JPH04299578A - 光電変換素子及び薄膜半導体装置 - Google Patents
光電変換素子及び薄膜半導体装置Info
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- JPH04299578A JPH04299578A JP3085752A JP8575291A JPH04299578A JP H04299578 A JPH04299578 A JP H04299578A JP 3085752 A JP3085752 A JP 3085752A JP 8575291 A JP8575291 A JP 8575291A JP H04299578 A JPH04299578 A JP H04299578A
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- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
- H10F77/162—Non-monocrystalline materials, e.g. semiconductor particles embedded in insulating materials
- H10F77/164—Polycrystalline semiconductors
- H10F77/1642—Polycrystalline semiconductors including only Group IV materials
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
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- H10F30/28—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices being characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistors
- H10F30/282—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET], e.g. MISFET [metal-insulator-semiconductor field-effect transistor] phototransistors
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S148/15—Silicon on sapphire SOS
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Hall/Mr Elements (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、デジタ
ル複写機、イメージリーダー等の画像処理装置に用いら
れる光電変換素子に関する。
ル複写機、イメージリーダー等の画像処理装置に用いら
れる光電変換素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光電変換素子には非単結晶シリコ
ン（ポリシリコン、微結晶シリコン及び非晶質シリコン
）からなる薄膜半導体が用いられており、該半導体は特
に大面積デバイス用として好適に用いられている。薄膜
半導体を用いた光電変換素子には、１次光電流型（フォ
トダイオード型）と２次光電流型との２種類がある。 １次光電流型は、入射光によって発生した電子と正孔と
を取り出して光電変換する光電変換素子であるが、光電
流が小さいという問題があった。一方、２次光電流型光
電変換素子は、前記１次光電流型光電変換素子と比べて
大きな光電流（２次光電流）が得られる。
ン（ポリシリコン、微結晶シリコン及び非晶質シリコン
）からなる薄膜半導体が用いられており、該半導体は特
に大面積デバイス用として好適に用いられている。薄膜
半導体を用いた光電変換素子には、１次光電流型（フォ
トダイオード型）と２次光電流型との２種類がある。 １次光電流型は、入射光によって発生した電子と正孔と
を取り出して光電変換する光電変換素子であるが、光電
流が小さいという問題があった。一方、２次光電流型光
電変換素子は、前記１次光電流型光電変換素子と比べて
大きな光電流（２次光電流）が得られる。
【０００３】図１０は、従来の２次光電流型光電変換素
子の概略構成図である。図１０において、１１はガラス
等の絶縁性基板、１２はＣｄＳ・Ｓｅや水素化非晶質シ
リコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と略す）等よりなる光導
電半導体層、１３及び１３’はオーミックコンタクト用
の不純物層、１４及び１４’は電極である。この様な構
成において、電極１４，１４’間に電圧を印加しておけ
ば、基板１１側または電極１４，１４’側から光が入射
すると、大きな２次光電流が流れ光電変換される。
子の概略構成図である。図１０において、１１はガラス
等の絶縁性基板、１２はＣｄＳ・Ｓｅや水素化非晶質シ
リコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と略す）等よりなる光導
電半導体層、１３及び１３’はオーミックコンタクト用
の不純物層、１４及び１４’は電極である。この様な構
成において、電極１４，１４’間に電圧を印加しておけ
ば、基板１１側または電極１４，１４’側から光が入射
すると、大きな２次光電流が流れ光電変換される。
【０００４】更に、特性（光電流・暗電流等）の安定化
と向上のために補助電極を設けた薄膜トランジスター型
光電変換素子が提案されている。図１１は、補助電極を
設けた薄膜トランジスター型光電変換素子の概略構成図
である。図１１において、図１０と同じ符号を記したも
のはそれぞれ同じものを示し、１５は透明または不透明
のゲート電極、１６はＳｉＮＸ 等より構成されたゲー
ト絶縁層である。
と向上のために補助電極を設けた薄膜トランジスター型
光電変換素子が提案されている。図１１は、補助電極を
設けた薄膜トランジスター型光電変換素子の概略構成図
である。図１１において、図１０と同じ符号を記したも
のはそれぞれ同じものを示し、１５は透明または不透明
のゲート電極、１６はＳｉＮＸ 等より構成されたゲー
ト絶縁層である。
【０００５】更に、前記図１１の薄膜トランジスター型
光電変換素子及び薄膜トランジスター等を用いた完全コ
ンタクト型光センサー（光電変換素子）が提案されてい
る（特開昭６１−２６３６５号公報）。図１２にその回
路の１例を示す。但し、ここでは、９個の薄膜トランジ
スター型光電変換部をもつセンサーアレーの場合をあげ
る。同図において、薄膜トランジスター型光電変換部Ｅ
１〜Ｅ９は、３個で１ブロックを構成した３ブロックで
センサーアレーを構成している。薄膜トランジスター型
光電変換部Ｅ１〜Ｅ９の各々に対応してコンデンサーＣ
１〜Ｃ９、スイッチングトランジスターＴ１〜Ｔ９が接
続される。また、光電変換部Ｅ１〜Ｅ９の個別電極は、
各々スイッチングトランジスターＴ１〜Ｔ９を介して、
共通線１０２〜１０４のひとつに接続される。詳細にい
えば、各ブロックの第１のスイッチングトランジスター
Ｔ１，Ｔ４，Ｔ７が共通線１０２に、各ブロックの第２
のスイッチングトランジスターＴ２，Ｔ５，Ｔ８が共通
線１０３に、各ブロックの第３のスイッチングトランジ
スターＴ３，Ｔ６，Ｔ９が共通線１０４に、それぞれ接
続される。共通線１０２〜１０４は、各々スイッチング
トランジスターＴ１０〜Ｔ１２を介して、アンプ１０５
に接続されている。
光電変換素子及び薄膜トランジスター等を用いた完全コ
ンタクト型光センサー（光電変換素子）が提案されてい
る（特開昭６１−２６３６５号公報）。図１２にその回
路の１例を示す。但し、ここでは、９個の薄膜トランジ
スター型光電変換部をもつセンサーアレーの場合をあげ
る。同図において、薄膜トランジスター型光電変換部Ｅ
１〜Ｅ９は、３個で１ブロックを構成した３ブロックで
センサーアレーを構成している。薄膜トランジスター型
光電変換部Ｅ１〜Ｅ９の各々に対応してコンデンサーＣ
１〜Ｃ９、スイッチングトランジスターＴ１〜Ｔ９が接
続される。また、光電変換部Ｅ１〜Ｅ９の個別電極は、
各々スイッチングトランジスターＴ１〜Ｔ９を介して、
共通線１０２〜１０４のひとつに接続される。詳細にい
えば、各ブロックの第１のスイッチングトランジスター
Ｔ１，Ｔ４，Ｔ７が共通線１０２に、各ブロックの第２
のスイッチングトランジスターＴ２，Ｔ５，Ｔ８が共通
線１０３に、各ブロックの第３のスイッチングトランジ
スターＴ３，Ｔ６，Ｔ９が共通線１０４に、それぞれ接
続される。共通線１０２〜１０４は、各々スイッチング
トランジスターＴ１０〜Ｔ１２を介して、アンプ１０５
に接続されている。
【０００６】スイッチングトランジスターＳＴ１〜ＳＴ
９のゲート電極は、スイッチングトランジスターＴ１〜
Ｔ９のゲート電極と同様に、ブロック毎に共通接続され
、ブロック毎にシフトレジスター１０９の並列出力端子
に接続されている。したがって、シフトレジスター１０
９のシフトタイミングによってスイッチングトランジス
ターＳＴ１〜ＳＴ９は、ブロック毎に順次ＯＮ状態にな
る。
９のゲート電極は、スイッチングトランジスターＴ１〜
Ｔ９のゲート電極と同様に、ブロック毎に共通接続され
、ブロック毎にシフトレジスター１０９の並列出力端子
に接続されている。したがって、シフトレジスター１０
９のシフトタイミングによってスイッチングトランジス
ターＳＴ１〜ＳＴ９は、ブロック毎に順次ＯＮ状態にな
る。
【０００７】また図１２において、共通線１０２〜１０
４は、それぞれコンデンサーＣ１０〜Ｃ１２を介して接
地され且つスイッチングトランジスターＣＴ１〜ＣＴ３
を介して接地されている。コンデンサーＣ１０〜Ｃ１２
の容量は、コンデンサーＣ１〜Ｃ９のそれよりも充分大
きくとっておく。スイッチングトランジスターＣＴ１〜
ＣＴ３の各ゲート電極は共通に接続され、端子１０８に
接続されている。すなわち、端子１０８にハイレベルが
印加されることで、スイッチングトランジスターＣＴ１
〜ＣＴ３は同時にオン状態となり共通線１０２〜１０４
が接地されることになる。更に、薄膜トランジスター型
光電変換部Ｅ１〜Ｅ９はゲート電極Ｇ１〜Ｇ９を有する
。
４は、それぞれコンデンサーＣ１０〜Ｃ１２を介して接
地され且つスイッチングトランジスターＣＴ１〜ＣＴ３
を介して接地されている。コンデンサーＣ１０〜Ｃ１２
の容量は、コンデンサーＣ１〜Ｃ９のそれよりも充分大
きくとっておく。スイッチングトランジスターＣＴ１〜
ＣＴ３の各ゲート電極は共通に接続され、端子１０８に
接続されている。すなわち、端子１０８にハイレベルが
印加されることで、スイッチングトランジスターＣＴ１
〜ＣＴ３は同時にオン状態となり共通線１０２〜１０４
が接地されることになる。更に、薄膜トランジスター型
光電変換部Ｅ１〜Ｅ９はゲート電極Ｇ１〜Ｇ９を有する
。
【０００８】図１３は、図１２に示した回路図に基づい
て作成された１次元完全コンタクトセンサーアレーの部
分平面図である。同図において、１１１は、共通線１０
２〜１０４等からなるマトリックス状の配線部、１１２
は薄膜トランジスター型光電変換部、１１３はコンデン
サーＣ１〜Ｃ９よりなる電荷蓄積部、１１４はスイッチ
ングトランジスターＴ１〜Ｔ９からなり光電変換部と同
一構造の薄膜トランジスターを用いた転送スイッチ、１
１５はスイッチングトランジスターＳＴ１〜ＳＴ９から
なり光電変換部と同一構造の薄膜トランジスターを用い
た放電スイッチ、１１６は転送スイッチ１１４の信号出
力を信号処理ＩＣに接続する引き出し線、１１７はコン
デンサーＣＴ１〜ＣＴ３からなり転送スイッチ１１４に
よって転送された信号電荷を蓄積し読み出すための負荷
コンデンサーである。
て作成された１次元完全コンタクトセンサーアレーの部
分平面図である。同図において、１１１は、共通線１０
２〜１０４等からなるマトリックス状の配線部、１１２
は薄膜トランジスター型光電変換部、１１３はコンデン
サーＣ１〜Ｃ９よりなる電荷蓄積部、１１４はスイッチ
ングトランジスターＴ１〜Ｔ９からなり光電変換部と同
一構造の薄膜トランジスターを用いた転送スイッチ、１
１５はスイッチングトランジスターＳＴ１〜ＳＴ９から
なり光電変換部と同一構造の薄膜トランジスターを用い
た放電スイッチ、１１６は転送スイッチ１１４の信号出
力を信号処理ＩＣに接続する引き出し線、１１７はコン
デンサーＣＴ１〜ＣＴ３からなり転送スイッチ１１４に
よって転送された信号電荷を蓄積し読み出すための負荷
コンデンサーである。
【０００９】図１４は、図１３のＡ−Ａ’断面図である
。図１４で明らかな様に、薄膜トランジスター型光電変
換部１１２、電荷蓄積部１１３、転送スイッチ１１４、
放電スイッチ１１５、マトリックス状の配線部１１１、
更には負荷コンデンサー１１７等の全てが、基板１１上
にメタル（光電変換部ではゲート電極１５）、絶縁層（
光電変換部ではゲート絶縁層１６）、光導電半導体層（
光電変換部では１２）、オーミックコンタクト層（光電
変換部では１３，１３’）及びメタル（光電変換部では
電極１４，１４’）をこの順に形成した共通の構成を有
している。
。図１４で明らかな様に、薄膜トランジスター型光電変
換部１１２、電荷蓄積部１１３、転送スイッチ１１４、
放電スイッチ１１５、マトリックス状の配線部１１１、
更には負荷コンデンサー１１７等の全てが、基板１１上
にメタル（光電変換部ではゲート電極１５）、絶縁層（
光電変換部ではゲート絶縁層１６）、光導電半導体層（
光電変換部では１２）、オーミックコンタクト層（光電
変換部では１３，１３’）及びメタル（光電変換部では
電極１４，１４’）をこの順に形成した共通の構成を有
している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上の様に、図１３及
び図１４で示した従来のセンサーアレーにおいては、光
電変換部と駆動回路部とを同時に製造して製造コストを
低減するため、共通の構成を有している。しかして、特
に高精細な画像読み取りの要求があるときには、画素数
を多くせねばならないので高速で動作する駆動回路部が
必要となるが、駆動回路部の薄膜トランジスターの半導
体材料をａ−Ｓｉ：Ｈで構成したときには、移動度が０
．１〜０．５ｃｍ２ ・Ｖ−１・Ｓ−１と小さく、電荷
転送能力に制限がある。電荷転送能力の向上のためには
、一般に薄膜トランジスターの大型化あるいは駆動回路
部の２段化等で対応してきたが、そのために光電変換素
子の大型化を招き、ひいては製造コストの増加を招いて
いた。そこで、大型化を招かず、十分な転送能力をもつ
駆動回路部を有する低コストの光電変換素子が望まれて
いた。
び図１４で示した従来のセンサーアレーにおいては、光
電変換部と駆動回路部とを同時に製造して製造コストを
低減するため、共通の構成を有している。しかして、特
に高精細な画像読み取りの要求があるときには、画素数
を多くせねばならないので高速で動作する駆動回路部が
必要となるが、駆動回路部の薄膜トランジスターの半導
体材料をａ−Ｓｉ：Ｈで構成したときには、移動度が０
．１〜０．５ｃｍ２ ・Ｖ−１・Ｓ−１と小さく、電荷
転送能力に制限がある。電荷転送能力の向上のためには
、一般に薄膜トランジスターの大型化あるいは駆動回路
部の２段化等で対応してきたが、そのために光電変換素
子の大型化を招き、ひいては製造コストの増加を招いて
いた。そこで、大型化を招かず、十分な転送能力をもつ
駆動回路部を有する低コストの光電変換素子が望まれて
いた。
【００１１】本発明は、大型化を招かず、十分な転送能
力をもつ駆動回路部を有する低コストの光電変換素子の
提供を目的とする。
力をもつ駆動回路部を有する低コストの光電変換素子の
提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記目
的を達成するものとして、絶縁層と該絶縁層に接して設
けられた光導電半導体層と該光導電半導体層に接して設
けられた第１の電極及び第２の電極と前記絶縁層に接し
て設けられた第３の電極とを少なくとも有する光電変換
素子において、前記光導電半導体層が微結晶層と非晶質
層とからなることを特徴とする光電変換素子、が提供さ
れる。
的を達成するものとして、絶縁層と該絶縁層に接して設
けられた光導電半導体層と該光導電半導体層に接して設
けられた第１の電極及び第２の電極と前記絶縁層に接し
て設けられた第３の電極とを少なくとも有する光電変換
素子において、前記光導電半導体層が微結晶層と非晶質
層とからなることを特徴とする光電変換素子、が提供さ
れる。
【００１３】本発明においては、前記光導電半導体層の
微結晶層を前記絶縁層側に配置することができる。また
、前記光導電半導体層として少なくともシリコンと水素
とからなるものを用いることができる。そして、少なく
とも前記光導電半導体層の微結晶層を、非単結晶層を堆
積する工程と堆積した非単結晶層に水素プラズマを照射
する工程とを交互に多数回行う事により形成することが
できる。また、前記光導電半導体層の前記絶縁層と相対
する側に接して設けられた第１の電極及び第２の電極に
接して第２の絶縁層を設け、該第２の絶縁層に接して第
４の電極を設けることができる。そして、この場合、前
記光導電半導体層の微結晶層を前記第２の絶縁層側に配
置することができる。
微結晶層を前記絶縁層側に配置することができる。また
、前記光導電半導体層として少なくともシリコンと水素
とからなるものを用いることができる。そして、少なく
とも前記光導電半導体層の微結晶層を、非単結晶層を堆
積する工程と堆積した非単結晶層に水素プラズマを照射
する工程とを交互に多数回行う事により形成することが
できる。また、前記光導電半導体層の前記絶縁層と相対
する側に接して設けられた第１の電極及び第２の電極に
接して第２の絶縁層を設け、該第２の絶縁層に接して第
４の電極を設けることができる。そして、この場合、前
記光導電半導体層の微結晶層を前記第２の絶縁層側に配
置することができる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００１５】（実施例１）図１は本発明の光電変換素子
の構成概略図である。同図において、１１は基板であり
、１６は絶縁層であり、１５は第３の電極（ゲート電極
）であり、１４は第１の電極（ドレイン電極）であり、
１４’は第２の電極（ソース電極）であり、１３，１３
’はオーミックコンタクト層であり、１２は光導電半導
体層である。該光導電半導体層１２は、ドレイン電極１
４及びソース電極１４’側のａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａと絶
縁層１６側の微結晶層１２ｂとの２層構造をなしている
。
の構成概略図である。同図において、１１は基板であり
、１６は絶縁層であり、１５は第３の電極（ゲート電極
）であり、１４は第１の電極（ドレイン電極）であり、
１４’は第２の電極（ソース電極）であり、１３，１３
’はオーミックコンタクト層であり、１２は光導電半導
体層である。該光導電半導体層１２は、ドレイン電極１
４及びソース電極１４’側のａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａと絶
縁層１６側の微結晶層１２ｂとの２層構造をなしている
。
【００１６】図４は、本実施例の光電変換素子の製造に
用いた特殊なプラズマＣＶＤ装置の概念図である。図４
において、７０は反応チャンバー、１１は表面に光導電
半導体層等の各機能層が形成される基板、７１は不図示
の加熱ヒーターをもつアノード電極、７２はカソード電
極、７３は１３．５６ＭＨｚの高周波電源、７４は排気
ポンプ、７５はＳｉＨ４ ガス導入管、７６はＨ２ガス
（Ａｒガスを含む）導入管、７７は２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波源及びマイクロ波アプリケーター、Ｖ１，Ｖ２
はそれぞれＳｉＨ４ ガス及びＨ２ ガスを制御する
バルブで、開閉時間を精密に制御するためのコンピュー
ターと接続されている。
用いた特殊なプラズマＣＶＤ装置の概念図である。図４
において、７０は反応チャンバー、１１は表面に光導電
半導体層等の各機能層が形成される基板、７１は不図示
の加熱ヒーターをもつアノード電極、７２はカソード電
極、７３は１３．５６ＭＨｚの高周波電源、７４は排気
ポンプ、７５はＳｉＨ４ ガス導入管、７６はＨ２ガス
（Ａｒガスを含む）導入管、７７は２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波源及びマイクロ波アプリケーター、Ｖ１，Ｖ２
はそれぞれＳｉＨ４ ガス及びＨ２ ガスを制御する
バルブで、開閉時間を精密に制御するためのコンピュー
ターと接続されている。
【００１７】本実施例の光電変換素子は以下の様にして
製造された： （１）ガラス基板１１（コーニング社製＃７０５９）上
に、スパッタ法で膜厚０．１μｍのＣｒ層を堆積させ、
所定のパターンにパターニングしてゲート電極１５を形
成した； （２）この基板１１を通常のプラズマＣＶＤ装置にセッ
トし、基板温度を３５０℃にした後、ＳｉＨ４ ガス、
ＮＨ３ ガス、Ｈ２ ガスを所定の混合比で導入し、Ｓ
ｉＮＸ ：Ｈを堆積させ、膜厚３０００Åの絶縁層１６
を形成した； （３）次に、図４に示されている特殊なプラズマＣＶＤ
装置を用いて、以下の手順で光導電半導体層１２を堆積
した； ■まず、基板１１をセットし、チャンバー７０内を所定
の圧力まで排気ポンプ７４で排気し、同時に基板１１を
不図示の加熱ヒーターで３４０℃まで昇温した；■次に
、ＳｉＨ４ ガス及びＨ２ ガスの導入タイミングを、
図５に示す様に制御した。即ち、膜を堆積する時間ｔ１
とＨ２プラズマを照射する時間ｔ２ とを有する１単
位（時間ｔＡ ）が繰り返された。膜を堆積する時間ｔ
１ において、バルブＶ１ とＶ２ とは共に開状態に
あり、ＳｉＨ４ ガス、Ａｒガス及びＨ２ ガスが反応
チャンバーに導入された。ＳｉＨ４ガスは１０ＳＣＣＭ
、Ｈ２ ガスは１０ＳＣＣＭとし、Ａｒガスで反応チャ
ンバー内圧力を０．１Ｔｏｒｒに調整した。この時、堆
積速度は約３Å／ｓｅｃであった。また時間ｔ１ にお
いて堆積する膜厚は、約５Åとした。Ｈ２ プラズマ照
射時間ｔ２ においては、バルブＶ１ を閉状態としバ
ルブＶ２ を開状態としてＨ２ プラズマが照射された
。Ｈ２ プラズマ照射時間ｔ２ に依存して、時間ｔ１
で堆積した膜は膜質が変化し、特に含有するＨ量が変
化し、時間ｔ２ を８０秒より長くすると微結晶層が形
成される事がわかった。本実施例では、絶縁層１６側に
この微結晶層１２ｂを、前述の時間ｔ１ ，ｔ２ を多
数回交互に繰り返す事で、膜厚１０００Åに形成した；
次いで、基板を２５０℃になるまで冷却した後、ＳｉＨ
４ ガスを１０ＳＣＣＭ、Ｈ２ ガスを１０ＳＣＣＭと
し、Ａｒガスを止め、反応チャンバーを０．５Ｔｏｒｒ
として、膜厚４０００Åのａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａを堆積
した； （４）この基板を通常のプラズマＣＶＤ装置にセットし
、ＳｉＨ４ ガス、ＰＨ３ガス及びＨ２ ガスを用いて
、膜厚１５００Åのオーミックコンタクト層を形成した
；（５）最後に、スパッタ法により膜厚８０００ÅのＡ
ｌ層を形成し、上記オーミックコンタクト層とともにパ
ターニングして、オーミックコンタクト層１３，１３’
及びドレイン電極１４及びソース電極１４’を形成した
。
製造された： （１）ガラス基板１１（コーニング社製＃７０５９）上
に、スパッタ法で膜厚０．１μｍのＣｒ層を堆積させ、
所定のパターンにパターニングしてゲート電極１５を形
成した； （２）この基板１１を通常のプラズマＣＶＤ装置にセッ
トし、基板温度を３５０℃にした後、ＳｉＨ４ ガス、
ＮＨ３ ガス、Ｈ２ ガスを所定の混合比で導入し、Ｓ
ｉＮＸ ：Ｈを堆積させ、膜厚３０００Åの絶縁層１６
を形成した； （３）次に、図４に示されている特殊なプラズマＣＶＤ
装置を用いて、以下の手順で光導電半導体層１２を堆積
した； ■まず、基板１１をセットし、チャンバー７０内を所定
の圧力まで排気ポンプ７４で排気し、同時に基板１１を
不図示の加熱ヒーターで３４０℃まで昇温した；■次に
、ＳｉＨ４ ガス及びＨ２ ガスの導入タイミングを、
図５に示す様に制御した。即ち、膜を堆積する時間ｔ１
とＨ２プラズマを照射する時間ｔ２ とを有する１単
位（時間ｔＡ ）が繰り返された。膜を堆積する時間ｔ
１ において、バルブＶ１ とＶ２ とは共に開状態に
あり、ＳｉＨ４ ガス、Ａｒガス及びＨ２ ガスが反応
チャンバーに導入された。ＳｉＨ４ガスは１０ＳＣＣＭ
、Ｈ２ ガスは１０ＳＣＣＭとし、Ａｒガスで反応チャ
ンバー内圧力を０．１Ｔｏｒｒに調整した。この時、堆
積速度は約３Å／ｓｅｃであった。また時間ｔ１ にお
いて堆積する膜厚は、約５Åとした。Ｈ２ プラズマ照
射時間ｔ２ においては、バルブＶ１ を閉状態としバ
ルブＶ２ を開状態としてＨ２ プラズマが照射された
。Ｈ２ プラズマ照射時間ｔ２ に依存して、時間ｔ１
で堆積した膜は膜質が変化し、特に含有するＨ量が変
化し、時間ｔ２ を８０秒より長くすると微結晶層が形
成される事がわかった。本実施例では、絶縁層１６側に
この微結晶層１２ｂを、前述の時間ｔ１ ，ｔ２ を多
数回交互に繰り返す事で、膜厚１０００Åに形成した；
次いで、基板を２５０℃になるまで冷却した後、ＳｉＨ
４ ガスを１０ＳＣＣＭ、Ｈ２ ガスを１０ＳＣＣＭと
し、Ａｒガスを止め、反応チャンバーを０．５Ｔｏｒｒ
として、膜厚４０００Åのａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａを堆積
した； （４）この基板を通常のプラズマＣＶＤ装置にセットし
、ＳｉＨ４ ガス、ＰＨ３ガス及びＨ２ ガスを用いて
、膜厚１５００Åのオーミックコンタクト層を形成した
；（５）最後に、スパッタ法により膜厚８０００ÅのＡ
ｌ層を形成し、上記オーミックコンタクト層とともにパ
ターニングして、オーミックコンタクト層１３，１３’
及びドレイン電極１４及びソース電極１４’を形成した
。
【００１８】以上の様にして作成した薄膜トランジスタ
ーの基本特性をみるため、ゲート電極１５、ドレイン電
極１４、ソース電極１４’にそれぞれ−１０Ｖ〜２０Ｖ
、１Ｖ、０Ｖをあたえ、光照射時と非光照射時とにおい
て、ドレイン電極１４とソース電極１４’との間の電流
を測定した。図６に、縦軸をドレイン電極１４とソース
電極１４’との間の電流、横軸をゲート電極１５の電位
ＶＧとして示す。図６において、Ａ，Ａ’は、本発明実
施例の薄膜トランジスターの光照射時と非光照射時との
特性をそれぞれ示す。またＢ，Ｂ’は、前記本発明実施
例の薄膜トランジスターの作成工程（１）〜（５）のう
ち、工程（３）中の微結晶層１２ｂの形成工程を除外し
且つａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａの形成工程で該ａ−Ｓｉ：Ｈ
層を膜厚６０００Åに形成した以外は、同一の作成方法
で作成した従来の薄膜トランジスターの光照射時と非光
照射時との特性をそれぞれを示す。図６に示される様に
、非光照射時のＡ’，Ｂ’においては、本発明実施例の
薄膜トランジスターは、ゲート電極電位２０Ｖ近傍での
ソース電極・ドレイン電極間電流（暗電流）が数１０％
増加している。また、光照射時のＡ，Ｂにおいては、本
発明実施例の薄膜トランジスター及び従来の薄膜トラン
ジスターとも、同様のソース電極・ドレイン電極間電流
（光電流）を示した。
ーの基本特性をみるため、ゲート電極１５、ドレイン電
極１４、ソース電極１４’にそれぞれ−１０Ｖ〜２０Ｖ
、１Ｖ、０Ｖをあたえ、光照射時と非光照射時とにおい
て、ドレイン電極１４とソース電極１４’との間の電流
を測定した。図６に、縦軸をドレイン電極１４とソース
電極１４’との間の電流、横軸をゲート電極１５の電位
ＶＧとして示す。図６において、Ａ，Ａ’は、本発明実
施例の薄膜トランジスターの光照射時と非光照射時との
特性をそれぞれ示す。またＢ，Ｂ’は、前記本発明実施
例の薄膜トランジスターの作成工程（１）〜（５）のう
ち、工程（３）中の微結晶層１２ｂの形成工程を除外し
且つａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａの形成工程で該ａ−Ｓｉ：Ｈ
層を膜厚６０００Åに形成した以外は、同一の作成方法
で作成した従来の薄膜トランジスターの光照射時と非光
照射時との特性をそれぞれを示す。図６に示される様に
、非光照射時のＡ’，Ｂ’においては、本発明実施例の
薄膜トランジスターは、ゲート電極電位２０Ｖ近傍での
ソース電極・ドレイン電極間電流（暗電流）が数１０％
増加している。また、光照射時のＡ，Ｂにおいては、本
発明実施例の薄膜トランジスター及び従来の薄膜トラン
ジスターとも、同様のソース電極・ドレイン電極間電流
（光電流）を示した。
【００１９】図６より、非光照射時のソース電極・ドレ
イン電極間電流の増加により、本発明実施例の薄膜トラ
ンジスターの電荷転送能力が、従来の薄膜トランジスタ
ーの電荷転送能力に比べて、やや増加しているのがわか
る。また、光照射時のソース電極・ドレイン電極間電流
が、光電流と暗電流との比が充分にとれるＶｇ ≦０Ｖ
の領域で、本発明実施例の薄膜トランジスターにおいて
、従来の薄膜トランジスターとほぼ同様なことから、光
電変換部としても十分使用できることがわかる。
イン電極間電流の増加により、本発明実施例の薄膜トラ
ンジスターの電荷転送能力が、従来の薄膜トランジスタ
ーの電荷転送能力に比べて、やや増加しているのがわか
る。また、光照射時のソース電極・ドレイン電極間電流
が、光電流と暗電流との比が充分にとれるＶｇ ≦０Ｖ
の領域で、本発明実施例の薄膜トランジスターにおいて
、従来の薄膜トランジスターとほぼ同様なことから、光
電変換部としても十分使用できることがわかる。
【００２０】（実施例２）図２は前記実施例１の光電変
換素子の電荷転送能力を一層改善した光電変換素子の構
成概略図である。同図において、図１におけると同様の
部材には同一の符号が付されている。図２において、１
５’はゲート電極であり、１６’はＳｉＮＸ 等により
構成されたゲート絶縁層である。図２のものと図１のも
のとの大きな違いは、光導電半導体層１２のａ−Ｓｉ：
Ｈ層１２ａと微結晶層１２ｂとの堆積位置及びゲート電
極１５’の位置にある。
換素子の電荷転送能力を一層改善した光電変換素子の構
成概略図である。同図において、図１におけると同様の
部材には同一の符号が付されている。図２において、１
５’はゲート電極であり、１６’はＳｉＮＸ 等により
構成されたゲート絶縁層である。図２のものと図１のも
のとの大きな違いは、光導電半導体層１２のａ−Ｓｉ：
Ｈ層１２ａと微結晶層１２ｂとの堆積位置及びゲート電
極１５’の位置にある。
【００２１】本実施例の光電変換素子は以下の様にして
製造された： （１）ａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａと微結晶層１２ｂとの形成
順を逆転し且つ微結晶層１２ｂ形成時の基板温度を２３
０℃としたことを除き、実施例１の工程（３）と同様；
（２）実施例１の工程（４）と同様； （３）実施例１の工程（５）と同様； （４）この基板１１を通常のプラズマＣＶＤ装置にセッ
トし、基板温度を２２０℃にした後、ＳｉＨ４ ガス、
ＮＨ３ ガス、Ｈ２ ガスを所定の混合比で導入し、Ｓ
ｉＮＸ ：Ｈを堆積し、膜厚３０００Åの絶縁層１６’
形成した； （５）最後に、スパッタ法により膜厚２０００ÅのＩＴ
Ｏ透明層を形成し、該透明層をパターニングして透明ゲ
ート電極１５’を形成した。
製造された： （１）ａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａと微結晶層１２ｂとの形成
順を逆転し且つ微結晶層１２ｂ形成時の基板温度を２３
０℃としたことを除き、実施例１の工程（３）と同様；
（２）実施例１の工程（４）と同様； （３）実施例１の工程（５）と同様； （４）この基板１１を通常のプラズマＣＶＤ装置にセッ
トし、基板温度を２２０℃にした後、ＳｉＨ４ ガス、
ＮＨ３ ガス、Ｈ２ ガスを所定の混合比で導入し、Ｓ
ｉＮＸ ：Ｈを堆積し、膜厚３０００Åの絶縁層１６’
形成した； （５）最後に、スパッタ法により膜厚２０００ÅのＩＴ
Ｏ透明層を形成し、該透明層をパターニングして透明ゲ
ート電極１５’を形成した。
【００２２】以上の様にして作成した薄膜トランジスタ
ーの基本特性をみるため、ゲート電極１５’、ドレイン
電極１４、ソース電極１４’にそれぞれ−１０Ｖ〜２０
Ｖ、１Ｖ、０Ｖをあたえ、光照射時と非光照射時とにお
いて、ドレイン電極１４とソース電極１４’との間の電
流を測定した。図７に、縦軸をドレイン電極１４とソー
ス電極１４’との間の電流、横軸をゲート電極１５’の
電位ＶＧ として示す。図７において、Ａ，Ａ’は、本
発明実施例の薄膜トランジスターの光照射時と非光照射
時との特性をそれぞれ示す。またＢ，Ｂ’は、前記本発
明実施例の薄膜トランジスターの作成工程（１）〜（５
）のうち、工程（１）中の微結晶層１２ｂの形成工程を
除外し且つａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａの形成工程で該ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層を膜厚６０００Åに形成した以外は、同一の作
成方法で作成した従来の薄膜トランジスターの光照射時
と非光照射時との特性をそれぞれを示す。図７に示され
る様に、非光照射時のＡ’，Ｂ’においては、本発明実
施例の薄膜トランジスターは、ゲート電極電位２０Ｖ近
傍でのソース電極・ドレイン電極間電流（暗電流）が１
．５桁程度増加している。また、光照射時のＡ，Ｂにお
いては、本発明実施例の薄膜トランジスター及び従来の
薄膜トランジスターとも、同様のソース電極・ドレイン
電極間電流（光電流）を示した。
ーの基本特性をみるため、ゲート電極１５’、ドレイン
電極１４、ソース電極１４’にそれぞれ−１０Ｖ〜２０
Ｖ、１Ｖ、０Ｖをあたえ、光照射時と非光照射時とにお
いて、ドレイン電極１４とソース電極１４’との間の電
流を測定した。図７に、縦軸をドレイン電極１４とソー
ス電極１４’との間の電流、横軸をゲート電極１５’の
電位ＶＧ として示す。図７において、Ａ，Ａ’は、本
発明実施例の薄膜トランジスターの光照射時と非光照射
時との特性をそれぞれ示す。またＢ，Ｂ’は、前記本発
明実施例の薄膜トランジスターの作成工程（１）〜（５
）のうち、工程（１）中の微結晶層１２ｂの形成工程を
除外し且つａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａの形成工程で該ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層を膜厚６０００Åに形成した以外は、同一の作
成方法で作成した従来の薄膜トランジスターの光照射時
と非光照射時との特性をそれぞれを示す。図７に示され
る様に、非光照射時のＡ’，Ｂ’においては、本発明実
施例の薄膜トランジスターは、ゲート電極電位２０Ｖ近
傍でのソース電極・ドレイン電極間電流（暗電流）が１
．５桁程度増加している。また、光照射時のＡ，Ｂにお
いては、本発明実施例の薄膜トランジスター及び従来の
薄膜トランジスターとも、同様のソース電極・ドレイン
電極間電流（光電流）を示した。
【００２３】図７より、非光照射時のソース電極・ドレ
イン電極間電流の大幅な増加により、本発明実施例の薄
膜トランジスターの電荷転送能力が、従来の薄膜トラン
ジスターの電荷転送能力に比べて、大幅に増加している
のがわかる。また、光照射時のソース電極・ドレイン電
極間電流が、本発明実施例の薄膜トランジスターにおい
て、従来の薄膜トランジスターとほぼ同様なことから、
光電変換部としても十分使用できることがわかる。
イン電極間電流の大幅な増加により、本発明実施例の薄
膜トランジスターの電荷転送能力が、従来の薄膜トラン
ジスターの電荷転送能力に比べて、大幅に増加している
のがわかる。また、光照射時のソース電極・ドレイン電
極間電流が、本発明実施例の薄膜トランジスターにおい
て、従来の薄膜トランジスターとほぼ同様なことから、
光電変換部としても十分使用できることがわかる。
【００２４】（実施例３）図３は前記実施例１の光電変
換素子の電荷転送能力を一層改善した光電変換素子の構
成概略図である。同図において、図１におけると同様の
部材には同一の符号が付されている。図３において、１
５’は第４電極（ゲート電極）であり、１６’はＳｉＮ
Ｘ 等により構成されたゲート絶縁層である。図３のも
のと図１のものとの大きな違いは、光導電半導体層１２
のａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａと微結晶層１２ｂとの堆積位置
及びゲート電極１５’の有無にある。
換素子の電荷転送能力を一層改善した光電変換素子の構
成概略図である。同図において、図１におけると同様の
部材には同一の符号が付されている。図３において、１
５’は第４電極（ゲート電極）であり、１６’はＳｉＮ
Ｘ 等により構成されたゲート絶縁層である。図３のも
のと図１のものとの大きな違いは、光導電半導体層１２
のａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａと微結晶層１２ｂとの堆積位置
及びゲート電極１５’の有無にある。
【００２５】本実施例の光電変換素子は以下の様にして
製造された： （１）実施例１の工程（１）と同様； （２）実施例１の工程（２）と同様； （３）ａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａと微結晶層１２ｂとの形成
順を逆転し且つ微結晶層１２ｂ形成時の基板温度を２３
０℃としたことを除き、実施例１の工程（３）と同様；
（４）実施例１の工程（４）と同様； （５）実施例１の工程（５）と同様； （６）この基板１１を通常のプラズマＣＶＤ装置にセッ
トし、基板温度を２２０℃にした後、ＳｉＨ４ ガス、
ＮＨ３ ガス、Ｈ２ ガスを所定の混合比で導入し、Ｓ
ｉＮＸ ：Ｈを堆積し、膜厚３０００Åの絶縁層１６’
形成した； （７）最後に、スパッタ法により膜厚２０００ÅのＩＴ
Ｏ透明層を形成し、該透明層をパターニングして透明ゲ
ート電極１５’を形成した。
製造された： （１）実施例１の工程（１）と同様； （２）実施例１の工程（２）と同様； （３）ａ−Ｓｉ：Ｈ層１２ａと微結晶層１２ｂとの形成
順を逆転し且つ微結晶層１２ｂ形成時の基板温度を２３
０℃としたことを除き、実施例１の工程（３）と同様；
（４）実施例１の工程（４）と同様； （５）実施例１の工程（５）と同様； （６）この基板１１を通常のプラズマＣＶＤ装置にセッ
トし、基板温度を２２０℃にした後、ＳｉＨ４ ガス、
ＮＨ３ ガス、Ｈ２ ガスを所定の混合比で導入し、Ｓ
ｉＮＸ ：Ｈを堆積し、膜厚３０００Åの絶縁層１６’
形成した； （７）最後に、スパッタ法により膜厚２０００ÅのＩＴ
Ｏ透明層を形成し、該透明層をパターニングして透明ゲ
ート電極１５’を形成した。
【００２６】以上の様にして作成した薄膜トランジスタ
ーの基本特性をみるため、ゲート電極１５’、ドレイン
電極１４、ソース電極１４’にそれぞれ−１０Ｖ〜２０
Ｖ、１Ｖ、０Ｖをあたえ、光照射時と非光照射時とにお
いて、ドレイン電極１４とソース電極１４’との間の電
流を測定した。尚、ゲート電極１５は０Ｖとした。また
、光の入射方向は、ゲート電極１５’側からである。 図８に、縦軸をドレイン電極１４とソース電極１４’と
の間の電流、横軸をゲート電極１５’の電位ＶＧとして
示す。図８において、Ａ，Ａ’は、本発明実施例の薄膜
トランジスターの光照射時と非光照射時との特性をそれ
ぞれ示す。またＢ，Ｂ’は、前記本発明実施例の薄膜ト
ランジスターの作成工程（１）〜（７）のうち、工程（
３）中の微結晶層１２ｂの形成工程を除外し且つａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層１２ａの形成工程で該ａ−Ｓｉ：Ｈ層を膜厚６
０００Åに形成した以外は、同一の作成方法で作成した
従来の薄膜トランジスターの光照射時と非光照射時との
特性をそれぞれを示す。図８に示される様に、非光照射
時のＡ’，Ｂ’においては、本発明実施例の薄膜トラン
ジスターは、ゲート電極電位２０Ｖ近傍でのソース電極
・ドレイン電極間電流（暗電流）が１．５桁程度増加し
ている。また、光照射時のＡ，Ｂにおいては、本発明実
施例の薄膜トランジスター及び従来の薄膜トランジスタ
ーとも、同様のソース電極・ドレイン電極間電流（光電
流）を示した。
ーの基本特性をみるため、ゲート電極１５’、ドレイン
電極１４、ソース電極１４’にそれぞれ−１０Ｖ〜２０
Ｖ、１Ｖ、０Ｖをあたえ、光照射時と非光照射時とにお
いて、ドレイン電極１４とソース電極１４’との間の電
流を測定した。尚、ゲート電極１５は０Ｖとした。また
、光の入射方向は、ゲート電極１５’側からである。 図８に、縦軸をドレイン電極１４とソース電極１４’と
の間の電流、横軸をゲート電極１５’の電位ＶＧとして
示す。図８において、Ａ，Ａ’は、本発明実施例の薄膜
トランジスターの光照射時と非光照射時との特性をそれ
ぞれ示す。またＢ，Ｂ’は、前記本発明実施例の薄膜ト
ランジスターの作成工程（１）〜（７）のうち、工程（
３）中の微結晶層１２ｂの形成工程を除外し且つａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層１２ａの形成工程で該ａ−Ｓｉ：Ｈ層を膜厚６
０００Åに形成した以外は、同一の作成方法で作成した
従来の薄膜トランジスターの光照射時と非光照射時との
特性をそれぞれを示す。図８に示される様に、非光照射
時のＡ’，Ｂ’においては、本発明実施例の薄膜トラン
ジスターは、ゲート電極電位２０Ｖ近傍でのソース電極
・ドレイン電極間電流（暗電流）が１．５桁程度増加し
ている。また、光照射時のＡ，Ｂにおいては、本発明実
施例の薄膜トランジスター及び従来の薄膜トランジスタ
ーとも、同様のソース電極・ドレイン電極間電流（光電
流）を示した。
【００２７】図８より、非光照射時のソース電極・ドレ
イン電極間電流の大幅な増加により、本発明実施例の薄
膜トランジスターの電荷転送能力が、従来の薄膜トラン
ジスターの電荷転送能力に比べて、大幅に増加している
のがわかる。また、光照射時のソース電極・ドレイン電
極間電流が、本発明実施例の薄膜トランジスターにおい
て、従来の薄膜トランジスターとほぼ同様なことから、
光電変換部としても十分使用できることがわかる。
イン電極間電流の大幅な増加により、本発明実施例の薄
膜トランジスターの電荷転送能力が、従来の薄膜トラン
ジスターの電荷転送能力に比べて、大幅に増加している
のがわかる。また、光照射時のソース電極・ドレイン電
極間電流が、本発明実施例の薄膜トランジスターにおい
て、従来の薄膜トランジスターとほぼ同様なことから、
光電変換部としても十分使用できることがわかる。
【００２８】（実施例４）１次元コンタクトセンサーア
レーとして、前記第２の実施例で作成された薄膜トラン
ジスターからなる光電変換部及び該薄膜トランジスター
等からなる駆動回路部を用いて図１２に示される様な回
路を構成した。実施例１と同様にして薄膜トランジスタ
ー型光電変換部の諸特性を検討したところ、実施例１と
同様の特性を示した。また、駆動回路部の薄膜トランジ
スター等においては、充分な特性を示し、約１桁の電荷
転送能力の増加があった。
レーとして、前記第２の実施例で作成された薄膜トラン
ジスターからなる光電変換部及び該薄膜トランジスター
等からなる駆動回路部を用いて図１２に示される様な回
路を構成した。実施例１と同様にして薄膜トランジスタ
ー型光電変換部の諸特性を検討したところ、実施例１と
同様の特性を示した。また、駆動回路部の薄膜トランジ
スター等においては、充分な特性を示し、約１桁の電荷
転送能力の増加があった。
【００２９】図９は本発明の光電変換素子を１次元完全
コンタクト光センサーアレーとして実装したものの断面
図である。図９において、光電変換部及び駆動回路部の
上に保護層１２０を介してガラス等からなる耐摩耗層１
２１が形成されており、ガラス等の透光性基板１１の裏
面から発光ダイオード等の光源１２２により照明し、原
稿１２３を読み取る構成で用いられる。尚、本発明の光
電変換素子を用いた光センサーアレーは、等倍結像レン
ズを用いた１次元コンタクト光センサーアレーとしても
用いられ得ることはいうまでもない。
コンタクト光センサーアレーとして実装したものの断面
図である。図９において、光電変換部及び駆動回路部の
上に保護層１２０を介してガラス等からなる耐摩耗層１
２１が形成されており、ガラス等の透光性基板１１の裏
面から発光ダイオード等の光源１２２により照明し、原
稿１２３を読み取る構成で用いられる。尚、本発明の光
電変換素子を用いた光センサーアレーは、等倍結像レン
ズを用いた１次元コンタクト光センサーアレーとしても
用いられ得ることはいうまでもない。
【００３０】前記実施例においては薄膜形成材料として
、ＳｉＨ４ 、Ｈ２ 等を用いたが、これに限るもので
なく、Ｆ等を含むものでもよく、またＳｉＨ２ｎ＋２（
ｎは２以上の整数）の化学式をもつものでもよい。また
、本発明でいうシリコンには、少なくともシリコン及び
水素からなる材料の他に、たとえばフッソ等を含むシリ
コンその他が含まれる。
、ＳｉＨ４ 、Ｈ２ 等を用いたが、これに限るもので
なく、Ｆ等を含むものでもよく、またＳｉＨ２ｎ＋２（
ｎは２以上の整数）の化学式をもつものでもよい。また
、本発明でいうシリコンには、少なくともシリコン及び
水素からなる材料の他に、たとえばフッソ等を含むシリ
コンその他が含まれる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、光
導電半導体層として微結晶層と非晶質層とからなるもの
を用いているので、光電変換部として良好な性能を維持
しながら、共通の構成で駆動回路部の薄膜トランジスタ
ー等を形成でき、かくして従来と同様の工程で低コスト
にて、大型化を招かず、且つ十分な転送能力をもつ駆動
回路部を有する光電変換素子が提供される。
導電半導体層として微結晶層と非晶質層とからなるもの
を用いているので、光電変換部として良好な性能を維持
しながら、共通の構成で駆動回路部の薄膜トランジスタ
ー等を形成でき、かくして従来と同様の工程で低コスト
にて、大型化を招かず、且つ十分な転送能力をもつ駆動
回路部を有する光電変換素子が提供される。
【図１】本発明の光電変換素子の構成図。
【図２】本発明の光電変換素子の構成図。
【図３】本発明の光電変換素子の構成図。
【図４】本発明の光電変換素子の作成に用いたプラズマ
ＣＶＤ装置の概念図。
ＣＶＤ装置の概念図。
【図５】本発明の光電変換素子の作成におけるプラズマ
ＣＶＤ装置でのガス導入タイミング図。
ＣＶＤ装置でのガス導入タイミング図。
【図６】光電変換素子の特性を示す図。
【図７】光電変換素子の特性を示す図。
【図８】光電変換素子の特性を示す図。
【図９】本発明の光電変換素子を用いたコンタクト光セ
ンサーアレーの実装図。
ンサーアレーの実装図。
【図１０】従来の光電変換素子の構成図。
【図１１】従来の光電変換素子の構成図。
【図１２】光電変換素子の回路図。
【図１３】図１２の回路をもつコンタクトセンサーアレ
ーの部分平面図。
ーの部分平面図。
【図１４】図１３のコンタクトセンサーアレーのＡ−Ａ
’断面図。
’断面図。
１１ 基板
１２ 光導電半導体層
１２ａ ａ−Ｓｉ：Ｈ層
１２ｂ 微結晶層
１３，１３’ オーミックコンタクト層１４
ドレイン電極 １４’ ソース電極 １５ ゲート電極 １５’ ゲート電極 １６ ゲート絶縁層 １６’ ゲート絶縁層 ７０ 反応チャンバー ７１ アノード電極 ７２ カソード電極 ７３ 高周波電源 ７４ 排気ポンプ ７５ ＳｉＨ４ ガス導入管 ７６ Ｈ２ ガス導入管 ７７ マイクロ波発生源とマイクロ波アプリケー
ターＥ１〜Ｅ９ 光電変換部 Ｃ１〜Ｃ９ コンデンサー Ｔ１〜Ｔ９ スイッチングトランジスター１０２
〜１０４ 共通線 ＳＴ１〜ＳＴ９ スイッチングトランジスター１
０６，１０７，１０９ シフトレジスターＣ１０
〜Ｃ１２ コンデンサー １０８ 端子 ＣＴ１〜ＣＴ３ スイッチングトランジスターＴ
１０〜Ｔ１２ スイッチングトランジスター１１
１ マトリックス状の配線部１１２ 光電
変換部 １１３ 電荷蓄積部 １１４ 転送スイッチ １１５ 放電スイッチ １１６ 引き出し線 １１７ 負荷コンデンサー １２０ 保護層 １２１ 耐摩耗層 １２２ 光源 １２３ 原稿
ドレイン電極 １４’ ソース電極 １５ ゲート電極 １５’ ゲート電極 １６ ゲート絶縁層 １６’ ゲート絶縁層 ７０ 反応チャンバー ７１ アノード電極 ７２ カソード電極 ７３ 高周波電源 ７４ 排気ポンプ ７５ ＳｉＨ４ ガス導入管 ７６ Ｈ２ ガス導入管 ７７ マイクロ波発生源とマイクロ波アプリケー
ターＥ１〜Ｅ９ 光電変換部 Ｃ１〜Ｃ９ コンデンサー Ｔ１〜Ｔ９ スイッチングトランジスター１０２
〜１０４ 共通線 ＳＴ１〜ＳＴ９ スイッチングトランジスター１
０６，１０７，１０９ シフトレジスターＣ１０
〜Ｃ１２ コンデンサー １０８ 端子 ＣＴ１〜ＣＴ３ スイッチングトランジスターＴ
１０〜Ｔ１２ スイッチングトランジスター１１
１ マトリックス状の配線部１１２ 光電
変換部 １１３ 電荷蓄積部 １１４ 転送スイッチ １１５ 放電スイッチ １１６ 引き出し線 １１７ 負荷コンデンサー １２０ 保護層 １２１ 耐摩耗層 １２２ 光源 １２３ 原稿
Claims (6)
- 【請求項１】 絶縁層と該絶縁層に接して設けられた
光導電半導体層と該光導電半導体層に接して設けられた
第１の電極及び第２の電極と前記絶縁層に接して設けら
れた第３の電極とを少なくとも有する光電変換素子にお
いて、前記光導電半導体層が微結晶層と非晶質層とから
なることを特徴とする光電変換素子。 - 【請求項２】 前記光導電半導体層の微結晶層が前記
絶縁層側に配置されている事を特徴とする、請求項１に
記載の光電変換素子。 - 【請求項３】 前記光導電半導体層が少なくともシリ
コンと水素とからなる事を特徴とする、請求項１に記載
の光電変換素子。 - 【請求項４】 少なくとも前記光導電半導体層の微結
晶層が、非単結晶層を堆積する工程と堆積した非単結晶
層に水素プラズマを照射する工程とを交互に多数回行う
事により形成されたものである事を特徴とする、請求項
１に記載の光電変換素子。 - 【請求項５】 前記光導電半導体層の前記絶縁層と相
対する側に接して設けられた第１の電極及び第２の電極
に接して設けられた第２の絶縁層と該第２の絶縁層に接
して設けられた第４の電極とを有する事を特徴とする、
請求項１に記載の光電変換素子。 - 【請求項６】 前記光導電半導体層の微結晶層が前記
第２の絶縁層側に配置されている事を特徴とする、請求
項５に記載の光電変換素子。
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|---|---|---|---|
| JP3085752A JPH04299578A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 光電変換素子及び薄膜半導体装置 |
| CA002063964A CA2063964C (en) | 1991-03-27 | 1992-03-25 | Thin film semiconductor device |
| DE69223539T DE69223539T2 (de) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Dünnschicht-Halbleiter-Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung |
| US07/857,826 US5184200A (en) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Thin film semiconductor device with particular grain size |
| EP92302594A EP0506378B1 (en) | 1991-03-27 | 1992-03-26 | Thin film semiconductor device and method of making the same |
| US07/968,536 US5352614A (en) | 1991-03-27 | 1992-10-29 | Method of manufacturing a thin film semiconductor device |
| US08/238,758 US6140666A (en) | 1991-03-27 | 1994-05-05 | Thin film semiconductor device with a semiconductor large including crystals of an average grain size with a range of 50-350-Å |
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|---|---|---|---|
| JP3085752A JPH04299578A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 光電変換素子及び薄膜半導体装置 |
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- 1991-03-27 JP JP3085752A patent/JPH04299578A/ja active Pending
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- 1992-10-29 US US07/968,536 patent/US5352614A/en not_active Expired - Lifetime
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1994
- 1994-05-05 US US08/238,758 patent/US6140666A/en not_active Expired - Fee Related
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