JPH06334206A - 半導体光電変換装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体光電変換装置およびその製造方法Info
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- JPH06334206A JPH06334206A JP5116778A JP11677893A JPH06334206A JP H06334206 A JPH06334206 A JP H06334206A JP 5116778 A JP5116778 A JP 5116778A JP 11677893 A JP11677893 A JP 11677893A JP H06334206 A JPH06334206 A JP H06334206A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大きな起電圧を得ることができる半導体光電
変換装置を提供する。 【構成】 単一光電変換素子２１は、下部電極１１、光
電変換素子部１０、接続部１３および上部電極１２を備
えており、絶縁膜７上に設けられる。光電変換素子部１
０は、Ｐ型半導体層３、Ｉ型半導体層４およびＮ型半導
体層５を有するとともに、その側壁には絶縁性のサイド
ウォール１４、１５が形成されている。サイドウォール
１５上に形成された接続部１３は、上部電極１２と隣接
する光電変換素子の下部電極１１とを接続する。 【効果】 単一光電変換素子を直列接続することができ
るとともに、光電変換素子に光を効率的に入射させるこ
とができる。
変換装置を提供する。 【構成】 単一光電変換素子２１は、下部電極１１、光
電変換素子部１０、接続部１３および上部電極１２を備
えており、絶縁膜７上に設けられる。光電変換素子部１
０は、Ｐ型半導体層３、Ｉ型半導体層４およびＮ型半導
体層５を有するとともに、その側壁には絶縁性のサイド
ウォール１４、１５が形成されている。サイドウォール
１５上に形成された接続部１３は、上部電極１２と隣接
する光電変換素子の下部電極１１とを接続する。 【効果】 単一光電変換素子を直列接続することができ
るとともに、光電変換素子に光を効率的に入射させるこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体光電変換装置
に関するものであり、特にその起電圧の向上に関する。
に関するものであり、特にその起電圧の向上に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】今日、新しいエネルギー源とし
て、太陽電池が知られている。太陽電池の発電原理につ
いて簡単に説明する。半導体のＰＮ接合に光が入射する
と電子と正孔が発生し、発生した電子はＮ領域に、正孔
はＰ領域に拡散によって移動する。その結果、Ｐ領域に
プラス、Ｎ領域にマイナスの電圧が生じ、両電極に負荷
を接続することによって電力が取り出せる。したがっ
て、燃料が不要、可動部がないこと、無公害等の利点を
有する。
て、太陽電池が知られている。太陽電池の発電原理につ
いて簡単に説明する。半導体のＰＮ接合に光が入射する
と電子と正孔が発生し、発生した電子はＮ領域に、正孔
はＰ領域に拡散によって移動する。その結果、Ｐ領域に
プラス、Ｎ領域にマイナスの電圧が生じ、両電極に負荷
を接続することによって電力が取り出せる。したがっ
て、燃料が不要、可動部がないこと、無公害等の利点を
有する。
【０００３】ところで、一般的な半導体装置を動作させ
る為には、５Ｖ、１２Ｖ程度の起電圧が必要である。し
かしながら、現在開発されている太陽電池では、一般的
な記電圧としては０．８Ｖ程度であるので、半導体装置
を動作させることはできない。
る為には、５Ｖ、１２Ｖ程度の起電圧が必要である。し
かしながら、現在開発されている太陽電池では、一般的
な記電圧としては０．８Ｖ程度であるので、半導体装置
を動作させることはできない。
【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決
し、大きな起電圧を得ることができる半導体光電変換装
置を提供することを目的とする。
し、大きな起電圧を得ることができる半導体光電変換装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１にかかる半導体
光電変換装置においては、前記各単一光電変換素子は、
平面的に配置されるとともに直列接続されていることを
特徴とする。
光電変換装置においては、前記各単一光電変換素子は、
平面的に配置されるとともに直列接続されていることを
特徴とする。
【０００６】請求項２にかかる半導体光電変換装置にお
いては、Ａ）絶縁性基板、Ｂ）以下のb1)〜b3)を備えた
単一光電変換素子、b1)前記絶縁性基板上の一部に形成
された第１電極、b2)前記第１電極の一部を覆うように
前記絶縁性基板上に形成された光電変換素子部 b3)前記光電変換素子部の上に構成された第２電極、を
備えた半導体光電変換装置であって、Ｃ）前記光電変換
素子部の側壁に形成された絶縁性側壁、Ｄ）前記絶縁性
側壁上に形成された接続部であって、前記第２電極と隣
接する光電変換素子の第１電極とを接続する接続部、を
備えるとともに、Ｅ）前記光電変換素子部は前記絶縁性
基板上に平面的に配置されていること、を特徴とする。
いては、Ａ）絶縁性基板、Ｂ）以下のb1)〜b3)を備えた
単一光電変換素子、b1)前記絶縁性基板上の一部に形成
された第１電極、b2)前記第１電極の一部を覆うように
前記絶縁性基板上に形成された光電変換素子部 b3)前記光電変換素子部の上に構成された第２電極、を
備えた半導体光電変換装置であって、Ｃ）前記光電変換
素子部の側壁に形成された絶縁性側壁、Ｄ）前記絶縁性
側壁上に形成された接続部であって、前記第２電極と隣
接する光電変換素子の第１電極とを接続する接続部、を
備えるとともに、Ｅ）前記光電変換素子部は前記絶縁性
基板上に平面的に配置されていること、を特徴とする。
【０００７】請求項３にかかる半導体光電変換装置にお
いては、前記光電変換素子部は、第１導電体性の第１半
導体層、前記第１導電体層の上に形成された真正半導体
層、前記真正半導体層の上に形成された第２導電性の第
２導電体層、を備えていること、を特徴とする。
いては、前記光電変換素子部は、第１導電体性の第１半
導体層、前記第１導電体層の上に形成された真正半導体
層、前記真正半導体層の上に形成された第２導電性の第
２導電体層、を備えていること、を特徴とする。
【０００８】請求項４の半導体光電変換装置において
は、少なくとも前記第２電極は透明導電体で構成されて
いることを特徴とする。
は、少なくとも前記第２電極は透明導電体で構成されて
いることを特徴とする。
【０００９】請求項５の半導体光電変換装置において
は、少なくとも前記第１電極および絶縁性基板は透明導
電体で構成されていることを特徴とする。
は、少なくとも前記第１電極および絶縁性基板は透明導
電体で構成されていることを特徴とする。
【００１０】請求項６にかかる半導体光電変換装置の製
造方法においては、絶縁性基板の上に、選択的に第１電
極を形成する工程、前記第１電極の一部を覆うように前
記絶縁性基板上に以下の３層から構成された光電変換素
子部を形成する工程、前記光電変換素子部の側壁に絶縁
性側壁を形成する工程、前記光電変換素子部の上に第２
電極を形成するとともに、前記第２電極と隣接する光電
変換素子の第１電極とを接続する接続部を前記絶縁性側
壁上に形成する工程、を備えたことを特徴とする。
造方法においては、絶縁性基板の上に、選択的に第１電
極を形成する工程、前記第１電極の一部を覆うように前
記絶縁性基板上に以下の３層から構成された光電変換素
子部を形成する工程、前記光電変換素子部の側壁に絶縁
性側壁を形成する工程、前記光電変換素子部の上に第２
電極を形成するとともに、前記第２電極と隣接する光電
変換素子の第１電極とを接続する接続部を前記絶縁性側
壁上に形成する工程、を備えたことを特徴とする。
【００１１】請求項７にかかる光スイッチング装置にお
いては、Ａ）a1)〜a6)を備えた単一メモリセル、a1)半
導体基板内に設けられた第１導電型の第１領域、a2)前
記第１領域との間に電路形成可能領域を形成するように
設けられた第１導電型の第２領域、a3)前記電路形成可
能領域の上方に設けられた第１絶縁膜、a4)前記第１絶
縁膜を介して前記電路形成可能領域の上方に設けられた
浮遊型電極、a5)前記浮遊型電極の上方に設けられた第
２絶縁膜、a6)前記第２絶縁膜を介して前記浮遊型電極
の上方に設けられた制御電極、 Ｂ）前記単一メモリ
セルの制御電極に接続された請求項１の半導体光電変換
装置、を備え、Ｃ）前記半導体光電変換装置が接続され
た単一メモリセルをマトリックス状に配置したこと、を
特徴とする。
いては、Ａ）a1)〜a6)を備えた単一メモリセル、a1)半
導体基板内に設けられた第１導電型の第１領域、a2)前
記第１領域との間に電路形成可能領域を形成するように
設けられた第１導電型の第２領域、a3)前記電路形成可
能領域の上方に設けられた第１絶縁膜、a4)前記第１絶
縁膜を介して前記電路形成可能領域の上方に設けられた
浮遊型電極、a5)前記浮遊型電極の上方に設けられた第
２絶縁膜、a6)前記第２絶縁膜を介して前記浮遊型電極
の上方に設けられた制御電極、 Ｂ）前記単一メモリ
セルの制御電極に接続された請求項１の半導体光電変換
装置、を備え、Ｃ）前記半導体光電変換装置が接続され
た単一メモリセルをマトリックス状に配置したこと、を
特徴とする。
【００１２】
【作用】請求項１にかかる半導体光電変換装置において
は、前記各単一光電変換素子は、平面的に配置されてい
る。したがって、光電変換素子に光を効率的に入射させ
ることができる。また、前記各単一光電変換素子は直列
接続されているので、起電圧を大きくすることができ
る。
は、前記各単一光電変換素子は、平面的に配置されてい
る。したがって、光電変換素子に光を効率的に入射させ
ることができる。また、前記各単一光電変換素子は直列
接続されているので、起電圧を大きくすることができ
る。
【００１３】請求項２、請求項３、請求項６にかかる半
導体光電変換装置またはその製造方法においては、前記
光電変換素子部を前記絶縁性基板上に平面的に配置す
る。したがって、光電変換素子に光を効率的に入射させ
ることができる。また、絶縁性側壁が前記光電変換素子
部の側壁に形成されるとともに、前記絶縁性側壁上に形
成された接続部は、前記第２電極と隣接する光電変換素
子の第１電極とを接続する。したがって、各光電変換素
子を直列に接続することができ、起電圧を大きくするこ
とができる。
導体光電変換装置またはその製造方法においては、前記
光電変換素子部を前記絶縁性基板上に平面的に配置す
る。したがって、光電変換素子に光を効率的に入射させ
ることができる。また、絶縁性側壁が前記光電変換素子
部の側壁に形成されるとともに、前記絶縁性側壁上に形
成された接続部は、前記第２電極と隣接する光電変換素
子の第１電極とを接続する。したがって、各光電変換素
子を直列に接続することができ、起電圧を大きくするこ
とができる。
【００１４】請求項４の半導体光電変換装置において
は、少なくとも前記第２電極は透明導電体で構成されて
いる。したがって、前記第２電極側から入射した光を効
率的に光電変換素子部に与えることができる。
は、少なくとも前記第２電極は透明導電体で構成されて
いる。したがって、前記第２電極側から入射した光を効
率的に光電変換素子部に与えることができる。
【００１５】請求項５の半導体光電変換装置において
は、少なくとも前記第１電極および絶縁性基板は透明導
電体で構成されていることを特徴とする。したがって、
前記絶縁性基板側から入射した光を効率的に光電変換素
子部に与えることができる。
は、少なくとも前記第１電極および絶縁性基板は透明導
電体で構成されていることを特徴とする。したがって、
前記絶縁性基板側から入射した光を効率的に光電変換素
子部に与えることができる。
【００１６】請求項７にかかる光スイッチング装置にお
いては、前記単一メモリセルの制御電極に請求項１の半
導体光電変換装置を接続し、この単一メモリセルをマト
リックス状に配置している。したがって、与えられた光
を各単一メモリセルに記憶することができる。
いては、前記単一メモリセルの制御電極に請求項１の半
導体光電変換装置を接続し、この単一メモリセルをマト
リックス状に配置している。したがって、与えられた光
を各単一メモリセルに記憶することができる。
【００１７】
【実施例】［太陽電池１の構造］本発明の一実施例を図
面に基づいて説明する。まず、図１、図２に本発明の一
実施例による半導体光電変換装置である太陽電池１を示
す。なお、図２は太陽電池１の平面図であり、図１は図
２のＡ−Ａ断面である。
面に基づいて説明する。まず、図１、図２に本発明の一
実施例による半導体光電変換装置である太陽電池１を示
す。なお、図２は太陽電池１の平面図であり、図１は図
２のＡ−Ａ断面である。
【００１８】図２に示すように、太陽電池１において
は、単一光電変換素子２１〜３６が複数平面的に配置さ
れている。各単一光電変換素子の構造について図１を用
いて説明する。
は、単一光電変換素子２１〜３６が複数平面的に配置さ
れている。各単一光電変換素子の構造について図１を用
いて説明する。
【００１９】単一光電変換素子２１は、半導体基板６の
上に形成された絶縁膜７上に設けられている。なお、本
実施例においては、絶縁膜７はシリコン酸化膜（ＳｉＯ
2）で形成し、また半導体基板６および絶縁膜７で絶縁
性基板を構成している。
上に形成された絶縁膜７上に設けられている。なお、本
実施例においては、絶縁膜７はシリコン酸化膜（ＳｉＯ
2）で形成し、また半導体基板６および絶縁膜７で絶縁
性基板を構成している。
【００２０】単一光電変換素子２１は、第１電極である
下部電極１１、光電変換素子部１０、接続部１３および
第２電極である上部電極１２を備えている。
下部電極１１、光電変換素子部１０、接続部１３および
第２電極である上部電極１２を備えている。
【００２１】光電変換素子部１０は、第１導電型の第１
半導体層であるＰ型半導体層３、真正半導体層であるＩ
型半導体層４、および第２導電型の第２半導体層である
Ｎ型半導体層５を備えている。
半導体層であるＰ型半導体層３、真正半導体層であるＩ
型半導体層４、および第２導電型の第２半導体層である
Ｎ型半導体層５を備えている。
【００２２】下部電極１１は、絶縁膜７上に形成されて
いる。本実施例においては、下部電極１１をアルミニウ
ムシリコン（ＡｌＳｉ）で形成したが、アルミニウムで
形成してもよい。
いる。本実施例においては、下部電極１１をアルミニウ
ムシリコン（ＡｌＳｉ）で形成したが、アルミニウムで
形成してもよい。
【００２３】上部電極１２および接続部１３は、Ｉ型半
導体層４への光の透過効率を高くする為、透明導電物質
で構成されている。本実施例においては、透明導電物質
としてＩＴＯ（indium tin oxide）を採用したが、酸化
ジルコニウム（ＺｒＯ2）を用いてもよい。
導体層４への光の透過効率を高くする為、透明導電物質
で構成されている。本実施例においては、透明導電物質
としてＩＴＯ（indium tin oxide）を採用したが、酸化
ジルコニウム（ＺｒＯ2）を用いてもよい。
【００２４】光電変換素子部１０は、下部電極１１の一
部を覆うように、絶縁膜７上に形成されている。光電変
換素子部１０のＮ型半導体層５は、下部電極１１と接続
されており、光電変換素子部１０のＰ型半導体層３は、
上部電極１２と接続されている。光電変換素子部１０の
側壁には、絶縁性側壁であるサイドウォール１４、１５
が形成されている。サイドウォール１４、１５はＳｉＯ
2で形成されている。
部を覆うように、絶縁膜７上に形成されている。光電変
換素子部１０のＮ型半導体層５は、下部電極１１と接続
されており、光電変換素子部１０のＰ型半導体層３は、
上部電極１２と接続されている。光電変換素子部１０の
側壁には、絶縁性側壁であるサイドウォール１４、１５
が形成されている。サイドウォール１４、１５はＳｉＯ
2で形成されている。
【００２５】サイドウォール１４上には、上部電極１２
と隣接する光電変換素子の下部電極１１とを接続する接
続部１３が形成されている。
と隣接する光電変換素子の下部電極１１とを接続する接
続部１３が形成されている。
【００２６】太陽電池１の動作について、図１を参照し
て簡単に説明する。矢印β方向から照射された光が光電
変換素子部１０のＩ型半導体層４に入射することによ
り、電子と正孔を発生させ、各光電変換素子部１０にお
いて約０．８Ｖの起電圧が発生する。太陽電池１におい
ては、各光電変換素子部１０が１６コ直列接続されてい
るので、約１３Ｖの起電圧を得ることができる。
て簡単に説明する。矢印β方向から照射された光が光電
変換素子部１０のＩ型半導体層４に入射することによ
り、電子と正孔を発生させ、各光電変換素子部１０にお
いて約０．８Ｖの起電圧が発生する。太陽電池１におい
ては、各光電変換素子部１０が１６コ直列接続されてい
るので、約１３Ｖの起電圧を得ることができる。
【００２７】また、図２に示すように、単一光電変換素
子が半導体基板６上の絶縁膜７上に平面的に配置されて
いるので、各光電変換素子部１０に光を効率的に入射さ
せることができる。
子が半導体基板６上の絶縁膜７上に平面的に配置されて
いるので、各光電変換素子部１０に光を効率的に入射さ
せることができる。
【００２８】［太陽電池１の製造方法］つぎに、図３を
用いて、太陽電池１の製造方法を説明する。まず、半導
体基板６上に、絶縁膜７（ＳｉＯ2）を形成する。その
上に、スパッタ法を用いてＡｌＳｉ層を形成した後、図
３Ａに示す様にレジスト６１で必要部分を覆い、エッチ
ングを行なう。これにより、下部電極１１を形成する。
用いて、太陽電池１の製造方法を説明する。まず、半導
体基板６上に、絶縁膜７（ＳｉＯ2）を形成する。その
上に、スパッタ法を用いてＡｌＳｉ層を形成した後、図
３Ａに示す様にレジスト６１で必要部分を覆い、エッチ
ングを行なう。これにより、下部電極１１を形成する。
【００２９】レジスト６１を除去したのち、全面に、Ｐ
型半導体層３、Ｉ型半導体層４およびＮ型半導体層５を
形成する。本実施例においては、Ｐ型半導体層３をａ−
Ｓｉ：Ｈ（アモルファスシリコン）で形成した。条件と
しては、Ｓｉ2Ｈ6とＢＨ3を供給し、４００℃でプラズ
マＣＶＤ（化学気相成長）法によって形成した。また、
Ｉ型半導体層４はａ−Ｓｉ：Ｈで形成した。条件として
は、Ｓｉ2Ｈ6を供給し、４００℃でプラズマＣＶＤ法に
よって形成した。また、Ｎ型半導体層５はａ−Ｓｉ：Ｈ
で形成した。条件としては、Ｓｉ2Ｈ6とＰ2Ｏ6を供給
し、４００℃でプラズマＣＶＤ法によって形成した。
型半導体層３、Ｉ型半導体層４およびＮ型半導体層５を
形成する。本実施例においては、Ｐ型半導体層３をａ−
Ｓｉ：Ｈ（アモルファスシリコン）で形成した。条件と
しては、Ｓｉ2Ｈ6とＢＨ3を供給し、４００℃でプラズ
マＣＶＤ（化学気相成長）法によって形成した。また、
Ｉ型半導体層４はａ−Ｓｉ：Ｈで形成した。条件として
は、Ｓｉ2Ｈ6を供給し、４００℃でプラズマＣＶＤ法に
よって形成した。また、Ｎ型半導体層５はａ−Ｓｉ：Ｈ
で形成した。条件としては、Ｓｉ2Ｈ6とＰ2Ｏ6を供給
し、４００℃でプラズマＣＶＤ法によって形成した。
【００３０】なお、Ｐ型半導体層３は、ａ−ＳｉＣ（ア
モルファス炭化シリコン）で形成してもよい。その場
合、条件としては、Ｓｉ2Ｈ6、ＢＨ3、Ｃ2Ｈ2、および
Ｈ2を供給し、４００℃でプラズマＣＶＤ法によって形
成することができる。
モルファス炭化シリコン）で形成してもよい。その場
合、条件としては、Ｓｉ2Ｈ6、ＢＨ3、Ｃ2Ｈ2、および
Ｈ2を供給し、４００℃でプラズマＣＶＤ法によって形
成することができる。
【００３１】その後、図３Ｂに示す様にレジスト６２で
必要部分を覆い、エッチングを行なう。これにより、Ｐ
型半導体層３、Ｉ型半導体層４およびＮ型半導体層５か
ら構成される光電変換素子部１０が形成される。
必要部分を覆い、エッチングを行なう。これにより、Ｐ
型半導体層３、Ｉ型半導体層４およびＮ型半導体層５か
ら構成される光電変換素子部１０が形成される。
【００３２】レジスト６２を除去したのち、全面にＳｉ
Ｏ2層を形成する。本実施例においては、条件として
は、ＳｉＨ4、Ｏ2を供給し、４００℃でプラズマＣＶＤ
法によって４０００オングストロームの厚みで形成し
た。この状態から、リアクティブイオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）を用いた異方性エッチングにより、図３Ｃに示す
ようにサイドウォール１４、１５が残るようにエッチバ
ックを行う。
Ｏ2層を形成する。本実施例においては、条件として
は、ＳｉＨ4、Ｏ2を供給し、４００℃でプラズマＣＶＤ
法によって４０００オングストロームの厚みで形成し
た。この状態から、リアクティブイオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）を用いた異方性エッチングにより、図３Ｃに示す
ようにサイドウォール１４、１５が残るようにエッチバ
ックを行う。
【００３３】このように、太陽電池１においては、サイ
ドウォール１４、１５を設けて光電変換素子部１０を直
列接続しているので、光電変換素子部１０の間αを小さ
く（１〜２μｍ程度）することができる。
ドウォール１４、１５を設けて光電変換素子部１０を直
列接続しているので、光電変換素子部１０の間αを小さ
く（１〜２μｍ程度）することができる。
【００３４】つぎに、スパッタ法を用いて、全面にＩＴ
Ｏ層を形成した後、レジスト６１で必要部分を覆い、エ
ッチングを行なう。これにより、透明導電体層である上
部電極１２および接続部１３が形成される（図１参
照）。
Ｏ層を形成した後、レジスト６１で必要部分を覆い、エ
ッチングを行なう。これにより、透明導電体層である上
部電極１２および接続部１３が形成される（図１参
照）。
【００３５】最後に、パッシベーション膜（図示せず）
を形成して完成させる。
を形成して完成させる。
【００３６】［太陽電池１の使用方法の一例］太陽電池
１は、光スイッチング装置として用いることができる。
図４に光スイッチング装置の等価回路７１を示す。図に
示すように、等価回路７１においては、各単一メモリセ
ルのゲート電極に太陽電池１が接続されている。
１は、光スイッチング装置として用いることができる。
図４に光スイッチング装置の等価回路７１を示す。図に
示すように、等価回路７１においては、各単一メモリセ
ルのゲート電極に太陽電池１が接続されている。
【００３７】各単一メモリセルの具体的構造を図５に示
す。各単一メモリセルは、半導体基板８２内に第１領域
であるソース８４、第２領域であるドレイン８３が形成
されている。ソース８４とドレイン８３の間はチャネル
領域８５であり、チャネル領域８５上には、第１絶縁膜
であるトンネル酸化膜８６、浮遊型電極であるフローテ
ィングゲート８８、第２絶縁膜である層間絶縁膜９０、
および制御電極であるゲート電極９２が順次形成されて
いる。
す。各単一メモリセルは、半導体基板８２内に第１領域
であるソース８４、第２領域であるドレイン８３が形成
されている。ソース８４とドレイン８３の間はチャネル
領域８５であり、チャネル領域８５上には、第１絶縁膜
であるトンネル酸化膜８６、浮遊型電極であるフローテ
ィングゲート８８、第２絶縁膜である層間絶縁膜９０、
および制御電極であるゲート電極９２が順次形成されて
いる。
【００３８】図４に戻って、同一列に配置された単一メ
モリセルについては、各ドレイン８３がビットラインＢ
Ｌ１〜ＢＬｎで接続されている。また、同一行に配置さ
れた単一メモリセルについては、各ゲート電極９２がワ
ードラインＷ１〜Ｗｎで接続されている。
モリセルについては、各ドレイン８３がビットラインＢ
Ｌ１〜ＢＬｎで接続されている。また、同一行に配置さ
れた単一メモリセルについては、各ゲート電極９２がワ
ードラインＷ１〜Ｗｎで接続されている。
【００３９】太陽電池１は、上述したように光が与えら
れると約１３Ｖの起電圧を有する。したがって、ビット
ラインＢＬ１〜ＢＬｎに、例えば１２Ｖ程度の高電圧を
印加しておくことにより、太陽電池１に光が与えられる
とドレイン８３近傍でホットエレクトロンが発生する。
発生したホットエレクトロンはトンネル酸化膜８６の電
位障壁を飛び越えてフローティングゲート８８内に流入
する。
れると約１３Ｖの起電圧を有する。したがって、ビット
ラインＢＬ１〜ＢＬｎに、例えば１２Ｖ程度の高電圧を
印加しておくことにより、太陽電池１に光が与えられる
とドレイン８３近傍でホットエレクトロンが発生する。
発生したホットエレクトロンはトンネル酸化膜８６の電
位障壁を飛び越えてフローティングゲート８８内に流入
する。
【００４０】このように流入した電子により、チャネル
領域８５にチャネルを形成させるためのゲート電圧のし
きい値が上昇する。この状態が、単一メモリセルに情
報”１”が書き込まれた状態である（書き込み状態）。
領域８５にチャネルを形成させるためのゲート電圧のし
きい値が上昇する。この状態が、単一メモリセルに情
報”１”が書き込まれた状態である（書き込み状態）。
【００４１】書き込まれた情報は、通常のフラッシュメ
モリの同様にして読み出すことができる。すなわち、ゲ
ート電極９２に、書き込み状態のしきい値電圧と、非書
き込み状態のしきい値電圧の中間の電圧であるセンス電
圧を印加する。対象となる単一メモリセルが書き込み状
態であれば、単一メモリセルのしきい値電圧よりセンス
電圧の方が低いので、チャネル領域８５にチャネルが形
成されない。よって、ドレイン８３の電位をソース８４
の電位より高くしても、ドレイン８３とソース８４間に
電流が流れない。
モリの同様にして読み出すことができる。すなわち、ゲ
ート電極９２に、書き込み状態のしきい値電圧と、非書
き込み状態のしきい値電圧の中間の電圧であるセンス電
圧を印加する。対象となる単一メモリセルが書き込み状
態であれば、単一メモリセルのしきい値電圧よりセンス
電圧の方が低いので、チャネル領域８５にチャネルが形
成されない。よって、ドレイン８３の電位をソース８４
の電位より高くしても、ドレイン８３とソース８４間に
電流が流れない。
【００４２】これに対して、対象となる単一メモリセル
が非書き込み状態であれば、単一メモリセルのしきい値
電圧よりセンス電圧の方が高いので、チャネル領域８５
にチャネルが形成される。よって、ドレイン８３の電位
をソース８４の電位より高くすることにより、ドレイン
８３とソース８４間に電流が流れる。
が非書き込み状態であれば、単一メモリセルのしきい値
電圧よりセンス電圧の方が高いので、チャネル領域８５
にチャネルが形成される。よって、ドレイン８３の電位
をソース８４の電位より高くすることにより、ドレイン
８３とソース８４間に電流が流れる。
【００４３】このように、各単一メモリセルの太陽電池
１に光が与えられたか否かによって、各単一メモリセル
に記憶される情報が異なるので、各太陽電池を１つの画
素として構成すれば、画像読取り装置として用いること
ができる。
１に光が与えられたか否かによって、各単一メモリセル
に記憶される情報が異なるので、各太陽電池を１つの画
素として構成すれば、画像読取り装置として用いること
ができる。
【００４４】［他の実施例］図６に、他の実施例である
太陽電池９６を示す。太陽電池９６は、つぎの点におい
て太陽電池１と異なる。太陽電池１においては、半導体
基板６上の絶縁膜７上に、単一光電変換素子が形成され
ているが、太陽電池９６においては、透明の絶縁性基板
であるガラス基板９７上に単一光電変換素子が形成され
る。また、光は、矢印γ方向（ガラス基板９７の方）か
ら与えられる為、上部電極１２ではなく、下部電極１１
およびガラス基板９７が透明導電体層で形成されてい
る。
太陽電池９６を示す。太陽電池９６は、つぎの点におい
て太陽電池１と異なる。太陽電池１においては、半導体
基板６上の絶縁膜７上に、単一光電変換素子が形成され
ているが、太陽電池９６においては、透明の絶縁性基板
であるガラス基板９７上に単一光電変換素子が形成され
る。また、光は、矢印γ方向（ガラス基板９７の方）か
ら与えられる為、上部電極１２ではなく、下部電極１１
およびガラス基板９７が透明導電体層で形成されてい
る。
【００４５】他の構造については、太陽電池１とほぼ同
様であるので説明は省略する。
様であるので説明は省略する。
【００４６】［他の応用例］なお、上記各実施例におい
ては、単一光電変換素子を１６コ直列接続しているが、
これに限られるものではなく、所望の起電圧を得られる
よう必要数接続すればよい。例えば、３Ｖ動作するメモ
リセルであれば、４コ直列接続すればよい。また、太陽
電池１および太陽電池９６においては、絶縁性のサイド
ウォール１４、１５を用いて、単一光電変換素子を直列
接続したが、他の方法を用いてもよい。
ては、単一光電変換素子を１６コ直列接続しているが、
これに限られるものではなく、所望の起電圧を得られる
よう必要数接続すればよい。例えば、３Ｖ動作するメモ
リセルであれば、４コ直列接続すればよい。また、太陽
電池１および太陽電池９６においては、絶縁性のサイド
ウォール１４、１５を用いて、単一光電変換素子を直列
接続したが、他の方法を用いてもよい。
【００４７】なお、本実施例においては、アモルファス
シリコンを用いた太陽電池で説明したが、単結晶シリコ
ンの太陽電池で単一光電変換素子を構成してもよい。
シリコンを用いた太陽電池で説明したが、単結晶シリコ
ンの太陽電池で単一光電変換素子を構成してもよい。
【００４８】また、本実施例においては、絶縁性側壁と
してシリコン酸化膜を用いたが、絶縁物質であれば、ど
のようなものでもよく、たとえば、シリコン窒化膜等を
用いてもよい。
してシリコン酸化膜を用いたが、絶縁物質であれば、ど
のようなものでもよく、たとえば、シリコン窒化膜等を
用いてもよい。
【００４９】
【発明の効果】本発明にかかる半導体光電変換装置にお
いては、各単一光電変換素子は、平面的に配置されてい
るとともに、直列接続されている。したがって、大きな
起電圧を得ることができる半導体光電変換装置を提供す
ることができる。また、これにより、光スイッチング装
置を提供することができる。
いては、各単一光電変換素子は、平面的に配置されてい
るとともに、直列接続されている。したがって、大きな
起電圧を得ることができる半導体光電変換装置を提供す
ることができる。また、これにより、光スイッチング装
置を提供することができる。
【図１】太陽電池１の構造を示す断面図である。
【図２】太陽電池１の構造を示す平面図である。
【図３】光スイッチング装置の等価回路７１を示す図で
ある。
ある。
【図４】太陽電池１の製造工程を示す図である。
【図５】単一メモリセルの構造を示す図である。
【図６】太陽電池９６の構造を示す図である。
３・・・・・・・・Ｐ型半導体層 ４・・・・・・・・Ｉ型半導体層 ５・・・・・・・・Ｎ型半導体層 ６・・・・・・・・半導体基板 ７・・・・・・・・絶縁膜 １０・・・・・・・光電変換素子部 １１・・・・・・・下部電極 １２・・・・・・・上部電極 １３・・・・・・・接続部 １４、１５・・・・サイドウォール ２１〜３６・・・・単一光電変換素子 ８３・・・・・・・ドレイン ８４・・・・・・・ソース ８６・・・・・・・トンネル酸化膜 ８８・・・・・・・フローティングゲート ９０・・・・・・・層間絶縁膜 ９２・・・・・・・ゲート電極 ９７・・・・・・・ガラス基板
Claims (7)
- 【請求項１】複数の単一光電変換素子を備えた半導体光
電変換装置において、 前記各単一光電変換素子は、平面的に配置されるととも
に、直列接続されていること、 を特徴とする半導体光電変換装置。 - 【請求項２】Ａ）絶縁性基板、 Ｂ）以下のb1)〜b3)を備えた単一光電変換素子、 b1)前記絶縁性基板上の一部に形成された第１電極、 b2)前記第１電極の一部を覆うように前記絶縁性基板上
に形成された光電変換素子部 b3)前記光電変換素子部の上に形成された第２電極、 を備えた半導体光電変換装置であって、 Ｃ）前記光電変換素子部の側壁に形成された絶縁性側
壁、 Ｄ）前記絶縁性側壁上に形成された接続部であって、前
記第２電極と隣接する光電変換素子の第１電極とを接続
する接続部、 を備えるとともに、 Ｅ）前記光電変換素子部は前記絶縁性基板上に平面的に
配置されていること、 を特徴とする半導体光電変換装置。 - 【請求項３】請求項２の半導体光電変換装置において、 前記光電変換素子部は、 第１導電体性の第１半導体層、 前記第１導電体層の上に形成された真正半導体層、 前記真正半導体層の上に形成された第２導電性の第２導
電体層、 を備えていること、 を特徴とする半導体光電変換装置。 - 【請求項４】請求項３の半導体光電変換装置において、 少なくとも前記第２電極は透明導電体で構成されている
こと、 を特徴とする半導体光電変換装置。 - 【請求項５】請求項３の半導体光電変換装置において、 少なくとも前記第１電極および絶縁性基板は透明導電体
で構成されていること、 を特徴とする半導体光電変換装置。 - 【請求項６】絶縁性基板の上に、選択的に第１電極を形
成する工程、 前記第１電極の一部を覆うように前記絶縁性基板上に光
電変換素子部を形成する工程、 前記光電変換素子部の側壁に絶縁性側壁を形成する工
程、 前記光電変換素子部の上に第２電極を形成するととも
に、前記第２電極と隣接する光電変換素子の第１電極と
を接続する接続部を前記絶縁性側壁上に形成する工程、 を備えたことを特徴とする半導体光電変換装置の製造方
法。 - 【請求項７】Ａ）a1)〜a6)を備えた単一メモリセル、 a1)半導体基板内に設けられた第１導電型の第１領域、 a2)前記第１領域との間に電路形成可能領域を形成する
ように設けられた第１導電型の第２領域、 a3)前記電路形成可能領域の上方に設けられた第１絶縁
膜、 a4)前記第１絶縁膜を介して前記電路形成可能領域の上
方に設けられた浮遊型電極、 a5)前記浮遊型電極の上方に設けられた第２絶縁膜、 a6)前記第２絶縁膜を介して前記浮遊型電極の上方に設
けられた制御電極、 Ｂ）前記単一メモリセルの制御
電極に接続された請求項１の半導体光電変換装置、 を備え、 Ｃ）前記前記半導体光電変換装置が接続された単一メモ
リセルをマトリックス状に配置した光スイッチング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116778A JPH06334206A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 半導体光電変換装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116778A JPH06334206A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 半導体光電変換装置およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001398741A Division JP3764098B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 光スイッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06334206A true JPH06334206A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14695487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5116778A Pending JPH06334206A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 半導体光電変換装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06334206A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136392A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-05-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
| JP2011047940A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Korea Electronics Telecommun | 光走査バイオセンサーチップ及びバイオセンサーチップの駆動方法 |
-
1993
- 1993-05-19 JP JP5116778A patent/JPH06334206A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136392A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-05-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
| JP2011047940A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Korea Electronics Telecommun | 光走査バイオセンサーチップ及びバイオセンサーチップの駆動方法 |
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