JPH0226084A - アモルファスシリコンフォトダイオード - Google Patents
アモルファスシリコンフォトダイオードInfo
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- JPH0226084A JPH0226084A JP63176572A JP17657288A JPH0226084A JP H0226084 A JPH0226084 A JP H0226084A JP 63176572 A JP63176572 A JP 63176572A JP 17657288 A JP17657288 A JP 17657288A JP H0226084 A JPH0226084 A JP H0226084A
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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】
〔概 要〕
アモルファスシリコンフォトダイオードの構造に関し、
アルミニウムとアモルファスシリコンとの反応を抑制し
て、漏れ電流を減少させることを目的とし、 アモルファスシリコン膜とアルミニウム電極膜との間に
、高融点金属または高融点金属窒化物からなるバリヤメ
タル膜を介在させていることを特〔産業上の利用分野〕 本発明はアモルファスシリコンフォトダイオードの構造
に関する。
て、漏れ電流を減少させることを目的とし、 アモルファスシリコン膜とアルミニウム電極膜との間に
、高融点金属または高融点金属窒化物からなるバリヤメ
タル膜を介在させていることを特〔産業上の利用分野〕 本発明はアモルファスシリコンフォトダイオードの構造
に関する。
アモルファスシリコン（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｉ ；
非晶質シリコン）は光の吸収係数が大きく、太陽電池そ
の他の受光素子の主流になっているが、なお−層性能向
上の対策が望まれている。
非晶質シリコン）は光の吸収係数が大きく、太陽電池そ
の他の受光素子の主流になっているが、なお−層性能向
上の対策が望まれている。
第３図は従来のアモルファスシリコンフォトダイオード
の断面図を示しており、１はシリコン基板、２は酸化シ
リコン（Ｓｉ（ｈ）膜、３はアルミニウム（ＡＩ） １
１１１． ４はアモルファスシリコンカーバイド（ａ
−Ｓｉ Ｃ； Ｈ）膜、５はアモルファスシリコン（ａ
−３ｉ ＨＨ）膜、６はインジウム錫酸化物膜（ＩＴ
Ｏ膜； Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０ｘｉｄｅ膜）で、Ｉ
ＴＯ膜６とアモルファスシリコン膜５とがシッフトキー
接合したショットキー接合型フォトダイオードである。
の断面図を示しており、１はシリコン基板、２は酸化シ
リコン（Ｓｉ（ｈ）膜、３はアルミニウム（ＡＩ） １
１１１． ４はアモルファスシリコンカーバイド（ａ
−Ｓｉ Ｃ； Ｈ）膜、５はアモルファスシリコン（ａ
−３ｉ ＨＨ）膜、６はインジウム錫酸化物膜（ＩＴ
Ｏ膜； Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０ｘｉｄｅ膜）で、Ｉ
ＴＯ膜６とアモルファスシリコン膜５とがシッフトキー
接合したショットキー接合型フォトダイオードである。
また、ＩＴＯ膜６は光を透過する透明な導電性膜であっ
て、可視光の透過率が高く（波長５５０ｎｍの光に対し
８０％以上）、抵抗率も１ｘｔｏ−’ｌΩ１程度と低い
ため、照射光カ月ＴＯ膜６を透過してアモルファスシリ
コン膜に至り、そこで光電変換されて電流となり、その
電流が信号として取り出される構造である。
て、可視光の透過率が高く（波長５５０ｎｍの光に対し
８０％以上）、抵抗率も１ｘｔｏ−’ｌΩ１程度と低い
ため、照射光カ月ＴＯ膜６を透過してアモルファスシリ
コン膜に至り、そこで光電変換されて電流となり、その
電流が信号として取り出される構造である。
このアモルファスシリコン（ａ−５ｔ）膜は可視光に対
する吸収係数が単結晶シリコンよりほぼ１桁程度大きく
、又、光学的バンドギャップが１．７〜１．８ ｅＶで
、可視光域に吸収のピークをもっており、太陽電池、光
センサその他に広く実用化されている材料である。且つ
、アモルファスシリコン膜のうち、水素化アモルファス
シリコン（ａ −Ｓｔ；Ｈ）＃は局在準位密度が小さく
、−層良好な光導電性を示す性質があるため、最近はこ
の水素化アモルファスシリコン膜が主として使用されて
おり、上記のアモルファスシリコン膜もこのようなａｓ
ｔ＋ＨＩＩ！で形成されたものである。
する吸収係数が単結晶シリコンよりほぼ１桁程度大きく
、又、光学的バンドギャップが１．７〜１．８ ｅＶで
、可視光域に吸収のピークをもっており、太陽電池、光
センサその他に広く実用化されている材料である。且つ
、アモルファスシリコン膜のうち、水素化アモルファス
シリコン（ａ −Ｓｔ；Ｈ）＃は局在準位密度が小さく
、−層良好な光導電性を示す性質があるため、最近はこ
の水素化アモルファスシリコン膜が主として使用されて
おり、上記のアモルファスシリコン膜もこのようなａｓ
ｔ＋ＨＩＩ！で形成されたものである。
更に、アルミニウムの電極膜３を設けている理由は、ｔ
Ｃの配線として汎用されており、４５０℃程度の低温度
で処理できるからである。且つ、アモルファスシリコン
カーバイド（ａ −５ｉＣ； Ｈ）膜４はアモルファス
シリコン（ａ −Ｓｉ ； Ｈ） 膜５と＾ｌ電極膜３
との反応を抑制するために介在させたバリヤ膜である。
Ｃの配線として汎用されており、４５０℃程度の低温度
で処理できるからである。且つ、アモルファスシリコン
カーバイド（ａ −５ｉＣ； Ｈ）膜４はアモルファス
シリコン（ａ −Ｓｉ ； Ｈ） 膜５と＾ｌ電極膜３
との反応を抑制するために介在させたバリヤ膜である。
ところが、上記のようなフォトダイオードは電位を印加
していても、受光しない場合は理論的に電流が流れない
筈であるが、実際は暗電流が生じて僅かの漏れ電流を生
じており、フォトダイオード特性の改善にはこの漏れ電
流を出来る限り小さくすることが重要である。
していても、受光しない場合は理論的に電流が流れない
筈であるが、実際は暗電流が生じて僅かの漏れ電流を生
じており、フォトダイオード特性の改善にはこの漏れ電
流を出来る限り小さくすることが重要である。
発明者はこの漏れ電流が生じる原因を種々検討したとこ
ろ、アルミニウムが反応し易い材料であるために、アモ
ルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ； Ｈ）１４
をバリヤ膜として介在させても、未だ完全に反応を抑制
するには至っていないことが判ってきた。
ろ、アルミニウムが反応し易い材料であるために、アモ
ルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ； Ｈ）１４
をバリヤ膜として介在させても、未だ完全に反応を抑制
するには至っていないことが判ってきた。
本発明はこのようなアルミニウムの反応を抑制して、漏
れ電流を減少させることを目的としたフォトダイオード
をｆｌ案するものである。
れ電流を減少させることを目的としたフォトダイオード
をｆｌ案するものである。
その課題は、アモルファスシリコン膜とアルミニウム電
極膜との間に、高融点金属または高融点金属窒化物から
なるバリヤメタル膜を介在させているアモルファスシリ
コンフォトダイオードによって解決される。
極膜との間に、高融点金属または高融点金属窒化物から
なるバリヤメタル膜を介在させているアモルファスシリ
コンフォトダイオードによって解決される。
即ち、本発明は、高融点金属または高融点金属窒化物か
らなるバリヤメタル膜をアモルファスシリコン（ａ −
５ｉ ； Ｈ）膜とアルミニウム（＾ｌ）＋１１との間
に介在させた構造にする。そうすると、両者の反応が抑
制されて漏れ電流が減少する。
らなるバリヤメタル膜をアモルファスシリコン（ａ −
５ｉ ； Ｈ）膜とアルミニウム（＾ｌ）＋１１との間
に介在させた構造にする。そうすると、両者の反応が抑
制されて漏れ電流が減少する。
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明にかかるアモルファスシリコンフォトダ
イオードの断面図を示しており、図中の記号は第３図と
同様に１はシリコン基板、２は５ｉ０２膜、３はＡＩ電
極膜、５はアモルファスシリコン（ａ −Ｓｉ ； Ｈ
）膜、６はＩＴＯ膜で、７が本発明の特徴とする高融点
金属または高融点金属窒化物からなるバリヤメタル膜の
窒化チタン（ＴｉＮ）膜である。
イオードの断面図を示しており、図中の記号は第３図と
同様に１はシリコン基板、２は５ｉ０２膜、３はＡＩ電
極膜、５はアモルファスシリコン（ａ −Ｓｉ ； Ｈ
）膜、６はＩＴＯ膜で、７が本発明の特徴とする高融点
金属または高融点金属窒化物からなるバリヤメタル膜の
窒化チタン（ＴｉＮ）膜である。
この本発明にかかるフォトダイオードの製造方法につい
て概要を説明すると、まず、シリコン基ｖＸ１面を熱酸
化して５ｉ０２膜２を生成しく絶縁性基板とし）、その
上にＡＩｔｆｉ膜３（膜厚２０００人）およびＴｉＮ膜
（膜厚５００〜２０００人）をスパッタ法で被着し、そ
れを同時にフォトプロセスによってパターンユングする
。なお、ＴｉＮ膜のスパッタはＴｉターゲットを用い、
Ａｒ ： Ｎ２ ＝１ ｉ １ガスの圧力５鶴↑ｏｒｒ
、直流出力４に賀程度でおこなうものである。そうする
と、被着速度は約１ｓｏｏ人／分、比抵抗が１〜２Ｘ１
０−４Ω１程度のＴｉＮ膜が得られる。
て概要を説明すると、まず、シリコン基ｖＸ１面を熱酸
化して５ｉ０２膜２を生成しく絶縁性基板とし）、その
上にＡＩｔｆｉ膜３（膜厚２０００人）およびＴｉＮ膜
（膜厚５００〜２０００人）をスパッタ法で被着し、そ
れを同時にフォトプロセスによってパターンユングする
。なお、ＴｉＮ膜のスパッタはＴｉターゲットを用い、
Ａｒ ： Ｎ２ ＝１ ｉ １ガスの圧力５鶴↑ｏｒｒ
、直流出力４に賀程度でおこなうものである。そうする
と、被着速度は約１ｓｏｏ人／分、比抵抗が１〜２Ｘ１
０−４Ω１程度のＴｉＮ膜が得られる。
次いで、アモルファスシリコン（ａ −Ｓｉ Ｈ，Ｈ）
膜５（膜厚１μｍ）をプラズマ気相成長法で成長するが
、これはシランやジシランなどの原料ガスをグロー放電
で分解して積層する公知の成長法を用いる。その後、Ｉ
ＴＯ膜６（膜厚１０００〜２０００人）を成長させて完
成する。
膜５（膜厚１μｍ）をプラズマ気相成長法で成長するが
、これはシランやジシランなどの原料ガスをグロー放電
で分解して積層する公知の成長法を用いる。その後、Ｉ
ＴＯ膜６（膜厚１０００〜２０００人）を成長させて完
成する。
本発明にかかるフォトダイオードの構成はバリヤメタル
膜としてＴｉＮ膜を用いる他に、窒化タングステン（Ｗ
Ｎ）膜、チタンタングステン（ＴｉＷ）膜などの高融点
金属窒化物や高融点金属の膜を用いても同様の効果が得
られる。
膜としてＴｉＮ膜を用いる他に、窒化タングステン（Ｗ
Ｎ）膜、チタンタングステン（ＴｉＷ）膜などの高融点
金属窒化物や高融点金属の膜を用いても同様の効果が得
られる。
第２図はその効果を説明するための逆バイアス電圧と漏
れ電流との関係図で、縦軸は電流密度（Ａ／１ｍ２）、
横軸は逆バイアス電圧（アルミニウム電極を＋、ＩＴＯ
ＷＡを−とした印加電圧）である。点線の曲線Ｉは従来
のフォトダイオード構造（第３図に示す構造）の漏れ電
流、実線の曲線■は本発明にかかるフォトダイオード構
造の漏れ電流を示しているが、この第２図より、例えば
、５Ｖのバイアス電圧を印加すれば漏れ電流が従来構造
に比べて約１桁程度低下することが明らかで、本発明に
かかる構造を採れば漏れ電流（暗電流）が顕著に改善さ
れることが判る。
れ電流との関係図で、縦軸は電流密度（Ａ／１ｍ２）、
横軸は逆バイアス電圧（アルミニウム電極を＋、ＩＴＯ
ＷＡを−とした印加電圧）である。点線の曲線Ｉは従来
のフォトダイオード構造（第３図に示す構造）の漏れ電
流、実線の曲線■は本発明にかかるフォトダイオード構
造の漏れ電流を示しているが、この第２図より、例えば
、５Ｖのバイアス電圧を印加すれば漏れ電流が従来構造
に比べて約１桁程度低下することが明らかで、本発明に
かかる構造を採れば漏れ電流（暗電流）が顕著に改善さ
れることが判る。
以上の説明のように、本発明によれば漏れ電流の小さい
ダイオード特性の改善されたフォトダイオードが得られ
、光通信技術の向上に大きく寄与するものである。
ダイオード特性の改善されたフォトダイオードが得られ
、光通信技術の向上に大きく寄与するものである。
第１図は本発明にかかるアモルファスシリコンフォトダ
イオードの断面図、 第２図は逆バイアス電圧と漏れ電流との関係図、第３図
は従来のアモルファスシリコンフォトダイオードの断面
図である。 図において、 １はシリコン基板、 ２は５ｉ０２膜、 ３はアルミニウム（ＡＩ）電極膜、 ４はアモルファスシリコンカーバイド（ａ −５ｉＣ；
Ｈ）膜、 ５はアモルファスシリコン（ａ −Ｓｉ ； Ｈ） ｍ
、６はＩＴＯ膜、 ７は窒化チタン（ＴｉＮ）膜 を示している。 第１図 ６ら表め了モルフＴスジリフ＞７ｒｌ−９イオード°の
處ｒ面ｌｚ第３図
イオードの断面図、 第２図は逆バイアス電圧と漏れ電流との関係図、第３図
は従来のアモルファスシリコンフォトダイオードの断面
図である。 図において、 １はシリコン基板、 ２は５ｉ０２膜、 ３はアルミニウム（ＡＩ）電極膜、 ４はアモルファスシリコンカーバイド（ａ −５ｉＣ；
Ｈ）膜、 ５はアモルファスシリコン（ａ −Ｓｉ ； Ｈ） ｍ
、６はＩＴＯ膜、 ７は窒化チタン（ＴｉＮ）膜 を示している。 第１図 ６ら表め了モルフＴスジリフ＞７ｒｌ−９イオード°の
處ｒ面ｌｚ第３図
Claims (1)
- アモルファスシリコン膜とアルミニウム電極膜との間に
、高融点金属または高融点金属窒化物からなるバリヤメ
タル膜を介在させていることを特徴とするアモルファス
シリコンフォトダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176572A JPH0226084A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | アモルファスシリコンフォトダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176572A JPH0226084A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | アモルファスシリコンフォトダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226084A true JPH0226084A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=16015907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176572A Pending JPH0226084A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | アモルファスシリコンフォトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0226084A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449924A (en) * | 1993-01-28 | 1995-09-12 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Photodiode having a Schottky barrier formed on the lower metallic electrode |
| CN104931254A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-23 | 北京理工大学 | 一种行星变速机构主油道出口流量测试装置 |
-
1988
- 1988-07-14 JP JP63176572A patent/JPH0226084A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449924A (en) * | 1993-01-28 | 1995-09-12 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Photodiode having a Schottky barrier formed on the lower metallic electrode |
| CN104931254A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-23 | 北京理工大学 | 一种行星变速机构主油道出口流量测试装置 |
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