JPS61232668A - イメ−ジセンサおよびその製造方法 - Google Patents

イメ−ジセンサおよびその製造方法

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JPS61232668A
JPS61232668A JP60074766A JP7476685A JPS61232668A JP S61232668 A JPS61232668 A JP S61232668A JP 60074766 A JP60074766 A JP 60074766A JP 7476685 A JP7476685 A JP 7476685A JP S61232668 A JPS61232668 A JP S61232668A
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film
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electrode
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Mamoru Nobue
守 信江
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、イメージセンサおよびその’FJ 遣方法に
係り、特に、高m像度で信頼性の高い密着型イメージセ
ンサに関する。
[従来技術] 原稿と同一幅のセンサ長を有する長尺読み取り素子を用
いた密着型イメージセンサは、アモルファスシリコン(
a−8i ’)等のアモルファス半導体薄膜あるいは硫
化カドミウム(CdS) 、セレン化カドミウム(Cd
Se)等の多結晶薄膜等を光導電体層として利用するこ
とにより、縮小光学系を必要としない大面積デバイスと
しての使用が可能となり、小型の原稿読み取り装置への
幅広い使用が注目されている。
このイメージセンサのセンサ部の基本構造としてザンド
イッチ型センサがあげられる。この4ノ−ンドイッヂハ
リセンザは、第9図に示す如く、基板101−J二に形
成された下部電極102と透光性の上部電極103とに
よって光導電体層104を挾んだもので、密着型イメー
ジセンサにおいては、長尺基板上に、このザンドイッチ
型センlすが複数個(例えば、8ドツh / mmの場
合日本工業規格A列4番用としては1728個、同規格
B列4番用としては2048個)並設されている。そし
て、正確な読み取りを可能どするためには、これらのセ
ンサは互いに独立であると共に、センサ部の面積も同一
でな(プればならない。
このため、長尺基板上におりる各センサの実効的センサ
面積すなわぢ受光面積の規定についてはいろいろな試み
がなされており、その代表的なものに(1)各受光素子
毎にすべての層を夫々分離形成する方法(第11図)、
(2)受光素子土部に遮光膜を形成する方法(第12図
、第13図)、(3)下部電極面積を規定する方法(第
10図)等がある。
これらの方法のうち、(3)の方法は、第10図に示す
如く、例えば基板101上に所望の形状に分割して並設
された下部電極102とアモルファス半導体層104と
の間に絶縁層105を選択的に介在せしめ、実効的な受
光面1(tンザ面積)を規定する方法(特願59−16
0126)であり、製造プロセスの簡易性の面からみる
と最も有効な方法であるが、イメージセンサーの高解像
化への要求が高まるにつれて、各素子間の間隔の微細化
が進み、隣接する各受光素子からの相互のもれ電流が大
きくなり、高解像化には限界があるという問題があった
この問題を解決するためには、(1)(2)の方法の方
が優れているが、夫々のプロセスの複雑化、特にフォト
エツヂングプロセスに伴なう欠陥誘発等の問題が避Iプ
がだい。
すなわち(1)の方法では、例えば第11図に示す如く
、下部電極202も光導電体層204も各受光素子毎に
分割形成されると共に、透光性の上部電極203も、電
気的には接続されているもののパターンどしては分割形
成されており、下部電極と透光性の上部電極とによって
光導電体層が挾まれた領域を受光面積(センサ面積)ど
して規定し、各素子を分離するようにしている。
この方法では、下部電極の形成、光導電体層の形成、上
部電極の形成、これらすべてにフォトリソエツチングプ
ロセスを用いなければならず、製造工程が繁雑である上
、パターンのずれ等により、各素子の受光面積にばらつ
きが生じる等の不都合があった。また、光導電体層のパ
ターニングのためのフォトリソエツチングプロセス等に
おいて、マスクとの境界にあたる部分で光導電体層の端
部が汚染され損傷を受けて、信頼性の低下、歩留りの低
下を生じるという決定的な問題もあった。
また、(2)の方法は、第12図に示す如く、センサの
構成部月そのものによって受光面積を規定するのではな
り、遮光膜205ににって規定寸る方法であり、第11
図で示された(1)の方法における上部電極203の端
部近傍で生じた光導電体層204の損傷がセンサ特性に
影響を与えるのを防ぐべく、その部分を含めて不要部を
遮光膜205で遮蔽し、遮光膜205と下部電極とによ
って受光面積を規定するようにしている。
この構成では遮光膜の窓を形成するためのフォトリソエ
ツチング工程において、下地の透光性電極が直接に損傷
を受け、光導電体層と透光性電極との界面における接合
特性が劣化するどいつ不都合があった。
また、遮光膜は、あくまで下部電極により規定されてい
る受光面積を補助的に規定しているのみであり、下部電
極の引き出し線206についても遮光膜から露出してい
る部分にはセンサが形成されることになり、この引き出
し線206の面積による影響も各センサの特性にばらつ
きの生じる原因となっていた。
そこで第13図に示す如く、下部N極202′を大きめ
のパターンで形成しておき、まずセンザの形成された基
板表面全体を保護膜207で被覆した後、遮光膜205
′を形成し、遮光膜のみによって受光面積を規定Jる方
法も提案されている。
この方法では、信頼性は向」−するが、保護IQの形成
、遮光膜のパターニング等のプロセスが複刹となるとい
う不都合があった。
[発明が解決すべぎ問題点] 本発明は、前記実情に鑑み、受光面積のばらつき、製造
工程におりる汚染等に起因する信頼1弓の低下、製造■
稈の繁雑さ等の上述の如ぎ問題点を解決すべく<’Nさ
れたもので、製造が容易で信頼f11の高いイメージセ
ンサを提供Jることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するため、本発明では、光導電体層を
下部電極と透光性の上部電極とで挾/υだサンドイッチ
構造のセンサにおいて受光面積を規定すべく、光導電体
層の内部に遮光膜を形成するようにしている。
望ましくは、この遮光膜を導電性月利によって構成し、
第3の電極として作用させるようにしてもよい。
また、製造に際しては、光導電体層の着膜工程を、第1
および第2の工程に分【ノ、この間に遮光膜の形成工程
を伺加するJ:うにしている。
[作用] すなわち、受光面積を規定するだめの遮光膜のパターニ
ングが、光導電体層と透光性の上部電極との界面におけ
る接合の形成に先立って行なわれ得るため、フォトリソ
エツチングプロセスにより、センサとしての信頼性の低
下を招くことなく、簡単なプロセスで設計どおりの特性
を有するイメージセンサを形成することができる。
また、受光面積の規定がフォトリソエツチング法等の微
細加工技術を駆使して行1.【われることによってなさ
れるため、各素子毎にばらつきのない、精度の良い長尺
イメージセン4ノを得ることができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照しつ−7一 つ詳細に説明する。
このイメージセンサリ−は、解像度600spi(sp
ot  per  1nch)、寸なわら艮尺基根土に
1インチ当り600個の光電変換素子からなるセンサが
並設されてなるもので、第1図に1部平面図、第2図に
第1図のA、−A断面図を示す如く、センザ部Sは絶縁
性のガラス基板1上に所望の形状に分割形成された電極
部2aと引き出し線部2bとからなる下部電極2として
のクロム電極と、該引き出し線部を覆うと共に電極部2
aを露呈するにうに形成されたポリイミド膜からなる絶
縁層3と、この上層に一体的に形成された水素化アモル
ファスシリコン層(a−3i:H)からなる光導電体層
4と、該光導電体層4中に、前記下部電極2に対応して
形成されたクロム薄膜からなる内部遮光電極5と、ざら
に該光導電体層4の上層に、前記下部電極2および内部
遮光電極に対応するように一体的に形成された酸化イン
ジウム錫(ITO)膜からなる透光性の上部電極6と、
該基板の表面全体を覆うように形成されたポリイミド樹
脂膜からなる表面保護膜7とから構成されている。
次に、このイメージセンサの製造方法について説明する
まず、絶縁性のガラス基板1上に蒸着法により膜厚20
0OAのクロム薄膜を着膜した後(@膜温度:250°
C)、フォトリソエツチングにJ:り第3図に示す如く
、下部電極2を形成する。
次いで、第4図に示す如く絶縁膜3としてポリイミドを
塗布乾燥した後、フォトリソエツチングにより、下部電
極面積を規定するためのパターニングおよび配線の多層
化のためのスルーホール(図示せず)の形成を行なう。
この後、プラズマCVD法により光導電体層の1部を構
成する第1の水素化アモルファスシリコン層4aを、ま
ず、約1μm堆積する。(第5図)このとき着膜温度は
250℃とする。
続いて、蒸着法により230℃で膜厚約50OAのクロ
ム薄膜を形成した後、フォトリソエツチングによりパタ
ーニングを行ない、第6図に示す如く、内部遮光電極5
を形成する。
そして、希釈し1=弗硝Am (1−lr : 1−I
NO3)によって基板表面を数秒間エツチングし、該第
1の水素化アモルファスシリコンQ ’I ’a表面を
清浄化した後、再び、プラズマCVD法にJ、り第2の
水素化アモルファスシリコン4bを230て)で100
0A形成し□、第7図に示す如く、光導電体層4を構成
する。
最後に、透光性の上部電極6としての酸化インジウム錫
膜をスパッタリング法により形成した後、表面保護膜7
としてのポリイミド樹脂膜を塗在し、第1図および第2
図に示したようなイメージセンサ−が完成する。
かかる構成にJ:す、光1?[?体層ど透光1+の上部
電極との界面におりる接合特性を良好に保ちつつ、光導
電体層中にお【)る受光面積を規定覆ることができる上
、下部電極上に設(Jられた絶縁層によって引き出し線
部2bは被覆され、電極部2aのみが下部電極2どして
光導電体層4に接触刀゛るようになっているため、受光
面積は極めて精度良く規定されlqlばらつきのない安
定な特性を♀づることのできる高解像度のイメージセン
サを得ることができる。
また、この方法では、透光性の−に部電極どの間で接合
の形成される光導電体層の表面あるいは接合面の形成後
にフォ1−リソエツヂング王程を実施することなく、受
光面積を精度良く規定することかできるため、接合特性
の劣化を生じることなく、センサ特性が良好で信頼性の
高いイメージセンサを1qることかできる。
更に、第1の水素化アモルファスシリコン層表面は、内
部遮光電極の形成後、表面処理を経て清浄化された後、
第2の水素化アモルファスシリコン層が積層せしめられ
るため、デバイスどしての性能の劣化が生じたりするこ
ともない。
また、本発明の他の実施例として、第8図に示す如く、
内部遮光電極5にバイアスを印加するJ:うな′M4造
にしてもよい。ここで第2の水素化アモルファスシリコ
ン層4b’ は、絶縁破壊を防ぐため膜厚を約1μmと
した。伯は第1図および第2図に示した構造と全く同一
である。
そして、実際の駆動時には、下部電極にOv、透光性の
上部電極に一10V、内部遮光電極に一5Vのバイアス
を印加すると、光S電体層4′内部での電位分布は垂直
方向にほぼ1様となる。
ここで、内部遮光電極と上部電極に秋まれた部分で発生
した)A1〜キャリア(光電子)は該内部遮光電極にと
らえられることになり、該内部遮光電極外にはもれ出さ
ない。従って、必要受光領域外(規定された受光面積外
)で発生したフ第1・キャリアは内部遮光電極に捕獲さ
れることにより、外部隣接ピッl〜へのもれ出しを激減
させることが可能となる。
なお、光導電体層中におりる内部遮光電極の位回すなわ
ち、第1および第2の水素化アモルファスシリコン層の
膜厚の比率は必要に応じて適宜変更可能である。
また、実施例においては、下部電極上に絶縁膜を形成す
ることによっても受光面積を規定したがこの絶縁膜を除
去し、内部遮光膜のみによって規−12一 定するようにしてもよい。
更に、この内部遮光膜は実施例では導電性材料から形成
したが、必ずしも導電性を有するものでなくても良い。
[効果コ 以上説明してきたように、本発明によれば、アモルファ
ス半導体層からなる光導電体層を下部電極と透光性の上
部電極とで挾んだザンドイッチ構造のセンサにおいて、
光導電体層の内部に遮光膜を形成することにJ:り受光
面積を規定するにうにしているため、信頼性の高い高解
像度のイメージセンサを得ることが可能となる。
また、本発明の方法によれば、光導電体層の形成の中間
段階で遮光膜の形成がなされるため、光導電体層と上部
電極との間の接合特性の特性の劣化が大幅に抑制され、
極めて容易に、歩留りの高い高解像度のイメージセンサ
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明実施例のイメージセンサ
を示す部分概要図、第3図乃至第7図は同イメージl?
ン1ノの製造T稈図、第8図は、本発明のイメージセン
側ノーの変形例、第9図乃金第13図は夫々、従来例の
イメージセンリを示す図である。 1・・・ガラス基板、2・・・下部電極、2a・・・電
極部、2b・・・引ぎ出し線部、3・・・絶縁膜、4.
 /l’ ・・・光導電体層、7′la、4a’ ・・
・第1の水素化アモルファスシリコン層、4b、4b’
 ・・・第2の水素化アモルファスシリコン層、5・・
・内部遮光I11.6・・・上部電極、7・・・表面保
護膜、101.201・・・基板、102.202・・
・下部電極 、  103.  203  ・・・ −
に都電セV 、104.204・・・アモルファス半導
体層、205.205’ ・・・遮光膜、206・・・
下部電極引き出し線、207・・・表面保護膜。 第9図 第10図 第11図 第12図 1(逼

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光導電体層を下部電極と透光性の上部電極とで挾
    んだサンドイッチ構造のイメージセンサにおいて、 受光面積を規定すべく、光導電体層の内部に遮光膜を配
    設したことを特徴とするイメージセンサ。
  2. (2)前記遮光膜は、導電性材料からなる内部遮光電極
    であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
    のイメージセンサ。
  3. (3)前記光導電体層は、アモルファスシリコン層から
    なることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項又は第
    (2)項記載のイメージセンサ。
  4. (4)基板上に、下部電極、光導電体層、および透光性
    の上部電極を順次積層せしめ、サンドイッチ構造のイメ
    ージセンサを形成する方法において、前記光導電体層の
    形成が、第1および第2の工程からなり、第1の工程後
    、第2の工程に先立ち、遮光膜パターンの形成工程を含
    むようにしたことを特徴とするイメージセンサの製造方
    法。
  5. (5)更に、前記遮光膜パターンの形成後、基板表面を
    清浄化するためのエッチング工程を含むようにしたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第(4)項記載のイメージ
    センサの製造方法。
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0293094A2 (en) * 1987-05-26 1988-11-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radiation detector

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