JPH0462185B2 - - Google Patents
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- JPH0462185B2 JPH0462185B2 JP58231717A JP23171783A JPH0462185B2 JP H0462185 B2 JPH0462185 B2 JP H0462185B2 JP 58231717 A JP58231717 A JP 58231717A JP 23171783 A JP23171783 A JP 23171783A JP H0462185 B2 JPH0462185 B2 JP H0462185B2
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- Japan
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- amorphous silicon
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- 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
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
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-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic System
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、受光素子、撮像管ターゲツト、積層
型固体撮像装置等に用いられる光導電体に関する
ものである。
型固体撮像装置等に用いられる光導電体に関する
ものである。
従来例の構成とその問題点
水素化アモルフアスシリコン膜は、付着強度が
大きい、無公害、大面積化が容易等の特長を有す
るため、大陽電池、撮像装置、電子写真感光板等
の応用に対する研究が精力的に行なわれている。
水素化アモルフアスシリコン膜の製造法としては
シラン（SiH4）等をグロー放電により分解して
得る方法と多結晶シリコンをターゲツトとして
ArとH2の混合気体中でスパツタして得る方法と
がよく知られている。
大きい、無公害、大面積化が容易等の特長を有す
るため、大陽電池、撮像装置、電子写真感光板等
の応用に対する研究が精力的に行なわれている。
水素化アモルフアスシリコン膜の製造法としては
シラン（SiH4）等をグロー放電により分解して
得る方法と多結晶シリコンをターゲツトとして
ArとH2の混合気体中でスパツタして得る方法と
がよく知られている。
前者のグロー放電法による水素化アモルフアス
シリコン膜は、欠陥準位も少なくかつ易動度も大
きいため主に大陽電池等に用いられているが、絵
素分離が必要な受光素子や撮像装置、電子写真感
光板等に用いる場合には解像度の低下を招き問題
であつた。グロー放電法による水素化アモルフア
スシリコン膜の解像度を向上させるためには、膜
の抵抗を高くすればよい。膜を高抵抗化する方法
としては、グロー放電中に微量の不純物ジボラン
（B2H6）や窒素（N2）を添加すればよいことが
知られてはいるが、この場合には不純物の添加量
が多すぎると移動度の低下を招いて動作電圧が上
昇し、また一方不純物の添加量が少ない場合には
充分な高抵抗化が達成されず解像度が低下し、そ
の制御は極めて困難であつた。
シリコン膜は、欠陥準位も少なくかつ易動度も大
きいため主に大陽電池等に用いられているが、絵
素分離が必要な受光素子や撮像装置、電子写真感
光板等に用いる場合には解像度の低下を招き問題
であつた。グロー放電法による水素化アモルフア
スシリコン膜の解像度を向上させるためには、膜
の抵抗を高くすればよい。膜を高抵抗化する方法
としては、グロー放電中に微量の不純物ジボラン
（B2H6）や窒素（N2）を添加すればよいことが
知られてはいるが、この場合には不純物の添加量
が多すぎると移動度の低下を招いて動作電圧が上
昇し、また一方不純物の添加量が少ない場合には
充分な高抵抗化が達成されず解像度が低下し、そ
の制御は極めて困難であつた。
後者のスパツタリング法による水素化アモルフ
アスシリコン膜は、グロー放電法により作製され
る膜に較べて高抵抗で充分な解像度が得られるが
易動度が小さく、動作電圧が高いという欠点を有
していた。これは、ある一定の低い電圧では感度
（または光導電度）が低いことを意味し、動作電
圧上の制約を受ける受光素子、撮像管ターゲツ
ト、積層型固体撮像装置等に用いられる光導電体
では重大な欠点となつていた。
アスシリコン膜は、グロー放電法により作製され
る膜に較べて高抵抗で充分な解像度が得られるが
易動度が小さく、動作電圧が高いという欠点を有
していた。これは、ある一定の低い電圧では感度
（または光導電度）が低いことを意味し、動作電
圧上の制約を受ける受光素子、撮像管ターゲツ
ト、積層型固体撮像装置等に用いられる光導電体
では重大な欠点となつていた。
水素化アモルフアスシリコン膜の光導電度を上
げる方法として種々の方法が提案されている。な
かでも不純物として族元素を添加する方法は、
特開昭56−164348号に開示されているように高い
暗抵抗と良好な光電特性を示すものであり、極め
て有力な方法である。しかし、本発明者らの実験
によれば、族元素の添加物を膜内に均一に分布
させると光導電度の上昇と動作電圧の低下が得ら
れるが、その一方暗電流の増加も同時に観測され
た。光導電体の性能としては、高い感度と低い暗
電流がそのＳ／Ｎを決める。暗電流が多い場合に
は雑音成分が増加し、像幅器を経た後の一定雑音
に対する実効的な信号成分は低下し、光導電度の
上昇は相殺されてしまう。
げる方法として種々の方法が提案されている。な
かでも不純物として族元素を添加する方法は、
特開昭56−164348号に開示されているように高い
暗抵抗と良好な光電特性を示すものであり、極め
て有力な方法である。しかし、本発明者らの実験
によれば、族元素の添加物を膜内に均一に分布
させると光導電度の上昇と動作電圧の低下が得ら
れるが、その一方暗電流の増加も同時に観測され
た。光導電体の性能としては、高い感度と低い暗
電流がそのＳ／Ｎを決める。暗電流が多い場合に
は雑音成分が増加し、像幅器を経た後の一定雑音
に対する実効的な信号成分は低下し、光導電度の
上昇は相殺されてしまう。
発明の目的
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消する
ために考え出されたもので、解像度が良く、感度
が高く、暗電流の少ないアモルフアスシリコン膜
よりなる光導電体を得るものである。
ために考え出されたもので、解像度が良く、感度
が高く、暗電流の少ないアモルフアスシリコン膜
よりなる光導電体を得るものである。
発明の構成
本発明は、アモルフアスシリコン膜の少くとも
支持体側に寄せて局所分布した族を主体とする
不純物を添加した構成からなり、高解像度、高感
度、低暗電流な光導電体を提供するものである。
とりわけ、不純物添加位置を支持側に分布させる
ことは、高感度化と低暗電流に有効である。ま
た、族の添加不純物としてのＳ、Se、Teはそ
の制御性が良いという点で有効である。
支持体側に寄せて局所分布した族を主体とする
不純物を添加した構成からなり、高解像度、高感
度、低暗電流な光導電体を提供するものである。
とりわけ、不純物添加位置を支持側に分布させる
ことは、高感度化と低暗電流に有効である。ま
た、族の添加不純物としてのＳ、Se、Teはそ
の制御性が良いという点で有効である。
実施例の説明
第１図は本発明の実施例における光導電体の断
面図である。支持体１０上に第１の電極１１を形
成する。電極１１の材料としてはMo、Ta、
WAl、In2O3、SoO2がある。この支持体をスパツ
タ装置中に設置し、２×10-6Torrに排気した後、
基板を250℃に保ち、多結晶シリコンをターゲツ
トとしてアルゴン圧力4.5×10-5Torr、水素圧力
５×10-4Torrの雰囲気で、アモルフアスシリコ
ン膜１２を形成する。放電電力は100〜400Wで、
30〜300分蒸着することにより、0.5〜3μｍの膜厚
が得られる。このアモルフアスシリコン膜１２の
形成時に、本発明の着眼点である族の不純物を
膜厚方向において局所的に分布するように添加し
支持体側に寄せて局所分布１３を形成する。その
添加方法としては族元素の塊をスパータ中にタ
ーゲツト上に置いたりあるいは族元素の塊を加
熱蒸発せしめてもよい。また、族元素の水素化
合物をガス状にして導入してもよい。いずれにし
ろ、30〜300分のスパータ蒸着中に添加時間を制
御することにより局所的分布を得ることが出来
る。
面図である。支持体１０上に第１の電極１１を形
成する。電極１１の材料としてはMo、Ta、
WAl、In2O3、SoO2がある。この支持体をスパツ
タ装置中に設置し、２×10-6Torrに排気した後、
基板を250℃に保ち、多結晶シリコンをターゲツ
トとしてアルゴン圧力4.5×10-5Torr、水素圧力
５×10-4Torrの雰囲気で、アモルフアスシリコ
ン膜１２を形成する。放電電力は100〜400Wで、
30〜300分蒸着することにより、0.5〜3μｍの膜厚
が得られる。このアモルフアスシリコン膜１２の
形成時に、本発明の着眼点である族の不純物を
膜厚方向において局所的に分布するように添加し
支持体側に寄せて局所分布１３を形成する。その
添加方法としては族元素の塊をスパータ中にタ
ーゲツト上に置いたりあるいは族元素の塊を加
熱蒸発せしめてもよい。また、族元素の水素化
合物をガス状にして導入してもよい。いずれにし
ろ、30〜300分のスパータ蒸着中に添加時間を制
御することにより局所的分布を得ることが出来
る。
またアモルフアスシリコン膜１２の形成方法と
しては、グロー放電法を用いてもよい。ベルジャ
ーを２×10-6Torr以下に排気した後、基板を250
〜300℃に保ち、シラン（SiH4）ガスを導入し、
１〜0.1Torrにてグロー放電を行ない形成する。
放電電力は５〜50Wで、30〜300分蒸着し、0.5〜
3.0μｍの膜厚が得られる。グロー放電法によるア
モルフアスシリコン膜の高抵抗化のため、数ppm
〜数百ppmのジボラン（B2H6）あるいは窒素
（N2）ガスの導入は有効である。その場合には、
光導電体の動作電圧の上昇が生じるが、スパツタ
法による形成時に述べたように、族元素を同様
に添加し、局所分布１３を形成することにより低
電圧動作が可能となる。１４は透明電極で、
In2O3、SnO2およびそれらの混合物あるいはAu，
Ptのような半透明電極でもよい。１５は入射光
である。１６は、光導電体の特性を測定するため
の印加電圧である。
しては、グロー放電法を用いてもよい。ベルジャ
ーを２×10-6Torr以下に排気した後、基板を250
〜300℃に保ち、シラン（SiH4）ガスを導入し、
１〜0.1Torrにてグロー放電を行ない形成する。
放電電力は５〜50Wで、30〜300分蒸着し、0.5〜
3.0μｍの膜厚が得られる。グロー放電法によるア
モルフアスシリコン膜の高抵抗化のため、数ppm
〜数百ppmのジボラン（B2H6）あるいは窒素
（N2）ガスの導入は有効である。その場合には、
光導電体の動作電圧の上昇が生じるが、スパツタ
法による形成時に述べたように、族元素を同様
に添加し、局所分布１３を形成することにより低
電圧動作が可能となる。１４は透明電極で、
In2O3、SnO2およびそれらの混合物あるいはAu，
Ptのような半透明電極でもよい。１５は入射光
である。１６は、光導電体の特性を測定するため
の印加電圧である。
次に本発明の効果について説明する。第２図は
膜厚方向の族の不純物濃度分布をSIMSにより
分析した結果を示す。曲線20〜21は、不純物添加
を支持体側に寄せて局所的に行なつた試料で、２
３，２４は不純物添加を一様に行なつた試料であ
る。第３図は、第２図に示す試料に対応した電
流、電圧特性を示したものである。第３図の曲線
２３と２４の比較により、族元素の添加を増加
する程光電流が増加し、暗電流が減少しているの
がわかる。しかし、その改善効果は、不純物分布
を支持体側に寄せて局所的に行なつた試料２０〜
２１に較べて少ない。また、不純物分布を支持体
側に寄せた試料ほど、低電圧で光電流が増加し、
かつ暗電流が低下する。このように、族の不純
物を膜厚方向において分布させることは、感度の
向上と暗電流の減少のために極めて有効であるこ
とがわかる。
膜厚方向の族の不純物濃度分布をSIMSにより
分析した結果を示す。曲線20〜21は、不純物添加
を支持体側に寄せて局所的に行なつた試料で、２
３，２４は不純物添加を一様に行なつた試料であ
る。第３図は、第２図に示す試料に対応した電
流、電圧特性を示したものである。第３図の曲線
２３と２４の比較により、族元素の添加を増加
する程光電流が増加し、暗電流が減少しているの
がわかる。しかし、その改善効果は、不純物分布
を支持体側に寄せて局所的に行なつた試料２０〜
２１に較べて少ない。また、不純物分布を支持体
側に寄せた試料ほど、低電圧で光電流が増加し、
かつ暗電流が低下する。このように、族の不純
物を膜厚方向において分布させることは、感度の
向上と暗電流の減少のために極めて有効であるこ
とがわかる。
発明の効果
以上の効果は光導電体単体の特性で述べてきた
が、本発明による光導電体を撮像管ターゲツト、
積層型固体撮像板等に適用した場合にも全く同様
な効果が得られる。例えば、撮像管ターゲツトに
おいては、動作電圧が低下し暗電流が減少するた
め温度特性に強くなる。また、積層型固体撮像板
に適用した場合には、動作電圧が低下するため走
査素子CCD等の動作上の整合が得られやすくな
り、感度向上とブルーミング特性の向上が得られ
かつ暗電流の減少による固定パターン雑音が減少
し、総合的にすぐれた固体撮像板が得られる。
が、本発明による光導電体を撮像管ターゲツト、
積層型固体撮像板等に適用した場合にも全く同様
な効果が得られる。例えば、撮像管ターゲツトに
おいては、動作電圧が低下し暗電流が減少するた
め温度特性に強くなる。また、積層型固体撮像板
に適用した場合には、動作電圧が低下するため走
査素子CCD等の動作上の整合が得られやすくな
り、感度向上とブルーミング特性の向上が得られ
かつ暗電流の減少による固定パターン雑音が減少
し、総合的にすぐれた固体撮像板が得られる。
以上述べてきたように、本発明は解像度が良
く、感度が高く、暗電流も少なく、その改善効果
が顕著であると共に、その適用範囲も広いためそ
の産業上の意義は大なるものである。
く、感度が高く、暗電流も少なく、その改善効果
が顕著であると共に、その適用範囲も広いためそ
の産業上の意義は大なるものである。
第１図は本発明の一実施例の光導電体の断面
図、第２図は膜厚方向における族の不純物濃度
分布図、第３図は第２図に対応した試料の電流・
電圧特性を示す図である。 １０……支持体、１１……電極、１２……アモ
ルフアスシリコン、１３……族不純物の分布し
た部分、１４……電極。
図、第２図は膜厚方向における族の不純物濃度
分布図、第３図は第２図に対応した試料の電流・
電圧特性を示す図である。 １０……支持体、１１……電極、１２……アモ
ルフアスシリコン、１３……族不純物の分布し
た部分、１４……電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 支持体と水素原子を構成要素として含むアモ
ルフアスシリコン膜から成り、上記アモルフアス
シリコン膜に族を主体とする不純物を添加する
とともに前記不純物を前記支持体側に寄せて局所
分布させたことを特徴とする光導電体。 ２ 族を主体とする不純物として、Ｓ、Se、
Teを少なくとも一種類以上含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光導電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231717A JPS60123075A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 光導電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231717A JPS60123075A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 光導電体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123075A JPS60123075A (ja) | 1985-07-01 |
| JPH0462185B2 true JPH0462185B2 (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=16927909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231717A Granted JPS60123075A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 光導電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123075A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4855950A (en) * | 1987-04-17 | 1989-08-08 | Kanegafuchi Chemical Industry Company, Limited | Optical storage apparatus including a reversible, doping modulated, multilayer, amorphous element |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115573A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive element |
| JPS57115554A (en) * | 1981-01-08 | 1982-07-19 | Canon Inc | Photoconductive material |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP58231717A patent/JPS60123075A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115573A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive element |
| JPS57115554A (en) * | 1981-01-08 | 1982-07-19 | Canon Inc | Photoconductive material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60123075A (ja) | 1985-07-01 |
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