JPH0322575A - フオトトランジスタ - Google Patents
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Landscapes
- 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、光センサとして用いられるフォトトランジス
タに関する。
タに関する。
従来、非品質シリコンからなるフォトトランジヌタは、
ＩＦ；ＥＦ； Ｆｉｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ ， ｖｏｌ ＦＤＬ５，１ ３ １ｉ，３，Ｍａｒ． １９８５に記載のように、Ｎ＋
−１−Ｐ Ｉ． Ｎ４−構造を有する。
ＩＦ；ＥＦ； Ｆｉｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ ， ｖｏｌ ＦＤＬ５，１ ３ １ｉ，３，Ｍａｒ． １９８５に記載のように、Ｎ＋
−１−Ｐ Ｉ． Ｎ４−構造を有する。
即ち、第２図に示すように、ガラス等からなる透明絶縁
基板｛１｝上に、透光性を有する］． ＴＯ （ １．
ｎｄ ｉ．ｕｎＴｉｎ Ｏｘｉｄｅ ）膜（２）をコレ
クタ電極として形成し、モノシラン［８ｉＨ＋：］ガス
及びホスフイン（ＰＩ｛ｇ）ガヌを反応ガスとしたプラ
ズマＣＶＤ法により、］． Ｔ Ｏ膜（２）上に厚さ５
０ＸのＮ＋層（３）及び厚さ５０大のＮ層（４）を順次
に積層してコレクタ層を形成する。
基板｛１｝上に、透光性を有する］． ＴＯ （ １．
ｎｄ ｉ．ｕｎＴｉｎ Ｏｘｉｄｅ ）膜（２）をコレ
クタ電極として形成し、モノシラン［８ｉＨ＋：］ガス
及びホスフイン（ＰＩ｛ｇ）ガヌを反応ガスとしたプラ
ズマＣＶＤ法により、］． Ｔ Ｏ膜（２）上に厚さ５
０ＸのＮ＋層（３）及び厚さ５０大のＮ層（４）を順次
に積層してコレクタ層を形成する。
つぎに、ＳｉＨ４ガスを反応ガスとしてＮ層（４）上に
厚さ２００Ｏ Ａの■層ｒ５）を形威したのち、ＳｉＨ
４ガス及びジボラン〔Ｂ２Ｈ６：］ガスを反応ガスとし
て１−層（５）に厚さ２０Ｏ Ａのベース層としてのＰ
層（６）を形成する。
厚さ２００Ｏ Ａの■層ｒ５）を形威したのち、ＳｉＨ
４ガス及びジボラン〔Ｂ２Ｈ６：］ガスを反応ガスとし
て１−層（５）に厚さ２０Ｏ Ａのベース層としてのＰ
層（６）を形成する。
さらに、Ｓ ｉＨ４ガスを反応ガスとしてＰ層（６）上
に厚さ２００Ａの１層（７）を形成し、その後Ｓｉｆ１
４ガス及びＰＨａガスを反応ガスとして１層（７）上に
Ｎ層ｆｌ’ｌｌを形威し、ｌ層（７）及びＮ層（８）か
らなるエミッタ）Ｖ７１を形威し、Ｎ層（８）上に厚さ
５００Ａのアノレミニウム〔Ａ７？）からなるエミッタ
電極（９）を蒸着し、フオｌ・ｌ−ランジスタを作威し
ている。
に厚さ２００Ａの１層（７）を形成し、その後Ｓｉｆ１
４ガス及びＰＨａガスを反応ガスとして１層（７）上に
Ｎ層ｆｌ’ｌｌを形威し、ｌ層（７）及びＮ層（８）か
らなるエミッタ）Ｖ７１を形威し、Ｎ層（８）上に厚さ
５００Ａのアノレミニウム〔Ａ７？）からなるエミッタ
電極（９）を蒸着し、フオｌ・ｌ−ランジスタを作威し
ている。
このようなフォトトランジスタでは基板（１）の下面が
受光面となり、基板（１）に入射した光はＮ層（３》，
Ｎ層（４）のコレクタ層及び■層（５）で吸収され、こ
こで正孔一電子対が生じる。
受光面となり、基板（１）に入射した光はＮ層（３》，
Ｎ層（４）のコレクタ層及び■層（５）で吸収され、こ
こで正孔一電子対が生じる。
そして、コレクタ電極であるＩＴＯ膜（２｝がエミッタ
電極（９》に対して正電位に保持されているため、光強
度に応じて生或した正札はベース層であるＰ層（６）に
流入し、このベース層と１層（７），Ｎ層（８）のエミ
ッタ層とのポテンシャルバリアが減少し、これによって
エミッタ電極（９）からの電子のベーヌ層への｝主人が
生じ、ベース層において注入電子が拡散シてベース・コ
レクタ接合に速やかに達し、コレクタ電極であるＩＴＯ
膜（２｝に収集される。
電極（９》に対して正電位に保持されているため、光強
度に応じて生或した正札はベース層であるＰ層（６）に
流入し、このベース層と１層（７），Ｎ層（８）のエミ
ッタ層とのポテンシャルバリアが減少し、これによって
エミッタ電極（９）からの電子のベーヌ層への｝主人が
生じ、ベース層において注入電子が拡散シてベース・コ
レクタ接合に速やかに達し、コレクタ電極であるＩＴＯ
膜（２｝に収集される。
前記した構造のフォトトランジヌタの場合、基板（１》
側から入射した光はＮ＋層ｆ３Ｊ ， Ｎ層（４）及び
１層１５＋によシ吸収されるが、これらの部分で吸収さ
れない光はＰ層（６）を通してエミッタ層をなす１層（
７）に達し、■層（７）でも光が吸収されて正孔一電子
対が生じるが、１層１７）で生じた電子の流れる方向が
、前記したようにエミッタ電極（９）から注入される電
子の流れと逆方向となるため、これが原因でフオ及びゲ
インの低下を招くことになシ、積層構造が原因で特性の
低下が生じるという問題点がある。
側から入射した光はＮ＋層ｆ３Ｊ ， Ｎ層（４）及び
１層１５＋によシ吸収されるが、これらの部分で吸収さ
れない光はＰ層（６）を通してエミッタ層をなす１層（
７）に達し、■層（７）でも光が吸収されて正孔一電子
対が生じるが、１層１７）で生じた電子の流れる方向が
、前記したようにエミッタ電極（９）から注入される電
子の流れと逆方向となるため、これが原因でフオ及びゲ
インの低下を招くことになシ、積層構造が原因で特性の
低下が生じるという問題点がある。
筐た、基板（１）の下面が受光面となるため、基板（１
１には透明材料を用いなくてはならず、基板材料に制約
がある。
１には透明材料を用いなくてはならず、基板材料に制約
がある。
さらに、作或工程において基板温度を２００〜３００℃
に加熱する必要があう、このように基板（１｝を加熱す
ることによりｌ． Ｔ Ｏ膜（２）のインジウムやスズ
が積層したシリコン中に拡散し、素子特性の劣化を招く
という不都合が生じる。
に加熱する必要があう、このように基板（１｝を加熱す
ることによりｌ． Ｔ Ｏ膜（２）のインジウムやスズ
が積層したシリコン中に拡散し、素子特性の劣化を招く
という不都合が生じる。
筐た、最上層のＡｌのエミッタ電極（９）を（ ＫＮＯ
ｇ ＋ＨａＰＯ４−１− ＣＨＢＣＯＯＨ＋Ｈ２０
）のエツチャントによりエッチングする場合に、］．
Ｔ Ｏ膜（２｝もエッチングされ、］． Ｔ Ｏ膜（２
）の微細パターンが乱れるという不都合が生じる。
ｇ ＋ＨａＰＯ４−１− ＣＨＢＣＯＯＨ＋Ｈ２０
）のエツチャントによりエッチングする場合に、］．
Ｔ Ｏ膜（２｝もエッチングされ、］． Ｔ Ｏ膜（２
）の微細パターンが乱れるという不都合が生じる。
本発明は、前記の点に留意してなされ、従来のようなＩ
ＴＯ膜を削除し、基板材料の制約をなくし、特性の優れ
たフォトトランジスタが得られるようにすることを目的
とする。
ＴＯ膜を削除し、基板材料の制約をなくし、特性の優れ
たフォトトランジスタが得られるようにすることを目的
とする。
前記目的を達或するために、本発明のフォ｝｝ランジス
タは、 絶縁基板上に形威された光吸収層と、 前記光吸収層上の一部に形成されたベース層と、前記ベ
ース層上に積層されたエミッタ層と、前記エミッタ層上
に形成されたエミッタ電極と、前記光吸収層上の一部に
形成されたコレクタ層と、 前記コレクタ層上に形威されたコレクタ電極と、前記光
吸収層上の露出部分の受光面と を備えている。
タは、 絶縁基板上に形威された光吸収層と、 前記光吸収層上の一部に形成されたベース層と、前記ベ
ース層上に積層されたエミッタ層と、前記エミッタ層上
に形成されたエミッタ電極と、前記光吸収層上の一部に
形成されたコレクタ層と、 前記コレクタ層上に形威されたコレクタ電極と、前記光
吸収層上の露出部分の受光面と を備えている。
以上のような構或において、光吸収層上の露出部分が受
光面となるため、従来のように光吸収層で吸収されない
光が光吸収層を通って光吸収層以外の層に達することが
なく、しかも電極による遮光によシ、コレクタ層やエミ
ッタ層に光が入射することがなく、光がこれらの層では
吸収されず．光吸収層に釦いてのみ吸収され、光強度に
対する出力の直線性を阻害する要因が除去される。
光面となるため、従来のように光吸収層で吸収されない
光が光吸収層を通って光吸収層以外の層に達することが
なく、しかも電極による遮光によシ、コレクタ層やエミ
ッタ層に光が入射することがなく、光がこれらの層では
吸収されず．光吸収層に釦いてのみ吸収され、光強度に
対する出力の直線性を阻害する要因が除去される。
１た、従来のＩＴＯ膜が不要になるため、作威工程中に
］． Ｔ Ｏ膜のインジウム，スズなどの半導体層への
拡散が生じることがない。
］． Ｔ Ｏ膜のインジウム，スズなどの半導体層への
拡散が生じることがない。
さらに、基板材料が従来のようにガラス等の透明材料に
限られることがない。
限られることがない。
１実施例について第１図を参照して説明する。
同図において、（１０はセラミック，アクリノレ，ポリ
エチレンなどの絶縁基板、０υは１型非晶質シリコン（
以下ａ−Ｓｉという）からなる光吸収層、ａ２は光吸収
層ＯＤ上の一部に形成されたＰ型ａ−Ｓｉからなるベー
ス層、α東はベース層ａカ上に順次積層されたｌ型ａ−
Ｓｉ層Ｇカ及びＮ型ａ−Ｓｉ層ｎ６からなるエミッタ層
、ａＱはエミッタ層０３上に形成された金属のエミッタ
電極、αカは光吸収層０幻上の一部に形成されたＮ＋型
ａ−Ｓｉからなるコレクタ層、０均はコレクタ層Ｑ７）
上に形成された金属のコレクタ電極、００は光吸収層０
］）の上面の露出部分の受光面である。
エチレンなどの絶縁基板、０υは１型非晶質シリコン（
以下ａ−Ｓｉという）からなる光吸収層、ａ２は光吸収
層ＯＤ上の一部に形成されたＰ型ａ−Ｓｉからなるベー
ス層、α東はベース層ａカ上に順次積層されたｌ型ａ−
Ｓｉ層Ｇカ及びＮ型ａ−Ｓｉ層ｎ６からなるエミッタ層
、ａＱはエミッタ層０３上に形成された金属のエミッタ
電極、αカは光吸収層０幻上の一部に形成されたＮ＋型
ａ−Ｓｉからなるコレクタ層、０均はコレクタ層Ｑ７）
上に形成された金属のコレクタ電極、００は光吸収層０
］）の上面の露出部分の受光面である。
つぎに、作或工程について説明する。
１ず、ＳｉＨ４ガスを反応ガスとしたプラズマＣＶＤ法
ニヨリ、基板００上に厚さＩＯＯＯＸ 〜］，ａｍの１
型ａ −Ｓｉの光吸収層ＯＤを形成し、８ｉ１｛４ガス
及びＢ２Ｈ６ガスを反応ガメとして光吸収層０１）上の
一部に厚さ１００〜５００ＡのＰ型ｔｔｂ＋のベースｆ
ｆｌ０２を形成する。
ニヨリ、基板００上に厚さＩＯＯＯＸ 〜］，ａｍの１
型ａ −Ｓｉの光吸収層ＯＤを形成し、８ｉ１｛４ガス
及びＢ２Ｈ６ガスを反応ガメとして光吸収層０１）上の
一部に厚さ１００〜５００ＡのＰ型ｔｔｂ＋のベースｆ
ｆｌ０２を形成する。
つぎに、Ｓｉ．ｆ｛４ガスを反応ガスとしてベース層ａ
ノ上に厚さ１００〜５００Ａの■型ａ−８ｉ層α旬を形
成し、フオトリソ技術により、光吸収層ＯＤのパターニ
ングを行ったのち、ベース層０２及びｌ型ａ−８ｉ層α
力のパターニングを行う。
ノ上に厚さ１００〜５００Ａの■型ａ−８ｉ層α旬を形
成し、フオトリソ技術により、光吸収層ＯＤのパターニ
ングを行ったのち、ベース層０２及びｌ型ａ−８ｉ層α
力のパターニングを行う。
さらに、Ｓｉｆ｛＋ガス及びＰＨａガスを反応ガスとし
たプラズマＣ Ｖ Ｉ）法により、パターニングしたｌ
ｆｆａ−Ｓｉ層０４）上に厚さ１００ 〜１０ｎＯＡの
Ｎ型ａ−Ｓｉ層００を形威すると同時に、光吸収層ＯＤ
上の一部に厚さ１００〜ＩＯＯＯＡのＮ型ａ−Ｓｉのコ
レクタ層αのを形威し、Ｎ＋型ａ−Ｓｉ層０ね及びコレ
クタ層αカをパターニングしたのち、これらの上面にエ
ミッタ電極ＱＱ及びコレクタ電極０匂をそれぞれ蒸着し
、フオト１・ランジスタを作或する。
たプラズマＣ Ｖ Ｉ）法により、パターニングしたｌ
ｆｆａ−Ｓｉ層０４）上に厚さ１００ 〜１０ｎＯＡの
Ｎ型ａ−Ｓｉ層００を形威すると同時に、光吸収層ＯＤ
上の一部に厚さ１００〜ＩＯＯＯＡのＮ型ａ−Ｓｉのコ
レクタ層αのを形威し、Ｎ＋型ａ−Ｓｉ層０ね及びコレ
クタ層αカをパターニングしたのち、これらの上面にエ
ミッタ電極ＱＱ及びコレクタ電極０匂をそれぞれ蒸着し
、フオト１・ランジスタを作或する。
ところで、受光面萌よシ直接光吸収層０１）に入射した
光は光吸収層ＯＤで吸収され、光吸収層０１）で生或し
た正孔一電子対を生或し、生或した正札はベーヌ層αつ
と光吸収Ｍｌ（Ｉｌｌとの電位差によりベーヌ層αのに
流入し、流入した正孔により、ベース層とエミッタ層０
諌とのポテンシャルバリアが減少シ、エミッタ電極ａ呻
からの電子のベース層０２への注入が生じ、ベース層α
の，光吸収層０１）において注入電子が拡散してコレク
タ層Ｑ７）に達し、コレクタ層αカの電界によシコレク
タ電極０８）に収集される。
光は光吸収層ＯＤで吸収され、光吸収層０１）で生或し
た正孔一電子対を生或し、生或した正札はベーヌ層αつ
と光吸収Ｍｌ（Ｉｌｌとの電位差によりベーヌ層αのに
流入し、流入した正孔により、ベース層とエミッタ層０
諌とのポテンシャルバリアが減少シ、エミッタ電極ａ呻
からの電子のベース層０２への注入が生じ、ベース層α
の，光吸収層０１）において注入電子が拡散してコレク
タ層Ｑ７）に達し、コレクタ層αカの電界によシコレク
タ電極０８）に収集される。
このとき、光吸収層ＯＤ以外の層で光が吸収されること
がないため、従来のように光強度に対する光電流出力の
直線性を阻害する要因が除去され、光強度に対する出力
の直線性の向上を図ることができる。
がないため、従来のように光強度に対する光電流出力の
直線性を阻害する要因が除去され、光強度に対する出力
の直線性の向上を図ることができる。
筐た、従来のＩＴＯ膜が不要となシ、基板材料も透明な
ものに限られることがない。
ものに限られることがない。
なお、Ｐ型層形成時のドーピング用反応ガスには、Ｂ２
Ｈ６ガス以外のＬ化合物ガスや、Ａ４（ＣＨａ）ａガス
や（ｌａ （ ＣＨ：＋ ）ａなどのＡｌ， Ｇａ等の
化合物ガスを用いてもよく、同様にＮ型層形成時のドー
ピング用反応ガスには、ＰＨｇガス以外のＰ化合物ガス
や、ＡＳＨａガヌなどのＡｓ等の化合物ガスを用いても
よいのは勿論である。
Ｈ６ガス以外のＬ化合物ガスや、Ａ４（ＣＨａ）ａガス
や（ｌａ （ ＣＨ：＋ ）ａなどのＡｌ， Ｇａ等の
化合物ガスを用いてもよく、同様にＮ型層形成時のドー
ピング用反応ガスには、ＰＨｇガス以外のＰ化合物ガス
や、ＡＳＨａガヌなどのＡｓ等の化合物ガスを用いても
よいのは勿論である。
筐タ、ベース層０の，エミッタ層０劃，コレクタ層αカ
の導電型は前記したものに限らない。
の導電型は前記したものに限らない。
さらに、各層を、ａ−Ｓｉ以外の非品質半導体や単結晶
半導体により形成してもよいのは言う１でもない。
半導体により形成してもよいのは言う１でもない。
本発明は、以上説明したように構或されているので、以
下に記載する効果を奏する。
下に記載する効果を奏する。
受光面に光が入射すると、従来のように光吸収層で吸収
されない光が光吸収層を通って光吸収層以外の層に達す
ることがなく、しかも電極による遮光によシ、コレクタ
層やエミッタ層に光が入射することがなく、光がこれら
の層では吸収されず，光吸収層においてのみ吸収される
ため、従来のように光強度に対する光電流出力の直線性
を明害する要因を除去することができ、光強度に対する
出力の直線性の向上を図ることができ、特性の優れたフ
ォト１ランジヌタを得ることができる。
されない光が光吸収層を通って光吸収層以外の層に達す
ることがなく、しかも電極による遮光によシ、コレクタ
層やエミッタ層に光が入射することがなく、光がこれら
の層では吸収されず，光吸収層においてのみ吸収される
ため、従来のように光強度に対する光電流出力の直線性
を明害する要因を除去することができ、光強度に対する
出力の直線性の向上を図ることができ、特性の優れたフ
ォト１ランジヌタを得ることができる。
寸た、従来のＩＴＯ膜が不要になるため、作威工程中に
１ＴＯ膜のインジウム，スズなどの半導体層への拡散が
生じることがな〈、素子特性の劣化を防止できる。
１ＴＯ膜のインジウム，スズなどの半導体層への拡散が
生じることがな〈、素子特性の劣化を防止できる。
さらに、基板材料が従来のようにガラス等の透明材料に
限られることがなく、ＴＦＴ等の他のデバイスと同一基
板に作或でき、応用性の拡大を図ることができる。
限られることがなく、ＴＦＴ等の他のデバイスと同一基
板に作或でき、応用性の拡大を図ることができる。
第１図は本発明のフオ｝｝ランジスタの１実施例の断面
図、第２図は従来例の断面図である。 （１０・・・絶縁基板、０１）・・・光吸収層、αη・
・・ベーヌ層、ａ３・・・エミッタ層、αＱ・・・エミ
ッタｔ４ｉ、Ｑ７）・ コレクタ層、α勾・・・コレク
タ電極、０り・・・受光面。
図、第２図は従来例の断面図である。 （１０・・・絶縁基板、０１）・・・光吸収層、αη・
・・ベーヌ層、ａ３・・・エミッタ層、αＱ・・・エミ
ッタｔ４ｉ、Ｑ７）・ コレクタ層、α勾・・・コレク
タ電極、０り・・・受光面。
Claims (1)
- （１）絶縁基板上に形成された光吸収層と、前記光吸収
層上の一部に形成されたベース層と、前記ベース層上に
積層されたエミッタ層と、前記エミッタ層上に形成され
たエミッタ電極と、前記光吸収層上の一部に形成された
コレクタ層と、 前記コレクタ層上に形成されたコレクタ電極と、前記光
吸収層上の露出部分の受光面と を備えたことを特徴とするフォトトランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157011A JPH0322575A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | フオトトランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157011A JPH0322575A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | フオトトランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322575A true JPH0322575A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15640229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1157011A Pending JPH0322575A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | フオトトランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0322575A (ja) |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1157011A patent/JPH0322575A/ja active Pending
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