JPS59141278A - 光電変換素子およびその製造方法 - Google Patents
光電変換素子およびその製造方法Info
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- JPS59141278A JPS59141278A JP58015832A JP1583283A JPS59141278A JP S59141278 A JPS59141278 A JP S59141278A JP 58015832 A JP58015832 A JP 58015832A JP 1583283 A JP1583283 A JP 1583283A JP S59141278 A JPS59141278 A JP S59141278A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光電変換素子、特に長尺薄膜原稿読取素子の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
一般に光信号を電気信号に変換する光電変換素子として
用いられている素子の一つに長尺薄膜原稿読取素子があ
る。
用いられている素子の一つに長尺薄膜原稿読取素子があ
る。
第1図は、従来の長尺薄膜原稿読取素子の断面図である
。第1図に示すように原稿読取素子lは、絶縁性基板2
上に下部電極3を形成し、この電極の一部に重ね【水素
化したアモルファスシリコン膜4を形成し、さらにこの
上に上部透明電極5tl−設けた構造となっている。
。第1図に示すように原稿読取素子lは、絶縁性基板2
上に下部電極3を形成し、この電極の一部に重ね【水素
化したアモルファスシリコン膜4を形成し、さらにこの
上に上部透明電極5tl−設けた構造となっている。
絶縁性基板2としては、セラミック、ガラス、プラスチ
ック等が用いられるが、該基板2は機械的強度が強く、
当該原稿読取素子1の製造工程において加わえられる温
度に対して軟化せず、しかも絶縁性が高いことが必要で
ある。次に、下部電極3としては、クロム(Or)、ニ
ッケル(N1)、白金(pt)、パラジウム(Pd)、
チタン(T1)、モリブデン(Mo)およびタンタル(
Ta )等の金属が用いられる。この下部電極3は、
例えば上記金N’&基板1に厚さ500 X乃至500
0Xで着膜し、フォトリソグラフィとエツチングによっ
て適宜の大きさ、形状となるように形成する。また、水
素化したアモルファスシリコンM4(水素を含まないノ
ンドープを含む)はホウ素(B)など周期律表第■族に
属する元素をドープしたP型のシリコン膜などが用いら
れる。
ック等が用いられるが、該基板2は機械的強度が強く、
当該原稿読取素子1の製造工程において加わえられる温
度に対して軟化せず、しかも絶縁性が高いことが必要で
ある。次に、下部電極3としては、クロム(Or)、ニ
ッケル(N1)、白金(pt)、パラジウム(Pd)、
チタン(T1)、モリブデン(Mo)およびタンタル(
Ta )等の金属が用いられる。この下部電極3は、
例えば上記金N’&基板1に厚さ500 X乃至500
0Xで着膜し、フォトリソグラフィとエツチングによっ
て適宜の大きさ、形状となるように形成する。また、水
素化したアモルファスシリコンM4(水素を含まないノ
ンドープを含む)はホウ素(B)など周期律表第■族に
属する元素をドープしたP型のシリコン膜などが用いら
れる。
このアモルファスシリコン膜4の形成方法としては、例
えばプラズマOVD法によって厚さ1μm程度に堆積す
る。さらに、上部透明電極5としては、■TO膜(1n
2on + 5nOt )などが用いられ、この上部透
明電極5は、例えば反応性蒸着法あるいは反応性スパッ
タリング法などによって、厚さ500A乃至2oooX
@度に形成する。
えばプラズマOVD法によって厚さ1μm程度に堆積す
る。さらに、上部透明電極5としては、■TO膜(1n
2on + 5nOt )などが用いられ、この上部透
明電極5は、例えば反応性蒸着法あるいは反応性スパッ
タリング法などによって、厚さ500A乃至2oooX
@度に形成する。
上述した積層構造を有する原稿読取素子lは、814電
流と暗電流との比C以下、明/暗比という)が103以
上という光電変換特性および光応答速度が1ms以下と
いう光応答性など優れた素子特性を有している。
流と暗電流との比C以下、明/暗比という)が103以
上という光電変換特性および光応答速度が1ms以下と
いう光応答性など優れた素子特性を有している。
なお、前記暗電流は水素化したアモルファスシリコン膜
4と上部透明電極5との界面に形成されたエレクトロン
バリア層(図示せず)によって抑制されており、該エレ
クトロンバリア層は明/暗比の優劣の決定要因の一つと
なっている。
4と上部透明電極5との界面に形成されたエレクトロン
バリア層(図示せず)によって抑制されており、該エレ
クトロンバリア層は明/暗比の優劣の決定要因の一つと
なっている。
このような原稿読取素子lの性能は、該素子1を大気中
で1時間250Cに加熱した場合、あるいは2気圧の大
気中で30分間120Cに加熱した場合であっても劣化
することのない耐熱性および耐圧性を有している。
で1時間250Cに加熱した場合、あるいは2気圧の大
気中で30分間120Cに加熱した場合であっても劣化
することのない耐熱性および耐圧性を有している。
しかし、当該原稿読取素子1がファクシミリ等の画像情
報処理装置に実際に組み込まれた場合、光を受光する上
部透明電極5の汚損あるい(3) は#素子1に対する機械的接触および摩耗によって上記
性能が劣化するという問題があった。
報処理装置に実際に組み込まれた場合、光を受光する上
部透明電極5の汚損あるい(3) は#素子1に対する機械的接触および摩耗によって上記
性能が劣化するという問題があった。
また、該素子1に水分が付着することによって絶縁性が
低下するという問題があった。
低下するという問題があった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、原稿読取素
子などの光電変換素子の性能の劣化を防ぐとともに、絶
縁性を保持する光電変換素子およびその製造方法を提供
することを目的とする。
子などの光電変換素子の性能の劣化を防ぐとともに、絶
縁性を保持する光電変換素子およびその製造方法を提供
することを目的とする。
そこで、本発明では光電変換素子に対して酸化シリコン
膜による保機膜をプラズマOvD法によりシランガスと
構成元系としての酸素ヲ含むガスの混合ガス雰囲気中で
形成する。
膜による保機膜をプラズマOvD法によりシランガスと
構成元系としての酸素ヲ含むガスの混合ガス雰囲気中で
形成する。
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第2図は本発明に係る光電変換素子の製造方法によって
i造した原稿読取素子の断面図である。なお、第1図と
同i゛の機i目を果たす部分については同一の符号が用
いられている。
i造した原稿読取素子の断面図である。なお、第1図と
同i゛の機i目を果たす部分については同一の符号が用
いられている。
第2図に示すように原稿読取素子lは、ガラ(4)
ス基板2上に下部電極3を形成し、この電極の一部に重
ねて水素化したアモルファスシリコン膜4および上部透
明電極5を積層し、さらに基板20図示しない下部電極
3および上部透明電極5の接続端子(引出線)の部分を
除く全体を酸化シリコン膜6で覆った構造となっている
。
ねて水素化したアモルファスシリコン膜4および上部透
明電極5を積層し、さらに基板20図示しない下部電極
3および上部透明電極5の接続端子(引出線)の部分を
除く全体を酸化シリコン膜6で覆った構造となっている
。
次に当該原稿読取素子1の製造方法を詳細に説明する。
まず、ガラス基板2の上全面にわたってクロムを厚さa
oooXで堆積し、フォトエツチングによらて適宜の形
状、大きさの下部電極3を形成スル。アモルファスシリ
コン膜4はシランカスをグロー放電によりて解離し、水
素化したアモルファスシリコンを厚さ約1μmで堆積し
て形成する。また、上部透明電極5はアルゴンおよび酸
素の雰囲気中でDOスパッタリングにより工TO膜を厚
さ約1500Kに層積したものである。
oooXで堆積し、フォトエツチングによらて適宜の形
状、大きさの下部電極3を形成スル。アモルファスシリ
コン膜4はシランカスをグロー放電によりて解離し、水
素化したアモルファスシリコンを厚さ約1μmで堆積し
て形成する。また、上部透明電極5はアルゴンおよび酸
素の雰囲気中でDOスパッタリングにより工TO膜を厚
さ約1500Kに層積したものである。
さらに、下部電極3Wよび上部透明電極5の外部接続端
子(図示せず)の部分をメタルマスクで覆う。
子(図示せず)の部分をメタルマスクで覆う。
このようにして形成した原稿読取素子1に酸化シリコン
膜6を形成するが、その方法としては、プラズマ0VD
(化学蒸着)法、常圧0’VD法、スパッタリング法、
あ′るいは回転塗布法などがあるbt、当該原稿読取素
子1に用いられている水素化されたアモルファスシリコ
ン膜ハ、400C以上に加熱されるとシリコン原子と結
合していた水素の脱離反応を生じるため、パシベーシ璽
ン膜着膜時に400C以下の低温プロセス処理が可能な
プラズマOVD法が最も望ましい。
膜6を形成するが、その方法としては、プラズマ0VD
(化学蒸着)法、常圧0’VD法、スパッタリング法、
あ′るいは回転塗布法などがあるbt、当該原稿読取素
子1に用いられている水素化されたアモルファスシリコ
ン膜ハ、400C以上に加熱されるとシリコン原子と結
合していた水素の脱離反応を生じるため、パシベーシ璽
ン膜着膜時に400C以下の低温プロセス処理が可能な
プラズマOVD法が最も望ましい。
このプラズマOVD法は、反応室内に薄膜を形成する基
板を置き、該反応室内に膜形成に必要な反応性ガスおよ
び必要に応じて該反応性ガスを適宜に循環させるキャリ
アガスを導入し、さらに適宜の直流あるいは交流電圧に
よってグロー放電を生じさせ、該反応ガス?解離および
イオン化を引き起こすことによって該解離あるいはイオ
ン化した反応性ガスを基板に着膜させるものである。
板を置き、該反応室内に膜形成に必要な反応性ガスおよ
び必要に応じて該反応性ガスを適宜に循環させるキャリ
アガスを導入し、さらに適宜の直流あるいは交流電圧に
よってグロー放電を生じさせ、該反応ガス?解離および
イオン化を引き起こすことによって該解離あるいはイオ
ン化した反応性ガスを基板に着膜させるものである。
そこで、上記原稿読取素子1を第3図に示す反応室10
内の14L極板14の上に載置する。この電極板14に
対向して配置された電極板13との距離は40mであり
、両電極板間には電源15から周波数13.6 MH2
%出力100乃至200Wの高周波電圧が印加されるよ
うになっている。
内の14L極板14の上に載置する。この電極板14に
対向して配置された電極板13との距離は40mであり
、両電極板間には電源15から周波数13.6 MH2
%出力100乃至200Wの高周波電圧が印加されるよ
うになっている。
また、基板lの温度は200乃至300C,反応室10
内の圧力は0.5乃至1.5 Torrとする。さらに
、この反応室10内には、酸化シリコン膜6の形成に必
要な反応性ガスとしてシラン(SiH,)ガスと亜酸化
窒素(N、O)ガスとの混合ガスが吸気口11から矢印
Glのように流入し、排気口12から矢印G2のように
流出するようになっている。なお、通常吸気口11は電
極板13と共通になっていて該電極板13にあけられた
多数の吸気穴から反応ガスが反応室10に流入する。
内の圧力は0.5乃至1.5 Torrとする。さらに
、この反応室10内には、酸化シリコン膜6の形成に必
要な反応性ガスとしてシラン(SiH,)ガスと亜酸化
窒素(N、O)ガスとの混合ガスが吸気口11から矢印
Glのように流入し、排気口12から矢印G2のように
流出するようになっている。なお、通常吸気口11は電
極板13と共通になっていて該電極板13にあけられた
多数の吸気穴から反応ガスが反応室10に流入する。
ところで、プラズマOVD法においては反応性ガスの多
くは、解離エネルギーがイオン化エネルギーよりも小さ
いので、反応を生じさせる活性mcラジカル)のうちイ
オンの生成速度は遅(7) く、さらに、正イオンは電子と再結合してしまうのでプ
ラズマ中には中性ラジカル(水素ラジカル)が多く存在
することになる。fなわち、イオンを除く活性種は寿命
が長く、プラズマOVD法による膜形成には、シランガ
スに含まれる水素ラジカルが酸化シリコン膜成長の初期
段階で工TOと反応し、上部透明電極5 (ITO膜)
に変質を生じさせ、該透明電極5とアモルファスシリコ
ン膜4との接合性が劣化し、その結果として暗電流の増
加による明/暗此の大幅な低下の原因となる。このため
、本実施例では亜酸化窒素ガスとシランガスとの流量比
を20対l乃至80対゛1として亜酸化窒素ガスはシラ
ンガスに比べて過剰に使用した。これは、シランガスに
含まれる水素と亜酸化窒素ガスに含まれる酸素とを化合
して水にすることによって、余分な水素ラジカルがIT
O膜χ膜質変質るのを防ぐようにした。また、亜酸化窒
素ガスに含まれる窒素ハ、該パッジベージ目ン膜6にO
乃至IO原子パーセントの割合で混入するが、これはパ
ッジ(8) ベージ貰ン膜6の耐熱性の向上に寄与するので問題とは
ならない。
くは、解離エネルギーがイオン化エネルギーよりも小さ
いので、反応を生じさせる活性mcラジカル)のうちイ
オンの生成速度は遅(7) く、さらに、正イオンは電子と再結合してしまうのでプ
ラズマ中には中性ラジカル(水素ラジカル)が多く存在
することになる。fなわち、イオンを除く活性種は寿命
が長く、プラズマOVD法による膜形成には、シランガ
スに含まれる水素ラジカルが酸化シリコン膜成長の初期
段階で工TOと反応し、上部透明電極5 (ITO膜)
に変質を生じさせ、該透明電極5とアモルファスシリコ
ン膜4との接合性が劣化し、その結果として暗電流の増
加による明/暗此の大幅な低下の原因となる。このため
、本実施例では亜酸化窒素ガスとシランガスとの流量比
を20対l乃至80対゛1として亜酸化窒素ガスはシラ
ンガスに比べて過剰に使用した。これは、シランガスに
含まれる水素と亜酸化窒素ガスに含まれる酸素とを化合
して水にすることによって、余分な水素ラジカルがIT
O膜χ膜質変質るのを防ぐようにした。また、亜酸化窒
素ガスに含まれる窒素ハ、該パッジベージ目ン膜6にO
乃至IO原子パーセントの割合で混入するが、これはパ
ッジ(8) ベージ貰ン膜6の耐熱性の向上に寄与するので問題とは
ならない。
なお、本実施例で使用したシランガスと亜酸化窒素ガス
とアンモニアとの混合ガスに、さらにキャリアガスとし
てアルゴン(ムr)ガスあるいはヘリウム(Hθ)等の
不活性気体を加え 。
とアンモニアとの混合ガスに、さらにキャリアガスとし
てアルゴン(ムr)ガスあるいはヘリウム(Hθ)等の
不活性気体を加え 。
てもよい。
以上のような温度、圧力、電圧および混合ガスの条件の
もとに酸化シリコン膜6を形成した。
もとに酸化シリコン膜6を形成した。
この酸化シリコン膜6で被覆した原稿読取素子lに対し
、120C12atmの条件によるプレッシャークック
試験を30分間行なったが、下記第1表に酸化シリコン
膜6の着膜前、着膜後および前記プレッシャークック試
験後の該素子1の明/暗比な示す。
、120C12atmの条件によるプレッシャークック
試験を30分間行なったが、下記第1表に酸化シリコン
膜6の着膜前、着膜後および前記プレッシャークック試
験後の該素子1の明/暗比な示す。
第1表において、光電流は原稿読取素子1の上部透明電
極5に一5vのバイアス電圧を印加し、100I!χの
緑色螢光灯の光を照射した時に、該素子lに流れた電流
値から暗電流値を慮じた値であり、また明/暗比は該光
電流値を暗電流値で除した値である。第1表から明らか
なように、酸化シリコン膜6の着脱後は光電流が6%程
度減少し、暗電流が増加して明/暗比が低下した。
極5に一5vのバイアス電圧を印加し、100I!χの
緑色螢光灯の光を照射した時に、該素子lに流れた電流
値から暗電流値を慮じた値であり、また明/暗比は該光
電流値を暗電流値で除した値である。第1表から明らか
なように、酸化シリコン膜6の着脱後は光電流が6%程
度減少し、暗電流が増加して明/暗比が低下した。
該光電流の減少は酸化シリコン膜6の表面および酸化シ
リコン膜6と上部透明電極5の境界面での光の反射等が
影響しているものと考えられるが、酸化シリコン膜6の
膜厚の最適化によって改善される。また、明/暗比30
00は使用上特に問題となる大きさではない。さらに、
プレッシャークック試験後は明/暗此の低下はない。
リコン膜6と上部透明電極5の境界面での光の反射等が
影響しているものと考えられるが、酸化シリコン膜6の
膜厚の最適化によって改善される。また、明/暗比30
00は使用上特に問題となる大きさではない。さらに、
プレッシャークック試験後は明/暗此の低下はない。
なお、原稿読取素子の製造に限らず太陽電池等の光電変
換素子の製造も可能であり、特に受光面に工TO膜の透
明電極を用いた素子に有効である。
換素子の製造も可能であり、特に受光面に工TO膜の透
明電極を用いた素子に有効である。
以上、説明したように本発明によれば、原稿1虻氷子あ
るいは太陽電池等の光電変換素子を酸化シリコン膜で被
覆することによって、該素子の諸物件の劣化および耐熱
性、耐圧性の低下を生ずることのない光電変換素子を製
造できる。
るいは太陽電池等の光電変換素子を酸化シリコン膜で被
覆することによって、該素子の諸物件の劣化および耐熱
性、耐圧性の低下を生ずることのない光電変換素子を製
造できる。
第1図は従来の原稿読取素子の断面図、第2図は本発明
に係る光電変換素子の製造方法によって製造した原稿読
取素子の断面図、第3図は本発明に係る光電変換素子の
製造方法の一工程であるパシベーシ胃ン膜形成を示す斜
視図である。 l・・・原稿読取素子、2・・・絶縁性(ガラス)基板
、3・・・下mvLVi、4・・・アモルファスシリコ
ン膜、5・・・上部透明電極、6・・・酸化シリコン膜
、10・・・反応室、11・・・吸気口、12・・・排
気口、13.14・・・電極板、15・・・電源。
に係る光電変換素子の製造方法によって製造した原稿読
取素子の断面図、第3図は本発明に係る光電変換素子の
製造方法の一工程であるパシベーシ胃ン膜形成を示す斜
視図である。 l・・・原稿読取素子、2・・・絶縁性(ガラス)基板
、3・・・下mvLVi、4・・・アモルファスシリコ
ン膜、5・・・上部透明電極、6・・・酸化シリコン膜
、10・・・反応室、11・・・吸気口、12・・・排
気口、13.14・・・電極板、15・・・電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (υ 基板上に下部電極を設け、この上に順次アモルフ
ァスシリコン膜および上部透明電極を設けて形成した光
電変換素子におい、前記光電変換素子を酸化シリコン膜
で被覆するようにしたこと全特徴とする光電変換素子。 (2)基板上に下部電極を設け、この上に順次アモルフ
ァスシリコン膜および上部透明電極を設けることKよっ
て製造される光電変換素子の製造方法において、前記光
電変換素子に対して酸化シリコン膜をプラズマOVD法
によりシランガスと構成元素として酸素を含むガスの雰
囲気中で形成するようにしたことを%徴とする光電変換
素子の製造方法。 (3)前記構成元素として酸素を含むガスは、亜酸化窒
素ガスである特許請求の範囲第(2)項記載の光電変換
素子の製造方法。 (4) 前記構成元素として酸素を含むガスは、二酸
化炭素ガスである特許請求の範囲第(2)項記載の光電
変換素子の製造方法。 (5) 前記構成元素として酸素を含むガスは、酸素
である特許請求の範囲第(2)項記載の光電変換素子の
製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58015832A JPH0614552B2 (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 光電変換素子の製造方法 |
DE8484100494T DE3463588D1 (en) | 1983-02-02 | 1984-01-18 | Process for forming passivation film on photoelectric conversion device and the device produced thereby |
EP84100494A EP0117980B1 (en) | 1983-02-02 | 1984-01-18 | Process for forming passivation film on photoelectric conversion device and the device produced thereby |
US06/573,875 US4527007A (en) | 1983-02-02 | 1984-01-25 | Process for forming passivation film on photoelectric conversion device and the device produced thereby |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58015832A JPH0614552B2 (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 光電変換素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59141278A true JPS59141278A (ja) | 1984-08-13 |
JPH0614552B2 JPH0614552B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=11899811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58015832A Expired - Lifetime JPH0614552B2 (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 光電変換素子の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4527007A (ja) |
EP (1) | EP0117980B1 (ja) |
JP (1) | JPH0614552B2 (ja) |
DE (1) | DE3463588D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61253870A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-11 | Hitachi Ltd | 光起電力素子 |
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JPH0673372B2 (ja) * | 1985-06-24 | 1994-09-14 | 三菱電機株式会社 | 光読み取り装置及びその製造方法 |
JPS62136871A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | Canon Inc | 光センサ−、その製造方法及びその製造装置 |
JP2566914B2 (ja) * | 1985-12-28 | 1996-12-25 | キヤノン株式会社 | 薄膜半導体素子及びその形成法 |
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JPS62172755A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-29 | Canon Inc | フオトセンサの作製方法 |
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- 1983-02-02 JP JP58015832A patent/JPH0614552B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-01-18 DE DE8484100494T patent/DE3463588D1/de not_active Expired
- 1984-01-18 EP EP84100494A patent/EP0117980B1/en not_active Expired
- 1984-01-25 US US06/573,875 patent/US4527007A/en not_active Expired - Lifetime
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US4527007A (en) | 1985-07-02 |
EP0117980B1 (en) | 1987-05-06 |
EP0117980A1 (en) | 1984-09-12 |
DE3463588D1 (en) | 1987-06-11 |
JPH0614552B2 (ja) | 1994-02-23 |
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