JP2750140B2 - 受光素子の製造方法 - Google Patents
受光素子の製造方法Info
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- JP2750140B2 JP2750140B2 JP1008939A JP893989A JP2750140B2 JP 2750140 B2 JP2750140 B2 JP 2750140B2 JP 1008939 A JP1008939 A JP 1008939A JP 893989 A JP893989 A JP 893989A JP 2750140 B2 JP2750140 B2 JP 2750140B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は受光素子の製造方法、特に密着型センサを
構成するために用いて好適な受光素子の製造方法に関す
る。
構成するために用いて好適な受光素子の製造方法に関す
る。
（従来の技術） 従来より、原稿を等倍で光学的に読取る密着型イメー
ジセンサが、例えばファクシミリやイメージスキャナ等
の画像読取装置に用いられている。密着型イメージセン
サは縮小光学系が不要なので、密着型イメージセンサを
画像読取装置に用いることによって画像読取装置の小型
化、低価格化を図れるという利点がある。
ジセンサが、例えばファクシミリやイメージスキャナ等
の画像読取装置に用いられている。密着型イメージセン
サは縮小光学系が不要なので、密着型イメージセンサを
画像読取装置に用いることによって画像読取装置の小型
化、低価格化を図れるという利点がある。
第５図は密着型イメージセンサに用いられる従来の受
光素子構造を概略的に示す断面図である。
光素子構造を概略的に示す断面図である。
同図に示す受光素子10は、ガラス基板12上に順次に設
けた下部電極14、光電変換膜16及び透明電極18から成
り、フォトダイオードを構成する。
けた下部電極14、光電変換膜16及び透明電極18から成
り、フォトダイオードを構成する。
透明電極18上には配線電極20を設け、配線電極20を透
明電極18上に順次に積層させたクロム（Cr）層20a及び
アルミニウム（Al）層20bから成る二層構造の電極とし
ている。
明電極18上に順次に積層させたクロム（Cr）層20a及び
アルミニウム（Al）層20bから成る二層構造の電極とし
ている。
また図において、22は発光素子例えば発光ダイオード
及び24は原稿を示し、発光素子22からの出射光L1が原稿
24で反射され、この反射光L2が受光素子10に入力され光
電変換される。
及び24は原稿を示し、発光素子22からの出射光L1が原稿
24で反射され、この反射光L2が受光素子10に入力され光
電変換される。
従来の受光素子10において、光電変換膜16としては例
えばノンドープ（ｉ層）の水素化アモルファスシリコン
（ａ−Si:H）膜が用いられる。また下部電極14としては
基板12及びａ−Si:H膜との付着力が高くそして遮光性の
高い電極例えばクロム（Cr）から成る金属電極が用いら
れ、また透明電極18としては酸化インジウム・錫（IT
O）が多く用いられる。ITO透明電極18及びａ−Si（ｉ
層）光電変換膜16による接合障壁によって、電子が透明
電極18から光電変換膜16へ注入されるのを阻止でき、そ
の結果、暗電流の低減を図れる。尚、透明電極18として
この他例えば酸化錫（SnO2）が用いられることもある。
えばノンドープ（ｉ層）の水素化アモルファスシリコン
（ａ−Si:H）膜が用いられる。また下部電極14としては
基板12及びａ−Si:H膜との付着力が高くそして遮光性の
高い電極例えばクロム（Cr）から成る金属電極が用いら
れ、また透明電極18としては酸化インジウム・錫（IT
O）が多く用いられる。ITO透明電極18及びａ−Si（ｉ
層）光電変換膜16による接合障壁によって、電子が透明
電極18から光電変換膜16へ注入されるのを阻止でき、そ
の結果、暗電流の低減を図れる。尚、透明電極18として
この他例えば酸化錫（SnO2）が用いられることもある。
上述のような構成の受光素子10を動作させるに当って
は、通常、透明電極18の電位が下部電極14の電位に対し
て負となるようなバイアス電圧が電源Ｅによって負荷さ
れる。
は、通常、透明電極18の電位が下部電極14の電位に対し
て負となるようなバイアス電圧が電源Ｅによって負荷さ
れる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら光電変換膜16及び透明電極18を従来よく
用いられるａ−Si:H（ｉ層）膜及びITO膜とした場合、
過去に暗電流を実用上充分に低減できるような高い障壁
を形成することのできた成膜条件で、ａ−Si:H（ｉ層）
膜及びITO膜を再び形成したとしても、必ずしも高い障
壁を得ることができず場合によっては障壁を形成できな
いこともあり、従って高い障壁を形成できるａ−Si:H
（ｉ層）膜及びITO膜を、再現性良く成膜することが難
しかった。
用いられるａ−Si:H（ｉ層）膜及びITO膜とした場合、
過去に暗電流を実用上充分に低減できるような高い障壁
を形成することのできた成膜条件で、ａ−Si:H（ｉ層）
膜及びITO膜を再び形成したとしても、必ずしも高い障
壁を得ることができず場合によっては障壁を形成できな
いこともあり、従って高い障壁を形成できるａ−Si:H
（ｉ層）膜及びITO膜を、再現性良く成膜することが難
しかった。
この原因としては、これらａ−Si:H（ｉ層）膜及びIT
O膜の膜質を高い障壁を形成するような膜質とするため
の条件が必ずしも明確ではないこと、またａ−Si:H（ｉ
層）の表面状態が障壁の形成に与える影響が大きくこの
表面状態によって障壁が形成できなくなったり或は障壁
が低くなったりし易いと思われること等を挙げることが
できる。
O膜の膜質を高い障壁を形成するような膜質とするため
の条件が必ずしも明確ではないこと、またａ−Si:H（ｉ
層）の表面状態が障壁の形成に与える影響が大きくこの
表面状態によって障壁が形成できなくなったり或は障壁
が低くなったりし易いと思われること等を挙げることが
できる。
このように高い障壁を形成できるａ−Si:H（ｉ層）膜
及びITO膜を再現性良く成膜できない結果、実用上充分
に暗電流を低減できない場合があり、これがため素子特
性にばらつきを生じ素子特性への信頼性に欠けていた。
及びITO膜を再現性良く成膜できない結果、実用上充分
に暗電流を低減できない場合があり、これがため素子特
性にばらつきを生じ素子特性への信頼性に欠けていた。
さらに光電変換膜としてａ−Si:H（ｉ層）膜及び透明
電極としてITO膜を用いた場合、受光素子の暗電流が高
くなり易くまた受光素子の光電変換率が小さく、これが
ため光暗電流比（光電流／暗電流）の向上を図ることが
難しかった。
電極としてITO膜を用いた場合、受光素子の暗電流が高
くなり易くまた受光素子の光電変換率が小さく、これが
ため光暗電流比（光電流／暗電流）の向上を図ることが
難しかった。
この発明の目的は暗電流を充分に低減させることので
きる高い障壁を形成することにより、従来よりも高い光
暗電流比を有する受光素子の、再現性良い製造方法を提
供することにある。
きる高い障壁を形成することにより、従来よりも高い光
暗電流比を有する受光素子の、再現性良い製造方法を提
供することにある。
（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、下部電極、ａ−Si光電変
換膜及びZnO透明電極を順次に備えて成る受光素子を製
造するに当り、 スパッタガスをArガス及びO2ガスの混合ガスとしてO2
ガスのガス流量がArガスのガス流量の５％以下のガス流
量となるようにし、 ターゲットをZnOターゲットとし、 パワー密度を0.4W/cm2以上5W/cm2以下とし、 ガス圧を0.13Pa以上1.3Pa以下とし、 成膜温度を20℃以上300℃以下としてZnOスパッタ膜を
形成し、 このZnOスパッタ膜を用いてZnO透明電極を形成するこ
とを特徴とする。
換膜及びZnO透明電極を順次に備えて成る受光素子を製
造するに当り、 スパッタガスをArガス及びO2ガスの混合ガスとしてO2
ガスのガス流量がArガスのガス流量の５％以下のガス流
量となるようにし、 ターゲットをZnOターゲットとし、 パワー密度を0.4W/cm2以上5W/cm2以下とし、 ガス圧を0.13Pa以上1.3Pa以下とし、 成膜温度を20℃以上300℃以下としてZnOスパッタ膜を
形成し、 このZnOスパッタ膜を用いてZnO透明電極を形成するこ
とを特徴とする。
（作用） この発明の製造方法を用いて製造される受光素子は、
下部電極、ａ−Si光電変換膜及びZnO透明電極を順次に
備えて成る。
下部電極、ａ−Si光電変換膜及びZnO透明電極を順次に
備えて成る。
光電変換膜をａ−Si膜とし及び透明電極をZnO電極と
することによって、これら光電変換膜及びZnO透明電極
によって高い接合障壁を形成でき、この結果暗電流の低
減を図れる。さらに、光電変換膜をａ−Si膜とし及び透
明電極をZnO電極とすることによって光電変換率の向上
をもたらすことができると思われる。
することによって、これら光電変換膜及びZnO透明電極
によって高い接合障壁を形成でき、この結果暗電流の低
減を図れる。さらに、光電変換膜をａ−Si膜とし及び透
明電極をZnO電極とすることによって光電変換率の向上
をもたらすことができると思われる。
またこの発明によれば、下部電極、ａ−Si光電変換膜
及びZnO透明電極を順次に備えて成る受光素子を製造す
るに当り、次に述べるようなスパッタ条件〜のもと
で形成したZnOスパッタ膜を用いて透明電極を形成す
る。
及びZnO透明電極を順次に備えて成る受光素子を製造す
るに当り、次に述べるようなスパッタ条件〜のもと
で形成したZnOスパッタ膜を用いて透明電極を形成す
る。
スパッタ条件： スパッタガスをArガス及びO2ガスの混合ガスとして、
O2ガスのガス流量がArガスのガス流量の５％以下のガス
流量となるようにする。
O2ガスのガス流量がArガスのガス流量の５％以下のガス
流量となるようにする。
ターゲットをZnOターゲットとする。
パワー密度を0.4W/cm2以上5W/cm2以下とする。
ガス圧を0.13Pa以上1.3Pa以下とする。
成膜温度を20℃以上300℃以下とする。
上述のようなスパッタ条件〜でZnOスパッタ膜を
形成することによって、実用に適した高い障壁の形成可
能な透明電極を、再現性良く形成できる。
形成することによって、実用に適した高い障壁の形成可
能な透明電極を、再現性良く形成できる。
また、スパッタ条件のにあるように、スパッタガス
をArガス及びO2ガスの混合ガスとすることにより、酸素
欠損の低減された膜質の安定したZnOスパッタ膜を得る
ことができる。しかしながら、スパッタガスとして導入
されるO2ガスの流量の割合が多いと、膜の抵抗率が高く
なりすぎて誘電体膜となってしまい、この膜を電極とし
て用いることはできない。また、膜に酸素欠損がある
と、この酸素欠損に起因して発生する自由電子によって
導電性が向上し抵抗率が低下するが、膜質は不安定とな
る。したがって、Arガスのガス流量に対するO2ガスのガ
ス流量を５％以下とすることにより、透明電極として使
用可能な抵抗率および膜質を有するZnO膜が得られる。
をArガス及びO2ガスの混合ガスとすることにより、酸素
欠損の低減された膜質の安定したZnOスパッタ膜を得る
ことができる。しかしながら、スパッタガスとして導入
されるO2ガスの流量の割合が多いと、膜の抵抗率が高く
なりすぎて誘電体膜となってしまい、この膜を電極とし
て用いることはできない。また、膜に酸素欠損がある
と、この酸素欠損に起因して発生する自由電子によって
導電性が向上し抵抗率が低下するが、膜質は不安定とな
る。したがって、Arガスのガス流量に対するO2ガスのガ
ス流量を５％以下とすることにより、透明電極として使
用可能な抵抗率および膜質を有するZnO膜が得られる。
５％というO2ガスのガス流量の臨界点は、スパッタリ
ングによって形成されるZnO膜を透明電極として使用す
るための、膜の抵抗率から見出された上限の臨界点であ
る。
ングによって形成されるZnO膜を透明電極として使用す
るための、膜の抵抗率から見出された上限の臨界点であ
る。
（実施例） 以下、図面を参照しこの発明の実施例につき説明す
る。尚、図面はこの発明が理解できる程度に概略的に示
されているにすぎず、従って各構成成分の寸法、形状及
び配設位置は図示例に限定されるものではない。
る。尚、図面はこの発明が理解できる程度に概略的に示
されているにすぎず、従って各構成成分の寸法、形状及
び配設位置は図示例に限定されるものではない。
第１図はこの発明の実施例の説明に供する断面図であ
り、一単位の受光素子の構造を概略的に示す。第２図
（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例の説明に供する断面図であ
り、かつ受光素子の主要な製造工程を段階的に示す。
り、一単位の受光素子の構造を概略的に示す。第２図
（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例の説明に供する断面図であ
り、かつ受光素子の主要な製造工程を段階的に示す。
まず基板32として例えばガラス基板を用意し、この基
板32上に下部電極34の電極材料例えばCrを堆積させて第
一電極層を形成し、この電極層をパターニングして第２
図（Ａ）にも示すように所定の形状に形成した下部電極
34を形成する。下部電極34の電極材料の堆積は、例えば
真空蒸着法或はスパッタ法によって500〜3000Å程度の
層厚の電極層となるように、行なう。
板32上に下部電極34の電極材料例えばCrを堆積させて第
一電極層を形成し、この電極層をパターニングして第２
図（Ａ）にも示すように所定の形状に形成した下部電極
34を形成する。下部電極34の電極材料の堆積は、例えば
真空蒸着法或はスパッタ法によって500〜3000Å程度の
層厚の電極層となるように、行なう。
次に第２図（Ｂ）にも示すように、下部電極34上にａ
−Si、この実施例では例えばノンドープのａ−Si:Hを選
択的に堆積させて半導体層の光電変換膜36を形成する。
−Si、この実施例では例えばノンドープのａ−Si:Hを選
択的に堆積させて半導体層の光電変換膜36を形成する。
この実施例の光電変換膜36の形成は、SiH4を主成分と
する原料ガスを用いたグロー放電法によって膜厚0.5〜
2.0μｍ程度のａ−Siを堆積させることによって行な
う。この際、マスクを用いてａ−Siを選択的に堆積させ
ることによって、所望の形状の光電変換膜36を得ること
ができる。
する原料ガスを用いたグロー放電法によって膜厚0.5〜
2.0μｍ程度のａ−Siを堆積させることによって行な
う。この際、マスクを用いてａ−Siを選択的に堆積させ
ることによって、所望の形状の光電変換膜36を得ること
ができる。
次に光電変換膜36上に透明電極38を形成するための第
二電極層としてZnOスパッタ膜を形成し、この第二電極
をパターニングして第２図（Ｃ）にも示すように所定の
形状に形成した透明電極38を得、よってZnOスパッタ膜
を用いて形成した透明電極38を形成する。
二電極層としてZnOスパッタ膜を形成し、この第二電極
をパターニングして第２図（Ｃ）にも示すように所定の
形状に形成した透明電極38を得、よってZnOスパッタ膜
を用いて形成した透明電極38を形成する。
この実施例では、ｉ）スパッタガスをArガス及びO2ガ
スの混合ガスとしてO2ガスのガス流量がArガスのガス流
量の５％以下のガス流量となるようにし、ii）ターゲッ
トをZnOターゲットとし、iii）パワー密度を0.4W/cm2以
上5W/cm2以下とし、iv）ガス圧を0.13Pa以上1.3Pa以下
とし、ｖ）成膜温度を20℃以上300℃以下としたスパッ
タ条件で、透明電極38のためのZnOスパッタ膜を、スパ
ッタ法によって形成する。ZnOスパッタ膜の膜厚を例え
ば500〜3000Å程度とする。
スの混合ガスとしてO2ガスのガス流量がArガスのガス流
量の５％以下のガス流量となるようにし、ii）ターゲッ
トをZnOターゲットとし、iii）パワー密度を0.4W/cm2以
上5W/cm2以下とし、iv）ガス圧を0.13Pa以上1.3Pa以下
とし、ｖ）成膜温度を20℃以上300℃以下としたスパッ
タ条件で、透明電極38のためのZnOスパッタ膜を、スパ
ッタ法によって形成する。ZnOスパッタ膜の膜厚を例え
ば500〜3000Å程度とする。
このようなスパッタ条件ｉ）〜ｖ）で形成したZnOス
パッタ膜を用いて透明電極38を形成することによって、
実用に適した高い障壁の形成可能な透明電極38を、再現
性良く形成できる。
パッタ膜を用いて透明電極38を形成することによって、
実用に適した高い障壁の形成可能な透明電極38を、再現
性良く形成できる。
透明電極38を形成したのち、次に透明電極38上に例え
ばCrから成る第三電極層及びAlから成る第四電極層を順
次に形成し、次いでこれら第三及び第四電極層をパター
ニングして第１図にも示すように所定の形状に形成した
配線電極40を得る。例えば、第三及び第四電極層を真空
蒸着法によって形成し、第三電極層の層厚を1000〜2000
Å程度及び第四電極層の層厚を１〜２μｍ程度とする。
ばCrから成る第三電極層及びAlから成る第四電極層を順
次に形成し、次いでこれら第三及び第四電極層をパター
ニングして第１図にも示すように所定の形状に形成した
配線電極40を得る。例えば、第三及び第四電極層を真空
蒸着法によって形成し、第三電極層の層厚を1000〜2000
Å程度及び第四電極層の層厚を１〜２μｍ程度とする。
以上のようにして製造された受光素子30は、基板32上
に順次に設けた下部電極34、ａ−Si光電変換膜36及びZn
O透明電極38を備えて成る。尚、透明電極38上には配線
電極40を設け、この配線電極40を、例えば透明電極38上
に順次に積層させたCr層40a及びAl層40bから構成してい
る。
に順次に設けた下部電極34、ａ−Si光電変換膜36及びZn
O透明電極38を備えて成る。尚、透明電極38上には配線
電極40を設け、この配線電極40を、例えば透明電極38上
に順次に積層させたCr層40a及びAl層40bから構成してい
る。
基板32には例えばガラス基板その他の絶縁性を有する
基板を、また下部電極34の形成材料にはCrその他の任意
好適な電極材料を用いる。
基板を、また下部電極34の形成材料にはCrその他の任意
好適な電極材料を用いる。
さらにこの実施例では光電変換膜36を、ノンドープの
ａ−Si:H膜とする。このほか光電変換膜36を、ボロン等
の不純物を任意好適な量だけ添加して形成したｐ型のａ
−Si:H膜としても良いし、ａ−Si:H膜以外のａ−Si膜例
えば弗素化ａ−Si膜としても良い。
ａ−Si:H膜とする。このほか光電変換膜36を、ボロン等
の不純物を任意好適な量だけ添加して形成したｐ型のａ
−Si:H膜としても良いし、ａ−Si:H膜以外のａ−Si膜例
えば弗素化ａ−Si膜としても良い。
そしてこの実施例では受光素子30を、ａ−Si光電変換
膜36及びZnO透明電極38により形成される接合障壁が透
明電極38を下部電極34に対して負の電位にバイアスした
とき電子の注入阻止手段となるような、受光素子とす
る。これらａ−Si光電変換膜36及びZnO透明電極38によ
り形成される接合障壁の種類は必ずしも明らかではない
が、この接合障壁はショットキー障壁であると推定され
る。
膜36及びZnO透明電極38により形成される接合障壁が透
明電極38を下部電極34に対して負の電位にバイアスした
とき電子の注入阻止手段となるような、受光素子とす
る。これらａ−Si光電変換膜36及びZnO透明電極38によ
り形成される接合障壁の種類は必ずしも明らかではない
が、この接合障壁はショットキー障壁であると推定され
る。
ZnOから成る透明電極38とａ−Siから成る光電変換膜3
6とによって障壁を形成するので、従来よりも、障壁高
さの高い障壁を形成できよって透明電極38から光電変換
膜36への電子の注入をより効率よく阻止でき従って暗電
流をより低くできる。またこの実施例の受光素子30によ
れば光電変換率を従来よりも向上できる。光電変換率の
向上は、透明電極38をZnO電極とし光電変換膜36をａ−S
i膜としたことによって、もたらされるものと思われ
る。
6とによって障壁を形成するので、従来よりも、障壁高
さの高い障壁を形成できよって透明電極38から光電変換
膜36への電子の注入をより効率よく阻止でき従って暗電
流をより低くできる。またこの実施例の受光素子30によ
れば光電変換率を従来よりも向上できる。光電変換率の
向上は、透明電極38をZnO電極とし光電変換膜36をａ−S
i膜としたことによって、もたらされるものと思われ
る。
暗電流の低減及び又は光電変換率の向上によって光暗
電流比を従来よりも高くできる。
電流比を従来よりも高くできる。
この実施例の受光素子30はイメージセンサを構成する
のに用いて好適であり例えば、複数個の受光素子30をラ
イン状に（一次元的に）配列することによって密着型イ
メージセンサを構成したり、或は複数個の受光素子30を
二次元的に配列してイメージセンサを構成したりすれば
良い。
のに用いて好適であり例えば、複数個の受光素子30をラ
イン状に（一次元的に）配列することによって密着型イ
メージセンサを構成したり、或は複数個の受光素子30を
二次元的に配列してイメージセンサを構成したりすれば
良い。
複数個の受光素子30をライン状に配列することによっ
て密着型イメージセンサを構成する場合には、下部電極
34及び光電変換膜36を受光素子30の配列方向に延在する
帯状の電極及び膜であって各受光素子30に共通の電極及
び膜とし、さらに透明電極38及び配線電極40を各受光素
子30に対して個別に設けた電極として構成すればよい。
て密着型イメージセンサを構成する場合には、下部電極
34及び光電変換膜36を受光素子30の配列方向に延在する
帯状の電極及び膜であって各受光素子30に共通の電極及
び膜とし、さらに透明電極38及び配線電極40を各受光素
子30に対して個別に設けた電極として構成すればよい。
（電流−電圧特性） 第４図は上述のこの発明の実施例において形成した受
光素子の電流−電圧特性の一例を示す図、第５図は従来
構造の受光素子の電流−電圧特性の一例を示す図である
（但し、実施例及び従来の受光素子の下部電極をCr電
極、光電変換膜をａ−Si:H（ｉ層）膜とし、実施例の受
光素子の透明電極をZnO電極及び従来の受光素子の透明
電極をITO電極とした）。これら図の縦軸に電流密度
（単位A/cm2）を常用対数で示し及び横軸にバイアス電
圧（透明電極の電位から下部電極の電位を引いたときの
電位差）を示した。またこれら図において曲線DI及びDP
は受光素子に発光素子からの光を入力しないようにした
状態（遮光状態）で下部電極及び透明電極間に流れる電
流（暗電流）と、バイアス電圧との関係を表し、さらに
曲線PI及びPPは受光素子に発光素子からの光が入力でき
るようにした状態（入射状態）で下部電極及び透明電極
間に流れる電流（光電流）と、バイアス電圧との関係を
表す。尚、発光素子としては発振波長555nm及び出力20
μW/cm2の発光ダイオード（LED）を用いた。
光素子の電流−電圧特性の一例を示す図、第５図は従来
構造の受光素子の電流−電圧特性の一例を示す図である
（但し、実施例及び従来の受光素子の下部電極をCr電
極、光電変換膜をａ−Si:H（ｉ層）膜とし、実施例の受
光素子の透明電極をZnO電極及び従来の受光素子の透明
電極をITO電極とした）。これら図の縦軸に電流密度
（単位A/cm2）を常用対数で示し及び横軸にバイアス電
圧（透明電極の電位から下部電極の電位を引いたときの
電位差）を示した。またこれら図において曲線DI及びDP
は受光素子に発光素子からの光を入力しないようにした
状態（遮光状態）で下部電極及び透明電極間に流れる電
流（暗電流）と、バイアス電圧との関係を表し、さらに
曲線PI及びPPは受光素子に発光素子からの光が入力でき
るようにした状態（入射状態）で下部電極及び透明電極
間に流れる電流（光電流）と、バイアス電圧との関係を
表す。尚、発光素子としては発振波長555nm及び出力20
μW/cm2の発光ダイオード（LED）を用いた。
第４図に示す従来の受光素子の特性では暗電流が非常
に高くなり電子の注入を実用上充分に阻止できる高さの
接合障壁が形成されていないことが理解できる。
に高くなり電子の注入を実用上充分に阻止できる高さの
接合障壁が形成されていないことが理解できる。
従来の受光素子にあっては、第４図に示す場合よりも
低い暗電流の受光素子を形成できる場合もあるが、より
低い暗電流のもののみを再現性良く形成することは難し
く暗電流の高いものができやすい。また従来の受光素子
では、暗電流の高いものと低いものとができて光暗電流
比が高くなったり低くなったりし、従って素子特性に大
きなばらつきを生じてしまう。
低い暗電流の受光素子を形成できる場合もあるが、より
低い暗電流のもののみを再現性良く形成することは難し
く暗電流の高いものができやすい。また従来の受光素子
では、暗電流の高いものと低いものとができて光暗電流
比が高くなったり低くなったりし、従って素子特性に大
きなばらつきを生じてしまう。
一方、第３図に示すこの実施例の受光素子の特性では
暗電流が非常に低くなり高い接合障壁が形成されて、暗
電流が従来より低くなっていることが理解できる。さら
に第３図及び第４図にも示すように、この実施例の受光
素子における光電流及び暗電流の差は、従来の受光素子
における光電流及び暗電流の差よりも大きくなり、この
ことから光電変換率が従来よりも向上していることが推
察される。暗電流が低くなり及び又は光電変換率が高く
なることによって、光暗電流比は従来よりも高くなる。
暗電流が非常に低くなり高い接合障壁が形成されて、暗
電流が従来より低くなっていることが理解できる。さら
に第３図及び第４図にも示すように、この実施例の受光
素子における光電流及び暗電流の差は、従来の受光素子
における光電流及び暗電流の差よりも大きくなり、この
ことから光電変換率が従来よりも向上していることが推
察される。暗電流が低くなり及び又は光電変換率が高く
なることによって、光暗電流比は従来よりも高くなる。
したも上述のようなスパッタ条件ｉ）〜ｖ）で形成し
たZnOスパッタ膜を用いて透明電極を形成することによ
って、第３図に示すような特性を有する受光素子を再現
性良く形成でき受光素子の素子特性のばらつきを従来よ
り小さくできることが実験的に確認できた。
たZnOスパッタ膜を用いて透明電極を形成することによ
って、第３図に示すような特性を有する受光素子を再現
性良く形成でき受光素子の素子特性のばらつきを従来よ
り小さくできることが実験的に確認できた。
従って光暗電流比の高い受光素子であって、素子特性
のばらつきが少ない受光素子を再現性よく作成できる。
のばらつきが少ない受光素子を再現性よく作成できる。
上述した実施例では、この発明の理解を深めるために
特定の数値的条件、特定の形成方法、特定の形成材料で
形成した例につき説明したが、これら数値的条件、形成
方法及び形成材料は一例にすぎず、従ってこの発明は上
述した実施例にのみ限定されずこれら数値的条件、形成
方法及び形成材料をこの発明の目的の範囲内において任
意好適に変更できる。
特定の数値的条件、特定の形成方法、特定の形成材料で
形成した例につき説明したが、これら数値的条件、形成
方法及び形成材料は一例にすぎず、従ってこの発明は上
述した実施例にのみ限定されずこれら数値的条件、形成
方法及び形成材料をこの発明の目的の範囲内において任
意好適に変更できる。
また各構成成分の寸法、形状、構成及び配設位置を任
意好適に変更できる。例えば下部電極を一層構造の電極
とするのみならず多層例えば二層の構造の電極としても
よいし、配線電極を二層構造の電極のみならず、一層或
は二層を越える多層構造の電極としてもよい。また透明
電極を光電変換膜上に設けたZnO層と、このZnO層上に一
層或は多層に設けた電極層とから構成するようにしても
よい。
意好適に変更できる。例えば下部電極を一層構造の電極
とするのみならず多層例えば二層の構造の電極としても
よいし、配線電極を二層構造の電極のみならず、一層或
は二層を越える多層構造の電極としてもよい。また透明
電極を光電変換膜上に設けたZnO層と、このZnO層上に一
層或は多層に設けた電極層とから構成するようにしても
よい。
（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、下部電極、ａ−
Si光電変換膜及びZnO透明電極を順次に備えて成る受光
素子を製造するに当り、次に述べるようなスパッタ条件
〜のものとで形成したZnOスパッタ膜を用いて透明
電極を形成する。
Si光電変換膜及びZnO透明電極を順次に備えて成る受光
素子を製造するに当り、次に述べるようなスパッタ条件
〜のものとで形成したZnOスパッタ膜を用いて透明
電極を形成する。
スパッタ条件： スパッタガスをArガス及びO2ガスの混合ガスとしてO2
ガスのガス流量がArガスのガス流量の５％以下のガス流
量となるようにする。
ガスのガス流量がArガスのガス流量の５％以下のガス流
量となるようにする。
ターゲットをZnOターゲットとする。
パワー密度を0.4W/cm2以上5W/cm2以下とする。
ガス圧を0.13Pa以上1.3Pa以下とする。
成膜温度を20℃以上300℃以下とする。
このようなスパッタ条件〜でZnOスパッタ膜を形
成することによって、実用に適した高い障壁の形成可能
な透明電極を、再現性良く形成できる。
成することによって、実用に適した高い障壁の形成可能
な透明電極を、再現性良く形成できる。
また、このようにして製造される受光素子において
は、ａ−Si光電変換膜とZnO透明電極とによって高い接
合障壁を形成できるので暗電流の低減が図れる。さらに
透明電極をZnO電極とし光電変換膜をａ−Si膜とするこ
とによって光電変換率の向上をもたらすことができると
思われる。暗電流の低減及び又は光電変換率の向上によ
って光暗電流比の向上を図れ、これがため従来よりも光
暗電流比が高くなる受光素子を提供できる。
は、ａ−Si光電変換膜とZnO透明電極とによって高い接
合障壁を形成できるので暗電流の低減が図れる。さらに
透明電極をZnO電極とし光電変換膜をａ−Si膜とするこ
とによって光電変換率の向上をもたらすことができると
思われる。暗電流の低減及び又は光電変換率の向上によ
って光暗電流比の向上を図れ、これがため従来よりも光
暗電流比が高くなる受光素子を提供できる。
また、スパッタ条件のように、スパッタガスをArガ
ス及びO2ガスの混合ガスとし、Arガスのガス流量に対す
るO2ガスのガス流量を５％以下にしてあるため、このZn
Oスパッタ膜を、透明電極として使用可能な抵抗率およ
び膜質を有する膜とすることができる。
ス及びO2ガスの混合ガスとし、Arガスのガス流量に対す
るO2ガスのガス流量を５％以下にしてあるため、このZn
Oスパッタ膜を、透明電極として使用可能な抵抗率およ
び膜質を有する膜とすることができる。
第１図はこの発明の実施例の説明に供する図、 第２図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の実施例の説明に供す
る図、 第３図はこの発明の実施例によって得た受光素子の電流
−電圧特性を示す図、 第４図は従来の受光素子の電流−電圧特性を示す図、 第５図は従来の受光素子の説明に供する図である。 30…受光素子、32…絶縁物基板 34…下部電極、36…ａ−Si光電変換膜 38…ZnO透明電極、40…配線電極。
る図、 第３図はこの発明の実施例によって得た受光素子の電流
−電圧特性を示す図、 第４図は従来の受光素子の電流−電圧特性を示す図、 第５図は従来の受光素子の説明に供する図である。 30…受光素子、32…絶縁物基板 34…下部電極、36…ａ−Si光電変換膜 38…ZnO透明電極、40…配線電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 勝昭 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 正信 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 澤井 秀夫 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−7169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−30876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−775（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/10 H01L 21/28 H01L 21/44
Claims (1)
- 【請求項１】下部電極、ａ−Si光電変換膜及びZnO透明
電極を順次に備えて成る受光素子を製造するに当り、 スパッタガスをArガス及びO2ガスの混合ガスとしてO2ガ
スのガス流量がArガスのガス流量の５％以下のガス流量
となるようにし、 ターゲットをZnOターゲットとし、 パワー密度を0.4W/cm2以上5W/cm2以下とし、 ガス圧を0.13Pa以上1.3Pa以下とし、 成膜温度を20℃以上300℃以下としてZnOスパッタ膜を形
成し、 該ZnOスパッタ膜を用いて前記ZnO透明電極を形成するこ
とを特徴とする受光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1008939A JP2750140B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 受光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1008939A JP2750140B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 受光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02189973A JPH02189973A (ja) | 1990-07-25 |
| JP2750140B2 true JP2750140B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=11706640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1008939A Expired - Lifetime JP2750140B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 受光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2750140B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4623601A (en) * | 1985-06-04 | 1986-11-18 | Atlantic Richfield Company | Photoconductive device containing zinc oxide transparent conductive layer |
| JPS6230876A (ja) * | 1985-07-30 | 1987-02-09 | Ricoh Co Ltd | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
| JPS64775A (en) * | 1987-02-23 | 1989-01-05 | Oki Electric Ind Co Ltd | Photoelectric converter |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1008939A patent/JP2750140B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02189973A (ja) | 1990-07-25 |
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