JPH0246887B2 - - Google Patents
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- JPH0246887B2 JPH0246887B2 JP55030612A JP3061280A JPH0246887B2 JP H0246887 B2 JPH0246887 B2 JP H0246887B2 JP 55030612 A JP55030612 A JP 55030612A JP 3061280 A JP3061280 A JP 3061280A JP H0246887 B2 JPH0246887 B2 JP H0246887B2
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- Japan
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- main surface
- thin film
- cds
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/0204—Compact construction
- G01J1/0209—Monolithic
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0488—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、照度計用光電変換器及びその製造法
に関し、照度計用光電変換器として極めて重要な
視感度曲線に合致した分光感度特性をもつ光電変
換器を容易にかつ安価に提供することを目的とし
たものである。
に関し、照度計用光電変換器として極めて重要な
視感度曲線に合致した分光感度特性をもつ光電変
換器を容易にかつ安価に提供することを目的とし
たものである。
これまでに知られている照度計用光検出器とし
ては大別して、Ａ 光電管式のもの、Ｂ セレン
光電池やシリコン太陽電池等を用いる光電池式の
もの、Ｃ CdS等の光電導体を用いる光導体方式
のものがある。
ては大別して、Ａ 光電管式のもの、Ｂ セレン
光電池やシリコン太陽電池等を用いる光電池式の
もの、Ｃ CdS等の光電導体を用いる光導体方式
のものがある。
しかしこれらはいずれもそれ自体の分光感度特
性が、照度計に要求される視感度曲線に合致して
いないため、視感度補正フイルターを必要として
いた。又一般にＡの光電管式の検出器は高価であ
り、Ｂのセレン光電池等を用いるものは安価であ
る反面、疲労特性や温度特性に問題があり、さら
にＣでは光導電体としてのCdSがその製法上、蒸
着法や気相反応及び焼結法では均一な薄膜を再現
性よく、大量でかつ安価に製造することができな
いという問題点があつた。
性が、照度計に要求される視感度曲線に合致して
いないため、視感度補正フイルターを必要として
いた。又一般にＡの光電管式の検出器は高価であ
り、Ｂのセレン光電池等を用いるものは安価であ
る反面、疲労特性や温度特性に問題があり、さら
にＣでは光導電体としてのCdSがその製法上、蒸
着法や気相反応及び焼結法では均一な薄膜を再現
性よく、大量でかつ安価に製造することができな
いという問題点があつた。
従つて、多くの受光素子のうち、照度計用光検
出器としては、コスト、信頼性、諸特性の面から
検討してシリコン光電池を用いることが最も望ま
しいと考えられる。
出器としては、コスト、信頼性、諸特性の面から
検討してシリコン光電池を用いることが最も望ま
しいと考えられる。
しかし前述の如くシリコン光電池であつても、
照度計用光検出器として用いるためには、視感度
曲線に分光感度特性を近づけるため視感度補正フ
イルターが必要であり、これらフイルターの選定
は素子の種類等に応じてゼラチン膜やガラスフイ
ルター等多種多様なものがあり、一方その精度に
おいてJIS規格（JIS−Ｃ−1609）を満足させる
か、あるいは計量法等の法定規格を満足させるに
よつて大きく変つてくる。
照度計用光検出器として用いるためには、視感度
曲線に分光感度特性を近づけるため視感度補正フ
イルターが必要であり、これらフイルターの選定
は素子の種類等に応じてゼラチン膜やガラスフイ
ルター等多種多様なものがあり、一方その精度に
おいてJIS規格（JIS−Ｃ−1609）を満足させる
か、あるいは計量法等の法定規格を満足させるに
よつて大きく変つてくる。
本発明は、分光感度特性以外の面でも極めて優
れていて入手も容易な光電池タイプのPN接合型
シリコン光ダイオードを受光素子に用いて、その
視感度補正フイルターを改善することにより、そ
の分光感度特性において視感度曲線に極めて合致
し、法定規格を十分に満足する照度計用光電変換
器を提供するものである。
れていて入手も容易な光電池タイプのPN接合型
シリコン光ダイオードを受光素子に用いて、その
視感度補正フイルターを改善することにより、そ
の分光感度特性において視感度曲線に極めて合致
し、法定規格を十分に満足する照度計用光電変換
器を提供するものである。
本発明をさらに詳述すれば、PN接合型シリコ
ン光ダイオードの受光面にCdS薄膜を被覆させ、
これと市販されている視感度補正フイルター、例
えば東芝ガラス(株)製シアンブルーガラスフイルタ
ーＣ−52Sとを組合せることによつて、視感度曲
線に極めて合致した分光感度曲線をもつ照度計用
光電変換器を容易に得ることができるものであ
る。
ン光ダイオードの受光面にCdS薄膜を被覆させ、
これと市販されている視感度補正フイルター、例
えば東芝ガラス(株)製シアンブルーガラスフイルタ
ーＣ−52Sとを組合せることによつて、視感度曲
線に極めて合致した分光感度曲線をもつ照度計用
光電変換器を容易に得ることができるものであ
る。
一般に市販されているシアンブルーガラスフイ
ルターとPN接合型シリコン光電池との組合せに
おいて得られる分光感度曲線は、その最高感度の
点では、比較的視感度線のピーク550nｍに一致
したものが得られるが、それよりも短波長側にお
いては各波長の視感度曲線の相対値よりも大きい
値を示し、法定照度計で規定された値を満足する
ことができない。
ルターとPN接合型シリコン光電池との組合せに
おいて得られる分光感度曲線は、その最高感度の
点では、比較的視感度線のピーク550nｍに一致
したものが得られるが、それよりも短波長側にお
いては各波長の視感度曲線の相対値よりも大きい
値を示し、法定照度計で規定された値を満足する
ことができない。
本発明は、特にこの短波長側における視感度曲
線からのずれを、CdS薄膜のもつフイルター効果
と視感度補正フイルターとの相乗効果を利用して
視感度曲線の各波長における相対感度値に近ずけ
るものである。すなわちCdS薄膜で、短波長側の
余分な感度をカツトすることによつて、照度計用
光電変換器として極めて組立精度が高く、かつ安
価であつてしかも理想的な分光感度曲線を有する
受光器が得られる。
線からのずれを、CdS薄膜のもつフイルター効果
と視感度補正フイルターとの相乗効果を利用して
視感度曲線の各波長における相対感度値に近ずけ
るものである。すなわちCdS薄膜で、短波長側の
余分な感度をカツトすることによつて、照度計用
光電変換器として極めて組立精度が高く、かつ安
価であつてしかも理想的な分光感度曲線を有する
受光器が得られる。
そのような目的で使用されるCdS薄膜はシリコ
ン光ダイオードと一体化するのがよく、又この薄
膜の具備すべき重要な要件としては、短波長側の
余分な感度のみをカツトし、長波長側での透過率
が高いことである。そのためにはCdS薄膜を均一
かつち密でしかも厚み的に薄く、結晶性のよい膜
とする必要があり、さらに製造上容易に得ること
ができることを勘案すると、化学量論的組成であ
ることが望ましい。
ン光ダイオードと一体化するのがよく、又この薄
膜の具備すべき重要な要件としては、短波長側の
余分な感度のみをカツトし、長波長側での透過率
が高いことである。そのためにはCdS薄膜を均一
かつち密でしかも厚み的に薄く、結晶性のよい膜
とする必要があり、さらに製造上容易に得ること
ができることを勘案すると、化学量論的組成であ
ることが望ましい。
以下、本発明の詳細を実施例により説明する。
第１図は本発明で使用した受光素子としての
PN接合型シリコン光ダイオードを示し、図のＡ
は上面図、Ｂは断面図である。
PN接合型シリコン光ダイオードを示し、図のＡ
は上面図、Ｂは断面図である。
第１図において、本発明にかかるPN接合型シ
リコン光ダイオードの作成にあたつて使用したシ
リコン単結晶基板１はＮ型で、比抵抗は１〜５Ω
−cm2のものである。まず、PN接合型シリコン光
ダイオードを作成するにあたつて受光面となるシ
リコン単結晶基板面の周辺にオーミツク電極が容
易に形成できるようにPClO3による気相拡散で
N+拡散層２を形成する。ついで、このN+拡散層
以外の部分にPN接合層を形成するためにBBr3に
よる気相拡散法でＰ型拡散層３を形成する。な
お、この際形成されたPN接合層の厚みは約1.0μ
ｍである。さらにかかる受光面を熱酸化膜６で覆
い反射防止効果をもたせる。つぎに電極取り付け
のために、先に形成したN+拡散層上に枠型の電
極とＰ型拡散層の周辺近くに枠電極及び受光部を
均等に４分割する電極をフオトレジスト法とエツ
チング法を利用して５ａ，５ｂ，５ｃで示すAl
電極を形成する。さらに本発明の重要な要素であ
る視感度補正フイルターとして一役をになうCdS
薄膜７を形成する。
リコン光ダイオードの作成にあたつて使用したシ
リコン単結晶基板１はＮ型で、比抵抗は１〜５Ω
−cm2のものである。まず、PN接合型シリコン光
ダイオードを作成するにあたつて受光面となるシ
リコン単結晶基板面の周辺にオーミツク電極が容
易に形成できるようにPClO3による気相拡散で
N+拡散層２を形成する。ついで、このN+拡散層
以外の部分にPN接合層を形成するためにBBr3に
よる気相拡散法でＰ型拡散層３を形成する。な
お、この際形成されたPN接合層の厚みは約1.0μ
ｍである。さらにかかる受光面を熱酸化膜６で覆
い反射防止効果をもたせる。つぎに電極取り付け
のために、先に形成したN+拡散層上に枠型の電
極とＰ型拡散層の周辺近くに枠電極及び受光部を
均等に４分割する電極をフオトレジスト法とエツ
チング法を利用して５ａ，５ｂ，５ｃで示すAl
電極を形成する。さらに本発明の重要な要素であ
る視感度補正フイルターとして一役をになうCdS
薄膜７を形成する。
このCdS薄膜７は次に示す化学的析出法で形成
する。すなわち、第２図に示す如く、シリコン光
ダイオードの受光部となるＰ拡散層以外はフオト
レジスト等のレジストでマスクしたシリコン光ダ
イオード８をセツトした基板ホルダー９と、塩化
カドミウム、アンモニヤ水、塩化アンモニウム、
及びチオ尿素から成るCdS析出溶液１０をビーカ
等の析出反応容器１１に入れ、前記基板ホルダー
９を回転軸１２で回転させながら析出反応容器１
１全体を105℃の温度に保つた浴槽１３中に約25
分間浸漬すると、前記シリコン光ダイオードの受
光面に密着強度の強くピンオールのない均一な厚
さ0.1μｍのCdS薄膜が形成される。この膜は約
0.08μｍの微細な結晶粒よりなる配向性のある立
方晶と六方晶との混晶よりなつている。なお１４
は浴槽の撹拌器である。
する。すなわち、第２図に示す如く、シリコン光
ダイオードの受光部となるＰ拡散層以外はフオト
レジスト等のレジストでマスクしたシリコン光ダ
イオード８をセツトした基板ホルダー９と、塩化
カドミウム、アンモニヤ水、塩化アンモニウム、
及びチオ尿素から成るCdS析出溶液１０をビーカ
等の析出反応容器１１に入れ、前記基板ホルダー
９を回転軸１２で回転させながら析出反応容器１
１全体を105℃の温度に保つた浴槽１３中に約25
分間浸漬すると、前記シリコン光ダイオードの受
光面に密着強度の強くピンオールのない均一な厚
さ0.1μｍのCdS薄膜が形成される。この膜は約
0.08μｍの微細な結晶粒よりなる配向性のある立
方晶と六方晶との混晶よりなつている。なお１４
は浴槽の撹拌器である。
この際に用いたCdS析出溶液はアルカリ水溶液
であり、その組成は次の通りである。
であり、その組成は次の通りである。
0.1モルのCdCl2水溶液 10容量部
濃度14％のアンモニア水 8.5容量部
2.5モルのNH4Cl水溶液 2.5容量部
１モルのチオ尿素水溶液 50容量部
このようにCdS薄膜７で受光面が被着されたシ
リコン光ダイオード８を第３図に示す如くリード
ピン１５が予め設けられた絶縁性ステム１６に固
定し、金ワイヤ１７のボンデイングにより、ダイ
オード８のオーミツク電極とリードピン１５とが
接続され、光電変換出力を外部に取出すことがで
きるようになつている。
リコン光ダイオード８を第３図に示す如くリード
ピン１５が予め設けられた絶縁性ステム１６に固
定し、金ワイヤ１７のボンデイングにより、ダイ
オード８のオーミツク電極とリードピン１５とが
接続され、光電変換出力を外部に取出すことがで
きるようになつている。
第４図で明らかな如くステム１６に固定された
シリコン光ダイオード８の上方にはエアギヤツプ
を設け、その上側にCdS薄膜７とともに視感度補
正フイルターを構成するシアンブルーガラスフイ
ルター１８が固定されている。このシアンブルー
ガラスフイルター１８は、五酸化リンP2O5、酸
化アルミニウムAl2O3、炭酸銅CuCO3等を主成分
とする青色の透明ガラス板である。
シリコン光ダイオード８の上方にはエアギヤツプ
を設け、その上側にCdS薄膜７とともに視感度補
正フイルターを構成するシアンブルーガラスフイ
ルター１８が固定されている。このシアンブルー
ガラスフイルター１８は、五酸化リンP2O5、酸
化アルミニウムAl2O3、炭酸銅CuCO3等を主成分
とする青色の透明ガラス板である。
前述したＰ−Ｎ接合層の厚さ1.0μｍのシリコン
光ダイオード８、厚さ0.1μｍのCdS膜７及び厚さ
1.0mmのシアンブルーフイルター１８自体の分光
透過率は、第５図にそれぞれ８，７及び１８とし
て示した如くであり、CdSに関しては固有の透過
率曲線が得られた。
光ダイオード８、厚さ0.1μｍのCdS膜７及び厚さ
1.0mmのシアンブルーフイルター１８自体の分光
透過率は、第５図にそれぞれ８，７及び１８とし
て示した如くであり、CdSに関しては固有の透過
率曲線が得られた。
又前述の化学的析出法でシリコン光ダイオード
８の受光面にCdS膜７を被着させ、視感度補正フ
イルター１８を第４図のように光ダイオード８の
上方にセツトして光ダイオード８の短路電流の分
光感度特性を測定したところ、第６図の１９で示
す視感度曲線に極めて合致した分光感度曲線２０
が得られ、本発明のCdS膜を受光面に被着させた
シリコン光ダイオードと視感度補正フイルターと
してのシアンブルーガラスフイルターとを組合せ
ることにより、照度計用光電変換器として極めて
優れたものが得られることが確認できた。
８の受光面にCdS膜７を被着させ、視感度補正フ
イルター１８を第４図のように光ダイオード８の
上方にセツトして光ダイオード８の短路電流の分
光感度特性を測定したところ、第６図の１９で示
す視感度曲線に極めて合致した分光感度曲線２０
が得られ、本発明のCdS膜を受光面に被着させた
シリコン光ダイオードと視感度補正フイルターと
してのシアンブルーガラスフイルターとを組合せ
ることにより、照度計用光電変換器として極めて
優れたものが得られることが確認できた。
このように、シアンブルーガラスフイルターと
ともに視感度補正フイルターを構成するCdS薄膜
をシリコン光ダイオードの受光面に被着させる
と、照度計用光電変換器を組立精度よく構成する
ことができ、しかもフイルター部が極めて堅牢で
湿気に強いものであり、シリコン光ダイオードの
照度計用光検出器としての優れた諸特性と、視感
度補正フイルターのフイルター性能とが合いまつ
て、理想的な分光感度特性を有した高感度、高信
頼性の照度計を提供することができる。
ともに視感度補正フイルターを構成するCdS薄膜
をシリコン光ダイオードの受光面に被着させる
と、照度計用光電変換器を組立精度よく構成する
ことができ、しかもフイルター部が極めて堅牢で
湿気に強いものであり、シリコン光ダイオードの
照度計用光検出器としての優れた諸特性と、視感
度補正フイルターのフイルター性能とが合いまつ
て、理想的な分光感度特性を有した高感度、高信
頼性の照度計を提供することができる。
第１図は本発明の実施例で用いた光電変換素子
としてのシリコン光ダイオードを示し、Ａはその
上面図、Ｂは断面図、第２図は同光ダイオードの
受光面にCdS薄膜を被着させる析出装置の説明
図、第３図は同光ダイオードを用いて照度計用光
電変換器を組立てる際の斜視図、第４図は同光電
変換器の断面図、第５図はシリコン光ダイオード
等の分光感度特性を示す図、第６図は視感度曲線
と本発明における照度計用光電変換器の分光感度
曲線を示す図である。 １……Ｎ型基板、２……N+拡散層、３……Ｐ
型拡散層、５ａ，５ｂ，５ｃ……アルミニウム電
極、７……CdS薄膜、８……シリコン光ダイオー
ド、１６……絶縁性ステム、１７……金ワイヤ、
１８……シアンブルーガラスフイルター。
としてのシリコン光ダイオードを示し、Ａはその
上面図、Ｂは断面図、第２図は同光ダイオードの
受光面にCdS薄膜を被着させる析出装置の説明
図、第３図は同光ダイオードを用いて照度計用光
電変換器を組立てる際の斜視図、第４図は同光電
変換器の断面図、第５図はシリコン光ダイオード
等の分光感度特性を示す図、第６図は視感度曲線
と本発明における照度計用光電変換器の分光感度
曲線を示す図である。 １……Ｎ型基板、２……N+拡散層、３……Ｐ
型拡散層、５ａ，５ｂ，５ｃ……アルミニウム電
極、７……CdS薄膜、８……シリコン光ダイオー
ド、１６……絶縁性ステム、１７……金ワイヤ、
１８……シアンブルーガラスフイルター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｎ又はＰ型の導電型をもつシリコン半導体基
板の一主面の周辺に、オーミツク電極を取り出す
ための基板と同じ導電型の高濃度の不純物拡散層
を設け、前記一主面の周辺部以外の部分に基板と
は反対のＰ又はＮ型の導電型を示す不純物拡散層
を形成してなるＰ−Ｎ接合型光ダイオードの前記
一主面にCdS薄膜を被着させた光電変換素子と、
この素子の受光面側に配置したシアンブルーガラ
スフイルターとから構成したことを特徴とする照
度計用光電変換器。 ２ 前記シリコン半導体基板の一主面上に被着し
たCdS薄膜が化学量論的組成からなる特許請求の
範囲第１項に記載の照度計用光電変換器。 ３ Ｎ又はＰ型の導電型をもつシリコン半導体基
板の一主面の周辺に、オーミツク電極を取り出す
ための基板と同じ導電型の高濃度不純物層を形成
する工程と、前記一主面の周辺以外の部分に基板
とは反対な導電型の不純物を拡散して光ダイオー
ドとしてのＰ−Ｎ接合を形成する工程と、前記２
つの不純物拡散層にそれぞれ独立したオーミツク
電極を形成する工程と、電極形成後において前記
一主面上にCdS薄膜を被着する工程と、このCdS
薄膜上にシアンブルーガラスフイルターを配置す
る工程とから構成されていることを特徴とした照
度計用光電変換器の製造法。 ４ 前記一主面に被着したCdS博膜が化学的析出
法により形成されたものである特許請求の範囲第
３項に記載の照度計用光電変換器の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3061280A JPS56126724A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Photoelectric transducer for illuminometer and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3061280A JPS56126724A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Photoelectric transducer for illuminometer and manufacture thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56126724A JPS56126724A (en) | 1981-10-05 |
| JPH0246887B2 true JPH0246887B2 (ja) | 1990-10-17 |
Family
ID=12308691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3061280A Granted JPS56126724A (en) | 1980-03-10 | 1980-03-10 | Photoelectric transducer for illuminometer and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56126724A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54139564A (en) * | 1978-04-20 | 1979-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo branching and coupling device |
-
1980
- 1980-03-10 JP JP3061280A patent/JPS56126724A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56126724A (en) | 1981-10-05 |
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