JPS6184875A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
- Publication number
- JPS6184875A JPS6184875A JP59207343A JP20734384A JPS6184875A JP S6184875 A JPS6184875 A JP S6184875A JP 59207343 A JP59207343 A JP 59207343A JP 20734384 A JP20734384 A JP 20734384A JP S6184875 A JPS6184875 A JP S6184875A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous semiconductor
- thin film
- view
- semiconductor thin
- photoelectric conversion
- 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.)
- Granted
Links
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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (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、画像読み取りラインセンサーや位置検出用光
センサーに用いる光電変換素子に関するものである。
センサーに用いる光電変換素子に関するものである。
従来例の構成とその問題点
ライ／センサーの代表的な従来例の一素子の平面図か第
１図にその断面図を第２図に示している。
１図にその断面図を第２図に示している。
耐熱性ガラス基板４上に多結晶のＣｄ５−３ｅ 半導体
薄膜１を形成し、オーミック接触を得るためＮｉＣｒを
蒸着しフォトエツチングによって共通電極２と線巾約９
０μの複数の個別電極３に分離する。この対向電極のギ
ャップは約５０μで電極間に約１０１の電圧を印加し、
光導電性を有する半導体薄膜１に入射する光の有無によ
り白黒の画素を０Ｎ−ＯＦＦの電気信号に変換して個別
電極より取り出す光センサーである。第１．第２図に示
す従来例は４００ＬＸの照度と１０ｖの印加電圧で４０
〜６０１１にの大きな光電流が得られる反面、光で励起
したキャリアの再結合速度か遅く光か切れてから５０％
の光電流に減衰する５０％ＦＡＬＬ−ＴＩＭＥか３〜１
０ｒｎｓ８Ｃと遅いため、高速用の画像読み取りライセ
／す等には使えない欠点があった。
薄膜１を形成し、オーミック接触を得るためＮｉＣｒを
蒸着しフォトエツチングによって共通電極２と線巾約９
０μの複数の個別電極３に分離する。この対向電極のギ
ャップは約５０μで電極間に約１０１の電圧を印加し、
光導電性を有する半導体薄膜１に入射する光の有無によ
り白黒の画素を０Ｎ−ＯＦＦの電気信号に変換して個別
電極より取り出す光センサーである。第１．第２図に示
す従来例は４００ＬＸの照度と１０ｖの印加電圧で４０
〜６０１１にの大きな光電流が得られる反面、光で励起
したキャリアの再結合速度か遅く光か切れてから５０％
の光電流に減衰する５０％ＦＡＬＬ−ＴＩＭＥか３〜１
０ｒｎｓ８Ｃと遅いため、高速用の画像読み取りライセ
／す等には使えない欠点があった。
発明の目的
上記欠点に鑑み本発明は、非晶質早道体を用いた高速応
答光センサーの実現のため、最適な電極材料を提供する
ものである。
答光センサーの実現のため、最適な電極材料を提供する
ものである。
発明の構成
上記目的を達成するため本発明の光電変換素子は、非晶
質半導体薄膜に接触して対向する二つの電極のうちオー
ミック接触する少くとも一方の電原材料としてＭｇを含
み、Ｍｇを第１成分としない合金材料を用いるものであ
る。
質半導体薄膜に接触して対向する二つの電極のうちオー
ミック接触する少くとも一方の電原材料としてＭｇを含
み、Ｍｇを第１成分としない合金材料を用いるものであ
る。
実施例の説明
本発明におけるプレナー型の実施例の平面図か第３図、
断面図が第４図である。ガラス、ポリイミド、陽極酸化
絶縁膜つきアルミニウム等の絶縁基板８の上に、基板温
度１８０℃〜３００ ”ＣのプラズマＣｖＤによりノン
ドープあるいはｐ、ｓｏ。
断面図が第４図である。ガラス、ポリイミド、陽極酸化
絶縁膜つきアルミニウム等の絶縁基板８の上に、基板温
度１８０℃〜３００ ”ＣのプラズマＣｖＤによりノン
ドープあるいはｐ、ｓｏ。
Ａｓ等を２〜ｓ ｏ ｐｐｍ ドープしたＮ量水素化
アモルファヌンリコンの非晶質半導体薄膜５を４０００
八〜２μの厚みに製膜し、約９ｏμ巾の島状に分離する
。この上に電子ビーム蒸着やスパッタリングにより、Ｍ
ｇを含む合金を全面につけフォトエツチングによって５
〜１６μのギャップ９かクーン型になった共通電極６と
個別電極７を形成する。第３図はその一素子の平面図で
あるが、たとえば８ ＭＭ１本の解像度のラインセンサ
ーの場合個別電接７が１２５μピツチで並列に１７２８
本以上並ぶ。電極６．７は、同じＭｇ合金であり、１〜
１０％のＭｇ＆含ｔｒｉ−Ｍｇ合金、０．５〜２％のＭ
ｇと２〜１０チのＣｕを含むＡｅ−Ｃｕ−Ｍｇ合金、ｏ
、５〜２％（７）Ｍｇ ト０．５〜２％ノＳｉヲ含ムＡ
ｄ−Ｍｇ −８１合金、Ｍｇ−１ｕ合金などで、少量の
Ｍｇか含まれれば良い。同一組成のターゲットでも電子
ビーム蒸着の場合沸点の低いＭｇガスバッタリングに比
べ含有量か多くなる。絶縁性基板８がガラスの様な透光
性の場合、非晶質半導体薄膜６に入射する光は基板側の
欠陥の少ない方から入れることかでき、光電流が約２０
％大きくなり応答速度も改善される。特にＡ／を主成分
としてＭｇを含む合金は、蒸着とフォトエツチングが容
易であり、信頼性も高く、電圧応答も速い。
アモルファヌンリコンの非晶質半導体薄膜５を４０００
八〜２μの厚みに製膜し、約９ｏμ巾の島状に分離する
。この上に電子ビーム蒸着やスパッタリングにより、Ｍ
ｇを含む合金を全面につけフォトエツチングによって５
〜１６μのギャップ９かクーン型になった共通電極６と
個別電極７を形成する。第３図はその一素子の平面図で
あるが、たとえば８ ＭＭ１本の解像度のラインセンサ
ーの場合個別電接７が１２５μピツチで並列に１７２８
本以上並ぶ。電極６．７は、同じＭｇ合金であり、１〜
１０％のＭｇ＆含ｔｒｉ−Ｍｇ合金、０．５〜２％のＭ
ｇと２〜１０チのＣｕを含むＡｅ−Ｃｕ−Ｍｇ合金、ｏ
、５〜２％（７）Ｍｇ ト０．５〜２％ノＳｉヲ含ムＡ
ｄ−Ｍｇ −８１合金、Ｍｇ−１ｕ合金などで、少量の
Ｍｇか含まれれば良い。同一組成のターゲットでも電子
ビーム蒸着の場合沸点の低いＭｇガスバッタリングに比
べ含有量か多くなる。絶縁性基板８がガラスの様な透光
性の場合、非晶質半導体薄膜６に入射する光は基板側の
欠陥の少ない方から入れることかでき、光電流が約２０
％大きくなり応答速度も改善される。特にＡ／を主成分
としてＭｇを含む合金は、蒸着とフォトエツチングが容
易であり、信頼性も高く、電圧応答も速い。
第５図はサノドイノチ型光電素子の実施例の平面図であ
り第９図はその一つの素子の断面図である。ＩＴＯ，５
ｎ０２等の透明導電膜からなる共通電極１ｏを透光性の
絶縁性基板１２に設けて同じ様に非晶質半導体薄膜１３
を複数個設け、これを挾む様にＭｇを含む合金からなる
個別電極１１を形成する。共通電極１０と非晶質半導体
薄膜１３の界面はショットキー接合を形成し、非晶質半
導体１λＩ７膜１３と個別電極１１は良好なオーミック
接触が得られる。この場合光は透光性の絶縁性基板１２
の方から入射するが、共通電極１ｏと個別電極１１の上
下を逆にすることも可能でこげ場合絶縁性基板１２と反
対の方向から光を入射する。光の有効入射面積が増加し
内部電界を大きくするのが容易であ゛るが、下部電極の
原子が非晶質半導体中に拡散すると暗電流が増加するの
で製膜温度や放電パワーを小さくしたり嘆厚を厚くする
ことが必要である。
り第９図はその一つの素子の断面図である。ＩＴＯ，５
ｎ０２等の透明導電膜からなる共通電極１ｏを透光性の
絶縁性基板１２に設けて同じ様に非晶質半導体薄膜１３
を複数個設け、これを挾む様にＭｇを含む合金からなる
個別電極１１を形成する。共通電極１０と非晶質半導体
薄膜１３の界面はショットキー接合を形成し、非晶質半
導体１λＩ７膜１３と個別電極１１は良好なオーミック
接触が得られる。この場合光は透光性の絶縁性基板１２
の方から入射するが、共通電極１ｏと個別電極１１の上
下を逆にすることも可能でこげ場合絶縁性基板１２と反
対の方向から光を入射する。光の有効入射面積が増加し
内部電界を大きくするのが容易であ゛るが、下部電極の
原子が非晶質半導体中に拡散すると暗電流が増加するの
で製膜温度や放電パワーを小さくしたり嘆厚を厚くする
ことが必要である。
非晶質半導体の場合、たとえば光電流を向上するためＰ
を微景ドープしたアモルファスシリコンでも明暗の電流
比を２桁得る範囲では４００ Ｌｘで〜リー２Ｑ ’ｃ
ｎＶ’の比較的低い導電率であり、光電流を大きくする
ためす／ドイツチ型にしたり、あるいはプレナー型の場
合ギャップ９を小さくしてクシ型にする必要がある。こ
のため従来例に比く１桁微細加工精度を上げる必要があ
る。また電界をかける厚みやギヤノブが小さいため電極
とのオーミック性が重要となり小さな障壁でも電圧降下
の寄与が大きくなる。非晶質半導体薄いは非晶質に起因
する局在準位密度により光励起キャリアは時間ｔに対し
ｔ−βに比例した特に速い再結合をするが、電極との間
に障壁層ができやすくたとえばＡｅの場合その界面に蓄
積された少数キャリアが電圧応答のＲＩＳＥ−ＴＩＭＥ
を遅くするものと思われ、光応答の速いＲＩＳＥ−ＴＩ
ＭＥやＦＡＬＬ−ＴＩＭＩＣのメリットを無くしてしま
う。
を微景ドープしたアモルファスシリコンでも明暗の電流
比を２桁得る範囲では４００ Ｌｘで〜リー２Ｑ ’ｃ
ｎＶ’の比較的低い導電率であり、光電流を大きくする
ためす／ドイツチ型にしたり、あるいはプレナー型の場
合ギャップ９を小さくしてクシ型にする必要がある。こ
のため従来例に比く１桁微細加工精度を上げる必要があ
る。また電界をかける厚みやギヤノブが小さいため電極
とのオーミック性が重要となり小さな障壁でも電圧降下
の寄与が大きくなる。非晶質半導体薄いは非晶質に起因
する局在準位密度により光励起キャリアは時間ｔに対し
ｔ−βに比例した特に速い再結合をするが、電極との間
に障壁層ができやすくたとえばＡｅの場合その界面に蓄
積された少数キャリアが電圧応答のＲＩＳＥ−ＴＩＭＥ
を遅くするものと思われ、光応答の速いＲＩＳＥ−ＴＩ
ＭＥやＦＡＬＬ−ＴＩＭＩＣのメリットを無くしてしま
う。
Ａｅは比較的オーミックが堰れやす〈従来例の様な寸法
や構成ではあまり問題とならないが、非晶質半導体の場
合電流値が小さくまたギャップや厚みが小さいため障壁
に対し電圧応答速度が敏感であり、より仕事関敬の小さ
いＭｇを用いる必要がある。しかしながらＭｇは空気中
で吸湿し酸化して実用的信頼性が無い」二、計度的な蒸
着が難かしく、本実施例のような５ ｌｔ〜１５μの微
細加工Ｃてよるパターン形成が困難という３つの欠点が
ある。
や構成ではあまり問題とならないが、非晶質半導体の場
合電流値が小さくまたギャップや厚みが小さいため障壁
に対し電圧応答速度が敏感であり、より仕事関敬の小さ
いＭｇを用いる必要がある。しかしながらＭｇは空気中
で吸湿し酸化して実用的信頼性が無い」二、計度的な蒸
着が難かしく、本実施例のような５ ｌｔ〜１５μの微
細加工Ｃてよるパターン形成が困難という３つの欠点が
ある。
そこで少量のＭｇ原子で電気的なオーミック性を確保す
る一方、化学的性質は大部分を占めるＡｄ等の性質によ
り安定性と微細加工の寸法精度を確保することにより高
速応答性のセンサーを得ることができる。
る一方、化学的性質は大部分を占めるＡｄ等の性質によ
り安定性と微細加工の寸法精度を確保することにより高
速応答性のセンサーを得ることができる。
発明の効果
以上のように本発明によれば従来のように非晶質半導体
にＡ（？、Ｏｒ、Ｎｉ、ＮｉＣｒ、Ｓｂ 、Ｐｔ等の電
極を用いた場合、電圧応答のＲＩＳＫ−ＴＩＭＥが２〜
３ｍ５ｅＣと光応答より遅くなって多数の素子を高速で
スイッチングするラインセンサー等には使えないのに対
し、本発明によれば電圧応答が無視できる速さとなり、
従来例の３〜１ｏ ｍ５ｅｃの光応答に対し同一条件で
非晶質半導体の０．３〜１ ｍ５Ｏｃの高速光応答のセ
ンサーが実現するという効果も有する。
にＡ（？、Ｏｒ、Ｎｉ、ＮｉＣｒ、Ｓｂ 、Ｐｔ等の電
極を用いた場合、電圧応答のＲＩＳＫ−ＴＩＭＥが２〜
３ｍ５ｅＣと光応答より遅くなって多数の素子を高速で
スイッチングするラインセンサー等には使えないのに対
し、本発明によれば電圧応答が無視できる速さとなり、
従来例の３〜１ｏ ｍ５ｅｃの光応答に対し同一条件で
非晶質半導体の０．３〜１ ｍ５Ｏｃの高速光応答のセ
ンサーが実現するという効果も有する。
図、第３図は本発明の一実施例の光電素子の平面図、第
４図は第３図のＡ−Ｂ線の断面図、第５図は本発明の他
の実施例の光電素子の部分平面図、第６図は第５図の素
子の断面図である。
４図は第３図のＡ−Ｂ線の断面図、第５図は本発明の他
の実施例の光電素子の部分平面図、第６図は第５図の素
子の断面図である。
５．１３・・・・・・非晶質半導体薄膜、６，７．１０
１１・・・・・・電極、４，８．１２・・・・・一基板
。
１１・・・・・・電極、４，８．１２・・・・・一基板
。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 第 ３ 図 第４図
図 第２図 第 ３ 図 第４図
Claims (1)
- 非晶質半導体薄膜に接触して対向する二つの電極のう
ちオーミック接触する少くとも一方の電極材料として、
Ｍｇを含みＭｇを第１成分としない合金材料を用いるこ
とを特徴とする光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59207343A JPS6184875A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59207343A JPS6184875A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 光電変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184875A true JPS6184875A (ja) | 1986-04-30 |
| JPH058592B2 JPH058592B2 (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16538163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59207343A Granted JPS6184875A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184875A (ja) |
-
1984
- 1984-10-02 JP JP59207343A patent/JPS6184875A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH058592B2 (ja) | 1993-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |