
持つ■−■族化合物半導体の薄膜トランジスタを折供し
ようとするものである。
持つ■−■族化合物半導体の薄膜トランジスタを折供し
ようとするものである。
発明の構成
薄膜トランジスタはコレクタ、ベース、エミッタの三層
にそれぞれ電極を接続して構成される。
にそれぞれ電極を接続して構成される。
本発明はコレクタ又はエミッタを更に二層に構成し、そ
れぞれ電極と接続する層にもう一方の層に比べて不純物
を高濃度に入れ、コレクタ及びエミッタの抵抗を下げる
と共に、電極との接触を良くすることにより、電流−電
圧特性を改善する。
れぞれ電極と接続する層にもう一方の層に比べて不純物
を高濃度に入れ、コレクタ及びエミッタの抵抗を下げる
と共に、電極との接触を良くすることにより、電流−電
圧特性を改善する。
実施例の説明
以下１６図面及び実施例を用いて詳細に説明する。
第２図は、本発明による薄膜トランジスタの断面図であ
る。第１図の従来例との相違点は、コレクタ３及びエミ
ッタ６をそれぞれ２層にして電極２゜６に接触する部分
に３ａ、５ａを設けたことである。３ａおよび５ａはそ
れぞれ３及び５よりも不純物を高濃度に分布させて低抵
抗にすると同時に電極２．６と良好な電気的接触をして
いる。なお以上の説明において、コレクタとエミッタの
位置を逆にしても構わない。
る。第１図の従来例との相違点は、コレクタ３及びエミ
ッタ６をそれぞれ２層にして電極２゜６に接触する部分
に３ａ、５ａを設けたことである。３ａおよび５ａはそ
れぞれ３及び５よりも不純物を高濃度に分布させて低抵
抗にすると同時に電極２．６と良好な電気的接触をして
いる。なお以上の説明において、コレクタとエミッタの
位置を逆にしても構わない。
次に本発明をＮ−Ｐ−Ｎ薄膜フォトトランジスタに適用
した実施例により電気的特性の改善例を示す。ガラス基
板１の上にＩＴＯよりなる透明電極２を形成した。この
上にＣｄＴｅ膜を真空蒸着で５層積み重ねた。ＣｄＴｅ
蒸着膜のＣｄ空孔を補償する／ζめに、ＣｄＴｅ蒸着源
にはあらかじめ１０％の過剰Ｃｄを添加した。コレクタ
を成す二層３ａ、３およびエミッタを成す二層５．５ａ
を形成するためにそれぞれに対応するＣｄＴｅ蒸着源に
Ｎ型不純物としてＩｎをそれぞれ０．１ａｔｍ％、 ０
．０１ ａｔｍチ、０．０１ａｔｍ％、１．○ａｔｍ％
入れた。ベース４のＣｄＴｅ蒸着源にはＰ型不純物とし
てＳｂを０，１ａｔｍ％添加した。これらの蒸着源によ
り形成され／こコレクタ、ベース、エミッタの膜厚はそ
れぞれ約０．７１層ｍ 、 ０．４７１ｍ 、 ０．７
μｍであった。最後にＡＩの電極６を蒸着して有効面積
約１ｍｍ ｘ １ ｍｍの７オトトランンスタ（Ｉ）と
した。このフォトトランジスタのコレクタ、エミッタ間
に電圧を印加し、２０００ルツクスの光をガラス基板側
から照射した時の’；１ｉＨ−、−電流特性を第３図に
示す。Ｉａは光電流、Ｉｂは暗電流である。
した実施例により電気的特性の改善例を示す。ガラス基
板１の上にＩＴＯよりなる透明電極２を形成した。この
上にＣｄＴｅ膜を真空蒸着で５層積み重ねた。ＣｄＴｅ
蒸着膜のＣｄ空孔を補償する／ζめに、ＣｄＴｅ蒸着源
にはあらかじめ１０％の過剰Ｃｄを添加した。コレクタ
を成す二層３ａ、３およびエミッタを成す二層５．５ａ
を形成するためにそれぞれに対応するＣｄＴｅ蒸着源に
Ｎ型不純物としてＩｎをそれぞれ０．１ａｔｍ％、 ０
．０１ ａｔｍチ、０．０１ａｔｍ％、１．○ａｔｍ％
入れた。ベース４のＣｄＴｅ蒸着源にはＰ型不純物とし
てＳｂを０，１ａｔｍ％添加した。これらの蒸着源によ
り形成され／こコレクタ、ベース、エミッタの膜厚はそ
れぞれ約０．７１層ｍ 、 ０．４７１ｍ 、 ０．７
μｍであった。最後にＡＩの電極６を蒸着して有効面積
約１ｍｍ ｘ １ ｍｍの７オトトランンスタ（Ｉ）と
した。このフォトトランジスタのコレクタ、エミッタ間
に電圧を印加し、２０００ルツクスの光をガラス基板側
から照射した時の’；１ｉＨ−、−電流特性を第３図に
示す。Ｉａは光電流、Ｉｂは暗電流である。
一力比較のだめ、コレクタ及びエミッタをそれぞれ一層
で構成したフォトトランジスタを作成した。
で構成したフォトトランジスタを作成した。
フォトトランジスタ（ＩＩ）は不純物添加が少ない例と
して、コレクタ及びエミッタのＣｄＴｅ蒸着源に加える
Ｉｎの量を共に０．０１ａｔｍ％とじた。まだフォトト
ランジスタ（ＩＩＩ）では不純物を多く添加する例とし
７て、Ｉｎの量をそれぞれ０．１ａｔｍ％。
して、コレクタ及びエミッタのＣｄＴｅ蒸着源に加える
Ｉｎの量を共に０．０１ａｔｍ％とじた。まだフォトト
ランジスタ（ＩＩＩ）では不純物を多く添加する例とし
７て、Ｉｎの量をそれぞれ０．１ａｔｍ％。
１、Ｏａｔｍ％とした。他の条件はフォトトランジスタ
（Ｉ）と同じである。これらの電圧−電流特性を第４図
に示す。ＩＩａ、ＩＩＩａは光照射時の電流ＩＩｂ。
（Ｉ）と同じである。これらの電圧−電流特性を第４図
に示す。ＩＩａ、ＩＩＩａは光照射時の電流ＩＩｂ。
ｌｌＩｂは暗電流で、測定条件はフォトトランジスタ（
Ｉ）の場合と同様である。
Ｉ）の場合と同様である。
第４図かられかるように、フォトトランジスタ（ＩＩ）
は暗電流は小さいが光電流も小さく立ち上がり電圧が高
い。これはコレクタ及びエミッタの不純物量が少ないた
め、抵抗が高くかつ電極との接触が悪いためと考えられ
る。またフォトトランジスタ（ＩＩＩ）は光電流は大き
いが暗電流も同時に大きくフォトセンザとして不適当で
ある。これはコレクタ及びエミッタの不純物濃度が高す
ぎてベースとのＰ−Ｎ接合がうまく形成されないためで
あると考えられる。
は暗電流は小さいが光電流も小さく立ち上がり電圧が高
い。これはコレクタ及びエミッタの不純物量が少ないた
め、抵抗が高くかつ電極との接触が悪いためと考えられ
る。またフォトトランジスタ（ＩＩＩ）は光電流は大き
いが暗電流も同時に大きくフォトセンザとして不適当で
ある。これはコレクタ及びエミッタの不純物濃度が高す
ぎてベースとのＰ−Ｎ接合がうまく形成されないためで
あると考えられる。
これに対し第３図のフォトトランジスタ（Ｉ）は光電流
が大きくかつ暗電流が小さいという極めて優れた特性を
示している。これはコレクタ及びエミッタ内の不純物高
濃度層の働きで、Ｐ−Ｎ接合に悪影響を及ぼすことなく
抵抗を下げ、かつ電極との良好な接触を実現している為
と考えられる。
が大きくかつ暗電流が小さいという極めて優れた特性を
示している。これはコレクタ及びエミッタ内の不純物高
濃度層の働きで、Ｐ−Ｎ接合に悪影響を及ぼすことなく
抵抗を下げ、かつ電極との良好な接触を実現している為
と考えられる。
別の実施例として、主な成分であるＣｄＴｅと不純物Ｉ
ｎ、Ｓｂの蒸着源を別別にし、同時蒸着により薄膜トラ
ンジスタを形成した。前記実施例と同様にガラス基板上
に透明電極を形成し、この上に、寸ずＣｄＴｅとＩｎを
同時蒸着し高濃度のＮ−ＣｄＴｅ層を形成する。続いて
ＣｄＴｅ蒸着源は同じ状態でＩｎ蒸着源の温度を少し下
げて同時蒸着し低濃度のＮ−ＣｄＴｅ層を形成する。以
下同様にしてＳｂを含むＣｄＴｅ層、低濃度Ｉｎを含む
ＣｄＴｅ層、高濃度Ｉｎを含むＣｄＴｅ層を同時蒸着に
より順次積層する。さらにＡｌ電極を形成して前記実施
例と同様に電流−電圧特性を測定すると第３図と同様の
特性を得られる。この場合蒸着源は３個でよいので、こ
れらを蒸着装置内に同時に配置することが比較的容易で
、本実施例のように５層を連続して形成することができ
る。その結果、各層の界面が空気に触れることがなく、
良好な接合が形成され、より好ましい性能を得ることが
できる。
ｎ、Ｓｂの蒸着源を別別にし、同時蒸着により薄膜トラ
ンジスタを形成した。前記実施例と同様にガラス基板上
に透明電極を形成し、この上に、寸ずＣｄＴｅとＩｎを
同時蒸着し高濃度のＮ−ＣｄＴｅ層を形成する。続いて
ＣｄＴｅ蒸着源は同じ状態でＩｎ蒸着源の温度を少し下
げて同時蒸着し低濃度のＮ−ＣｄＴｅ層を形成する。以
下同様にしてＳｂを含むＣｄＴｅ層、低濃度Ｉｎを含む
ＣｄＴｅ層、高濃度Ｉｎを含むＣｄＴｅ層を同時蒸着に
より順次積層する。さらにＡｌ電極を形成して前記実施
例と同様に電流−電圧特性を測定すると第３図と同様の
特性を得られる。この場合蒸着源は３個でよいので、こ
れらを蒸着装置内に同時に配置することが比較的容易で
、本実施例のように５層を連続して形成することができ
る。その結果、各層の界面が空気に触れることがなく、
良好な接合が形成され、より好ましい性能を得ることが
できる。
寸たＰ−Ｎ−Ｐ型薄膜トランジスタにおいても同様の事
が言える。この場合、一般にＰ型半導体と金属の接触は
非オーミツクになりやすいので、電極と接触する部分に
高不純物層を設けることはより効果を発揮する。
が言える。この場合、一般にＰ型半導体と金属の接触は
非オーミツクになりやすいので、電極と接触する部分に
高不純物層を設けることはより効果を発揮する。
上記例ではコレクタ、エミッタ両方に高濃度層を設けて
二層としたが、片方だけを二層にすることによっても同
様の効果を期待できる。一般にフォトトランジスタにお
いてはコレクタの不純物濃度はエミ’／夕のそれに比べ
て低く、コレクタ層の抵抗及び電極との接触が問題にな
る。そこでコレクタの電極側に高濃度層を設けΣことに
より、著しい性能の改善が期待できる１っ捷たここでは
受光部面積が約１ ｍｍＸ １ ｍｍという素子で説明
したが、フォトセンサアレーを形成する場合更に小面積
の素子が必要とされる。素子が小さくなると上記フォト
トランジスタ（ＩＩ） 、 （ＩＩＩ）で見られたよう
な、直列抵抗による光電流の減少や、接合の不完全性に
よる漏れ電流の増加はより顕著となり、本発明による改
善効果は極めて著しいものがある。
二層としたが、片方だけを二層にすることによっても同
様の効果を期待できる。一般にフォトトランジスタにお
いてはコレクタの不純物濃度はエミ’／夕のそれに比べ
て低く、コレクタ層の抵抗及び電極との接触が問題にな
る。そこでコレクタの電極側に高濃度層を設けΣことに
より、著しい性能の改善が期待できる１っ捷たここでは
受光部面積が約１ ｍｍＸ １ ｍｍという素子で説明
したが、フォトセンサアレーを形成する場合更に小面積
の素子が必要とされる。素子が小さくなると上記フォト
トランジスタ（ＩＩ） 、 （ＩＩＩ）で見られたよう
な、直列抵抗による光電流の減少や、接合の不完全性に
よる漏れ電流の増加はより顕著となり、本発明による改
善効果は極めて著しいものがある。
寸だ、ここではベースに電極が接続されていないフォｉ
・トランジスタを例として説明したが、ベース電極を付
与することによシ、一般の薄膜ノくイボーラトランジス
タとして動作させることができる０ 発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明は、コレクタおよ
びエミッタを二層に分け、電極に接触する層に高濃度に
不純物を入れることにより、薄膜素子で問題になりやす
い直列抵抗の増加、接触抵抗の増加、漏れ電流の増加な
どの問題点を解消して、極めて高性能の薄膜トランジス
タを提供するものである。
・トランジスタを例として説明したが、ベース電極を付
与することによシ、一般の薄膜ノくイボーラトランジス
タとして動作させることができる０ 発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明は、コレクタおよ
びエミッタを二層に分け、電極に接触する層に高濃度に
不純物を入れることにより、薄膜素子で問題になりやす
い直列抵抗の増加、接触抵抗の増加、漏れ電流の増加な
どの問題点を解消して、極めて高性能の薄膜トランジス
タを提供するものである。
第１図は一般的な薄膜トランジスタの構成を示す断面図
、第２図は本発明による薄膜トランジスタの構成を示す
断面図、第３図は本発明の実施例であるフォトトランジ
スタの特性を示す図、第４図は比較の為の他のフォトト
ランジスタの慣性を示す図である。 １・・・・基板、２，６・・ 電極、３，５・ コレク
タまたはエミッタ、３ａ、５ａ・ コレクタまたはエ
ミッタ内の高濃度不純物層、４− ベース、Ｉａ、ＩＩ
ａ、ＩＩＩａ−光電流、Ｉｂ、ＩＩｂ、ｌｌＩｂ・・・
暗電流。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 に 第２図 第３図 ｔ 万（ｖ） 第４図 ｌ１１１ ’ｆ１７Ｅ（Ｖ）
、第２図は本発明による薄膜トランジスタの構成を示す
断面図、第３図は本発明の実施例であるフォトトランジ
スタの特性を示す図、第４図は比較の為の他のフォトト
ランジスタの慣性を示す図である。 １・・・・基板、２，６・・ 電極、３，５・ コレク
タまたはエミッタ、３ａ、５ａ・ コレクタまたはエ
ミッタ内の高濃度不純物層、４− ベース、Ｉａ、ＩＩ
ａ、ＩＩＩａ−光電流、Ｉｂ、ＩＩｂ、ｌｌＩｂ・・・
暗電流。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 に 第２図 第３図 ｔ 万（ｖ） 第４図 ｌ１１１ ’ｆ１７Ｅ（Ｖ）
Claims (4)
- （１）コレクタ又はエミッタの少なくとも一方を二層に
分け、該二層の内、電極に接続される層に不純物を高濃
度に分布させたことを特徴とするII−VI族化合物半導体
の積層構造よりなる薄膜トランジスタ。 - （２）II−VI族化合物半導体がＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｄ
Ｓｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅの少なくとも一つを含む特許
請求の範囲第１項記載の薄膜トランジスタ。 - （３）フォトトランジスタとして動作させることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の薄膜ト
ランジスタ。 - （４）蒸着源としてＣｄＴｅ、ＩｎまたはＩｎ化合物お
よびＳｂまたはＳｂ化合物を別別に設け、ＣｄＴｅとＩ
ｎまたはＩｎ化合物、またはＣｄＴｅとＳｂまたはＳｂ
化合物を同時に蒸着し、ＩｎまたはＳｂを含むＣｄＴｅ
層を４層または５層形成する薄膜トランジスタの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59127902A JPS616878A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59127902A JPS616878A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616878A true JPS616878A (ja) | 1986-01-13 |
Family
ID=14971486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59127902A Pending JPS616878A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS616878A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS633472A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-08 | 張 俊彦 | 多層トランジスタ及びその製造方法 |
Citations (4)
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| JPS50146291A (ja) * | 1974-05-14 | 1975-11-22 | ||
| JPS5752182A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-27 | Ricoh Co Ltd | Thin film transistor |
| JPS5766622A (en) * | 1980-10-13 | 1982-04-22 | Ricoh Co Ltd | Formation of cdte film |
| JPS58139461A (ja) * | 1982-01-25 | 1983-08-18 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | 半導体メモリセル |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP59127902A patent/JPS616878A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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