JPS60124884A - フォトセンサ− - Google Patents
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- JPS60124884A JPS60124884A JP58231507A JP23150783A JPS60124884A JP S60124884 A JPS60124884 A JP S60124884A JP 58231507 A JP58231507 A JP 58231507A JP 23150783 A JP23150783 A JP 23150783A JP S60124884 A JPS60124884 A JP S60124884A
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Classifications
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- 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
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/095—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation comprising amorphous semiconductors
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- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
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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】
〔技術分野〕
本発明は画像情報処理用光１！変換装置に用いられるフ
ォトセンサーに関する。
ォトセンサーに関する。
従来、ファクシミＩＪや文字読取装置等の画像信号処理
用光１１変換装置において結晶シリコンからなる１次元
のフォトダイオード型長尺フォトセンサーアレーが用い
られていた。このフォトセンサーアレーは作製できるシ
リコン単結晶の大きさ及び加工精度の点から、その長さ
に限度がちシ且つ製品の歩留シも低い欠点があった。従
うて、読取原稿の幅が大きい場合（たとえは２１ Ｏｎ
）にはレンズ系を用いて原画をフォトセンサー上に縮小
結像して読取シが行われていた。この様なＩＫｉ小光学
系を用いると受光部の小型化が困難になシ、また解像力
を維持するためにはフォトセンサーの個々の画素面積を
小さくせざるを侍す従って十分な信号電流を得るために
は大きな光菫を必費とし、このため上記の如きフォトセ
ンサーアレーＦｉ読取時間を長くした低スピードタイプ
の装置又は高ｋｆ像力を要求されないｒ＠、取装置に使
用されているのが現状である。
用光１１変換装置において結晶シリコンからなる１次元
のフォトダイオード型長尺フォトセンサーアレーが用い
られていた。このフォトセンサーアレーは作製できるシ
リコン単結晶の大きさ及び加工精度の点から、その長さ
に限度がちシ且つ製品の歩留シも低い欠点があった。従
うて、読取原稿の幅が大きい場合（たとえは２１ Ｏｎ
）にはレンズ系を用いて原画をフォトセンサー上に縮小
結像して読取シが行われていた。この様なＩＫｉ小光学
系を用いると受光部の小型化が困難になシ、また解像力
を維持するためにはフォトセンサーの個々の画素面積を
小さくせざるを侍す従って十分な信号電流を得るために
は大きな光菫を必費とし、このため上記の如きフォトセ
ンサーアレーＦｉ読取時間を長くした低スピードタイプ
の装置又は高ｋｆ像力を要求されないｒ＠、取装置に使
用されているのが現状である。
これに対し、最近ではアモルファスシリコン（ａ−８り
を用いた光導電型フォトセンサーが提案されている。こ
のフォトセンサーは基板表面上に真空堆積法でａ−８ｌ
薄層を形成することにより作製されるので、犬面槓や長
尺のフォトセンサーアレーが容易に得られる。かくして
、ａ−８１を用いたフォトセンサーによれは原稿の幅が
大きい場合にも等倍にて読取ることができるので、装置
の／」・型化が容易になる。光導電型のフォトセンサー
においては、光導電層上に電極層を形成するに際しこれ
ら両層の間にオーミックコンタクト層が介在せしめられ
る。また、１対の電極層はその間に間隔りをもって対向
して配誼せしめられる。この場合、光照射によって光導
電層中に発生したキャリアの移動距離ｔは、 ｔ：μτＥ ここで、１４：キャリアのドリフト移動度τ：キャリア
埒命 Ｅ：電界強度 であるため、Ｅをある値以上にすると利得Ｇ（＝ ｔ／
Ｌ ）が１以上となりＸ促って一般に採用されている九
ダイオード型フォトセンサーに比較して大きな光電流が
容易に倚られる。
を用いた光導電型フォトセンサーが提案されている。こ
のフォトセンサーは基板表面上に真空堆積法でａ−８ｌ
薄層を形成することにより作製されるので、犬面槓や長
尺のフォトセンサーアレーが容易に得られる。かくして
、ａ−８１を用いたフォトセンサーによれは原稿の幅が
大きい場合にも等倍にて読取ることができるので、装置
の／」・型化が容易になる。光導電型のフォトセンサー
においては、光導電層上に電極層を形成するに際しこれ
ら両層の間にオーミックコンタクト層が介在せしめられ
る。また、１対の電極層はその間に間隔りをもって対向
して配誼せしめられる。この場合、光照射によって光導
電層中に発生したキャリアの移動距離ｔは、 ｔ：μτＥ ここで、１４：キャリアのドリフト移動度τ：キャリア
埒命 Ｅ：電界強度 であるため、Ｅをある値以上にすると利得Ｇ（＝ ｔ／
Ｌ ）が１以上となりＸ促って一般に採用されている九
ダイオード型フォトセンサーに比較して大きな光電流が
容易に倚られる。
上記の如き光導電型のフォトセンサーの特性につき以Ｔ
説明する。
説明する。
第１図はａ−８ｌを用いた光導電型フォトセンサーの一
例を示す平面図であり、第２図はそのＩＩ−ＩＩ断面図
である。このフォトセンサーは次の様ニジて作製された
。先ず、平面性が良く且っ電気絶線性が良好なガラス基
板１（Ｉ学さ１献）を２００℃に加熱しておき、５ＩＨ
４１００％、２０５ＣＣＩＶＩ ＸＰＩ Ｌｌ−。
例を示す平面図であり、第２図はそのＩＩ−ＩＩ断面図
である。このフォトセンサーは次の様ニジて作製された
。先ず、平面性が良く且っ電気絶線性が良好なガラス基
板１（Ｉ学さ１献）を２００℃に加熱しておき、５ＩＨ
４１００％、２０５ＣＣＩＶＩ ＸＰＩ Ｌｌ−。
０．１ＴｏｒｒのＲＦグロー放箪分解法によってガラス
基板１の表面上に一様に１ ｐ厚のａ−８１光導電ｊ−
２を形成する。次に、上記グロー放電分所における５Ｉ
Ｈ４に対し１％のＰＨ３を徐加して同様にグロー放を分
解法によりａ−８１光導電増２上に一様に０．３μ厚の
ａ−８１，ｎ７１３を形成する。次に、真空蒸漸法によ
シａ−８１：ｎ＋層上に一様に０２μ厚のＡｔ電極層４
を形成する。尚、以上の工程はＦツ「望の大きさのフォ
トセンサーアレーを得るべき適宜の太ささの基板１を用
いて行われる。次に、フォトリンパターニングにより第
１図に示される様な各フォトセンサーのＡｔ電極配＃（
即ち、電極層４の形状）を、リン酸１６／硝酸１／酢酸
２／水１の組成比を有するエツチング液を用いて形成す
る。
基板１の表面上に一様に１ ｐ厚のａ−８１光導電ｊ−
２を形成する。次に、上記グロー放電分所における５Ｉ
Ｈ４に対し１％のＰＨ３を徐加して同様にグロー放を分
解法によりａ−８１光導電増２上に一様に０．３μ厚の
ａ−８１，ｎ７１３を形成する。次に、真空蒸漸法によ
シａ−８１：ｎ＋層上に一様に０２μ厚のＡｔ電極層４
を形成する。尚、以上の工程はＦツ「望の大きさのフォ
トセンサーアレーを得るべき適宜の太ささの基板１を用
いて行われる。次に、フォトリンパターニングにより第
１図に示される様な各フォトセンサーのＡｔ電極配＃（
即ち、電極層４の形状）を、リン酸１６／硝酸１／酢酸
２／水１の組成比を有するエツチング液を用いて形成す
る。
ここで、１対の電極４の形状は、第１図に示される如く
、幅１００μであり、それらの間に幅４μで折返し長さ
７５μで且つ折返しピッチが１２μの蛇行状間隔が形成
される如くである。次に、平行平板型プラズマエツチン
グ装置によ、９０Ｆ４で訝層３の露出部分（即ち電極層
４で覆われていない部分）をエツチング除去する。かく
して作製されたフォトセンサーにおいてｎ層はオーミッ
クコンタクト層である。
、幅１００μであり、それらの間に幅４μで折返し長さ
７５μで且つ折返しピッチが１２μの蛇行状間隔が形成
される如くである。次に、平行平板型プラズマエツチン
グ装置によ、９０Ｆ４で訝層３の露出部分（即ち電極層
４で覆われていない部分）をエツチング除去する。かく
して作製されたフォトセンサーにおいてｎ層はオーミッ
クコンタクト層である。
このフォトセンサーにおいて、１対の電極４０間に４ｖ
の電圧を印加した状態で、光源ＧａＰ−ＬＥＤ（波長５
５５１ｍ）を１００ ）ｆｚ同周期ＯＮ −ＯＦＦ Ｌ
（５） て基板１１ｊＩｌｌ （Ａ方向）又は電極層４１ｔｌｌ
ｌ （Ｂ方向）からそれぞれ素子向上で１０／ＩＷ／ａ
ｎとなる様に光照射する。第３図はこの様な光照射での
１周期分における電極４間に流れる光電流の応答波形を
示すグラフである。第３図から分る様に、Ａ方向からの
光入射に比べ、Ｂ方向からの光入射では初期の立上り時
（元ＯＮ応答時）にコブが観察され且つ得られる電流値
も小さく史に立下シ時（光ＯＦＦ応答時）の応答も極め
て遅い。第４図は上記の如き光照射において光源の光強
度を種々変化させた時における定常光電流の光強度依存
特性を示すグラフである。光電流工、の光強度Ｆに対す
る依存特性は一般にＩ、＝Ｆｒで表わされ、第４図にお
いて、Ａ方向からの光入射の場合にはｒ価が１．０であ
り良好なのに比べ、Ｂ方向からの光入射の場合にはｒ値
が０．６５であシかなシ低い。
の電圧を印加した状態で、光源ＧａＰ−ＬＥＤ（波長５
５５１ｍ）を１００ ）ｆｚ同周期ＯＮ −ＯＦＦ Ｌ
（５） て基板１１ｊＩｌｌ （Ａ方向）又は電極層４１ｔｌｌ
ｌ （Ｂ方向）からそれぞれ素子向上で１０／ＩＷ／ａ
ｎとなる様に光照射する。第３図はこの様な光照射での
１周期分における電極４間に流れる光電流の応答波形を
示すグラフである。第３図から分る様に、Ａ方向からの
光入射に比べ、Ｂ方向からの光入射では初期の立上り時
（元ＯＮ応答時）にコブが観察され且つ得られる電流値
も小さく史に立下シ時（光ＯＦＦ応答時）の応答も極め
て遅い。第４図は上記の如き光照射において光源の光強
度を種々変化させた時における定常光電流の光強度依存
特性を示すグラフである。光電流工、の光強度Ｆに対す
る依存特性は一般にＩ、＝Ｆｒで表わされ、第４図にお
いて、Ａ方向からの光入射の場合にはｒ価が１．０であ
り良好なのに比べ、Ｂ方向からの光入射の場合にはｒ値
が０．６５であシかなシ低い。
以上の如く、従来の光導電型フォトセンサーにおいては
、Ａ方向からの光入射に比べＢ方向からの光入射の場合
は特性がかなシ低下する。
、Ａ方向からの光入射に比べＢ方向からの光入射の場合
は特性がかなシ低下する。
ところで、最近ではフォトセンサーの基板としく６）
てセラミック初の不透明基板を用いることが要求される
場合があり、更にカラー読取のためカラーフィルターを
電極層４側に付することか要求される場合がある。この
様な場合にはＢ方向からの光入射を行うことが盛装とな
るが、上自己の如くＢ方向からの光入射時には動作ａ反
が十分でなく且つ得られる光電流も十分でない。
場合があり、更にカラー読取のためカラーフィルターを
電極層４側に付することか要求される場合がある。この
様な場合にはＢ方向からの光入射を行うことが盛装とな
るが、上自己の如くＢ方向からの光入射時には動作ａ反
が十分でなく且つ得られる光電流も十分でない。
本発明は、以上の如き従来技術に鑑み、光導電型のフォ
トセンサーにおいて、電極層側からの光入射においても
基板側からの光入射と同様に十分に速い応答速度と太き
々光電流とを得ることを目的とする。
トセンサーにおいて、電極層側からの光入射においても
基板側からの光入射と同様に十分に速い応答速度と太き
々光電流とを得ることを目的とする。
この様な目的は、光導電層と電極層との間に形成される
オーミックコンタクト層下の光４％層の少なくとも一部
に入射光線を到達せしめることにより達成される。この
よう々構造は、オーミックコンタクト層の一部が、金属
電極を上部に廟さない形態や透明又は半透明の電極を用
いる形態にすることによ）実現されるものである。
オーミックコンタクト層下の光４％層の少なくとも一部
に入射光線を到達せしめることにより達成される。この
よう々構造は、オーミックコンタクト層の一部が、金属
電極を上部に廟さない形態や透明又は半透明の電極を用
いる形態にすることによ）実現されるものである。
第５図は本発明フォトセンサーの一実施例を下す平面図
であシ、第６図はそのＶｌ−Ｖｌ（ト）ｒ面図である。
であシ、第６図はそのＶｌ−Ｖｌ（ト）ｒ面図である。
このフォトセンサーは上記第１図及び第２図に示される
フォトセンサー（以下、「従来例」という）と類似の方
法で作製された。即ち、１喘厚のガラス基板１１の表面
上にａ−８１光導電Ｊ−１２、Ａ−ｓｉ：層層１３及び
Ａｔ電極層１４を全面一様に形成し、同様に７オトリソ
パターニング及びドライエツチングによシ従来例と同様
な各フォトセンサー（第１図及び第２図参照）を形成す
る。蛇行部上のＡｔ電極のみを除去（第５図参照）した
２つの電極層１４を形成するために、蛇行部上に１００
μ中でＡｔ電極をフォトリソエツチングして第５図の形
状とした。
フォトセンサー（以下、「従来例」という）と類似の方
法で作製された。即ち、１喘厚のガラス基板１１の表面
上にａ−８１光導電Ｊ−１２、Ａ−ｓｉ：層層１３及び
Ａｔ電極層１４を全面一様に形成し、同様に７オトリソ
パターニング及びドライエツチングによシ従来例と同様
な各フォトセンサー（第１図及び第２図参照）を形成す
る。蛇行部上のＡｔ電極のみを除去（第５図参照）した
２つの電極層１４を形成するために、蛇行部上に１００
μ中でＡｔ電極をフォトリソエツチングして第５図の形
状とした。
このフォトセンサーにおいて、従来例と同様にしてＡ方
向及びＢ方向から光照射を行った場合の光電流の応答波
形のグラフ（従来例の第３図に対応）を第７図に示し、
定常光電流の光強度依存特性のグラフ（従来例の第４図
に対応）を第８図に示す。尚、これらのグラフにおいて
は従来例が点線で表わされている。
向及びＢ方向から光照射を行った場合の光電流の応答波
形のグラフ（従来例の第３図に対応）を第７図に示し、
定常光電流の光強度依存特性のグラフ（従来例の第４図
に対応）を第８図に示す。尚、これらのグラフにおいて
は従来例が点線で表わされている。
第９図は本発明フォトセンサーの他の一実施例を示す平
面図であシ、第１０図はそのＸ−Ｘ断面図である。この
フォトセンサーは上記従来例と類似の方法で作製された
。即ち、１關厚のガ゛ラス基板２１の表面上にａ−８ｌ
光導電層２２、及びａ −８１ａ ｎ 層２３を全面一
様に形成する迄は従来例と同様である。次に、８層２３
上にスパッタリング法によりインジウム−スズ・オキサ
イド（ＩＴＯ）を一様に０．２μ厚に８を層せしめＩＴ
Ｏ透明電極ノー２４を形成する。塩化第２鉄６．５ ｇ
／塩酸４０ｃｃ／水４ Ｑ ｃｃの組成比を有するエツ
チング液を用いることを除いて従来例と同様にして不要
部分のＩＴＯをエツチング除去する。次に、従来例と同
様にして不要部分のｎ層をエツチング除去する。
面図であシ、第１０図はそのＸ−Ｘ断面図である。この
フォトセンサーは上記従来例と類似の方法で作製された
。即ち、１關厚のガ゛ラス基板２１の表面上にａ−８ｌ
光導電層２２、及びａ −８１ａ ｎ 層２３を全面一
様に形成する迄は従来例と同様である。次に、８層２３
上にスパッタリング法によりインジウム−スズ・オキサ
イド（ＩＴＯ）を一様に０．２μ厚に８を層せしめＩＴ
Ｏ透明電極ノー２４を形成する。塩化第２鉄６．５ ｇ
／塩酸４０ｃｃ／水４ Ｑ ｃｃの組成比を有するエツ
チング液を用いることを除いて従来例と同様にして不要
部分のＩＴＯをエツチング除去する。次に、従来例と同
様にして不要部分のｎ層をエツチング除去する。
このフォトセンサーにおいて、従来例と同様にしてＡ方
向及びＢ方向から光照射を行った場合の光電流の応答波
形のグラフ（従来例の第３図に対応）を第１１図に示し
、定常光電流の光強度依存（９） 特性のグラフ（従来例の第４図に対応）を第１２図に示
す。尚、これらのグラフにおいては従来例が点線で示さ
れている。
向及びＢ方向から光照射を行った場合の光電流の応答波
形のグラフ（従来例の第３図に対応）を第１１図に示し
、定常光電流の光強度依存（９） 特性のグラフ（従来例の第４図に対応）を第１２図に示
す。尚、これらのグラフにおいては従来例が点線で示さ
れている。
本発明フォトセンサーにおいては基板として上記実施例
に示されたガ゛ラスの外）てセラミックその他の適宜の
材質を使用することができる。また、本発明フォトセン
サーにおいては、光４電層、オーミックコンタクト層、
透明又は不透明電極層として、上記実施例に例示された
もの以外にも、その目的を達成し得る限シにおいて適宜
の材質を用いることができる。
に示されたガ゛ラスの外）てセラミックその他の適宜の
材質を使用することができる。また、本発明フォトセン
サーにおいては、光４電層、オーミックコンタクト層、
透明又は不透明電極層として、上記実施例に例示された
もの以外にも、その目的を達成し得る限シにおいて適宜
の材質を用いることができる。
以上の如き本発明のフォトセンサーによれば、電極層側
からの光入射の場合にも十分な光電流か得られ且つ十分
速い速度にて応答することができるので、電極層側から
光入射を行う用途においても十分に満足すべき装置を構
成することができる。
からの光入射の場合にも十分な光電流か得られ且つ十分
速い速度にて応答することができるので、電極層側から
光入射を行う用途においても十分に満足すべき装置を構
成することができる。
第１図は従来のフォトセンサーの平面図であシ、第２図
はその■−…断面図であシ、第３図及び第（１０） ４図はそれぞれ従来のフォトセンサーの光電流応答波形
及び定常光電流の光強度依存％性のグラフである。第５
図及び第９図はそれぞれ本発明のフォトセンサーの一実
施例の平面図でお９、第６図及び第１０図はそれぞれそ
のＶｌ−Ｖｌ断面図及びＸ−Ｘ断面図であり、第７図と
第１１図、及び第８図と第１２図はそれぞれ本発明のフ
ォトセンサーの光電流応答波形及び定常光電流の光強度
依存特性のグラフである。 １．１１．２１・・・ガラス基板、２，１２．２２−・
・ｈ−８ｉ光導電層、３ 、１３ 、２３−ａ−８ｉ
：ｎ＋層、４．１４・・・Ａｔ電極層、２４・・・ＩＴ
Ｏ透明電極層。 （１１） ５（罪震ツ） ９（叱益々）
はその■−…断面図であシ、第３図及び第（１０） ４図はそれぞれ従来のフォトセンサーの光電流応答波形
及び定常光電流の光強度依存％性のグラフである。第５
図及び第９図はそれぞれ本発明のフォトセンサーの一実
施例の平面図でお９、第６図及び第１０図はそれぞれそ
のＶｌ−Ｖｌ断面図及びＸ−Ｘ断面図であり、第７図と
第１１図、及び第８図と第１２図はそれぞれ本発明のフ
ォトセンサーの光電流応答波形及び定常光電流の光強度
依存特性のグラフである。 １．１１．２１・・・ガラス基板、２，１２．２２−・
・ｈ−８ｉ光導電層、３ 、１３ 、２３−ａ−８ｉ
：ｎ＋層、４．１４・・・Ａｔ電極層、２４・・・ＩＴ
Ｏ透明電極層。 （１１） ５（罪震ツ） ９（叱益々）
Claims (5)
- （１）光導電層上にそれぞれオートミックコンタクト層
を介して１対の電極層を付与してなる光導電型フォトセ
ンサーにおいて、入射光がオーミックコンタクト層下の
光導電層の少なくとも一部に到達する様に＃４成されて
いることを特徴とする、フォトセンサー。 - （２）光導電層がアモルファスシリコンかラナル、第１
項の７オトセンサー。 - （３） オーミックコンタクト層が？アモルファスシリ
コン層である、第１項のフォトセンサー。 - （４）１対の電極層の間においてオーミックコンタクト
層が露出している、第１項の７オトセンサー 〇 - （５） 電極層が透明又は半透明である、第１項の７オ
トセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231507A JPS60124884A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | フォトセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231507A JPS60124884A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | フォトセンサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124884A true JPS60124884A (ja) | 1985-07-03 |
| JPH0433144B2 JPH0433144B2 (ja) | 1992-06-02 |
Family
ID=16924573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231507A Granted JPS60124884A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | フォトセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124884A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005311324A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Canon Inc | 光半導体装置およびその製造方法 |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP58231507A patent/JPS60124884A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005311324A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Canon Inc | 光半導体装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433144B2 (ja) | 1992-06-02 |
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