JPS6212676B2 - - Google Patents
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- JPS6212676B2 JPS6212676B2 JP55031516A JP3151680A JPS6212676B2 JP S6212676 B2 JPS6212676 B2 JP S6212676B2 JP 55031516 A JP55031516 A JP 55031516A JP 3151680 A JP3151680 A JP 3151680A JP S6212676 B2 JPS6212676 B2 JP S6212676B2
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- H10F39/10—Integrated devices
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- H10F39/191—Photoconductor image sensors
-
- 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
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
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- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般の事務書類の情報を時系列の電
気信号に変換する光導電性薄膜型受光素子の製造
方法に関する。
気信号に変換する光導電性薄膜型受光素子の製造
方法に関する。
さらに詳しくは、所望の配列密度で、平滑な表
面の帯状電極を配置した絶縁性基板上に、蒸着等
で可能な光導電性非晶質薄膜をつけ、その上に更
に帯状電極の一部と重なるように透光性電極をつ
ける受光素子の製造方法において、帯状電極とし
てAu等の薄膜を、光導電性非晶質薄膜としてSe
―Te―As系薄膜を、透光性電極としてアルゴン
圧力３〜４×10-3Torr、酸素圧力1.8×10-4〜３
×10-4Torr、ターゲツト組成In2O3―SnO2または
SnO2の条件でスパツタリングしたIn・Sn酸化物
薄膜（以下ITO膜と称す）またはSn酸化物薄膜
を用いる薄膜型受光素子に関する。
面の帯状電極を配置した絶縁性基板上に、蒸着等
で可能な光導電性非晶質薄膜をつけ、その上に更
に帯状電極の一部と重なるように透光性電極をつ
ける受光素子の製造方法において、帯状電極とし
てAu等の薄膜を、光導電性非晶質薄膜としてSe
―Te―As系薄膜を、透光性電極としてアルゴン
圧力３〜４×10-3Torr、酸素圧力1.8×10-4〜３
×10-4Torr、ターゲツト組成In2O3―SnO2または
SnO2の条件でスパツタリングしたIn・Sn酸化物
薄膜（以下ITO膜と称す）またはSn酸化物薄膜
を用いる薄膜型受光素子に関する。
第１図は従来の薄膜型受光素子の断面構造で、
平滑性基板１上に帯状電極２、光導電性薄膜３、
透光性電極４を順次積層したものである。例え
ば、平滑性基板１としては石英ガラス、バイコー
ルガラスなど高絶縁性の材料、帯状電極２として
はAu薄膜など、光導電性薄膜３としてはSe―Te
―As薄膜、CdSe薄膜など、透光性電極４として
はIn・Sn酸化物薄膜、Sn酸化物薄膜などを用い
ている。
平滑性基板１上に帯状電極２、光導電性薄膜３、
透光性電極４を順次積層したものである。例え
ば、平滑性基板１としては石英ガラス、バイコー
ルガラスなど高絶縁性の材料、帯状電極２として
はAu薄膜など、光導電性薄膜３としてはSe―Te
―As薄膜、CdSe薄膜など、透光性電極４として
はIn・Sn酸化物薄膜、Sn酸化物薄膜などを用い
ている。
第２図の曲線ＩはITOターゲツトを用いたマグ
ネトロン型スパツタ装置にて、ITO膜をガラス基
板上に成膜した場合の、その抵抗ρとスパツタリ
ング雰囲気中の酸素分圧Poとの関係の一例を示
したものである。なお、ここでは比抵抗、酸素分
圧とも対数目盛であらわしている。
ネトロン型スパツタ装置にて、ITO膜をガラス基
板上に成膜した場合の、その抵抗ρとスパツタリ
ング雰囲気中の酸素分圧Poとの関係の一例を示
したものである。なお、ここでは比抵抗、酸素分
圧とも対数目盛であらわしている。
第１図に示した構造の受光素子を、平滑性基板
１としてのパイレツクスガラス上に、Au薄膜
２、Se―Te―As薄膜３、ITO膜４を順次積層し
て製造するとき、得られる受光素子の光電変換の
明暗電流比は、スパツタITO膜の製造条件（特
に、スパツタリング雰囲気の酸素分圧）に大きく
影響される。酸素分圧Poと明暗電流比との関係
の一例を、第２図に曲線で示す。
１としてのパイレツクスガラス上に、Au薄膜
２、Se―Te―As薄膜３、ITO膜４を順次積層し
て製造するとき、得られる受光素子の光電変換の
明暗電流比は、スパツタITO膜の製造条件（特
に、スパツタリング雰囲気の酸素分圧）に大きく
影響される。酸素分圧Poと明暗電流比との関係
の一例を、第２図に曲線で示す。
従来は、透光性電極の導電性と透過率を重視し
たため、光電変換素子の最も重要な特性である明
暗電流比が高くできなかつた。
たため、光電変換素子の最も重要な特性である明
暗電流比が高くできなかつた。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を改
善し、明暗電流比の高い薄膜型受光素子を製造す
る方法を提供することにある。
善し、明暗電流比の高い薄膜型受光素子を製造す
る方法を提供することにある。
まず、本発明の一実施例方法によつて製造され
た薄膜型受光素子の構造について説明する。その
断面構造は、従来例として示した第１図のものと
同一である。
た薄膜型受光素子の構造について説明する。その
断面構造は、従来例として示した第１図のものと
同一である。
基板１は表面平滑性の高い高絶縁性ガラスやセ
ラミツク、帯状電極２はクロム下地のAu薄膜、
光導電性薄膜３はSe―Te―As系薄膜、透光性電
極４は90％In2O3―10％SnO2ターゲツトを用いた
マグネトロン型スパツタ装置でつけたITO薄膜
〔xIn2O3＋（１−ｘ）SnO2〕である。
ラミツク、帯状電極２はクロム下地のAu薄膜、
光導電性薄膜３はSe―Te―As系薄膜、透光性電
極４は90％In2O3―10％SnO2ターゲツトを用いた
マグネトロン型スパツタ装置でつけたITO薄膜
〔xIn2O3＋（１−ｘ）SnO2〕である。
前述の構造を有する薄膜型受光素子の光電変換
特性は各層の材質、膜質に依存し、特に帯状電極
２と光導電性Se―Te―As薄膜３との界面やSe―
Te―As薄膜３と透光性ITO膜４との接合界面
は、明暗電流比に大きく影響する。
特性は各層の材質、膜質に依存し、特に帯状電極
２と光導電性Se―Te―As薄膜３との界面やSe―
Te―As薄膜３と透光性ITO膜４との接合界面
は、明暗電流比に大きく影響する。
一方、Se―Te―As薄膜３はＰ型光半導体であ
るため、帯状のCr―Au電極は負極、透光性の
ITO電極４は正極として動作させる方式が望まし
い。このとき、負極材料としては電子注入の小さ
いAuが、正極材料としては正孔注入の小さいｎ
型ITO膜が好ましい。
るため、帯状のCr―Au電極は負極、透光性の
ITO電極４は正極として動作させる方式が望まし
い。このとき、負極材料としては電子注入の小さ
いAuが、正極材料としては正孔注入の小さいｎ
型ITO膜が好ましい。
更に重要なことは、ITO膜の作成には、基板温
度上昇が小さくて、Se―Te―As膜の結晶化を生
じないマグネトロン型スパツタ装置を用いること
である。
度上昇が小さくて、Se―Te―As膜の結晶化を生
じないマグネトロン型スパツタ装置を用いること
である。
第２図の曲線Ｉから明らかなように、比抵抗ρ
が最小になるＡ点は、比抵抗１×10-3Ω−cm、酸
素分圧1.5×10-4Torrに相当する。このとき、ア
ルゴンと酸素混合気体のガス圧は3.5×10-3Torr
である。従つて、導電性のみに着目し、最も抵抗
値の低い値のものは、Ａ点のスパツタ条件で作る
ことができる。
が最小になるＡ点は、比抵抗１×10-3Ω−cm、酸
素分圧1.5×10-4Torrに相当する。このとき、ア
ルゴンと酸素混合気体のガス圧は3.5×10-3Torr
である。従つて、導電性のみに着目し、最も抵抗
値の低い値のものは、Ａ点のスパツタ条件で作る
ことができる。
第２図の曲線は明暗電流比とスパツタリング
雰囲気の酸素分圧Poとの関係を示したもので、
図中Ｂ点は、明暗電流比最大を与える酸素分圧で
ある。代表的なＢ点は酸素分圧2.5×10-4Torr、
明暗電流比1000である。図から明らかなように、
Ｂ点とＡ点の酸素分圧値は一致しない。
雰囲気の酸素分圧Poとの関係を示したもので、
図中Ｂ点は、明暗電流比最大を与える酸素分圧で
ある。代表的なＢ点は酸素分圧2.5×10-4Torr、
明暗電流比1000である。図から明らかなように、
Ｂ点とＡ点の酸素分圧値は一致しない。
第３図に示すような結線により、前記受光素子
を蓄電型光電変換方式で動作させると、第４図に
示すような信号が得られる。明らかなように、第
３図の結線を一方向に多数配列すれば一次元イメ
ージセンサが得られる。
を蓄電型光電変換方式で動作させると、第４図に
示すような信号が得られる。明らかなように、第
３図の結線を一方向に多数配列すれば一次元イメ
ージセンサが得られる。
以上述べたように、Au帯状電極２の上につけ
たSe―Te―As光導電性薄膜３上に、本発明の製
法により、酸素分圧1.8×10-4〜３×10-4Torr、
アルゴンと酸素混合気体のガス圧3.5×
10-3Torr、90％In2O3−10％SnO2ターゲツトによ
り透光性のITO膜４をつけた受光素子は、非常に
明暗電流比の高い特性を示す。
たSe―Te―As光導電性薄膜３上に、本発明の製
法により、酸素分圧1.8×10-4〜３×10-4Torr、
アルゴンと酸素混合気体のガス圧3.5×
10-3Torr、90％In2O3−10％SnO2ターゲツトによ
り透光性のITO膜４をつけた受光素子は、非常に
明暗電流比の高い特性を示す。
実施例 １
第１図に示した構造の薄膜型受光素子の製造に
際し、基板１として、表面を光学研磨された石英
ガラスを用いた。帯状電極２は、700Åの下地ク
ロムの上に800ÅのAu膜を積層し、更にその上に
５％As―95％Seの２μｍ蒸着膜をつけて作成し
た。ついで、５％As―20％Te―75％Seを0.3μｍ
の厚さにつけ、更にその上に５％As―95％Seを
400Åの厚さにつけて光導電性薄膜３を形成し
た。
際し、基板１として、表面を光学研磨された石英
ガラスを用いた。帯状電極２は、700Åの下地ク
ロムの上に800ÅのAu膜を積層し、更にその上に
５％As―95％Seの２μｍ蒸着膜をつけて作成し
た。ついで、５％As―20％Te―75％Seを0.3μｍ
の厚さにつけ、更にその上に５％As―95％Seを
400Åの厚さにつけて光導電性薄膜３を形成し
た。
その後、受光部サイズを100μｍ×100μｍとす
るために、透光性電極用マスクを設置し、マグネ
トロン型スパツタ装置に装填した。ターゲツトと
しては、90％In2O3―10％SnO2の焼結体を用い
た。
るために、透光性電極用マスクを設置し、マグネ
トロン型スパツタ装置に装填した。ターゲツトと
しては、90％In2O3―10％SnO2の焼結体を用い
た。
真空槽の到達圧力を２×10-5Torr以下にした
後、酸素を導入して、その圧力を2.5×10-4Torr
にし、これが安定した後、スパツタガスとしての
アルゴンを入れて、3.5×10-3Torrに設定した。
適当な時間プレスパツタした後、上記Se―Te―
As薄膜３上にITO膜４を1500Å程度の厚さにつ
けた。
後、酸素を導入して、その圧力を2.5×10-4Torr
にし、これが安定した後、スパツタガスとしての
アルゴンを入れて、3.5×10-3Torrに設定した。
適当な時間プレスパツタした後、上記Se―Te―
As薄膜３上にITO膜４を1500Å程度の厚さにつ
けた。
このようにして得られたITO膜４は、75％以上
の透過率を有し、シート抵抗も1kΩ以下で、受
光素子としての要求を満足するものであつた。以
上の工程で得られた受光素子の明暗電流比は
500、光感度は10PA／1uxであり、従来の製造法
による受光素子に比べ、特性の再現性、明暗電流
比が極めて良いものであつた。なお、この場合、
酸素分圧を２×10-4Torrで、また透光性電極４
の膜厚を500〜5000Åの範囲でそれぞれ変化させ
ても、ほぼ同様の良い結果が得られた。
の透過率を有し、シート抵抗も1kΩ以下で、受
光素子としての要求を満足するものであつた。以
上の工程で得られた受光素子の明暗電流比は
500、光感度は10PA／1uxであり、従来の製造法
による受光素子に比べ、特性の再現性、明暗電流
比が極めて良いものであつた。なお、この場合、
酸素分圧を２×10-4Torrで、また透光性電極４
の膜厚を500〜5000Åの範囲でそれぞれ変化させ
ても、ほぼ同様の良い結果が得られた。
実施例 ２
透明電極層スパツタリングの際のターゲツトと
して、実施例１の90％In2O3−10％SnO2焼結体の
代りにSnO2焼結体を用いたものである。その製
造工程中、酸素導入前のスパツタ装置真空槽内の
真空度を10-7Torr台にした点、スパツタリング
雰囲気の酸素分圧を２×10-4Torrにした点、透
光性電極膜としてのSnO2膜の厚みを1000Åとし
た点を除けば、実施例１の場合と同じである。
して、実施例１の90％In2O3−10％SnO2焼結体の
代りにSnO2焼結体を用いたものである。その製
造工程中、酸素導入前のスパツタ装置真空槽内の
真空度を10-7Torr台にした点、スパツタリング
雰囲気の酸素分圧を２×10-4Torrにした点、透
光性電極膜としてのSnO2膜の厚みを1000Åとし
た点を除けば、実施例１の場合と同じである。
前記各数値の設定は、第５図に示したような、
酸素分圧Poと得られるSnO2透光性膜の比抵抗ρ
および明暗電流比との関係に基づいて決定したも
のである。
酸素分圧Poと得られるSnO2透光性膜の比抵抗ρ
および明暗電流比との関係に基づいて決定したも
のである。
本実施例によつて得られたSnO2膜は、80％以
上の透過率を有し、シート抵抗は100kΩ以下
で、受光素子としての要求を満足するものであつ
た。また、前記受光素子の明暗電流比は400、光
感度は10PA／1ux以上であり、従来の製造法によ
る受光素子に比べ、特性の再現性、明暗電流比の
面ですぐれたものであつた。なお、この場合、酸
素分圧２×10-4Torrで、また透光性電極４の膜
厚を500〜5000Åの範囲でそれぞれ変化させて
も、ほぼ同様の良い結果が得られた。
上の透過率を有し、シート抵抗は100kΩ以下
で、受光素子としての要求を満足するものであつ
た。また、前記受光素子の明暗電流比は400、光
感度は10PA／1ux以上であり、従来の製造法によ
る受光素子に比べ、特性の再現性、明暗電流比の
面ですぐれたものであつた。なお、この場合、酸
素分圧２×10-4Torrで、また透光性電極４の膜
厚を500〜5000Åの範囲でそれぞれ変化させて
も、ほぼ同様の良い結果が得られた。
第１図は本発明の方法によつて製造された薄膜
型受光素子の断面構造を示す模式図、第２図は
ITOスパツタ膜の比抵抗および明暗電流比と酸素
分圧との関係例を示す図、第３図は薄膜型受光素
子の駆動回路例図、第４図は本発明の薄膜型受光
素子を蓄積モードで動作させたときの出力信号の
１例を示す図、第５図はSnO2スパツタ膜の比抵
抗および明暗電流比と酸素分圧の関係例を示す図
である。 １……平滑性基板、２……帯状電極、３……光
導電性薄膜、４……透光性電極。
型受光素子の断面構造を示す模式図、第２図は
ITOスパツタ膜の比抵抗および明暗電流比と酸素
分圧との関係例を示す図、第３図は薄膜型受光素
子の駆動回路例図、第４図は本発明の薄膜型受光
素子を蓄積モードで動作させたときの出力信号の
１例を示す図、第５図はSnO2スパツタ膜の比抵
抗および明暗電流比と酸素分圧の関係例を示す図
である。 １……平滑性基板、２……帯状電極、３……光
導電性薄膜、４……透光性電極。
Claims (1)
- １ 平滑な基板上に金属電極および光導電性薄膜
を積層し、さらにその上にマグネトロン型スパツ
タリングによつて錫酸化物よりなる透光性電極膜
を形成する薄膜型受光素子の製造方法であつて、
前記受光素子の明暗電流比が、透光性電極をスパ
ツタリングする際のスパツタリング雰囲気の酸素
分圧によつて変化し、かつ前記明暗電流比がピー
ク値を有することを利用し、前記酸素分圧値を明
暗電流比のピーク値が得られる値の近傍に設定す
ることを特徴とする薄膜型受光素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3151680A JPS56129383A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Manufacture of light receipt element of thin film type |
| US06/242,736 US4358478A (en) | 1980-03-14 | 1981-03-11 | Sputtering method of manufacturing film type light receiving element under controlled oxygen atmosphere |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3151680A JPS56129383A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Manufacture of light receipt element of thin film type |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56129383A JPS56129383A (en) | 1981-10-09 |
| JPS6212676B2 true JPS6212676B2 (ja) | 1987-03-19 |
Family
ID=12333360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3151680A Granted JPS56129383A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Manufacture of light receipt element of thin film type |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4358478A (ja) |
| JP (1) | JPS56129383A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593814A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | 株式会社東芝 | 透明導電膜の製造方法 |
| US4588667A (en) * | 1984-05-15 | 1986-05-13 | Xerox Corporation | Electrophotographic imaging member and process comprising sputtering titanium on substrate |
| US5514229A (en) * | 1993-11-24 | 1996-05-07 | Ramot-University Authority For Applied Research And Industrial Development Ltd., Tel Aviv University | Method of producing transparent and other electrically conductive materials |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4214253A (en) * | 1977-06-13 | 1980-07-22 | General Electric Company | Radiation detector |
| US4234625A (en) * | 1978-01-19 | 1980-11-18 | Petrov Vyacheslav V | Process for producing material sensitive to electromagnetic and corpuscular radiation |
| JPS54150995A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-27 | Hitachi Ltd | Photo detector |
-
1980
- 1980-03-14 JP JP3151680A patent/JPS56129383A/ja active Granted
-
1981
- 1981-03-11 US US06/242,736 patent/US4358478A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4358478A (en) | 1982-11-09 |
| JPS56129383A (en) | 1981-10-09 |
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| US4307372A (en) | Photosensor | |
| US4587171A (en) | Process for forming passivation film on photoelectric conversion device and the device produced thereby | |
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