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KR101612719B1 - Light-receiving element and display device - Google Patents

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KR101612719B1
KR101612719B1 KR1020080128667A KR20080128667A KR101612719B1 KR 101612719 B1 KR101612719 B1 KR 101612719B1 KR 1020080128667 A KR1020080128667 A KR 1020080128667A KR 20080128667 A KR20080128667 A KR 20080128667A KR 101612719 B1 KR101612719 B1 KR 101612719B1
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KR
South Korea
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semiconductor region
electrode
conductivity type
light receiving
type semiconductor
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나쓰키 오타니
쓰토무 다나카
마사후미 구니이
마사노부 이케다
료이치 이토
Original Assignee
가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

수광 소자는, 소자 형성면(element foramtion surface) 위에 형성되도록 구성된 제1 도전형 반도체 영역; 상기 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제2 도전형 반도체 영역; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 상기 제2 도전형 반도체 영역 사이의 상기 소자 형성면 위에 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체 영역 및 상기 제2 도전형 반도체 영역보다 불순물 농도가 낮도록 구성된 중간 반도체 영역을 포함한다. 상기 수광 소자는 또한, 상기 제1 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제2 전극; 및 상기 소자 형성면 상의 상기 중간 반도체 영역에 대향하는 대향 영역에 형성되도록 구성된 제어 전극을 포함한다. The light receiving element includes: a first conductive semiconductor region configured to be formed on an element formation surface; A second conductive semiconductor region configured to be formed on the element formation surface; An intermediate semiconductor region formed on the element formation surface between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region and configured to have an impurity concentration lower than that of the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, . The light receiving element may further include: a first electrode configured to be electrically connected to the first conductivity type semiconductor region; A second electrode configured to be electrically connected to the second conductive semiconductor region; And a control electrode configured to be formed in an opposite region opposite to the intermediate semiconductor region on the element formation surface.

Description

수광 소자 및 표시 장치 {LIGHT-RECEIVING ELEMENT AND DISPLAY DEVICE}[0001] LIGHT-RECEIVING ELEMENT AND DISPLAY DEVICE [0002]

본 발명은 제어 전극을 포함하는 수광 소자 및 그러한 수광 소자를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light receiving element including a control electrode and a display device including such a light receiving element.

관련 출원의 상호참조Cross reference of related application

본 발명은 2008년 9월 5일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허출원 제2008-228255호와, 2007년 12월 25일에 일본 특허청에 출원된, 제2007-332100호에 관련된 내용을 포함하며, 이들 출원에 개시된 내용 전부는 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.The present invention includes Japanese Patent Application No. 2008-228255 filed on September 5, 2008 and Japanese Patent Application No. 2007-332100 filed on December 25, 2007, All of the contents disclosed in these applications are incorporated herein by reference.

최근, 액정 표시 장치와 유기 EL 표시 장치와 같은 표시 장치에서, 표시 화상의 밝기나 콘트라스트를 검출하여 제어하기 위해 사용되는 포토 다이오드와 같은 수광 소자가 널리 사용되고 있다. 포토 다이오드는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 등으로 이루어진 구동 회로를 가지는 표시 소자와 함께 표시 장치에 탑재되어 있다.2. Description of the Related Art In recent years, a light receiving element such as a photodiode, which is used for detecting and controlling the brightness or contrast of a display image in a display device such as a liquid crystal display device and an organic EL display device, is widely used. The photodiode is mounted on a display device together with a display device having a driving circuit composed of a thin film transistor (TFT) or the like.

이와 같은 포토 다이오드의 일종으로서, 평면 형상의 PIN 포토 다이오드가 알려져 있다. 이 PIN 포토 다이오드는, 투명 기판면 위에 형성되고 다결정 실리콘 으로 이루어지는 p형 반도체 영역 및 n형 반도체 영역, 그리고 그 사이의 투명 기판면 위에 형성되고 다결정 실리콘으로 이루어지는 i형 반도체(중간 반도체, intermediate semiconductor) 영역을 포함한다.As one type of such a photodiode, a planar PIN photodiode is known. The PIN photodiode includes an i-type semiconductor (intermediate semiconductor) formed on the surface of the transparent substrate and formed on the p-type semiconductor region and the n-type semiconductor region made of polycrystalline silicon, Region.

예를 들면, 일본 공개특허번호 제2004-119719호에는, PIN 포토 다이오드의 제3 전극(게이트 전극)을 사용하여 임계 전압을 제어하는 기술이 제안되어 있다.For example, Japanese Laid-Open Patent Application No. 2004-119719 proposes a technique of controlling a threshold voltage by using a third electrode (gate electrode) of a PIN photodiode.

상기한 바와 같이 표시 장치에 있어, TFT와 함께 동일 기판 위에 형성된 포토 다이오드에서는, TFT가 오프 상태인 경우에 발생하는 누설 전류를 억제할 수 있도록, 반도체 막두께를 얇게 하여야 한다. 그러므로, 수광부로서의 중간 반도체 영역의 두께(체적)도 작아져, 수광 감도가 충분히 확보할 수 없다는 문제가 발생한다.As described above, in the display device, in the photodiode formed on the same substrate together with the TFT, the thickness of the semiconductor film must be thinned so as to suppress the leakage current generated when the TFT is in the off state. Therefore, the thickness (volume) of the intermediate semiconductor region as the light receiving section also becomes small, and there arises a problem that the light receiving sensitivity can not be sufficiently secured.

이 문제를 처리하기 위해, 수광부로서의 중간 반도체 영역의 체적을 증가시켜 수광 감도를 향상시키는 방법으로서, 게이트 전극의 W 길이 및 L 길이를 증가시키는 시도가 실행되었다. 그러나, W 길이를 증가시키는 경우, 그에 따라 게이트 전극과 p형 반도체 영역 또는 n형 반도체 영역과의 오버랩 영역(overlap area)에서 기생 용량(parasitic capacitance)도 증가한다. 그러므로, 생성된 광전류가 이 기생 용량에 의해 흡수되어, 실효적으로 광감도를 향상시키는 효과는 한정적이다. 또한, L 길이를 증가시키는 경우, L 길이를 예를 들면 약 8∼10μm 범위 내의 값으로 증가시키면, 광전류는 포화되므로, 이 값 이상으로 L 길이를 더 증가시켜도 광전류를 증가시킬 수 없다.In order to deal with this problem, an attempt has been made to increase the W and L lengths of the gate electrode as a method for increasing the light receiving sensitivity by increasing the volume of the intermediate semiconductor region as the light receiving portion. However, when the W length is increased, the parasitic capacitance also increases in an overlap area between the gate electrode and the p-type semiconductor region or the n-type semiconductor region. Therefore, the effect that the generated photocurrent is absorbed by this parasitic capacitance and effectively improves the photosensitivity is limited. When the length L is increased, if the length L is increased to a value within a range of, for example, about 8 to 10 mu m, the photocurrent is saturated. Therefore, even if the length L is further increased beyond this value, the photocurrent can not be increased.

위와 같이, 종래기술은 수광 소자에서 생성되는 광전류를 증가시키는 데 한계가 있으므로, 수광 감도를 충분히 향상시키는 것이 곤란하다.As described above, since the prior art has a limitation in increasing the photocurrent generated in the light receiving element, it is difficult to sufficiently improve the light receiving sensitivity.

그러므로, 본 발명은 수광 감도를 충분히 향상시키는 것이 가능한 수광 소자 및 그러한 수광 소자를 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.Therefore, the present invention is intended to provide a light receiving element capable of sufficiently improving light receiving sensitivity and a display apparatus including such a light receiving element.

본 발명의 실시예에 따르면, 기판의 한 측면에서 소자 형성면(element foramtion surface) 위에 형성되도록 구성된 제1 도전형 반도체 영역; 상기 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제2 도전형 반도체 영역; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 상기 제2 도전형 반도체 영역 사이의 상기 소자 형성면 위에 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체 영역 및 상기 제2 도전형 반도체 영역보다 불순물 농도가 낮도록 구성된 중간 반도체 영역을 포함하는 제1 수광 소자가 제공된다. 상기 제1 수광 소자는 또한, 상기 제1 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제2 전극; 및 상기 중간 반도체 영역에 대향하는 대향 영역에서 상기 중간 반도체 영역보다 상기 기판 측으로 절연막을 매개로 하여 형성되도록 구성된 제어 전극을 포함한다. 상기 제1 수광 소자에서, 상기 중간 반도체 영역에 주입되어 있는 불순물의 도전형은 p형이고, 상기 제1 전극은 애노드 전극(anode electrode)이고, 상기 제2 전극이 캐소드 전극(cathode electrode)이며, 상기 애노드 전극 또는 상기 애노드 전극과 전기적으로 접속된 전극의 일부가 상기 제어 전극에 대향하는 영역과 부분적으로 중첩되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배열된 복수의 표시 소자 및 본 발명의 제1 수광 소자를 포함하는 제1 표시 장치가 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a first conductive semiconductor region configured to be formed on an element foramtion surface on one side of a substrate; A second conductive semiconductor region configured to be formed on the element formation surface; An intermediate semiconductor region formed on the element formation surface between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region and configured to have an impurity concentration lower than that of the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, And a second light receiving element. The first light receiving element may further include: a first electrode configured to be electrically connected to the first conductive type semiconductor region; A second electrode configured to be electrically connected to the second conductive semiconductor region; And a control electrode configured to be formed in an opposite region facing the intermediate semiconductor region via an insulating film to the substrate side of the intermediate semiconductor region. In the first light receiving element, the conductivity type of the impurity injected into the intermediate semiconductor region is p-type, the first electrode is an anode electrode, the second electrode is a cathode electrode, A part of the electrode electrically connected to the anode electrode or the anode electrode is partially overlapped with the region facing the control electrode.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a first display device including a plurality of arrayed display elements and a first light receiving element of the present invention.

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본 발명의 제1 수광 소자 및 제1 표시 장치에서는, 제어 전극에 전압을 인가하는 것에 의해, 수광부로서의 중간 반도체 영역에 광이 조사된 때 발생하는 광전류를 제어할 수 있다. 또한, 중간 반도체 영역의 불순물의 도전형이 p형이고, 제어 전극에 인가되는 전압이 정전위인 것에 의해, 중간 반도체 영역은 수광 소자의 두께 방향을 따라 n-i-p 구조를 가진다. 그러므로, 공핍층 내에서 생성된 전자-정공 쌍이 신속히 전자와 정공으로 분리된다. 따라서, 재결합 중심에 의해 전자-정공 쌍의 포획 확률이 낮아져, 중간 반도체 영역의 L 길이의 증가는 그에 상응하는 광전류의 증가에 기여한다.In the first light receiving element and the first display apparatus of the present invention, by applying a voltage to the control electrode, it is possible to control the photocurrent generated when light is irradiated to the intermediate semiconductor region as the light receiving portion. Further, since the impurity of the impurity in the intermediate semiconductor region is p-type and the voltage applied to the control electrode is a constant potential, the intermediate semiconductor region has an n-i-p structure along the thickness direction of the light receiving element. Therefore, the electron-hole pairs generated in the depletion layer are rapidly separated into electrons and holes. Therefore, the trap probability of the electron-hole pairs is lowered by the recombination center, and the increase of the L length of the intermediate semiconductor region contributes to the increase of the photocurrent corresponding thereto.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판의 한 측면에서 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제1 도전형 반도체 영역; 상기 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제2 도전형 반도체 영역; 및 상기 제1 도전형 반도체 영역과 상기 제2 도전형 반도체 영역 사이의 상기 소자 형성면 위에 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체 영역 및 상기 제2 도전형 반도체 영역보다 불순물 농도가 낮도록 구성된 중간 반도체 영역을 포함하는 제2 수광 소자가 제공된다. 상기 제2 수광 소자는 또한 상기 제1 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제2 전극; 및 상기 중간 반도체 영역에 대향하는 대향 영역에서 상기 중간 반도체 영역보다 상기 기판 측으로 절연막을 매개로 하여 형성되도록 구성된 제어 전극을 포함한다. 상기 제2 수광 소자에서, 상기 중간 반도체 영역의 불순물의 도전형은 n형이며, 상기 제1 전극은 애노드 전극(anode electrode)이고, 상기 제2 전극이 캐소드 전극(cathode electrode)이며, 상기 애노드 전극 또는 상기 애노드 전극과 전기적으로 접속된 전극의 일부가 상기 제어 전극에 대향하는 영역과 부분적으로 중첩되어 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a first conductive semiconductor region configured to be formed on an element formation surface on one side of a substrate; A second conductive semiconductor region configured to be formed on the element formation surface; And an intermediate semiconductor layer formed on the element formation surface between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region and configured to have an impurity concentration lower than that of the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, A second light receiving element is provided. The second light receiving element further comprises: a first electrode configured to be electrically connected to the first conductive type semiconductor region; A second electrode configured to be electrically connected to the second conductive semiconductor region; And a control electrode configured to be formed in an opposite region facing the intermediate semiconductor region via an insulating film to the substrate side of the intermediate semiconductor region. In the second light receiving element, the conductivity type of the impurity in the intermediate semiconductor region is n-type, the first electrode is an anode electrode, the second electrode is a cathode electrode, Or a part of the electrode electrically connected to the anode electrode partially overlaps with the region facing the control electrode.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배열된 복수의 표시 소자 및 본 발명의 제2 수광 소자를 포함하는 제2 표시 장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a second display device including a plurality of arrayed display elements and a second light receiving element of the present invention.

본 발명의 제2 수광 소자 및 제2 표시 장치에서는, 제어 전극에 전압을 인가하는 것에 의해, 수광부로서의 중간 반도체 영역에 광이 조사된 때 발생하는 광전류를 제어할 수 있다. 또한, 중간 반도체 영역의 불순물의 도전형이 n형이고, 제어 전극에 인가되는 전압이 부전위인 것에 의해, 중간 반도체 영역은 수광 소자의 두께 방향을 따라 p-i-n 구조를 가진다. 그러므로, 공핍층에서 생성된 전자-정공 쌍이 신속히 전자와 정공으로 분리된다. 따라서, 재결합 중심에 의한 전자-정공 쌍의 포획 확률이 낮아져, 중간 반도체 영역의 L 길이의 증가가 그에 상응하는 광전류의 증가에 기여한다.In the second light receiving element and the second display apparatus of the present invention, by applying a voltage to the control electrode, it is possible to control the photocurrent generated when light is irradiated to the intermediate semiconductor region as the light receiving portion. Further, the impurity in the intermediate semiconductor region is n-type, and the voltage applied to the control electrode is the negative potential, so that the intermediate semiconductor region has a p-i-n structure along the thickness direction of the light receiving element. Therefore, the electron-hole pairs generated in the depletion layer are rapidly separated into electrons and holes. Therefore, the trap probability of the electron-hole pairs due to the recombination center is lowered, and the increase of the L length of the intermediate semiconductor region contributes to the increase of the photocurrent corresponding thereto.

제1 수광 소자 또는 제1 표시 장치에서는, 중간 반도체 영역의 불순물의 도전형이 p형이고, 제어 전극에 인가되는 전압이 정전위이다. 따라서, 중간 반도체 영역의 공핍층에서 생성된 전자-정공 쌍이 신속하게 분리되어, 광전류를 생성을 촉진한다. 그러므로, 중간 반도체 영역의 L 길이를 증가시키더라도 광전류는 포화되지 않아, 수광 감도를 충분히 향상시킬 수 있다.In the first light receiving element or the first display, the conductivity type of the impurity in the intermediate semiconductor region is p-type, and the voltage applied to the control electrode is the positive potential. Therefore, the electron-hole pairs generated in the depletion layer of the intermediate semiconductor region are quickly separated to promote the generation of the photocurrent. Therefore, even if the L length of the intermediate semiconductor region is increased, the photocurrent does not saturate, and the light receiving sensitivity can be sufficiently improved.

또한, 제2 수광 소자 또는 제2 표시 장치에서는, 중간 반도체 영역의 불순물의 도전형이 n형이고, 제어 전극에 인가되는 전압이 부전위이다. 중간 반도체 영역의 공핍층에서 생성된 전자-정공 쌍이 신속히 분리되어, 광전류를 생성을 촉진한다. 그러므로, 중간 반도체 영역의 L 길이를 증가시키더라도 광전류는 포화되지 않아, 수광 감도를 충분히 향상시킬 수 있다.Further, in the second light receiving element or the second display, the impurity of the impurity in the intermediate semiconductor region is n-type, and the voltage applied to the control electrode is the negative potential. The electron-hole pairs generated in the depletion layer of the intermediate semiconductor region are quickly separated to promote the generation of the photocurrent. Therefore, even if the L length of the intermediate semiconductor region is increased, the photocurrent does not saturate, and the light receiving sensitivity can be sufficiently improved.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(수광 소자의 구성예)(Configuration example of light receiving element)

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 소자(수광 소자(1))의 평면 구성을 나타낸다. 도 2는, 도 1의 II-II 선을 따른 수광 소자(1)의 단면 구성을 나타낸다.1 shows a planar configuration of a light receiving element (light receiving element 1) according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 shows a sectional configuration of the light-receiving element 1 taken along the line II-II in Fig.

수광 소자(1)는 이른바 PIN 포토 다이오드를 가지는 광센서이다. 수광 소자(1)는 유리 기판(10), 유리 기판(10)의 일면 측에 제공된 제1 도전형 반도체 영 역으로서의 p+층(11), 유리 기판(10)의 p+층(11)과 동일면 측에 제공된 제2 도전형 반도체 영역으로서의 n+층(12), 및 p+층(11)과 n+층(12) 사이에 제공된 중간 반도체 영역으로서의 수광부(13)를 가진다. p+층(11)은 콘택트부(241)를 통하여 애노드 전극(21)과 전기적으로 접속되고, n+층(12)은 콘택트부(242)를 통하여 캐소드 전극(22)과 전기적으로 접속되어 있다. 유리 기판(10)의 p+층(11), n+층(12) 및 수광부(13)와 동일면 측의, 수광부(13)에 대향하는 영역에는, L 길이 및 W 길이가 각각 L1 및 W1인 게이트 전극(23)이 형성되어 있다. 유리 기판(10)과 게이트 전극(23)으로 구성된 구성요소 그룹과, p+층(11), n+층(12) 및 수광부(13)로 구성된 구성요소 사이에는, 게이트 절연막(14)이 형성되어 있다. p+층(11), n+층(12) 및 수광부(13)로 구성된 구성요소 그룹과, 애노드 전극(21) 및 캐소드 전극(22)으로 구성되는 구성요소 그룹 사이에는, 층간 절연막(15)이 형성되어 있다. 애노드 전극(21)은 배선층(251)과 전기적으로 접속되고, 캐소드 전극(22)은 배선층(252)과 전기적으로 접속되어 있다.The light receiving element 1 is an optical sensor having a so-called PIN photodiode. The light receiving element 1 includes a glass substrate 10, a p + layer 11 as a first conductivity type semiconductor region provided on one surface side of the glass substrate 10, a p + layer 11 as a p + layer 11 on the glass substrate 10 And a light receiving portion 13 as an intermediate semiconductor region provided between the p + layer 11 and the n + layer 12. The n < + > The p + layer 11 is electrically connected to the anode electrode 21 through the contact portion 241 and the n + layer 12 is electrically connected to the cathode electrode 22 through the contact portion 242. In the region of the glass substrate 10 opposed to the light receiving portion 13 on the same surface side as the p + layer 11, the n + layer 12 and the light receiving portion 13, (23) are formed. A gate insulating film 14 is formed between a constituent element group composed of the glass substrate 10 and the gate electrode 23 and a constituent element composed of the p + layer 11, the n + layer 12 and the light receiving portion 13 . an interlayer insulating film 15 is formed between a constituent element group composed of the p + layer 11, the n + layer 12 and the light receiving portion 13 and a constituent element group composed of the anode electrode 21 and the cathode electrode 22 . The anode electrode 21 is electrically connected to the wiring layer 251 and the cathode electrode 22 is electrically connected to the wiring layer 252.

유리 기판(10)은, 광투과성을 가지는 투명 기판이다. 유리 기판(10)을 사용하는 대신에, 플라스틱, 석영, 또는 산화 알루미늄과 같은 투명(광투과성) 재료를 사용하여 기판을 구성할 수도 있다.The glass substrate 10 is a transparent substrate having light transmittance. Instead of using the glass substrate 10, a substrate may be formed using a transparent (light-transmitting) material such as plastic, quartz, or aluminum oxide.

게이트 절연막(14) 및 층간 절연막(15)은 질화 실리콘(SiN)이나 산화 실리콘(SiO)과 같은 절연성 재료로 구성되어 있다. 이들 막은 단일층을 증착(depositing)하여 형성될 수도, 또는 복수의 재료를 사용하여 혼합층로서 형성될 수도 있다.The gate insulating film 14 and the interlayer insulating film 15 are made of an insulating material such as silicon nitride (SiN) or silicon oxide (SiO). These films may be formed by depositing a single layer, or may be formed as a mixed layer using a plurality of materials.

p+층(11)은 게이트 절연막(14) 상에 수광부(13)와 접하여 형성되어 있고, p형 불순물이 고농도로 도핑된 p형 반도체로 구성되어 있다. p형 불순물은, 예를 들면, 붕소(boron)이다. p형 반도체는, 예를 들면, 결정질 반도체(crystalline semiconductor)인 것이 바람직하다. 그 이유는, 결정질 반도체가 높은 캐리어 이동도를 제공할 수 있기 때문이다. 결정질 반도체의 예에는, 다결정 실리콘(폴리실리콘)이 포함된다. 다결정 실리콘으로 구성된 p+층(11)은, 예를 들면, 비결정질 실리콘(비정질 실리콘, amorphous silicon)을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 에 의해 증착하고, 엑시머 레이저와 같은 레이저광을 조사하여, 용융 고체화하여 형성할 수 있다. 그러므로, 수광 소자(1)는 TFT 등으로 구성된 구동 회로와 함께 동일 기판 위에 제조될 수 있으므로, 후술하는 표시 장치는 수광 소자(1)를 포함하는 것이 바람직하다.The p + layer 11 is formed on the gate insulating film 14 in contact with the light receiving portion 13, and is formed of a p-type semiconductor doped with a high concentration of p-type impurity. The p-type impurity is, for example, boron. The p-type semiconductor is preferably, for example, a crystalline semiconductor. This is because the crystalline semiconductor can provide high carrier mobility. Examples of the crystalline semiconductor include polycrystalline silicon (polysilicon). The p + layer 11 made of polycrystalline silicon is formed by depositing amorphous silicon (amorphous silicon) by CVD (Chemical Vapor Deposition), irradiating with laser light such as an excimer laser, melting and solidifying . Therefore, since the light-receiving element 1 can be manufactured on the same substrate together with the driving circuit composed of TFT or the like, the display device described below preferably includes the light-receiving element 1. [

n+층(12)은 게이트 절연막(14) 상에 수광부(13)와 접하여 형성되어 있고, n형 불순물이 고농도로 도핑된 n형 반도체로 구성되어 있다. n형 불순물은, 예를 들면, 인(phosphorus)이다. n형 반도체는, 예를 들면, 결정질 반도체인 것이 바람직하다. 그 이유는, p형 반도체와 마찬가지로, 높은 캐리어 이동도를 얻을 수 있기 때문이다. 결정질 반도체의 예에는, 결정 실리콘이 포함된다. 다결정 실리콘으로 구성된 n+층(12)은, 예를 들면, p+층(11)과 마찬가지의 제조 방법에 의해 형성할 수 있으므로 바람직하다.The n + layer 12 is formed on the gate insulating film 14 in contact with the light receiving portion 13, and is formed of an n-type semiconductor doped with an n-type impurity at a high concentration. The n-type impurity is, for example, phosphorus. The n-type semiconductor is preferably, for example, a crystalline semiconductor. This is because, similarly to the p-type semiconductor, high carrier mobility can be obtained. Examples of crystalline semiconductors include crystalline silicon. The n + layer 12 made of polycrystalline silicon is preferable because it can be formed by the same manufacturing method as that of the p + layer 11, for example.

수광부(13)는 수광 소자(1)의 수광 영역이고, p+층(11) 및 n+층(12) 사이의 게이트 절연막(14)의 상에, 이들 층과 접하여 형성되어 있다. 수광부(13)는 n+ 층(12)의 불순물 농도보다 낮은 불순물(n형 불순물) 농도(예컨대, 약 1×1017∼5×1018(atm/cm3) 범위)가 되도록 형성된 중간 반도체 영역(n-층)이다. 수광부(13)는 비단결정 반도체층을 포함할 수 있다. 비단결정 반도체층의 재료의 예에는, 비정질 실리콘, 미결정 실리콘(microcrystalline silicon) 또는 다결정 실리콘이 포함된다.The light receiving portion 13 is a light receiving region of the light receiving element 1 and is formed in contact with these layers on the gate insulating film 14 between the p + layer 11 and the n + The light receiving section 13 is formed in the intermediate semiconductor region (the p-type semiconductor region) 12 formed so as to have an impurity (n-type impurity) concentration (for example, in the range of about 1 x 10 17 to 5 x 10 18 (atm / cm 3 ) n-layer). The light receiving portion 13 may include a non-single crystal semiconductor layer. Examples of the material of the non-single crystal semiconductor layer include amorphous silicon, microcrystalline silicon, or polycrystalline silicon.

비단결정 반도체층의 두께는 가능한 한 두꺼운 것이 바람직하고, 예를 들면, 약 30∼ 60nm 범위의 두께가 바람직하다. 그 이유는, 두께가 이 범위보다 얇은 경우에는 수광부(13)에 발생하는 광전류의 감소를 초래하고, 두께가 이 범위보다 두꺼운 경우에는 누설 전류의 증가를 초래하기 때문이다. 다결정 실리콘의 결정 입자 크기는 약 50nm∼1μm 범위 내인 것이 바람직하다. 전술한 레이저 조사를 이용하는 대신에 CVD법에 의해 형성된 미결정 실리콘을 사용하는 경우에는, 결정 입자 크기는 약 10∼100nm 범위 내인 것이 바람직하다.The thickness of the non-single crystal semiconductor layer is preferably as large as possible, and for example, a thickness in the range of about 30 to 60 nm is preferable. The reason is that if the thickness is thinner than this range, the photocurrent generated in the light receiving portion 13 is reduced, and if the thickness is thicker than this range, the leakage current is increased. The crystal grain size of the polycrystalline silicon is preferably in the range of about 50 nm to 1 mu m. In the case of using microcrystalline silicon formed by the CVD method instead of using the laser irradiation described above, the crystal grain size is preferably within a range of about 10 to 100 nm.

애노드 전극(21)은 p+층(11)과 전기적으로 접속되어 있고, 도전성의 재료로 구성되어 있다.The anode electrode 21 is electrically connected to the p + layer 11 and is made of a conductive material.

캐소드 전극(22)은 n+층(12)과 전기적으로 접속되어 있고, 애노드 전극(21)과 마찬가지로 도전성의 재료에 의해 구성되어 있다.The cathode electrode 22 is electrically connected to the n + layer 12, and is made of a conductive material in the same manner as the anode electrode 21.

게이트 전극(23)은 게이트 절연막(14)을 매개로 하여 수광부(13)에 대향하는 영역에 형성되어 있다. 게이트 전극(23)은, 전압을 인가함으로써, 수광부(13)에 광이 조사된 때 발생하는 광전류를 제어할 수 있는 제어 전극으로서 기능한다. 본 실시예에서는, 수광부(13)에서의 불순물(n형 불순물)의 도전형이 n형이고, 게이트 전극(23)에 인가되는 전압이 부전위이다.The gate electrode 23 is formed in a region opposed to the light receiving portion 13 via the gate insulating film 14. The gate electrode 23 functions as a control electrode capable of controlling the photocurrent generated when light is applied to the light receiving section 13 by applying a voltage. In this embodiment, the conductivity type of the impurity (n-type impurity) in the light receiving portion 13 is n-type, and the voltage applied to the gate electrode 23 is the negative potential.

(수광 소자의 작용 및 효과)(Function and effect of light receiving element)

도 1 및 도 2에 더하여 도 3∼도 8을 참조하여, 본 실시예의 수광 소자(1)의 작용 및 효과를, 비교예와 비교하여 이하에 상세하게 설명한다.With reference to Figs. 3 to 8 in addition to Figs. 1 and 2, the operation and effect of the light receiving element 1 of the present embodiment will be described in detail below in comparison with a comparative example.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 수광 소자(1)의 기본적인 작용을 이하에 설명한다. 수광 소자(1)에서는, 수광부(13)에 광이 조사되면(수광부(13)에 광이 입사하면), 입사 광량에 따라 수광부(13)에서 광전류가 생성되어 p+층(11)과 n+층(12) 사이에 흘러서, 수광 소자(10)가 수광 소자로서 기능하게 한다.First, referring to Fig. 1 and Fig. 2, the basic operation of the light receiving element 1 will be described below. In the light-receiving element 1, when light is irradiated to the light-receiving portion 13 (light is incident on the light-receiving portion 13), a photocurrent is generated in the light-receiving portion 13 according to the amount of incident light to form the p + layer 11 and the n + 12 so that the light receiving element 10 functions as a light receiving element.

다음에, 도 3∼도 8을 참조하여, 수광 소자(1)의 특징적인 작용 및 효과에 대하여, 비교예와 비교하여 이하에 설명한다. 도 3은 비교예에 따른 수광 소자(수광 소자(100))의 평면 구성을 나타낸다. 도 4는, 도 3의 III-III선을 따른 수광 소자(1)의 단면 구성을 나타낸다.Next, the characteristic actions and effects of the light-receiving element 1 will be described below with reference to Figs. 3 to 8, in comparison with the comparative examples. 3 shows a planar configuration of a light receiving element (light receiving element 100) according to a comparative example. 4 shows a sectional configuration of the light-receiving element 1 along the line III-III in Fig.

비교예의 수광 소자(100)에서는, 본 실시예의 수광 소자(1)와는 달리, 게이트 전극(23)에 인가되는 전압이 부전위이다. 또한, 수광부(103)에서의 불순물(p형 불순물)의 도전형이 p형이거나, 또는 수광부(103)이 진성층(intrinsic layer)(I층)이다.In the light receiving element 100 of the comparative example, the voltage applied to the gate electrode 23 is negative, unlike the light receiving element 1 of the present embodiment. The conductivity type of the impurity (p-type impurity) in the light receiving portion 103 is p-type, or the light receiving portion 103 is an intrinsic layer (I-layer).

이 구성에 의해, 수광부(103)에서의 불순물(p형 불순물)의 도전형이 p형인 경우, 수광 소자(100)에 광이 조사된 때, 수광 소자(100)의 중간 반도체 영역으로서의 수광부(103)에는 공핍층이 생성되지 않으므로, 광전류도 생성되지 않는다. 수광부(103)가 진성층(I층)인 경우에는, 중간 반도체 영역으로서의 수광부(103) 내의 재결합 중심의 수가 많아진다. 그러므로, 수광부(103)에서 생성된 전자-정공 쌍이 긴 L 길이를 이동하는 상황에서는, 이 전자-정공 쌍이 재결합 중심에 용이하게 포획되므로, 광전류의 생성에 기여하지 않는다. 따라서, 게이트 전극(23)의 L 길이(L1)을 증가시켜 수광부(103)의 L 길이를 증가시키는 경우, 예를 들면, 도 5에서 도면부호 G100의 점선 곡선으로 나타낸 바와 같이, L 길이가 어느 정도의 길이(L1 = 약 10μm)까지 증가하면, 광전류가 포화된다.With this configuration, when the conductive type of the impurity (p-type impurity) in the light receiving portion 103 is p-type, when the light receiving element 100 is irradiated with light, the light receiving portion 103 ), No depletion layer is generated, and no photocurrent is generated. When the light receiving section 103 is an intrinsic layer (I layer), the number of recombination centers in the light receiving section 103 as the intermediate semiconductor region is increased. Therefore, in a situation where the electron-hole pairs generated in the light-receiving portion 103 travel over a long L-length, these electron-hole pairs are easily captured at the recombination center, and thus do not contribute to generation of photocurrent. Therefore, when the L length L1 of the gate electrode 23 is increased to increase the L length of the light receiving portion 103, for example, as shown by the broken line G100 in FIG. 5, (L1 = about 10 mu m), the photocurrent is saturated.

이에 대하여, 본 실시예의 수광 소자(1)에서는, 수광부(13)에서의 불순물(n형 불순물)의 도전형이 n형이고, 게이트 전극(23)에 인가되는 전압이 부전위이다. 이것에 의해, 수광부(13)에 광이 조사된 때, 중간 반도체 영역으로서의 수광부(13)는, 수광 소자(1)의 두께 방향을 따라 p-i-n 구조를 가진다. 그러므로, 공핍층 내에서 생성된 전자-정공 쌍이 신속히 전자와 정공으로 분리된다. 따라서, 재결합 중심에 의해 전자-정공 쌍의 포획 확률이 낮아져, 수광부(13)의 L 길이의 증가는 그에 상응하는 광전류의 증가에 기여한다(광전류의 생성을 촉진).In contrast, in the light receiving element 1 of the present embodiment, the impurity (n-type impurity) in the light receiving portion 13 has the n-type conductivity and the voltage applied to the gate electrode 23 is the negative potential. Thus, when the light receiving section 13 is irradiated with light, the light receiving section 13 as an intermediate semiconductor region has a p-i-n structure along the thickness direction of the light receiving element 1. [ Therefore, the electron-hole pairs generated in the depletion layer are rapidly separated into electrons and holes. Therefore, the trap probability of the electron-hole pairs is lowered by the recombination center, and the increase of the L length of the light receiving portion 13 contributes to the increase of the photocurrent corresponding thereto (to promote the generation of the photocurrent).

그 결과, 예를 들면, 도 5에 도면부호 G1의 실선으로 나타낸 바와 같이, L 길이의 증가는 넓은 범위(L1의 범위로서 20∼ 40μm의 범위)로 광전류를 선형적으로 증가시킬 수 있고, 따라서 수광 감도를 충분히 향상시킬 수있다. As a result, for example, as shown by the solid line of G1 in Fig. 5, the increase in L length can linearly increase the photocurrent to a wide range (range of 20 to 40 mu m as a range of L1) The light receiving sensitivity can be sufficiently improved.

또한, 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이, 가변 전압 전원(V1)을 사용하고, 수광 소자(1)의 애노드 전극(21)과 캐소드 전극(22) 사이에 역바이어스 전압을 인가함으로써, 다음의 특성을 알 수 있다. 구체적으로, 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 생성되는 광전류의 크기(수광 감도)는, n+층(12)과 게이트 전극(23) 사이의 전압(Vng)(게이트 전압(Vg))과 관련하여 최적인 범위(도 7에서, 최적의 범위는 -6∼-9V이다)가 있다는 것을 알 수 있다.6, by applying a reverse bias voltage between the anode electrode 21 and the cathode electrode 22 of the light receiving element 1 by using the variable voltage power supply V1, Characteristics can be known. Specifically, for example, as shown in Fig. 7, the magnitude (light-receiving sensitivity) of the generated photocurrent is larger than the voltage Vng (gate voltage Vg) between the n + layer 12 and the gate electrode 23 It can be seen that there is an optimal range (in Fig. 7, the optimal range is -6 to -9 V).

또한, L 길이(L1)를 증가시키더라도, 게이트 전극(23)과 p+층(11) 또는 n+층(12) 사이의 오버랩 영역인 기생 용량 발생 영역은 증가하지 않으므로, 수광 소자(1)의 형상의 융통성(flexibility)도 향상된다.The parasitic capacitance generating region which is the overlap region between the gate electrode 23 and the p + layer 11 or the n + layer 12 does not increase even when the L length L1 is increased. Therefore, the shape of the light receiving element 1 The flexibility of the system is also improved.

이 경우, 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 수광부(13)에서의 불순물 농도는, 약 2×1018(atm/cm3) 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는, 이 값보다 높은 불순 농도는 게이트 전압(Vg)의 인가 시에 내압(항복 전압)의 급격한 저라를 초래하기 때문이다.In this case, as shown in Fig. 8, for example, the impurity concentration in the light receiving section 13 is preferably about 2 x 10 18 (atm / cm 3 ) or less. This is because the impurity concentration higher than this value causes a sharp fluctuation of the breakdown voltage (breakdown voltage) upon application of the gate voltage Vg.

이상과 같이, 본 실시예는 수광부(13)에서의 불순물의 도전형이 n형이고, 게이트 전극(23)에 인가되는 전압이 부전위이다. 따라서, 수광부(13) 내의 공핍층 에서 생성된 전자-정공 쌍이 신속하게 분리되어, 광전류의 발생을 촉진시킬 수 있다. 그러므로, L 길이를 증가시키더라도 광전류가 포화하지 않아(L 길이의 증가는 넓은 범위에서 광전류를 선형적으로 증가시킬 수 있어), 수광 감도를 충분히 향상시킬 수 있다.As described above, in this embodiment, the conductivity type of the impurity in the light receiving portion 13 is n-type, and the voltage applied to the gate electrode 23 is the negative potential. Therefore, the electron-hole pairs generated in the depletion layer in the light-receiving portion 13 can be quickly separated, and the generation of the photocurrent can be promoted. Therefore, even if the length L is increased, the photocurrent does not saturate (the increase of the length L can linearly increase the photocurrent in a wide range), and the light receiving sensitivity can be sufficiently improved.

(변형예)(Modified example)

이하, 본 발명의 실시예에 대한 변형예를 설명한다. 상기한 실시예에서의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 설명을 생략한 다.Modifications to the embodiment of the present invention will be described below. The same reference numerals are given to the same constituent elements as those in the above-described embodiment, and a description thereof will be omitted.

[제1 변형예][First Modification]

도 9는 제1 변형예에 따른 수광 소자(수광 소자(1A))의 평면 구성을 나타낸다. 도 10은, 도 9의 IV-IV선을 따른 수광 소자(1A)의 단면 구성을 나타낸다. 수광 소자(1A)에서는, 수광부(13A)에서의 불순물(p형 불순물)의 도전형이 p형이고, 게이트 전극(23)에 인가되는 전압이 정전위이다. 즉, 수광부(13A)가 p-층이다.Fig. 9 shows a planar configuration of the light-receiving element (light-receiving element 1A) according to the first modification. Fig. 10 shows a sectional configuration of the light receiving element 1A along the line IV-IV in Fig. In the light receiving element 1A, the conductivity type of the impurity (p-type impurity) in the light receiving portion 13A is p-type, and the voltage applied to the gate electrode 23 is a constant potential. That is, the light receiving portion 13A is a p-layer.

또한, 이러한 구성의 본 변형예의 수광 소자(1A)에서는, 전술한 실시예와 마찬가지의 작용에 의해, 광전류의 발생을 촉진시킬 수 있고, 수광 감도를 충분히 향상시킬 수 있다.Further, in the light receiving element 1A of this modification of this configuration, the generation of the photocurrent can be promoted and the light receiving sensitivity can be sufficiently improved by the action similar to the above-described embodiment.

[제2 변형예][Second Modification]

도 11은 제2 변형예에 따른 수광 소자(수광 소자(1B))의 단면 구성을 나타낸 다. 전술한 실시예 및 제1 변형예는, 게이트 전극(23)이 p+층(11), n+층(12) 및 수광부(13) 아래에 형성되어 있는 바텀 게이트형(bottom-gate)의 수광 소자에 관한 것이다. 이에 대하여, 수광 소자(1B)는, 게이트 전극(23B)이 p+층(11), n+층(12) 및 수광부(13) 위에 형성되어 있는 탑 게이트형(top-gate)의 수광 소자이다. 수광 소자(1B)에는, 층간 절연막(161, 162) 및 게이트 절연막(14B)이 형성되어 있다.11 shows a sectional configuration of a light receiving element (light receiving element 1B) according to the second modification. In the above-described embodiment and the first modification, the gate electrode 23 is connected to the bottom-gate light receiving element formed below the p + layer 11, the n + layer 12 and the light receiving section 13 . On the other hand, the light-receiving element 1B is a top-gate light-receiving element in which the gate electrode 23B is formed on the p + layer 11, the n + layer 12, and the light- Interlayer insulating films 161 and 162 and a gate insulating film 14B are formed in the light receiving element 1B.

수광 소자(1B)에서도, 수광부(13)에서의 불순물(p형 불순물)의 도전형이 p형인 경우에는, 게이트 전극(23B)에 인가되는 전압은 정전위이다. 한편, 수광부(13)에서의 불순물(n형 불순물)의 도전형이 n형인 경우에는, 게이트 전극(23B)에 인가되는 전압은 부전위이다.In the light receiving element 1B, when the conductivity type of the impurity (p-type impurity) in the light receiving portion 13 is p-type, the voltage applied to the gate electrode 23B is a constant potential. On the other hand, when the conductivity type of the impurity (n-type impurity) in the light receiving portion 13 is n-type, the voltage applied to the gate electrode 23B is the negative potential.

이러한 구성의 본 변형예의 수광 소자(1B)에서도, 전술한 실시예 및 제1 변형예와 마찬가지의 작용에 의해, 광전류의 생성을 촉진시킬 수 있고, 수광 감도를 충분히 향상시킬 수 있다.Also in the light receiving element 1B of this modification of this configuration, the generation of the photocurrent can be promoted and the light receiving sensitivity can be sufficiently improved by the action similar to the above-described embodiment and the first modification.

[제3 변형예 및 제4 변형예][Third Modified Example and Fourth Modified Example]

도 12a 및 도 12b는 각각, 제3 변형예 및 제4 변형에 따른 수광 소자(수광 소자(1C, 1D)의 단면 구성을 나타낸다.12A and 12B show sectional configurations of light receiving elements (light receiving elements 1C and 1D) according to Modification 3 and Modification 4, respectively.

수광 소자(1C)에서, 캐소드 전극(22C)은 수광부(13) 중 적어도 일부의 영역을 매개로 통하여 게이트 전극(23)에 대향하는 대향 영역(d12)을 가진다. 또한, 수광부(13)는 n+층(12)의 불순물 농도보다도 불순물(n형 불순물) 농도가 낮아지도록 형성된다(즉, n-층으로서 형성된다). 또한, 광조사 시에, 게이트 전극(23)에는 부전위의 게이트 전압(Vg)가 인가된다.In the light receiving element 1C, the cathode electrode 22C has an opposing region d12 opposed to the gate electrode 23 via at least a part of the light receiving portion 13. Further, the light receiving portion 13 is formed so that the impurity (n-type impurity) concentration is lower than the impurity concentration of the n + layer 12 (i.e., formed as an n-layer). Further, at the time of light irradiation, the gate voltage Vg at the negative potential is applied to the gate electrode 23.

수광 소자(1D)에서, 애노드 전극(21D)은 수광부(13A) 중 적어도 일부의 영역을 매개로 하여 게이트 전극(23)에 대향하는 대향 영역(d11)을 가진다. 또한, 수광부(13A)는 p+층(11)의 불순물 농도보다도 불순물(p형 불순물) 농도가 낮아지도록 형성된다(즉, p-층으로서 형성된다). 광조사 시에, 게이트 전극(23)에는 정전위의 게이트 전압(Vg)가 인가된다.In the light receiving element 1D, the anode electrode 21D has an opposing region d11 opposed to the gate electrode 23 via at least a part of the light receiving portion 13A. Further, the light receiving portion 13A is formed so that the concentration of the impurity (p-type impurity) is lower than the impurity concentration of the p + layer 11 (that is, formed as a p-layer). At the time of light irradiation, the gate voltage (Vg) of the positive potential is applied to the gate electrode (23).

이러한 구성에 이해, 제3 변형예 및 제4 변형에 따른 수광 소자(1C, 1D)에는 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 구체적으로, 도 13에 나타낸 수광 소자(1C)에서는, 게이트 전극(23)에 음의 전압을 인가한 경우, 캐소드 전극(22C)의 대향 영역(d12)에 인가된 전압에 의해, 후방 채널(back-channel) 측이 음전극(negarive electrode) 측으로 한없이 들여 올려지는 것이 방지된다. 그러므로, n-층인 수광부(13)에서 p형 영역으로 바뀌는 영역(13P)의 생성이 억제된다. 이로써, 수광부(13)에서 p형 영역으로 바뀐 영역(13P)과 n+층(12) 사이에 생성되는 전계가 완화되어, 항복 현상(breakdown phenomenon)이 거의 발생하지 않는다. 그러므로, 제조 수율도 향상킬 수 있다. 또한, 수광 소자(1D)에서도 마찬가지의 작용에 의해 마찬가지의 유리한 효과를 얻을 수 있다.The following advantages can be obtained in the light receiving elements 1C and 1D according to the third modification and the fourth modification. More specifically, in the light-receiving element 1C shown in Fig. 13, when a negative voltage is applied to the gate electrode 23, the voltage applied to the opposing region d12 of the cathode electrode 22C causes the back channel back -channel side is prevented from being infinitely lifted to the negative electrode side. Therefore, the generation of the region 13P which changes into the p-type region in the light receiving portion 13 which is the n-layer is suppressed. Thereby, the electric field generated between the region 13P and the n + layer 12 changed to the p-type region in the light-receiving unit 13 is relaxed, and a breakdown phenomenon hardly occurs. Therefore, the manufacturing yield can also be improved. Further, similar advantageous effects can be obtained by the same action in the light receiving element 1D.

[제5 변형예 및 제6 실시예][Fifth Modified Example and Sixth Embodiment]

도 14a 및 도 14b는 각각, 제5 변형예 및 제6 실시예에 따른 수광 소자(수광 소자(1E, 1F))의 단면 구성을 나타낸다. 이들 수광 소자(1E, 1F)는, 제3 변형예 및 제4 변형예에서 설명한 대향 영역과 마찬가지의 대향 영역이 제공되는, 탑 게이트형의 수광 소자이다.Figs. 14A and 14B show sectional configurations of the light receiving elements (light receiving elements 1E and 1F) according to the fifth and sixth embodiments, respectively. These light receiving elements 1E and 1F are top gate type light receiving elements provided with the same opposing area as the opposing area described in the third and fourth modified examples.

수광 소자(1E)에서, 콘택트부(244)를 통하여 캐소드 전극(22E)에 전기적으로 접속된 전극(262)은, 수광부(13)의 적어도 일부의 영역을 매개로 하여 게이트 전극(23B)에 대향하는 대향 영역(d22)을 가진다. 또한, 수광 소자(1F)에서, 콘택트부(243)을 통하여 애노드 전극(21F)에 전기적으로 접속된 전극(261)은, 수광부(13A)의 적어도 일부의 영역을 매개하여 게이트 전극(23B)에 대향하는 대향 영역(d21)을 가진다.The electrode 262 electrically connected to the cathode electrode 22E through the contact portion 244 in the light receiving element 1E is opposed to the gate electrode 23B via at least a part of the region of the light receiving portion 13, And an opposing region d22. The electrode 261 electrically connected to the anode electrode 21F through the contact portion 243 in the light receiving element 1F is electrically connected to the gate electrode 23B via at least a part of the light receiving portion 13A And an opposing facing region d21.

이러한 구성의 제5 변형예 및 제6 실시예에 따른 수광 소자(1E, 1F)에서도, 제3 변형예 및 제4 변형예와 마찬가지의 작용에 의해, 항복 현상이 거의 발생하기 않아, 제조 수율을 향상시킬 수 있다.In the light receiving elements 1E and 1F according to the fifth and sixth embodiments having such a configuration, the yield phenomenon hardly occurs due to the same operation as that of the third and fourth modifications, Can be improved.

[제7 변형예][Seventh Modification]

도 15는 제7 변형예에 따른 수광 소자(수광 소자(1G))의 평면 구성을 나타낸다. 도 16은, 도 15의 V-V선을 따른 수광 소자(1G)의 단면 구성을 나타낸다.Fig. 15 shows a planar configuration of a light-receiving element (light-receiving element 1G) according to the seventh modification. Fig. 16 shows a sectional configuration of the light receiving element 1G along the line V-V in Fig.

본 변형예의 수광 소자(1G)에서, 수광부(13)는 n+층(12)의 불순물 농도보다도 불순물(n형 불순물) 농도가 낮아지도록 형성된다(즉, n-층으로서 형성된다). 광조사 시에, 게이트 전극(23)에는 부전위의 게이트 전압(Vg)이 인가된다.In the light receiving element 1G of this modification, the light receiving portion 13 is formed so that the impurity (n-type impurity) concentration is lower than the impurity concentration of the n + layer 12 (that is, formed as an n-layer). At the time of light irradiation, the gate voltage Vg at the negative potential is applied to the gate electrode 23.

또한, 수광 소자(1G)에서, 수광부(13)(n-층)와 n+층(12)의 경계부(Bn)는, 게이트 전극(23)의 n+층(12)에 가까운 단부(En)보다 n+층(12)의 반대측 단부에 더 가까이(즉, 외측에 더 가까이) 위치되어 있다. 이 경계부(Bn)는 단부(En) 위에 위치될 수도 있다.In addition, in the light receiving element 1G, the boundary portion Bn between the light receiving portion 13 (n - layer) and the n + layer 12 is larger than the edge En close to the n + layer 12 of the gate electrode 23, (I.e., closer to the outside) than the opposite end of the layer 12. This boundary portion Bn may be located above the end En.

이 구조는, 나중에 설명할, 내압에 관련된 문제를 회피하기 위한 것이다. 구체적으로, 수광부(13)(n-층)에서의 불순물의 도전형이 n형이고, 게이트 전극(23)에 인가되는 전압(Vg)이 부전위인 경우에, 게이트 전압(Vg)이 일정 전압을 넘으면, n+층(12)과 수광부(13)(n-층) 사이의 내압에 문제가 생긴다.This structure is intended to avoid problems related to the pressure resistance, which will be described later. Specifically, when the impurity type of the impurity in the light receiving portion 13 (n-layer) is n-type and the voltage Vg applied to the gate electrode 23 is the negative potential, the gate voltage Vg becomes a constant voltage , There arises a problem with the breakdown voltage between the n + layer 12 and the light receiving portion 13 (n- layer).

더욱 구체적으로는, 이 경우, 게이트 전극(23) 위의 수광부(13)(n-층)에는 정공이 유도되어, n+층(12)과 수광부(13)(n-층)의 계면(경계부(Bn)) 부근에 p-n 접합(junction)이 형성된다.More specifically, in this case, holes are induced in the light receiving portion 13 (n-layer) on the gate electrode 23, and the interface (boundary portion A pn junction is formed in the vicinity of Bn).

여기서, 이 유도된 정공에 의해 형성된 p-n 접합 전역의 p- 영역과 n+ 영역 사이에는 내부 전계가 강하기 때문에, 내압에 관련된 문제가 생긴다.Here, since the internal electric field is strong between the p- region and the n + region in the entire p-n junction formed by the induced holes, there arises a problem related to the breakdown voltage.

그러나, p-n 접합부에, 게이트 전극(23)에 의한 전계의 영향을 쉽게 받지 않 는 n-층을 p- 영역과 n+ 영역 사이에 제공할 수 있으면, p- 영역과 n+ 영역 사이의 내부 전계가 완화되어, 내압이 개선될 수 있다.However, if an n-layer, which is not easily affected by the electric field by the gate electrode 23, can be provided between the p- region and the n + region in the pn junction, the internal electric field between the p- region and the n + So that the breakdown voltage can be improved.

그러므로, 본 변형예의 수광 소자(1G)에서, 경계부(Bn)는 게이트 전극(23)의 n+층(12)에 가까운 단부(En)보다 n+층(12)의 반대측 단부에 더 가까이(즉, 외측에 더 가까이) 위치되어 있다. 이 구조는 게이트 전극(23)으로부터의 전계의 영향을 감소시킨다. 따라서, n+ 영역과 n- 영역 사이의 전계를 완화함으로써 내압에 관련된 문제를 회피할 수 있고, 수광 소자의 감도를 향상시켜 안정적인 동작을 가능하게 한다.Therefore, in the light receiving element 1G of this modification, the boundary Bn is closer to the opposite end of the n + layer 12 than the end En of the gate electrode 23 close to the n + layer 12 ). ≪ / RTI > This structure reduces the influence of the electric field from the gate electrode 23. Therefore, by solving the electric field between the n + region and the n < - > region, a problem related to the breakdown voltage can be avoided and the sensitivity of the light receiving element can be improved to enable stable operation.

도 17은 수광 소자(1G)에서의 게이트 전압(Vgn)과 광전류(Inp)의 관계를 나타낸다. 도 17의 데이터의 조건으로는, Vnp가 6.0V이며, 수광부(13)에서의 불순물 농도가 1×1018(atm/cm3)이다. 도 17의 데이터는 각각의 위치에 대해 경계부(Bn)의 위치를 +1.5μm로부터 -0.25μm까지 변화시킨 것에 기초한다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 경계부(Bn)의 위치의 "+" 부호는, 경계부(Bn)가 단부(En)보다 n+층(12)의 반대측 단부에 더 가까이(즉, 외측에 더 가까이) 위치되어 있다는 것을 의미한다. 한편, "-" 부호는, 경계부(Bn)가 단부(En)보다 수광부(13)의 중심에 더 가까이(즉, 내측에 더 가까이) 위치되어 있다는 것을 의미한다. 17 shows the relationship between the gate voltage Vgn and the photocurrent Inp in the light receiving element 1G. 17, Vnp is 6.0 V, and the impurity concentration in the light receiving section 13 is 1 x 10 18 (atm / cm 3 ). The data in FIG. 17 is based on the position of the boundary Bn for each position changed from + 1.5 μm to -0.25 μm. 15, the " + "sign of the position of the boundary Bn indicates that the boundary Bn is closer to the end opposite to the n + layer 12 than the edge En (i.e., closer to the outside) . On the other hand, the sign "- " means that the boundary portion Bn is closer to the center of the light receiving portion 13 (i.e., closer to the inner side) than the end En.

도 17를 참조하여 -8V의 Vgn이 인가된 때에 얻은 광전류(Inp)에 주목하면, 경계부(Bn)가 단부(En)보다 수광부(13)의 중심에 더 가까이(즉, 내측에 더 가까이) 위치되어 있는 경우, 1.0×10-9.A 이상의 광전류(Inp)가 흘러, 내압에 문제가 있다 는 것을 알 수 있다. 이에 대해, 경계부(Bn)가 단부(En)보다 n+층(12)의 반대측 단부에 더 가까이(즉, 외측에 더 가까이) 위치되어 있는 경우, 내압의 문제는 생기지 않는다.17, attention is focused on the photocurrent Inp obtained when Vgn of -8 V is applied. When the boundary Bn is closer to the center of the light receiving portion 13 than to the end En (i.e., closer to the inside) 1.0 x 10 < -9 & gt ; A photocurrent (Inp) of A or more flows, which indicates that there is a problem with the breakdown voltage. On the other hand, when the boundary Bn is located closer to the opposite end of the n + layer 12 than the edge En (i.e., closer to the outside), there is no problem of withstand voltage.

도 18은 수광 소자(1G)에서의 수광부(13)의 불순물 농도와 광전류(Inp)의 관계를 나타낸다. 도 18의 데이터의 조건으로는, 게이트 전압(Vgn)이 -8V이고, 경계부(Bn)의 위치가 0.0μm이다(즉, 단부(En) 위에 위치되어 있다).18 shows the relationship between the impurity concentration of the light-receiving portion 13 and the photocurrent Inp in the light-receiving element 1G. 18, the gate voltage Vgn is -8V, and the position of the boundary Bn is 0.0 占 퐉 (that is, positioned on the end En).

도 18은, 불순물의 도전형이 n형의 경우에, 불순물 농도가 2×1018(atm/cm3)이하여야 한다는 것을 알 수 있다.Fig. 18 shows that, when the conductivity type of the impurity is n-type, the impurity concentration should be 2 x 10 18 (atm / cm 3 ) or less.

[제8 변형예][Modification 8]

도 19는 제8 변형예에 따른 수광 소자(수광 소자(1H))의 평면 구성을 나타낸다. 도 20은, 도 19의 VI-VI선을 따른 수광 소자(1H)의 단면 구성을 나타낸다.Fig. 19 shows a planar configuration of a light-receiving element (light-receiving element 1H) according to the eighth modification. Fig. 20 shows a sectional configuration of the light receiving element 1H along the line VI-VI in Fig.

본 변형예의 수광 소자(1H)에서, 수광부(13A)는 p+층(11)의 불순물 농도보다 불순물(p형 불순물) 농도가 낮아지도록 형성된다(즉, p-층으로서 형성된다). 또한, 광조사 시에, 게이트 전극(23)에는 정전위의 게이트 전압(Vg)이 인가된다.In the light receiving element 1H of this modification, the light receiving portion 13A is formed so that the impurity (p-type impurity) concentration is lower than the impurity concentration of the p + layer 11 (that is, formed as a p-layer). Further, at the time of light irradiation, the gate voltage Vg of the positive potential is applied to the gate electrode 23. [

또한, 이 수광 소자(1H)에서, 수광부(13A)(p-층)와 p+층(11)의 경계부(Bp)는, 게이트 전극(23)의 p+층(11)에 가까운 단부(Ep)보다, 경계부(Bp)에 대해 반대측의 p+층(11)의 단부에 더 가까이(즉, 외측에 더 가까이) 위치되어 있다. 이 경계부(Bp)는 단부(Ep) 위에 위치될 수도 있다.In this light receiving element 1H, the boundary portion Bp between the light receiving portion 13A (p-layer) and the p + layer 11 is larger than the edge Ep close to the p + layer 11 of the gate electrode 23 (Closer to the outer side) to the end of the p + layer 11 on the opposite side to the boundary Bp. This boundary portion Bp may be located on the end Ep.

이 구조는, 제7 변형예의 수광 소자(1G)와 마찬가지로, 제7 변형예에서 설명 한 내압의 문제를 회피하기 위한 것이다.This structure is for avoiding the problem of the withstand voltage described in the seventh modification, similarly to the light receiving element 1G of the seventh modification.

그러므로, 본 변형예의 수광 소자(1H)에서, 경계부(Bp)가 게이트 전극(23)의 p+층(11)에 가까운 단부(Ep)보다도 p+층(11)의 반대측 단부에 더 가까이 위치되어 있다. 이 구조는 게이트 전극(23)으로부터의 전계의 영향을 감소시킨다. 따라서, p+ 영역과 p- 영역 사이의 전계를 완화함으로써 내압에 관련된 문제를 회피할 수 있고, 수광 소자의 감도를 향상시켜 안정적인 동작을 가능하게 한다.Therefore, in the light receiving element 1H of the present modification, the boundary portion Bp is located closer to the opposite end of the gate electrode 23 than the end Ep closer to the p + layer 11, opposite to the p + layer 11. [ This structure reduces the influence of the electric field from the gate electrode 23. Thus, by alleviating the electric field between the p + region and the p- region, it is possible to avoid a problem related to the breakdown voltage, and the sensitivity of the light receiving element can be improved to enable stable operation.

도 21은 수광 소자(1H)에서의 게이트 전압(Vgn)와 광전류(Inp)의 관계를 나타낸다. 도 21의 데이터의 조건으로는, Vnp는 6.0V이고, 수광부(13A)에서의 불순물 농도는 1×1018(atm/cm3)이다. 도 21의 데이터는 각각의 위치에 대해 경계부(Bp)의 위치를 +1.5μm로부터 -0.25μm까지 변화시킨 것에 기초한다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 경계부(Bp)의 위치의 "+" 부호는, 경계부(Bp)가 단부(Ep)보다 p+층(11)의 반대측 단부에 더 가까이(즉, 외측에 더 가까이) 위치되어 있다는 것을 의미한다. 한편, "-" 부호는, 경계부(Bp)가 단부(Ep)보다 수광부(13A)(p-층)의 중심에 더 가까이(즉, 내측에 더 가까이) 위치되어 있다 것을 의미한다.21 shows the relationship between the gate voltage Vgn and the photocurrent Inp in the light receiving element 1H. 21, Vnp is 6.0 V, and the impurity concentration in the light receiving section 13A is 1 x 10 18 (atm / cm 3 ). The data in Fig. 21 is based on a change in the position of the boundary portion Bp from + 1.5 占 퐉 to -0.25 占 퐉 for each position. 19, the " + "sign of the position of the boundary portion Bp indicates that the boundary portion Bp is closer to the end portion opposite to the p + layer 11 (i.e., closer to the outer side) than the end portion Ep . On the other hand, the sign "-" means that the boundary portion Bp is closer to the center of the light receiving portion 13A (p-layer) (that is, closer to the inner side) than the end Ep.

도 21을 참조하여 2V의 Vgn이 인가된 때에 얻은 광전류(Inp)에 주목하면, 경계부(Bp)가 단부(Ep)보다 수광부(13A)(p-층)의 중심에 더 가까이(즉, 내측에 더 가까이) 위치되어 있는 경우에는, 1.0×10-9.A 이상의 광전류(Inp)가 흘러, 내압에 문제가 있다는 것을 알 수 있다. 이에 대해, 경계부(Bp)가 단부(Ep)보다, p+층(11)의 반대측 단부에 더 가까이 위치되어 있는 경우에는, 내압의 문제는 생기지 않는 다.Referring to FIG. 21, attention is focused on the photocurrent Inp obtained when 2 V of Vgn is applied. The boundary Bp is closer to the center of the light receiving portion 13A (p-layer) 1.0 x 10 < -9 & gt ; A photocurrent (Inp) of A or higher flows, which indicates that there is a problem with the breakdown voltage. On the other hand, when the boundary portion Bp is located closer to the opposite side end of the p + layer 11 than the end Ep, the problem of withstand voltage does not occur.

또한, 도 22는 수광 소자(1H)에서의 수광부(13A)의 불순물 농도와 광전류(Inp)의 관계를 나타낸다. 도 22의 데이터의 조건으로는, 게이트 전압(Vgn)이 8V이고, 경계부(Bp)의 위치는 0.0μm이다(즉, 경계부(Bp)는 단부(Ep) 위에 위치되어 있다).22 shows the relationship between the impurity concentration of the light-receiving portion 13A and the photocurrent Inp in the light-receiving element 1H. 22, the gate voltage Vgn is 8 V, and the position of the boundary portion Bp is 0.0 占 퐉 (i.e., the boundary portion Bp is located on the end portion Ep).

도 22는 불순물의 도전형이 p형의 경우에, 불순물 농도가 2×1018(atm/cm3)이하여야 한다는 것을 알 수 있다.22 shows that when the conductivity type of the impurity is p-type, the impurity concentration should be 2 x 10 18 (atm / cm 3 ) or less.

[제9 변형예][Ninth Modified Example]

도 23은 제9 변형예에 따른 수광 소자의 회로 구성을 나타낸다. 본 변형예의 수광 소자의 회로는, 2개의 수광 소자(1a, 1b)(각각, 전술한 수광 소자(1) 또는 다른 수광 소자로 구성됨)로 구성되어 있다. 구체적으로는, 전원(VDD)와 접지(GND ) 사이에, 서로 직렬 접속된 2개의 수광 소자(1a, 1b)가 배치되어 있다.23 shows a circuit configuration of the light receiving element according to the ninth modification. The circuit of the light-receiving element of this modification is composed of two light-receiving elements 1a and 1b (each composed of the above-described light-receiving element 1 or another light-receiving element). Specifically, two light receiving elements 1a and 1b connected in series to each other are arranged between the power supply VDD and the ground GND.

수광 소자(1a)의 경우, 캐소드 전극(22)이 전원(VDD)에 접속되고, 애노드 전극(21)이 단자(B) 및 출력 단자(OUTPUT)에 접속되며, 게이트 전극(23)이 단자(A)에 접속되어 있다. 수광 소자(1b)의 경우, 캐소드 전극(22)이 단자(B) 및 출력 단자(OUTPUT)에 접속되고, 애노드 전극(21)이 접지(GND)에 접속되며, 게이트 전극(23)이 단자(C)에 접속되어 있다.In the case of the light receiving element 1a, the cathode electrode 22 is connected to the power supply VDD, the anode electrode 21 is connected to the terminal B and the output terminal OUTPUT, and the gate electrode 23 is connected to the terminal A). In the case of the light receiving element 1b, the cathode electrode 22 is connected to the terminal B and the output terminal OUTPUT, the anode electrode 21 is connected to the ground GND, and the gate electrode 23 is connected to the terminal C.

수광 소자(1b)는 환경 외란(environmental disturbance)을 보상하기 위하여, 블랙 매트릭스(BM) 아래(블랙 매트릭스(BM)의 형성 영역 내)에 배치되어 있다. 한 편, 수광 소자(1a)는 조도를 측정할 수 있도록 블랙 매트릭스(BM)의 형성 영역 이외의 부분에 배치되어 있다.The light receiving element 1b is disposed under the black matrix BM (within the formation area of the black matrix BM) in order to compensate for environmental disturbance. On the other hand, the light-receiving element 1a is arranged at a portion other than the formation region of the black matrix BM so that the illuminance can be measured.

수광 소자(1a, 1b)의 수광부(13)에는, p형 영역이 될 수 있도록 붕소가 이온 주입되어 있다. 이 붕소의 농도는, 내압의 제한으로, 2×1018(atm/cm3) 이하이어야 하며, 1. 5×1016∼ 3.5×1017(atm/cm3) 범위의 농도인 것이 바람직하다.Boron is ion-implanted into the p-type region of the light receiving section 13 of the light receiving elements 1a and 1b. The boron concentration should be not more than 2 x 10 18 (atm / cm 3 ) and not more than 1.5 x 10 16 to 3.5 x 10 17 (atm / cm 3 ).

도 23에 나타낸, 단자(A, B, C)의 전위(VA, VB, VC), 전원(VDD) 및 접지(GND)는 이하의 식 (1)을 충족시키도록 설계되는 것이 바람직하다. 그 이유는,  It is desirable that the potentials VA, VB, and VC of the terminals A, B, and C, the power supply VDD, and the ground GND shown in FIG. 23 are designed to satisfy the following formula (1). The reason is that,

식 (1)을 충족시키면 안정적인 광전류의 출력을 가능하게 하기 때문이다.This is because satisfying equation (1) enables stable output of photocurrent.

GND<VC<VB<VA<VDD ...(1)GND <VC <VB <VA <VDD (1)

이상으로 본 발명의 실시예 및 그 변형예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 실시예 등에 한정되지 않으며, 각종의 변형이 가능하다.The embodiments of the present invention and modifications thereof have been described above. However, the present invention is not limited to this embodiment and the like, and various modifications are possible.

예를 들면, 실시예에서 설명한, 캐소드 전극 또는 이 캐소드 전극과 전기적으로 접속된 전극, 및 애노드 전극 또는 이 애노드 전극과 전기적으로 접속된 전극의 적어도 대향 영역(대향 영역(d11, d12, d21, d22))은, 산화 인듐 주석(indium tin oxide, ITO)와 같은 투명 재료로 구성된 투명 전극인 것이 바람직하다. 이 구성은 수광부에 대한 광의 입사 효율을 향상시키므로, 수광 감도를 더욱 향상시킬 수 있다.For example, the cathode electrode or the electrode electrically connected to the cathode electrode and the anode electrode or the electrode electrically connected to the anode electrode described in the embodiment (at least the opposed regions d11, d12, d21, d22 ) Is preferably a transparent electrode made of a transparent material such as indium tin oxide (ITO). This configuration improves the incident efficiency of light with respect to the light receiving portion, so that the light receiving sensitivity can be further improved.

본 발명의 효과는 가시광에 대한 효과로 한정되는 것이 아니고, 비가시광(예컨대, X선, 전자선, 자외광, 적외광)에 대해서도 효과를 얻을 수 있다. 특히, 반 도체층의 밴드갭 근방의 광에 대하여 본 발명을 사용하면, 효과적인 수광 소자를 얻을 수 있다.The effect of the present invention is not limited to the effect on visible light, but effects can be obtained on non-visible light (e.g., X-rays, electron beams, ultraviolet light, infrared light). Particularly, when the present invention is used for light in the vicinity of the band gap of the semi-conductor layer, an effective light receiving element can be obtained.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 주로 실리콘 박막을 반도체층으로서 사용하지만, 전계에 의해 제어 가능한 반도체 재료이면 어떠한 재료도 반도체층에 사용될 수있다. 다른 재료의 예에는, SiGe, Ge, Se, 유기 반도체막, 산화물 반도체막 등이 포함된다.Further, in the embodiment of the present invention, a silicon thin film is mainly used as a semiconductor layer, but any material can be used for the semiconductor layer as long as it is a semiconductor material which can be controlled by an electric field. Examples of other materials include SiGe, Ge, Se, an organic semiconductor film, an oxide semiconductor film, and the like.

본 발명의 실시예에 따른 수광 소자는, 예를 들면, 도 24∼도 27에 나타낸 액정 표시 장치(4) 및 유기 EL 표시 장치(5)와 같이, 표시 소자 및 수광 소자를 포함하는 표시 장치에 적용될 수 있다. 이로써, 외부로부터의 환경광 및 표시 유닛(48) 등으로부터의 표시광을 수광할 수 있고, 표시 데이터, 백라이트의 광량 등을 제어할 수 있으며, 터치 패널 기능, 지문 입력 기능, 스캐너 기능 등을 가지는 다기능 디스플레이로서 기능하게 된다. 구체적으로는, 도 24에 나타낸 액정 표시 장치(4)는, 전술한 실시예 등에서 설명한 수광 소자(1) 등, N형 TFT(3N), 및 P형 TFT(3P)을 포함한다. N형 TFT(3N)는 소스 전극(3N21), 드레인 전극(3N22), 게이트 전극(3N231, 3N232), 채널층(3N131, 3N132), n+층(3N12), 및 LDD(Lightly Doped Drain)층(3N14)를 가진다. P형 TFT(3P)는 소스 전극(3P22), 드레인 전극(3P21), 게이트 전극(3P23), 채널층(3P13) 및 p+층(3P11)을 가진다. 액정 표시 장치(4)는 또한 평탄화막(41), 화소 전극(421), 공통 전극(422), 액정층(43), 스페이서(44), 오버코트층(45), 블랙 매트릭스층(46), 컬러 필터층(47), 및 유리 기판(40)을 포함한다. 또한, 표시 유닛(48) 내의 각 화소(49)에는, 예를 들면, 도 25에 나타낸 바 와 같이, 데이터선(DL), 게이트선(G11∼GL3), 전원선(VDD), 접지선(GND), 공통선(COM), 판독선(RL), 액정 소자(LC), 수광 소자(1), 화소 선택용 TFT 소자(SW1, SW3), 용량 소자(C1), 및 소스 폴로어 소자(SF)를 가지는 화소 회로가 형성되어 있다. 또한, 도 26에 나타낸 유기 EL 표시 장치(5)는, 전술한 실시예에 등에 따른 수광 소자(1) 등, N형 TFT(3N), P형 TFT(3P), 평탄화막(51), 애노드 전극(521), 캐소드 전극(522), 발광층(53), 수지층(54), 오버코트층(55), 블랙 매트릭스층(56), 컬러 필터층(57), 및 유리 기판(50)을 포함한다. 수광 소자(1) 등의 위치는, 화소(49) 내에 한정되지 않으며, 수광 소자(1) 등은 예를 들면, 도 27에 나타낸 액정 표시 장치(4A)와 같이, 표시 유닛(48)의 주변 영역에 제공될 수도 있다.The light-receiving element according to the embodiment of the present invention can be applied to a display device including a display element and a light-receiving element, such as the liquid crystal display device 4 and the organic EL display device 5 shown in Figs. 24 to 27 Can be applied. Thus, it is possible to receive ambient light from the outside and display light from the display unit 48 or the like, to control the display data, the amount of light of the backlight, and the like, and to provide a touch panel function, a fingerprint input function, Functioning as a multi-function display. Specifically, the liquid crystal display device 4 shown in Fig. 24 includes the N-type TFT 3N and the P-type TFT 3P such as the light receiving element 1 described in the above-described embodiments and the like. The N-type TFT 3N includes a source electrode 3N21, a drain electrode 3N22, gate electrodes 3N231 and 3N232, channel layers 3N131 and 3N132, an n + layer 3N12 and an LDD (Lightly Doped Drain) 3N14). The P-type TFT 3P has a source electrode 3P22, a drain electrode 3P21, a gate electrode 3P23, a channel layer 3P13, and a p + layer 3P11. The liquid crystal display device 4 further includes a planarization film 41, a pixel electrode 421, a common electrode 422, a liquid crystal layer 43, a spacer 44, an overcoat layer 45, a black matrix layer 46, A color filter layer 47, and a glass substrate 40. 25, the data lines DL, the gate lines G11 to GL3, the power source line VDD, the ground line GND (not shown), and the like are connected to the pixels 49 in the display unit 48. [ ), The common line COM, the reading line RL, the liquid crystal element LC, the light receiving element 1, the pixel selecting TFT elements SW1 and SW3, the capacitive element C1 and the source follower element SF ) Are formed in the pixel circuit. The organic EL display device 5 shown in Fig. 26 includes the n-type TFT 3N, the p-type TFT 3P, the planarization film 51, the anode 5, and the like, such as the light receiving element 1 according to the above- The light emitting layer 53, the resin layer 54, the overcoat layer 55, the black matrix layer 56, the color filter layer 57, and the glass substrate 50 . The position of the light receiving element 1 and the like is not limited to the pixel 49 and the light receiving element 1 or the like may be disposed in the vicinity of the display unit 48 as in the liquid crystal display 4A shown in Fig. Area. &Lt; / RTI &gt;

또한, 전술한 실시예 등에 따른 구성 등을 상호 조합할 수도 있다.The configurations and the like according to the above-described embodiments and the like may be combined with each other.

해당 기술분야의 당업자는, 첨부된 청구항의 범위 또는 그와 동등한 범위 내에 있는 한 설계 요건 및 기타 인자에 따라 본 발명에 대한 다양한 변형, 조합, 부조합 및 변경 가능하다는 것을 알아야 한다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations, subcombinations, and alterations of the present invention are possible in accordance with design requirements and other factors as long as they are within the scope of the appended claims or their equivalents.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 평면도이다.1 is a plan view showing a configuration of a light receiving element according to an embodiment of the present invention.

도 2는, 도 1에 나타낸 수광 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the configuration of the light-receiving element shown in Fig.

도 3은 비교예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 평면도이다.3 is a plan view showing a configuration of a light receiving element according to a comparative example.

도 4는, 도 3에 나타낸 비교예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a configuration of a light receiving element according to a comparative example shown in Fig.

도 5는, 도 1 및 도 3에 나타낸 수광 소자에서의 게이트 전극의 L 길이와 광전류의 관계를 나타낸 특성도이다.Fig. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the length L of the gate electrode and the photocurrent in the light-receiving element shown in Figs. 1 and 3. Fig.

도 6은, 도 1에 나타낸 수광 소자의 수광 특성을 측정하는 데 사용된 회로를 설명하기 위한 회로도이다.Fig. 6 is a circuit diagram for explaining a circuit used for measuring light-receiving characteristics of the light-receiving element shown in Fig.

도 7은, 도 1에 나타낸 수광 소자에서의 게이트 전압과 광전류의 관계를 나타낸 특성도이다.7 is a characteristic diagram showing the relationship between the gate voltage and the photocurrent in the light receiving element shown in Fig.

도 8은, 도 1에 나타낸 수광 소자에서의 수광부의 불순물 농도와 항복 전압의 관계를 나타내는 특성도이다.Fig. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the impurity concentration and the breakdown voltage of the light-receiving unit in the light-receiving element shown in Fig.

도 9는 본 발명의 실시예의 제1 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 평면도이다.9 is a plan view showing a configuration of a light receiving element according to a first modification of the embodiment of the present invention.

도 10은, 도 9에 나타낸 제1 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing a configuration of a light receiving element according to the first modification shown in Fig.

도 11은 본 발명의 실시예의 제2 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing a configuration of a light receiving element according to a second modification of the embodiment of the present invention.

도 12a 및 도 12b는 각각 본 발명의 실시예의 제3 변형예 및 제4 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.12A and 12B are cross-sectional views showing the configuration of the light receiving element according to the third and fourth modifications of the embodiment of the present invention, respectively.

도 13은, 도 12a에 나타낸 제3 변형예에 따른 수광 소자의 특징적인 작용을 설명하기 위한 단면도이다.13 is a cross-sectional view for explaining a characteristic operation of the light receiving element according to the third modification shown in Fig. 12A.

도 14a 및 도 14b는 각각 본 발명의 실시예의 제5 변형예 및 제6 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.Figs. 14A and 14B are cross-sectional views showing the configuration of the light receiving element according to the fifth and sixth modifications of the embodiment of the present invention, respectively.

도 15는 본 발명의 실시예의 제7 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 평면도이다.15 is a plan view showing a configuration of a light receiving element according to a seventh modification of the embodiment of the present invention.

도 16은, 도 15에 나타낸 제7 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.16 is a cross-sectional view showing a configuration of a light receiving element according to a seventh modification shown in Fig.

도 17은, 도 15에 나타낸 제7 변형예에 따른 수광 소자에서의 게이트 전압과 광전류의 관계를 나타내는 특성도이다.17 is a characteristic diagram showing the relationship between the gate voltage and the photocurrent in the light receiving element according to the seventh modification shown in Fig.

도 18은, 도 15에 나타낸 제7 변형예에 따른 수광 소자에서의 수광부의 불순물 농도와 광전류의 관계를 나타내는 특성도이다.Fig. 18 is a characteristic diagram showing the relationship between the impurity concentration and the photocurrent of the light-receiving unit in the light-receiving element according to the seventh modification shown in Fig. 15. Fig.

도 19는 본 발명의 실시예의 제8 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 평면도이다.19 is a plan view showing a configuration of a light receiving element according to an eighth modification of the embodiment of the present invention.

도 20은, 도 19에 나타낸 제8 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.20 is a cross-sectional view showing a configuration of a light receiving element according to an eighth modification shown in Fig.

도 21은, 도 19에 나타낸 제8 변형예에 따른 수광 소자에서의 게이트 전압과 광전류의 관계를 나타내는 특성도이다.21 is a characteristic diagram showing the relationship between the gate voltage and the photocurrent in the light receiving element according to the eighth modification shown in Fig.

도 22는, 도 19에 나타낸 제8 변형예에 따른 수광 소자에서의 수광부의 불순물 농도와 광전류의 관계를 나타내는 특성도이다.22 is a characteristic diagram showing the relationship between the impurity concentration and the photoelectric current of the light receiving section in the light receiving element according to the eighth modification shown in Fig.

도 23은 본 발명의 실시예의 제9 변형예에 따른 수광 소자의 구성을 나타낸 회로도이다.23 is a circuit diagram showing a configuration of a light receiving element according to a ninth modification of the embodiment of the present invention.

도 24는, 도 1에 나타낸 수광 소자를 포함하는 액정 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.24 is a cross-sectional view showing an example of a liquid crystal display device including the light receiving element shown in Fig.

도 25는, 도 24에 나타낸 액정 표시 장치에서의 화소 회로의 일례를 나타낸 평면도 및 회로도이다.25 is a plan view and a circuit diagram showing an example of a pixel circuit in the liquid crystal display device shown in Fig.

도 26은, 도 1에 나타낸 수광 소자를 포함하는 유기 EL 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.26 is a cross-sectional view showing an example of an organic EL display device including the light receiving element shown in Fig.

도 27은, 도 1에 나타낸 수광 소자를 포함하는 액정 표시 장치의 다른 예를 나타낸 평면도이다.27 is a plan view showing another example of the liquid crystal display device including the light receiving element shown in Fig.

Claims (18)

기판의 한 측면에서 소자 형성면(element foramtion surface) 위에 형성되도록 구성된 제1 도전형 반도체 영역;A first conductive semiconductor region configured to be formed on an element foramtion surface on one side of the substrate; 상기 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제2 도전형 반도체 영역;A second conductive semiconductor region configured to be formed on the element formation surface; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 상기 제2 도전형 반도체 영역 사이의 상기 소자 형성면 위에 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체 영역 및 상기 제2 도전형 반도체 영역보다 불순물 농도가 낮도록 구성된 중간 반도체 영역;An intermediate semiconductor region formed on the element formation surface between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region and configured to have an impurity concentration lower than that of the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, ; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제1 전극;A first electrode configured to be electrically connected to the first conductive type semiconductor region; 상기 제2 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제2 전극; 및A second electrode configured to be electrically connected to the second conductive semiconductor region; And 상기 중간 반도체 영역에 대향하는 대향 영역(opposed area)에서 상기 중간 반도체 영역보다 상기 기판 측으로 절연막을 사이에 두고 형성되도록 구성된 제어 전극A control electrode formed to be opposed to the intermediate semiconductor region and opposed to the intermediate semiconductor region via the insulating film; 을 포함하고,상기 중간 반도체 영역에 주입되어 있는 불순물의 도전형은 p형이며,Wherein the conductivity type of the impurity implanted in the intermediate semiconductor region is p-type, 상기 제1 전극은 애노드 전극(anode electrode)이고, 상기 제2 전극이 캐소드 전극(cathode electrode)이며,Wherein the first electrode is an anode electrode and the second electrode is a cathode electrode, 상기 애노드 전극 또는 상기 애노드 전극과 전기적으로 접속된 전극의 일부가 상기 제어 전극에 대향하는 영역과 부분적으로 중첩되어 있는,Wherein a part of the electrode electrically connected to the anode electrode or the anode electrode is partially overlapped with a region facing the control electrode, 수광 소자.Receiving element. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 중간 반도체 영역의 불순물 농도는 2×1018(atm/cm3) 이하인, 수광 소자.And the impurity concentration of the intermediate semiconductor region is 2 x 10 18 (atm / cm 3 ) or less. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 도전형 반도체 영역, 상기 제2 도전형 반도체 영역 및 상기 중간 반도체 영역은, 다결정 실리콘으로 구성된 비단결정 반도체층(non-single-crystal)을 포함하는, 수광 소자.Wherein the first conductivity type semiconductor region, the second conductivity type semiconductor region, and the intermediate semiconductor region comprise a non-single-crystal layer made of polycrystalline silicon. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 비단결정 반도체층의 막두께는 30nm 이상이고 60nm 이하인, 수광 소자.Wherein the thickness of the non-single crystal semiconductor layer is 30 nm or more and 60 nm or less. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,5. The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 중간 반도체 영역과 상기 제1 도전형 반도체 영역의 경계부(boundary)는, 상기 제어 전극의 상기 제1 도전형 반도체 영역에 가까운 단부(end) 위에 위치하거나, 또는 상기 단부보다도 상기 제1 도전형 반도체 영역 측으로 위치하는, 수광 소자.Wherein a boundary between the intermediate semiconductor region and the first conductivity type semiconductor region is located on an end near the first conductivity type semiconductor region of the control electrode or between the first conductivity type semiconductor region and the first conductivity type semiconductor region, And the light receiving element is located on the region side. 기판의 한 측면에서 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제1 도전형 반도체 영역;A first conductive semiconductor region configured to be formed on an element formation surface on one side of the substrate; 상기 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제2 도전형 반도체 영역;A second conductive semiconductor region configured to be formed on the element formation surface; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 상기 제2 도전형 반도체 영역 사이의 상기 소자 형성면 위에 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체 영역 및 상기 제2 도전형 반도체 영역보다 불순물 농도가 낮도록 구성된 중간 반도체 영역;An intermediate semiconductor region formed on the element formation surface between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region and configured to have an impurity concentration lower than that of the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, ; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제1 전극;A first electrode configured to be electrically connected to the first conductive type semiconductor region; 상기 제2 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제2 전극; 및A second electrode configured to be electrically connected to the second conductive semiconductor region; And 상기 중간 반도체 영역에 대향하는 대향 영역에서 상기 중간 반도체 영역보다 상기 기판 측으로 절연막을 사이에 두고 형성되도록 구성된 제어 전극A control electrode configured to be formed on the substrate side of the intermediate semiconductor region with an insulating film therebetween in an opposite region facing the intermediate semiconductor region; 을 포함하고,/ RTI &gt; 상기 중간 반도체 영역에 주입되어 있는 불순물의 도전형은 n형이며, The conductivity type of the impurity implanted into the intermediate semiconductor region is n-type, 상기 제1 전극은 애노드 전극(anode electrode)이고, 상기 제2 전극이 캐소드 전극(cathode electrode)이며,Wherein the first electrode is an anode electrode and the second electrode is a cathode electrode, 상기 애노드 전극 또는 상기 애노드 전극과 전기적으로 접속된 전극의 일부가 상기 제어 전극에 대향하는 영역과 부분적으로 중첩되어 있는,Wherein a part of the electrode electrically connected to the anode electrode or the anode electrode is partially overlapped with a region facing the control electrode, 수광 소자.Receiving element. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 중간 반도체 영역의 불순물 농도는 2×1018(atm/cm3) 이하인, 수광 소자.And the impurity concentration of the intermediate semiconductor region is 2 x 10 18 (atm / cm 3 ) or less. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 제1 도전형 반도체 영역, 상기 제2 도전형 반도체 영역 및 상기 중간 반도체 영역은, 다결정 실리콘으로 구성된 비단결정 반도체층을 포함하는, 수광 소자.Wherein the first conductivity type semiconductor region, the second conductivity type semiconductor region, and the intermediate semiconductor region comprise a non-single crystal semiconductor layer composed of polycrystalline silicon. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 비단결정 반도체층의 막두께는 30nm 이상이고 60nm 이하인, 수광 소자.Wherein the thickness of the non-single crystal semiconductor layer is 30 nm or more and 60 nm or less. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,10. The method according to any one of claims 6 to 9, 상기 중간 반도체 영역과 상기 제2 도전형 반도체 영역의 경계부는, 상기 제어 전극의 상기 제2 도전형 반도체 영역에 가까운 단부 위에 위치하거나, 또는 상기 단부보다도 상기 제2 도전형 반도체 영역 측으로 위치하는, 수광 소자.Wherein a boundary portion between the intermediate semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region is located on an end portion closer to the second conductivity type semiconductor region of the control electrode or on the side of the second conductivity type semiconductor region than the end portion, device. 배열된 복수의 표시 소자 및 수광 소자를 포함하는 표시 장치로서,A display device comprising a plurality of display elements and a light receiving element arranged, 상기 수광 소자는,The light- 기판의 한 측면에서 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제1 도전형 반도체 영역;A first conductive semiconductor region configured to be formed on an element formation surface on one side of the substrate; 상기 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제2 도전형 반도체 영역;A second conductive semiconductor region configured to be formed on the element formation surface; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 상기 제2 도전형 반도체 영역 사이의 상기 소자 형성면 위에 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체 영역 및 상기 제2 도전형 반도체 영역보다 불순물 농도가 낮도록 구성된 중간 반도체 영역;An intermediate semiconductor region formed on the element formation surface between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region and configured to have an impurity concentration lower than that of the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, ; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제1 전극;A first electrode configured to be electrically connected to the first conductive type semiconductor region; 상기 제2 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제2 전극; 및A second electrode configured to be electrically connected to the second conductive semiconductor region; And 상기 중간 반도체 영역에 대향하는 대향 영역에서 상기 중간 반도체 영역보다 상기 기판 측으로 절연막을 사이에 두고 형성되도록 구성된 제어 전극A control electrode configured to be formed on the substrate side of the intermediate semiconductor region with an insulating film therebetween in an opposite region facing the intermediate semiconductor region; 을 포함하고,/ RTI &gt; 상기 중간 반도체 영역에 주입되어 있는 불순물의 도전형은 p형이며, The conductivity type of the impurity implanted into the intermediate semiconductor region is p-type, 상기 제1 전극은 애노드 전극(anode electrode)이고, 상기 제2 전극이 캐소드 전극(cathode electrode)이며,Wherein the first electrode is an anode electrode and the second electrode is a cathode electrode, 상기 애노드 전극 또는 상기 애노드 전극과 전기적으로 접속된 전극의 일부가 상기 제어 전극에 대향하는 영역과 부분적으로 중첩되어 있는,Wherein a part of the electrode electrically connected to the anode electrode or the anode electrode is partially overlapped with a region facing the control electrode, 표시 장치.Display device. 배열된 복수의 표시 소자 및 수광 소자를 포함하는 표시 장치로서,A display device comprising a plurality of display elements and a light receiving element arranged, 상기 수광 소자는,The light- 기판의 한 측면에서 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제1 도전형 반도체 영역;A first conductive semiconductor region configured to be formed on an element formation surface on one side of the substrate; 상기 소자 형성면 위에 형성되도록 구성된 제2 도전형 반도체 영역;A second conductive semiconductor region configured to be formed on the element formation surface; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 상기 제2 도전형 반도체 영역 사이의 상기 소자 형성면 위에 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체 영역 및 상기 제2 도전형 반도체 영역보다 불순물 농도가 낮도록 구성된 중간 반도체 영역;An intermediate semiconductor region formed on the element formation surface between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region and configured to have an impurity concentration lower than that of the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, ; 상기 제1 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제1 전극;A first electrode configured to be electrically connected to the first conductive type semiconductor region; 상기 제2 도전형 반도체 영역과 전기적으로 접속되도록 구성된 제2 전극; 및A second electrode configured to be electrically connected to the second conductive semiconductor region; And 상기 중간 반도체 영역에 대향하는 대향 영역에서 상기 중간 반도체 영역보다 상기 기판 측으로 절연막을 사이에 두고 형성되도록 구성된 제어 전극A control electrode configured to be formed on the substrate side of the intermediate semiconductor region with an insulating film therebetween in an opposite region facing the intermediate semiconductor region; 을 포함하고,/ RTI &gt; 상기 중간 반도체 영역에 주입되어 있는 불순물의 도전형은 n형이며, The conductivity type of the impurity implanted into the intermediate semiconductor region is n-type, 상기 제1 전극은 애노드 전극(anode electrode)이고, 상기 제2 전극이 캐소드 전극(cathode electrode)이며,Wherein the first electrode is an anode electrode and the second electrode is a cathode electrode, 상기 애노드 전극 또는 상기 애노드 전극과 전기적으로 접속된 전극의 일부가 상기 제어 전극에 대향하는 영역과 부분적으로 중첩되어 있는,Wherein a part of the electrode electrically connected to the anode electrode or the anode electrode is partially overlapped with a region facing the control electrode, 표시 장치. Display device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004119719A (en) 2002-09-26 2004-04-15 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Diode for optical sensor and image input circuit using same, and method of driving image input circuit
JP2006003857A (en) * 2003-08-25 2006-01-05 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Display device and photoelectric conversion element
JP2006332287A (en) 2005-05-25 2006-12-07 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Thin film diode

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004119719A (en) 2002-09-26 2004-04-15 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Diode for optical sensor and image input circuit using same, and method of driving image input circuit
JP2006003857A (en) * 2003-08-25 2006-01-05 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Display device and photoelectric conversion element
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