JPH02103518A - 非線形抵抗素子 - Google Patents
非線形抵抗素子Info
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- JPH02103518A JPH02103518A JP63257567A JP25756788A JPH02103518A JP H02103518 A JPH02103518 A JP H02103518A JP 63257567 A JP63257567 A JP 63257567A JP 25756788 A JP25756788 A JP 25756788A JP H02103518 A JPH02103518 A JP H02103518A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
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
本発明は表示デバイス用の非線形抵抗素子に関する。
従来の技術
液晶、エレクトロルミネセンス等の表示デバイスにおい
て、高精細度な画面を得るためには、走査線数を増やし
た高密度なマトリクス構成が必要である。このようなマ
トリクスを有効的に駆動させるため、各表示素子にスイ
ッチング素子を取り付けたアクティブマトリクス駆動方
式が注目されている。このアクティブマトリクス駆動に
使用されるスイッチング素子として、通常、薄膜トラン
ジスタ(TPT)を代表とした3端子型素子と、MIM
や薄膜ダイオードを代表とした2端子型素子が一般的で
ある。2端子型素子は3端子型素子に比べて構造が簡単
で、製造歩留まりが高いため、大画面用として注目され
ており、特にPIN型半導体層を並列かつ逆方向に接続
させたリングダイオード(RD)はバラツキの少ない均
一なしきい値電圧を持つ非線形抵抗素子である。
て、高精細度な画面を得るためには、走査線数を増やし
た高密度なマトリクス構成が必要である。このようなマ
トリクスを有効的に駆動させるため、各表示素子にスイ
ッチング素子を取り付けたアクティブマトリクス駆動方
式が注目されている。このアクティブマトリクス駆動に
使用されるスイッチング素子として、通常、薄膜トラン
ジスタ(TPT)を代表とした3端子型素子と、MIM
や薄膜ダイオードを代表とした2端子型素子が一般的で
ある。2端子型素子は3端子型素子に比べて構造が簡単
で、製造歩留まりが高いため、大画面用として注目され
ており、特にPIN型半導体層を並列かつ逆方向に接続
させたリングダイオード(RD)はバラツキの少ない均
一なしきい値電圧を持つ非線形抵抗素子である。
第4図(a)にRD素子の断面構成の一例を示す。ガラ
ス基板1上にITOより成る透明電極層2を形成し、続
いてCrバッファ層3を積層し、透明電極層2と合わせ
て下部電極層4とする。この上にP型アモルファスSl
:H(以後、a−Sl:Hと記述する)より成るP型半
導体層5、ノンドープI型a−5l:Hより成るI型半
導体層6、N型a−Sl:Hより成るN型半導体m8を
順次積層したのち、コンタクトホールlOを有する層間
絶縁層9を形成し、Crより成る上部電極層l!を設け
て素子を構成する。
ス基板1上にITOより成る透明電極層2を形成し、続
いてCrバッファ層3を積層し、透明電極層2と合わせ
て下部電極層4とする。この上にP型アモルファスSl
:H(以後、a−Sl:Hと記述する)より成るP型半
導体層5、ノンドープI型a−5l:Hより成るI型半
導体層6、N型a−Sl:Hより成るN型半導体m8を
順次積層したのち、コンタクトホールlOを有する層間
絶縁層9を形成し、Crより成る上部電極層l!を設け
て素子を構成する。
この素子六回じ構造の素子を隣接して設け、透明電極層
と上部電極層を相互配線することにより、第4図(1)
)に示すようなダイオードを並列、逆方向接続の形にし
たリング構成にする。
と上部電極層を相互配線することにより、第4図(1)
)に示すようなダイオードを並列、逆方向接続の形にし
たリング構成にする。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、この素子の最大の課題は、しきい値電圧
が0.7Vと低い点にある。通常、しきい値?lff圧
は液晶駆動電圧の1.5倍以上が必要とされており、3
Vで動作する液晶材料を用いた場合、4.5Vのしきい
値電圧が要求される。このしきい値電圧を得るためには
、しきい値電圧が0.7VのPIN型半導体届を6.7
段積層しなければならず、構造的に複雑になる。
が0.7Vと低い点にある。通常、しきい値?lff圧
は液晶駆動電圧の1.5倍以上が必要とされており、3
Vで動作する液晶材料を用いた場合、4.5Vのしきい
値電圧が要求される。このしきい値電圧を得るためには
、しきい値電圧が0.7VのPIN型半導体届を6.7
段積層しなければならず、構造的に複雑になる。
本発明は上述のような従来の課題に鑑み成されたもので
あり、簡単な構造でしきい値電圧の大きい非線形抵抗素
子を提供するものである。
あり、簡単な構造でしきい値電圧の大きい非線形抵抗素
子を提供するものである。
課題を解決するための手段
本発明は、2個の電極層間に形成された半導体層に、半
導体層を構成する成分と化学当量的に絶縁体を形成する
特性を有する成分を含ませた複合層が挿入された構成と
なっている。
導体層を構成する成分と化学当量的に絶縁体を形成する
特性を有する成分を含ませた複合層が挿入された構成と
なっている。
作用
本発明は、上記した構成により、半導体層、特にP型、
■型、N型を積層した半導体層に、半導体層を構成す
る成分と化学当量的に絶縁体を構成する特性を有する成
分、例えばSi半導体であれば酸素O1窒素N、炭素C
から選ばれた成分を一種、あるいは複数種、Siに含ま
せたものを複合層として挿入することにより、この複合
層に電圧が印加された場合に流れる電流は非線形性を示
し、素子全体としてのしきい値電圧を大きくする。この
電圧は半導体に含ませる成分の含有量が増大するに従い
、大きくなり、また複合層の膜厚が厚くなるに従い、大
きくなる特性を有する。
■型、N型を積層した半導体層に、半導体層を構成す
る成分と化学当量的に絶縁体を構成する特性を有する成
分、例えばSi半導体であれば酸素O1窒素N、炭素C
から選ばれた成分を一種、あるいは複数種、Siに含ま
せたものを複合層として挿入することにより、この複合
層に電圧が印加された場合に流れる電流は非線形性を示
し、素子全体としてのしきい値電圧を大きくする。この
電圧は半導体に含ませる成分の含有量が増大するに従い
、大きくなり、また複合層の膜厚が厚くなるに従い、大
きくなる特性を有する。
従って複合層として半導体に含ませる成分の含有量およ
び複合層の膜厚によってしきい値電圧を制御することが
でき、従来の低いしきい値電圧を適切な電圧値まで高め
ることができる。
び複合層の膜厚によってしきい値電圧を制御することが
でき、従来の低いしきい値電圧を適切な電圧値まで高め
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もとに説明する。
(実施例1)
第1図は、本発明の実施例1の非線形抵抗素子の断面構
成図を示している。図中、ガラス基板1上にスパッタ法
によりITOより成る透明電極層2をI00nm形成し
、その上にCrより成るバッファ層3をl00nra積
層し、下部電極層4を構成する。
成図を示している。図中、ガラス基板1上にスパッタ法
によりITOより成る透明電極層2をI00nm形成し
、その上にCrより成るバッファ層3をl00nra積
層し、下部電極層4を構成する。
この下部電極層4上にジボランB2 Haを添加したシ
ラン5114を原料ガスとしたプラズマCVD法で膜厚
1100nでP型a−Sl:Hより成るP型半導体層5
を形成する。さらにこの上に複合層7を挿入したI型半
導体層6を形成するが、■型半導体層6はシラン5IH
aのみを原料ガスとしたプラズマCVD法で作製したノ
ンドープのI型a−St:Hより構成し、複合層7は酸
素Oを添加したシラン5IH4を原料ガスとしたプラズ
マCVD法で作製した5IOX (X)0)より構成す
る。複合層7は■型半導体層6の中央部に位置させ、膜
厚構成は■型半導体層6の合計を200nm +複合層
7を20nmとしている。■型半導体層6上にホスフィ
ンPHsを添加したシラン5IHaを原料ガスとしたプ
ラズマCVD法で膜厚100on+のN型a−Si:H
より成るN型半導体層8を形成し、複合層7を挿入した
PIN型半導体層を構成する。
ラン5114を原料ガスとしたプラズマCVD法で膜厚
1100nでP型a−Sl:Hより成るP型半導体層5
を形成する。さらにこの上に複合層7を挿入したI型半
導体層6を形成するが、■型半導体層6はシラン5IH
aのみを原料ガスとしたプラズマCVD法で作製したノ
ンドープのI型a−St:Hより構成し、複合層7は酸
素Oを添加したシラン5IH4を原料ガスとしたプラズ
マCVD法で作製した5IOX (X)0)より構成す
る。複合層7は■型半導体層6の中央部に位置させ、膜
厚構成は■型半導体層6の合計を200nm +複合層
7を20nmとしている。■型半導体層6上にホスフィ
ンPHsを添加したシラン5IHaを原料ガスとしたプ
ラズマCVD法で膜厚100on+のN型a−Si:H
より成るN型半導体層8を形成し、複合層7を挿入した
PIN型半導体層を構成する。
さらにコンタクトホール1Gを有する5102より成る
層間絶縁層9を200nm形成し、Crより成る上部電
極層IIを10On11設ける。この素子と同じ構成の
素子を隣接して設け、透明電極層と上部電極層を相互配
線してリング構成とし、ダイオードを並列、逆方向接続
の形にする。
層間絶縁層9を200nm形成し、Crより成る上部電
極層IIを10On11設ける。この素子と同じ構成の
素子を隣接して設け、透明電極層と上部電極層を相互配
線してリング構成とし、ダイオードを並列、逆方向接続
の形にする。
第2図は複合層7の膜厚を20nmに固定し、複合層7
形成における原料ガス中の酸素含有量を変化させて5I
OXのX値を変えたときの素子の電圧−電流特性(V−
I特性)を示している。破線は参考のため複合層を挿入
しない場合の特性を示しており、抵抗が急に低下し、電
流値が増大するしきい値電圧は約0.7vである。これ
に対し、本実施例では、複合層7を挿入することにより
、しきい値電圧を大きくすることができ、この値もX値
を太き(するに従って高めることができる。
形成における原料ガス中の酸素含有量を変化させて5I
OXのX値を変えたときの素子の電圧−電流特性(V−
I特性)を示している。破線は参考のため複合層を挿入
しない場合の特性を示しており、抵抗が急に低下し、電
流値が増大するしきい値電圧は約0.7vである。これ
に対し、本実施例では、複合層7を挿入することにより
、しきい値電圧を大きくすることができ、この値もX値
を太き(するに従って高めることができる。
このように本実施例によれば、非線形抵抗素子のしきい
値電圧を大きくできるとともに、複合層7に含ませる酸
素の瓜によってその値を適切な値に制御することができ
る。また、複合層7のX値を固定してその膜厚を変える
ことのよってもしきい値電圧を制御することができる。
値電圧を大きくできるとともに、複合層7に含ませる酸
素の瓜によってその値を適切な値に制御することができ
る。また、複合層7のX値を固定してその膜厚を変える
ことのよってもしきい値電圧を制御することができる。
すなわち、複合層7の膜厚を厚くすることによってしき
い値電圧を大きくすることができ、しきい値電圧の広範
囲にわたっての制御が可能である。
い値電圧を大きくすることができ、しきい値電圧の広範
囲にわたっての制御が可能である。
なお、本実施例において、複合層をプラズマCVD法で
形成したが、スパッタ法を用いてもイオン注入法を用い
ても良い。イオン注入法の場合、Si半導体層に酸素イ
オンを加速して注入するので化学当量であるS 102
よりも酸素濃度を高めることも可能であり、半導体に含
ませる成分の含TT Wkを幅広(制御することができ
る。
形成したが、スパッタ法を用いてもイオン注入法を用い
ても良い。イオン注入法の場合、Si半導体層に酸素イ
オンを加速して注入するので化学当量であるS 102
よりも酸素濃度を高めることも可能であり、半導体に含
ませる成分の含TT Wkを幅広(制御することができ
る。
(実施例2)
第3図に本発明の実施例2に基づく非線形抵抗素子の断
面構成図を示す。複合層をN型半導体層に挿入し、Sl
半導体に窒素Nを含ませた複合層を用いる場合である。
面構成図を示す。複合層をN型半導体層に挿入し、Sl
半導体に窒素Nを含ませた複合層を用いる場合である。
実施例1と同様にしてガラス基板1上に透明電極層2、
バッファ層3、P型半導体層5を順次積層した後、■型
半導体層6を膜厚200nmとして形成する。この上に
複合層7を挟む形でN型半導体層8を形成するが、N型
半導体層8見ホスフインPH3を添加したシラン5I8
4を原料ガスとしたプラズマCVD法で形成し、複合層
7はさらに窒素Nを添加した原料ガスを用いたプラズマ
CV D 71で形成する。この場合、原料ガスにホス
フィンPH3を添加していないが、添加していても若干
しきい値電圧に差が生じるものの、しきい値電圧を高め
る上で支障はない。膜厚構成はN型半導体層8の合計を
+00nm1 複合層7を20nmとしている。さら
に実施例1と同様に層間絶鼻層9、上部電極層11を形
成し、非線形抵抗素子を構成する。ここで構成された素
子は実施例1と同様にしきい値電圧を大きくできるとと
もに、その値を複合層7における窒素の含有量およびそ
の膜厚で制御することができる。
バッファ層3、P型半導体層5を順次積層した後、■型
半導体層6を膜厚200nmとして形成する。この上に
複合層7を挟む形でN型半導体層8を形成するが、N型
半導体層8見ホスフインPH3を添加したシラン5I8
4を原料ガスとしたプラズマCVD法で形成し、複合層
7はさらに窒素Nを添加した原料ガスを用いたプラズマ
CV D 71で形成する。この場合、原料ガスにホス
フィンPH3を添加していないが、添加していても若干
しきい値電圧に差が生じるものの、しきい値電圧を高め
る上で支障はない。膜厚構成はN型半導体層8の合計を
+00nm1 複合層7を20nmとしている。さら
に実施例1と同様に層間絶鼻層9、上部電極層11を形
成し、非線形抵抗素子を構成する。ここで構成された素
子は実施例1と同様にしきい値電圧を大きくできるとと
もに、その値を複合層7における窒素の含有量およびそ
の膜厚で制御することができる。
ここでは複合層7をN型半導体層8に挿入しているが、
P型半導体層5に挿入しても良い。また複合層7の挿入
場所を半導体層の中央部ということで説明しているが、
これに限ることはなり、P型半導体層5と■型半導体層
6の接合面あるいはI型半導体層6とN型半導体層8の
接合面に設けても良い。さらに、半導体層の端部、例え
ばP型半導体層5と透明電極層2、あるいはN型半導体
層8と上部電極層11との接合面に複合層を設けても良
い。また実施例では複合層7を一層として説明している
が、場合によっては二層以上、設置しても良い。
P型半導体層5に挿入しても良い。また複合層7の挿入
場所を半導体層の中央部ということで説明しているが、
これに限ることはなり、P型半導体層5と■型半導体層
6の接合面あるいはI型半導体層6とN型半導体層8の
接合面に設けても良い。さらに、半導体層の端部、例え
ばP型半導体層5と透明電極層2、あるいはN型半導体
層8と上部電極層11との接合面に複合層を設けても良
い。また実施例では複合層7を一層として説明している
が、場合によっては二層以上、設置しても良い。
なお、半導体層を多結晶Siで構成しても同様の効果が
得られる。
得られる。
発明の効果
本発明によれば、非線形抵抗素子として半導体層を構成
する成分と化学当量的に絶縁体を形成する特性を有する
成分を含ませた複合層が、2個の電極層間に形成された
半導体層に挿入された構成を採ることにより、簡単な構
造で素子のしきい値電圧を適切な値まで高めることがで
き、その工業的価値は非常に高い。
する成分と化学当量的に絶縁体を形成する特性を有する
成分を含ませた複合層が、2個の電極層間に形成された
半導体層に挿入された構成を採ることにより、簡単な構
造で素子のしきい値電圧を適切な値まで高めることがで
き、その工業的価値は非常に高い。
第1図は本発明の非線形抵抗素子の第1の実施例におけ
る断面構成図、第2図は同非線形抵抗素子の特性図、第
3図は本発明の第2の実施例における断面構成図、第4
図は従来の非線形抵抗素子の断面構成図である。 1−m−ガラス基板、4−一一下部電極層、5−−−P
型半導体層、e −−−r型半導体層、7一−−複合層
、8−−−N型半導体層、1l−−一上部電極層。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか1名費 壇
る断面構成図、第2図は同非線形抵抗素子の特性図、第
3図は本発明の第2の実施例における断面構成図、第4
図は従来の非線形抵抗素子の断面構成図である。 1−m−ガラス基板、4−一一下部電極層、5−−−P
型半導体層、e −−−r型半導体層、7一−−複合層
、8−−−N型半導体層、1l−−一上部電極層。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか1名費 壇
Claims (3)
- (1)2個の電極層間に形成された半導体層に、前記半
導体層を構成する成分と化学等量的に絶縁体を形成する
特性を有する成分を含ませた複合層が挿入されたことを
特徴とする非線形抵抗素子。 - (2)半導体層は、Siを主成分とする、P型半導体層
、I型半導体層、N型半導体層、あるいはN型半導体層
、I型半導体層、P型半導体層を順次積層して成る請求
項1記載の非線形抵抗素子。 - (3)複合層は、主成分がSiに酸素Oを含ませたS1
O_x(x>0)、Siに窒素Nを含ませたSiN_y
(y>0)、Siに炭素Cを含ませたSiC_z(z>
0)のうちいずれか一種、あるいは複数種の混成体より
構成される請求項1または2記載の非線形抵抗素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63257567A JPH02103518A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 非線形抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63257567A JPH02103518A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 非線形抵抗素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02103518A true JPH02103518A (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=17308065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63257567A Pending JPH02103518A (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 非線形抵抗素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02103518A (ja) |
-
1988
- 1988-10-13 JP JP63257567A patent/JPH02103518A/ja active Pending
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