JPS63147363A - 光センサ - Google Patents
光センサInfo
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- JPS63147363A JPS63147363A JP61295299A JP29529986A JPS63147363A JP S63147363 A JPS63147363 A JP S63147363A JP 61295299 A JP61295299 A JP 61295299A JP 29529986 A JP29529986 A JP 29529986A JP S63147363 A JPS63147363 A JP S63147363A
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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
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
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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、光センサに関する。より詳細には、イメージ
センサ等に用いられている光センサの新規な構成に関す
る。
センサ等に用いられている光センサの新規な構成に関す
る。
従来の技術
計測、制御、画像処理等の分野のみならず医療等の分野
へもその応用を拡大しているイメージセンサにおいて、
画像を光信号として直接捕らえ、これを電気信号に変換
する機能を受は持つものが光センサである。近年の半導
体装置の製造技術の進歩によって、現在の光センサは、
絶縁基板上に集積回路として形成して構成される。
へもその応用を拡大しているイメージセンサにおいて、
画像を光信号として直接捕らえ、これを電気信号に変換
する機能を受は持つものが光センサである。近年の半導
体装置の製造技術の進歩によって、現在の光センサは、
絶縁基板上に集積回路として形成して構成される。
そのように集積化される光センサとして代表的なものと
しては、ＭＩＳ構造太陽電池セル等を挙げることができ
る。それらの光センサは、基本的には、絶縁基板上に順
次積層された ■各画素の個別電極、■光電半導体層、
■対向電極から構成されている。
しては、ＭＩＳ構造太陽電池セル等を挙げることができ
る。それらの光センサは、基本的には、絶縁基板上に順
次積層された ■各画素の個別電極、■光電半導体層、
■対向電極から構成されている。
絶縁基板は、ガラス、セラミックス、高分子などが用い
られ、電極には各種の金属が用いられる。
られ、電極には各種の金属が用いられる。
また、光電半導体層としては、大面積に均一に形成でき
、低温での形成が可能であり、更に、薄膜で機能するな
どの特徴を有するアモルファスシリコン（以下ａ−３ｉ
と記す〉の使用が多い。尚、現在では一般に、ａ −３
ｉの欠陥を減らすために水素化ａ−３ｉが広く用いられ
ている。また、通常は、電極のいずれか一方を透明電極
として、透明電極の側から光を照射し、他方は、不透明
金属電極とすることが多い。
、低温での形成が可能であり、更に、薄膜で機能するな
どの特徴を有するアモルファスシリコン（以下ａ−３ｉ
と記す〉の使用が多い。尚、現在では一般に、ａ −３
ｉの欠陥を減らすために水素化ａ−３ｉが広く用いられ
ている。また、通常は、電極のいずれか一方を透明電極
として、透明電極の側から光を照射し、他方は、不透明
金属電極とすることが多い。
発明が解決しようとする問題点
ところで、従来の光センサは、■耐電圧特性が悪い、■
暗電流が多く、明／暗比（コントラスト）が低い、■温
度特性が特に高温側で悪い、■製造歩留りが悪く、イメ
ージセンサ等のように複数の光センサを一体に構成した
場合に欠陥画素が発生する、などの問題があった。
暗電流が多く、明／暗比（コントラスト）が低い、■温
度特性が特に高温側で悪い、■製造歩留りが悪く、イメ
ージセンサ等のように複数の光センサを一体に構成した
場合に欠陥画素が発生する、などの問題があった。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し
た新規な光センサを提供することにある。
た新規な光センサを提供することにある。
換言するならば、本発明の目的は、■耐電圧特性が高く
、■暗電流を低く、大きな明／暗比（コントラスト）が
得られ、■温度特性が安定しており、特に高温側での特
性の劣化が少なく、更に、■製造歩留りの高い新規な光
センサを提供することにある。
、■暗電流を低く、大きな明／暗比（コントラスト）が
得られ、■温度特性が安定しており、特に高温側での特
性の劣化が少なく、更に、■製造歩留りの高い新規な光
センサを提供することにある。
問題点を解決するための手段
即ち、本発明に従い、基板上に配列された少なくとも１
つの個別電極と、該電極上に形成された光電半導体層と
、該光電半導体層を前記個別電極との間に挟むように設
けられた第２の電極とを少なくとも備える光センサであ
って、前記個別電極の厚さが１００人乃至７００人の範
囲にあることを特徴とする光センサが提供される。
つの個別電極と、該電極上に形成された光電半導体層と
、該光電半導体層を前記個別電極との間に挟むように設
けられた第２の電極とを少なくとも備える光センサであ
って、前記個別電極の厚さが１００人乃至７００人の範
囲にあることを特徴とする光センサが提供される。
作用
光センサは、概念的には微小な光電半導体素子を１次元
あるいは２次元に搭載した基板であり、各光電半導体素
子が読み取るべきイメージの画素に対応する。従って、
各光電半導体素子が微小であり、また、その密度が高い
程、得られる画像情報が精密になることはいうまでもな
い。
あるいは２次元に搭載した基板であり、各光電半導体素
子が読み取るべきイメージの画素に対応する。従って、
各光電半導体素子が微小であり、また、その密度が高い
程、得られる画像情報が精密になることはいうまでもな
い。
前述のような光センサの構造では、画素の寸法並びに画
素の密度は、個別電極の形状並びに配列によって決定さ
れ、これを微小化するためにフォトリソグラフィ技術が
利用されている。即ち、基板上に蒸着法、スパッタ法等
によって均一に金属層を形成し、これを所定の個別電極
パターンに従って食刻することによって個別電極が形成
される。
素の密度は、個別電極の形状並びに配列によって決定さ
れ、これを微小化するためにフォトリソグラフィ技術が
利用されている。即ち、基板上に蒸着法、スパッタ法等
によって均一に金属層を形成し、これを所定の個別電極
パターンに従って食刻することによって個別電極が形成
される。
この方法は、極めて微細なパターンを形成することがで
きるが、この方法で形成された個別電極は、その側面が
急峻に切り立っており、また、個別電極の側面と上面と
の境界には鋭い縁部が形成されている。
きるが、この方法で形成された個別電極は、その側面が
急峻に切り立っており、また、個別電極の側面と上面と
の境界には鋭い縁部が形成されている。
一方、個別電極層の上に形成される光電半導体層は、ａ
−３ｉＣ等を材料としており、一般にプラズマＣＶＤ法
等によって基板並びに個別電極上に堆積される。このよ
うな方法では、薄膜の成長に方向性があり、従って、前
述のように鋭い縁部のある個別電極上に光電半導体層を
形成した場合には、特に個別電極の縁部付近で膜の形成
状態が変化することが考えられる。
−３ｉＣ等を材料としており、一般にプラズマＣＶＤ法
等によって基板並びに個別電極上に堆積される。このよ
うな方法では、薄膜の成長に方向性があり、従って、前
述のように鋭い縁部のある個別電極上に光電半導体層を
形成した場合には、特に個別電極の縁部付近で膜の形成
状態が変化することが考えられる。
また、前述のように、個別電極の配線パターンは非常に
微細なものであり、通常、その幅は数１０乃至数１００
μｍ程度である。従って、このような微小な領域では電
極の厚さによって微小な電界等が変化するとも考えられ
る。
微細なものであり、通常、その幅は数１０乃至数１００
μｍ程度である。従って、このような微小な領域では電
極の厚さによって微小な電界等が変化するとも考えられ
る。
しかしながら、前述のように、従来の光センサでは、抵
抗値を可能な限り小さくし且つ均一な膜を形成すること
を重視して個別電極を１０００Å以上の厚さに形成して
いた。
抗値を可能な限り小さくし且つ均一な膜を形成すること
を重視して個別電極を１０００Å以上の厚さに形成して
いた。
そこで、本発明者等は個別電極の厚さについて詳細な検
討を加え、最適な個別電極厚さを決定し本発明を完成し
た。
討を加え、最適な個別電極厚さを決定し本発明を完成し
た。
即ち、個別電極の厚さを７００八以下とすることにより
、各個別電極の縁部における基板との段差を減じ、個別
電極上に形成される光半導体層に与える影響を最小限に
止めることができた。かくして、従来各種の光センサに
おいて問題となっていた各種特性の劣化は低減された。
、各個別電極の縁部における基板との段差を減じ、個別
電極上に形成される光半導体層に与える影響を最小限に
止めることができた。かくして、従来各種の光センサに
おいて問題となっていた各種特性の劣化は低減された。
尚、個別電極の厚さを１００人未満とした場合、均一な
金属膜を形成することが困難であり、また、個別電極の
抵抗値が極めて高くなるので、応答速度が遅くなり、更
に、光電流が過剰に小さくなるので好ましくない。但し
、光電半導体層の厚さは特に制限されない。
金属膜を形成することが困難であり、また、個別電極の
抵抗値が極めて高くなるので、応答速度が遅くなり、更
に、光電流が過剰に小さくなるので好ましくない。但し
、光電半導体層の厚さは特に制限されない。
実施例
以下に図面を参照して本発明についてより具体的に詳述
するが、以下に示すものは本発明の一実施例に過ぎず、
本発明の技術的範囲を回答制限するものではない。
するが、以下に示すものは本発明の一実施例に過ぎず、
本発明の技術的範囲を回答制限するものではない。
第１図は、本発明に従って作製した光センサの一部の断
面図であり、光センサの基本的な構成を示している。
面図であり、光センサの基本的な構成を示している。
絶縁基板１として平坦なガラス基板を用意し、基板温度
１００℃でスパッタリング法によってＣｒ膜を全面に形
成し、更にフォトリングラフィ法によって個別電極２を
形成した。このとき、後述の第１表に示すように、個別
電極の厚さを変化していくつかの光センサを作製した。
１００℃でスパッタリング法によってＣｒ膜を全面に形
成し、更にフォトリングラフィ法によって個別電極２を
形成した。このとき、後述の第１表に示すように、個別
電極の厚さを変化していくつかの光センサを作製した。
個別電極２上の光電半導体層２は、プラズマＣＶＤ法に
よって、基板温度２００℃でモノシラン（Ｓｉ２０ ）
を原料として６０００ Ａの厚さの光電半導体層４をを
形成して形成した。
よって、基板温度２００℃でモノシラン（Ｓｉ２０ ）
を原料として６０００ Ａの厚さの光電半導体層４をを
形成して形成した。
尚、本実施例では、この光電半導体層４の表面から、フ
ォスフイン（ＰＨ，）ガスをドープすることにより３０
０人の厚さのｎ型半導体層５を形成した。このｎ型半導
体層５は、光照射によ、り光電半導体層で発生したキャ
リア（この場合電子）を外部にスムーズに取り出すため
、即ち電子に対してオーミックとするために設けられる
層であり、必ずしも必要な層ではない。
ォスフイン（ＰＨ，）ガスをドープすることにより３０
０人の厚さのｎ型半導体層５を形成した。このｎ型半導
体層５は、光照射によ、り光電半導体層で発生したキャ
リア（この場合電子）を外部にスムーズに取り出すため
、即ち電子に対してオーミックとするために設けられる
層であり、必ずしも必要な層ではない。
続いて、基板温度２００℃で、真空蒸着法によって酸化
インジウム・Ｉ（ＩＴＯ）の対向電極６を厚さ７００人
に形成した。
インジウム・Ｉ（ＩＴＯ）の対向電極６を厚さ７００人
に形成した。
こうして形成された光センサでは、個別電極２と対向電
極６とに挟まれた部分が有効な画素となる。本実施例の
光センサの場合は、ひとつの画素の面積はｔｏｏｘ ｔ
ｏｏμｍであり、１０２４画素を備えた光センサとして
作製した。
極６とに挟まれた部分が有効な画素となる。本実施例の
光センサの場合は、ひとつの画素の面積はｔｏｏｘ ｔ
ｏｏμｍであり、１０２４画素を備えた光センサとして
作製した。
前述のように、上述のような構成の光センサを、下記の
第１表に示すように個別電極２の厚さを変化して複数作
製し、実際に動作させて各特性を測定した。尚、表に示
した特性は、 ■暗状態で一５■の電圧を印加したときの電流、即ち、
暗電流（ｒ、で示す）。
第１表に示すように個別電極２の厚さを変化して複数作
製し、実際に動作させて各特性を測定した。尚、表に示
した特性は、 ■暗状態で一５■の電圧を印加したときの電流、即ち、
暗電流（ｒ、で示す）。
■波長５５０ｎｍ、照度１００１ＵＸの光を照射して、
−５Ｖの電圧を印加したときの電流、即ち、。
−５Ｖの電圧を印加したときの電流、即ち、。
明電流（ｒ、で示す）
■明暗比（Ｉ、 ／Ｉｄ ）
■耐電圧の平均値
■応答速度、
■製造歩留り
である。尚、特性は２５℃での評価結果である。
第１表に示すごとく、個別電極の厚さが７００Å以下の
場合、暗電流は充分小さく、明暗比は２桁以上とれてい
る。従って、光センサとして使用すれば、階調も充分読
み取ることが可能であり、また、不良画素数も極めて少
ないことから、非常に品質の高い光センサが得られてい
る。
場合、暗電流は充分小さく、明暗比は２桁以上とれてい
る。従って、光センサとして使用すれば、階調も充分読
み取ることが可能であり、また、不良画素数も極めて少
ないことから、非常に品質の高い光センサが得られてい
る。
また、本発明の範囲では、耐電圧が１０Ｖ以上あり、温
度特性も優れている。−従って、本発明に従う光センサ
は、信頼性の点でも優れているといえる。
度特性も優れている。−従って、本発明に従う光センサ
は、信頼性の点でも優れているといえる。
尚、個別電極の厚さが４００Å以下の場合、特にセンサ
歩留りが８０％以上あるので工業的には有利である。但
し、この場合は応答速度が若干遅くなっている。応答速
度が遅くなる原因のひとつは、個別電極の厚さが薄くな
ることによる抵抗の増加であると思われる。従って、応
答速度を重視する場合は、個別電極の厚さは５００人〜
７００人が有利である。
歩留りが８０％以上あるので工業的には有利である。但
し、この場合は応答速度が若干遅くなっている。応答速
度が遅くなる原因のひとつは、個別電極の厚さが薄くな
ることによる抵抗の増加であると思われる。従って、応
答速度を重視する場合は、個別電極の厚さは５００人〜
７００人が有利である。
発明の効果
以上詳述のように、本発明に従う光センサは、暗電流が
低く、また明暗比も充分に大きく、光センサとしてより
好ましい特性を具現している。更に、これらの好ましい
特性は高温条件下でも劣化が少なく、耐電圧特性も優れ
ている。
低く、また明暗比も充分に大きく、光センサとしてより
好ましい特性を具現している。更に、これらの好ましい
特性は高温条件下でも劣化が少なく、耐電圧特性も優れ
ている。
また、これらの素子の特性上のこととは別に、特に本発
明に従って作製された光センサは製造歩留りが高く、特
にイメージセンサ等のように複数の光センサの集合体と
して構成した場合に画素の欠陥が著しく少ない。
明に従って作製された光センサは製造歩留りが高く、特
にイメージセンサ等のように複数の光センサの集合体と
して構成した場合に画素の欠陥が著しく少ない。
尚、本発明に従う光センサは、回答特殊な技術あるいは
材料を用いることなく、現在の半導体製造プロセスを使
用して容易に製造し得るものであり、当分野において極
めて有効な発明であるといえる。
材料を用いることなく、現在の半導体製造プロセスを使
用して容易に製造し得るものであり、当分野において極
めて有効な発明であるといえる。
第１図は、本発明の実施例である光センサの構成を部分
的に示す断面概略図である。 〔参照番号〕 ■・・・絶縁基板、 ２・・・個別電極、 ４・・・光電半導体層、 ５・・・ｎ型半導体層、 ６・・・対向電極
的に示す断面概略図である。 〔参照番号〕 ■・・・絶縁基板、 ２・・・個別電極、 ４・・・光電半導体層、 ５・・・ｎ型半導体層、 ６・・・対向電極
Claims (2)
- （１）基板上に配列された少なくとも１つの個別電極と
、該電極上に形成された光電半導体層と、該光電半導体
層を前記個別電極との間に挟むように設けられた第２の
電極とを少なくとも備える光センサであって、 前記個別電極の厚さが１００Å乃至７００Åの範囲にあ
ることを特徴とする光センサ。 - （２）前記光電半導体層がａ−Ｓｉであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の光センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61295299A JPS63147363A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61295299A JPS63147363A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | 光センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63147363A true JPS63147363A (ja) | 1988-06-20 |
Family
ID=17818808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61295299A Pending JPS63147363A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63147363A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5575501A (en) * | 1994-09-09 | 1996-11-19 | Nsk Ltd. | Shaft for collapsible steering apparatus |
-
1986
- 1986-12-11 JP JP61295299A patent/JPS63147363A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5575501A (en) * | 1994-09-09 | 1996-11-19 | Nsk Ltd. | Shaft for collapsible steering apparatus |
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