JPS60123075A - 光導電体 - Google Patents
光導電体Info
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- JPS60123075A JPS60123075A JP58231717A JP23171783A JPS60123075A JP S60123075 A JPS60123075 A JP S60123075A JP 58231717 A JP58231717 A JP 58231717A JP 23171783 A JP23171783 A JP 23171783A JP S60123075 A JPS60123075 A JP S60123075A
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- Japan
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- amorphous silicon
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- film thickness
- photoconductor
- silicon film
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Links
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Classifications
-
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- 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
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/095—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation comprising amorphous semiconductors
-
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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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】
産業上の利用分野
本発明は、受光素子、撮像管ターゲット、積層型固体撮
像装置等に用いられる光導電体に関するものである。
像装置等に用いられる光導電体に関するものである。
従来例の構成とその問題点
水素化アモルファスシリコン膜は、付着強度が大きい、
無公害１大面積化が容易等の特長を有するため、太陽電
池、撮像装置、電子写真感光板等の応用に対する研究が
精力的に行なわれている。
無公害１大面積化が容易等の特長を有するため、太陽電
池、撮像装置、電子写真感光板等の応用に対する研究が
精力的に行なわれている。
水素化アモルファスシリコン膜の製造法としてはシラン
（５ｉＨ４）等をグロー放電により分解して得る方法と
多結晶シリコンをターゲットとしてＡｒとＮ２の混合気
体中でスパッタして得る方法とがよく知られている。
（５ｉＨ４）等をグロー放電により分解して得る方法と
多結晶シリコンをターゲットとしてＡｒとＮ２の混合気
体中でスパッタして得る方法とがよく知られている。
前者のグロー放電法による水素化アモルファスシリコン
膜は、欠陥準位も少なくかつ易動度も太きいため主に太
陽電池等に用いられているが、絵素分離が必要な受光素
子や撮像装置、電子写真感光板等に用いる場合には解像
度の低下を招き問題であった。グロー放電法による水素
化アモルファスシリコン膜の解像度を向上させるために
は、膜の抵抗を高くすればよい。膜を高抵抗化する方法
としては、グロー放電中に微量の不純物ジボラン（Ｂ２
Ｈ６）や窒素（Ｎ２）を添加すればよいことが知られて
はいるが、この場合には不純物の添加量が多すぎると移
動度の低下を招いて動作電圧が上昇し、また一方不純物
の添加量が少ない場合には充分な高抵抗化が達成されず
解像度が低下し、その制御は極めて困難であった。
膜は、欠陥準位も少なくかつ易動度も太きいため主に太
陽電池等に用いられているが、絵素分離が必要な受光素
子や撮像装置、電子写真感光板等に用いる場合には解像
度の低下を招き問題であった。グロー放電法による水素
化アモルファスシリコン膜の解像度を向上させるために
は、膜の抵抗を高くすればよい。膜を高抵抗化する方法
としては、グロー放電中に微量の不純物ジボラン（Ｂ２
Ｈ６）や窒素（Ｎ２）を添加すればよいことが知られて
はいるが、この場合には不純物の添加量が多すぎると移
動度の低下を招いて動作電圧が上昇し、また一方不純物
の添加量が少ない場合には充分な高抵抗化が達成されず
解像度が低下し、その制御は極めて困難であった。
後者のスパッタリング法による水素化アモルファスシリ
コン膜は、グロー放電法により作製される膜に較べて高
抵抗で充分な解像度が得られるが易動度が小さく、動作
電圧が高いという欠点を有ｉ〜でいた。これは、ある一
定の低い電圧では感度（または光導電度）が低いことを
′意味し、動作電圧上の制約を受ける受光素子、撮像管
ターゲット、積層型固体撮像装置等に用いられる光導電
体では重大な欠点となっていた。
コン膜は、グロー放電法により作製される膜に較べて高
抵抗で充分な解像度が得られるが易動度が小さく、動作
電圧が高いという欠点を有ｉ〜でいた。これは、ある一
定の低い電圧では感度（または光導電度）が低いことを
′意味し、動作電圧上の制約を受ける受光素子、撮像管
ターゲット、積層型固体撮像装置等に用いられる光導電
体では重大な欠点となっていた。
水素化アモルファスシリコン膜の光導電度を上げる方法
として種々の方法が提案されている。なかでも不純物と
して■族元素を添加する方法は、特開昭５６−１６４３
４８号に開示されているように高い暗抵抗と良好な光電
特性を示すものであり、極めて有力な方法である。しか
し、本発明者らの実験によれば、■族元素の添加物を膜
内に均一に分布させると光導電度の上昇と動作電圧の低
下が得られるが、その一方暗電流の増加も同時に観測さ
れた。光導電体の性能としては、高い感度と低い暗電流
がそのＳ／Ｎを決める。暗電流が多い場合には雑音成分
が増加し、増幅器を経た後の一定雑音に対する実効的な
信号成分は低下し、光導電度の上昇は相殺されてしまう
。
として種々の方法が提案されている。なかでも不純物と
して■族元素を添加する方法は、特開昭５６−１６４３
４８号に開示されているように高い暗抵抗と良好な光電
特性を示すものであり、極めて有力な方法である。しか
し、本発明者らの実験によれば、■族元素の添加物を膜
内に均一に分布させると光導電度の上昇と動作電圧の低
下が得られるが、その一方暗電流の増加も同時に観測さ
れた。光導電体の性能としては、高い感度と低い暗電流
がそのＳ／Ｎを決める。暗電流が多い場合には雑音成分
が増加し、増幅器を経た後の一定雑音に対する実効的な
信号成分は低下し、光導電度の上昇は相殺されてしまう
。
発明の目的
本発明の目的は、上記従来の問題点を解消するために考
え出されたもので、解像度が良く、感度が高く、暗電流
の少ないアモルファスシリコン膜よりなる光導電体を得
るものである。
え出されたもので、解像度が良く、感度が高く、暗電流
の少ないアモルファスシリコン膜よりなる光導電体を得
るものである。
発明の構成
本発明は、アモルファスシリコン膜の少くとも一部に膜
厚方向に不均一な■族を主体とする不純物を添加した構
成からなり、高解像度、高感度。
厚方向に不均一な■族を主体とする不純物を添加した構
成からなり、高解像度、高感度。
低暗電流な光導電体を提供するものである。とりわけ、
不純物添加位置を支持側に分布させることは、高感度化
と低暗電流化に有効である。また、■族の添加不純物と
してのＳ、Ｓｓ、Ｔｅはその制御性が良いという点で有
効である。
不純物添加位置を支持側に分布させることは、高感度化
と低暗電流化に有効である。また、■族の添加不純物と
してのＳ、Ｓｓ、Ｔｅはその制御性が良いという点で有
効である。
実施例の説明
第１図は本発明の実施例における光導電体の断面図であ
る。支持体１０上に第１の電極１１を形成する。電極１
１の材料としてはＭｏ、Ｔａ、ＷＡｌ。
る。支持体１０上に第１の電極１１を形成する。電極１
１の材料としてはＭｏ、Ｔａ、ＷＡｌ。
Ｉｎ２’０３ ＋５ｎｏ２がある。この支持体をスノシ
・ンタ装置中に設置し、 ２Ｘ １０ ’Ｔｏｒｒに排
気した後、基板を２６０℃に保ち、多結晶シリコンをタ
ーゲ・ントとしてアルゴン圧力４．５ ｘ １０５ Ｔ
ｏｒｒ、水素圧力５ Ｘ Ｉ Ｑ ’Ｔｏｒｒの雰囲気
で、アモルファスシリコン膜１２を形成する０放電電力
は１００−４００Ｗで、３０〜３００分蒸着することに
より１０．５〜３μｍの膜厚が得られる。このアモルフ
ァスシリコン膜１２の形成時に、本発明の着眼点である
■族の不純物を膜厚方向において局所的Ｖこ分布するよ
うに添加し１３を形成する。その添加方法としては■族
元素の塊をスパータ中にターゲ・ｙ）上に置いたりある
いは■族元素の塊を加熱蒸発せしめてもよい。また、■
族元素の水素化合物をガス状にして導入してもよい。い
ずれにしろ、３０〜３００分のスパータ蒸着中に添加時
間を制御することにより局所的分布を得ることが出来る
。
・ンタ装置中に設置し、 ２Ｘ １０ ’Ｔｏｒｒに排
気した後、基板を２６０℃に保ち、多結晶シリコンをタ
ーゲ・ントとしてアルゴン圧力４．５ ｘ １０５ Ｔ
ｏｒｒ、水素圧力５ Ｘ Ｉ Ｑ ’Ｔｏｒｒの雰囲気
で、アモルファスシリコン膜１２を形成する０放電電力
は１００−４００Ｗで、３０〜３００分蒸着することに
より１０．５〜３μｍの膜厚が得られる。このアモルフ
ァスシリコン膜１２の形成時に、本発明の着眼点である
■族の不純物を膜厚方向において局所的Ｖこ分布するよ
うに添加し１３を形成する。その添加方法としては■族
元素の塊をスパータ中にターゲ・ｙ）上に置いたりある
いは■族元素の塊を加熱蒸発せしめてもよい。また、■
族元素の水素化合物をガス状にして導入してもよい。い
ずれにしろ、３０〜３００分のスパータ蒸着中に添加時
間を制御することにより局所的分布を得ることが出来る
。
またアモルファスシリコン膜１２の形成方法としては、
グロー放電法を用いてもよい。ペルジャーを２ Ｘ １
０ Ｔｏｒｒ以下に排気した後１基板を２５０〜３００
’ｌｌＣ保ち、シラン（ＳｉＨ４）ガスを導入し、１〜
０．Ｉ Ｔｏｒｒにてグロー放電を行ない形成する。放
電電力は５〜６０Ｗで、３０〜３００分蒸着し、０．５
〜３．０μｍの膜厚が得られる。グロー放電法によるア
モルファスシリコン膜の高抵抗化のため、数ｐｐｍ〜数
百ｐｐｍのジボラン（Ｂ２Ｈ６）あるいは窒素（Ｎ２）
ガスの導入は有効である。その場合には、光導電体の動
作電圧の上昇が生じるが、スパッタ法による形成時に述
べたように、■族元素を同様に添加し、局所分布１３を
形成することにより低電圧動作が可能となる。１４は透
明電極で、Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２およびそれらの混合物
あるいはＡｕ、Ｐｔのような半透明電極でもよい。１６
は入射光である。１６は、光導電体の特性を測定するた
めの印加電圧である。
グロー放電法を用いてもよい。ペルジャーを２ Ｘ １
０ Ｔｏｒｒ以下に排気した後１基板を２５０〜３００
’ｌｌＣ保ち、シラン（ＳｉＨ４）ガスを導入し、１〜
０．Ｉ Ｔｏｒｒにてグロー放電を行ない形成する。放
電電力は５〜６０Ｗで、３０〜３００分蒸着し、０．５
〜３．０μｍの膜厚が得られる。グロー放電法によるア
モルファスシリコン膜の高抵抗化のため、数ｐｐｍ〜数
百ｐｐｍのジボラン（Ｂ２Ｈ６）あるいは窒素（Ｎ２）
ガスの導入は有効である。その場合には、光導電体の動
作電圧の上昇が生じるが、スパッタ法による形成時に述
べたように、■族元素を同様に添加し、局所分布１３を
形成することにより低電圧動作が可能となる。１４は透
明電極で、Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２およびそれらの混合物
あるいはＡｕ、Ｐｔのような半透明電極でもよい。１６
は入射光である。１６は、光導電体の特性を測定するた
めの印加電圧である。
次に本発明の効果に２いて説明する。第２図は膜厚方向
の■族の不純物濃度分布をＳＩＭＳにより分析１−だ結
果を示す。曲線２０〜２１は、不純物添加を局所的に行
なった試料で、２３．２４Ｖｉ不純物添加を一様に行な
った試料である。第３図は、第２図に示す試料に対応し
た電流、電圧特性を示したものである。第３図の曲線２
３と２４の比較により、■族元素の添加を増加する稈元
電流が増加し、暗電流が減少しているのがわかる。しか
し、その改善効果は、不純物分布を局所的に行なった試
料２０〜２１に較べて少ない。また、不純物分布を支持
体側に寄せた試料はど、低電圧で光電流が増加し、かつ
暗電流が低下する。このように、■族の不純物を膜厚方
向において分布させることは１感度の向上と暗電流の減
少のために極めて有効であることがわかる。
の■族の不純物濃度分布をＳＩＭＳにより分析１−だ結
果を示す。曲線２０〜２１は、不純物添加を局所的に行
なった試料で、２３．２４Ｖｉ不純物添加を一様に行な
った試料である。第３図は、第２図に示す試料に対応し
た電流、電圧特性を示したものである。第３図の曲線２
３と２４の比較により、■族元素の添加を増加する稈元
電流が増加し、暗電流が減少しているのがわかる。しか
し、その改善効果は、不純物分布を局所的に行なった試
料２０〜２１に較べて少ない。また、不純物分布を支持
体側に寄せた試料はど、低電圧で光電流が増加し、かつ
暗電流が低下する。このように、■族の不純物を膜厚方
向において分布させることは１感度の向上と暗電流の減
少のために極めて有効であることがわかる。
本発明による光導電体を撮像管ターゲット、積層型固体
撮像板等に適用した場合にも全く同様な効果が得られる
。例えば、撮像管ターゲットにおいては、動作電圧が低
下し暗電流が減少するため温度特性に強くなる。また、
積層型固体撮像板に適用した場合には、動作電圧が低下
するため走査素子ｃａｎ等の動作上の整合が得られやす
くなり、感度向上とプルーミング特性の向上が得られか
つ暗電流の減少による固定パターン雑音が減少し、総合
的にすぐれた固体撮像板が得られる。
撮像板等に適用した場合にも全く同様な効果が得られる
。例えば、撮像管ターゲットにおいては、動作電圧が低
下し暗電流が減少するため温度特性に強くなる。また、
積層型固体撮像板に適用した場合には、動作電圧が低下
するため走査素子ｃａｎ等の動作上の整合が得られやす
くなり、感度向上とプルーミング特性の向上が得られか
つ暗電流の減少による固定パターン雑音が減少し、総合
的にすぐれた固体撮像板が得られる。
以上述べてきたように、本発明は解像度が良く、感度が
高く、暗電流も少なく、その改善効果が顕著であると共
に、その適用範囲も広いためその産業上の意義は犬なる
ものである。
高く、暗電流も少なく、その改善効果が顕著であると共
に、その適用範囲も広いためその産業上の意義は犬なる
ものである。
第１図は本発明の一実施例の光導電体の断面図１第２図
は膜厚方向における■族の不純物濃度分布図、第３図は
第２図に対応した試料の電流・電圧特性を示す図である
。 １０・・・・・・支持体、１１・−・・・・電極、１２
・・・・・・アモルファスシリコン、１３・・・・・・
■族不純物の分布した部分、１４・−・・・・電極。 代理人の氏名゛弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
は膜厚方向における■族の不純物濃度分布図、第３図は
第２図に対応した試料の電流・電圧特性を示す図である
。 １０・・・・・・支持体、１１・−・・・・電極、１２
・・・・・・アモルファスシリコン、１３・・・・・・
■族不純物の分布した部分、１４・−・・・・電極。 代理人の氏名゛弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (3)
- （１）支持体と水素原子を構成要素として含むアモルフ
ァスシリコン膜から成り、上記アモルファスシリコン膜
の少くとも一部に、膜厚方向に不均一な■族を主体とす
る不純物を添加することを特徴とする光導電体。 - （２）■族を主体とする不純物の添加を、支持体側に分
布させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光導電体。 - （３）・■族を主体とする不純物として、Ｓ、Ｓｅ。 Ｔａを少なくとも一種類以上含むことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光導電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231717A JPS60123075A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 光導電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231717A JPS60123075A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 光導電体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123075A true JPS60123075A (ja) | 1985-07-01 |
| JPH0462185B2 JPH0462185B2 (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=16927909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231717A Granted JPS60123075A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 光導電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123075A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63271984A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-11-09 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光メモリ、光記録方法および光メモリの製法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115573A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive element |
| JPS57115554A (en) * | 1981-01-08 | 1982-07-19 | Canon Inc | Photoconductive material |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP58231717A patent/JPS60123075A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115573A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive element |
| JPS57115554A (en) * | 1981-01-08 | 1982-07-19 | Canon Inc | Photoconductive material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63271984A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-11-09 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光メモリ、光記録方法および光メモリの製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0462185B2 (ja) | 1992-10-05 |
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