JPH02244773A - 光センサー - Google Patents
光センサーInfo
- Publication number
- JPH02244773A JPH02244773A JP1066749A JP6674989A JPH02244773A JP H02244773 A JPH02244773 A JP H02244773A JP 1066749 A JP1066749 A JP 1066749A JP 6674989 A JP6674989 A JP 6674989A JP H02244773 A JPH02244773 A JP H02244773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- layer
- electrode layer
- photoconductive layer
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (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。
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］
本発明は光センサー、詳細にはアモルファスシリコンを
主成分とした密着型光電変摸索ｒの改良に関わる。
主成分とした密着型光電変摸索ｒの改良に関わる。
［従来の技術］
従来の密着型イメージセンサ−はフォトコンダクタ−型
、フォトダイオード型の２種類に分類できる。フォトコ
ンダクタ−型では、光導電性を利用し、印加電圧に相当
した電流量が得られる一方、応答速度が遅い等の問題点
があった。
、フォトダイオード型の２種類に分類できる。フォトコ
ンダクタ−型では、光導電性を利用し、印加電圧に相当
した電流量が得られる一方、応答速度が遅い等の問題点
があった。
そこで、アモルファスシリコンカーバイド等をブロッキ
ング層として用い、またダイオードとしての整流作用を
利用し、光生成されたキャリアーのみを出力電流とする
フォトダイオード型が注目されるようになった。
ング層として用い、またダイオードとしての整流作用を
利用し、光生成されたキャリアーのみを出力電流とする
フォトダイオード型が注目されるようになった。
［発明が解決しようとする問題点］
フォトダイオード型では明暗比がフォトコンダクタ−型
に比べて大きくなる利点はあるものの、反面、光電流が
量子効率１未満の微少な値に限られるという問題があり
、そのため電荷蓄積、増幅等の必要があり、回路の面で
問題があった。
に比べて大きくなる利点はあるものの、反面、光電流が
量子効率１未満の微少な値に限られるという問題があり
、そのため電荷蓄積、増幅等の必要があり、回路の面で
問題があった。
この発明は暗電流が小さく明電流が大きい光センサーを
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
［問題を解決するための手段］
上述の目的を達成するために、この発明の光センサーは
ブロッキング層により、暗電流を抑えたまま、量子効率
１以上の明電流を得るため、光照射時のみ顕著に電荷注
入型の電気伝導を示す構造を持つ光センサーを形成する
。
ブロッキング層により、暗電流を抑えたまま、量子効率
１以上の明電流を得るため、光照射時のみ顕著に電荷注
入型の電気伝導を示す構造を持つ光センサーを形成する
。
この発明の先センサーは、第１電極層と、透光性の第２
電極層を存し、その間にシリコンを主成分とする第１光
導電層、水素化アモルファスシリコンに比べてバンドギ
ャップの広いシリコンとカーボンを主成分とする物質、
又はシリコンと窒素を主成分とする物質、又はシリコン
と酸素を主成分とする物質を用いたブロッキング層、ブ
ロッキング層及び第１光導電層の電気的性質の改変によ
る電荷注入をｌ目的として形成する周期律表第■族元素
又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を添加したシリコンを
主成分とする第２光導電層を積層し、前記第２光導電層
の厚みを２０Å以上５０００人未満に制御することによ
り、電荷注入量を制御するものであることを特徴とする
。
電極層を存し、その間にシリコンを主成分とする第１光
導電層、水素化アモルファスシリコンに比べてバンドギ
ャップの広いシリコンとカーボンを主成分とする物質、
又はシリコンと窒素を主成分とする物質、又はシリコン
と酸素を主成分とする物質を用いたブロッキング層、ブ
ロッキング層及び第１光導電層の電気的性質の改変によ
る電荷注入をｌ目的として形成する周期律表第■族元素
又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を添加したシリコンを
主成分とする第２光導電層を積層し、前記第２光導電層
の厚みを２０Å以上５０００人未満に制御することによ
り、電荷注入量を制御するものであることを特徴とする
。
［作用及び実施例］
本発明に関する光センサーの実施例を図を併記して説明
する。
する。
（実施例１）
本発明の実施例の１つの構造を第１図に示す。
透明な絶縁基板ｌ上に第２電極層２として透明導電膜を
形成する。その第２電極ＪｔｉＩ２上に、ブロッキング
層３として水素化アモルファスシリコンに比べてエネル
ギバンドギャップの広いシリコンとカーボンを主成分と
する薄膜、又はシリコンと窒素を主成分とする薄膜、又
はシリコンと酸素を主成分とする薄膜を形成する。特に
、シリコンカーバイドよりなる薄膜が好ましい。
形成する。その第２電極ＪｔｉＩ２上に、ブロッキング
層３として水素化アモルファスシリコンに比べてエネル
ギバンドギャップの広いシリコンとカーボンを主成分と
する薄膜、又はシリコンと窒素を主成分とする薄膜、又
はシリコンと酸素を主成分とする薄膜を形成する。特に
、シリコンカーバイドよりなる薄膜が好ましい。
ブロッキング層３の厚みは、２０Å以上５０００人未満
であり、より好ましくは５０Å以上２０００Å以下であ
る。２０人未満では、ブロッキングが充分行えず、５０
００Å以上では感度が大きく低下する傾向がある。さら
に、その上に不純物を含む光導電層４として、周期律表
第■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を１ｐｐ
ｒｎから１００００ｐｐｒｒ＋添加した水素化アモルフ
ァスシリコン薄膜を形成する。不純物添加量は、好まし
くは２ｐｐｒｒ＋以上５０００ｐｐｍ以下である。また
その厚みは２０〜５０００人、好ましくは５０〜２００
０人である。その上に、光導電層５として不純物を含ま
ない水素化アモルファスシリコン薄膜を形成する。その
上に、金属第１電極層６としてＣｒ５ＡＪ）、Ｚｒ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｗのうちいずれか１つの材料またはこれらの
うちの２種以上の材料の合金あるいは積層構造にてなる
電極層を形成する。
であり、より好ましくは５０Å以上２０００Å以下であ
る。２０人未満では、ブロッキングが充分行えず、５０
００Å以上では感度が大きく低下する傾向がある。さら
に、その上に不純物を含む光導電層４として、周期律表
第■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を１ｐｐ
ｒｎから１００００ｐｐｒｒ＋添加した水素化アモルフ
ァスシリコン薄膜を形成する。不純物添加量は、好まし
くは２ｐｐｒｒ＋以上５０００ｐｐｍ以下である。また
その厚みは２０〜５０００人、好ましくは５０〜２００
０人である。その上に、光導電層５として不純物を含ま
ない水素化アモルファスシリコン薄膜を形成する。その
上に、金属第１電極層６としてＣｒ５ＡＪ）、Ｚｒ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｗのうちいずれか１つの材料またはこれらの
うちの２種以上の材料の合金あるいは積層構造にてなる
電極層を形成する。
なおメタルと半導体層のオーミック特性をとるために光
導電層とメタルの間にｎ型半導体層を入れることもでき
る。
導電層とメタルの間にｎ型半導体層を入れることもでき
る。
（実施例２）
本発明の実施例の他の１つの構造を第２図に示す。透明
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３としてシリコンとカ
ーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成
分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜
を形成する。ブロッキング層の厚みは２０人〜５０００
人、好ましくは５０人〜２０００人である。さらに、そ
の上に不純物を含む光導電層４として、周期律表第■族
元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を１ ｐ ｐ
ｍ 〜１００００ ｐｐｍ添加、より好ましくは２ ｐ
ｐ ｍ 〜５０００ｐｐｍ添加した水素化アモルファ
スシリコン薄膜を形成する。その厚みは２０〜５００Ｏ
Ａ。
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３としてシリコンとカ
ーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成
分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜
を形成する。ブロッキング層の厚みは２０人〜５０００
人、好ましくは５０人〜２０００人である。さらに、そ
の上に不純物を含む光導電層４として、周期律表第■族
元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を１ ｐ ｐ
ｍ 〜１００００ ｐｐｍ添加、より好ましくは２ ｐ
ｐ ｍ 〜５０００ｐｐｍ添加した水素化アモルファ
スシリコン薄膜を形成する。その厚みは２０〜５００Ｏ
Ａ。
好ましくは５０〜２０００人である。その上に光導電層
５として不純物を含まない水素化アモルファスシリコン
薄膜を形成する。その上に、ブロッキング層７としてシ
リコンとカーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと
窒素を生成分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分
とする薄膜を形成する。その上に、金属第１電極層６と
してＣｒ５Ａｊ、Ｚ「、Ｔｉ、Ｎｔ、Ｗのうちのいずれ
か１つの材料またはこれらのうちの２種以上の材料の合
金にてなる電極層を形成する。
５として不純物を含まない水素化アモルファスシリコン
薄膜を形成する。その上に、ブロッキング層７としてシ
リコンとカーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと
窒素を生成分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分
とする薄膜を形成する。その上に、金属第１電極層６と
してＣｒ５Ａｊ、Ｚ「、Ｔｉ、Ｎｔ、Ｗのうちのいずれ
か１つの材料またはこれらのうちの２種以上の材料の合
金にてなる電極層を形成する。
（実施例３）
本発明の実施例のさらに他の構造を第３図に示す。透明
な絶縁基板ｌ上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３としてシリコンとカ
ーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成
分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜
を形成する。ブロッキング層の厚みは２０人〜５０００
人、好ましくは５０人〜２０００人である。さらに、そ
の上に不純物を含む光導電層４として、周期律表第■族
元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ〜１
００００ｐｐｒｎより好ましくは２ｐｐｒｒ＋〜５００
０ｐｐｍ添加した水素化アモルファスシリコン薄膜を形
成する。その厚みは２０〜５０００人、好ましくは５０
〜２０００人である。その上に、光導電層５として不純
物を含まない水素化アモルファスシリコン薄膜を形成す
る。その上に、不純物を含む光導電層８として、周期律
表第■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物をｌｐ
ｐｍ〜１１００００ｐｐ添加した水素化アモルファスシ
リコン薄膜を形成する。その上に、金属第１電極層６と
してＣｒ、Ａｊ、Ｚｒ、Ｔｉ。
な絶縁基板ｌ上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３としてシリコンとカ
ーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成
分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜
を形成する。ブロッキング層の厚みは２０人〜５０００
人、好ましくは５０人〜２０００人である。さらに、そ
の上に不純物を含む光導電層４として、周期律表第■族
元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ〜１
００００ｐｐｒｎより好ましくは２ｐｐｒｒ＋〜５００
０ｐｐｍ添加した水素化アモルファスシリコン薄膜を形
成する。その厚みは２０〜５０００人、好ましくは５０
〜２０００人である。その上に、光導電層５として不純
物を含まない水素化アモルファスシリコン薄膜を形成す
る。その上に、不純物を含む光導電層８として、周期律
表第■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物をｌｐ
ｐｍ〜１１００００ｐｐ添加した水素化アモルファスシ
リコン薄膜を形成する。その上に、金属第１電極層６と
してＣｒ、Ａｊ、Ｚｒ、Ｔｉ。
Ｎｉ、Ｗのうちいずれが１つの材料またはこれらのうち
の２種以上の合金あるいは積層構造にてなる電極層を形
成する。
の２種以上の合金あるいは積層構造にてなる電極層を形
成する。
（実施例４）
本発明の実施例のさらに他の構造を第４図に示す。透明
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３としてシリコンとカ
ーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成
分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜
を形成する。さらに、その上に不純物を含む光導電層４
として、周期律表第■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素
の不純物を１ｐｐｒｎ〜１０１００００ｐｐ加した水素
化アモルファスシリコン薄膜を形成する。その厚みは２
０〜５０００人、好ましくは５０〜２０００人である。
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３としてシリコンとカ
ーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成
分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜
を形成する。さらに、その上に不純物を含む光導電層４
として、周期律表第■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素
の不純物を１ｐｐｒｎ〜１０１００００ｐｐ加した水素
化アモルファスシリコン薄膜を形成する。その厚みは２
０〜５０００人、好ましくは５０〜２０００人である。
その上に、光導電層５として不純物を含まない水素化ア
モルファスシリコン薄膜を形成する。その上に、不純物
を含む光導電層８として、周期律表第■族元素、又は周
期律表第Ｖ族元素の不純物をｌｐｐｍ−１１００００ｐ
１）添加した水素化アモルファスシリコン薄膜を形成す
る。その上にブロッキング層９を形成し、さらにその上
に金属第１＠極層ＧとしてＣｖ、Ａｊ、Ｚ「、Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｗのうちいずれか１つの材料またはこれらのうちの
２種以上の材料の合金あるいは積層構造にてなる電極層
を形成する。なおブロッキング層９は、ブロッキング層
３と同様な方法により作成する。
モルファスシリコン薄膜を形成する。その上に、不純物
を含む光導電層８として、周期律表第■族元素、又は周
期律表第Ｖ族元素の不純物をｌｐｐｍ−１１００００ｐ
１）添加した水素化アモルファスシリコン薄膜を形成す
る。その上にブロッキング層９を形成し、さらにその上
に金属第１＠極層ＧとしてＣｖ、Ａｊ、Ｚ「、Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｗのうちいずれか１つの材料またはこれらのうちの
２種以上の材料の合金あるいは積層構造にてなる電極層
を形成する。なおブロッキング層９は、ブロッキング層
３と同様な方法により作成する。
［発明の効果］
本発明によれば、従来のフォトダイオード型充電変換素
子と同様暗電流を抑えたまま、明電流を大きくすること
ができる。これを光センサーとして用いることにより、
駆動回路、増幅回路、走査回路の負担を小さくでき、セ
ンサーの応用が簡便になり、またコストダウンにつなが
り、イメージセンサ−の応用範囲の拡大に寄与する。
子と同様暗電流を抑えたまま、明電流を大きくすること
ができる。これを光センサーとして用いることにより、
駆動回路、増幅回路、走査回路の負担を小さくでき、セ
ンサーの応用が簡便になり、またコストダウンにつなが
り、イメージセンサ−の応用範囲の拡大に寄与する。
第１図ないし第４図はこの発明の光センサーの種々の実
施例を示す断面図である。 ［符号の説明］ １・・・・・・透明な絶縁基板 ２・・・・・・透明導電膜第２電極層 ３・・・・・・ブロッキング層 ４・・・・・・不純物を含む光導電層 ５・・・・・・光導電層 ６・・・・・・金属第１電極層 ７・・・・・・ブロッキング層 ８・・・・・・不純物を含む光導電層 ・・・・・ブロッキング層 ほか１名 第 図 第２図
施例を示す断面図である。 ［符号の説明］ １・・・・・・透明な絶縁基板 ２・・・・・・透明導電膜第２電極層 ３・・・・・・ブロッキング層 ４・・・・・・不純物を含む光導電層 ５・・・・・・光導電層 ６・・・・・・金属第１電極層 ７・・・・・・ブロッキング層 ８・・・・・・不純物を含む光導電層 ・・・・・ブロッキング層 ほか１名 第 図 第２図
Claims (1)
- １、第１電極層と、透光性の第２電極層を有し、その間
にシリコンを主成分とする第１光導電層水素化アモルフ
ァスシリコンに比べてバンドギャップの広いシリコンと
カーボンを主成分とする物質、又はシリコンと窒素を主
成分とする物質、又はシリコンと酸素を主成分とする物
質を用いたブロッキング層、ブロッキング層及び第１光
導電層の電気的性質の改変による電荷注入を目的として
形成する周期律表第III族元素又は周期律表第Ｖ族元素
の不純物を添加したシリコンを主成分とする第２光導電
層を積層し、前記第２光導電層の厚みを２０Å以上５０
００Å未満に制御することにより、電荷注入量を制御す
るものであることを特徴とした光センサー。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066749A JPH02244773A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 光センサー |
| CA002005255A CA2005255C (en) | 1988-12-14 | 1989-12-12 | Contact type photoelectric transducer |
| PCT/JP1989/001247 WO1990007195A1 (fr) | 1988-12-14 | 1989-12-13 | Element convertisseur photoelectrique du type a adherence |
| EP19900900993 EP0402480A4 (en) | 1988-12-14 | 1989-12-13 | Adhered type photoelectric conversion element |
| US07/555,416 US5115123A (en) | 1988-12-14 | 1989-12-13 | Contact type photoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066749A JPH02244773A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 光センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244773A true JPH02244773A (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=13324843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1066749A Pending JPH02244773A (ja) | 1988-12-14 | 1989-03-17 | 光センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02244773A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57105745A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-01 | Canon Inc | Photoconductive member |
| JPS59202663A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Toshiba Corp | 光電変換部材 |
| JPS61108165A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-26 | Seiko Epson Corp | 固体撮像素子 |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1066749A patent/JPH02244773A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57105745A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-01 | Canon Inc | Photoconductive member |
| JPS59202663A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Toshiba Corp | 光電変換部材 |
| JPS61108165A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-26 | Seiko Epson Corp | 固体撮像素子 |
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