JP2959682B2 - Photodiode - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信,光情報処理,
イメージセンサ等の分野における受光素子に関するもの
である。The present invention relates to optical communication, optical information processing,
The present invention relates to a light receiving element in a field such as an image sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来アモルファスシリコンを用いた受光
素子がある。このアモルファスシリコンのp−i−nダ
イオードは、ガラス基板上に安価にしかも大面積で形成
可能であることから、ファクシミリ,コピー等の機器に
おけるイメージセンサ素子として幅広く使用されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a light receiving element using amorphous silicon. This amorphous silicon pin diode can be formed on a glass substrate at low cost and in a large area, and is therefore widely used as an image sensor element in devices such as facsimile machines and copiers.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】また、従来の多結晶シ
リコンのp−nあるいはp−i−n接合においては、接
合界面の結晶粒界における不純物の偏析や接合界面への
欠陥の集中が原因となって、接合界面近傍の捕獲中心密
度が著しく高くなるという重大な欠点があった。このた
め、文献(例えば、Journal ofthe El
ectrochemical Society,vo
l.125.No.10 1978年の1648頁)に示
されてあるように、多結晶シリコンのp−nあるいはp
−i−nダイオードに逆方向電界を加えると、接合界面
近傍の捕獲中心を経由して、トンネル電流やPoole
−Frenkel電流などが流れ、ダイオードの逆方向
リーク電流は大きくなる。そのため、ダイオードに光を
照射しても、光電流がリーク電流に埋もれてしまい、受
光素子として使用することができなかった。Further, in the conventional pn or pin junction of polycrystalline silicon, the segregation of impurities at the crystal grain boundaries at the junction interface and the concentration of defects at the junction interface are a cause. As a result, there is a serious disadvantage that the density of trapping centers near the junction interface is significantly increased. For this reason, the literature (for example, Journal of the El)
electrochemical Society, vo
l. 125. No. 10 pp. 1648 of 1978), the pn or p of polycrystalline silicon
-When a reverse electric field is applied to an i-n diode, tunnel current or Poole current flows through a trap center near the junction interface.
-Frenkel current flows, and the reverse leakage current of the diode increases. For this reason, even when light is applied to the diode, the photocurrent is buried in the leak current, and cannot be used as a light receiving element.
【0004】また、アモルファスシリコンを用いたp−
i−nダイオードの場合には、アモルファスシリコンの
みでp−i−nダイオードを形成した場合には逆方向の
暗電流は必ずしも低くはなく、1μW/cm2 程度の入射
パワーの光が検出限界であった。さらに0.1μW/cm
2 程度の光の検出が可能な高感度のフォトダイオードを
作製するためには、pまたはn層をアモルファスSiC
で形成したり、オーミック電極とpまたはn層の間にア
モルファスSiNの薄い層をはさむことなどの改善によ
って、逆方向の暗電流を減少させる必要があった。Further, a p-type semiconductor using amorphous silicon
In the case of an i-n diode, the dark current in the reverse direction is not necessarily low when the pin diode is formed only of amorphous silicon, and light having an incident power of about 1 μW / cm 2 is a detection limit. there were. 0.1 μW / cm
In order to fabricate a high-sensitivity photodiode capable of detecting about two light beams, the p or n layer must be made of amorphous SiC.
It is necessary to reduce the dark current in the reverse direction by improving the thickness of the thin film or sandwiching a thin layer of amorphous SiN between the ohmic electrode and the p or n layer.
【0005】本発明の目的は、多結晶シリコンダイオー
ドにおいては逆方向リーク電流を著しく減少させて受光
素子として使用することができ、アモルファスシリコン
のダイオードにおいては逆方向暗電流を減少させたフォ
トダイオードを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a photodiode in which a reverse leakage current is significantly reduced in a polycrystalline silicon diode and which can be used as a light receiving element. To provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に第1の発明は基板上に形成した不純物をドープしてな
いi型半導体薄膜の両側にp型半導体薄膜とn型半導体
薄膜とをそれぞれ配した平面型p−i−n構造におい
て、該p−i−n構造内に形成されるp−i接合部とn
−i接合部の片方あるいは両方の、上または下、あるい
は上下に、絶縁膜を介して、所要のゲート電極を設けた
ことを特徴とするフォトダイオードである。第2の発明
は基板上に形成した不純物をドープしてないi型半導体
薄膜の両側にp型半導体薄膜ならびにn型半導体薄膜を
配した平面型p−i−n構造において、該平面型p−i
−n構造内に形成されるp−i接合部の上または下、あ
るいは上下に、膜中に負の固定電荷を有する絶縁膜を設
け、さらに前記平面型p−i−n構造内に形成されるn
−i接合部の上または下、あるいは上下に、正の固定電
荷を有する絶縁膜を設けたことを特徴とするフォトダイ
オードである。第3の発明は基板上に形成した不純物を
ドープしてないi型半導体薄膜の両端にそれぞれ電極を
配した構造において、前記電極の片方と前記i型半導体
薄膜の接合部の上または下、あるいは上下に、膜中に負
の固定電荷を有する絶縁膜を設けるとともに、前記電極
の他方と前記i型半導体の接合部の上または下、あるい
は上下に、膜中に正の固定電荷を有する絶縁膜を設けた
ことを特徴とするフォトダイオードである。According to a first aspect of the present invention, a p-type semiconductor thin film and an n-type semiconductor thin film are provided on both sides of an undoped i-type semiconductor thin film formed on a substrate. In each of the arranged planar pin structures, a pi junction formed in the pin structure and n
-A photodiode characterized in that a required gate electrode is provided above, below, or above and below one or both of the i-junctions via an insulating film. According to a second aspect of the present invention, there is provided a planar pin structure in which a p-type semiconductor thin film and an n-type semiconductor thin film are disposed on both sides of an i-type semiconductor thin film which is formed on a substrate and is not doped with impurities. i
An insulating film having a negative fixed charge is provided above, below, or above and below a pi junction formed in the -n structure, and further formed in the planar pin structure. N
-A photodiode characterized in that an insulating film having a positive fixed charge is provided above, below, or above and below an i-junction. According to a third aspect of the present invention, there is provided a structure in which electrodes are disposed at both ends of an undoped i-type semiconductor thin film formed on a substrate, respectively, above or below a junction between one of the electrodes and the i-type semiconductor thin film, or An insulating film having a negative fixed charge in the film is provided above and below, and an insulating film having a positive fixed charge in the film is provided above or below, or above and below, a junction between the other of the electrodes and the i-type semiconductor. And a photodiode.
【0007】[0007]
【作用】このゲート電極に適当な電圧を加えて、p−i
接合部のi領域側にpチャネルを、また、n−i接合部
のi領域側にnチャネルを誘起し、接合の界面を捕獲中
心密度の低いi領域内に形成することができる。これに
よって、捕獲中心を経由するトンネル電流やPoole
−Frenkel電流などを減少させることが可能とな
り、ダイオードの逆方向リーク電流が著しく減少する。
このため、多結晶シリコンではフォトダイオードとして
の使用が初めて可能となり、また、アモルファスシリコ
ンでは入射パワーの低い光に対するS/N比が向上す
る。さらに、p−i接合部の、あるいは片方の電極−i
型接合部の上または下、あるいは上下に膜中に負の固定
電荷を有する絶縁膜を設けるとともに、n−i接合部
の、あるいはもう片方の電極−i型接合部の上または
下、あるいは上下に膜中に正の固定電荷を有する絶縁膜
を設けることにより、素子構造を簡略化することができ
る。 When an appropriate voltage is applied to this gate electrode, p-i
P-channel on the i- region side of the junction, and ni-junction
An n-channel is induced on the i- region side, and the junction interface can be formed in the i-region having a low trapping center density. As a result, tunnel current passing through the trapping center or Poole
−Frenkel current and the like can be reduced, and the reverse leakage current of the diode is significantly reduced.
Therefore, polycrystalline silicon can be used for the first time as a photodiode, and amorphous silicon improves the S / N ratio with respect to light having low incident power. Further, the electrode i of the pi junction or one of the electrodes i
Negative fixation in membrane above or below, or above and below mold joint
An insulating film having a charge is provided, and an n-i junction is formed.
Or on the other electrode-i-junction or
Insulating film with positive fixed charges in the film below or above and below
, The element structure can be simplified.
You.
【0008】[0008]
【実施例1】以下、実施例1から実施例4までは、多結
晶シリコンを用いた実施例について説明する。図1は、
本発明の第1の実施例のフォトダイオードの断面図であ
る。ガラス基板1の上に、例えばノンドープのi型多結
晶シリコン薄膜2を約30nmの膜厚で形成し、その両
側に例えばイオン注入法によってボロンドープのp型多
結晶シリコン領域3ならびにリンドープのn型多結晶シ
リコン領域4を設けた。その上に、スパッタリングによ
ってSiO2 絶縁膜5を約100nmの膜厚で形成し、
次に、アルミニウムを用いてp−i接合部17上に第1
ゲート電極6を、また、n−i接合部18上に第2のゲ
ート電極7を設けた。さらに、p型領域3へのオーミッ
ク電極8ならびにn型領域4へのオーミック電極9を設
けた。[Embodiment 1] Embodiments 1 to 4 will be described below with reference to an embodiment using polycrystalline silicon. FIG.
FIG. 2 is a sectional view of the photodiode according to the first embodiment of the present invention. For example, a non-doped i-type polycrystalline silicon thin film 2 having a thickness of about 30 nm is formed on a glass substrate 1, and a boron-doped p-type polycrystalline silicon region 3 and a phosphorus-doped n-type polycrystalline silicon A crystalline silicon region 4 was provided. An SiO 2 insulating film 5 is formed thereon by sputtering to a thickness of about 100 nm,
Next, the first bonding is performed on the pi junction 17 using aluminum.
The gate electrode 6 was provided, and the second gate electrode 7 was provided on the ni junction 18. Further, an ohmic electrode 8 for the p-type region 3 and an ohmic electrode 9 for the n-type region 4 were provided.
【0009】一般に、イオン注入によって形成されたp
−iならびにn−i接合の界面は、イオン注入によって
生じた欠陥の残留や不純物の偏析のために、捕獲中心が
多結晶シリコン膜中よりもはるかに多い。このため、接
合に逆バイアスを加えると、界面の捕獲中心を介したト
ンネル電流やPoole−Frenkel電流などによ
って、逆方向のリーク電流が非常に大きくなってしま
う。イオン注入に限らず、p型あるいはn型の多結晶シ
リコン膜を堆積して接合を形成した場合でも状況は同じ
である。本実施例の図1に示した構造のフォトダイオー
ドにおいても、第1のゲート電極6ならびに第2のゲー
ト電極7に電圧を加えずに、電圧−電流特性を測定した
ところ、図2(a)に示すように、逆方向のリーク電流
が非常に大きかった。In general, the p formed by ion implantation
At the interface of -i and ni junctions, the number of trapping centers is much larger than in the polycrystalline silicon film due to residual defects caused by ion implantation and segregation of impurities. For this reason, when a reverse bias is applied to the junction, a leak current in the reverse direction becomes extremely large due to a tunnel current or a Pool-Frenkel current through a trap center at the interface. The situation is the same not only in the case of ion implantation but also in the case where a junction is formed by depositing a p-type or n-type polycrystalline silicon film. In the photodiode having the structure shown in FIG. 1 of the present embodiment, the voltage-current characteristics were measured without applying a voltage to the first gate electrode 6 and the second gate electrode 7. As shown in the figure, the leakage current in the reverse direction was very large.
【0010】図1の構造において第1のゲート電極6に
負電圧を、第2のゲート電極7に正電圧を加えると、図
3に示すように、第1のゲート電極6下のi型多結晶シ
リコン層2中にpチャネル10が、第2のゲート電極7
下のi型多結晶シリコン層2中にnチャネル11が形成
される。これによって、p−i接合17ならびにn−i
接合18の界面が、捕獲中心の多い場所から、捕獲中心
の少ないi型多結晶シリコン中に移動する。この状態
で、ダイオードの電圧−電流特性を測定したところ、図
2(b)に示すように、逆方向リーク電流が著しく減少
し、正常なダイオード特性が得られた。また、図1また
は図3に示す絶縁膜5側あるいはガラス基板1側から、
i型多結晶シリコン層2へ光を照射したところ、図2
(b)に示すように、光電流を観測することができ、暗
時の電流と比較して、逆方向バイアス時に十分なオン・
オフ比がとれた。When a negative voltage is applied to the first gate electrode 6 and a positive voltage is applied to the second gate electrode 7 in the structure of FIG. 1, as shown in FIG. A p-channel 10 is formed in the crystalline silicon layer 2
N channel 11 is formed in lower i-type polycrystalline silicon layer 2. Thereby, the p-i junction 17 and the n-i
The interface of the junction 18 moves from a location having many trapping centers to an i-type polycrystalline silicon having few trapping centers. In this state, the voltage-current characteristics of the diode were measured. As shown in FIG. 2B, the reverse leakage current was significantly reduced, and normal diode characteristics were obtained. Also, from the insulating film 5 side or the glass substrate 1 side shown in FIG.
When the i-type polycrystalline silicon layer 2 was irradiated with light, FIG.
As shown in (b), the photocurrent can be observed, and compared with the current in the dark, a sufficient on-
Off ratio was obtained.
【0011】なお、本実施例では、第1のゲート電極6
ならびに第2のゲート電極7を、絶縁膜5をはさんで多
結晶シリコン層2の上に形成したが、多結晶シリコン層
2の下に形成してもよい。あるいは、第1のゲート電極
6および第2のゲート電極7の片方を上に、他方を下に
形成してもよい。また、第1のゲート電極6および第2
のゲート電極7の両方を設けなくとも、どちらか片方だ
けでも逆方向リーク電流をある程度低減することが可能
である。In this embodiment, the first gate electrode 6
Although the second gate electrode 7 is formed on the polycrystalline silicon layer 2 with the insulating film 5 interposed therebetween, it may be formed below the polycrystalline silicon layer 2. Alternatively, one of the first gate electrode 6 and the second gate electrode 7 may be formed above and the other may be formed below. Further, the first gate electrode 6 and the second
Even if only one of the gate electrodes 7 is not provided, the reverse leakage current can be reduced to some extent by only one of them.
【0012】さらに、本実施例では、第1ゲート電極6
と,第2ゲート電極7,p型領域3へのオーミック電極
8ならびにn型領域4へのオーミック電極9のそれぞれ
に、別々に電圧を加えた4端子動作としたが、動作電圧
によっては、第1のゲート電極6とp型領域3へのオー
ミック電極8を相互接続し、また第2のゲート電極7と
n型領域(4)へのオーミック電極9を相互接続して、
2端子動作とすることも可能である。Further, in this embodiment, the first gate electrode 6
And a four-terminal operation in which a voltage is separately applied to each of the second gate electrode 7, the ohmic electrode 8 to the p-type region 3 and the ohmic electrode 9 to the n-type region 4, but depending on the operating voltage, The first gate electrode 6 and the ohmic electrode 8 to the p-type region 3 are interconnected, and the second gate electrode 7 and the ohmic electrode 9 to the n-type region (4) are interconnected,
Two-terminal operation is also possible.
【0013】[0013]
【実施例2】図4に、本発明の第2の実施例を示す。図
1との相違は、第1のゲート電極6の下のi型多結晶シ
リコン層2の下に、SiO2 絶縁膜12をはさんで第1
のゲート電極6と同電位の第3のゲート電極13を、ま
た、第2のゲート電極7の下のi型多結晶シリコン層2
の下にSiO2 絶縁膜12をはさんで第2のゲート電極
7と同電位の第4のゲート電極14を設けたことであ
る。i型多結晶シリコン層2の上下両側からpチャネル
10,nチャネル11を形成するので、実施例1に比べ
てi型多結晶シリコン層2を厚くすることができる。即
ち光吸収層を厚くすることができるので、実施例1に比
べ光電流が多くとれるという利点がある。Embodiment 2 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The difference from FIG. 1 is that a first SiO 2 insulating film 12 is sandwiched under the i-type polycrystalline silicon layer 2 below the first gate electrode 6.
A third gate electrode 13 having the same potential as that of the gate electrode 6 of the second type, and an i-type polycrystalline silicon layer 2 under the second gate electrode 7.
The fourth gate electrode 14 having the same potential as the second gate electrode 7 is provided under the SiO 2 insulating film 12. Since the p-channel 10 and the n-channel 11 are formed from both the upper and lower sides of the i-type polycrystalline silicon layer 2, the i-type polycrystalline silicon layer 2 can be made thicker than in the first embodiment. That is, since the light absorbing layer can be made thicker, there is an advantage that a larger photocurrent can be obtained as compared with the first embodiment.
【0014】[0014]
【実施例3】図5は、本発明の第3の実施例である。第
1の実施例との相違は、第1のゲート電極を設ける代わ
りに、膜中に負の固定電極を有することでバイアスの無
い状態で直下のi型多結晶シリコン層2中にpチャネル
10を誘起することが可能である絶縁膜15と、第2の
ゲート電極を設けるかわりに、膜中に正の固定電極を有
することでバイアスの無い状態での直下のi型多結晶シ
リコン層2中にnチャネルを誘起することが可能である
絶縁膜16を設けたことである。絶縁膜の種類や形成条
件によって、絶縁膜−i型多結晶シリコン界面を制御し
なければならない難しさが生ずるものの、素子構造が簡
単になる長所がある。Embodiment 3 FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that, instead of providing the first gate electrode, a negative fixed electrode is provided in the film so that the p-channel 10 Insulating film 15 capable of inducing an electric field, and having a fixed positive electrode in the film instead of providing the second gate electrode, allows the i-type polycrystalline silicon layer 2 directly under the i-type polycrystalline silicon layer 2 without a bias to be provided. Is provided with an insulating film 16 capable of inducing an n-channel. Although it is difficult to control the interface between the insulating film and the i-type polycrystalline silicon depending on the type and forming conditions of the insulating film, there is an advantage that the element structure is simplified.
【0015】[0015]
【実施例4】図6は、本発明の第4の実施例を説明する
ために参考として示す断面図である。第1の実施例との
相違は、i型多結晶シリコン層2の両側にp型ならびn
型多結晶シリコンを配する代わりに、i型多結晶シリコ
ン層2の両側にp型領域へのオーミック電極8ならびに
n型領域へのオーミック電極9を直接形成したことであ
る。素子構造ならびに素子作製工程が簡単になる長所が
ある。Embodiment 4 FIG. 6 illustrates a fourth embodiment of the present invention
FIG. 3 is a cross-sectional view shown for reference . The difference from the first embodiment is that the p-type and n-type
Instead of disposing the type polycrystalline silicon, ohmic electrodes 8 to the p-type region and ohmic electrodes 9 to the n-type region are directly formed on both sides of the i-type polycrystalline silicon layer 2. There is an advantage that the element structure and the element manufacturing process are simplified.
【0016】図6に示す構造において、第1のゲート電
極6に負電圧を、第2のゲート電極7に正電圧を加える
と、図7に示すように、第1のゲート電極6下のi型多
結晶シリコン層2中にpチャネル10が、第2のゲート
電極7下のi型多結晶シリコン層2中にnチャネル11
が形成されて、p−i−n構造となり、第1の実施例と
同じように動作させることができた。In the structure shown in FIG. 6, when a negative voltage is applied to the first gate electrode 6 and a positive voltage is applied to the second gate electrode 7, as shown in FIG. A p-channel 10 is provided in the p-type polysilicon layer 2 and an n-channel 11 is provided in the i-type polysilicon layer 2 under the second gate electrode 7.
Was formed to form a pin structure, and the device could be operated in the same manner as in the first embodiment.
【0017】図6に示す構造においても、第1のゲート
電極6ならびに第2のゲート電極7を、絶縁膜を挟んで
多結晶シリコン層2の下に形成してもよいし、第1なら
びに第2のゲート電極の片方を上に、他方を下に形成し
てもよい。また、第1のゲート電極と第2のゲート電極
の両方を設けなくとも、どちらか片方だけでも逆方向リ
ーク電流をある程度低減することが可能である。さら
に、動作電圧によっては、第1のゲート電極6とp型領
域へのオーミック電極8を相互接続し、また第2のゲー
ト電極7とn型領域へのオーミック電極9を相互接続し
て、2端子動作とすることも可能である。In the structure shown in FIG . 6 , the first gate electrode 6 and the second gate electrode 7 may be formed below the polycrystalline silicon layer 2 with an insulating film interposed therebetween. One of the two gate electrodes may be formed above and the other may be formed below. In addition, even if only one of the first gate electrode and the second gate electrode is not provided, it is possible to reduce the reverse leakage current to some extent by using only one of them. Further, depending on the operating voltage, the first gate electrode 6 is connected to the ohmic electrode 8 to the p-type region, and the second gate electrode 7 is connected to the ohmic electrode 9 to the n-type region. Terminal operation is also possible.
【0018】また、第3の実施例と同様に、図6に参考
として示す構造において、第1のゲート電極を設けるか
わりに、膜中に負の固定電荷を有する絶縁膜15を、ま
た、第2のゲート電極を設ける代わりに、膜中に正の固
定電荷を有する絶縁膜16を設けても良い。この場合の
実施例4が図8に示されている。[0018] As in the third embodiment, reference Figure 6
In this structure , instead of providing the first gate electrode, an insulating film 15 having a negative fixed charge is provided in the film, and instead of providing the second gate electrode, an insulating film 15 having a positive fixed charge is provided in the film. An insulating film 16 may be provided. Embodiment 4 in this case is shown in FIG.
【0019】以上、実施例1から実施例4まで、多結晶
シリコンについて説明したが、多結晶シリコンをアモル
ファスシリコンに置き換えても、同じように、ダイオー
ドの逆方向暗電流の低減効果が得られる。図1に示した
構造において、多結晶シリコンをアモルファスシリコン
に置き換えたダイオードを作製し、その特性を測定した
ところ、逆方向暗電流が従来のp−i−nダイオードよ
りも2桁低くなり、入射パワーが0.1μW/cm2 以下
の光の受光が可能になった。また、多結晶シリコン,ア
モルファスシリコンの代わりに、アモルファスGe,多
結晶Ge,アモルファスSiGe,多結晶SiGe,ア
モルファスSiC,多結晶SiCを用いても良い。As described above, the polycrystalline silicon has been described from the first embodiment to the fourth embodiment. However, even if the polycrystalline silicon is replaced with amorphous silicon, the effect of reducing the reverse dark current of the diode can be obtained in the same manner. In the structure shown in FIG. 1, a diode in which polycrystalline silicon was replaced with amorphous silicon was fabricated and its characteristics were measured. The reverse dark current was two orders of magnitude lower than that of the conventional pin diode. Light having a power of 0.1 μW / cm 2 or less can be received. Also, instead of polycrystalline silicon and amorphous silicon, amorphous Ge, polycrystalline Ge, amorphous SiGe, polycrystalline SiGe, amorphous SiC, and polycrystalline SiC may be used.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明よって、p
−iならびにn−i接合の界面を捕獲中心密度の低いi
領域内に形成することで、捕獲中心を経由するトンネル
電流あるはPoole−Frenkel電流を減少させ
ることが可能となった。このため、従来はフォトダイオ
ードとして使用できなかった多結晶シリコンにおいて、
ダイオードの逆方向リーク電流が著しく減少し、フォト
ダイオードとしての使用が可能となった。また、アモル
ファスシリコンにおいては、従来に比べてダイオードの
逆方向リーク電流が著しく減少し、低い入射パワーの光
に対するフォトダイオードのS/Nが飛躍的に向上し
た。As described above, according to the present invention, p
-I and the interface of the ni junction have a low trapping center density i
The formation in the region makes it possible to reduce the tunnel current or the Pool-Frenkel current passing through the trapping center. For this reason, in polycrystalline silicon that could not be used as a photodiode in the past,
The reverse leakage current of the diode has been significantly reduced, and it has become possible to use it as a photodiode. Further, in the case of amorphous silicon, the reverse leakage current of the diode was significantly reduced as compared with the conventional case, and the S / N of the photodiode with respect to light having low incident power was significantly improved.
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための断面図
である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】(a)は従来のダイオードの電流−電圧特性、
(b)は本発明のダイオードの暗時ならびに光を照射し
たときの電流−電圧特性である。FIG. 2 (a) shows current-voltage characteristics of a conventional diode,
(B) is a current-voltage characteristic of the diode of the present invention in the dark and when irradiated with light.
【図3】本発明の第1の実施例の動作を説明するための
断面図である。FIG. 3 is a sectional view for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例を説明するための断面図
である。FIG. 4 is a sectional view for explaining a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施例の構造を説明するための
断面図である。FIG. 5 is a sectional view for explaining the structure of a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第4の実施例の構造を説明するために
参考として示す断面図である。[6] In order to explain the structure of the fourth embodiment of the present invention
It is sectional drawing shown as a reference .
【図7】本発明の第4の実施例の動作を説明するために
参考として示す断面図である。[7] In order to explain the operation of the fourth embodiment of the present invention
It is sectional drawing shown as a reference .
【図8】本発明の第4の実施例を説明するための断面図
である。8 is a sectional view for explaining the fourth embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−145866(JP,A) 特開 平2−215168(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 31/00 - 31/119 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-145866 (JP, A) JP-A-2-215168 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 31/00-31/119
Claims (5)
いi型半導体薄膜の両側にp型半導体薄膜とn型半導体
薄膜とをそれぞれ配した平面型p−i−n構造におい
て、該p−i−n構造内に形成されるp−i接合部とn
−i接合部の片方あるいは両方の、上または下、あるい
は上下に、絶縁膜を介して、所要のゲート電極を設けた
ことを特徴とするフォトダイオード。1. A planar pin structure in which a p-type semiconductor thin film and an n-type semiconductor thin film are disposed on both sides of an i-type semiconductor thin film not doped with impurities formed on a substrate, respectively. p-i junction formed in i-n structure and n
-A photodiode characterized in that a required gate electrode is provided above, below, or above and below one or both of the i-junctions via an insulating film.
いi型半導体薄膜の両側にp型半導体薄膜ならびにn型
半導体薄膜を配した平面型p−i−n構造において、該
平面型p−i−n構造内に形成されるp−i接合部の上
または下、あるいは上下に、膜中に負の固定電荷を有す
る絶縁膜を設け、さらに前記平面型p−i−n構造内に
形成されるn−i接合部の上または下、あるいは上下
に、正の固定電荷を有する絶縁膜を設けたことを特徴と
するフォトダイオード。2. A planar pin structure in which a p-type semiconductor thin film and an n-type semiconductor thin film are disposed on both sides of an undoped i-type semiconductor thin film formed on a substrate. An insulating film having a negative fixed charge is provided above, below, or above and below a pi junction formed in the i-n structure, and further formed in the planar pin structure. A photodiode having an insulating film having a positive fixed charge provided above, below, or above and below the ni junction.
いi型半導体薄膜の両端にそれぞれ電極を配した構造に
おいて、前記電極の片方と前記i型半導体薄膜の接合部
の上または下、あるいは上下に、膜中に負の固定電荷を
有する絶縁膜を設けるとともに、前記電極の他方と前記
i型半導体の接合部の上または下、あるいは上下に、膜
中に正の固定電荷を有する絶縁膜を設けたことを特徴と
するフォトダイオード。3. A structure in which electrodes are provided at both ends of an i-type semiconductor thin film which is formed on a substrate and which is not doped with impurities, above or below a junction between one of the electrodes and the i-type semiconductor thin film, or An insulating film having a negative fixed charge in the film is provided above and below, and an insulating film having a positive fixed charge in the film is provided above or below, or above and below, a junction between the other of the electrodes and the i-type semiconductor. A photodiode, comprising:
たことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに
記載のフォトダイオード。4. A photodiode as claimed in any one of claims 3, characterized in that using a polycrystalline silicon thin film on the semiconductor.
を用いたことを特徴とする請求項1から請求項3のいず
れかに記載のフォトダイオード。5. The photodiode according to any one of claims 1 to 3, characterized in that using an amorphous silicon thin film on the semiconductor.
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1991
- 1991-03-20 JP JP3080573A patent/JP2959682B2/en not_active Expired - Fee Related
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