JPS6077472A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPS6077472A JPS6077472A JP58185345A JP18534583A JPS6077472A JP S6077472 A JPS6077472 A JP S6077472A JP 58185345 A JP58185345 A JP 58185345A JP 18534583 A JP18534583 A JP 18534583A JP S6077472 A JPS6077472 A JP S6077472A
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- 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
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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
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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、光電変換素子に係り、特に、ファクシミリ等
の画像入力部に使用される光電変換素子に関する。
の画像入力部に使用される光電変換素子に関する。
（従来技術〕
光導電体として、たとえば非晶質水素化シリコン（ａ−
ｓｉ：Ｈ）を使用し、これを透光性電極と金属電極で挾
んだサンドインチ構造の光電変換素子は、優れた光電変
換特性を有し、かつ構造が簡単であることから、縮小光
学系を必要としない大面積デバイスとして幅広い用途が
期待されている。
ｓｉ：Ｈ）を使用し、これを透光性電極と金属電極で挾
んだサンドインチ構造の光電変換素子は、優れた光電変
換特性を有し、かつ構造が簡単であることから、縮小光
学系を必要としない大面積デバイスとして幅広い用途が
期待されている。
最近、暗電流の温度特性を改善し、ＳＮ比の優れたセン
サを提供するという目的等により、透光性電極と光導電
体層すなわち、非晶質水素化シリコン層との間に、透光
性電極からの電荷の注入および光導電体層内で熱的に励
起された電荷の移動を阻止するためのブロッキング層と
して、絶縁層を介在させた構造の光電変換素子が提案さ
れてむ）る。
サを提供するという目的等により、透光性電極と光導電
体層すなわち、非晶質水素化シリコン層との間に、透光
性電極からの電荷の注入および光導電体層内で熱的に励
起された電荷の移動を阻止するためのブロッキング層と
して、絶縁層を介在させた構造の光電変換素子が提案さ
れてむ）る。
ところで、かかる構造のセンサにおいて、明暗比の高い
信号を得るためには、金属電極に対して透光性電極側を
負バイアスで動作させる必要がある。しかしながら、駆
動回路部は、一般に正／ ｚｌイアスで動作しているた
め、駆動回路部用の正！くイアスミ源とセンサ部専用の
負バイアス電源との２つが必要となり、装置の小型化お
よびコストの低減化をはばむ原因となっていた。
信号を得るためには、金属電極に対して透光性電極側を
負バイアスで動作させる必要がある。しかしながら、駆
動回路部は、一般に正／ ｚｌイアスで動作しているた
め、駆動回路部用の正！くイアスミ源とセンサ部専用の
負バイアス電源との２つが必要となり、装置の小型化お
よびコストの低減化をはばむ原因となっていた。
し発明の目的〕
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、透明電極
側を負バイアスで動作させ、駆動回路部用の電源とセン
サ部用の電源との共用化をはかり、小型で製造コストの
低い光電変換素子を提供することを目的とする。
側を負バイアスで動作させ、駆動回路部用の電源とセン
サ部用の電源との共用化をはかり、小型で製造コストの
低い光電変換素子を提供することを目的とする。
［、発明の構成〕
前記目的を達成するため、本発明の光電変換素子は、金
属電極と透光性電極とによって光導電体層を挟んだサン
ドイッチ構造の光電変換素子において、金属電極側から
光導電体層への電荷の注入を抑制すべく、光導電体層と
金属電極との間にブロッキング層を介在させたことを特
徴とするものである。
属電極と透光性電極とによって光導電体層を挟んだサン
ドイッチ構造の光電変換素子において、金属電極側から
光導電体層への電荷の注入を抑制すべく、光導電体層と
金属電極との間にブロッキング層を介在させたことを特
徴とするものである。
これにより、金属電極側からの電子の注入が抑制され、
暗電流が低下することにより明暗比が向上するだけでな
く、本発明の光電変換素子は、透光性電極側を正バイア
スにして動作させることができるため、駆動回路部用電
源をセンサ部用電源としても使用することが可能となり
、小型化とコストの低減を可能とするものである。
暗電流が低下することにより明暗比が向上するだけでな
く、本発明の光電変換素子は、透光性電極側を正バイア
スにして動作させることができるため、駆動回路部用電
源をセンサ部用電源としても使用することが可能となり
、小型化とコストの低減を可能とするものである。
し実施例〕
以下、本発明の光電変換素子について、図面を参照しつ
つ、実施例に基づいて説明する。
つ、実施例に基づいて説明する。
この光電変換素子は、第１図に平面図、第２図に第１図
のＡ−Ａ断面を示すように、絶縁性のセラミック基板１
上に、所定形状にパターン分割して形成されたクロム（
Ｃｒ）電極２と、このクロム電極２上にブロッキング層
としての酸化クロム層３を介して形成された光導電体層
としての非晶質水素化シリコン層４と、該非晶質水素化
シリコン層４上に一体的に形成された透光性電極として
の酸化インジウム錫層５とより構成されている。
のＡ−Ａ断面を示すように、絶縁性のセラミック基板１
上に、所定形状にパターン分割して形成されたクロム（
Ｃｒ）電極２と、このクロム電極２上にブロッキング層
としての酸化クロム層３を介して形成された光導電体層
としての非晶質水素化シリコン層４と、該非晶質水素化
シリコン層４上に一体的に形成された透光性電極として
の酸化インジウム錫層５とより構成されている。
次に、この光電変換素子の製造方法について説明する。
まず、セラミック基板１上に、電子ビーム蒸着法によっ
て、膜厚約２００ＯＡのクロム薄膜を着膜したのち、フ
ォトリソグラフィーにより所定の形状にパターン分割さ
れたクロム電極２を形成する。
て、膜厚約２００ＯＡのクロム薄膜を着膜したのち、フ
ォトリソグラフィーにより所定の形状にパターン分割さ
れたクロム電極２を形成する。
次いで、このセラミック基板１を、硝酸第２セリウムア
ンモニウムと過塩素酸とを主成分とする溶液中に浸漬し
、クロム表面を酸化させることにより、ブロッキング層
３としての酸化クロム膜（絶縁膜）を形成する。
ンモニウムと過塩素酸とを主成分とする溶液中に浸漬し
、クロム表面を酸化させることにより、ブロッキング層
３としての酸化クロム膜（絶縁膜）を形成する。
続いて、プラズマＣＶＤ法により、約１μｍの厚さに、
非晶質水素化シリコン層４を着膜する。
非晶質水素化シリコン層４を着膜する。
このときの着膜条件としては、使用ガス：１００％モノ
シラン（ＳｉＨ４）ガス、圧力ニ０．２〜０．５Ｔｏｒ
ｒ、電力密ｍ１２０〜７０ ＋ｎ Ｗ／ｃｒｌ、基板温
度２００〜３００’Ｏであり、約１時間にわたって着膜
を続行する。
シラン（ＳｉＨ４）ガス、圧力ニ０．２〜０．５Ｔｏｒ
ｒ、電力密ｍ１２０〜７０ ＋ｎ Ｗ／ｃｒｌ、基板温
度２００〜３００’Ｏであり、約１時間にわたって着膜
を続行する。
最後に、ターゲットとして酸化インジウム錫（９０ｍＯ
１％の酸化インジウムＩｎ２Ｏ３＋ｌＱｍｏ１％の酸化
錫５ｎ０２）を使用し、酸素分圧０．５〜１．５×１０
＝Ｔｏｒｒ、全圧（アルゴンＡｒ＋酸素０２）■＝ ５
Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒ 、電力密度１００〜１０１
００Ｏ〆メ、基板温度５０〜２５０℃の条件で、スパッ
タリングによりて、透光性電極５としての酸化インジウ
ム層を形成する。
１％の酸化インジウムＩｎ２Ｏ３＋ｌＱｍｏ１％の酸化
錫５ｎ０２）を使用し、酸素分圧０．５〜１．５×１０
＝Ｔｏｒｒ、全圧（アルゴンＡｒ＋酸素０２）■＝ ５
Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒ 、電力密度１００〜１０１
００Ｏ〆メ、基板温度５０〜２５０℃の条件で、スパッ
タリングによりて、透光性電極５としての酸化インジウ
ム層を形成する。
このようにして形成された光電変換素子の電流−電圧特
性を第３図に示す。縦軸は電流（Ａ／ｄ）、横軸は電圧
（Ｖ）である。曲線Ａは、光源として緑色蛍光灯を使用
し、１００ルクス（ｌｕｘ ）の照度で光照射を行った
時の光電流の電流−電圧特性曲線を示し、曲線Ｂは暗電
流の電流−電圧特性曲線を示す。また、比較のために従
来構造の光電変換素子、−すなわち、ブロッキング層を
持たないだけで、他は本発明実施例の光電変換素子と同
一構成のもの−の光電流および暗電流の電流−電圧特性
曲線を、夫々点ｍＣ、Ｄに示す。ちなみに、ここでは、
金属電極側をアース電位とし、透明電極側に、駆動回路
部用電源から正バイアスを印加している。
性を第３図に示す。縦軸は電流（Ａ／ｄ）、横軸は電圧
（Ｖ）である。曲線Ａは、光源として緑色蛍光灯を使用
し、１００ルクス（ｌｕｘ ）の照度で光照射を行った
時の光電流の電流−電圧特性曲線を示し、曲線Ｂは暗電
流の電流−電圧特性曲線を示す。また、比較のために従
来構造の光電変換素子、−すなわち、ブロッキング層を
持たないだけで、他は本発明実施例の光電変換素子と同
一構成のもの−の光電流および暗電流の電流−電圧特性
曲線を、夫々点ｍＣ、Ｄに示す。ちなみに、ここでは、
金属電極側をアース電位とし、透明電極側に、駆動回路
部用電源から正バイアスを印加している。
曲線Ａ、ＢおよびＣ，Ｄの比較から、本発明の光電変換
素子は、従来の充電変換素子に比べて暗電流が一桁以上
低く抑えられていることがわかる。
素子は、従来の充電変換素子に比べて暗電流が一桁以上
低く抑えられていることがわかる。
この光電変換素子は、センサ部用のバイアス電源を駆動
回路部用電源と兼用しているため、小型でかつ、製造コ
ストが廉価である。
回路部用電源と兼用しているため、小型でかつ、製造コ
ストが廉価である。
なお、実施例においては、ブロッキング層として、金属
電極を構成している金属の酸化膜を用いたが、必ずしも
、これに限定されることなく、酸化シリコン、窒化シリ
コン等の他の絶縁膜、あるいは、Ｐ型の非晶質水素化シ
リコン膜等を用いても同様の効果が奏効される。
電極を構成している金属の酸化膜を用いたが、必ずしも
、これに限定されることなく、酸化シリコン、窒化シリ
コン等の他の絶縁膜、あるいは、Ｐ型の非晶質水素化シ
リコン膜等を用いても同様の効果が奏効される。
また、更に、非晶質水素化シリコン層と透光性電極との
間にｎ型の非晶質水素化シリコン層を介在させることに
より、非晶質水素化シリコン層と透光性電極との間をオ
ルミック接合とし、非晶質水素化シリコン層内で発生し
たキャリアをより効率良く取り出すようにすることも可
能である。
間にｎ型の非晶質水素化シリコン層を介在させることに
より、非晶質水素化シリコン層と透光性電極との間をオ
ルミック接合とし、非晶質水素化シリコン層内で発生し
たキャリアをより効率良く取り出すようにすることも可
能である。
更に、光導電体層として非晶質水素化シリコン層の代わ
りに、非晶質水素化シリコンゲルマニウム（ａ−８ｉＧ
ｅ：Ｈ）等を使用した光電変換素子についても、本発明
の構造は適用可能である。この場合、感度は近赤外の波
長領域まで広がる。また、短波長側の感度を上げるため
に、非晶質水素化シリコンカーボン、非晶質水素化シリ
コンナイトライド、非晶質水素化シリコンオキザイドを
光導電体層として使用した場合にも本発明の構造は有効
である。
りに、非晶質水素化シリコンゲルマニウム（ａ−８ｉＧ
ｅ：Ｈ）等を使用した光電変換素子についても、本発明
の構造は適用可能である。この場合、感度は近赤外の波
長領域まで広がる。また、短波長側の感度を上げるため
に、非晶質水素化シリコンカーボン、非晶質水素化シリ
コンナイトライド、非晶質水素化シリコンオキザイドを
光導電体層として使用した場合にも本発明の構造は有効
である。
加えて、透光性電極として、酸化インジウム錫に代えて
、酸化インジウム、酸化錫、酸化カドミウム錫等を使用
した場合にも有効であることは言うまでもない。
、酸化インジウム、酸化錫、酸化カドミウム錫等を使用
した場合にも有効であることは言うまでもない。
（発明の効果）
以上説明してきたように、本発明の光電変換素子によれ
ば、光導電体層としての非晶質水素化シリコン層と金属
電極との間に、金属電極側から光導電体層への電荷の注
入を抑制するためのブロッキング層を有していることに
より、金属電極側から光導電体層への電子の注入が抑制
され、暗電流が低下することにより、明暗比が良好であ
ると共に、透明電極側を正バイアスにして動作させるこ
とができ、特別にセンサ部用電源を設けることなく、駆
動回路部用電源を兼用できるため、装置の小型化とコス
トの低減が可能となる。
ば、光導電体層としての非晶質水素化シリコン層と金属
電極との間に、金属電極側から光導電体層への電荷の注
入を抑制するためのブロッキング層を有していることに
より、金属電極側から光導電体層への電子の注入が抑制
され、暗電流が低下することにより、明暗比が良好であ
ると共に、透明電極側を正バイアスにして動作させるこ
とができ、特別にセンサ部用電源を設けることなく、駆
動回路部用電源を兼用できるため、装置の小型化とコス
トの低減が可能となる。
第１図は、本発明実施例の光電変換素子の平面図、第２
図は、第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は、本発明実施例
の光電変換素子と従来構造の光電変換素子の電流−電圧
特性曲線を示す図である。 工・・・セラミック基板、２・・・クロム電極（金属電
極）、３・・・酸化クロム層（ブロッキング層）、４・
ＩＦ、 Ｐ、、’［Ｉｉ ｋ来什シリコン層（光導電体
層）−５・・酸化インジウム錫層（透光性電極）、 Ａ・・・本発明実施例の光電変換素子の光電流の電流−
電圧特性曲線、 Ｂ・・・同素子の暗電流の電流−電圧特性曲線、Ｃ・・
・従来構造の光電変換素子の光電流の電流−電圧特性曲
線、 Ｄ・・・同素子の暗電流の電流−電圧特性曲線。 手続補正書 昭和５９年７月１８日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 ２、発明の名称 光電変換素子 ３、補正をする者 事件どの関係 特許出願人 富士ゼロックス株式会社 ４、代理人 （〒１０４）東京都中央区銀座２丁目１１番２号銀座大
作ビル６階 電話０３−５４５−３５０８ （代表）５
、補正の対象 ６、補正の内容 （１）本願明細書、第６ページ第１３行目の「酸化イン
ジウム層Ｊを「酸化インジウム錫層」に訂正する。
図は、第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は、本発明実施例
の光電変換素子と従来構造の光電変換素子の電流−電圧
特性曲線を示す図である。 工・・・セラミック基板、２・・・クロム電極（金属電
極）、３・・・酸化クロム層（ブロッキング層）、４・
ＩＦ、 Ｐ、、’［Ｉｉ ｋ来什シリコン層（光導電体
層）−５・・酸化インジウム錫層（透光性電極）、 Ａ・・・本発明実施例の光電変換素子の光電流の電流−
電圧特性曲線、 Ｂ・・・同素子の暗電流の電流−電圧特性曲線、Ｃ・・
・従来構造の光電変換素子の光電流の電流−電圧特性曲
線、 Ｄ・・・同素子の暗電流の電流−電圧特性曲線。 手続補正書 昭和５９年７月１８日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 ２、発明の名称 光電変換素子 ３、補正をする者 事件どの関係 特許出願人 富士ゼロックス株式会社 ４、代理人 （〒１０４）東京都中央区銀座２丁目１１番２号銀座大
作ビル６階 電話０３−５４５−３５０８ （代表）５
、補正の対象 ６、補正の内容 （１）本願明細書、第６ページ第１３行目の「酸化イン
ジウム層Ｊを「酸化インジウム錫層」に訂正する。
Claims (5)
- （１）光導電体層を透光性電極と金属電極とで挟んだサ
ンドイッチ構造の光電変換素子であって、前記金属電極
と光導電体層との間に、金属電極側からの電荷の注入を
阻止するためのブロッキング層を介在させたことを特徴
とする光電変換素子。 - （２）前記光導電体層が非晶質水素化シリコン層から構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第Ｕ）項
記載の光電変換素子。 - （３）前記光導電体層が非晶質水素化シリコンゲルマニ
ウム層から構成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の光電変換素子。 - （４）前記ブロッキング層が、金属電極を構成する金属
の酸化物、酸化シリコンＳｉＯ＊、窒化シリコン８ｉ３
Ｎ４、Ｐ型の非晶質水素化シリコン層のいずれかで構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
乃至第（３）項のいずれかに記載の光電変換素子。 - （５）前記光導電体層き透光性電極との間に、ｎ型の非
晶質水素化シリコン層を介在させたことを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記
載の光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185345A JPS6077472A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185345A JPS6077472A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077472A true JPS6077472A (ja) | 1985-05-02 |
Family
ID=16169161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185345A Pending JPS6077472A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077472A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010112783A1 (fr) * | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif de detection d'image electronique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5884457A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Fuji Xerox Co Ltd | 長尺薄膜読取装置 |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP58185345A patent/JPS6077472A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5884457A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Fuji Xerox Co Ltd | 長尺薄膜読取装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010112783A1 (fr) * | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif de detection d'image electronique |
| FR2944140A1 (fr) * | 2009-04-02 | 2010-10-08 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de detection d'image electronique |
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