JPH01173657A - 非晶質シリコン光センサー - Google Patents
非晶質シリコン光センサーInfo
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- JPH01173657A JPH01173657A JP62331507A JP33150787A JPH01173657A JP H01173657 A JPH01173657 A JP H01173657A JP 62331507 A JP62331507 A JP 62331507A JP 33150787 A JP33150787 A JP 33150787A JP H01173657 A JPH01173657 A JP H01173657A
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- Japan
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- amorphous silicon
- optical sensor
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- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims abstract description 8
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/095—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation comprising amorphous semiconductors
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は基板上の金属電極と透明電極との間に多層構造
の非晶質シリコン層を備えた非晶質シリコン光センサー
に関する。
の非晶質シリコン層を備えた非晶質シリコン光センサー
に関する。
一般に、非晶質シリコン系のサンドインチ構造の光セン
サーは高密度、高速化が可能な素子として開発されてい
るが、Ｓ／Ｎを大きくするために暗電流を低く抑えるこ
と、および光照射時のセンサーに入射する光量の損失を
小さくすることが重要である。従来、暗電流を減少させ
る手段としてＭＩＳ型光センサーが提案されているが、
絶縁膜を１００Å以下に薄くする必要があり、成膜の点
および加工の点で素子特性の均一化が難しく、歩留りが
低くなるものであった（特開昭５７−１０６１７９号、
特開昭５６−２６４７８号）。また、特開昭５６−１４
２６８号では非晶質シリコン層に酸素原子および荷電子
濃度制御用の不純物を添加することにより光学ギャップ
を広げることが提案されているが、光学ギャップが１．
８５〜１．９５ｅＶの範囲で光導電性を示すが、２．Ｏ
ｅＶ以上では光導電性を示さず、高いＳ／Ｎを得るのが
困難であった。そこで、特開昭６１−２３６１７３号で
は非晶質シリコン層に酸素原子および炭素原子を含有さ
せ、２．ＯｅＶ以上でも光フ電性を有する高出力光セン
サーが提案されている。しかし、このものは光によって
発生したキャリアのうち正孔が酸化膜の障壁で阻止され
るため、応答速度が遅くなるという問題点を有するもの
であった。
サーは高密度、高速化が可能な素子として開発されてい
るが、Ｓ／Ｎを大きくするために暗電流を低く抑えるこ
と、および光照射時のセンサーに入射する光量の損失を
小さくすることが重要である。従来、暗電流を減少させ
る手段としてＭＩＳ型光センサーが提案されているが、
絶縁膜を１００Å以下に薄くする必要があり、成膜の点
および加工の点で素子特性の均一化が難しく、歩留りが
低くなるものであった（特開昭５７−１０６１７９号、
特開昭５６−２６４７８号）。また、特開昭５６−１４
２６８号では非晶質シリコン層に酸素原子および荷電子
濃度制御用の不純物を添加することにより光学ギャップ
を広げることが提案されているが、光学ギャップが１．
８５〜１．９５ｅＶの範囲で光導電性を示すが、２．Ｏ
ｅＶ以上では光導電性を示さず、高いＳ／Ｎを得るのが
困難であった。そこで、特開昭６１−２３６１７３号で
は非晶質シリコン層に酸素原子および炭素原子を含有さ
せ、２．ＯｅＶ以上でも光フ電性を有する高出力光セン
サーが提案されている。しかし、このものは光によって
発生したキャリアのうち正孔が酸化膜の障壁で阻止され
るため、応答速度が遅くなるという問題点を有するもの
であった。
本発明は高出力、換言すれば高Ｓ／Ｎでしかも高速応答
性に優れた非晶質シリコン光センサーを提供することを
目的とするものである。
性に優れた非晶質シリコン光センサーを提供することを
目的とするものである。
本発明者は上記課題のもとで継続的研究を行っているが
、その過程で、特開昭６１−２３６１７３号における第
１の非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓユという）層の間に
、ホウ素、酸素、水素および炭素を含有したａ−Ｓｉ層
を設けることにより高速応答速度が得られ、またＩＴ○
（透明電極）との接合障壁の安定性も増すことに着目し
、このものがホウ素のドーピングにより光学ギャップが
減少し、ホウ素を含んだａ−３ｉ層の分光透過率が変化
し、入射光量の損失を招くという欠点を解消すべく種々
検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。
、その過程で、特開昭６１−２３６１７３号における第
１の非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓユという）層の間に
、ホウ素、酸素、水素および炭素を含有したａ−Ｓｉ層
を設けることにより高速応答速度が得られ、またＩＴ○
（透明電極）との接合障壁の安定性も増すことに着目し
、このものがホウ素のドーピングにより光学ギャップが
減少し、ホウ素を含んだａ−３ｉ層の分光透過率が変化
し、入射光量の損失を招くという欠点を解消すべく種々
検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明のａ−３ｉ光センサーは基板上の金属
電極と透明電極との間に多層構造のａ−３ｉ層を備えた
層構成によりなり、その特徴とするところは金属電極上
にノンドープミー３ｉ層、第２のａ−８ｉ層および第１
のａ−３ｉ層が順次形成され、第１のａ−３ｉ層が第２
のａ−３ｉ層に比べ、ホウ素原子および酸素原子を多く
含み、これら第１および第２のａ−Ｓｉ層が共に透明電
極と接していることにある。
電極と透明電極との間に多層構造のａ−３ｉ層を備えた
層構成によりなり、その特徴とするところは金属電極上
にノンドープミー３ｉ層、第２のａ−８ｉ層および第１
のａ−３ｉ層が順次形成され、第１のａ−３ｉ層が第２
のａ−３ｉ層に比べ、ホウ素原子および酸素原子を多く
含み、これら第１および第２のａ−Ｓｉ層が共に透明電
極と接していることにある。
第１図および第２図は本発明に係る光センサーの実施例
を示すものであり、これらの図において、１は透明電極
、２は第１ａ−３ｉ層、３は第２ａ−３ｉ層、４はａ−
Ｓｉ層、５は金属電極、６は基板をそれぞれ示す。
を示すものであり、これらの図において、１は透明電極
、２は第１ａ−３ｉ層、３は第２ａ−３ｉ層、４はａ−
Ｓｉ層、５は金属電極、６は基板をそれぞれ示す。
ここで、透明電極１にはＩＴ○、Ｓｎ○２等が使用され
、膜厚１０００〜２０００人に形成されている。
、膜厚１０００〜２０００人に形成されている。
そして第２ａ−５ｉ層３は特開昭６１−２３６１７３号
で開示されるような酸素原子および炭素原子を含有し、
光学ギャップ２．ＯｅＶ以上で１０１２〜１０”Ω印の
抵抗率と光導電性を有するドープトａ −８１からなる
。この第２ａ−８ｉ層３の厚さは１００〜１０００人と
する。また、第１ａ−３ｉ層２はホウ素原子、酸素原子
、水素原子および炭素原子をドープし、光学ギャップ２
．ＯｅＶ以上で１０’〜１０１５Ω■の抵抗率と光導電
性を有するドープトａ−３ｉからなり、膜厚１００〜１
０００人形成される。そして、これら第１ａ−８ｉ層２
および第２ａ−３ｉ層３は共に透明電極に接するよう第
１ａ−３ｉ層２を適宜パターニングしである。ａ−３ｉ
層４はノンドープのａ−３ｉからなり、その膜厚は１．
０〜２．０μｍとする。
で開示されるような酸素原子および炭素原子を含有し、
光学ギャップ２．ＯｅＶ以上で１０１２〜１０”Ω印の
抵抗率と光導電性を有するドープトａ −８１からなる
。この第２ａ−８ｉ層３の厚さは１００〜１０００人と
する。また、第１ａ−３ｉ層２はホウ素原子、酸素原子
、水素原子および炭素原子をドープし、光学ギャップ２
．ＯｅＶ以上で１０’〜１０１５Ω■の抵抗率と光導電
性を有するドープトａ−３ｉからなり、膜厚１００〜１
０００人形成される。そして、これら第１ａ−８ｉ層２
および第２ａ−３ｉ層３は共に透明電極に接するよう第
１ａ−３ｉ層２を適宜パターニングしである。ａ−３ｉ
層４はノンドープのａ−３ｉからなり、その膜厚は１．
０〜２．０μｍとする。
これら、第１ａ−Ｓｉ層２．第２ａ−３ｉｆｆ３および
ａ−Ｓｉ層４はプラズマＣＶＤ法により形成でき、その
原料ガスを調整することにより、ドーパントが選択され
る。ちなみに第２ａ−８１層３の成膜時の原料ガスはＳ
ｉＨ４＋Ｈ２＋Ｃ○２を主体とし、これに少量のＢ２Ｈ
，を混入してもよい。ただし、第２ａ−３ｉ層３中のホ
ウ素原子および酸素原子は第１ａ−８ｉ層２中のそれら
より多くてはならない、そして、第１ａ−３ｉ層２の成
膜時の原料ガスはＳｉＨ４＋Ｈ２＋Ｃ○２＋Ｂ２Ｈ，を
主体とするものを使用する。そして、第１ａ−８ｉ層２
中のホウ素のドープ量は１００〜１５００ｐｐｍ程度と
する。金属電極５はＣｒ、Ａｎ、ＮｉＣｒ等を１０００
〜２０００人成膜して形成される。
ａ−Ｓｉ層４はプラズマＣＶＤ法により形成でき、その
原料ガスを調整することにより、ドーパントが選択され
る。ちなみに第２ａ−８１層３の成膜時の原料ガスはＳ
ｉＨ４＋Ｈ２＋Ｃ○２を主体とし、これに少量のＢ２Ｈ
，を混入してもよい。ただし、第２ａ−３ｉ層３中のホ
ウ素原子および酸素原子は第１ａ−８ｉ層２中のそれら
より多くてはならない、そして、第１ａ−３ｉ層２の成
膜時の原料ガスはＳｉＨ４＋Ｈ２＋Ｃ○２＋Ｂ２Ｈ，を
主体とするものを使用する。そして、第１ａ−８ｉ層２
中のホウ素のドープ量は１００〜１５００ｐｐｍ程度と
する。金属電極５はＣｒ、Ａｎ、ＮｉＣｒ等を１０００
〜２０００人成膜して形成される。
このような光センサーでは透明電極１が第１ａ−８ｉ層
２と接する部分は高応答速度エリアとなり、透明電極１
が第２ａ−３ｉ層３と接する部分は高山カニリアとなる
。従って、この光センサーに上部から光が入射した場合
、ａ−３ｉ層の深さが０．５μｍ程度の間でキャリア（
電子と正孔）が生成され、電子は■に設定された金属電
極５に流れ込み、一方、正孔はｅに設定された透明電極
１に向かうが、この時は高応答速度エリアを通して速や
かに流れ込む。
２と接する部分は高応答速度エリアとなり、透明電極１
が第２ａ−３ｉ層３と接する部分は高山カニリアとなる
。従って、この光センサーに上部から光が入射した場合
、ａ−３ｉ層の深さが０．５μｍ程度の間でキャリア（
電子と正孔）が生成され、電子は■に設定された金属電
極５に流れ込み、一方、正孔はｅに設定された透明電極
１に向かうが、この時は高応答速度エリアを通して速や
かに流れ込む。
ここで、第１図および第２図に示したような本発明例と
、これと第１ａ−８ｉ層なしの光センサー（Ａタイプ）
および第１ａ−８ｉ層が全面を覆っている光センサ−（
Ｂタイプ）における光応答性（Ｆｒ）および光電流のグ
ラフを第３図および第４図に示す、これら第３図および
第４図より本発明例の光センサーは光応答性および光電
流とも満足できるものであることがわかる。
、これと第１ａ−８ｉ層なしの光センサー（Ａタイプ）
および第１ａ−８ｉ層が全面を覆っている光センサ−（
Ｂタイプ）における光応答性（Ｆｒ）および光電流のグ
ラフを第３図および第４図に示す、これら第３図および
第４図より本発明例の光センサーは光応答性および光電
流とも満足できるものであることがわかる。
なお、第３図の光応答性は第５図に示すＡおよびＢの値
からＦｒ＝Ｂ／ＡＸ１００ （％）で表わした。
からＦｒ＝Ｂ／ＡＸ１００ （％）で表わした。
以上のような本発明によれば、高量カニリアと高応答速
度エリアを同一ビット内に設けているため、高Ｓ／Ｎと
高応答速度を満足する光センサーが得られる。
度エリアを同一ビット内に設けているため、高Ｓ／Ｎと
高応答速度を満足する光センサーが得られる。
第１図および第２図は本発明に係る光センサーの層構成
を示す断面説明図である。 第３図は本発明例と比較例とを比較した光応答性を示す
関係図である。 第４図は本発明と比較例とを比較した光電流を示す関係
図である。 第５図は第３図における光応答性の算出例を示す関係図
である。 １・・・透明電極 ２・・・第１ａ−３ｉ
３・・・第２ａ−５ｉ層 ４−ａ−３ｉ層５・・
・金属電極 ６・・・基板市１ 図 馬３巴 篤５回 センを 光パハ ν寿間 帛２曹 嵩４図 す出カイ３号 ノス
を示す断面説明図である。 第３図は本発明例と比較例とを比較した光応答性を示す
関係図である。 第４図は本発明と比較例とを比較した光電流を示す関係
図である。 第５図は第３図における光応答性の算出例を示す関係図
である。 １・・・透明電極 ２・・・第１ａ−３ｉ
３・・・第２ａ−５ｉ層 ４−ａ−３ｉ層５・・
・金属電極 ６・・・基板市１ 図 馬３巴 篤５回 センを 光パハ ν寿間 帛２曹 嵩４図 す出カイ３号 ノス
Claims (1)
- １、基板上の金属電極と透明電極との間に多層構造の非
晶質シリコン層を備えた層構成よりなる非晶質シリコン
光センサーにおいて、金属電極上にノンドープ非晶質シ
リコン層、第２の非晶質シリコン層および第１の非晶質
シリコン層が順次形成され、第１の非晶質シリコン層が
第２の非晶質シリコン層に比べ、ホウ素原子および酸素
原子を多く含み、これら第１および第２の非晶質シリコ
ン層が共に透明電極と接していることを特徴とする非晶
質シリコン光センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331507A JPH01173657A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 非晶質シリコン光センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331507A JPH01173657A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 非晶質シリコン光センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01173657A true JPH01173657A (ja) | 1989-07-10 |
Family
ID=18244413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331507A Pending JPH01173657A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 非晶質シリコン光センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01173657A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1162609A2 (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-12 | Sony Corporation | Disc reproducing apparatus and disc reproducing method |
| KR101019056B1 (ko) * | 2010-09-13 | 2011-03-07 | 대경테크 주식회사 | 고충격 낙하시험 장치 |
-
1987
- 1987-12-26 JP JP62331507A patent/JPH01173657A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1162609A2 (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-12 | Sony Corporation | Disc reproducing apparatus and disc reproducing method |
| EP1162609A3 (en) * | 2000-06-07 | 2004-06-02 | Sony Corporation | Disc reproducing apparatus and disc reproducing method |
| KR101019056B1 (ko) * | 2010-09-13 | 2011-03-07 | 대경테크 주식회사 | 고충격 낙하시험 장치 |
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