JPH0374884A - 薄膜光電変換素子の製造方法 - Google Patents
薄膜光電変換素子の製造方法Info
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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〕
高速の光信号を電気信号に変換する薄膜光電変換素子の
製造方法に関し、 高速な光信号を電気信号に変換（主として機械的運動を
電気的信号に変換）可能な膜ダイオードを実現すること
を目的とし、 薄膜光電変換素子のｎ型動作層を形成するＣｄ （Ｓｅ
Ｓ）を、酸素を含まない不活性雰囲気中で、ＣｄＣＬ蒸
気にさらして所定温度で熱処理するよ〔産業上の利用分
野〕 本発明は高速の光信号を電気信号に変換する薄膜光電変
換素子の製造方法に関する。
製造方法に関し、 高速な光信号を電気信号に変換（主として機械的運動を
電気的信号に変換）可能な膜ダイオードを実現すること
を目的とし、 薄膜光電変換素子のｎ型動作層を形成するＣｄ （Ｓｅ
Ｓ）を、酸素を含まない不活性雰囲気中で、ＣｄＣＬ蒸
気にさらして所定温度で熱処理するよ〔産業上の利用分
野〕 本発明は高速の光信号を電気信号に変換する薄膜光電変
換素子の製造方法に関する。
斯かる光電変換素子は例えば、比較的高い赤色系光源や
光信号などの可視光の受光部として用いられる。
光信号などの可視光の受光部として用いられる。
本発明は可視光光源を利用し、Ｓｉ系フォトダイオード
を受光部とする光電変換デバイス全般に適用可能である
。
を受光部とする光電変換デバイス全般に適用可能である
。
高速な光信号を電気信号に変換する光電変換素子として
従来からＳｉ系フォトダイオードが用いられている。
従来からＳｉ系フォトダイオードが用いられている。
Ｓｉフォトダイオードは単結晶により作製されるため基
板作製に費用がかかり、低価格化には限界があった。ま
た、特に大形化は精度上の問題から実用上不可能に近い
、そこでフォトダイオードの大形化をはかる時には、膜
ダイオードを使用することが有利になってくる。
板作製に費用がかかり、低価格化には限界があった。ま
た、特に大形化は精度上の問題から実用上不可能に近い
、そこでフォトダイオードの大形化をはかる時には、膜
ダイオードを使用することが有利になってくる。
しかしながら、薄膜ダイオードの動作層は一般的に移動
度の小さい材料（例えばａ−３ｉ）で作製されているた
め、従来の薄膜ダイオードをそのまま使って高速の光信
号を電気信号に変換するための膜ダイオードを構成する
ことは出来ない。
度の小さい材料（例えばａ−３ｉ）で作製されているた
め、従来の薄膜ダイオードをそのまま使って高速の光信
号を電気信号に変換するための膜ダイオードを構成する
ことは出来ない。
本発明の目的は高速な光信号（目標として変調周波数１
ｋＨｚ以上）を電気信号に変換（主として機械的運動
を電気的信号に変換）可能な膜ダイオードを実現するこ
とにある。
ｋＨｚ以上）を電気信号に変換（主として機械的運動
を電気的信号に変換）可能な膜ダイオードを実現するこ
とにある。
膜ダイオード用材料の１つとしてＣｄ （ＳｅＳ）膜が
知られている。理想的状態でのＣｄ （ＳｅＳ）の単結
晶内でのキャリアの移動度μは２００〜２１０ｃ４／Ｖ
−５であり、他の材料（例えばａ−３ｔはμ＝０．ｌ〜
１、 Ｏｃｉｉ／Ｖ、Ｓ ）に比較して２桁乃至３桁程
度速い高速性を有する。
知られている。理想的状態でのＣｄ （ＳｅＳ）の単結
晶内でのキャリアの移動度μは２００〜２１０ｃ４／Ｖ
−５であり、他の材料（例えばａ−３ｔはμ＝０．ｌ〜
１、 Ｏｃｉｉ／Ｖ、Ｓ ）に比較して２桁乃至３桁程
度速い高速性を有する。
しかしながらＣｄ （ＳｅＳ）を用いた薄膜を実現する
具体的方法は知られていない。本発明は、Ｃｄ （Ｓｅ
Ｓ）を用いた薄膜ダイオードの具体的作製方法を提案す
るものである。
具体的方法は知られていない。本発明は、Ｃｄ （Ｓｅ
Ｓ）を用いた薄膜ダイオードの具体的作製方法を提案す
るものである。
上記目的を達成するために、本発明によれば、薄膜光電
変換素子のｎ型動作層を形成するＣｄ （ＳｅＳ）を、
酸素を含まない不活性雰囲気中で、ＣｄＣｅ 。
変換素子のｎ型動作層を形成するＣｄ （ＳｅＳ）を、
酸素を含まない不活性雰囲気中で、ＣｄＣｅ 。
蒸気にさらして所定温度で熱処理することを特徴とする
。好ましくは、熱処理温度は５３０℃〜５６０℃である
。
。好ましくは、熱処理温度は５３０℃〜５６０℃である
。
加熱によりＣｄＣｌ ｚが溶解し、周囲にＣｄＣｆ□の
蒸気雰囲気が形成される。この蒸気にふれると、基板１
１上に付着している膜は溶解する。その結果、ＣｄＣｊ
！ｚ雰囲気が触媒の働きをし、Ｃｄ （ＳｅＳ）膜を熔
かす。この膜は温度を下げると固化し、一つ一つの粒子
が大きく、しかも膜質が硬化し、電気的にきれいな膜と
なる。
蒸気雰囲気が形成される。この蒸気にふれると、基板１
１上に付着している膜は溶解する。その結果、ＣｄＣｊ
！ｚ雰囲気が触媒の働きをし、Ｃｄ （ＳｅＳ）膜を熔
かす。この膜は温度を下げると固化し、一つ一つの粒子
が大きく、しかも膜質が硬化し、電気的にきれいな膜と
なる。
以下、本発明の実施例につき詳細に説明する。
まず初めに基板１１を準備する（第１図）、基板１１と
してはアルミナ基板（例えば商品名「日持ＨＡ９９５Ｊ
）あるいはガラス基板（例えば商品名「コーニング７
０５９ Ｊまたは「ホヤＮＡ３０Ｊ ）を用いることが
出来る。これを蒸着機又はスパッタ装置にセットする。
してはアルミナ基板（例えば商品名「日持ＨＡ９９５Ｊ
）あるいはガラス基板（例えば商品名「コーニング７
０５９ Ｊまたは「ホヤＮＡ３０Ｊ ）を用いることが
出来る。これを蒸着機又はスパッタ装置にセットする。
蒸着源あるいはスパッタ源としてはＣｄｓ 十ＣｄＳｅ
及びＣｄ （ＳｅＳ）が用いられる。尚、蒸着あるいは
スパッタリングに際しては、周知の如く、アルミナ基板
の場合は基板加熱不要、他方、ガラス基板の場合は基板
温度１００〜２００℃程度に加熱してＣｄＳ＋ＣｄＳｅ
及びＣｄ （ＳｅＳ）の付着膜が基板から剥離するのを
防止する。
及びＣｄ （ＳｅＳ）が用いられる。尚、蒸着あるいは
スパッタリングに際しては、周知の如く、アルミナ基板
の場合は基板加熱不要、他方、ガラス基板の場合は基板
温度１００〜２００℃程度に加熱してＣｄＳ＋ＣｄＳｅ
及びＣｄ （ＳｅＳ）の付着膜が基板から剥離するのを
防止する。
蒸着の場合にはＣｄＳ及びＣｄＳｅを同時蒸着した後に
Ｃｄ （ＳｅＳ）を積層蒸着する。また、スパッタリン
グの場合には、Ｃｄ （ＳｅＳ）をスパッタした後にＣ
ｄＳ及びＣｄＳｅを積層スパッタする。この時抵抗値調
整用のＣｕを添加してもよい（重量比にしてＯ〜０、５
％、膜厚比０〜０．５％程度）、尚、所要膜厚は４００
０人〜１００００人である。
Ｃｄ （ＳｅＳ）を積層蒸着する。また、スパッタリン
グの場合には、Ｃｄ （ＳｅＳ）をスパッタした後にＣ
ｄＳ及びＣｄＳｅを積層スパッタする。この時抵抗値調
整用のＣｕを添加してもよい（重量比にしてＯ〜０、５
％、膜厚比０〜０．５％程度）、尚、所要膜厚は４００
０人〜１００００人である。
次いで、Ｃｄ （ＳｅＳ）膜を熱処理する。この熱処理
はＮ ｚ 、 Ａ ｒまたはＨ２等の不活性ガス雰囲気
中で行われ、基板１１をＣｄＣ／！２の蒸気にさらすこ
とにより行われる。ヒータ１３による加熱温度は５３０
℃〜５６０℃１加熱時間は４５分〜９０分、上昇（立ち
上り）、冷却（立ち下り）時間は２０〜４０分程度であ
る。
はＮ ｚ 、 Ａ ｒまたはＨ２等の不活性ガス雰囲気
中で行われ、基板１１をＣｄＣ／！２の蒸気にさらすこ
とにより行われる。ヒータ１３による加熱温度は５３０
℃〜５６０℃１加熱時間は４５分〜９０分、上昇（立ち
上り）、冷却（立ち下り）時間は２０〜４０分程度であ
る。
第２図に熱処理時の基板１１の保持機構の一例を示す。
この保持機構は石英ガラス製のホルダ１５により形成さ
れ、その内部にＣｄＣｆ、を混ぜたＣｄ （ＳｅＳ）の
粉体１７ （ＣｄＣｆｆｉ 、の量は重量比で５〜１５
％）を介して基板支持台１９が置かれる。基板支持台１
９は例えばアルミナ又は石英ガラスにより形成される。
れ、その内部にＣｄＣｆ、を混ぜたＣｄ （ＳｅＳ）の
粉体１７ （ＣｄＣｆｆｉ 、の量は重量比で５〜１５
％）を介して基板支持台１９が置かれる。基板支持台１
９は例えばアルミナ又は石英ガラスにより形成される。
熱処理すべき適当な数の基板１１は基板支持金工９上に
適当な間隔で配置される。ホルダ１５はアルξす又は石
英製のやとい２１を介して所定の隙間を有するようにし
て石英製のカバー２３により蓋をされる。
適当な間隔で配置される。ホルダ１５はアルξす又は石
英製のやとい２１を介して所定の隙間を有するようにし
て石英製のカバー２３により蓋をされる。
粉体１７はＣｄ （ＳｅＳ）にＣｄＣ１，を混入させて
５５０℃で一旦ＣｄＣｊ！ｚを溶解させ、その後固化し
たものを粉体化し熱処理用粉体として使用する。
５５０℃で一旦ＣｄＣｊ！ｚを溶解させ、その後固化し
たものを粉体化し熱処理用粉体として使用する。
第２図において、熱が加えられると、ＣｄＣｆＺが溶解
し、周囲にＣｄＣｊ２ｚの蒸気雰囲気が形成される。こ
の蒸気にふれると、基板１１上に付着している膜は溶解
する。その結果、ＣｄＣｆｆｉ ！雰囲気が触媒の働き
をし、Ｃｄ （ＳｅＳ）膜を溶かす。この膜は温度を下
げると固化する。その時、一つ一つの粒子が大きく、し
かも膜質が硬化し、電気的にきれいな膜となる。また、
膜の電気的性質はｎ型となり、Ｃｕが入ってないと１０
〜１００Ω−罰程度の抵抗率となる。Ｃｕを添加すれば
抵抗がアップする。
し、周囲にＣｄＣｊ２ｚの蒸気雰囲気が形成される。こ
の蒸気にふれると、基板１１上に付着している膜は溶解
する。その結果、ＣｄＣｆｆｉ ！雰囲気が触媒の働き
をし、Ｃｄ （ＳｅＳ）膜を溶かす。この膜は温度を下
げると固化する。その時、一つ一つの粒子が大きく、し
かも膜質が硬化し、電気的にきれいな膜となる。また、
膜の電気的性質はｎ型となり、Ｃｕが入ってないと１０
〜１００Ω−罰程度の抵抗率となる。Ｃｕを添加すれば
抵抗がアップする。
この膜を膜ダイオード用動作膜として使用する。
尚、Ｃｄ （ＳｅＳ）層は一般にＣｄ （Ｓｅ ＋ −
１１ｓ１１） （但し、０．７≧Ｘ≧Ｏ）で表わされる
。このｎ層としてのＣｄ （ＳｅＳ）層は光導電性を有
しない。
１１ｓ１１） （但し、０．７≧Ｘ≧Ｏ）で表わされる
。このｎ層としてのＣｄ （ＳｅＳ）層は光導電性を有
しない。
次にこうして形成したｎ −Ｃｄ（ＳｅＳ）膜Ｓ１上に
９層を形成する。
９層を形成する。
（１）まずＳ＋１＋−ｘＴｅ＋ （但し、０．５≦Ｘ≦
０．８）膜Ｓ２を０．５〜１． Ｏｎ程度蒸着する。こ
の時の基板温度は室温〜５０℃程度が好ましい。以下、
この５ｅｌ−ｘＴｅｘ膜を５ｅＴｅ膜と略称する。（Ｓ
ｅＴｅ）は現在、電子写真用ドラムに使用されている膜
でＣｄ （ＳｅＳ）膜に対する付着力が強く、ｐ型にな
る。尚、０．５≦Ｘ≦０．８にするのは、可視光（特に
赤色光に対し）に対し、かなり透明（光吸収を少なくす
るため）にすることと、膜をＳｅに比して低抵抗化（抵
抗率０．２〜１０００Ω−備程度）し、ダイオードのｐ
Ｈとして使用出来る様にするためである。
０．８）膜Ｓ２を０．５〜１． Ｏｎ程度蒸着する。こ
の時の基板温度は室温〜５０℃程度が好ましい。以下、
この５ｅｌ−ｘＴｅｘ膜を５ｅＴｅ膜と略称する。（Ｓ
ｅＴｅ）は現在、電子写真用ドラムに使用されている膜
でＣｄ （ＳｅＳ）膜に対する付着力が強く、ｐ型にな
る。尚、０．５≦Ｘ≦０．８にするのは、可視光（特に
赤色光に対し）に対し、かなり透明（光吸収を少なくす
るため）にすることと、膜をＳｅに比して低抵抗化（抵
抗率０．２〜１０００Ω−備程度）し、ダイオードのｐ
Ｈとして使用出来る様にするためである。
（２）次に、５ｅＴｅ膜Ｓ２上にＩＴＯ膜Ｓ、を形成す
る。この膜もｐ型になり、しかも透明導電膜になること
は周知のことである。ＩＴＯ膜Ｓ、は電子ビーム蒸着法
またはスパッタ法により形成される。
る。この膜もｐ型になり、しかも透明導電膜になること
は周知のことである。ＩＴＯ膜Ｓ、は電子ビーム蒸着法
またはスパッタ法により形成される。
基板加熱は不要である。その後ＩＴＯ膜Ｓ３の抵抗を下
げるためＮ２雰囲気中で１時間程加熱処理する。その結
果、膜厚が１〜２−程度、抵抗が５０〜２００Ω／口（
Ｓ／ｌ）程度の透明導電膜が得られる。
げるためＮ２雰囲気中で１時間程加熱処理する。その結
果、膜厚が１〜２−程度、抵抗が５０〜２００Ω／口（
Ｓ／ｌ）程度の透明導電膜が得られる。
最後に、電極Ｐ、Ｐｇを形成する。ｐ、ｎＮに対しＣｒ
−Ａｕを付着（オーくツクコンタクトになる）シ銀ペー
ストにより環状の接続用電極Ｐ。
−Ａｕを付着（オーくツクコンタクトになる）シ銀ペー
ストにより環状の接続用電極Ｐ。
Ｐ２を形成する（第３Ａ、３Ｂ図）。
第４図に（ＳｅＴｅ） −Ｃｄ（ＳｅＳ）膜ダイオード
としての順方向特性を示す。チョップ光を照射した場合
の電流（Ａ）と電圧（Ｖ）の関係を示す、立ち上り電圧
は約１．５Ｖであった。尚、順方向特性は光照射の有無
の影響を受けない。この特性確認のために作製した５ｅ
Ｔｅ −Ｃｄ（ＳｅＳ）膜は第５図に示す通りである。
としての順方向特性を示す。チョップ光を照射した場合
の電流（Ａ）と電圧（Ｖ）の関係を示す、立ち上り電圧
は約１．５Ｖであった。尚、順方向特性は光照射の有無
の影響を受けない。この特性確認のために作製した５ｅ
Ｔｅ −Ｃｄ（ＳｅＳ）膜は第５図に示す通りである。
第６図は逆方向特性を示すもので上述の順方向特性と異
なり光照射の有無により特性が変化する。
なり光照射の有無により特性が変化する。
第７図は第５図のＡＣ端子間でのスポット光位置による
光電流の変化を参考までに示す線図である。
光電流の変化を参考までに示す線図である。
以上に記載した如く、本発明によれば従来知られていな
かったＣｄ （ＳｅＳ）を用いた薄膜ダイオードを作製
する具体的方法が提案され、高速な光信号を電気信号に
変換するホトダイオードとしての優れた特性を有する光
電変換素子が得られる。
かったＣｄ （ＳｅＳ）を用いた薄膜ダイオードを作製
する具体的方法が提案され、高速な光信号を電気信号に
変換するホトダイオードとしての優れた特性を有する光
電変換素子が得られる。
第１図は本発明に係る薄膜光電変換素子の製造方法を説
明する図、第２図は第１図の要部を拡大して示す図、第
３Ａ図及び第３Ｂ図は本発明の一実施例に係る（ＳｅＴ
ｅ） −Ｃｄ（ＳｅＳ）膜ダイオードの構成を示す図解
的平面図及び断面側面図、第４図は第３Ａ、３Ｂ図に示
すダイオードの順方向の電流−電圧特性を示す図、第５
図は特性確認のために作製した５ｅＴｅ −Ｃｄ（Ｓｅ
Ｓ）膜ダイオードを示す図解図、第６図及び第７図は第
５図に示すダイオードの逆方法電流−電圧特性、及び光
電流の変化を示す図。 １１ ・・・基板、 Ｓ ＋ ・” Ｃｄ
（ＳｅＳ）膜、Ｓｔ −（ＳｅＴｅ）膜。 温度：５′５０℃〜５６０″Ｃ 上昇、冷却時間：２０〜４０分程度 第 図 印加電圧（Ｖ）：逆方向特性２５℃ 第 図 特性確認のため作製したｓｅ”ｒｅ−Ｃｄ（ＳｅＳ）膜
部 図
明する図、第２図は第１図の要部を拡大して示す図、第
３Ａ図及び第３Ｂ図は本発明の一実施例に係る（ＳｅＴ
ｅ） −Ｃｄ（ＳｅＳ）膜ダイオードの構成を示す図解
的平面図及び断面側面図、第４図は第３Ａ、３Ｂ図に示
すダイオードの順方向の電流−電圧特性を示す図、第５
図は特性確認のために作製した５ｅＴｅ −Ｃｄ（Ｓｅ
Ｓ）膜ダイオードを示す図解図、第６図及び第７図は第
５図に示すダイオードの逆方法電流−電圧特性、及び光
電流の変化を示す図。 １１ ・・・基板、 Ｓ ＋ ・” Ｃｄ
（ＳｅＳ）膜、Ｓｔ −（ＳｅＴｅ）膜。 温度：５′５０℃〜５６０″Ｃ 上昇、冷却時間：２０〜４０分程度 第 図 印加電圧（Ｖ）：逆方向特性２５℃ 第 図 特性確認のため作製したｓｅ”ｒｅ−Ｃｄ（ＳｅＳ）膜
部 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、薄膜光電変換素子のｎ型動作層を形成するＣｄ（Ｓ
ｅＳ）を、酸素を含まない不活性雰囲気中で、ＣｄＣｌ
＿２蒸気にさらして所定温度で熱処理することを特徴と
する薄膜光電変換素子の製造方法。 ２、上記熱処理温度は５３０℃〜５６０℃であることを
特徴とする請求項１に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1210030A JPH0374884A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 薄膜光電変換素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1210030A JPH0374884A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 薄膜光電変換素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0374884A true JPH0374884A (ja) | 1991-03-29 |
Family
ID=16582650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1210030A Pending JPH0374884A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 薄膜光電変換素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0374884A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102978572A (zh) * | 2011-09-07 | 2013-03-20 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 制备CdTe薄膜的方法及热蒸发设备 |
-
1989
- 1989-08-16 JP JP1210030A patent/JPH0374884A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102978572A (zh) * | 2011-09-07 | 2013-03-20 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 制备CdTe薄膜的方法及热蒸发设备 |
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