JPS61268077A - 光電変換素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばファクシミリなどの画像の読み取り
などに用いられる光電変換素子に関し、特に光電変換材
料としてアモルファス半導体を用いたものに関する。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば特開昭５６−１８１７８１号公報に示
された従来の光電変換素子の側面断面図であり、光電変
換層としてもアモルファス半導体層、例えばアモルファ
スシリコンを用い、その両端を電極ではさんだサンドイ
ンチで構成されている。

また、第４図はその正面断面図である。図において、（
１）は基板、（２）は第１電極で、例えば下部電極、（
３）はアモルファスシリコン、（４）は第２電極、例え
ば上部透明電極、（５）は電源である。

次に、動作について説明する。上部透明電極（４）とし
ては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉ
ｄｅ　）を用い、下部電極（２）としては、例えばＣｒ
を用いる。

ＩＴＯとアモルファスシリコンとの間には、両者の仕事
関数の差により、ショットキー障壁が形成され、第３図
及び第４図に示した光電変換素子は、ダイオード特性を
示す。この様な素子を、　ＩＴＯ（４）側がマイナス、
下部電極（２）側がプラスになる様に電源（５）により
電圧を印加すると、光電変換素子は逆バイアス下の状態
となる。この素子に、上部透明電極（４）を通して、光
を照射すると、アモルファスシリコン（３）中で光は吸
収され、電子と正孔を生じ、光電変換素子中に光電流を
発生させる。これにより、光電変換素子として利用でき
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上、記の素子を、フォトセンサーなどの光電変換素子と
して応用する場合に２いて要求されることは、逆バイア
ス下の状態において、流れるリーク電流が少ないことで
ある。しかし、従来の素子は以上のように構成されてい
るので、下部電極（２）端の基板（１）との段差部でア
モルファスシリコン（３）が湾曲しているために、電界
が集中しやすくこの部分で絶縁破壊を生じやすかった０
また、この湾曲部では、部分的に膜厚が薄くなりやすく
、上記現象は、よりいっそう促進される傾向があった。

この問題を避ける手段としては、例えば、下部電極（２
）の膜厚を薄くし、アモルファスシリコン（３）の湾曲
を＠滅させる方法もあるが、これでは、下部電極（２）
のピンホールなどが問題となるなどの問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、逆バイアス下でのリーク電流を少なくし、
Ｓ／Ｎ比の高い光電変換素子を得ることを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る光電変換素子は、基板に形成された第１
電極、第１′７に極に積層されたアモルファス半導体層
、このアモルファス半導体層に形成された第２電極を備
えた光電変換素子において、第１電極とアモルファス半
導体層との間の、第１電極の端部に絶縁層を形成したも
のである。

〔作　用〕

この発明における絶縁層は、第１電極の端部を被うこと
により、その部分で生じる絶縁破壊をおさえ、逆バイア
ス下でのリーク電流を低減することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する０ 第１図及びＩＥＺ図において、（１）は基板、（２）は
第１電極で、例えば下部電極、（３）はアモルファス半
導体層で、例えばアモルファスシリコン、（４）は第２
電極で、例えば上部透明電極、（５）は電源、（６）は
例えばＳ　ｔＯ，などの絶縁層である。絶縁層（６）は
、下部電極（２）とアモルファスシリコン（３）との間
で、下部電極（２）の端部に形成されている０ 従来と同様に上部透明電極（４）として、例えばＩＴＯ
（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ　）を用いると、
アモルファスシリコン（３）とＩＴＯの（４）間に、シ
ョットキー接合が形成される。ＩＴＯ（４）側がマイナ
ス側になる様に、電源（５）を用いて電圧を印加すると
、Ｉ　ＴＯ（４Ｖアモルファスシリコン（３）界面は、
ショットキー接合を逆バイアス状態にしたことになる。

この状態で、光を上部透明電極（４）側より照射すると
、上部透明電極（４）側を通しＣ、アモルファスシリコ
ン（３）内に入った光は、アモルファスシリコン（３）
中で吸収され、電子と正孔を生じ、光電変換素子中に光
電流を発生させる。これより、この構造の素子は、光セ
ンサーとして用いることができる。

さらに、この発明に３いては、ＳｉＯ２などの絶縁層（
６）がＯｒなどの下部電極（２）の端部を被って設けら
れている。下部電極（２）端の基板（１）との段差部を
、例・　えば下部電極（２）より薄い絶縁物で被うこと
により、この段差部で発生していた電界の集中を除去し
、リーク電流の増加を抑えることができるとともに。

従来この部分で生じやすかったアモルファスシリコン（
３）の膜４の低下の割合も減少させることができる。絶
縁層としての５ｉ０２（６）は、スパッタリング法、Ｃ
ＶＤ法、蒸着法などで、下部電極パターン形成後に成膜
し、通常の写真製版法でパターンを形成する。

この絶縁１ｍ　（６）を厚（しすぎると、下部電極（２
）上の絶縁層（６）の端部で、アモルファスシリコン（
３）の上に凸の大きな湾曲が生じる様になる。

この場合、この湾曲部が電界の集中部となりやすくなる
とともに、アモルファスシリコ／（３）の膜厚も薄くな
るので、絶縁層（６）の厚さは１通常下部電極（２）の
膜厚以下であることが望ましい。

なお、上記実施例では、絶縁層（６）としてＳｉＯ□を
用いた場合について説明したか、　５１ｇＮ４　＊　Ｔ
ａ２０６等の他の無機物を用いてもよく、また、ポリイ
ミドなどの有機物を用いてもよい。

また、上記実施例では、下部電極（２）としてＣｒ、上
部透明電極（４）としてＩＴＯの場合について説明した
が、下部電極（２）として、Ｍ−Ｔｉ　−Ｎｔ　＋　Ｃ
ｕ　＊　Ｍｏ　＊Ｗ、Ａｕ、Ｐｔ等の他の金属及びこれ
らを多層に積層したものであってもよく、また、上部透
明電極（４）としては、５ｎ０２　、あるいは、　Ａｕ
　＋　Ｐｔ等の５０〜１００　Ａ程度の薄膜であっても
よい。

また、上記実施例では、アモルファス半導体層（３）と
してアモルファスシリコンが単層である場合について説
明したが、ｐ形にトープしたアモルファスシリコン（以
下ｐ層）と、トープしないアモルファスシリコン（以下
ｉ層）及び、ｎ形にドープしたアモルファスシリコン（
以下ｎ層）の３層構造であってもよく、ｎ層／ｉ層、あ
るいはｉ層／ｐ層の２層構造であってもよい。また、１
層中に、ボロンあるいは、ヒ素を微量にドーピングして
あってもよい〇 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、基板に形成されたＩ
ＩＩ電極、第１電極に積層されたアモルファス半導体層
、このアモルファス半導体層に形成された第２電極を備
えた充電変換素子において、第１電極とアモルファス半
導体層との間の、第１電極の端部に絶縁層を形成したの
で、第１電極の端部で生じる絶縁破壊を８さえ、リーク
電流を低減でき、高いＳ／Ｎ比が得られる光電変換素子
を提供できる効果がある０

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による光電変換素子を示
す側面断面図、第２図はその正面断面図、ｇＸａ図は従
来の光電変換素子を示す側面断面図。 第４図はその正面断面図である０ 図において、（１）・・・基板、（２）・・・第１電極
、（３）・・・アモルファス半導体層、（４）・・・Ｉ
Ｅ２電極、（６）・・・絶縁層。 なｇ、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板に形成された第１電極、第１電極に積層されたアモ
   ルファス半導体層、このアモルファス半導体層に形成さ
   れた第２電極を備えた光電変換素子において、第１電極
   を上記アモルファス半導体層との間の第１電極の端部に
   絶縁層を形成したことを特徴とする光電変換素子。