JPH0784281A - アクティブ素子 - Google Patents
アクティブ素子Info
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- JPH0784281A JPH0784281A JP22913593A JP22913593A JPH0784281A JP H0784281 A JPH0784281 A JP H0784281A JP 22913593 A JP22913593 A JP 22913593A JP 22913593 A JP22913593 A JP 22913593A JP H0784281 A JPH0784281 A JP H0784281A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】二つの電極に強誘電体のアクティブ層が挟まれ
た構造のアクティブ素子において、電極とアクティブ層
の剥離が抑制された信頼性の高い素子を提供する。 【構成】アクティブ層を二層の強誘電体膜で構成し、一
方の強誘電体膜をもう一方の強誘電体膜より導電性の高
い材料で形成する。この構成により、導電性の高い膜の
側に印加される電界を小さくし、この層においては分極
反転が発生しないようにする。こうして、素子の動作中
における電極とアクティブ層の歪の発生を抑制する。
た構造のアクティブ素子において、電極とアクティブ層
の剥離が抑制された信頼性の高い素子を提供する。 【構成】アクティブ層を二層の強誘電体膜で構成し、一
方の強誘電体膜をもう一方の強誘電体膜より導電性の高
い材料で形成する。この構成により、導電性の高い膜の
側に印加される電界を小さくし、この層においては分極
反転が発生しないようにする。こうして、素子の動作中
における電極とアクティブ層の歪の発生を抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表示装置等のスイッチン
グ素子に用いられる非線形素子に関する。
グ素子に用いられる非線形素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】表示装置等のスイッチング素子に用いら
れるアクティブ素子は、概ね二つの電極膜の間にアクテ
ィブ層を設けた構成を成し、特に、このアクティブ層に
強誘電体を用いたアクティブ素子は、以下に示すような
理由から、多用され、盛んに研究が行われている。
れるアクティブ素子は、概ね二つの電極膜の間にアクテ
ィブ層を設けた構成を成し、特に、このアクティブ層に
強誘電体を用いたアクティブ素子は、以下に示すような
理由から、多用され、盛んに研究が行われている。
【０００３】図４にアクティブ素子の基本的な構造を示
す。このアクティブ素子は、図４に示すように、絶縁性
の基板２１上に第１の電極２２が形成されており、この
第１の電極２２を覆って、アクティブ層２３として強誘
電体膜が形成されている。この強誘電体膜上に第２の電
極２４が形成されており、第１の電極２２、アクティブ
層２３（強誘電体膜）、第２の電極２４がともに交差す
る部分で素子を構成する。このような構造のアクティブ
素子に電界を加えると、アクティブ層である強誘電体の
表面には電荷が誘起される。この強誘電体表面に誘起さ
れる電荷の単位面積当りの量を電気変位という。
す。このアクティブ素子は、図４に示すように、絶縁性
の基板２１上に第１の電極２２が形成されており、この
第１の電極２２を覆って、アクティブ層２３として強誘
電体膜が形成されている。この強誘電体膜上に第２の電
極２４が形成されており、第１の電極２２、アクティブ
層２３（強誘電体膜）、第２の電極２４がともに交差す
る部分で素子を構成する。このような構造のアクティブ
素子に電界を加えると、アクティブ層である強誘電体の
表面には電荷が誘起される。この強誘電体表面に誘起さ
れる電荷の単位面積当りの量を電気変位という。
【０００４】図５に、強誘電体に印加される電界と電気
変位の関係を示す。図において、横軸に強誘電体に印加
する電界Ｅ、縦軸に強誘電体表面に生ずる電気変位Ｄを
示す。
変位の関係を示す。図において、横軸に強誘電体に印加
する電界Ｅ、縦軸に強誘電体表面に生ずる電気変位Ｄを
示す。
【０００５】強誘電体に電界Ｅを印加し、電界Ｅを０か
ら次第に強くして行き、その都度、電気変位Ｄを測定し
て行くと、図のＯＡの曲線に沿って変化するが、ある値
以上に電界Ｅを強くしても電気変位は増加しなくなり、
電気変位Ｄは飽和点Ａに達する。この電気変位Ｄの飽和
点Ａから電界Ｅを減らして０にしても、電気変位Ｄは０
とならず、強誘電体表面に電荷が残る。この強誘電体表
面に残留する電荷が残留分極ＰRである。電界Ｅが０の
この状態から逆方向に電界Ｅを印加して行くと、電界Ｅ
の値が（−ＥC）になって初めて電気変位Ｄが０にな
る。このときの電界Ｅの値｜ＥC｜を抗電界ＥCといい、
電気変位Ｄを保つ度合を示す。さらに進んで電界Ｅを印
加して行くと電気変位Ｄは図の−ＥCＢの曲線に沿って
変化し、逆方向の飽和点Ｂに達する。この飽和点Ｂから
逆向きに電界Ｅを減らしていくと、このときも電界Ｅが
０になっても電気変位Ｄは０にはならず、逆符号の電荷
が残留分極−ＰRとして残る。このグラフの位置から、
最初の向きの電界Ｅを加えて行くと、電界Ｅが（ＥC）
の値になって初めて電気変位Ｄが０になる。このときの
電界Ｅの値も抗電界ＥCという。電界Ｅをさらに強めて
行くと、電気変位Ｄは図のＥCＡの曲線に沿って変化
し、先述の電気変位Ｄの飽和点Ａに達する。このよう
に、強誘電体はそれに印加される電界Ｅと電気変位Ｄと
の間に図のようなヒステリシス特性を示す。ここで、電
気変位Ｄは強誘電体の結晶構造における自発分極（強誘
電分極）と、強誘電体に印加する電界Ｅの強度に比例し
た分極（常誘電分極）との和として観測される。残留分
極ＰRは、印加する電界Ｅが０の時の自発分極を表すこ
とになる。（実際の強誘電体では、強誘電体の結晶構造
に於ける自発分極は完全でないので、残留分極ＰRは、
印加する電界Ｅが０の時の理論上の自発分極ＰSよりは
小さくなる。） このような挙動を示す強誘電体をアクティブ層に有する
アクティブ素子においては、アクティブ層２３に抗電界
ＥC以上の電界を加えると、強誘電体内の分子の自発分
極の反転が起こる。自発分極の反転が起こると分極反転
電流が発生する。強誘電体をアクティブ層２３に有する
アクティブ素子では、この分極反転電流を電気的に読み
出すことによってスイッチング動作を行わせる。
ら次第に強くして行き、その都度、電気変位Ｄを測定し
て行くと、図のＯＡの曲線に沿って変化するが、ある値
以上に電界Ｅを強くしても電気変位は増加しなくなり、
電気変位Ｄは飽和点Ａに達する。この電気変位Ｄの飽和
点Ａから電界Ｅを減らして０にしても、電気変位Ｄは０
とならず、強誘電体表面に電荷が残る。この強誘電体表
面に残留する電荷が残留分極ＰRである。電界Ｅが０の
この状態から逆方向に電界Ｅを印加して行くと、電界Ｅ
の値が（−ＥC）になって初めて電気変位Ｄが０にな
る。このときの電界Ｅの値｜ＥC｜を抗電界ＥCといい、
電気変位Ｄを保つ度合を示す。さらに進んで電界Ｅを印
加して行くと電気変位Ｄは図の−ＥCＢの曲線に沿って
変化し、逆方向の飽和点Ｂに達する。この飽和点Ｂから
逆向きに電界Ｅを減らしていくと、このときも電界Ｅが
０になっても電気変位Ｄは０にはならず、逆符号の電荷
が残留分極−ＰRとして残る。このグラフの位置から、
最初の向きの電界Ｅを加えて行くと、電界Ｅが（ＥC）
の値になって初めて電気変位Ｄが０になる。このときの
電界Ｅの値も抗電界ＥCという。電界Ｅをさらに強めて
行くと、電気変位Ｄは図のＥCＡの曲線に沿って変化
し、先述の電気変位Ｄの飽和点Ａに達する。このよう
に、強誘電体はそれに印加される電界Ｅと電気変位Ｄと
の間に図のようなヒステリシス特性を示す。ここで、電
気変位Ｄは強誘電体の結晶構造における自発分極（強誘
電分極）と、強誘電体に印加する電界Ｅの強度に比例し
た分極（常誘電分極）との和として観測される。残留分
極ＰRは、印加する電界Ｅが０の時の自発分極を表すこ
とになる。（実際の強誘電体では、強誘電体の結晶構造
に於ける自発分極は完全でないので、残留分極ＰRは、
印加する電界Ｅが０の時の理論上の自発分極ＰSよりは
小さくなる。） このような挙動を示す強誘電体をアクティブ層に有する
アクティブ素子においては、アクティブ層２３に抗電界
ＥC以上の電界を加えると、強誘電体内の分子の自発分
極の反転が起こる。自発分極の反転が起こると分極反転
電流が発生する。強誘電体をアクティブ層２３に有する
アクティブ素子では、この分極反転電流を電気的に読み
出すことによってスイッチング動作を行わせる。
【０００６】また、この強誘電体の自発分極の反転は、
一旦、反転が起こると、次に逆方向の抗電界ＥC以上の
大きさの電界Ｅが印加されるまで保持される。すなわ
ち、メモリ性を有する。それ故、この強誘電体のメモリ
性を利用して、強誘電体をアクティブ層に有するアクテ
ィブ素子を、例えば、単純マトリクス型の液晶表示装置
のスイッチング素子に用いた場合、点灯時と非点灯時の
印加電圧を抗電界ＥCを境とする電圧に設定しておけ
ば、非点灯時に液晶に電圧が印加されることがなく、ク
ロストークのない表示が可能となる。また、液晶に印加
される点灯時と非点灯時の電圧の差を大きく、確実に保
てるので残像の発生もほぼ解消され良好な表示を得るこ
とができる。
一旦、反転が起こると、次に逆方向の抗電界ＥC以上の
大きさの電界Ｅが印加されるまで保持される。すなわ
ち、メモリ性を有する。それ故、この強誘電体のメモリ
性を利用して、強誘電体をアクティブ層に有するアクテ
ィブ素子を、例えば、単純マトリクス型の液晶表示装置
のスイッチング素子に用いた場合、点灯時と非点灯時の
印加電圧を抗電界ＥCを境とする電圧に設定しておけ
ば、非点灯時に液晶に電圧が印加されることがなく、ク
ロストークのない表示が可能となる。また、液晶に印加
される点灯時と非点灯時の電圧の差を大きく、確実に保
てるので残像の発生もほぼ解消され良好な表示を得るこ
とができる。
【０００７】アクティブ層に強誘電体を用いたアクティ
ブ素子としては、この強誘電体としてチタン酸ジルコン
酸ランタン鉛を用い、これを液晶表示装置のスイッチン
グ素子に応用したものがＭｏｌｅｃ．Ｃｌｙｓｔ．Ｌｉ
ｑ．Ｃｌｙｓｔ．，１５，９５，（１９７１）に紹介さ
れている。
ブ素子としては、この強誘電体としてチタン酸ジルコン
酸ランタン鉛を用い、これを液晶表示装置のスイッチン
グ素子に応用したものがＭｏｌｅｃ．Ｃｌｙｓｔ．Ｌｉ
ｑ．Ｃｌｙｓｔ．，１５，９５，（１９７１）に紹介さ
れている。
【０００８】また、ポリフッ化ビニリデン−トリフロロ
エチレン共重合体をアクティブ層に用いて、同じく液晶
表示装置のスイッチング素子に応用したものがＰｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇ Ｓ．Ｉ．Ｄ．９１，ｐ１８（１９９１）
に紹介されている。ポリフッ化ビニリデン−トリフロロ
エチレン共重合体等の高分子強誘電体を用いたものは抗
電界の安定性、素子の作製プロセスの容易さといった利
点があり、盛んに研究されている。
エチレン共重合体をアクティブ層に用いて、同じく液晶
表示装置のスイッチング素子に応用したものがＰｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇ Ｓ．Ｉ．Ｄ．９１，ｐ１８（１９９１）
に紹介されている。ポリフッ化ビニリデン−トリフロロ
エチレン共重合体等の高分子強誘電体を用いたものは抗
電界の安定性、素子の作製プロセスの容易さといった利
点があり、盛んに研究されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、強誘電
体をアクティブ層に用いたアクティブ素子においては、
強誘電体が圧電性を有するので、分極反転によって体積
が変化し、長時間の使用の内に強誘電体に接して形成さ
れた電極膜が剥離するという問題がある。
体をアクティブ層に用いたアクティブ素子においては、
強誘電体が圧電性を有するので、分極反転によって体積
が変化し、長時間の使用の内に強誘電体に接して形成さ
れた電極膜が剥離するという問題がある。
【００１０】本発明は、強誘電体をアクティブ層に用い
たアクティブ素子における電極膜剥離の問題を解決し、
信頼性の高い強誘電体アクティブ素子を提供することに
ある。
たアクティブ素子における電極膜剥離の問題を解決し、
信頼性の高い強誘電体アクティブ素子を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブ素子
は、第１の電極と第２の電極との間にアクティブ層を有
するアクティブ素子であって、該アクティブ層が強誘電
体で形成され、該強誘電体中に該強誘電体の導電率を大
きくする物質を含有するアクティブ素子であって、その
ことにより、上記目的が達成される。
は、第１の電極と第２の電極との間にアクティブ層を有
するアクティブ素子であって、該アクティブ層が強誘電
体で形成され、該強誘電体中に該強誘電体の導電率を大
きくする物質を含有するアクティブ素子であって、その
ことにより、上記目的が達成される。
【００１２】好ましくは、前記強誘電体中に有機化合物
を含有する。
を含有する。
【００１３】好ましくは、前記有機化合物がポリフッ化
ビニリデン、ポリフッ化ビニル、トリフロロエチレン、
テトラフロロエチレン、ナイロンの内の少なくとも一つ
をモノマー単位として含有する。
ビニリデン、ポリフッ化ビニル、トリフロロエチレン、
テトラフロロエチレン、ナイロンの内の少なくとも一つ
をモノマー単位として含有する。
【００１４】ある実施例では、前記アクティブ層を第１
の強誘電体膜と該第１の強誘電体膜より導電率の大きい
第２の強誘電体膜の二層構造とする。
の強誘電体膜と該第１の強誘電体膜より導電率の大きい
第２の強誘電体膜の二層構造とする。
【００１５】ある実施例では、前記強誘電体の導電率を
大きくする物質の濃度を前記強誘電体の厚み方向に変化
させる。
大きくする物質の濃度を前記強誘電体の厚み方向に変化
させる。
【００１６】
【作用】本発明のアクティブ素子は第１の電極と第２の
電極とを有し、両電極の間に強誘電体で形成されたアク
ティブ層を有するアクティブ素子であって、このアクテ
ィブ層を、強誘電体の表層にその導電率を大きくする物
質を含有させた一層構造で形成するか、または、一つの
強誘電体膜と導電性物質を含有したもう一つの強誘電体
膜の二層構造で形成する。この構成により、アクティブ
層の導電率の大きくなった部分でアクティブ層に印加さ
れる電界を小さくする。このことにより、アクティブ層
の導電率の大きい部分では分極反転が起こらず、アクテ
ィブ層の体積変化が抑制されるので電極−アクティブ層
間の歪が小さくなる。
電極とを有し、両電極の間に強誘電体で形成されたアク
ティブ層を有するアクティブ素子であって、このアクテ
ィブ層を、強誘電体の表層にその導電率を大きくする物
質を含有させた一層構造で形成するか、または、一つの
強誘電体膜と導電性物質を含有したもう一つの強誘電体
膜の二層構造で形成する。この構成により、アクティブ
層の導電率の大きくなった部分でアクティブ層に印加さ
れる電界を小さくする。このことにより、アクティブ層
の導電率の大きい部分では分極反転が起こらず、アクテ
ィブ層の体積変化が抑制されるので電極−アクティブ層
間の歪が小さくなる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
によって本発明が限定されるものではない。図１およ
び、図２に本実施例に係るアクティブ素子の構造を示
す。
によって本発明が限定されるものではない。図１およ
び、図２に本実施例に係るアクティブ素子の構造を示
す。
【００１８】このアクティブ素子は、図１に示すよう
に、絶縁性の基板１上に第１の電極２が形成されてお
り、この第１の電極２を覆って、第１の強誘電体膜４が
形成されている。この第１の強誘電体膜４を覆って第２
の強誘電体膜５が形成されており、第１の強誘電体膜４
と第２の強誘電体膜５の二層構造がこのアクティブ素子
のアクティブ層３である。この第２の強誘電体膜５上に
第２の電極６が形成されており、第１の電極２、第１の
強誘電体膜４、第２の強誘電体膜５、第２の電極６がと
もに交差する部分が素子の機能を果たす。このような素
子は以下のようにして作製される。
に、絶縁性の基板１上に第１の電極２が形成されてお
り、この第１の電極２を覆って、第１の強誘電体膜４が
形成されている。この第１の強誘電体膜４を覆って第２
の強誘電体膜５が形成されており、第１の強誘電体膜４
と第２の強誘電体膜５の二層構造がこのアクティブ素子
のアクティブ層３である。この第２の強誘電体膜５上に
第２の電極６が形成されており、第１の電極２、第１の
強誘電体膜４、第２の強誘電体膜５、第２の電極６がと
もに交差する部分が素子の機能を果たす。このような素
子は以下のようにして作製される。
【００１９】まず、ガラス、石英、樹脂、シリコン、セ
ラミクス等を用いた絶縁性の基板１表面上にタンタル
（Ｔａ）やチタン（Ｔｉ）等の導電材料を用いて第１の
電極２用の薄膜を形成する。この第１の電極２用の導電
材としては、他に、ニオブ、アルミニウム、モリブデ
ン、銅、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等を用いること
ができる。薄膜形成法としては、スパッタリング、電子
ビーム蒸着、熱蒸着等の方法を用いることができる。こ
の薄膜に対し、フォトリソグラフィ、マスクデボ等の公
知の技術で所定の形状にパターニングして第１の電極２
を形成する。
ラミクス等を用いた絶縁性の基板１表面上にタンタル
（Ｔａ）やチタン（Ｔｉ）等の導電材料を用いて第１の
電極２用の薄膜を形成する。この第１の電極２用の導電
材としては、他に、ニオブ、アルミニウム、モリブデ
ン、銅、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等を用いること
ができる。薄膜形成法としては、スパッタリング、電子
ビーム蒸着、熱蒸着等の方法を用いることができる。こ
の薄膜に対し、フォトリソグラフィ、マスクデボ等の公
知の技術で所定の形状にパターニングして第１の電極２
を形成する。
【００２０】次に、この第１の電極２を覆って、第１の
強誘電体膜４を形成する。強誘電体膜の材料としては、
チタン酸バリウム、ジルコン酸チタン酸鉛、ジルコン酸
チタン酸ランタン鉛等の無機強誘電体や、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレン
共重合体、ポリフッ化ビニリデン／テトラフロロエチレ
ン共重合体、ポリシアン化ビニリデン／酢酸エチル共重
合体、ポリアクリロニトリル、奇数ナイロン、強誘電性
液晶、強誘電性液晶高分子等の有機強誘電体のいずれで
もよく、あるいは、これらの混合物でもよいが、本実施
例では作製工程中の基板の耐熱性、作製の容易さといっ
た観点から、ポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレ
ン共重合体を用いた。このポリフッ化ビニリデン／トリ
フロロエチレン共重合体は３％のメチルエチルケトン溶
液とし、スピンコートによって形成した。２０００ｒｐ
ｍの回転速度の塗布により、２００ｎｍの膜厚を得た。
このようにして形成したポリフッ化ビニリデン／トリフ
ロロエチレン共重合体の薄膜を１４０℃のクリーンオー
ブンで３０分間焼成した後、５０℃／時の速度で降温し
た。ポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレン共重合
体は特別な処理を施さなくても強誘電性を発現するが、
ポーリングやせん断応力を加えることによって強制的に
強誘電性を発現させることもできる。
強誘電体膜４を形成する。強誘電体膜の材料としては、
チタン酸バリウム、ジルコン酸チタン酸鉛、ジルコン酸
チタン酸ランタン鉛等の無機強誘電体や、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレン
共重合体、ポリフッ化ビニリデン／テトラフロロエチレ
ン共重合体、ポリシアン化ビニリデン／酢酸エチル共重
合体、ポリアクリロニトリル、奇数ナイロン、強誘電性
液晶、強誘電性液晶高分子等の有機強誘電体のいずれで
もよく、あるいは、これらの混合物でもよいが、本実施
例では作製工程中の基板の耐熱性、作製の容易さといっ
た観点から、ポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレ
ン共重合体を用いた。このポリフッ化ビニリデン／トリ
フロロエチレン共重合体は３％のメチルエチルケトン溶
液とし、スピンコートによって形成した。２０００ｒｐ
ｍの回転速度の塗布により、２００ｎｍの膜厚を得た。
このようにして形成したポリフッ化ビニリデン／トリフ
ロロエチレン共重合体の薄膜を１４０℃のクリーンオー
ブンで３０分間焼成した後、５０℃／時の速度で降温し
た。ポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレン共重合
体は特別な処理を施さなくても強誘電性を発現するが、
ポーリングやせん断応力を加えることによって強制的に
強誘電性を発現させることもできる。
【００２１】次に、この第１の強誘電体膜４を覆って第
２の強誘電体膜５を形成する。この第２の強誘電体膜５
としては、前記第１の強誘電体膜４と同じポリフッ化ビ
ニリデン／トリフロロエチレン共重合体をベースとし
て、これにインジウム錫酸化物またはアルミニウム等の
金属粒子やＴＣＮＱ（テトラ・シアノ・キノジメタン）
／ＴＴＦ（テトラ・チアフル・ジバレン）等の導電性物
質を含有させて形成した。ベースとなる強誘電体物質と
して無機物を用いる場合、これをスパッタリングで形成
する際のターゲットとしては、上記導電性物質を混合し
たものを用いるとよい。また、ゾル／ゲル法で形成する
場合には、ゾル中に上記導電性物質を混合したものを用
いるとよい。当然のことながらこの含有させる導電性物
質として有機導電性物質を用いることは、耐熱性の点か
ら非常に困難である。ベースとしてポリフッ化ビニリデ
ンや本実施例で用いたポリフッ化ビニリデン／トリフロ
ロエチレン共重合体等の有機強誘電体を用いる場合に
は、含有させる導電性物質は無機、有機いずれの場合で
あっても、強誘電体の溶液中に混入して、塗布、焼成す
ればよい。
２の強誘電体膜５を形成する。この第２の強誘電体膜５
としては、前記第１の強誘電体膜４と同じポリフッ化ビ
ニリデン／トリフロロエチレン共重合体をベースとし
て、これにインジウム錫酸化物またはアルミニウム等の
金属粒子やＴＣＮＱ（テトラ・シアノ・キノジメタン）
／ＴＴＦ（テトラ・チアフル・ジバレン）等の導電性物
質を含有させて形成した。ベースとなる強誘電体物質と
して無機物を用いる場合、これをスパッタリングで形成
する際のターゲットとしては、上記導電性物質を混合し
たものを用いるとよい。また、ゾル／ゲル法で形成する
場合には、ゾル中に上記導電性物質を混合したものを用
いるとよい。当然のことながらこの含有させる導電性物
質として有機導電性物質を用いることは、耐熱性の点か
ら非常に困難である。ベースとしてポリフッ化ビニリデ
ンや本実施例で用いたポリフッ化ビニリデン／トリフロ
ロエチレン共重合体等の有機強誘電体を用いる場合に
は、含有させる導電性物質は無機、有機いずれの場合で
あっても、強誘電体の溶液中に混入して、塗布、焼成す
ればよい。
【００２２】このようにして、第１の強誘電体膜４と第
２の強誘電体膜５の二層からなるアクティブ層３を形成
したが、アクティブ層３としては、図２に示すように、
構造上は一層とし、ベースとなる強誘電体物質に含有さ
せる導電性物質の濃度を強誘電体層の厚み方向に勾配を
もたせた形のものを形成してもよい。この構造であれ
ば、アクティブ層３内部での層の剥離もなく、機能上は
二層構造のものと同一の効果をもたらす素子を得ること
ができる。作製工程も簡略化される。この単層構造のア
クティブ層３は以下のようにして作製される。
２の強誘電体膜５の二層からなるアクティブ層３を形成
したが、アクティブ層３としては、図２に示すように、
構造上は一層とし、ベースとなる強誘電体物質に含有さ
せる導電性物質の濃度を強誘電体層の厚み方向に勾配を
もたせた形のものを形成してもよい。この構造であれ
ば、アクティブ層３内部での層の剥離もなく、機能上は
二層構造のものと同一の効果をもたらす素子を得ること
ができる。作製工程も簡略化される。この単層構造のア
クティブ層３は以下のようにして作製される。
【００２３】先述した要領と同じ要領で、基板１表面上
に第１の電極２を形成した後、ＴＣＮＱとＴＴＦをモル
比１：１に調整した１０ｗｔ％のエタノール溶液に強誘
電体膜としてポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレ
ン共重合体の膜を用い、ＴＣＮＱとＴＴＦをモル比１：
１に調整した１０ｗｔ％のエタノール溶液に２４時間デ
ィップし、導電性物質であるＴＣＮＱ／ＴＴＦを含浸さ
せた。こうすると、第１の電極２付近では強誘電体膜の
導電性物質の含有率の低い部分７が形成され、第２の電
極６（あるいは強誘電体）付近では強誘電体膜の導電性
物質の含有率の高い部分８が形成される。
に第１の電極２を形成した後、ＴＣＮＱとＴＴＦをモル
比１：１に調整した１０ｗｔ％のエタノール溶液に強誘
電体膜としてポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレ
ン共重合体の膜を用い、ＴＣＮＱとＴＴＦをモル比１：
１に調整した１０ｗｔ％のエタノール溶液に２４時間デ
ィップし、導電性物質であるＴＣＮＱ／ＴＴＦを含浸さ
せた。こうすると、第１の電極２付近では強誘電体膜の
導電性物質の含有率の低い部分７が形成され、第２の電
極６（あるいは強誘電体）付近では強誘電体膜の導電性
物質の含有率の高い部分８が形成される。
【００２４】アクティブ層３を形成した後は、このアク
ティブ層３を覆ってＴａ（タンタル）やＴｉ（チタン）
等の導電性の薄膜を形成し、パターニングによって第２
の電極６を形成する。この第２の電極６用の導電性膜材
料としては第１の電極２のものと同一のものを用いても
よい。
ティブ層３を覆ってＴａ（タンタル）やＴｉ（チタン）
等の導電性の薄膜を形成し、パターニングによって第２
の電極６を形成する。この第２の電極６用の導電性膜材
料としては第１の電極２のものと同一のものを用いても
よい。
【００２５】このようにして作製したアクティブ素子
に、５０Ｖ、６０Ｈｚのパルス波を加えて動作させた
が、２０００時間動作させた時点においても電極の剥離
は無く、良好な動作特性を示した。
に、５０Ｖ、６０Ｈｚのパルス波を加えて動作させた
が、２０００時間動作させた時点においても電極の剥離
は無く、良好な動作特性を示した。
【００２６】以上のようにして作製された本実施例のア
クティブ素子に対し、アクティブ層３をポリフッ化ビニ
リデン／トリフロロエチレン共重合体の膜のみで形成し
たアクティブ素子は同じ条件で作動させた場合、約５０
時間動作させた時点から第２の電極６の剥離が発生し、
２０００時間動作させた後では、素子の容量が初期の容
量の約１０％にまで低下した。
クティブ素子に対し、アクティブ層３をポリフッ化ビニ
リデン／トリフロロエチレン共重合体の膜のみで形成し
たアクティブ素子は同じ条件で作動させた場合、約５０
時間動作させた時点から第２の電極６の剥離が発生し、
２０００時間動作させた後では、素子の容量が初期の容
量の約１０％にまで低下した。
【００２７】図３に本発明にかかるアクティブ素子とア
クティブ層をポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレ
ン共重合体の膜のみで形成したアクティブ素子を、とも
に、５０Ｖ、６０Ｈｚのパルス波を加えて２０００時間
動作させた時のヒステリシス特性を示す。図において横
軸は素子に対する印加電圧Ｅ、縦軸は測定用コンデンサ
に誘起される電圧Ｖを示す。図に示されるように、本実
施例によるアクティブ素子によれば、従来例の項で説明
した強誘電体の正常なヒステリシス曲線を描くが、従来
の素子では、そのヒステリシス曲線は偏平な楕円形状を
なし、誘起される電圧Ｖが小さく、殆ど正常な動作をし
ていないことがわかる。
クティブ層をポリフッ化ビニリデン／トリフロロエチレ
ン共重合体の膜のみで形成したアクティブ素子を、とも
に、５０Ｖ、６０Ｈｚのパルス波を加えて２０００時間
動作させた時のヒステリシス特性を示す。図において横
軸は素子に対する印加電圧Ｅ、縦軸は測定用コンデンサ
に誘起される電圧Ｖを示す。図に示されるように、本実
施例によるアクティブ素子によれば、従来例の項で説明
した強誘電体の正常なヒステリシス曲線を描くが、従来
の素子では、そのヒステリシス曲線は偏平な楕円形状を
なし、誘起される電圧Ｖが小さく、殆ど正常な動作をし
ていないことがわかる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、第１の電極と第２の電
極とを有し、両電極の間に強誘電体より成るアクティブ
層を有するアクティブ素子において、長時間動作させて
も、従来より電極剥離が抑制された、信頼性の高い強誘
電性アクティブ素子を得ることができる。
極とを有し、両電極の間に強誘電体より成るアクティブ
層を有するアクティブ素子において、長時間動作させて
も、従来より電極剥離が抑制された、信頼性の高い強誘
電性アクティブ素子を得ることができる。
【図１】本実施例のアクティブ素子を示す図。
【図２】本実施例のアクティブ素子の他の例を示す図。
【図３】本実施例のアクティブ素子のヒステリシス特性
と従来素子のヒステリシス特性を示す図。
と従来素子のヒステリシス特性を示す図。
【図４】従来のアクティブ素子の一例を示す図。
【図５】強誘電体のヒステリシス特性を示す図。
１ 基板 ２ 第１の電極 ３ アクティブ層 ４ 第１の強誘電体膜 ５ 第２の強誘電体膜 ６ 第２の電極 ７ 強誘電体膜の導電性物質の含有率の低い部分。 ８ 強誘電体膜の導電性物質の含有率の高い部分。
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の電極と第２の電極との間にアクテ
ィブ層を有するアクティブ素子であって、 該アクティブ層が強誘電体で形成され、 該強誘電体中に該強誘電体の導電率を大きくする物質を
含有するアクティブ素子。 - 【請求項２】 前記強誘電体中に有機化合物を含有する
請求項１に記載のアクティブ素子。 - 【請求項３】 前記有機化合物がポリフッ化ビニリデ
ン、ポリフッ化ビニル、トリフロロエチレン、テトラフ
ロロエチレン、ナイロンの内の少なくとも一つをモノマ
ー単位として含有する請求項２に記載のアクティブ素
子。 - 【請求項４】 前記アクティブ層が第１の強誘電体膜と
該第１の強誘電体膜より導電率の大きい第２の強誘電体
膜の二層構造である請求項１に記載のアクティブ素子。 - 【請求項５】 前記強誘電体の導電率を大きくする物質
の濃度が前記強誘電体の厚み方向に変化している請求項
１に記載のアクティブ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22913593A JPH0784281A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | アクティブ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22913593A JPH0784281A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | アクティブ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0784281A true JPH0784281A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16887312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22913593A Withdrawn JPH0784281A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | アクティブ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0784281A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09223890A (ja) * | 1996-02-14 | 1997-08-26 | Tosoh Corp | 電波吸収体 |
| JPH09223889A (ja) * | 1996-02-14 | 1997-08-26 | Tosoh Corp | 電磁波吸収体 |
| JPH09232786A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Tosoh Corp | 電波吸収体 |
| JPH09232787A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Tosoh Corp | 電波吸収体 |
| US7253703B2 (en) | 2003-10-07 | 2007-08-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Air-gap type FBAR, method for fabricating the same, and filter and duplexer using the same |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP22913593A patent/JPH0784281A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09223890A (ja) * | 1996-02-14 | 1997-08-26 | Tosoh Corp | 電波吸収体 |
| JPH09223889A (ja) * | 1996-02-14 | 1997-08-26 | Tosoh Corp | 電磁波吸収体 |
| JPH09232786A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Tosoh Corp | 電波吸収体 |
| JPH09232787A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Tosoh Corp | 電波吸収体 |
| US7253703B2 (en) | 2003-10-07 | 2007-08-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Air-gap type FBAR, method for fabricating the same, and filter and duplexer using the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |