[发明专利]光检测元件和该光检测元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光检测元件和该光检测元件的制造方法，更详细而言，涉及利用紫外光的光照射而使电阻值发生变化的光电导型的光检测元件及其制造方法。

背景技术

以紫外线传感器为代表的光检测元件，作为火灾报警器、燃烧器的燃烧监视装置等的火焰传感器或者作为检测在室外的紫外线照射量等紫外线照射装置等的紫外线检测装置而广泛使用，近年来也期待应用于光通信装置。

作为这种光检测元件，以往已知有利用紫外线照射而使电阻值变化的光电导型和利用紫外线照射而产生光电动势的光电动势型。

另外，作为光检测元件用材料，带隙能量大到3.3eV（波长：375nm）、且对紫外线具有良好的光电导性的ZnO备受注目。并且，该ZnO价廉且安全性也优异，易于加工，所以被认为有发展前景。

另外，例如，专利文献1中提出了一种光电导型紫外线传感器，是在基板上形成有ZnO薄膜和提取该薄膜因紫外线照射所致的电阻值变化的电极。

该专利文献1中，如图15所示，在基板101的一侧的主面上进行图案形成使一对电极102a、102b相对状地形成，以遮挡电极102a、102b的中央部的状态将ZnO作为靶进行溅射，由此形成由ZnO薄膜构成的感应层103。这样，通过将紫外线传感器如上述那样地构成，从而不需要带通滤波器等光学滤光片，而得到相对于照射量呈直线的光电流。

另外，该专利文献1中，即使是在基板的一侧的主面事先形成由ZnO薄膜构成的感应层后，利用掩膜法、蚀刻法等形成了规定的电极图案的结构，也能够得到与上述同样的效果，并通过设置保护层，从而能够得到无电极损伤的紫外线传感器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平3-241777号公报（权利要求1、图1、第2栏第44行～同栏第47行）

发明内容

然而，如专利文献1所示的现有的紫外线传感器存在如下问题：由于感应层103露出表面，所以暗电流大、而且过渡特性（過渡特性）大、下降特性（立ち下がり特性）也缺乏敏锐性，传感器性能差。

即，该情况下，如图15所示，感应层103与大气直接接触。然而，在该感应层103的表面大量存在氧缺陷、大气中的吸附分子，因此由紫外光激发的ZnO导带的电子与这些氧缺陷、吸附分子产生弛豫时间长的相互作用，其结果，上升时的过渡特性增大。另外，停止紫外光的照射时，也出于同样的理由，有可能下降特性缓慢降低而缺乏敏锐性。另外，由于感应层103与大气中的水分反应，所以感应层103的表面性状不稳定，因此产生电阻极低的部分，有可能无法精度良好地检测紫外光。

并且，上述情况下存在如下问题：分光特性也差，尤其在长波长侧的UV-A区域，特别是在370nm具有大的响应特性的峰值，因此，在UV-A、UV-B区域整体无法得到平坦的特性。

另外，如图16所示，在感应层103的表面形成绝缘保护膜104，使感应层103不与大气接触的情况下，由于该感应层103与绝缘保护膜104接合，所以可能导致暗电流的增大。即，该情况下，绝缘保护膜104与感应层103相比，其化合物的稳定性高，因此在感应层103侧生成氧缺陷而在表层面形成导电层。于是，在这样的状态下施加电压时，电流经由导电层而泄露，因此导致暗电流的增大，其结果，可能无法精度良好地检测紫外线强度。

这样，在现有的紫外线传感器中，暗电流大，并且过度特性、下降特性差，传感器性能差。

本发明鉴于这样的情况而完成，其目的在于提供能够抑制暗电流，具有良好的过渡特性和下降特性，并且分光特性也优异的高性能的光检测元件及其制造方法。

本发明人等使用ZnO系材料作为光检测元件用材料，进行深入研究，结果得到如下见解：通过在上述感应层的表面形成由主成分ZnO形成的非感应层，从而能够提高上升时的过渡特性、下降特性，并且能够抑制暗电流，也能够改善分光特性。

本发明基于这样的见解而完成，本发明的光检测元件，其特征在于，在基板的一侧的主面侧形成有由ZnO形成主成分的感应层和隔着规定间隔相对状地配置的一对电极，在上述感应层检测入射光，由与上述感应层同样的材料形成主成分的非感应层设置成与上述感应层相接。

另外，本发明的光检测元件优选上述感应层形成在上述基板的上述一侧的主面的表面，而且上述一对电极形成在上述感应层的表面，并且，上述非感应层被设置成至少在上述电极间与上述感应层接合。