JPS62196876A - 光センサおよびその製造方法 - Google Patents
光センサおよびその製造方法Info
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- JPS62196876A JPS62196876A JP61038313A JP3831386A JPS62196876A JP S62196876 A JPS62196876 A JP S62196876A JP 61038313 A JP61038313 A JP 61038313A JP 3831386 A JP3831386 A JP 3831386A JP S62196876 A JPS62196876 A JP S62196876A
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Classifications
-
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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
- H01L31/08—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
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
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-
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- H01L31/03762—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic Table
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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、非晶質シリコンから成る光電変換層を有する
光センサに係り、特に光電変換特性の安定化、量産する
場合の再現性および生産性の向上を企図した光センナお
よびその製造方法に関する。
光センサに係り、特に光電変換特性の安定化、量産する
場合の再現性および生産性の向上を企図した光センナお
よびその製造方法に関する。
[従来技術およびその問題点]
光センサにおける非晶質シリコンから成る光導電層をプ
ラズマCvD法によって形成する方法において、光電変
換特性の良好な光センナを得るためには、比較的低い電
力でグロー放電を行うことが必要とされる。
ラズマCvD法によって形成する方法において、光電変
換特性の良好な光センナを得るためには、比較的低い電
力でグロー放電を行うことが必要とされる。
しかしながら、放電電力が低いと堆積速度が遅くなるた
めに、真空チャンへの内壁等から放出されるガス(02
、N2 、 co2 、N20算)を取り込み易く、し
かもその放出1iVは成膜回数やチャンバ内を大気にさ
らした時間等によって一定ではないために、安定した光
電変換特性を再現性良く得ることが困難であった。更に
、堆積速度が遅いために、生産性が低いことも問題であ
る。
めに、真空チャンへの内壁等から放出されるガス(02
、N2 、 co2 、N20算)を取り込み易く、し
かもその放出1iVは成膜回数やチャンバ内を大気にさ
らした時間等によって一定ではないために、安定した光
電変換特性を再現性良く得ることが困難であった。更に
、堆積速度が遅いために、生産性が低いことも問題であ
る。
また、高い放電電力によってグロー放電を行うと、堆積
速度が速くなるために、取り込まれる不純物が少なくな
るが、水素含有量が多くなり、良好な光電変換特性を得
ることができなくなる。
速度が速くなるために、取り込まれる不純物が少なくな
るが、水素含有量が多くなり、良好な光電変換特性を得
ることができなくなる。
このように、従来の製造方法では、一定の光電変換特性
を有する光センサを再現性および生産性良く製造するこ
とができず、またその光電変換特性も十分良好なもので
はなかった。
を有する光センサを再現性および生産性良く製造するこ
とができず、またその光電変換特性も十分良好なもので
はなかった。
[問題点を解決するための手段]
本発明による光センサは、
非晶質シリコンから成る光電変換層を有する光センサに
おいて、 前記光電変換層は、水素をシリコン原子に対して10原
子%〜60原子%含有し、かつ水素を含まないシリコン
以外の全元素をシリコン原子に対して100原子ppm
〜5原子%含有していることを特徴とする。
おいて、 前記光電変換層は、水素をシリコン原子に対して10原
子%〜60原子%含有し、かつ水素を含まないシリコン
以外の全元素をシリコン原子に対して100原子ppm
〜5原子%含有していることを特徴とする。
また、本発明による光センサの製造方法は、非晶質シリ
コンから成る光電変換層を有する光センサを製造する方
法において、 原料ガスとして、シランガスと窒素原子若しくは酸素原
子のうち少なくとも一種類の元素を含む不純物ガスとを
混合したガスを用いて前記光電変換層を堆積させ、かつ
その時の堆積速度がlO0八/へm i n以上である
ことを特徴とする。
コンから成る光電変換層を有する光センサを製造する方
法において、 原料ガスとして、シランガスと窒素原子若しくは酸素原
子のうち少なくとも一種類の元素を含む不純物ガスとを
混合したガスを用いて前記光電変換層を堆積させ、かつ
その時の堆積速度がlO0八/へm i n以上である
ことを特徴とする。
[作用]
このように、堆積速度が100Å/min以上と速いた
めに、チャンバの内壁等に吸着していた不純物等の取り
込みが少なくなり、良質の光電変換層を再現性良く得る
ことができ、かつ原料ガスに上記不純物ガスを混合する
ことで、所望の光電変換特性を有する光センサを安定し
て製造することができる。
めに、チャンバの内壁等に吸着していた不純物等の取り
込みが少なくなり、良質の光電変換層を再現性良く得る
ことができ、かつ原料ガスに上記不純物ガスを混合する
ことで、所望の光電変換特性を有する光センサを安定し
て製造することができる。
また、光電変換層中の水素含有量および不純物含有量を
上記のように設定することで、光電流と暗電流との比が
大きくなり、十分良好な光電変換特性を得ることができ
る。
上記のように設定することで、光電流と暗電流との比が
大きくなり、十分良好な光電変換特性を得ることができ
る。
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第1図は、本発明による方法を実施するためのプラズマ
CVD装置の概略的構成図である。
CVD装置の概略的構成図である。
同図において、チャンバl内にチャンバ本体と電気的に
絶縁された7ノード電極2およびカソード電極3が50
amの間隔で相対向し、7ノード電極2の対向面4 J
:には基体5を保持するためのホルダ6がネジ等で固定
されている。カソード電極3の内部はGVD川原用ガス
(例えばシランガスを主成分とするシラン混合ガス)
、水素、又はオーミックコンタクト層原料ガスの導入ラ
イン7と接続されている。カソード電極3の対向面8に
は電極内部に導入される原料ガスを図中矢印の如く基板
5に向けて吹出させるための複数の吐出口が設けられて
いる。また、アノード電極2内には基板5を加熱するた
めのヒータ9が設けられ、チャンバ内は排気口IOを通
して例えば真空ポンプ等の減圧手段と接続されている。
絶縁された7ノード電極2およびカソード電極3が50
amの間隔で相対向し、7ノード電極2の対向面4 J
:には基体5を保持するためのホルダ6がネジ等で固定
されている。カソード電極3の内部はGVD川原用ガス
(例えばシランガスを主成分とするシラン混合ガス)
、水素、又はオーミックコンタクト層原料ガスの導入ラ
イン7と接続されている。カソード電極3の対向面8に
は電極内部に導入される原料ガスを図中矢印の如く基板
5に向けて吹出させるための複数の吐出口が設けられて
いる。また、アノード電極2内には基板5を加熱するた
めのヒータ9が設けられ、チャンバ内は排気口IOを通
して例えば真空ポンプ等の減圧手段と接続されている。
チャンバ1内の防着板11は、他所に出発原料の堆積を
防ぐためのものであり、その他にリークバルブ12.カ
ソード電極3に高周波電力(例えば13.56MHz)
を供給するための電源13が各々設けられている。
防ぐためのものであり、その他にリークバルブ12.カ
ソード電極3に高周波電力(例えば13.56MHz)
を供給するための電源13が各々設けられている。
第2図(A)は、光電変換層に非晶質シリコンを用いた
本発明による光センサの一実施例の概略的平面図、第2
図(B)は、そのI−I線断面図である。
本発明による光センサの一実施例の概略的平面図、第2
図(B)は、そのI−I線断面図である。
同図において、ガラス基板21上に非晶質シリコンの光
導電層22が形成され、更にその上にオーミックコンタ
クト層であるn中層23を介して櫛型型8i24を形成
されている。
導電層22が形成され、更にその上にオーミックコンタ
クト層であるn中層23を介して櫛型型8i24を形成
されている。
次に、このような構成を有する本実施例を第1図に示す
プラズマCVD装置を用いて製造する方法を具体的に説
明する。
プラズマCVD装置を用いて製造する方法を具体的に説
明する。
(実施例1)
まず、ガラス基板21を中性洗浄又は有機アルカリ系洗
浄を行い、第1図における基板ホルダ6に装若する。続
いて、チャンバl内を1O−(l Torrまで減圧し
、基板温度を200℃にして、SiH4100%を20
0S[CM 、 N 2を2osccxHし、内圧を0
.07Torrに設定した。そして、電力密度0.11
W 7cm2 、周波数11.58MHzの高周波を6
0分間印加してグロー放電を発生させた。これによって
、ガラス基板21上に厚さ0.8gmの非晶質シリコン
が堆積し、これが光導電層22となる。この時の堆積速
度は133人/winであった・ この光導電層22を元素分析した結果、H/5i=19
% 、 N /5i=2.0!テあツタ、マタ光導電層
22ニAMI (75mW/ c+s2 )の光を照射
して導電率を測定すると、光照射時の導電率σp =1
.OXl0−4Sacs−’、ダーク時の導電率σd
=8.9 Xl0−9S・cm”であった。
浄を行い、第1図における基板ホルダ6に装若する。続
いて、チャンバl内を1O−(l Torrまで減圧し
、基板温度を200℃にして、SiH4100%を20
0S[CM 、 N 2を2osccxHし、内圧を0
.07Torrに設定した。そして、電力密度0.11
W 7cm2 、周波数11.58MHzの高周波を6
0分間印加してグロー放電を発生させた。これによって
、ガラス基板21上に厚さ0.8gmの非晶質シリコン
が堆積し、これが光導電層22となる。この時の堆積速
度は133人/winであった・ この光導電層22を元素分析した結果、H/5i=19
% 、 N /5i=2.0!テあツタ、マタ光導電層
22ニAMI (75mW/ c+s2 )の光を照射
して導電率を測定すると、光照射時の導電率σp =1
.OXl0−4Sacs−’、ダーク時の導電率σd
=8.9 Xl0−9S・cm”であった。
続いて、 n型ドーピングガスが混合して同様にn中層
23を堆積させた後、電極用の金属を形成した。そして
、図示されるようにパターニングして櫛型電極24を形
成した。
23を堆積させた後、電極用の金属を形成した。そして
、図示されるようにパターニングして櫛型電極24を形
成した。
このような方法によって同一のチャンバ内で同一条件に
より10回成膜工程を繰返したが、光導電層22のσp
およびσdの値は変化しなかった。
より10回成膜工程を繰返したが、光導電層22のσp
およびσdの値は変化しなかった。
(実施例2)
ガラス基板21を基板ホルダ6に固定した後、チャンバ
1内を100Torrまで減圧し、基板温度を200℃
ニシテ、SiH4100%ヲ200secM 、水素希
釈10%のNH3を20S([:M流し、内圧を0.1
丁orrに設定した。そして、電力密度0.09W
/ c鳳21周波数13.58MHzの高周波を50分
間印加してグロー放電を発生させた。これによって、ガ
ラス基板21上に厚さ1 gmの非晶質シリコンの光導
電層22が堆積した。この時の堆積速度は200八/s
inであった。
1内を100Torrまで減圧し、基板温度を200℃
ニシテ、SiH4100%ヲ200secM 、水素希
釈10%のNH3を20S([:M流し、内圧を0.1
丁orrに設定した。そして、電力密度0.09W
/ c鳳21周波数13.58MHzの高周波を50分
間印加してグロー放電を発生させた。これによって、ガ
ラス基板21上に厚さ1 gmの非晶質シリコンの光導
電層22が堆積した。この時の堆積速度は200八/s
inであった。
この光導電層22を元素分析した結果、H/5i=33
% 、 N /5i=0.2 % テJ!+ツタ、tり
光導′電層22にA旧(75d/ cm2 )の光を照
射して導電率を測定すると、光照射時の導電率σP =
2.8 Xl0−4Sect−’、ダーク時の導電率c
rd =9.9 XIO10SφCm’であった。しか
も、成膜工程10回目の導電率がcrp =2.9 X
l0−4 5ect−’、 crd =1.IX 1O
−9So cm−’と1回目とほとんど変わらなかった
。
% 、 N /5i=0.2 % テJ!+ツタ、tり
光導′電層22にA旧(75d/ cm2 )の光を照
射して導電率を測定すると、光照射時の導電率σP =
2.8 Xl0−4Sect−’、ダーク時の導電率c
rd =9.9 XIO10SφCm’であった。しか
も、成膜工程10回目の導電率がcrp =2.9 X
l0−4 5ect−’、 crd =1.IX 1O
−9So cm−’と1回目とほとんど変わらなかった
。
(実施例3)
ガラス基板21を基板ホルダ6に固定した後。
チャンバl内を10−G Torrまで減圧し、基板温
度を200℃ニシテ、SiH4100%を2009CC
M 、水素希釈10% (1)N 20を10900M
流し、内圧を0.1 Torrに設定した。そして、電
力密度0.IW/c■2、周波数13.56MHzの高
周波を40分間印加してグロー放電を発生させた。これ
によって、ガラス基板21上に厚さl#1.mの非晶質
シリコンの光導電層22が堆積した。この時の堆積速度
は250人/諷inであった。
度を200℃ニシテ、SiH4100%を2009CC
M 、水素希釈10% (1)N 20を10900M
流し、内圧を0.1 Torrに設定した。そして、電
力密度0.IW/c■2、周波数13.56MHzの高
周波を40分間印加してグロー放電を発生させた。これ
によって、ガラス基板21上に厚さl#1.mの非晶質
シリコンの光導電層22が堆積した。この時の堆積速度
は250人/諷inであった。
この光導電層22を元素分析した結果、H/5i=22
% 、 N /Si= 1.2 %、0 / Si=
1.O% テアッた。また光導電層22にA旧(75
mW/cs2 )の光を照射して導゛−ヒ率を測定する
と、光照射時の導電率σp =1.4 Xl0−4 5
ect−’、ダーク時の導電率crd =9.I Xl
0−’ S−c+s−■であった。しかも。
% 、 N /Si= 1.2 %、0 / Si=
1.O% テアッた。また光導電層22にA旧(75
mW/cs2 )の光を照射して導゛−ヒ率を測定する
と、光照射時の導電率σp =1.4 Xl0−4 5
ect−’、ダーク時の導電率crd =9.I Xl
0−’ S−c+s−■であった。しかも。
成膜工程10回目の導電率がσp =t、s Xl0−
4S@cr’、crd =9.3 Xl0−’ S@
C11−’と1回目とほとんど変わらなかった。
4S@cr’、crd =9.3 Xl0−’ S@
C11−’と1回目とほとんど変わらなかった。
(比較例1)
(不純物ガスを用いず、低い放電電力の場合、)ガラス
基板21を基板ホルダ6に固定した後、チャンバ1内を
10−6 丁orrまで減圧し、基板温度を200℃ニ
シテ、SiH4100%を20O800%流し、内圧を
0.2 Torrに設定した。そして、電力密度6.I
X 10’ W / c+s2.周波数13.58>N
H2(7)高岡波を4時間印加してグロー放電を発生さ
せた。これによって、ガラス基板21上に厚さ0.71
4mの非晶質シリコンの光導電層22が堆積した。この
時の堆積速度は30人/sinであった。
基板21を基板ホルダ6に固定した後、チャンバ1内を
10−6 丁orrまで減圧し、基板温度を200℃ニ
シテ、SiH4100%を20O800%流し、内圧を
0.2 Torrに設定した。そして、電力密度6.I
X 10’ W / c+s2.周波数13.58>N
H2(7)高岡波を4時間印加してグロー放電を発生さ
せた。これによって、ガラス基板21上に厚さ0.71
4mの非晶質シリコンの光導電層22が堆積した。この
時の堆積速度は30人/sinであった。
この光導電層22を元素分析した結果、H/5i=9z
、 0 /5i=800pps+、 C/Si=4
3ppm、 N /Si=4ppmであった。また
、光導電層22にA旧(75+++W/C腸2)の光を
照射して導電率を測定すると、光照射時の導電率σp
=8.OXIO−55−cs−’ 、ダーク時の導電率
σd = 1.2 X 10−1(’ Ss cm−’
であった。しかし、成膜工程10回口の導電率はσp=
9.7 X 10−OSs cm−’、crd =4.
OX1O−11Sacs−’と著しく低下した。
、 0 /5i=800pps+、 C/Si=4
3ppm、 N /Si=4ppmであった。また
、光導電層22にA旧(75+++W/C腸2)の光を
照射して導電率を測定すると、光照射時の導電率σp
=8.OXIO−55−cs−’ 、ダーク時の導電率
σd = 1.2 X 10−1(’ Ss cm−’
であった。しかし、成膜工程10回口の導電率はσp=
9.7 X 10−OSs cm−’、crd =4.
OX1O−11Sacs−’と著しく低下した。
(比較例2)
(不純物ガスを用いず、高い放電電力の場合、)ガラス
基板21を基板ホルダ6に固定した後、チャンバ1内を
10−’ Torrまで減圧し、基板温度を200℃ニ
シテ、SiH4100$ヲ5CCH流し、内圧を0.0
5 Torrに設定した。そして、電力密度0.12W
/cta2 、周波数13.58MHzの高周波を3
0分間印加してグロー放′−貌を発生させた。これによ
って、ガラス基板21上に厚さ0.87pmの非晶質シ
リコンの光導電層22が堆積した。この時の堆積速度は
223八/sinであった。
基板21を基板ホルダ6に固定した後、チャンバ1内を
10−’ Torrまで減圧し、基板温度を200℃ニ
シテ、SiH4100$ヲ5CCH流し、内圧を0.0
5 Torrに設定した。そして、電力密度0.12W
/cta2 、周波数13.58MHzの高周波を3
0分間印加してグロー放′−貌を発生させた。これによ
って、ガラス基板21上に厚さ0.87pmの非晶質シ
リコンの光導電層22が堆積した。この時の堆積速度は
223八/sinであった。
この光導電層22を元素分析した結果、H/5i=38
% 、 0 /Si= 1100pp、C/Si=40
ppm、 N /Si” 5PPIIテTo ツタ、
t タ光導電層224CAMI(75mW/cs2 )
の光を照射して導電率を測定すると、光照射時の導電率
σp =2.4 xto−o Seam−’、ダーク
時の導電率crd = 0.9 X 10−12 So
cm−’であった。しかし、成膜工程10回目の導電
率はσp=0.8 X 1O−6Ss cm−’、σd
=0.3 XIG−12S*c+s−’と変化した。
% 、 0 /Si= 1100pp、C/Si=40
ppm、 N /Si” 5PPIIテTo ツタ、
t タ光導電層224CAMI(75mW/cs2 )
の光を照射して導電率を測定すると、光照射時の導電率
σp =2.4 xto−o Seam−’、ダーク
時の導電率crd = 0.9 X 10−12 So
cm−’であった。しかし、成膜工程10回目の導電
率はσp=0.8 X 1O−6Ss cm−’、σd
=0.3 XIG−12S*c+s−’と変化した。
[発IJの効果]
本実施例と比較例とから明らかなように、本発明による
光センサの製造方法は、堆積速度が100人/ m i
n以北と速いために、チャンバの内壁等に吸着してい
た不純物等の取り込みが少なくなり、良質の光電変換層
をirg現性現性骨ることができ、かつ原料ガスに上記
不純物ガスを混合することで、所望の光電変換特性を有
する光センサを安定して製造することができる。
光センサの製造方法は、堆積速度が100人/ m i
n以北と速いために、チャンバの内壁等に吸着してい
た不純物等の取り込みが少なくなり、良質の光電変換層
をirg現性現性骨ることができ、かつ原料ガスに上記
不純物ガスを混合することで、所望の光電変換特性を有
する光センサを安定して製造することができる。
また、本発明による光センサは、光電変換層中の水素含
有量および不純物含有量を上記のように設定することで
、光電流と暗電流との比が大きくなり、良好な光電変換
特性を有する。
有量および不純物含有量を上記のように設定することで
、光電流と暗電流との比が大きくなり、良好な光電変換
特性を有する。
第1図は、本発明による方法を実施するためのプラズマ
CVD装置の概略的構成図、 第2図(A)は、光電変換層に非晶質シリコンを用いた
本発明による光センサの一実施例の概略的平面図、第2
図(B)は、そのI−I線断面図である。 l・・・チャンバ 2・拳・アノード電極 3番・・カソード電極 5・・φ基板 6・・・基板ホルダ 13・会・高周波電源 21・・・ガラス基板 22・・・光導電層 23・命・オーミックコンタクト層 24−φ・櫛型電極
CVD装置の概略的構成図、 第2図(A)は、光電変換層に非晶質シリコンを用いた
本発明による光センサの一実施例の概略的平面図、第2
図(B)は、そのI−I線断面図である。 l・・・チャンバ 2・拳・アノード電極 3番・・カソード電極 5・・φ基板 6・・・基板ホルダ 13・会・高周波電源 21・・・ガラス基板 22・・・光導電層 23・命・オーミックコンタクト層 24−φ・櫛型電極
Claims (2)
- (1)非晶質シリコンから成る光電変換層を有する光セ
ンサにおいて、 前記光電変換層は、水素をシリコン原子に対して10原
子%〜60原子%含有し、かつ水素を含まないシリコン
以外の全元素をシリコン原子に対して100原子ppm
〜5原子%含有していることを特徴とする光センサ。 - (2)非晶質シリコンから成る光電変換層を有する光セ
ンサを製造する方法において、 原料ガスとして、シランガスと窒素原子若しくは酸素原
子のうち少なくとも一種類の元素を含む不純物ガスとを
混合したガスを用いて前記光電変換層を堆積させ、かつ
その時の堆積速度が100Å/min以上であることを
特徴とする光センサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61038313A JPS62196876A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 光センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61038313A JPS62196876A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 光センサおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62196876A true JPS62196876A (ja) | 1987-08-31 |
Family
ID=12521802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61038313A Pending JPS62196876A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 光センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62196876A (ja) |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP61038313A patent/JPS62196876A/ja active Pending
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