JPS609177A - 薄膜非線形抵抗素子 - Google Patents

薄膜非線形抵抗素子

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JPS609177A
JPS609177A JP58117489A JP11748983A JPS609177A JP S609177 A JPS609177 A JP S609177A JP 58117489 A JP58117489 A JP 58117489A JP 11748983 A JP11748983 A JP 11748983A JP S609177 A JPS609177 A JP S609177A
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JP
Japan
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layer
thin film
resistance element
semiconductor layer
nonlinear resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP58117489A
Other languages
English (en)
Inventor
Kanetaka Sekiguchi
金孝 関口
Katsumi Aota
克己 青田
Hiroshi Tanabe
浩 田辺
Seigo Togashi
清吾 富樫
Etsuo Yamamoto
悦夫 山本
Kazuaki Tanmachi
和昭 反町
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.)
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS609177A publication Critical patent/JPS609177A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D8/00Diodes
    • H10D8/50PIN diodes 

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 効率よく形成するものである。
液晶− EL− Ec− PDP、蛍光表示等の各種表
示装置はいずれも実用化段階に達し一現在の目標は高密
度なマトリクス型表示にあるといえる。
マトリクス駆動に問題のある表示においては一能動付加
素子を用いた所謂「アクティブ・マトリクス」法が有効
である。
表示装置に薄膜非線形抵抗素子を用いる事により、高密
度、高画質の表示が可能であり、薄膜非線形抵抗素子(
薄膜整流素子)が表示装置用能動付加素子として勝れて
いる事は前出願(特願昭57−167945号)に記載
ずみである。さらに、薄膜非線形抵抗素子の駆動能力を
増すためには、薄膜非線形抵抗素子の閾値電圧(V,、
)を大きくする必要がある。この点についても前出願(
特願昭57−167945号)に記載ずみである。
そこで本発明は一基板上に形成された電極群及び整流性
接続部から構成されて℃・る薄膜非線形抵抗素子におい
て、薄膜非線形素子を縦接続する際に生ずる逆整流性接
続部を短絡するために一逆整流性接−続部に金属アイラ
ンド層を導入するものである。金属アイランド層を導入
する事により、薄膜非線形抵抗素子に流せる電流量が太
き(でき、表示素子への電力供給量を大きくする事がで
きる。
又−電流量或は耐圧のバラツキ等を減らす律ができる。
さらに−薄膜非線形素子は一表示の高密度化に伴い微細
素子化が要求される。
そこで、短絡すべき金属層をアイランド化する事により
、金属層のエツチング時間を非常に短かくできたり或は
−アイランドの間隙からのエラチントの浸透により一金
属のエツチングなしに一半導体層のエツチングのみで薄
膜非線形素子の縦型接続ができる、金属層のエツチング
時間の短縮により素子劣化の防止、及びプロセスの短縮
化ができる。また、金属のエツチングが不要になる事に
より、プロセス的に簡単になり、素子も安定になる。以
下−図面に基づき本発明の詳細な説明する。
第1図は一薄膜非線形抵抗素子の特性を示ず図である。
横軸は電圧■、縦軸し1電流ILf′)logを取った
ものである。薄膜非線形抵抗素子を表示装置に利用する
場合の評価因子とじて−■。Fl、■1い I。Nがあ
る。良好な表示装置用非線形素子は、I OFFが十分
小さい事、V lkが大きい事、I ONが十分大きい
事である。
第2図に薄膜非線形抵抗素子の構造例を示す。
第2図において−1は基板、2は第1電極−6は半導体
層でP型、■型、N型半導体層より°構成されている。
、4は、層間絶縁膜−5は第2電極である。半導体層3
は、第1電極2とオーミック性を取るためのP型半導体
層及び第2電極5とオーミック性を取るためのN型半導
体層及び非線形抵抗接続部の一部であるI型半導体層か
ら構成されている。
例として、PIN型を示したが− ■型半導体層のない
PN型でも同様である、第3図は、第一2図の薄膜非線
形素子の整流接続部P I N接合を2段に重ねた構成
になっている。このPIN接合2段の整流部の等価回路
は第4図の如くである。つまり−11と16のP I 
N接合間に逆整流接続部NP接合12ができている。
そのため、I ONは減少し−かつ一不安定でバラツキ
の大きい素子になってしまう。第3図において−6が基
板、7が下層電極−8がPIJPTNQ層整流部(半導
体層)、9が層間絶縁膜、10が上層電極である。第4
図において、11ばPIN接合部のダイオード、12は
、NP接合部のダイオード−13は−PIN接合部のダ
イオードである。
以上の様に一単純に2層或は多層にしたのでは、i O
Nが減少し表示素子の安定性が減少し、バラツギの大き
い素子になってしまう。
そこで本発明では、第5図に示1〜如く、PIN接合部
17と17の間のNP接合部に金属アイランド層18を
導入する事により、第6図の等価回路忙示されている如
(−21及び220PIN接合部のダイオードのみにな
る。金属層でなく金属アイランドであっても、アイラン
ド間隙の制御及び、アイランド層に接する層の低抵抗化
で十分コンタクトは取れる。
また、IONを十分大きくしたまま、■1.が大きくで
き、素子バラツキをおさえ、表示素子の駆動を十分満足
し、均質な表示パネルが形成できる。
類似な構造素子として、光起電力素子:太陽電池がある
が一要求される特性及び構造が違っている。
特性的には、薄膜非線形素子が順方向バイアス(大電流
)動作させるのに対して、太陽電池は光により励起され
た電子及び正孔を電流として取り出すものである。その
ため太陽電池では一一般に短絡用の金属層或は導電層は
入れていない。栴造面でも、同様な事が言える、 つまり、太陽電池では、半導体層へ光が入射されなけれ
ばならない。そのため、少なくても片面ば、光が半導体
層へ入射する様に透明電極が使われる。これに対し一薄
膜非線形素子は、I OFFを極力小さくおさえなくて
はならない。そのため−半導体層へは極力光が入射され
ない様に半導体層の上下面を金属で覆い光マスクを形成
したり一半導体上へ光吸収層をもうけたり一或は、光起
電力を外部へ取り出さない様に薄膜非線形素子を2個リ
ング状に組み合せ、リング内で電流を消費させたりする
事が必要になる。太陽電池と薄膜非線形素子の構造は多
くの違った点を有している。
つまり一太陽電池では一第3図の7或は10の電極層が
透明であるのに対し、本発明の薄膜非線形抵抗素子は第
5図の構成から成っている。第5図において、15が基
板、16が下層電極−17及び17がPIN整流部(半
導体層)、18が短絡用の金属アイランド層、19が層
間絶縁膜、20が上部電極である。第6図は、第5図の
等価回路であり21及び22がPIN接合部のダイオー
ドである。
以上より明らかな如く、本発明は一基板上に形成された
電極群及び整流性接続部から成る薄膜非線形抵抗素子を
有する表示パネルにおいて一薄膜非線形抵抗素子を縦接
続する際に生ずる逆整流接続部を短絡するために一薄膜
非線形抵抗素子間に金属アイランド層をもうける事によ
り一 ■。Nを十分大きくしたまま− V lhを大き
くてき一表示品質の向上ができる。
さらに、薄膜非線形素子は一表示の高密度化に伴い微細
素子化が要求される。そこで、短絡すべき金属層をアイ
ランド化する事により一金属層のエツチング時間を非常
に短かくできたり或は、アイランドの間隙からのエツチ
ング液の浸透により、金属のエツチングなしに、半導体
1層のエツチングのみで薄膜非線形素子の縦型接続がで
きる。金属層のエツチング時間の短縮により素子劣化の
防止、及びプロセスの短縮化ができる。ま1こ、金属の
エツチングが不要になる事により−プロセス的に簡単に
なり一素子も安定になる。
以下に実施例を用いて本発明を説明する。
第7図は、半導体層がP型半導体層−I型半導体層−N
型半導体層から成るPIN接合の2層構造から成り、I
) I NとPINO間に金属アイランド層を形成した
2層薄膜非線形抵抗素子の製造工程を表わしている。
第7図Aは一基板6o上へ透明電極層61(表示電極層
)及び下層電極62及び1層月のPIN型ダイオード層
3134.35を形成した図である。第7図へにおいて
−60はガラス或はセラミックス基板、61は表示電極
層でITO或は、sn’o2或は薄膜金属膜である。6
2は下層電極でCr或はAl−Niであり、62はP型
半導体層であり不純物としてB(ボロン)がドーピング
しであるアモーファス・シリコンである。ろ4は不純物
濃度の低い■型半導体層であり−アモーファス・シリコ
ン、65はN型半導体層であり不純物としてP(リン)
がドーピングしであるアモーファス・シリコンでアル。
第7図Bは、1層口と2層目のPINダイオードの中間
層として金属アイランド層を形成した図である。形成法
としては金属膜を極めて薄く形成する場合−或は−1層
目のダイオードの最上層−N層表面を荒らし一金属の伺
着状態を変えたり一或は金属膜形成後エンチング又は、
ガス粒子でたたいたりする方法がある。材料としては、
A/lCr−Ni、’+”、−tx、等である。第7図
Bにおいて36が金属アイランド層である。
第7図Cは一金属アイラノド層66或は−PINダイオ
ード上へ2層目のPINダイオードを形成した図である
。また−半導体層の安定化及び−エノチングーフォトリ
ゾグラフ工程による半導体層の劣化を防止するための金
属層も形成しである。第7図Cは第2層目のPINダイ
オード層を形成した図で67がP型半導体層であり、6
8が■型半導体層−69がN型半導体層であり−アモー
ファス・シリコンより成っている。40は、半導体層の
安定化及びエツチング液フォトリゾグラフ工程による半
導体層の劣化を防止するための金属層(トップメタル層
)でAl−Crである。
第7図りは一第7図Cまでに形成された膜を所定の大き
さにパターニングした図である。この際、アモーファス
・シリコン層は反応性イオンエツチングでエツチングを
行ない、短絡用の金属アイランド層のエツチングは特に
行なわなυ・0第7図Eは本発明を用いて形成した薄膜
非線形抵抗素子である。第7図Eは、層間絶縁膜として
、S 1(J2+ S、+3N、+ポリイミド樹脂等を
形成した後に所定の所にコンタクトホールな形成し一配
線層としてAd或ばCrを形成後、パターニングしたも
のである。第7図Eにおいて、41が層間絶縁膜、42
が配線層である。第7図Eの素子と各表示媒体を組み合
せる事により高@5度で高品質の表示装置の形成ができ
る。
以上の如く一表示装置用多層薄膜非線形抵抗素子におい
て、多層に形成された薄膜非線形抵抗素子間に金属アイ
ランド層を形成する事により−1ONを減少さぜる事な
く■1.が大きくでき、安定で経時変化の少ない多層薄
膜非線形抵抗素子の形成が可能となる。半導体層の形成
法は、プラズマCVD法のみならず、光CVD法、スパ
ッタ法、蒸着法、イオンブレーティング法が有効である
半導体の種類は−アモーファス・シリコン−微結晶シリ
コン−シリコンカーバイド−シリコンゲルマニウム−シ
リコンナイトライドがある。アモーファス・シリコンは
薄膜にもかかわらず価電子制御ができるため半導体とし
て格好の材料である。
必要に応じてB−P= 1−1− N= (L C,G
、、S n−Al1− L l−A s等を添加しても
よU−。
【図面の簡単な説明】
第1図は、薄膜非線形抵抗素子の特性を示すグラフであ
る。第2図は、一般の1層薄膜非線形抵抗素子の構造を
示す断面図。第3図は、一般の2層薄膜非線形抵抗素子
の構造を示す断面図、第4図は第3図の等価回路図、第
5図は、本発明を用いた2層薄膜非線形抵抗素子の構造
を示す断面図、第6図は一第5図の等価回路図−第7図
は、本発明を用いた実施例の工程を示す断面図である。 V o r r・・・・・・I OFFでの電圧、V 
ON・・・・・IONでの電圧− 1,6−15,30・・・・・・基板、6.8−17=
17・・・・・・半導体層。 18.36・・・・・金属アイランド層。 第1図 yoFFVth VON 電圧(V) 第2図 り λ 第7図 (C) 第7図 (D) Jυ (E)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11表示装置用薄膜非線形抵抗素子において一該薄膜
    非線形素子を重ねて多層に形成し該薄膜非線形抵抗素子
    の境界の半導体層間に金属アイランド層を形成した事を
    特徴とする薄膜非線形抵抗素子。 (2)薄膜非線形抵抗素子は整流性接続部がPN接合で
    ある事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄膜非
    線形抵抗素子。 (3)薄膜非線形抵抗素子は整流接続部がP型半導体層
    とN型半導体層と、間に低不純物濃度の■型半導体層が
    形成されている事を特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の薄膜非線形抵抗素子。
JP58117489A 1983-06-29 1983-06-29 薄膜非線形抵抗素子 Pending JPS609177A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6336542U (ja) * 1986-08-25 1988-03-09
US5142331A (en) * 1988-01-22 1992-08-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion semiconductor device
JPH0820955A (ja) * 1994-07-09 1996-01-23 Nisshoku Corp 法枠形成用の検測枠とこれを用いる法枠工法
JPH0820956A (ja) * 1994-07-09 1996-01-23 Nisshoku Corp 法枠形成用の検測枠とこれを用いる法枠工法
JPH0827801A (ja) * 1994-07-16 1996-01-30 Nisshoku Corp 法枠形成用の枠体およびこの枠体を用いた法枠工法
JPH08291524A (ja) * 1995-04-20 1996-11-05 Koiwa Kanaami Kk 法枠用型枠におけるスペーサ

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