JPS6042877A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
- Publication number
- JPS6042877A JPS6042877A JP58151264A JP15126483A JPS6042877A JP S6042877 A JPS6042877 A JP S6042877A JP 58151264 A JP58151264 A JP 58151264A JP 15126483 A JP15126483 A JP 15126483A JP S6042877 A JPS6042877 A JP S6042877A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active layer
- receiving element
- layer
- light
- band gap
- 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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Classifications
-
- 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
- H10F30/21—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
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving 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
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、分光感度が大きくなるようにした受光素子
に関するものである。
に関するものである。
アモルファスシリコン（ａ−８ｉ）を用いたＶＢ層型イ
メージセンサは ■ 均質で大面積薄膜を比較的低温で作成できる。
メージセンサは ■ 均質で大面積薄膜を比較的低温で作成できる。
■ 優れた光′＃４ｉ変供機能・を示す。
といったａ−８ｉの長所を生かして、従来のＣＯＤ’ｆ
１ＭＯ８ｆｆｌのイメージセンサを使う場合に比ベテ、
原稿縮小用の高性能レンズ系が不用になることから注目
を集めている。また、長波長光に対する感度を向上する
ために、！ −８ｒ Ｇｅ等のａ−８ｉに比べて低バン
ドギャップ材料の応用も試みられている。これら密着型
イメージセンサには、フォトダイオード特性を用いるブ
ーツヤング接合型と光尋電特性を利用するオーミック接
合型（ギャップセル型）があり、オーミンク接合型では
構造の簡、単なことと、そ−の駆動方式も容易となるこ
とから、コスト、性能両面から有利゛になると考えられ
るが、光オン時と光オフ時の４電度の変調比を大きくと
り、かつ、光オン時の光電流値を大きくすることが容易
でない欠点を有する。これをさらに図面について説明す
る。
１ＭＯ８ｆｆｌのイメージセンサを使う場合に比ベテ、
原稿縮小用の高性能レンズ系が不用になることから注目
を集めている。また、長波長光に対する感度を向上する
ために、！ −８ｒ Ｇｅ等のａ−８ｉに比べて低バン
ドギャップ材料の応用も試みられている。これら密着型
イメージセンサには、フォトダイオード特性を用いるブ
ーツヤング接合型と光尋電特性を利用するオーミック接
合型（ギャップセル型）があり、オーミンク接合型では
構造の簡、単なことと、そ−の駆動方式も容易となるこ
とから、コスト、性能両面から有利゛になると考えられ
るが、光オン時と光オフ時の４電度の変調比を大きくと
り、かつ、光オン時の光電流値を大きくすることが容易
でない欠点を有する。これをさらに図面について説明す
る。
第１図、第２図はそれぞれ従来の受光素子のセンサ部の
平面図と断面拡大図である。通常、ガラス基板３上Ｋａ
−８ｉ（またはａ−８ｉＧｅ等）からなる活性Ｍ ｔを
約１μｍ堆積し、くし状のＡｌ対向４４！ｉ２ａ、２ｂ
によりギャップセル構造を形成している。しかし、グロ
ー放電法等で作成した通常の活性１−１は表面および界
面の影響を受け易（、特に厚みｄが≦１μｍ程度の薄膜
で使用する場合、キャリアの表面、界面再結合の効果が
著しく、所望の特性を得ることが１離である。
平面図と断面拡大図である。通常、ガラス基板３上Ｋａ
−８ｉ（またはａ−８ｉＧｅ等）からなる活性Ｍ ｔを
約１μｍ堆積し、くし状のＡｌ対向４４！ｉ２ａ、２ｂ
によりギャップセル構造を形成している。しかし、グロ
ー放電法等で作成した通常の活性１−１は表面および界
面の影響を受け易（、特に厚みｄが≦１μｍ程度の薄膜
で使用する場合、キャリアの表面、界面再結合の効果が
著しく、所望の特性を得ることが１離である。
この発明は、１紀の点にがんが４なされたもので、オー
ミック接合型素子において、元オン時の光電流を大きく
するために、活性層（ａ−８ｉ層。
ミック接合型素子において、元オン時の光電流を大きく
するために、活性層（ａ−８ｉ層。
ａ−８ｉＧｅ層等）の表面または基板と活性層の界面に
活性層を構成する材料よりバンドギャップの大きい材料
を藩く堆積または挿入し、活性層における表面再結合ま
たは界面再結合を抑制せしめた受光素子を提供するもの
である。
活性層を構成する材料よりバンドギャップの大きい材料
を藩く堆積または挿入し、活性層における表面再結合ま
たは界面再結合を抑制せしめた受光素子を提供するもの
である。
第３図はこの発明の一実施１例を示す断面拡大図である
。第３図において、ガラス基板３上に形成した活性層（
ａ−８ｉ層またはａ−８ｉＧｅ層）１０表面に、ａ−８
ｉ（またはａ−８ｉＧｅ）より大きなバンドギャップを
有する材料からなる層４を薄く堆積しである。
。第３図において、ガラス基板３上に形成した活性層（
ａ−８ｉ層またはａ−８ｉＧｅ層）１０表面に、ａ−８
ｉ（またはａ−８ｉＧｅ）より大きなバンドギャップを
有する材料からなる層４を薄く堆積しである。
第４図はこの発明によるギャップセル構造を用いたとき
、従来のギャップセルに比べて光体導度が向上すること
を示した図である。第４図において、曲線Ａ、８は第３
図の構造でａ ５ｉＧｅかうなる活性層１を用り、−た
ときのもの（従来例）であり、曲線Ａ′、ｅは同じ（曲
ａＡ、Ｂの場合と同一のａ−８ｉＧｅからなる活性層１
および２００人のａ−８ｉからなる層４を用いたとき（
実施例）、入射７オトン数で規格化した光体導度（ημ
τ）の波長依存性を比較したものである。曲線Ａ、＊は
、ａ−８ｉＧｅからなる活性層１の厚みｄが０．３μｍ
の受光素子の場合で、曲線Ｂ、Ｂ’はａ−８ｉＧｅから
なる活性層１の厚−’ｐｄが１．５μｍの受光素子の場
合である。
、従来のギャップセルに比べて光体導度が向上すること
を示した図である。第４図において、曲線Ａ、８は第３
図の構造でａ ５ｉＧｅかうなる活性層１を用り、−た
ときのもの（従来例）であり、曲線Ａ′、ｅは同じ（曲
ａＡ、Ｂの場合と同一のａ−８ｉＧｅからなる活性層１
および２００人のａ−８ｉからなる層４を用いたとき（
実施例）、入射７オトン数で規格化した光体導度（ημ
τ）の波長依存性を比較したものである。曲線Ａ、＊は
、ａ−８ｉＧｅからなる活性層１の厚みｄが０．３μｍ
の受光素子の場合で、曲線Ｂ、Ｂ’はａ−８ｉＧｅから
なる活性層１の厚−’ｐｄが１．５μｍの受光素子の場
合である。
従来例の曲線Ａで示される受光素子においては表面再結
合の影響を強く受けて、光体導度は非常に小さい。同じ
く曲＠Ｓで示される受光素子においても表面再結合が効
いており、短波長領域での光体導度が低い。
合の影響を強く受けて、光体導度は非常に小さい。同じ
く曲＠Ｓで示される受光素子においても表面再結合が効
いており、短波長領域での光体導度が低い。
それに対し、この発明の実施例である曲４１１１ Ａ’
。
。
Ｂ′で示される受光素子は、特に短波長側での向上が著
しく、また、薄膜と厚膜での差も小さくなる。
しく、また、薄膜と厚膜での差も小さくなる。
曲線Ｎと曲線ばにおいて、曲線Ａ′の方が幾分光体導度
が小さいのは、ガラス基板３との界面における界面再結
合が幾分効いているためであり、さらに、特性を改善す
るには、層４を活性層１とガラス基板３との界面にも挿
入すれはよい。第５図に表面層と界面層に層４を形成し
た場合の構造を示す。
が小さいのは、ガラス基板３との界面における界面再結
合が幾分効いているためであり、さらに、特性を改善す
るには、層４を活性層１とガラス基板３との界面にも挿
入すれはよい。第５図に表面層と界面層に層４を形成し
た場合の構造を示す。
第６図はこの発明によるギャップセルセンサの分光感度
特性（点線の曲線）を、従来のもの（実線の曲線）と比
較したものであるが、全体の分光感度に叩上がみられ、
特に矢印で示すように短波長側の向上が著しい。
特性（点線の曲線）を、従来のもの（実線の曲線）と比
較したものであるが、全体の分光感度に叩上がみられ、
特に矢印で示すように短波長側の向上が著しい。
表面または界面にコーティングする物ｊＸ（層４）とし
ては、活性層１のａ−８ｉよりバンドギャップが大きく
グロー放電法により” Ｓｔ、 ａ ８ｉＧｅ等と連続
成膜が９能で、かつ、表面層として安定なものが適して
おり、これには、ａ ５ｒＣｅ ａ−８ｉＮ（窒化シリ
コン）が有効である。ａ−８ｉＧｅの活性層１を用いる
場合は、ａ−８ｉかもなる層４を使えはよい。
ては、活性層１のａ−８ｉよりバンドギャップが大きく
グロー放電法により” Ｓｔ、 ａ ８ｉＧｅ等と連続
成膜が９能で、かつ、表面層として安定なものが適して
おり、これには、ａ ５ｒＣｅ ａ−８ｉＮ（窒化シリ
コン）が有効である。ａ−８ｉＧｅの活性層１を用いる
場合は、ａ−８ｉかもなる層４を使えはよい。
第７図（ａ）、（ｂ）に従来の受光素子とこの発明によ
る受光素子のバンド構造のモデル図をそれぞれ示す。光
伝導に寄与するキャリアは主として電子ｅであり、従来
素子においては表面準位での再結合の影響を強く受け、
特に表面側で吸収の大きい短波長光に対する分光感度が
低下する。それに対し、活性４１の両側をバンドギャッ
プの大きい物質で覆うと表面再結合は抑制され、分光感
度が改善される。
る受光素子のバンド構造のモデル図をそれぞれ示す。光
伝導に寄与するキャリアは主として電子ｅであり、従来
素子においては表面準位での再結合の影響を強く受け、
特に表面側で吸収の大きい短波長光に対する分光感度が
低下する。それに対し、活性４１の両側をバンドギャッ
プの大きい物質で覆うと表面再結合は抑制され、分光感
度が改善される。
以上説明したように、この発明は、フルモフ７スＳｉ系
の材料を用いたギャップセル型受光素子におし・て、活
性層を形成している物質のバンドギャップより大きいバ
ンドギャップを有する物質を活性層の表面または／およ
び基板との界面に形成したので、分光感度を大幅に向上
できる利点がある。
の材料を用いたギャップセル型受光素子におし・て、活
性層を形成している物質のバンドギャップより大きいバ
ンドギャップを有する物質を活性層の表面または／およ
び基板との界面に形成したので、分光感度を大幅に向上
できる利点がある。
第１図、第２図はそれぞれ従来のギャップセル型センサ
の平面図と断面拡大図、ｍ３図はこの発明の一実施例を
示す断面拡大図、第４図はギャップセルの光体導度を従
来の受光素子とこの発明による受光素子と比較した図、
第５図はこの発明の他の実施例を示す断面拡大図、第６
図はギャップセル型センサの分光感度特性を従来のもの
とこの発明による構造のものとで比較した図、第７図（
ａｌ 。 （ｂ）は同様′にバンド構造図を比較した図である。 図中、１は活性層、２ａ、２ｂはＡｌ対向電極、３はガ
ラス基板、４はａ−８４またはａ−ｓｔｏｅより大きな
バンドギャツ′ンを有する材料からなる層である。 なお、図中の同一符号は同・−または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 （外２名） 第 １１ ｂ 第２図 第 ３ 崗 第４図 第 ５ 図 第 ６１ 第 ７ 図 手続補正書（自発） １、事ｒ’ｌの表示 １．￥願昭５８−１５ｊ２ｆ１４
号２、発明の名称 受光素子 ３、補正をする者 代表者片由仁へ部 ４、代理人 ５、？ｎｉ正の対象 図面 ６、補正の内容 図面第３図を別紙のように「４」を追加する。 以！二 第３図
の平面図と断面拡大図、ｍ３図はこの発明の一実施例を
示す断面拡大図、第４図はギャップセルの光体導度を従
来の受光素子とこの発明による受光素子と比較した図、
第５図はこの発明の他の実施例を示す断面拡大図、第６
図はギャップセル型センサの分光感度特性を従来のもの
とこの発明による構造のものとで比較した図、第７図（
ａｌ 。 （ｂ）は同様′にバンド構造図を比較した図である。 図中、１は活性層、２ａ、２ｂはＡｌ対向電極、３はガ
ラス基板、４はａ−８４またはａ−ｓｔｏｅより大きな
バンドギャツ′ンを有する材料からなる層である。 なお、図中の同一符号は同・−または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 （外２名） 第 １１ ｂ 第２図 第 ３ 崗 第４図 第 ５ 図 第 ６１ 第 ７ 図 手続補正書（自発） １、事ｒ’ｌの表示 １．￥願昭５８−１５ｊ２ｆ１４
号２、発明の名称 受光素子 ３、補正をする者 代表者片由仁へ部 ４、代理人 ５、？ｎｉ正の対象 図面 ６、補正の内容 図面第３図を別紙のように「４」を追加する。 以！二 第３図
Claims (4)
- （１）アモルファスＳｉ系の材料を用いたギャップセル
型受光素子において、活性層を形成している物質のバン
ドギャップより大きなバンドギャップを有する物質を活
性層の表面または／および基板との界面に５０〜３００
Ａの厚さで槓ノｌｉ！シたことを特徴とする受光素子。 - （２）活性層を形成している物質より大きなバンドギャ
ップを有する物質として、グロー砲車法で作成したアモ
ルファス８ｉを用いたことを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の受光素子。 - （３） 活性層を形成している物質より大きなバンドギ
ャップを有する物質として、グロー放電法で作成したア
モルファスＳｉＣを用いたことを特徴とする特許請求の
範囲第＋１１項起域の受光素子。 - （４） 活性層を形成している物質より大きなバンドギ
ャップを有する物質とし″′Ｃ，グロー放電法で作成し
た７モル７７スＳｉＮを用いたことを特徴とする特許請
求の範囲第０）項記載の受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151264A JPS6042877A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151264A JPS6042877A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042877A true JPS6042877A (ja) | 1985-03-07 |
Family
ID=15514858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58151264A Pending JPS6042877A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042877A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6184859A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光検出装置 |
| JPS62229874A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-10-08 | Toshiba Corp | イメ−ジセンサ及びその製造方法 |
| JPS63137484A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-09 | Pentel Kk | 半導体デバイス |
| JPS6484672A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Toshiba Corp | Photoelectric conversion device |
| JPH04206969A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 感光装置及びその作製方法 |
-
1983
- 1983-08-17 JP JP58151264A patent/JPS6042877A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6184859A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光検出装置 |
| JPS62229874A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-10-08 | Toshiba Corp | イメ−ジセンサ及びその製造方法 |
| JPS63137484A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-09 | Pentel Kk | 半導体デバイス |
| JPS6484672A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Toshiba Corp | Photoelectric conversion device |
| JPH04206969A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 感光装置及びその作製方法 |
| USRE39393E1 (en) | 1990-11-30 | 2006-11-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Device for reading an image having a common semiconductor layer |
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