DE3112209C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3112209C2 DE3112209C2 DE3112209A DE3112209A DE3112209C2 DE 3112209 C2 DE3112209 C2 DE 3112209C2 DE 3112209 A DE3112209 A DE 3112209A DE 3112209 A DE3112209 A DE 3112209A DE 3112209 C2 DE3112209 C2 DE 3112209C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- layer
- contact layer
- photoconductive layer
- contact
- 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
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 6
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 6
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 5
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910003910 SiCl4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 3
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 239000012789 electroconductive film Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 4-(2-naphthalen-1-ylethylamino)-4-oxobutanoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CCNC(=O)CCC(=O)O)=CC=CC2=C1 CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018110 Se—Te Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007264 Si2H6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000070 arsenic hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L31/08—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
- H01L31/095—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation comprising amorphous semiconductors
-
- 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
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)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein photoelektrisches
Wandlerelement gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE-OS 29 25 796 ist ein derartiges photoelektrisches Wandlerelement
mit einer photoleitfähigen Schicht bekannt, die
als photoleitfähiges Material ein amorphes Material mit
der Zusammensetzung der Formel (Si1-x C x )1-y (H) y enthält,
wobei 0 < x 0,3 und 0,02 y 0,3 ist. Gemäß dieser DE-OS
kann somit das amorphe Material aus Silicium und Wasserstoff
bestehen. Dieses Material wird in einem Wandlerelement
als lichtempfindlicher Film zur photoelektrischen Speicher-
Umsetzung ausgenutzt. Hierbei werden für die Verwendung
als Photodiode auf die photoleitende Schicht jeweils Kontaktschichten
aus Ceroxid, Wolframoxid, Nioboxid, Germaniumoxid
oder Molybdänoxid aufgebracht, mit denen ein gleichrichtender
Kontakt erreicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes photoelektrisches
Wandlerelement zur Bildinformations-Verarbeitung zu
schaffen, das eine hohe Photoleitfähigkeit bei niedrigem Dunkelstrom
aufweist, so daß der durch das Photosignal erzeugte Photostrom mit
hoher Ausbeute und ohne wesentlichen Verlust an Sekundär-Photostrom mit
hoher Geschwindigkeit gelesen werden kann.
Die Aufgabe wird bei einem Wandlerelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Da zwischen den Elektroden und der
photoleitfähigen Schicht des Wandlerelements ein geeigneter
ohmscher Kontakt gebildet wird, kann der Sekundär-Photostrom
ohne wesentliche Verluste abgefangen werden, während zugleich
die Gleichförmigkeit des Ausgangssignals des Wandlerelements
und die Linearität hinsichtlich der Lichtstärke gegenüber
der Spannung erreicht werden. Ferner sind kapazitive und
nicht ohmsche Widerstandskomponenten aus linearen und
nichtlinearen Komponenten ausgeschaltet, so daß Probleme
hinsichtlich der Verringerung der Ansprechgeschwindigkeit
und der Streuung der Ansprecheigenschaften bei den jeweiligen
Wandlerelementen in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen
behoben sind. Dadurch werden auch Schwierigkeiten hinsichtlich
der Anwendung des photoelektrischen Widerstands-
Wandlerelements als Photosensor für die Vielzahl von Bildelementen
behoben.
Gemäß Anspruch 2 kann die Matrix aus amorphem Silicium
mit 100 bis 5000 ppm Phosphor und/oder Arsen
dotiert werden.
Durch das Dotieren werden die chemischen
oder mechanischen Eigenschaften der a-Si-Matrix nicht
verändert, so daß die photoleitfähige Schicht und die
Kontaktschicht strukturell gleich sind. Infolgedessen
wirken die beiden ohmschen Kontaktschichten in Form von
n⁺-a-Si-Schichten in der Weise, daß sie die Elektroneninjektion
an der negativen Seite zulassen und an der positiven
Seite die positiven Löcher sperren, wodurch das
Einsickern der positiven Löcher in die photoleitfähige
Schicht verhindert wird und der Dunkelstrom herabgesetzt
wird, was die Durchbruch- und Photoansprechvermögen-Eigenschaften
verbessert. Dies ist auf die Strukturgleichheit
der Kontaktschichten und der photoleitfähigen Schicht
zurückzuführen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die photoleitfähige
Schicht und die Kontaktschichten aufeinanderfolgend in
einer einzigen Vakuumkammer gebildet werden können, ohne
den Vakuumzustand zwischendurch aufzuheben. Infolgedessen
können die Grenzflächen zwischen der photoleitfähigen
Schicht und den Kontaktschichten reingehalten werden und
die Herstellungsschritte vereinfacht werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Ansprüchen 3 bis 6 aufgeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 bis 4 schematische Darstellungen
eines ersten Ausführungsbeispiels des
photoelektrischen Wandlerelements,
wobei Fig. 1 eine Ansicht
des Elements von oben bei der Herstellung,
Fig. 4 eine Ansicht des fertigen Elements
von oben, Fig. 2 einen Querschnitt auf der
Linie A-A′ in Fig. 4 und Fig. 3 einen
Querschnitt auf der Linie B-B′ in Fig. 4
zeigen,
Fig. 5 einen schematischen Querschnitt
eines zweiten Ausführungsbeispiels
des photoelektrischen
Wandlerelements,
Fig. 6A einen Querschnitt
eines dritten Ausführungsbeispiels,
Fig. 6B einen Querschnitt längs der Linie C-C′ in
Fig. 6A,
Fig. 7A einen Querschnitt
eines vierten Ausführungsbeispiels,
Fig. 7B einen Querschnitt längs der Linie D-D′ in
Fig. 7A,
Fig. 8A einen Querschnitt
eines fünften Ausführungsbeispiels,
Fig. 8B einen Querschnitt längs der Linie E-E′ in
Fig. 8A,
Fig. 9A einen Querschnitt
eines sechsten Ausführungsbeispiels,
Fig. 9B einen Querschnitt längs der Linie F-F′ in
Fig. 9A,
Fig. 10A eine Draufsicht auf ein siebtes
Ausführungsbeispiel des
photoelektrischen Wandlerelements,
Fig. 10B einen Querschnitt längs der Linie X-X′
in Fig. 10A,
Fig. 10C einen Querschnitt längs der Linie Y-Y′
in Fig. 10A,
Fig. 11 einen Vergleich zwischen dem erfindungsgemäßen
photoelektrischen Wandlerelement
und einem bekannten Element,
Fig. 12A eine Draufsicht auf ein neuntes
Ausführungsbeispiel des
Wandlerelements, und
Fig. 12B einen Querschnitt längs der Linie Z-Z′
in Fig. 12A.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel des
photoelektrischen Wandlerelements, bei dem
eine lichtdurchlässige Elektrode 102 aus beispielsweise
Indiumzinnoxid (ITO) in Form eines Bildelementmusters
101 auf einem lichtdurchlässigen Substrat 104
gebildet ist. Eine lichtundurchlässige Schicht 103 ist auf
die Elektrode 102 außer an
deren Lichtempfangs-Fenster 109 aufgebracht.
Anschließend ist eine Kontaktschicht 105, die
ohmschen Kontakt mit der Elektrode
102 bildet, auf Fensterabschnitten
109 a, 109 b . . . , 109 n aufgebracht, die jeweils
Bildelemente bilden. Ferner sind eine photoleitfähige
Schicht 106 sowie eine weitere Kontaktschicht 107, die
ohmschen Kontakt mit einer gemeinsamen Elektrode
108 bildet, auf der gesamten Fläche des Substrats
aufgebracht, die alle Fensterabschnitte bedecken.
Schließlich ist auf der Kontaktschicht 107 die gemeinsame Elektrode 108
gebildet.
Fig. 4 ist eine Ansicht des derart hergestellten photoelektrischen
Wandlerelements von oben,
während Querschnitte dieses Elements
längs der Linien A-A′ und B-B′ in den Fig. 2 bzw. 3
gezeigt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel des
photoelektrischen Wandlerelements
besteht die photoleitfähige Schicht 106 aus
amorphem Material, das Silicium als Matrix
und 1 bis 30 Atom-% Wasserstoff und/oder
Halogen-Atome enthält. Die
photoleitfähige Schicht wird beispielsweise
mittels eines herkömmlichen Plasma-CVD-Verfahrens durch
chemische Dampfabscheidung hergestellt, wobei Hochfrequenz-
oder Gleichstrom-Glimmentladungsenergie einem im wesentlichen
aus SiH₄, Si₂H₆, SiF₄, SiCl₄ etc. bestehenden Gas
zugeführt wird, um dieses zu zerlegen und eine amorphe
Schicht auf dem Substrat abzuscheiden.
Außer diesem Verfahren kann das "Sputter"-Verfahren
oder das Ionenimplantationsverfahren angewandt werden,
welche in einer Gasatmosphäre mit Wasserstoff oder
Halogen-Atomen durchgeführt werden, um eine
amorphe Schicht mit denselben Eigenschaften zu bilden.
Die derart hergestellte amorphe Schicht mit
Photoleitfähigkeit hat ein niedriges
Niveau im verbotenen Band (∼1016 cm-3 eV-1) und
erleichtert die Steuerung des Leitfähigkeitstyps durch
Störstellenzugabe sowie ihrer Leitfähigkeit.
Zusätzlich ist die amorphe Schicht hochwert
hinsichtlich ihrer Photoleitfähigkeit und hat
geeignete Eigenschaften wie Vorlagenbild-Lesematerial
oder Photosensormaterial,
die vergleichbar in bezug auf die relative
Lichtausbeute in der Spektralempfindlichkeit sind.
Die aus dem vorstehend erläuterten amorphen
Material bestehende photoleitfähige Schicht ist empfindlich
hinsichtlich der Entladungsenergiedichte,
der Substrattemperatur, des Gasdrucks usw.
Diese Parameter bei der Schichtbildung sind sehr sorgfältig
zu steuern. Bei dem Hochfrequenz-Glimmentladungsverfahren
sollen die elektrische
Entladungsenergiedichte auf 1 W/cm² oder darunter
bzw. vorzugsweise auf 0,1 W/cm², die Substrattemperatur im
Bereich von 100 bis 350°C und der Gasdruck konstant
im Bereich von 1,33 bis 133 Pa gesteuert werden.
Die Leitfähigkeit der
photoleitfähigen
Schicht kann mit guter Reproduzierbarkeit durch die
Verwendung einer Gasmischung gesteuert werden, bei der
in einer vorgegebenen Menge ein Gas aus einer Siliciumverbindung
oder eine verdampfte Siliciumverbindung wie
SiH₄, SiF₄, SiCl₄ oder dergleichen und PH₃ oder AsH₃-
Gas für Leitfähigkeit vom n-Typ oder ein Gas aus einer
Siliciumverbindung und B₂H₆-Gas für Leitfähigkeit vom
p-Typ eingesetzt wird. Hervorragende Ergebnisse werden
dadurch erhalten, daß Phosphor (P) oder
Arsen (As) als Dotierung
mittels Ionenimplantation od. dgl. eingebracht
wird.
Wenn bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1
bis 4 beide Elektrodenflächen des Elements senkrecht
zu der Lichteinfallsrichtung angeordnet sind und
die Elektrode 102 auf der Lichteintrittsseite
lichtdurchlässig ist, kann
die Kontaktschicht
105 als ein Ersatz für die lichteinfallsseitige
Elektrode 102
unter der Voraussetzung dienen, daß die Kontaktschicht 105
einen Widerstand hat, der den Photosignalstrom nicht
wesentlich behindert. In jedem Falle kann die Gesamtfläche
des Elements als Lichtempfangsbereich ausgeführt
werden.
Bevorzugte Materialien für die lichtdurchlässige
Elektrode 102 an der Licht
eintrittsseite sind
ITO (Indiumzinnoxid), SnO₂ usw. Eine halbdurchlässige
Metallelektrode aus Au, Pt etc.
kann ebenfalls vorteilhaft verwendet werden.
Das Material für das lichtdurchlässige Substrat 104
kann unter den verschiedenen Arten von transparenten
Gläsern und Harzfilmen ausgewählt werden.
Um die Fenster 109
dadurch zu bilden, daß die Elektroden 102
in dem Bildelementmuster 101 und die lichtundurchlässigen
Schichten 103 auf dem
Substrat 104 gebildet werden, wird
eine Metallschicht beispielsweise aus Cr, Ti, Pt etc.
mittels Vakuum-Ablagerung auf den lichtdurchlässigen
Elektroden 102 auf der gesamten Oberfläche des
Substrats 104 gebildet, wonach die
Fenster 109
gemäß Fig. 1 in das
Bildelementmuster geätzt werden. Die für den ohmschen
Kontakt mit der lichtdurchlässigen Elektrode 102 vorgesehene
Kontaktschicht 105 und die photoleitfähige
Schicht 106 werden für Elektronen als
Träger auf n-Leitfähigkeit
dotiert. Die Kontaktschicht 105 ist
für die lichtdurchlässige Elektrode 102 wirksam, wenn
sie beträchtlich mit n⁺-Störstellen dotiert
ist, während sie für die photoleitfähige Schicht 106
wirksam ist, wenn sie geringfügig mit n⁻-Störstellen dotiert
ist. Die Dotierungsmenge der Kontaktschicht 105 sollte
vorzugsweise im Bereich von 50 bis 5000 ppm in bezug
auf die Siliciumatome sein, wenn eine photoleitfähige
Schicht 106 verwendet wird, die eine hohe Trägerdichte
erzeugen kann und nicht dotiert ist oder wenn
sie geringfügig mit Störstellen vom p⁺- oder n-Typ
dotiert ist. Der hier verwendete Ausdruck "Dotierungsmenge"
bezeichnet das Verhältnis der Dotierungsatome
(Störstellen) zu den Siliciumatomen, die die Matrix
der photoleitfähigen Schicht bilden; die Dotierungsmenge
entspricht angenähert dem Verhältnis der Flußrate des
PH₃ oder AsH₃-Gases zu dem des Trägermaterialgases, wie
beispielsweise SiH₄, SiF₄, SiCl₄ etc. Die elektrische
Leitfähigkeit der Kontaktschicht 105
liegt in etwa in dem Bereich von 10-6 bis 100
(Ohm-cm)-1. Der optimale Wert ist sowohl
durch das Material, das die lichtdurchlässige Elektrode
102 bildet, als auch durch die Dotierungsmenge in
der photoleitfähigen Schicht 106 bestimmt.
Die Kontaktschicht 105 hat eine Dicke im Bereich
von 5 bis 100 nm im Normalfall bzw. im Optimalfall von
10 bis 50 nm, da das
einfallende Licht die photoleitfähige
Schicht 106 erreichen muß. In der Praxis wird die Dicke so
gewählt, daß sie als im wesentlichen transparent für
Licht des zu lesenden Signals betrachtet werden kann.
Das so erhaltene Substrat 104, auf dem das Bildelementmuster
101 und darauf die Kontaktschicht 105 gebildet
sind, wird erneut in das Glimmentladungs-Abscheidegerät
gebracht, um die photoleitfähige Schicht 106 zu
bilden. Die photoleitfähige Schicht 106 besteht
aus einem amorphen Material mit Silicium als
Matrix und Wasserstoff oder Halogen als weitere Komponente,
wird im folgenden als "a-Si" bezeichnet
und ist nicht mit einer Verunreinigung
dotiert. Um jedoch den Photostromwert zu erhöhen,
kann mit 10 bis 100 ppm Phosphor oder
Arsen dotiert werden. Zur Verringerung des Dunkelstroms kann
mit 10 bis 100 ppm Bor dotiert werden. Die photoleitfähige
Schicht 106 hat eine Schichtdicke von 0,3 bis
10 µm und vorzugsweise von 0,5 bis 3 µm. Der optimale
Wert der Dicke der photoleitfähigen Schicht ist durch
die Leichtigkeit der Herstellung (wie beispielsweise
das Fehlen von Gasporen, die Abscheidezeit etc.), den
Grad der Ausdehnung des elektrischen Feldes aufgrund
des Abstandes über benachbarte Bildelemente (Bildempfangsfenster),
die Schichtdicke (Abstand zwischen
den Bildelementen/Schichtdicke größer 5/1) und den
Absorptionsgrad des einfallenden Lichts bestimmt
[Lichtabsorptionsfaktor α = 104 bis 105 (cm-1): 400 bis 700 nm]. Andererseits hat das
photoelektrische Wandlerelement einen derartigen Aufbau,
daß es den Sekundärstrom mit dem geringsten Verlust
abgibt, dessen Ausbeute G gegeben ist durch
G = µτ E/1
Hierbei sind:
µ die Trägerbeweglichkeit (cm/V · s),
τ die Lebenszeit der Träger (s).
E die Feldstärke in der photoleitfähigen Schicht 106 (V/cm) und
1 die Schichtdicke der photoleitfähigen Schicht 106 (cm).
µ die Trägerbeweglichkeit (cm/V · s),
τ die Lebenszeit der Träger (s).
E die Feldstärke in der photoleitfähigen Schicht 106 (V/cm) und
1 die Schichtdicke der photoleitfähigen Schicht 106 (cm).
Die unter diesen Bedingungen hergestellte
a-Si-Schicht, die 1 bis 30 Atom-% Wasserstoff und/oder
Halogen enthält, hat einen Wert µ von 0,1 und einen
Wert τ von 10-6. Wenn folglich 1 = 1 µm (= 10-4 cm), so
kann eine Ausbeute G von 10 bei V = 1 V (= 10⁴ V/cm)
und G = 100 bei V = 10 V erhalten werden, vorausgesetzt
daß perfekter ohmscher Kontakt besteht. Auf
diese Weise erhöht sich die Ausbeute G für die Entnahme
des Sekundärstroms relativ mit der Erhöhung der
angelegten Spannung bei einer konstanten Schichtdicke.
Im Normalfall kann eine Spannung von 0,5 bis
100 V leicht als angelegte Spannung verwendet werden,
so daß die Schichtdicke der photoleitfähigen Schicht 106
im Bereich von 0,3 bis 10 µm oder in einem ähnlichen
Bereich gewählt wird und unter dem vorstehend angegebenen
Gesichtspunkt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis
3 µm.
Die Kontaktschicht 107 auf der Oberfläche der
photoleitfähigen Schicht 106 gegenüber deren anderen
Oberfläche, durch die das Licht eintritt, wird über die
gesamte Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 106
kontinuierlich ohne Risse im Vakuum aufgebracht. Das
verwendete Material und die Dotierungsmenge für die
Kontaktschicht 107 sind dieselben wie die der Kontaktschicht
105. Der optimale Wert für die Dotierungsmenge
ist durch das Metallmaterial der
anschließend auf die Kontaktschicht 107 aufgebrachten Elektrode
bestimmt, was bereits
vorstehend erläutert wurde. Andererseits besteht keine
Beschränkung für die Dicke der Kontaktschicht 107, da
sie nicht als Lichtempfangsfläche dient.
Die gemeinsame Elektrode 108 ist auf der Kontaktschicht
107 mittels Vakuumaufdampfung etc. gebildet.
Die gemeinsame Elektrode ist aus einem Material gefertigt,
das unter den verschiedenen Sorten von
Metallen, wie beispielsweise Al, Mo, Au, Ti usw. ausgewählt
ist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel des photoelektrischen
Wandlerelements nach Fig. 1 bis 4
ist es notwendig, die Kontaktschichten
105 und 107 so auszubilden, daß sie ohmschen Kontakt
sowohl mit den beiden Elektroden 102 und 108 als auch mit
der photoleitfähigen Schicht 106 haben. Stellt man dies
in Rechnung, so wird die Kontaktschicht 105
mit kleinem Widerstand durch Störstellen-
Dotierung ebenfalls entsprechend dem Elektrodenmuster isoliert, um
elektrische Isolation zwischen benachbarten Bildelementen
herzustellen. In diesem Fall wird die ohmsche
Kontaktschicht an den Lichtempfangs-Fenstern
durch den Ätzvorgang nach Bildung der Kontaktschicht
105 über die gesamte Fläche der Elektrode 102 belassen.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel des photoelektrischen
Wandlerelements, wobei die Bildelemente folgend
den Mustern der lichtundurchlässigen Elektroden auf
ihrem oberen Teil getrennt sind.
Die Funktion jeder Schicht entspricht den in
Fig. 3 gezeigten Schichten.
Eine lichtdurchlässige Elektrode 503 und eine
Kontaktschicht 504 sind gemeinsam unter den Bildelementen
ausgeführt, wobei eine lichtundurchlässige Elektrode
507 und eine Kontaktschicht 506 für jedes der
Bildelemente isoliert sind.
Mit den photoelektrischen Wandlerelementen gemäß
dem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten ersten
oder in Fig. 5 gezeigten zweiten
Ausführungsbeispiel ist
leicht eine Entnahmeausbeute des Sekundärstroms G
zwischen 10 und 100 abhängig von der angelegten
Spannung zu erreichen, so daß Elemente geschaffen
werden, die bei derselben Lichtmenge den Photostrom
bei Photodiodenelementen mit derselben Lichtempfangsfläche
deutlich übertreffen.
Die Fig. 6A und 6B zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel
des photoelektrischen Wandlerelements,
das eine Vielzahl von einzelnen isolierten
Elektroden 602, die aus einem lichtdurchlässigen
elektrisch leitenden Material gefertigt und auf einem
transparenten Glassubstrat 601 angebracht sind, eine
Kontaktschicht 603 aus amorphem Silicium vom n-Typ
(n-a-Si), die mit Arsen oder Phosphor dotiert und auf
jeder der isolierten Elektroden 602 gebildet ist, eine
photoleitfähige Schicht 604, die aus nichtdotiertem
amorphen Silicium gefertigt und über das Substrat und
die isolierten Elektroden aufgebracht ist, eine weitere
Kontaktschicht 605, die aus n-a-Si gefertigt ist,
sowie eine gemeinsame Elektrode 606 hat, die aus lichtundurchlässigem
elektrisch leitendem Material gefertigt
ist.
Im folgenden soll ein Beispiel für die Herstellung
eines photoelektrischen Wandlerelements mit
dem vorstehend beschriebenen Aufbau erläutert werden.
Als erstes wird ein lichtdurchlässiger elektrisch
leitender Film aus In₂O₃ auf das transparente Glassubstrat
601 mittels eines Vakuum-Ablagerungsverfahrens
aufgebracht, auf den ferner mittels desselben
Vakuum-Ablagerungsverfahrens ein Chromfilm aufgebracht
wird. Der Chromfilm wird als Maske verwendet, wenn der
lichtdurchlässige, elektrisch leitende Film photogeätzt
wird. Nach Entfernung der nicht nötigen Abschnitte
des Chromfilms und des lichtdurchlässigen
elektrisch leitenden Films mittels Photoätzen wird der
Chromfilm von dem lichtdurchlässigen elektrisch leitenden
Film abgeschält, wodurch die isolierten Elektroden
602 erhalten werden. Anschließend wird
auf dem Substrat mit der Elektrode 602
mittels eines Plasma-Ablagerungsverfahrens
unter Verwendung von SiH₄- und PH₃-Gas die Kontaktschicht 603
gebildet. Anschließend hieran werden die unnötigen
Abschnitte der Kontaktschicht 603 entfernt, so daß diese
ausschließlich auf den isolierten
Elektroden verbleibt. Daraufhin werden die photoleitfähige
Schicht 604 mittels eines Plasma-Ablagerungsverfahrens
unter Verwendung von SiH₄ sowie die Kontaktschicht
605 mittels desselben Verfahrens unter Verwendung
von SiH₄ und PH₃ gebildet. Anschließend wird
Aluminium mittels eines Vakuum-Ablagerungsverfahrens
aufgebracht, woraufhin die Entfernung der unnötigen
Abschnitte mittels eines Photoätzverfahrens erfolgt,
um so die gemeinsame Elektrode 606 zu bilden.
Es ist in Verbindung mit den Fig. 6A und 6B zu
beachten, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Kontaktschicht
603 lediglich auf den einzelnen isolierten
Elektroden 602 und nicht zwischen benachbarten isolierten
Elektroden liegt. Folglich ist der Widerstand
zwischen benachbarten isolierten Elektroden 603
extrem hoch verglichen mit dem zwischen den isolierten
Elektroden 603 und der gemeinsamen Elektrode 606.
Daher entsteht weder ein Ansteigen des Dunkelstroms noch
eine Wechselwirkung der Photoströme,
wodurch ein photoelektrisches Wandlerelement mit einem
hohen Signal/Rauschverhältnis erhalten wird.
Das Trennen der Kontaktschicht 603 zwischen benachbarten
isolierten Elektroden 602 kann nicht nur durch
Photoätzen, sondern auch durch Rillenschneiden unter
Verwendung einer Schneidesäge durchgeführt werden.
Die Fig. 7A und 7B zeigen einer viertes Ausführungs
beispiel. Anders als bei
dem dritten Ausführungsbeispiel ist bei dem vierten
Ausführungsbeispiel eine gemeinsame Elektrode 702 unterhalb
einer photoleitfähigen Schicht 704 über einer Kontaktschicht
703 angeordnet und isolierte Elektroden
706 sind auf der entgegengesetzten Fläche der photoleitfähigen
Schicht 704 über einer Kontaktschicht 705 angeordnet. Entsprechend
dieser Elektrodenanordnung ist es möglich,
kontinuierlich die Kontaktschicht 703, die photoleitfähige
Schicht 704 und die Kontaktschicht 705 aufzubringen
und anschließend selektives Ätzen der oberen Kontaktschicht
705 allein folgend dem Muster der isolierten
Elektroden durchzuführen. Dies ist eine Modifikation
des dritten Ausführungsbeispiels.
Bei dem Aufbau gemäß den Fig. 7A und 7B sind die
isolierten Elektroden 706, außer über den
gemeinsamen Elektrodenabschnitt 702, gegenseitig
dadurch nicht verbunden, daß sequentiell die obere
Kontaktschicht 705, die photoleitfähige Schicht 704 und
die untere Kontaktschicht 703, die zwischen den
Elektroden 706 geschichtet sind, photogeätzt werden.
Bei diesem Herstellungsverfahren sollte jedoch die
photoleitfähige Schicht 704 etwas breiter
als die gemeinsame Elektrode 702 in
Anschlußrichtung der isolierten Elektrode 706 belassen
werden, um so einen Kurzschluß an der Entnahmestelle
zwischen der isolierten Elektrode 706 und der gemeinsamen
Elektrode 702 zu verhindern. Verfährt man so,
kann jeder Einfluß der benachbarten photoleitfähigen
Schicht auf die isolierte Elektrode 706 verhindert
werden, wodurch die elektrische und optische Auflösung
des photoelektrischen Wandlerelements weiter erhöht
werden kann.
Die Fig. 8A und 8B zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel,
bei dem eine untere Kontaktschicht
803, eine photoleitfähige Schicht 804 und eine
obere Kontaktschicht 805 kontinuierlich auf einer gemeinsamen
Elektrode 802 aus einem lichtdurchlässigen,
elektrisch leitenden Material aufgebracht
werden, woraufhin Aluminium über die übereinandergeschichteten
Schichten aufgebracht wird, um
isolierte Elektroden 806 herzustellen. Anschließend
werden nicht notwendige Abschnitte der isolierten
Elektrode 806, der Kontaktschicht 805, der photoleitfähigen
Schicht 804 und der Kontaktschicht 803 mittels
eines Photoätzvorgangs
entfernt. Anschließend wird eine isolierende
Schicht 807 aufgebracht, gefolgt von einem Photoätzvorgang
an einem Teil der isolierenden Schicht 807, um
eine Öffnung für einen Anschluß an jede der isolierten
Elektroden 806 zu bilden. Anschließend wird Aluminium
mittels eines Vakuum-Abscheidungsverfahrens in diesen
geöffneten Teil eingebracht, um eine Anschlußelektrode
808 so zu bilden, daß die isolierte Elektrode 806 und
die Anschlußelektrode 808 elektrisch über diesen
geöffneten Teil verbunden werden.
Da es gemäß diesem Ausführungsbeispiel möglich
ist, einen elektrischen Kurzschluß zwischen der
Anschlußelektrode 808 und der gemeinsamen Elektrode
802 durch den isolierenden Film 807 zu verhindern, ist
das bei dem vierten Ausführungsbeispiel verwendete
Verfahren unnötig. Ferner macht es die Verwendung von
lichtundurchlässigem Material möglich, den Einfluß von
Streulich zu verhindern, wodurch die Auflösung verbessert
und die erforderliche Isolation sichergestellt
wird. Da die Kontaktschicht 803, die photoleitfähige
Schicht 804 und die Kontaktschicht 805 durchgehend
gebildet werden können, kann die jeweilige Zwischenfläche
zwischen den Kontaktschichten 803 und 805 und
der photoleitfähigen Schicht 804 sauber gehalten werden.
Da ferner das Signal/Rauschverhältnis des photoelektrischen
Wandlerelements mit der Verbesserung der ohmschen
Eigenschaft des elektrischen Kontakts zwischen
den Kontaktschichten und der photoleitenden Schicht
verbessert wird, kann ein qualitativ besseres photoelektrisches
Wandlerelement hergestellt werden.
Als Material zur Bildung des Isolationsfilms bei
dem fünften Ausführungsbeispiel kann geeigneterweise
ein Polymidharz (beispielsweise Polyimide-Isoindolquinazoline-Dione)
sowie ein SiO₂- und ein Si₃N₄-Film
mittels Plasma-CVD-Verfahren verwendet werden.
In den Fig. 9A und 9B ist ein sechstes Ausführungsbeispiel
gezeigt, bei dem die
isolierten Elektroden auf dem unteren Teil angebracht
sind und die gemeinsame Elektrode auf dem oberen.
Das sechste Ausführungsbeispiel zeigt denselben
Grad der Verbesserung der Auflösung und des
Signal/Rauschverhältnisses wie das fünfte Ausführungsbeispiel,
wodurch ein photoelektrisches Wandlerelement
mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden
kann. Das fünfte und das sechste Ausführungsbeispiel
sind hervorragende Beispiele für den Elementaufbau.
Gemäß den Fig. 9A und 9B sind eine isolierte
Elektrode 902, eine untere Kontaktschicht 903, eine
photoleitfähige Schicht 904, eine obere Kontaktschicht
905 und eine Elektrode 906 nacheinander auf einem lichtdurchlässigen
Substrat 901 gebildet und haben einen
isolierten, unabhängigen Aufbau von benachbarten
Bildelementen. Ein isolierender Film 907
ist zwischen benachbarte Elemente gesetzt. Kein
isolierender Film 907 ist auf dem Bereich der
Elektrode 906 vorgesehen; die gemeinsame
Anschlußelektrode 908 und die Elektrode 906, die auf
jedem Element vorgesehen sind, sind elektrisch verbunden.
Wie bereits vorstehend erläutert, wird bei
dem fünften und sechsten Ausführungsbeispiel
leicht ein photoelektrisches Wandlerelement
mit einem hohen Signalrauschverhältnis, hervorragender
Auflösung, einer hohen Rate der Ausbeute und
Zuverlässigkeit dadurch erhalten, daß elektrisch
und optisch benachbarte Elemente in einer Reihe photoelektrischer
Wandlerelemente mit großer Fläche und
großer Länge getrennt werden. Wie aus der Erläuterung
des fünften und sechsten Ausführungsbeispiels offensichtlich
ist, ist das Material zur Bildung der photoleitfähigen
Schicht nicht auf a-Si beschränkt, sondern
es können auch Cd-Te, a-Se, A-Se-Te etc. gleichwertig
benutzt werden. Das photoelektrische Wandlerelement
kann auch in verschiedenen anderen
Elementen verwendet werden, die den Aufbau eines Phototransistors,
einer Avalanchediode usw. haben.
Ferner wird bei dem fünften und
sechsten Ausführungsbeispiel
eine stark mit Störstellen vom n-Typ (n⁺-
Schicht) dotierte a-Si-Schicht als Kontaktschicht
verwendet. Der gleiche
Effekt kann auch erzielt werden, wenn eine a-Si-
Schicht, die stark mit Störstellen vom p-Typ (p⁺-
Schicht) dotiert ist, als Kontaktschicht verwendet
wird. Ferner ist in Verbindung mit dem fünften und
sechsten Ausführungsbeispiel der Fall erläutert,
daß die bezogen auf das Substrat untere Elektrode
aus einem lichtdurchlässigen und elektrisch
leitenden Material und die obere Elektrode aus einem
lichtundurchlässigen und elektrisch leitenden Material
gefertigt sind. Es kann jedoch auch die
untere Elektrode am Substrat aus einem lichtundurchlässigen
elektrisch leitenden Material und die
obere Elektrode aus einem lichtdurchlässigen Material
gefertigt sein oder sowohl die obere als
auch die untere Elektrode aus einem lichtdurchlässigen
und elektrisch leitenden Material gefertigt sein.
Die Fig. 10A, 10B und 10C zeigen ein siebtes
Ausführungsbeispiel.
Als Substrat 1001 wird ein Material mit Lichtdurchlaßeigenschaften
und hohem Ebenheitsgrad
verwendet, wie beispielsweise eine
Glasplatte "Corning #7059".
Daneben können für diesen
Zweck auch optische Glasfiberelemente oder Kunststoffmaterialien
verwendet werden. Auf diesem Substrat wird
ein Material für transparente Elektroden 1002 aus der
Dampfphase abgeschieden, woraufhin das niedergeschlagene
Material einer Muster-Ätzung zur Bildung
der einzelnen isolierten Elektroden 1002 unterzogen
wird. Indiumzinnoxid (ITO) wird als Material für die
transparenten Elektroden 1002 verwendet. Daneben
können die verschiedensten lichtdurchlässigen Elektrodenmaterialien
wie beispielsweise "Dünnoxid" (ein
Produkt der Pittburgh Plate Glass Co. unter der
Handelsmarke "NESA"), dünne Metallfilme etc. verwendet
werden. Ein lichtundurchlässiger Film 1005 wird auf
die transparenten Elektroden 1002 aufgedampft, worauf
hin ein einem Lichtempfangsabschnitt 1004 entsprechender
Abschnitt durch Ätzen entfernt wird. Eine photoleitfähige
Schicht 1003 wird durch Abscheiden von a-Si
mittels beispielsweise eines Glimmentladungsverfahrens
gebildet. Um einen ohmschen Kontakt zu den
transparenten Elektroden 1002 und der gemeinsamen
Elektrode 1007 herzustellen, wird eine Kontaktschicht
zwischen der photoleitfähigen Schicht 1003 und jeder der
transparenten Elektroden 1002 vorgesehen. Als Material
zur Bildung der photoleitfähigen Schicht 1003 kann außer
dem bereits erwähnten a-Si beispielsweise CdSe,
Se-As-Te etc. verwendet werden. Die somit gebildete
photoleitfähige Schicht 1003 wird in Inselform auf jeder
der transparenten Elektroden 1002 gebildet.
Ein isolierender Film 1006 wird beispielsweise
durch Wirbelabscheiden von PIQ gebildet und in diesem
ein Durchgangsloch 1008 durch Musterätzen
ausgebildet, um einen Kontakt zwischen der gemeinsamen
Elektrode 1007 und der photoleitfähigen Schicht 1003
herzustellen. Die transparente Elektrode 1002 und das
Durchgangsloch 1008 haben beide dieselbe Form mit
Ausnahme ihrer Ausleit-Richtung. Zur Bildung des
isolierenden Films 1006 kann ein abgeschiedener Film
aus SiO₂, S₃N₄ etc. verwendet werden. Anschließend
wird Aluminium auf den isolierenden Film 1006 aufgedampft,
um die gemeinsame Elektrode
1007 zu bilden, woraufhin die abgeschiedene
Aluminiumschicht einer vorgegebenen Muster-Ätzung
unterzogen wird, um die gemeinsame Elektrode zu formen,
wodurch das gewünschte photoelektrische Wandlerelement
hergestellt ist.
Bei diesem photoelektrischen Wandlerelement ist
jeder Lichtempfangsabschnitt 1004 unabhängig auf jeder
der transparenten Elektroden 1002 angeordnet, wodurch
der Dunkelstrom zu dem Elektrodenabschnitt allein
fließt, der dem jeweiligen Lichtempfangsabschnitt
gegenüber liegt. Das Photostrom-Signal wird durch all
dies nicht durch die benachbarten Lichtempfangsabschnitte
beeinflußt.
Fig. 11 zeigt die Ergebnisse eines Vergleichs
zwischen einem herkömmlichen photoelektrischen Wandlerelement
und dem erfindungsgemäßen Wandlerelement,
wobei zum Ermitteln des Dunkelstroms und der Auflösung in einem
Lichtempfangsabschnitt einer von
zwei Lichtempfangsabschnitten mit hellem Licht
und der andere mit dunklem Licht bestrahlt
wurde und der Photostrom des dunklen Lichtempfangsabschnitts
bei jedem
der Elemente gemessen wurde. In der Zeichnung entsprechen
die mit a und b bezeichneten Linien dem
Dunkelstrom und die mit c und d bezeichneten Linien
dem Photostrom.
Wie die Linie b zeigt, ist der Dunkelstrom bei
dem herkömmlichen photoelektrischen Wandlerelement
groß, während er bei dem siebten Ausführungsbeispiel
gemäß der Linie a
klein ist. Wie ferner die Linie d zeigt, ist der Photostrom
bei Beleuchtung mit einem Bild mit dunklem Licht
mit geringer Lichtmenge bei dem herkömmlichen
Element groß und bei dem Element gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel
gemäß der
Linie c klein, woraus man sieht, daß der Einfluß des
hellen Bildes mit großer Lichtmenge, die auf benachbarte
Elemente auftrifft, verbessert worden ist.
Ferner hat sich herausgestellt, daß das Element,
bei dem PIQ als Material für den isolierenden Film
1006 verwendet wird, Dampfwiderstandseigenschaften
hat.
Die Fig. 12A und 12B zeigen ein achtes Ausführungsbeispiel,
bei dem lichtdurchlässige
Elektroden 1202 auf einem lichtdurchlässigen
Substrat 1201 angebracht sind und eine photoleitfähige
Schicht 1204 getrennt auf jeweils einem
Lichtempfangsabschnitt 1203 der lichtdurchlässigen
Elektrode 1202 ausgebildet ist.
Ferner ist ein dünner und langer isolierender
Film 1205 so ausgebildet, daß er den Endabschnitt
jeder photoleitfähigen Schicht 1204 bedeckt. Eine
gemeinsame Elektrode 1206 ist so aufgebracht,
daß sie sowohl die photoleitfähige Schicht 1204
als auch den isolierenden Film 1205 bedeckt.
Claims (6)
1. Photoelektrisches Wandlerelement mit einem Substrat,
einer photoleitfähigen Schicht aus einem amorphen Material,
das Silicium als Matrix sowie Wasserstoff und/oder Halogen
in einem Verhältnis von 1 bis 30 Atom-% in bezug auf das
Silicium enthält, einer ersten Elektrode, einer zwischen
der photoleitfähigen Schicht und der ersten Elektrode
angebrachten ersten Kontaktschicht zum Bilden von ohmschen
Kontakten in bezug auf elektrische Ladung mindestens einer
Polarität, einer zweiten Elektrode und einer zwischen
der photoleitfähigen Schicht und der zweiten Elektrode
angebrachten zweiten Kontaktschicht zum Bilden von ohmschen
Kontakten in bezug auf die Ladung, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und/oder zweite Kontaktschicht (105, 107)
aus einem amorphen Material besteht, das Silicium als
Matrix und Wasserstoff und/oder Halogen in einem Verhältnis
von 1 bis 30 Atom-% sowie Phosphor und/oder Arsen als
Störstellen enthält.
2. Photoelektrisches Wandlerelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Phosphor und/oder
Arsen zwischen 100 und 5000 ppm in bezug auf das Silicium
liegt.
3. Photoelektrisches Wandlerelement nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht
(105) auf der dem Licht zugewandten Seite eine Dicke von
50 nm hat.
4. Photoelektrisches Wandlerelement nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Elektrode aus
einer Vielzahl von Bildelementelektroden aufgebaut ist,
die entsprechend den Bildelementen isoliert sind.
5. Photoelektrisches Wandlerelement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschichten unterhalb
der Bildelementelektroden elektrisch keine Verbindung
zu benachbarten Bildelementelektroden haben.
6. Photoelektrisches Wandlerelement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bildelementelektroden
ein Isolationsfilm aufgebracht ist.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4006480A JPS56135980A (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Photoelectric conversion element |
JP4006680A JPS56135979A (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Photosensing element |
JP4006780A JPS56135982A (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Array of photoelectric conversion element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3112209A1 DE3112209A1 (de) | 1982-01-28 |
DE3112209C2 true DE3112209C2 (de) | 1989-11-30 |
Family
ID=27290358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813112209 Granted DE3112209A1 (de) | 1980-03-28 | 1981-03-27 | Photoelektrisches wandlerelement |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4405915A (de) |
DE (1) | DE3112209A1 (de) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4527179A (en) * | 1981-02-09 | 1985-07-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Non-single-crystal light emitting semiconductor device |
JPH0614560B2 (ja) * | 1983-03-11 | 1994-02-23 | キヤノン株式会社 | フォトセンサ |
US4667214A (en) * | 1983-06-24 | 1987-05-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Photosensor |
JPS60111461A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-17 | Sharp Corp | 画像読取素子 |
JPH0624238B2 (ja) * | 1985-04-16 | 1994-03-30 | キヤノン株式会社 | フォトセンサアレイの製造方法 |
JPH0812932B2 (ja) * | 1985-12-06 | 1996-02-07 | キヤノン株式会社 | フォトセンサアレイ |
US5187563A (en) * | 1986-01-06 | 1993-02-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device with Al/Cr/TCO electrode |
DE3650362T2 (de) * | 1986-01-06 | 1996-01-25 | Sel Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd., Atsugi, Kanagawa | Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung mit hoher Ansprechgeschwindigkeit und Herstellungsverfahren. |
US4918508A (en) * | 1986-03-28 | 1990-04-17 | General Electric Company | Vertical photoconductive detector |
CA1285642C (en) * | 1986-03-28 | 1991-07-02 | Robert John Mcintyre | Vertical photoconductive detector |
US5097304A (en) * | 1986-10-07 | 1992-03-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading device with voltage biases |
US4916304A (en) * | 1986-10-07 | 1990-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image recording device having a conductive layer formed below a light receiving window |
US5188974A (en) * | 1987-10-31 | 1993-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing semiconductor device |
US5366921A (en) * | 1987-11-13 | 1994-11-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for fabricating an electronic circuit apparatus |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4064521A (en) * | 1975-07-28 | 1977-12-20 | Rca Corporation | Semiconductor device having a body of amorphous silicon |
JPS52144992A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-02 | Hitachi Ltd | Light receiving element |
US4226898A (en) * | 1978-03-16 | 1980-10-07 | Energy Conversion Devices, Inc. | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors produced by a glow discharge process |
JPS554040A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-12 | Hitachi Ltd | Photoconductive material |
FR2433871A1 (fr) * | 1978-08-18 | 1980-03-14 | Hitachi Ltd | Dispositif de formation d'image a semi-conducteur |
-
1981
- 1981-03-23 US US06/246,218 patent/US4405915A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-03-27 DE DE19813112209 patent/DE3112209A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4405915A (en) | 1983-09-20 |
DE3112209A1 (de) | 1982-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3650012T2 (de) | Halbleitervorrichtung. | |
DE2632987C2 (de) | Fotovoltaisches Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3751242T2 (de) | Photoelektrischer Wandler. | |
DE3112209C2 (de) | ||
DE2550933C2 (de) | Halbleiterphotodiode für ein mit Wechselstrom betriebenes Lichtventil und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE3802365A1 (de) | Amorpher siliziumphotosensor | |
DE2660229C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Photoelements | |
DE3503048C2 (de) | ||
DE3112908C2 (de) | ||
DE3546717C2 (de) | ||
DE2711365C2 (de) | ||
DE3638018A1 (de) | Fotodiode, hieraus gebildete fotodioden-anordnung, sowie verfahren zur herstellung einer fotodiode | |
DE3727177A1 (de) | Optische steuerschaltung und halbleitereinheit zur schaltungsausfuehrung | |
DE2929484C2 (de) | Monolithische Halbleiteranordnung zur Umwandlung von in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen liegenden Lichtsignalen in elektrische Signale | |
EP0788661B1 (de) | Dreifarbensensor | |
DE3500645A1 (de) | Fotosensoranordnung | |
DE69223539T2 (de) | Dünnschicht-Halbleiter-Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE3408317C2 (de) | Solarzelle aus amorphem Silicium | |
DE3526337C2 (de) | ||
DE69503565T2 (de) | Spannungsgesteuerter Photodetektor mit veränderlichem Spektrum für 2D-Farbbildaufnahmen | |
DE69216061T2 (de) | Organische Feldeffekt-Schaltanordnung | |
WO2002093653A2 (de) | Optoelektronisches bauelement mit leitfähiger kontaktstruktur | |
DE3227263C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer planaren Avalanche-Fotodiode mit langwelliger Empfindlichkeitsgrenze über 1,3 &mu; | |
DE3650363T2 (de) | Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung und ihr Herstellungsverfahren. | |
DE3880109T2 (de) | Sonnenzelle fuer niedrigen lichtpegel. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |