JPS6081876A - 非晶質半導体光センサ - Google Patents
非晶質半導体光センサInfo
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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
- H01L31/02—Details
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- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
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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
- H01L31/08—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
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- H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
- H01L31/1055—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type the devices comprising amorphous materials of Group IV of the Periodic Table
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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】
この発明は、半導体、特に非晶質半導体のｐｎ接合部に
おける光起電力効果を利用して光を検知し、これを電気
信号に変換する光センサに関するものであって、さらに
限定していうと９回転住の回転数を測定したり、或いは
光等による視覚的なパターンを読み取る等の目的のため
。
おける光起電力効果を利用して光を検知し、これを電気
信号に変換する光センサに関するものであって、さらに
限定していうと９回転住の回転数を測定したり、或いは
光等による視覚的なパターンを読み取る等の目的のため
。
パターン化された電極を持つ光センサに関するものであ
る。
る。
一般に非晶質半導体を使用した光センサは。
第２図で示すように、電極を兼ねる基板１の上に、中間
層としての機能を持つｉ形層２を挟んでドーピングされ
たｐ形層３とｎ形層４を作製し、さらにこの上に透明電
極５を作製したものである。この先センサでは、透明電
極５（」１から上記半導体層に光を入射させると、光起
電力効果により同半導体層内に起電力が発生ずるため。
層としての機能を持つｉ形層２を挟んでドーピングされ
たｐ形層３とｎ形層４を作製し、さらにこの上に透明電
極５を作製したものである。この先センサでは、透明電
極５（」１から上記半導体層に光を入射させると、光起
電力効果により同半導体層内に起電力が発生ずるため。
入射光を両電極１，５において電気的に検出することが
できる。
できる。
この光センサでは、上記のような性質を利用して２回転
体の回転数を測定したり、或いは視覚的なパターンを読
み取る等の目的で、電極をパターン化して使用すること
が試みられている。
体の回転数を測定したり、或いは視覚的なパターンを読
み取る等の目的で、電極をパターン化して使用すること
が試みられている。
例えば第１図及び第２図は１回転数を測定する場合の光
センサの構成とその測定手段を模式的に示したものであ
る。透明電極５は１周方向に一定の間隔で配置され、か
つ電気的に導通した櫛歯状のパターンを持っており、他
方２円板６には、やはり周方向に上記パターンと同じか
。
センサの構成とその測定手段を模式的に示したものであ
る。透明電極５は１周方向に一定の間隔で配置され、か
つ電気的に導通した櫛歯状のパターンを持っており、他
方２円板６には、やはり周方向に上記パターンと同じか
。
またはその整数倍若しくは整数比のピンチを持ったスリ
ット７．７−が開設されている。いまここで光源８の光
を回転する上記円板６によってチョッピングしながら透
明電極５側から光センサに入射させると２両電極１と５
からは９周期的に変化する電気信号が検出される。この
電気信号は、上記円板６の回転数に比例する周波数を持
っており、従ってこの周波数を測定することによって円
板６の回転数をめることができる。
ット７．７−が開設されている。いまここで光源８の光
を回転する上記円板６によってチョッピングしながら透
明電極５側から光センサに入射させると２両電極１と５
からは９周期的に変化する電気信号が検出される。この
電気信号は、上記円板６の回転数に比例する周波数を持
っており、従ってこの周波数を測定することによって円
板６の回転数をめることができる。
ところで、このような光センサは、これまで次のような
手段で製作されてきた。即ち、基板１としてステンレス
等の金属板を用い、これを一方の電極とし、この上に順
次ｐ形層３．ｉ形層２．ｎ形層４の順（またはこの逆の
順）で非晶質シリコン等の半導体層を作製する。さらに
この」二に透明な導電体膜を形成し、この導電体膜をホ
トエツチング等の手段によりパターニングし、透明電極
５を作製するものである。
手段で製作されてきた。即ち、基板１としてステンレス
等の金属板を用い、これを一方の電極とし、この上に順
次ｐ形層３．ｉ形層２．ｎ形層４の順（またはこの逆の
順）で非晶質シリコン等の半導体層を作製する。さらに
この」二に透明な導電体膜を形成し、この導電体膜をホ
トエツチング等の手段によりパターニングし、透明電極
５を作製するものである。
しかしながらこのような手段によって製作された光セン
サの場合、特性や製造技術の面から幾つかの問題を含ん
でいる。先ず第一に、半導体層の−にから透明導電体膜
をエツチングすることから、この工程で半導体層にピン
ホールが発生しやすく、これがリーク等、不良の原因と
なり９歩留りを悪化させる主因となる。第二に。
サの場合、特性や製造技術の面から幾つかの問題を含ん
でいる。先ず第一に、半導体層の−にから透明導電体膜
をエツチングすることから、この工程で半導体層にピン
ホールが発生しやすく、これがリーク等、不良の原因と
なり９歩留りを悪化させる主因となる。第二に。
透明電極５を構成する透明導電体材料には１通常酸化イ
ンジウム、酸化錫、酸化インジウム錫等の酸化物導電体
が使用されるが、これらはステンレス、クロム、ニッケ
ル等の金属材料に比べて固有抵抗が高いため、透明電極
５に微細なパターンを形成すると、センサ自体の抵抗が
高くなるという欠点を持っている。センサの内部抵抗が
高くなると、電極間に現れる起電力の立ち上がりが鈍く
なるため、入射光の変化に対する電気的変化の応答性が
悪くなり、これによって例えば前掲のように回転数を測
定する場合には９周波数特性の低下等が見られる。
ンジウム、酸化錫、酸化インジウム錫等の酸化物導電体
が使用されるが、これらはステンレス、クロム、ニッケ
ル等の金属材料に比べて固有抵抗が高いため、透明電極
５に微細なパターンを形成すると、センサ自体の抵抗が
高くなるという欠点を持っている。センサの内部抵抗が
高くなると、電極間に現れる起電力の立ち上がりが鈍く
なるため、入射光の変化に対する電気的変化の応答性が
悪くなり、これによって例えば前掲のように回転数を測
定する場合には９周波数特性の低下等が見られる。
この発明は、従来の光センサにおける上記のような問題
点を解消すべくなされたものであって、半導体層の上で
透明導電体膜をエツチングし、これによって透明電極の
パターンを形成するという従来の製作手段を改め、か−
る手段から生じていた従来の問題を本質的に解消したも
のである。以下、この発明の構成を実施例と共に詳細に
説明する。
点を解消すべくなされたものであって、半導体層の上で
透明導電体膜をエツチングし、これによって透明電極の
パターンを形成するという従来の製作手段を改め、か−
る手段から生じていた従来の問題を本質的に解消したも
のである。以下、この発明の構成を実施例と共に詳細に
説明する。
第３図で示すように、この発明による光センサは、基板
１１の上にパターニングされた導電性の高い金属電極１
２を形成し、これを光が入射しない側、即ち非入射側の
電極とする。そしてこの金属電極Ｉ２の上に順次ｐ形１
ｉ１３． ｉ形層１４゜ｎ形層１５を含む非晶質半導体
層を形成し、さらにこの半導体層の上にパターン化され
ていない透明な導電体膜を形成し、これを光が入射する
側の透明電極１６とする。
１１の上にパターニングされた導電性の高い金属電極１
２を形成し、これを光が入射しない側、即ち非入射側の
電極とする。そしてこの金属電極Ｉ２の上に順次ｐ形１
ｉ１３． ｉ形層１４゜ｎ形層１５を含む非晶質半導体
層を形成し、さらにこの半導体層の上にパターン化され
ていない透明な導電体膜を形成し、これを光が入射する
側の透明電極１６とする。
基板１１としては１表面を平滑にした硝子板。
ステンレス板等が用いられ、ステンレス板のように導電
性の基板１１を使用した場合は２表面に絶縁被膜層を施
した後、その上に上記金属電極１２を作製する。
性の基板１１を使用した場合は２表面に絶縁被膜層を施
した後、その上に上記金属電極１２を作製する。
金属電極１２を作製するには、先ずステンレス。
クロム、チタン、ニッケル、モリブデン、タングステン
等の金属材料をスパッタリング、真空蒸着等の手段によ
って基板１１の表面に凝着させ。
等の金属材料をスパッタリング、真空蒸着等の手段によ
って基板１１の表面に凝着させ。
厚さ数１０００人程度０金属膜を形成する。次いでこの
金属膜をホトエツチング等の手段により所定の形状にパ
ターニングして金属電極１２を得る。
金属膜をホトエツチング等の手段により所定の形状にパ
ターニングして金属電極１２を得る。
通常この金属電極Ｉ２には、電気的接続のため端子部（
図示せず）が一体的に形成されるが、パターニングの後
、この端子部をマスクし、その上から次の半導体層が形
成される。
図示せず）が一体的に形成されるが、パターニングの後
、この端子部をマスクし、その上から次の半導体層が形
成される。
半導体層は９例えば同層が非晶質シリコン層である場合
には、グロー放電法等により、５ＩＨ４ガスをプラズマ
中で分解して上記金属電極１２の上に作製するもので１
図示の場合は、ｐ形層１３．ｉ形層１４． ｎ形層１５
の順で形成されている。
には、グロー放電法等により、５ＩＨ４ガスをプラズマ
中で分解して上記金属電極１２の上に作製するもので１
図示の場合は、ｐ形層１３．ｉ形層１４． ｎ形層１５
の順で形成されている。
透明電極１６は、既に述べたようにその材料として酸化
インジウム、酸化錫或いは酸化インジウム錫等の酸化物
導電体が使用され、真空蒸着等の手段によって半導体層
の上にこれら酸化物の薄膜を形成することにより作製さ
れる。
インジウム、酸化錫或いは酸化インジウム錫等の酸化物
導電体が使用され、真空蒸着等の手段によって半導体層
の上にこれら酸化物の薄膜を形成することにより作製さ
れる。
こうして製作された光センサでは１歩留りや特性の面で
従来のものに比べ格段の向上がみられる。即ち、この光
センサでは、基板１１の上から金属膜をエツチングして
金属電極１２のパターンを形成をすることから、半導体
層を毀損する虞がなく、従って半導体層のピンホールに
よるリーク等の不良が解消される。そしてこの場合にパ
ターン化される電極１２は、透明であることを必要とし
ない非入射側の電極であって、これには電気抵抗が低い
金属材料を使用することができることから、同電極１２
について微細なパターンを形成しても、透明電極の場合
に比べてその電気抵抗をはるかに低く抑えることができ
る。
従来のものに比べ格段の向上がみられる。即ち、この光
センサでは、基板１１の上から金属膜をエツチングして
金属電極１２のパターンを形成をすることから、半導体
層を毀損する虞がなく、従って半導体層のピンホールに
よるリーク等の不良が解消される。そしてこの場合にパ
ターン化される電極１２は、透明であることを必要とし
ない非入射側の電極であって、これには電気抵抗が低い
金属材料を使用することができることから、同電極１２
について微細なパターンを形成しても、透明電極の場合
に比べてその電気抵抗をはるかに低く抑えることができ
る。
従って光センサの内部抵抗を総じて低く抑えるかとがで
き、この点から入射光の変化に対する電気的応答性も良
好になり、高い周波数特性が得られる。
き、この点から入射光の変化に対する電気的応答性も良
好になり、高い周波数特性が得られる。
次ぎにこの発明の効果を確認するため、実施例として次
のような光センサを製作し、これについて試験を行った
。
のような光センサを製作し、これについて試験を行った
。
先ず、Ｃｒを電子ビーム蒸着法によりガラス製の基板１
１の上に蒸着させて金属膜を形成し。
１の上に蒸着させて金属膜を形成し。
これをホトエツチングにより第１図で示す透明電極５の
ような形状に従ってパターニングし。
ような形状に従ってパターニングし。
金属電極１２を作製した。さらにこの金属電極１２の端
子部をマスクした後、原料ガスとしてＳｉＨ４ガスを使
用し、基板温度２５０℃、放電パワ０、ＩＷ／ｃＪの条
件においてグロー放電法により上記金属電極１２の」二
に非晶質シリコン層を作製した。即ち、先ず−に記原料
ガスにドーパントとしてＱ 、 ５ｖｏ １％のＢ２’
Ｈ６を加え、ｐ形層１３を厚さ約３００人形成し、この
」二にドーパントを使用せずにｉ形層１４を厚さ約８０
００人形成し、さらに上記原料ガスにドーパントとして
０．８ｖｏ１％のＰＨ３を加え、ｎ形層１５を厚さ約１
００人形成した。最後に電子ビーム蒸着法により同ｎ形
層１５を覆うようその全面に酸化インジウム錫を蒸着し
て透明電極１６を作製した。
子部をマスクした後、原料ガスとしてＳｉＨ４ガスを使
用し、基板温度２５０℃、放電パワ０、ＩＷ／ｃＪの条
件においてグロー放電法により上記金属電極１２の」二
に非晶質シリコン層を作製した。即ち、先ず−に記原料
ガスにドーパントとしてＱ 、 ５ｖｏ １％のＢ２’
Ｈ６を加え、ｐ形層１３を厚さ約３００人形成し、この
」二にドーパントを使用せずにｉ形層１４を厚さ約８０
００人形成し、さらに上記原料ガスにドーパントとして
０．８ｖｏ１％のＰＨ３を加え、ｎ形層１５を厚さ約１
００人形成した。最後に電子ビーム蒸着法により同ｎ形
層１５を覆うようその全面に酸化インジウム錫を蒸着し
て透明電極１６を作製した。
これに対し比較のため、上記実施例と同様の条件で電極
を兼ねる基板１の上に非晶質シリコン層を形成し、この
上に酸化インジウム錫を蒸着した後、これをホトエツチ
ングによりパターニングして透明電極５とし、第２図で
示すような光センサを作製した。
を兼ねる基板１の上に非晶質シリコン層を形成し、この
上に酸化インジウム錫を蒸着した後、これをホトエツチ
ングによりパターニングして透明電極５とし、第２図で
示すような光センサを作製した。
そしてこれら光センサにつき、第１図で示すように高速
回転する円板によって光をチョッピングしながら、これ
を透明電極５，１６側がら入射させて電気信号による周
波数特性を調べたところ、上記実施例による光センサに
ついては第４図の図表において点線で示したような結果
が。
回転する円板によって光をチョッピングしながら、これ
を透明電極５，１６側がら入射させて電気信号による周
波数特性を調べたところ、上記実施例による光センサに
ついては第４図の図表において点線で示したような結果
が。
また比較例については実線で示したような結果がそれぞ
れ得られた。この図表から明らかな通り、上記実施例に
よる光センサにおいては、比較例に比べて周波数特性の
大幅な向上が見られ
れ得られた。この図表から明らかな通り、上記実施例に
よる光センサにおいては、比較例に比べて周波数特性の
大幅な向上が見られ
第１図は、従来の光センサを用いた回転数の測定手段を
示す説明図、第２図は、同従来の光セン号の構成を示す
半導体の積層状態説明図。 第３図は、この発明の一実施例を示す半導体の積層状態
説明図、第２図は、同実施例とこれに対する比較例の周
波数特性を示す図表である。 １１一基板 １２−金属電極 １３−ｐ形半導体層 １４〜川形半導体層１５−ｎ形半
導体層 Ｉ６−透明電極 特許出願人 太陽誘電株式会社 代理人 弁理士 北條和由 手続補正書（方力 昭和５奔２月６日 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１９０１６７号 ２、発明の名称 非晶質半導体光センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都台東区上野１丁目２番１２号氏名（名称）
太陽誘電株式会社 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数
示す説明図、第２図は、同従来の光セン号の構成を示す
半導体の積層状態説明図。 第３図は、この発明の一実施例を示す半導体の積層状態
説明図、第２図は、同実施例とこれに対する比較例の周
波数特性を示す図表である。 １１一基板 １２−金属電極 １３−ｐ形半導体層 １４〜川形半導体層１５−ｎ形半
導体層 Ｉ６−透明電極 特許出願人 太陽誘電株式会社 代理人 弁理士 北條和由 手続補正書（方力 昭和５奔２月６日 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１９０１６７号 ２、発明の名称 非晶質半導体光センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都台東区上野１丁目２番１２号氏名（名称）
太陽誘電株式会社 ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数
Claims (1)
- ］、ｐ形層とｎ形層を含む非晶質半導体層を一対の電極
で挟み、これら電極の内、光の入射側を透明な導電体膜
からなる透明電極とし、同電極側から入射させた光を上
記非晶質半導体層に照射し、これによって発生した起電
力を上記両電極から電気信号として検出するようにした
非晶質半導体光センサにおいて、基板の上に金属膜を形
成し、これをホトエツチング等の手段によりパターニン
グして金属電極とし、他方の電極をパターン化されてい
ない透明電極としたことを特徴とする非晶質半導体光セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190167A JPS6081876A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 非晶質半導体光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190167A JPS6081876A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 非晶質半導体光センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081876A true JPS6081876A (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=16253544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58190167A Pending JPS6081876A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 非晶質半導体光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081876A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201926A (en) * | 1987-08-08 | 1993-04-13 | Leybold Aktiengesellschaft | Method for the production of coated glass with a high transmissivity in the visible spectral range and with a high reflectivity for thermal radiation |
| US5554877A (en) * | 1988-05-06 | 1996-09-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor electroluminescent device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56129384A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-09 | Fuji Xerox Co Ltd | Light receipt element of thin film type and manufacture |
| JPS5722253B2 (ja) * | 1974-10-26 | 1982-05-12 |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP58190167A patent/JPS6081876A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5722253B2 (ja) * | 1974-10-26 | 1982-05-12 | ||
| JPS56129384A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-09 | Fuji Xerox Co Ltd | Light receipt element of thin film type and manufacture |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201926A (en) * | 1987-08-08 | 1993-04-13 | Leybold Aktiengesellschaft | Method for the production of coated glass with a high transmissivity in the visible spectral range and with a high reflectivity for thermal radiation |
| US5554877A (en) * | 1988-05-06 | 1996-09-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor electroluminescent device |
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