JPS6249680A - 半導体位置検出器 - Google Patents
半導体位置検出器Info
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- JPS6249680A JPS6249680A JP61154543A JP15454386A JPS6249680A JP S6249680 A JPS6249680 A JP S6249680A JP 61154543 A JP61154543 A JP 61154543A JP 15454386 A JP15454386 A JP 15454386A JP S6249680 A JPS6249680 A JP S6249680A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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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、アモルファス半導体を使用した半導体装置検
出器に関する。
出器に関する。
従来のこの種の半導体装置検出器は、単結晶シリコンを
素材として構成され、この単結晶シリコンに抵抗分割作
用と光電変換作用の双方を行なわせている。
素材として構成され、この単結晶シリコンに抵抗分割作
用と光電変換作用の双方を行なわせている。
上記単結晶シリコンを用いた従来の半導体装置検出器は
、大面積に形成することが技術的および経済的に困難で
あり、したがって検出範囲を拡大するためには復雑高価
な光学系を外付けする必要があった。
、大面積に形成することが技術的および経済的に困難で
あり、したがって検出範囲を拡大するためには復雑高価
な光学系を外付けする必要があった。
また、抵抗分割作用と光電変換作用の双方を単結晶シリ
コンに持たせているので、一方の作用が最も有効に行な
われるように設計した場合、他方の作用が減退するとい
う不都合も有していた。
コンに持たせているので、一方の作用が最も有効に行な
われるように設計した場合、他方の作用が減退するとい
う不都合も有していた。
本発明は、かかる従来の半導体装置検出器の欠点に鑑み
、ｐｉｎ構造を有するアモルファス半導体層の各面にそ
れぞれ導電膜からなる第１および第２の抵抗層を形成す
るとともに、この第１および第２の抵抗層にそれぞれＸ
方向信号取出し用電極およびｙ方向信号取出し用電極を
設け、上記第１、第２の抵抗層を形成する導電膜のうち
、少なくとも光ビームの入射側に位置する導電膜に透光
性を持たせた構成を存する。
、ｐｉｎ構造を有するアモルファス半導体層の各面にそ
れぞれ導電膜からなる第１および第２の抵抗層を形成す
るとともに、この第１および第２の抵抗層にそれぞれＸ
方向信号取出し用電極およびｙ方向信号取出し用電極を
設け、上記第１、第２の抵抗層を形成する導電膜のうち
、少なくとも光ビームの入射側に位置する導電膜に透光
性を持たせた構成を存する。
また本発明は、ｐｉｎ構造を有するアモルファス半導体
層の各面にそれぞれ導電膜からなる抵抗層および共通電
極を形成するとともに上記共通電極との間で光ビームの
入射位置に対応した電流を取り出すべく上記抵抗層にＸ
方向およびｙ方向信号取出し用電極を設け、上記抵抗層
と共通電極を形成する各導電膜のうち、少なくとも上記
光ビームの入射側に位置する導電膜に透光性を持たせた
構成をもつ。
層の各面にそれぞれ導電膜からなる抵抗層および共通電
極を形成するとともに上記共通電極との間で光ビームの
入射位置に対応した電流を取り出すべく上記抵抗層にＸ
方向およびｙ方向信号取出し用電極を設け、上記抵抗層
と共通電極を形成する各導電膜のうち、少なくとも上記
光ビームの入射側に位置する導電膜に透光性を持たせた
構成をもつ。
上記の構成によれば、半導体層で光電変換が行なわれ、
この半導体層から独立した抵抗層において抵抗分割が行
なわれる。
この半導体層から独立した抵抗層において抵抗分割が行
なわれる。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。
する。
第１図（ａ）は、本発明に係る半導体装置検出器の一実
施例を示す平面図、同図（ｂ）、（Ｃ）は各々同図（ａ
）のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線による断面図である。また
第２図は、この実施例の一部断面斜視図である。
施例を示す平面図、同図（ｂ）、（Ｃ）は各々同図（ａ
）のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線による断面図である。また
第２図は、この実施例の一部断面斜視図である。
この実施例に係る半導体装置検出器は、ガラス等か、ら
なる基板１上に透光性導電膜からなる抵抗層２がスパッ
タ法もしくは真空蒸着法によって形成されている。そし
て、この抵抗層２の上面に半導体層３が形成され、さら
に該層３の上面に前記抵抗層２と同様の材料からなる抵
抗層４が同様の方法によって形成されている。なお抵抗
層２，４膜厚は、たとえば１０００人程度定設定される
。
なる基板１上に透光性導電膜からなる抵抗層２がスパッ
タ法もしくは真空蒸着法によって形成されている。そし
て、この抵抗層２の上面に半導体層３が形成され、さら
に該層３の上面に前記抵抗層２と同様の材料からなる抵
抗層４が同様の方法によって形成されている。なお抵抗
層２，４膜厚は、たとえば１０００人程度定設定される
。
上記半導体層３は、第３図に示す如くｐ型アモルファス
シリコン層（以下、ｐ層という）３１、ｌ型アモルファ
スシリコン層（以下、ｉ層という）３２およびｎ型アモ
ルファスシリコン層（以下、ｎ層という）３３からなる
３層構造を有している。
シリコン層（以下、ｐ層という）３１、ｌ型アモルファ
スシリコン層（以下、ｉ層という）３２およびｎ型アモ
ルファスシリコン層（以下、ｎ層という）３３からなる
３層構造を有している。
上記抵抗層２の両端部には、棒状をなした一対のＸ方向
集電電極５ａ、５ｂが対向配置され、同様に抵抗層４の
両端部には一対のｙ方向集電電極６ａ、６ｂが対向配置
されている。そして、これらの集電電極５ａ、５ｂ、６
ａ、６ｂの中央部には、電流を取出すためのリード線７
がそれぞれ接続されている。
集電電極５ａ、５ｂが対向配置され、同様に抵抗層４の
両端部には一対のｙ方向集電電極６ａ、６ｂが対向配置
されている。そして、これらの集電電極５ａ、５ｂ、６
ａ、６ｂの中央部には、電流を取出すためのリード線７
がそれぞれ接続されている。
上記半導体層３を構成するｐ＋ｌ＋ｎ層は、グロー放電
分解ＣＶ Ｄ （ｃｈｅｍｌｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅ
ｐｏｓｉｔｌｏｎ）法等によって形成され、この実施例
において、それらの膜厚ｄｐ、ｄＩおよびｄｎはｄｐΦ
３００人、ｄｉ４４０００〜６０００人およびｄｎ→３
００〜５００人に設定されている。
分解ＣＶ Ｄ （ｃｈｅｍｌｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅ
ｐｏｓｉｔｌｏｎ）法等によって形成され、この実施例
において、それらの膜厚ｄｐ、ｄＩおよびｄｎはｄｐΦ
３００人、ｄｉ４４０００〜６０００人およびｄｎ→３
００〜５００人に設定されている。
光電変換を行なう半導体層３をアモルファス半導体で構
成したこの実施例に係る半導体装置検出器は、単結晶を
用いた光位置検出器に比して大面積（たとえば１００ａ
ｎＸ １００ｍ）に形成しうるという利点をもつ。
成したこの実施例に係る半導体装置検出器は、単結晶を
用いた光位置検出器に比して大面積（たとえば１００ａ
ｎＸ １００ｍ）に形成しうるという利点をもつ。
なお、第１図に示すＬは検出器のフルスケールを示して
いる。
いる。
以下、この実施例の作用を説明する。
いま第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように上記半
導体装置検出器に光ビームＡが入射すると、半導体層３
の光入射位置Ｐに光生成電流が発生する。このとき抵抗
層２においては入射位置Ｐと電極５ａ、５ｂ間の抵抗「
ｒ によって上ｘｉ’ ｘ２ 配電流が分割され、また抵抗層４においては位置Ｐと電
極５ａ、５ｂ間の抵抗ｒ ｒ によってｙｌ’
ｙ２ 上記電流が分割されるので、電極５ａ、５ｂから電流Ｉ
Ｉ が、また電極６ａ、６ｂから電流ｘｉ″ ｘ２ ＩＩ が各々取出される。
導体装置検出器に光ビームＡが入射すると、半導体層３
の光入射位置Ｐに光生成電流が発生する。このとき抵抗
層２においては入射位置Ｐと電極５ａ、５ｂ間の抵抗「
ｒ によって上ｘｉ’ ｘ２ 配電流が分割され、また抵抗層４においては位置Ｐと電
極５ａ、５ｂ間の抵抗ｒ ｒ によってｙｌ’
ｙ２ 上記電流が分割されるので、電極５ａ、５ｂから電流Ｉ
Ｉ が、また電極６ａ、６ｂから電流ｘｉ″ ｘ２ ＩＩ が各々取出される。
ｙｌ’ ｙ２
上記各分割電流ＩＩ およびＩＩ はｘｉ’ ｘ
２ ｙｌ’ ｙ２光の入射位置情報をもつの
で、それらよりただちに光入射位置（ｘ、ｙ）を知るこ
とが可能であるが、入射光の強さくエネルギー）を示す
情報も含んでいることから、この入射光強度の影響を除
去するべく通常、第５図に例示するような信号処理回路
が用いられる。
２ ｙｌ’ ｙ２光の入射位置情報をもつの
で、それらよりただちに光入射位置（ｘ、ｙ）を知るこ
とが可能であるが、入射光の強さくエネルギー）を示す
情報も含んでいることから、この入射光強度の影響を除
去するべく通常、第５図に例示するような信号処理回路
が用いられる。
この処理回路は上記各電流が入力されるプリアンプ１３
〜１６と、電流和■ｘｌ＋■ｘ２およびＩ、ｔ＋１，２
を得る加算器１７および１８と、電流差Ｉ −１およ
びＩ 、１−１．を得る減算器１９おｘｌ ｘ
２ よび２０と、加算器１７と減算器１９の各出力の比およ
び加算器１８と減算器２０の各出力の比を得る除算器２
１および２２とから構成され、除算器２１および２２か
ら下式（１）に示すＸ方向の光入射位置信号Ｐ および
下式（２）に示すｙ方向の光入射位置信号Ｐ が各々出
力される。
〜１６と、電流和■ｘｌ＋■ｘ２およびＩ、ｔ＋１，２
を得る加算器１７および１８と、電流差Ｉ −１およ
びＩ 、１−１．を得る減算器１９おｘｌ ｘ
２ よび２０と、加算器１７と減算器１９の各出力の比およ
び加算器１８と減算器２０の各出力の比を得る除算器２
１および２２とから構成され、除算器２１および２２か
ら下式（１）に示すＸ方向の光入射位置信号Ｐ および
下式（２）に示すｙ方向の光入射位置信号Ｐ が各々出
力される。
この処理回路によれば、入射光強度の変動に影響されな
い位置信号を得ることができる。
い位置信号を得ることができる。
上記実施例では、基板１をガラスで形成し、かつ抵抗層
１および２を共に透光性導電膜で形成しであるので基板
１側から光ビームを入射させた場合でもその光ビーム入
射位置を検出することができる。つまり、この実施例に
係る位置検出器は、半導体層３のいずれの面に光ビーム
を入射させた場合でもその入射位置を検出しつる。
１および２を共に透光性導電膜で形成しであるので基板
１側から光ビームを入射させた場合でもその光ビーム入
射位置を検出することができる。つまり、この実施例に
係る位置検出器は、半導体層３のいずれの面に光ビーム
を入射させた場合でもその入射位置を検出しつる。
もちろん抵抗層４側を受光側に限定した場合には、抵抗
層２と基板１の双方あるいは一方を遮光性材料で形成し
てよく、また基板１側を受光側に限定した場合には、抵
抗層４を遮光性材料で形成してよい。
層２と基板１の双方あるいは一方を遮光性材料で形成し
てよく、また基板１側を受光側に限定した場合には、抵
抗層４を遮光性材料で形成してよい。
なお、上記遮光性材料として金、アルミ、ニッケル、ク
ローム、タングステン等の光反射性を有する金属材料を
適用すれば、つぎのような利点が得られる。
ローム、タングステン等の光反射性を有する金属材料を
適用すれば、つぎのような利点が得られる。
すなわち、たとえば基板１または抵抗層２を上記するよ
うな遮光性金属材料で形成した場合には、抵抗層４側か
ら入射して半導体層３で吸収しきれなかった光が基板１
または抵抗層２の面で反射され、その反射光が再び半導
体層３に入射されて吸収されることになる。したがって
、半導体層３での光電変換がより効率よく行なわれ、こ
れによって検出感度を向上することができる。
うな遮光性金属材料で形成した場合には、抵抗層４側か
ら入射して半導体層３で吸収しきれなかった光が基板１
または抵抗層２の面で反射され、その反射光が再び半導
体層３に入射されて吸収されることになる。したがって
、半導体層３での光電変換がより効率よく行なわれ、こ
れによって検出感度を向上することができる。
上記した金属材料は、電気良導体であるが、膜厚を適当
に設定することによつて抵抗作用をもたすことができ、
したがって抵抗層２．４の形成材料として使用すること
かできる。
に設定することによつて抵抗作用をもたすことができ、
したがって抵抗層２．４の形成材料として使用すること
かできる。
上記実施例は、第１図に示したように、抵抗層２および
４に各々一対の電極５ａ、５ｂおよび５ａ、５ｂが配設
されているが、第６図に示す如く各電極をたとえば抵抗
層４に全て配置することも可能である。ただしこの場合
、抵抗層２に代えて導電膜からなる共通電極２３が設け
られる。
４に各々一対の電極５ａ、５ｂおよび５ａ、５ｂが配設
されているが、第６図に示す如く各電極をたとえば抵抗
層４に全て配置することも可能である。ただしこの場合
、抵抗層２に代えて導電膜からなる共通電極２３が設け
られる。
また上記実施例では半導体層３のｎ層側に抵抗層２を形
成し、ｐ層側に抵抗層４を形成しているが、ｐｒｎ層を
これとは逆の態様で形成してもよい。
成し、ｐ層側に抵抗層４を形成しているが、ｐｒｎ層を
これとは逆の態様で形成してもよい。
本発明によれば、光電変換を行なう半導体層の材料とし
てアモルファス半導体を用いているので、受光面積を大
きく形成することが容易である。したがって、レンズ等
の高価な光学部品を併用して検出域を拡大する必要がな
くなり、またタブレット式入力装置等への適用も可能に
なる。
てアモルファス半導体を用いているので、受光面積を大
きく形成することが容易である。したがって、レンズ等
の高価な光学部品を併用して検出域を拡大する必要がな
くなり、またタブレット式入力装置等への適用も可能に
なる。
さらに、半導体層から独立した抵抗層を備えているので
、半導体層の光電変換作用と抵抗層の抵抗分割作用がそ
れぞれ最適となるようにそれらを個別に設計できるとい
う利点が得られる。
、半導体層の光電変換作用と抵抗層の抵抗分割作用がそ
れぞれ最適となるようにそれらを個別に設計できるとい
う利点が得られる。
第１図は本発明に係る半導体装置検出器の一実施例を示
し、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は同図（４）
のＡ−Ａ’線による断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）の
Ｂ−Ｂ’線による断面図、第２図は第１図に示した実施
例の一部断面斜視図、第３図は半導体層の構成を示した
部分拡大図、第４図は第１図に示した実施例の作用を説
明する図、第５図は処理回路の一例を示したブロック図
、第６図は本発明の他の実施例を概念的に示した斜視図
である。 １・・・基板、２，４・・・抵抗層、３・・・半導体層
、３１・・・ｐ型アモルファスシリコン層、３２・・・
ｎ型アモルファスシリコン層、３３・・・ｎ型アモルフ
ァスシリコン層、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ・・・集電電
極、７・・・リード。 第４図 、Ｊ ’ｚ 第５図
し、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は同図（４）
のＡ−Ａ’線による断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）の
Ｂ−Ｂ’線による断面図、第２図は第１図に示した実施
例の一部断面斜視図、第３図は半導体層の構成を示した
部分拡大図、第４図は第１図に示した実施例の作用を説
明する図、第５図は処理回路の一例を示したブロック図
、第６図は本発明の他の実施例を概念的に示した斜視図
である。 １・・・基板、２，４・・・抵抗層、３・・・半導体層
、３１・・・ｐ型アモルファスシリコン層、３２・・・
ｎ型アモルファスシリコン層、３３・・・ｎ型アモルフ
ァスシリコン層、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ・・・集電電
極、７・・・リード。 第４図 、Ｊ ’ｚ 第５図
Claims (2)
- （１）ｐｉｎ構造を有するアモルファス半導体層と、 このアモルファス半導体層の各面にそれぞれ設けた導電
膜からなる第１および第２の抵抗層と、上記第１および
第２の抵抗層にそれぞれ配設したｘ方向信号取出し用電
極およびｙ方向信号取出し用電極とを備え、 上記第１、第２の抵抗層を形成する導電膜のうち、少な
くとも光ビームの入射側に位置する導電膜に透光性を持
たせたことを特徴とする半導体装置検出器。 - （２）ｐｉｎ構造を有するアモルファス半導体層と、 このアモルファス半導体層の各面にそれぞれ設けた導電
膜からなる抵抗層および共通電極と、上記共通電極との
間で光ビームの入射位置に対応した電流を取り出すべく
上記抵抗層に配設したｘ方向およびｙ方向信号取出し用
電極とを備え、上記抵抗層と共通電極を形成する各導電
膜のうち、少なくとも上記光ビームの入射側に位置する
導電膜に透光性を持たせたことを特徴とする半導体装置
検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154543A JPS6249680A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 半導体位置検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154543A JPS6249680A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 半導体位置検出器 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7033685A Division JPH0691277B2 (ja) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | 半導体位置検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6249680A true JPS6249680A (ja) | 1987-03-04 |
Family
ID=15586556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61154543A Pending JPS6249680A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 半導体位置検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6249680A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0340412A2 (en) * | 1988-03-07 | 1989-11-08 | Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd. | Semiconductor light beam position sensor, and image input device using this sensor |
| US4987461A (en) * | 1989-10-11 | 1991-01-22 | The University Of New Mexico | High position resolution sensor with rectifying contacts |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP61154543A patent/JPS6249680A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0340412A2 (en) * | 1988-03-07 | 1989-11-08 | Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd. | Semiconductor light beam position sensor, and image input device using this sensor |
| US4987461A (en) * | 1989-10-11 | 1991-01-22 | The University Of New Mexico | High position resolution sensor with rectifying contacts |
| WO1991006122A1 (en) * | 1989-10-11 | 1991-05-02 | The University Of New Mexico | High resolution position sensor |
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