アモルファス半導体の超格子構造を光導電膜に応用した積層型高感度固体撮像素子の研究

将非晶半导体超晶格结构应用于光电导薄膜的堆叠式高灵敏度固态成像器件的研究

• 批准号: 01550242
• 负责人: 安藤 隆男
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550242/
• 关键词: a-Si:H膜; 超格子膜; 光電感度; アバランシェ; 増幅型固体撮像素子; 動作姿態

この課題で次の2点につき検討した。1)a-Si:H/a-Sic:H超格子積層の試作と光電特性の測定透明電極(Sno_2)/p^+-a-Si:H/超格子膜/n^+-Si:H/A1電極構造で、超格子部分をa-Si:H(200A)とa-SiC:H(250A)を交互に3、5、10周期堆積した3種類の試料を作製した。膜の分光感度はa-Si:Hのp^+in^+ダイオ-ドによるものと同一で、入射光はa-Si:H部分で吸収されることが分かる。波長600nmの光をいれ、電界による光感度の変化を見た。光電流の立ち上がりをp^+in^+構造と比較すると光電流が立ち上がる閾値電界は超格子膜のほうが大きい。これは超格子内のa-Si/a-SiCの界面でのエネルギ-バンドの不連続による。また同一電界では、積層周期が多い試料ほど光感度が高い。また周期性のないp^+in^+膜の光感度と比較すると、全ての試料で光感度の改善が認められた。さらに、光電変換効率の入射光量依存性を求めたところ、入射光量の減少に伴って効率が大きくなることが認められた。この傾向は電界強度が大きくなるほど顕著になる。この特徴は多周期構造による光感度の改善と併せて、超格子構造内で光励起電荷がアバランシェにより倍増していると考えられると説明がつく。しかし今回は量子効率が1以上になることはなかった。2)積層増幅型固体撮像素子の試作と動作解析この撮像素子には、光導電膜とMOSTの種類を変えることで、正変調、負変調の2つの動作モ-ドが存在することを明らかにした。そこで、これら2種類の素子を設計。試作して光電感度20μA/1x、ダイナミックレンジ90dBを得た。また信号の増幅形態には、容量型増幅と電流型増幅があり、将来の高度密度化には前者が有利なことを示した。

The second point of the で で topic で discusses the た. 1) a - Si: H/a - Sic: H superlattices horizon の attempt と photoelectric properties の determination of transparent electrode (Sno_2)/p ^ + - a - Si: H/superlattice film/n ^ + - Si: H/A1 で electrode structure, superlattice を a - Si: H と a - Sic (200 a), H (250 a) を interaction に 3, 5, 10 weeks In the first batch, た た3 types of batch test materials を were piled up to make <s:1> た. Membrane の spectral sensitivity は a - Si: H の p ^ + ^ + in ダ イ オ - ド に よ る も の と same で, incident light は a - Si: H section で suction 収 さ れ る こ と が points か る. The <s:1> light at a wavelength of 600nm を を れ and the <s:1> light sensitivity change in the electrical field による を can be found in た. Photocurrent の stand on ち が り を p ^ + ^ + in tectonic と compare す る と photocurrent が stand on ち が る threshold numerical electric industry は superlattice film の ほ う が big き い. The <s:1> れ れ 続による the <s:1> a-Si/a-SiC <s:1> interface within the hyperlattice is で <s:1> エネ ギ ギ ギ-バ <s:1> ド ド <s:1> is not connected to 続による. Youdaoplaceholder0 in the same electrical realm, で and with multiple accumulation periods が, the <s:1> light sensitivity が of the <s:1> test material is high が. Youdaoplaceholder0 periodic <s:1> な な また p^+in^+ film <s:1> light sensitivity と comparison すると, full て <s:1> sample で light sensitivity <e:1> improvement が confirmation められた. さ ら に, photoelectric - in sharper rate の incident light dependence を o め た と こ ろ and incident light quantity の reduce に っ て が large working rate き く な る こ と が recognize め ら れ た. The <s:1> <s:1> tendency is that the intensity of the electric field が is large が くなるほ 顕 顕 になる. こ の, 徴 は multicycle tectonic に よ る light sensitivity の improve と and せ て, superlattice structure で excitation light up charge が ア バ ラ ン シ ェ に よ り times raised し て い る と exam え ら れ る と illustrate が つ く. This time, the な quantum efficiency is が1 or above になる と な な った. 2) horizon raised picture type solid pinch of pixel と の try son action parsing こ の pinch of pixel son に は, optical electric film MOST と の kinds を - え る こ と で, positive -, negative - adjustable の 2 つ の action モ - ド が exist す る こ と を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0 そ で and れら are two types of pheromones for を design. Test the photoinductance of て て at 20μA/ x ⁻ ¹ and ダ ナ ナ ナ ッ レ レ ジ ジ90dBを to obtain た. ま た signal の raised picture form に は type, capacity, portrait rights と current-mode raised が あ り, future の highly density に は former が favorable な こ と を shown し た.

项目成果

Zhong-Shou Huang and Takao Ando: "Temperature Dependence of the Output of a Stacked and Amplified Image Sensor" Japanese Journal of Applied Physics,Part 2(Letters). 29. (1990)

Chung-Shou Huang 和 Takao Ando：“堆叠放大图像传感器输出的温度依赖性”日本应用物理学杂志，第 2 部分（快报）。

Zhong-Shou Huaog and Takao Ando: "A Novel Amplified Image Sensor with a-Si:H Photo-conductor and MOS Transistors" IEEE Transactions on Electron Devices. ED-37. (1990)

Chung-Shou Huaog 和 Takao Ando：“一种采用 a-Si:H 光电导体和 MOS 晶体管的新型放大图像传感器”IEEE Transactions on Electron Devices。