JPS6130084A - 光導電型光センサ - Google Patents
光導電型光センサInfo
- Publication number
- JPS6130084A JPS6130084A JP59151710A JP15171084A JPS6130084A JP S6130084 A JPS6130084 A JP S6130084A JP 59151710 A JP59151710 A JP 59151710A JP 15171084 A JP15171084 A JP 15171084A JP S6130084 A JPS6130084 A JP S6130084A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical sensor
- type
- layer
- photoconductive
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
- H10F30/15—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors comprising amorphous semiconductors
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、光が照射されると抵抗値が変化Ｔる光導電効
果を利用した光導電型光センサに関する。
果を利用した光導電型光センサに関する。
１０１ 従来の技術
光センサには、硫化カドミウム（ｅｄ＆）に代表される
光が照射されると抵抗値が変化する光導電効果を利用し
た光導電型光センサと、Ｐｉｎ接合等の半導体接合を含
む単結晶シリコンに代表される光照射がなされると起電
力を発生する光起電力型光センサと、が存在する。
光が照射されると抵抗値が変化する光導電効果を利用し
た光導電型光センサと、Ｐｉｎ接合等の半導体接合を含
む単結晶シリコンに代表される光照射がなされると起電
力を発生する光起電力型光センサと、が存在する。
一方、近年新素材として開発された非晶質シリコン、非
晶質シリコンカーバイド、非晶質シリコンゲルマニウム
、非晶質シリコンナイトライド等の非晶質シリコン系半
導体が特開昭５８−３１５８５号公報に開示された如く
上記光導電型光センサ及び光起電力型光センサに適用さ
れつつある。
晶質シリコンカーバイド、非晶質シリコンゲルマニウム
、非晶質シリコンナイトライド等の非晶質シリコン系半
導体が特開昭５８−３１５８５号公報に開示された如く
上記光導電型光センサ及び光起電力型光センサに適用さ
れつつある。
斯る非晶質半導体の半導体接合を含む光起電力型光セン
サは既に実用化されてはいるものの、光導電型光センサ
にあっては実用化までには解決すべき問題点がいくつθ
）存在する。
サは既に実用化されてはいるものの、光導電型光センサ
にあっては実用化までには解決すべき問題点がいくつθ
）存在する。
ｅｌ 発明が解決しようとする問題点本発明は、光導
電型光センサの実用化に際し、重要な入射光蓋に対する
出力の直線性を解決しようとするものである。
電型光センサの実用化に際し、重要な入射光蓋に対する
出力の直線性を解決しようとするものである。
に）問題を解決するための手段
本発明光導電型光センサは、非晶質半導体からなる実質
的に真性なｉ型層と、該ｉ型層の光照射による抵抗値の
変化を抽出するｔ極と、該電極とｉ型層との間に配挿さ
れた一導電型の不純物層と、を備え、上記ｉ型層の光学
的禁止帯幅を不純物層のそれよりも大きくすることによ
り上記問題点を解決するものである。
的に真性なｉ型層と、該ｉ型層の光照射による抵抗値の
変化を抽出するｔ極と、該電極とｉ型層との間に配挿さ
れた一導電型の不純物層と、を備え、上記ｉ型層の光学
的禁止帯幅を不純物層のそれよりも大きくすることによ
り上記問題点を解決するものである。
（ホ）作 用
上述の如（実質的に真性なｉ型層の光学的禁止帯幅を不
純物層のそれよりも太き（すると、斯る禁止帯幅の差に
基きバイアス印加によって外部から流入する電子又は正
孔のキャリアを阻止すべく作用する。
純物層のそれよりも太き（すると、斯る禁止帯幅の差に
基きバイアス印加によって外部から流入する電子又は正
孔のキャリアを阻止すべく作用する。
（へ）実施例
第１図は本発明の一実施例を示し、（１）は透光性且つ
絶縁性の例えばガラスからなる基板、（２）は該基板（
１）の−主面に被着された酸化スズ、酸化インジウムス
ズ等の透明導電性酸化物からなる＠１電極膜、（３）は
該第１電極膜（２）の一部を露出せしめた状態で被着さ
れた非晶質半導体からな′る光導電膜、（４）は該光導
電膜（３）上の積層被着されたアルミニウム、クロム、
チタン等のオーミック金属からなる第２電極膜、＋５１
＋６１は上記第１電極膜（２）及び第２電極膜（４）の
各４番こ結合され上記光導電膜（３）の抵抗値の変化を
外部に導出するリード体である。
絶縁性の例えばガラスからなる基板、（２）は該基板（
１）の−主面に被着された酸化スズ、酸化インジウムス
ズ等の透明導電性酸化物からなる＠１電極膜、（３）は
該第１電極膜（２）の一部を露出せしめた状態で被着さ
れた非晶質半導体からな′る光導電膜、（４）は該光導
電膜（３）上の積層被着されたアルミニウム、クロム、
チタン等のオーミック金属からなる第２電極膜、＋５１
＋６１は上記第１電極膜（２）及び第２電極膜（４）の
各４番こ結合され上記光導電膜（３）の抵抗値の変化を
外部に導出するリード体である。
上記＠１遣極膜（２）及び第２°罐極膜（４）に挾まれ
た光４ｉ４膜（３）は、例えばシラン（ＳｉＨり等のシ
リコン化合物雰囲気中でのグロー放電により形成された
非晶質シリコン系半導体であり、その膜中心にはＰ塑成
いはｎ型不純物が全くドープされていないか若しくは僅
か（例えは上記ＳｉＨ４に対するジポランＢｚＨ６のガ
ス流量比にして１０ 程度）にドープされた実質的に真
性な膜厚５０００Ｒ〜４μｍ程度の非晶質シリコンカー
バイド（ａ−８ｉｘＣ＋−ｘ）或は非晶質シリコンナイ
トライドのｉ型層（３ｉ）が設けられ、そしてその両主
面にはオーミックコンタクト等のための膜厚数１００Ｘ
〜５ｏｏＸ程度のｎ型不純物層（３ｎ＋）（３ｎｚ）が
配置されている。
た光４ｉ４膜（３）は、例えばシラン（ＳｉＨり等のシ
リコン化合物雰囲気中でのグロー放電により形成された
非晶質シリコン系半導体であり、その膜中心にはＰ塑成
いはｎ型不純物が全くドープされていないか若しくは僅
か（例えは上記ＳｉＨ４に対するジポランＢｚＨ６のガ
ス流量比にして１０ 程度）にドープされた実質的に真
性な膜厚５０００Ｒ〜４μｍ程度の非晶質シリコンカー
バイド（ａ−８ｉｘＣ＋−ｘ）或は非晶質シリコンナイ
トライドのｉ型層（３ｉ）が設けられ、そしてその両主
面にはオーミックコンタクト等のための膜厚数１００Ｘ
〜５ｏｏＸ程度のｎ型不純物層（３ｎ＋）（３ｎｚ）が
配置されている。
斯るｎ型不純物１ｔｚ （３Ｆ１＋Ｘ３ｎ２）は非晶質
シリコン（ａ−８ｉ）からなり、例えばＳｉＨ４のガス
流量比にして数％のホスフィンがドープされて２つ、こ
のｎ型ａ −８ｉ／ｉ型ａ−５ｉｘＣ＋−ｘ／ｎ型ａ−
８ｉ構成の光導電膜（３）のバンド構造はｆＪ２図の通
りである。
シリコン（ａ−８ｉ）からなり、例えばＳｉＨ４のガス
流量比にして数％のホスフィンがドープされて２つ、こ
のｎ型ａ −８ｉ／ｉ型ａ−５ｉｘＣ＋−ｘ／ｎ型ａ−
８ｉ構成の光導電膜（３）のバンド構造はｆＪ２図の通
りである。
即ち、ｉ型層（３１）は例えは上述の如（ａ−８ｉｔ（
＋−ｘから構成され、またｎ型の不純物層（３ｎｔ）（
３ｎ２）をｈ−５ｉで構成すると、主として光照射によ
り電子及びまたは正孔のキャリアを発生するｉ型層（３
１）の光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔ（ｉｌは不純物層（３ｎ
１）（３ｎｚ）のそれＥｏｐｃ ｌｎｌに比較して膜組
成の違いに基き太き（なる。この様にして主として光導
電に寄与するキャリアを発生するｉ型層（３ｉ）のＥｏ
ｐｔ ｉｉｌを大きく設定し、リード体１５１ （６１
を介して例えは受光面電極を司どる第１電−ＢＡ（２）
側がプラスとなる方向にバイアスを印加すると、ｉ型層
（３１）に於いて光照射により発生した電子（ｐｅ）は
第１電極膜（２）方向に移動すると共に、マイナス側の
第２電極膜（４）から流入しようとする電子ｔｅｌは光
学的禁止帯幅Ｅｏｐｔの差に基く障壁の形成によりブロ
ックされその第１電極膜（２）への移動は阻止される。
＋−ｘから構成され、またｎ型の不純物層（３ｎｔ）（
３ｎ２）をｈ−５ｉで構成すると、主として光照射によ
り電子及びまたは正孔のキャリアを発生するｉ型層（３
１）の光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔ（ｉｌは不純物層（３ｎ
１）（３ｎｚ）のそれＥｏｐｃ ｌｎｌに比較して膜組
成の違いに基き太き（なる。この様にして主として光導
電に寄与するキャリアを発生するｉ型層（３ｉ）のＥｏ
ｐｔ ｉｉｌを大きく設定し、リード体１５１ （６１
を介して例えは受光面電極を司どる第１電−ＢＡ（２）
側がプラスとなる方向にバイアスを印加すると、ｉ型層
（３１）に於いて光照射により発生した電子（ｐｅ）は
第１電極膜（２）方向に移動すると共に、マイナス側の
第２電極膜（４）から流入しようとする電子ｔｅｌは光
学的禁止帯幅Ｅｏｐｔの差に基く障壁の形成によりブロ
ックされその第１電極膜（２）への移動は阻止される。
第３図及び＠４図は光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔ（ｉｌが各
々１，８ｅＶ 、 １．９ｅＶの本発明光センサに於け
る各照度に対するバイアス電圧と光電流との関係を測定
したものである。
々１，８ｅＶ 、 １．９ｅＶの本発明光センサに於け
る各照度に対するバイアス電圧と光電流との関係を測定
したものである。
斯る測定に供せられた具体的仕様は以下の通りである。
辱ｎ型不純物層（３ｎｔ）（３ｎ２）
光学的禁止幅Ｅｏｐｔ（ｎｌ ： １．７ｅＶ膜組成：
ａ−５ｉ （Ｐｉ（ｓ ／ Ｓ １ｆ（４＝ 数
％）膜厚： 数１０ＯＡ Ｏ１型層（３ｉ） 光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔ ｉｉｌ 試料Ａ ： １，８ｅＶ 試料Ｂ ： １，９ｅＶ 膜組成 試料Ａ ： ａ−８ｉｏ、ｙｓ’ｃｏ＋ａｓ試料Ｂ
： ａ−８ｉｏノｃｏ、ｚ 膜厚 ：共通２．５μｍ 一方、＠５図はｉ型層として不純物層（３ｎｌ）（３ｎ
２）と同じ光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔｉ幻カ月、７ｅＶの
従米の光センサに於ける各照度に対するバイアス電圧と
光電流との関係を測定したものである。
ａ−５ｉ （Ｐｉ（ｓ ／ Ｓ １ｆ（４＝ 数
％）膜厚： 数１０ＯＡ Ｏ１型層（３ｉ） 光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔ ｉｉｌ 試料Ａ ： １，８ｅＶ 試料Ｂ ： １，９ｅＶ 膜組成 試料Ａ ： ａ−８ｉｏ、ｙｓ’ｃｏ＋ａｓ試料Ｂ
： ａ−８ｉｏノｃｏ、ｚ 膜厚 ：共通２．５μｍ 一方、＠５図はｉ型層として不純物層（３ｎｌ）（３ｎ
２）と同じ光学的禁止帯幅Ｅｏｐｔｉ幻カ月、７ｅＶの
従米の光センサに於ける各照度に対するバイアス電圧と
光電流との関係を測定したものである。
斯る従来の光センサである試料Ｃの具体的仕様はｉ型層
のＥｏｐｔ（ｉ）を１．７ｅＶトすべく膜組成が、λ−
５ｔ（ノンドープ）なっている点を除いて本発明光セン
サの試料Ａ、Ｂと共通である。
のＥｏｐｔ（ｉ）を１．７ｅＶトすべく膜組成が、λ−
５ｔ（ノンドープ）なっている点を除いて本発明光セン
サの試料Ａ、Ｂと共通である。
この様に第３図〜第５図の測定結果から明らかな如く、
本発明構造を実施せる試料Ａ及びＢは従来の試料ｅに比
してバイアス電圧に対する光電流の増加は直線的となる
と共に、ダーク時或いは低照度域での光電流は十分小さ
くなる。
本発明構造を実施せる試料Ａ及びＢは従来の試料ｅに比
してバイアス電圧に対する光電流の増加は直線的となる
と共に、ダーク時或いは低照度域での光電流は十分小さ
くなる。
第６層は本発明光センサの他の実施例を示し、先の実施
例と異なるところは第１電極膜（２）の配置構造にある
。即ち、先の実施例は光導電膜（３）を両電極膜＋２１
＋４１で挾む構造、所謂サンドイッチ構造であったが、
本実施例は第１電極膜（旨を第２１！極膜（４）と同じ
光導電膜（３）の−主面側に並置した所謂、プレーナ構
造となっている。従って、斯るプレーナ構造に伴なって
光導電膜（３）は基板（１）側から見て、光学的禁止帯
幅Ｅｏｐｔ ［ｉｌの大きいｉ型層（３１）と次いで第
１電極膜（址）と第２電極膜（４）と同じ（分割配置さ
れた不純物層（３ｎＱ（３ｎｚ）の二層構造となってい
る。
例と異なるところは第１電極膜（２）の配置構造にある
。即ち、先の実施例は光導電膜（３）を両電極膜＋２１
＋４１で挾む構造、所謂サンドイッチ構造であったが、
本実施例は第１電極膜（旨を第２１！極膜（４）と同じ
光導電膜（３）の−主面側に並置した所謂、プレーナ構
造となっている。従って、斯るプレーナ構造に伴なって
光導電膜（３）は基板（１）側から見て、光学的禁止帯
幅Ｅｏｐｔ ［ｉｌの大きいｉ型層（３１）と次いで第
１電極膜（址）と第２電極膜（４）と同じ（分割配置さ
れた不純物層（３ｎＱ（３ｎｚ）の二層構造となってい
る。
尚、ｉ型層（３１）に於ける光学的禁止帯幅Ｅｏｐ【（
ｉ）は反応ガスの流量比を変更することにより所望の値
に設定することができ、例えばλ−８ｉＣの場合ＣＨ４
／（Ｓ ｉＨｚ 十ＣＨ４）を０．５％〜９．０％の範
囲に於いてＥｏｐｔ （ｉｌが約１．８ ｅＶ −２，
９ｅＶＩ７）範囲の任意の値を得ることができる。
ｉ）は反応ガスの流量比を変更することにより所望の値
に設定することができ、例えばλ−８ｉＣの場合ＣＨ４
／（Ｓ ｉＨｚ 十ＣＨ４）を０．５％〜９．０％の範
囲に於いてＥｏｐｔ （ｉｌが約１．８ ｅＶ −２，
９ｅＶＩ７）範囲の任意の値を得ることができる。
また、非晶質シリコンナイトライドについても窒素含有
量の変更により１，７ｅＶ〜５．５ｅｖＤ範囲のｘｏｐ
ｔｆｉｌが得られる。
量の変更により１，７ｅＶ〜５．５ｅｖＤ範囲のｘｏｐ
ｔｆｉｌが得られる。
（ト）発明の効果
初層のそれよりも太き（することによって、斯る禁止帯
幅の差はバイアス印加によって外部から流入するキャリ
アを阻止すべ（作用するので、光照射の照射量に応じた
光電流のみが流れることになりＴ値がほぼ１の光導電特
性が得られ、入射光量に対する出力の直線性が改善され
る。
幅の差はバイアス印加によって外部から流入するキャリ
アを阻止すべ（作用するので、光照射の照射量に応じた
光電流のみが流れることになりＴ値がほぼ１の光導電特
性が得られ、入射光量に対する出力の直線性が改善され
る。
第１図は本発明光センサの一実施例を示す側面図、第２
図はそのバンド構造図、第３図〜第６図は試料Ａ−Ｃの
各々の特性図、第６図は本発明光センサの他の実施例を
示す側面図、である。 （１）・・・基板、（３）・・・光導電膜、（３ｎ＋）
（３ｎｉ）・・・不純物層、（３ｉ）・・・ｉ型層。
図はそのバンド構造図、第３図〜第６図は試料Ａ−Ｃの
各々の特性図、第６図は本発明光センサの他の実施例を
示す側面図、である。 （１）・・・基板、（３）・・・光導電膜、（３ｎ＋）
（３ｎｉ）・・・不純物層、（３ｉ）・・・ｉ型層。
Claims (2)
- （１）非晶質半導体からなる実質的に真性なｉ型層と、
該ｉ型層の光照射による抵抗値の変化を抽出する電極と
、該電極とｉ型層との間に配挿された一導電型の不純物
層と、を備え、上記ｉ型層の光学的禁止帯幅は不純物層
のそれよりも大きいことを特徴とする光導電型光センサ
。 - （２）上記ｉ型層は非晶質シリコンカーバイドからなり
、不純物層は非晶質シリコンであることを特徴とした特
許請求の範囲第１項記載の光導電型光センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151710A JPS6130084A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 光導電型光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151710A JPS6130084A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 光導電型光センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130084A true JPS6130084A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15524576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59151710A Pending JPS6130084A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 光導電型光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130084A (ja) |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP59151710A patent/JPS6130084A/ja active Pending
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