JPS6322465B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6322465B2 JPS6322465B2 JP55130251A JP13025180A JPS6322465B2 JP S6322465 B2 JPS6322465 B2 JP S6322465B2 JP 55130251 A JP55130251 A JP 55130251A JP 13025180 A JP13025180 A JP 13025180A JP S6322465 B2 JPS6322465 B2 JP S6322465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- ohmic contact
- light
- photoelectric conversion
- photoelectric
- 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.)
- Expired
Links
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フアクシミリ送受信機や文字読み取
り装置の広汎な画像情報処理甲光電変換装置に用
いられる光電変換素子に関する。
り装置の広汎な画像情報処理甲光電変換装置に用
いられる光電変換素子に関する。
従来一般に用いられてきた結晶シリコンを用い
た１次元のホトダイオード型長尺アレーは、作製
できる単結晶の大きさ及び加工技術の制限から、
そのアレーの長さに限度があり、かつ歩留りも低
い欠点があつた。従つて読み取り原稿がA4版の
210mmの幅を有している場合には、レンズ系を用
いて原画をセンサアレー上に縮小結像して、読み
取ることが一般に行なわれてきた。
た１次元のホトダイオード型長尺アレーは、作製
できる単結晶の大きさ及び加工技術の制限から、
そのアレーの長さに限度があり、かつ歩留りも低
い欠点があつた。従つて読み取り原稿がA4版の
210mmの幅を有している場合には、レンズ系を用
いて原画をセンサアレー上に縮小結像して、読み
取ることが一般に行なわれてきた。
こうしたレンズ光学系を用いる方法は、受光装
置の小型化を困難にするだけでなく、個々の受光
素子面積が大きくとれないため、充分な光信号電
流を得るためには大きな光量を必換とし、読取り
時間を長くした低スピードの用途や、高い解像力
を要求されない用途に使用される現状にある。
置の小型化を困難にするだけでなく、個々の受光
素子面積が大きくとれないため、充分な光信号電
流を得るためには大きな光量を必換とし、読取り
時間を長くした低スピードの用途や、高い解像力
を要求されない用途に使用される現状にある。
こういつた中で最近、光導電材料として、アモ
ルフアスシリコン（ａ―Siと略記する）を使用す
る光電変換素子が注目されている。
ルフアスシリコン（ａ―Siと略記する）を使用す
る光電変換素子が注目されている。
即ち、上記光電変換素子は光電流を発生させる
光導電層としては、真性ａ―Si半導体か又は真性
に近いａ―Si半導体で構成した堆積層が用いられ
るが、この光導電層で発生された電荷をロスなく
取り出すためには素子電極と光導電層との界面に
不純物ドーピングされたオーム接触層（ドーピン
グ層）が必要とされる。オーム接触層は、光導電
層及び、素子電極の相方と厳密にオーム接触する
ことが必要とされるが、本発明に係わるグロー放
電堆積ａ―Si層においては、厳密にオーム接触を
確保することは、特定の金属以外においては全く
困難である。この原因は明確ではないが、特にグ
ロー放電にさらされる下地電極においては、こと
さらであることが本発明者等によつて確認されて
いる。他方素子のほとんどの面積を受光面として
用いて高効率化を狙う場合においては、サンドイ
ツチ型の構造で一方の受光側素子電極を透光性に
することが考えられる。しかしながら、通常用い
られる酸化物（透明）電極材料と不純物がドーピ
ングされたａ―Si層との厳密なオーム接触は、極
めて困難であり、一方このドーピング層と有効な
オーム接触を達成できる金属を用いては、光吸収
による入射光量損失のために好ましい結果が得ら
れ難い。
光導電層としては、真性ａ―Si半導体か又は真性
に近いａ―Si半導体で構成した堆積層が用いられ
るが、この光導電層で発生された電荷をロスなく
取り出すためには素子電極と光導電層との界面に
不純物ドーピングされたオーム接触層（ドーピン
グ層）が必要とされる。オーム接触層は、光導電
層及び、素子電極の相方と厳密にオーム接触する
ことが必要とされるが、本発明に係わるグロー放
電堆積ａ―Si層においては、厳密にオーム接触を
確保することは、特定の金属以外においては全く
困難である。この原因は明確ではないが、特にグ
ロー放電にさらされる下地電極においては、こと
さらであることが本発明者等によつて確認されて
いる。他方素子のほとんどの面積を受光面として
用いて高効率化を狙う場合においては、サンドイ
ツチ型の構造で一方の受光側素子電極を透光性に
することが考えられる。しかしながら、通常用い
られる酸化物（透明）電極材料と不純物がドーピ
ングされたａ―Si層との厳密なオーム接触は、極
めて困難であり、一方このドーピング層と有効な
オーム接触を達成できる金属を用いては、光吸収
による入射光量損失のために好ましい結果が得ら
れ難い。
本発明は、オーム接触を確保しかつ光吸収によ
る入射光量損失の少ない高感度な、ａ―Siで光導
電層を構成した光電変換素子を提供するために、
上記の点に鑑み鋭意研究の結果なされたものであ
る。
る入射光量損失の少ない高感度な、ａ―Siで光導
電層を構成した光電変換素子を提供するために、
上記の点に鑑み鋭意研究の結果なされたものであ
る。
本発明の目的は、上記の従来の光電変換素子の
欠点を解決した長尺センサ用光電変換装置の光電
変換素子を提供することである。
欠点を解決した長尺センサ用光電変換装置の光電
変換素子を提供することである。
更に別には、光電変換素子の光導電層をグロー
放電エネルギーによつて堆積させられる水素原子
又は／及びハロゲン原子を含有する非晶質シリコ
ン〔以下ａ―Si：Ｈ，Ｘ；Ｘはハロゲンを表わす
と略記〕層で形成することによつて、原画と等倍
の長尺センサアレーを製造上容易かつ歩留りよく
提供することを目的とする。更に別の目的として
は原画の光像を投影する手段として光フアイバー
やレンズアレーの如き当業者に広く知られる方式
との結合によつて小型の光電変換装置と成り得る
光電変換素子を提供することでもある。
放電エネルギーによつて堆積させられる水素原子
又は／及びハロゲン原子を含有する非晶質シリコ
ン〔以下ａ―Si：Ｈ，Ｘ；Ｘはハロゲンを表わす
と略記〕層で形成することによつて、原画と等倍
の長尺センサアレーを製造上容易かつ歩留りよく
提供することを目的とする。更に別の目的として
は原画の光像を投影する手段として光フアイバー
やレンズアレーの如き当業者に広く知られる方式
との結合によつて小型の光電変換装置と成り得る
光電変換素子を提供することでもある。
更にもう１つの目的は、光電変換材料として光
導電性に優れた水素原子又は／及びハロゲン原子
を１〜30原子％含有するａ―Si：Ｈ，Ｘ材料を用
いる一方、光信号電流をロスなく取り出し、特に
二次電流を効率よく取り出す素子構造にすること
で、充分に高い解像力を与える微小面積の光電変
換素子の配列された長尺センサアレーを提供し、
かつ高速度の読み取り可能な光電変換装置を提供
することである。
導電性に優れた水素原子又は／及びハロゲン原子
を１〜30原子％含有するａ―Si：Ｈ，Ｘ材料を用
いる一方、光信号電流をロスなく取り出し、特に
二次電流を効率よく取り出す素子構造にすること
で、充分に高い解像力を与える微小面積の光電変
換素子の配列された長尺センサアレーを提供し、
かつ高速度の読み取り可能な光電変換装置を提供
することである。
本発明の光電変換素子は水素原子及び、ハロゲ
ン原子のいづれか又は両者の和が１〜30原子％含
有する非晶質シリコンで構成された光電電層と、
該光電電層を狭んで形成されており、水素原子及
びハロゲン原子の少なくとも一方を含有する非晶
質シリコンで構成された一対のドーピング層と、
前記ドーピング層の光入射方向側に設けられた光
透過電極とを有し、該光透過電極と前記ドーピン
グ層との間の少なくとも一部に該ドーピング層と
少なくとも一方の伝導キヤリアに対してオーム接
触をなすAu，Pt，Pd，Ｗから選ばれた材料で構
成される中間層を介在させた事を特徴とする。
ン原子のいづれか又は両者の和が１〜30原子％含
有する非晶質シリコンで構成された光電電層と、
該光電電層を狭んで形成されており、水素原子及
びハロゲン原子の少なくとも一方を含有する非晶
質シリコンで構成された一対のドーピング層と、
前記ドーピング層の光入射方向側に設けられた光
透過電極とを有し、該光透過電極と前記ドーピン
グ層との間の少なくとも一部に該ドーピング層と
少なくとも一方の伝導キヤリアに対してオーム接
触をなすAu，Pt，Pd，Ｗから選ばれた材料で構
成される中間層を介在させた事を特徴とする。
本発明の光電変換素子は、例えばIn2O3，
SnO2，In2O3―SnO2の如き酸化物透明電極層表
面上に、水素原子及びハロゲン原子の少なくとも
一方を含有する非晶質シリコンで構成されたドー
ピング層と良好なオーミツク接触を行なうAu，
Pt，Pd，Ｗから選ばれた金属材料で構成される
層を(1)光損失を少なくするために格子状、又はド
ツト状に形成する、或は(2)光損失を無視できる厚
さ（200A以下）に真空蒸着等の手段で形成する
等の方法によつて作成される。
SnO2，In2O3―SnO2の如き酸化物透明電極層表
面上に、水素原子及びハロゲン原子の少なくとも
一方を含有する非晶質シリコンで構成されたドー
ピング層と良好なオーミツク接触を行なうAu，
Pt，Pd，Ｗから選ばれた金属材料で構成される
層を(1)光損失を少なくするために格子状、又はド
ツト状に形成する、或は(2)光損失を無視できる厚
さ（200A以下）に真空蒸着等の手段で形成する
等の方法によつて作成される。
本発明による光電変換素子の基本形態を図面に
よつて説明する。説明は、オーム接触をなす金属
の蒸着薄膜を用いた場合について行なうが、ドツ
ト状又は格子状にされた場合についても同等の効
果を発現する。ガラス基板や樹脂フイルムの如き
透過性基板４上に酸化物電極としてITO（In2O3：
SnO2＝20：１）層２を2000A設け、更にAu層５
をRFスパツタリング法によつて75A形成した。
続いて、遮光層３をCrの真空蒸着層によつて形
成した後、画素パターン状１にエツチングし、更
には受光窓部分（第１図のたて線部分）の遮光層
３もエツチングによつて除去した。こうして形成
された画素パターン１を有する清浄された基板を
RFグロー放電装置に装填し、10vol％SiH4ガス
（H2ベース）5sccm及び1000volppmPH3ガス
（H2ベース）5sccmをフローさせ基板温度を200
℃に保つた状態で、RFパワー20Wでグロー放電
を生起させ、５分間持続させた後、装置内から基
板を取り出し、上記受光窓部分だけオーム接触層
６を残すようにエツチングされる。充分に洗浄乾
燥後、再びRFグロー放電装置内に上記同一の基
板が装填され、10vol％SiH4ガス（H2ベース）
10sccmをフローさせ、基板温度200℃，RFパワ
ー20Wでグロー放電を６時間行ない光電電層７を
形成し、続いてSiH4ガスを10から5sccmに減少
させながら1000volppmPH3ガス（H2ベース）を
5sccmまで流入させてグロー放電を継続させ、さ
らに15分間グロー放電を行なつてオーム接触層８
を形成した後、基板をグロー放電装置から取り出
し上部共通電極９形成用の金属蒸着槽内で全面に
A1層を約2000A形成した后、第２及び第４図に
示される様にａ―Si：Ｈ層とともにストライプ状
にエツチングされる。こうして、光電変換素子ア
レーが形成され、各画素電極（第１図，第３図，
のａ，ｂ，……，ｎ）と共通電極９間に直流バイ
アスが印加され、光照射量に応じた光電信号が各
画素電極端から取り出される。
よつて説明する。説明は、オーム接触をなす金属
の蒸着薄膜を用いた場合について行なうが、ドツ
ト状又は格子状にされた場合についても同等の効
果を発現する。ガラス基板や樹脂フイルムの如き
透過性基板４上に酸化物電極としてITO（In2O3：
SnO2＝20：１）層２を2000A設け、更にAu層５
をRFスパツタリング法によつて75A形成した。
続いて、遮光層３をCrの真空蒸着層によつて形
成した後、画素パターン状１にエツチングし、更
には受光窓部分（第１図のたて線部分）の遮光層
３もエツチングによつて除去した。こうして形成
された画素パターン１を有する清浄された基板を
RFグロー放電装置に装填し、10vol％SiH4ガス
（H2ベース）5sccm及び1000volppmPH3ガス
（H2ベース）5sccmをフローさせ基板温度を200
℃に保つた状態で、RFパワー20Wでグロー放電
を生起させ、５分間持続させた後、装置内から基
板を取り出し、上記受光窓部分だけオーム接触層
６を残すようにエツチングされる。充分に洗浄乾
燥後、再びRFグロー放電装置内に上記同一の基
板が装填され、10vol％SiH4ガス（H2ベース）
10sccmをフローさせ、基板温度200℃，RFパワ
ー20Wでグロー放電を６時間行ない光電電層７を
形成し、続いてSiH4ガスを10から5sccmに減少
させながら1000volppmPH3ガス（H2ベース）を
5sccmまで流入させてグロー放電を継続させ、さ
らに15分間グロー放電を行なつてオーム接触層８
を形成した後、基板をグロー放電装置から取り出
し上部共通電極９形成用の金属蒸着槽内で全面に
A1層を約2000A形成した后、第２及び第４図に
示される様にａ―Si：Ｈ層とともにストライプ状
にエツチングされる。こうして、光電変換素子ア
レーが形成され、各画素電極（第１図，第３図，
のａ，ｂ，……，ｎ）と共通電極９間に直流バイ
アスが印加され、光照射量に応じた光電信号が各
画素電極端から取り出される。
本発明は、グロー放電エネルギーによつて堆積
させられるａ―Si：Ｈ，Ｘ層が、大面積にわたつ
て均一均質に製造でき、膜厚の制御は、数Å程度
まで可能であり積層型の光電変換素子を再現性よ
く製造できるために、大面積にわたつて欠陥のな
い（歩留りのよい）長尺の光電変換素子アレーに
製造できる点に第１に発しているが、グロー放電
エネルギーによつて堆積された１〜30原子％の水
素原子又は／及びハロゲン原子を含有したａ―
Si：Ｈ，Ｘ層は、可視光領域の光吸収効率がよ
く、可視光領域の光導電性に優れ、耐熱性、耐摩
耗性に優れ、無公害材料である点でも高性能で信
頼性の高い光電変換素子を提供できる点にも発し
ている。
させられるａ―Si：Ｈ，Ｘ層が、大面積にわたつ
て均一均質に製造でき、膜厚の制御は、数Å程度
まで可能であり積層型の光電変換素子を再現性よ
く製造できるために、大面積にわたつて欠陥のな
い（歩留りのよい）長尺の光電変換素子アレーに
製造できる点に第１に発しているが、グロー放電
エネルギーによつて堆積された１〜30原子％の水
素原子又は／及びハロゲン原子を含有したａ―
Si：Ｈ，Ｘ層は、可視光領域の光吸収効率がよ
く、可視光領域の光導電性に優れ、耐熱性、耐摩
耗性に優れ、無公害材料である点でも高性能で信
頼性の高い光電変換素子を提供できる点にも発し
ている。
本発明で用いられる、グロー放電エネルギーに
よつて堆積させられる水素原子又は／及びハロゲ
ン原子を１〜30原子％含有するａ―Si：Ｈ，Ｘ
は、次の様な方法によつて作製される。SiH4，
SiF4，SiCl4を主成分とするガスにRF又はDCグ
ロー放電エネルギーを与え、上ガスを分解して基
板上に析出させる従来まで知られているプラズマ
CVD（Chemical Vapor Deposition）法が一般的
に用いられる。この他に、同等のａ―Siを得る方
法としてH2，ハロゲン原子を含むガス雰囲気中
でのスパツタリング法やイオンプランテーシヨン
法も用いることができる。このような方法で作製
されたａ―Si：Ｈ，Ｘ層は、禁制帯中に準位の少
ない（〜1016）半導体を与え、不純物ドーピング
による伝導型の制御と層導電率の制御が容易に行
なえる。又、光導電性においても優れ、分光感度
においてもヒ視感度に近似できる特性を有する原
稿読み取りやセンサ素材として適切な特性をそな
えている。
よつて堆積させられる水素原子又は／及びハロゲ
ン原子を１〜30原子％含有するａ―Si：Ｈ，Ｘ
は、次の様な方法によつて作製される。SiH4，
SiF4，SiCl4を主成分とするガスにRF又はDCグ
ロー放電エネルギーを与え、上ガスを分解して基
板上に析出させる従来まで知られているプラズマ
CVD（Chemical Vapor Deposition）法が一般的
に用いられる。この他に、同等のａ―Siを得る方
法としてH2，ハロゲン原子を含むガス雰囲気中
でのスパツタリング法やイオンプランテーシヨン
法も用いることができる。このような方法で作製
されたａ―Si：Ｈ，Ｘ層は、禁制帯中に準位の少
ない（〜1016）半導体を与え、不純物ドーピング
による伝導型の制御と層導電率の制御が容易に行
なえる。又、光導電性においても優れ、分光感度
においてもヒ視感度に近似できる特性を有する原
稿読み取りやセンサ素材として適切な特性をそな
えている。
ａ―Si：Ｈ，Ｘの特性は、放電パワー密度，基
板温度，ガス圧力等に敏感であり、注意深く制御
される。RFグロー放電法においては、放電パワ
ー密度は、1W／cm2以下、好ましくは0.1W／cm2と
される。基板温度は、100〜350℃、ガス圧力は、
0.01〜1torr内で一定に制御される。本発明で良
好に使用される、水素又は／及びハロゲン原子を
１〜30原子％含有するａ―Si：Ｈ，Ｘ層の作製
は、装置依存性を含む種々のパラメータでも多少
の変化があり、厳密なパラメータ制御を必要とす
る。こうして注意深く作製されたａ―Si：Ｈ，Ｘ
層は、暗抵抗は大きく、光抵抗の小さな優れた光
導電層であり、伝導型の制御は、最も容易には
SiH4，SiF4，SiCl4等のケイ素化合物のガス及び
ガス化されたものに、Ｎ型制御にはPH3又は
AsH3ガスを、Ｐ型制御にはB2H6ガスを所定量混
合して用いることで再現性よく達成される。
板温度，ガス圧力等に敏感であり、注意深く制御
される。RFグロー放電法においては、放電パワ
ー密度は、1W／cm2以下、好ましくは0.1W／cm2と
される。基板温度は、100〜350℃、ガス圧力は、
0.01〜1torr内で一定に制御される。本発明で良
好に使用される、水素又は／及びハロゲン原子を
１〜30原子％含有するａ―Si：Ｈ，Ｘ層の作製
は、装置依存性を含む種々のパラメータでも多少
の変化があり、厳密なパラメータ制御を必要とす
る。こうして注意深く作製されたａ―Si：Ｈ，Ｘ
層は、暗抵抗は大きく、光抵抗の小さな優れた光
導電層であり、伝導型の制御は、最も容易には
SiH4，SiF4，SiCl4等のケイ素化合物のガス及び
ガス化されたものに、Ｎ型制御にはPH3又は
AsH3ガスを、Ｐ型制御にはB2H6ガスを所定量混
合して用いることで再現性よく達成される。
このような不純物ドーピングによる伝導型制御
は、混合ガス比によつて連続的に行うことが可能
であり、SiH4ガスに対して容量比で10ppm〜１
％の混合によつて導電率は10-12〜10〔Ω―cm〕-1
の範囲，活性化エネルギーは、0.8ev〜0.1evの範
囲で任意にＮ型又はＰ型に制御可能である。
は、混合ガス比によつて連続的に行うことが可能
であり、SiH4ガスに対して容量比で10ppm〜１
％の混合によつて導電率は10-12〜10〔Ω―cm〕-1
の範囲，活性化エネルギーは、0.8ev〜0.1evの範
囲で任意にＮ型又はＰ型に制御可能である。
素子を構成するすべてのａ―Si：Ｈ層は、連続
して全層を形成するのが製造上好ましいが、本発
明の素子は、両電極２，９と光導電層７の相方と
オーム接触となるＰ又は／及びAsをドーピング
したオーム接触層（ドーピング層）６，８を必要
とするため、近接した画素（各素子）間の電気的
分離を行うのに、ドーピングによつて抵抗の小さ
くされたオーム接触層６を用いる時には電極パタ
ーン状にオーム接触層６も分離される。この場合
には、パターン電極１上にオーム接触層６を全面
に形成した後、エツチング工程を経て、受光窓部
分にオーム接触層を残す。電極２，５及び光導電
層７とオーム接触させるためのオーム接触層６
は、光生成キヤリアの中の電子を用いる場合には
ｎ型にドーピングした層が用いられるが、２，５
に対しては、強くn+にドーピングした層が有効
であるのに対して、光導電層７に対しては弱く
n-にドーピングした層が有効である。従つて光
導電層７として光キヤリア生成能が高い、ドーピ
ングしていない層又はＰあるいはｎに弱くドーピ
ングされた層を用いた場合のオーム接触層６のド
ーピング量は、50〜5000atomicPPMが好適に用
いられる。ここで言うドーピング量は、母体シリ
コン原子に対する量であるが、SiH4，SiF4，
SiCl4等の原料ガスに対するPH3，AsH3のガスの
量に近似している。オーム接触層の導電率は、
10-6〜100（Ωcm）-1程度であり、電極２，５の材
料と光導電層６のドープ量によつて最適値が決め
られる。オーム接触層６は、素子に入射する光を
光導電層６に通過できる層厚にされる必要性か
ら、通常50〜1000Åとされ、実質的に透過と見な
せる厚さに設定される。光導電層７は、通常には
ドーピングされないａ―Si：Ｈ，Ｘ層が好適に用
いられるが、(イ)光電流値を高める（暗電流値も増
加する）ために10〜100atomicPPMのＰ又はAs
をドーピングする、(ロ)暗電流を低下させる（光電
流も減少する）ために10〜100atomicPPMのＢ
をドーピングする等を行うことができる。
して全層を形成するのが製造上好ましいが、本発
明の素子は、両電極２，９と光導電層７の相方と
オーム接触となるＰ又は／及びAsをドーピング
したオーム接触層（ドーピング層）６，８を必要
とするため、近接した画素（各素子）間の電気的
分離を行うのに、ドーピングによつて抵抗の小さ
くされたオーム接触層６を用いる時には電極パタ
ーン状にオーム接触層６も分離される。この場合
には、パターン電極１上にオーム接触層６を全面
に形成した後、エツチング工程を経て、受光窓部
分にオーム接触層を残す。電極２，５及び光導電
層７とオーム接触させるためのオーム接触層６
は、光生成キヤリアの中の電子を用いる場合には
ｎ型にドーピングした層が用いられるが、２，５
に対しては、強くn+にドーピングした層が有効
であるのに対して、光導電層７に対しては弱く
n-にドーピングした層が有効である。従つて光
導電層７として光キヤリア生成能が高い、ドーピ
ングしていない層又はＰあるいはｎに弱くドーピ
ングされた層を用いた場合のオーム接触層６のド
ーピング量は、50〜5000atomicPPMが好適に用
いられる。ここで言うドーピング量は、母体シリ
コン原子に対する量であるが、SiH4，SiF4，
SiCl4等の原料ガスに対するPH3，AsH3のガスの
量に近似している。オーム接触層の導電率は、
10-6〜100（Ωcm）-1程度であり、電極２，５の材
料と光導電層６のドープ量によつて最適値が決め
られる。オーム接触層６は、素子に入射する光を
光導電層６に通過できる層厚にされる必要性か
ら、通常50〜1000Åとされ、実質的に透過と見な
せる厚さに設定される。光導電層７は、通常には
ドーピングされないａ―Si：Ｈ，Ｘ層が好適に用
いられるが、(イ)光電流値を高める（暗電流値も増
加する）ために10〜100atomicPPMのＰ又はAs
をドーピングする、(ロ)暗電流を低下させる（光電
流も減少する）ために10〜100atomicPPMのＢ
をドーピングする等を行うことができる。
光導電層７は、0.3〜10μの層厚とされ、好適に
は0.5〜3μが好ましい。層厚の最適値は、作製の
容易さ（ピンホールや析出時間等）や画素（素
子）間距離と層厚による電界の拡がり程度（画素
間／層厚＞５／１）、及び入射光吸収程度（吸光
係数α＝104〜105（cm-1）：400〜700mm）によつて
決められている。一方、本発明の素子は、二次電
流をロスなく取り出す構造であり、この効率Ｇは Ｇ＝μτE／ｌ ここでμ：キヤリアのモピリテイ（cm2／Ｖ・
sec） τ：キヤリアのライフタイム（sec） Ｅ：光導電層７の電界強度（Ｖ／cm） ｌ：光導電層７の層厚（cm） 前述した条件で作製される水素又は／及びハロ
ゲン原子を１〜30原子％含有するａ―Si層は、
略々μ＝0.1，τ＝10-6である。従つてｌ＝1μ（＝
10-4cm）の時、完全なオーム接触が仮定された
時、Ｖ＝1V（＝10-4V／cm）でＧ＝10，Ｖ＝10V
でＧ＝100が得られる。
は0.5〜3μが好ましい。層厚の最適値は、作製の
容易さ（ピンホールや析出時間等）や画素（素
子）間距離と層厚による電界の拡がり程度（画素
間／層厚＞５／１）、及び入射光吸収程度（吸光
係数α＝104〜105（cm-1）：400〜700mm）によつて
決められている。一方、本発明の素子は、二次電
流をロスなく取り出す構造であり、この効率Ｇは Ｇ＝μτE／ｌ ここでμ：キヤリアのモピリテイ（cm2／Ｖ・
sec） τ：キヤリアのライフタイム（sec） Ｅ：光導電層７の電界強度（Ｖ／cm） ｌ：光導電層７の層厚（cm） 前述した条件で作製される水素又は／及びハロ
ゲン原子を１〜30原子％含有するａ―Si層は、
略々μ＝0.1，τ＝10-6である。従つてｌ＝1μ（＝
10-4cm）の時、完全なオーム接触が仮定された
時、Ｖ＝1V（＝10-4V／cm）でＧ＝10，Ｖ＝10V
でＧ＝100が得られる。
このように、一定の層厚に対しては印加電圧の
増加によつて二次電流効率Ｇが増加するが、通常
印加電圧として0.5〜100V程度が使用しやすいた
め、光導電層は、この点からも0.3〜10μ程度好ま
しくは、0.5〜3μが選ばれる。
増加によつて二次電流効率Ｇが増加するが、通常
印加電圧として0.5〜100V程度が使用しやすいた
め、光導電層は、この点からも0.3〜10μ程度好ま
しくは、0.5〜3μが選ばれる。
光導電層７の光入射側と反対側のオーム接触層
８は、ドーピングの量についてはオーム接触層６
と同様であり、オーム接触層８に更に積層される
電極の金属材料によつて最適値が選ばれる点も同
様である。一方受光面ではないためオーム接触層
８の層厚に制限を生じない。
８は、ドーピングの量についてはオーム接触層６
と同様であり、オーム接触層８に更に積層される
電極の金属材料によつて最適値が選ばれる点も同
様である。一方受光面ではないためオーム接触層
８の層厚に制限を生じない。
オーム接触層８上に、Al，Mo，Au，Ti等多
くの金属材料から選ばれる共通電極９が真空蒸着
法等の手段で形成される。こうして得られた積層
膜を、第２図及び第４図に示されるように受光窓
の幅に近接したストライプ状にエツチング工程に
よつて形成する。
くの金属材料から選ばれる共通電極９が真空蒸着
法等の手段で形成される。こうして得られた積層
膜を、第２図及び第４図に示されるように受光窓
の幅に近接したストライプ状にエツチング工程に
よつて形成する。
第５図には、画素（素子）の分離が上部１４の
非透光性電極のパターンによつて行なわれている
別の形態が示されている。
非透光性電極のパターンによつて行なわれている
別の形態が示されている。
各層の機能は第３図と対応して同等である。透
光性電極１０，オーム接触材料の層１１及びオー
ム接触層１２が、各画素（素子）共通とされ一方
非透光性電極１４及びオーム接触層１３は各画素
で分離される。
光性電極１０，オーム接触材料の層１１及びオー
ム接触層１２が、各画素（素子）共通とされ一方
非透光性電極１４及びオーム接触層１３は各画素
で分離される。
第１〜４図及び第５図の構造で作製された光電
変換素子は、Ｇ＝10〜100（印加電圧に依存）を容
易に達成し、同一受光面積をもつホトダイオード
素子の同一光量下での光電流を大幅に上回る素子
を提供することが認められた。
変換素子は、Ｇ＝10〜100（印加電圧に依存）を容
易に達成し、同一受光面積をもつホトダイオード
素子の同一光量下での光電流を大幅に上回る素子
を提供することが認められた。
第１図乃至第４図は各々本発明の好適な実施態
様例を説明する為の模式的説明図であつて、第２
図は第３図及び第４図の様に光電変換素子を形成
した後の平面図、第３図は第２図でのABでの切
断面図、第４図は第２図でのCDでの切断面図、
第５図は別の実施態様例を説明する為の模式断面
図である。
様例を説明する為の模式的説明図であつて、第２
図は第３図及び第４図の様に光電変換素子を形成
した後の平面図、第３図は第２図でのABでの切
断面図、第４図は第２図でのCDでの切断面図、
第５図は別の実施態様例を説明する為の模式断面
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素原子及び、ハロゲン原子のいづれか又は
両者の和が１〜30原子％含有する非晶質シリコン
で構成された光電電層と、該光電電層を狭んで形
成されており、水素原子及びハロゲン原子の少な
くとも一方を含有する非晶質シリコンで構成され
た一対のドーピング層と、前記ドーピング層の光
入射方向側に設けられた光透過電極とを有し、該
光透過電極と前記ドーピング層との間の少なくと
も一部に該ドーピング層と少なくとも一方の伝導
キヤリアに対してオーム接触をなすAu，Pt，
Pd，Ｗから選ばれた材料で構成される中間層を
介在させた事を特徴とする光電変換素子。 ２ 前記中間層の層厚が200Å以下である特許請
求の範囲第１項の光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55130251A JPS5754377A (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Photoelectric converting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55130251A JPS5754377A (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Photoelectric converting element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5754377A JPS5754377A (en) | 1982-03-31 |
| JPS6322465B2 true JPS6322465B2 (ja) | 1988-05-12 |
Family
ID=15029766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55130251A Granted JPS5754377A (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Photoelectric converting element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5754377A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6191957A (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導電素子およびイメ−ジセンサ− |
| JPS62132373A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS635655U (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-14 | ||
| JP2664377B2 (ja) * | 1987-09-18 | 1997-10-15 | 三洋電機株式会社 | 受光装置の製造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4875170A (ja) * | 1972-01-12 | 1973-10-09 | ||
| JPS5073578A (ja) * | 1973-10-30 | 1975-06-17 | ||
| JPS5412580A (en) * | 1977-06-29 | 1979-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo detector |
| JPS54102990A (en) * | 1978-01-31 | 1979-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical sensor array and its manufacture |
| JPS5539404A (en) * | 1978-08-18 | 1980-03-19 | Hitachi Ltd | Solid state pickup device |
| JPS5548976A (en) * | 1978-10-04 | 1980-04-08 | Hitachi Ltd | Photoelectric conversion element |
-
1980
- 1980-09-18 JP JP55130251A patent/JPS5754377A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4875170A (ja) * | 1972-01-12 | 1973-10-09 | ||
| JPS5073578A (ja) * | 1973-10-30 | 1975-06-17 | ||
| JPS5412580A (en) * | 1977-06-29 | 1979-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo detector |
| JPS54102990A (en) * | 1978-01-31 | 1979-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical sensor array and its manufacture |
| JPS5539404A (en) * | 1978-08-18 | 1980-03-19 | Hitachi Ltd | Solid state pickup device |
| JPS5548976A (en) * | 1978-10-04 | 1980-04-08 | Hitachi Ltd | Photoelectric conversion element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5754377A (en) | 1982-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0165764B1 (en) | Depletion mode thin film semiconductor photodetectors | |
| CA1091361A (en) | Semiconductor device having an amorphous silicon active region | |
| CA1125894A (en) | Photosensor | |
| JPH0481353B2 (ja) | ||
| JPS60161664A (ja) | 密着型二次元画像読取装置 | |
| US4405915A (en) | Photoelectric transducing element | |
| US5923049A (en) | Trichromatic sensor | |
| CA2204124C (en) | Trichromatic sensor | |
| US4499654A (en) | Method for fabricating semiconductor photodetector | |
| JPS6322465B2 (ja) | ||
| EP0077601A2 (en) | Photovoltaic semiconductor device | |
| JPS6322074B2 (ja) | ||
| US5942788A (en) | Solid state image sensing device | |
| JPH0221664B2 (ja) | ||
| US4502203A (en) | Method for fabricating semiconductor photodetector | |
| JPS6211792B2 (ja) | ||
| JPH0334666B2 (ja) | ||
| JPH0614560B2 (ja) | フォトセンサ | |
| JPH0685446B2 (ja) | 非晶質シリコンを用いた光電変換装置 | |
| KR970004494B1 (ko) | 밀착형 이미지센서의 제조방법 | |
| JPS59143379A (ja) | 光導電体およびその製造方法 | |
| JPS6064465A (ja) | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ | |
| JPS62252968A (ja) | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ | |
| JP2782984B2 (ja) | 増幅型光電変換素子 | |
| JP2501107B2 (ja) | 光電変換装置 |