JPS5882564A - 非晶質シリコン受光素子 - Google Patents
非晶質シリコン受光素子Info
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- JPS5882564A JPS5882564A JP56180300A JP18030081A JPS5882564A JP S5882564 A JPS5882564 A JP S5882564A JP 56180300 A JP56180300 A JP 56180300A JP 18030081 A JP18030081 A JP 18030081A JP S5882564 A JPS5882564 A JP S5882564A
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- amorphous silicon
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
不発8Aは非晶質薄膜を用いた原稿中長密着形シリコン
受光素子に関するものでめる。
受光素子に関するものでめる。
現在、読取素子としてMOB%COD等のIC技術を用
いた半導体センナが広く用いられている。
いた半導体センナが広く用いられている。
しかし半導体センサはチップの制約からアレイ長は20
〜30−のものしか得られず、従ってレンズII$を用
いた縮少光学系が必畳になる。この為光路長が大きくな
り装置のコンノダクト化には大きな間融となっていた。
〜30−のものしか得られず、従ってレンズII$を用
いた縮少光学系が必畳になる。この為光路長が大きくな
り装置のコンノダクト化には大きな間融となっていた。
それ故これらの欠点tpspする方法としてjjs巾と
同一寸法をもち原稿に#′!i?!密着した形て読みと
る事の出来る薄膜センサの一発が進められている。これ
迄光半導体上に対向して電極會並べるタイプ(以下プレ
ーナ蓋という)や半導体をはさんで一方に透明電極を設
けるタイプ(以下サンドイッチ型という)が報告されて
いるがプレーナ蓋では光応答速皺が遅く、又サンドイッ
チ臘ではピンホール勢によるリークで欠陥ピットが発生
しやすいという欠点を有していた。また非晶質シリコン
を用いたサンドインチ型構成と[、て例えば%開118
56−2784.56−285くし 65が知られているが、それぞれp−n接合やショット
キー接合を設けるという複雑な構造てあり、このため各
ビットの感度にバラツキを生む原因となっていた。また
プロセスも複雑で時間を喪するものであった。
同一寸法をもち原稿に#′!i?!密着した形て読みと
る事の出来る薄膜センサの一発が進められている。これ
迄光半導体上に対向して電極會並べるタイプ(以下プレ
ーナ蓋という)や半導体をはさんで一方に透明電極を設
けるタイプ(以下サンドイッチ型という)が報告されて
いるがプレーナ蓋では光応答速皺が遅く、又サンドイッ
チ臘ではピンホール勢によるリークで欠陥ピットが発生
しやすいという欠点を有していた。また非晶質シリコン
を用いたサンドインチ型構成と[、て例えば%開118
56−2784.56−285くし 65が知られているが、それぞれp−n接合やショット
キー接合を設けるという複雑な構造てあり、このため各
ビットの感度にバラツキを生む原因となっていた。また
プロセスも複雑で時間を喪するものであった。
本発明は上記の欠点を補うべく、構造が簡単で、光応答
速度の速い、欠陥のない原稿中の薄膜読取素子を提供す
ることを目的とする。
速度の速い、欠陥のない原稿中の薄膜読取素子を提供す
ることを目的とする。
上記目的は基板上に設けられたくし状下地電極該くし状
電極上に設けられたi型又はp型非晶質シリコン層、1
1型又はp型非晶質シリコン層上に、該くし状電極と交
叉する方向に設けられた上側電極から成る受光素子に於
て、該くし状下地電極又は該上側電極材料として、該i
型又tiP[非晶質シリコン層との反応性のない金属を
用いることにより達成することができる。
電極上に設けられたi型又はp型非晶質シリコン層、1
1型又はp型非晶質シリコン層上に、該くし状電極と交
叉する方向に設けられた上側電極から成る受光素子に於
て、該くし状下地電極又は該上側電極材料として、該i
型又tiP[非晶質シリコン層との反応性のない金属を
用いることにより達成することができる。
史に該くし状下地電極又は該上側電極材料と1て、Cr
及びCr合金、又はNi及びNi合金、鏡面化したMl
又は酸化アルミを用いると好適である。
及びCr合金、又はNi及びNi合金、鏡面化したMl
又は酸化アルミを用いると好適である。
以下添付図面を用いて本4明を詐細に説明する。
本発明のセンサ構造を諏1図に示す。−に示す株に本発
明に係る受光素子5ti基板1上に於て子牛導体である
アモルファスシリコンからなる光半導体3を両III″
IJ・らそれぞれの電極2,4ではさんだ構造である。
明に係る受光素子5ti基板1上に於て子牛導体である
アモルファスシリコンからなる光半導体3を両III″
IJ・らそれぞれの電極2,4ではさんだ構造である。
第1図は基板と反対餉すなわち図の上方から光入射する
場合を示してあり?−の時はバイアス電圧は上部電極(
透明電極)を負にした方がよい。このサンドイッチ構造
にした受光素子の光応答時間を測定したところ第2図に
示す様に0.2m8以下の良好な結果が得られた。
場合を示してあり?−の時はバイアス電圧は上部電極(
透明電極)を負にした方がよい。このサンドイッチ構造
にした受光素子の光応答時間を測定したところ第2図に
示す様に0.2m8以下の良好な結果が得られた。
また本構造におりるDCI−V特性の引時、暗時の場合
を第3図に示した。
を第3図に示した。
次に第11に示した本発明の受光素子50作表プロセス
をv;i8Aする。基板として鏡面研摩したガラスある
いはグレーズしたセラミック基板1(ガラス粉末を焼結
し、平滑化した基板を言う)を用いた。この基板上にア
ルミ岬のガ定の金輌で受光素子及び配線のパターニング
をする。続いてグロー放電法あるいはりアクティブスパ
ッタ法にて水素化アモルファスシリコンを蒸着する。′
M&に光入射側透明電極としてITO(In!偽5no
v )をスパッタ蒸着する。ガラス基板を用いた場合に
1よガラス基板側から入射を可能とする為ITOを下地
電極とする事も容易である。また更に素子の安定化の為
に透明電極の上に表面ノ臂ツシペーション膜(即ち、ち
つ化膜又は酸化膜による保饅膜)を作製する公知の手法
を用いると好適である。
をv;i8Aする。基板として鏡面研摩したガラスある
いはグレーズしたセラミック基板1(ガラス粉末を焼結
し、平滑化した基板を言う)を用いた。この基板上にア
ルミ岬のガ定の金輌で受光素子及び配線のパターニング
をする。続いてグロー放電法あるいはりアクティブスパ
ッタ法にて水素化アモルファスシリコンを蒸着する。′
M&に光入射側透明電極としてITO(In!偽5no
v )をスパッタ蒸着する。ガラス基板を用いた場合に
1よガラス基板側から入射を可能とする為ITOを下地
電極とする事も容易である。また更に素子の安定化の為
に透明電極の上に表面ノ臂ツシペーション膜(即ち、ち
つ化膜又は酸化膜による保饅膜)を作製する公知の手法
を用いると好適である。
第4−に第1図に示した本素子の平面図を示す。
下地電極2のみを、Rターンニングすれば残る一方は一
様につける事で素子間の分離をはかる事か出来る。これ
は光半導体3であるa−8i−H(水嵩ドープアモルフ
ァスシリコン)の暗時の伝導度が低い為に可能である。
様につける事で素子間の分離をはかる事か出来る。これ
は光半導体3であるa−8i−H(水嵩ドープアモルフ
ァスシリコン)の暗時の伝導度が低い為に可能である。
これに比してp−1−n接合ではpn層の伝導度が高い
為上下両電極共にノソター二yグする必要があるので複
ll51に製造工程を要する。
為上下両電極共にノソター二yグする必要があるので複
ll51に製造工程を要する。
本発明者らは実験を重ねた結果、本素子構造に於いては
下地金属2の選択及びその表面処理によって欠陥の発生
が太きく左右される事を見出した。
下地金属2の選択及びその表面処理によって欠陥の発生
が太きく左右される事を見出した。
これは下地金lI4を設けた後、tgxけp臘無定型シ
リコン層3tグロー放電咎によシ着躾すると、従来用い
られていた金又轢ミルキー状M勢を下地金jlii(電
@)として用いた場合は着膜時一部下地金属と無定型シ
リコンが反応しく無定形シリコンが結晶化し導伝性の結
晶シリコンが発生する)1異常成長が起る結果、導通等
の欠陥の生じる事が判明した。この点について解明をお
こなった所、下地電極として、cr t Ntを用いた
時欠陥のない素子が得られた。またgはミルキー状の蒸
着では欠陥が発生するが、鏡面化した蒸着では欠陥のな
い素子!得られる事が判明した。
リコン層3tグロー放電咎によシ着躾すると、従来用い
られていた金又轢ミルキー状M勢を下地金jlii(電
@)として用いた場合は着膜時一部下地金属と無定型シ
リコンが反応しく無定形シリコンが結晶化し導伝性の結
晶シリコンが発生する)1異常成長が起る結果、導通等
の欠陥の生じる事が判明した。この点について解明をお
こなった所、下地電極として、cr t Ntを用いた
時欠陥のない素子が得られた。またgはミルキー状の蒸
着では欠陥が発生するが、鏡面化した蒸着では欠陥のな
い素子!得られる事が判明した。
又uFi表面を酸化処理する事により欠陥をηくす為に
大きな効果が得られた。
大きな効果が得られた。
以下本発明による実施例について説明する。
実施例
基板1としてガラス基板を用いた(ただし、グレーズさ
れたセラミツタ基板を用いる事も可f6る)。続いて電
子ビーム蒸着で約300OA(::r會成長させ所定の
バターニングをフオトリ゛ノグラフイーで形成した。次
にシランガス(Sit(4)のグロー放電によってアモ
ルファスシリコン膜3を約1μ形成した。この場合、基
板11度(Ts)−200〜300℃、放電圧力(p)
= 0.2〜l ’l’orr 。
れたセラミツタ基板を用いる事も可f6る)。続いて電
子ビーム蒸着で約300OA(::r會成長させ所定の
バターニングをフオトリ゛ノグラフイーで形成した。次
にシランガス(Sit(4)のグロー放電によってアモ
ルファスシリコン膜3を約1μ形成した。この場合、基
板11度(Ts)−200〜300℃、放電圧力(p)
= 0.2〜l ’l’orr 。
極版間距離−40閤 RF−ぞワー(P )=10〜i
oow、ガス流量(r )=10〜50 SCCM(5
tandard Crbic am (25℃、1気圧
)〕(Sift4)の作成条件で約1 hrで着膜した
。更に透明導電膜4としてI T O(Indium
Th1n 0xi−de )をDCス/eツタリングで
約150 +1 A (Ot分圧1.5X10 To
rr )マスク蒸着した本素子5を用いて読堆テスト
を行なった結果、明暗比の静特性約40 (10、動特
性(250Hz)で約20゜感di 10 fA/lu
x 100 μ口、光応答速度02m5ec以下を得
た。
oow、ガス流量(r )=10〜50 SCCM(5
tandard Crbic am (25℃、1気圧
)〕(Sift4)の作成条件で約1 hrで着膜した
。更に透明導電膜4としてI T O(Indium
Th1n 0xi−de )をDCス/eツタリングで
約150 +1 A (Ot分圧1.5X10 To
rr )マスク蒸着した本素子5を用いて読堆テスト
を行なった結果、明暗比の静特性約40 (10、動特
性(250Hz)で約20゜感di 10 fA/lu
x 100 μ口、光応答速度02m5ec以下を得
た。
尚、本実施例#′1a−8i−H膜にnoli−dop
e型膜を用いているが当該分野で#′i、良く知られて
いる様に暗時の伝導層をおさえ、明暗比を向上させる為
にzロン(B)等の3価のドーピング剤を5〜10 U
ppm aope I7P型とする事は南効な手段で
あ6゜ 下地金輌として本実施例ではCrf用いているがCrh
25t1℃でデポジットした通常のAIなどfC比して
セン賃の欠陥動声生させにくい金属として有効である。
e型膜を用いているが当該分野で#′i、良く知られて
いる様に暗時の伝導層をおさえ、明暗比を向上させる為
にzロン(B)等の3価のドーピング剤を5〜10 U
ppm aope I7P型とする事は南効な手段で
あ6゜ 下地金輌として本実施例ではCrf用いているがCrh
25t1℃でデポジットした通常のAIなどfC比して
セン賃の欠陥動声生させにくい金属として有効である。
以上実施−1として下地電極としてcrwNi+M面化
M、酸化アルミ等について述べたが、無定型シリコン着
膜時、結晶化勢の異常成長を起さない導体であれば、ど
の様なものも有効である。
M、酸化アルミ等について述べたが、無定型シリコン着
膜時、結晶化勢の異常成長を起さない導体であれば、ど
の様なものも有効である。
又本発明では下地電極について述べたが、本発明の主旨
から、対向電極に於ても有効であるIllは君を待たな
い。
から、対向電極に於ても有効であるIllは君を待たな
い。
第1図は本発明に係る受光素子の断面図であり、第2図
は本発明に係る受光素子の光応答速度(動物性)を示し
た図であり、第3図は本発明に係る受光素子のDC電流
−電圧特性(静特性)を示す図であり、第4図は第1図
に示した素子の平面図である。 (図中符号) t 嘉4−ht l 箋 第 1 図 第 2 図 第 3 図 バイアス電圧(V) 第 4 図
は本発明に係る受光素子の光応答速度(動物性)を示し
た図であり、第3図は本発明に係る受光素子のDC電流
−電圧特性(静特性)を示す図であり、第4図は第1図
に示した素子の平面図である。 (図中符号) t 嘉4−ht l 箋 第 1 図 第 2 図 第 3 図 バイアス電圧(V) 第 4 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 基板上に設けられたく1状下地電極、該く【状電極
上に設けられたl型又はp型非晶質シリコン層、しi型
又はplu非晶非晶質シリコ上層上該くし状′#M@A
と交叉する方向に輪けられた上側電から成る受光素子に
於て、該くし状下地物極又は該上伸電極材料として、該
i型又はp型非晶資シリコン層との反応性のない金属を
用いた事を%命とする非晶質シリコン受光素子、 2 該くし状)地電極又Fi咳上側電極材料として、C
r及びCr合金、又ll1Ni及びNi合金、鏡面化し
たM1又Fi酸化アルミを用いる事を特徴とする%?:
#4求の範囲第1項に記載の非晶質シリコン受光素子1
.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56180300A JPS5882564A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 非晶質シリコン受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56180300A JPS5882564A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 非晶質シリコン受光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5882564A true JPS5882564A (ja) | 1983-05-18 |
Family
ID=16080787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56180300A Pending JPS5882564A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 非晶質シリコン受光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5882564A (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS561318A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-09 | Canon Inc | Photoelectric conversion device |
JPS564286A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-17 | Canon Inc | Photoelectric converter |
JPS5648184A (en) * | 1979-09-26 | 1981-05-01 | Ricoh Co Ltd | Photoreading element |
JPS5648185A (en) * | 1979-09-26 | 1981-05-01 | Ricoh Co Ltd | Photoreading element |
JPS56103477A (en) * | 1980-01-21 | 1981-08-18 | Hitachi Ltd | Photoelectric conversion element |
JPS56163477A (en) * | 1980-05-20 | 1981-12-16 | Toshiba Corp | Digital stopwatch |
JPS5787275A (en) * | 1981-09-12 | 1982-05-31 | Canon Inc | Information processor |
JPS5842478A (ja) * | 1981-09-08 | 1983-03-11 | Toshiba Corp | 印字装置における用紙押圧機構 |
-
1981
- 1981-11-12 JP JP56180300A patent/JPS5882564A/ja active Pending
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