JPH0437592B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0437592B2 JPH0437592B2 JP58027052A JP2705283A JPH0437592B2 JP H0437592 B2 JPH0437592 B2 JP H0437592B2 JP 58027052 A JP58027052 A JP 58027052A JP 2705283 A JP2705283 A JP 2705283A JP H0437592 B2 JPH0437592 B2 JP H0437592B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- amorphous silicon
- doped amorphous
- silicon layer
- type layer
- 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 - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/30—Coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は非晶質シリコン半導体より形成された
PIN型ホトダイオードの光感度向上に好適な光セ
ンサに関するものである。
PIN型ホトダイオードの光感度向上に好適な光セ
ンサに関するものである。
（従来技術）
従来、この種光センサとして第１図に示すもの
があつた。第１図ａは上記光センサの要部縦断面
図、同図ｂは第１図ａのＸ−Ｘ線平面断面図であ
つて、図中、１はガラス基板又は石英基板から成
る透明絶縁基板、２は上記透明絶縁基板１上に、
例えば電子ビーム蒸着法により被着し、その後所
定のパターンにエツチング加工して成る透明電極
層で、例えばITO（In2O3＋SnO2）などが用いら
れる。３は上記透明電極層２上に形成されたボロ
ン（Ｂ）ドーピング非晶質シリコン層（Ｐ型層）、
４は上記透明絶縁基板１及び上記Ｂドーピング非
晶質シリコン層（Ｐ型層）上に一段階状に形成さ
れたノンドープ非晶質シリコン層（Ｉ型層）、５
は上記ノンドープ非晶質シリコン層（Ｉ型層）４
上にその上面形状通りに形成されたＰドーピング
非晶質シリコン層（Ｎ型層）、６は上記透明絶縁
基板１及び上記ドーピング非晶質シリコン層（Ｎ
型層）上に二段階状に形成された金属電極層（上
部電極）である。
があつた。第１図ａは上記光センサの要部縦断面
図、同図ｂは第１図ａのＸ−Ｘ線平面断面図であ
つて、図中、１はガラス基板又は石英基板から成
る透明絶縁基板、２は上記透明絶縁基板１上に、
例えば電子ビーム蒸着法により被着し、その後所
定のパターンにエツチング加工して成る透明電極
層で、例えばITO（In2O3＋SnO2）などが用いら
れる。３は上記透明電極層２上に形成されたボロ
ン（Ｂ）ドーピング非晶質シリコン層（Ｐ型層）、
４は上記透明絶縁基板１及び上記Ｂドーピング非
晶質シリコン層（Ｐ型層）上に一段階状に形成さ
れたノンドープ非晶質シリコン層（Ｉ型層）、５
は上記ノンドープ非晶質シリコン層（Ｉ型層）４
上にその上面形状通りに形成されたＰドーピング
非晶質シリコン層（Ｎ型層）、６は上記透明絶縁
基板１及び上記ドーピング非晶質シリコン層（Ｎ
型層）上に二段階状に形成された金属電極層（上
部電極）である。
上記構成を備えた従来の光センサの場合、その
製造過程において、まず透明絶縁基板１上に下部
電極として透明電極層２を電子ビーム蒸着法によ
り被着形成し、次に該透明電極層２上に風
100ppm程度の不純物としてポロン（Ｂ）のドー
ピングで数100〓程度の膜厚にＢドーピング非晶
質シリコン膜３（Ｐ型層）を形成し、更に該Ｐ型
層３の上にノンドープの非晶質シリコン半導体層
４（Ｉ型層）を、そして更に該Ｉ型層４の上に数
100ppm程度の不純物としてリン（Ｐ）のドーピ
ングで膜厚が数100〓程度の非晶質シリコン層５
（Ｎ型層）を被着形成し、最後に上記Ｎ型層５の
上にAl，NiCr−Au等の金属より成る電極膜を上
部電極６として被着加工することにより下部電極
（ITO層）２−Ｐ型層３−Ｉ型層４−Ｎ型層５−
上部電極６なる構造を有する光センサが完成す
る。なお、上記Ｐ型層３、Ｉ型層４及びＮ型層５
は、それぞれ主成分ガスをシラン（SiH4）とし、
グロー放電法により連続あるいは分離して被着形
成される。
製造過程において、まず透明絶縁基板１上に下部
電極として透明電極層２を電子ビーム蒸着法によ
り被着形成し、次に該透明電極層２上に風
100ppm程度の不純物としてポロン（Ｂ）のドー
ピングで数100〓程度の膜厚にＢドーピング非晶
質シリコン膜３（Ｐ型層）を形成し、更に該Ｐ型
層３の上にノンドープの非晶質シリコン半導体層
４（Ｉ型層）を、そして更に該Ｉ型層４の上に数
100ppm程度の不純物としてリン（Ｐ）のドーピ
ングで膜厚が数100〓程度の非晶質シリコン層５
（Ｎ型層）を被着形成し、最後に上記Ｎ型層５の
上にAl，NiCr−Au等の金属より成る電極膜を上
部電極６として被着加工することにより下部電極
（ITO層）２−Ｐ型層３−Ｉ型層４−Ｎ型層５−
上部電極６なる構造を有する光センサが完成す
る。なお、上記Ｐ型層３、Ｉ型層４及びＮ型層５
は、それぞれ主成分ガスをシラン（SiH4）とし、
グロー放電法により連続あるいは分離して被着形
成される。
次に、動作について説明する。
この光センサは第１図ａの矢符で示すごとく、
基板１側からの入射光強度に比例して上記PIN層
３，４，５の上記Ｐ型層３及びＩ型層４の間に形
成されたPI膜界面での空乏層幅が変化し、これ
に対して逆バイアスを印加することでのその変化
分を出力信号として係止するものである。しかし
ながら、上記の如き従来技術では、入射光が上記
Ｂドーピング非晶質シリコン層（Ｐ型層）３のＢ
ドーピング層中を通過する時に吸収されて弱くな
る為、上記PI膜界面に到達して上述の空乏層変
化に寄与する光量は、入射光のうちの微少な量で
あり、その結果この光センサの出力信号は微弱な
ものとなつて検出しずらいという問題点があつ
た。このような問題点を解決するためには、一般
にゲインの高い増幅器を必要とするものの、増幅
器のゲインを上げると周波数帯域を狭めることに
なり、今度は高速の光検出が不可能となるという
技術的な欠点があつた。
基板１側からの入射光強度に比例して上記PIN層
３，４，５の上記Ｐ型層３及びＩ型層４の間に形
成されたPI膜界面での空乏層幅が変化し、これ
に対して逆バイアスを印加することでのその変化
分を出力信号として係止するものである。しかし
ながら、上記の如き従来技術では、入射光が上記
Ｂドーピング非晶質シリコン層（Ｐ型層）３のＢ
ドーピング層中を通過する時に吸収されて弱くな
る為、上記PI膜界面に到達して上述の空乏層変
化に寄与する光量は、入射光のうちの微少な量で
あり、その結果この光センサの出力信号は微弱な
ものとなつて検出しずらいという問題点があつ
た。このような問題点を解決するためには、一般
にゲインの高い増幅器を必要とするものの、増幅
器のゲインを上げると周波数帯域を狭めることに
なり、今度は高速の光検出が不可能となるという
技術的な欠点があつた。
（発明の目的）
本発明は上記の如き欠点を解除するためになさ
れたもので、入射光を効率よく上記PI膜界面に
到達させ、効率よく出力信号を得ることが出来る
光センサを提供することを目的としている。
れたもので、入射光を効率よく上記PI膜界面に
到達させ、効率よく出力信号を得ることが出来る
光センサを提供することを目的としている。
（実施例）
以下、本発明の二実施例を第２図及び第３図を
用いて説明する。
用いて説明する。
第２図は本発明の第１の実施例を示すものであ
つて、同図ａは光センサの平面図、同図ｂは第１
図ａのＹ−Ｙ線縦断面図である。
つて、同図ａは光センサの平面図、同図ｂは第１
図ａのＹ−Ｙ線縦断面図である。
図において、７はSiH4とN2Ｏ、SiH4とNH3を
主成分とする混合ガスをグロー放電法により被着
せしめたSiO、SiNより成る透明絶縁層であり、
この層を格子状にホトリソエツチングすることで
部分的欠陥部３ａ〜３ｐを形成する。そして、こ
れらの欠陥部３ａ〜３ｐにはボロンＢドーピング
非晶質シリコン膜をグロー放電法により全面被着
した後、ホトリソエツチングにより加工する。こ
れにより、上記透明絶縁層７の部分的欠陥部３ａ
〜３ｐにＢドーピング非晶質シリコン層（Ｐ型
層）が選択的に形成される。
主成分とする混合ガスをグロー放電法により被着
せしめたSiO、SiNより成る透明絶縁層であり、
この層を格子状にホトリソエツチングすることで
部分的欠陥部３ａ〜３ｐを形成する。そして、こ
れらの欠陥部３ａ〜３ｐにはボロンＢドーピング
非晶質シリコン膜をグロー放電法により全面被着
した後、ホトリソエツチングにより加工する。こ
れにより、上記透明絶縁層７の部分的欠陥部３ａ
〜３ｐにＢドーピング非晶質シリコン層（Ｐ型
層）が選択的に形成される。
以上のように構成された本発明の第１の実施例
によれば、第２図に示す如く、微小間隔の格子状
配置でＢドーピング層を有する部分的欠陥部３ａ
〜３ｐを構成したことにより、該Ｂドーピング層
による光の吸収量を減少させてＩ型層４に到達す
る光量を増加させることが可能となり、その結
果、透明絶縁層７を通過した光により上記Ｉ型層
４で発生した電子一正孔対は、該Ｉ型層４の抵抗
値を減少させると共に、上記PI膜界面へも移動
し、PI膜界面の空乏層幅を好適に大きく変化さ
せることが出来るので、本光センサの出力信号は
従来のものよりも著しく大にすることが出来る。
によれば、第２図に示す如く、微小間隔の格子状
配置でＢドーピング層を有する部分的欠陥部３ａ
〜３ｐを構成したことにより、該Ｂドーピング層
による光の吸収量を減少させてＩ型層４に到達す
る光量を増加させることが可能となり、その結
果、透明絶縁層７を通過した光により上記Ｉ型層
４で発生した電子一正孔対は、該Ｉ型層４の抵抗
値を減少させると共に、上記PI膜界面へも移動
し、PI膜界面の空乏層幅を好適に大きく変化さ
せることが出来るので、本光センサの出力信号は
従来のものよりも著しく大にすることが出来る。
次に、第３図は本発明の第２の実施例を示すも
のであつて、同図ａは光センサの平面図、同図ｂ
は第１図ａのＺ−Ｚ線縦断面図である。
のであつて、同図ａは光センサの平面図、同図ｂ
は第１図ａのＺ−Ｚ線縦断面図である。
図において、８ａ〜３ｄは微小間隔の帯状にＢ
ドーピング層を有する透明絶縁層７の部分的欠陥
部である。
ドーピング層を有する透明絶縁層７の部分的欠陥
部である。
以上のように構成された本発明の第２の実施例
によれば、第３図に示す如く、Ｂドーピング層８
ａ〜８ｄが微小間隔の帯状に形成されたことによ
り、上述の第１の実施例と同様の効果をもたらす
ことが可能である。すなわち、PIN構造に逆バイ
アスを印加することで、入射光強度により変化す
る上記空乏層幅の変化分を出力信号として従来の
ものよりも大きく検出することが出来る。
によれば、第３図に示す如く、Ｂドーピング層８
ａ〜８ｄが微小間隔の帯状に形成されたことによ
り、上述の第１の実施例と同様の効果をもたらす
ことが可能である。すなわち、PIN構造に逆バイ
アスを印加することで、入射光強度により変化す
る上記空乏層幅の変化分を出力信号として従来の
ものよりも大きく検出することが出来る。
なお、本発明の第１及び第２の実施例において
開示された透明絶縁層７の部分的欠陥部にＢドー
ピング層を設ける技術は、CF4＋O2（５％）混合
ガスによるプラズマエツチングにより余分な部分
を除去することで、容易に上記部分的欠陥にＢド
ーピング層３ａ〜３ｐ、８ａ〜８ｄを形成するこ
とが可能であり、構造上特に問題となることはな
いのである。
開示された透明絶縁層７の部分的欠陥部にＢドー
ピング層を設ける技術は、CF4＋O2（５％）混合
ガスによるプラズマエツチングにより余分な部分
を除去することで、容易に上記部分的欠陥にＢド
ーピング層３ａ〜３ｐ、８ａ〜８ｄを形成するこ
とが可能であり、構造上特に問題となることはな
いのである。
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明によれば、PIN構造
において透明電極層とノンドープの非晶質シリコ
ン層（Ｉ型層）との間にあつて透明絶縁層の部分
的欠陥部にＢドーピング非晶質シリコン層（Ｐ型
層）を部分的に形成したので、光感度が著しく向
上するという利点が得られ、従つてゲインの高い
増幅器を必要とせずに高速の光検出が可能となる
ため、高速光センサ用として、また製造方法も容
易であることから大型のラインセンサ用として大
なる実用的効果を奏する。
において透明電極層とノンドープの非晶質シリコ
ン層（Ｉ型層）との間にあつて透明絶縁層の部分
的欠陥部にＢドーピング非晶質シリコン層（Ｐ型
層）を部分的に形成したので、光感度が著しく向
上するという利点が得られ、従つてゲインの高い
増幅器を必要とせずに高速の光検出が可能となる
ため、高速光センサ用として、また製造方法も容
易であることから大型のラインセンサ用として大
なる実用的効果を奏する。
第１図ａは従来例を示す光センサの要部縦断面
図、同図ｂは第１図ａのＸ−Ｘ線平面断面図、第
２図ａは本発明の第１の実施例による光センサの
平面図、同図ｂは第２図ａのＹ−Ｙ線縦断面図、
第３図ａは本発明の第２の実施例による光センサ
の平面図、同図ｂは第３図ａのＺ−Ｚ線縦断面図
である。 １……透明絶縁基板、２……透明電極層（下部
電極）、３……Ｂドーピング非晶質シリコン層
（Ｐ型層）、３ａ〜３ｐ，８ａ〜８ｄ……Ｂドーピ
ング非晶質シリコン層（Ｐ型層）が形成された透
明絶縁層の部分的欠陥部、４……ノンドープの非
晶質シリコン層（Ｉ型層）、５……Ｐドーピング
非晶質シリコン層（Ｎ型層）、６……金属電極層
（上部電極）、７……透明絶縁層。なお、図中、同
一符号は同一部分又は相当部分を示す。
図、同図ｂは第１図ａのＸ−Ｘ線平面断面図、第
２図ａは本発明の第１の実施例による光センサの
平面図、同図ｂは第２図ａのＹ−Ｙ線縦断面図、
第３図ａは本発明の第２の実施例による光センサ
の平面図、同図ｂは第３図ａのＺ−Ｚ線縦断面図
である。 １……透明絶縁基板、２……透明電極層（下部
電極）、３……Ｂドーピング非晶質シリコン層
（Ｐ型層）、３ａ〜３ｐ，８ａ〜８ｄ……Ｂドーピ
ング非晶質シリコン層（Ｐ型層）が形成された透
明絶縁層の部分的欠陥部、４……ノンドープの非
晶質シリコン層（Ｉ型層）、５……Ｐドーピング
非晶質シリコン層（Ｎ型層）、６……金属電極層
（上部電極）、７……透明絶縁層。なお、図中、同
一符号は同一部分又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 透明電極層と、該透明電極層上に形成された
ボロン（Ｂ）ドーピング非晶質シリコン層と、該
Ｂドーピング非晶質シリコン層上に形成されたノ
ンドープの非晶質シリコン層と、該非晶質シリコ
ン層上に形成されたリン（Ｐ）ドーピング非晶質
シリコン層と、該Ｐドーピング非晶質シリコン層
上に形成された金属電極層とを少なくとも有する
光センサにおいて、部分的欠陥部を有する透明絶
縁層と該部分的欠陥部にＢドーピング層を形成し
て成る層とを上記透明電極層と上記非晶質シリコ
ン層の間に設けたことを特徴とする光センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58027052A JPS59154082A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58027052A JPS59154082A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | 光センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59154082A JPS59154082A (ja) | 1984-09-03 |
| JPH0437592B2 true JPH0437592B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=12210296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58027052A Granted JPS59154082A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59154082A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61196570A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-30 | Hitachi Zosen Corp | アモルフアスシリコンｘ線センサ |
| JPS61196572A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-30 | Hitachi Zosen Corp | アモルフアスシリコンｘ線センサ |
| JP3213889B2 (ja) | 1998-11-13 | 2001-10-02 | 株式会社麻美亜 | 食器類収容具 |
-
1983
- 1983-02-22 JP JP58027052A patent/JPS59154082A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59154082A (ja) | 1984-09-03 |
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