JPS6258675B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6258675B2 JPS6258675B2 JP57026241A JP2624182A JPS6258675B2 JP S6258675 B2 JPS6258675 B2 JP S6258675B2 JP 57026241 A JP57026241 A JP 57026241A JP 2624182 A JP2624182 A JP 2624182A JP S6258675 B2 JPS6258675 B2 JP S6258675B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- hydrogen
- amorphous
- hydrogen concentration
- hydrogenated silicon
- 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.)
- Expired
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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)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、非晶質水素化シリコン光導電膜に関
する。
する。
非晶質水素化シリコン作成方法には、CVD
法、プラスマCVD法、反応性スパツタ法、イオ
ンプレーテイング法等がある。非晶質水素化シリ
コンは化学的に活性な水素を含む反応によつて形
成される。このため、たとえば透明電極のような
水素に対して反応を示す基板では損傷（ダメー
ジ）が多く、多くの界面準位を発生したり、さら
にはピンホール、はがれ、表面の凹が発生する。
膜形成初期の損傷は後に形成される膜の特性に大
きく影響を与える。基板表面近くの膜は水素の量
が少ない膜の方が基板から受ける影響は小さい。
しかし、非晶質水素化シリコンはある程度の水素
量が膜内に入りこむことにより光導電等の特性が
良好となる。
法、プラスマCVD法、反応性スパツタ法、イオ
ンプレーテイング法等がある。非晶質水素化シリ
コンは化学的に活性な水素を含む反応によつて形
成される。このため、たとえば透明電極のような
水素に対して反応を示す基板では損傷（ダメー
ジ）が多く、多くの界面準位を発生したり、さら
にはピンホール、はがれ、表面の凹が発生する。
膜形成初期の損傷は後に形成される膜の特性に大
きく影響を与える。基板表面近くの膜は水素の量
が少ない膜の方が基板から受ける影響は小さい。
しかし、非晶質水素化シリコンはある程度の水素
量が膜内に入りこむことにより光導電等の特性が
良好となる。
非晶質水素化シリコンの製造時における水素圧
力、基板温度とその特性の関係を反応性スパツタ
法による場合を例にして説明する。マグネトロン
形スパツタ装置においてSi多結晶をターゲツトと
し、Ar圧力５×10-3Torr放電パワー200Wとして
ガラス基板上のＩo2O3に非晶質水素化シリコンを
形成する。このときの基板温度Ｔsと水素分圧ＰH
２によるピンホールの発生の様子を第１図に示
す。基板温度Ｔsが高いほどピンホールの発生が
少なくなるのがわかる。基板温度Ｔsが高いと非
晶質水素化シリコン中の水素量は減少する。また
水素分圧が大きくなるとピンホールが発生しやす
くなる。
力、基板温度とその特性の関係を反応性スパツタ
法による場合を例にして説明する。マグネトロン
形スパツタ装置においてSi多結晶をターゲツトと
し、Ar圧力５×10-3Torr放電パワー200Wとして
ガラス基板上のＩo2O3に非晶質水素化シリコンを
形成する。このときの基板温度Ｔsと水素分圧ＰH
２によるピンホールの発生の様子を第１図に示
す。基板温度Ｔsが高いほどピンホールの発生が
少なくなるのがわかる。基板温度Ｔsが高いと非
晶質水素化シリコン中の水素量は減少する。また
水素分圧が大きくなるとピンホールが発生しやす
くなる。
以上のことから、基板温度がＴsが高いほど、
また水素分圧ＰH2小さいほどピンホールの発生が
なくなつてくることがわかる。このことは、膜中
の水素量が少ないほどピンホールの発生が少ない
ことを示している。
また水素分圧ＰH2小さいほどピンホールの発生が
なくなつてくることがわかる。このことは、膜中
の水素量が少ないほどピンホールの発生が少ない
ことを示している。
本発明の非晶質水素化シリコン光導電膜は上記
の２点、すなわち非晶質水素化シリコンはある程
度の水素を含有しないと良好な光導電特性が得ら
れないこと、および水素の含有量が少ないほどピ
ンホール等の膜欠陥が少なくなること、を勘案し
てなされたものである。すなわち、本発明の非晶
質水素化シリコンは、膜欠陥に大きく影響する基
板側の第１の非晶質水素化シリコンの水素含有量
を、前記第１の非晶質水素化シリコン上に形成さ
れる第２の非晶質水素化シリコンの水素含有量よ
りも少なくしたものである。
の２点、すなわち非晶質水素化シリコンはある程
度の水素を含有しないと良好な光導電特性が得ら
れないこと、および水素の含有量が少ないほどピ
ンホール等の膜欠陥が少なくなること、を勘案し
てなされたものである。すなわち、本発明の非晶
質水素化シリコンは、膜欠陥に大きく影響する基
板側の第１の非晶質水素化シリコンの水素含有量
を、前記第１の非晶質水素化シリコン上に形成さ
れる第２の非晶質水素化シリコンの水素含有量よ
りも少なくしたものである。
本発明の実施例における非晶質水素化シリコン
光導電膜を用いて構成した撮像管ターゲツトのバ
ンド状態を第２図ａ，ｂに示す。第２図ａは非晶
質水素化シリコンの水素濃度が基板上の透明電極
１から厚みＤのところで、階段的に増加する場合
を示し、第２図ｂは非晶質水素化シリコンの水素
濃度が透明電極１より遠ざかるにつれて直線的に
増加する場合のバンド図を示す。なお、これらの
図において実線は透明電極１に正に印加をした場
合のバンド図を示し、点線は透明電極１に電圧印
加のない場合のバンド図を示している。第２図ａ
の場合、水素濃度の小さい非晶質水素化シリコン
２に比べて水素濃度の大なる第２の非晶質水素化
シリコン３をもうけることにより、電極４からの
電子の注入を阻止し、良好な特性の光導電膜とな
る。
光導電膜を用いて構成した撮像管ターゲツトのバ
ンド状態を第２図ａ，ｂに示す。第２図ａは非晶
質水素化シリコンの水素濃度が基板上の透明電極
１から厚みＤのところで、階段的に増加する場合
を示し、第２図ｂは非晶質水素化シリコンの水素
濃度が透明電極１より遠ざかるにつれて直線的に
増加する場合のバンド図を示す。なお、これらの
図において実線は透明電極１に正に印加をした場
合のバンド図を示し、点線は透明電極１に電圧印
加のない場合のバンド図を示している。第２図ａ
の場合、水素濃度の小さい非晶質水素化シリコン
２に比べて水素濃度の大なる第２の非晶質水素化
シリコン３をもうけることにより、電極４からの
電子の注入を阻止し、良好な特性の光導電膜とな
る。
また第２図ｂの場合、非晶質水素化シリコン５
の水素量を直線的に増加させているためバンドギ
ヤツプは徐々に増大し、光によつて光導電膜内に
励起された電子、正孔は内部電界によつて分離し
やすくなり、良好な光導電特性を示す。
の水素量を直線的に増加させているためバンドギ
ヤツプは徐々に増大し、光によつて光導電膜内に
励起された電子、正孔は内部電界によつて分離し
やすくなり、良好な光導電特性を示す。
以上のようにあらかじめピンホールの発生しな
い水素濃度の非晶質水素化シリコンを形成し、そ
の後所望の水素量の非晶質シリコンを形成した非
晶質水素化シリコン光導電膜によりピンホールが
少なくかつ光導電特性のすぐれた撮像管ターゲツ
トが得られる。
い水素濃度の非晶質水素化シリコンを形成し、そ
の後所望の水素量の非晶質シリコンを形成した非
晶質水素化シリコン光導電膜によりピンホールが
少なくかつ光導電特性のすぐれた撮像管ターゲツ
トが得られる。
なお、第２図ａのように表面側に水素濃度の大
きい層３をもうけることにより透明電極１と反対
側の電極４からのキヤリアの注入を阻止し、暗電
流を減少させることができる。さらに第２図ｂの
ように光導電膜内の水素濃度を透明電極１より遠
ざかるにつれて増加させることにより光導電膜内
に内部電界をつくり、励起された電子、正孔の分
離を良くし、光導電特性が良くなる。
きい層３をもうけることにより透明電極１と反対
側の電極４からのキヤリアの注入を阻止し、暗電
流を減少させることができる。さらに第２図ｂの
ように光導電膜内の水素濃度を透明電極１より遠
ざかるにつれて増加させることにより光導電膜内
に内部電界をつくり、励起された電子、正孔の分
離を良くし、光導電特性が良くなる。
以下本発明の実施例をさらに具体的に示す。
実施例 １
第３図に示すようにマグネトロンスパツタ装置
でガラス基板３１上の透明電極Ｉo2O3３２上に基
板温度200℃アルゴン圧力ＰAr＝５×10-3Torr、
放電電力200Wの条件で水素分圧ＰH2＝２×
10-3Torrで10分間水素濃度の比較的小さい光導
電膜３３の形成を行なつた後水素分圧ＰH2＝８×
10-3Torrを導入して60分間水素濃度の比較的大
きい光導電膜３４の形成を行なうとピンホールの
ない良好な光導電膜が１μｍの厚さで得られた。
でガラス基板３１上の透明電極Ｉo2O3３２上に基
板温度200℃アルゴン圧力ＰAr＝５×10-3Torr、
放電電力200Wの条件で水素分圧ＰH2＝２×
10-3Torrで10分間水素濃度の比較的小さい光導
電膜３３の形成を行なつた後水素分圧ＰH2＝８×
10-3Torrを導入して60分間水素濃度の比較的大
きい光導電膜３４の形成を行なうとピンホールの
ない良好な光導電膜が１μｍの厚さで得られた。
実施例 ２
同様に第３図に示すようにマグネトロンスパツ
タ装置でガラス基板３１上の透明電極SnO2３２
上に基板温度及250℃、ＰAr＝３×10-3Torr、ＰH
２＝１×10-3Torr、放電電力300Wの条件で70分間
非晶質水素化シリコン３３を形成後、基板温度
200℃に低下して10分間水素濃度の大きい膜３４
を形成する。最後に電極Sb2S3３５を形成して撮
像管ターゲツトを形成する。透明電極３２を正に
して電圧を印加した場合の電圧―電流特性を第４
図に示す。同図より明らかなように、実施例２の
撮像管ターゲツトは従来の撮像管ターゲツトと比
べる光電流はわずかしか変化しないが、暗電流は
水素濃度の大きい光導膜３４のある本実施例の場
合は、ない場合に比較して暗電流は減少してい
る。
タ装置でガラス基板３１上の透明電極SnO2３２
上に基板温度及250℃、ＰAr＝３×10-3Torr、ＰH
２＝１×10-3Torr、放電電力300Wの条件で70分間
非晶質水素化シリコン３３を形成後、基板温度
200℃に低下して10分間水素濃度の大きい膜３４
を形成する。最後に電極Sb2S3３５を形成して撮
像管ターゲツトを形成する。透明電極３２を正に
して電圧を印加した場合の電圧―電流特性を第４
図に示す。同図より明らかなように、実施例２の
撮像管ターゲツトは従来の撮像管ターゲツトと比
べる光電流はわずかしか変化しないが、暗電流は
水素濃度の大きい光導膜３４のある本実施例の場
合は、ない場合に比較して暗電流は減少してい
る。
実施例 ３
この実施例ではプラズマCVD法によつて傾斜
型にバンドギヤツプの変化する光導電膜を作る。
すなわち反応炉を真空にした後、SiH4とH2の混
合ガスを導入し、圧力1Torrとする。ここでＰsiH
４／（ＰsiH4＋ＰH2）0.1、放電電力5Wとして非晶
質水素化シリコンの膜形成を行なう。このとき第
５図に示すように基板温度を高いところから低下
させる実線のプログラムＡで膜形成を行なつた場
合と、基板温度をしだいに増加させるプログラム
Ｂで膜形成を行つた場合を比較した。基板温度を
しだいに増加させると基板側ほど光導電膜の水素
濃度が小さくなり堆積した膜からの水素の離脱が
あり、多くのピンホールが発生した。しかし、基
板温度を低下させて光導電膜の水素濃度を膜厚方
向にしだいに増加するようにして膜作成をすると
ピンホールフリーの良質の傾斜型バンドギヤツプ
を有する膜が得られた。
型にバンドギヤツプの変化する光導電膜を作る。
すなわち反応炉を真空にした後、SiH4とH2の混
合ガスを導入し、圧力1Torrとする。ここでＰsiH
４／（ＰsiH4＋ＰH2）0.1、放電電力5Wとして非晶
質水素化シリコンの膜形成を行なう。このとき第
５図に示すように基板温度を高いところから低下
させる実線のプログラムＡで膜形成を行なつた場
合と、基板温度をしだいに増加させるプログラム
Ｂで膜形成を行つた場合を比較した。基板温度を
しだいに増加させると基板側ほど光導電膜の水素
濃度が小さくなり堆積した膜からの水素の離脱が
あり、多くのピンホールが発生した。しかし、基
板温度を低下させて光導電膜の水素濃度を膜厚方
向にしだいに増加するようにして膜作成をすると
ピンホールフリーの良質の傾斜型バンドギヤツプ
を有する膜が得られた。
なお、実施例２のように水素濃度の小さい光導
電膜３３に不純物、例えばリンＰをドープしてＰ
層にした場合さらに、膜欠陥の発生を防止する効
果は大きくなる。
電膜３３に不純物、例えばリンＰをドープしてＰ
層にした場合さらに、膜欠陥の発生を防止する効
果は大きくなる。
以上説明したように本発明の非晶質水素化シリ
コン光導電膜は、ピンホール等の膜欠陥を防止で
きかつ良好な光導電特性を示すものであり、撮像
管ターゲツトの形成に最適のものである。
コン光導電膜は、ピンホール等の膜欠陥を防止で
きかつ良好な光導電特性を示すものであり、撮像
管ターゲツトの形成に最適のものである。
第１図は水素圧力、基板温および非晶質水素化
シリコン光導電膜のピンホール発生度合いの関係
を示す図、第２図ａ，ｂはそれぞれ本発明の実施
例における非晶質水素化シリコン光導電膜のエネ
ルギーバンドを示す図、第３図は本発明の実施例
における非晶質水素化シリコン光導電膜を用いた
撮像管ターゲツトの断面図、第４図は本発明の実
施例における撮像管ターゲツトの電圧―電流特性
を示す図、第５図は基板温度によつて光導電膜の
水素濃度を変化させる方法を示す図である。 ３１…ガラス基板、１，３２…透明電極、２，
３３…水素濃度の小さい光導電膜、３，３４…水
素濃度の大きい光導電膜、４…電極。
シリコン光導電膜のピンホール発生度合いの関係
を示す図、第２図ａ，ｂはそれぞれ本発明の実施
例における非晶質水素化シリコン光導電膜のエネ
ルギーバンドを示す図、第３図は本発明の実施例
における非晶質水素化シリコン光導電膜を用いた
撮像管ターゲツトの断面図、第４図は本発明の実
施例における撮像管ターゲツトの電圧―電流特性
を示す図、第５図は基板温度によつて光導電膜の
水素濃度を変化させる方法を示す図である。 ３１…ガラス基板、１，３２…透明電極、２，
３３…水素濃度の小さい光導電膜、３，３４…水
素濃度の大きい光導電膜、４…電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上の透明電極上に形成され、前記透明電
極に接触して形成された第１の非晶質水素化シリ
コンと前記第１の非晶質水素化シリコン上に形成
され前記第１の非晶質水素化シリコンより水素濃
度が大きい第２の非晶質水素化シリコンとからな
ることを特徴とする非晶質水素化シリコン光導電
膜。 ２ 非晶質水素化シリコン膜の水素濃度が厚み方
向にそつて線形に増加することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の非晶質水素化シリコン光
導電膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57026241A JPS58142582A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 非晶質水素化シリコン光導電膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57026241A JPS58142582A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 非晶質水素化シリコン光導電膜 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63233012A Division JPH01164074A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 非晶質水素化シリコン光導電膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58142582A JPS58142582A (ja) | 1983-08-24 |
| JPS6258675B2 true JPS6258675B2 (ja) | 1987-12-07 |
Family
ID=12187800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57026241A Granted JPS58142582A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 非晶質水素化シリコン光導電膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58142582A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090342A (ja) * | 1983-10-25 | 1985-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導電体の製造方法 |
| US4855950A (en) * | 1987-04-17 | 1989-08-08 | Kanegafuchi Chemical Industry Company, Limited | Optical storage apparatus including a reversible, doping modulated, multilayer, amorphous element |
| JP2535184B2 (ja) * | 1987-10-29 | 1996-09-18 | 松下電器産業株式会社 | 光電変換装置 |
-
1982
- 1982-02-19 JP JP57026241A patent/JPS58142582A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58142582A (ja) | 1983-08-24 |
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