JPS59202665A - 光電変換部材 - Google Patents
光電変換部材Info
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- JPS59202665A JPS59202665A JP58078463A JP7846383A JPS59202665A JP S59202665 A JPS59202665 A JP S59202665A JP 58078463 A JP58078463 A JP 58078463A JP 7846383 A JP7846383 A JP 7846383A JP S59202665 A JPS59202665 A JP S59202665A
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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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
- H01L31/03921—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は光電変換部材に関し、詳しくはアモルファスシ
リコンをペースとした密着形イメージセンサに用いられ
る光電変換部材の改良に係る０ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来８、ファクシミリ等の光電変換部材には主としてＣ
ＣＤ或いはＭＯＳセンサ等のＩＣセンサが使用されてい
る。しかしながら、かかるセンサでは、縮小光学系の長
い光路長が必要であり、しかも結像調整が複雑となる欠
点があった。
リコンをペースとした密着形イメージセンサに用いられ
る光電変換部材の改良に係る０ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来８、ファクシミリ等の光電変換部材には主としてＣ
ＣＤ或いはＭＯＳセンサ等のＩＣセンサが使用されてい
る。しかしながら、かかるセンサでは、縮小光学系の長
い光路長が必要であり、しかも結像調整が複雑となる欠
点があった。
このようなことから密着形イメージセンサが検討され、
その光電変換材料として、Ｃｄ５−Ｃｄ８ｅ。
その光電変換材料として、Ｃｄ５−Ｃｄ８ｅ。
Ｓｅ −Ａｓ−Ｔｅ等が使用されている。しかし、これ
ら材料を用いたセンサは感度及び応答速度に限界があっ
た。このため、近年、高速読み取り機の光電変換部材と
して高感度で光応答速度が１ｍ５ｅｃ以下のアモルファ
スシリコン（以後ａ−８ｉと略す）が注目されている。
ら材料を用いたセンサは感度及び応答速度に限界があっ
た。このため、近年、高速読み取り機の光電変換部材と
して高感度で光応答速度が１ｍ５ｅｃ以下のアモルファ
スシリコン（以後ａ−８ｉと略す）が注目されている。
こうしたａ−８ｔ光電変換部材はＳｉＨ４，５ｉ２Ｉ（
６等のＳｔを含むガスのグロー放電によって成膜される
が、以下に示す欠点があった。
６等のＳｔを含むガスのグロー放電によって成膜される
が、以下に示す欠点があった。
（１）不純物を含まないアンドープのａ−８ｉ；Ｈ膜の
特性（ｄ、 ６５０ ｎｍ 、 １０１”ｐｈｏｔｏｎ
／ ｃｍｚの光に対し、明抵抗が１０７Ω・傭であり
、暗抵抗か１０Ω・ｍと暗抵抗の許容下限値１０１１Ω
・副に比べて小さいため、そのまま光電変換部材として
使用すると、Ｓ／Ｎ比が充分にとれない。
特性（ｄ、 ６５０ ｎｍ 、 １０１”ｐｈｏｔｏｎ
／ ｃｍｚの光に対し、明抵抗が１０７Ω・傭であり
、暗抵抗か１０Ω・ｍと暗抵抗の許容下限値１０１１Ω
・副に比べて小さいため、そのまま光電変換部材として
使用すると、Ｓ／Ｎ比が充分にとれない。
（２） ａ−８ｉ；Ｈ膜の上下を導電性の電極で挾む
構造の密着形センサでは、電極からａ−８４：Ｈ膜への
電荷の注入が起こり、更［Ｓ ／ Ｎ比を低下させる。
構造の密着形センサでは、電極からａ−８４：Ｈ膜への
電荷の注入が起こり、更［Ｓ ／ Ｎ比を低下させる。
（３） アンドープのａ−８ｉ；Ｈ膜を用いた密着形
センサでは光照射のＯＮ 、 ＯＦＦを繰り返して行く
と、疲労が生じて暗電流が次第に増大する。
センサでは光照射のＯＮ 、 ＯＦＦを繰り返して行く
と、疲労が生じて暗電流が次第に増大する。
上述したアンドニブａ−８ｉ：Ｈをペースとする光電変
換部材を用いた密着形イメージセンサの欠点を改良する
ために第１図に示す積層構造の光電変換部材が提案され
ている。即ち、この光°電変換部材はセラミック基板１
上にＣｒ電極２と、５ｉｘＣ４−ｘ等の高抵抗のａ−８
ｉ膜３と、アンドープ又けがロンを微量ドープしたａ−
８ｉ；Ｈ膜（アモルファス光導電性膜）４と、ピロンを
充分にドーグしたｐ型のａ−８ｔ ；）Ｉ 、 Ｂ膜（
アモルファス半導体膜）５と、インジウム・チタン・オ
キサイド（ＩＴＯ）からなる透明電極６を順次積層した
構造になっている。かかる光電変換部材では透明電極６
側が負になるように電極２，６間に１．５〜５ｖの重圧
が印加されろ。この時、ａ−８ｉ；Ｈ，Ｂ膜５はｐ型半
導体であり、これと接し、光キャリアを発生するａ−８
ｔ；Ｈ膜４はｎ−型又はｉ型の光導電体であるため、両
者の界面にｐ−ｎ−又はｐ−ｉの接合が形成され透明電
極６カ・らのＯの電荷の注入を防止する。一方、Ｃｒ電
極２からａ−８ｉ；Ｈ膜４への■の電荷の注入は、これ
ら電極２とａ−８ｉ；Ｈ膜４間に介在した高抵抗のａ−
８ｔ膜３によって防止される。
換部材を用いた密着形イメージセンサの欠点を改良する
ために第１図に示す積層構造の光電変換部材が提案され
ている。即ち、この光°電変換部材はセラミック基板１
上にＣｒ電極２と、５ｉｘＣ４−ｘ等の高抵抗のａ−８
ｉ膜３と、アンドープ又けがロンを微量ドープしたａ−
８ｉ；Ｈ膜（アモルファス光導電性膜）４と、ピロンを
充分にドーグしたｐ型のａ−８ｔ ；）Ｉ 、 Ｂ膜（
アモルファス半導体膜）５と、インジウム・チタン・オ
キサイド（ＩＴＯ）からなる透明電極６を順次積層した
構造になっている。かかる光電変換部材では透明電極６
側が負になるように電極２，６間に１．５〜５ｖの重圧
が印加されろ。この時、ａ−８ｉ；Ｈ，Ｂ膜５はｐ型半
導体であり、これと接し、光キャリアを発生するａ−８
ｔ；Ｈ膜４はｎ−型又はｉ型の光導電体であるため、両
者の界面にｐ−ｎ−又はｐ−ｉの接合が形成され透明電
極６カ・らのＯの電荷の注入を防止する。一方、Ｃｒ電
極２からａ−８ｉ；Ｈ膜４への■の電荷の注入は、これ
ら電極２とａ−８ｉ；Ｈ膜４間に介在した高抵抗のａ−
８ｔ膜３によって防止される。
上記光電変換部材を備えた密着形イメージセンサテは暗
電流が１０−１２Ａ／ｒｍｎ２．５７０ ｎｍ、３５Ｌ
ｕｘの光照射で明電流が１０−”Ａ ／１ｒａｎ２と高
いＳ／Ｎ比がとれる。
電流が１０−１２Ａ／ｒｍｎ２．５７０ ｎｍ、３５Ｌ
ｕｘの光照射で明電流が１０−”Ａ ／１ｒａｎ２と高
いＳ／Ｎ比がとれる。
ところが、第１図図示の光電変換部材に１．５〜５■の
電圧を加えてＯＮ 、 ＯＦＦ動作を繰り返し行なうと
、ｐ型のａ−８ｉ；Ｈ２Ｂ膜５は膜質的にもろい性質を
有するために絶縁破壊が起こり、暗電流の著しい増大を
招く。具体的には２００ビツトのＣｒ電極を用い、温度
６０℃、湿度９０襲の条件で連続通電試験を行なったと
ころ、１０００時間後には１５０ビツトが暗電流の増大
が生じて不良となりた。
電圧を加えてＯＮ 、 ＯＦＦ動作を繰り返し行なうと
、ｐ型のａ−８ｉ；Ｈ２Ｂ膜５は膜質的にもろい性質を
有するために絶縁破壊が起こり、暗電流の著しい増大を
招く。具体的には２００ビツトのＣｒ電極を用い、温度
６０℃、湿度９０襲の条件で連続通電試験を行なったと
ころ、１０００時間後には１５０ビツトが暗電流の増大
が生じて不良となりた。
本発明は連続通Ｉｆ試験によっても暗電流の増大を抑制
し得るＳ／Ｎ比の高い光電変換部材を提供しようとする
ものである。
し得るＳ／Ｎ比の高い光電変換部材を提供しようとする
ものである。
本発明は第１電極及び透光性を有する第２電極を有し、
これら第１．第２電極間に該第１電極側から順にＳｔを
母材とするアモルファス光導電性膜及びＳｔを母材とし
一導屯性不純物を含むアモルファス半導体膜を備えた光
電変換部材において、前記アモルファス光導電性膜とア
モルファス半導体膜との間にＳｔを含む高抵抗膜を設け
たことを特徴とする光電変換部材ぐ−ある。
これら第１．第２電極間に該第１電極側から順にＳｔを
母材とするアモルファス光導電性膜及びＳｔを母材とし
一導屯性不純物を含むアモルファス半導体膜を備えた光
電変換部材において、前記アモルファス光導電性膜とア
モルファス半導体膜との間にＳｔを含む高抵抗膜を設け
たことを特徴とする光電変換部材ぐ−ある。
上記第１電極は支持体上に支持される。かがる支持体と
して（ハ、例えばアルミナ、スピネル。
して（ハ、例えばアルミナ、スピネル。
ガラスなどのセラミ、クス基板等を用いることができる
。
。
上記アモルファス光導電性腺は入射した光を光Ｆｊｆ変
換して光キャリアを発生する機能を有する。かかる光導
電性膜は通常ｎ−型もしくはｉ型である。但し、後者の
場合はＳｔ原子に対してポロン等の周期律表第■族元素
が１０〜１０ 原子襲含まれている。
換して光キャリアを発生する機能を有する。かかる光導
電性膜は通常ｎ−型もしくはｉ型である。但し、後者の
場合はＳｔ原子に対してポロン等の周期律表第■族元素
が１０〜１０ 原子襲含まれている。
上記アモルファス半導体膜はＩＴＯ等からなる透光性第
２電極からの■電荷がアモルファス光導°屯性膜に注入
されるのを阻止する作用を有する。かかる半導体膜には
一導菖性の不純物、例えば周期律表第■族元素又は同表
第■族元素がＳｔ原子に対して１０ 原子係以上含まれ
ている。
２電極からの■電荷がアモルファス光導°屯性膜に注入
されるのを阻止する作用を有する。かかる半導体膜には
一導菖性の不純物、例えば周期律表第■族元素又は同表
第■族元素がＳｔ原子に対して１０ 原子係以上含まれ
ている。
但し、この不純物は前記光導電性膜の性状によって選定
され、該光導電性膜がｉ型の場合は不純物として第■族
元素、第■族元素いずれを用いてもよいが、該光導電性
膜がｎ−型の場合は不純物として第■族元素を用いる。
され、該光導電性膜がｉ型の場合は不純物として第■族
元素、第■族元素いずれを用いてもよいが、該光導電性
膜がｎ−型の場合は不純物として第■族元素を用いる。
また、アモルファス半導体膜の膜厚は３０Ｘ以上にする
ことが望ましい。この理由は該半導体膜の膜厚を３０Ｘ
未満にすると、透光性第２電極からのＯ電荷のアモルフ
ァス光導電性腺への注入阻止を十分図ることが困難とな
る。
ことが望ましい。この理由は該半導体膜の膜厚を３０Ｘ
未満にすると、透光性第２電極からのＯ電荷のアモルフ
ァス光導電性腺への注入阻止を十分図ることが困難とな
る。
上記高抵抗膜はＳｉを母材とし、Ｃ，Ｎ、Ｏの少なくと
も１種を含み、必要に応じて水素をドープしたアモルフ
ァスシリコンからなる。具体的にはａ−８ＩＸＣ４−Ｘ
；Ｈ膜、ａ−８ｉＸＮ１−Ｘ；Ｈ膜ｒ ａ Ｓ １ｘＯ
２−Ｘ；Ｈ膜等を挙げることができる。こうした高抵抗
膜はＩＴＯ等からなる透光性第２電極からのＯ電荷がア
モルファス光導電性膜に注入するのを阻止すると共に、
１．５〜５Ｖの電圧のＯＮ 、 ＯＦＦ動作の繰り返し
によるアモルファス半導体膜への応力を緩和する働きを
する。また、高抵抗膜の抵抗値は１０ Ω・ｍ以上あれ
ばよい。更に、高抵抗膜の膜厚は３００Ｘ〜３μｍの範
囲にすることが望ましい。この理由は該高抵抗膜の膜厚
を３００Ｘ未満にすると、ＯＮ、ＯＦＦ動作の繰り返し
によるアモルファス半導体膜への応力緩和を十分に達成
できないばかりか、透光性第２屯極からの○電荷のアモ
ルファス光導電性膜への注入阻止を十分に達成できなく
なる。一方、その膜厚が３μｎｚ′ｔｔ越えると、アモ
ルファス光導電性膜中で発生した■の光キャリアが透光
性電極側へ到達しにくくなり、明電流が減少したり、応
答感度の悪化を招く恐れがある。
も１種を含み、必要に応じて水素をドープしたアモルフ
ァスシリコンからなる。具体的にはａ−８ＩＸＣ４−Ｘ
；Ｈ膜、ａ−８ｉＸＮ１−Ｘ；Ｈ膜ｒ ａ Ｓ １ｘＯ
２−Ｘ；Ｈ膜等を挙げることができる。こうした高抵抗
膜はＩＴＯ等からなる透光性第２電極からのＯ電荷がア
モルファス光導電性膜に注入するのを阻止すると共に、
１．５〜５Ｖの電圧のＯＮ 、 ＯＦＦ動作の繰り返し
によるアモルファス半導体膜への応力を緩和する働きを
する。また、高抵抗膜の抵抗値は１０ Ω・ｍ以上あれ
ばよい。更に、高抵抗膜の膜厚は３００Ｘ〜３μｍの範
囲にすることが望ましい。この理由は該高抵抗膜の膜厚
を３００Ｘ未満にすると、ＯＮ、ＯＦＦ動作の繰り返し
によるアモルファス半導体膜への応力緩和を十分に達成
できないばかりか、透光性第２屯極からの○電荷のアモ
ルファス光導電性膜への注入阻止を十分に達成できなく
なる。一方、その膜厚が３μｎｚ′ｔｔ越えると、アモ
ルファス光導電性膜中で発生した■の光キャリアが透光
性電極側へ到達しにくくなり、明電流が減少したり、応
答感度の悪化を招く恐れがある。
なお、本発明の光電変換部材において、第１電極とアモ
ルファス光導電性膜の間に更にＳｉを含む絶縁性膜を設
けてもよい。かかる絶縁性膜はＳｔを母材とし、Ｃ，Ｎ
、Ｏのうちの少なくとも１種を含み、必要に応じて水素
をドープしたアモルファスシリコンからなる。具体的に
はａ−８ｔＸｃ４−ｘ ； Ｈ膜、 ａ−８ｔＸＮ１−
ｘ；Ｈ膜、 ａ−８ｔＸ０２−ｘ ；Ｈ膜等を挙げるこ
とができる。こうした絶縁性膜は第１電極からの■の電
荷がアモルファス光導電性膜に注入するのを阻止する働
きをし、通常、その抵抗値は１０ Ω・ｍ以上あればよ
い。
ルファス光導電性膜の間に更にＳｉを含む絶縁性膜を設
けてもよい。かかる絶縁性膜はＳｔを母材とし、Ｃ，Ｎ
、Ｏのうちの少なくとも１種を含み、必要に応じて水素
をドープしたアモルファスシリコンからなる。具体的に
はａ−８ｔＸｃ４−ｘ ； Ｈ膜、 ａ−８ｔＸＮ１−
ｘ；Ｈ膜、 ａ−８ｔＸ０２−ｘ ；Ｈ膜等を挙げるこ
とができる。こうした絶縁性膜は第１電極からの■の電
荷がアモルファス光導電性膜に注入するのを阻止する働
きをし、通常、その抵抗値は１０ Ω・ｍ以上あればよ
い。
また、絶縁性膜の膜厚は３０〜５０００Ｘの範囲にする
ことが望ましい。この理由は、該絶縁性膜の膜厚を３０
Ｘ未満にすると、第１電極（Ｃｒ電極等）からの■電荷
のアモルファス光導電性膜への注入阻止作用が不十分と
なり、かといってその膜厚が５０００Ｘを越えると、ア
モルファス光導電性膜で発生したＯの光キャリアの第１
電極側への透過が困難となり、明電流の減少や応答速度
の低下を招く恐れがある。
ことが望ましい。この理由は、該絶縁性膜の膜厚を３０
Ｘ未満にすると、第１電極（Ｃｒ電極等）からの■電荷
のアモルファス光導電性膜への注入阻止作用が不十分と
なり、かといってその膜厚が５０００Ｘを越えると、ア
モルファス光導電性膜で発生したＯの光キャリアの第１
電極側への透過が困難となり、明電流の減少や応答速度
の低下を招く恐れがある。
しかして、本発明の光ｍ変換部材はその一構成材として
高抵抗膜をアモルファス光導電性膜とアモルファス半導
体膜の間に介在した構造を有するため、１．５〜５Ｖの
ＯＮ 、 ＯＦＦ動作を繰り返し行なった場合の前記も
ろい性質をもつアモルファス半導体膜への応力を、該高
抵抗膜により分散して緩和できる。その結果、アモルフ
ァス半導体膜の絶縁破壊を抑制し、暗電流の増大を阻止
できる。また、高抵抗膜の介在によりアモルファス光導
電性膜とのバンドギャップがアモルファス半導体膜のみ
からなる場合に比べて増大し、透光性電極からのＯ電荷
が前記光導電膜に注入されるのをより効果的に防止でき
る。
高抵抗膜をアモルファス光導電性膜とアモルファス半導
体膜の間に介在した構造を有するため、１．５〜５Ｖの
ＯＮ 、 ＯＦＦ動作を繰り返し行なった場合の前記も
ろい性質をもつアモルファス半導体膜への応力を、該高
抵抗膜により分散して緩和できる。その結果、アモルフ
ァス半導体膜の絶縁破壊を抑制し、暗電流の増大を阻止
できる。また、高抵抗膜の介在によりアモルファス光導
電性膜とのバンドギャップがアモルファス半導体膜のみ
からなる場合に比べて増大し、透光性電極からのＯ電荷
が前記光導電膜に注入されるのをより効果的に防止でき
る。
したがって、長時間の連続使用においても高いＳ／Ｎ比
を有する光ｍ変換部材を提供できる。
を有する光ｍ変換部材を提供できる。
次に、本発明の実施例を図示した製造方法を併記して説
明する。
明する。
（１） まず、例えばアルミナからなるセラミツク基
板１１全面にグレーズを成膜し、この上に厚さ２ｏｏｏ
ｉのクロム（Ｃｒ）膜をスパッタ法等により被着した後
、このＣｒ膜をフォトエツチングプロセスにより・モタ
ーニングして長手方向２１６ｍに１７２８ビツトのＣｒ
［極１２を形成した（第２図（ａ）図示）。
板１１全面にグレーズを成膜し、この上に厚さ２ｏｏｏ
ｉのクロム（Ｃｒ）膜をスパッタ法等により被着した後
、このＣｒ膜をフォトエツチングプロセスにより・モタ
ーニングして長手方向２１６ｍに１７２８ビツトのＣｒ
［極１２を形成した（第２図（ａ）図示）。
（１１） 次いで、Ｃｒｔ極１２を有するセラミック
基板１１を第３図に示すＣＶＤ装置の真空反応容器２１
内の支持台２２に設置し、バルブ２３が介装された第１
排気管２４に取付けられた拡散ポンプ、回転ポンプ（い
ずれも図示せず）によってｌＱ ｔｏｒｒに真空引き
すると同時に、前記支持台２２に内蔵したヒータ２５に
よって、セラミック基板１ノを２２０℃まで昇温した。
基板１１を第３図に示すＣＶＤ装置の真空反応容器２１
内の支持台２２に設置し、バルブ２３が介装された第１
排気管２４に取付けられた拡散ポンプ、回転ポンプ（い
ずれも図示せず）によってｌＱ ｔｏｒｒに真空引き
すると同時に、前記支持台２２に内蔵したヒータ２５に
よって、セラミック基板１ノを２２０℃まで昇温した。
つづいて、前記第１排気管２４（７）ハル７’ ２３
ｋ閉シ、ガス導入管２６に介装されたバルブ２７を開に
し、ガス導入管２６よりＳｉＨ４ガス及びＣＨ４ガスを
真空反応容器２１へ導入すると同時に、第２排気管２８
に介装されたバルブ２９を開にし、該排出管２８に連結
したメカニカルブースターポンプ、回転ボン７ｃ′（い
ずれも図示せず）によって導入ガスを排出した。こうし
た操作において、ガス導入管２６からのＳｉＨ４流量を
５０スタンダードｃｃ／ ｍｉｎ （以下ＳＣＣＭと略
す）、ＣＨ４流爪を１００ＳＣＣＭに設定し、バルブ２
９の開閉によって真空反応容器２１の圧力を０．２ ｔ
ｏｒｒに調整し、高周波電源３０からセラミック基板１
１と対向した対向電極３１に１３．５６ ？ｖＩＨｚの
ラジオ波５０Ｗを印加して真空容器２１内にＳｔ 、
Ｃ。
ｋ閉シ、ガス導入管２６に介装されたバルブ２７を開に
し、ガス導入管２６よりＳｉＨ４ガス及びＣＨ４ガスを
真空反応容器２１へ導入すると同時に、第２排気管２８
に介装されたバルブ２９を開にし、該排出管２８に連結
したメカニカルブースターポンプ、回転ボン７ｃ′（い
ずれも図示せず）によって導入ガスを排出した。こうし
た操作において、ガス導入管２６からのＳｉＨ４流量を
５０スタンダードｃｃ／ ｍｉｎ （以下ＳＣＣＭと略
す）、ＣＨ４流爪を１００ＳＣＣＭに設定し、バルブ２
９の開閉によって真空反応容器２１の圧力を０．２ ｔ
ｏｒｒに調整し、高周波電源３０からセラミック基板１
１と対向した対向電極３１に１３．５６ ？ｖＩＨｚの
ラジオ波５０Ｗを印加して真空容器２１内にＳｔ 、
Ｃ。
Ｈを含むプラズマガスを生起し、第２図（ｂ）に示す如
くセラミック基板１１上のＣｒｌ極１２を含む全面に抵
抗値が１００・Ｏｎで厚さ１００ＯＸのａ−８ｌＸＣ４
−Ｘ１Ｈ膜（絶縁性膜）１３を堆積した。
くセラミック基板１１上のＣｒｌ極１２を含む全面に抵
抗値が１００・Ｏｎで厚さ１００ＯＸのａ−８ｌＸＣ４
−Ｘ１Ｈ膜（絶縁性膜）１３を堆積した。
（ｉｉｉ） 次いで、高周波電源３θからのラジオ波
の印加を停止し、更にＣＨ４ガスの導みを止めた後、第
２排気管２８のバルブ２９を全開した状態でガス導入管
２６よりＨ２で２００ｐｐｍに希釈されたＢ２Ｈ６ガス
を真空反応容器２１内にＢ２Ｈ６／ ５ｔＨ４の流量比
で２×１０ になるようにコンドロールして導入した。
の印加を停止し、更にＣＨ４ガスの導みを止めた後、第
２排気管２８のバルブ２９を全開した状態でガス導入管
２６よりＨ２で２００ｐｐｍに希釈されたＢ２Ｈ６ガス
を真空反応容器２１内にＢ２Ｈ６／ ５ｔＨ４の流量比
で２×１０ になるようにコンドロールして導入した。
つづいて、再度、真空反応容器２１内の圧力を０．２ｔ
ｏｒｒに調整した後、高周波電源３０から対向電極３１
に１３．５６ Ｈｚのラジオ波３０Ｗを印加して第２図
（Ｃ）に示す如く厚さ２．０μｍのポロンを微量ドープ
した真性のａ−８ｉ；Ｈ膜（アモルファス光導電性膜）
１４をａ −Ｓ ｓ ｘＣ４−Ｘ： Ｈ膜１３上に堆積
した。
ｏｒｒに調整した後、高周波電源３０から対向電極３１
に１３．５６ Ｈｚのラジオ波３０Ｗを印加して第２図
（Ｃ）に示す如く厚さ２．０μｍのポロンを微量ドープ
した真性のａ−８ｉ；Ｈ膜（アモルファス光導電性膜）
１４をａ −Ｓ ｓ ｘＣ４−Ｘ： Ｈ膜１３上に堆積
した。
（ｖ）次いで、高周波電源３０かものラジオ波の印加を
停止し、Ｂ２Ｈ６ガスの導入を停止した後、第２排気管
２８のバルブ２９を全開にした。つづいて、ＳｉＨ４ガ
ス流量を５０８ＣＣＭのままの状態で、目間ＣＨ４ガス
を５０ＳＣＣＭ導入し、真空反応容器２１の圧力を０．
２ ｔｏｒｒに調整した後、ラジオ波を５ＱＷ印加して
第２図（ｄ）に示す如く抵抗値が１０１１０・口で厚さ
８０００Ｘのａ−８ｔＸＣ４−ｘ：Ｈ膜（高抵抗膜）１
５を真性のａ−８ｉ；Ｈ膜１４上ＶＣ堆積した。
停止し、Ｂ２Ｈ６ガスの導入を停止した後、第２排気管
２８のバルブ２９を全開にした。つづいて、ＳｉＨ４ガ
ス流量を５０８ＣＣＭのままの状態で、目間ＣＨ４ガス
を５０ＳＣＣＭ導入し、真空反応容器２１の圧力を０．
２ ｔｏｒｒに調整した後、ラジオ波を５ＱＷ印加して
第２図（ｄ）に示す如く抵抗値が１０１１０・口で厚さ
８０００Ｘのａ−８ｔＸＣ４−ｘ：Ｈ膜（高抵抗膜）１
５を真性のａ−８ｉ；Ｈ膜１４上ＶＣ堆積した。
（■）次いで、再度、ラジオ波の印加を停止し、ＣＨ４
ガスの導入を停止した後、第２排気管２８のバルブ２９
を全開にした。つづいて、５ＩＨ４ガス流量を５０８Ｃ
ＣＭのままの状態で、Ｈ２ガスによリ２０００ｐｐｍに
まで希釈されたＢ２Ｈ６ガスを真空反応容器２ノ内に導
入し、流量比でＢ２Ｈ６／５ｉＨ４＝ＩＦ３となるよう
に流量をコントロールした。
ガスの導入を停止した後、第２排気管２８のバルブ２９
を全開にした。つづいて、５ＩＨ４ガス流量を５０８Ｃ
ＣＭのままの状態で、Ｈ２ガスによリ２０００ｐｐｍに
まで希釈されたＢ２Ｈ６ガスを真空反応容器２ノ内に導
入し、流量比でＢ２Ｈ６／５ｉＨ４＝ＩＦ３となるよう
に流量をコントロールした。
ひきつづき、バルブ２９の開閉によって真空反応容器２
１内の圧力が０．２ ｔｏｒｒとなるように調整した後
、高周波電源３０から１３．５６Ｈｚのラジオ波３０Ｗ
を対向電極３１に印加して第２図（ｅ）に示す如く厚さ
２０００１のボロンを多量ドープしたａ−８１；Ｈ，Ｂ
膜（ｐ型アモルファス半導体膜）１６をａ−８１ｘＣ４
ｘ ： Ｈ膜１５上に堆積した。
１内の圧力が０．２ ｔｏｒｒとなるように調整した後
、高周波電源３０から１３．５６Ｈｚのラジオ波３０Ｗ
を対向電極３１に印加して第２図（ｅ）に示す如く厚さ
２０００１のボロンを多量ドープしたａ−８１；Ｈ，Ｂ
膜（ｐ型アモルファス半導体膜）１６をａ−８１ｘＣ４
ｘ ： Ｈ膜１５上に堆積した。
〜１）次いで、ａ−８ｉ ； ｆ（、Ｂ膜１６等が堆積
されたセラミックス基板１１をＣＶＤ装置の真空反応容
器２１から取出した後、ａ−８ｉ；Ｈ，Ｂ膜１６上に厚
さ１５００ＸのＩＴＯ透光透光性格１７をスパッタ法に
より被着して光重変換部材を製造した（第２図（ｆ）図
示）。
されたセラミックス基板１１をＣＶＤ装置の真空反応容
器２１から取出した後、ａ−８ｉ；Ｈ，Ｂ膜１６上に厚
さ１５００ＸのＩＴＯ透光透光性格１７をスパッタ法に
より被着して光重変換部材を製造した（第２図（ｆ）図
示）。
本発明の光電変換部材は第２図（ｆ）に示す如く、セラ
ミックス基板１１上にＣｒ１ｉ極１２と、ａ−８ｉＸＣ
４，−ｘ；Ｈ膜（絶縁性膜）１３と、真性のａ−８ｔ；
Ｈ膜（アモルファス光導電性膜）１４と、ａ−８ｉｘＣ
４−Ｘ；Ｈ膜（高抵抗膜）１５、ａ−８ｉ；Ｈ，Ｂ膜（
ｐ型アモルファス半導体膜）１６と、ＩＴＯ透光性電極
１７とを順次積層した構造になっている。
ミックス基板１１上にＣｒ１ｉ極１２と、ａ−８ｉＸＣ
４，−ｘ；Ｈ膜（絶縁性膜）１３と、真性のａ−８ｔ；
Ｈ膜（アモルファス光導電性膜）１４と、ａ−８ｉｘＣ
４−Ｘ；Ｈ膜（高抵抗膜）１５、ａ−８ｉ；Ｈ，Ｂ膜（
ｐ型アモルファス半導体膜）１６と、ＩＴＯ透光性電極
１７とを順次積層した構造になっている。
しかして、本発明によればａ−８ｔ；Ｈ膜１４とａ−８
ｔ；Ｈ，Ｂ膜１６の間に高抵抗で８０００Ｘと厚いａ−
８１ｘ Ｃ４−ｘ ： Ｈの高抵抗膜１５を介在するこ
とにより、１．５ｖ〜５■の電圧を電極１２，１７間に
印加してＯＮ 、 ＯＦＦ動作を繰り返し行なった場合
におけるｐ型アモルファス半導体膜１６に加わる応力を
前記ａ−８ｊｘＣ４−ｘ ； Ｈ膜（高抵抗膜）１５に
よって分散し、緩和できる。その結果、ｐ型アモルファ
ス半導体膜１６の絶縁破壊を抑制し、暗電流の増大を防
止できる。また、本発明の光電変換部材のエネルギー・
ノ々ンドは第４図に示す如く高抵抗膜１５をアモルファ
ス光導性膜１４とｐ型アモルファス半導体膜１６に介在
させることにより、該光導電性膜１４の界面とのバンド
ギャップが増大し、透明性電極１７からのＯ電荷が前記
アモルファス光導電性膜１４に注入されるのを効果的に
防止できる。なｈ５４図のエネルギー・バンド図に示す
如（Ｃｒｌｉ極１２極子２ルファス光導電性膜１４の間
に絶縁性膜１３を設けることにより、Ｃｒ電極１２から
の■電荷が該光導電性膜１４に注入されるのを防止でき
る。したがって、暗電流が小さく、かつ明電流が大きい
という硬れた特性を有すると共に、長時間の連続使用に
おいても高いＳ、／Ｎ比を有する光電変換部材を得るこ
とができる。
ｔ；Ｈ，Ｂ膜１６の間に高抵抗で８０００Ｘと厚いａ−
８１ｘ Ｃ４−ｘ ： Ｈの高抵抗膜１５を介在するこ
とにより、１．５ｖ〜５■の電圧を電極１２，１７間に
印加してＯＮ 、 ＯＦＦ動作を繰り返し行なった場合
におけるｐ型アモルファス半導体膜１６に加わる応力を
前記ａ−８ｊｘＣ４−ｘ ； Ｈ膜（高抵抗膜）１５に
よって分散し、緩和できる。その結果、ｐ型アモルファ
ス半導体膜１６の絶縁破壊を抑制し、暗電流の増大を防
止できる。また、本発明の光電変換部材のエネルギー・
ノ々ンドは第４図に示す如く高抵抗膜１５をアモルファ
ス光導性膜１４とｐ型アモルファス半導体膜１６に介在
させることにより、該光導電性膜１４の界面とのバンド
ギャップが増大し、透明性電極１７からのＯ電荷が前記
アモルファス光導電性膜１４に注入されるのを効果的に
防止できる。なｈ５４図のエネルギー・バンド図に示す
如（Ｃｒｌｉ極１２極子２ルファス光導電性膜１４の間
に絶縁性膜１３を設けることにより、Ｃｒ電極１２から
の■電荷が該光導電性膜１４に注入されるのを防止でき
る。したがって、暗電流が小さく、かつ明電流が大きい
という硬れた特性を有すると共に、長時間の連続使用に
おいても高いＳ、／Ｎ比を有する光電変換部材を得るこ
とができる。
事実、第２図（ｆ）図示の光電変換部材のＣｒ電極１２
とＩＴＯ透光性電極１７の間に電源１８から透光性電極
１７側が負極となるように５ｖの電圧を印加したところ
、暗電流が１０ Ａ／ｗｎ２であり、波長５７０ｎｍ
、３５ルックスの光照射に対して１０ Ａ／ｍｍ２の
大きな明電流が得られた。また、１７２８ビツトのＣｒ
１ｉ極の中からランダムに１０００ビット選んだＣｒ電
極に連続１０００時間の通電試験を行なった後にも、前
記暗電流２明電流に何んら変化のないことがわかった。
とＩＴＯ透光性電極１７の間に電源１８から透光性電極
１７側が負極となるように５ｖの電圧を印加したところ
、暗電流が１０ Ａ／ｗｎ２であり、波長５７０ｎｍ
、３５ルックスの光照射に対して１０ Ａ／ｍｍ２の
大きな明電流が得られた。また、１７２８ビツトのＣｒ
１ｉ極の中からランダムに１０００ビット選んだＣｒ電
極に連続１０００時間の通電試験を行なった後にも、前
記暗電流２明電流に何んら変化のないことがわかった。
また、５ｉｘＣ４−ｘ：Ｈ膜（高抵抗膜）１５について
オシティカルバンドギャップ及び暗抵抗を測定したとこ
ろ、夫々１．９ｅ■、１０１２Ω・αを示した。なお、
同バンドギャップは１．８ ｅＶ以上、暗抵抗は１Ｏ１
１Ω・α以上であれば十分に使用に耐える。
オシティカルバンドギャップ及び暗抵抗を測定したとこ
ろ、夫々１．９ｅ■、１０１２Ω・αを示した。なお、
同バンドギャップは１．８ ｅＶ以上、暗抵抗は１Ｏ１
１Ω・α以上であれば十分に使用に耐える。
以上詳述した如く、本発明によれば暗電が小さく、かつ
明電流が大きいという優れた特性を有すると共に、連続
通電においてもアモルファス半導体膜の絶縁破壊が抑制
されて暗電流の増加を防止し、ＳＺＮ比の向上を達成で
き、ひいては密着形イメージセンサとして好適な高信頼
性の光電変換部材を提供できる。
明電流が大きいという優れた特性を有すると共に、連続
通電においてもアモルファス半導体膜の絶縁破壊が抑制
されて暗電流の増加を防止し、ＳＺＮ比の向上を達成で
き、ひいては密着形イメージセンサとして好適な高信頼
性の光電変換部材を提供できる。
第１図は従来のａ−８ｔ系の光電変換部材を示す断面図
、第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施例におけるａ−
８ｔ糸の光電変換部材を得るための製造工程を示す断面
図、第３図は本発明の実施例で用いたＣＶＤ装置の断面
図、第４図は本発明の実施例の光電変換部材におけるエ
ネルギー・バンド図である。 １ノ・・セラミックス基板、１２・・・Ｃｒ電極、１３
・・・ａ−３＋ｘＣ４Ｘ ； Ｈ膜（絶縁性膜）、１４
−・・真性のａ−８ｉ；Ｈ膜（アモルファス光導電性膜
）、１５− ａ−３ｉｘＣ４−Ｘ； Ｈ膜（高抵抗膜）
、１６ ・・・ａ−８ｉ；Ｈ，Ｂ膜（ｐ型アモルファス
半導体膜）、Ｊ７・・ＩＴＯ透光性ｍ極、１８・・・電
源、２１・・・真空容器、２２・・・支持台、２３，２
７．２９・・・バルゾ・ ２４・・・第１排気管、２５
・・・ヒータ、２６・・・ガス導入管、２９・・・第２
排気管。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 愚弟１図 第２図 艷図
、第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施例におけるａ−
８ｔ糸の光電変換部材を得るための製造工程を示す断面
図、第３図は本発明の実施例で用いたＣＶＤ装置の断面
図、第４図は本発明の実施例の光電変換部材におけるエ
ネルギー・バンド図である。 １ノ・・セラミックス基板、１２・・・Ｃｒ電極、１３
・・・ａ−３＋ｘＣ４Ｘ ； Ｈ膜（絶縁性膜）、１４
−・・真性のａ−８ｉ；Ｈ膜（アモルファス光導電性膜
）、１５− ａ−３ｉｘＣ４−Ｘ； Ｈ膜（高抵抗膜）
、１６ ・・・ａ−８ｉ；Ｈ，Ｂ膜（ｐ型アモルファス
半導体膜）、Ｊ７・・ＩＴＯ透光性ｍ極、１８・・・電
源、２１・・・真空容器、２２・・・支持台、２３，２
７．２９・・・バルゾ・ ２４・・・第１排気管、２５
・・・ヒータ、２６・・・ガス導入管、２９・・・第２
排気管。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 愚弟１図 第２図 艷図
Claims (9)
- （１）第１電極及び透光性を有する第２電極を有し、こ
れら第１．第２電極間に該第１電極側から順にＳｔを母
材とするアモルファス光導電性膜及びＳｊを母材とし一
導電性不純物を含むアモルファス半導体膜を備えた光電
変換部材において、前記アモルファス光導電性膜とアモ
ルファス半導体膜との間にＳｔを含む高抵抗膜を設けた
ことを特徴とする光電変換部材。 - （２） アモルファス光導電性膜中にＳｉ原子に対し
て１０〜１０ 原子チの周期律表第■族元素が含まれて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電
変換部材。 - （３） アモルファス半導体膜中に含まれる一導重性
の不純物が周期律表第■族元素又は同表筒■族元素であ
り、かつその含有量がＳｉ原子に対して１０ 原子チ以
上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光電変換部材。 - （４） アモルファス半導体膜中に水素が含まれてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又第３項記載
の光電変換部材・ - （５） アモルファス半導体膜の膜厚が３０λ以上で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第３項又
は第４項いずれか記載の光電変換部材。 - （６） 高抵抗膜がＳｔを母材とし、Ｃ，Ｏ，Ｎのう
ちの少なくとも１種を含むアモルファスシリコンである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換
部材。 - （７）高抵抗膜中に水素が含まれていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光電変換部材。 - （８）高抵抗膜の膜厚が３００Ｘ〜３μｍであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換部材。 - （９）第１電極は支持体上に支持され、かつこの第１電
極とアモルファス光導電性膜との間に更にＳｉを含も絶
縁性膜を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光電変換部材。 αＱ 絶縁性膜の膜厚が３０〜５０００Ｘであることを
特徴とする特許請求の範囲第９項記載の光電変換部材。 αつ 絶縁性膜がＳｉを付落とし、Ｃ，Ｏ，Ｈのうちの
少なくとも１種を含むアモルファスシリコンであること
を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の光電変換部材
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078463A JPS59202665A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 光電変換部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078463A JPS59202665A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 光電変換部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59202665A true JPS59202665A (ja) | 1984-11-16 |
Family
ID=13662714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58078463A Pending JPS59202665A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 光電変換部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59202665A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02159773A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光センサー |
-
1983
- 1983-05-04 JP JP58078463A patent/JPS59202665A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02159773A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光センサー |
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