JPS62156880A - 薄膜ダイオ−ド - Google Patents

薄膜ダイオ−ド

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JPS62156880A
JPS62156880A JP29731885A JP29731885A JPS62156880A JP S62156880 A JPS62156880 A JP S62156880A JP 29731885 A JP29731885 A JP 29731885A JP 29731885 A JP29731885 A JP 29731885A JP S62156880 A JPS62156880 A JP S62156880A
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JP
Japan
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thin film
extra
semiconductor
ultra
thin
Prior art date
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Pending
Application number
JP29731885A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Nishi
眞一 西
Takuo Sato
佐藤 拓生
Hiroshi Kobayashi
浩志 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶、エレクトロルミネセンス(EL)、エ
レクトロクロミズム(EC)などの表示要素からなるマ
トリクス型表示装置において、前記表示要素を駆動する
ために用いられる薄膜ダイオードに関する。
〔技術の背景〕
液晶、EL、ECなどの表示要素からなるマトリクス型
表示装置においては、解像度が高く精細な画像を得るた
めには、高密度のマトリクス構成が必要とされる。この
ような要請に答える技術として、近年においては、各表
示素子をスイッチング素子によって直接的に駆動する、
いわゆるアクティブマトリクス表示が注目されている。
このようなアクティブマトリクス表示において用いられ
るスイッチング素子としては、通常、薄膜トランジスタ
などの3端子素子あるいは薄膜ダイオード、バリスタ、
MIMなどの2@子素子より構成される非線形抵抗素子
が用いられている。
中でも、アモルファスシリコン(a−3i:H)からな
る薄膜ダイオードは、(1)素子の構成が簡易で、微細
なマトリクス構造を有する表示装置を高い歩留まりで製
造することができること、(2)表示品質が良好なこと
、などから有望視されている。かかる薄膜ダイオードを
アクティブマトリクス表示において非線形抵抗素子とし
て用いた例としては、たとえば、文献N、5zydlo
eta1. 。
Japan Display ’83.Proc、rD
RC,,P416〜41B(1983)において、シせ
ットキダイオードを直列かつ逆方向に接続した、いわゆ
る背面結合ダイオード、特開昭59−57273号公報
において、PIN型グイオ−ドあるいはショットキダイ
オードを並列かつ逆方向に接続したものが開示されてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような薄膜ダイオードにおいては、ダイオードを構
成するa−3i:Hにおけるキャリアの移動度は1 c
m” / Vsec程度と小さく、そのため(1)高速
のスイッチングが困難であること、(2)大電流を短時
間に流すことができないこと、などの問題がある。
C発明の目的〕 本発明の目的は、上述したような問題点を解決し、キャ
リアの移動度が大きくて大電流を高速で流すことができ
、したがって高速スイッチングが可能な非線形抵抗素子
として機能する薄膜ダイオードを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点は、少なくとも2種類の半導体超薄膜を交互
に積層して構成された超薄膜積層体と、該超薄膜積層体
の相対する2つの端面(超薄膜積層体の層厚方向に平行
な端面)にそれぞれ形成された電極層とを有することを
特徴とする薄膜ダイオードによって解決される。
以上の構成の薄膜ダイオードにおいては、隣接する半導
体超薄膜の相互間の電子親和力の違いや近接電子間の相
互作用のために、その層厚方向に周期的にポテンシャル
井戸が形成された超格子構造(井戸層とバリア層とが交
互に形成された状態)を有し、半導体超薄膜の界面に添
った方向におけるキャリアの移動度が単層構造の半導体
層に比して大きく、たとえば、5 cm” / V s
ec以上の高いキャリア移動度を得ることができる。そ
のため、この薄膜ダイオードを用いた非線形抵抗素子に
おいては、大電流を高速で流すことができ、これをたと
えばマトリクス型表示装置のスイッチング素子として用
いた場合には、高速スイッチングが可能となる。
本発明の超薄膜積層体は、少なくとも半導体超薄膜をこ
れより禁制帯幅の大きい半導体超薄膜ではさんだダブル
へテロ構造を有し、好ましくはこのダブルへテロ構造が
5〜103層積層された構成とされる。超薄膜積層体の
膜厚は、特に限定されないが、良好なキャリアの移動度
を得るためには、0.025〜5μmとすることが好ま
しい。また、超薄膜積層体を構成する半導体超薄膜の膜
厚は、200Å以下、好ましくは50Å以下とされる。
また、超薄膜積層体は、半導体超薄膜の積層構造体を形
成したのち、イオン打ち込み法あるいは不純物拡散法に
より、半導体超薄膜の界面に対して垂直な方向を接合面
とするPIN型あるいはPN型の接合を形成することが
できる。
上記半導体超薄膜は、通常のプラズマCVD(化学的気
相成長)、光CVD、常圧CVD、減圧CVD、イオン
ブレーティング、スイッチング、真空蒸着などの薄膜形
成手段によって形成することができる。
tti記半導体超薄膜を構成する材料は、特に限定され
ないが、たとえば、アモルファスンリコン(a−3i 
: H) 、アモルファスシリコンカーバイl’(a−
3iC:H) 、アモルファス窒化シリコン(a−3i
N:II)、アモルファスシリコンゲルマニウム(a−
5iGe : H) 、アモルファスシリコンスズ(a
−3ign :H) 、アモルファスゲルマニウム(a
−Ge:H)などを用いることができる。これら半導体
材料のうち、三元素合金の場合は、その合金を構成する
元素の組成比を任意とすることができる。また、これら
の半導体材料は、ポロン等のmB族元素またはリン、ヒ
素等のVB族元素などのドーピングによってP型半導体
またはN型半導体とすることができる。
本発明の電極層を構成する金属材料は、特に制限されず
、得ようとする超薄膜積層体の端面との接合状態によっ
て適宜選択される。
たとえば、超薄膜積層体の端面との界面において障壁を
形成する電極層を形成する場合には、電極材料として、
たとえば、白金(Pt)、金(Δu)、パラジウム(P
d) 、タングステン(W)、ロジウム(Rh)、チタ
ン(Ti)、モリブデン(M’o)、イリジウム(I 
r)などを用いることができる。
また、超薄膜積層体の端面との界面においてオ−ミック
接触を形成する電極材料としては、たとえば、クロム(
Cr)、アルミニウム(AI)、マグネシウム(Mg)
、ニッケル(Ni)などを用いることができる。
また、前記電極層の膜厚(層厚方向に対して垂直方向の
厚さ)は、超薄膜積層体の端面全体に対して均一な接触
を得るために、少なくとも数百人程度とする。また、電
極層を形成する方法としては、たとえば、スパッタリン
グ、真空蒸着などの’1iJB9.形成手段を用形成こ
とができる。
本発明の薄膜ダイオードは、液晶、EL、ECなどの表
示要素からなるマトリクス型表示装置に適用することが
できる。そして、表示要素として液晶を用いる場合には
、液晶の種類は特に制限されず、たとえば、ネマティッ
ク液晶、カイラルネマテインク液晶、コレステリック液
晶、スメクテインク液晶、カイラルスメクティソク液晶
その他公知のものを用いることができ、またこれらを組
合わせることもできる。また、表示モードとしても、ツ
イストネマティック(TN)型モード、ゲスト・ホス)
 (GH)型モード、電圧制御複屈折(ECB)型モー
ド、コレステリッターネマティック型相転移モード、動
的散乱(D S)型モードなどのいずれのモードも用い
ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。
実施例1 第1図は、本発明の一実施例をマトリクス型表示装置の
スイッチング素子として機能する背面結合ダイオードに
適用した場合の要部を示す説明用断面図である。
この例においては、ガラス製基板1上に、a−3i :
Hからなる半導体超薄膜aとa−3iC:Hからなる半
導体超薄膜すとを交互に積層した積層構造体からなる一
対の超薄膜積層体S1およびS2が形成され、これら超
薄膜積層体S1およびS2の間には両者を接続するため
のクロムからなる第一電極層Elが形成され、超薄膜積
層体StおよびS2のそれぞれの外側の端面には、白金
からなる第二電極層E2および第三電極層ECが形成さ
れ、ダイオード素子が構成されている。2はアルミニウ
ムからなる引き出し用電極であり、3はITO(スズと
インジウムの酸化物)からなる画素電極である。
前記超薄膜積層体S1およびS2の形成は、たとえば容
量結合型プラズマCVD装置を用い、反応ガスの組成お
よび流量を2分間ごとに切り換えることより、以下の条
件下で行うことができる。
反応ガス:()内はガス流量を示す。
(a) a−3i :HJii S i Hs  (105(:CM) A r  (905CCM) (b)a−3iCiH層 S i H、(6SCCM) A r (905CCM) CH4(4SCCM) ガス圧: Q、1Torr 高周波型カニIOW 基板温度: 200℃ このようにして、膜厚がおよそ50人の半導体超薄膜a
およびbがそれぞれ25層にわたって積層された超薄膜
積層体S1およびS2を得ることができた。
また、第一電極層El、第二電極層E2および第三電極
層ECは、真空蒸着法を用いて形成され、その半導体超
薄膜の界面方向における膜厚は、それぞれ約2μm、0
.15μmおよび0.15μmである。
上記構成のダイオード素子は、超薄膜積層体S1および
S2と第一電極JiElとの界面においてそれぞれオー
ミック接触が形成され、また第二電極層E2と超Tit
膜積層体S1との界面および第三電極層ECと超’fi
l膜積層体S2との界面において障壁(ショットキバリ
ア)が形成され、2個のダイオードが直列かつ逆方向に
電気的に接続されたいわゆる背面結合ダイオードとなっ
ている。
上記構成の背面結合ダイオードにおいては、超薄膜積層
体S1およびS2におけるキャリアの移動度は、5cが
/Vsecであった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、キャリアの移動度が大きくて大電流を
高速で流すことができ、したがって高速スイッチングが
可能な非線形抵抗素子として機能する薄膜ダイオードを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す説明用断面図である
。 ■・・・左板     Sl、S2・・・超薄膜積層体
a、b・・・半導体垣薄■タ El・・・第一電極層E
2・・・第二電極層   E3・・・第三電極層3・・
・画素電極 図面の浄占(内容に変更なし) ず1図 手続補正書(自発) 昭和61年2月18日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 特願昭60−297318号 2、発明の名称 薄膜ダイオード 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都新宿区西新宿1丁口26番2号名 称
  (127)小西六写真工業株式会社4、代理人 図面全図 6、補正の内容 願書に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり (内
容に変更なし)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)少なくとも2種類の半導体超薄膜を交互に積層して
    構成された超薄膜積層体と、該超薄膜積層体の相対する
    2つの端面にそれぞれ形成された電極層とを有すること
    を特徴とする薄膜ダイオード。
JP29731885A 1985-12-28 1985-12-28 薄膜ダイオ−ド Pending JPS62156880A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02165680A (ja) * 1988-12-20 1990-06-26 Sharp Corp 負性抵抗素子
US20210199469A1 (en) * 2018-09-21 2021-07-01 Denso Corporation Rotation angle sensor and method for manufacturing rotation angle sensor

Cited By (3)

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