JPH0691276B2 - 半導体光位置検出器における集電電極の形成方法 - Google Patents
半導体光位置検出器における集電電極の形成方法Info
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- JPH0691276B2 JPH0691276B2 JP5775485A JP5775485A JPH0691276B2 JP H0691276 B2 JPH0691276 B2 JP H0691276B2 JP 5775485 A JP5775485 A JP 5775485A JP 5775485 A JP5775485 A JP 5775485A JP H0691276 B2 JPH0691276 B2 JP H0691276B2
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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、半導体光位置検出器に設けられる集電電極の
形成方法に関するものである。
形成方法に関するものである。
（従来の技術） 本出願人は、先に特願昭57年161470号に係る半導体光位
置検出器を提案した。
置検出器を提案した。
この半導体光位置検出器は、ｉ型アモルファスシリコン
層の一方の面にｐ型アモルファスシリコン層を、他方の
面にｎ型アモルファスシリコン層を形成してなる半導体
層を備え、この半導体層の一方または双方の面に抵抗層
を形成するとともに、該抵抗層に集電電極を配設した構
成をもつ。
層の一方の面にｐ型アモルファスシリコン層を、他方の
面にｎ型アモルファスシリコン層を形成してなる半導体
層を備え、この半導体層の一方または双方の面に抵抗層
を形成するとともに、該抵抗層に集電電極を配設した構
成をもつ。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、単結晶シリコンを使用した周知の位置検出器
は、半導体層自体を抵抗層として機能させているので、
集電電極の抵抗に比して抵抗層のシート抵抗が著しく高
く（たとえば1kΩ／□）、したがって集電電極の抵抗が
検出精度にあまり影響しない。
は、半導体層自体を抵抗層として機能させているので、
集電電極の抵抗に比して抵抗層のシート抵抗が著しく高
く（たとえば1kΩ／□）、したがって集電電極の抵抗が
検出精度にあまり影響しない。
これに対し、アモルファスシリコンを使用した上記従来
の位置検出器は、抵抗層をITO等で形成していることか
ら、そのシート抵抗が著しく低い（たとえば50Ω／
□）。このために、第10図に示されるように光ビームが
位置ｐに入射すると、抵抗層４に光生成電流が流れた際
の電位分布が集電電極5a,5bに生じ、これが位置検出精
度を低下させるという問題点があった。なお、同図にお
いて集電電極5a,5bには電流を取出すためのリード線７
がそれぞれ接続されている。
の位置検出器は、抵抗層をITO等で形成していることか
ら、そのシート抵抗が著しく低い（たとえば50Ω／
□）。このために、第10図に示されるように光ビームが
位置ｐに入射すると、抵抗層４に光生成電流が流れた際
の電位分布が集電電極5a,5bに生じ、これが位置検出精
度を低下させるという問題点があった。なお、同図にお
いて集電電極5a,5bには電流を取出すためのリード線７
がそれぞれ接続されている。
（問題点を解決するための手段） かかる従来の問題点を解決するため、本発明では、ｉ型
アモルファスシリコン層の一方の面にｐ型アモルファス
シリコン層を形成し、他方の面にｎ型アモルファスシリ
コン層を形成してなる半導体層を備え、この半導体層の
少くとも受光面側に透光性を有する抵抗層を形成し、こ
の抵抗層の端部に位置信号取出し用の集電電極を配設し
てなる半導体光位置検出器において、位置検出精度と （ただし、ρｓは上記抵抗層のシート抵抗）との関係に
おける が、上記位置検出精度がほぼ一定な値を示す領域内の値
をもつように、上記集電電極の長さl,材料の比抵抗
ρｍ，幅ｗおよび厚みｄを設定するようにしている。
アモルファスシリコン層の一方の面にｐ型アモルファス
シリコン層を形成し、他方の面にｎ型アモルファスシリ
コン層を形成してなる半導体層を備え、この半導体層の
少くとも受光面側に透光性を有する抵抗層を形成し、こ
の抵抗層の端部に位置信号取出し用の集電電極を配設し
てなる半導体光位置検出器において、位置検出精度と （ただし、ρｓは上記抵抗層のシート抵抗）との関係に
おける が、上記位置検出精度がほぼ一定な値を示す領域内の値
をもつように、上記集電電極の長さl,材料の比抵抗
ρｍ，幅ｗおよび厚みｄを設定するようにしている。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。
する。
第１図（ａ）は本発明が適用される半導体光位置検出器
の一例を示す平面図、同図（ｂ），（ｃ）は各々同図
（ａ）のＡ−Ａ′線、Ｂ−Ｂ′線による断面図である。
また第２図は、この半導体光位置検出器の一部断面斜視
図である。
の一例を示す平面図、同図（ｂ），（ｃ）は各々同図
（ａ）のＡ−Ａ′線、Ｂ−Ｂ′線による断面図である。
また第２図は、この半導体光位置検出器の一部断面斜視
図である。
この半導体光位置検出器はガラス等からなる基板１上に
透光性導電膜からなる抵抗層２がスパッタ法もしくは真
空蒸着法によって形成されている。そして、この抵抗層
２の上面に半導体層３が形成され、さらに該層３の上面
に前記抵抗層２と同様の材料からなる抵抗層４が同様の
方法によって形成されている。なお抵抗層2,4の膜厚
は、たとえば1000Å程度に設定される。
透光性導電膜からなる抵抗層２がスパッタ法もしくは真
空蒸着法によって形成されている。そして、この抵抗層
２の上面に半導体層３が形成され、さらに該層３の上面
に前記抵抗層２と同様の材料からなる抵抗層４が同様の
方法によって形成されている。なお抵抗層2,4の膜厚
は、たとえば1000Å程度に設定される。
上記半導体層３は、第３図に示す如くｐ型アモルファル
シリコン層31、ｉ型アモルファスシリコン層32およびｎ
型アモルファスシリコン層33からなる３層構造を有して
いる。なお、これらの層はCVD（chemical vapor deposi
tion）法等によって形成され、それらの膜厚dp，diおよ
びdnはたとえばdp＝200Å〜250Å，di＝4000〜6000Åお
よびdn＝300〜500Åに設定される。
シリコン層31、ｉ型アモルファスシリコン層32およびｎ
型アモルファスシリコン層33からなる３層構造を有して
いる。なお、これらの層はCVD（chemical vapor deposi
tion）法等によって形成され、それらの膜厚dp，diおよ
びdnはたとえばdp＝200Å〜250Å，di＝4000〜6000Åお
よびdn＝300〜500Åに設定される。
上記抵抗層２の両端部には棒状をなした一対のｘ方向集
電電極5a,5bが対向配置され、同様に抵抗層４の両端部
には一対のｙ方向集電電極6a,6bが対向配置されてい
る。そして、これらの集電電極5a,5b,6a,6bの中央部に
は、電流を取出すためのリード線７がそれぞれ接続され
ている。
電電極5a,5bが対向配置され、同様に抵抗層４の両端部
には一対のｙ方向集電電極6a,6bが対向配置されてい
る。そして、これらの集電電極5a,5b,6a,6bの中央部に
は、電流を取出すためのリード線７がそれぞれ接続され
ている。
いま、第４図に示す如く電極5a,5bおよび6a,6bの厚さを
d,幅をw,長さをl,材料の比抵抗をρｍとし、かつ抵抗層
2,4のシート抵抗を各々ρｓとすると、このシート抵抗
と集電電極の抵抗との比 と検出誤差とには第５図に示す関係がある。すなわち、 が大きくなるに伴って検出精度は良好となり、 がある値Ｋ（実験値167）以上になると検出精度がほぼ
一定な値を呈する。
d,幅をw,長さをl,材料の比抵抗をρｍとし、かつ抵抗層
2,4のシート抵抗を各々ρｓとすると、このシート抵抗
と集電電極の抵抗との比 と検出誤差とには第５図に示す関係がある。すなわち、 が大きくなるに伴って検出精度は良好となり、 がある値Ｋ（実験値167）以上になると検出精度がほぼ
一定な値を呈する。
それ故、 が上記値Ｋ以上となるようにd,w,lおよびρｍを選定す
ることにより、検出精度を向上することができ、実験に
よればＫ≒167程度であることが確認された。
ることにより、検出精度を向上することができ、実験に
よればＫ≒167程度であることが確認された。
そこで本実施例では、抵抗層2,4のシート抵抗が50Ω／
□で集電電極の材料としてアルミニウム（ρｍ≒2.65×
10-6Ωcm）を使用した場合に、ｄ＝10000（Å）,w＝0.8
（cm）,l＝８（cm）に設定し、これにより を約189（＞167）にしている。
□で集電電極の材料としてアルミニウム（ρｍ≒2.65×
10-6Ωcm）を使用した場合に、ｄ＝10000（Å）,w＝0.8
（cm）,l＝８（cm）に設定し、これにより を約189（＞167）にしている。
なお、第５図の関係では、前記比がＫ以上の領域で検出
誤差がほぼ一定な低値を呈しているが、これは前記した
集電電極での電位分布発生度合が上記領域において低く
なることを示唆している。
誤差がほぼ一定な低値を呈しているが、これは前記した
集電電極での電位分布発生度合が上記領域において低く
なることを示唆している。
ここで、上記半導体光位置検出器の位置検出作用につい
て説明する。
て説明する。
いま第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように上記半
導体光位置検出器に光ビームＡが入射すると、その入射
位置Ｐに光生成電流が発生する。このとき抵抗層２にお
いては入射位置Ｐと電極5a,5b間の抵抗rx1，rx2によっ
て上記電流が分割され、また抵抗層４においては位置Ｐ
と電極6a,6b間の抵抗ry1，ry2によって上記電流が分割
されるので、電極5a,5bから電流Ix1，Ix2が、また電極6
a,6bから電流Iy1，Iy2が各々取出される。
導体光位置検出器に光ビームＡが入射すると、その入射
位置Ｐに光生成電流が発生する。このとき抵抗層２にお
いては入射位置Ｐと電極5a,5b間の抵抗rx1，rx2によっ
て上記電流が分割され、また抵抗層４においては位置Ｐ
と電極6a,6b間の抵抗ry1，ry2によって上記電流が分割
されるので、電極5a,5bから電流Ix1，Ix2が、また電極6
a,6bから電流Iy1，Iy2が各々取出される。
上記各分割電流Ix1，Ix2，Iy1，Iy2は、通常、第７図に
例示するような信号処理回路に入力される。
例示するような信号処理回路に入力される。
この処理回路は上記各電流が入力されるプリアンプ13〜
16と、電流和Ix1＋Ix2およびIy1＋Iy2を得る加算器17お
よび18と、電流差Ix1−Ix2およひIy1−Iy2を得る減算器
19および20と、加算器17と減算器19の各出力の比および
加算器18と減算器20の各出力の比を得る除算器21および
22とから構成され、除算器21および22から下式（１）に
示すｘ方向の光入射位置信号Pxおよび下式（２）に示す
ｙ方向の光入射位置信号Pyが各々出力される。
16と、電流和Ix1＋Ix2およびIy1＋Iy2を得る加算器17お
よび18と、電流差Ix1−Ix2およひIy1−Iy2を得る減算器
19および20と、加算器17と減算器19の各出力の比および
加算器18と減算器20の各出力の比を得る除算器21および
22とから構成され、除算器21および22から下式（１）に
示すｘ方向の光入射位置信号Pxおよび下式（２）に示す
ｙ方向の光入射位置信号Pyが各々出力される。
なお、この処理回路によれば、入射光の強度およびその
変化に影響されない位置信号を得ることができる。
変化に影響されない位置信号を得ることができる。
上記半導体光位置検出器において、前述したように、ρ
ｓ／｛ｌρｍ／（wd）｝＝約189となるように集電電極
のd,w,lおよびρｍを設定した場合、その出力特性は、
第８図のグラフに示すとおりである。なおこのグラフで
は、光ビームが入射された点線の交点に対して、実線上
の各黒点が検出位置を示している。この実施例の場合、
同図から検出誤差l/L（％）が、最大0.8％であることが
わかる。
ｓ／｛ｌρｍ／（wd）｝＝約189となるように集電電極
のd,w,lおよびρｍを設定した場合、その出力特性は、
第８図のグラフに示すとおりである。なおこのグラフで
は、光ビームが入射された点線の交点に対して、実線上
の各黒点が検出位置を示している。この実施例の場合、
同図から検出誤差l/L（％）が、最大0.8％であることが
わかる。
これに対し、同一条件下でｄのみをｄ＝3000Åに設定し
て を約57（＜167）にした場合、第９図に示すような出力
特性となる。この場合、検出誤差は1.5％となり、上記
本実施例の場合に比べると、検出精度が悪くなる。な
お、同各図はｘ方向のみの検出誤差を示している。
て を約57（＜167）にした場合、第９図に示すような出力
特性となる。この場合、検出誤差は1.5％となり、上記
本実施例の場合に比べると、検出精度が悪くなる。な
お、同各図はｘ方向のみの検出誤差を示している。
ところで、上記半導体光位置検出器においては、基板１
をガラスで形成し、かつ抵抗層２を透光性導電膜で形成
してある。したがってこの実施例によれば、基板１側が
光ビームを入射させた場合でもその光ビーム入射位置を
検出することができる。つまり、この実施例に係る位置
検出器は、半導体層３のいずれの面に光ビームを入射さ
せた場合でもその入射位置を検出しうる。
をガラスで形成し、かつ抵抗層２を透光性導電膜で形成
してある。したがってこの実施例によれば、基板１側が
光ビームを入射させた場合でもその光ビーム入射位置を
検出することができる。つまり、この実施例に係る位置
検出器は、半導体層３のいずれの面に光ビームを入射さ
せた場合でもその入射位置を検出しうる。
なお、抵抗層４側を受光側に限定した場合には、抵抗層
２および基板１を共に遮光性材料で形成してもよい。ま
た、基板１側を受光側に限定した場合には、抵抗層４を
遮光性材料で形成してよい。
２および基板１を共に遮光性材料で形成してもよい。ま
た、基板１側を受光側に限定した場合には、抵抗層４を
遮光性材料で形成してよい。
上記半導体光位置検出器は、第１図に示したように、抵
抗層２および４に各々一対の電極5a,5bおよび6a,6bが配
設されているが、第11図に示す如く各電極をたとえば抵
抗層４に全て配置することも可能である。ただしこの場
合、抵抗層２に代えて導電膜からなる共通電極23が設け
られる。
抗層２および４に各々一対の電極5a,5bおよび6a,6bが配
設されているが、第11図に示す如く各電極をたとえば抵
抗層４に全て配置することも可能である。ただしこの場
合、抵抗層２に代えて導電膜からなる共通電極23が設け
られる。
また上記半導体光位置検出器では半導体層３のｎ層側に
抵抗層２を形成し、ｐ層側に抵抗層４を形成している
が、p,n層をこれとは逆の態様で形成してもよい。
抵抗層２を形成し、ｐ層側に抵抗層４を形成している
が、p,n層をこれとは逆の態様で形成してもよい。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、アモルファスシリコン
を材料とする半導体層に抵抗層を配設した半導体光位置
検出器においては、その検出精度（直線性）が抵抗層の
シート抵抗と集電電極の電気抵抗の比によって影響され
る。すなわち、上記比が大きくなるに伴って検出誤差
（非直線性）が小さくなり、該比がある値以上になると
上記検出誤差がほぼ一定の低値を示す。
を材料とする半導体層に抵抗層を配設した半導体光位置
検出器においては、その検出精度（直線性）が抵抗層の
シート抵抗と集電電極の電気抵抗の比によって影響され
る。すなわち、上記比が大きくなるに伴って検出誤差
（非直線性）が小さくなり、該比がある値以上になると
上記検出誤差がほぼ一定の低値を示す。
本発明によれば、上記の関係に基づき、上記比が上記検
出誤差一定の領域の値を呈するように前記集電電極の長
さ、材料の比抵抗、幅および厚みを設定しているので、
本発明の方法によって形成した集電電極を上記半導体光
位置検出器に適用すれば、抵抗層の電位分布に基づいた
集電電極の電位分布発生を可及的に抑制して、該半導体
光位置検出器の検出精度を向上することができる。
出誤差一定の領域の値を呈するように前記集電電極の長
さ、材料の比抵抗、幅および厚みを設定しているので、
本発明の方法によって形成した集電電極を上記半導体光
位置検出器に適用すれば、抵抗層の電位分布に基づいた
集電電極の電位分布発生を可及的に抑制して、該半導体
光位置検出器の検出精度を向上することができる。
一方、上記の関係は、該電極の電気抵抗をむやみに低く
設定することなく高い検出精度が得られることを示唆し
ているので、この関係を利用した本発明によれば、集電
電極の材料および形状の選択の自由度が高くなる。それ
ゆえ、抵抗層のシート抵抗の大きさ、集電電極の配置ス
ペース、電極材料の抵抗層に対する電気的結合性等を勘
案しながら高い検出精度が得られる集電電極の材料およ
び形状を設定することができる。
設定することなく高い検出精度が得られることを示唆し
ているので、この関係を利用した本発明によれば、集電
電極の材料および形状の選択の自由度が高くなる。それ
ゆえ、抵抗層のシート抵抗の大きさ、集電電極の配置ス
ペース、電極材料の抵抗層に対する電気的結合性等を勘
案しながら高い検出精度が得られる集電電極の材料およ
び形状を設定することができる。
第１図は本発明が適用される半導体光位置検出器の一例
を示し、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ′線による断面図、同図（ｃ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ′線による断面図、第２図は第１図に示
した位置検出器の斜視図、第３図は半導体層の構成を示
した部分拡大図、第４図は集電電極の形状を示した斜視
図、第５図は抵抗層の抵抗と集電電極の抵抗の比に対す
る検出誤差の変化態様を示したグラフ、第６図は第１図
に示した位置検出器の作用を説明する図、第７図は処理
回路の一例を示したブロック図、第８図は第１図に示し
た位置検出器において を約189にした場合の出力特性を示したグラフ、第９図
は抵抗層の抵抗と集電電極の抵抗との比 を約57にした場合の位置検出器の出力特性を示すグラ
フ、第10図は集電電極における電位分布の態様を示した
電位分布図、第11図は半導体光位置検出器の他の構成例
を概念的に示した斜視図である。 １……基板、2,4……抵抗層、３……半導体層、5a,5b,6
a,6b……集電電極、７……リード線。
を示し、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ′線による断面図、同図（ｃ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ′線による断面図、第２図は第１図に示
した位置検出器の斜視図、第３図は半導体層の構成を示
した部分拡大図、第４図は集電電極の形状を示した斜視
図、第５図は抵抗層の抵抗と集電電極の抵抗の比に対す
る検出誤差の変化態様を示したグラフ、第６図は第１図
に示した位置検出器の作用を説明する図、第７図は処理
回路の一例を示したブロック図、第８図は第１図に示し
た位置検出器において を約189にした場合の出力特性を示したグラフ、第９図
は抵抗層の抵抗と集電電極の抵抗との比 を約57にした場合の位置検出器の出力特性を示すグラ
フ、第10図は集電電極における電位分布の態様を示した
電位分布図、第11図は半導体光位置検出器の他の構成例
を概念的に示した斜視図である。 １……基板、2,4……抵抗層、３……半導体層、5a,5b,6
a,6b……集電電極、７……リード線。
Claims (1)
- 【請求項１】ｉ型アモルファスシリコン層の一方および
他方の面に、ｐ型アモルファスシリコン層およびｎ型ア
モルファスシリコン層をそれぞれ形成してなる半導体層
と、この半導体層の少なくとも受光面側に形成した透光
性を有する抵抗層と、この抵抗層の端部に配設した位置
信号取出し用の集電電極とを備えた半導体光位置検出器
に適用され、 前記抵抗層のシート抵抗ρｓと前記集電電極の電気抵抗
との比である ρｓ／｛ｌρｍ／（wd）｝ ただし、l:電極の長さ ρｍ：電極材料の比抵抗 w:電極の幅 d:電極の厚み と、前記半導体光位置検出器の位置検出誤差との関係に
おいて、前記位置検出誤差がほぼ一定となる前記比ρｓ
／｛ｌρｍ／（wd）｝の領域に着目し、該比ρｓ／｛ｌ
ρｍ／（wd）｝が前記領域内の値を呈するように、前記
集電電極の長さｌ、材料の比抵抗ρｍ、幅ｗおよび厚み
ｄを設定することを特徴とする半導体光位置検出器にお
ける集電電極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5775485A JPH0691276B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 半導体光位置検出器における集電電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5775485A JPH0691276B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 半導体光位置検出器における集電電極の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61216490A JPS61216490A (ja) | 1986-09-26 |
| JPH0691276B2 true JPH0691276B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=13064666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5775485A Expired - Fee Related JPH0691276B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 半導体光位置検出器における集電電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691276B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950579A (ja) * | 1982-09-16 | 1984-03-23 | Komatsu Ltd | 半導体光位置検出器 |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP5775485A patent/JPH0691276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61216490A (ja) | 1986-09-26 |
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