JPH036868A

JPH036868A - 光電変換装置

Info

Publication number: JPH036868A
Application number: JP1142748A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Nakamura; 中村　弘喜; Yumi Kihara; 木原　由美; Chiaki Tanuma; 千秋田沼; Kohei Suzuki; 公平鈴木; Akira Takayama; 暁高山; Kenichi Mori; 健一森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1991-01-14

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、光電変換装置に関する。

（従来の技術）光導電型光電変換装置はファクシミリ装置などの各種装
置に多く使用されているが、高分解能化即ち素子密度の
増大による感度向上および高速化に伴う応答速度の改善
が望まれている。

光電変換装置として知られているものとして、第８図、
第９図および第１０図に示すものなどが挙げられる。

第８図および第９図は、透明基板１上に光電変換膜２を
形成し、この光電変換膜２上にソースおよびドレイン電
極からなる対向電極３を設けたものである（特開昭８２
−２８４６７８号公報）。

この対向電極３には、金属電極、またはインジウム−ス
ズ酸化物（１，Ｔ、Ｏ，）などの透明電極を用いている
。また、第９図のように、光電変換膜２と対向電極３と
の間にオーミックコンタクト層４を介在させて形成する
こともある。

このほか、光電変換装置の応答速度改善のために、第１
０図に示すような、ゲート電極５および絶縁層６を透明
基板１上に付加し、対向電極３側から先を入射する構造
とした光電変換装置が開発されている（特開昭５８−１
８９７８号公報）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した従来の光電変換装置では、次に
述べるような問題があった。

第８図に示した光電変換装置では、対向電極３を第１１
図に示すような一対の櫛歯状電極５１で構成した場合、
光の何効照射面積は約５０％となり、さらに、高屈折率
の光電変換膜２界面での反射のために光の利用効率が低
下するという問題があった。

そこで、この問題を解決するために、対向電極３を透明
電極にした場合、光の有効照射面積は改善されるものの
、高屈折率の光電変換膜２界而での反射による問題は解
決されず、利用効率の改善における課題として残されて
いる。

オーミックコンタクト層４やゲート電極５を付加した、
第９図および第１０図のような光電変換装置についても
、それぞれの層の屈折率の差による反射が生じ、光の利
用効率の改善が課題とされている。

本発明は、このような課題に対処してなされたもので、
対向電極および光電変換膜の界面における光の反射を低
減し、光の利用効率の高い充電変換装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の光電変換装置は、基板と、この基板上に形成さ
れた光電変換膜と、この光電変換膜上に該光電変換膜の
所定部分を露出して形成された一対の対向電極とをａす
る光電変換装置において、少なくとも、前記先車変換膜
の露出部」ニに透明誘電体膜を形成したことを特徴とし
ている。

また、前記透明誘電体膜は、前記光電変換膜の露出部上
および前記対向電極上に形成されても良く、この場合は
、前記光電変換膜上に形成された膜厚と前記対向電極上
に形成された膜厚とを、光の反η・１率が最小限となる
条件を満たすように異なって形成することが好ましい。

（作　用）本発明の光電変換装置では、対向電極側からの光の入射
に対して、光電変換膜上に小なくとも一層以上の透明誘
電体膜を形成している。

この透明誘電体膜は膜厚を調整することによって、対向
電極および光電変換膜の界面における光の反射を低減す
ることができ、反射防止膜としての役割を果たす。

したがって、光電変換膜に入射する光の利用効率を向上
させることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する
。

第１図は、本発明の一実施例の光電変換装置の構成を示
す断面図である。

同図において、石英などからなる透明基板１１上には、
光電変換膜１２、オーミックコンタクト層１３、ソース
およびドレイン電極である対向電極１４が積層形成され
ている。そして、々Ｉ向電極１４の間隙部には、透明誘
電体膜１５が対向電極１４の面から突出するように形成
されている。

この透明誘電体膜１５は光電変換膜１２上のみに、対向
電極１４の而から突出して形成されており、対向電極１
４の膜厚を調整することにより、光の反射率を最小限に
抑えている。

透明誘電体膜１５としては、入射光に対して透明で、か
つ、絶縁物であれば特に限定はなく、たとえば５１０２
　、Ｓｉｑ　Ｎ　４．５ｉＯＮｓ　　５ｉｎＳＡ１２０
３、ＡＩＮ、　　ＺｒＯ２，ＴｌＯ２などが挙げられ、
屈折率が大きいもの程好適である。

この透明誘電体膜１５として、屈折率ｎがそれぞれ、ｒ
ｒ　）、４６、１．９．２．１である　３種類の透明誘
電体膜を用いてその膜厚を変化させ、一方、光電変換膜
１２として水素化アモルファスシリコン（膜厚１μ国、
屈折率ｒｒ　４．３、吸収係数に−０，１，３）を用い
た場合の、透明誘電体膜１５の膜厚と光反射率との関係
を第６図に示した。なお、光は対向電極１４側からの入
Ｉ・１てあり、入射光波長は５７０ｎＩ１１とした。

第６図の結果から明らかなように、透明誘電体膜を形成
しない場合には光の反射率が３８９６程度で最も光の利
用効率が低く、この光の反射率は、膜厚の増加に伴って
徐々に低減し、ある点を境に再び増大する。

この実施例では、透明誘電体膜の屈折率が２．１および
１，９のとき約７００人の膜厚で反射率が最小となり、
１ｍ折率が１．４６のとき約１０００人の膜厚で反射率
が最小となる。

そして、このような反射率の増減は、透明誘電体膜の膜
厚増加と共に周期的に繰りかえされることがわかる。ま
た、透明誘電体膜の屈折率が高いほど薄い膜厚で反射率
が０％になることがわかる。

次に、上述した透明誘電体膜と同一の屈折率を有する　
３１１類の膜を用い、対向電極１４として透明なインジ
ウム−スズ酸化物、すなわち１．Ｔ。

０、膜（膜厚７５０人、屈折率ｎ＝　２．０、吸収係数
に−０，０４）を用いた場合の、透明誘電体膜１５の膜
厚と光反射率との関係を第７図に示した。

第７図の結果は、ｆ、Ｔ、Ｏ，膜の膜厚を７５０人とし
た場合、１．Ｔ、Ｏ，膜上に透明誘電体膜を形成しない
時に光の反射率を０％近くに抑えられることを示してい
る。そして、第６図の結果と同様に、光の反射率は透明
誘電体膜膜厚の変化によって周期的に変化し、透明誘電
体膜の屈折率が高いほど薄い膜厚で反射率を０％にする
ことができる。

さらに、第６図と第７図との結果を併せて考えると、透
明誘電体膜１５を光電変換膜１２と対向電極１４上に同
じ膜厚で形成したのでは、画部分に形成された透明誘７
ヒ体膜の反射率が極小となる膜厚が異なるために、反射
防止の効果が低減することがわかる。

このことから、光電変換膜１２と対向電極１４上におけ
る透明誘電体膜１５の膜厚を変えるか、または光電変換
膜１２および対向電極１４の材質を変えて、反射率を最
小限に抑えるための最適条件を満たすようにｙ８整すれ
ばよい。

つまり、第１図に示した光電変換装置のように対向電極
１４の屈折率と吸収係数に基づいて対向電極１４として
用いる材料の膜厚を：Ａ整するほかに、光電変換膜１２
と対向電極１４の両方に、透明誘電体膜１５の膜厚を変
化させて形成してもよい。

このような光電変換装置の実施例を第２図および第３図
に示す。

第２図は光電変換膜１２が露出している対向電極１４の
間隙と、さらに対向電極１４上とに、表面が平坦になる
ように透明誘電体膜１５ａを形成したもので、第３図は
対向電極１４の間隙に相当する光電変換膜１２の露出部
上に他の部分より厚みを持たせて透明誘電体膜１５ｂを
形成したものである。

これらの図に示すように、光電変換膜１２と対向電極１
４の両方に透明誘電体膜１５を形成した場合、透明誘電
体膜１５は反射防止膜としてだけでなく、充電変換装置
表面の保護層としての役目も果たす。

また、光電変換装置に用いられる光源は単色光源ではな
いことから、波長の違いによる反射率の変化を考慮する
必要があるため、より反射損失を低減するために透明誘
電体膜を多層構造にすることが好ましい。

このような透明誘電体膜が多層構造とされた光電変換装
置を第４図に示す。

第４図に示した実施例では、透明誘電体膜１５とさらに
第二の透明誘電体膜１５ｃが積層形成されている。

このほか、本発明は第５図に示すような、ゲート電極１
６および絶縁層１７を有する充電変換装置に適用するこ
ともでき、さらに、対向電極１４が透明でないたとえば
Ｔｉｓ　Ｎｏ、＾１等の金属電極である場合においても
有効である。

〔発明の効果］以上説明したように、本発明の光電変換装置は、対向電
極の間隙、すなわち露出した光電変換膜上に透明誘電体
膜を形成している。

このため、光電変換膜における光の反射率を著しく低減
することができ、光の利用効率を向上させることができ
る。

よって、より感度の高い優れた光電変換装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はそれぞれ本発明の実施例の光電変
換装置の断面図、第６図および第７図は第１図に示した
光電変換装置における、異なる屈折率を有する透明誘電
体膜の膜厚変化に伴う光反射率の変化を示す図、第８図
ないし第１０図は従来の光電変換装置の断面図、第１１
図は対向電極の正面図である。１．１１・・・・・・・・・基板２．１２・・・・・・・・・光電変換膜３．１４・・・
・・・・・対向電極４．１３・・・・・・・・・オーミックコンタクト層５
．１６・・・・・・・・・ゲート電極６．１７・・・・
・・・・絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板と、この基板上に形成された光電変換膜と、
この光電変換膜上に該光電変換膜の所定部分を露出して
形成された一対の対向電極とを有する光電変換装置にお
いて、少なくとも、前記光電変換膜の露出部上に透明誘電体膜
を形成したことを特徴とする光電変換装置。
（２）前記透明誘電体膜は、前記光電変換膜の露出部お
よび前記対向電極上に形成され、かつ、前記光電変換膜
上に形成された膜厚と前記対向電極上に形成された膜厚
とが異なることを特徴とする請求項１記載の光電変換装
置。