JPH0230190B2 - - Google Patents
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- JPH0230190B2 JPH0230190B2 JP54156640A JP15664079A JPH0230190B2 JP H0230190 B2 JPH0230190 B2 JP H0230190B2 JP 54156640 A JP54156640 A JP 54156640A JP 15664079 A JP15664079 A JP 15664079A JP H0230190 B2 JPH0230190 B2 JP H0230190B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
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- H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
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Description
【発明の詳細な説明】
『発明の属する技術分野』
本発明はMIS（金属導体または半導体よりなる
電極または対抗電極と絶縁物または半絶縁物の被
膜によりきを発生する半導体）型構造を有する光
電変換装置に関する。
電極または対抗電極と絶縁物または半絶縁物の被
膜によりきを発生する半導体）型構造を有する光
電変換装置に関する。
『従来の技術』
従来より光電変換装置としてはPNまたはPIN
接合を用いた半導体装置、シヨツトキ接合を光照
射面側にのみ用いた装置およびヘテロ接合を用い
た装置が知られている。このうちPN接合（PIN
接合）を用いた装置に関しては光照射面側に近い
領域にPN接合（PIN接合）を設け、一方の電荷
の対抗電極側に他方の電荷を裏面の電極に各々拡
散させて光起電力を発生させるものである。しか
しこの接合面は表面より0.01〜0.5μｍの深さに設
けられ、少数キヤリヤのライフタイムに比べてそ
の深さを浅くできないため、一方の電荷が対抗電
極に至るまでに光照射により発生した電子・ホー
ル対が互いにかかる不純物中心を介して再結合し
てしまう。このため光電変換効率を高くできない
という大きな欠点があつた。さらにこの接合面を
浅くするとその電極でのシート抵抗が大きくな
り、同時にキヤリアを外に取り出せないため、こ
のふたつを両立させることにより光電変換効率の
向上が求められていた。
接合を用いた半導体装置、シヨツトキ接合を光照
射面側にのみ用いた装置およびヘテロ接合を用い
た装置が知られている。このうちPN接合（PIN
接合）を用いた装置に関しては光照射面側に近い
領域にPN接合（PIN接合）を設け、一方の電荷
の対抗電極側に他方の電荷を裏面の電極に各々拡
散させて光起電力を発生させるものである。しか
しこの接合面は表面より0.01〜0.5μｍの深さに設
けられ、少数キヤリヤのライフタイムに比べてそ
の深さを浅くできないため、一方の電荷が対抗電
極に至るまでに光照射により発生した電子・ホー
ル対が互いにかかる不純物中心を介して再結合し
てしまう。このため光電変換効率を高くできない
という大きな欠点があつた。さらにこの接合面を
浅くするとその電極でのシート抵抗が大きくな
り、同時にキヤリアを外に取り出せないため、こ
のふたつを両立させることにより光電変換効率の
向上が求められていた。
この接合面をさらに浅くし、実質的に空乏層と
おなじ程度の厚さにしたものとしてシヨツトキ接
合を用いた光電変換装置がある。このシヨツトキ
接合は電極の仕事関数と半導体の電子親和力およ
びフエルミレベルとの差を利用して電力を得んと
したものである。しかしこの電極は半導体上に形
成されているナチユラル・オキサイドが特に珪素
の場合この珪素が酸化してできる酸化珪素が局部
的に５〜30Å形成されているが、このオキサイド
絶縁膜中の界面準位をも利用して電極を設けてい
る。このナチユラル・オキサイドは膜厚、界面準
位に局部性を有しており、材料的にも緻密でない
為、実用上の価値がない。このためこれをさらに
人為的に制御しようとしてMIS構造が提案されて
いる。このMIS構造とは、半導体表面に20〜30Å
の厚さの酸化珪素膜を半導体を600〜800℃の温度
で設けた、トンネル電流を許容しうる程度の薄さ
に均一に形成しさらにこの上面に電極を形成した
ものである。
おなじ程度の厚さにしたものとしてシヨツトキ接
合を用いた光電変換装置がある。このシヨツトキ
接合は電極の仕事関数と半導体の電子親和力およ
びフエルミレベルとの差を利用して電力を得んと
したものである。しかしこの電極は半導体上に形
成されているナチユラル・オキサイドが特に珪素
の場合この珪素が酸化してできる酸化珪素が局部
的に５〜30Å形成されているが、このオキサイド
絶縁膜中の界面準位をも利用して電極を設けてい
る。このナチユラル・オキサイドは膜厚、界面準
位に局部性を有しており、材料的にも緻密でない
為、実用上の価値がない。このためこれをさらに
人為的に制御しようとしてMIS構造が提案されて
いる。このMIS構造とは、半導体表面に20〜30Å
の厚さの酸化珪素膜を半導体を600〜800℃の温度
で設けた、トンネル電流を許容しうる程度の薄さ
に均一に形成しさらにこの上面に電極を形成した
ものである。
『発明が解決しようとする問題点』
かかる従来より知られているシヨツトキまたは
MIS型構造の光電変換装置の概念図、たて断面図
およびエネルギーバンド図を示す。
MIS型構造の光電変換装置の概念図、たて断面図
およびエネルギーバンド図を示す。
第１図Ａにおいて半導体１はその上面に構成的
に示してあるが酸化珪素よりなる５〜30Åの絶縁
膜６、シヨツトキ電極５、真性の半導体２、引出
し電極７、不純物濃度の半導体３、電極４が設け
られている。シヨツトキ電極は透光性とするため
に５〜500Åの厚さとなつている。かかる電極を
＋電極、裏面の電極を−電極とするためには、第
１図Ｂに示されたようであればよい。すなわち白
金等の仕事関数の大きい対抗電極５、Ｎ型の導電
型を有する半導体５、オーミツク電極４が設けら
れている。さらに対抗電極を−電極に、裏面の電
極を＋電極とするためには、第１図Ｃに示される
ようにシヨツトキ電極５を仕事関数の小さな金属
例えば、アルミニユームとし、Ｐ型の導電型を有
する半導体３とし、２は真性の半導体であればよ
い。すなわち第１図においては少数キヤリアであ
るホールは４０の空乏層にあつまるが、他方電子
は４１より半導体の厚さをすべてにわたつて拡散
し、４の電極にまで到達しなければならない。
に示してあるが酸化珪素よりなる５〜30Åの絶縁
膜６、シヨツトキ電極５、真性の半導体２、引出
し電極７、不純物濃度の半導体３、電極４が設け
られている。シヨツトキ電極は透光性とするため
に５〜500Åの厚さとなつている。かかる電極を
＋電極、裏面の電極を−電極とするためには、第
１図Ｂに示されたようであればよい。すなわち白
金等の仕事関数の大きい対抗電極５、Ｎ型の導電
型を有する半導体５、オーミツク電極４が設けら
れている。さらに対抗電極を−電極に、裏面の電
極を＋電極とするためには、第１図Ｃに示される
ようにシヨツトキ電極５を仕事関数の小さな金属
例えば、アルミニユームとし、Ｐ型の導電型を有
する半導体３とし、２は真性の半導体であればよ
い。すなわち第１図においては少数キヤリアであ
るホールは４０の空乏層にあつまるが、他方電子
は４１より半導体の厚さをすべてにわたつて拡散
し、４の電極にまで到達しなければならない。
さらに第１図Ｃにおいても同様な移動キヤリヤ
であるホールが半導体１の厚さをすべてにわたつ
て拡散しなければならない。しかしかかる長い拡
散距離は全く不合理であつて、好ましくは光照射
面近傍で発生した電子及びホールはそこより最も
短い拡散距離の移動で外部に取り出されれば再結
合中心により発生した電子及びホールの再結合を
許す確率が小さくなる。
であるホールが半導体１の厚さをすべてにわたつ
て拡散しなければならない。しかしかかる長い拡
散距離は全く不合理であつて、好ましくは光照射
面近傍で発生した電子及びホールはそこより最も
短い拡散距離の移動で外部に取り出されれば再結
合中心により発生した電子及びホールの再結合を
許す確率が小さくなる。
本発明はかかる欠点を解決するためになされた
ものであつて再結合中心の少ない条件化において
極めて高い光電変換効率を得ることができた。
ものであつて再結合中心の少ない条件化において
極めて高い光電変換効率を得ることができた。
『問題点を解決するための手段』
本発明はかかる光電変換装置に関して、光照射
により発生した電子・ホール対より生ずる光起電
力効果を利用した半導体装置において、かかる電
子、ホールを光照射を行う側の半導体の一主面上
に第１の電極および第２の電極を設け、この第１
の電極および第２の電極より電子、ホールををそ
れぞれ取り出すことを特徴としている。
により発生した電子・ホール対より生ずる光起電
力効果を利用した半導体装置において、かかる電
子、ホールを光照射を行う側の半導体の一主面上
に第１の電極および第２の電極を設け、この第１
の電極および第２の電極より電子、ホールををそ
れぞれ取り出すことを特徴としている。
さらに本発明は光照射がなされない裏面上にお
いても、同様に第３の電極を第１の電極と同様に
設け、また第４の電極を第２の電極と同様に設け
ることにより電極側にも２種類の電極を電子、ホ
ール取り出しとして設けた光電変換装置である。
いても、同様に第３の電極を第１の電極と同様に
設け、また第４の電極を第２の電極と同様に設け
ることにより電極側にも２種類の電極を電子、ホ
ール取り出しとして設けた光電変換装置である。
本発明はかかる光照射を行う側の半導体の一主
面上に２種類の電極を設けその各々を所定の間隔
をといて交互に格子（スリツト）状に設けた構造
である。
面上に２種類の電極を設けその各々を所定の間隔
をといて交互に格子（スリツト）状に設けた構造
である。
以下に実施例により本発明を説明する。
実施例 １
第２図Ａは本発明の斜投影図を概念的に示した
ものである。
ものである。
本発明では、半導体１は珪素を主成分とした単
結晶または非単結晶、または一部が単結晶他部が
非単結晶の構造の半導体であればいずれでも実施
可能であるが本実施例では（100）面の結晶方位
をゆうするＰ型単結晶珪素半導体を１の半導体と
してもちいた。
結晶または非単結晶、または一部が単結晶他部が
非単結晶の構造の半導体であればいずれでも実施
可能であるが本実施例では（100）面の結晶方位
をゆうするＰ型単結晶珪素半導体を１の半導体と
してもちいた。
このＰ型半導体基板を洗浄し表面の自然酸化膜
を希フツ酸で除去した。図面において半導体基板
１上に５〜30Åの絶縁膜６が形成さている。この
絶縁膜は窒化珪素膜、酸化珪素膜、炭化珪素膜、
等の絶縁膜またはSiN（０＜ｘ＜３）の低級窒化
物、SiOの低級酸化物、等の半絶縁膜であつても
よい。
を希フツ酸で除去した。図面において半導体基板
１上に５〜30Åの絶縁膜６が形成さている。この
絶縁膜は窒化珪素膜、酸化珪素膜、炭化珪素膜、
等の絶縁膜またはSiN（０＜ｘ＜３）の低級窒化
物、SiOの低級酸化物、等の半絶縁膜であつても
よい。
本実施例ではプラズマCVD法によりガス流量
SiH4 12SCCM NH3 36SCCM、圧力0.1Torr、
基板温度 350℃ 高周波電力 20Wで約１分間
Depo行い約20Åの厚さの窒化珪素膜が得られこ
れを絶縁膜６とした。
SiH4 12SCCM NH3 36SCCM、圧力0.1Torr、
基板温度 350℃ 高周波電力 20Wで約１分間
Depo行い約20Åの厚さの窒化珪素膜が得られこ
れを絶縁膜６とした。
第１の電極として仕事関数の大きい金属特にφ
＞4.0eVの金属本実施例ではクロムを真空蒸着法
またはスパツタリング法等物理的気相堆積法によ
り第２図Ａ１１のように半導体１主面上に選択的
に格子状に形成した。膜厚は500〜2000Åでよく
本実施例では堆積速度30Å／secで約30秒の堆積
時間で1000Åの厚さとした。また、第２図Ａ１１
のように格子状にするためにクロムを形成後フオ
トエツチングを行つた。この後第２の電極として
仕事関数の小さい金属特にφ＜4.0eVの金属本実
施例ではアルミニユームを第１の電極と全く同様
の方法により法第２図Ａ１２のように第１の電極
を形成したのと同じ半導体面上に形成した。この
場合堆積速度40Å／secで約25秒の堆積時間で
1000Åの厚さとした。
＞4.0eVの金属本実施例ではクロムを真空蒸着法
またはスパツタリング法等物理的気相堆積法によ
り第２図Ａ１１のように半導体１主面上に選択的
に格子状に形成した。膜厚は500〜2000Åでよく
本実施例では堆積速度30Å／secで約30秒の堆積
時間で1000Åの厚さとした。また、第２図Ａ１１
のように格子状にするためにクロムを形成後フオ
トエツチングを行つた。この後第２の電極として
仕事関数の小さい金属特にφ＜4.0eVの金属本実
施例ではアルミニユームを第１の電極と全く同様
の方法により法第２図Ａ１２のように第１の電極
を形成したのと同じ半導体面上に形成した。この
場合堆積速度40Å／secで約25秒の堆積時間で
1000Åの厚さとした。
この場合第１の電極の第２の電極の各々の間隔
１０はその面積が光電変換装置全体の面積の90％
近くなるように５〜500μｍ本実施例では50μｍと
し第１の電極と第２の電極の各々の巾は5μｍと
し本実施例の光電変換装置を得た。光照射は８よ
りなされその光は太陽光、蛍光灯、その他信号用
の光であつてもよい。この光は間隔１０より半導
体内に入り、光起電力を発生させる。その結果光
照射により発生した電子・ホール対のうち電子は
２７の部分にホールは２８の部分に集合し、トン
ネル電流によるにじみだしをへてそれぞれ第１の
電極および第２の電極に導きだされる。
１０はその面積が光電変換装置全体の面積の90％
近くなるように５〜500μｍ本実施例では50μｍと
し第１の電極と第２の電極の各々の巾は5μｍと
し本実施例の光電変換装置を得た。光照射は８よ
りなされその光は太陽光、蛍光灯、その他信号用
の光であつてもよい。この光は間隔１０より半導
体内に入り、光起電力を発生させる。その結果光
照射により発生した電子・ホール対のうち電子は
２７の部分にホールは２８の部分に集合し、トン
ネル電流によるにじみだしをへてそれぞれ第１の
電極および第２の電極に導きだされる。
またこの光励起は単なるエネルギーバンド巾に
相当する光励起のみでなく、第２図Ｂ２９に示さ
れる斜め方向の励起により広いエネルギーマツプ
大の励起を短波長光に対して行うことも、また第
２図Ｂ２９に示される如くせまいエネルギーバン
ド巾に相当する光励起を長波長光に対して行うこ
とも気体できるという大きな特徴を有する。
相当する光励起のみでなく、第２図Ｂ２９に示さ
れる斜め方向の励起により広いエネルギーマツプ
大の励起を短波長光に対して行うことも、また第
２図Ｂ２９に示される如くせまいエネルギーバン
ド巾に相当する光励起を長波長光に対して行うこ
とも気体できるという大きな特徴を有する。
また第２図Ｃは第２図Ａの１８，１９の領域の
深さ方向に関するエネルギーバンド図を示したも
のである。
深さ方向に関するエネルギーバンド図を示したも
のである。
図面において半導体１は２８の部分にホールを
集める。そのホールは半導体のバルクより半導体
の表面に拡散して集められる。また２７の部分に
電子が同様に半導体のバルクより半導体の表面に
拡散して集められる。
集める。そのホールは半導体のバルクより半導体
の表面に拡散して集められる。また２７の部分に
電子が同様に半導体のバルクより半導体の表面に
拡散して集められる。
この図面より明らかな如く光照射８があると光
照射により発生した電子・ホール対はきわめて短
い拡散距離でそれぞれ第１の電極、第２の電極に
集められる為、それらが再結合する可能性は極め
て少ない。さらに従来より知られているような電
子かホールのいずれか一方をバルクを経た反対側
の電極にまで長く拡散させなくてもよいという大
きな特徴を有する。
照射により発生した電子・ホール対はきわめて短
い拡散距離でそれぞれ第１の電極、第２の電極に
集められる為、それらが再結合する可能性は極め
て少ない。さらに従来より知られているような電
子かホールのいずれか一方をバルクを経た反対側
の電極にまで長く拡散させなくてもよいという大
きな特徴を有する。
また第２図Ｄは第１２５、第２２６の半導体を
主成分とする電極をそれぞれが有し、ともに電
子・ホールを集合させてこれらの対抗電極より外
部に導出している。この場合これらの半導体電極
２５，２６の上側にオーミツクコンタクトをさせ
た金属を重ねて設けてもよいことはいうまでもな
い。
主成分とする電極をそれぞれが有し、ともに電
子・ホールを集合させてこれらの対抗電極より外
部に導出している。この場合これらの半導体電極
２５，２６の上側にオーミツクコンタクトをさせ
た金属を重ねて設けてもよいことはいうまでもな
い。
以上の実施例において第１の電極、第２の電極
の巾は細く長さは光電変換装置の設計に基づく、
第２図Ａにおいて１１，１２を対称に設けるいわ
ゆる魚骨構造とさせてもよい。さらに第１の電極
と第２の電極の各々の間隔１０はその面積が光電
変換装置全体の90％近くなるように５〜500μｍ
とした。この間隔１０および電極の巾は細かくす
ればするほど電極による自己電界がするどくな
り、内部で発生した電荷の外部引出し効果が高く
なつた。この間隔１０は半導体空乏層の深さの1/
３〜３倍にするのが妥当であつた。
の巾は細く長さは光電変換装置の設計に基づく、
第２図Ａにおいて１１，１２を対称に設けるいわ
ゆる魚骨構造とさせてもよい。さらに第１の電極
と第２の電極の各々の間隔１０はその面積が光電
変換装置全体の90％近くなるように５〜500μｍ
とした。この間隔１０および電極の巾は細かくす
ればするほど電極による自己電界がするどくな
り、内部で発生した電荷の外部引出し効果が高く
なつた。この間隔１０は半導体空乏層の深さの1/
３〜３倍にするのが妥当であつた。
その結果変換効率はAM1で18％を得られる可
能性が見いだされ極めて大きな進歩であつた。
能性が見いだされ極めて大きな進歩であつた。
本実施例において第１の電極としてクロムを用
いたがその他に白金、金、タングステン、モリブ
デン、タンタル、チタン、クロムの如き仕事関数
の大きい金属または同様の効果をもたらすＮ型の
導電型を有する半導体であつてもよい、この半導
体としては１と同一成分材料でありかつ、ホウ素
アルミニユーム、ガリウム、インジユーム等の第
族の不純物原子10／cm3以上特に10／cm3〜3atm
％濃度を添加したものでもよい、また第２の電極
としてはマグネシユーム、ベリリユーム、バリユ
ーム、の如き仕事関数の小さい金属または同様の
効果をもたらすＰ型の導電型を有する半導体であ
つてもよい、この半導体としては１と同一成分材
料でありかつ、リン、ヒ素、アンチモン等の第
族の不純物原子10／cm3以上特に10／cm3〜3atm％
濃度を添加したものでもよい。また非単結晶半導
体は減圧CVD、プラズマCVD法等により作製し
た。つたこれらの半導体は−族、−族の
元素を化合させた化合物半導体であつてもよい。
いたがその他に白金、金、タングステン、モリブ
デン、タンタル、チタン、クロムの如き仕事関数
の大きい金属または同様の効果をもたらすＮ型の
導電型を有する半導体であつてもよい、この半導
体としては１と同一成分材料でありかつ、ホウ素
アルミニユーム、ガリウム、インジユーム等の第
族の不純物原子10／cm3以上特に10／cm3〜3atm
％濃度を添加したものでもよい、また第２の電極
としてはマグネシユーム、ベリリユーム、バリユ
ーム、の如き仕事関数の小さい金属または同様の
効果をもたらすＰ型の導電型を有する半導体であ
つてもよい、この半導体としては１と同一成分材
料でありかつ、リン、ヒ素、アンチモン等の第
族の不純物原子10／cm3以上特に10／cm3〜3atm％
濃度を添加したものでもよい。また非単結晶半導
体は減圧CVD、プラズマCVD法等により作製し
た。つたこれらの半導体は−族、−族の
元素を化合させた化合物半導体であつてもよい。
実施例 ２
本実施例は第２図の実施例をさらに発展させた
もので第３図にそのエネルギーバンドをしめして
いる。第３図においてＡ，Ｂとも対抗電極４１、
電極４２を金属とした場合である。またＡにおい
て絶縁物３８，３９は窒化珪素を用いているがＢ
では半絶縁膜４７，４８を用いている。実施例１
では光照射面側にのみ第１の電極、第２の電極を
設けたがこの実施例２においては光照射面だけで
はなく、反対側の裏面においても同様に第１の電
極に対応した第３の電極、第２の電極に対応した
第４の電極を設けていることを特徴としている。
もので第３図にそのエネルギーバンドをしめして
いる。第３図においてＡ，Ｂとも対抗電極４１、
電極４２を金属とした場合である。またＡにおい
て絶縁物３８，３９は窒化珪素を用いているがＢ
では半絶縁膜４７，４８を用いている。実施例１
では光照射面側にのみ第１の電極、第２の電極を
設けたがこの実施例２においては光照射面だけで
はなく、反対側の裏面においても同様に第１の電
極に対応した第３の電極、第２の電極に対応した
第４の電極を設けていることを特徴としている。
この為光照射によりバルクで発生した電子・ホ
ール対は光照射面側にまで長い距離を拡散するこ
となく裏面の第３の電極、第４の電極により外部
へ導出される為、再結合の可能性をさらに少なく
することができた。
ール対は光照射面側にまで長い距離を拡散するこ
となく裏面の第３の電極、第４の電極により外部
へ導出される為、再結合の可能性をさらに少なく
することができた。
第３図Ａにおいて半導体１、絶縁膜、第１の電
極〜第４の電極は全て実施例１と同じ方法で作製
した。
極〜第４の電極は全て実施例１と同じ方法で作製
した。
その結果光照射面側において高い仕事関数の電
極（第１の電極）により５７が、また低い仕事関
数の電極（第２の電極）により５６の空乏層が形
成され、それらがホールと電子を集合させる。こ
の集合は界面のみならず空乏層領域のホールの電
子対５５のそれぞれを引き寄せることができる。
極（第１の電極）により５７が、また低い仕事関
数の電極（第２の電極）により５６の空乏層が形
成され、それらがホールと電子を集合させる。こ
の集合は界面のみならず空乏層領域のホールの電
子対５５のそれぞれを引き寄せることができる。
また裏面である他の主面においても同様にホー
ルを５９に電子を５８に引き寄せ、それらは絶縁
膜３９，４０を経て外部にトンネル電流として導
出される。第１の電極と第３の電極を接続してお
けば空乏層がホールにたいし５７，５９を電子に
たいし５６，５８を有することになり大容量とな
る。
ルを５９に電子を５８に引き寄せ、それらは絶縁
膜３９，４０を経て外部にトンネル電流として導
出される。第１の電極と第３の電極を接続してお
けば空乏層がホールにたいし５７，５９を電子に
たいし５６，５８を有することになり大容量とな
る。
この構造により半導体中のキヤリアの拡散距離
を実質的に1/2にすることができたため、変換効
率はさらに高めることができた。
を実質的に1/2にすることができたため、変換効
率はさらに高めることができた。
第３図Ｂは第３図Ａに対し自己電界の効果を極
めて高くしたもので、半導体１の中央部における
エネルギーバンド巾に比べて２〜３倍の巾を４
７，４８，４９，５０の部分で与えている。その
結果光励起した電子は４４の電界により、強く５
６の空乏層に落ち込み、同様に４３の電界により
５８に集められる。またホールは４５，４６に
も、強く５７，５９にあつめられる。それらはＡ
における３３，３４，３５，３７に比べ電界が急
しゆんになつており、その結果電子・ホールのそ
れぞれを可能なかぎり速く位置的に分離し、それ
らが互いに再結合しあうことを素子したものであ
る。エネルギーバンドはWIDE−TO−
NARROW−TO−WIDEの構造になつている。
めて高くしたもので、半導体１の中央部における
エネルギーバンド巾に比べて２〜３倍の巾を４
７，４８，４９，５０の部分で与えている。その
結果光励起した電子は４４の電界により、強く５
６の空乏層に落ち込み、同様に４３の電界により
５８に集められる。またホールは４５，４６に
も、強く５７，５９にあつめられる。それらはＡ
における３３，３４，３５，３７に比べ電界が急
しゆんになつており、その結果電子・ホールのそ
れぞれを可能なかぎり速く位置的に分離し、それ
らが互いに再結合しあうことを素子したものであ
る。エネルギーバンドはWIDE−TO−
NARROW−TO−WIDEの構造になつている。
この実施例２(B)においては、水素、ヘリユー
ム、等により再結合中心の密度を減らす必要のな
いことは言うまでもない。
ム、等により再結合中心の密度を減らす必要のな
いことは言うまでもない。
『発明の効果』
以上の説明より明らかなように、本発明は光照
射が行われ面上に第１の電極および第２の電極を
設けるか、さらに光照射が行われない裏面に第３
の電極および第４の電極をもうけてなる、MIS構
造を有する光電変換装置である。
射が行われ面上に第１の電極および第２の電極を
設けるか、さらに光照射が行われない裏面に第３
の電極および第４の電極をもうけてなる、MIS構
造を有する光電変換装置である。
その構造においてＰ−Ｎ接合を全く必要としな
いこと、および絶縁物として、窒化珪素、酸化珪
素等の化学的に安定な薄膜が電極材料と半導体と
の界面での反応を抑止しているために極めて信頼
性が高く簡単でありかつ光照射面近傍で発生した
電子とホールはそこより最も短いを移動するだけ
で、外部に電力としてとりだされるので発生した
電子とホールの再結合を少なくすることができる
という、極めて大きな特徴を有する。
いこと、および絶縁物として、窒化珪素、酸化珪
素等の化学的に安定な薄膜が電極材料と半導体と
の界面での反応を抑止しているために極めて信頼
性が高く簡単でありかつ光照射面近傍で発生した
電子とホールはそこより最も短いを移動するだけ
で、外部に電力としてとりだされるので発生した
電子とホールの再結合を少なくすることができる
という、極めて大きな特徴を有する。
さらに、第１の電極と第２の電極、第３の電極
と第４の電極との間隔を変化させることにより光
照射により発生した電子とホールのLife timeが
短い場合でも、より少ない再結合でそれらを外部
へとりだすことができる。
と第４の電極との間隔を変化させることにより光
照射により発生した電子とホールのLife timeが
短い場合でも、より少ない再結合でそれらを外部
へとりだすことができる。
さらに本発明の実施例においても光照射面に対
して反射防止膜を設ける必要がある。特にこの反
射防止膜を絶縁物で形成すれば、２種類の電極を
互いにシヨートさせることなく覆うことができる
この反射防止膜としては酸化珪素、窒化珪素、ア
ルミナ、酸化亜鉛、酸化タンタル等のいずれであ
つてもよい。
して反射防止膜を設ける必要がある。特にこの反
射防止膜を絶縁物で形成すれば、２種類の電極を
互いにシヨートさせることなく覆うことができる
この反射防止膜としては酸化珪素、窒化珪素、ア
ルミナ、酸化亜鉛、酸化タンタル等のいずれであ
つてもよい。
第１図は従来の半導体装置を示す。第２図は本
発明の実施例でＡに斜視図をＢ〜Ｄにエネルギー
バンド図を示す。第３図はＡ，Ｂともに本発明の
実施例２のエネルギーバンド図を示す。
発明の実施例でＡに斜視図をＢ〜Ｄにエネルギー
バンド図を示す。第３図はＡ，Ｂともに本発明の
実施例２のエネルギーバンド図を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ MIS型の半導体装置において、仕事関数の大
きな金属またはＰ型の導電型の半導体よりなる第
１の電極と、仕事関数の小さな金属またはＮ型の
導電型の半導体よりなる第２の電極のいずれもが
光照射により光起電力を発生する半導体表面上の
絶縁または半絶縁膜上に、前記第１及び第２の電
極が互いに５〜500μｍの間隔を有して交互に配
列して設けられたことを特徴とする光電変換装
置。 ２ MIS型の半導体装置において、仕事関数の大
きな金属またはＰ型の導電型の半導体よりなる第
１の電極と、仕事関数の小さな金属またはＮ型の
導電型の半導体よりなる第２の電極のいずれもが
光照射により光起電力を発生する半導体表面上の
絶縁または半絶縁膜上に、前記第１及び第２の電
極が互いに５〜500μｍの間隔を有して交互に配
列して設けられるとともに、前記半導体の他の裏
面上の絶縁または半絶縁膜上に、仕事関数の大き
な金属またはＰ型の導電型の半導体よりなる第３
の電極と、仕事関数の小さな金属またはＮ型の導
電型の半導体よりなる第４の電極とが、互いに５
〜500μｍの間隔を有して交互に配列して設けら
れたことを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15664079A JPS5679479A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15664079A JPS5679479A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Photoelectric conversion device |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3728580A Division JPS5679477A (en) | 1980-03-24 | 1980-03-24 | Photoelectric conversion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5679479A JPS5679479A (en) | 1981-06-30 |
| JPH0230190B2 true JPH0230190B2 (ja) | 1990-07-04 |
Family
ID=15632076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15664079A Granted JPS5679479A (en) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Photoelectric conversion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5679479A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115388U (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-13 | アイワ株式会社 | 録音実時間表示装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190476A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| US5449924A (en) * | 1993-01-28 | 1995-09-12 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Photodiode having a Schottky barrier formed on the lower metallic electrode |
| US8053782B2 (en) * | 2009-08-24 | 2011-11-08 | International Business Machines Corporation | Single and few-layer graphene based photodetecting devices |
-
1979
- 1979-12-03 JP JP15664079A patent/JPS5679479A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115388U (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-13 | アイワ株式会社 | 録音実時間表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5679479A (en) | 1981-06-30 |
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