JPH1140841A - 光センサ - Google Patents
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- 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
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- H01L31/1129—Devices with PN heterojunction gate the device being a field-effect phototransistor
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】光吸収層と多結晶シリコンＴＦＴを組み合わせ
た光センサにおいて、光吸収層の高光感度と多結晶シリ
コンの高移動度を有効利用できていなく、また光吸収層
と多結晶シリコンＴＦＴが別々に作製されていた。 【解決手段】ボトムゲート型の多結晶シリコンＴＦＴの
多結晶シリコン層１００４に接して光吸収層を設けるこ
とで、ドレイン領域１００６とチャネル形成領域１００
５の間で形成される空乏層を光吸収層の内部にまで広
げ、その空乏層で発生したホトキャリアをチャネル形成
領域に収集する。チャネル形成領域に収集されたホトキ
ャリアは、多結晶シリコンの高移動度によって、ソース
領域１００７にコレクションされ、大きな光電流として
出力される。
た光センサにおいて、光吸収層の高光感度と多結晶シリ
コンの高移動度を有効利用できていなく、また光吸収層
と多結晶シリコンＴＦＴが別々に作製されていた。 【解決手段】ボトムゲート型の多結晶シリコンＴＦＴの
多結晶シリコン層１００４に接して光吸収層を設けるこ
とで、ドレイン領域１００６とチャネル形成領域１００
５の間で形成される空乏層を光吸収層の内部にまで広
げ、その空乏層で発生したホトキャリアをチャネル形成
領域に収集する。チャネル形成領域に収集されたホトキ
ャリアは、多結晶シリコンの高移動度によって、ソース
領域１００７にコレクションされ、大きな光電流として
出力される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視光に対する光
吸収係数の大きい非晶質シリコン層によってホトキャリ
アを発生させ、発生したホトキャリアを移動度の大きい
多結晶シリコンを介して光電流として流す光センサに関
し、具体的にはボトムゲート型の多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタのチャネル形成領域に接して非晶質シリコン
層を設ける光センサに関する。
吸収係数の大きい非晶質シリコン層によってホトキャリ
アを発生させ、発生したホトキャリアを移動度の大きい
多結晶シリコンを介して光電流として流す光センサに関
し、具体的にはボトムゲート型の多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタのチャネル形成領域に接して非晶質シリコン
層を設ける光センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】光センサは、ファクシミリ、複写機、ビ
デオカメラ、デジタルスチルカメラ等映像を電気信号に
変換するためのセンサとして広い分野でリニアイメージ
センサ又はエリアイメージセンサとして利用されてい
る。光センサの材料としては、単結晶シリコンと非晶質
シリコン層を利用したものがあるが、映像としては特殊
な場合を除くと殆どが可視光の波長範囲の映像を電気信
号に変換するために、可視光に対して吸収係数の大きい
非晶質シリコン層として用いる。
デオカメラ、デジタルスチルカメラ等映像を電気信号に
変換するためのセンサとして広い分野でリニアイメージ
センサ又はエリアイメージセンサとして利用されてい
る。光センサの材料としては、単結晶シリコンと非晶質
シリコン層を利用したものがあるが、映像としては特殊
な場合を除くと殆どが可視光の波長範囲の映像を電気信
号に変換するために、可視光に対して吸収係数の大きい
非晶質シリコン層として用いる。
【０００３】非晶質シリコンを利用する光センサとして
は、１）抵抗型 ２）ダイオード型に大きく分けること
ができる。抵抗型は、トランジスタとしての増幅作用が
あるために大きい電流を得ることができるが、増幅して
発生するキャリアが多いため光が遮断された後も、増幅
されたキャリアが消滅あるいは収集されないために光応
答速度が悪いことと光の明暗によるダイナミックレンジ
が小さい。ダイオード型は、非晶質シリコン内に空乏層
が広がり、光が入射された時に発生するホトキャリアが
収集しやすく、増幅作用がないいために応答速度が速
く、光の明暗によるダイナミックレンジが大きい特徴が
あるが、電流が小さいために、電荷保持用としてのキャ
パシタが必要になる。
は、１）抵抗型 ２）ダイオード型に大きく分けること
ができる。抵抗型は、トランジスタとしての増幅作用が
あるために大きい電流を得ることができるが、増幅して
発生するキャリアが多いため光が遮断された後も、増幅
されたキャリアが消滅あるいは収集されないために光応
答速度が悪いことと光の明暗によるダイナミックレンジ
が小さい。ダイオード型は、非晶質シリコン内に空乏層
が広がり、光が入射された時に発生するホトキャリアが
収集しやすく、増幅作用がないいために応答速度が速
く、光の明暗によるダイナミックレンジが大きい特徴が
あるが、電流が小さいために、電荷保持用としてのキャ
パシタが必要になる。
【０００４】光センサで検出した信号を時分割で出力信
号として出力するためのスイッチとしては、単結晶半導
体（主にシリコン半導体）の電界効果トランジスタをア
ナロノグスイッチとして用いるベアＩＣ形のもの。アナ
ノグスイッチとして、チャネル形成領域に非晶質シリコ
ンあるいは多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタを
用いるＴＦＴ形のものがある。
号として出力するためのスイッチとしては、単結晶半導
体（主にシリコン半導体）の電界効果トランジスタをア
ナロノグスイッチとして用いるベアＩＣ形のもの。アナ
ノグスイッチとして、チャネル形成領域に非晶質シリコ
ンあるいは多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタを
用いるＴＦＴ形のものがある。
【０００５】ＩＣ形のものは、スイッチの速度ならびに
信頼性が高いが、光センサと同数のアナログスイッチを
ベアチップＩＣとして必要になるために、コストが非常
に高くまた非晶質シリコンなどの光吸収層（光センサ
部）を形成する薄膜基板とベアＩＣチップの双方が必要
になるために面積が広くなり小型化の障害要因になる。
ＴＦＴ形はスイッチを薄膜によって形成するために、非
晶質シリコンなどの光吸収層の形成とスイッチとしての
ＴＦＴを同一基板上に形成できるために面積を狭くでき
小型化が容易であり、ＩＣ形と比較してコストが非常に
安価である。ＴＦＴ形のもののうち、非晶質シリコンを
チャネル形成領域に用いる薄膜トランジスタ（非晶質シ
リコンＴＦＴ）は、光センサ部が非晶質シリコンから形
成されている場合等は、スイッチ部も非晶質シリコンＴ
ＦＴを用いるために、製造プロセスの共通ができ、多結
晶シリコンＴＦＴを用いる場合と比較してコストを下げ
ることができるが、非晶質シリコンの移動度が電子で１
ｃｍ2 ／Ｖｓｅｃ程度と小さいために、スイッチの高速
応答ができない。そのためにセンサ素子数が増加するエ
リアセンサや、高速対応のリニアセンサに用いることが
できない。
信頼性が高いが、光センサと同数のアナログスイッチを
ベアチップＩＣとして必要になるために、コストが非常
に高くまた非晶質シリコンなどの光吸収層（光センサ
部）を形成する薄膜基板とベアＩＣチップの双方が必要
になるために面積が広くなり小型化の障害要因になる。
ＴＦＴ形はスイッチを薄膜によって形成するために、非
晶質シリコンなどの光吸収層の形成とスイッチとしての
ＴＦＴを同一基板上に形成できるために面積を狭くでき
小型化が容易であり、ＩＣ形と比較してコストが非常に
安価である。ＴＦＴ形のもののうち、非晶質シリコンを
チャネル形成領域に用いる薄膜トランジスタ（非晶質シ
リコンＴＦＴ）は、光センサ部が非晶質シリコンから形
成されている場合等は、スイッチ部も非晶質シリコンＴ
ＦＴを用いるために、製造プロセスの共通ができ、多結
晶シリコンＴＦＴを用いる場合と比較してコストを下げ
ることができるが、非晶質シリコンの移動度が電子で１
ｃｍ2 ／Ｖｓｅｃ程度と小さいために、スイッチの高速
応答ができない。そのためにセンサ素子数が増加するエ
リアセンサや、高速対応のリニアセンサに用いることが
できない。
【０００６】ＴＦＴ形のもののうち、多結晶シリコンを
チャネル形成領域に用いる薄膜トランジスタ（多結晶シ
リコンＴＦＴ）は、非晶質シリコン等の光吸収層の形成
以外に多結晶シリコンの形成が必要となり、非晶質シリ
コンＴＦＴを用いるものより製造工程は増加するが、多
結晶シリコンの移動度が１０〜２００ｃｍ2 ／Ｖｓｅｃ
程度と大きいために、スイッチの高速応答が可能であ
る。そのために、光センサ部を非晶質シリコンで形成
し、スイッチ部を多結晶シリコンＴＦＴで形成するイメ
ージセンサが有効である。
チャネル形成領域に用いる薄膜トランジスタ（多結晶シ
リコンＴＦＴ）は、非晶質シリコン等の光吸収層の形成
以外に多結晶シリコンの形成が必要となり、非晶質シリ
コンＴＦＴを用いるものより製造工程は増加するが、多
結晶シリコンの移動度が１０〜２００ｃｍ2 ／Ｖｓｅｃ
程度と大きいために、スイッチの高速応答が可能であ
る。そのために、光センサ部を非晶質シリコンで形成
し、スイッチ部を多結晶シリコンＴＦＴで形成するイメ
ージセンサが有効である。
【０００７】光センサ部に非晶質シリコンを用いてスイ
ッチ部に多結晶シリコンを用いるものは、非晶質シリコ
ンのダイオード型光センサと多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタを別々に組み合わせて用いるものが多い。これ
は、光センサ部に抵抗形を使用すると、抵抗形の応答速
度が遅いために、多結晶シリコンＴＦＴのスイッチング
速度の速さを十分に生かせないためであった。
ッチ部に多結晶シリコンを用いるものは、非晶質シリコ
ンのダイオード型光センサと多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタを別々に組み合わせて用いるものが多い。これ
は、光センサ部に抵抗形を使用すると、抵抗形の応答速
度が遅いために、多結晶シリコンＴＦＴのスイッチング
速度の速さを十分に生かせないためであった。
【０００８】ダイオード型の非晶質シリコン光センサ部
を形成するには、１）ＰＩＮダイオード型 又は２）シ
ョットキーダイオード型が多く用いられる。ＰＩＮダイ
オード型はＰ型、Ｉ型、Ｎ型の導電型を３層積層するも
のであり、Ｉ型の非晶質シリコンの領域に空乏層が広が
るために、そこで発生したホトキョアリアを殆ど再結合
させることなく電子はＮ型領域に、正孔はＰ型領域に流
すことができる。
を形成するには、１）ＰＩＮダイオード型 又は２）シ
ョットキーダイオード型が多く用いられる。ＰＩＮダイ
オード型はＰ型、Ｉ型、Ｎ型の導電型を３層積層するも
のであり、Ｉ型の非晶質シリコンの領域に空乏層が広が
るために、そこで発生したホトキョアリアを殆ど再結合
させることなく電子はＮ型領域に、正孔はＰ型領域に流
すことができる。
【０００９】ＰＩＮダイオード型の場合は構成的にＰ型
とＮ型層がが必要であり、構成材料としては、炭化珪素
（ＳｉＣ），微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ），窒化珪素
（ＳｉＮ）などを用いる。このＰ型層やＮ型層は、反応
ガスが２元系〜４元系必要で複雑になる。
とＮ型層がが必要であり、構成材料としては、炭化珪素
（ＳｉＣ），微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ），窒化珪素
（ＳｉＮ）などを用いる。このＰ型層やＮ型層は、反応
ガスが２元系〜４元系必要で複雑になる。
【００１０】ショットキーダイオード型の場合は、非晶
質シリコンをオーム接触タイプではない導電材料に接触
させることで、そこにショットキー壁を形成し、そのシ
ョットキー壁の空乏層を利用するもので、ＰＩＮダイオ
ード型と比較してショットキー壁の形成が導電膜を形成
するだけで簡単にできるが、空乏層の広がりがＰＩＮダ
イオード型と比較すると広がりが狭いために発生したホ
トキャリアを全て収集することが難しい。全て収集する
ためには、非晶質シリコン層を薄くする必要があるが、
薄いと吸収できる光の量が少なく結果として発生するホ
トキャリアが減少して光センサとしての感度が落ちる。
光吸収を大きくするために非晶質シリコンを厚くする
と、空乏層が非晶質シリコン全体に広がらず抵抗部が内
部に発生するために、発生したホトキャリアが収集でき
ずに再結合してしまう。
質シリコンをオーム接触タイプではない導電材料に接触
させることで、そこにショットキー壁を形成し、そのシ
ョットキー壁の空乏層を利用するもので、ＰＩＮダイオ
ード型と比較してショットキー壁の形成が導電膜を形成
するだけで簡単にできるが、空乏層の広がりがＰＩＮダ
イオード型と比較すると広がりが狭いために発生したホ
トキャリアを全て収集することが難しい。全て収集する
ためには、非晶質シリコン層を薄くする必要があるが、
薄いと吸収できる光の量が少なく結果として発生するホ
トキャリアが減少して光センサとしての感度が落ちる。
光吸収を大きくするために非晶質シリコンを厚くする
と、空乏層が非晶質シリコン全体に広がらず抵抗部が内
部に発生するために、発生したホトキャリアが収集でき
ずに再結合してしまう。
【００１１】ＰＩＮダイオード型およびショトッキーダ
イオード型のいずれの場合のダイオード形でも可視光を
吸収してホトキャリアを発生させる場合に、短波長領域
のうち４５０ｎｍ程度以下の光の吸収係数が大きいため
に、ダイオードの空乏層に光が到達する前に吸収され
る。そのために、短波長によって発生するホトキャリア
は空乏層に達する前に再結合してしまい、出力信号にな
らない。これは、光センサとしては、青色の感度が弱い
ことを示している。
イオード型のいずれの場合のダイオード形でも可視光を
吸収してホトキャリアを発生させる場合に、短波長領域
のうち４５０ｎｍ程度以下の光の吸収係数が大きいため
に、ダイオードの空乏層に光が到達する前に吸収され
る。そのために、短波長によって発生するホトキャリア
は空乏層に達する前に再結合してしまい、出力信号にな
らない。これは、光センサとしては、青色の感度が弱い
ことを示している。
【００１２】ショットキーダイオード型、ＰＩＮダイオ
ード型のいずれの場合もまた、非晶質シリコンによる光
センサ部と多結晶シリコンＴＦＴ部が別々の場所に形成
されるために、エリアセンサを作製するさいに、一素子
の中にセンサ部とＴＦＴ部を設けるために実際に光を吸
収する非晶質シリコン等の光吸収部のエリアの領域が狭
くなり、大きな光電気信号を得ることが難しい。
ード型のいずれの場合もまた、非晶質シリコンによる光
センサ部と多結晶シリコンＴＦＴ部が別々の場所に形成
されるために、エリアセンサを作製するさいに、一素子
の中にセンサ部とＴＦＴ部を設けるために実際に光を吸
収する非晶質シリコン等の光吸収部のエリアの領域が狭
くなり、大きな光電気信号を得ることが難しい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、非晶質シリ
コンでの光吸収の高さと多結晶シリコンの移動度の大き
さを巧みに組み合わせて、光感度が高く且つ高速動作を
可能とした全く新しい構成を提供するものである。
コンでの光吸収の高さと多結晶シリコンの移動度の大き
さを巧みに組み合わせて、光感度が高く且つ高速動作を
可能とした全く新しい構成を提供するものである。
【００１４】すなわち本発明による光センサは、多結晶
シリコンＴＦＴに接するようにその上部に非晶質シリコ
ン層を用いた光検出部を配置し、多結晶シリコンＴＦＴ
のソースあるいはドレイン部での空乏層を非晶質シリコ
ン層内部にまで広げ、非晶質シリコン層が吸収して発生
したホトキャリアを速やかに多結晶シリコンに流すこと
が可能である。非晶質シリコン層の可視光に対する感度
と多結晶シリコンの移動度の大きさの２種類の材料の互
いの長所を組み合わせることによって、全く新しい光セ
ンサを提供することを目的とするものである。
シリコンＴＦＴに接するようにその上部に非晶質シリコ
ン層を用いた光検出部を配置し、多結晶シリコンＴＦＴ
のソースあるいはドレイン部での空乏層を非晶質シリコ
ン層内部にまで広げ、非晶質シリコン層が吸収して発生
したホトキャリアを速やかに多結晶シリコンに流すこと
が可能である。非晶質シリコン層の可視光に対する感度
と多結晶シリコンの移動度の大きさの２種類の材料の互
いの長所を組み合わせることによって、全く新しい光セ
ンサを提供することを目的とするものである。
【００１５】また、短波長領域の光は、非晶質シリコン
層でホトキャリアを発生させるのではなく、直接多結晶
シリコンのチャネル形成領域で吸収させる構成も簡単に
できる。そのために、青色・緑色・赤色の可視光全ての
領域に対して感度の高い光センサを提供することも目的
とするものである。
層でホトキャリアを発生させるのではなく、直接多結晶
シリコンのチャネル形成領域で吸収させる構成も簡単に
できる。そのために、青色・緑色・赤色の可視光全ての
領域に対して感度の高い光センサを提供することも目的
とするものである。
【００１６】
【課題を解決しようとする手段】多結晶シリコンＴＦＴ
の構成の内、ゲート電圧を変化させることで特にチャネ
ル形成領域での電界効果移動度は、例えばＮＭＯＳの場
合はゲート電圧を正に大きくすると移動度は大きくなり
スイッチとしてはＯＮ状態になる。逆にゲート電圧を小
さいあるいは負にすると移動度は小さくなり、スイッチ
としてはＯＦＦ状態になる。
の構成の内、ゲート電圧を変化させることで特にチャネ
ル形成領域での電界効果移動度は、例えばＮＭＯＳの場
合はゲート電圧を正に大きくすると移動度は大きくなり
スイッチとしてはＯＮ状態になる。逆にゲート電圧を小
さいあるいは負にすると移動度は小さくなり、スイッチ
としてはＯＦＦ状態になる。
【００１７】ＰＭＯＳでは、ゲート電圧の正負を逆に考
えれば同じことである。このスイッチＯＮの状態のとき
に、このチャネル形成領域に接して非晶質シリコン層を
配置することによって、非晶質シリコン層で発生してホ
トキャリアを多結晶シリコンＴＦＴに流すことが可能に
なる。
えれば同じことである。このスイッチＯＮの状態のとき
に、このチャネル形成領域に接して非晶質シリコン層を
配置することによって、非晶質シリコン層で発生してホ
トキャリアを多結晶シリコンＴＦＴに流すことが可能に
なる。
【００１８】ゲート電圧とは別に、ソースドレイン間に
電流を流すために、ドレイン電圧の印加が必要になる。
このドレイン電圧を印加するとドレインチャネル間に空
乏層が形成される。この空乏層がソースまで広がった状
態を、パンチスルーといい、この状態ではゲート電圧と
は無関係に電流は流れ続けるために、パンチスルーにな
らない程度にドレイン電圧を印加する。
電流を流すために、ドレイン電圧の印加が必要になる。
このドレイン電圧を印加するとドレインチャネル間に空
乏層が形成される。この空乏層がソースまで広がった状
態を、パンチスルーといい、この状態ではゲート電圧と
は無関係に電流は流れ続けるために、パンチスルーにな
らない程度にドレイン電圧を印加する。
【００１９】このドレインおよびチャネル形成領域に接
するように非晶質シリコン層を形成する。ドレインとチ
ャネル間で空乏層が発生するが、そのドレインとチャネ
ル形成領域に非晶質シリコンが接しているために、ドレ
インから非晶質シリコン層内部にまで空乏層を形成する
ことができる。非晶質シリコン層は、ドレイン電圧が印
加されているとその内部にドレインから広がった空乏層
が形成され、非晶質シリコン層で発生したホトキャリア
が当該空乏層によって発生すると同時にチャネル形成領
域に流すことができる。
するように非晶質シリコン層を形成する。ドレインとチ
ャネル間で空乏層が発生するが、そのドレインとチャネ
ル形成領域に非晶質シリコンが接しているために、ドレ
インから非晶質シリコン層内部にまで空乏層を形成する
ことができる。非晶質シリコン層は、ドレイン電圧が印
加されているとその内部にドレインから広がった空乏層
が形成され、非晶質シリコン層で発生したホトキャリア
が当該空乏層によって発生すると同時にチャネル形成領
域に流すことができる。
【００２０】多結晶シリコンの形成は、非晶質シリコン
を固相成長させて多結晶にする。光検出部としての非晶
質シリコン層は、多結晶シリコンに固相成長させた後に
形成しないと非晶質シリコン層が結晶化してしまう。あ
るいは、結晶化しないまでも非晶質シリコン中から多量
の水素が抜けてダングリングボンドが多量に形成された
非晶質シリコンとなり、ダングリングボンドによるホト
キャリアのトラップが起こり光検出ができない。
を固相成長させて多結晶にする。光検出部としての非晶
質シリコン層は、多結晶シリコンに固相成長させた後に
形成しないと非晶質シリコン層が結晶化してしまう。あ
るいは、結晶化しないまでも非晶質シリコン中から多量
の水素が抜けてダングリングボンドが多量に形成された
非晶質シリコンとなり、ダングリングボンドによるホト
キャリアのトラップが起こり光検出ができない。
【００２１】基板から多結晶シリコン、ゲート絶縁膜、
ゲート電極の順に形成されているトップゲート型のＴＦ
Ｔでは、チャネル形成領域がゲートの下になるために接
触させることができない。非晶質シリコン層をドレイン
領域に接触させるためには、ＴＦＴの上部に形成するこ
とができないので、ＴＦＴと基板の間に非晶質シリコン
層を形成する必要がある。しかし、多結晶シリコンの形
成前に非晶質シリコンを形成しなくてはならず、前述の
ように光検出ができる非晶質シリコン層を形成できな
い。
ゲート電極の順に形成されているトップゲート型のＴＦ
Ｔでは、チャネル形成領域がゲートの下になるために接
触させることができない。非晶質シリコン層をドレイン
領域に接触させるためには、ＴＦＴの上部に形成するこ
とができないので、ＴＦＴと基板の間に非晶質シリコン
層を形成する必要がある。しかし、多結晶シリコンの形
成前に非晶質シリコンを形成しなくてはならず、前述の
ように光検出ができる非晶質シリコン層を形成できな
い。
【００２２】そのために、本発明は、基板からゲート電
極、ゲート絶縁膜、多結晶シリコンの順に形成されるボ
トムゲート型ＴＦＴの多結晶シリコンの上に非晶質シリ
コン層層の構成にする。この構成では、先に多結晶シリ
コンＴＦＴを形成した後に、非晶質シリコン層を形成す
るために前述の問題はない。多結晶シリコン層は、ゲー
ト電極上方にチャネル形成領域が形成され、その両側に
ソース領域およびドレイン領域が形成されている。した
がって、その上に非晶質シリコンを形成すると、多結晶
ＴＦＴのチャネル形成領域とドレイン領域に簡単に非晶
質シリコン層を接触させることができる。
極、ゲート絶縁膜、多結晶シリコンの順に形成されるボ
トムゲート型ＴＦＴの多結晶シリコンの上に非晶質シリ
コン層層の構成にする。この構成では、先に多結晶シリ
コンＴＦＴを形成した後に、非晶質シリコン層を形成す
るために前述の問題はない。多結晶シリコン層は、ゲー
ト電極上方にチャネル形成領域が形成され、その両側に
ソース領域およびドレイン領域が形成されている。した
がって、その上に非晶質シリコンを形成すると、多結晶
ＴＦＴのチャネル形成領域とドレイン領域に簡単に非晶
質シリコン層を接触させることができる。
【００２３】そのドレイン領域とチャネル形成領域の双
方に接するように非晶質シリコン層を形成することで、
ドレイン─チャネル間に形成される空乏層を非晶質シリ
コン層内部にまで広げることができる。この空乏層で発
生したホトキャリアはスムースにチャネル形成領域に収
集される。
方に接するように非晶質シリコン層を形成することで、
ドレイン─チャネル間に形成される空乏層を非晶質シリ
コン層内部にまで広げることができる。この空乏層で発
生したホトキャリアはスムースにチャネル形成領域に収
集される。
【００２４】ボトムゲート型のＴＦＴの場合は、その上
に接触するように形成された非晶質シリコン層は、実際
にはチャネル自体には接触していない。チャネルは、ゲ
ート絶縁膜と多結晶シリコンの界面に形成される。しか
し、ＴＦＴの場合は多結晶シリコン層が１００〜１５０
０Å程度と薄いために、ゲート電圧が印加されたときに
ゲート電極から多結晶シリコン層に向いた縦方向で、多
結晶シリコン層全てが空乏層領域となる。したがって、
チャネルと逆側の多結晶シリコン層と接している非晶質
シリコンで発生したホトキャリアが、チャネル形成領域
（チャネルそのものではなく、チャネルが形成される多
結晶シリコン層を指す）に達すると、その空乏層に沿っ
てチャネルに達する。
に接触するように形成された非晶質シリコン層は、実際
にはチャネル自体には接触していない。チャネルは、ゲ
ート絶縁膜と多結晶シリコンの界面に形成される。しか
し、ＴＦＴの場合は多結晶シリコン層が１００〜１５０
０Å程度と薄いために、ゲート電圧が印加されたときに
ゲート電極から多結晶シリコン層に向いた縦方向で、多
結晶シリコン層全てが空乏層領域となる。したがって、
チャネルと逆側の多結晶シリコン層と接している非晶質
シリコンで発生したホトキャリアが、チャネル形成領域
（チャネルそのものではなく、チャネルが形成される多
結晶シリコン層を指す）に達すると、その空乏層に沿っ
てチャネルに達する。
【００２５】さらに、非晶質シリコン層の上に透明導電
膜を形成して透明導電膜とソース領域間に電圧を印加す
るとホトキャリアの収集は効果的である。可視光に対し
て透明な透明導電膜をドレインと接続すると簡単な構成
で、透明導電膜とソース間にもドレイン電圧を印加する
ことができ更に、透明導電膜と非晶質シリコンはショッ
トキー接合になるために、ショットキー壁による空乏層
も形成される。ドレイン領域から非晶質シリコン層に広
がった空乏層と透明導電膜とソース間で発生している電
界およびショットキー壁による空乏層によってホトキャ
リアはチャネル形成領域でコレクションされる。ゲート
電圧が印加されてＴＦＴがＯＮ状態の時には、チャネル
は導電体と同じようになるため透明導電膜とソース間だ
けではなく、透明導電膜とチャネル間にも電界が発生し
ているために有効にチャネル形成領域にホトキャリアが
収集される。
膜を形成して透明導電膜とソース領域間に電圧を印加す
るとホトキャリアの収集は効果的である。可視光に対し
て透明な透明導電膜をドレインと接続すると簡単な構成
で、透明導電膜とソース間にもドレイン電圧を印加する
ことができ更に、透明導電膜と非晶質シリコンはショッ
トキー接合になるために、ショットキー壁による空乏層
も形成される。ドレイン領域から非晶質シリコン層に広
がった空乏層と透明導電膜とソース間で発生している電
界およびショットキー壁による空乏層によってホトキャ
リアはチャネル形成領域でコレクションされる。ゲート
電圧が印加されてＴＦＴがＯＮ状態の時には、チャネル
は導電体と同じようになるため透明導電膜とソース間だ
けではなく、透明導電膜とチャネル間にも電界が発生し
ているために有効にチャネル形成領域にホトキャリアが
収集される。
【００２６】透明導電膜を形成しない場合は、非晶質シ
リコン層の劣化を防ぐために可視光に対して透明な絶縁
膜によって非晶質シリコン層を覆う。この場合は、ドレ
イン領域から非晶質シリコン層内部にまで広がった空乏
層で吸収されて発生したホトキャリアの収集と、空乏層
の外側で吸収されて発生したホトキャリアの拡散したも
のがチャネル形成領域に収集される。
リコン層の劣化を防ぐために可視光に対して透明な絶縁
膜によって非晶質シリコン層を覆う。この場合は、ドレ
イン領域から非晶質シリコン層内部にまで広がった空乏
層で吸収されて発生したホトキャリアの収集と、空乏層
の外側で吸収されて発生したホトキャリアの拡散したも
のがチャネル形成領域に収集される。
【００２７】非晶質シリコン層の抵抗率は、暗抵抗率で
１×１０10Ω・ｃｍ以上と多結晶シリコンの１０6 Ω・
ｃｍ程度に比較して高抵抗（３桁以上大きい）のため
に、多結晶シリコンＴＦＴのオフ状態の時に、非晶質シ
リコン層を介してリーク電流が流れるようなことはな
い。
１×１０10Ω・ｃｍ以上と多結晶シリコンの１０6 Ω・
ｃｍ程度に比較して高抵抗（３桁以上大きい）のため
に、多結晶シリコンＴＦＴのオフ状態の時に、非晶質シ
リコン層を介してリーク電流が流れるようなことはな
い。
【００２８】可視光に対する非晶質シリコン層の光吸収
のうち、短波長（４５０ｎｍ以下）に対しては問題があ
る。短波長の光に対して非晶質シリコンの吸収係数が大
きいく、そのため光はドレインから広がった空乏層に達
する前にほとんど全て吸収されてしまう。吸収された光
は、ホトキャリアを発生させるが、空乏層に全てのホト
キャリアが到達できない。空乏層に達するまえに再結合
してしまうものが多く、そのため光感度が落ちる。
のうち、短波長（４５０ｎｍ以下）に対しては問題があ
る。短波長の光に対して非晶質シリコンの吸収係数が大
きいく、そのため光はドレインから広がった空乏層に達
する前にほとんど全て吸収されてしまう。吸収された光
は、ホトキャリアを発生させるが、空乏層に全てのホト
キャリアが到達できない。空乏層に達するまえに再結合
してしまうものが多く、そのため光感度が落ちる。
【００２９】短波長の光に関しては、できるだけ多結晶
シリコンＴＦＴのチャネル又はチャネル形成領域近傍で
吸収させると、効率的に発生したホトキャリアをチャネ
ルに流すことができる。多結晶シリコンＴＦＴのチャネ
ル形成領域の一部には非晶質シリコン層が全くないよう
な配置構成にすることで長波長と短波長の光の吸収を効
率的に行なうことができる。非晶質シリコン層は、ドレ
イン領域とチャネル形成領域の一部には接触させ、ドレ
インで形成される空乏層は非晶質シリコン層の内部にま
で広がり、そこで発生したホトキャリアをチャネルに収
集するとができる。それとともに、非晶質シリコン層が
配置されていないチャネル形成領域には、直接光が入射
（実際には、エネルギーギャップの大きいエッチストッ
パー膜を介して）する。
シリコンＴＦＴのチャネル又はチャネル形成領域近傍で
吸収させると、効率的に発生したホトキャリアをチャネ
ルに流すことができる。多結晶シリコンＴＦＴのチャネ
ル形成領域の一部には非晶質シリコン層が全くないよう
な配置構成にすることで長波長と短波長の光の吸収を効
率的に行なうことができる。非晶質シリコン層は、ドレ
イン領域とチャネル形成領域の一部には接触させ、ドレ
インで形成される空乏層は非晶質シリコン層の内部にま
で広がり、そこで発生したホトキャリアをチャネルに収
集するとができる。それとともに、非晶質シリコン層が
配置されていないチャネル形成領域には、直接光が入射
（実際には、エネルギーギャップの大きいエッチストッ
パー膜を介して）する。
【００３０】多結晶シリコンは、薄膜トランジスタを形
成する膜のために、オフ電流低減のために膜厚は１００
〜１５００Å程度である。短波長が吸収されるには十分
な厚さであり、チャネル形成領域で吸収された短波長光
は、すぐにチャネルを通してソースに収集される。
成する膜のために、オフ電流低減のために膜厚は１００
〜１５００Å程度である。短波長が吸収されるには十分
な厚さであり、チャネル形成領域で吸収された短波長光
は、すぐにチャネルを通してソースに収集される。
【００３１】このように、非晶質シリコン層の接してい
ないチャネル形成領域を設けることで、短波長から長波
長（約３００ｎｍ〜約８００ｎｍ）可視光領域全ての光
に対して感度の大きい光センサを構成することができ
る。
ないチャネル形成領域を設けることで、短波長から長波
長（約３００ｎｍ〜約８００ｎｍ）可視光領域全ての光
に対して感度の大きい光センサを構成することができ
る。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明のによる光センサの第１の
実施の形態を実施例を用いて説明する。
実施の形態を実施例を用いて説明する。
【００３３】〔実施例１〕図１（Ａ）に実施例１を示
す。基板１００１としてして本実施例では、石英基板を
用いている。基板としては、後に多結晶シリコンを形成
するために多結晶シリコン作製の温度に耐えうる基板で
あればどよのうな基板でもよくサファイアやセラミック
などを用いることも可能である。光センサとして、吸収
する光は基板とは逆側から入射するために、基板１００
１は透明でも不透明でもよく、実際の応用に合わせれば
よい。
す。基板１００１としてして本実施例では、石英基板を
用いている。基板としては、後に多結晶シリコンを形成
するために多結晶シリコン作製の温度に耐えうる基板で
あればどよのうな基板でもよくサファイアやセラミック
などを用いることも可能である。光センサとして、吸収
する光は基板とは逆側から入射するために、基板１００
１は透明でも不透明でもよく、実際の応用に合わせれば
よい。
【００３４】基板１００１上にゲート電極１００２が形
成される。基板１００１とゲート電極１００２の間に下
地膜が必要な場合は、下地膜を形成する。本実施例では
基板１００１として石英基板を用いているために、下地
膜を形成していない。石英ではなく、ホウケイ酸ガラス
やナトリウムガラス、ソーダガラス、セラミックスなど
を基板にする場合や、単結晶半導体基板など用いる場合
はゲート電極１００２と基板１００１の間に下地膜を形
成する。ゲート電極１００２の材料としては、導電性が
あればどのような材料でもよいが、後に形成する多結晶
シリコン作製温度に耐えうる材料が必要であり本発明者
等は、クロム又は陽極酸化したアルミニウムあるいはタ
ンタルを用いた。典型的には陽極酸化したタンタルをゲ
ート電極１００２として用いた。ゲート電極１００２の
上には、ゲート絶縁膜１００３が形成されている。この
ゲート絶縁膜１００３としては、酸化珪素や窒化珪素の
単層あるいは積層のものを用いることができるが、多結
晶シリコンに接する材料としてはエネルギーギャップの
大きい酸化珪素の方が窒化珪素膜より望ましい。本発明
者等は、酸化珪素膜の単層をゲート絶縁膜１００３とし
て用いた。
成される。基板１００１とゲート電極１００２の間に下
地膜が必要な場合は、下地膜を形成する。本実施例では
基板１００１として石英基板を用いているために、下地
膜を形成していない。石英ではなく、ホウケイ酸ガラス
やナトリウムガラス、ソーダガラス、セラミックスなど
を基板にする場合や、単結晶半導体基板など用いる場合
はゲート電極１００２と基板１００１の間に下地膜を形
成する。ゲート電極１００２の材料としては、導電性が
あればどのような材料でもよいが、後に形成する多結晶
シリコン作製温度に耐えうる材料が必要であり本発明者
等は、クロム又は陽極酸化したアルミニウムあるいはタ
ンタルを用いた。典型的には陽極酸化したタンタルをゲ
ート電極１００２として用いた。ゲート電極１００２の
上には、ゲート絶縁膜１００３が形成されている。この
ゲート絶縁膜１００３としては、酸化珪素や窒化珪素の
単層あるいは積層のものを用いることができるが、多結
晶シリコンに接する材料としてはエネルギーギャップの
大きい酸化珪素の方が窒化珪素膜より望ましい。本発明
者等は、酸化珪素膜の単層をゲート絶縁膜１００３とし
て用いた。
【００３５】ゲート絶縁膜１００３上には、多結晶シリ
コン層１００４が形成されている。多結晶シリコン層１
００４の形成としては、成膜時に多結晶シリコンを成膜
するよりも、非晶質シリコンを形成した後に加熱、ある
いはレーザ、ランプなどの強光によって多結晶シリコン
の方が、結晶粒径も大きく、移動度も大きく、半導体特
性が良好である。本発明者等は、非晶質シリコンを形成
した後にＫｒＦエキシマレーザによってレーザ結晶化を
行なって多結晶シリコン層１００４を形成している。多
結晶シリコン層１００４の膜厚としては１００〜１５０
０Å程度であり、本実施例では４００Åの膜厚にしてい
る。
コン層１００４が形成されている。多結晶シリコン層１
００４の形成としては、成膜時に多結晶シリコンを成膜
するよりも、非晶質シリコンを形成した後に加熱、ある
いはレーザ、ランプなどの強光によって多結晶シリコン
の方が、結晶粒径も大きく、移動度も大きく、半導体特
性が良好である。本発明者等は、非晶質シリコンを形成
した後にＫｒＦエキシマレーザによってレーザ結晶化を
行なって多結晶シリコン層１００４を形成している。多
結晶シリコン層１００４の膜厚としては１００〜１５０
０Å程度であり、本実施例では４００Åの膜厚にしてい
る。
【００３６】多結晶シリコン層１００４は、更にチャネ
ル形成領域１００５、ドレイン領域１００６、ソース領
域１００７が形成されている。このゲート電極１００
２、ゲート絶縁膜１００３とチャネル形成領域１００
５、ドレイン領域１００６、ソース領域１００７を含む
多結晶シリコン層１００４によって多結晶シリコン薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）１０１０が形成される。
ル形成領域１００５、ドレイン領域１００６、ソース領
域１００７が形成されている。このゲート電極１００
２、ゲート絶縁膜１００３とチャネル形成領域１００
５、ドレイン領域１００６、ソース領域１００７を含む
多結晶シリコン層１００４によって多結晶シリコン薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）１０１０が形成される。
【００３７】多結晶シリコンＴＦＴ１０１０としては、
ドレイン領域とチャネル形成領域間あるいはソース領域
とチャネル形成領域間または双方の間に、低不純物領域
（ＬＤＤ）や不純物のないオフセット領域を形成してお
くことも多結晶シリコンＴＦＴのオフ電流を下げること
に有効である。
ドレイン領域とチャネル形成領域間あるいはソース領域
とチャネル形成領域間または双方の間に、低不純物領域
（ＬＤＤ）や不純物のないオフセット領域を形成してお
くことも多結晶シリコンＴＦＴのオフ電流を下げること
に有効である。
【００３８】多結晶シリコン層１００４の上に非晶質シ
リコン層１００８を形成する。非晶質シリコン層１００
８は、チャネル形成領域１００５、ドレイン領域１００
６、ソース領域１００７を含む多結晶シリコン層１００
４の全ての領域に少なくとも接触している。特に、チャ
ネル形成領域１００５のほとんど全ての領域に接するよ
うに形成されている。非晶質シリコン層１００８として
は、真性または実質的に真性な導電型にする。そうする
ことで、非晶質シリコン内部にまで空乏層が広がる。
リコン層１００８を形成する。非晶質シリコン層１００
８は、チャネル形成領域１００５、ドレイン領域１００
６、ソース領域１００７を含む多結晶シリコン層１００
４の全ての領域に少なくとも接触している。特に、チャ
ネル形成領域１００５のほとんど全ての領域に接するよ
うに形成されている。非晶質シリコン層１００８として
は、真性または実質的に真性な導電型にする。そうする
ことで、非晶質シリコン内部にまで空乏層が広がる。
【００３９】実質的に真性な状態とは、非晶質シリコン
は形成時に必ずしもフェルミ準位がバンドギャップの中
央にくる訳ではなく、その構造的な問題からノンドープ
であっても若干Ｎ型になる方向にフェルミ準位がシフト
する。その場合に、硼素など３族などのＰ型不純物を５
×１０16〜１×１０18ｃｍ-3程度ドープされた非晶質シ
リコンにすることで、フェルミ準位をほぼバンド中央に
することができる。この場合に、不純物をドープしてい
る非晶質シリコン層ではあるが、ノンドープよりもフェ
ルミ準位の位置は真性に近いということで、これを実質
的に真性な状態としている。
は形成時に必ずしもフェルミ準位がバンドギャップの中
央にくる訳ではなく、その構造的な問題からノンドープ
であっても若干Ｎ型になる方向にフェルミ準位がシフト
する。その場合に、硼素など３族などのＰ型不純物を５
×１０16〜１×１０18ｃｍ-3程度ドープされた非晶質シ
リコンにすることで、フェルミ準位をほぼバンド中央に
することができる。この場合に、不純物をドープしてい
る非晶質シリコン層ではあるが、ノンドープよりもフェ
ルミ準位の位置は真性に近いということで、これを実質
的に真性な状態としている。
【００４０】非晶質シリコン層１００８の上に、透明導
電膜１００９を形成する。透明導電膜１００９として
は、ＩＴＯや酸化錫などを用いる。透明導電膜１００９
は、ソース領域１００７との間で電圧を印加するために
用いる。本実施例では、ＩＴＯを透明導電膜１００９と
して用いた。ＩＴＯは透過率と抵抗値を考慮して１００
０〜２０００Å、典型的には１２００Åの膜厚のものを
用いる。ＩＴＯは、非晶質シリコン層との接合で、ショ
ットキー接合を形成する材料であり、接合面から非晶質
シリコン層１００８の内部に約１０００〜３０００Å程
度まで、ショットキー壁による空乏層が形成される。
電膜１００９を形成する。透明導電膜１００９として
は、ＩＴＯや酸化錫などを用いる。透明導電膜１００９
は、ソース領域１００７との間で電圧を印加するために
用いる。本実施例では、ＩＴＯを透明導電膜１００９と
して用いた。ＩＴＯは透過率と抵抗値を考慮して１００
０〜２０００Å、典型的には１２００Åの膜厚のものを
用いる。ＩＴＯは、非晶質シリコン層との接合で、ショ
ットキー接合を形成する材料であり、接合面から非晶質
シリコン層１００８の内部に約１０００〜３０００Å程
度まで、ショットキー壁による空乏層が形成される。
【００４１】透明導電膜１００９を通して非晶質シリコ
ン層１００８に入射した入射光１０１１は、非晶質シリ
コン層１００８で吸収されホトキャリアとなる。ホトキ
ャリアは、具体的は電子と正孔のペアで発生する。発生
したホトキャリアは、非晶質シリコン層１００８に電界
や空乏層などが何もない状態では色々な方向にランダム
に拡散する。拡散したホトキャリアは、再び電子と正孔
が再結合して消滅する。再結合する前に外に収集された
ものが電流となる。
ン層１００８に入射した入射光１０１１は、非晶質シリ
コン層１００８で吸収されホトキャリアとなる。ホトキ
ャリアは、具体的は電子と正孔のペアで発生する。発生
したホトキャリアは、非晶質シリコン層１００８に電界
や空乏層などが何もない状態では色々な方向にランダム
に拡散する。拡散したホトキャリアは、再び電子と正孔
が再結合して消滅する。再結合する前に外に収集された
ものが電流となる。
【００４２】多結晶シリコンＴＦＴ１０１０がＮ型トラ
ンジスタいわゆるＮＭＯＳの場合は、ソース領域７およ
びドレイン領域１００６には、燐がドープされており、
ゲート電極１００２に正のしきい値以上の電圧を印加す
ると、チャネル形成領域１００５に電子が溜まり、チャ
ネルが形成される。チャネルはゲート絶縁膜１００３と
多結晶シリコン層１００４の界面であって且つゲート電
極１００２上部であるチャネル形成領域５に形成され
る。
ンジスタいわゆるＮＭＯＳの場合は、ソース領域７およ
びドレイン領域１００６には、燐がドープされており、
ゲート電極１００２に正のしきい値以上の電圧を印加す
ると、チャネル形成領域１００５に電子が溜まり、チャ
ネルが形成される。チャネルはゲート絶縁膜１００３と
多結晶シリコン層１００４の界面であって且つゲート電
極１００２上部であるチャネル形成領域５に形成され
る。
【００４３】多結晶シリコンＴＦＴ１０１０がＯＦＦ状
態の時は、チャネル形成領域に拡散して達したホトキャ
リアもチャネルが形成されていないために、ソース領域
にコレクションされず消滅する。
態の時は、チャネル形成領域に拡散して達したホトキャ
リアもチャネルが形成されていないために、ソース領域
にコレクションされず消滅する。
【００４４】しかし、多結晶シリコンＴＦＴ１０１０が
ＯＮ状態のとき、多結晶シリコン層１００４は、バルク
の半導体とは異なりゲート電圧を印加した場合に、ゲー
ト電極１００２上部のチャネル形成領域１００５の全域
が空乏層化する。そのために、非晶質シリコン層８の中
でもチャネル形成領域１００５に接している部分に拡散
してきたホトキャリアは、チャネルにまで到達する。
ＯＮ状態のとき、多結晶シリコン層１００４は、バルク
の半導体とは異なりゲート電圧を印加した場合に、ゲー
ト電極１００２上部のチャネル形成領域１００５の全域
が空乏層化する。そのために、非晶質シリコン層８の中
でもチャネル形成領域１００５に接している部分に拡散
してきたホトキャリアは、チャネルにまで到達する。
【００４５】更に、ドレインチャネル間には、ドレイン
電圧が印加されているために空乏層が形成されるが、そ
の空乏層は非晶質シリコン層１００８の内部にまで広が
り、多結晶シリコンＴＦＴがＯＮ状態のときは、空乏層
で発生したホトキャリアはチャネル形成領域１００５に
収集されチャネルを通ってソース領域にコレクションさ
れる。
電圧が印加されているために空乏層が形成されるが、そ
の空乏層は非晶質シリコン層１００８の内部にまで広が
り、多結晶シリコンＴＦＴがＯＮ状態のときは、空乏層
で発生したホトキャリアはチャネル形成領域１００５に
収集されチャネルを通ってソース領域にコレクションさ
れる。
【００４６】透明導電膜１００９とソース領域１００７
との間に電圧を印加する。このようにすることで、ドレ
イン領域１００６から非晶質シリコン層１００８の内部
にまで広がった空乏層に加えて透明導電膜１００９に印
加した電圧による電界によってホトキャリアが収集され
る。非晶質シリコン層１００８で発生するホトキャリア
が非常に多い場合には、ＴＦＴがＯＦＦ状態でも、透明
導電膜１００９とソース領域１００７の間で電流が流れ
ないようにするために、ドレイン電圧を透明導電膜１０
０９と非晶質シリコン層１００８の間のショットキー壁
で逆バイアスになるように印加することは有効である。
との間に電圧を印加する。このようにすることで、ドレ
イン領域１００６から非晶質シリコン層１００８の内部
にまで広がった空乏層に加えて透明導電膜１００９に印
加した電圧による電界によってホトキャリアが収集され
る。非晶質シリコン層１００８で発生するホトキャリア
が非常に多い場合には、ＴＦＴがＯＦＦ状態でも、透明
導電膜１００９とソース領域１００７の間で電流が流れ
ないようにするために、ドレイン電圧を透明導電膜１０
０９と非晶質シリコン層１００８の間のショットキー壁
で逆バイアスになるように印加することは有効である。
【００４７】〔実施例２〕図１（Ｂ）に別の実施例を示
すが、図中の記号は図１（Ａ）と同一であり、透明導電
膜１００９をドレイン領域１００６と接続した実施例を
示す。こうすることで、透明導電膜１００９には自動的
にドレイン電圧が、透明導電膜１００９とソース領域１
００７との間に加えられるために、別途透明導電膜１０
０９に電圧を印加する必要がなく光センサの構成を簡単
化できる。
すが、図中の記号は図１（Ａ）と同一であり、透明導電
膜１００９をドレイン領域１００６と接続した実施例を
示す。こうすることで、透明導電膜１００９には自動的
にドレイン電圧が、透明導電膜１００９とソース領域１
００７との間に加えられるために、別途透明導電膜１０
０９に電圧を印加する必要がなく光センサの構成を簡単
化できる。
【００４８】〔実施例３〕図１（Ａ）で、実施例１での
透明導電膜１００９の代わりに透明絶縁層１００９を用
いた例を示している。基本的に、透明導電膜に代えて透
明絶縁層１００９としているだけであとは、実施例１と
同じである。
透明導電膜１００９の代わりに透明絶縁層１００９を用
いた例を示している。基本的に、透明導電膜に代えて透
明絶縁層１００９としているだけであとは、実施例１と
同じである。
【００４９】本実施例では、非晶質シリコン層１００８
で吸収されて発生したホトキャリアは、拡散してチャネ
ル形成領域に達するか、あるいはドレイン領域１００６
から非晶質シリコン層１００８の内部にまで広がった空
乏層で吸収された光によって発生したホトキャリアが収
集される。原理的には、透明絶縁層１００９は無くても
光センサとして機能するが、非晶質シリコン層１００８
の劣化を防ぐためには必要であり、透明絶縁層１００９
としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、
燐硝子膜（ＰＳＧ）等を用いる。本実施例では、ＰＳＧ
を用いた。
で吸収されて発生したホトキャリアは、拡散してチャネ
ル形成領域に達するか、あるいはドレイン領域１００６
から非晶質シリコン層１００８の内部にまで広がった空
乏層で吸収された光によって発生したホトキャリアが収
集される。原理的には、透明絶縁層１００９は無くても
光センサとして機能するが、非晶質シリコン層１００８
の劣化を防ぐためには必要であり、透明絶縁層１００９
としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、
燐硝子膜（ＰＳＧ）等を用いる。本実施例では、ＰＳＧ
を用いた。
【００５０】〔実施例４〕図２（Ａ）に本発明を用いた
別の実施例を示す。図２（Ａ）（Ｂ）の名称および符号
のノーテーションは、図１と同一である。つまり、１０
０１と２００１、あるいは１００６と２００６等は同じ
ものを示している。実施例１と異なっているのは、非晶
質シリコン層２００８および透明導電膜２００９が、多
結晶シリコンＴＦＴ２０１０の全ての領域の上方に有る
わけではない。非晶質シリコン層２００８は、ドレイン
領域２００６とチャネル形成領域２００５の一部に接触
しているが、ソース領域２００７には接触していない。
別の実施例を示す。図２（Ａ）（Ｂ）の名称および符号
のノーテーションは、図１と同一である。つまり、１０
０１と２００１、あるいは１００６と２００６等は同じ
ものを示している。実施例１と異なっているのは、非晶
質シリコン層２００８および透明導電膜２００９が、多
結晶シリコンＴＦＴ２０１０の全ての領域の上方に有る
わけではない。非晶質シリコン層２００８は、ドレイン
領域２００６とチャネル形成領域２００５の一部に接触
しているが、ソース領域２００７には接触していない。
【００５１】本実施例の構成では、チャネル形成領域２
００５の一部を非晶質シリコン層２００８が配置してい
ない構成になるが、実際にこの構成を作製磨る場合に
は、非晶質シリコン層２００８の一部をエッチングし
て、チャネル領域２００５の一部とソース領域２００７
を露呈する工程が必要になる。そのために、エッチスト
ッパー２０１５が必要になる。エッチストッパー２０１
５は、光学ギャップのできるだけ大きい絶縁体がよく、
酸化珪素あるいは窒化珪素膜などが有効である。本実施
例では、窒化珪素膜を５００乃至１５００Å形成してい
る。
００５の一部を非晶質シリコン層２００８が配置してい
ない構成になるが、実際にこの構成を作製磨る場合に
は、非晶質シリコン層２００８の一部をエッチングし
て、チャネル領域２００５の一部とソース領域２００７
を露呈する工程が必要になる。そのために、エッチスト
ッパー２０１５が必要になる。エッチストッパー２０１
５は、光学ギャップのできるだけ大きい絶縁体がよく、
酸化珪素あるいは窒化珪素膜などが有効である。本実施
例では、窒化珪素膜を５００乃至１５００Å形成してい
る。
【００５２】本実施例の構成によって、入射光２０１１
は、透明導電膜２００９を介して非晶質シリコン層２０
０８に入射され、吸収され、ホトキャリアを発生する。
発生したホトキャアリアは、非晶質シリコン層２００８
にドレイン領域２００６から広がった空乏層、透明導電
膜２００９とチャネル形成領域２００５にかかっている
電界、透明導電膜２００９と非晶質シリコン層２００８
のショットキー接合による空乏層などによって、チャネ
ル形成領域２００５に到達してチャネルを流れてソース
領域２００７に収集される。
は、透明導電膜２００９を介して非晶質シリコン層２０
０８に入射され、吸収され、ホトキャリアを発生する。
発生したホトキャアリアは、非晶質シリコン層２００８
にドレイン領域２００６から広がった空乏層、透明導電
膜２００９とチャネル形成領域２００５にかかっている
電界、透明導電膜２００９と非晶質シリコン層２００８
のショットキー接合による空乏層などによって、チャネ
ル形成領域２００５に到達してチャネルを流れてソース
領域２００７に収集される。
【００５３】また、入射光２０１２は、エッチストッパ
ー２０１５を介して直接チャネル形成領域２００５に入
射される。入射した光は、そこで吸収されてホトキャリ
アを発生し、同時に発生したホトキャリアはチャネルを
通してソース領域２００７に収集される。短波長の光
は、多結晶シリコンに直接吸収され、短波長の光の感度
を向上させることができる構成になる。
ー２０１５を介して直接チャネル形成領域２００５に入
射される。入射した光は、そこで吸収されてホトキャリ
アを発生し、同時に発生したホトキャリアはチャネルを
通してソース領域２００７に収集される。短波長の光
は、多結晶シリコンに直接吸収され、短波長の光の感度
を向上させることができる構成になる。
【００５４】〔実施例５〕図２（Ｂ）に透明導電膜２０
０９をドレイン領域２００６と接続した実施例を示す。
図中の符号は、図２（Ａ）と同じである。この構成で
は、透明導電膜２００９には自動的にドレイン電圧が、
透明導電膜２００９とソース領域２００７との間に加え
られるために、別途透明導電膜２００９に電圧を印加す
る必要がなく光センサの構成を簡単化できる。
０９をドレイン領域２００６と接続した実施例を示す。
図中の符号は、図２（Ａ）と同じである。この構成で
は、透明導電膜２００９には自動的にドレイン電圧が、
透明導電膜２００９とソース領域２００７との間に加え
られるために、別途透明導電膜２００９に電圧を印加す
る必要がなく光センサの構成を簡単化できる。
【００５５】非晶質シリコン層２００８が、ソース領域
２００７には接触していないために、多結晶シリコンＴ
ＦＴ２０１０がＯＦＦ状態の時は、チャネルにキャリア
が溜まっていないために実効的な電界は、透明導電膜２
００９とソース領域２００７の間にはかかっていない。
しかし、多結晶シリコンＴＦＴ２０１０がＯＮ状態のと
きには、チャネルにキャリアが溜まっているために実質
的にチャネルは抵抗を有する導電体と同様になる（電界
効果半導体装置の基本原理）。そのため、多結晶シリコ
ンＴＦＴ２０１０がＯＮ状態のときのみ、透明導電膜２
００９とソース領域２００７の間にドレイン電圧が実効
的に印加される。
２００７には接触していないために、多結晶シリコンＴ
ＦＴ２０１０がＯＦＦ状態の時は、チャネルにキャリア
が溜まっていないために実効的な電界は、透明導電膜２
００９とソース領域２００７の間にはかかっていない。
しかし、多結晶シリコンＴＦＴ２０１０がＯＮ状態のと
きには、チャネルにキャリアが溜まっているために実質
的にチャネルは抵抗を有する導電体と同様になる（電界
効果半導体装置の基本原理）。そのため、多結晶シリコ
ンＴＦＴ２０１０がＯＮ状態のときのみ、透明導電膜２
００９とソース領域２００７の間にドレイン電圧が実効
的に印加される。
【００５６】非晶質シリコン層２００８で発生したホト
キャリアは、多結晶シリコンＴＦＴ２０１０がＯＮ状態
の時のみ、ドレイン領域２００６から、非晶質シリコン
層２００８の内部にまで広がった空乏層に加えて透明導
電膜２００９とソース領域２００７との間の電界によっ
て、チャネル形成領域２００５に収集される。収集され
たキャリアは、チャネルを通ってソース領域２００７に
コレクションされ、光電気信号となる。
キャリアは、多結晶シリコンＴＦＴ２０１０がＯＮ状態
の時のみ、ドレイン領域２００６から、非晶質シリコン
層２００８の内部にまで広がった空乏層に加えて透明導
電膜２００９とソース領域２００７との間の電界によっ
て、チャネル形成領域２００５に収集される。収集され
たキャリアは、チャネルを通ってソース領域２００７に
コレクションされ、光電気信号となる。
【００５７】〔実施例６〕図５（Ａ）（Ｂ）に実施例３
を応用した実施例を示す。符号の基本的なノーテーショ
ンは実施例３と同じであり、基板２００１と基板５００
１、エッチストッパー２０１５とエッチストッパー５０
１５というようになっている。本実施例では、チャネル
形成領域５００５に接して非晶質シリコン層５００８を
配置するところと、チャネル形成領域５００５にエッチ
ストッパー５０１５が接しているが非晶質シリコン層５
００８が配置されていないところが、複数の領域に分か
れている構成である。入射光５０１１は、透明導電膜５
００９を介して非晶質シリコン層５００８に入射され、
そこで吸収され、ホトキャリアを発生する。入射光５０
１２は、エッチストッパー５０１５を介してチャネル形
成領域５００５に入射する。
を応用した実施例を示す。符号の基本的なノーテーショ
ンは実施例３と同じであり、基板２００１と基板５００
１、エッチストッパー２０１５とエッチストッパー５０
１５というようになっている。本実施例では、チャネル
形成領域５００５に接して非晶質シリコン層５００８を
配置するところと、チャネル形成領域５００５にエッチ
ストッパー５０１５が接しているが非晶質シリコン層５
００８が配置されていないところが、複数の領域に分か
れている構成である。入射光５０１１は、透明導電膜５
００９を介して非晶質シリコン層５００８に入射され、
そこで吸収され、ホトキャリアを発生する。入射光５０
１２は、エッチストッパー５０１５を介してチャネル形
成領域５００５に入射する。
【００５８】非晶質シリコン層５００８で吸収される入
射光５０１１とチャネル形成領域で吸収される入射光５
０１２が、チャネル形成領域５００５上に複数あり、領
域５０１３は丁度、非晶質シリコン層５００８に孔が開
いているような状態である。
射光５０１１とチャネル形成領域で吸収される入射光５
０１２が、チャネル形成領域５００５上に複数あり、領
域５０１３は丁度、非晶質シリコン層５００８に孔が開
いているような状態である。
【００５９】図５（Ｂ）は、図５（Ａ）を上からみた図
になっている。上から見ると、ゲート電極５００２上に
多結晶シリコンが形成されているが、上からみるとソー
ス領域５００７とドレイン領域５００６に重なるように
非晶質シリコン層５００８が配置されている。非晶質シ
リコン層５００８は、多結晶シリコンより面積が狭いた
めに、多結晶シリコンのチャネル形成領域５００５の一
部であるはみ出た領域５０１６がある。非晶質シリコン
層５００８が無い領域が、領域５０１３である。この領
域の形状は、本実施例では円形になっている。
になっている。上から見ると、ゲート電極５００２上に
多結晶シリコンが形成されているが、上からみるとソー
ス領域５００７とドレイン領域５００６に重なるように
非晶質シリコン層５００８が配置されている。非晶質シ
リコン層５００８は、多結晶シリコンより面積が狭いた
めに、多結晶シリコンのチャネル形成領域５００５の一
部であるはみ出た領域５０１６がある。非晶質シリコン
層５００８が無い領域が、領域５０１３である。この領
域の形状は、本実施例では円形になっている。
【００６０】しかし、当然どのような形状であってもよ
く四角、正方形、菱形、十字形でもなんでもよい。領域
５０１３の総面積をどの程度にするかは、光センサの全
体の感度との兼ね合いになる。より短波長の感度を向上
させたい場合は、領域５０１３の領域の総面積を増加
し、エッチストッパー５０１５を介して直接チャネル形
成領域５００５で吸収される入射光５０１２を増やす。
短波長の増加よりも、全体として光電流を増やす場合
は、領域５０１３を減少させて、透明導電膜５００９を
介して非晶質シリコン層５００８で吸収される入射光５
０１１を増やす。領域５０１３の面積をゼロにすると、
実施例１となる。
く四角、正方形、菱形、十字形でもなんでもよい。領域
５０１３の総面積をどの程度にするかは、光センサの全
体の感度との兼ね合いになる。より短波長の感度を向上
させたい場合は、領域５０１３の領域の総面積を増加
し、エッチストッパー５０１５を介して直接チャネル形
成領域５００５で吸収される入射光５０１２を増やす。
短波長の増加よりも、全体として光電流を増やす場合
は、領域５０１３を減少させて、透明導電膜５００９を
介して非晶質シリコン層５００８で吸収される入射光５
０１１を増やす。領域５０１３の面積をゼロにすると、
実施例１となる。
【００６１】〔実施例７〕図５（Ｃ）に透明導電膜５０
０９をドレイン領域５００６と接続した実施例を示す。
図中の符号は、図５（Ａ）（Ｂ）と同じである。この構
成では、透明導電膜５００９には自動的にドレイン電圧
が、透明導電膜５００９とソース領域５００７との間に
加えられるために、別途透明導電膜５００９に電圧を印
加する必要がなく光センサの構成を簡単化できる。
０９をドレイン領域５００６と接続した実施例を示す。
図中の符号は、図５（Ａ）（Ｂ）と同じである。この構
成では、透明導電膜５００９には自動的にドレイン電圧
が、透明導電膜５００９とソース領域５００７との間に
加えられるために、別途透明導電膜５００９に電圧を印
加する必要がなく光センサの構成を簡単化できる。
【００６２】非晶質シリコン層５００８が、ソース領域
５００７には接触していないために、多結晶シリコンＴ
ＦＴ５０１０がＯＦＦ状態の時は、チャネルにキャリア
が溜まっていないために実効的な電界は、透明導電膜５
００９とソース領域５００７の間にはかかっていない。
しかし、多結晶シリコンＴＦＴ５０１０がＯＮ状態のと
きには、チャネルにキャリアが溜まっているために実質
的にチャネルは抵抗を有する導電体と同様になる（電界
効果半導体装置の基本原理）。そのため、多結晶シリコ
ンＴＦＴ５０１０がＯＮ状態のときのみ、透明導電膜５
００９とソース領域５００７の間にドレイン電圧が実効
的に印加される。
５００７には接触していないために、多結晶シリコンＴ
ＦＴ５０１０がＯＦＦ状態の時は、チャネルにキャリア
が溜まっていないために実効的な電界は、透明導電膜５
００９とソース領域５００７の間にはかかっていない。
しかし、多結晶シリコンＴＦＴ５０１０がＯＮ状態のと
きには、チャネルにキャリアが溜まっているために実質
的にチャネルは抵抗を有する導電体と同様になる（電界
効果半導体装置の基本原理）。そのため、多結晶シリコ
ンＴＦＴ５０１０がＯＮ状態のときのみ、透明導電膜５
００９とソース領域５００７の間にドレイン電圧が実効
的に印加される。
【００６３】〔実施例８〕図３に、本発明による光セン
サをリニアイメージセンサに適用した実施例を示す。図
３は、リニアイメージセンサの一素子を示しているが、
実際には同一の構成を横に複数個（例えばＡ４サイズ２
１６ｍｍ長で、８ドット／ｍｍの場合は、１７２８個）
並んでいる。本発明による光センサ３０００は、ＴＦＴ
と電流源として示している。光センサ３０００のゲート
はドレインと接続されさらにバイアス３００７に接続さ
れている。バイアス３００７にバイアス電圧が印加され
るとＴＦＴがＯＮになると同時にドレインに電圧が印加
されるようになっている。
サをリニアイメージセンサに適用した実施例を示す。図
３は、リニアイメージセンサの一素子を示しているが、
実際には同一の構成を横に複数個（例えばＡ４サイズ２
１６ｍｍ長で、８ドット／ｍｍの場合は、１７２８個）
並んでいる。本発明による光センサ３０００は、ＴＦＴ
と電流源として示している。光センサ３０００のゲート
はドレインと接続されさらにバイアス３００７に接続さ
れている。バイアス３００７にバイアス電圧が印加され
るとＴＦＴがＯＮになると同時にドレインに電圧が印加
されるようになっている。
【００６４】ソースに収集されたホトキャリアによる電
荷を保持するためにの保持容量３００２は、別途設けて
もあるいはＴＦＴの寄生容量を使ってもよい。本実施例
では、別途保持容量を形成している。保持容量に蓄えら
れた電荷を容量３００３に移すスイッチをスイッチＴＦ
Ｔ３００１が行なう。スイッチＴＦＴ３００１のゲート
は、シフトレジスタに接続され、クロックと同期して順
次電圧が印加される。
荷を保持するためにの保持容量３００２は、別途設けて
もあるいはＴＦＴの寄生容量を使ってもよい。本実施例
では、別途保持容量を形成している。保持容量に蓄えら
れた電荷を容量３００３に移すスイッチをスイッチＴＦ
Ｔ３００１が行なう。スイッチＴＦＴ３００１のゲート
は、シフトレジスタに接続され、クロックと同期して順
次電圧が印加される。
【００６５】容量３００３にある電荷をアンプ３００５
を通して出力３００６に電気信号として出力する。容量
３００３のリセットをするためにリセットＴＦＴ３００
４が容量３００３とグランドの間に設けられている。
を通して出力３００６に電気信号として出力する。容量
３００３のリセットをするためにリセットＴＦＴ３００
４が容量３００３とグランドの間に設けられている。
【００６６】〔実施例９〕本発明による光センサをエリ
アセンサに使用した実施例を図４に示す。光センサ４０
００は、ＴＦＴと電流源として示している。ＴＦＴのゲ
ートはドレインと接続されさらにバイアス４００７に接
続されている。バイアス４００７にバイアス電圧が印加
されるとＴＦＴがＯＮになると同時にドレインに電圧が
印加されるようになっている。
アセンサに使用した実施例を図４に示す。光センサ４０
００は、ＴＦＴと電流源として示している。ＴＦＴのゲ
ートはドレインと接続されさらにバイアス４００７に接
続されている。バイアス４００７にバイアス電圧が印加
されるとＴＦＴがＯＮになると同時にドレインに電圧が
印加されるようになっている。
【００６７】ソースに収集されたホトキャリアによる電
荷を保持するためにの保持容量４００２は、別途設けて
もあるいはＴＦＴの寄生容量を使ってもよい。好ましく
は、別途保持容量を形成しておく方がよい。保持容量に
蓄えられた電荷を容量３００３に移すスイッチをスイッ
チＴＦＴ４００１が行なう。スイッチＴＦＴ４００１の
ゲートは、垂直シフトレジスタにに接続され、ソース又
はドレインはアナログスイッチ４００９を通じて水平シ
フトレジスタに接続されている。それぞれのシフトレジ
スタはクロックと同期して順次電圧が印加される。
荷を保持するためにの保持容量４００２は、別途設けて
もあるいはＴＦＴの寄生容量を使ってもよい。好ましく
は、別途保持容量を形成しておく方がよい。保持容量に
蓄えられた電荷を容量３００３に移すスイッチをスイッ
チＴＦＴ４００１が行なう。スイッチＴＦＴ４００１の
ゲートは、垂直シフトレジスタにに接続され、ソース又
はドレインはアナログスイッチ４００９を通じて水平シ
フトレジスタに接続されている。それぞれのシフトレジ
スタはクロックと同期して順次電圧が印加される。
【００６８】アナログスイッチ４００９を通った信号が
出力４００６に出力される。走査の方式は、垂直シフト
レジスタの第１行目に電圧が印加している間に、水平シ
フトレジスタの第１列目から最終列まで順次電圧が印加
されることで、第１列の光信号を出力する。次に垂直シ
フトレジスタの第２行目に電圧が印加している間に、水
平シフトレジスタの第１列目から最終列まで順次電圧が
印加されることで、第２列の光信号を出力する。これを
繰り返して垂直シフトレジスタの最終行まで電圧が印加
されたところで、一画面分のセンシングが完成する。
出力４００６に出力される。走査の方式は、垂直シフト
レジスタの第１行目に電圧が印加している間に、水平シ
フトレジスタの第１列目から最終列まで順次電圧が印加
されることで、第１列の光信号を出力する。次に垂直シ
フトレジスタの第２行目に電圧が印加している間に、水
平シフトレジスタの第１列目から最終列まで順次電圧が
印加されることで、第２列の光信号を出力する。これを
繰り返して垂直シフトレジスタの最終行まで電圧が印加
されたところで、一画面分のセンシングが完成する。
【００６９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば多結晶シ
リコンＴＦＴと非晶質シリコン層を巧みに組み合わせる
ことによって、非晶質シリコン層で発生したホトキャリ
アを移動度の大きい多結晶シリコンＴＦＴを用いて電気
信号として取り出すことによって従来にない新しい光セ
ンサを構成できる。
リコンＴＦＴと非晶質シリコン層を巧みに組み合わせる
ことによって、非晶質シリコン層で発生したホトキャリ
アを移動度の大きい多結晶シリコンＴＦＴを用いて電気
信号として取り出すことによって従来にない新しい光セ
ンサを構成できる。
【００７０】多結晶シリコンＴＦＴのチャネルが移動度
と拡散係数が高く、ホトキャリアが一旦チャネルに達す
ると、より速い速度でドリフトすることができるために
光電流が大きい。また、ドレインで形成される空乏層が
非晶質シリコン層の内部にまで広がっていくために、そ
こで発生したホトキャリアをすぐにチャネルに収集させ
ることができる。
と拡散係数が高く、ホトキャリアが一旦チャネルに達す
ると、より速い速度でドリフトすることができるために
光電流が大きい。また、ドレインで形成される空乏層が
非晶質シリコン層の内部にまで広がっていくために、そ
こで発生したホトキャリアをすぐにチャネルに収集させ
ることができる。
【００７１】非晶質シリコン層に入射させる光と多結晶
シリコンに直接入射させる光の双方を用いる構成にする
ことができ、短波長から長波長までの可視光領域の全て
の光に対して感度のよい光センサを構成することができ
る。本願は、非晶質シリコンを光吸収のための材料とし
ているが、勿論それに限定されることはなく材料として
は非晶質シリコン、硫化カドニウム、カドニウムセレ
ン、非晶質シリコンゲルマニウムより選ばれた一よりな
るものを利用することも可能である。
シリコンに直接入射させる光の双方を用いる構成にする
ことができ、短波長から長波長までの可視光領域の全て
の光に対して感度のよい光センサを構成することができ
る。本願は、非晶質シリコンを光吸収のための材料とし
ているが、勿論それに限定されることはなく材料として
は非晶質シリコン、硫化カドニウム、カドニウムセレ
ン、非晶質シリコンゲルマニウムより選ばれた一よりな
るものを利用することも可能である。
【図１】本発明の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明をリニアイメージセンサに用いた場合の
回路構成を示す図である
回路構成を示す図である
【図４】本発明をエリアイメージセンサに用いた場合の
回路構成を示す図である
回路構成を示す図である
【図５】本発明の実施の形態を示す図である。
１００１ 基板 １００２ ゲート電極 １００３ ゲート絶縁膜 １００４ 多結晶シリコン層 １００５ チャネル形成領域 １００６ ドレイン領域 １００７ ソース領域 １００８ 非晶質シリコン層 １００９ 透明導電膜 １０１０ 多結晶シリコンＴＦＴ １０１１ 入射光
Claims (11)
- 【請求項１】基板上にゲート電極が設けられ、前記ゲー
ト電極上にゲート絶縁膜を介して多結晶シリコン層が設
けられ、前記多結晶シリコン層に接して、非晶質シリコ
ン層が設けられていることを特徴とする光センサ。 - 【請求項２】基板上にゲート電極が設けられ、前記ゲー
ト電極上にゲート絶縁膜を介して多結晶シリコン層が設
けられ、前記多結晶シリコン層はソース領域、ドレイン
領域およびチャネル形成領域を有し、少なくとも前記チ
ャネル形成領域および前記ドレイン領域に接して、非晶
質シリコン層が設けられていることを特徴とする光セン
サ。 - 【請求項３】基板上にゲート電極が設けられ、前記ゲー
ト電極上にゲート絶縁膜を介して多結晶シリコン層が設
けられ、前記多結晶シリコンに接して、非晶質シリコン
層が設けられ、前記非晶質シリコン層上に可視光に対し
て透光性を有する導電層が設けられていることを特徴と
する光センサ。 - 【請求項４】基板上にゲート電極が設けられ、前記ゲー
ト電極上にゲート絶縁膜を介して多結晶シリコン層が設
けられ、前記多結晶シリコンに接して、非晶質シリコン
層が設けられ、前記非晶質シリコン層上に可視光に対し
て透光性を有する絶縁層が設けられていることを特徴と
する光センサ。 - 【請求項５】基板上にゲート電極が設けられ、前記ゲー
ト電極上にゲート絶縁膜を介して多結晶シリコン層が設
けられ、前記多結晶シリコン層はソース領域、ドレイン
領域およびチャネル形成領域を有し、少なくとも前記チ
ャネル形成領域および前記ドレイン領域に接して、非晶
質シリコン層が設けられ、前記非晶質シリコン層上に可
視光に対して透光性を有する導電層が設けられているこ
とを特徴とする光センサ。 - 【請求項６】基板上にゲート電極が設けられ、前記ゲー
ト電極上にゲート絶縁膜を介して多結晶シリコン層が設
けられ、前記多結晶シリコン層はソース領域、ドレイン
領域およびチャネル形成領域を有し、少なくとも前記チ
ャネル形成領域および前記ドレイン領域に接して、非晶
質シリコン層が設けられ、前記非晶質シリコン層上に可
視光に対して透光性を有する絶縁層が設けられているこ
とを特徴とする光センサ。 - 【請求項７】前記チャネル形成領域に接して設けられて
いる非晶質シリコン層が、前記チャネル領域を全て覆っ
ていることを特徴とする請求項２、５又は６記載の光セ
ンサ。 - 【請求項８】前記チャネル形成領域に接して設けられて
いる非晶質シリコン層が、前記チャネル領域の一部を覆
っていないことを特徴とする請求項２、５又は６記載の
光センサ。 - 【請求項９】前記導電層が、前記ドレイン領域と電気的
に接続されていることを特徴とする請求項３又は５記載
の光センサ。 - 【請求項１０】請求項１乃至９記載の光センサを用いた
ことを特徴とするリニアイメージセンサ - 【請求項１１】請求項１乃至９記載の光センサを用いた
ことを特徴とするエリアイメージセンサ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20717897A JP4127416B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 光センサ、光センサの作製方法、リニアイメージセンサ及びエリアセンサ |
| US09/115,840 US6194740B1 (en) | 1997-07-16 | 1998-07-15 | Optical sensor |
| US09/712,286 US6787808B1 (en) | 1997-07-16 | 2000-11-15 | Optical sensor |
| US10/934,430 US7176495B2 (en) | 1997-07-16 | 2004-09-07 | Optical sensor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20717897A JP4127416B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 光センサ、光センサの作製方法、リニアイメージセンサ及びエリアセンサ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140841A true JPH1140841A (ja) | 1999-02-12 |
| JP4127416B2 JP4127416B2 (ja) | 2008-07-30 |
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| JP20717897A Expired - Fee Related JP4127416B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 光センサ、光センサの作製方法、リニアイメージセンサ及びエリアセンサ |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4127416B2 (ja) |
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| JP2009135185A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Sony Corp | 光センサ素子、光センサ素子の駆動方法、表示装置、および表示装置の駆動方法 |
| JP2009158553A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Sony Corp | 受光素子および表示装置 |
| KR20160082990A (ko) * | 2013-11-04 | 2016-07-11 | 콜럼버스 포토볼타익스 엘엘씨 | 태양 전지 |
| US11349044B2 (en) * | 2017-07-31 | 2022-05-31 | Shanghai Harvest Intelligence Technology Co., Ltd. | Photodetection film, photodetection sensor and photodetection display apparatus including the photodetection film, and method of making the photodetection film |
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| US6787808B1 (en) * | 1997-07-16 | 2004-09-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Optical sensor |
| KR100284809B1 (ko) * | 1999-03-18 | 2001-03-15 | 구본준 | 다결정실리콘 박막트랜지스터 |
| JP4703883B2 (ja) | 2001-04-09 | 2011-06-15 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
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| JPS58131765A (ja) | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 原稿読取装置 |
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1997
- 1997-07-16 JP JP20717897A patent/JP4127416B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-15 US US09/115,840 patent/US6194740B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-09-07 US US10/934,430 patent/US7176495B2/en not_active Expired - Fee Related
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