JPS5818978A - 光センサ - Google Patents
光センサInfo
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- JPS5818978A JPS5818978A JP56117473A JP11747381A JPS5818978A JP S5818978 A JPS5818978 A JP S5818978A JP 56117473 A JP56117473 A JP 56117473A JP 11747381 A JP11747381 A JP 11747381A JP S5818978 A JPS5818978 A JP S5818978A
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
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Classifications
-
- 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
- H01L31/10—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
- H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
- H01L31/1136—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor the device being a metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
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】
本発明は応答速度が速く、且つ感度の高い光センサに関
するものである。
するものである。
近年、光センサは７アクシ建す装置勢の各種装置に多く
使用されているが、その応答速度に問題−が残っている
。第１図は従来の光センナの一例の断面図であシ、１は
石英基板、２は非晶質シリコン尋から成る非晶質半導体
層、 ｓａ、ｓｂは電極である。
使用されているが、その応答速度に問題−が残っている
。第１図は従来の光センナの一例の断面図であシ、１は
石英基板、２は非晶質シリコン尋から成る非晶質半導体
層、 ｓａ、ｓｂは電極である。
同図に示す光センサは、非晶質半導体層２に光が照射さ
れると、その導電率が大となシ、直流電圧が印加されて
いる電極Ｋｍ、Ｓｋ間を流れる電流が大となることを利
用して光を検出するものであるが、非晶質半導体層２の
光励起電子の緩和時間は非常に大き亀時間範囲にわたっ
て分布している為、長い緩和時間で緩和する電子の影響
によ〉、高速信号に応答することができない欠点があっ
た。
れると、その導電率が大となシ、直流電圧が印加されて
いる電極Ｋｍ、Ｓｋ間を流れる電流が大となることを利
用して光を検出するものであるが、非晶質半導体層２の
光励起電子の緩和時間は非常に大き亀時間範囲にわたっ
て分布している為、長い緩和時間で緩和する電子の影響
によ〉、高速信号に応答することができない欠点があっ
た。
噛
又、第２図は、第１図に示した光センナの電極Ｓａ、５
ｂ関に直流電圧を印加し、波長間５ｎｓｊ、光強度＝
１５０ ｐＷ／ｌｓｒ”、パルス幅寓１０愕１−〇、パ
ルス同図に示すように、１つＯ光パルスが照射され九後
、光電流は比較的ゆつく如緩和し、次Ｏ光パルスが照射
されるまでに緩和しきれないものであるから、第１図に
示した従来の光センナは高速信号に応答することができ
な一欠点があった。
ｂ関に直流電圧を印加し、波長間５ｎｓｊ、光強度＝
１５０ ｐＷ／ｌｓｒ”、パルス幅寓１０愕１−〇、パ
ルス同図に示すように、１つＯ光パルスが照射され九後
、光電流は比較的ゆつく如緩和し、次Ｏ光パルスが照射
されるまでに緩和しきれないものであるから、第１図に
示した従来の光センナは高速信号に応答することができ
な一欠点があった。
本発明は前述の如き欠点を改善し九ものであｐ。
その目的は、高速信号に応答できるようＫすると共に、
感度を向上させることにある。以下実施例について詳細
に説明する。
感度を向上させることにある。以下実施例について詳細
に説明する。
第３図は本発明の実施例の断面図で、１１は石英基板、
１２はＡＩＬのゲート電極、１３はゲート電極１２の表
面を酸化し九アル建す膜、１４は非晶質シリコン等の非
晶質半導体層、１５ａ 、 １５！はそれぞれソース電
極、ドレイン電極、１６はシンクルスコープ等の電流信
号検出器、１７ｇ、１７６は直流電圧源であシ、直流電
圧源１７６によって、絶縁性のアル々す膜１５を介して
非晶質半導体層１４に電界をかけるようにしている。
１２はＡＩＬのゲート電極、１３はゲート電極１２の表
面を酸化し九アル建す膜、１４は非晶質シリコン等の非
晶質半導体層、１５ａ 、 １５！はそれぞれソース電
極、ドレイン電極、１６はシンクルスコープ等の電流信
号検出器、１７ｇ、１７６は直流電圧源であシ、直流電
圧源１７６によって、絶縁性のアル々す膜１５を介して
非晶質半導体層１４に電界をかけるようにしている。
第４図は、ソースードレイン間電圧＝２ｒ、ゲート電圧
＝−４０Ｆとし、ソース電極１５Ｇとドレイン電極１５
６との間に、波長Ｗ ５１４ｓ；、光強度＝１５０ｐＷ
／ｃｖｔｔ” 、パルＸ幅＝ １０１１＃＃（＋ 、パ
ルス間隔＝１Ｑｔｎａｍａの光変調信号を照射した際に
１ソース電極１５Ｇ−ドレイン電極１５ｂ間に流れる電
流を示した波形図である。同図と第２図とを比較して明
らかなように、本発明の光センナは第１図に示した光セ
ンサに比べて光電流の立上シ、立下シが大幅に改善され
、応答速度が向上していることが判る。
＝−４０Ｆとし、ソース電極１５Ｇとドレイン電極１５
６との間に、波長Ｗ ５１４ｓ；、光強度＝１５０ｐＷ
／ｃｖｔｔ” 、パルＸ幅＝ １０１１＃＃（＋ 、パ
ルス間隔＝１Ｑｔｎａｍａの光変調信号を照射した際に
１ソース電極１５Ｇ−ドレイン電極１５ｂ間に流れる電
流を示した波形図である。同図と第２図とを比較して明
らかなように、本発明の光センナは第１図に示した光セ
ンサに比べて光電流の立上シ、立下シが大幅に改善され
、応答速度が向上していることが判る。
又、本発明の光センナは、同図から判るように、光が照
射されていない時は、電流かはは零に緩和されると言う
優れた特性を有する。
射されていない時は、電流かはは零に緩和されると言う
優れた特性を有する。
同、応答速度が、従来の光センサに比べて向上するのは
、以下に述□べる理由によるものと考えられる。
、以下に述□べる理由によるものと考えられる。
非晶質シリコン等の非晶質半導体は、バンドギャップ内
に多くの局在準位を持ち、光吸収によって励起された電
子は、これらの局在準位を介して緩和する為、電子の緩
和過程は局在準位の分布密度や電子占有確率によって強
く影響されるものである。本発明の光セ／すは、非晶質
半導体に電界をかけるものであるから、バンドが曲シ、
フエルン単位のバンドギャップ内の相対的な位置が変化
し、これによシ、局在準位の電子占有確率が変化し、長
い緩和時間を持つ緩和過程に寄与する局在準位が不活性
化する為と考えられゐ。
に多くの局在準位を持ち、光吸収によって励起された電
子は、これらの局在準位を介して緩和する為、電子の緩
和過程は局在準位の分布密度や電子占有確率によって強
く影響されるものである。本発明の光セ／すは、非晶質
半導体に電界をかけるものであるから、バンドが曲シ、
フエルン単位のバンドギャップ内の相対的な位置が変化
し、これによシ、局在準位の電子占有確率が変化し、長
い緩和時間を持つ緩和過程に寄与する局在準位が不活性
化する為と考えられゐ。
又、第５図は第３図に示した光センサの光電流及び暗電
流のゲート電圧依存性を示した実測曲線図であシ、曲Ｉ
Ｉｉ！Ａは光電流を、曲ｌａＢは暗電流を示している。
流のゲート電圧依存性を示した実測曲線図であシ、曲Ｉ
Ｉｉ！Ａは光電流を、曲ｌａＢは暗電流を示している。
但し、曲線Ａは、波長＝０．６μ鶴、光強度＝５００μ
Ｆ／−の光を照射した場合についてのものである。又、
ソース−ドレイン間電圧は２ｒである。
Ｆ／−の光を照射した場合についてのものである。又、
ソース−ドレイン間電圧は２ｒである。
同図から明らかなように、ゲート電圧を負にすると、光
電流は大となるが、暗電流はあまル大きくならないこと
が判る。即ち、ゲート電圧を負にすると、光電流と暗電
流との差が大となシ、感度が向上することになる。
電流は大となるが、暗電流はあまル大きくならないこと
が判る。即ち、ゲート電圧を負にすると、光電流と暗電
流との差が大となシ、感度が向上することになる。
尚、実施例に於いては、ゲート電極１２として石英基板
１１上に蒸着したＡｉを用い、とのＡｎの表面を酸化し
たアルｔす膜１５を絶縁膜として用いたが、基板として
低抵抗の結晶シリコンを用い、これをゲート電極とし、
結晶シリコンの弐面を熱酸化したＳｔＯ，を絶縁膜とし
て用いる構造も可能であることは言うまでもない。又、
非晶質半導体として、非晶質シリコン以外のバンドギャ
ップ内に再結合中心となる準位を持つ非晶質半導体を用
いることも勿論可能である。
１１上に蒸着したＡｉを用い、とのＡｎの表面を酸化し
たアルｔす膜１５を絶縁膜として用いたが、基板として
低抵抗の結晶シリコンを用い、これをゲート電極とし、
結晶シリコンの弐面を熱酸化したＳｔＯ，を絶縁膜とし
て用いる構造も可能であることは言うまでもない。又、
非晶質半導体として、非晶質シリコン以外のバンドギャ
ップ内に再結合中心となる準位を持つ非晶質半導体を用
いることも勿論可能である。
以上説明したように、本発明は、ゲート電極１２醇の金
属層上に形成されたアル電す膜１５勢の絶縁層、該絶縁
層上に形成された非晶質半導体層、該非晶質半導体層上
に形成されたソース電極１Ｓａ。
属層上に形成されたアル電す膜１５勢の絶縁層、該絶縁
層上に形成された非晶質半導体層、該非晶質半導体層上
に形成されたソース電極１Ｓａ。
ドレイン電極１５６等の２個の電極を備え、絶縁層を介
して非晶質半導体層に電界を加えるようにしたものであ
るから応答速度及び感度を向上させることができる利点
がある。
して非晶質半導体層に電界を加えるようにしたものであ
るから応答速度及び感度を向上させることができる利点
がある。
第１図は従来例の断面図、絡２図は従来の光センサの応
答特性図、第３図は本発明の実施例の断面図、第４図は
本発明の光センサの応答特性図、第５図は光電流及び暗
電流のゲート電圧依存性を示す図である。 １．１１は石英基板、２．１４は非晶質半導体層。 ３ａ、３６，１２，１５ａ、１５＆は電極、１３はアル
建す膜、１６は電流信号検出器、１７ｇ、１７＆は直流
電圧源である。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 弁理士玉蟲久五部（外３名） １ＰＪ１１！！］ 第２１Ｚ 第３図 第４図
答特性図、第３図は本発明の実施例の断面図、第４図は
本発明の光センサの応答特性図、第５図は光電流及び暗
電流のゲート電圧依存性を示す図である。 １．１１は石英基板、２．１４は非晶質半導体層。 ３ａ、３６，１２，１５ａ、１５＆は電極、１３はアル
建す膜、１６は電流信号検出器、１７ｇ、１７＆は直流
電圧源である。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 弁理士玉蟲久五部（外３名） １ＰＪ１１！！］ 第２１Ｚ 第３図 第４図
Claims (1)
- 金属層上に形成された絶縁層、骸絶綴層上に形成された
非晶質半導体層、該非晶質半導体層上に編成された該非
晶質半導体層に入射される光強度に応じた導電率変化を
検出する為０２個の電極を備え、前記金属層及び２個の
電極にょ夛、前記絶縁層を介して前記非晶質半導体層に
電界をかけるように構成したことを特徴とする光センサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56117473A JPS5818978A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56117473A JPS5818978A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 光センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5818978A true JPS5818978A (ja) | 1983-02-03 |
Family
ID=14712553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56117473A Pending JPS5818978A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818978A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62145866A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-29 | Canon Inc | センサ装置、光導電型センサの駆動方法及び駆動装置 |
| JPS62198155A (ja) * | 1986-02-26 | 1987-09-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜イメ−ジセンサ |
| JPS6392154A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-22 | Canon Inc | 画像読取装置 |
| EP0371485A2 (en) * | 1988-11-29 | 1990-06-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image sensor driving method with high-speed voltage response |
| JPH0438152A (ja) * | 1990-06-01 | 1992-02-07 | Hitachi Chem Co Ltd | 電刷子 |
| US7388184B2 (en) | 2002-10-24 | 2008-06-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image reading device and image reading method |
-
1981
- 1981-07-27 JP JP56117473A patent/JPS5818978A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62145866A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-29 | Canon Inc | センサ装置、光導電型センサの駆動方法及び駆動装置 |
| JPS62198155A (ja) * | 1986-02-26 | 1987-09-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜イメ−ジセンサ |
| JPS6392154A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-22 | Canon Inc | 画像読取装置 |
| EP0371485A2 (en) * | 1988-11-29 | 1990-06-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image sensor driving method with high-speed voltage response |
| US5136389A (en) * | 1988-11-29 | 1992-08-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image sensor driving method with high-speed voltage response |
| JPH0438152A (ja) * | 1990-06-01 | 1992-02-07 | Hitachi Chem Co Ltd | 電刷子 |
| US7388184B2 (en) | 2002-10-24 | 2008-06-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image reading device and image reading method |
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