JPH0216777A - 半導体光検出装置 - Google Patents
半導体光検出装置Info
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- JPH0216777A JPH0216777A JP63167096A JP16709688A JPH0216777A JP H0216777 A JPH0216777 A JP H0216777A JP 63167096 A JP63167096 A JP 63167096A JP 16709688 A JP16709688 A JP 16709688A JP H0216777 A JPH0216777 A JP H0216777A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title abstract 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
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- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
- H01L29/78618—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
- H01L29/78621—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure with LDD structure or an extension or an offset region or characterised by the doping profile
- H01L29/78624—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure with LDD structure or an extension or an offset region or characterised by the doping profile the source and the drain regions being asymmetrical
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、半導体を用いた光検出装置に関するものであ
る。
る。
［従来の技術］
半導体光検出装置、特にこの半導体光検出装置をアレイ
状に集積化してマルチプレックス動作を行うものでは、
薄膜トランジスタと光導電性を有する薄膜抵抗とを光検
出装置の１単位として、これを同一基板上に形成したも
のが従来より用いられている。
状に集積化してマルチプレックス動作を行うものでは、
薄膜トランジスタと光導電性を有する薄膜抵抗とを光検
出装置の１単位として、これを同一基板上に形成したも
のが従来より用いられている。
第２図は、上記従来の半導体光検出装置の一例を示した
電気回路図である。
電気回路図である。
同図において、点線で囲まれた部分が光検出装置の１単
位であり、２１が薄膜トランジスタ、２２が光導電性を
有する薄膜抵抗である。マルチプレックス動作を行う場
合は、各薄膜トランジスタ２１を時分割的に選択し、選
択された薄膜トランジスタ２１とで１単位を構成する薄
膜抵抗２２に照射される光量を上記薄膜抵抗２２の抵抗
変化に変換し、上記選択された薄膜トランジスタ２１お
よび薄膜抵抗２２を流れる電流を電流検出回路２３によ
り検出して、光電変換を行っている。
位であり、２１が薄膜トランジスタ、２２が光導電性を
有する薄膜抵抗である。マルチプレックス動作を行う場
合は、各薄膜トランジスタ２１を時分割的に選択し、選
択された薄膜トランジスタ２１とで１単位を構成する薄
膜抵抗２２に照射される光量を上記薄膜抵抗２２の抵抗
変化に変換し、上記選択された薄膜トランジスタ２１お
よび薄膜抵抗２２を流れる電流を電流検出回路２３によ
り検出して、光電変換を行っている。
［発明が解決しようとする課題〕
上記従来の半導体光検出装置では、薄膜トランジスタ２
１と薄膜抵抗２２との２素子により光検出装置の１単位
を構成しているため、集積化を行う場合、上記光検出装
置の１単位が広い面積を必要とし、これが生産コストの
増加をもたらしていた。
１と薄膜抵抗２２との２素子により光検出装置の１単位
を構成しているため、集積化を行う場合、上記光検出装
置の１単位が広い面積を必要とし、これが生産コストの
増加をもたらしていた。
本発明は上記従来の課題に対してなされたものであり、
広い面積を必要としないで集積化を行うことができる半
導体光検出装置を提供することを目的としている。
広い面積を必要としないで集積化を行うことができる半
導体光検出装置を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］
本発明は、ゲート電極とソース電極間、及び／または、
ゲート電極とドレイン電極間にオフセット部を有した薄
膜トランジスタを基板上に形成し、上記トランジスタに
照射される光の量に対応した上記オフセット部の抵抗変
化を利用して光量を検出することを特徴とする半導体光
検出装置により上記目的を達成するものである。
ゲート電極とドレイン電極間にオフセット部を有した薄
膜トランジスタを基板上に形成し、上記トランジスタに
照射される光の量に対応した上記オフセット部の抵抗変
化を利用して光量を検出することを特徴とする半導体光
検出装置により上記目的を達成するものである。
なお、上記光は上記ゲート電極側から上記薄膜トランジ
スタに照射されることが好ましい。
スタに照射されることが好ましい。
［実施例］
以下、図面に基き本発明における一実施例を説明する。
第１図において、１は光検出装置が集積化された基板、
２．３及び４は、それぞれ薄膜トランジスタのゲート電
極、ソース電極、及びドレイン電極、５は上記ゲート電
極２とソース電極間のオフセット部、６は薄膜トランジ
スタ、特にこの薄膜トランジスタの上記オフセット部５
に照射される光、７ないし１０は薄膜トランジスタの上
記以外の構成要素であり、７はゲート絶縁層、８は非晶
質シリコン、ポリシコン、ＣｄＴｅ等の光導電性を有す
る半導体層、９は上記ソース電極３及びドレイン電極４
と上記半導体８とのオーミ・ンクコンタクトを形成する
コンタクト層、１０は保護絶縁層である。
２．３及び４は、それぞれ薄膜トランジスタのゲート電
極、ソース電極、及びドレイン電極、５は上記ゲート電
極２とソース電極間のオフセット部、６は薄膜トランジ
スタ、特にこの薄膜トランジスタの上記オフセット部５
に照射される光、７ないし１０は薄膜トランジスタの上
記以外の構成要素であり、７はゲート絶縁層、８は非晶
質シリコン、ポリシコン、ＣｄＴｅ等の光導電性を有す
る半導体層、９は上記ソース電極３及びドレイン電極４
と上記半導体８とのオーミ・ンクコンタクトを形成する
コンタクト層、１０は保護絶縁層である。
本例は、上記オフセット部５に照射される上記光６の光
量変化をオフセット部の半導体層８の抵抗変化に変換し
、この抵抗変化を例えば薄膜トランジスタに流れる電流
変化として検出するものである。
量変化をオフセット部の半導体層８の抵抗変化に変換し
、この抵抗変化を例えば薄膜トランジスタに流れる電流
変化として検出するものである。
本例では、光検出装置の１単位が上記オフセ・ソト部５
を有した薄膜トランジスタのみで構成できるため、上記
光検出装置の１単位の占有面積を少なくすることができ
る。
を有した薄膜トランジスタのみで構成できるため、上記
光検出装置の１単位の占有面積を少なくすることができ
る。
また、オフセット部５を設けたことにより、上記ゲート
電極２とゲート電極３とがオーバーラツプすることがな
いため、ゲート電極２とソース電極３との短絡をほとん
ど皆無にすることができる。
電極２とゲート電極３とがオーバーラツプすることがな
いため、ゲート電極２とソース電極３との短絡をほとん
ど皆無にすることができる。
ところで、光検出装置をマルチプレックス動作させる場
合、薄膜トランジスタをスイッチングする必要がある。
合、薄膜トランジスタをスイッチングする必要がある。
通常の薄膜トランジスタでは、ゲート電極とソース電極
間、およびゲート電極とドレイン電極間のオーバーラツ
プに基くオーバーラツプ容量が必ずあり、スイッチング
時に上記オーバーラツプ容量のカップリング作用により
、スイッチングノイズを生じ、回路動作上不都合である
。
間、およびゲート電極とドレイン電極間のオーバーラツ
プに基くオーバーラツプ容量が必ずあり、スイッチング
時に上記オーバーラツプ容量のカップリング作用により
、スイッチングノイズを生じ、回路動作上不都合である
。
本例では、ゲート電極２とソース電極３とがオーバーラ
ツプしていないため、上記オーバーラツプ容量を無視す
ることができ、スイッチングノイズを大幅に低減するこ
とができる。
ツプしていないため、上記オーバーラツプ容量を無視す
ることができ、スイッチングノイズを大幅に低減するこ
とができる。
なお、上記実施例では、オフセット部５をゲート電極２
とソース電極３の間にのみ、形成したが本発明ではオフ
セット部をゲート電極とドレイン電極の間にのみ形成し
てもよく、ゲート電極とソース電極の間、及びゲート電
極とドレイン電極の間、両方に形成してもよい。
とソース電極３の間にのみ、形成したが本発明ではオフ
セット部をゲート電極とドレイン電極の間にのみ形成し
てもよく、ゲート電極とソース電極の間、及びゲート電
極とドレイン電極の間、両方に形成してもよい。
また、薄膜トランジスタの構造も上記実施例に限定され
るものではなく、オフセット部を有するものであればよ
い。
るものではなく、オフセット部を有するものであればよ
い。
第３図は、上記第１図に示したような薄膜トランジスタ
の光照射時（以下、明時という）及び非照射時（以下、
暗時という）の静特性、及び測定回路を示したものであ
る。
の光照射時（以下、明時という）及び非照射時（以下、
暗時という）の静特性、及び測定回路を示したものであ
る。
同図（ａ）は光を薄膜トランジスタのゲート電極側、即
ち第１図では基板１の裏面側から照射したときの静特性
、同図（ｂ）は光を薄膜トランジスタのゲート電極と反
対側から照射したときの静特性を示したものであり、横
軸はゲート電圧Ｖｇ。
ち第１図では基板１の裏面側から照射したときの静特性
、同図（ｂ）は光を薄膜トランジスタのゲート電極と反
対側から照射したときの静特性を示したものであり、横
軸はゲート電圧Ｖｇ。
縦軸はドレイン電流１ｄで、ドレイン電圧Ｖｄを一定と
したものである。
したものである。
同図（ｃ）は測定回路であり、オフセット部５ａをゲー
ト電極２とソース電極３の間に形成している。
ト電極２とソース電極３の間に形成している。
なお、薄膜トランジスタの半導体層には非晶質シリコン
（膜厚５０ナノメータ）を用い、オフセット部の長さは
５０マイクロメータである。
（膜厚５０ナノメータ）を用い、オフセット部の長さは
５０マイクロメータである。
光検出装置をマルチプレックス動作させる場合、薄膜ト
ランジスタがオンしたときの開時と暗時におけるドレイ
ン電流１ｄの比を大きくするとともに、開時におけるド
レイン電流Ｉｄのオンオフ電流比を大きくすることが重
要である。上記開時におけるドレイン電流１ｄのオンオ
フ電流比は、同図（ａ）では、数百以上であるのに対し
、同図（ｂ）では高々数十である。これは、薄膜トラン
ジスタのオフ時に、ゲート電極側から光を照射したもの
ではゲート電極が照射光を遮光するため、ゲート電極上
の半導体層を十分高抵抗化するのに対し、ゲート電極反
対側から光を照射したものでは、ゲート電極上の半導体
に光が照射されて抵抗が下がり薄膜トランジスタを十分
にオフできないためである。従って、光はゲート電極側
から照射することが好ましい。
ランジスタがオンしたときの開時と暗時におけるドレイ
ン電流１ｄの比を大きくするとともに、開時におけるド
レイン電流Ｉｄのオンオフ電流比を大きくすることが重
要である。上記開時におけるドレイン電流１ｄのオンオ
フ電流比は、同図（ａ）では、数百以上であるのに対し
、同図（ｂ）では高々数十である。これは、薄膜トラン
ジスタのオフ時に、ゲート電極側から光を照射したもの
ではゲート電極が照射光を遮光するため、ゲート電極上
の半導体層を十分高抵抗化するのに対し、ゲート電極反
対側から光を照射したものでは、ゲート電極上の半導体
に光が照射されて抵抗が下がり薄膜トランジスタを十分
にオフできないためである。従って、光はゲート電極側
から照射することが好ましい。
第４図は、オフセット部をゲート電極とソース電極との
間に形成したとき、及びゲート電極とドレイン電極との
間に形成したときの薄膜トランジスタの静特性を示した
ものである。
間に形成したとき、及びゲート電極とドレイン電極との
間に形成したときの薄膜トランジスタの静特性を示した
ものである。
測定に用いた薄膜トランジスタは、オフセット部の長さ
が１０マイクロメータであること以外は、上記第３図の
測定に用いたものと同様であり、光はゲート電極側から
照射している。
が１０マイクロメータであること以外は、上記第３図の
測定に用いたものと同様であり、光はゲート電極側から
照射している。
同図（ａ）は、同図（ａ′）の測定回路に示すように、
オフセット部５ａをゲート電極２とソース電極３との間
に形成したものであり、同図（ｂ）は同図（ｂ″）の測
定回路に示すように、オフセット部５ｂをゲート電極２
とドレイン電極４との間に形成したものである。
オフセット部５ａをゲート電極２とソース電極３との間
に形成したものであり、同図（ｂ）は同図（ｂ″）の測
定回路に示すように、オフセット部５ｂをゲート電極２
とドレイン電極４との間に形成したものである。
同図から明らかなように、薄膜トランジスタのオン時の
ドレイン電流１ｄの開時と暗時の比は同図（ａ）では数
百程度であるのに対し、同図（ｂ）では、はとんど１で
ある。しかしながら、オフセット部の長さが５０マイク
ロメートルのものでは、オフセット部の位置の違いによ
る薄膜トランジスタの特性上の差異は殆ど見られなかっ
た。
ドレイン電流１ｄの開時と暗時の比は同図（ａ）では数
百程度であるのに対し、同図（ｂ）では、はとんど１で
ある。しかしながら、オフセット部の長さが５０マイク
ロメートルのものでは、オフセット部の位置の違いによ
る薄膜トランジスタの特性上の差異は殆ど見られなかっ
た。
以上のことから、特にオフセット部の長さが、１０マイ
クロメートル程度と短いときには、同図（ａ′）のよう
にオフセット部５ａをゲート電極２とソース電極３との
間に形成することが好ましい。
クロメートル程度と短いときには、同図（ａ′）のよう
にオフセット部５ａをゲート電極２とソース電極３との
間に形成することが好ましい。
［発明の効果］
本発明では、オフセット部を有した薄膜トランジスタの
みで光検出装置を構成できるため、光検出装置の１単位
の占有面積を少くすることができ、生産コストの低減を
図ることができる。
みで光検出装置を構成できるため、光検出装置の１単位
の占有面積を少くすることができ、生産コストの低減を
図ることができる。
また、オフセット部を形成したことにより、ゲート電極
とソース電極、及び／または、ゲート電極とドレイン電
極間のオーバーラツプがなくなり、上記電極間の短絡を
ほとんど皆無にすることができるため、薄膜トランジス
タの製造歩留りが向上する。
とソース電極、及び／または、ゲート電極とドレイン電
極間のオーバーラツプがなくなり、上記電極間の短絡を
ほとんど皆無にすることができるため、薄膜トランジス
タの製造歩留りが向上する。
さらに、本発明における半導体光検出装置をマルチプレ
ックス動作させる場合、スイッチングノイズを大幅に低
減することができる。
ックス動作させる場合、スイッチングノイズを大幅に低
減することができる。
なお、光をゲート電極側から照射することにより開時に
おけるドレイン電流のオンオフ電流比を、大きくとるこ
とができる。
おけるドレイン電流のオンオフ電流比を、大きくとるこ
とができる。
第１図は本発明における一実施例を示した半導体光検出
装置の断面図、第２図は従来の半導体光検出装置の一例
を示した電気回路図、第３図及び第４図は本発明におけ
る半導体光検出装置の静特性を示した特性図と測定回路
図である。 １・・・基板 ２・・・ゲート電極 ３・・・ソース電極 ４・・・ドレイン電極 ５・・・オフセット部 ６・・・光 以 上 出願人 株式会社 精 工 舎 日本プレシジョン・ サーキッツ株式会社
装置の断面図、第２図は従来の半導体光検出装置の一例
を示した電気回路図、第３図及び第４図は本発明におけ
る半導体光検出装置の静特性を示した特性図と測定回路
図である。 １・・・基板 ２・・・ゲート電極 ３・・・ソース電極 ４・・・ドレイン電極 ５・・・オフセット部 ６・・・光 以 上 出願人 株式会社 精 工 舎 日本プレシジョン・ サーキッツ株式会社
Claims (2)
- （１）ゲート電極とソース電極間、及び／またはゲート
電極とドレイン電極間にオフセット部を有した薄膜トラ
ンジスタを基板上に形成し、上記薄膜トランジスタに照
射される光の量に対応した上記オフセット部の抵抗変化
を利用して光量を検出することを特徴とする半導体光検
出装置。 - （２）上記光は上記ゲート電極側から上記薄膜トランジ
スタに照射されることを特徴とする請求項１記載の半導
体光検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63167096A JPH0216777A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 半導体光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63167096A JPH0216777A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 半導体光検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0216777A true JPH0216777A (ja) | 1990-01-19 |
Family
ID=15843350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63167096A Pending JPH0216777A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 半導体光検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0216777A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05175237A (ja) * | 1991-05-31 | 1993-07-13 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 集積回路デバイスの製造方法 |
| JP2005196177A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Samsung Electronics Co Ltd | 光感知パネル、及びこれを有する液晶表示装置 |
| US8053777B2 (en) | 2005-03-31 | 2011-11-08 | General Electric Company | Thin film transistors for imaging system and method of making the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5816570A (ja) * | 1981-07-23 | 1983-01-31 | Toshiba Corp | 薄膜電界効果トランジスタ |
-
1988
- 1988-07-05 JP JP63167096A patent/JPH0216777A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5816570A (ja) * | 1981-07-23 | 1983-01-31 | Toshiba Corp | 薄膜電界効果トランジスタ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05175237A (ja) * | 1991-05-31 | 1993-07-13 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 集積回路デバイスの製造方法 |
| JP2005196177A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Samsung Electronics Co Ltd | 光感知パネル、及びこれを有する液晶表示装置 |
| US8058603B2 (en) | 2003-12-26 | 2011-11-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light sensing panel, and liquid crystal display apparatus having the same |
| US8053777B2 (en) | 2005-03-31 | 2011-11-08 | General Electric Company | Thin film transistors for imaging system and method of making the same |
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