JPS59112663A - 受光装置 - Google Patents
受光装置Info
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- JPS59112663A JPS59112663A JP58216186A JP21618683A JPS59112663A JP S59112663 A JPS59112663 A JP S59112663A JP 58216186 A JP58216186 A JP 58216186A JP 21618683 A JP21618683 A JP 21618683A JP S59112663 A JPS59112663 A JP S59112663A
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- light
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- conductive film
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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
- H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
- H10F30/15—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors comprising amorphous semiconductors
-
- 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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
- H10F71/103—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (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】
本発明は蓄積モードで用いられる受光装置に関する。
従来から蓄積モードで使用される受光装置の代表的な例
としては第１図の光導電型撮像管がある。
としては第１図の光導電型撮像管がある。
これは通常フ・エースプレートと称する透光性基板■、
透明導電膜２、光導電体Ｍ３、電子銃４、外走査電子ビ
ーム６によって時系列的に読み取る仕組になっている。
透明導電膜２、光導電体Ｍ３、電子銃４、外走査電子ビ
ーム６によって時系列的に読み取る仕組になっている。
このとき、光導電体層３に要求される重要な特性は、特
定の絵素が走査電子ビーｔｚ ６によって走査される時
間間隔（すなわち蓄積時間）のうちに、電荷パターンが
拡散によって消滅してしまわないことである。したがっ
て、通常、光導電体層３の利料としては比抵抗が１ｏ１
０Ω・ｃｍ以上の半導体、たとえは５ｂ２Ｓｑ、ｒ’ｂ
○、Ｓｅ系カルコゲンガラスなとが用いられている。も
しＳｉ単結晶のように比抵抗が１０１０Ω・〔ｍ未満の
材料を用いる場合には、電子ビーム走査側の面をモザイ
ク状に分割して電荷パターンの消滅を防ぐことが必要で
ある。
定の絵素が走査電子ビーｔｚ ６によって走査される時
間間隔（すなわち蓄積時間）のうちに、電荷パターンが
拡散によって消滅してしまわないことである。したがっ
て、通常、光導電体層３の利料としては比抵抗が１ｏ１
０Ω・ｃｍ以上の半導体、たとえは５ｂ２Ｓｑ、ｒ’ｂ
○、Ｓｅ系カルコゲンガラスなとが用いられている。も
しＳｉ単結晶のように比抵抗が１０１０Ω・〔ｍ未満の
材料を用いる場合には、電子ビーム走査側の面をモザイ
ク状に分割して電荷パターンの消滅を防ぐことが必要で
ある。
これらの材料のなかで、Ｓｉ単結晶は加工工程が複雑で
あり他の高抵抗半導体は通常、光キャリアの走行を妨げ
るトラップ準位を高濃度に含むために光応答特性が悪く
、撮像テパイスとしては、長い残像や焼イ」現象が発生
ずるといった不都合が起り易い。本発明は」−記の欠点
を解消しようとするものである。本発明の目的は解像度
の高い蓄積モードの受光素子を提供するにある。更に本
発明になる受光素子は焼付現象がきわめて少ないもので
あり、残像特性も好ましい。加えてその製造方法が簡便
なるものである。
あり他の高抵抗半導体は通常、光キャリアの走行を妨げ
るトラップ準位を高濃度に含むために光応答特性が悪く
、撮像テパイスとしては、長い残像や焼イ」現象が発生
ずるといった不都合が起り易い。本発明は」−記の欠点
を解消しようとするものである。本発明の目的は解像度
の高い蓄積モードの受光素子を提供するにある。更に本
発明になる受光素子は焼付現象がきわめて少ないもので
あり、残像特性も好ましい。加えてその製造方法が簡便
なるものである。
本発明の基本的構成は次の通りである。
受光装置は所定の基板上に少なくとも透明導電膜と光導
電体膜および第２の導電膜とを具備した複数の受光素子
部が配列される。そしてこの光導電体膜は単層もしくは
積層より成る。そして前記光導電物質の単層もしくは積
層の少なくとも一層が５０原子数パーセン１−以上のシ
リコンと１０原子数パーセン１〜以」−５０原子数パー
セン１〜以下の水素を含有してなる。更に好ましくは比
抵抗が１０１０Ω・Ｃｌ１１以上なる非晶質材料から成
る如く構成するものである。前記光導電体膜は厚さ］、
００ｎｍより２０μｍの範囲より選択する。
電体膜および第２の導電膜とを具備した複数の受光素子
部が配列される。そしてこの光導電体膜は単層もしくは
積層より成る。そして前記光導電物質の単層もしくは積
層の少なくとも一層が５０原子数パーセン１−以上のシ
リコンと１０原子数パーセン１〜以」−５０原子数パー
セン１〜以下の水素を含有してなる。更に好ましくは比
抵抗が１０１０Ω・Ｃｌ１１以上なる非晶質材料から成
る如く構成するものである。前記光導電体膜は厚さ］、
００ｎｍより２０μｍの範囲より選択する。
本発明者らによれば、シリコンと水素とを同時に含有す
る非晶質材料は容易に１ｏ１０Ω・ｃｍ以上の高い比抵
抗にすることができ、しかも光キャリアの走行をさまた
げるトラップが非常に少ない良質の光導電材料であるこ
とが見出された。ここで、シリコンと水素とを同時に含
有する非晶質材料に若（二の不純物が含まれることも当
然あり得る。ま膜状で使用されるが、薄膜試料は５ｉＨ
ａのグロー放電による分解、水素を含む雰囲気中てのシ
リコン合金のスパッタリング、あるい活性水素を含む雰
囲気中てのシリコン合金の電子ビーム蒸着法など゛各種
方法によって形成することができる。第２図、第３図に
その代表的な装置の例の説明図を示す。第２図はクロー
放電を用いる場合の例である。
る非晶質材料は容易に１ｏ１０Ω・ｃｍ以上の高い比抵
抗にすることができ、しかも光キャリアの走行をさまた
げるトラップが非常に少ない良質の光導電材料であるこ
とが見出された。ここで、シリコンと水素とを同時に含
有する非晶質材料に若（二の不純物が含まれることも当
然あり得る。ま膜状で使用されるが、薄膜試料は５ｉＨ
ａのグロー放電による分解、水素を含む雰囲気中てのシ
リコン合金のスパッタリング、あるい活性水素を含む雰
囲気中てのシリコン合金の電子ビーム蒸着法など゛各種
方法によって形成することができる。第２図、第３図に
その代表的な装置の例の説明図を示す。第２図はクロー
放電を用いる場合の例である。
２０は試料、２１は真空に排気し得る容器、２２はｒｆ
コイル、２３は試料ホールダー、２４は温度測定用サー
モカップル、２５はヒーター、２６はＳ ｉ ８４など
の雰囲気ガス導入口、２７はガスを混合させるためのタ
ンク、２８は排気系への接続［−１である。第３図はス
パッタリング法による場合の例である。３０は試料、３
１は真空に排気し得る容器、３２はスパッター用ターゲ
ッ１へでシリコン焼結体等を用いる。３３はｒｆ電圧を
印加する電極、３４は試料ホールダー、３５は４１す常
用サーモカップル、３Ｇはアルゴン等の希ガスおよび水
素等のガス導入口、３７は冷却用水の通路を示す。
コイル、２３は試料ホールダー、２４は温度測定用サー
モカップル、２５はヒーター、２６はＳ ｉ ８４など
の雰囲気ガス導入口、２７はガスを混合させるためのタ
ンク、２８は排気系への接続［−１である。第３図はス
パッタリング法による場合の例である。３０は試料、３
１は真空に排気し得る容器、３２はスパッター用ターゲ
ッ１へでシリコン焼結体等を用いる。３３はｒｆ電圧を
印加する電極、３４は試料ホールダー、３５は４１す常
用サーモカップル、３Ｇはアルゴン等の希ガスおよび水
素等のガス導入口、３７は冷却用水の通路を示す。
高抵抗試料を得るために特に好ましいプロセスは、水素
とアルゴンの如き希ガスどの混合雰囲気中でのシリコン
合金の反応性スパッタリングによる方法である。スパッ
タ装置としてはマグネトロン型の低温高速スパッタ装置
が適している。水素とシリコンを含む非晶質膜は通常３
５０ ’Ｃ以上に加熱−されると水素を放出するので、
膜形成中の基＋、Ｍ温度ハＩ ＯＯ℃〜３００ ’Ｃに
保持することが望まし、い。また、非晶質膜中に含まれ
る水素濃度は放電中の雰囲気の圧力２ Ｘ １０３Ｔｏ
ｒｒ−Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒのうち、水素の分圧を
０％から１００％まで種々変化させることにより大巾に
変えることができる。スパッタ用のターゲットはシリコ
ンの焼結体を用いるが、必要に応じてｎ型不純物である
ホウ素を添加したもの、あるいはｎ型不純物であるリン
を添加したもの、さらにシリコンとゲルマニウ１１の混
合焼結体などを用いることもできる。このようにして作
成される非晶質膜のうち、蓄積モードの受光装置用とし
て特に適する比抵抗１σ０Ω・Ｃｍ以上で１へラップ濃
度の少ない膜が得られるのは膜内の含有水素がｌｏ〜５
ｏ原子％、同じく含有このため解像度の低下をきたす。
とアルゴンの如き希ガスどの混合雰囲気中でのシリコン
合金の反応性スパッタリングによる方法である。スパッ
タ装置としてはマグネトロン型の低温高速スパッタ装置
が適している。水素とシリコンを含む非晶質膜は通常３
５０ ’Ｃ以上に加熱−されると水素を放出するので、
膜形成中の基＋、Ｍ温度ハＩ ＯＯ℃〜３００ ’Ｃに
保持することが望まし、い。また、非晶質膜中に含まれ
る水素濃度は放電中の雰囲気の圧力２ Ｘ １０３Ｔｏ
ｒｒ−Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒのうち、水素の分圧を
０％から１００％まで種々変化させることにより大巾に
変えることができる。スパッタ用のターゲットはシリコ
ンの焼結体を用いるが、必要に応じてｎ型不純物である
ホウ素を添加したもの、あるいはｎ型不純物であるリン
を添加したもの、さらにシリコンとゲルマニウ１１の混
合焼結体などを用いることもできる。このようにして作
成される非晶質膜のうち、蓄積モードの受光装置用とし
て特に適する比抵抗１σ０Ω・Ｃｍ以上で１へラップ濃
度の少ない膜が得られるのは膜内の含有水素がｌｏ〜５
ｏ原子％、同じく含有このため解像度の低下をきたす。
また、含有水素が余り多すぎると光導電性が低下し、光
導電特性が十分でなくなる。
導電特性が十分でなくなる。
蓄積モー１くの受光装置において、高い解像力を得るた
めに電荷パターンが蓄積されて一定時間保持されるため
の高抵抗層は必らずしも光導電体層全体である必要はな
く、電荷パターンが出現する面を含む光導電体層の一部
分であって差仕えない。
めに電荷パターンが蓄積されて一定時間保持されるため
の高抵抗層は必らずしも光導電体層全体である必要はな
く、電荷パターンが出現する面を含む光導電体層の一部
分であって差仕えない。
通常、高抵抗層は°等価回路的に容量成分として動作す
るので、回路定数からの要求により、少なくどもｌｏｏ
ｎｍ以１．Ｉ Ｊ！％さにあることか望ましい。
るので、回路定数からの要求により、少なくどもｌｏｏ
ｎｍ以１．Ｉ Ｊ！％さにあることか望ましい。
第４図は上記の高４１．（抗弁晶質光導電体層を光心″
七体層：３の一部分のみに使用した場合の−・例である
。光導電体層３は、高抵抗非晶質光導電体層７と別の光
導′重体Ｆｉ８との二層構造となっている。
七体層：３の一部分のみに使用した場合の−・例である
。光導電体層３は、高抵抗非晶質光導電体層７と別の光
導′重体Ｆｉ８との二層構造となっている。
この場合、フェースプレー１−１の方向から入射した九
によって光導電体層８の中に光キャリアが発生し、そＡ
１．が高抵抗非晶質光導電体層７の中に注入さＡし、そ
の非晶質層７の表面に電荷パターンとして蓄積されるこ
とになる。光導電体層８は蓄積には直接間−りしないの
で必らずしもｉ ｏ”Ω・０１０以上の高抵抗を有する
必要はなく、Ｃｄ Ｓ 、 Ｃ，、ｄ Ｓ ｅ。
によって光導電体層８の中に光キャリアが発生し、そＡ
１．が高抵抗非晶質光導電体層７の中に注入さＡし、そ
の非晶質層７の表面に電荷パターンとして蓄積されるこ
とになる。光導電体層８は蓄積には直接間−りしないの
で必らずしもｉ ｏ”Ω・０１０以上の高抵抗を有する
必要はなく、Ｃｄ Ｓ 、 Ｃ，、ｄ Ｓ ｅ。
Ｓｅ、Ｚｎ５ｅなとの周知の光導電体を用いることがで
きる。
きる。
透明導電膜２としては通常Ｓ口０２ 、 Ｉ Ｉ＋２
０３゜’Ｉ’ｊＯ２などの低抵抗酸化膜、あるいは△ｆ
ｌ、Ａｕなどの半透明金属膜を用いることかできろ。受
光装置の暗電流の低減のためおよび応答速度を甲めるた
めには、前記透明導電膜２と光導電体層３との間に整流
性接触を形成することが望ましい。
０３゜’Ｉ’ｊＯ２などの低抵抗酸化膜、あるいは△ｆ
ｌ、Ａｕなどの半透明金属膜を用いることかできろ。受
光装置の暗電流の低減のためおよび応答速度を甲めるた
めには、前記透明導電膜２と光導電体層３との間に整流
性接触を形成することが望ましい。
光導電体層３と透明導電膜２の中間に薄いｎ型酸化膜層
を介在ぜしめることにより、透明導電膜２から光導電体
層３への正孔の注入を抑制することか可能である。これ
によって良好な整流性接触が得ら抗ることかわかった。
を介在ぜしめることにより、透明導電膜２から光導電体
層３への正孔の注入を抑制することか可能である。これ
によって良好な整流性接触が得ら抗ることかわかった。
この場合、この接触をホトダイオードとじτ用いるには
透明導電膜側を正極とし、非晶質層側を負極とすること
が望ましい。第５図はこのような構造の受光素子の一例
を示すものである。透明導電膜２と非晶質光導電体Ｍ３
との間にｒｌ型酸化物層９を介在せしめである。
透明導電膜側を正極とし、非晶質層側を負極とすること
が望ましい。第５図はこのような構造の受光素子の一例
を示すものである。透明導電膜２と非晶質光導電体Ｍ３
との間にｒｌ型酸化物層９を介在せしめである。
第６図もＩ）型酸化物層を持った受光素子の例を示す断
面図である。光導電体膜３が層７および８の積層構造に
なっている点を除いて第５図の例と同様である。通常、
可視光域に感度を有する光導電体は禁＋１１帯幅が２．
ＯｃＶ程度の半導体である。従ってこの場合、ｎ型酸化
物層９は光導電体層３への光の到達を妨げないよう、禁
止帯［１］か２．ＯｅＶ以」二あることか望ましい。ま
た、透明導電膜２からの正孔の注入を阻止するためには
、ｎ型酸化物層９の厚みは５層ｍから］、ＯＯｎｍ程度
であれば十分である。この用途に適した材料としては酸
化セリウ１１、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化り
”ルマニウ１１、酸化モリブデン等の化合物か？ｆまし
い特性を有する。これらの材料は通常口型の導電性を示
すので、光によって非晶質光導電体層３の中に発生した
光電子か透明導電膜２に向−）で流れるのを妨げること
はない。
面図である。光導電体膜３が層７および８の積層構造に
なっている点を除いて第５図の例と同様である。通常、
可視光域に感度を有する光導電体は禁＋１１帯幅が２．
ＯｃＶ程度の半導体である。従ってこの場合、ｎ型酸化
物層９は光導電体層３への光の到達を妨げないよう、禁
止帯［１］か２．ＯｅＶ以」二あることか望ましい。ま
た、透明導電膜２からの正孔の注入を阻止するためには
、ｎ型酸化物層９の厚みは５層ｍから］、ＯＯｎｍ程度
であれば十分である。この用途に適した材料としては酸
化セリウ１１、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化り
”ルマニウ１１、酸化モリブデン等の化合物か？ｆまし
い特性を有する。これらの材料は通常口型の導電性を示
すので、光によって非晶質光導電体層３の中に発生した
光電子か透明導電膜２に向−）で流れるのを妨げること
はない。
本発明の光導電体層を第１図のように撮像管ターゲット
として用いる場合には光導電体層３の表面に更に三硫化
アンチモン層を重ねて用い、走査電子ヒーム６からの電
子の注入を防いだり、光導電体層３からの２次電子の発
生を抑制することが望ましい。この目的のためには三硫
化アンチモン膜は１×１０丁ｏｒｒからＩ ＸＩＯＴｏ
ｒｒまでの低圧アルコンガス中で蒸着し、膜厚は］、Ｏ
ｎｍから１μｍの範囲であれば十分である。第７図はこ
の構造の例を示す断面図である。透光性基板１」二に透
明導電膜２、光導電体膜３が設けられ、更にこの上部に
三硫化アンチモン膜１１が形成されている。また第８図
より第１０図も光導電体膜３上に三硫化アンチモン膜１
１が形成された例を示す断面図である。この場合第８図
は光導電膜３が層７および８の積層構造となっている例
、第９図および第１０図は光導電体膜３と透明電極の間
にｎ型酸化物層を設けた構造に適用した例を示すもので
ある。
として用いる場合には光導電体層３の表面に更に三硫化
アンチモン層を重ねて用い、走査電子ヒーム６からの電
子の注入を防いだり、光導電体層３からの２次電子の発
生を抑制することが望ましい。この目的のためには三硫
化アンチモン膜は１×１０丁ｏｒｒからＩ ＸＩＯＴｏ
ｒｒまでの低圧アルコンガス中で蒸着し、膜厚は］、Ｏ
ｎｍから１μｍの範囲であれば十分である。第７図はこ
の構造の例を示す断面図である。透光性基板１」二に透
明導電膜２、光導電体膜３が設けられ、更にこの上部に
三硫化アンチモン膜１１が形成されている。また第８図
より第１０図も光導電体膜３上に三硫化アンチモン膜１
１が形成された例を示す断面図である。この場合第８図
は光導電膜３が層７および８の積層構造となっている例
、第９図および第１０図は光導電体膜３と透明電極の間
にｎ型酸化物層を設けた構造に適用した例を示すもので
ある。
なお、これまでの光導電体層３は、単層又は層７および
８の２層の例しか示していないが、更に多層に光導電体
層を構成しても良い。この場合、電荷パターンか蓄積さ
れる部分が前述の如き高抵抗層として構成することは、
勿論である。
８の２層の例しか示していないが、更に多層に光導電体
層を構成しても良い。この場合、電荷パターンか蓄積さ
れる部分が前述の如き高抵抗層として構成することは、
勿論である。
又、組成を連続的に変化せしめても良い。
これまで説明してきた各種受光面の構成は目的に応して
選択すれば良い。
選択すれば良い。
次に本発明の受光素子の特徴をとりまとめると次の通り
である。
である。
（１）Ｍ像度は１″当り８００本以１二の高解像度を実
現出来る。
現出来る。
（２）焼イ」現象はなくこの特性は極めて良好である。
（３）耐熱性に優れ、少なくとも２００度に耐え得る。
（４）機械的強度が犬である。
（５）製造方法が容易である。
以下、本発明を実施例を用いて更に詳細に説明する。
実施例１
ガラス基板」二にＳ ｎ ＣＱａの空気中での熱分解に
よる方法を用いて］ＯＯｎｍの厚みに酸化錫透明導電膜
を形成する。次に高周波スパッタ装置に９９．９９９％
のシリコン焼結体を ターゲットに装置し、５Ｘ１０
丁ｏｒｒの圧力のアルゴンと３ＸＩＯ’Ｔｏｒｒの水素
から成る混合雰囲気中で」二記透明導電膜上に、非晶質
シリコン膜の反応性スパッタリングを行なう。この場合
基板は２００°Ｃに保持する。非晶質シリコン膜の厚み
は約２μｍである。
よる方法を用いて］ＯＯｎｍの厚みに酸化錫透明導電膜
を形成する。次に高周波スパッタ装置に９９．９９９％
のシリコン焼結体を ターゲットに装置し、５Ｘ１０
丁ｏｒｒの圧力のアルゴンと３ＸＩＯ’Ｔｏｒｒの水素
から成る混合雰囲気中で」二記透明導電膜上に、非晶質
シリコン膜の反応性スパッタリングを行なう。この場合
基板は２００°Ｃに保持する。非晶質シリコン膜の厚み
は約２μｍである。
このようにして作られた非晶質シリコン膜は約３０原子
％の水素を含有し、比抵抗は１０ Ω・ｃｍである。こ
の様にして形成した受光面をビジコン型撮像管受光面と
して用いると焼付現像のない、すぐれた撮像特性の撮像
管が得られた。
％の水素を含有し、比抵抗は１０ Ω・ｃｍである。こ
の様にして形成した受光面をビジコン型撮像管受光面と
して用いると焼付現像のない、すぐれた撮像特性の撮像
管が得られた。
実施例２
本実施例を第６図に基づいて説明する。
ガラス基板１上にＳ ｎ ０２とＩｎ２Ｏ５の混合物を
周知の高周波スパッタリングによって堆積し、膜厚１５
０ｎｍの透明導電膜を形成する。更にその上にＣｅＯ２
をモリブデンボートを用いて２０ｎｍの厚みに真空蒸着
しｎ型酸化物層９を形成する。
周知の高周波スパッタリングによって堆積し、膜厚１５
０ｎｍの透明導電膜を形成する。更にその上にＣｅＯ２
をモリブデンボートを用いて２０ｎｍの厚みに真空蒸着
しｎ型酸化物層９を形成する。
次に］、 ｐ ｐ ｍのホウ素をドープしたシリコン中
、結晶をターゲットとした高周波スパッタ装置で３ Ｘ
］ Ｏ’Ｔｏｒｒの水素を雰面気として、上記基板に
１．ＯＯｎｍの厚みに非晶質シリコン膜８を形成する。
、結晶をターゲットとした高周波スパッタ装置で３ Ｘ
］ Ｏ’Ｔｏｒｒの水素を雰面気として、上記基板に
１．ＯＯｎｍの厚みに非晶質シリコン膜８を形成する。
この時基板温度は１５０℃に保持した。この様にして形
成された非晶質シリコン膜は約５５原子％ｑ水素を膜中
に含有する。更にこれに続けて６ Ｘ Ｉ ０−３Ｔｏ
ｒｒのアルゴンをスパッタ装置内に導入し、既に入って
いる水素とアルゴンの混合雰囲気中で上記シリコンター
ゲットを用いて３μｍの厚みに非晶質シリコン膜７を重
ねて形成する。この非晶質シリコン膜はややＰ型であり
、約２５原子％の水素を含有し、比抵抗は１０′２Ω・
ｃｍである。この様にして形成した受光面をビジコン型
撮像管のターゲラ１〜として用いる。この受光面は整流
性接触を有するので光応答速度が早く、暗電流も低く、
また先入射面に近く 水素濃度の窩い非晶’Ｉｔシリコ
ン膜を有するので表面再結合の影響を小さくすることが
でき、したがって青色光領域で高い感度を示す。
成された非晶質シリコン膜は約５５原子％ｑ水素を膜中
に含有する。更にこれに続けて６ Ｘ Ｉ ０−３Ｔｏ
ｒｒのアルゴンをスパッタ装置内に導入し、既に入って
いる水素とアルゴンの混合雰囲気中で上記シリコンター
ゲットを用いて３μｍの厚みに非晶質シリコン膜７を重
ねて形成する。この非晶質シリコン膜はややＰ型であり
、約２５原子％の水素を含有し、比抵抗は１０′２Ω・
ｃｍである。この様にして形成した受光面をビジコン型
撮像管のターゲラ１〜として用いる。この受光面は整流
性接触を有するので光応答速度が早く、暗電流も低く、
また先入射面に近く 水素濃度の窩い非晶’Ｉｔシリコ
ン膜を有するので表面再結合の影響を小さくすることが
でき、したがって青色光領域で高い感度を示す。
またｒｌ型酸化物層として、酸化タングステン、酸化ニ
オブ、酸化ゲルマニウム、酸化モリブデン等を用いても
同等の効果を得ることができる。
オブ、酸化ゲルマニウム、酸化モリブデン等を用いても
同等の効果を得ることができる。
更に前述の非晶質シリコン膜８，７より成る光導電体膜
３上に三硫化アンチモン膜を形成してもビジコン型撮像
管のターゲラ１−とじて好ましいものである。三硫化ア
ンチモン膜の形成は次の如き方法で良い。前述の非晶質
シリコン膜の複合膜より成る光導電体膜を持つ基板を真
空蒸着装置内に設置する。アルゴンガスを気圧３ Ｘ
］ Ｏ’Ｔｏｒｒにおいて三硫化アンチモンを１１００
ｎの厚みに蒸着形成する。これは第１０図に示す構造で
ある。
３上に三硫化アンチモン膜を形成してもビジコン型撮像
管のターゲラ１−とじて好ましいものである。三硫化ア
ンチモン膜の形成は次の如き方法で良い。前述の非晶質
シリコン膜の複合膜より成る光導電体膜を持つ基板を真
空蒸着装置内に設置する。アルゴンガスを気圧３ Ｘ
］ Ｏ’Ｔｏｒｒにおいて三硫化アンチモンを１１００
ｎの厚みに蒸着形成する。これは第１０図に示す構造で
ある。
実施例３
本実施例を第８図を用いて説明する。
４００℃に加熱したガラス基板１にＳ ｎ ＣＱ４の水
溶液を噴霧して酸化し、Ｓ ｎ ０２透明導電膜２を形
成する。この基板を真空装置内で２００°Ｃに保持し、
透明導電体層２上に光導電体層８としてＣｄ Ｓ ｅを
２μｍの厚みに蒸着する。その後、この膜を空気中で５
００″Ｃの温度で１時間熱処理する。更にこの基板を真
空装置内で２５０ ’Ｃに保持し、］ Ｘ ］、 ＯＴ
ｏ、ｒｒの活性水素雰囲気中で電子ビーム蒸着法により
０．５μｍの厚みに非晶質シリコンＭ７を蒸着する。そ
の後、基板温度を常温にもどし、５ Ｘ ］ Ｏ’Ｔｏ
ｒｒのアルゴン雰囲気中で三硫化アンチモン膜ＩＩを５
０ｎｍの厚みに蒸着し、ビジコン型撮像管ターゲットと
する。この様にして形成した受光素子はＣｄ Ｓ ｅ膜
中で発生した光キャリアを利用しているため、可視光全
域にわたって高い光感度を有する。
溶液を噴霧して酸化し、Ｓ ｎ ０２透明導電膜２を形
成する。この基板を真空装置内で２００°Ｃに保持し、
透明導電体層２上に光導電体層８としてＣｄ Ｓ ｅを
２μｍの厚みに蒸着する。その後、この膜を空気中で５
００″Ｃの温度で１時間熱処理する。更にこの基板を真
空装置内で２５０ ’Ｃに保持し、］ Ｘ ］、 ＯＴ
ｏ、ｒｒの活性水素雰囲気中で電子ビーム蒸着法により
０．５μｍの厚みに非晶質シリコンＭ７を蒸着する。そ
の後、基板温度を常温にもどし、５ Ｘ ］ Ｏ’Ｔｏ
ｒｒのアルゴン雰囲気中で三硫化アンチモン膜ＩＩを５
０ｎｍの厚みに蒸着し、ビジコン型撮像管ターゲットと
する。この様にして形成した受光素子はＣｄ Ｓ ｅ膜
中で発生した光キャリアを利用しているため、可視光全
域にわたって高い光感度を有する。
実施例４
本実施例を第１１図に基づいて説明する。絶縁性の平滑
な基板１２上に金属クロムをＩ Ｘ １０−６Ｔｏｒｒ
の真空度で１１００ｎの厚みに蒸着して電極１０を形成
する。この基板を高周波スパッタ装置に入れ、基板温度
１３０℃において、アルコン５Ｘ ］、 ＯＴｏｒｒと
水素３ Ｘ Ｉ Ｏ−”ｒｏｒｒの混合気体中でシリコ
ンターゲットを用いて、厚さ１０μＩｌｌの非晶質シリ
コン膜７を形成する。この非晶質シリコン膜７は〜Ｉ
Ｏ”Ω・ｃｍの比抵抗を有する。この基板を２００°Ｃ
に保ち、その上に高周波スパッタによって酸化ニオブの
膜９を５０ｎｍの厚みに堆積する。
な基板１２上に金属クロムをＩ Ｘ １０−６Ｔｏｒｒ
の真空度で１１００ｎの厚みに蒸着して電極１０を形成
する。この基板を高周波スパッタ装置に入れ、基板温度
１３０℃において、アルコン５Ｘ ］、 ＯＴｏｒｒと
水素３ Ｘ Ｉ Ｏ−”ｒｏｒｒの混合気体中でシリコ
ンターゲットを用いて、厚さ１０μＩｌｌの非晶質シリ
コン膜７を形成する。この非晶質シリコン膜７は〜Ｉ
Ｏ”Ω・ｃｍの比抵抗を有する。この基板を２００°Ｃ
に保ち、その上に高周波スパッタによって酸化ニオブの
膜９を５０ｎｍの厚みに堆積する。
さらに、この基板を真空蒸着装置に入れ、基板温度を１
５０℃に保ち、ｌ Ｘ １０”Ｉ’ｏｒｒの酸素雰囲気
中で金属インジウムを１１００ｎの厚みに蒸着する。
５０℃に保ち、ｌ Ｘ １０”Ｉ’ｏｒｒの酸素雰囲気
中で金属インジウムを１１００ｎの厚みに蒸着する。
これを１気圧の人気中にとりだし、］５０℃で１８１間
の熱処理をｔテなうと金属インジウムは酸化インジウム
の透明電極２に変る。
の熱処理をｔテなうと金属インジウムは酸化インジウム
の透明電極２に変る。
こうして作られた受光素子は酸化インジウ１１透明電極
が正に、金属クロム電極が負になるように電圧を印加す
ると、逆バイアスされたホ１〜ダイオ〜ドとして動作す
る。
が正に、金属クロム電極が負になるように電圧を印加す
ると、逆バイアスされたホ１〜ダイオ〜ドとして動作す
る。
ま八、次の様な受光素子をも製作した。
絶縁性の平滑な基板１２上に金属クロムを、１×１０
Ｔ’ｏｒｒの真空度で１１００ｎの厚みに蒸着して電極
１０を形成する。この基板を高周波スパッタ装置に入れ
、基板温度１３０°Ｃにおいて、アルゴン２ Ｘ １０
’Ｔｏｒｒと水ｆ、 ２ Ｘ ］ ０−３Ｔｏｒｒの混
合気体中でシリコン９０原子％、ゲルマニウム１０原子
％のターゲットを用いて、厚さ１０μｍの非晶質膜７を
形成する。この非晶質膜７は２×１σ０Ω・ｃｍの比抵
抗を有する。 この基板を ２００℃に保ち、その上に
高周波スパッタによって酸化ニオブの膜９を５０ｎｍの
厚みに堆積する。さらに、この基板を真空蒸着装置に入
れ、系板温度を１５０℃に保ち、ＩＸ］Ｏ−３Ｔｏｒｒ
の酸素雰囲気中で金属インジウムを］００ｎｍの厚みに
蒸着する。これを１気圧の大気中にとりだし、１５０℃
で１時間の熱処理を行なうと金属インジウムは酸化イン
ジウム透明電極２に変る。こうして受光素子が作製され
る。前述と同様に動作させることが・可能である。本実
施例は固体受光装置の例である。これまで述べた撮像管
ターゲットの場合と比較して多重膜の形成順序が逆にな
っているが、受光面の構造は共通の部分を有することに
なる。また本実施例にある基板−［−の金属クロム電極
を多数の素片に分割し、外部スイッチによって順次に蓄
積電荷を読みとる回路と接続することにより、１次元あ
るいは２次元の固体光イメージセンサとすることができ
る９、以Ｊ−１実施例を用いて説明してきたように、水
素とシリコンを含有する非晶質薄膜は、すぐれた光電変
換特性と高い比抵抗を有するので、特に蓄積型の受光装
置に用いることによって、構造が簡η１で、高い解像力
が得られ、工業上極めて大なる効果を右するものである
。
Ｔ’ｏｒｒの真空度で１１００ｎの厚みに蒸着して電極
１０を形成する。この基板を高周波スパッタ装置に入れ
、基板温度１３０°Ｃにおいて、アルゴン２ Ｘ １０
’Ｔｏｒｒと水ｆ、 ２ Ｘ ］ ０−３Ｔｏｒｒの混
合気体中でシリコン９０原子％、ゲルマニウム１０原子
％のターゲットを用いて、厚さ１０μｍの非晶質膜７を
形成する。この非晶質膜７は２×１σ０Ω・ｃｍの比抵
抗を有する。 この基板を ２００℃に保ち、その上に
高周波スパッタによって酸化ニオブの膜９を５０ｎｍの
厚みに堆積する。さらに、この基板を真空蒸着装置に入
れ、系板温度を１５０℃に保ち、ＩＸ］Ｏ−３Ｔｏｒｒ
の酸素雰囲気中で金属インジウムを］００ｎｍの厚みに
蒸着する。これを１気圧の大気中にとりだし、１５０℃
で１時間の熱処理を行なうと金属インジウムは酸化イン
ジウム透明電極２に変る。こうして受光素子が作製され
る。前述と同様に動作させることが・可能である。本実
施例は固体受光装置の例である。これまで述べた撮像管
ターゲットの場合と比較して多重膜の形成順序が逆にな
っているが、受光面の構造は共通の部分を有することに
なる。また本実施例にある基板−［−の金属クロム電極
を多数の素片に分割し、外部スイッチによって順次に蓄
積電荷を読みとる回路と接続することにより、１次元あ
るいは２次元の固体光イメージセンサとすることができ
る９、以Ｊ−１実施例を用いて説明してきたように、水
素とシリコンを含有する非晶質薄膜は、すぐれた光電変
換特性と高い比抵抗を有するので、特に蓄積型の受光装
置に用いることによって、構造が簡η１で、高い解像力
が得られ、工業上極めて大なる効果を右するものである
。
第１図は蓄積型受光装置の代表例である光導電型撮像管
の断面図、第２図および第３図は：Ｌ＊ ｌ模作製用の
装置例を示す説明図、第４図より第１０図は本発明の受
光素子を利用した撮像管ターゲソ１へを示す断面図、第
１１図は本発明の受光素ｒ・を用いた固体受光装置の一
例の受光部断面図である。 ■・透光性基板、２・・透明導電膜、３・・光導電体層
、４・・電子銃、５・・外囲器、６・・走査電子ビーム
、７・高抵抗非晶質光導電体層、８゛・・・他の光導電
体層、９ ・ｎ型酸化物層、１０ 対電極、１１−第
１ 図 第 ４ 図 第２図 第３面 第 ５ 図 第 ろ 間 第７ 図 第８ 図 第 ９ 図 第 ｌＯ間第 ／／ 図 第１頁の続き 、１ｚ発 明 者 高崎幸男 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ［相］発 明 者 塚田俊久 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 平井忠明 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ３０９−
の断面図、第２図および第３図は：Ｌ＊ ｌ模作製用の
装置例を示す説明図、第４図より第１０図は本発明の受
光素子を利用した撮像管ターゲソ１へを示す断面図、第
１１図は本発明の受光素ｒ・を用いた固体受光装置の一
例の受光部断面図である。 ■・透光性基板、２・・透明導電膜、３・・光導電体層
、４・・電子銃、５・・外囲器、６・・走査電子ビーム
、７・高抵抗非晶質光導電体層、８゛・・・他の光導電
体層、９ ・ｎ型酸化物層、１０ 対電極、１１−第
１ 図 第 ４ 図 第２図 第３面 第 ５ 図 第 ろ 間 第７ 図 第８ 図 第 ９ 図 第 ｌＯ間第 ／／ 図 第１頁の続き 、１ｚ発 明 者 高崎幸男 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ［相］発 明 者 塚田俊久 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ０発 明 者 平井忠明 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 ３０９−
Claims (1)
- １、所定の基板」二に少なくとも透明導電膜と光導電体
層と第２の導電膜とを具備し、前記透明導電膜を光の入
射側に配置された電極となした複数の受光素子部が配列
され、前記光導電体層は光導電物質の単層もしくは積層
で構成され、この光導電物質の少なくとも一層が５０原
子数パーセン１−以上のシリコンと１０原子数パーセン
Ｉ−以に５０原子数パーセン１〜以下の水素を含有する
非晶質材料より成り、前記複数の受光素子部より電気信
号を順次取り出すことを特徴とする受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216186A JPS59112663A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216186A JPS59112663A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 受光装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5893478A Division JPS54150995A (en) | 1978-05-19 | 1978-05-19 | Photo detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59112663A true JPS59112663A (ja) | 1984-06-29 |
| JPH0469436B2 JPH0469436B2 (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=16684633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58216186A Granted JPS59112663A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59112663A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218757A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Olympus Optical Co Ltd | 積層型固体撮像装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010083A (ja) * | 1973-05-23 | 1975-02-01 | ||
| JPS5027326A (ja) * | 1973-07-16 | 1975-03-20 | ||
| JPS52144992A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-02 | Hitachi Ltd | Light receiving element |
| JPS535523A (en) * | 1976-07-05 | 1978-01-19 | Hitachi Ltd | Pickup tube target |
-
1983
- 1983-11-18 JP JP58216186A patent/JPS59112663A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010083A (ja) * | 1973-05-23 | 1975-02-01 | ||
| JPS5027326A (ja) * | 1973-07-16 | 1975-03-20 | ||
| JPS52144992A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-02 | Hitachi Ltd | Light receiving element |
| JPS535523A (en) * | 1976-07-05 | 1978-01-19 | Hitachi Ltd | Pickup tube target |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218757A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Olympus Optical Co Ltd | 積層型固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0469436B2 (ja) | 1992-11-06 |
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