JPH0516505Y2 - - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本考案は、光を電圧に変換する光センサーに関
し、特に、半導体の光起電力効果を利用した半導
体光センサーに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an optical sensor that converts light into voltage, and particularly relates to a semiconductor optical sensor that utilizes the photovoltaic effect of a semiconductor.
［従来の技術］
光を電圧に変換する光起電力効果を利用した光
センサーは、例えばカメラの露出計等、種々の分
野において広く用いられている。[Prior Art] Optical sensors that utilize the photovoltaic effect to convert light into voltage are widely used in various fields, such as exposure meters for cameras.
この様な光センサーの例として、例えばアモル
フアスシリコンを光起電力部として用いた半導体
光センサーは、第３図に示すように、ガラス等の
透光性絶縁基板２１上に透明電極２２を形成す
る。そして、前記透明電極２２上にアモルフアス
シリコン膜２３を、ｐ層、ｉ層、ｎ層の順に形成
し、さらに、その上に背面電極２４として金属層
を形成して完成する。 As an example of such an optical sensor, a semiconductor optical sensor using amorphous silicon as a photovoltaic portion, for example, has a transparent electrode 22 formed on a transparent insulating substrate 21 such as glass, as shown in FIG. do. Then, an amorphous silicon film 23 is formed on the transparent electrode 22 in the order of a p layer, an i layer, and an n layer, and a metal layer is further formed thereon as a back electrode 24 to complete the process.
この様な光センサーは、従来、第３図にも示す
様に、その外部出力端子２５と２６との間に抵抗
２７を挿入し、光照射によつて光センサーに発生
する光電流を前記抵抗２７の両端子に現れる電圧
信号Voに変換して使用する。この光電流は照射
される光の照度に対して直線的に変化し、前記抵
抗２７の両端に電圧Voもオームの法則にしたが
つて直線的に変化し、この直線性を利用して光セ
ンサーとする。 Conventionally, as shown in FIG. 3, such an optical sensor has a resistor 27 inserted between its external output terminals 25 and 26, and a photocurrent generated in the optical sensor by light irradiation is transferred to the resistor. It is used by converting it into a voltage signal Vo appearing at both terminals of 27. This photocurrent changes linearly with the illuminance of the irradiated light, and the voltage Vo across the resistor 27 also changes linearly in accordance with Ohm's law.Using this linearity, the optical sensor shall be.
しかしながら、前記の従来技術においては、光
センサーのアモルフアスシリコン膜の膜厚や膜
質、さらには有効受光面積等の不均一その他の要
因で、その出力である光電流に、いわゆるバラツ
キを生じ、そのバラツキは光電流として±20％に
も達する。 However, in the above-mentioned conventional technology, due to non-uniformity in the film thickness and quality of the amorphous silicon film of the optical sensor, as well as the effective light receiving area, and other factors, so-called variations occur in the photocurrent that is the output. The variation in photocurrent reaches ±20%.
一方、光センサーは、照射光の一定の照度に対
しては一定の出力値が得られることが望ましい。
その為に前記の従来技術では、前記抵抗を可変抵
抗としたり、あるいは種々の外部抵抗を接続して
その抵抗値を調整し、もつて照射光の照度と出力
電圧Voとが所定の関係で対応するようにしてい
る。 On the other hand, it is desirable that the optical sensor can obtain a constant output value for a constant illuminance of irradiated light.
For this reason, in the conventional technology described above, the resistance value is adjusted by making the resistor a variable resistor, or by connecting various external resistors, so that the illuminance of the irradiated light and the output voltage Vo correspond to each other in a predetermined relationship. I try to do that.
［考案が解決しようとする問題点］
しかしながら、前記従来技術では、光センサー
の外部に可変抵抗を設けなければならず、これで
は装置の構造が複雑になり、また、種々の外部抵
抗をその出力端子に接続して抵抗値を調整する場
合には半田付け工程の付加による信頼性や精度の
低下なども考えられる。[Problems to be solved by the invention] However, in the above-mentioned conventional technology, a variable resistor must be provided outside the optical sensor, which complicates the structure of the device. When adjusting the resistance value by connecting to a terminal, reliability and accuracy may be lowered due to the addition of a soldering process.
そこで、本考案は、前記の従来技術における問
題点に鑑み、照射光の照度と出力電圧とが精度良
く所定の関係で対応するように容易に調整するこ
との可能な光センサーを提供することにある。 Therefore, in view of the problems in the prior art described above, the present invention aims to provide an optical sensor that can be easily adjusted so that the illuminance of irradiated light and the output voltage correspond to a predetermined relationship with high precision. be.
［問題点を解決するための手段］
前記本考案の目的は、基板１１上に光起電力素
子が形成され、前記光起電力素子の出力端子１２
ｂ，１４ｂの間に、その出力を電圧信号に変換す
る抵抗体１５を設けて成る光センサーにおいて、
該抵抗体１５は、前記光起電力素子が形成された
のと同じ基板上の前記出力端子間に形成され、且
つ同光起電力素子に所定の照度の光を照射したと
き前記出力端子間電圧が所定の値となるよう機能
トリミングされた膜状抵抗体からなることを特徴
とする光センサーによつて達成される。[Means for Solving the Problems] The object of the present invention is to form a photovoltaic element on a substrate 11, and to provide an output terminal 12 of the photovoltaic element.
In the optical sensor, a resistor 15 for converting the output into a voltage signal is provided between b and 14b,
The resistor 15 is formed between the output terminals on the same substrate on which the photovoltaic element is formed, and when the photovoltaic element is irradiated with light of a predetermined illuminance, the voltage between the output terminals increases. This is achieved by an optical sensor characterized by comprising a film-like resistor whose function is trimmed so that the value is a predetermined value.
［作用］
前記の光センサーによれば、前記抵抗体１５
が、同光起電力素子に所定の照度の光を照射した
とき前記出力端子間電圧が所定の値となるよう機
能トリミングされた膜状抵抗体からなるため、光
起電力素子の光電流のばらつきを調整し、光起電
力素子に照射される光の照度に対して、出力電圧
を目的の値に正確に対応させることが可能とな
る。また、前記膜状抵抗体１５は、光起電力素子
が形成されたのと同じ基板上に形成されているた
め、別途抵抗体を設ける空間を必要とせず、単一
の基板の上にまとめて構成できる。もつて所定の
特性を精度良く示し、しかもより小型の光センサ
ーが得られる。[Function] According to the optical sensor, the resistor 15
However, since the photovoltaic element is made of a film resistor whose function has been trimmed so that the voltage between the output terminals becomes a predetermined value when the photovoltaic element is irradiated with light of a predetermined illuminance, variations in the photocurrent of the photovoltaic element It becomes possible to adjust the output voltage to accurately correspond to the target value with respect to the illuminance of the light irradiated to the photovoltaic element. Furthermore, since the film resistor 15 is formed on the same substrate on which the photovoltaic element is formed, there is no need for a separate space for providing a resistor, and the film resistor 15 can be assembled on a single substrate. Can be configured. This makes it possible to obtain a more compact optical sensor that exhibits predetermined characteristics with high accuracy.
［実施例］
以下、本考案の実施例について、添付の図面を
参照しながら説明する。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図において、本考案になる光センサーは、
例えば青板ガラス等から成る透光性絶縁基板１１
の表面上に透明電極１２を形成する。この透明電
極１２は、例えばインジユウム錫酸化物（ITO：
Indium Tim Oxide）から成り、レジスト印刷
法あるいはホトリソグラフイ法等の方法によつて
所定のパターンに形成される。この透明電極１２
は、前記透光性絶縁基板１１の中央に四角形に拡
がる受光部電極１２ａを有し、これと一体に、図
中の左下部分に突出形成された外部出力端子１２
ｂを備えている。さらに、右下部分には、前記受
光部電極１２ａから分離して突設された別の透明
導電膜１２ｃを備えている。この透明電極１２と
透明導電膜１２ｃについてより具体的に説明する
と、例えば、その膜厚は400Å、そのシート抵抗
は100［Ω／□］のものを用いる。 In Figure 1, the optical sensor according to the present invention is
A translucent insulating substrate 11 made of, for example, blue plate glass or the like
A transparent electrode 12 is formed on the surface of the substrate. This transparent electrode 12 is made of, for example, indium tin oxide (ITO:
Indium Tim Oxide), and is formed into a predetermined pattern by a method such as resist printing or photolithography. This transparent electrode 12
has a rectangularly expanding light-receiving part electrode 12a in the center of the transparent insulating substrate 11, and integrally with this, an external output terminal 12 formed protrudingly at the lower left part in the figure.
It is equipped with b. Furthermore, the lower right portion is provided with another transparent conductive film 12c that projects apart from the light receiving electrode 12a. To explain the transparent electrode 12 and the transparent conductive film 12c in more detail, for example, those having a film thickness of 400 Å and a sheet resistance of 100 [Ω/□] are used.
次に、前記透明電極１２の上にプラズマCVD
法により、アモルフアスシリコン膜１３を、ｐ
層、ｉ層、ｎ層の順に形成する。例えば、ｐ層
は、ホストガスとしてモノシラン（SiH4）を、
ドーピングガスとしてジボラン（B2H6）を各々
使用し、100Åの膜厚に形成する。ｉ層は、ホス
トガスとしてモノシラン（SiH4）を使用し、そ
の膜厚は5000Åとする。そして、ｎ層は、ホスト
ガスとしてモノシラン（SiH4）を、ドーピング
ガスとしてホスフイン（PH3）を各々使用し、膜
厚を300Åとする。 Next, plasma CVD is applied onto the transparent electrode 12.
By the method, the amorphous silicon film 13 is
A layer, an i layer, and an n layer are formed in this order. For example, the p layer uses monosilane (SiH 4 ) as the host gas,
Diborane (B 2 H 6 ) is used as a doping gas, and a film thickness of 100 Å is formed. The i-layer uses monosilane (SiH 4 ) as a host gas, and has a film thickness of 5000 Å. The n-layer uses monosilane (SiH 4 ) as a host gas and phosphine (PH 3 ) as a doping gas, and has a film thickness of 300 Å.
この製造過程において、これらのガスはマスフ
ローコントローラによつて真空槽内に導入し、そ
の圧力を133［Pa］とし、13.56［ＭHz］の高周波で
励起した。また、基板温度は300［℃］とした。 In this manufacturing process, these gases were introduced into a vacuum chamber by a mass flow controller, the pressure was set to 133 [Pa], and the gases were excited with a high frequency of 13.56 [MHz]. Further, the substrate temperature was set to 300 [°C].
この様にして形成した前記アモルフアスシリコ
ン膜１３の上には、さらに金属膜から成る背面電
極１４を形成して光センサーを完成する。この背
面電極１４は、例えばニツケル（Ni）を電子ビ
ーム蒸着法により、2000Åの膜厚で蒸着して形成
される。この背面電極１４は、図に示される様
に、中央の背面電極部１４ａと、これから図にお
いて右下に伸びた外部出力端子１４ｂとが一体と
なつており、前記透明導電膜１２ｃの上に重ね合
わせて、これと電気的に接続されている。 On the amorphous silicon film 13 thus formed, a back electrode 14 made of a metal film is further formed to complete the optical sensor. The back electrode 14 is formed by depositing, for example, nickel (Ni) to a thickness of 2000 Å by electron beam evaporation. As shown in the figure, this back electrode 14 is made up of a central back electrode part 14a and an external output terminal 14b extending to the lower right in the figure, and is overlaid on the transparent conductive film 12c. It is also electrically connected to this.
そして、本考案によれば、前記透明電極１２に
より形成された前記一対の外部出力端子１２ｂ及
び１２ｃとの間には、抵抗体１５が厚膜材料によ
り形成されている。この抵抗体１５は、前記の光
起電力素子を構成した後、例えばカーボン抵抗材
（例えば、旭化学研究所製、品名TU−100−５）
をスクリーン印刷法等の手段によつて形成する。
この具体例について説明すると、前記カーボン抵
抗材をスクリーン印刷法により所定の位置に印刷
し、その後これを30分間レベリングした後に、
150℃の温度下で約30分間硬化を行う。この厚膜
抵抗体１５の膜厚は15μｍであつた。 According to the present invention, a resistor 15 is formed of a thick film material between the pair of external output terminals 12b and 12c formed by the transparent electrode 12. After forming the photovoltaic element, the resistor 15 is made of, for example, a carbon resistor material (for example, manufactured by Asahi Kagaku Kenkyusho, product name TU-100-5).
is formed by means such as screen printing.
To explain this specific example, the carbon resistance material is printed in a predetermined position by screen printing method, and after leveling it for 30 minutes,
Curing is performed at a temperature of 150°C for approximately 30 minutes. The thickness of this thick film resistor 15 was 15 μm.
この様にして完成された光センサーは、その
後、前記一対の外部出力端子１２ｂ及び１２ｃと
に、図示しないプローブを接触し、照度100
［Lux］の光（例えば白色蛍光灯）を光センサー
に照射しながら、その両出力端子電圧が所定の値
になるまで、前記厚膜抵抗体１５のトリミング１
６を行う。本実施例では、このトリミングは比較
的大きな出力が得られるYAGレーザを使用して
行い、その結果、所定の照射光の照度と出力電圧
Voとを精度良く対応させることができた。具体
的には、この出力電圧Voを±１％の範囲で調整
することが出来る様になつた。 The optical sensor completed in this way is then manufactured by contacting a probe (not shown) with the pair of external output terminals 12b and 12c, and increasing the illuminance to 100.
Trim 1 of the thick film resistor 15 while irradiating the optical sensor with [Lux] light (for example, a white fluorescent lamp) until the voltage at both output terminals reaches a predetermined value.
Do step 6. In this example, this trimming is performed using a YAG laser that can obtain a relatively large output, and as a result, the illuminance of the irradiation light and the output voltage are
We were able to match Vo with high accuracy. Specifically, it has become possible to adjust this output voltage Vo within a range of ±1%.
次に、第２図には、本考案になる他の実施例が
示されており、この他の実施例では、抵抗体が透
明電極１２と一体に形成されている。前記透明電
極１２は、透光性絶縁基板１１の中央に四角形に
拡がる受光部電極１２ａを有し、その図中の左下
部分には外部出力端子１２ｂを突出して形成し、
右下部分にはもう一方の外部電力端子１２ｃを前
記受光部電極１２ａから分離して形成している。
さらに、前記一対の外部出力端子１２ｂと１２ｃ
との間には前記透明電極１２により形成された抵
抗体１２ｄを形成している。 Next, FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the resistor is formed integrally with the transparent electrode 12. The transparent electrode 12 has a light-receiving part electrode 12a extending into a rectangular shape at the center of the transparent insulating substrate 11, and an external output terminal 12b is formed protruding from the lower left part in the figure.
Another external power terminal 12c is formed in the lower right portion, separated from the light receiving electrode 12a.
Furthermore, the pair of external output terminals 12b and 12c
A resistor 12d made of the transparent electrode 12 is formed between the transparent electrode 12 and the transparent electrode 12.
そして、この透明電極による抵抗体部１２ｄ
も、やはり前記カーボン抵抗材による厚膜抵抗体
１５（第１図）と同様にして、光センサーの完成
後、レーザトリミング１６等によつてその抵抗を
調整する。なお、前記抵抗体１２ｄを除き、その
他の構成は、第１図に示すものとほぼ同様であ
る。 Then, the resistor portion 12d is formed by this transparent electrode.
Similarly to the thick film resistor 15 (FIG. 1) made of carbon resistive material, after the optical sensor is completed, its resistance is adjusted by laser trimming 16 or the like. Note that, except for the resistor 12d, the other configurations are substantially the same as those shown in FIG. 1.
この様な本考案になる他の実施例によれば、前
記抵抗体を透明電極と一体に形成することによ
り、製造工程を簡略化することが出来、以て光セ
ンサーをより安価に製造することが可能になると
いう利点を有する。 According to such another embodiment of the present invention, by forming the resistor integrally with the transparent electrode, the manufacturing process can be simplified, thereby making it possible to manufacture the optical sensor at a lower cost. It has the advantage of being possible.
［考案の効果］
以上の説明からも明らかなように、本考案によ
れば、出力端子間に挿入された抵抗体１２ｄ，１
５は、膜状抵抗体により形成されたことにより、
別途抵抗器を半田等で接続する必要もなく、光セ
ンサー全体として小形化が図れ、さらに機能トリ
ミングにより、光起電力素子光電流との関係で抵
抗値が調整されているため、照射光の照度と出力
電圧とが精度良く所定の関係で対応させることの
出来る優れた光センサーを提供することが可能に
なる。[Effects of the invention] As is clear from the above description, according to the invention, the resistors 12d and 1 inserted between the output terminals
5 is formed by a film resistor,
There is no need to connect a separate resistor with solder, etc., and the overall size of the optical sensor can be made smaller.Furthermore, by functional trimming, the resistance value is adjusted in relation to the photovoltaic element photocurrent, so the illuminance of the irradiated light It becomes possible to provide an excellent optical sensor in which the output voltage and the output voltage correspond to each other in a predetermined relationship with high accuracy.
第１図は本考案の実施例である光センサーの構
造を示す斜視図、第２図は本考案の他の実施例の
構造を示す斜視図、第３図は従来技術になる光セ
ンサーの構造を示す斜視図である。
１１……基板、１２……透明電極、１２ｂ……
外部出力端子、１２ｃ……透明導電膜、１２ｄ，
１５……抵抗体、１３……アモルフアスシリコン
膜、１４……背面電極、１６……トリミング。
Fig. 1 is a perspective view showing the structure of an optical sensor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view showing the structure of another embodiment of the invention, and Fig. 3 is a structure of a conventional optical sensor. FIG. 11...Substrate, 12...Transparent electrode, 12b...
External output terminal, 12c...transparent conductive film, 12d,
15...Resistor, 13...Amorphous silicon film, 14...Back electrode, 16...Trimming.
Claims (1)
記光起電力半導体素子の出力端子間にその出力
を電圧信号に変換する抵抗体を設けて成る光セ
ンサーにおいて、該抵抗体は、光起電力半導体
素子が形成されたのと同じ基板上の前記出力端
子間に形成され、且つ同光起電力素子に所定の
照度の光を照射したとき前記出力端子間電圧が
所定の値となるよう機能トリミングされた膜状
抵抗体からなることを特徴とする光センサー。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
記抵抗体は、前記光起電力素子の透明電極層と
一体の透明導電膜により形成されたことを特徴
とする光センサー。[Claims for Utility Model Registration] (1) An optical sensor comprising a photovoltaic semiconductor element formed on a substrate, and a resistor for converting the output into a voltage signal between the output terminals of the photovoltaic semiconductor element. The resistor is formed between the output terminals on the same substrate on which the photovoltaic semiconductor element is formed, and when the photovoltaic element is irradiated with light of a predetermined intensity, the resistor is formed between the output terminals on the same substrate on which the photovoltaic semiconductor element is formed. An optical sensor comprising a film resistor whose function is trimmed so that the voltage reaches a predetermined value. (2) Utility Model Registration The optical sensor according to claim 1, wherein the resistor is formed of a transparent conductive film that is integrated with the transparent electrode layer of the photovoltaic element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987200458U JPH0516505Y2 (en) | 1987-12-30 | 1987-12-30 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987200458U JPH0516505Y2 (en) | 1987-12-30 | 1987-12-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104535U JPH01104535U (en) | 1989-07-14 |
| JPH0516505Y2 true JPH0516505Y2 (en) | 1993-04-30 |
Family
ID=31490864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987200458U Expired - Lifetime JPH0516505Y2 (en) | 1987-12-30 | 1987-12-30 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0516505Y2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58156232U (en) * | 1982-04-13 | 1983-10-19 | 株式会社村田製作所 | Pyroelectric electromagnetic wave detector |
-
1987
- 1987-12-30 JP JP1987200458U patent/JPH0516505Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH01104535U (en) | 1989-07-14 |
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