JPH02206180A - 光導電性薄膜の製造方法 - Google Patents
光導電性薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH02206180A JPH02206180A JP1026903A JP2690389A JPH02206180A JP H02206180 A JPH02206180 A JP H02206180A JP 1026903 A JP1026903 A JP 1026903A JP 2690389 A JP2690389 A JP 2690389A JP H02206180 A JPH02206180 A JP H02206180A
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- Japan
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- thin film
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- cds
- cdse
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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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はＣｄＳあるいはＣｄＳｅあるいはそれらの固溶
体（以下ＣｄＳ／ＣｄＳｅと記す）を主体とする光導電
性薄膜の製造方法に関するものである。
体（以下ＣｄＳ／ＣｄＳｅと記す）を主体とする光導電
性薄膜の製造方法に関するものである。
従来の技術
ＣｄＳあるいはＣｄＳｅあるいはＣｄＳ／ＣｄＳｅを主
体とする薄膜を適当な雰囲気で、高温加熱することによ
り光導電体を作製することは既に知られている。この薄
膜の形成方法としては、化学析出法や真空蒸着法などが
ある。また、Ｃｄ５１ Ｃｄ５８１あるいはＣｄＳ ／
Ｃｄｓ ｅに光導電性を賦与するために、ハロゲン特に
ＣＱ等と、金属特にＣｕ１ Ａｕ等を少量だけ添加して
５ｏθ°Ｃ以上の温度に加熱するのが普通である。
体とする薄膜を適当な雰囲気で、高温加熱することによ
り光導電体を作製することは既に知られている。この薄
膜の形成方法としては、化学析出法や真空蒸着法などが
ある。また、Ｃｄ５１ Ｃｄ５８１あるいはＣｄＳ ／
Ｃｄｓ ｅに光導電性を賦与するために、ハロゲン特に
ＣＱ等と、金属特にＣｕ１ Ａｕ等を少量だけ添加して
５ｏθ°Ｃ以上の温度に加熱するのが普通である。
この様な方法で得られる光導電性薄膜はＣｄＳを主体と
するものでは０．４〜０．８μｍ、、ＣｄＳｅを加えた
ものでは更に長波長の光に感応し、同時に応答時間が短
くなることが知られている。
するものでは０．４〜０．８μｍ、、ＣｄＳｅを加えた
ものでは更に長波長の光に感応し、同時に応答時間が短
くなることが知られている。
膜中へのＣｇの導入は光電流（以下Ｊ、と記す）を著し
く増大させるが、同時に暗電流（以下Ｊｄと記す）をも
かなり大きくしてしまう。一方Ｃｕを導入するとＪ、を
小さくすることができるので一般にはＣ１の導入ととも
にＣｕを共添加してＪ、を大きく、Ｊｄを小さくする方
法をとっている。具体的に言えば、ＣｕｔＪＩ度が高い
場合にはＪｐｌ Ｊｄは小さく、低い場合にはＪ、、
Ｊｄは大きくなる。
く増大させるが、同時に暗電流（以下Ｊｄと記す）をも
かなり大きくしてしまう。一方Ｃｕを導入するとＪ、を
小さくすることができるので一般にはＣ１の導入ととも
にＣｕを共添加してＪ、を大きく、Ｊｄを小さくする方
法をとっている。具体的に言えば、ＣｕｔＪＩ度が高い
場合にはＪｐｌ Ｊｄは小さく、低い場合にはＪ、、
Ｊｄは大きくなる。
又応答時間に関しては光電流がＯからその５０％に達す
るまでの時間を立上がり時間τ１、飽和値からその５０
％に減少するまでの立下がり時間をτｄとすると、Ｃｕ
濃度が高い場合はτ、は大きく、τｄは小さく、また低
い場合はτ、は小さく、 τｄは大きくなる。またＣｕ
の添加により、Ｃｕが作る不純物準位から励起される電
子のためにバンドギャップより長波長の光にも感度を持
つようになる。
るまでの時間を立上がり時間τ１、飽和値からその５０
％に減少するまでの立下がり時間をτｄとすると、Ｃｕ
濃度が高い場合はτ、は大きく、τｄは小さく、また低
い場合はτ、は小さく、 τｄは大きくなる。またＣｕ
の添加により、Ｃｕが作る不純物準位から励起される電
子のためにバンドギャップより長波長の光にも感度を持
つようになる。
そこでＣｕ濃度を適当に調整して必要とする光電特性を
得る。この様に薄膜中のＣｕ濃度は薄膜の光電特性に大
きな影響を与え、Ｃｕ濃度の正確な制御は実用素子を作
る上で大変重要である。
得る。この様に薄膜中のＣｕ濃度は薄膜の光電特性に大
きな影響を与え、Ｃｕ濃度の正確な制御は実用素子を作
る上で大変重要である。
次に従来の光導電性薄膜の製造方法について述べる。
まず化学析出法に於いては、薄膜を形成するための溶液
中（ＳＣ（ＭＨＩり２、ＣｄＣｆｆ２、ＮＨ４ＯＨ，Ｎ
Ｈ４Ｃ５１）等にＣｕをＣｕＣＲ２として混入させ、そ
の濃度によりＣｕ濃度を制御する。
中（ＳＣ（ＭＨＩり２、ＣｄＣｆｆ２、ＮＨ４ＯＨ，Ｎ
Ｈ４Ｃ５１）等にＣｕをＣｕＣＲ２として混入させ、そ
の濃度によりＣｕ濃度を制御する。
蒸着法に於けるまず一つの方法はＣｄ５１Ｃｄ Ｓ ｅ
、 あるいはＣｄＳ／ＣｄＳｅを主体としたちのにＣ
ｕＣｆｆａを混入して蒸発源を作製する。そして、蒸着
持主成分を蒸発させながら、Ｃｕも同時に蒸発させるこ
とにより例えばＣｄＳ／Ｃｄ５ａ： Ｃｕ膜を形成する
。この場合Ｃｕ１８度は蒸発源作製時に混入するＣｕＣ
Ｎ２の濃度で制御していた。もう一つの方法は蒸発源作
製時に混入するＣｕＣｌ１２の濃度を一定にしておき、
第一段階として９００〜１０００°Ｃで主成分を蒸発さ
せ、その後第二段階として蒸発源をさらに高温に上げて
Ｃｕを蒸発させ、 ＣｄＳ／ＣｄＳｅ：Ｃｕを形成する方法である。Ｃｕの
濃度はその第二段階のるつぼの温度で制御していた。
、 あるいはＣｄＳ／ＣｄＳｅを主体としたちのにＣ
ｕＣｆｆａを混入して蒸発源を作製する。そして、蒸着
持主成分を蒸発させながら、Ｃｕも同時に蒸発させるこ
とにより例えばＣｄＳ／Ｃｄ５ａ： Ｃｕ膜を形成する
。この場合Ｃｕ１８度は蒸発源作製時に混入するＣｕＣ
Ｎ２の濃度で制御していた。もう一つの方法は蒸発源作
製時に混入するＣｕＣｌ１２の濃度を一定にしておき、
第一段階として９００〜１０００°Ｃで主成分を蒸発さ
せ、その後第二段階として蒸発源をさらに高温に上げて
Ｃｕを蒸発させ、 ＣｄＳ／ＣｄＳｅ：Ｃｕを形成する方法である。Ｃｕの
濃度はその第二段階のるつぼの温度で制御していた。
更に以上のようにして作製した薄膜を、０６０ｇ２を含
む雰囲気中で５００〜［ｉ００℃、約１時間熱処理して
いた。
む雰囲気中で５００〜［ｉ００℃、約１時間熱処理して
いた。
発明が解決しようとする課題
化学析出法は工程が複雑な上、特性の再現性が乏しいと
いう問題があり、現在ではあまり使用されていない。
いう問題があり、現在ではあまり使用されていない。
一方蒸着法で形成された薄膜は、Ｓｌ ８ｅ等の欠陥の
多い、抵抗の低い膜となり、この状態はＳまたはＳｅを
含む雰囲気中での熱処理によって多くは改善されるが、
完全ではない。また主成分は８００〜１ｏｏｏ″Ｃで蒸
発するのに対し、Ｃｕの蒸発には１１００〜１５００℃
を必要とする。このため主成分とＣｕを同時に蒸発させ
る場合は膜の中に多少のＣｕが取り込まれるが、蒸着終
了後、ＣｕＳ等の形でるつぼ中に残さとして残ることに
なり、膜中のＣｕ濃度を高くできない上に、再現性が得
られ難く特性の制御が難しい。また主成分を蒸発させた
後蒸発源の温度を上げてＣｕを混入させる場合は、Ｃｕ
を後から堆積するのでＣｕは表面に多く存在し、濃度の
勾配が生じこれが熱処理後にも濃度が均一ととならず、
特性に問題を生じる。この様に従来の方法では膜の作製
方法及びＣｕ濃度の制御方法に問題があった。
多い、抵抗の低い膜となり、この状態はＳまたはＳｅを
含む雰囲気中での熱処理によって多くは改善されるが、
完全ではない。また主成分は８００〜１ｏｏｏ″Ｃで蒸
発するのに対し、Ｃｕの蒸発には１１００〜１５００℃
を必要とする。このため主成分とＣｕを同時に蒸発させ
る場合は膜の中に多少のＣｕが取り込まれるが、蒸着終
了後、ＣｕＳ等の形でるつぼ中に残さとして残ることに
なり、膜中のＣｕ濃度を高くできない上に、再現性が得
られ難く特性の制御が難しい。また主成分を蒸発させた
後蒸発源の温度を上げてＣｕを混入させる場合は、Ｃｕ
を後から堆積するのでＣｕは表面に多く存在し、濃度の
勾配が生じこれが熱処理後にも濃度が均一ととならず、
特性に問題を生じる。この様に従来の方法では膜の作製
方法及びＣｕ濃度の制御方法に問題があった。
本発明は前述の問題点に鑑みて成されたもので、上記の
問題を克服した、光導電性薄膜の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
問題を克服した、光導電性薄膜の製造方法を提供するこ
とを目的としている。
課題を解決するための手段
本発明は絶縁性基板上にＣｄ５１ Ｃｄ５８１ あるい
はＣｄＳ／ＣｄＳｅを主体とし、これに微量のＣｕＣＲ
２を含んだターゲットでスパッタリング法により薄膜を
作製し、これをＣｄＣｌ ２を含む雰囲気で熱処理して
光導電膜を製造することを特徴とする。
はＣｄＳ／ＣｄＳｅを主体とし、これに微量のＣｕＣＲ
２を含んだターゲットでスパッタリング法により薄膜を
作製し、これをＣｄＣｌ ２を含む雰囲気で熱処理して
光導電膜を製造することを特徴とする。
また、好ましくはターゲットに含まれるＣｕＣＲ２は０
．００５〜０．１ｍｏ１％の範囲とされる。
．００５〜０．１ｍｏ１％の範囲とされる。
作 用
本発明による光導電性薄膜の製造方法に於いては、Ｃａ
５１ ＣｄＳｅ１ あるいはＣｄＳ／ＣｄＳｅを主体と
したターゲットにＣｕＣＲ２を添加し、スパッタリング
により薄膜を形成することによって、Ｊ、が高く、かつ
Ｃｕ濃度が正確に制御されると共に均ｉに分布した薄膜
が容易に得られ、かつ熱処理後の光電特性も優れたもの
が得られる。即ち、スパッタリング法によりＣＬＩの制
御が正確かつ容易に行えるのである。
５１ ＣｄＳｅ１ あるいはＣｄＳ／ＣｄＳｅを主体と
したターゲットにＣｕＣＲ２を添加し、スパッタリング
により薄膜を形成することによって、Ｊ、が高く、かつ
Ｃｕ濃度が正確に制御されると共に均ｉに分布した薄膜
が容易に得られ、かつ熱処理後の光電特性も優れたもの
が得られる。即ち、スパッタリング法によりＣＬＩの制
御が正確かつ容易に行えるのである。
ターゲットの主成分に対してＣｕＣｌ２の濃度を０．０
０５ｍｏ１％以上、０．１ｍｏ１％以下としているのは
０．００５ｍｏ１％以下ではＪｄ及び、τ、が大きくな
り過ぎ、かつ赤色光に対する充分な感度が得られないか
らである。０．１ ｍｏ１％以下としたのは０．１ ｍ
ｏ１％以上ではＪ、が小さくなりすぎ、またτ、が大き
くなりすぎるからである。
０５ｍｏ１％以上、０．１ｍｏ１％以下としているのは
０．００５ｍｏ１％以下ではＪｄ及び、τ、が大きくな
り過ぎ、かつ赤色光に対する充分な感度が得られないか
らである。０．１ ｍｏ１％以下としたのは０．１ ｍ
ｏ１％以上ではＪ、が小さくなりすぎ、またτ、が大き
くなりすぎるからである。
実施例
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
スパッタリング用ターゲットを作製するために、ＣｄＳ
を０．６ｍｏｌとＣｄ５ａを０．４ｍｏｌ混合し、これ
にＣｕＣｌ２を０．００１−０．２ｍｏｌの範囲で複数
種類秤量し、前述のＣｄＳとＣｄＳｅの混合物に各々加
える。これらの混合物をそれぞれを８００°Ｃの不活性
ガス中で１時間焼成、冷却後粉砕する。これを粉末のま
まステンレス製の皿に入れて固め、ターゲットとする
、Ｔ−れをスハッタ装置（ＡＮＥＬＶＡ ５ＰＦ３１２
）を用い、基板として＃７０５９（Ｃｏｒｎｉｎｇ社）
、（４０Ｘ ４０Ｘ １．１ｍｍ”）を用いて、約
５０００ の厚さに堆積した。堆積条件として基板温
度２００°Ｃ１放電パワーは０ 、５７ ｗ ／ｃｒｌ
ｓスパッタガスはＡｒでその圧力はＩｌｉＯｍｔｏｒｒ
である。
を０．６ｍｏｌとＣｄ５ａを０．４ｍｏｌ混合し、これ
にＣｕＣｌ２を０．００１−０．２ｍｏｌの範囲で複数
種類秤量し、前述のＣｄＳとＣｄＳｅの混合物に各々加
える。これらの混合物をそれぞれを８００°Ｃの不活性
ガス中で１時間焼成、冷却後粉砕する。これを粉末のま
まステンレス製の皿に入れて固め、ターゲットとする
、Ｔ−れをスハッタ装置（ＡＮＥＬＶＡ ５ＰＦ３１２
）を用い、基板として＃７０５９（Ｃｏｒｎｉｎｇ社）
、（４０Ｘ ４０Ｘ １．１ｍｍ”）を用いて、約
５０００ の厚さに堆積した。堆積条件として基板温
度２００°Ｃ１放電パワーは０ 、５７ ｗ ／ｃｒｌ
ｓスパッタガスはＡｒでその圧力はＩｌｉＯｍｔｏｒｒ
である。
この様にして形成した膜を、ＣｄＳにＣｄＣｌ２を加え
た粉末を底部に敷いたアルミナ製の箱の中に入れ、５４
０°Ｃで一時間の熱処理を行なった。これらの薄膜に電
子ビーム蒸着によりＮｌＣｒの対抗電極を形成した。対
抗電極のギャップ幅とギャップ長の比は０．５である。
た粉末を底部に敷いたアルミナ製の箱の中に入れ、５４
０°Ｃで一時間の熱処理を行なった。これらの薄膜に電
子ビーム蒸着によりＮｌＣｒの対抗電極を形成した。対
抗電極のギャップ幅とギャップ長の比は０．５である。
図に本発明の方法により成膜（熱処理前）した試料のＳ
ＩＭＳ（二次イオン質量分析）によるＣｕ濃度（Ｃｕの
Ｃｄに対する信号強度ＣＣ）測定結果と蒸発源作成時の
ＣｕＣ２混入濃度との関係を示す。この結果より、膜中
のＣｕ濃度は蒸発源作製時のＣｕＣＲ２の混入濃度にほ
ぼ比例しており、制御性が良いことがわかる。
ＩＭＳ（二次イオン質量分析）によるＣｕ濃度（Ｃｕの
Ｃｄに対する信号強度ＣＣ）測定結果と蒸発源作成時の
ＣｕＣ２混入濃度との関係を示す。この結果より、膜中
のＣｕ濃度は蒸発源作製時のＣｕＣＲ２の混入濃度にほ
ぼ比例しており、制御性が良いことがわかる。
（以下余白）
Ｔ：熱処理温度（℃）
Ｊｐ：光電流（ｐＡ）
Ｊｄ：暗電流（ｐＡ）
τｒ：立上がり時間（ｍｓ）
τｄ：立下がり時間（ｍｓ）
表に従来の蒸着法及び本発明のスパッタリング法により
熱処理温度を変えて作製した薄膜の光電特性の測定結果
の一例を比較して示す。従来方法で作製した場合と比べ
てＪ、が小さく、光応答時間も小さい。
熱処理温度を変えて作製した薄膜の光電特性の測定結果
の一例を比較して示す。従来方法で作製した場合と比べ
てＪ、が小さく、光応答時間も小さい。
本実施例ではＣｄ５ｔａ、ａ／ＣｄＳｅ！！、ｓにより
その効果を示したがＣｄＳやＣｄＳｅ１ 及びその他
の組成のＣｄＳ／ＣｄＳｅの場合でも同様の効果が得ら
れることは明らかである。
その効果を示したがＣｄＳやＣｄＳｅ１ 及びその他
の組成のＣｄＳ／ＣｄＳｅの場合でも同様の効果が得ら
れることは明らかである。
発明の効果
以上のように、本発明の光導電性薄膜の製造方法によれ
ば、従来の方法に比べて、Ｃｕｆｉ度の制御が正確でか
つその分布を均一にする事が可能で、その結果素子とし
ての特性の制御性もよくかつ再現性に優れ、その工業的
価値は大である。
ば、従来の方法に比べて、Ｃｕｆｉ度の制御が正確でか
つその分布を均一にする事が可能で、その結果素子とし
ての特性の制御性もよくかつ再現性に優れ、その工業的
価値は大である。
図は本発明の一実施例における光導電性薄膜の製造方法
で作製した光導電性薄膜のＳＩＭＳにおけるＣｕのＣｄ
に対する信号強度比と蒸着源作製時に混入したＣｕＣＨ
ｐＨ度の関係を示す図である。
で作製した光導電性薄膜のＳＩＭＳにおけるＣｕのＣｄ
に対する信号強度比と蒸着源作製時に混入したＣｕＣＨ
ｐＨ度の関係を示す図である。
Claims (2)
- （１）絶縁性基板上に、ＣｄＳあるいはＣｄＳｅあるい
はそれらの固溶体を主体とし、これに微量のＣｕＣｌ＿
２を含むターゲットを用いてスパッタリング法により薄
膜を形成し、ＣｄＣｌ＿２を含む雰囲気で熱処理して製
造することを特徴とする光導電性薄膜の製造方法。 - （２）前記ターゲットに含まれる前記ＣｕＣｌ＿２の濃
度は０．００５〜０．１ｍｏｌ％の範囲であることを特
徴とする請求項１記載の光導電性薄膜の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026903A JPH02206180A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 光導電性薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026903A JPH02206180A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 光導電性薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206180A true JPH02206180A (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=12206190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1026903A Pending JPH02206180A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | 光導電性薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02206180A (ja) |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1026903A patent/JPH02206180A/ja active Pending
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