JPS60247965A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPS60247965A JPS60247965A JP59103825A JP10382584A JPS60247965A JP S60247965 A JPS60247965 A JP S60247965A JP 59103825 A JP59103825 A JP 59103825A JP 10382584 A JP10382584 A JP 10382584A JP S60247965 A JPS60247965 A JP S60247965A
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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
-
- 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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】
本発明は固体撮像素子に関する。
本発明は暗電流が小さく、光感度の優れた固体撮像素子
（以下光センサーと略す）を再現性よく提供することを
目的としたものである。
（以下光センサーと略す）を再現性よく提供することを
目的としたものである。
近年、光センサー材料として、プラズマＣＶＤ法、スパ
ッタリング法等で形成する非晶質シリコン（ａ−８ｉ）
が注目されている。該材料は可視光（３５０〜８００ｎ
ｍ）での光感度に優れておりイメージセンサ−等の用途
に期待されている。
ッタリング法等で形成する非晶質シリコン（ａ−８ｉ）
が注目されている。該材料は可視光（３５０〜８００ｎ
ｍ）での光感度に優れておりイメージセンサ−等の用途
に期待されている。
第１図に従来使用されている光センサーの概念図を示す
。
。
第１−において、１１はシリコン乞含有する光導電層、
１２及び１５は′電極で、光入射側の電極は透明電極に
なっている。
１２及び１５は′電極で、光入射側の電極は透明電極に
なっている。
この様な構造の光センサーでは第２図にその暗電流特性
の一例を示す様に、電極１２及び１３の間に印加する電
圧を上げると暗電流が大巾に増加する傾向にある。これ
は、電極と光導電層との界面からのキャリアの注入がそ
の原因と考えられる、又この暗電流特性は、電極の材質
に依存する他、同一基板内でも太き（ばらつくことがあ
り、再現性良く暗電流ビ低（保つことが困難であった。
の一例を示す様に、電極１２及び１３の間に印加する電
圧を上げると暗電流が大巾に増加する傾向にある。これ
は、電極と光導電層との界面からのキャリアの注入がそ
の原因と考えられる、又この暗電流特性は、電極の材質
に依存する他、同一基板内でも太き（ばらつくことがあ
り、再現性良く暗電流ビ低（保つことが困難であった。
本発明は、この様な欠点ン除去するもので、光導電層３
１と電極３２．５３の間にシリコン及びカーボン馨含有
する半導体層３４．３５を設けることにより暗電流か小
さく、光感度の優れた光センサーン再現性よく提供する
ことを目的としたものである。
１と電極３２．５３の間にシリコン及びカーボン馨含有
する半導体層３４．３５を設けることにより暗電流か小
さく、光感度の優れた光センサーン再現性よく提供する
ことを目的としたものである。
第３図に本発明に基づく光センサーの構造の概念図を示
す。
す。
第６図において、３１はシリコンを含有する光導電層、
６２及び６３は電極で、光入射側の電極は透明電極にな
っている。３４及び３５は本発明に基づくシリコン及び
カーボン馨含有する半導体層である。同、該半導体層に
は、暗電流特性Ｚ向上させるために、元素周期表中第■
−ｂ族４！５ｐｐｎ〜５％原子数パーセント、元素周期
表中筒Ｖ−ｂ族Ｙ ５ ｐｐｍ〜０．５％原子数パーセ
ント混入する場合もある。
６２及び６３は電極で、光入射側の電極は透明電極にな
っている。３４及び３５は本発明に基づくシリコン及び
カーボン馨含有する半導体層である。同、該半導体層に
は、暗電流特性Ｚ向上させるために、元素周期表中第■
−ｂ族４！５ｐｐｎ〜５％原子数パーセント、元素周期
表中筒Ｖ−ｂ族Ｙ ５ ｐｐｍ〜０．５％原子数パーセ
ント混入する場合もある。
次に、本発明の実施例について、図面とともに詳細に説
明する。
明する。
第４図に本発明に基づく光センサーの実施例の断面図を
示す。
示す。
第４図において、４１はガラス等の絶縁基板、４２はＡ
ｔ、Ｏｒ等より成る下部電極、４３は水素又はハロゲン
を含有する非晶質シリコンより成る光導電層、４４は工
Ｔｏ等より成る透明上部電極で光は上部より入射する構
造罠なっている。又４５は本発明に基づ（シリコン及び
カーボンを含有する半導体層で、水素又はハロゲンを含
有する非晶質シリコンにカーボンをドープすることによ
り、電極４４からのキャリアの注入を防ぎ、暗電流を低
く押さえると共に、光学的バンドギャップを広げ入射し
た光を効率よ（光導＊ｔ＝４ｓｒｃ伝える窓としての役
割も担っている。同、電極４４にｅを印加する場合、Ｕ
半導層４５にボロン等の元素周期表中筒［［−ｂ族”ｒ
ｓ ｐｐｍ〜５％原子数パーセントの間で適量混入す
ることにより、暗電流をボロンノンドープの場合と比べ
て１ケタ程度低くすることもできる。又、該半導体層の
膜厚は、６００〜７００大程度でカーボンのドープ量と
膜厚Ｚ最適化することにより該半導体層での光の吸収変
Ｚ４５０ｎｍで１０％未満に押えることができる。又、
４６は本発明に基づ（シリコン及びカーボン乞含有する
半導体層で、水素又はハロゲンを含有する非晶質シリコ
ンにカーボンをドープすることにより、電極４２からの
キャリアの注入ン防ぎ、暗電流ケ低く押さえることを目
的としたものである。同、該半導体層の膜厚は、カーボ
ンのドープ量を最適化することにより少な（とも３００
〜２００ＯＡの間で使用可能である。又、該′ｆＬ極４
２に■を印加する場合、リン等の元素周期表中筒Ｖ−ｂ
族Ｙ ５ｐｐｍ〜０．５％原子数パーセントの間で適量
混入することにより、暗電流特性乞向上できる他、リン
ノンドープの場合でも十分な暗電流特性が得られた。
ｔ、Ｏｒ等より成る下部電極、４３は水素又はハロゲン
を含有する非晶質シリコンより成る光導電層、４４は工
Ｔｏ等より成る透明上部電極で光は上部より入射する構
造罠なっている。又４５は本発明に基づ（シリコン及び
カーボンを含有する半導体層で、水素又はハロゲンを含
有する非晶質シリコンにカーボンをドープすることによ
り、電極４４からのキャリアの注入を防ぎ、暗電流を低
く押さえると共に、光学的バンドギャップを広げ入射し
た光を効率よ（光導＊ｔ＝４ｓｒｃ伝える窓としての役
割も担っている。同、電極４４にｅを印加する場合、Ｕ
半導層４５にボロン等の元素周期表中筒［［−ｂ族”ｒ
ｓ ｐｐｍ〜５％原子数パーセントの間で適量混入す
ることにより、暗電流をボロンノンドープの場合と比べ
て１ケタ程度低くすることもできる。又、該半導体層の
膜厚は、６００〜７００大程度でカーボンのドープ量と
膜厚Ｚ最適化することにより該半導体層での光の吸収変
Ｚ４５０ｎｍで１０％未満に押えることができる。又、
４６は本発明に基づ（シリコン及びカーボン乞含有する
半導体層で、水素又はハロゲンを含有する非晶質シリコ
ンにカーボンをドープすることにより、電極４２からの
キャリアの注入ン防ぎ、暗電流ケ低く押さえることを目
的としたものである。同、該半導体層の膜厚は、カーボ
ンのドープ量を最適化することにより少な（とも３００
〜２００ＯＡの間で使用可能である。又、該′ｆＬ極４
２に■を印加する場合、リン等の元素周期表中筒Ｖ−ｂ
族Ｙ ５ｐｐｍ〜０．５％原子数パーセントの間で適量
混入することにより、暗電流特性乞向上できる他、リン
ノンドープの場合でも十分な暗電流特性が得られた。
第５図に本発明に基づく光センサーの暗電流及び充電流
特性を示す〇 第５図において、５１又は５２は、それぞれ半導体層５
４又は３５のみン有する光センサーの暗電流特性であり
、電圧を印加するにつれて電極からのキャリアの注入が
著しくなることがわかる。
特性を示す〇 第５図において、５１又は５２は、それぞれ半導体層５
４又は３５のみン有する光センサーの暗電流特性であり
、電圧を印加するにつれて電極からのキャリアの注入が
著しくなることがわかる。
又、図において５３及び５４は本発明に基づく半導体層
５４．３５Ｙ：有する光センサーの暗電流及び充電流特
性である。同、５４は４５０ ｎｍの光を１０μＷ／ｄ
照射した場合の充電流特性である。
５４．３５Ｙ：有する光センサーの暗電流及び充電流特
性である。同、５４は４５０ ｎｍの光を１０μＷ／ｄ
照射した場合の充電流特性である。
図より、本発明に基づ（センサー構造を採用することに
より、理論限界に近い光感度を保ちつつ暗電流Ｙ Ｉ
Ｄ−” Ａ／−のオーダーに押さえろことができること
かわかる。
より、理論限界に近い光感度を保ちつつ暗電流Ｙ Ｉ
Ｄ−” Ａ／−のオーダーに押さえろことができること
かわかる。
さらに、第５因にその暗電流特性を示したサンプルでは
、１μｍであった光導電層の膜厚ｔさらに薄＜Ｌ、０．
３μｍ程度にしても暗電流を〜２ Ｘ １０−’Ａ／−
程度に押さえることが可能であることが確認されている
。
、１μｍであった光導電層の膜厚ｔさらに薄＜Ｌ、０．
３μｍ程度にしても暗電流を〜２ Ｘ １０−’Ａ／−
程度に押さえることが可能であることが確認されている
。
又、本元センサーでは、従来の光センサーでみられた同
一クニーバー内や下地電極４２の材質による暗電流特性
の著しいばらつきや製造装置による特性のばらつきが、
大巾に低減され、下地電極の材質や製造装置によらず、
一定の特性を再現性よく得ることが可能となった。
一クニーバー内や下地電極４２の材質による暗電流特性
の著しいばらつきや製造装置による特性のばらつきが、
大巾に低減され、下地電極の材質や製造装置によらず、
一定の特性を再現性よく得ることが可能となった。
さらに、従来の構造に比べ、特性の安定性・信頼性も大
巾に向上した。
巾に向上した。
以上述べた様に、本発明によれば、良好な暗電流、光電
流特性及び信頼性を有する光センサーをより薄い膜厚で
、しかも再現性良（作製することか可能となる。
流特性及び信頼性を有する光センサーをより薄い膜厚で
、しかも再現性良（作製することか可能となる。
同、半導体層３４又は３５には、カーボンをドーピング
した場合か最も好ましい結果か得られたが、他に、窒素
又は酸素乞適量ドーピングすることによっても良好な特
性が得られた。
した場合か最も好ましい結果か得られたが、他に、窒素
又は酸素乞適量ドーピングすることによっても良好な特
性が得られた。
又、本発明に基づく半導体層３４．６５乞有するセンサ
ー構造は、第４図に示したサンドインチ型光センササ−
の他に基板側より光か入射するサンドインチ型光センサ
サや、プレーナ型光センサー等にも応用できろものであ
る。
ー構造は、第４図に示したサンドインチ型光センササ−
の他に基板側より光か入射するサンドインチ型光センサ
サや、プレーナ型光センサー等にも応用できろものであ
る。
第１図は従来使用されている光センサーの概念図である
。１１．光導電層、１２，１３．を極第２図は従来使用
されている光センサーの暗電流特性の一例である。 第３図は本発明に基づく光センサーの概念図である。６
１．光導電層、５２，５５．’電極、５４，５５゜半導
体層 第４図は本発明に基づく光センサーの断面図である。４
１．基板、４２．下部電極、４３．光導電層、４４．透
明を極、４５，４６．半導体層第５図は本発明に基づく
光センサーの暗電流及び光電流特性である。５１，５２
．片ブロッキング構造の暗電流特性、５３． ５４．本
発明に基づく両ブロッキング構造光センサーの暗電流及
び光電流特性。 以上 出願人 株式会社諏訪精工舎 代理人弁理士 最 上 務 第１図 第２図 第４図
。１１．光導電層、１２，１３．を極第２図は従来使用
されている光センサーの暗電流特性の一例である。 第３図は本発明に基づく光センサーの概念図である。６
１．光導電層、５２，５５．’電極、５４，５５゜半導
体層 第４図は本発明に基づく光センサーの断面図である。４
１．基板、４２．下部電極、４３．光導電層、４４．透
明を極、４５，４６．半導体層第５図は本発明に基づく
光センサーの暗電流及び光電流特性である。５１，５２
．片ブロッキング構造の暗電流特性、５３． ５４．本
発明に基づく両ブロッキング構造光センサーの暗電流及
び光電流特性。 以上 出願人 株式会社諏訪精工舎 代理人弁理士 最 上 務 第１図 第２図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ シリコン乞含有する光導電層（６１）、及び１対の
電極（３２，３３）より成る固体撮像素子において、該
光導電層と該電極の間に、少なくともシリコン及びカー
ボン乞含有する半導体層（６４，３５）を設けたことｙ
１１′％徴とする固体撮像索子。 ■ 前記半導体層の一万に元素周期表中箱ｍ −ｂ族を
５ ｐｐｍ〜５％原子数パーセント混入した事を特徴と
する特許請求の範囲第一項記載の固体撮像素子。 ■ 特許請求の範囲第一項において、半導体層の一万例
えば３５に元素周期表中箱Ｖ−ｂ族を５１）ｐｍ〜０．
５％原子数パーセント混入した事を特徴とする固体撮像
素子。 ■ 特許請求の範囲第一項において、前記光導電層及び
半導体層の材料として水素又はハロゲンを含有する非晶
質シリコンを用いたこと？特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103825A JPH0673371B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59103825A JPH0673371B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247965A true JPS60247965A (ja) | 1985-12-07 |
| JPH0673371B2 JPH0673371B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=14364186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59103825A Expired - Lifetime JPH0673371B2 (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673371B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61135153A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-23 | Toshiba Corp | イメ−ジセンサ |
| JPS6348858A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Fuji Electric Co Ltd | 光センサアレイ |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57126175A (en) * | 1981-01-29 | 1982-08-05 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Amorphous silicon carbide/amorophous silicon hetero junction optoelectric element |
| JPS57187976A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor photoelectric converter |
| JPS57197853A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-04 | Hitachi Ltd | Thin-film diode array |
| JPS5861662A (ja) * | 1981-10-08 | 1983-04-12 | Nec Corp | イメ−ジセンサ− |
| JPS5897862A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-10 | Nec Corp | 密着型イメ−ジセンサ |
| JPS59202663A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Toshiba Corp | 光電変換部材 |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP59103825A patent/JPH0673371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57126175A (en) * | 1981-01-29 | 1982-08-05 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Amorphous silicon carbide/amorophous silicon hetero junction optoelectric element |
| JPS57187976A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor photoelectric converter |
| JPS57197853A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-04 | Hitachi Ltd | Thin-film diode array |
| JPS5861662A (ja) * | 1981-10-08 | 1983-04-12 | Nec Corp | イメ−ジセンサ− |
| JPS5897862A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-10 | Nec Corp | 密着型イメ−ジセンサ |
| JPS59202663A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Toshiba Corp | 光電変換部材 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61135153A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-23 | Toshiba Corp | イメ−ジセンサ |
| JPS6348858A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Fuji Electric Co Ltd | 光センサアレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0673371B2 (ja) | 1994-09-14 |
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