JPH01278077A - Photosensor - Google Patents

Photosensor

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JPH01278077A
JPH01278077A JP63108011A JP10801188A JPH01278077A JP H01278077 A JPH01278077 A JP H01278077A JP 63108011 A JP63108011 A JP 63108011A JP 10801188 A JP10801188 A JP 10801188A JP H01278077 A JPH01278077 A JP H01278077A
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JP
Japan
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substrate
bias voltage
light
laminate
amorphous semiconductor
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Application number
JP63108011A
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Japanese (ja)
Inventor
Noritoshi Yamaguchi
文紀 山口
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect the intensity of detected light of the central part and the peripheral part of a substrate by using one substrate, by forming one laminated member at the central part of the substrate, and forming the other laminated member on the peripheral part, so as to surround the central member. CONSTITUTION:On the central part A and the peripheral part B of a rectangular transparent substrate 1, laminated members (a), (b) composed of an amorphous semiconductor 3 of PIN junction are formed and constituted, respectively. The layer 3 is sandwiched by a transparent common electrode 2 and conducting films 4a, 4b for applying a bias voltage. When the light to be detected enters, the polarity of the bias voltage applied to the conducting films 4a, 4b is inverted. Thereby, the light quantity intensities of light flux of the central part A and the peripheral part B are independently and simultaneously measured, and a highly precise photosensor is realized. Further, the external circuit of an equipment to mount the photosensor also is simplified.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 本発明者は、先に、透明導電膜を被着した透明基板上に
、P−1−N接合した非晶質半導体層及び金属電極から
成る積層体を複数個形成して構成された光センサーを提
案した(特願昭62−331620号)。即ち、透明基
板上にP−I−N接合した非晶質半導体層を有する8J
3体のダイオードが逆方向に抱き合わせた構造となって
いた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Background of the Invention] The present inventor first developed a laminated layer consisting of an amorphous semiconductor layer and a metal electrode that were P-1-N bonded on a transparent substrate coated with a transparent conductive film. He proposed an optical sensor composed of a plurality of bodies (Japanese Patent Application No. 331620/1983). That is, 8J has an amorphous semiconductor layer connected by P-I-N on a transparent substrate.
It had a structure in which three diodes were tied together in opposite directions.

第5図(a)、  (b)はその光センサーの構造を示
す断面図及び平面図である。
FIGS. 5(a) and 5(b) are a sectional view and a plan view showing the structure of the optical sensor.

透明基板51はガラス、透光性セラミックなどから成り
、該透明基板51の一生面には透明導電膜52が被着さ
れている。
The transparent substrate 51 is made of glass, translucent ceramic, or the like, and a transparent conductive film 52 is adhered to the entire surface of the transparent substrate 51.

透明導電膜52は酸化錫、酸化インジウム、酸゛′ 化
インジウム・錫などの金属酸化物膜で形成され、透明基
板51の一生面の少な(とも積層体x、  yに共通の
膜となるように形成されている。
The transparent conductive film 52 is formed of a metal oxide film such as tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, etc., and is made of a metal oxide film such as tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, etc. is formed.

非晶質半導体層53は、少なくとも金属電極54X、5
4yが形成される積層体x、  y部分には、P−I−
N接合が形成されている。
The amorphous semiconductor layer 53 has at least metal electrodes 54X, 5
P-I-
An N junction is formed.

金属電極54x、54yは、非晶質半導体層53上に矩
形形状で所定間隔を置いて形成されている。
The metal electrodes 54x, 54y are formed on the amorphous semiconductor layer 53 in a rectangular shape and spaced apart from each other by a predetermined distance.

そして、金属電極54x、54y間に外部回路(図示せ
ず)から一定のバイアス電圧を印加しておく。
Then, a constant bias voltage is applied between the metal electrodes 54x and 54y from an external circuit (not shown).

上述の構成の光センサーは、P−1−N接合された積層
体x、  yであるダイオードが抱き合わされた構造に
なっている。
The optical sensor having the above-mentioned structure has a structure in which diodes, which are P-1-N junction laminated bodies x and y, are tied together.

今、積層体Xの金属電極54xに+、積層体yの金属電
極54yに−でバイアス電圧をかけておくと、積層体X
側には逆バイアス、積層体y側には順バイアスがかかる
ことになる。
Now, if a + bias voltage is applied to the metal electrode 54x of the laminate X and a - bias voltage is applied to the metal electrode 54y of the laminate y, the laminate
A reverse bias is applied to the y side of the stack, and a forward bias is applied to the y side of the stack.

バイアス印加による電流は、積層体Xの金属電極54x
−非晶質半導体層のN層53N−I層531−2層53
P−透明導電膜52−積層体yの非晶質半導体層の2層
53P−I層53I−N層53N−金属電極54yに流
れる。即ち金属電極54x、54y間の抵抗は積層体X
の逆方向抵抗と積層体yの順方向抵抗の和になるが、明
状態においては、積層体Xには逆方向光電流が発生し、
積層体yは順バイアスなので、積層体Xの逆方向光電流
の変化が、光センサーの抵抗変化としてはたらく。この
ため、光センサー全体において、見かけ主光照射により
抵抗が下がったことになり、光導電型センサーのように
はたらく。これにより照度−抵抗値特性がリニアとなる
The current due to the bias application is applied to the metal electrode 54x of the laminate X.
-N layer 53N-I layer 531-2 layer 53 of the amorphous semiconductor layer
P-transparent conductive film 52-two layers of amorphous semiconductor layer of stacked body y 53P-I layer 53I-N layer 53N-metal electrode 54y. That is, the resistance between the metal electrodes 54x and 54y is
is the sum of the reverse resistance of y and the forward resistance of laminate y, but in the bright state, a reverse photocurrent is generated in laminate X,
Since the stacked body y is forward biased, a change in the reverse photocurrent of the stacked body X acts as a resistance change of the optical sensor. Therefore, the resistance of the entire optical sensor is reduced by the apparent principal light irradiation, and it functions like a photoconductive sensor. This makes the illuminance-resistance value characteristic linear.

即ち、明状態においては、積層体x、yのうち、逆バイ
アス方向となる積層体Xのみが光センサーの抵抗変化に
寄与し、積層体yは太き(寄与しない。
That is, in the bright state, among the stacked bodies x and y, only the stacked body X in the reverse bias direction contributes to the resistance change of the optical sensor, and the stacked body y is thick (does not contribute).

しかじも、上述の光センサーは、P−I−N接合された
積層体x、  yであるダイオードが抱き合わされた構
造になっているために、両積層体X。
However, since the above-mentioned optical sensor has a structure in which diodes, which are P-I-N junctioned stacked bodies x and y, are tied together, both stacked bodies X and Y are stacked together.

yに光が照射される入射光強度は検出できるものの、入
射光の強度分布は検出できなかった。たとえば、カメラ
の露出用の光センサーの場合、ファインダーを通してカ
メラに導入された光束(結像光)を単独でしか検出でき
ず、周囲光の強い中の被写体を測光すると、強い周囲光
量に露出が合い、被写体が暗くなったりしていた。
Although it was possible to detect the intensity of the incident light that irradiated light onto y, the intensity distribution of the incident light could not be detected. For example, in the case of a camera's exposure light sensor, it can only detect the light flux (imaging light) introduced into the camera through the viewfinder, and when metering a subject in strong ambient light, the exposure will be affected by the strong ambient light. The subject was sometimes darkened.

〔本発明の目的〕[Object of the present invention]

本発明は、上述の光センサーの背景に鑑み案出されたも
のであり、その目的は検出したい入射光の中央部分と、
周縁部分とで光量強度を検出し、より精度の高い光セン
サーを提供するものである。
The present invention was devised in view of the background of the above-mentioned optical sensor, and its purpose is to detect the central part of the incident light to be detected,
This provides a more accurate optical sensor that detects the amount and intensity of light at the peripheral edge.

〔問題点を解決するための具体的な手段〕本発明によれ
ば、上述の目的を達成するために、部分及び周縁部分に
対応する非晶質半導体層上に2つの導電膜を形成すると
ともに、該2つの導電股間にバイアス電圧を印加し、少
な(とも光検出時にバイアス電圧の極性を反転させるこ
とを特徴とする光センサーが提供される。
[Specific means for solving the problem] According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, two conductive films are formed on the amorphous semiconductor layer corresponding to the portion and the peripheral portion, and , there is provided an optical sensor characterized in that a bias voltage is applied between the two conductive legs, and the polarity of the bias voltage is reversed at the time of light detection.

〔作用〕[Effect]

上述の手段により、基板の中央部分と、周縁部分との2
つの積層体のうち、バイアス電圧に対して逆バイアスと
なっている一方の積層体が、光センサーの抵抗変化に寄
与し、バイアス電圧の印加方向、即ちバイアス電圧を反
転すれば、他方の積層体が、光センサーの抵抗変化に寄
与す°ることになる。このため、基板の中央部分に一方
のME体、該積層体を取り囲むように周縁部分に他方の
積層体が形成されているので、基板に検出光が入射され
ている時にバイアス電圧を反転することにより、基板の
中央部分及び周縁部分の検出光の強度を一枚の基板で検
出できることになる。
By the above-mentioned means, the center portion and the peripheral portion of the substrate are separated.
Among the two stacked bodies, one stacked body that is reverse biased with respect to the bias voltage contributes to the resistance change of the optical sensor, and if the direction of application of the bias voltage, that is, the bias voltage is reversed, the other stacked body will contribute to the resistance change of the optical sensor. For this reason, one ME body is formed in the center of the substrate, and the other laminate is formed at the peripheral edge so as to surround the laminate, so that the bias voltage can be reversed when detection light is incident on the substrate. As a result, the intensity of the detection light at the center portion and the peripheral portion of the substrate can be detected using a single substrate.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の光センサーを図面に基づいて詳細に説明
する。
Hereinafter, the optical sensor of the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第1図(a)、  (b)は本発明に係る光センサーの
構造を示す断面構造図及び平面図である。
FIGS. 1(a) and 1(b) are a cross-sectional structural diagram and a plan view showing the structure of an optical sensor according to the present invention.

本発明の光センサーは、矩形状の透明基板1上の中央部
分Aと、周縁部分Bとに、夫々透明導電膜2を共通とし
て、該透明導電膜2及びバイアス電圧を印加する導電膜
4a、4bとで挟持されたP−I−N接合の非晶質半導
体層3から成る積層体a、bが形成され、構成されてい
る。
In the optical sensor of the present invention, a transparent conductive film 2 is shared between a central portion A and a peripheral portion B of a rectangular transparent substrate 1, and a conductive film 4a to which a bias voltage is applied; Laminated bodies a and b each consisting of the amorphous semiconductor layer 3 of the P-I-N junction sandwiched by the amorphous semiconductor layer 4b are formed and configured.

そして、検出光が入射されると、導電膜4a。Then, when the detection light is incident, the conductive film 4a.

4bに印加されるバイアス電圧の極性を反転するもので
ある。
This is to invert the polarity of the bias voltage applied to 4b.

絶縁基板1はガラス、透光性セラミックなどから成り、
該絶縁基板1の一生面には第1の導電膜である透明導電
膜2が被着されている。
The insulating substrate 1 is made of glass, translucent ceramic, etc.
A transparent conductive film 2, which is a first conductive film, is adhered to the whole surface of the insulating substrate 1.

第1の導電膜である透明導電膜2は酸化錫、酸化インジ
ウム、酸化インジウム錫などの金属酸化物膜で形成され
、透明基板1の一生面の少な(とも中央部分Aの積層体
a、周縁部分Bの積層体すに共通の膜となるように形成
されている。具体的には透明基板1の一主面上にマスク
を装着した後、上述の全屈酸化物膜を被着したり、絶縁
基板1の一主面上に金属酸化物膜を被着した後、レジス
ト・エツチング処理したりして所定形状に形成されてい
る。
The transparent conductive film 2, which is the first conductive film, is formed of a metal oxide film such as tin oxide, indium oxide, or indium tin oxide. It is formed to be a film common to the laminate of part B. Specifically, after a mask is attached to one main surface of the transparent substrate 1, the above-mentioned fully curved oxide film is deposited. After a metal oxide film is deposited on one main surface of the insulating substrate 1, it is formed into a predetermined shape by resist etching.

非晶質半導体層3は、少なくとも導電膜4a、4bが形
成される積層体a、  b部分には、第1の導電型、第
2の導電型、第3の導電型を接合、即ちP−I−N接合
が形成されている。具体的には、非晶質半導体層3はシ
ラン、ジシランなどのシリコン化合物ガスをグロー放電
によって分解するプラズマCVD法や光CVD法等で被
着される非晶質シリコンなどから成り、2層31はシラ
ンガスにジボランなどのP型ドーピングガスを混入した
反応ガスで形成され、1層32はシランガスを反応ガス
として形成され、8層33はシランガスにフォスフイン
などのN型ドーピングガスを混入した反応ガスで形成さ
れる。
The amorphous semiconductor layer 3 has a first conductivity type, a second conductivity type, and a third conductivity type bonded, that is, P- An I-N junction is formed. Specifically, the amorphous semiconductor layer 3 is made of amorphous silicon or the like deposited by a plasma CVD method or a photo CVD method in which a silicon compound gas such as silane or disilane is decomposed by glow discharge. is formed with a reactive gas of silane gas mixed with a P-type doping gas such as diborane, the first layer 32 is formed with silane gas as a reactive gas, and the eighth layer 33 is formed with a reactive gas of silane gas mixed with an N-type doping gas such as phosphine. It is formed.

尚、導電11!24a、4bが形成されない部分の非晶
質半導体層3はP−I−N接合していなくともよい。
Note that the portions of the amorphous semiconductor layer 3 where the conductors 11!24a and 4b are not formed do not need to be in a P-I-N junction.

導電膜4a、4bは、非晶質半導体層3上に所定形状、
所定間隔、即ち中央部分Aの積層体a、周縁部分Bの積
層体すとなるように形成されている。具体的には、導電
膜4a、4bは非晶質半導体層3上にマスクを装着した
後、ニッケル、アルミニウム、チタン、クロム等の金属
を被着したり、非晶質半導体層3上にニッケル、アルミ
ニウム、チタン、クロム等の金属膜を被着した後、レジ
スト・エツチング処理、YAGレーザーによるレーザー
溶断処理などで所定パターンに形成される。
The conductive films 4a and 4b have a predetermined shape on the amorphous semiconductor layer 3.
They are formed at predetermined intervals, that is, the laminate a in the central portion A and the laminate in the peripheral portion B. Specifically, the conductive films 4a and 4b are formed by attaching a mask to the amorphous semiconductor layer 3 and then depositing metal such as nickel, aluminum, titanium, chromium, etc., or depositing nickel on the amorphous semiconductor layer 3. After depositing a metal film of aluminum, titanium, chromium, etc., a predetermined pattern is formed by resist etching, laser cutting with a YAG laser, or the like.

即ち第1図(b)に示されるように、導電膜4a、4b
の形状は、+側のバイアスが印加された導電膜4aが基
板1の中央部分Aに、−側のバイアスが印加された導電
膜4bが導電膜4aを取り囲むように基板1の周縁部分
Bに形成される。
That is, as shown in FIG. 1(b), the conductive films 4a, 4b
The conductive film 4a to which a bias on the + side is applied is placed in the center part A of the substrate 1, and the conductive film 4b to which a bias is applied in the negative side is placed in the peripheral part B of the substrate 1 so as to surround the conductive film 4a. It is formed.

上述の構成の光センサーは、P−I−N接合された積層
体aXbであるダイオードが抱き合わされた構造になっ
ている。
The optical sensor having the above-mentioned configuration has a structure in which diodes, which are a stacked body aXb connected to a P-I-N junction, are tied together.

等価的には、導電膜4aと導電膜4bとの間では、積層
体aの抵抗Raと積層体すの抵抗Rbとが直列的に接続
され、さらに、抵抗Raと抵抗Rbとの合成された抵抗
に並列的に積層体aと積層体すとの間の非晶質半導体層
3での抵抗Rxが接続されていることになる。
Equivalently, between the conductive film 4a and the conductive film 4b, the resistance Ra of the laminate a and the resistance Rb of the laminate A are connected in series, and furthermore, the resistance Ra and the resistance Rb are connected in series. The resistance Rx in the amorphous semiconductor layer 3 between the laminate a and the laminate is connected in parallel to the resistance.

そして、基板1の中央部分Aの積層体aに+、基板lの
周縁部分Bの積層体すに−のバイアス電圧をかけておく
と、積層体a側の非晶質半導体層3には逆バイアス、積
層体す側の非晶質半導体層には順バイアスがかかること
になる。
Then, when a + bias voltage is applied to the laminate a in the center part A of the substrate 1 and a negative bias voltage is applied to the laminate in the peripheral part B of the substrate l, the amorphous semiconductor layer 3 on the side of the laminate a has the opposite bias voltage. A forward bias is applied to the amorphous semiconductor layer on the side of the stack.

暗状態において、導電膜4a、4b間に流れるバイアス
電流は積層体aの逆方向抵抗Raと積層体すの順方向抵
抗Rbと抵抗Rxとの合成抵抗値−に対応する。
In the dark state, the bias current flowing between the conductive films 4a and 4b corresponds to the combined resistance value - of the reverse resistance Ra of the laminate a, the forward resistance Rb of the laminate A, and the resistance Rx.

上述の光センサーの絶縁基板1側から光照射される明状
態では、積層体a及び積層体すに夫々光起電力が生じる
が、互いに逆電位となるため、光照射の強度が大きく異
ならない限り、この光起電力は相殺され、殆ど光電流は
流れないものの、導電膜4aに+、導電膜4bに−のバ
イアス電圧が印加されているので積層体aには逆方向光
電流が発生する。尚、積層体すはダイオードの順方向抵
抗の抵抗体となる。そして、バイアス電圧の印加による
電流は、積層体aの導電膜4a−非晶質半導体層の8層
33−1層32−2層31−導電膜2−積層体すの非晶
質半導体層の2層31−1.層32−N層33−導電膜
4bに流れる。ここで、積層体すがダイオードの順方向
抵抗の抵抗体と等価になるためには、P−1−N接合し
た非晶質半導体層により発生する開放電圧以上のバイア
ス電圧を導電膜4a、4b間に印加することが重要であ
る。
In the bright state where light is irradiated from the insulating substrate 1 side of the above-mentioned photosensor, a photovoltaic force is generated in each of the laminate a and the laminate, but since the potentials are opposite to each other, unless the intensity of light irradiation is significantly different, Although this photovoltaic force is canceled out and almost no photocurrent flows, since a positive bias voltage is applied to the conductive film 4a and a negative bias voltage is applied to the conductive film 4b, a reverse photocurrent is generated in the laminated body a. Note that the laminated body serves as a resistor for the forward resistance of the diode. Then, the current due to the application of the bias voltage flows between the conductive film 4a of the laminate a - the 8 layers of the amorphous semiconductor layer 33 - 1 layer 32 - 2 layer 31 - the conductive film 2 - the amorphous semiconductor layer of the laminate. 2 layers 31-1. It flows from layer 32 to N layer 33 to conductive film 4b. Here, in order for the laminate to become equivalent to the forward resistance of a diode, a bias voltage higher than the open circuit voltage generated by the P-1-N junction amorphous semiconductor layer must be applied to the conductive films 4a and 4b. It is important to apply the voltage in between.

このため、光センサーにおいて、基板1の中央部分Aの
光照射により発生したWFi体aの逆方向光電流によっ
て、フォトダイオードのようにはたらく。これにより、
照度−明電流特性がリニアとなり、T値が約1となる。
Therefore, in the optical sensor, the WFi body a functions like a photodiode due to the reverse photocurrent in the WFi body a generated by light irradiation on the central portion A of the substrate 1. This results in
The illuminance-bright current characteristic becomes linear, and the T value becomes approximately 1.

さらに、導電膜4a、4bに印加されるパイアスミ圧の
極性を反転、即ち基板lの中央部分Aの積層体aに一1
基@1の周縁部分Bの積層体すに十のバイアス電圧をか
けると、積層体a側の非晶質半導体層3には順バイアス
、積層体す側の非晶質半導体層には逆バイアスがかかる
ことになり、上述の動作と全く逆になり、光センサーと
して、基板1の周縁部分Bの光照射により発生した積層
体すの逆方向光電流によって、フォトダイオードのよう
にはたらく。
Furthermore, the polarity of the piezoelectric pressure applied to the conductive films 4a and 4b is reversed, that is, the polarity of the piezoelectric pressure applied to the conductive films 4a and 4b is
When a bias voltage of 10 is applied to the laminate in the peripheral portion B of the base @1, a forward bias is applied to the amorphous semiconductor layer 3 on the laminate a side, and a reverse bias is applied to the amorphous semiconductor layer 3 on the laminate side. The operation is completely opposite to the above-mentioned operation, and it functions like a photodiode as a photosensor due to the reverse direction photocurrent of the laminated body generated by the irradiation of the peripheral edge portion B of the substrate 1 with light.

以上、本発明によれば、基板の中央部分Aの積層体aの
導電膜4aと、該積層体aを取り囲む基板1の周縁部分
Bの積層体すの導電膜4bとの間に印加されるバイアス
電圧の極性を反転動作させることにより、基板1に照射
されている検出光の中央部分及び周縁部分の光の強度を
容易に検出できることになる。
As described above, according to the present invention, a voltage is applied between the conductive film 4a of the laminate a in the central portion A of the substrate and the conductive film 4b of the laminate in the peripheral portion B of the substrate 1 surrounding the laminate a. By inverting the polarity of the bias voltage, it is possible to easily detect the intensity of the detection light irradiated onto the substrate 1 at the central portion and the peripheral portion.

尚、第2の導電膜4a、4b間の抵抗Rxは、第2の導
電膜4a、4bが形成されない部分の非晶質半導体層3
が存在するが、第2の導電膜4a、4b間の非晶質半導
体層3の横方向(間隙0. 1〜数mm )の抵抗は厚
み方向(厚み約1〜数μm)よりも充分大きいため、バ
イアス電圧がIOV以上など高い電圧が印加されない限
り漏れ電流が発生することはない。
Note that the resistance Rx between the second conductive films 4a and 4b is determined by the resistance Rx between the second conductive films 4a and 4b, which
However, the resistance in the lateral direction (gap of 0.1 to several mm) of the amorphous semiconductor layer 3 between the second conductive films 4a and 4b is sufficiently larger than that in the thickness direction (thickness of about 1 to several μm). Therefore, unless a high bias voltage such as IOV or higher is applied, leakage current will not occur.

つぎに、本発明の光センサーを有効に作動させるための
外部回路を第2図に基づいて説明する。
Next, an external circuit for effectively operating the optical sensor of the present invention will be explained based on FIG. 2.

外部回路は少なくとも、バイアス電圧の電源21と、積
層体a、積層体すに印加されるバイアス電圧の極性を反
転動作させる切り換え手段22と、積層体a、b間に流
れる電流を検出する検出手段23と、検出手段23から
の信号と基準信号とを2比較処理する出力手段24とか
ら構成されている。
The external circuit includes at least a bias voltage power supply 21, a stack a, a switching means 22 for reversing the polarity of the bias voltage applied to the stack, and a detection means for detecting the current flowing between the stacks a and b. 23, and an output means 24 for comparing the signal from the detection means 23 and the reference signal.

バイアス電圧の電源21は、照射されている光を検出し
たい間、積層体a、bに、切り換え手段22をかいして
常時印加されている。
A bias voltage power supply 21 is constantly applied to the stacked bodies a and b through a switching means 22 while it is desired to detect the irradiated light.

切り換え手段22は、マルチバイブレークなどの発振手
段を備え、少なくとも光を検出する瞬間に動作し、バイ
アス電源21から、積層体a、 bに印加されているバ
イアス電圧の極性を反転動作させる。
The switching means 22 includes an oscillation means such as a multi-by-break, operates at least at the moment of light detection, and inverts the polarity of the bias voltage applied from the bias power supply 21 to the laminated bodies a and b.

検出手段23は、積層体a、bを通して流れる明電流を
検出するもので、その出力信号を比較処理する出力手段
24に与える。
The detection means 23 detects the bright current flowing through the laminated bodies a and b, and provides its output signal to the output means 24 for comparison processing.

出力手段24は検出手段23の信号と内部に発生させた
基準信号とを比較し、照射されている光の強度を定量測
定するものである。また、出力手段24には、切り換え
手段22から、反転動作信号が供給され、バイアス電圧
の極性の反転動作に同期して検出手段23の信号を比較
処理する。これにより、基板の中央部分Aの積層体aに
照射されている光の強度と、基板1の周縁部分Bの積層
体すに照射されている光の強度とが混同することなく抽
出される。
The output means 24 compares the signal from the detection means 23 with an internally generated reference signal, and quantitatively measures the intensity of the irradiated light. Further, the output means 24 is supplied with an inversion operation signal from the switching means 22, and compares and processes the signal of the detection means 23 in synchronization with the inversion operation of the polarity of the bias voltage. As a result, the intensity of the light irradiating the laminate a in the central portion A of the substrate and the intensity of the light irradiating the laminate A in the peripheral portion B of the substrate 1 can be extracted without confusion.

尚、第2図で示した外部回路は、単なる一例に過ぎず、
例えばバイアス電源21と切り換え手段22とを一体に
用いた高周波電源を用いたり、出力手段24を複数設置
してバイアス電圧の極性の反転動作に応じて切り換えた
り、マイクロコンピュタ−による筒略化を行ったりする
ことができるが、要は、バイアス電圧の極性を反転動作
と舌養検出信号の比較処理を同期させることが重要であ
る。
Note that the external circuit shown in Figure 2 is just an example.
For example, a high-frequency power source that integrates the bias power source 21 and the switching means 22 may be used, a plurality of output means 24 may be installed and the output means 24 may be switched according to the reversal of the polarity of the bias voltage, or a microcomputer may be used to simplify the process. However, it is important to synchronize the operation of reversing the polarity of the bias voltage and the comparison process of the tongue care detection signal.

さらに、第3図に示すように、IJ体a、bに対応し、
バイアス電圧が外部回路から印加される端子部分41a
、41bのみが露出されるように絶縁11A5が形成さ
れる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェ
ノール樹脂などの母材に遮光顔料、黒色系着色顔料など
を添加した絶縁性樹脂ペーストが厚膜手法によって形成
される。卯ち、基板lの裏面の端子部分41aが中央部
分Aに形成された積層体aのバイアス電圧の印加の、ま
た、端子部分41bが周縁部分Bに形成された積層体す
のバイアス電圧の印加の端子となる。そしてこの端子4
1a、41bに外部回路からリード線を半田付けする。
Furthermore, as shown in FIG. 3, corresponding to IJ bodies a and b,
Terminal portion 41a to which bias voltage is applied from an external circuit
, 41b are exposed. Specifically, an insulating resin paste is formed by adding a light-shielding pigment, a black colored pigment, etc. to a base material such as epoxy resin, acrylic resin, or phenol resin using a thick film method. Specifically, the bias voltage is applied to the laminate a in which the terminal portion 41a on the back surface of the substrate l is formed in the center portion A, and the bias voltage is applied to the laminate in which the terminal portion 41b is formed in the peripheral portion B. It becomes the terminal of And this terminal 4
Solder lead wires from the external circuit to 1a and 41b.

第4図(a)、(b)は第3図から更に発展させた実施
例の断面図及び平面図である。
FIGS. 4(a) and 4(b) are a sectional view and a plan view of an embodiment further developed from FIG. 3.

本実施例では、第3図に示した実施例にさらに、第2の
導電膜6a、6b及び第2の絶縁膜7を設けてバイアス
電圧が印加される端子を基板1の隅部に配置させたもの
で、これにより外部回路との接続を容易にし、チップ部
品化を可能になる光センサーが達成される。
In this embodiment, second conductive films 6a, 6b and a second insulating film 7 are further provided in the embodiment shown in FIG. As a result, an optical sensor that can be easily connected to external circuits and made into a chip component can be achieved.

第2の導電膜6a、6bは、絶縁膜5上に所定パターン
で形成され、積層体a、bに対応して露出した端子41
a、41bから、基板1の隅部にまで延出するように所
定形状に形成される。具体的には、半田付けできるニッ
ケルなどの金属を含有する導電性ペーストをスクリーン
印刷法などの厚膜手法によって形成されることが望まし
い。その他に半田付けできるニッケルなどの金属を抵抗
加熱法などで形成するこも考えられるがチップ部品化に
するには、半田デイツプ処理が必要になるため十分の厚
みを確保し、第2の導電膜6a、6bに半田喰われが生
じないようにするためである。
The second conductive films 6a and 6b are formed in a predetermined pattern on the insulating film 5, and terminals 41 are exposed corresponding to the stacked bodies a and b.
It is formed into a predetermined shape so as to extend from a and 41b to the corner of the substrate 1. Specifically, it is desirable that a conductive paste containing a solderable metal such as nickel be formed by a thick film method such as screen printing. Another possibility is to form a metal such as nickel that can be soldered using a resistance heating method, but in order to make it into a chip component, a solder dip process is required. , 6b from being eaten by solder.

第2の絶縁膜7は、絶縁膜5で形成された積層体a、b
に対応する端子41a、41bを第2の導電膜6a、6
bによって基板1の隅部にまで延出したが、実際に外部
回路と接続する端子?a、7bを形成するために、端子
7a、7bを除いて絶縁膜5及び第2の導電膜6a、6
b上に形成される。
The second insulating film 7 is a laminate a, b formed of the insulating films 5.
The terminals 41a, 41b corresponding to the second conductive films 6a, 6
b extends to the corner of the board 1, but is this a terminal that actually connects to an external circuit? In order to form the insulating film 5 and the second conductive films 6a, 6 except for the terminals 7a, 7b,
formed on b.

具体的には、絶縁膜5及び第2の導電膜6a、6bとの
接合強度、半田デイツプ処理時の耐熱性に鑑みて、エポ
キシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂などの絶縁性
樹脂ペーストが厚膜手法によって形成される。
Specifically, in consideration of the bonding strength between the insulating film 5 and the second conductive films 6a and 6b, and the heat resistance during solder dip processing, a thick film of insulating resin paste such as epoxy resin, acrylic resin, or phenol resin is used. Formed by method.

尚、第4図(b)は基板1の隅部に端子7a。In addition, in FIG. 4(b), terminals 7a are provided at the corners of the board 1.

7bが形成されているが、その他に基板1の一端部のみ
に端子?a、7bを集中させるなど、外部回路との接続
条件に応じて第2の導電膜6a、6b及び第2の絶縁膜
7のパターンを適宜設定すればよい。
7b is formed, but there is also a terminal on only one end of the board 1? The patterns of the second conductive films 6a, 6b and the second insulating film 7 may be appropriately set depending on the connection conditions with the external circuit, such as concentrating the second conductive films 6a and 7b.

以上の構成のように、透明基板1の中央部分Aの積層体
aの導電膜4aと、該積層体aを取り囲む基板1の周縁
部分Bの積層体すの導電膜4bとの間に印加されるバイ
アス電圧の極性を反転動作させることにより、透明基板
1に照射される光束の中央部と、周縁部とが、独立に且
つ同時に測定でき、より精度の高い光センサーとなる。
As in the above configuration, an electric current is applied between the conductive film 4a of the laminate a in the central portion A of the transparent substrate 1 and the conductive film 4b of the laminate in the peripheral portion B of the substrate 1 surrounding the laminate a. By inverting the polarity of the bias voltage, the central part and the peripheral part of the light beam irradiated onto the transparent substrate 1 can be measured independently and simultaneously, resulting in a more accurate optical sensor.

また、光検出セルa、bが逆方向のフォトダイオードと
順方向のフォトダイオードとが互いに抱き合わされた構
造であるため、単一のフォトダイオードに比べ、高い電
圧がかかっても、非晶質半導体層のP−I−N接合が破
壊されることがなく、幅広い照度の変化に対して抵抗値
の変化が直線性となる。
In addition, since the photodetection cells a and b have a structure in which a photodiode in the opposite direction and a photodiode in the forward direction are tied together, even if a high voltage is applied compared to a single photodiode, the amorphous semiconductor The P-I-N junction of the layers is not destroyed, and the resistance value changes linearly over a wide range of illuminance changes.

たとえば、一つの光検出セルにバイアス電圧1〜10ボ
ルトを印加した状態では、0.1〜100000Lxま
での幅広い照度範囲で抵抗値の変化が良好な直線性応答
かえられた。
For example, when a bias voltage of 1 to 10 volts was applied to one photodetection cell, a good linear response was obtained with respect to the change in resistance value over a wide illuminance range of 0.1 to 100,000 Lx.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明は、透明導電膜を共通として、該
透明導電膜及びバイアス電圧を印加する2つの導電膜と
で挟持したP−I−N接合の非晶質半導体層から成る光
検出セルを、透明基板上の中央部分と、周縁部分に夫々
形成したため、透明基板に照射される光束の中央部と、
周縁部との光量強度が、独立に且つ同時に測定でき、よ
り精度の高い光センサーとなる。これにより、光センサ
ーを実装する装置の外部回路も簡略化できる。
As described above, the present invention provides a photodetector comprising a P-I-N junction amorphous semiconductor layer that has a common transparent conductive film and is sandwiched between the transparent conductive film and two conductive films to which a bias voltage is applied. Since the cells are formed in the central part and the peripheral part of the transparent substrate, the central part of the light beam irradiated on the transparent substrate,
The light intensity and the peripheral edge can be measured independently and simultaneously, resulting in a more accurate optical sensor. This also simplifies the external circuitry of the device that mounts the optical sensor.

また、中央部と、周縁部との光量検出するが、基板全面
で行われ、基板に対する受光面積が向上する。
In addition, the amount of light detected at the center and at the periphery is performed over the entire surface of the substrate, improving the light-receiving area with respect to the substrate.

さらに、1つの光検出セルが逆方向のフォトダイオード
と順方向のフォトダイオードとが互いに抱き合わされた
構造であるため、高い電圧がかかっても、P−I−N接
合した非晶質半導体層が破壊されることがなく、幅広い
照度の変化に対して抵抗値の変化が良好な直線性応答が
得られ、T値が約1となる。
Furthermore, since one photodetection cell has a structure in which a reverse direction photodiode and a forward direction photodiode are tied together, even if a high voltage is applied, the amorphous semiconductor layer with P-I-N junction It is not destroyed, and a linear response with good resistance change over a wide range of illuminance changes is obtained, with a T value of about 1.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)、(b)は本発明に係る光センサーの構造
を示す断面図及び非受光面側の平面図である。 第2図は、本発明の光センサーを有効に動作させるため
の外部回路のブロック回路図である。 第3図は本発明の光センサーの発展的な構造を示す非受
光面側の平面図である。 第4図(a)、(b)は第3図から更に発展させた実施
例の断面図及び非受光面側の平面図である。 第5図(a)、  (b)は従来のフォトダイオード抱
き合わせ型光センサーの構造を示す断面図及び平面図で
ある 1・・・・・・・・・・透明基板 2・・・・・・・・・・透明導電膜 3・・・・・・・・・・非晶質半導体層4a、4b・・
・・・・導電膜 5・・・・・・・・・・絶縁膜 a、 b・・・・・・・・積層体
FIGS. 1(a) and 1(b) are a sectional view and a plan view of the non-light receiving surface side showing the structure of the optical sensor according to the present invention. FIG. 2 is a block circuit diagram of an external circuit for effectively operating the optical sensor of the present invention. FIG. 3 is a plan view of the non-light receiving surface side showing an advanced structure of the optical sensor of the present invention. FIGS. 4(a) and 4(b) are a sectional view and a plan view of the non-light-receiving surface side of an embodiment further developed from FIG. 3. FIGS. 5(a) and 5(b) are a cross-sectional view and a plan view showing the structure of a conventional photodiode-combined optical sensor. 1. Transparent substrate 2. ...Transparent conductive film 3...Amorphous semiconductor layers 4a, 4b...
...Conductive film 5...Insulating films a, b...Laminated body

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  透明基板上に、透明導電膜及びP−I−N接合した非
晶質半導体層を形成し、さらに、該基板の中央部分及び
周縁部分に対応する非晶質半導体層上に2つの導電膜を
形成するとともに、該2つの導電膜間にバイアス電圧を
印加し、少なくとも光検出時にバイアス電圧の極性を反
転させることを特徴とする光センサー。
A transparent conductive film and a P-I-N bonded amorphous semiconductor layer are formed on a transparent substrate, and two conductive films are further formed on the amorphous semiconductor layer corresponding to the center portion and peripheral portion of the substrate. An optical sensor characterized in that a bias voltage is applied between the two conductive films, and the polarity of the bias voltage is reversed at least when detecting light.
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