JPS617661A - 光電変換素子およびこれを利用したカラ−原稿読み取り素子 - Google Patents
光電変換素子およびこれを利用したカラ−原稿読み取り素子Info
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- JPS617661A JPS617661A JP59128106A JP12810684A JPS617661A JP S617661 A JPS617661 A JP S617661A JP 59128106 A JP59128106 A JP 59128106A JP 12810684 A JP12810684 A JP 12810684A JP S617661 A JPS617661 A JP S617661A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
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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およびカラー原稿読み取り素子に
係り、特に、ファクシミリ等の画像入力部において光学
的読み取り素子として使用される光電変換素子に関する
ものである。
係り、特に、ファクシミリ等の画像入力部において光学
的読み取り素子として使用される光電変換素子に関する
ものである。
光導電体層として、非晶質水素化シリコン(以下アモル
ファス水素化シリコンと相称する)を使用し、これを透
光性電極と金属電極きで挟んだサンドイッチ構造のセン
サは、優れた光電変換特性を有しておりかつ、構造が簡
単で大面積化が容易であることから、原稿と同一幅のセ
ンサ部を有する長尺読み取り素子、すなわち、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需要が期
待されている。
ファス水素化シリコンと相称する)を使用し、これを透
光性電極と金属電極きで挟んだサンドイッチ構造のセン
サは、優れた光電変換特性を有しておりかつ、構造が簡
単で大面積化が容易であることから、原稿と同一幅のセ
ンサ部を有する長尺読み取り素子、すなわち、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需要が期
待されている。
しかし、アモルファス水素化シリコンを光導電体層とし
て用いたこのセンサの分光感度は波長600 nm付近
をピークとしてそれよりも長波長側および短波長側では
感度が著しく低下する為、色フィルターを用いてカラー
原稿の読み取りを行う受光素子として使用する場合、青
及び赤の感度が充争に得られないこと、あるいは近赤外
領域に発光ピークを有する半導体レーザ等を光源とする
場合には、使用できない等、使用可能な光源に限界があ
った。
て用いたこのセンサの分光感度は波長600 nm付近
をピークとしてそれよりも長波長側および短波長側では
感度が著しく低下する為、色フィルターを用いてカラー
原稿の読み取りを行う受光素子として使用する場合、青
及び赤の感度が充争に得られないこと、あるいは近赤外
領域に発光ピークを有する半導体レーザ等を光源とする
場合には、使用できない等、使用可能な光源に限界があ
った。
本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたもので、
アモルファス水素化シリコン層を光導電体層として用い
た光電変換素子の感度領域を拡げ広範囲の波長領域にわ
たって良好な分光感度特性を有する光電変換素子を提供
することを目的とする。
アモルファス水素化シリコン層を光導電体層として用い
た光電変換素子の感度領域を拡げ広範囲の波長領域にわ
たって良好な分光感度特性を有する光電変換素子を提供
することを目的とする。
更に本発明は、感度特性の良好なカラー原稿読み取り素
子を提供することを目的とする。
子を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段〕
本発明の光電変換素子は、光導電体層として、バンドギ
ャップの異なる3層構造のアモルファスシリコンを主成
分とするアモルファス半導体層を使用し、この光導電体
層を金属電極と透光性電極とで挟持するように構成して
いる。
ャップの異なる3層構造のアモルファスシリコンを主成
分とするアモルファス半導体層を使用し、この光導電体
層を金属電極と透光性電極とで挟持するように構成して
いる。
また、本発明のカラー原稿読み取り素子は一1上記3層
構造のアモルファス半導体層を用いたサンドイッチ構造
の光電変換素子と、この光電変換素子の透光性電極側に
付設した色フィルタより構成している。
構造のアモルファス半導体層を用いたサンドイッチ構造
の光電変換素子と、この光電変換素子の透光性電極側に
付設した色フィルタより構成している。
かかる構成により、本発明の光電変換素子では、感度領
域が広域化されると共に、これを用いたカラー原稿読み
取り素子では、感度特性が向上し、画情報に対してより
忠実な読み取りを行うことが可能となる。
域が広域化されると共に、これを用いたカラー原稿読み
取り素子では、感度特性が向上し、画情報に対してより
忠実な読み取りを行うことが可能となる。
以下、実施例に従って、図面を参照しつつ本発明の光電
変換素子を具体的に説明する。
変換素子を具体的に説明する。
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断面図を示す如く、絶縁性のカラス基板1上に
所望の形状をなすように分割形成された金属電極として
のクロム(Cr)電極2と、透光性電極としての酸化イ
ンジウム錫(ITO)電極3とによって、クロム電極2
側から順次アモルファス水素化シリコンゲルマニウム層
4(a−8;、−XGx:H1但しO<X≦1とする)
、アモルファス水素化シリコン層5 (a−Si:H)
、アモルファス水素化シリコンカーバイ)’層5(a−
SityCy:H1但し0<y≦1とする)が重ね合わ
されてなる3層構造の光導電体層を挟持してなるもので
ある。
のA−A断面図を示す如く、絶縁性のカラス基板1上に
所望の形状をなすように分割形成された金属電極として
のクロム(Cr)電極2と、透光性電極としての酸化イ
ンジウム錫(ITO)電極3とによって、クロム電極2
側から順次アモルファス水素化シリコンゲルマニウム層
4(a−8;、−XGx:H1但しO<X≦1とする)
、アモルファス水素化シリコン層5 (a−Si:H)
、アモルファス水素化シリコンカーバイ)’層5(a−
SityCy:H1但し0<y≦1とする)が重ね合わ
されてなる3層構造の光導電体層を挟持してなるもので
ある。
次にがかる光電変換素子の製造方法について述べる。
まず、蒸着法によってガラス基板1上に膜厚的0.2μ
mのクロム薄膜2を着膜する。続いてフォトリング2フ
イーにより、第3図に示す如く、所定の一形状に電極パ
ターンを分割形成する。
mのクロム薄膜2を着膜する。続いてフォトリング2フ
イーにより、第3図に示す如く、所定の一形状に電極パ
ターンを分割形成する。
次いで、グロー放電法番こより、光導電体層として第1
層目のアモルファス水素化シリコンゲルマニウム層4を
着膜する。この工程では、使用ガスとして、シラン(S
iH4)と水素化ゲルマニウム(GeH4)との混合ガ
スを使用すると共に基板温度を200〜300℃ニシテ
、2000〜4oooX着膜する。
層目のアモルファス水素化シリコンゲルマニウム層4を
着膜する。この工程では、使用ガスとして、シラン(S
iH4)と水素化ゲルマニウム(GeH4)との混合ガ
スを使用すると共に基板温度を200〜300℃ニシテ
、2000〜4oooX着膜する。
続いて使用ガスとしてシランガスを用い、上述のアモル
ファス水素化シリコンゲルマニウム層4の着膜工程と同
様の基板温度で82層目の光導電体層として3000〜
6000Aのアモルファス水素化シリコン層5を着膜す
る。
ファス水素化シリコンゲルマニウム層4の着膜工程と同
様の基板温度で82層目の光導電体層として3000〜
6000Aのアモルファス水素化シリコン層5を着膜す
る。
そして、使用ガスとしてシランとエチレン(CzH4)
との混合ガスを用い、上述の着膜工程と同様の基板温度
で第3層目の光導電体層として約2000〜3000A
のアモルファス水素化シリコンカーバイド層6を第4図
に示す如く着膜する。
との混合ガスを用い、上述の着膜工程と同様の基板温度
で第3層目の光導電体層として約2000〜3000A
のアモルファス水素化シリコンカーバイド層6を第4図
に示す如く着膜する。
最後に、スパッタ法によ)で透光性電極3として酸化イ
ンジウム錫(ITO)を約0.1層7mの厚さで着膜形
成することにより、光電変換素子として完成する。
ンジウム錫(ITO)を約0.1層7mの厚さで着膜形
成することにより、光電変換素子として完成する。
このようにして形成された光電変換素子は光導電体層が
金属電極側から順にバンドギャップの広がる材料で3層
構造に形成されているため、光が入射してくると、まず
400 nm前後の短波長光は透光性電極に接するアモ
ルファス水素化シリコンカーバイド層で有効に吸収され
、600 nm前後の波長の光は第2層目のアモルファ
ス水素化シリコン層で、同様に有効に吸収され、600
nmよりも長波長の光は、金属電極側に形成されたア
モルファス水素化シリコンゲルマニウム層で有効に吸収
されて、いずれも効率良く光電変換され光電流としてと
り出される。
金属電極側から順にバンドギャップの広がる材料で3層
構造に形成されているため、光が入射してくると、まず
400 nm前後の短波長光は透光性電極に接するアモ
ルファス水素化シリコンカーバイド層で有効に吸収され
、600 nm前後の波長の光は第2層目のアモルファ
ス水素化シリコン層で、同様に有効に吸収され、600
nmよりも長波長の光は、金属電極側に形成されたア
モルファス水素化シリコンゲルマニウム層で有効に吸収
されて、いずれも効率良く光電変換され光電流としてと
り出される。
従って、アモルファス水素化シリコン層を単層の光導電
体層として用いた従来の光電変換素子が600 nm前
後をピークとしてそれよりも長波長側および短波長側で
は分光感度が著しく低下していたのに対し、本発明実施
例の光電変換素子では、400 nm前後および600
nmよりも長波長の光の分光感度の向上を図ることが
可能となる。
体層として用いた従来の光電変換素子が600 nm前
後をピークとしてそれよりも長波長側および短波長側で
は分光感度が著しく低下していたのに対し、本発明実施
例の光電変換素子では、400 nm前後および600
nmよりも長波長の光の分光感度の向上を図ることが
可能となる。
この光電変換素子の透光性電極3上に、第5図に示す如
く、金属電極2の各パターンに対応して順次赤色透過フ
ィルタR1緑色透過フィルタG、青色透過フィルタBを
繰り返し配設することにより、カラー原稿読み取り素子
が構成される。
く、金属電極2の各パターンに対応して順次赤色透過フ
ィルタR1緑色透過フィルタG、青色透過フィルタBを
繰り返し配設することにより、カラー原稿読み取り素子
が構成される。
このようにして形成されたカラー原稿読み取り素子は、
赤色光、資色覚に対しても感度が良好である。
赤色光、資色覚に対しても感度が良好である。
なお、光導電体層の成分としては、実施例で示したもの
に限定されるものではない。例えば、第1層のアモルフ
ァス水素化シリコンゲルマニウム層ζこ代えてアモルフ
ァス水素化シリコン錫層(a−Si1yCy:H但しO
≦y〈1)を用いると共に第3層のアモルファス水素化
シリコンカーバイド層に代えて、アモルファス水素化シ
リコンナイトライド層(a−si□−yNy:H但しO
≦y〈1)を用いた3層構造の光電変換素子も同様に、
有効である。
に限定されるものではない。例えば、第1層のアモルフ
ァス水素化シリコンゲルマニウム層ζこ代えてアモルフ
ァス水素化シリコン錫層(a−Si1yCy:H但しO
≦y〈1)を用いると共に第3層のアモルファス水素化
シリコンカーバイド層に代えて、アモルファス水素化シ
リコンナイトライド層(a−si□−yNy:H但しO
≦y〈1)を用いた3層構造の光電変換素子も同様に、
有効である。
更に、上述のアモルファス半導体層に微量の酸素(0ン
、リン(P)、ボロン(B)をドーピングすることによ
り、バンドギャップ及びフェルミレベルを調整し、分光
感度領域を広域化することも有効であり、良好な分光感
度特性をもつ光電変換素子を得ることができる。
、リン(P)、ボロン(B)をドーピングすることによ
り、バンドギャップ及びフェルミレベルを調整し、分光
感度領域を広域化することも有効であり、良好な分光感
度特性をもつ光電変換素子を得ることができる。
また、実施例においては、基板と反対側lこ透光性電極
を配設し、光が該透光性電極と反対側から入射するよう
にした場合について述べたが、基板側から光が入射する
場合lこは、金属電極と透光性電極との位置を入れ換え
、基板側に透光性電極を配設するようにすると共に、第
1層目のアモルファス水素化シリコンゲルマニウム層と
第3層目のアモルファス水素化シリ−マンカーバイド層
とを入れ換え、バンドギャップの広いアモルファス水素
化シリコンカーバイド層を基板側に配置するようにすれ
ばよい。
を配設し、光が該透光性電極と反対側から入射するよう
にした場合について述べたが、基板側から光が入射する
場合lこは、金属電極と透光性電極との位置を入れ換え
、基板側に透光性電極を配設するようにすると共に、第
1層目のアモルファス水素化シリコンゲルマニウム層と
第3層目のアモルファス水素化シリ−マンカーバイド層
とを入れ換え、バンドギャップの広いアモルファス水素
化シリコンカーバイド層を基板側に配置するようにすれ
ばよい。
以上説明してきたように、本発明lこよれば、アモルフ
ァス水素化シリコンを主成分とする光導電体層を透光性
電極と金属電極とで挟持したサンドイッチ構造の光電変
換素子において、光導電体層をバンドギャップの異なる
3層のアモルファス半導体層から構成しているため、分
光感度領域の広域化が可能となると共に、かかる光電変
換素子に色フィルタを付設せしめたカラー原稿読み取り
素子では感度特性が良好で画情報をより忠実に読み取る
ことが可能となる。
ァス水素化シリコンを主成分とする光導電体層を透光性
電極と金属電極とで挟持したサンドイッチ構造の光電変
換素子において、光導電体層をバンドギャップの異なる
3層のアモルファス半導体層から構成しているため、分
光感度領域の広域化が可能となると共に、かかる光電変
換素子に色フィルタを付設せしめたカラー原稿読み取り
素子では感度特性が良好で画情報をより忠実に読み取る
ことが可能となる。
第1図は、本発明実施例の光電変換素子を示す図、第2
図は、第1図のA−A断面を示す図、第3図乃至第4図
は、第1図の光電変換素子の製造工程図、第5図は、第
1図の光電変換素子を用いたカラー原稿読み取り素子を
示す図である。 1・−ガラス基板、2・・・クロム電極、3・・・酸化
インジウム錫電極、4・・・アモルファス水素化シリコ
ンゲルマニウム層、5・・・アモルファス水素化シリコ
ン層、6・・・アモルファス水素化シリコンカーバイド
層、R・・・赤色透過フィルタ、G・・・緑色透過フィ
ルタ、B・・・青色透過フィルタ。 第2図 第3図 第5図
図は、第1図のA−A断面を示す図、第3図乃至第4図
は、第1図の光電変換素子の製造工程図、第5図は、第
1図の光電変換素子を用いたカラー原稿読み取り素子を
示す図である。 1・−ガラス基板、2・・・クロム電極、3・・・酸化
インジウム錫電極、4・・・アモルファス水素化シリコ
ンゲルマニウム層、5・・・アモルファス水素化シリコ
ン層、6・・・アモルファス水素化シリコンカーバイド
層、R・・・赤色透過フィルタ、G・・・緑色透過フィ
ルタ、B・・・青色透過フィルタ。 第2図 第3図 第5図
Claims (5)
- (1)光導電体層を透光性電極と金属電極とで挟持して
なるサンドイッチ構造の光電変換素子において、前記光
導電体層が非晶質(アモルファス)水素化シリコンを主
成分とするバンドギャップの異なる層からなる3層構造
の非晶質半導体層から構成されていることを特徴とする
光電変換素子。 - (2)3層構造の前記非晶質半導体層は透光性電極側か
ら金属電極側に向ってバンドギャップが小さくなるよう
に配列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。 - (3)3層構造の前記非晶質半導体層を非晶質水素化シ
リコンゲルマニウム層(a−Si_1_−_xGe_x
:H、但し0<x≦1)又は非晶質水素化シリコン錫層
(a−Si_1_−_xSn_x:H、但し0<x≦1
)からなる第1層と、非晶質水素化シリコン層(a−S
i:H)からなる第2層と、非晶質水素化シリコンカー
バイド(a−Si_1_−_yCy:H、但し0<y≦
1)又は非晶質水素化シリコンナイトライド(a−Si
_1_−_yNy:H、但し0<y≦1)からなる第3
層とから構成すると共に、前記第1層が金属電極側にく
るように配列したことを特徴とする特許請求の範囲第(
1)項又は第(2)項記載の光電変換素子。 - (4)前記非晶質半導体層のうち少なくとも1つの層は
不純物としてリン、ボロン、酸素のうちのいずれかを含
み、バンドギャップの調整がなされていることを特徴と
する特許請求の範囲第(3)項記載の光電変換素子。 - (5)非晶質水素化シリコン層を主成分とするバンドギ
ャップの異なる3層構造の光導電体層を金属電極と透光
性電極とで挟持し、感度領域を広域化するようにした光
電変換素子の透光性電極側に色フィルターを具えたこと
を特徴とするカラー原稿読み取り素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59128106A JPS617661A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 光電変換素子およびこれを利用したカラ−原稿読み取り素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59128106A JPS617661A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 光電変換素子およびこれを利用したカラ−原稿読み取り素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS617661A true JPS617661A (ja) | 1986-01-14 |
Family
ID=14976535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59128106A Pending JPS617661A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 光電変換素子およびこれを利用したカラ−原稿読み取り素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS617661A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0265058A2 (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Electronic camera |
EP0379349A2 (en) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device |
US5084747A (en) * | 1989-01-18 | 1992-01-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device having cells of different spectral sensitivities |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS577166A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Nec Corp | Amorphous thin solar cell |
JPS58220478A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アモルフアス光電変換素子 |
JPS598368A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | Toshiba Corp | カラ−イメ−ジセンサ− |
JPS5957407A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP59128106A patent/JPS617661A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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EP0265058A3 (en) * | 1986-10-15 | 1989-03-15 | Energy Conversion Devices, Inc. | Electronic camera |
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