JPH04116531A - 非線形抵抗素子 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明Ｃヨ　　表示デバイス駆動用の非線形抵抗素子に
関すａ 従来の技術 液龜　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ζ友　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４　このような
マトリクスを有効的に駆動させるた敢　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も　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、通象　薄膜トラ
ンジスタ（ＴＰＴ）を代表とした３端子型素子と、角膜
ダイオードを代表とした２端子型素子が一般的であも　
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数　大画面用として注目されていも
　すでに２端子型素子として、第５図に示すよう＆へ　
ガラス基板２１上に形式された第１電極層２２と第２電
極層２３の間にカルコゲン系材料であるテルル（Ｔｅ）
を主成分とした半導体層２４を介在させた非線形抵抗素
子が提案されており、特に半導体層２４にテルル（Ｔｅ
）の化合物であるＳｂ＊Ｔｅｓ　（特願平１−５２１３
号）、ＧｅＴｅ　（特願昭６３−３０９５２５号）、Ｉ
ｎＴｅ　（特願平１−３１５５９５号）、ＢｉｔＴｅＳ
（特許出願中）を用いることにより、素子容量が小さく
、液晶駆動に適したしきい値電圧を持つスイッチング素
子として機能することが示されていも　カルコゲン系材
料であるＴｅにｓｂを含有させた半導体材料で１よ　容
易に化合物５ｂａＴｅ＊が作られこれが微細結晶の形で
層中に高密度に分散されもこれらの結晶粒界のトラップ
の影響で障壁が形成さｈ　　Ｖ−Ｉ特性において非線形
性を示すようになム　第６図に第５図に示した構成でＳ
ｂａ　Ｔｅｘを半導体層２４に用いた非線形抵抗素子の
電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）を示している力（５■程
度のしきい値電圧を持板　デユーティ比１１５００まで
の液晶駆動が可能である特性を有していも 発明が解決しようとする課題 このような従来の非線形抵抗素子でｌ；ＬＨＤＴＶのよ
うなデユーティ比１／１０００程度の高精細度表示を行
う場合　クロストークが発生し易（なり、その防止のた
めＶ−Ｉ特性の非線形性はより高いものが必要とされも
　このようにすでに提案されている半導体層を用いた非
線形抵抗素子ではその非線形性が低いた敢　高精細度表
示を行う場合、クロストークが発生し易い課題を有して
いた　本発明は上記課題を解決するもので、非線形性が
高く、高精細度表示に適した非線形抵抗素子を提供する
ことを目的とするものであム 課題を解決するための手段 本発明は上記目的を構成するため？二　第１１ｔ１極層
と第２電極層の間ζ！　カルコゲン系材料を主成分とし
た半導体材料に窒素（Ｎ）を含有させた複合層を介在さ
せて非線形抵抗素子を構成したものであム 作用 本発明は上記の構成により、カルコゲン系半導体層に窒
素（Ｎ）を含有させるので、結晶粒界にはテルル（Ｔｅ
）をはじめとする炭化物が容易に形成されこの炭化物が
さらに高い障壁を形成する。その結果　しきい値電圧は
高くなるものへ　しきい値電圧よりも小さな電圧を印加
した時（ＯＦ　Ｆ時）の電流値と、しきい値電圧よりも
大きな電圧を印加した時（ＯＮ時）の電流値の比は大き
くなり、高い非線形性が示されるようになム　これによ
りデユティ比の高い高精細度駆動が可能になム実施例 以下、本発明の実施例について図面をもとに説明すも （実施例１） 第１図番友　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ａ　図屯　ガラス基板１上にスパッタ
法によりＣｒよりなる第１電極層２を１００ｎｍ形成し
　その上にＳｂａ　Ｔｅｎに窒素（Ｎ）を含有させた複
合層３を３００ｎｍ積層すも　この複合層３（よＴｅと
ｓｂよりなるスパッタターゲットを月数　窒素（Ｎ）を
含有したＣａｎ・を不活性ガスであるＡｒに混合した雰
囲気中でスパッタ形式しており、その組成を（ＳｂａＴ
ｅａ）ｓｓＮｓｓ（ｍｏ１％）としていも　さらにコン
タクトホール４を有するＳ　ｉＯａより成る保護絶縁層
５を２００ｎｍ形成Ｌ　　Ｃｒより成る第２電極層６を
１１００ｎ設けも　この第２電極層６はＩＴＯより成る
透明画素電極層７に接続されも　このようにして構成さ
れる素子の電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）を、従来のＳ
ｂａＴｅａの半導体層を用いたときの特性とともに第２
図に示す。同図かられかるようにこの素子はＩＩＶ程度
のしきい値電圧をも板　従来の５ｂａＴｅ＄のみとした
場合に比べて、急峻な電流立ち上がりを示し　高い非線
系特性を有してい４　本実施例において複合層３を構成
するカルコゲン系材料を５ｂｅＴｅｓとして説明してい
る力（これに限定するものでなく、Ｔｅのみに窒素（Ｎ
）を含有させた複合層でも非線形性に優れたスイッチン
グ素子を得ることができも　しかし　カルコゲン系材料
としてＴｅの化合物をＧｅＴｅ、　ＩｎＴｅ、　Ｂｉ２
Ｔｅａのうち少なくとも一つを選択することにより、複
合層の微細結晶化がより促進され　結晶粒界に基づいて
形成される障壁がより゛非線形性を向上させ、高精細度
表示に有効なものとなａ　またカルコゲン系材料を主成
分とする半導体材料として化学当量の化合物でなく、ど
ちらの主成分が過剰に含有されたものであってＬ　その
過剰成分の量がある程度の範囲ならば障壁の高さを低下
させるまでには至らな（ｌ　しかし　化合物の微細結晶
に対して過剰成分の割合が高くなると、微細結晶の分布
密度が低くなり、非線形性の低下がみられるようになも
　したがって、カルコゲン系材料の組成として１よ　化
学当量の化合物に対して過剰成分ｍｏｌ比率が５０％以
下であることが望ましｔ〜 （実施例２） 第３図圏　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。ガラス基板１１上くスパッタ法によ
りＣｒ層を形成し　これをパターニングにより、間隙部
１２と第１電極層１３第２電極層１４に分割すａ　第１
電極層１３と間隙部１２と第２電極層１４を覆う形で５
ｂｅＴｅｓに窒素（Ｎ）を含有させた複合層１５を形成
すも　第２電極層１４には透明画素電極層１６を接続さ
せ、透明画素電極層１６への電荷の移動を可能にすム　
このような構成においても第２図に示すような非線形特
性を示し　有効であもな叙　第４図に示すよう圏　複合
層１５上！ミ　接触界面においてオーミック接触性を有
する導電体層１７を積層すれば　間隙部１２の長さ等の
影響を直接受けなくなり、制御性の向上が期待でき、よ
り好ましく〜　実施例１および実施例２において第１電
極層２．１３と第２電極層６．１４を同一材料で構成し
ている力匁　これは第１電極層２．１３と複合層３．１
５との界虱　および複合層３．１５と第２電極層６．１
４との界面において形成される障壁の高さを同一にり、
Ｖ−Ｉ特性の対称性を確保する上で重要な要素であも　
な耘　実施例では第１電極層２．１３と第２電極層６．
１４はＣｒで構成している力丈　本発明はこれに限定さ
れるものではなり４ＩＴＯのような透明導電体を適用し
てもよｔ〜　ま？＝Ａ１／Ｃｒのような２層構造にして
もよい力交　複合層３．１５に接する材質は同一のもの
が好ましｔ℃　さらに上記実施例では第１電極層２、ｌ
ａ、　第２電極層６．１４および複合層３．１５をスパ
ッタ法で形成したパ　本発明はこれに限るものでなく、
真空蒸着法　イオンブレーティングｍ　　ＣＶＤ法等を
用いても良（〜発明の効果 以上に実施例から明らかなように本発明によれば　第１
電極層と第２電極層の間にカルコゲン系材料を主成分と
した半導体材料に窒素（Ｎ）を含有させた複合層を介在
させて構成しているの玄　非線形性が高く、高精細度表
示に適した非線形抵抗素子を提供できも

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１における非線形抵抗素子の断
面医　第２図は同非線形抵抗素子の特性図　第３＠　第
４図は本発明の実施例２における非線形抵抗素子の断面
＠　第５図は従来の非線形抵抗素子の断面医　第６図は
従来の非線形抵抗素子の特性図であム ト・・・ガラス基板（ガラス等の基板）、　２・・・・
第１電極＃　３・・・・複合層　４・・・・第２電極胤
代理人の氏名弁理士　小ｆａ　治　　　明　ばか２名第 図 第 図 第 図 ／４

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス等の基板上に形式した第１電極層と第２電
   極層との間にカルコゲン系材料を主成分とした半導体材
   料に窒素（Ｎ）を含有させた複合層を介在させた非線形
   抵抗素子。
2. （２）カルコゲン系材料を主成分した半導体材料がテル
   ル（Ｔｅ）またはその化合物を含有している請求項１記
   載の非線形抵抗素子。
3. （３）テルル（Ｔｅ）の化合物がＳｂ＿２Ｔｅ＿３、Ｇ
   ｅＴｅ、ＩｎＴｅ、Ｂｉ＿２Ｔｅ＿３の中から選ばれた
   少なくとも１種である請求項２記載の非線形抵抗素子。