JPH04211174A - 非線形素子及びその製造法 - Google Patents
非線形素子及びその製造法Info
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- JPH04211174A JPH04211174A JP3005064A JP506491A JPH04211174A JP H04211174 A JPH04211174 A JP H04211174A JP 3005064 A JP3005064 A JP 3005064A JP 506491 A JP506491 A JP 506491A JP H04211174 A JPH04211174 A JP H04211174A
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- nonlinear
- inducing layer
- conductor
- nonlinear element
- conduction inducing
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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
［０００１］
【産業上の利用分野】本発明は、電流電圧特性が非線形
である非線形素子に関する。 ［０００２］
である非線形素子に関する。 ［０００２］
【従来の技術】従来の非線形素子としては、Ｓｉなどの
半導体ウェハーや、ガラスや単結晶等の上に形成した薄
膜状の半導体を用いていた。また、導電体−絶縁体−導
電体構造（以後本明細書ではＭＩＭ構造と呼ぶ）を持つ
ものも実用化されている。 ［０００３］
半導体ウェハーや、ガラスや単結晶等の上に形成した薄
膜状の半導体を用いていた。また、導電体−絶縁体−導
電体構造（以後本明細書ではＭＩＭ構造と呼ぶ）を持つ
ものも実用化されている。 ［０００３］
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体を用い
た従来の非線形素子では、非線形素子のベースとなるべ
き半導体の形成にも、ＣＶＤなどのスループットが良く
ない高価な真空装置を必要とするため、特に大きな面積
を必要とする用途のためには、非常に高価なものとなっ
てしまうという課題があった。 ［０００４］また、ＭＩＭ構造を持つ非線形素子も、非
線形電気伝導誘起層をタンタルなどの金属の陽極酸化で
形成するため、陽極酸化膜自体の特性を変化させること
は困難で、素子特性はほとんど膜厚と素子面積のみで制
御を行うしかない。このため、素子特性（例えば０Ｎ１
０ＦＦ比とＯＮ電流、素子容量）をバランス良く制御す
るのは難しい。 ［０００５］本発明の目的は、常温常圧で形成可能かつ
制御性に優れた非線形電気伝導誘起層をもつ非線形素子
及びその製造法を提供することによって、上記の課題を
解決することにある。 ［０００６］
た従来の非線形素子では、非線形素子のベースとなるべ
き半導体の形成にも、ＣＶＤなどのスループットが良く
ない高価な真空装置を必要とするため、特に大きな面積
を必要とする用途のためには、非常に高価なものとなっ
てしまうという課題があった。 ［０００４］また、ＭＩＭ構造を持つ非線形素子も、非
線形電気伝導誘起層をタンタルなどの金属の陽極酸化で
形成するため、陽極酸化膜自体の特性を変化させること
は困難で、素子特性はほとんど膜厚と素子面積のみで制
御を行うしかない。このため、素子特性（例えば０Ｎ１
０ＦＦ比とＯＮ電流、素子容量）をバランス良く制御す
るのは難しい。 ［０００５］本発明の目的は、常温常圧で形成可能かつ
制御性に優れた非線形電気伝導誘起層をもつ非線形素子
及びその製造法を提供することによって、上記の課題を
解決することにある。 ［０００６］
【課題を解決するための手段】上記目的は、導電体に非
線形電気伝導誘起層が挟持された構造からなり、非線形
電気伝導誘起層が少なくとも高分子絶縁体と、高分子絶
縁体内に分散した有機半導体から構成される非線形素子
において達成される。また、前記非線形素子は少なくと
も高分子絶縁体と有機半導体を共通溶媒に溶解させ均質
溶液とし、塗布により導電体上に非線形電気伝導誘起層
を形成することで製造できる。 ［０００７］
線形電気伝導誘起層が挟持された構造からなり、非線形
電気伝導誘起層が少なくとも高分子絶縁体と、高分子絶
縁体内に分散した有機半導体から構成される非線形素子
において達成される。また、前記非線形素子は少なくと
も高分子絶縁体と有機半導体を共通溶媒に溶解させ均質
溶液とし、塗布により導電体上に非線形電気伝導誘起層
を形成することで製造できる。 ［０００７］
（実施例１）
非線形電気伝導層に用いる高分子絶縁体は、ポリフマル
酸ジイソプロピル（以下本明細書ではＰＤｉＰＦと略記
する）をもちいた。ＰＤｉＰＦなどのポリフマル酸エス
テル類を単独で用いた場合、数百オングストロームまで
の非常に薄いスピンコード膜でも、電気絶縁特性の優れ
た薄膜が得られる材料として知られている。 （重厚ら
、高分子討論会予稿集Ｖｏ１．３９．Ｎｏ、８（１９８
９） ｐ、２５６３） ＰＤｉＰＦは再沈澱によって精
製したのち、精製したクロロホルムに溶解してＰＤｉＰ
Ｆ溶液を作った。更に有機半導体であるフタロシアニン
誘導体（ＣｏｐｐｅｒＴｅｔｒａ ４−ｔｅｒｔｂｕｔ
ｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）を溶解して、均
一溶液とした。この溶液を、０．５μｍのフィルターに
通してごみを除去し、原料溶液とした。混合の比率は、
目的とする非線形素子のＯＮ電流値および／またはＯＦ
Ｆ電流値と膜強度の兼ね合いで決められるが、膜厚と素
子サイズを適当に選べば、１０−６〜５０ｗｔ％の範囲
において、いずれも電流電圧特性の非線形性を示すこと
が確認できた。 ［０００８］図１に、本実施例における非線形素子の概
念を示す。 ［０００９１基板としては、表面を光学研磨したパイレ
ックスガラス１１を用い、金属などの導電体膜をスパッ
ターもしくは蒸着で形成し、フォトエツチングによって
パターンを形成して下部導電体１２としたものを用い、
素子面積が２０μｍ角となるように２０μｍ幅にパター
ニングした。
酸ジイソプロピル（以下本明細書ではＰＤｉＰＦと略記
する）をもちいた。ＰＤｉＰＦなどのポリフマル酸エス
テル類を単独で用いた場合、数百オングストロームまで
の非常に薄いスピンコード膜でも、電気絶縁特性の優れ
た薄膜が得られる材料として知られている。 （重厚ら
、高分子討論会予稿集Ｖｏ１．３９．Ｎｏ、８（１９８
９） ｐ、２５６３） ＰＤｉＰＦは再沈澱によって精
製したのち、精製したクロロホルムに溶解してＰＤｉＰ
Ｆ溶液を作った。更に有機半導体であるフタロシアニン
誘導体（ＣｏｐｐｅｒＴｅｔｒａ ４−ｔｅｒｔｂｕｔ
ｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）を溶解して、均
一溶液とした。この溶液を、０．５μｍのフィルターに
通してごみを除去し、原料溶液とした。混合の比率は、
目的とする非線形素子のＯＮ電流値および／またはＯＦ
Ｆ電流値と膜強度の兼ね合いで決められるが、膜厚と素
子サイズを適当に選べば、１０−６〜５０ｗｔ％の範囲
において、いずれも電流電圧特性の非線形性を示すこと
が確認できた。 ［０００８］図１に、本実施例における非線形素子の概
念を示す。 ［０００９１基板としては、表面を光学研磨したパイレ
ックスガラス１１を用い、金属などの導電体膜をスパッ
ターもしくは蒸着で形成し、フォトエツチングによって
パターンを形成して下部導電体１２としたものを用い、
素子面積が２０μｍ角となるように２０μｍ幅にパター
ニングした。
【００１０］この基板上に、所定の膜厚となるように濃
度と回転数と回転時間を制御して、スピンコーティング
により有機半導体が分散した高分子絶縁体を塗布し非線
形電気伝導誘起層１３とした。 ［００１１１こうして形成した下部導電体および非線形
電気伝導誘起層の上に、金属をスパッターもしくは蒸着
で形成した後、２０μｍ幅に上部導電体１４をフォトエ
ツチングでパターン形成して、ＭＩＭ構造の非線形素子
が得られた。 ［００１２］ こうして得られた非線形素子は、暗所で
電流電圧特性を測定すると、図２のように非線形性を示
すことを確認した。このとき、上部導電体と下部導電体
に異なるものを用いると、電圧の印加方向によって特性
が非対称になる場合もあった。この非線形素子は、ＯＮ
電圧を９ボルト、ＯＦＦ電圧を１ボルトとしたときに、
電流の０Ｎ１０ＦＦ比が４桁以上とれる。 ［００１３］ （実施例２） 本実施例でも、高分子絶縁体は実施例１と同様にＰＤｉ
ＰＦを用い、有機半導体はフタロシアニン誘導体を用い
た。 ［００１４］実施例１と同様にして精製ししたＰＤｉＰ
Ｆとフタロシアニン誘導体を四塩化炭素に溶解し、０゜
５μｍのフィルターを通して原料溶液を得た。この原料
溶液を用いて、実施例１と同様に下部電極を形成した基
板上に、所定の膜厚となるように濃度と引き上げ速度を
制御して、デイプコーティングにより有機半導体が分散
した高分子絶縁体を塗布して非線形電気伝導誘起層とし
た。更に上部導電体の形成を行って、非線形素子を作成
した。 ［００１５］ このようにして作成された非線形素子も
、実施例１と同様にして電流電圧特性を測定すると、非
線形性を示した。 ［００１６］ （実施例３） 本実施例でも、高分子絶縁体は実施例１と同様にＰＤｉ
ＰＦを用い、有機半導体としてはオキサジアゾール誘導
体（２，５−Ｂｉｓ（４−ｄｉｅｔｈ５−Ｂ１５（４−
ｄｉｅｔｈｙｌａ、３，４０ｘａｄｉａｚｏｌｅ）を用
いた。 ［００１７］実施例１と同様にして精製ししたＰＤｉＰ
Ｆとオキサジアゾール誘導体を四塩化炭素に溶解し、０
．５μｍのフィルターを通して原料溶液を得た。この原
料溶液を用いて、実施例１と同様に下部電極を形成した
基板上に、所定の膜厚となるように濃度とスペースを制
御して、バーコーティングにより有機半導体が分散した
高分子絶縁体を塗布して非線形電気伝導誘起層とした。 更に上部導電体の形成を行って、非線形素子を作成した
。 ［００１８］ このようにして作成された非線形素子も
、実施例１と同様にして電流電圧特性を測定すると、非
線形性を示した。 ［００１９］ （実施例４） 本実施例では、図３に示す構造の非線形素子を形成した
。基板３１上に第１導電体３２および第３導電体３５を
同時に形成してから、ポリフマル酸ジシクロヘキシルと
オキサジアゾール誘導体をトルエンに溶解し、０．５μ
ｍのフィルターを通した原料溶液を用意した。この原料
溶液を用いて基板上に、所定の膜厚となるように濃度と
ロールと送り速度を制御して、ロールコーティングによ
り有機半導体が分散した高分子絶縁体を塗布し、非線形
電気伝導誘起層３３を形成した。更にこの上に第２導電
体３４を形成して、非線形素子を作成した。 ［００２０１このような作成法によると、素子構成は、
第１導電体と第２導電体およびそれら２つの導電体に挟
持された非線形電気伝導誘起層からつくられた非線形素
子と、第２導電体と第３導電体および非線形電気伝導誘
起層からつくられた非線形素子の、２つの非線形素子を
直列に接続したものとなる。本明細書では以下、この構
造をＭＩＭＩＭ構造と呼ぶ。 ［００２１１この構造の素子では、素子から基板端への
配線を行う第１導電体、第３導電体の両方を、基板ガラ
ス上に直接形成できるために、基板加熱などによる低抵
抗での導電体形成が容易である。また、非線形電気伝導
誘起層に対してダメージを与えないように、低温で薄く
第２導電体を形成し、第２導電体の抵抗が大きくなって
しまっても、素子特性にはほとんど影響を与えない利点
もある。 ［００２２１本実施例で作成した非線形素子も、実施例
１から実施例３と同様に電流電圧特性は非線形性を示す
ことを確認した。本実施例の場合には、第１および第３
導電体と、第２導電体に異なるものを用いても、素子構
成が対称となるために、電流電圧特性はいつも対称とな
る。 ［００２３］以上実施例を述べたが、本発明は以上の実
施例のみに限定されるものではない。上部もしくは下部
導電体として金属以外の導電体を用いることは可能であ
るし、形成法も電気メツキや無電解メツキ、塗布などの
方法が用いられ得る。また、用いる有機半導体も可溶性
の縮合多環芳香族化合物や、電荷移動錯体などが種々考
えられる。 ［００２４］また、構造としては、実施例で取り上げた
ＭＩＭ構造、ＭＩＭＩＭ構造以外にも、実施例４と同様
な作成方法で、第２導電体に半導体膜を用いて界面で接
合を形成し、ＭＩＳＩＭ構造のＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃ
ｋダイオードを作成する事も考えられる。 ［００２５１本発明の非線形素子は、これを用いたアク
ティブマトリックス表示装置や光シヤツターなどの電気
光学装置、温度、湿度、光、ガス、溶液などのセンサー
などにも広く応用が可能である。 ［００２６］ 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば常温
常圧で形成可能で、かつ制御性に優れた非線形電気伝導
誘起層をもつ非線形素子を提供することによって、安価
で優れた非線形素子を作成することが可能になる。本発
明の非線形素子は素子構造が簡単な上、非線形電気伝導
誘起層の形成が容易なため、特に大きな面積のものを作
成するのには有利である。
度と回転数と回転時間を制御して、スピンコーティング
により有機半導体が分散した高分子絶縁体を塗布し非線
形電気伝導誘起層１３とした。 ［００１１１こうして形成した下部導電体および非線形
電気伝導誘起層の上に、金属をスパッターもしくは蒸着
で形成した後、２０μｍ幅に上部導電体１４をフォトエ
ツチングでパターン形成して、ＭＩＭ構造の非線形素子
が得られた。 ［００１２］ こうして得られた非線形素子は、暗所で
電流電圧特性を測定すると、図２のように非線形性を示
すことを確認した。このとき、上部導電体と下部導電体
に異なるものを用いると、電圧の印加方向によって特性
が非対称になる場合もあった。この非線形素子は、ＯＮ
電圧を９ボルト、ＯＦＦ電圧を１ボルトとしたときに、
電流の０Ｎ１０ＦＦ比が４桁以上とれる。 ［００１３］ （実施例２） 本実施例でも、高分子絶縁体は実施例１と同様にＰＤｉ
ＰＦを用い、有機半導体はフタロシアニン誘導体を用い
た。 ［００１４］実施例１と同様にして精製ししたＰＤｉＰ
Ｆとフタロシアニン誘導体を四塩化炭素に溶解し、０゜
５μｍのフィルターを通して原料溶液を得た。この原料
溶液を用いて、実施例１と同様に下部電極を形成した基
板上に、所定の膜厚となるように濃度と引き上げ速度を
制御して、デイプコーティングにより有機半導体が分散
した高分子絶縁体を塗布して非線形電気伝導誘起層とし
た。更に上部導電体の形成を行って、非線形素子を作成
した。 ［００１５］ このようにして作成された非線形素子も
、実施例１と同様にして電流電圧特性を測定すると、非
線形性を示した。 ［００１６］ （実施例３） 本実施例でも、高分子絶縁体は実施例１と同様にＰＤｉ
ＰＦを用い、有機半導体としてはオキサジアゾール誘導
体（２，５−Ｂｉｓ（４−ｄｉｅｔｈ５−Ｂ１５（４−
ｄｉｅｔｈｙｌａ、３，４０ｘａｄｉａｚｏｌｅ）を用
いた。 ［００１７］実施例１と同様にして精製ししたＰＤｉＰ
Ｆとオキサジアゾール誘導体を四塩化炭素に溶解し、０
．５μｍのフィルターを通して原料溶液を得た。この原
料溶液を用いて、実施例１と同様に下部電極を形成した
基板上に、所定の膜厚となるように濃度とスペースを制
御して、バーコーティングにより有機半導体が分散した
高分子絶縁体を塗布して非線形電気伝導誘起層とした。 更に上部導電体の形成を行って、非線形素子を作成した
。 ［００１８］ このようにして作成された非線形素子も
、実施例１と同様にして電流電圧特性を測定すると、非
線形性を示した。 ［００１９］ （実施例４） 本実施例では、図３に示す構造の非線形素子を形成した
。基板３１上に第１導電体３２および第３導電体３５を
同時に形成してから、ポリフマル酸ジシクロヘキシルと
オキサジアゾール誘導体をトルエンに溶解し、０．５μ
ｍのフィルターを通した原料溶液を用意した。この原料
溶液を用いて基板上に、所定の膜厚となるように濃度と
ロールと送り速度を制御して、ロールコーティングによ
り有機半導体が分散した高分子絶縁体を塗布し、非線形
電気伝導誘起層３３を形成した。更にこの上に第２導電
体３４を形成して、非線形素子を作成した。 ［００２０１このような作成法によると、素子構成は、
第１導電体と第２導電体およびそれら２つの導電体に挟
持された非線形電気伝導誘起層からつくられた非線形素
子と、第２導電体と第３導電体および非線形電気伝導誘
起層からつくられた非線形素子の、２つの非線形素子を
直列に接続したものとなる。本明細書では以下、この構
造をＭＩＭＩＭ構造と呼ぶ。 ［００２１１この構造の素子では、素子から基板端への
配線を行う第１導電体、第３導電体の両方を、基板ガラ
ス上に直接形成できるために、基板加熱などによる低抵
抗での導電体形成が容易である。また、非線形電気伝導
誘起層に対してダメージを与えないように、低温で薄く
第２導電体を形成し、第２導電体の抵抗が大きくなって
しまっても、素子特性にはほとんど影響を与えない利点
もある。 ［００２２１本実施例で作成した非線形素子も、実施例
１から実施例３と同様に電流電圧特性は非線形性を示す
ことを確認した。本実施例の場合には、第１および第３
導電体と、第２導電体に異なるものを用いても、素子構
成が対称となるために、電流電圧特性はいつも対称とな
る。 ［００２３］以上実施例を述べたが、本発明は以上の実
施例のみに限定されるものではない。上部もしくは下部
導電体として金属以外の導電体を用いることは可能であ
るし、形成法も電気メツキや無電解メツキ、塗布などの
方法が用いられ得る。また、用いる有機半導体も可溶性
の縮合多環芳香族化合物や、電荷移動錯体などが種々考
えられる。 ［００２４］また、構造としては、実施例で取り上げた
ＭＩＭ構造、ＭＩＭＩＭ構造以外にも、実施例４と同様
な作成方法で、第２導電体に半導体膜を用いて界面で接
合を形成し、ＭＩＳＩＭ構造のＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃ
ｋダイオードを作成する事も考えられる。 ［００２５１本発明の非線形素子は、これを用いたアク
ティブマトリックス表示装置や光シヤツターなどの電気
光学装置、温度、湿度、光、ガス、溶液などのセンサー
などにも広く応用が可能である。 ［００２６］ 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば常温
常圧で形成可能で、かつ制御性に優れた非線形電気伝導
誘起層をもつ非線形素子を提供することによって、安価
で優れた非線形素子を作成することが可能になる。本発
明の非線形素子は素子構造が簡単な上、非線形電気伝導
誘起層の形成が容易なため、特に大きな面積のものを作
成するのには有利である。
【図１】本発明の実施例１で作成した、非線形素子の概
念を表す断面図である。
念を表す断面図である。
【図２】本発明の実施例１で作成した、非線形素子の電
流電圧特性を表す図である。
流電圧特性を表す図である。
【図３】本発明の実施例４で作成した、非線形素子の概
念を表わす断面図である。
念を表わす断面図である。
１１・・・・・・・・・・基板ガラス
１２・・・・・・・・・・下部導電体
１３・・・・・・・・・・非線形電気伝導誘起層１４・
・・・・・・・・・上部導電体 ２１・・・・・・・・・・電流電圧特性曲線３１・・・
・・・・・・・基板ガラス ３２・・・・・・・・・・第１導電体 ３３・・・・・・・・・・非線形電気伝導誘起層３４・
・・・・・・・・・第２導電体 ３５・・・・・・・・・・第３導電体
・・・・・・・・・上部導電体 ２１・・・・・・・・・・電流電圧特性曲線３１・・・
・・・・・・・基板ガラス ３２・・・・・・・・・・第１導電体 ３３・・・・・・・・・・非線形電気伝導誘起層３４・
・・・・・・・・・第２導電体 ３５・・・・・・・・・・第３導電体
【図１】
【図２】
【図３】
Claims (2)
- 【請求項１】 導電体に非線形電気伝導誘起層が挟持さ
れた構造からなり、非線形電気伝導誘起層が少なくとも
高分子絶縁体と、高分子絶縁体内に分散した有機半導体
から構成されることを特徴とする非線形素子。 - 【請求項２】 導電体に非線形電気伝導誘起層が挟持さ
れた構造からなり、非線形電気伝導誘起層が少なくとも
高分子絶縁体と、高分子絶縁体内に分散した有機半導体
から構成される非線形素子において、少なくとも高分子
絶縁体と有機半導体を共通溶媒に溶解させ均質溶液とし
、塗布により導電体上に非線形電気伝導誘起層を形成す
ることを特徴とする非線形素子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005064A JPH04211174A (ja) | 1990-01-23 | 1991-01-21 | 非線形素子及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324790 | 1990-01-23 | ||
| JP2-13247 | 1990-01-23 | ||
| JP3005064A JPH04211174A (ja) | 1990-01-23 | 1991-01-21 | 非線形素子及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04211174A true JPH04211174A (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=26338944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005064A Pending JPH04211174A (ja) | 1990-01-23 | 1991-01-21 | 非線形素子及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04211174A (ja) |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3005064A patent/JPH04211174A/ja active Pending
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