Large area P–I–N image sensitive devices deposited on plastic substrates

M. Vieira*, P. Louro, M. Fernandes, and R. Schwarz

Electronics Telecommunications and Computer Dept, ISEL, Lisbon, Portugal, Tel: +351 21 8317290, Fax: +351 21 8317114, *e–mail: mv@isel.ipl.pt

Recibido el 27 de octubre de 2004
Aceptado el 25 de mayo de 2005

Abstract

Large area p–i–n image sensors deposited on plastic substrates were produced at low temperatures (110 °C) by PE–CVD and compared with similar sensors deposited on glass substrates. The same sensing element structure ZnO:Al/p(SiC:H)/i(Si:H)/n(SiC:H)/Al was used for both devices. In this work, the efforts are focused mainly on the optimization of the output characteristics of the sensor when fabricated on plastic substrates. The role of the sensor configuration and readout parameters on the image acquisition process is analyzed. The opticaltoelectrical transfer characteristics show a reasonable quantum efficiency under a red light pattern, broad spectral response, and reciprocity between light and image signal. First results show that the sensors deposited on a flexible substrate present smaller light to dark sensitivity than those deposited on glass. In both, the non–ohmic behavior of the transparent conductive oxide front contact blocks the carrier collection and leads to a surprising linear dependence of the image signal with the applied voltage.

Keywords: Optical sensors; large area imagers; flexible electronic; stacked pinpin devices.

Resumen

Sensores de imagen de gran área con estructuras p–i–n se han depositado en substratos de plástico a baja temperatura (110 °C) por PE–CVD y se han comparado con sensores semejantes depositados en substratos de vidrio. Se ha utilizado en ambos los dispositivos en el mismo elemento sensor con la estructura: ZnO:Al/p(SiC:H)/i(Si:H)/n(SiC:H)/Al. En este trabajo se intenta optimizar las características de salida del sensor fabricado en el substrato de plástico. Se analiza la configuración del sensor y de los parámetros de lectura en el proceso de adquisición. Las características de transferencia óptica–eléctrica revelan una eficiencia cuántica razonable cuando se utiliza un padrón de luz en la región roja del espectro, una respuesta espectral alargada, y buena reciprocidad entre la señal de la imagen óptica y eléctrica. Los primeros resultados muestran que los sensores depositados en substratos de plástico presentan una menor sensibilidad al claro–oscuro que los depositados sobre vidrio. En ambos, el comportamiento no óhmico del óxido conductor transparente que constituye el contacto frontal limita la colección de portadores y traduce en una sorprendente dependencia linear entre la señal de la imagen y la tensión aplicada.

Descriptores: Sensores ópticos; sensores de imagen de gran área; electrónica flexible.

PACS: 73.40 Lq; 73.40Ty; 73.40Vz; 73.40Cg

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Acknowledgements

This work has been financially supported by the IPL and POCTI/ESE/38689/2001 project.

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