JPS63220568A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPS63220568A JPS63220568A JP62053056A JP5305687A JPS63220568A JP S63220568 A JPS63220568 A JP S63220568A JP 62053056 A JP62053056 A JP 62053056A JP 5305687 A JP5305687 A JP 5305687A JP S63220568 A JPS63220568 A JP S63220568A
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Landscapes
- Facsimile Heads (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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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】
[技術分野]
本発明は、非晶質シリコン光電変換素子に関するもので
あり、特に高い光感度特性を有する光電変換素子に関す
る。
あり、特に高い光感度特性を有する光電変換素子に関す
る。
[従来技術およびその問題点]
ファクシミリ、イメージスキャナ、デジタルコピアなど
に用いられている画像入力デハイスとしては、CCDデ
バイスを用い、縮小光学系により、結像・光電変換する
画像読取り系が一般に用いられている。しかしながら、
これらの読取り系は、縮小を行うために、300mmは
どの光路を必要とし、系全体の容積が大きくなり、機器
の小型化において、妨げとなっていた。
に用いられている画像入力デハイスとしては、CCDデ
バイスを用い、縮小光学系により、結像・光電変換する
画像読取り系が一般に用いられている。しかしながら、
これらの読取り系は、縮小を行うために、300mmは
どの光路を必要とし、系全体の容積が大きくなり、機器
の小型化において、妨げとなっていた。
かかる問題を解決する方式として、原稿と同一寸法の読
取り幅を持った密着型イメージセンサが提案されている
。密着型イメージセンサは、原稿に密着して画像情報を
読み取るために、縮小光学系が必要なく、原理的には、
光路長を〜0にするこ七ができるために、系全体の小型
化が可能である。この密着型イメージセンサ−の作製の
ためには、大型光センサーが必要となり、その光電変換
材料としては、大面積・低温成膜が可能でかつ膜質の比
較的安定した材料である非晶質水素化シリコン(以下、
a −S i : Hとも略す)が種々検討されており
、ファクシミリやコピー装置の小型化用として研究開発
が盛んに行われており、一部商品化され始めている。
取り幅を持った密着型イメージセンサが提案されている
。密着型イメージセンサは、原稿に密着して画像情報を
読み取るために、縮小光学系が必要なく、原理的には、
光路長を〜0にするこ七ができるために、系全体の小型
化が可能である。この密着型イメージセンサ−の作製の
ためには、大型光センサーが必要となり、その光電変換
材料としては、大面積・低温成膜が可能でかつ膜質の比
較的安定した材料である非晶質水素化シリコン(以下、
a −S i : Hとも略す)が種々検討されており
、ファクシミリやコピー装置の小型化用として研究開発
が盛んに行われており、一部商品化され始めている。
しかしながら、現在実用化されているのは、光路長約1
5mmのセルフォックレンズアレーを読取り系に用い、
光導電型素子が用いられているため、いまだ充分に小型
化は為されていない。
5mmのセルフォックレンズアレーを読取り系に用い、
光導電型素子が用いられているため、いまだ充分に小型
化は為されていない。
また、蓄積読取り可能で、読取り速度が速いという特徴
を有するpin型フォトダイオード素子は、バターニン
グ工程が多いために、生産性に欠点があった。そこで、
ショットキー型フォトダイオードを用いることにより、
バターニング工程を省力化することが検討されているが
、光感度がpin型フォトダイオードに比べ、低いとい
う問題点があった。
を有するpin型フォトダイオード素子は、バターニン
グ工程が多いために、生産性に欠点があった。そこで、
ショットキー型フォトダイオードを用いることにより、
バターニング工程を省力化することが検討されているが
、光感度がpin型フォトダイオードに比べ、低いとい
う問題点があった。
[発明の目的]
本発明の目的は、完全密着型イメージセンサを構成する
ことの可能な、高い光感度特性を有した光電変換素子を
提供することである。
ことの可能な、高い光感度特性を有した光電変換素子を
提供することである。
[発明の開示]
かかる問題を解決するに、本発明者らは、鋭意検討した
結果、層構成および素子構造に、木質的な解決があるこ
とを見出し、本発明を完成した。
結果、層構成および素子構造に、木質的な解決があるこ
とを見出し、本発明を完成した。
すなわぢ、本発明は、
基体上に、金属電極、実質的に真性の非晶質半導体薄膜
、n型半導体薄膜、透明性電極の順に形成された非晶質
シリコン光電変換素子、を要旨とするものである。
、n型半導体薄膜、透明性電極の順に形成された非晶質
シリコン光電変換素子、を要旨とするものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明における、金属電極とは、続いて形成される実質
的に真性で、光活性である非晶質半導体薄膜、具体的に
は非晶質シリコン材料からなる薄膜層との間において、
整流堰層を形成することの可能な金属材料であり、具体
的には、クロム、白金、金、ニッケル1.チタン、パラ
ジウム、モリブデンなどである。
的に真性で、光活性である非晶質半導体薄膜、具体的に
は非晶質シリコン材料からなる薄膜層との間において、
整流堰層を形成することの可能な金属材料であり、具体
的には、クロム、白金、金、ニッケル1.チタン、パラ
ジウム、モリブデンなどである。
密着型イメージセンサ−などに用いる場合は、本金属電
極は、光を遮る遮光性を有し、かつ必要に応じたバター
ニングがなされていることが好ましい。
極は、光を遮る遮光性を有し、かつ必要に応じたバター
ニングがなされていることが好ましい。
また、本発明における実質的に真性の非晶質半導体薄膜
とは、シラン化合物(一般式5iJ12□、2で表わさ
れる。ただし、nは1以上の自然数)のプラズマ分解法
により上記金属電極の上に形成された、結合水素を含ん
だ非晶質シリコンであり、その膜厚は、0.3〜1.0
μである。シラン化合物とは、モノシラン、ジシラン、
トリジランなどであり、取扱い易さからモノシラン、ジ
シランが用いられる。また、シラン化合物は、水素、ヘ
リウムやアルゴンなどの不活性ガスに稀釈されていても
構わない。
とは、シラン化合物(一般式5iJ12□、2で表わさ
れる。ただし、nは1以上の自然数)のプラズマ分解法
により上記金属電極の上に形成された、結合水素を含ん
だ非晶質シリコンであり、その膜厚は、0.3〜1.0
μである。シラン化合物とは、モノシラン、ジシラン、
トリジランなどであり、取扱い易さからモノシラン、ジ
シランが用いられる。また、シラン化合物は、水素、ヘ
リウムやアルゴンなどの不活性ガスに稀釈されていても
構わない。
該薄膜の形成時の基板温度は、50〜350°Cであり
、好ましくは、100〜350°Cである。ガス流量は
、1〜100 cc/minである。反応圧力は、0.
01〜10.0Torrであり、プラズマ発生のための
高周波電力は、0.001〜1.0W/cm2の範囲で
ある。
、好ましくは、100〜350°Cである。ガス流量は
、1〜100 cc/minである。反応圧力は、0.
01〜10.0Torrであり、プラズマ発生のための
高周波電力は、0.001〜1.0W/cm2の範囲で
ある。
本発明におけるn型半導体薄膜とは、シラン化合物(一
般式5jnHz、、+zで表わされる。ただし、nは1
以上の自然数)とフォスフインPlhあるいはアルシン
AsH3の混合ガスを、プラズマ分解することにより、
上記実質的に真性の非晶質半導体薄膜の上に形成された
薄膜であり、n型の導電性を示すものである。該薄膜の
膜厚は、100〜1000A程度であり、形成圧力は、
0.05〜10.0Torr、基板温度は、50〜35
0°C2高周波電力は、 0.01〜1.0警へm2の
範囲である。該薄膜は、非晶質薄膜でもまた、微結晶性
薄膜でも構わない。
般式5jnHz、、+zで表わされる。ただし、nは1
以上の自然数)とフォスフインPlhあるいはアルシン
AsH3の混合ガスを、プラズマ分解することにより、
上記実質的に真性の非晶質半導体薄膜の上に形成された
薄膜であり、n型の導電性を示すものである。該薄膜の
膜厚は、100〜1000A程度であり、形成圧力は、
0.05〜10.0Torr、基板温度は、50〜35
0°C2高周波電力は、 0.01〜1.0警へm2の
範囲である。該薄膜は、非晶質薄膜でもまた、微結晶性
薄膜でも構わない。
本発明でいう透明性電極とは、基本的には、光を通過さ
せることのできる導電性材料であり、具体的には、酸化
スズ、酸化スズ・インジウム、酸化亜鉛などであり、そ
れらの酸化膜の積層膜でもよい。また、金属薄膜で、ア
ルミニウム、クロム、白金、金、銀、ニッケルなどの極
薄膜を用いることもできる。通過させる光の波長につい
ては、300 nm−3μの範囲であり、連続でも、単
一波長の光でも構わない。
せることのできる導電性材料であり、具体的には、酸化
スズ、酸化スズ・インジウム、酸化亜鉛などであり、そ
れらの酸化膜の積層膜でもよい。また、金属薄膜で、ア
ルミニウム、クロム、白金、金、銀、ニッケルなどの極
薄膜を用いることもできる。通過させる光の波長につい
ては、300 nm−3μの範囲であり、連続でも、単
一波長の光でも構わない。
上記のごとくして得られる本発明の光電変換素子は特に
密着型イメージセンサとして、好適に使用することが可
能であるが、イメージセンサに用いる場合には、本透明
性電極は、基体から入射された光が対象画像に反射され
、その反射光が来光電変換素子に入射するために、透明
性であることが要求される。
密着型イメージセンサとして、好適に使用することが可
能であるが、イメージセンサに用いる場合には、本透明
性電極は、基体から入射された光が対象画像に反射され
、その反射光が来光電変換素子に入射するために、透明
性であることが要求される。
本発明における基体Ll、先の透明性電極と同様に光通
過性であることが要求されること以外は、何ら制限され
るものはなく、具体的には、ガラス基板が好適に用いら
れる。
過性であることが要求されること以外は、何ら制限され
るものはなく、具体的には、ガラス基板が好適に用いら
れる。
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
[実施例]
本イメージセンザ用光電変換素子は、分離型プラズマC
VD装置で、基体挿入専用室、透明性電極形成室および
基体取出し専用室を旬属した5室分離型プラズマCVD
装置を用いて、作製した。
VD装置で、基体挿入専用室、透明性電極形成室および
基体取出し専用室を旬属した5室分離型プラズマCVD
装置を用いて、作製した。
なお、本プラズマCVD装置の概略図を第1図に示した
。
。
基体10は、基体挿入専用室1にて、加熱されながら、
高真空排気され、基体表面を清浄化された後、真性の薄
膜形成室2に移動された。ここでモノシランを導入し、
圧力0.03〜l、QTorrで、流量1〜50cc/
min、形成温度100〜300 ’cで、グロー放電
により、実質的に真性の非晶質薄膜を第1表に示した形
成条件にて形成した。ついで、基体移送手段20により
、該基体をn膜形成室3に移送した。ここでは、モノシ
ランと水素稀釈フォスフインの混合ガスを導入し、圧力
0.1〜5.0Torr 、流flo〜400cc/m
in 、形成温度100〜400 ’Cにて、グロー放
電法により、100〜1.000Aの厚みで形成した。
高真空排気され、基体表面を清浄化された後、真性の薄
膜形成室2に移動された。ここでモノシランを導入し、
圧力0.03〜l、QTorrで、流量1〜50cc/
min、形成温度100〜300 ’cで、グロー放電
により、実質的に真性の非晶質薄膜を第1表に示した形
成条件にて形成した。ついで、基体移送手段20により
、該基体をn膜形成室3に移送した。ここでは、モノシ
ランと水素稀釈フォスフインの混合ガスを導入し、圧力
0.1〜5.0Torr 、流flo〜400cc/m
in 、形成温度100〜400 ’Cにて、グロー放
電法により、100〜1.000Aの厚みで形成した。
次いで、透明性電極形成室4に移送し、スパッタリング
法により、酸化インジウム・スズ膜を2000A形成し
た。
法により、酸化インジウム・スズ膜を2000A形成し
た。
このようにして、作製した光電変換素子の光感度を、発
光ダイオード(LED 、中心波長 567’nm)を
光源にし、10μW/cm2での光電流と暗状態での電
流の比により、測定した。結果を第1表に、実施例1〜
4として示した。また、比較のための例として、n型半
導体薄膜層が形成されていない例を示した。
光ダイオード(LED 、中心波長 567’nm)を
光源にし、10μW/cm2での光電流と暗状態での電
流の比により、測定した。結果を第1表に、実施例1〜
4として示した。また、比較のための例として、n型半
導体薄膜層が形成されていない例を示した。
第1表
* 黙鍍−20Xlog(Jp/Jd)。
Jp : LED照躬光下での光電流
Jd:暗状態での電流
以上、実施例と比較例と比べれば、明らかなように、本
発明の実施例においては、著しい光感度が得られ、優れ
た光電変換素子が得られた。このものは、密着型イメー
ジセンサとして好適に使用することが可能である。
発明の実施例においては、著しい光感度が得られ、優れ
た光電変換素子が得られた。このものは、密着型イメー
ジセンサとして好適に使用することが可能である。
[発明の効果1
以上のごとく、本発明の方法、すなわち、基体上に、整
流堰層を形成することが可能な金属、実質的に真性な非
晶質半導体薄膜の順に形成した後に、実質的に真性な半
導体薄膜と透明性電極の間に、n型半導体薄膜を形成す
ることにより、上記実施例の如く、光感度が著しく改善
された、特に密着型イメージセンサとして好適に使用可
能な光電変換素子が提供されるのである。従って、本発
明の産業上の利用可能性は、極めて大きいといわねばな
らない。
流堰層を形成することが可能な金属、実質的に真性な非
晶質半導体薄膜の順に形成した後に、実質的に真性な半
導体薄膜と透明性電極の間に、n型半導体薄膜を形成す
ることにより、上記実施例の如く、光感度が著しく改善
された、特に密着型イメージセンサとして好適に使用可
能な光電変換素子が提供されるのである。従って、本発
明の産業上の利用可能性は、極めて大きいといわねばな
らない。
第1図は、本発明の光電変換素子を形成するために好ま
しい装置の一例を示す模式図である。 図において、1−−−−−−−−基体挿入専用室および
予備加熱室、2−・・−一一一一金属電極形成室、3−
−−−−一実質的に真性な薄膜形成室、4−一−−−−
−−−−n型半導体薄膜形成室、5−−−−−−−−−
透明性電極形成室、6−−−−基体取出し専用室、10
−−−−−=−基体、11−−−一−−ヒーター内蔵加
熱板、12− 高周波印加電極、20−−−−−−・−
・・原料ガス導入ライン、21−−−−−−−−−−一
真空排気ライン、22−−−−−−−−−・・高周波電
極、30−−−−−−−・−基体移送手段、31・−−
−−−−−−・−仕切弁、32−−−−−−−−−絶縁
物質、40−・・・・−・−透明性電極材料、41−−
−−−−−一透明性電極用マスク、を示す。
しい装置の一例を示す模式図である。 図において、1−−−−−−−−基体挿入専用室および
予備加熱室、2−・・−一一一一金属電極形成室、3−
−−−−一実質的に真性な薄膜形成室、4−一−−−−
−−−−n型半導体薄膜形成室、5−−−−−−−−−
透明性電極形成室、6−−−−基体取出し専用室、10
−−−−−=−基体、11−−−一−−ヒーター内蔵加
熱板、12− 高周波印加電極、20−−−−−−・−
・・原料ガス導入ライン、21−−−−−−−−−−一
真空排気ライン、22−−−−−−−−−・・高周波電
極、30−−−−−−−・−基体移送手段、31・−−
−−−−−−・−仕切弁、32−−−−−−−−−絶縁
物質、40−・・・・−・−透明性電極材料、41−−
−−−−−一透明性電極用マスク、を示す。
Claims (2)
- (1)基体上に、金属電極、実質的に真性の非晶質半導
体薄膜、n型半導体薄膜、透明性電極の順に形成された
非晶質シリコン光電変換素子。 - (2)密着型イメージセンサとして好適な特許請求の範
囲第1項記載の光電変換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62053056A JPS63220568A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62053056A JPS63220568A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 光電変換素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63220568A true JPS63220568A (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=12932195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62053056A Pending JPS63220568A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63220568A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59188965A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 原稿読取素子 |
JPS59229882A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 光電変換素子 |
-
1987
- 1987-03-10 JP JP62053056A patent/JPS63220568A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59188965A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 原稿読取素子 |
JPS59229882A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 光電変換素子 |
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