JPH02246170A - 光センサー - Google Patents
光センサーInfo
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- JPH02246170A JPH02246170A JP1066751A JP6675189A JPH02246170A JP H02246170 A JPH02246170 A JP H02246170A JP 1066751 A JP1066751 A JP 1066751A JP 6675189 A JP6675189 A JP 6675189A JP H02246170 A JPH02246170 A JP H02246170A
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
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］
本発明は光センサー、詳細にはアモルファスシリコンを
主成分とした密着型光電変換素子の改良に関わる。
主成分とした密着型光電変換素子の改良に関わる。
［従来の技術］
従来の密着型イメージセンサーはフォトコンダクタ−型
、フォトダイオード型の２種類に分類できる。フォトコ
ンダクタ−型では、光導電性を利用し、印加電圧に相当
した電流量が得られる一方、応答速度が遅い等の問題点
があった。
、フォトダイオード型の２種類に分類できる。フォトコ
ンダクタ−型では、光導電性を利用し、印加電圧に相当
した電流量が得られる一方、応答速度が遅い等の問題点
があった。
そこで、アモルファスシリコンカーバイド等をブロッキ
ング層として用い、またダイオードとしての整流作用を
利用し、光生成されたキャリアーのみを出力電流とする
フォトダイオード型が注目されるようになった。
ング層として用い、またダイオードとしての整流作用を
利用し、光生成されたキャリアーのみを出力電流とする
フォトダイオード型が注目されるようになった。
［発明が解決しようとする問題点］
フォトダイオード型では明暗比がフォトコンダクタ−型
に比べて大きくなる利点はあるものの、反面、光電流が
量子効率１未満の微少な値に限られるという問題があり
、そのため電荷蓄積、増幅等の必要があり、回路の面で
問題があった。
に比べて大きくなる利点はあるものの、反面、光電流が
量子効率１未満の微少な値に限られるという問題があり
、そのため電荷蓄積、増幅等の必要があり、回路の面で
問題があった。
この発明は暗電流が小さく明電流が大きい光センサーを
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
［問題を解決するための手段］
上述の目的を達成するために、この発明の光センサーは
ブロッキング層により、暗電流を抑えたまま、量子効率
１以上の明電流を得るため、光照射時のみ顕著に電荷注
入型の電気伝導を示す構造を持つ光センサーを形成する
。
ブロッキング層により、暗電流を抑えたまま、量子効率
１以上の明電流を得るため、光照射時のみ顕著に電荷注
入型の電気伝導を示す構造を持つ光センサーを形成する
。
この発明の光センサーは、第１電極層と、透光性の第２
電極層を有し、その間にシリコンを主成分とする第１光
導電層、水素化アモルファスシリコンに比べてバンドギ
ャップの広いシリコンとカーボンを主成分とする物質、
又はシリコンと窒素を主成分とする物質、又はシリコン
と酸素を主成分とする物質を用いたブロッキング層、ブ
ロッキング層及び第１光導電層の電気的性質の改変によ
る重両注入を目的として形成する周期律表第■族元素又
は周期律表第Ｖ族元素の不純物を添加したシリコンを主
成分とする第２光導電層を積層することを特徴とする。
電極層を有し、その間にシリコンを主成分とする第１光
導電層、水素化アモルファスシリコンに比べてバンドギ
ャップの広いシリコンとカーボンを主成分とする物質、
又はシリコンと窒素を主成分とする物質、又はシリコン
と酸素を主成分とする物質を用いたブロッキング層、ブ
ロッキング層及び第１光導電層の電気的性質の改変によ
る重両注入を目的として形成する周期律表第■族元素又
は周期律表第Ｖ族元素の不純物を添加したシリコンを主
成分とする第２光導電層を積層することを特徴とする。
［作用及び実施例］
本発明に関する光センサーの実施例を図を併記して説明
する。
する。
（実施例１）
本発明の実施例の１つの構造を第１図に示す。
透明な絶縁基板ｌ上に第２電極層２として透明導電膜を
形成する。その第２電極層２上に、ブロッキング層３と
して水素化アモルファスシリコンに比べてエネルギバン
ドギャップの′広い周期律表第■族元素又は周期律表第
Ｖ族元素の不純物を０ｐｐｍ〜１１００００ｐｐ、好ま
しくは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ添加したシリコンとカ
ーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成
分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜
を形成する。ブロッキング層３の厚みは、２０Å以上５
０００人未満であり、より好ましくは５０Å以上２００
ＯＡ以下である。２０人未満では、ブロッキングが充分
行えず、５０００Å以上では感度が大きく低下する傾向
がある。さらに、その上に不純物を含む光導電層４とし
て、周期律表第■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不
純物をｌｐｐｍから１１００００ｐｐ添加した水素化ア
モルファスシリコン薄膜を形成する。不純物添加量は、
好ましくは２ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下である。ま
たその厚みは２ＯＡ以上５０００人未満、好ましくは５
０人〜２００ＯＡである。その上に、光導電層５として
不純物を含まない水素化アモルファスシリコン薄膜を形
成する。その上に、金属第１電極層６としてＣｒ、Ａｊ
。
形成する。その第２電極層２上に、ブロッキング層３と
して水素化アモルファスシリコンに比べてエネルギバン
ドギャップの′広い周期律表第■族元素又は周期律表第
Ｖ族元素の不純物を０ｐｐｍ〜１１００００ｐｐ、好ま
しくは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ添加したシリコンとカ
ーボンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成
分とする薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜
を形成する。ブロッキング層３の厚みは、２０Å以上５
０００人未満であり、より好ましくは５０Å以上２００
ＯＡ以下である。２０人未満では、ブロッキングが充分
行えず、５０００Å以上では感度が大きく低下する傾向
がある。さらに、その上に不純物を含む光導電層４とし
て、周期律表第■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不
純物をｌｐｐｍから１１００００ｐｐ添加した水素化ア
モルファスシリコン薄膜を形成する。不純物添加量は、
好ましくは２ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下である。ま
たその厚みは２ＯＡ以上５０００人未満、好ましくは５
０人〜２００ＯＡである。その上に、光導電層５として
不純物を含まない水素化アモルファスシリコン薄膜を形
成する。その上に、金属第１電極層６としてＣｒ、Ａｊ
。
Ｚｒ、Ｔｉ％Ｎｉ％Ｗのうちいずれか１つの材料または
これらのうちの２種以上の材料の合金あるいは積層構造
にてなる電極層を形成する。
これらのうちの２種以上の材料の合金あるいは積層構造
にてなる電極層を形成する。
なおメタルと半導体層のオーミック特性をとるために光
導電層とメタルの間にｎ型半導体層を入れることもでき
る。
導電層とメタルの間にｎ型半導体層を入れることもでき
る。
（実施例２）
本発明の実施例の他の１つの構造を第２図に示す。透明
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３として周期律表第■
族元素又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を０ｐｐｍ〜１
００００１） １） ｍ ％好ましくは２ｐｐｍ〜５０
００ｐｐｍ添加したシリコンとカーボンを主成分とする
薄膜、又はシリコンと窒素を主成分とする薄膜、又はシ
リコンと酸素を主成分とする薄膜を形成する。ブロッキ
ング層の厚みは２０Å以上５０００人未満、好ましくは
５０人〜２０００人である。さらに、その上に不純物を
含む光導電層４として、周期律表第■族元素、又は周期
律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ〜１１００００ｐｐ
ｐｐｍ上り好ましくは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ添加し
た水素化アモルファスシリコン薄膜を形成する。その厚
みは２０Å以上５０００人未満、好ましくは５０〜２０
００人である。
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３として周期律表第■
族元素又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を０ｐｐｍ〜１
００００１） １） ｍ ％好ましくは２ｐｐｍ〜５０
００ｐｐｍ添加したシリコンとカーボンを主成分とする
薄膜、又はシリコンと窒素を主成分とする薄膜、又はシ
リコンと酸素を主成分とする薄膜を形成する。ブロッキ
ング層の厚みは２０Å以上５０００人未満、好ましくは
５０人〜２０００人である。さらに、その上に不純物を
含む光導電層４として、周期律表第■族元素、又は周期
律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ〜１１００００ｐｐ
ｐｐｍ上り好ましくは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ添加し
た水素化アモルファスシリコン薄膜を形成する。その厚
みは２０Å以上５０００人未満、好ましくは５０〜２０
００人である。
その上に光導電層５として不純物を含まない水素化アモ
ルファスシリコン薄膜を形成する。その上に、ブロッキ
ング層７として周期律表第■族元素又は周期律表第Ｖ族
元素の不純物を０ｐｐｍ〜１１００００ｐｐ、好ましく
は２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ添加したシリコンとカーボ
ンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成分と
する薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜を形
成する。その上に、金属ｍｌ電極層８としてＣ１ＳＡ
ｊ ｓ Ｚ ｒ ｓ Ｔ ｉ ｓ Ｎ ｉ ｓＷのうち
のいずれか１つの材料またはこれらのうちの２種以上の
材料の合金にてなる電極層を形成する。
ルファスシリコン薄膜を形成する。その上に、ブロッキ
ング層７として周期律表第■族元素又は周期律表第Ｖ族
元素の不純物を０ｐｐｍ〜１１００００ｐｐ、好ましく
は２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ添加したシリコンとカーボ
ンを主成分とする薄膜、又はシリコンと窒素を主成分と
する薄膜、又はシリコンと酸素を主成分とする薄膜を形
成する。その上に、金属ｍｌ電極層８としてＣ１ＳＡ
ｊ ｓ Ｚ ｒ ｓ Ｔ ｉ ｓ Ｎ ｉ ｓＷのうち
のいずれか１つの材料またはこれらのうちの２種以上の
材料の合金にてなる電極層を形成する。
（実施例３）
本発明の実施例のさらに他の構造を第３図に示す。透明
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３として周期律表第■
族元素又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を０ｐｐｍ〜１
１００００ｐｐ％好ましくは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ
添加したシリコンとカーボンを主成分とする薄膜、又は
シリコンと窒素を主成分とする薄膜、又はシリコンと酸
素を主成分とする薄膜を形成する。ブロッキング層の厚
みは２ＯＡ以上５０００人未満、好ましくは５０人〜２
０００人である。さらに、その上に不純物を含む光導電
層４として、周期律表第■族元素、又は周期律表第Ｖ族
元素の不純物をｌｐｐｍ−１１００００ｐｐより好まし
くは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ添加した水素化アモルフ
ァスシリコン薄膜を形成する。その厚みは２０Å以上５
０００人未満、好ましくは５０人〜２００ＯＡである。
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３として周期律表第■
族元素又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を０ｐｐｍ〜１
１００００ｐｐ％好ましくは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ
添加したシリコンとカーボンを主成分とする薄膜、又は
シリコンと窒素を主成分とする薄膜、又はシリコンと酸
素を主成分とする薄膜を形成する。ブロッキング層の厚
みは２ＯＡ以上５０００人未満、好ましくは５０人〜２
０００人である。さらに、その上に不純物を含む光導電
層４として、周期律表第■族元素、又は周期律表第Ｖ族
元素の不純物をｌｐｐｍ−１１００００ｐｐより好まし
くは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ添加した水素化アモルフ
ァスシリコン薄膜を形成する。その厚みは２０Å以上５
０００人未満、好ましくは５０人〜２００ＯＡである。
その上に、光導電層５として不純物を含まない水素化ア
モルファスシリコン薄膜を形成する。その上に、不純物
を含む光導電層８として、周期律表第■族元素、又は周
期律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ〜１１００００ｐ
ｐｐｐｍ上水素化アモルファスシリコン薄膜を形成する
。その上に、金属第１電極層６としてＣｒ、Ａｊ、Ｚｒ
。
モルファスシリコン薄膜を形成する。その上に、不純物
を含む光導電層８として、周期律表第■族元素、又は周
期律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ〜１１００００ｐ
ｐｐｐｍ上水素化アモルファスシリコン薄膜を形成する
。その上に、金属第１電極層６としてＣｒ、Ａｊ、Ｚｒ
。
Ｔ １ ｓ Ｎ ｉ％Ｗのうちいずれか１つの材料また
はこれらのうちの２種以上の合金あるいは積層構造にて
なる電極層を形成する。
はこれらのうちの２種以上の合金あるいは積層構造にて
なる電極層を形成する。
（実施例４）
本発明の実施例のさらに他の構造を第４図に示す。透明
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３として周期律表第■
族元素又は周期律表第■族元素の不純物を０ｐｐｍ〜１
１００００ｐｐ％好ましくは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ
添加したシリコンとカーボンを主成分とする薄膜、又は
シリコンと窒素を主成分とする薄膜、又はシリコンと酸
素を主成分とする薄膜を形成する。さらに、その上に不
純物を含む光導電層４として、周期律表第■族元素、ス
は周期律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ〜１１０００
０ｐｐｐｐｍ上水素化アモルファスシリコン薄膜を形成
する。その厚みは２ＯＡ以上５０００人未満、好ましく
は５０人〜２０００人である。
な絶縁基板１上に第２電極層２として透明導電膜を形成
する。その上に、ブロッキング層３として周期律表第■
族元素又は周期律表第■族元素の不純物を０ｐｐｍ〜１
１００００ｐｐ％好ましくは２ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ
添加したシリコンとカーボンを主成分とする薄膜、又は
シリコンと窒素を主成分とする薄膜、又はシリコンと酸
素を主成分とする薄膜を形成する。さらに、その上に不
純物を含む光導電層４として、周期律表第■族元素、ス
は周期律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ〜１１０００
０ｐｐｐｐｍ上水素化アモルファスシリコン薄膜を形成
する。その厚みは２ＯＡ以上５０００人未満、好ましく
は５０人〜２０００人である。
その上に、光導電層５として不純物を含まない水素化ア
モルファスシリコン薄膜を形成する。
モルファスシリコン薄膜を形成する。
その上に、不純物を含む光導電層８として、周期律表第
■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ
〜１１００００ｐｐｐｐｍ上水素化アモルファスシリコ
ン薄膜を形成する。
■族元素、又は周期律表第Ｖ族元素の不純物をｉｐｐｍ
〜１１００００ｐｐｐｐｍ上水素化アモルファスシリコ
ン薄膜を形成する。
その上にブロッキング層９を形成し、さらにその上に金
属第１電極層６としてＣ「、Ａ】、２ｒｓＴｉｓＮｉＳ
Ｗのうちいずれか１つの材料またはこれらのうちの２種
以上の材料の合金あるいは積層構造にてなる電極層を形
成する。なおブロッキング層９は、ブロッキング層３と
同様な方法により作成する。
属第１電極層６としてＣ「、Ａ】、２ｒｓＴｉｓＮｉＳ
Ｗのうちいずれか１つの材料またはこれらのうちの２種
以上の材料の合金あるいは積層構造にてなる電極層を形
成する。なおブロッキング層９は、ブロッキング層３と
同様な方法により作成する。
［発明の効果］
本発明によれば、従来のフォトダイオード型光電変換素
子と同様暗電流を抑えたまま、明電流を大きくすること
ができる。これを光センサーとして用いることにより、
駆動回路、増幅回路、走査回路の負担を小さくでき、セ
ンサーの応用が簡便になり、またコストダウンにつなが
り、イメージセンサーの応用範囲の拡大に寄与する。
子と同様暗電流を抑えたまま、明電流を大きくすること
ができる。これを光センサーとして用いることにより、
駆動回路、増幅回路、走査回路の負担を小さくでき、セ
ンサーの応用が簡便になり、またコストダウンにつなが
り、イメージセンサーの応用範囲の拡大に寄与する。
第１図ないし第４図はこの発明の光センサーの種々の実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
１・・・・・・透明な絶縁基板
２・・・・・・透明導電膜第２電極層
３・・・・・・ブロッキング層
４・・・・・・不純物を含む光導電層
面１ 図
第２Ｚ
５・・・・・・光導電層
６・・・・・・金属第１電極層
７・・・・・・ブロッキング層
８・・・・・・不純物を含む光導電層
９・・・・・・ブロッキング層
ほか１名
第３図
ｊＮＪ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１電極層と、透光性の第２電極層を有し、その間
にシリコンを主成分とする第１光導電層、水素化アモル
ファスシリコンに比べてバンドギャップの広いシリコン
とカーボンを主成分とする物質、又はシリコンと窒素を
主成分とする物質、又はシリコンと酸素を主成分とする
物質を用いたブロッキング層、ブロッキング層及び第１
光導電層の電気的性質の改変による電荷注入を目的とし
て形成する周期律表第III族元素又は周期律表第Ｖ族元
素の不純物を添加したシリコンを主成分とする第２光導
電層を積層し、ブロッキング層として周期律表第III族
元素又は周期律表第Ｖ族元素の不純物を添加した水素化
アモルファスシリコンに比べてバンドギャップの広いシ
リコンとカーボンを主成分とする物質、又はシリコンと
窒素を主成分とする物質、又はシリコンと酸素を主成分
とする物質を用いることによりセンサーの電気的特性を
改良するものである光センサー。 ２、ブロッキング層の不純物量を０ｐｐｍから１０００
０ｐｐｍに制御することにより、電荷注入量を制御する
ものである請求項１記載の光センサー。 ３、ブロッキング層の厚みを２０Å以上５０００Å未満
に制御することにより、電荷注入量を制御するものであ
る請求項１記載の光センサー。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066751A JPH02246170A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 光センサー |
| CA002005255A CA2005255C (en) | 1988-12-14 | 1989-12-12 | Contact type photoelectric transducer |
| EP19900900993 EP0402480A4 (en) | 1988-12-14 | 1989-12-13 | Adhered type photoelectric conversion element |
| PCT/JP1989/001247 WO1990007195A1 (en) | 1988-12-14 | 1989-12-13 | Adhered type photoelectric conversion element |
| US07/555,416 US5115123A (en) | 1988-12-14 | 1989-12-13 | Contact type photoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1066751A JPH02246170A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 光センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246170A true JPH02246170A (ja) | 1990-10-01 |
Family
ID=13324900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1066751A Pending JPH02246170A (ja) | 1988-12-14 | 1989-03-17 | 光センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02246170A (ja) |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1066751A patent/JPH02246170A/ja active Pending
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