JPS6167264A - 光電変換素子およびその製造方法 - Google Patents
光電変換素子およびその製造方法Info
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- JPS6167264A JPS6167264A JP59189385A JP18938584A JPS6167264A JP S6167264 A JPS6167264 A JP S6167264A JP 59189385 A JP59189385 A JP 59189385A JP 18938584 A JP18938584 A JP 18938584A JP S6167264 A JPS6167264 A JP S6167264A
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- Japan
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- photoelectric conversion
- conversion element
- electrode
- layer
- manufacturing
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- 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
- H10F30/10—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
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光電変換素子およびその製造方法に係り、特
に、ファクシミリ等の画像入力部に用いる光電変換素子
に関するものである。
に、ファクシミリ等の画像入力部に用いる光電変換素子
に関するものである。
最近、ファクシミリ等の画像入力部の小型化をはかる為
に、原稿幅と同一寸法の長尺読み取り素子の開発が活発
に行われている。
に、原稿幅と同一寸法の長尺読み取り素子の開発が活発
に行われている。
光導電体層としてアモルファス水素化シリコン（ａ−８
ｉ：Ｈ）を使用し、金属電極と透光性電極とで挾んだサ
ンドイッチ構造の光電変換素子（センサ）は、光応答速
度が速く、且つ耐環境性に優れているため、上述の長尺
読み取り素子をはじめとし、幅広い用途が期待されてい
る。。
ｉ：Ｈ）を使用し、金属電極と透光性電極とで挾んだサ
ンドイッチ構造の光電変換素子（センサ）は、光応答速
度が速く、且つ耐環境性に優れているため、上述の長尺
読み取り素子をはじめとし、幅広い用途が期待されてい
る。。
このセンサは、構造は簡単ではあるが、暗電流を低く抑
え高い明暗比を得るセンサを再現性良く作ることが難か
しいという欠点を持っていた。
え高い明暗比を得るセンサを再現性良く作ることが難か
しいという欠点を持っていた。
（発明が解決すべき問題点〕
そこで、このような欠点を排除するため、アモルファス
水素化シリコン層と、電極との間にブロッキング層（例
えば窒化シリコン膜（Ｓｉ３Ｎ４）あるいはＰ型又はｎ
型のアモルファス水素化シリコン層）を介在せしめ、電
極からの電荷の注入を阻止するようにした構造のセンサ
が提案されている。
水素化シリコン層と、電極との間にブロッキング層（例
えば窒化シリコン膜（Ｓｉ３Ｎ４）あるいはＰ型又はｎ
型のアモルファス水素化シリコン層）を介在せしめ、電
極からの電荷の注入を阻止するようにした構造のセンサ
が提案されている。
しかし、このセンサでは、構造が複雑となる上、製造工
程が増加するという欠点があった。
程が増加するという欠点があった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、透光性電
極とアモルファス水素化シリコン層との間のポテンシャ
ル障壁を上げ、透光性電極からの電荷の注入を抑えると
共に、アモルファス水素化シリコン層内で光励起された
キャリアを効率良く取り出すことのできる、より簡単な
構造の光電変換素子を提供することを目的とする。
極とアモルファス水素化シリコン層との間のポテンシャ
ル障壁を上げ、透光性電極からの電荷の注入を抑えると
共に、アモルファス水素化シリコン層内で光励起された
キャリアを効率良く取り出すことのできる、より簡単な
構造の光電変換素子を提供することを目的とする。
し問題点を解決するための手段〕
本発明では、光導電体層を透光性電極と金属電極とによ
って挟んだサンドイッチ構造の光電変換素子において、
光導電体層としてのアモルファス水素化シリコン層のバ
ンドギャップ（バンド幅）を金植屯極側から透光性電極
側に向って広くするァス水素化シリコン層の着膜工程に
おいて、基板温度を漸時、変化させるようにしている。
って挟んだサンドイッチ構造の光電変換素子において、
光導電体層としてのアモルファス水素化シリコン層のバ
ンドギャップ（バンド幅）を金植屯極側から透光性電極
側に向って広くするァス水素化シリコン層の着膜工程に
おいて、基板温度を漸時、変化させるようにしている。
かかる構成により、本発明の光電変換素子では、構造が
簡単である上、透光性電極とアモルファス水素化シリコ
ン層との間のポテンシャル障壁が高められ、透光性電極
からアモルファス水素化シリコン層への電荷の注入を抑
えることができる為、暗電流を小さくすることができ、
光励起されたキャリアを効率良く取り出すことが可能と
なる。
簡単である上、透光性電極とアモルファス水素化シリコ
ン層との間のポテンシャル障壁が高められ、透光性電極
からアモルファス水素化シリコン層への電荷の注入を抑
えることができる為、暗電流を小さくすることができ、
光励起されたキャリアを効率良く取り出すことが可能と
なる。
また、本発明の光電変換素子の製造方法では、アモルフ
ァス水素化シリコン層の着膜工程において、基板温度を
漸時変化させるのみでよく、従来のように別工程として
ブロッキング層の形成工程も不要となる。
ァス水素化シリコン層の着膜工程において、基板温度を
漸時変化させるのみでよく、従来のように別工程として
ブロッキング層の形成工程も不要となる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。
に説明する。
この光電変換素子は、第１図にその断面図を示す如く、
絶縁性のガラス基板１上に形成された金属電極としての
クロム（Ｃｒ）電極２と、透光性電極としての酸化イン
ジウム錫（ＩＴＯ）電極３とによって光導電体層として
のアモルファス水素化シリコン層４を挾んだサンドイッ
チ構造をなすもので、該アモルファス水素化シリコン層
４は、第２図に示す如く、酸化インジウム錫電極３の側
に向ってバンド幅が漸時広がるような構造をとるもので
ある。
絶縁性のガラス基板１上に形成された金属電極としての
クロム（Ｃｒ）電極２と、透光性電極としての酸化イン
ジウム錫（ＩＴＯ）電極３とによって光導電体層として
のアモルファス水素化シリコン層４を挾んだサンドイッ
チ構造をなすもので、該アモルファス水素化シリコン層
４は、第２図に示す如く、酸化インジウム錫電極３の側
に向ってバンド幅が漸時広がるような構造をとるもので
ある。
次に、この光電変換素子の製造方法について説明する。
まず、絶縁性のガラス基板１の表面全体番こ電子ビーム
蒸着法によりクロム薄膜を約２０００ Ｘ着膜した後、
フォトリソグラフィにより所定の形状にパターニングを
行い第３図に示す如く、分割電極としてのクロム電極２
を形成する。
蒸着法によりクロム薄膜を約２０００ Ｘ着膜した後、
フォトリソグラフィにより所定の形状にパターニングを
行い第３図に示す如く、分割電極としてのクロム電極２
を形成する。
続いて、光導電体層としてのアモルファス水素化シリコ
ン層４を、グロー放電法により、基板温度を漸時下げな
がら、膜厚約１μｍとなるように着膜する。（第４図）
このときの着膜条件は、ガスとしてはモノシラン（Ｓｉ
Ｈ４）ガスを用い、圧力０．２〜０．５ Ｔｏｒｒ、電
力密度２０〜７０ｍ Ｗ／ａｄとしており、基板温度は
、着膜開始時には３００’０着膜終了時には１８０℃と
なるように漸時、低下させるようにしている。
ン層４を、グロー放電法により、基板温度を漸時下げな
がら、膜厚約１μｍとなるように着膜する。（第４図）
このときの着膜条件は、ガスとしてはモノシラン（Ｓｉ
Ｈ４）ガスを用い、圧力０．２〜０．５ Ｔｏｒｒ、電
力密度２０〜７０ｍ Ｗ／ａｄとしており、基板温度は
、着膜開始時には３００’０着膜終了時には１８０℃と
なるように漸時、低下させるようにしている。
そして最後に、スパッタリング法により、透光性電極と
しての酸化インジウム錫電極３を、膜厚０．１μｍとな
るように着膜することにより、第１図に示した光電変換
素子が完成する。
しての酸化インジウム錫電極３を、膜厚０．１μｍとな
るように着膜することにより、第１図に示した光電変換
素子が完成する。
このようにして形成された光電変換素子では、第２図番
ζ示す如く、クロム電極との境界面Ｂ、の近傍における
バンドギャップＥｙｌは約１．６５６Ｖとなっているの
に対し、酸化インジウム錫電極３との境界面Ｂ２の近傍
におけるバンドギャップＥｙｚは約１．８ｅｖと除々に
増大する傾向となる。
ζ示す如く、クロム電極との境界面Ｂ、の近傍における
バンドギャップＥｙｌは約１．６５６Ｖとなっているの
に対し、酸化インジウム錫電極３との境界面Ｂ２の近傍
におけるバンドギャップＥｙｚは約１．８ｅｖと除々に
増大する傾向となる。
従って、酸化インジウム錫電極３とアモルファス水素化
シリコン層４との間のポテンシャル障壁ヲ高くすること
ができ、簡単な構造でありながら明暗比の高い光電変換
素子を得ることができる。
シリコン層４との間のポテンシャル障壁ヲ高くすること
ができ、簡単な構造でありながら明暗比の高い光電変換
素子を得ることができる。
このセンサを、実際に用いる場合には第３図に示す如く
、酸化インジウム錫電極３に対しクロム電極２を正バイ
アスに保ち、（例えば酸化インジウム錫電極に−ｖ−（
Ｖ＞Ｏ）を印加する）、光励起されたキャリアを効率良
く取り出すようにしている。
、酸化インジウム錫電極３に対しクロム電極２を正バイ
アスに保ち、（例えば酸化インジウム錫電極に−ｖ−（
Ｖ＞Ｏ）を印加する）、光励起されたキャリアを効率良
く取り出すようにしている。
また、上述したような製造方法によれば、従来の製造工
数を何ら増大せしめることなく、アモルファス水素化シ
リコン層の着膜工程における基板温度を漸時変化するの
みでよいため、製造が極めて容易である。
数を何ら増大せしめることなく、アモルファス水素化シ
リコン層の着膜工程における基板温度を漸時変化するの
みでよいため、製造が極めて容易である。
なお、全屈電極、あるいは透光性電極を構成するための
電極材料としては、実施例に限定されることなく、他の
材料を用いても良いことは言うまでもない。
電極材料としては、実施例に限定されることなく、他の
材料を用いても良いことは言うまでもない。
また、実施例においては、基板側に金属電極としてのク
ロム電極を形成した場合について説明したが、基板とし
て透光性のガラス基板等を使用し、この上に透光性電極
を一形成し、基板側から光が入射するような構造の光電
変換素子を形成する場合には、基板温度は、最初低く、
漸時高めるように設定すればよいことは言うまでもない
。
ロム電極を形成した場合について説明したが、基板とし
て透光性のガラス基板等を使用し、この上に透光性電極
を一形成し、基板側から光が入射するような構造の光電
変換素子を形成する場合には、基板温度は、最初低く、
漸時高めるように設定すればよいことは言うまでもない
。
以上、説明してきたように、本発明によれば、光導電体
層としてのアモルファス水素化シリコン層を金属電極と
透光性電極とによって挟んだサンドイッチ構造の光電変
換素子において、光導電体層としてのアモルファス水素
化シリコン層を、バンドギャップが、金属電極側から透
光性電極側に向うに従って増大するようにしているため
、透光性電極との界面におけるポテンシャル障壁が高い
ため、簡単な構成で、暗電流が小さく光電変換特性の良
好な光電変換素子を提供することが可能となる。
層としてのアモルファス水素化シリコン層を金属電極と
透光性電極とによって挟んだサンドイッチ構造の光電変
換素子において、光導電体層としてのアモルファス水素
化シリコン層を、バンドギャップが、金属電極側から透
光性電極側に向うに従って増大するようにしているため
、透光性電極との界面におけるポテンシャル障壁が高い
ため、簡単な構成で、暗電流が小さく光電変換特性の良
好な光電変換素子を提供することが可能となる。
また、本発明の方法ｌこよれば、アモルファス水素化シ
リコン層の着膜工程番こおける基板温度を、漸時変化す
ることにより、バンドギャップが透光性電極側に向って
漸時増大するような構造のアモルファス水素化シリコン
層を得るようにしているため、工数を増大させることな
く、光電変換特性の良好な光電変換素子を容易に形成す
ることが可能となる。
リコン層の着膜工程番こおける基板温度を、漸時変化す
ることにより、バンドギャップが透光性電極側に向って
漸時増大するような構造のアモルファス水素化シリコン
層を得るようにしているため、工数を増大させることな
く、光電変換特性の良好な光電変換素子を容易に形成す
ることが可能となる。
２ｆ！ を図は、本発明実施例の光電変換素子を示す図
、第２図は、同党電変換素子のゼロバイアス時における
工不ルキーハンドを示す図、第３図乃至２ニ一４図は、
同党電変換素子の製造工程図、第５図は、同光電変換素
子の透光性電極側に負バイアスを印加した際のエネルギ
ーバンドを示す図である。 １ ・カラス板、２・・クロム電極、３・・酸化インジ
ウム錫′ｉｄ極、４・・アモルファス水素化シリコン層
。
、第２図は、同党電変換素子のゼロバイアス時における
工不ルキーハンドを示す図、第３図乃至２ニ一４図は、
同党電変換素子の製造工程図、第５図は、同光電変換素
子の透光性電極側に負バイアスを印加した際のエネルギ
ーバンドを示す図である。 １ ・カラス板、２・・クロム電極、３・・酸化インジ
ウム錫′ｉｄ極、４・・アモルファス水素化シリコン層
。
Claims (2)
- （１）光導電体層としてのアモルファス水素化シリコン
層を透光性電極と金属電極とによって挟んだサンドイッ
チ構造の光電変換素子において、前記アモルファス水素
化シリコン層が、前記金属電極側から透明電極側に向っ
てバンドギヤツプが増大するような構造を有するように
したことを特徴とする光電変換素子。 - （２）光導電体層としてのアモルファス水素化シリコン
層を透光性電極と金属電極とによって挟んだサンドイッ
チ構造の光電変換素子の製造方法において前記アモルフ
ァス水素化シリコン層の形成工程では基板温度を漸時変
化させつつ着膜するようにしたことを特徴とする光電変
換素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189385A JPS6167264A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189385A JPS6167264A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6167264A true JPS6167264A (ja) | 1986-04-07 |
Family
ID=16240425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59189385A Pending JPS6167264A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6167264A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57159070A (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of photo electromotive force element |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP59189385A patent/JPS6167264A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57159070A (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of photo electromotive force element |
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