JPH02288269A - 非結晶硅素Ｓｉ／ＳｉＣ異質結合検知フォトトランジスター - Google Patents
非結晶硅素Ｓｉ／ＳｉＣ異質結合検知フォトトランジスターInfo
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- JPH02288269A JPH02288269A JP1086687A JP8668789A JPH02288269A JP H02288269 A JPH02288269 A JP H02288269A JP 1086687 A JP1086687 A JP 1086687A JP 8668789 A JP8668789 A JP 8668789A JP H02288269 A JPH02288269 A JP H02288269A
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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】
本発明は、一種の非結晶硅Ｓｉ／ＳｉＣ異質結合色検知
フォトトランジスターに係わり、その構造は、ガラス／
Ｔ Ｔｏ／ａ−９ｉ （ｎ會−１−Ｐ’） ／ａ−５
ｉＣ（ｉ−ｎ會）／ＡＩから構成される、そして高度の
光増幅および高応答スピードなど特性を具える、本発明
の色検知フォトトランジスターは、一種の主載子型装置
に属するもの、弱光照明の下で、相当高い光増幅を得ら
れる、故に低感度フォト測定器とするのに適合である、
その同時、本発明のｔ−Ｖ特性は、バイアスおよびコレ
クタが雑質を混ぜない部分の厚さによって変動する、こ
のため電圧制御による顔色測定器の設計が更に弾性とな
るもの。
フォトトランジスターに係わり、その構造は、ガラス／
Ｔ Ｔｏ／ａ−９ｉ （ｎ會−１−Ｐ’） ／ａ−５
ｉＣ（ｉ−ｎ會）／ＡＩから構成される、そして高度の
光増幅および高応答スピードなど特性を具える、本発明
の色検知フォトトランジスターは、一種の主載子型装置
に属するもの、弱光照明の下で、相当高い光増幅を得ら
れる、故に低感度フォト測定器とするのに適合である、
その同時、本発明のｔ−Ｖ特性は、バイアスおよびコレ
クタが雑質を混ぜない部分の厚さによって変動する、こ
のため電圧制御による顔色測定器の設計が更に弾性とな
るもの。
プラズマ化学蒸気沈殿を利用して製造した非結晶硅Ｓｉ
／５ｉＣＲ質結合色検知フォトトランジスターが研究を
成功した、その構造は、ガラ ス ／ ＩＴＯ／ａ−
５ｉ （ｎ 會−ｉ−Ｐ 會）／ａ−９ｉＣ（
ｉ−ｎ會）／ＡＩである。この装置は、一つ幅広いバン
ドギャップ非結晶硅ＳｉＣエミッタを具える体障壁トラ
ンジスターでありその構造断面図は、図１に示すように
ある。
／５ｉＣＲ質結合色検知フォトトランジスターが研究を
成功した、その構造は、ガラ ス ／ ＩＴＯ／ａ−
５ｉ （ｎ 會−ｉ−Ｐ 會）／ａ−９ｉＣ（
ｉ−ｎ會）／ＡＩである。この装置は、一つ幅広いバン
ドギャップ非結晶硅ＳｉＣエミッタを具える体障壁トラ
ンジスターでありその構造断面図は、図１に示すように
ある。
このフォトトランジスターは、入射光パワーが５μＷ、
電圧が１４Ｖ、コレクタ電流が０゜１２ｍＡであるとき
、光増１ｔ＠Ｇが４０および応答スピードがｌＯμＳに
到達できる、バイアスが１Ｖの下で、最高応答スピード
が６１０ｎｍとなる、そしてバイアスが７および１３Ｖ
であるときに、最高応答スピードは、別々に４２０およ
び５４０ｎｍとなる。
電圧が１４Ｖ、コレクタ電流が０゜１２ｍＡであるとき
、光増１ｔ＠Ｇが４０および応答スピードがｌＯμＳに
到達できる、バイアスが１Ｖの下で、最高応答スピード
が６１０ｎｍとなる、そしてバイアスが７および１３Ｖ
であるときに、最高応答スピードは、別々に４２０およ
び５４０ｎｍとなる。
最近、放射周波放電方式法による非結晶質Ｓｉ半導体の
製造は、例えばコンパクトファクシミリの中にある接触
式線形検知器およびレーザープリンタこの中に使用され
る光受信器など大面積、低コストの薄膜イメージセンサ
−に応用される。
製造は、例えばコンパクトファクシミリの中にある接触
式線形検知器およびレーザープリンタこの中に使用され
る光受信器など大面積、低コストの薄膜イメージセンサ
−に応用される。
基本的に、フォトセンサーは、スコツトキーあるいはｐ
、ｉ、ｎフォトダイオードおよびフォトコンダクタ−二
種類の非結晶質Ｓｉ：Ｈフォトセンサーがある、この二
種類フォトセンサーは、両方とも増幅オペレーション機
構ではなく、そして低光電流出力および低Ｓ／Ｎ比率の
欠点がある。最近、我々は非結晶質Ｓ１のｎ＋−１−ｎ
”薄膜体障壁フォトトランジスターが高光増幅および高
応答スピードなど特性を具えることを証明した。本文の
中には、ある一種の新開発成功した幅広いバンドギャッ
プ非結晶質ＳｉＣエミッタを具えるガラス／ Ｉ Ｔ
Ｏ／ ａ −５ｉ（ｎ 會−ｉ−Ｐ 會）／ａ−５
ｉＣ（ｉ−ｎ 會）／ＡＩ異質結合体障壁トランジス
ターを詳しく説明する、このものは、最近に提出したガ
ラス／ ＩＴＯ／ａ−３ｉ （ｎ 會−ｉ−Ｐ
會）／ａ−３（ｉ−ｎＱ／ＡＩ装置のもう一型であ
る。
、ｉ、ｎフォトダイオードおよびフォトコンダクタ−二
種類の非結晶質Ｓｉ：Ｈフォトセンサーがある、この二
種類フォトセンサーは、両方とも増幅オペレーション機
構ではなく、そして低光電流出力および低Ｓ／Ｎ比率の
欠点がある。最近、我々は非結晶質Ｓ１のｎ＋−１−ｎ
”薄膜体障壁フォトトランジスターが高光増幅および高
応答スピードなど特性を具えることを証明した。本文の
中には、ある一種の新開発成功した幅広いバンドギャッ
プ非結晶質ＳｉＣエミッタを具えるガラス／ Ｉ Ｔ
Ｏ／ ａ −５ｉ（ｎ 會−ｉ−Ｐ 會）／ａ−５
ｉＣ（ｉ−ｎ 會）／ＡＩ異質結合体障壁トランジス
ターを詳しく説明する、このものは、最近に提出したガ
ラス／ ＩＴＯ／ａ−３ｉ （ｎ 會−ｉ−Ｐ
會）／ａ−３（ｉ−ｎＱ／ＡＩ装置のもう一型であ
る。
幅広いバンドギャップを具える非結晶質ＳｉＣ：Ｈ薄膜
は、硅および炭水化学物を含む混合ガスのプラズマ分解
を利用して製造できる、故に、本材料がよく太陽エネル
ギー収集の効率を加強するためのａ−９ｉｐ−ｉ−ｎ太
陽エネルギー電池の受光材料として使用される、このた
めに色々違ったａ−３ｉ／ａ−５ｉＣ異質結合製品が製
造される、本装置構造の横断面は図１ａ；に示しである
、製造プロセスは以下のように詳しく述べる。
は、硅および炭水化学物を含む混合ガスのプラズマ分解
を利用して製造できる、故に、本材料がよく太陽エネル
ギー収集の効率を加強するためのａ−９ｉｐ−ｉ−ｎ太
陽エネルギー電池の受光材料として使用される、このた
めに色々違ったａ−３ｉ／ａ−５ｉＣ異質結合製品が製
造される、本装置構造の横断面は図１ａ；に示しである
、製造プロセスは以下のように詳しく述べる。
基層体をクリニングプロセスに通過したあと一つプラズ
マ化学スチームシステムの下で、多層ａ−５ｉおよびａ
−３ｉＣｎ會−１−Ｐ’−１−ｎ”が別々：こＩＴＯの
ガラスに沈殿して塗り、成長圧力および基層体の温度は
、別々にＩＴｏｒｒ’および２５０°Ｃである、そして
放射周波パワーが０．０８７−０．１４４ｗ／ｃ１１＋
２である。ａ−５ｉＣが成長するときに、百分の五十五
ＣＨ４（体積比）を含むＳｉＨ２を使用する。エミッタ
端にある９を質を混ぜない部分ｄ１の厚さは、１００Ａ
＠から５０ＯＡ”までにある、そしてコレクタ端にある
４質を混ぜない部分ｄ２の厚さは、２００ＯＡ’から７
０００Ａ’までの間にあるもの、底層は１００Ａ’であ
る。この装置を設計するときに、二つｎ＋層の間に任意
−つバイアス条件に於いて、任意の自由載子が存在しな
いことが要求される、図２はこの装置のバンド図である
。光がホールを発生して障壁の谷底に集結し、障壁を下
降させる、そして障壁に大量な電子が注入することに導
き、コレクタ極に電流の増加を造成する。
マ化学スチームシステムの下で、多層ａ−５ｉおよびａ
−３ｉＣｎ會−１−Ｐ’−１−ｎ”が別々：こＩＴＯの
ガラスに沈殿して塗り、成長圧力および基層体の温度は
、別々にＩＴｏｒｒ’および２５０°Ｃである、そして
放射周波パワーが０．０８７−０．１４４ｗ／ｃ１１＋
２である。ａ−５ｉＣが成長するときに、百分の五十五
ＣＨ４（体積比）を含むＳｉＨ２を使用する。エミッタ
端にある９を質を混ぜない部分ｄ１の厚さは、１００Ａ
＠から５０ＯＡ”までにある、そしてコレクタ端にある
４質を混ぜない部分ｄ２の厚さは、２００ＯＡ’から７
０００Ａ’までの間にあるもの、底層は１００Ａ’であ
る。この装置を設計するときに、二つｎ＋層の間に任意
−つバイアス条件に於いて、任意の自由載子が存在しな
いことが要求される、図２はこの装置のバンド図である
。光がホールを発生して障壁の谷底に集結し、障壁を下
降させる、そして障壁に大量な電子が注入することに導
き、コレクタ極に電流の増加を造成する。
通常、本装置は、コレクタ極対エミッタ極が正バイアス
で、光がガラス基板から進入するなど操作状況のもとで
あり、図３はフォトトランジスターが別々に明暗の条件
にＩ−Ｖ特性を示す図である。この装置の面積が１．４
１ｘｌＯ２Ｃｍ２であり、バイアスは、ｌｖから１４ｖ
まてである、モしてＨｅ−Ｎｅレーザー（λ＝６３２８
Ａ”）のイルミネーションを施すもとで、測定した光電
流はＩｃである、光の功率は一つ可変光束分割器より減
衰させて、一つフォトメーターで校正する。直流光増＠
Ｃは下式のように定義する： Ｇ ＝ （ｈ ν ／Ｑ＞ （Ｉ Ｃ
／Ｐ １１１）その中にｑは電子の電量である、Ｐｉｎ
は入射光の功率であり、モしてｈｖは入射輻射エネルギ
ーである、人力パワーが減るとき、Ｇ値は上昇となる、
これは多数載子フォト検知器の一つ特殊性質である、第
４図を参照して、Ｐ ｉ、＝ ５ｐｍおよびＶＣ，＝１
４Ｖ、Ｉｃ＝Ｏ，ｌ ２１ｒｎＡにあるとき、Ｇが４０
に到達できる。Ｇが照明強度に係わる関係は、光が発生
するホール電流が障壁高度に対する調節であるわけ。
で、光がガラス基板から進入するなど操作状況のもとで
あり、図３はフォトトランジスターが別々に明暗の条件
にＩ−Ｖ特性を示す図である。この装置の面積が１．４
１ｘｌＯ２Ｃｍ２であり、バイアスは、ｌｖから１４ｖ
まてである、モしてＨｅ−Ｎｅレーザー（λ＝６３２８
Ａ”）のイルミネーションを施すもとで、測定した光電
流はＩｃである、光の功率は一つ可変光束分割器より減
衰させて、一つフォトメーターで校正する。直流光増＠
Ｃは下式のように定義する： Ｇ ＝ （ｈ ν ／Ｑ＞ （Ｉ Ｃ
／Ｐ １１１）その中にｑは電子の電量である、Ｐｉｎ
は入射光の功率であり、モしてｈｖは入射輻射エネルギ
ーである、人力パワーが減るとき、Ｇ値は上昇となる、
これは多数載子フォト検知器の一つ特殊性質である、第
４図を参照して、Ｐ ｉ、＝ ５ｐｍおよびＶＣ，＝１
４Ｖ、Ｉｃ＝Ｏ，ｌ ２１ｒｎＡにあるとき、Ｇが４０
に到達できる。Ｇが照明強度に係わる関係は、光が発生
するホール電流が障壁高度に対する調節であるわけ。
フォトトランジスターが波長４００から８００ｎｍの相
対波長応答図は、図５に示しである、光源の方には適当
な光種を付＜ＢａｕｓｔあるいはＬ ｏ ｍ ｂモノク
ロマートを使用できる、この図５のなかにある曲線が違
ったバイアスＶｃｅの下で７１られた正規化波長応答を
表示する、図５の中にある内因は、コレクタ端にある４
質を混ぜない部分ｄ２の厚さが、３０００Ａ”から２０
００Ａ’に変化するとき得られた違った正規化波長応答
曲線である。
対波長応答図は、図５に示しである、光源の方には適当
な光種を付＜ＢａｕｓｔあるいはＬ ｏ ｍ ｂモノク
ロマートを使用できる、この図５のなかにある曲線が違
ったバイアスＶｃｅの下で７１られた正規化波長応答を
表示する、図５の中にある内因は、コレクタ端にある４
質を混ぜない部分ｄ２の厚さが、３０００Ａ”から２０
００Ａ’に変化するとき得られた違った正規化波長応答
曲線である。
周知のように、長波長区および短波長区に於いて、フォ
トトランジスターの波長応答が無敗となる、長波長区に
無敗となる原因は、弱いあるいは有限な載子拡散長度を
吸収することであるため、使用される材料によって定め
られる。
トトランジスターの波長応答が無敗となる、長波長区に
無敗となる原因は、弱いあるいは有限な載子拡散長度を
吸収することであるため、使用される材料によって定め
られる。
短波長区には、ガラス材料のバンドギャップあるいは両
組合せ損失に制限される。図５から分るように、Ｈ置の
厚さが、２０００Ａ°から７０００Ａ″″に変化すると
き、最高応答は５５００Ａ″から７０００Ａ＠に移転し
ていく、その同時にＦＷＨＭが狭くなる、これはＳｌが
より大きい吸収路径を持つために、さらに長波長光に適
合となるわけ、類似現象は図５から発見できる、図のな
かにあるバイアスは、ｌから１３■まで増加していく、
これら厚さおよび電圧に影響を受ける特徴は、電場の強
度から発生する、図５に示すように、短波長の相対応答
が電場強度の増加によって増加する、そして長波長の応
答には、不変に維持する、これは一つより高い電場の下
で組合せ損失および我子収集効率の改善によるもの。違
ったバイアスの下で、最高応答に対応するものは、正規
化値が１Ｖの６００ｎｍから別々に７および１３Ｖバイ
アスの４００および５００ｎｍと同様である。
組合せ損失に制限される。図５から分るように、Ｈ置の
厚さが、２０００Ａ°から７０００Ａ″″に変化すると
き、最高応答は５５００Ａ″から７０００Ａ＠に移転し
ていく、その同時にＦＷＨＭが狭くなる、これはＳｌが
より大きい吸収路径を持つために、さらに長波長光に適
合となるわけ、類似現象は図５から発見できる、図のな
かにあるバイアスは、ｌから１３■まで増加していく、
これら厚さおよび電圧に影響を受ける特徴は、電場の強
度から発生する、図５に示すように、短波長の相対応答
が電場強度の増加によって増加する、そして長波長の応
答には、不変に維持する、これは一つより高い電場の下
で組合せ損失および我子収集効率の改善によるもの。違
ったバイアスの下で、最高応答に対応するものは、正規
化値が１Ｖの６００ｎｍから別々に７および１３Ｖバイ
アスの４００および５００ｎｍと同様である。
以上のことを総合して言えば、一種の非結晶質Ｓ ｉ
／ Ｓ ｉ Ｃ異質結合色検知フォトトランジスターに
係わり、その構造は、ガラス／ＩＴＯ／ａ−５ｉ
（ｎ” −ｉ−Ｐ 會）／ａ−９ｉＣ（ｉ−ｎ’）／
ＡＩから構成されるものが製造に成功した、この装置は
、主載子型装置に属するもの、弱光照明の下で、相当高
い光増幅を得られる、故に低感度フォト測定器とするの
に適合である、その同時、本発明のＩ−Ｖ特性は、バイ
アスおよびコレクタが４質を混ぜない部分の厚さによっ
て変動する、このため電圧制御にょる顔色測定器の設計
が更に弾性となるもの６
／ Ｓ ｉ Ｃ異質結合色検知フォトトランジスターに
係わり、その構造は、ガラス／ＩＴＯ／ａ−５ｉ
（ｎ” −ｉ−Ｐ 會）／ａ−９ｉＣ（ｉ−ｎ’）／
ＡＩから構成されるものが製造に成功した、この装置は
、主載子型装置に属するもの、弱光照明の下で、相当高
い光増幅を得られる、故に低感度フォト測定器とするの
に適合である、その同時、本発明のＩ−Ｖ特性は、バイ
アスおよびコレクタが４質を混ぜない部分の厚さによっ
て変動する、このため電圧制御にょる顔色測定器の設計
が更に弾性となるもの６
第１図は、本発明の構造断面図である。
第２図は、本発明フォトトランジスターのバンド図であ
る。 節回３は、本発明がフォト入射パワーをパラメータとす
るときのＩ−■特性曲線を示す図である。 第４図は、■、をパラメータとするときに、光増幅Ｇお
よびコレクタ極電流の関係図である第５図は、違ったバ
イアス■。のもとで、正規化周波応答図であり、内因は
違ったコレクタ極層厚さのもとての周波応答である。
る。 節回３は、本発明がフォト入射パワーをパラメータとす
るときのＩ−■特性曲線を示す図である。 第４図は、■、をパラメータとするときに、光増幅Ｇお
よびコレクタ極電流の関係図である第５図は、違ったバ
イアス■。のもとで、正規化周波応答図であり、内因は
違ったコレクタ極層厚さのもとての周波応答である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一種の非結晶硅素Ｓｉ／ＳｉＣ異質結合色検知フォ
トトランジスターで、その構造の上から下までは、ガラ
ス／ＩＴＯ／ａ−Ｓｉ（ｎ＾＋−ｉ−Ｐ＾＋）／ａ−Ｓ
ｉＣ（ｉ−ｎ＾＋）／Ａｌであり、一種の主載子型装置
に属するもの、それに幅広いバンドギャップ非結晶質 ＳｉＣ（ｉ−ｎ＾＋）エミッタ・薄いｐ＾＋ａ−Ｓｉベ
ースおよびａ−Ｓｉ（ｎ＾＋−ｉ）コレクタを具える体
障壁トランジスターであるとともに、高光増幅および高
応答スピードなど特性を具えるもの。 ２、特許請求の範囲第１項に述べた色検知フォトトラン
ジスターのごとく、そのエミッタ端にある雑質を混ぜな
い部分ａ−ＳｉＣｉレ ーヤーの厚さは、１００Ａ°から５００Ａ°までにある
もの、そしてそのコレクタ端にある雑質を混ぜない部分
ａ−Ｓｉｉレーヤー の厚さは、２０００Ａ°から７０００Ａ°までの間にあ
るもの、レーヤー厚さにおけるエミッタ端にある高雑質
混ぜ部分ａ−Ｓｉｎ＾＋の厚さは、１２０Ａ°であり、
コレクタ端にある高雑質混ぜ部分ａ−ＳｉＣｎ＾＋の厚
さは、１００Ａ°である、二つｎ＾＋層、即ち二つｉレ
ーヤーおよび薄いｐ＾＋レーヤーの間に、任意の自由載
子が存在しないのが特徴とするもの。 ３、特許請求の範囲第１項に述べた色検知フォトトラン
ジスターのごとく、その正常な作業パターンは、コレク
タ極対エミッタ極が正バイアスであるときと、光がガラ
ス基板を経由して進入する操作パターンである、これに
基づいて入射光パワーが５μＷ、バイアスＶ＿ｃ＿ｅが
１３Ｖ、コレクタ電流が０．１２１ｍＡであるとき、光
増幅Ｇは４０に達し、最高応答波長が６１０ｎｍに到達
でき、そしてバイアスＶ＿ｃ＿ｅが１Ｖまでにあるとき
が４００ｎｍに到達できる、故に光敏感センサーとして
使用できるもの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086687A JPH02288269A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 非結晶硅素Ｓｉ／ＳｉＣ異質結合検知フォトトランジスター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086687A JPH02288269A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 非結晶硅素Ｓｉ／ＳｉＣ異質結合検知フォトトランジスター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02288269A true JPH02288269A (ja) | 1990-11-28 |
Family
ID=13893902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1086687A Pending JPH02288269A (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 非結晶硅素Ｓｉ／ＳｉＣ異質結合検知フォトトランジスター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02288269A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594183A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Fujitsu Ltd | カラ−検出方式 |
| JPS63193575A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 非晶質シリコン・フオトトランジスタ |
| JPS63250868A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Seiko Epson Corp | 光電変換素子 |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP1086687A patent/JPH02288269A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594183A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Fujitsu Ltd | カラ−検出方式 |
| JPS63193575A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 非晶質シリコン・フオトトランジスタ |
| JPS63250868A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Seiko Epson Corp | 光電変換素子 |
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