JPS6130071A - 光電変換素子アレイ - Google Patents
光電変換素子アレイInfo
- Publication number
- JPS6130071A JPS6130071A JP15227484A JP15227484A JPS6130071A JP S6130071 A JPS6130071 A JP S6130071A JP 15227484 A JP15227484 A JP 15227484A JP 15227484 A JP15227484 A JP 15227484A JP S6130071 A JPS6130071 A JP S6130071A
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- JP
- Japan
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- amorphous silicon
- photoelectric conversion
- conversion element
- element array
- transparent conductive
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/221—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PN homojunction
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/222—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PN heterojunction
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Light Receiving Elements (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は図形、文字等を光学的に検知し電気信号に変換
するイメージセンサを構成する光電変換素子アレイに関
する。
するイメージセンサを構成する光電変換素子アレイに関
する。
従来、画像、文字等を光学的に検知し、電気信号に変換
する手段としてＭＯａ型やＣＣＤを用いたＩＣセンサが
知られている。
する手段としてＭＯａ型やＣＣＤを用いたＩＣセンサが
知られている。
しかしながら、ＩＣセンサを用いたイメージセンサは縮
少レンズ系と共に用いられるため、所要の光路長を確保
する必要があり、装置の小型化が難かしかった。一方、
原稿と同じ幅の感光部を有する密着型イメージセンサは
縮少レンズ系を用いないため装置の大幅な小型化が達成
される。
少レンズ系と共に用いられるため、所要の光路長を確保
する必要があり、装置の小型化が難かしかった。一方、
原稿と同じ幅の感光部を有する密着型イメージセンサは
縮少レンズ系を用いないため装置の大幅な小型化が達成
される。
この密着型イメージセンサの感光部には可視光の光感度
が高く大面積にわたり均一に形成することができる非晶
質シリコンが用いられる。この非回固体素子と材料コン
ファレンスサブリメントトウ ザ イタステ／プツト
アブストラクト１９８３ ｐ３６ ）この素子構造忙
おいて光電変換素子は第１の電極１と透明電極５と金属
電極６を含む第２の電極ＫＩｆｉさまれた非晶質シリコ
ン層３を含むショットキダイオードである。この非晶質
シリコンショットキダイオードの特性は非晶質シリコン
３と透明導電層５との間に形成されるショットキ接触の
特性によって大きく影響を受ける。例えば、透明導電層
はスパッタ法で形成されるため透明導電層形成時にうけ
るプラズマダメージによってショットキ接触の特性が劣
化し、暗電流が増加する。その結果Ｓ／Ｎの低下や、信
頼性の低下の原因となっていた。
が高く大面積にわたり均一に形成することができる非晶
質シリコンが用いられる。この非回固体素子と材料コン
ファレンスサブリメントトウ ザ イタステ／プツト
アブストラクト１９８３ ｐ３６ ）この素子構造忙
おいて光電変換素子は第１の電極１と透明電極５と金属
電極６を含む第２の電極ＫＩｆｉさまれた非晶質シリコ
ン層３を含むショットキダイオードである。この非晶質
シリコンショットキダイオードの特性は非晶質シリコン
３と透明導電層５との間に形成されるショットキ接触の
特性によって大きく影響を受ける。例えば、透明導電層
はスパッタ法で形成されるため透明導電層形成時にうけ
るプラズマダメージによってショットキ接触の特性が劣
化し、暗電流が増加する。その結果Ｓ／Ｎの低下や、信
頼性の低下の原因となっていた。
本発明はこのようなプラズマダメージによる光電変換素
子アレイの暗電流の増加をおさえる光電変換素子構造を
提供する。
子アレイの暗電流の増加をおさえる光電変換素子構造を
提供する。
本発明によれば絶縁性基板上のビット毎に分割された複
数の第１の金属電極と非晶質シリコンを基体とする感光
層と、該複数に分割された第１の金属電極と対向する位
置に透明導電層を含む第２の電極とから成る積層構造の
長尺の光電変換素子アレイにおいて、少なくとも該非晶
質シリコンを基体とする感光層と該透明電極を含む第２
の電極との間にＰ型非晶質半導体層を設置した長尺の光
電変換素子プレイが得られる。
数の第１の金属電極と非晶質シリコンを基体とする感光
層と、該複数に分割された第１の金属電極と対向する位
置に透明導電層を含む第２の電極とから成る積層構造の
長尺の光電変換素子アレイにおいて、少なくとも該非晶
質シリコンを基体とする感光層と該透明電極を含む第２
の電極との間にＰ型非晶質半導体層を設置した長尺の光
電変換素子プレイが得られる。
本発明によれば第１図に示される様に、透明導電層５と
感光層である非晶質シリコン３との間にはＰ型非晶質半
導体層として例えばＰ型非晶質シリコンまたはＰ型非晶
質シリコン炭素４が設置してあり、光は透明導電層５全
通して入射する。この部分にｆ′ｉＰ型非晶質シリコン
の場合にはＰ−ｉ接合がＰ型非晶質シリコン炭素を用い
た場合にはへテロ接合が形成されている。したがって、
従来のように非晶質シリコンと透明導電層との界面で形
成されたショットキ接触を用いていないため、透明導電
層形成時のプラズマダメージによる悪影響をほとんど受
けずに接合の形成ができる。しかも感光層である非晶質
シリコンは通常プラズマＣＶＤ法または反応性スパッタ
法で形成するが、Ｐ型非晶質シリコンまたはＰ型非晶質
シリコン炭素は反応室に導入するガス種を考えるだけで
同−形成法により形成することができる。したがって安
定にＰ−ｉ接合やへテロ接合を簡単に得ることができる
。
感光層である非晶質シリコン３との間にはＰ型非晶質半
導体層として例えばＰ型非晶質シリコンまたはＰ型非晶
質シリコン炭素４が設置してあり、光は透明導電層５全
通して入射する。この部分にｆ′ｉＰ型非晶質シリコン
の場合にはＰ−ｉ接合がＰ型非晶質シリコン炭素を用い
た場合にはへテロ接合が形成されている。したがって、
従来のように非晶質シリコンと透明導電層との界面で形
成されたショットキ接触を用いていないため、透明導電
層形成時のプラズマダメージによる悪影響をほとんど受
けずに接合の形成ができる。しかも感光層である非晶質
シリコンは通常プラズマＣＶＤ法または反応性スパッタ
法で形成するが、Ｐ型非晶質シリコンまたはＰ型非晶質
シリコン炭素は反応室に導入するガス種を考えるだけで
同−形成法により形成することができる。したがって安
定にＰ−ｉ接合やへテロ接合を簡単に得ることができる
。
以下に本発明の実施例を第１図（断面図）、第２図（平
面図）を用いて説明する。
面図）を用いて説明する。
第１図およびＨ２図において１はガラスまたにセラミッ
ク基板であり、この上に第１の電極であるクロミウム２
２１０００Ｘ蒸着しフォトリソ技術により複数個の島状
にエツチングし個別電極とする。この島のピッチは８素
子／Ｗの光電変換素子アレイでは１２５μ扉である。ま
たこの実施例では個別電極は交互に左右両側にひきださ
れているが片側だけにひきだされることもある。続いて
感光層である非晶質シリコン３を１μｍの厚さに形成し
さらにＰ型非晶質半導体層としてＰ型非晶質シリコンも
しくＦｉｐミル型非晶質シリコン４ ？ ３００Ｘ形成
する。この非晶質シリコン感光層Ｊ／Ｃｄ、プラズマＣ
ＶＤ装置内にＳｉＨ４ｔｌ−２００ｃｃ導入し、コレを
１３．５６ Ｍｔｌｚの高周波発振器を用いてグロー放
電分解させた。また、Ｐ型非晶質シリコンは同じ装置を
用いＳｉＨ，に２０００ ｐｐｍのＢ２Ｈ６を混合した
ガスをグロー放電分解させて形成した。この時のＢ、Ｈ
。
ク基板であり、この上に第１の電極であるクロミウム２
２１０００Ｘ蒸着しフォトリソ技術により複数個の島状
にエツチングし個別電極とする。この島のピッチは８素
子／Ｗの光電変換素子アレイでは１２５μ扉である。ま
たこの実施例では個別電極は交互に左右両側にひきださ
れているが片側だけにひきだされることもある。続いて
感光層である非晶質シリコン３を１μｍの厚さに形成し
さらにＰ型非晶質半導体層としてＰ型非晶質シリコンも
しくＦｉｐミル型非晶質シリコン４ ？ ３００Ｘ形成
する。この非晶質シリコン感光層Ｊ／Ｃｄ、プラズマＣ
ＶＤ装置内にＳｉＨ４ｔｌ−２００ｃｃ導入し、コレを
１３．５６ Ｍｔｌｚの高周波発振器を用いてグロー放
電分解させた。また、Ｐ型非晶質シリコンは同じ装置を
用いＳｉＨ，に２０００ ｐｐｍのＢ２Ｈ６を混合した
ガスをグロー放電分解させて形成した。この時のＢ、Ｈ
。
濃度ｉｊ ２００ ｐｐｍ以上１１００００ｐｐ以下が
暗電流低減のために効果的であった。また、Ｐ型非晶質
シリコン炭素の場合には８ｉＨ４とＣＨ，ガスの混合ガ
ス（ＣＨＪＳ １Ｈ４＝ ０．６ ） Ｋ ＢｚＨａを
２０００ｐｐｍ混合したガスをプラズマＣＶＤ装置内に
導入して形成した。
暗電流低減のために効果的であった。また、Ｐ型非晶質
シリコン炭素の場合には８ｉＨ４とＣＨ，ガスの混合ガ
ス（ＣＨＪＳ １Ｈ４＝ ０．６ ） Ｋ ＢｚＨａを
２０００ｐｐｍ混合したガスをプラズマＣＶＤ装置内に
導入して形成した。
この時のＣＨ４濃度はＣＨ４／ＳｉＨ４が１以下で、暗
電流低減に効果が著じるしい。また、ＣＨ４以外でもＣ
，Ｈ，、Ｃ，Ｈ，等のガスでも同様な効果があることが
確かめられた。また、Ｐ型非晶質シリコンやＰ型非晶質
シリコン炭素は５０Ｘ以上の厚さで２０確の長さにわた
って暗電流の低減圧効果があることが確かめられたが過
度に厚くすると光寛流が低下するため１００ＯＡ以下が
望ましい。その後さらにＩＴＯ（アイｅティ・オウ）Ｋ
よる透明導電層５をスパッタ法で形成し遮光層を兼ねた
金属電極６としてクロミウムｆｒ：１００ＯＸ蒸着した
後、開口部をエツチング除去して第２の電極として、光
電変換素子アレイの形成を完了する。
電流低減に効果が著じるしい。また、ＣＨ４以外でもＣ
，Ｈ，、Ｃ，Ｈ，等のガスでも同様な効果があることが
確かめられた。また、Ｐ型非晶質シリコンやＰ型非晶質
シリコン炭素は５０Ｘ以上の厚さで２０確の長さにわた
って暗電流の低減圧効果があることが確かめられたが過
度に厚くすると光寛流が低下するため１００ＯＡ以下が
望ましい。その後さらにＩＴＯ（アイｅティ・オウ）Ｋ
よる透明導電層５をスパッタ法で形成し遮光層を兼ねた
金属電極６としてクロミウムｆｒ：１００ＯＸ蒸着した
後、開口部をエツチング除去して第２の電極として、光
電変換素子アレイの形成を完了する。
この場合、第１の電極を片側だけにひきだした場合には
、遮光層を兼ねた金属電極を用いなくても光電変換素子
アレイの形成は可能であるが、このよう々場合において
も本発明は有効に作用する。
、遮光層を兼ねた金属電極を用いなくても光電変換素子
アレイの形成は可能であるが、このよう々場合において
も本発明は有効に作用する。
第３図に、本発明による実施例の効果を示す。
第３図は、このような長尺のイメージセンナが使用され
る上限の温度である６０℃における光電流と暗電流の分
布１１７８０素子について示したものである。このうち
第３図（ａ）は本発明による実施例の光電流と暗電流分
布を示し、第３図（ｂ）は従来例の構成で測定した光電
流と暗電流の分布を示す。
る上限の温度である６０℃における光電流と暗電流の分
布１１７８０素子について示したものである。このうち
第３図（ａ）は本発明による実施例の光電流と暗電流分
布を示し、第３図（ｂ）は従来例の構成で測定した光電
流と暗電流の分布を示す。
この時のＩＴＯ（アイ・ティ・オウ）による透明導電層
を形成するときのスパッタ電力は２００Ｗと一定にした
。第３図（ａ）と第３図（ｂ）を比較するとわかるよう
に、本発明による実施例の光電変換素子アレイでは、暗
電流の分布はほとんど々＜、６０℃でも暗電流は２〜３
×１Ｏ−１０Ａ／ｍ であり、３００〜５００の高い
明暗電流比が得られている。一方、ＩＴＯ（アイ・ティ
・オウ）による透明導電層をショットキ電極として使用
した従来型の光電変換素子アレイでは中心部においては
、明暗電流比２００を得ているが、周辺部においては、
それが１０〜１００に悪化し、イメージセンサとしての
信号対雑音比の低下の原因と々る。これはＩＴＯ（アイ
・ティ・オウ）の形成時のプラズマダメージが中心部と
周辺部によって異方る結果、暗電流がばらついたためで
ある。これにより本発明の効果が実証された。
を形成するときのスパッタ電力は２００Ｗと一定にした
。第３図（ａ）と第３図（ｂ）を比較するとわかるよう
に、本発明による実施例の光電変換素子アレイでは、暗
電流の分布はほとんど々＜、６０℃でも暗電流は２〜３
×１Ｏ−１０Ａ／ｍ であり、３００〜５００の高い
明暗電流比が得られている。一方、ＩＴＯ（アイ・ティ
・オウ）による透明導電層をショットキ電極として使用
した従来型の光電変換素子アレイでは中心部においては
、明暗電流比２００を得ているが、周辺部においては、
それが１０〜１００に悪化し、イメージセンサとしての
信号対雑音比の低下の原因と々る。これはＩＴＯ（アイ
・ティ・オウ）の形成時のプラズマダメージが中心部と
周辺部によって異方る結果、暗電流がばらついたためで
ある。これにより本発明の効果が実証された。
また、本発明の構成においてはＩＴＯ（アイ・ティ・オ
ウ）による透明導電層形成時のプラズマダメージをほと
んど考え々くても良いことから、形成時の投入スパッタ
電力を増加することができ高速にＩＴＯ（アイ・ティΦ
オウ）が形成できる利点も有している。
ウ）による透明導電層形成時のプラズマダメージをほと
んど考え々くても良いことから、形成時の投入スパッタ
電力を増加することができ高速にＩＴＯ（アイ・ティΦ
オウ）が形成できる利点も有している。
第１図、第２図は本発明の実施例の断面図と平面図をそ
れぞれ示す。第３図は本発明の効果として光電変換素子
アレイの光電流、暗電流分布につ光電変換素子プレイの
断面図、平面図をそれぞれ示す。 １・・・絶縁性基板、２・・・第１の電極、３・−・非
晶質シリコン感光層、４・・・Ｐ型非晶質半導体層、５
・・・透明導電層、６・・・金属電極 ７１図 ７２図 素子番号 素子番号 第４図 第５図
れぞれ示す。第３図は本発明の効果として光電変換素子
アレイの光電流、暗電流分布につ光電変換素子プレイの
断面図、平面図をそれぞれ示す。 １・・・絶縁性基板、２・・・第１の電極、３・−・非
晶質シリコン感光層、４・・・Ｐ型非晶質半導体層、５
・・・透明導電層、６・・・金属電極 ７１図 ７２図 素子番号 素子番号 第４図 第５図
Claims (1)
- 絶縁性基板上のビット毎に分割された複数の第１の金
属電極と非晶質シリコンを基体とする感光層と該複数に
分割された第１の金属電極の対向する位置に透明導電層
を含む第２の電極とから成る積層構造の長尺光電変換素
子アレイにおいて、少なくとも該非晶質シリコンを基体
とする感光層と該透明導電層を含む第２の電極の間にＰ
型非晶質半導体層を設置したことを特徴とした光電変換
素子アレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59152274A JPH07118525B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 光電変換素子アレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59152274A JPH07118525B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 光電変換素子アレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130071A true JPS6130071A (ja) | 1986-02-12 |
| JPH07118525B2 JPH07118525B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=15536920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59152274A Expired - Fee Related JPH07118525B2 (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 光電変換素子アレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118525B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5879756A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-13 | Nec Corp | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP59152274A patent/JPH07118525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5879756A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-13 | Nec Corp | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118525B2 (ja) | 1995-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |