JPS611059A - Misダイオ−ドの製造方法 - Google Patents

Misダイオ−ドの製造方法

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JPS611059A
JPS611059A JP59122500A JP12250084A JPS611059A JP S611059 A JPS611059 A JP S611059A JP 59122500 A JP59122500 A JP 59122500A JP 12250084 A JP12250084 A JP 12250084A JP S611059 A JPS611059 A JP S611059A
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JP
Japan
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layer
electrode
sample
diode
mis
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Pending
Application number
JP59122500A
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English (en)
Inventor
Satoshi Yanagiura
聡 柳浦
Makoto Tsunoda
誠 角田
Shohei Eto
江藤 昌平
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Photovoltaic Devices (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】 〔発明の技術分野、〕 この発F!Aは、絶縁性有機高分子層が、窒素および硫
黄原子の内の少なくとも一種を含む異節環ポリマーを蒸
着して形成されたものであるMISダイオードの製造方
法に関するものである。
〔従来技術〕
第1図は一般的なMISダイオードの断面図で、(1)
、(6)はリード線、(2)は電極となる金属層、(3
)は絶縁層、(4)は半導体層、(5)は電極となる導
電層であり、金属−絶縁物一半導体(MIS )の順に
構成されたもので、従来より第2図に示す5i−810
2−金属構造のもの、即ちMOSダイオードが実用化さ
れている。図において、(7) tri 5io2層、
(8)はSi層である。以前よシSiO’2−8i構造
に帰因する劣化が起ると言われていたが、現在ではこの
問題の解明が進み、理想に近いMO8構造が作られるよ
うになり、実用性も高まってきている。
これ等の製法としては、Siの気相成長の方法に酸素、
又は酸素を含むCO2,H2Oなどのガスを導入しSi
上に5i02を成長させる方法、およびSiH4と02
を反応させて5102を製膜する方法などがある。
最近になって三十尾らによって下記刊行物に示されるよ
うに、有機MISダイオードも作られる様になったが、
これ等は、有機半導体の上にポリエチレン(PE)やス
テアリン酸を蒸着法などにより20〜100X程度の層
に堆積し、その上に金属電極をつけたものである(刊行
物、即ち、高分子論文集、第41巻、第183頁、19
84年4月発行)。また無機半導体の上に上記の方法で
有機高分子層を設けたMISダイオードも知られている
しかし、従来の蒸着法によるPKやステアリン酸層の堆
積は、均一な膜が出来ない、ピンホールが出来易い、膜
厚のコントロールが錐しい、膜が熱に弱く電極を蒸着す
る際やふれやすい、耐久性に欠けるなどMISダイオー
ドの絶縁層の堆積法としては実用的ではない。又、5i
02を用いた場合はコストが高く、装置が高価格になる
という欠点があった。
〔発明の概要〕
この発明は、上記従来のものの欠点を除去するためにな
されたもので、電極となる導電層、半導体層、異節環ポ
リマーを蒸着して形成された絶縁性有機高分子層および
電極となる金属層を積層することにより、容易に、高性
能で、性能が安定しており、しかも耐久性に優れたMI
Sダイオードの製造方法を提供することを目的とするも
のである。
〔発明の実施例〕
この発明に係わる電極となる導電層に用いる導電材料と
しては、一般的に電極に用いる、例えば金および白金等
の金属およびカーボン等があり、単独及び各種基板と共
に用いる。
この発明に係わる半導体層に用いる半導体としては、例
えば81等の無機半導体および例えばπ−共役系高分子
等の有機半導体がある。ここにおいて、π−共役系高分
子としては例えばピロール、5N−置換ピロールの共重
合体、ピロールのホモポリマー、N−置換ピロールのホ
モポリマー、ポリチェニレン、ポリアニリン、ポリフラ
ン、ポリアズレン、ポリビニルピリジン、およびポリチ
オフェン、などの内の少なくとも一種が好ましく用いら
れる。
例えば、上記π−共役系高分子の半導体層を電極となる
導電層に設けるには、上記π−共役系高分子に相当する
モノマーおよび支持電解質を有機溶媒に溶かし反応溶液
とし、上記導電層を作用電極とし、例えば白金などの対
極との間に電流を通じて電解重合法により作用電極上に
所望のπ−共役系高分子層を析出させ、析出したπ−共
役系高分子層をよく洗滌した後、窒素雰囲気中で乾燥す
るという方法を用いる。この場合、析出したπ−共役系
高分子層は反応時に支持電解質のアニオンがドーピング
されP型半導体となる。一方、このP型半導体を脱ドー
プし、さらにカチオンをドープすること忙より、n型半
導体とすることができる。ここで、有機溶媒としては、
支持電解質および上記七ツマ−を溶解させるものならよ
く、例えばアセトニトリル、ニトロメンセ°ン、ニトロ
メタン、N、N−ジメチルホルムアミド(DMF) 、
ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジクロロメタン、
テトラヒドロ7ラン、エチルアルコールおよびメチルア
ルコール等の極性溶媒が単独又は2種以上の混合溶媒と
して用いられる。支持電解質としては酸化電位および還
元電位が高く、電解重合にそれ自身が酸化又は還元反応
を受けず、かつ溶媒中に溶解させることによって溶液に
電導性を付与することのできる物質であり、例えば、過
塩素酸テトラアルキルアンモニウム塩、テトラアルキル
アンモニウム、テトラフルオロボレート塩、テトラアル
キルアンモニウム、ヘキサフルオロホスフェート塩、テ
トラアルキルアンモニウム、パラトルエンスルホネート
塩および水酸化ナトリウム等が用いられるが、勿論2種
以上を併用しても構わない。
この発明に係わる絶縁性有機高分子層に用いる異部壌ポ
リマーとしては、分子構造内にチアジアゾール環、チア
ゾロベンズチアゾール環、トリアゾール環、オキサゾー
ル環およびオキサジアゾール環の内の少なくとも一種を
含む有機高分子化合物が用いられ、例えば、ポリP−7
エコンー1゜3.4−オキサジアゾール、ポリm−フエ
ニレン−1,3,4−オキサジアゾール、ポリP−フェ
ニレンー1.3.4−チアジアゾール、ポリm−フエニ
レン−1,3,4−チアジアゾール、ポリ−1,3,4
−チアゾール−2,5−イレンビニレン−1,4−フェ
ニレンビニレンポリ−1,3,4−ジアゾール−2,5
−イレンビニレン−1,4−フェニレンビニレン、ポリ
チアゾロ[4,5−f〕ペンスチアゾール−2,6−イ
レンピニレンー1.4−7二二レンビニレン、ポリ−3
,5−P−フエニレン−4−フェニル−1,2,4−ト
リアゾール、ポリペンゾイミ1ノベンゾチアゾール、ポ
リ−2,6−ジアニリツペンゾビスチアゾール、ピロメ
リックジアンヒドライドおよび2゜5−ジアミノ−1,
3,4−チアジアゾールから合成されるポリイミド、ポ
リP−フェニレンオキサゾール並びにポリm−7二二レ
ンオキサゾールの内の少なくとも一種があり、これらは
、加熱蒸着法、高周波スパッタリング法、イオンブレー
ティング法、電子ビーム法およびイオンクラスクービー
ム法の内のいずれかの蒸着法による蒸着膜として用いら
れる。
この発明に係わる電極となる金端層の金属としては、半
導体層がP型の場合は、例えばインジクム(工nLガリ
クム(Ga入インジクムーガリウム合金、アルミニクム
(A/ )、銀(Ag)、スズ(Sn)およびグルマニ
クム(Ge )などの仕事関数の小さい金属が、n型の
場合には、例えば金(Au)、白金(pt)および銅(
Cu)などの仕事関数の大きい金属が用いられ、蒸着、
スパッタリング、CVD成長およびメンキなどの方法で
被着させる。
なお、この発明により得られたMISダイオードの電気
特性は蒸着時に用いる材料に大きく依存する。発明者等
は上記様々の異W5#1ポリマーの蒸着膜について検討
した結果、ポリP−フェニレンー1.3.4−オキサジ
アゾールの蒸着膜を用いたものが絶縁性有機高分子層と
して特に有効であることを見出した。上記蒸着膜を用い
たこの発明の一夫施例によるMISダイオードは、逆方
向電圧印加時の電流が小さく、整流比が他の異部壌ポリ
マーの蒸着膜を用いたものに比べて著るしく優れており
、しかもその耐久性も実用に耐えうるものである。
以下、この発明の実施例について具体的に説明するが、
この発明は、これらに限定されるものではない。
実施例1 3、5 am X 7 cIRのガラス基板上に真空蒸
着法によって厚さ1oooAのクロム層を設け、更にこ
の上に金(AU )層をzoooXの厚さに真空蒸着法
によって設けたものを作用電極とした(有効作用電極面
積は2備×3.5σ)。
100m1のアセトニトリル中にN−メチルピロール(
o、sg)、テトラエチルアンモニクムバークロレイ)
 (0,7g)  を溶解させた液を反応溶液とした。
対極として白金(pt庵極を、参照電極として5CE(
飽和カロメル電極)を使用し、反応溶液中に作用電極と
共に浸し、窒累ガス雰囲気下で作用電極を陽極として対
極との間に一定電流(0,15mA)を90分間流し、
作用電極上にπ−共役系高分子層を約4oooXの厚さ
に析出させ、アセトニトリルで洗浄後、窒素ガス雰囲気
下で乾燥し、π−共役系高分子試料(I)を得た。
次に、π−共役系高分子試料(1,)の上に、絶縁性有
機高分子層としてポリm−フエニレン−1゜3.4−オ
キサジアゾール層をlOXの厚さに真空加熱蒸着法によ
り設けた。この際の蒸着条件は、圧力1.OXl 0 
’ Torr 、加熱温度350℃、ポリP−フェニレ
ンー1,3.4−オキサジアゾールの仕込み量0、Ig
、π−共役系高分子試料(I)と加熱源との距離10(
!II+1蒸着時間10秒間である。このようにしてπ
−共役系高分子試料(ロ)を得る。
さらに、π−共役系高分子試料(II)の上に真空、蒸
着法によりインジウム(In)層を約3ooo1の厚さ
で設けることにより得られたMISダイオードをMIS
ダイオード試料(I)とする。
実施例2 実施例1で得られたπ−共役系高分子試料(I)を用い
て、この上に、蒸着時間を15秒問とする他は実施例1
と同様にして、絶縁性有機高分子層を15Xの厚さで設
けたものをπ−共役系高分子試料(III)とする。
さらにπ−共役系高分子試料(m)の上に工n層を約3
ooo!の厚さで設けることによって得られたMISダ
イオードをMISダイオード試料(2)とする。
実施例3 実施例1で得られたπ−共役系高分子試料CI)を用い
て、この上に、蒸着時間を20秒間とする他は実施例1
と同様にして、絶縁性有機高分子層を20Xの厚さで設
けたものをπ−共役系高分子試料(ff)とする。さら
にπ−共役系高分子試料(酌の上にIn層を約aooo
!の厚さで設けることKよって得られたMISダイオー
ドをMISダイオード試料(3)とする。
実施例4 実施例1で得られた作用電極の上に、実施例1と同様に
、絶縁性有機高分子層をxoXの厚さで設けたものを絶
縁性有機高分子試料(I)とする。
次に絶縁性有機高分子試料(I)をプラズマCVD装置
の中に入れ、10’−” I’orrまで減圧する。
装置内の絶縁性有機高分子試料(I)を300℃まで加
熱し、そこに48.5%ホスフィンを含むホスフインー
モノシラジ混合ガスを40 ci / min a L
、さらに全体の圧力が0.4Torrになる様に水素力
スを流す。気圧が安定したら2 Torrまで気圧を上
げ、25Wで5分間13.56MHzのプラズマを発生
させ、絶縁性有機高分子試料(I)の上Kn型のアモル
ファスシリコン層を設けることによって絶縁性有機高分
子試料(ロ)を得る。さらに絶縁性有機高分子試料(n
)の上にIn層を約3oooXの厚さで設ける事によっ
て得られたMISダイオードをMISダイオード試料(
ff)とする。
比較例1 実施例1で得られたπ−共役系高分子試料(I)の上に
In層を約aoooXの厚さで設けることによって得ら
れた有機ショットキー・ダイオードを比較試料(I)と
する。
比較例2 実施例1で得られたπ−共役系高分子試料(I)の上に
ポリエチレン(pa)層を真空加熱蒸着法を用いて10
Xの厚さになる様に設けた。この際の蒸着条件は、圧力
1.OXl 0 ’ Torr、加熱温度250℃、P
Eの仕込み量0.05g、π−共役系高分子試料(I)
と加熱源との距離7ひ、蒸着時間5秒である。この様に
して得られた試料をπ−共役系高分子試料(V)とする
さらに、π−共役系高分子試料(V)の上にIn層を約
30001の厚さで設けることによって得られたMIS
ダイオードを比較試料(2)とする。
第3図にMISダイオード試料(1)ないし試料(3)
の第4図にMISダイオード試料(4)の、第5図に比
較試料(1)の第6図に比較試料(2)の断面図を示す
図において(9)、(13) 、(16) 、(22)
はリード線、(10)、 (20)  はIn電極、(
11) 、(19)はP−フエニレン−1,3,4−オ
キサジアゾール蒸着膜、(12)はポリN−メチルピロ
ール膜、(14) 、(17)はAu電極(15) 、
(21)はガラス基板、(18)はn型シリコン層、(
23)はPE蒸着膜である。
第7図はMISダイオード試料(1)ないし試料(4)
ならびに比較試料(1)および比較試料(2)の電圧(
V)による電流(I)の変化を示すI−V特性図である
図中、(24) 、(25)は比較試料(1)および比
較試料(2)の特性、(26)〜(29〕は各々MIS
ダイオード試料(1)〜試料(4)の特性である。なお
、正電圧側が順方向負電圧側が逆方向である。これによ
ると、この発明の実施例によシ得られたMISダイオー
ドは、良好な整流特性が観測され、しかも絶縁層の層厚
に依存する特異的変化が見られ、製造時の層厚制御によ
り所望の特性のMISダイオードを得ることができるこ
とが解る。
また耐久性の面でも比較試料(1)及び比較試料(2)
は製造後−週間程経過すると整流性が悪くなるが、この
発明により得られたMISダイオードは1力月経過して
も特性の変化は見られなかった。
なお、上記実施例では、絶縁性有機高分子層に用いる異
節環ポリマーとして、分子構造内に、オキサジアゾール
環を含むものを用いた場合についてのべたが、分子構造
内に、チアジアゾール環、チアゾロベンズチアゾール環
、トリアゾール環およびオキサゾール環の内の少なくと
も一種を含むものも同様の効果を示す。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、この発明は、電極となる導電層、
半導体層、異節環ポリマーを蒸着して形成された絶縁性
有機高分子層および電極となる金属層を積層することに
より、容易に、高性能で、性能が安定しており、しかも
耐久性に優れたMISダイオードの製造方法を得ること
ができる。なお、この発明では上記絶縁性有機高分子層
の層厚制御も容易であり、例えば光センサーおよび光電
変換素子など種々の電子部品の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なMISダイオードの断面図、第2図は
従来のMOSダイオードの断面図、第3図及び第4図は
それぞれこの発明の実施例によるMISダイオードの断
面図、第5図は一般的な有機ショットキーダイオードの
断面図、第6図は従来の一般的な有機MISダイオード
の断面図である。第7図はこの発明の実施例のMISダ
イオード、一般的な有機ショットキーダイオード、およ
び従来の一般的な有機MISダイオードを比較するため
の電流(I)−電圧(V)特性図である。 図において、(1)+ (6)はリード線、(2)は電
極となる金属層、(3)は絶縁層、(4)は半導体層、
(5)は電極となる導電層、(7)は5i02層、(8
)はSi層、(9)。 (13)はリード線、(10)は工n層、(11)はポ
リP−フェニレンー1.3.4−オキサジアゾール蒸着
膜、(12)はポリN−メチルビロール膜、(14) 
#−1Au電極、(15)はガラス基板、(16) 、
 (22)はリード線、(17)はAu電極、(18)
はn型シリコン層、(19)はゾ ポリp−フエニレン−1,3,4−オキサシアブール蒸
着膜、(20)はIn電極、(21)はガラス基板、(
23)はPE蒸着膜、(24) 、 (25)は各々比
較試料(1)および比較試料(2〕の特性、(25) 
、 (26) 、 (27) 、 (28)は各々この
発明の実施例によるMISダイオード試料(1)〜(4
)の特性である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極となる導電層、半導体層、絶縁性有機高分子
    層および電極となる金属層を積層したMISダイオード
    において、上記絶縁性有機高分子層は、異節環ポリマー
    を蒸着して形成されたものであることを特徴とするMI
    Sダイオードの製造方法。
  2. (2)異節環ポリマーが、分子構造内にチアジアゾール
    環、チアゾロベンズチアゾール環、トリアゾール環、オ
    キサゾール環およびオキサジアゾール環の内の少なくと
    も一種を含む有機高分子化合物であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のMISダイオードの製造方
    法。
  3. (3)蒸着は、加熱蒸着法、高周波スパッタリング、イ
    オンブレーティング法、電子ビーム法およびイオンクラ
    スタービーム法の内のいずれかにより行なわれることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載のMI
    Sダイオードの製造方法。
  4. (4)異節環ポリマーが、ポリP−フエニレン−1、3
    、4−オキサジアゾールである特許請求の範囲第2項記
    載のMISダイオードの製造方法。
JP59122500A 1984-06-12 1984-06-12 Misダイオ−ドの製造方法 Pending JPS611059A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5069407A (en) * 1990-11-02 1991-12-03 Williams Andy C Mounting bracket for communication related devices

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5069407A (en) * 1990-11-02 1991-12-03 Williams Andy C Mounting bracket for communication related devices

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