JPS6074672A - 光電変換部材 - Google Patents

光電変換部材

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JPS6074672A
JPS6074672A JP58182629A JP18262983A JPS6074672A JP S6074672 A JPS6074672 A JP S6074672A JP 58182629 A JP58182629 A JP 58182629A JP 18262983 A JP18262983 A JP 18262983A JP S6074672 A JPS6074672 A JP S6074672A
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JP
Japan
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film
electrode
photoelectric conversion
conversion member
substrate
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Application number
JP58182629A
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English (en)
Inventor
Katsumi Suzuki
克己 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/10Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
    • H10F71/103Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は光電変換部材に関し、詳しくはイメージセンナ
等に用いられる光電変換部材に係る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来よりファクシミリなどの原稿読み取りにはCCDラ
インセンサが用いられてきたが、これは球面レンズを用
いて原稿画像をセンサ面に縮小投影させるため、光学系
にある程度の光路長を必要とし、装置全体の小型化に難
点があった。
こうしたことから、原稿と同じ幅を持たせた光センサが
開発されている。この光センサはシリンダレンズアレイ
等を用いて原稿とセンサ面とを1:1に対応させるもの
である。かかる光センサの材料としてCdS −CdS
eや5e−Te−Asが用いられているが、CdS −
CdSeや光応答時間が12m(6)と遅いこと、5e
−Te−Asは熱的安定性の面で劣るという問題があっ
た。
このよう表ことから、最近、アモルファスシリコン(以
下、a−8tと称す)を光電変換部材として用いた光セ
ンサが注目されている。この光センサは第1図及び第2
図に示す如くセラミック等からなる基板1上に多数ビッ
トのCr電極2を設け、このCr電極2上にグロー放電
によって成膜された水素化アモルファスシリコン膜(以
下、a −Ss gH膜と称す)3を設け、更にその上
にインジウム・チタン・オキサイド(ITO)からなる
透明電極4を設けた構造になっている。
かかる光センサにあってはa−8i;Hの光応答時間が
1m5ec以下という良好な特性を有するため、1m0
4.n、の高速読み出しが可能となる。しかしながら、
a−8i;H膜は吸湿性を有し、多湿環境下で著しく抵
抗が低下するだめ、8への信号比が小さくなるという欠
点があった。
そこで、a−8i:H膜の上下に絶縁性の薄膜、p型又
はn型の半導体膜を形成して多湿環境下であってもシ公
比が小さくならない工夫や、センサ部全体をシリコーン
樹脂等で覆って多湿環境下でも水分がセンサ部へ到達し
ない工夫がなされている。しかしながら、高温多湿の環
境下で長時間の連続通電試験を行なうと、樹脂のシーリ
ングの不完全性等の原因から、水分がセンサ部に到達し
てしまう。まだ、層構成によってS/N比の低下を防い
でも、水分がa−8t;H膜を透過して更にその下の多
数ビットのCr電極に達すると、Cr電極が正極である
場合、容易に電解腐食現象が生じ、Cr電極が溶解する
という問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、多湿環境下の
連続通電試験でもS/N比の低下がなく、かつCr電極
の電解腐食による溶解のない光電変換部材を提供しよう
とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は第1電極及び透光性を有する第2電極を備え、
これら第1.第2電極間に該第1電極側から順にCがS
iに対して部分的にネットワークを組んだ組織のアモル
ファス炭化膜、Slを母材として水素又はハロゲンの少
なくとも一方を含むアモルファス光導電性膜、及びSi
を母材とした一導電型の半導体結晶膜を設けたことを特
徴とするものである。
上記第1電極としては、例えば口電極等が用いられる。
この第1電極はアルミナ、スピネル、ガラスなどのセラ
ミックからガる基板に設けられる。
上記アモルファス炭化膜(以下、a−8ie−::H膜
と称す)はアモルファス光導電性膜から水分が侵入され
た場合、その水分が第1電極(Cr電りを有する組織を
有し、赤外吸収測定でSICの吸収が支配的で、5i−
CHsや8l−CHsの吸収が存在しないものである。
a−8iC;H膜中に5t−CHtやSt−品の結合手
が存在すると、水分の透過阻止作用が低下し、ひいては
口電極の電解腐食を招く。
5− かかるa−8iC;H膜はSiH4等のStを含むガス
と山などのCを含むガスの混合ガスに大きな電力を投入
することによって0電極上に成膜される。なお、投入電
力が小さいと、CH4が十分に分解されず、CH3米ラ
ジラジカルH−ラジカルが生成される。
上記アモルファス光導電性膜は入射した光を光電変換し
て光キャリアを発生する機能を有する。こうした光導電
性膜は5iH4−Sk冨Hs等の通常のグロー放電法に
よってa−8iC:H膜上に成膜される。
上記−導電性の半導体結晶膜は単結晶、多結膜中でも水
分を通さないため、吸湿性のアモルファス光導電性膜を
保護する役目を有する。一般に結晶性シリコン膜は光学
バンドギャップが1、OeV程度と狭く、比抵抗が1σ
〜106皮、cmと小さいために、単にアモルファス光
導電性膜上に結晶性シリコン膜を成膜したのでは、第1
.第6− 2電極間の3層全体の比抵抗を下げてしまい、前記電極
間に電圧を印加した場合、暗電流が増大する恐れがある
。このため、ポロンなどの第111A族元素、又はリン
などの第VA族元素をドープしたp型又はn型の半導体
結晶膜とし、アモルファス光導電性膜との界面でp−を
接合又はn−i接合を形成している。例えばp型半導体
結晶膜をアモルファス光導電性膜上に形成した場合、第
1電極が正極、第2電極が負電極である印加する方式の
光電変換部材では、p−を接合の逆方向に電圧が印加さ
れることによって暗電流を減少できる。
しかして、本発明の光電変換部材はアモルファス光導電
性膜の第1電極(Cr電極)側にa−8iC;H膜を、
同光導電性膜の第2電極(ITO電極)側に一導電性の
半導体結晶膜を配置した構造にすることによって、■T
O電極から侵入した水分を半導体結晶膜により吸湿性の
アモルファス光導電性膜へ侵入するのをブロックでき、
しかも仮に同光導電性膜に微量の水分が侵入しても、そ
こからCr電極へ水分が侵入するのをa−8iC:H膜
によりブロックできる。その結果、長時間の連続通電試
験においても光導電性膜の抵抗低下によるU比の減少を
防止できると共に、Cr電極の電解腐食による溶解も阻
止できる。また、−導電性の半導体結晶膜を用いること
により暗電流の増大も阻止できる。
〔発明の実施例〕
次に、本発明の実施例を図示しだ製造方法を併記して説
明する。
実施例1 まず、ガラス基板(コーニング社製商品名;コーニング
7059 ) I I上に厚さ2000Aのクロム(C
r )膜を蒸着法吟に↓φ成膜した後、とのCr膜をフ
ォトエツチングプロセスによりバターニングして200
ビツトのCr電極12を形成した(第3図(a)図示)
(11)次いで、Cri!極12全12るガラス基板1
1を第4図に示す(至)装置の真空反応容器21内の支
持台22に設置し、パルプ23が介装された第1排気管
24に取付けられた拡散ポンプ、回転ポンプ(いずれも
図示せず)によって1o”6torrに真空引きすると
同時に、前記支持台22に内蔵したヒータ25によって
、ガラス基板11を200〜250′ctで昇温した。
つづいて、前記第1排気管24のパルプ23を閉じ、ガ
ス導入管26に介装されたパルプ27を開にし、ガス導
入管26より100チSiH4ガス及び100%CH4
ガスを真空反応容器21へ導入すると同時に、第2排気
管28に介装されたパルプ29を開にし、該排出管28
に連結したメカニカルブースターポンプ、回転ポンプ(
いずれも図示せず)によって導入ガスを排出した。こう
した操作において、ガス導入管26からのSiH4流量
を50スタンダ一ドcc/min+以下SCCMと略す
)、CH4流量を100 SCCMに設定し、パルプ2
9の開閉によって真空反応容器21の圧力を1.Oto
rrに調整し高周波電源30からセラミック基板11と
対向した対向電極31に13.56 MFfzの高周波
電力(R,Fパワー) 200 Wを印加して真空容器
21内9− に5iH4−CH4のラジカルによるプラズマを生起し
、第3図(b)に示す如くガラス基板11上のCr電極
12を含む全面に厚さ100OAのa−8iC;H膜1
3を成膜した。このa−8iC;H膜13は同一条件で
成膜されたa−8iC:H膜の赤外吸収(IR)の測定
結果から膜中にCHs −CHsの吸収がなく、SiC
の吸収が支配的であることが確認された。
011)次いで、高周波電源30からのR,Fパワーの
印加を停止し、更にCH4ガスの導入を止めた後、パル
プ23の開閉を調整して反応容器21内の5IH4のガ
ス圧を0.5 torrに設定した。つづいて、対向電
極31へ25WのR,Fパワーを投入して第3図(C)
に示す如く厚さ1.0μmのa−8i:HIIJ4をa
−8iC;H膜13上に成膜した。
(V) 次いで、R,Fパワーの印加を停止し、導入管
26よ#)H2で2000ppmに希釈したB2Hs/
H2ガスをBgHg @ S tH4の流量比で1:1
000の割合となるように反応容器21内に導入した後
、パルプ23の開閉を調整して反応容器21内のガス圧
を0.5torrに設定した。つづいて、対向電極31
10− へ25WのR,Fパワーを再度投入して厚さ1000A
のp型のa−8i : H* B膜をa−81;H膜1
4上に成膜した。ひきつづき、全てのガスの導入を停止
し、ヒータ25をOFF L、反応容器2ノを10−’
 torrの真空に引きなおした。この後、同真空状態
の反応容器21内で10mWのレーザ光線を最上層のp
型のa −j9 t : Hp B膜に照射してレーザ
アニールを行なうことによって第3図(d)に示す如く
p型の結晶Si膜15をa−8t;H膜13上に形成し
た。
M 次いで、結晶S1膜15等が成膜されたガラス基板
V1の温度が100℃以下になるのを待って、大気中に
取出した後、図示しないスパッタ装置を用いてp型の結
晶Si膜15上に厚さ1500AのITO透明電極16
を成膜して光電変換部材を製造した(第3図(、)図示
)。
しかして、本実施例1によシ造、られた口電極12 /
 a−8iC;H膜13 / a−8iH膜14/p型
結晶Si膜15/ITO透明電極16の構成のセンサ部
にICを礼装し、恒温槽に入れ、高温多湿の環境下でI
TO透明電極16側に−5,0■の電圧を印加し、長時
間の連続通電試験を行なった結果、S/N比が変化がな
く、シかも多数ビットのCr電極の電解腐食による溶解
も生じなかった。
実施例2 前記実施例1と同様な方法によりガラス基板上に200
ビツクの0電極を形成し、この電極を含むガラス基板上
に厚さ100OAのa−8iC:H膜、及び厚さ1.0
μmのi型のa−8i;H膜を順次成膜した。
次いで、SiH4ガス50SCCM、 CH4ガス11
005CC%ルで2000ppmまで希釈したB2山山
ガスをBzHs: Si’H4流量比で1=1000の
割合にて反応容器21内し、反応ガス圧1.0torr
SRe Fパワー100Wの条件にてa−81:H膜上
に厚さ100OAのp W a−8iC;H,B膜を成
膜した後、実施例1と同様にレーザ光線をa −S i
 C: He B膜に照射してp型結晶SiC膜に変換
した。この後、p型結晶SiC膜上に厚さ1500Aの
ITO透明電極を成膜して光電変換部材を製造した。
しかして、本実施例2により造られたOr電極/ a−
8iC:H膜/a−8t;H膜/p型結晶sic膜/I
TO透明電極の構成のセンサ部にICを実装した稜、実
施例1と同様、長時間の連続通電試験を行なった結果、
p型結晶8iC膜の光学バンドギャップが大きいことに
よる透明電極からの入射光のうちのa−8t:H膜への
到達量が増大したことによってS/N比が更に向上し、
しかも多数ビットのCr電極の電解腐食による溶解も生
じなかった。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば多湿環境下の連続通電
試験でもシ公比の低下がなく、かつ0電極の電解腐食に
よる溶解を防止でき、ひいては光センサとして好適な高
信頼性、高寿命の光電変換部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のa−81;H膜を用いた光センサの断面
図、第2図は第1図の要部拡大断面図、第3図(a)〜
(e)は本発明の実施例1における光電13− 変換部材の製造工程を示す断面図、第4図は本発明の実
施例1で用いた(至)装置の概略間である。 11・・・ガラス基板、12・・・Cr電極、13・・
・a−8iC:H膜、14 = a−8t:H膜、15
 ・p型結晶S1膜、16・・・ITO透明電極、2ノ
・・・反応容器、22・・・支持台、23.27 e2
9・・・パルプ、24・・・第1排気管、25・・・ヒ
ータ、26・・・ガス導入管、28・・・第2排気管、
30・・・高周波電源。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦14− 第1図 第3ag 第3図 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1電極及び透光性を有する第2電極を備え、こ
    れら第1.第2電極間に該第1電極側から順にCがSt
    に対して部分的にネットワークを組んだ組織のアモルフ
    ァス炭化膜、SIを母材として水素又はノヘロゲンの少
    なくとも一方を含むアモルファ光導電体膜、及びStを
    母材とした一導電型の半導体結晶膜を設けたことを特徴
    とする光電変換部材。
  2. (2) アモルファス炭化膜は赤外吸収(IR)の測定
    でSiCの吸収が支配的であり、8l−CHs−8i−
    CHsの吸収が存在しないものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の光電変換部材。
  3. (3)Siを母材とした一導電型の半導体結晶膜が、少
    なくともSlを含むガスと周期律表■A族の元素又はV
    A族の元素を含むガスの混合ガスの低温プラズマによっ
    て成膜した後、レーザ光線によってアニールして形成さ
    れたものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の光電変換部材。
JP58182629A 1983-09-30 1983-09-30 光電変換部材 Pending JPS6074672A (ja)

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