[其他]高速響應(yīng)光電轉(zhuǎn)換器及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100058
• 申請日: 1987-01-06
• 公開（公告）號: CN87100058A
• 公開（公告）日: 1987-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山崎舜平;間瀨晃;浜谷敏次
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社半導(dǎo)體能源研究所
• 主分類號: H01L31/06
• 分類號: H01L31/06;H01L31/10;H01L31/18;H01L25/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖春京

本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換器。

迄今為此，人們對光電變換器的應(yīng)用提出過各色各樣的方案。傳真機(jī)用的接觸式圖象傳感器是這種應(yīng)用的一個實(shí)例，其示意圖如圖1所示。該傳感器由光敏半導(dǎo)體層3組成，光敏半導(dǎo)體層3兩相對表面有一對電極2和4，該對電極是用三個掩模用平版印刷述制成的。

現(xiàn)行這種光電轉(zhuǎn)換器的制造方法如下：-先在襯底1上形成一層鉻導(dǎo)電層，用第一個掩模1m模制，形成多個第一電極2，再用輝光放電法在模制成的電極2上淀積一層1微米厚非晶形硅光敏本征半導(dǎo)體層，然后用第二個金屬掩模2m模制，形成光電轉(zhuǎn)換層3。作為半導(dǎo)體層，非晶形硅系按這樣一種方法形成，以致即使掩模2m可能位移，模制層也仍能充分遮蓋第一電極2。然后在半導(dǎo)體層3上形成一層氧化錫銦導(dǎo)電層，并用第三個掩模3m模制第二電極4。在第二電極4和半導(dǎo)體層3之間的結(jié)（MI結(jié)）-肖特基勢壘上，可制成整流二極管。

光線如圖1（C）所示那樣通過第二電極4入射到半導(dǎo)體層3上時，就產(chǎn)生與入射光強(qiáng)度成比例的電子-空穴對。

但圖1（A）至圖1（C）所示的圖象傳感器，其半導(dǎo)體層3都制造得大于第一電極2。因此，在垂直方向相對配置的電極2和4之間的區(qū)內(nèi)也產(chǎn)生電子-空穴對，而且在該區(qū)內(nèi)所產(chǎn)生的載流子發(fā)生橫向漂移，如圖1（A）各箭頭所示。橫向漂移使響應(yīng)滯后。

另一方面，按上述方法制造的本征半導(dǎo)體層具有在易于轉(zhuǎn)變成n型的曝光表面形成寄生通道的傾向，從而產(chǎn)生大的暗電流，并使產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。此外，三個掩模的采用降低了成本效率。

因此本發(fā)明的一個目的是提供經(jīng)過改良的光電轉(zhuǎn)換器及其制造方法。

本發(fā)明的另一個目的是提供經(jīng)過改良能實(shí)時變換入射光的光電轉(zhuǎn)換器及其制造方法。

本發(fā)明的又一個目的是提供經(jīng)過改良，其對入射光的響應(yīng)時間滯后不大的光電轉(zhuǎn)換器及其制造方法。

本發(fā)明的又另一個目的是提供經(jīng)過改良在其光電半導(dǎo)體上的寄生通道不多的光電轉(zhuǎn)換器及其制造方法。

圖1（A）、（B）和（C）是現(xiàn)有技術(shù)的圖象傳感器。

圖2（A）至圖2（M）是本發(fā)明的線性接觸式圖象傳感器的平面圖和剖面圖。

圖3（A）至圖3（C）是本發(fā)明另一種線性接觸式圖象傳感器的平面圖和剖面圖。

圖4（A）至圖4（F）是本發(fā)明又另一種線性接觸式圖象傳感器的平面圖和剖面圖。

圖5（A）至圖5（G）是本發(fā)明又另一種接觸式圖象傳感器的平面圖和剖面圖。

圖6（A）至圖6（M）是本發(fā)明二維接觸式圖象傳感器的平面圖和剖面圖。

參看圖2（A）至圖2（M），這是按制造過程說明本發(fā)明一個實(shí)施例的示意圖。

在諸如石英板、硼硅酸玻璃板之類的耐熱襯底上依次形成第一導(dǎo)電層2、光敏半導(dǎo)體層3和第二導(dǎo)電層5。第一導(dǎo)電層是2000埃厚的錫銦氧化層。半導(dǎo)體層至少應(yīng)由一層大體上是本征半導(dǎo)體層構(gòu)成，例如含p-i-n結(jié)、n-i-n結(jié)或m-i結(jié)的非晶形硅半導(dǎo)體層等;各層系用周知的化學(xué)汽相淀積法淀積成。硅半導(dǎo)體層顯然略呈n型導(dǎo)電性，因而可摻以硼之類的p型雜質(zhì)使之成為大體上是本征性的半導(dǎo)體。

例如，半導(dǎo)體層可由一層200埃厚的p型半導(dǎo)體層、一層3500埃厚的本征半導(dǎo)體層和一層300埃厚的n型半導(dǎo)體層組成，名層都用多室等離子體改進(jìn)了的化學(xué)汽相淀積法淀積成（如本申請人在昭-54-104452號日本專利申請書所公開的那樣）。在此情況下，第二導(dǎo)電層5系由厚1000埃的鉻制成，硅化鉻透明導(dǎo)電層4則系作為10至200埃厚的副產(chǎn)品在半導(dǎo)體層3與鉻層5之間形成。硅化鉻層4作為緩沖層使半導(dǎo)體層3與電極5之間的接觸具有電阻性。

在各薄片層之間加上反偏壓以消除半導(dǎo)體層3中的缺陷。即，第一導(dǎo)電層2接電壓源正極，第二導(dǎo)電層4接電壓源負(fù)極，逐步升壓。在此過程中，所加電壓上升時，通過半導(dǎo)體層的電流隨疊加的不規(guī)則瞬態(tài)電流而增加。但通過半導(dǎo)體層的電流在所加電壓達(dá)3至5伏時突然下降，在反偏壓降至10伏時在對應(yīng)于半導(dǎo)體電阻率的電平下穩(wěn)定下來。上述現(xiàn)象可這樣解釋：缺陷部分的電阻大體上小于半導(dǎo)體正常部分的電阻，而通過缺陷部分的電流導(dǎo)致瞬態(tài)電流的產(chǎn)生，更詳細(xì)地說，因此缺陷部分產(chǎn)生不利的影響。將流過缺陷部分的電流在空間上加以限制并使其密集，使該電流所產(chǎn)生的熱量焚燒缺陷部分，從而使其具有相同的絕緣性能。所加的電壓當(dāng)然應(yīng)低于半導(dǎo)體層3的擊穿電壓。

接著，用第一個掩模1m將導(dǎo)電層2、4、5和半導(dǎo)體層3作為一個整體腐蝕或多個延伸的薄片件10，如圖2（C）、2（D）和2（E）所示。

這樣，將薄片件10配置成線性陣列，各元件寬100微米，長150微米，間距30微米。