JPS60239055A - アモルフアスシリコン光センサ - Google Patents
アモルフアスシリコン光センサInfo
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- JPS60239055A JPS60239055A JP59095377A JP9537784A JPS60239055A JP S60239055 A JPS60239055 A JP S60239055A JP 59095377 A JP59095377 A JP 59095377A JP 9537784 A JP9537784 A JP 9537784A JP S60239055 A JPS60239055 A JP S60239055A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 17
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/075—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
- H01L31/076—Multiple junction or tandem solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
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- H01L27/146—Imager structures
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-
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- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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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〕
本発明はアモルファスシリコン（ａ−３ｔ）光起電力型
の光センサ、特に色識別機能を備えた光センサに関する
ものである。
の光センサ、特に色識別機能を備えた光センサに関する
ものである。
従来ａ−３ｔ光起電力型の光センサとしては第６図に示
す如きものが知られている。第６図は従来の光センサを
示す断面構造図であり、図中２１は透明絶縁基板、２２
は透明電極膜、２３はｐ型ａ−３ｔ層、２４はｉ型ａ−
８ｔ層、２５はｎ型ａ−３ｔ層、２６は裏面電極を示し
ている。
す如きものが知られている。第６図は従来の光センサを
示す断面構造図であり、図中２１は透明絶縁基板、２２
は透明電極膜、２３はｐ型ａ−３ｔ層、２４はｉ型ａ−
８ｔ層、２５はｎ型ａ−３ｔ層、２６は裏面電極を示し
ている。
そして前記透明絶縁基板２１上に光帯域フィルタ２７を
形成してあた、該光帯域フィルタ２７を透過した波長の
光がアモルファスシリコン光起電力素子に所定の起電力
を生ぜしめ、当該波長の光が検出されるようになってい
る。
形成してあた、該光帯域フィルタ２７を透過した波長の
光がアモルファスシリコン光起電力素子に所定の起電力
を生ぜしめ、当該波長の光が検出されるようになってい
る。
しかしこのような構成にあっては光帯域フィルタを用い
る必要があるため信頼性がフィルタ機能に影響され、ま
た単色しか検出出来ない難点があった。
る必要があるため信頼性がフィルタ機能に影響され、ま
た単色しか検出出来ない難点があった。
また２色を識別する光センサとしては第７図に示す如き
ものも知られている（特公昭５Ｂ−３９３８８号）。
ものも知られている（特公昭５Ｂ−３９３８８号）。
第７図は従来の２色識別機能を有する光センサを示す断
面構造図であり、ガラス基板３１の上面に赤色に対して
感度を大きくした第１の光導電素子３２、例えばＣｄＳ
にＣｄＳｅを付加したもの及びこれと接触させた電極３
３．３３を形成し、次いでこの上に透明絶縁Ｎ３４を形
成し、更にこの」二に緑に対し特に感度が高く、赤色成
分は透過する材料、例えばＣｄＳを用いた第２の光導電
素子３５及びこれと接触する電極３６．３６を積層形成
して構成され、第１゜第２の光導電素子３２．３５を透
過する過程で赤色系の光は第１の光導電素子３２によっ
て、また青〜緑色系の光は第２の光導電素子３５にて夫
々検出されるようになっている。
面構造図であり、ガラス基板３１の上面に赤色に対して
感度を大きくした第１の光導電素子３２、例えばＣｄＳ
にＣｄＳｅを付加したもの及びこれと接触させた電極３
３．３３を形成し、次いでこの上に透明絶縁Ｎ３４を形
成し、更にこの」二に緑に対し特に感度が高く、赤色成
分は透過する材料、例えばＣｄＳを用いた第２の光導電
素子３５及びこれと接触する電極３６．３６を積層形成
して構成され、第１゜第２の光導電素子３２．３５を透
過する過程で赤色系の光は第１の光導電素子３２によっ
て、また青〜緑色系の光は第２の光導電素子３５にて夫
々検出されるようになっている。
しかし上記したセンサにあっては構成は比較的簡単であ
るが、光電変換素子間に透明絶縁層３４を形成せねばな
らず、工程の煩わしさがある外、光損失も大きいなどの
問題があった。
るが、光電変換素子間に透明絶縁層３４を形成せねばな
らず、工程の煩わしさがある外、光損失も大きいなどの
問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところはａ−３ｉ層が青〜緑色系の光に対し
ては吸収が大きく、赤色系の光に刻しては吸収が小さい
という光の吸収特性を利用して正確に２色、特に青〜緑
系の光と赤色系の光とを識別し得るようにしたアモルフ
ァスシリコン光センサを提供するにある。
目的とするところはａ−３ｉ層が青〜緑色系の光に対し
ては吸収が大きく、赤色系の光に刻しては吸収が小さい
という光の吸収特性を利用して正確に２色、特に青〜緑
系の光と赤色系の光とを識別し得るようにしたアモルフ
ァスシリコン光センサを提供するにある。
本発明に係るアモルファスシリコン光センサはアモルフ
ァスシリコン光を起電力型センサにおいて、ｐ−１−ｎ
型のフォトダイオード２１［１ｉ１をその極性を逆向き
にして重合形成した構造を有することを特徴とする。
ァスシリコン光を起電力型センサにおいて、ｐ−１−ｎ
型のフォトダイオード２１［１ｉ１をその極性を逆向き
にして重合形成した構造を有することを特徴とする。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。
説明する。
第１図は本発明に係るアモルファスシリコン光センサ（
以下本発明品という）の断面構造図であた、図中１は透
明絶縁基板、２は透明電極膜、３はｐ型Ｂ−３４，４は
ｉ型ａ−３ｉ 、５はｎ型ａ−５ｊｉｉｊ、６ばｉ型ａ
−３ｉｌｉ、７はｐ型ａ−３ｉ層、８は裏面電極膜を示
している。ｐ型ａ −３ｉ層３、ｉ型ａ−３ｉ層４、ｎ
型ａ−５ｉ層５の３層によってｐ−ｔ−ｎ型のフォトダ
イオード（以下フロントセルという）■、が、またｎ型
ａ−３ｉ層５、ｉ型ａ−３ｉｉｉ６、ｐ型ａ−３ｉ層７
の３層によって前記フォトダイオードＨ１と極性方向が
逆向きとなったｎ−１−ｐ型のフォトダイオード（以下
バンクセルという）Ｈ２が一体的に重合して積層形成さ
れている。前記フロントセルＨ１（７）ｉ型ａ−３ｉ
Ｎ４ハソ０）層厚を５ｏｏ〜１ｏｏｏ人に、またハック
セルＨ２のｉ型ａ−３ｉ層６はその層厚をフロントセル
Ｈ１のそれよりも厚＜ ５０００〜１ｏｏｏｏ人の厚さ
に設定しである。他のｐｒ ｎ層については従来と同様
である。フロントセルＨ１のｉ型ａ−５ｉ層４の層厚を
５ｏｏ〜１ｏｏｏ人としたのは５００人未満では青〜緑
色系光に対する吸収が十分でなく、また１０００Å以上
では赤色系の光に対する吸収が大きくなることによる。
以下本発明品という）の断面構造図であた、図中１は透
明絶縁基板、２は透明電極膜、３はｐ型Ｂ−３４，４は
ｉ型ａ−３ｉ 、５はｎ型ａ−５ｊｉｉｊ、６ばｉ型ａ
−３ｉｌｉ、７はｐ型ａ−３ｉ層、８は裏面電極膜を示
している。ｐ型ａ −３ｉ層３、ｉ型ａ−３ｉ層４、ｎ
型ａ−５ｉ層５の３層によってｐ−ｔ−ｎ型のフォトダ
イオード（以下フロントセルという）■、が、またｎ型
ａ−３ｉ層５、ｉ型ａ−３ｉｉｉ６、ｐ型ａ−３ｉ層７
の３層によって前記フォトダイオードＨ１と極性方向が
逆向きとなったｎ−１−ｐ型のフォトダイオード（以下
バンクセルという）Ｈ２が一体的に重合して積層形成さ
れている。前記フロントセルＨ１（７）ｉ型ａ−３ｉ
Ｎ４ハソ０）層厚を５ｏｏ〜１ｏｏｏ人に、またハック
セルＨ２のｉ型ａ−３ｉ層６はその層厚をフロントセル
Ｈ１のそれよりも厚＜ ５０００〜１ｏｏｏｏ人の厚さ
に設定しである。他のｐｒ ｎ層については従来と同様
である。フロントセルＨ１のｉ型ａ−５ｉ層４の層厚を
５ｏｏ〜１ｏｏｏ人としたのは５００人未満では青〜緑
色系光に対する吸収が十分でなく、また１０００Å以上
では赤色系の光に対する吸収が大きくなることによる。
またバンクセルＨ１のｉ型ａ−３ｉ層６の層厚を５００
０−１．００００人としたのは５０００人未満では赤色
系の光に対し十分な吸収力が得られず、また１００００
人を越えると内部抵抗が増大して感度が低下することに
よる。
０−１．００００人としたのは５０００人未満では赤色
系の光に対し十分な吸収力が得られず、また１００００
人を越えると内部抵抗が増大して感度が低下することに
よる。
ａ−８層層の光吸収計数は短波長光に対しては大きく長
波長光に対しては小さいという性質を有しており、従っ
て透明絶縁基板１を経て入射された光のうち短波長光は
層厚さは薄いがフロントセルＨ１でその大半を吸収され
バックセルＨ２側には殆ど達しない。
波長光に対しては小さいという性質を有しており、従っ
て透明絶縁基板１を経て入射された光のうち短波長光は
層厚さは薄いがフロントセルＨ１でその大半を吸収され
バックセルＨ２側には殆ど達しない。
逆に赤色系の長波長光はフロントセルＨ１のａ−３ｉｌ
ｌｉｉが薄いことからその殆どが吸収されることなくバ
ンクセルＨ２に到達し、厚膜のバンクセルで吸収される
こととなる。
ｌｉｉが薄いことからその殆どが吸収されることなくバ
ンクセルＨ２に到達し、厚膜のバンクセルで吸収される
こととなる。
第５図はａ−３ｉ層の光吸収特性を示すグラフであって
横軸んに波長（ｎｍ）を、また縦軸に相対感度をとって
示してあり、グラフ中実線はａ−３ｉ層の、また一点鎖
線は比較例として示す単結晶シリコン光センサの各特性
を示している。このグラフから明らかなようにａ−３ｉ
層は４００〜７００ ｎｍの短波長光に対しては高い感
度、即ち吸収特性を呈するが、８００ｎｍを越える波長
域の光に対する吸収特性が低いことが解る。従って８０
０ｎｍ以上の長波長域の光に対してはａ−３ｉ層を厚く
することによってその吸収特性を増すことにより、夫々
の波長域の光に対しての検出機能が得られることとなる
。
横軸んに波長（ｎｍ）を、また縦軸に相対感度をとって
示してあり、グラフ中実線はａ−３ｉ層の、また一点鎖
線は比較例として示す単結晶シリコン光センサの各特性
を示している。このグラフから明らかなようにａ−３ｉ
層は４００〜７００ ｎｍの短波長光に対しては高い感
度、即ち吸収特性を呈するが、８００ｎｍを越える波長
域の光に対する吸収特性が低いことが解る。従って８０
０ｎｍ以上の長波長域の光に対してはａ−３ｉ層を厚く
することによってその吸収特性を増すことにより、夫々
の波長域の光に対しての検出機能が得られることとなる
。
而してフロントセルＨ１からは青〜緑色系の光レヘルに
応じた起電力が、またパンクセルＨ２からは赤色系の光
レベルに応じた起電力が夫々発生することとなり、青〜
緑色系、赤色系の光が検知されることとなる。
応じた起電力が、またパンクセルＨ２からは赤色系の光
レベルに応じた起電力が夫々発生することとなり、青〜
緑色系、赤色系の光が検知されることとなる。
第２図は前記した光センサの等価回路図であり、フロン
トセルＨ０とパンクセルＨ２とがそのカソード側同士を
接続した構成となっており、青〜緑色系の光がフロント
セルＨ１から入射したときは第３図に示す如く検出抵抗
９の両端にフロントセルＨ１のアノード側が土掻、バッ
クセルＨ２のアノード側の一極とする電圧が形成され、
矢符で示す如くに電流が通流する。また赤色系の光が入
射されたときはフロントセルＨ＋では検出されず、バッ
クセルＨ２で検出され第４図に示す如く検出抵抗９の両
端にフロン１−セルＨ１のアノード側が−ｉ、バックセ
ルＨ２のアノード側か十極トナった電圧が形成され、矢
符で示す如くに電流が通流する。
トセルＨ０とパンクセルＨ２とがそのカソード側同士を
接続した構成となっており、青〜緑色系の光がフロント
セルＨ１から入射したときは第３図に示す如く検出抵抗
９の両端にフロントセルＨ１のアノード側が土掻、バッ
クセルＨ２のアノード側の一極とする電圧が形成され、
矢符で示す如くに電流が通流する。また赤色系の光が入
射されたときはフロントセルＨ＋では検出されず、バッ
クセルＨ２で検出され第４図に示す如く検出抵抗９の両
端にフロン１−セルＨ１のアノード側が−ｉ、バックセ
ルＨ２のアノード側か十極トナった電圧が形成され、矢
符で示す如くに電流が通流する。
これらの電流を検出することによって青〜緑色系の光及
び赤色系の光が個別に検出されることとなる。
び赤色系の光が個別に検出されることとなる。
以上の如く本発明にあってはｐ−１−ｎ型のフォトダイ
オードをその極性方向が逆になるよう２個重合形成した
構成としであるから製造が簡単であることは勿論、青〜
緑色系光と赤色系光とが夫々フォトダイオードの光透過
性及び形成厚さを利用して容易に分離検出出来、正確な
色の識別を行い得、特に赤黒２色のファクシミリ装置、
コピー装置等に利用し得るなど、本発明は優れた効果を
奏するものである。
オードをその極性方向が逆になるよう２個重合形成した
構成としであるから製造が簡単であることは勿論、青〜
緑色系光と赤色系光とが夫々フォトダイオードの光透過
性及び形成厚さを利用して容易に分離検出出来、正確な
色の識別を行い得、特に赤黒２色のファクシミリ装置、
コピー装置等に利用し得るなど、本発明は優れた効果を
奏するものである。
第１図は本発明品の断面構造図、第２図は本発明品の等
価回路図、第３，４図は青〜緑色系光と赤色系光とが入
射した場合の等価回路における電流の通流方向を示す説
明図、第５図はａ−５ｉＮの光吸収特性を示すグラフ、
第６．７図は従来品の断面構造図である。 Ｉ・・・透明絶縁基板 ２・・・透明電極 ３・・・ｐ
型ａ−３ｉ層 ４− ｉ型ａ−３ｔａｆｆ ５□＝ｎ型
ａ−３ｉ層 ６−ｉ型ａ−３ｉ層 ７ ・ｐ型ａ−ｓｉ
ｌｉｉｆ８・・・裏面電極 Ｈｌ・・・フロントセル
Ｈ２・・・バックセル 特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 第 １ 図 第５図 第 ２ 図 第 ４ 図
価回路図、第３，４図は青〜緑色系光と赤色系光とが入
射した場合の等価回路における電流の通流方向を示す説
明図、第５図はａ−５ｉＮの光吸収特性を示すグラフ、
第６．７図は従来品の断面構造図である。 Ｉ・・・透明絶縁基板 ２・・・透明電極 ３・・・ｐ
型ａ−３ｉ層 ４− ｉ型ａ−３ｔａｆｆ ５□＝ｎ型
ａ−３ｉ層 ６−ｉ型ａ−３ｉ層 ７ ・ｐ型ａ−ｓｉ
ｌｉｉｆ８・・・裏面電極 Ｈｌ・・・フロントセル
Ｈ２・・・バックセル 特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 第 １ 図 第５図 第 ２ 図 第 ４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アモルファスシリコン光起電力型センサにおいて、
ｐ−４−ｎ型のフォトダイオード２個をその極性を逆向
きにして重合形成した構造を有することを特徴とするア
モルファスシリコン光センサ。 ２、前記フォトダイオードのうち光入射側に位置するフ
ォトダイオードのｉ層の膜厚は５００〜１５００人の範
囲に、また他方のフォトダイオードのｉｉｉの膜厚は５
０００〜１００００人の範囲である特許請求の範囲第１
項記載のアモルファスシリコン光センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59095377A JPS60239055A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | アモルフアスシリコン光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59095377A JPS60239055A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | アモルフアスシリコン光センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60239055A true JPS60239055A (ja) | 1985-11-27 |
Family
ID=14135948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59095377A Pending JPS60239055A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | アモルフアスシリコン光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60239055A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光検出装置およびその製造方法 |
| US5648675A (en) * | 1994-09-02 | 1997-07-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with heterojunction |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58105568A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-23 | Fujitsu Ltd | カラ−イメ−ジ長尺センサ |
-
1984
- 1984-05-11 JP JP59095377A patent/JPS60239055A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58105568A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-23 | Fujitsu Ltd | カラ−イメ−ジ長尺センサ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光検出装置およびその製造方法 |
| US5648675A (en) * | 1994-09-02 | 1997-07-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device with heterojunction |
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