JP2000031524A - Manufacture of photoelectric conversion element - Google Patents

Manufacture of photoelectric conversion element

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JP2000031524A
JP2000031524A JP10195887A JP19588798A JP2000031524A JP 2000031524 A JP2000031524 A JP 2000031524A JP 10195887 A JP10195887 A JP 10195887A JP 19588798 A JP19588798 A JP 19588798A JP 2000031524 A JP2000031524 A JP 2000031524A
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JP
Japan
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photoelectric conversion
electrode
film
conversion element
conversion film
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Japanese (ja)
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Tasuke Shindou
太介 進藤
Ryuzo Shiraki
隆三 白木
Katsushi Kishimoto
克史 岸本
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Original Assignee
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a photoelectric conversion element which can prevent the short circuit between the first electrode and the second electrode by simple process, concerning the manufacture of a photoelectric conversion element. SOLUTION: This manufacture includes a process of forming the first electrode 2 on an insulating substrate 1, a process of forming a photoelectric conversion film 3 on the first electrode 2, a process of forming an interlayer insulating film 4 so as to cover the first electrode 2 and the photoelectric conversion film 3 exclusive of the top of the photoelectric conversion film 3 to serve as the contact section with the second electrode 5, a process of dry-oxidizing the whole substrate where the first electrode 2, the photoelectric conversion film 3 and the interlayer insulating film 4 are made, and a process of forming the second electrode 5 having light permeability on the interlayer insulating film 4 and the photoelectric conversion film 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光電変換素子の
製造方法に関し、特に、光電変換素子の電極間の短絡を
防止するための工程を含む光電変換素子の製造方法に関
する。
The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element, and more particularly to a method for manufacturing a photoelectric conversion element including a step for preventing a short circuit between electrodes of the photoelectric conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽電池やイメージセンサー等の大面積
化に伴い、大面積にわたって堆積可能なアモルファスシ
リコン等の光電変換膜を用いた薄膜状の光電変換素子の
開発が進められている。特に、イメージセンサーの場
合、原稿と同一幅をもつセンサー部を形成することによ
り、1対1結像が可能となり、原稿とセンサー部とを密
着させることができ、さらに縮小光学系が不要となるこ
とにより、原稿読み取り部の小型化が容易に可能とな
る。
2. Description of the Related Art With an increase in the area of a solar cell, an image sensor, and the like, a thin-film photoelectric conversion element using a photoelectric conversion film of amorphous silicon or the like that can be deposited over a large area is being developed. In particular, in the case of an image sensor, by forming a sensor portion having the same width as the document, one-to-one image formation is possible, the document and the sensor portion can be brought into close contact, and a reduction optical system is not required. Thus, the size of the document reading unit can be easily reduced.

【0003】図4に、従来の一般的な光電変換素子の構
造を示す。この光電変換素子は、次のような工程によっ
て製造される。まず、光透過性を有する絶縁性基板1上
に金属から成る第1電極2を形成、かつパターニング
し、この第1電極2上に光電変換膜3を形成、かつパタ
ーニングする。その後、上下方向の第1及び第2電極間
の短絡を防止するための層間絶縁膜4を形成、かつパタ
ーニングした後、透明電極からなる第2電極5を形成、
かつパターニングする。その後、第2電極5上に表面保
護膜8を形成する。
FIG. 4 shows a structure of a conventional general photoelectric conversion element. This photoelectric conversion element is manufactured by the following steps. First, a first electrode 2 made of metal is formed and patterned on an insulating substrate 1 having a light transmitting property, and a photoelectric conversion film 3 is formed and patterned on the first electrode 2. Thereafter, an interlayer insulating film 4 for preventing a short circuit between the first and second electrodes in the vertical direction is formed and patterned, and then a second electrode 5 made of a transparent electrode is formed.
And patterning. After that, a surface protection film 8 is formed on the second electrode 5.

【0004】光電変換膜3の材料としては、水素化アモ
ルファスシリコンなどが用いられる。この水素化アモル
ファスシリコン層は、モノシランガス(SiH4)のグ
ロー放電分解法等によって第1電極2上に堆積せしめら
れるわけであるが、堆積する面積が大きくなればなるほ
ど全面にわたって均一な水素化アモルファスシリコン層
を形成するのは難しく、ピンホールの発生をまぬがれ得
なくなる。これは、製造装置内のダストが基板表面付着
することなどによるものである。また、水素化アモルフ
ァスシリコン層をパターニングするときに、フォト欠陥
によりピンホールが発生することもある。
As a material of the photoelectric conversion film 3, hydrogenated amorphous silicon or the like is used. This hydrogenated amorphous silicon layer is deposited on the first electrode 2 by glow discharge decomposition of monosilane gas (SiH 4 ) or the like. It is difficult to form a layer, and the generation of pinholes cannot be avoided. This is because dust in the manufacturing apparatus adheres to the substrate surface. Further, when patterning the hydrogenated amorphous silicon layer, a pinhole may be generated due to a photo defect.

【0005】また、層間絶縁膜4についても同様に、ピ
ンホールが発生することがある。例えば、層間絶縁膜4
の材料としては、水素化アモルファスシリコン・ナイト
ライドなどが用いられるが、成膜時のダストの付着、フ
ォト欠陥等によりピンホールが発生することがある。こ
こで、光電変換膜が1つのダイオードのみからなる場
合、光電変換膜あるいは層間絶縁膜にピンホールが存在
することによって生じる素子としての機能の変化を考え
てみる。
Similarly, pinholes may be generated in the interlayer insulating film 4. For example, the interlayer insulating film 4
As a material for the above, hydrogenated amorphous silicon nitride or the like is used, but pinholes may be generated due to adhesion of dust during film formation, photo defects, and the like. Here, in the case where the photoelectric conversion film includes only one diode, a change in function as an element caused by the presence of a pinhole in the photoelectric conversion film or the interlayer insulating film will be considered.

【0006】まず、この光電変換素子の最も簡単な等価
回路を考えると、図5に示すようになる。直列抵抗Rs
は、電極の接触抵抗や外部回路の抵抗などの和であり、
並列抵抗Rshは漏れ電流に起因する抵抗成分である。
ここで、光電変換膜あるいは層間絶縁膜にピンホールが
無く、第1電極と第2電極との間でショートが発生しな
ければ並列抵抗Rshは無限大(∞)と考えて良い。図
5で、ILは入射光の強度に比例した光電流、Ijはダイ
オードに流れる電流、Ishはショート等による漏れ電流
である。ここで外部回路を流れる電流をIとすると、 I=−IL+Ij+Ish …(1) が成立する。
First, considering the simplest equivalent circuit of this photoelectric conversion element, it is as shown in FIG. Series resistance Rs
Is the sum of the contact resistance of the electrodes and the resistance of the external circuit,
The parallel resistance Rsh is a resistance component caused by a leakage current.
Here, if there is no pinhole in the photoelectric conversion film or the interlayer insulating film and no short circuit occurs between the first electrode and the second electrode, the parallel resistance Rsh may be considered to be infinite (∞). In FIG. 5, I L is a photocurrent proportional to the intensity of incident light, I j is a current flowing through the diode, and I sh is a leakage current due to a short circuit or the like. Now the current flowing through the external circuit and I, I = -I L + I j + I sh ... (1) is satisfied.

【0007】図7に、光電変換膜あるいは層間絶縁膜に
ピンホールの無い理想的な光電変換素子、即ち、並列抵
抗Rsh=∞、Rs=0の場合の電流−電圧特性曲線
(I−V曲線)を示す。ここで、I1は光入射時の特性
曲線、I2は暗時の特性曲線である。Rsh=∞である
からIsh〜0であり、光入射時には光電流ILが支配的
となり、暗時においては、ダイオードを流れる電流Ij
が支配的となる。
FIG. 7 shows an ideal photoelectric conversion element having no pinhole in the photoelectric conversion film or interlayer insulating film, that is, a current-voltage characteristic curve (IV curve) when the parallel resistance Rsh = s and Rs = 0. ). Here, I 1 is a characteristic curve when light is incident, and I 2 is a characteristic curve when dark. Rsh = because it is ∞ is I sh ~0, photocurrent I L becomes dominant at the time of light incidence, in the dark, the current through the diode I j
Becomes dominant.

【0008】ここで、光電変換膜3あるいは層間絶縁膜
4において、第1電極2と第2電極5とが重なり合う部
分にピンホールが発生すると、第1電極と第2電極との
間が一部短絡し、並列抵抗Rshが大幅に減少する。図
8に、この場合の電流−電圧特性曲線を示す。ここでは
Rs=0としておく。I3は光入射時の特性曲線、I4
暗時の特性曲線である。
Here, if a pinhole is formed in a portion where the first electrode 2 and the second electrode 5 overlap in the photoelectric conversion film 3 or the interlayer insulating film 4, a part between the first electrode and the second electrode is partially removed. A short circuit occurs, and the parallel resistance Rsh is greatly reduced. FIG. 8 shows a current-voltage characteristic curve in this case. Here, Rs = 0 is set. I 3 is a characteristic curve when light is incident, and I 4 is a characteristic curve when dark.

【0009】この場合、たとえばダイオード電流Ij
0のバイアス領域では、上記関係式(1)は、次のよう
になる。 I〜−IL+Ish=−IL+V/Rsh …(2) この式(2)から、光照射時においても暗時において
も、電流Iの電圧V依存性が大きいことからもわかるよ
うに、I3,I4は、図7に示された理想的な光電変換素
子の持つ特性(I1,I2)に比べて大幅に特性が低下し
ている。すなわち、太陽電池においては、順バイアス領
域すなわちV>0の領域が利用されるが、理想的な光電
変換素子に比べ、ピンホールを有する場合は変換効率が
悪い。
In this case, for example, the diode currents I j to
In a zero bias region, the above relational expression (1) becomes as follows. From I~-I L + Ish = -I L + V / Rsh ... (2) This equation (2), even in the dark even during light irradiation, as evidenced by a large voltage V dependence of current I, The characteristics of I 3 and I 4 are significantly lower than the characteristics (I 1 and I 2 ) of the ideal photoelectric conversion element shown in FIG. That is, in a solar cell, a forward bias region, that is, a region of V> 0 is used. However, as compared with an ideal photoelectric conversion element, the conversion efficiency is poor when a pinhole is provided.

【0010】次に、光電変換素子において光電変換膜
が、フォトダイオードと、それとは逆極性のブロッキン
グダイオードとを積層形成した構造を有するイメージセ
ンサーについて考える。
Next, consider an image sensor having a structure in which a photoelectric conversion film in a photoelectric conversion element is formed by laminating a photodiode and a blocking diode having a polarity opposite to that of the photodiode.

【0011】図9に、光電変換膜あるいは層間絶縁膜に
ピンホールが無い場合、光照射時の電流−電圧特性を示
す。ここで、読み取り電圧としてon電圧を−0.5
V、off電圧を1.0Vとすると、on電圧での電流
値とoff電圧での電流値との比であるS/Nが大き
く、画像の読み取りが可能となる。一方、図10に、光
電変換膜あるいは層間絶縁膜において、第1電極と第2
電極とが重なり合う部分にピンホールが発生した場合の
電流−電圧特性を示す。ここで、読み取り電圧として、
先ほどと同じくon電圧を−0.5V、off電圧を
1.0VとするとS/Nが小さく、画像を読み取ること
ができなくなる。
FIG. 9 shows current-voltage characteristics during light irradiation when there is no pinhole in the photoelectric conversion film or the interlayer insulating film. Here, the on voltage is set to -0.5 as the read voltage.
Assuming that the V and off voltages are 1.0 V, the ratio of the current value at the on voltage to the current value at the off voltage is large, so that the image can be read. On the other hand, FIG. 10 shows that the first electrode and the second
4 shows current-voltage characteristics when a pinhole occurs in a portion where an electrode overlaps. Here, as the reading voltage,
As described above, when the on voltage is -0.5 V and the off voltage is 1.0 V, the S / N is small and the image cannot be read.

【0012】このように、光電変換素子の光電変換膜あ
るいは層間絶縁膜におけるピンホールの発生は、太陽電
池においては、変換効率の低下および開放電圧の低下を
もたらし、イメージセンサーにおいては光学像の読み取
り能力の低下を招く。すなわち、ピンホールは致命的な
欠陥であり、素子としての製造歩留まりの低下が問題と
なる。
As described above, the occurrence of pinholes in the photoelectric conversion film or the interlayer insulating film of the photoelectric conversion element causes a reduction in conversion efficiency and open voltage in a solar cell, and a reading of an optical image in an image sensor. Invites a decline in ability. That is, the pinhole is a fatal defect, and a problem arises in that the production yield as an element is reduced.

【0013】ピンホールによる第1電極2と第2電極5
との短絡を防ぐ方法として、特開昭60−85576号
公報に、基板上に形成された第1電極と第2電極上に光
電変換膜3を着膜した後に、下地の第1電極2を陽極酸
化することにより、光電変換膜3にピンホールが発生し
た場合でも、ピンホールによって膜中に露呈する下地の
第1電極2は絶縁化され、光電変換膜3上に形成される
第2電極と第1電極との短絡を防ぐことができるという
技術が開示されている。この技術による従来の光電変換
素子の製造工程のフローチャートを図6に示す。
First electrode 2 and second electrode 5 by pinhole
As a method for preventing a short circuit between the first electrode 2 and the first electrode 2 formed on a substrate, a photoelectric conversion film 3 is deposited on a first electrode and a second electrode formed on a substrate. Even if a pinhole is generated in the photoelectric conversion film 3 by the anodic oxidation, the underlying first electrode 2 exposed in the film is insulated by the pinhole, and the second electrode formed on the photoelectric conversion film 3 is formed. A technique that can prevent a short circuit between the first electrode and the first electrode is disclosed. FIG. 6 shows a flowchart of a conventional process for manufacturing a photoelectric conversion element according to this technique.

【0014】図6において、第1電極の形成(S10
1),パターニング(S102),光電変換膜の形成
(S103),パターニング(S104),第2電極の
形成(S108)及びパターニング(S109)につい
ては前記した製造工程と同じであるが、光電変換膜のパ
ターニング(S104)の後、陽極酸化(S105),
洗浄(S106),乾燥(S107)の工程を行う点が
異なる。
In FIG. 6, the first electrode is formed (S10).
1), patterning (S102), formation of a photoelectric conversion film (S103), patterning (S104), formation of a second electrode (S108), and patterning (S109) are the same as those in the above-described manufacturing process. After patterning (S104), anodic oxidation (S105),
The difference is that the steps of washing (S106) and drying (S107) are performed.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示した従来技術では、光電変換膜のピンホールによって
膜中に露呈する下地の第1電極を陽極酸化により絶縁化
するといったウエット・プロセスをするため、陽極酸化
(S105)後に、洗浄(S106)、乾燥(S10
7)といったプロセスが必要となり、工程数が増加する
という問題があった。また、陽極酸化工程(S105)
において、光電変換膜から露呈している第1電極の部分
(すなわち第1電極のリード部分)には電解液が接触し
ないこと及び光電変換膜が陽極酸化されることを防ぐた
め、暗中にて陽極酸化を行う必要があった。また、同一
基板上に複数の光電変換素子がある場合、各素子の第1
電極を接続して陽極酸化を行う必要があり、非常に煩雑
な作業が必要であるという問題があった。
However, in the prior art shown in FIG. 6, a wet process is performed in which the underlying first electrode exposed in the film by the pinhole of the photoelectric conversion film is insulated by anodic oxidation. Therefore, after anodic oxidation (S105), cleaning (S106) and drying (S10)
7) is required, and the number of steps is increased. Also, anodizing step (S105)
In order to prevent the electrolyte solution from coming into contact with the portion of the first electrode exposed from the photoelectric conversion film (that is, the lead portion of the first electrode) and to prevent the photoelectric conversion film from being anodized, Oxidation had to be performed. When there are a plurality of photoelectric conversion elements on the same substrate, the first
There is a problem that it is necessary to connect the electrodes and perform anodic oxidation, which requires a very complicated operation.

【0016】この発明は以上の点を考慮してなされたも
のであり、光電変換素子の第1電極と第2電極との短絡
を防止することができる容易な製造工程を提供すること
を課題とする。
The present invention has been made in consideration of the above points, and has as its object to provide an easy manufacturing process capable of preventing a short circuit between a first electrode and a second electrode of a photoelectric conversion element. I do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁性基板
上に第1電極を形成する工程と、前記第1電極の上に光
電変換膜を形成する工程と、第2電極とのコンタクト部
分となるべき光電変換膜上を除いて前記第1電極及び光
電変換膜を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、前
記第1電極、光電変換膜及び層間絶縁膜を形成した基板
全体をドライ酸化処理する工程と、前記層間絶縁膜と光
電変換膜上に、光透過性を有する第2電極を形成する工
程とを含むことを特徴とする光電変換素子の製造方法を
提供するものである。 ドライ酸化処理(ドライプロセ
ス)としては、酸化ガス雰囲気中での昇温状態で所定時
間の放置処理や、酸素を含むガス中でのプラズマ処理等
がある。また、前記第1電極は、Ta,Al,Cr,T
i,Nb,またはZrのいずれかの金属を用いてもよ
い。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a step of forming a first electrode on an insulating substrate, a step of forming a photoelectric conversion film on the first electrode, and a contact portion with the second electrode. Forming an interlayer insulating film so as to cover the first electrode and the photoelectric conversion film except on the photoelectric conversion film to be formed, and dry the entire substrate on which the first electrode, the photoelectric conversion film, and the interlayer insulating film are formed. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photoelectric conversion element, comprising: a step of performing an oxidation treatment; and a step of forming a second electrode having optical transparency on the interlayer insulating film and the photoelectric conversion film. Examples of the dry oxidation treatment (dry process) include a standing treatment at a raised temperature in an oxidizing gas atmosphere for a predetermined time, a plasma treatment in a gas containing oxygen, and the like. The first electrode is made of Ta, Al, Cr, T
Any metal of i, Nb, or Zr may be used.

【0018】この発明によれば、光電変換膜あるいは層
間絶縁膜にできたピンホールのために露出した第1電極
の部分を、ドライ酸化処理により酸化するので、複雑な
工程を実施することなく、簡便に第1電極と第2電極と
の短絡を防ぐことができる。
According to the present invention, the portion of the first electrode exposed for the pinhole formed in the photoelectric conversion film or the interlayer insulating film is oxidized by the dry oxidation treatment, so that a complicated process is not performed. A short circuit between the first electrode and the second electrode can be easily prevented.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】この発明の光電変換素子の製造方
法において、前記ドライ酸化処理する工程が、酸化ガス
雰囲気中で昇温し、かつ所定時間放置する処理からなる
場合、昇温する温度は、150℃以上350℃以下と
し、放置時間は1時間程度とすればよい。また、前記ド
ライ酸化処理する工程が、酸素を含むガス中でのプラズ
マ処理からなる場合、プラズマ処理に用いるガスの圧力
は、0.1Torr以上1Torr以下とすればよい。
また、この発明において、前記ドライ酸化処理する工程
の後、前記光電変換膜のうち、前記第2電極と接する酸
化された上層部分をエッチングにより除去する工程を備
えてもよい。
In the method of manufacturing a photoelectric conversion element according to the present invention, when the step of performing the dry oxidation treatment comprises a treatment in which the temperature is raised in an oxidizing gas atmosphere and left for a predetermined time, the temperature to be raised is , 150 ° C. or more and 350 ° C. or less, and the standing time may be about 1 hour. Further, when the step of performing the dry oxidation treatment comprises a plasma treatment in a gas containing oxygen, the pressure of the gas used for the plasma treatment may be set to 0.1 Torr or more and 1 Torr or less.
Further, in the present invention, after the step of performing the dry oxidation treatment, a step of removing an oxidized upper layer portion of the photoelectric conversion film that is in contact with the second electrode by etching may be provided.

【0020】以下、図面に示す実施の形態に基づいてこ
の発明を詳述する。なお、これによってこの発明が限定
されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. Note that the present invention is not limited to this.

【0021】第1の実施の形態 この発明の第1の実施の形態に係る光電変換素子の製造
工程について説明する。図1に、この発明の光電変換素
子の断面図を示す。図2に、第1の実施の形態における
製造工程のフローチャートを示す。図2に示すように、
この発明では、第1の実施の形態の製造工程のうち、層
間絶縁膜のパターニング(ステップS6)の後、酸素雰
囲気中で昇温,放置する工程(ステップS7)を有する
点を特徴とする。
First Embodiment A process for manufacturing a photoelectric conversion element according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the photoelectric conversion element of the present invention. FIG. 2 shows a flowchart of the manufacturing process according to the first embodiment. As shown in FIG.
The present invention is characterized in that, in the manufacturing process of the first embodiment, after the patterning of the interlayer insulating film (step S6), a step of raising the temperature and leaving it in an oxygen atmosphere (step S7) is provided.

【0022】まず、ステップ1において、第1電極2を
形成する。ここでは、絶縁性のガラス基板1上に、Ta
から成る第1電極2をDCスパッタリングにより成膜す
る(図1(a))。たとえば、Ar圧力:0.2Tor
r、投入電力300Wの条件のもとでTaを300nm
成膜する。次に、このTaからなる第1電極2上にフォ
トレジストを形成し、ライン状にパターニングを行い、
(CF4+O2)ガス:0.15Torrの条件でドライ
エッチングを施し、ライン状の第1電極2をパターニン
グする。
First, in step 1, the first electrode 2 is formed. Here, Ta is placed on the insulating glass substrate 1.
Is formed by DC sputtering (FIG. 1A). For example, Ar pressure: 0.2 Torr
r, Ta of 300 nm under the condition of input power of 300 W
Form a film. Next, a photoresist is formed on the first electrode 2 made of Ta, and patterned in a line shape.
Dry etching is performed under the condition of (CF 4 + O 2 ) gas: 0.15 Torr to pattern the linear first electrode 2.

【0023】次に、この第1電極2上に、表1の条件
で、光電変換膜3をプラズマCVDを用いて形成する
(ステップS3)。次の表1は、光電変換膜の成膜条件
を示している。
Next, a photoelectric conversion film 3 is formed on the first electrode 2 under the conditions shown in Table 1 by using plasma CVD (step S3). Table 1 below shows conditions for forming the photoelectric conversion film.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】この後、第1電極2と同様にレジスト・パ
ターニングを施し、ドライエッチングでドット状にパタ
ーニングを行う(ステップS4,図1(b))。このと
き、短絡欠陥となるピンホールが発生する場合がある。
図1(b)の符号6は、光電変換膜中のピンホールを示
している。
Thereafter, resist patterning is performed in the same manner as the first electrode 2, and patterning is performed in a dot shape by dry etching (step S4, FIG. 1B). At this time, a pinhole that becomes a short-circuit defect may occur.
Reference numeral 6 in FIG. 1B indicates a pinhole in the photoelectric conversion film.

【0026】その後、図1(c)に示すように、上下電
極間の短絡を防止するため、a−SiN:Hから成る層
間絶縁膜4を200nm成膜し(ステップS5)、上部
のコンタクト部分だけ開口するようにパターニングを行
う(ステップS6)。図1(c)において、層間絶縁膜
の中の符号6も、ピンホールを示している。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, to prevent a short circuit between the upper and lower electrodes, an interlayer insulating film 4 made of a-SiN: H is formed to a thickness of 200 nm (step S5), and an upper contact portion is formed. Patterning is performed so that only the openings are formed (step S6). In FIG. 1C, reference numeral 6 in the interlayer insulating film also indicates a pinhole.

【0027】次に、ステップS7において、酸素雰囲気
中で230℃に昇温し、1時間程度放置する。このと
き、光電変換膜3あるいは層間絶縁膜4のピンホール6
による第1電極2の露出部分は酸化され、図1(d)に
示すように、電気絶縁性の酸化絶縁膜であるTa23
膜7が形成される。
Next, in step S7, the temperature is raised to 230 ° C. in an oxygen atmosphere and left for about one hour. At this time, the pinhole 6 of the photoelectric conversion film 3 or the interlayer insulating film 4 is formed.
The exposed portion of the first electrode 2 is oxidized to form a Ta 2 O 3 film 7 which is an electrically insulating oxide insulating film as shown in FIG.

【0028】この後、図1(e)に示すように、ITO
から成る第2電極5をスパッタリングで400nm成膜
し(ステップS8)、ウエットエッチングでTa電極2
と直交するようにライン状にパターニングを行う(ステ
ップS9)。最後に表面保護膜8を形成し(ステップS
10)、光電変換素子は完成する(図1(f))。
Thereafter, as shown in FIG.
A second electrode 5 made of 400 nm is formed by sputtering (step S8), and the Ta electrode 2 is formed by wet etching.
Is performed in a line shape so as to be orthogonal to (step S9). Finally, a surface protection film 8 is formed (step S
10), the photoelectric conversion element is completed (FIG. 1 (f)).

【0029】以上のような工程により光電変換素子を製
造する場合、ステップS7に示したような、昇温,放置
といった処理が必要となるが、この工程は、従来の陽極
酸化(S105),洗浄(S106)といった処理に比
べて作業が容易である。
When a photoelectric conversion element is manufactured by the above-described steps, processing such as heating and standing as shown in step S7 is required. This step is performed by conventional anodic oxidation (S105) and cleaning. The work is easier than the processing of (S106).

【0030】第2の実施の形態 図3に、この発明の第2の実施の形態に係る光電変換素
子の製造工程のフローチャートを示す。ここでは、ステ
ップS7の処理の代わりに、酸素プラズマ処理S11を
行う点を特徴とする。図3において、ステップS1から
S6までは、図2に示した工程と同じである。
Second Embodiment FIG. 3 shows a flowchart of a process for manufacturing a photoelectric conversion element according to a second embodiment of the present invention. Here, the feature is that oxygen plasma processing S11 is performed instead of the processing of step S7. 3, steps S1 to S6 are the same as the steps shown in FIG.

【0031】ステップS6の後、O2流量20SCC
M、基板温度200℃、圧力0.2Torr、投入電力
100Wの条件で、1分間酸素プラズマ処理を行う(ス
テップS11)。これにより、光電変換膜3あるいは層
間絶縁膜4のピンホールによる第1電極2の露出部分は
酸化され、図1(d)に示すように、電気絶縁性のTa
23被膜7が形成される。
After step S6, OTwoFlow rate 20SCC
M, substrate temperature 200 ° C, pressure 0.2 Torr, input power
Oxygen plasma treatment is performed for 1 minute at 100 W
Step S11). Thereby, the photoelectric conversion film 3 or the layer
The exposed portion of the first electrode 2 due to the pinhole of the inter-insulating film 4 is
Oxidized, as shown in FIG.
TwoOThreeThe coating 7 is formed.

【0032】次に、第1の実施の形態と同様に、ITO
から成る第2電極5の成膜(ステップS8)とパターニ
ング(ステップS9)、表面保護膜8の形成(ステップ
S10)を行えば、光電変換素子は完成する。
Next, as in the first embodiment, the ITO
(Step S8), patterning (Step S9), and formation of the surface protection film 8 (Step S10), the photoelectric conversion element is completed.

【0033】以上の工程では、ステップS11の酸素プ
ラズマ処理が必要となるが、従来の陽極酸化,洗浄処理
に比べて、容易かつ短時間のうちに、第1電極の酸化が
できる。
In the above steps, the oxygen plasma treatment in step S11 is required, but the first electrode can be oxidized more easily and in a shorter time than the conventional anodic oxidation and cleaning treatments.

【0034】なお、この発明は、上記実施の形態に限定
されるものではなく、材料及び温度条件等について、必
要に応じて変更を加えてもよい。たとえば、第1電極2
の材料としては、Taの他、Al、Cr、Ti、Nb、
Zrなどを用いることができる。また、光電変換膜3と
しては、水素化アモルファス・シリコンの他に、砒素−
セレン−テルル系非晶質半導体、硫化カドミウムなどを
用いることができる。層間絶縁膜4としては、a−Si
N:Hの他、SiO2などを用いることができる。第2
電極5は透明電極であるが、透明な材料を用いればよ
く、ITOの他ZnOなどを用いることができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the materials and temperature conditions may be changed as necessary. For example, the first electrode 2
Examples of the material include Al, Cr, Ti, Nb,
Zr or the like can be used. The photoelectric conversion film 3 may be made of arsenic, in addition to hydrogenated amorphous silicon.
A selenium-tellurium-based amorphous semiconductor, cadmium sulfide, or the like can be used. As the interlayer insulating film 4, a-Si
In addition to N: H, SiO 2 or the like can be used. Second
Although the electrode 5 is a transparent electrode, a transparent material may be used, and ZnO or the like may be used in addition to ITO.

【0035】さらに、光電変換膜3あるいは層間絶縁膜
4のピンホールによって膜中に露呈する第1電極2を酸
素等の酸化ガス雰囲気中で昇温(ステップS7)した
り、酸素原子を含むガスのプラズマ処理により酸化(ス
テップS11)した後に、数%のHFを用いて光電変換
膜である水素化アモルファス・シリコン表面に形成され
た薄い酸化シリコン膜を除去する工程(エッチング工
程)を追加してもよい。
Further, the temperature of the first electrode 2 exposed in the film by the pinholes of the photoelectric conversion film 3 or the interlayer insulating film 4 is increased in an oxidizing gas atmosphere such as oxygen (step S7), or a gas containing oxygen atoms is used. (Step S11), a step (etching step) of removing the thin silicon oxide film formed on the surface of the hydrogenated amorphous silicon, which is the photoelectric conversion film, using several percent of HF is added. Is also good.

【0036】[0036]

【発明の効果】この発明によれば、ドライ酸化処理工程
を用いているので、少なくとも光電変換膜及び層間絶縁
膜にできた短絡欠陥の位置の第1電極に酸化膜を形成す
ることができ、容易な製造工程により第1電極及び第2
電極間の短絡を防ぐことができる。
According to the present invention, since the dry oxidation process is used, an oxide film can be formed on at least the first electrode at the position of the short-circuit defect formed in the photoelectric conversion film and the interlayer insulating film. The first electrode and the second electrode are easily manufactured.
A short circuit between the electrodes can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態に係る光電変換素
子の製造工程を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a photoelectric conversion element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施の形態に係る光電変換素
子の製造工程のフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of a manufacturing process of the photoelectric conversion element according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第2の実施の形態に係る光電変換素
子の製造工程のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a manufacturing process of a photoelectric conversion element according to a second embodiment of the present invention.

【図4】従来の一般的な光電変換素子の構造を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional general photoelectric conversion element.

【図5】1つのダイオードからなる光電変換素子の等価
回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a photoelectric conversion element including one diode.

【図6】従来の光電変換素子の製造工程のフローチャー
トである。
FIG. 6 is a flowchart of a manufacturing process of a conventional photoelectric conversion element.

【図7】理想的な1つのダイオードからなる光電変換素
子の電流−電圧特性曲線を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a current-voltage characteristic curve of an ideal photoelectric conversion element including one diode.

【図8】光電変換膜あるいは層間絶縁膜に、ピンホール
が発生した場合の、1つのダイオードからなる光電変換
素子の電流−電圧特性曲線を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a current-voltage characteristic curve of a photoelectric conversion element including one diode when a pinhole occurs in a photoelectric conversion film or an interlayer insulating film.

【図9】光電変換膜あるいは層間絶縁膜にピンホールが
ない場合の、2つの互いに逆極性のダイオードからなる
光電変換素子の電流−電圧特性曲線を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a current-voltage characteristic curve of a photoelectric conversion element including two diodes having opposite polarities when there is no pinhole in the photoelectric conversion film or the interlayer insulating film.

【図10】光電変換膜あるいは層間絶縁膜において、第
1電極と第2電極とが重なり合う部分にピンホールが発
生した場合の、2つの互いに逆極性のダイオードからな
る光電変換素子の電流−電圧特性曲線である。
FIG. 10 shows current-voltage characteristics of a photoelectric conversion element including two diodes having opposite polarities when a pinhole occurs in a portion where a first electrode and a second electrode overlap in a photoelectric conversion film or an interlayer insulating film. It is a curve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性基板 2 第1電極 3 光電変換膜 4 層間絶縁膜 5 第2電極 6 ピンホール 7 酸化絶縁膜 8 表面保護膜 Reference Signs List 1 insulating substrate 2 first electrode 3 photoelectric conversion film 4 interlayer insulating film 5 second electrode 6 pinhole 7 oxide insulating film 8 surface protective film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 克史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 4M118 AA08 AA10 AB10 BA05 CA14 CA32 CB05 CB06 CB14 EA01 5F049 AB05 BB03 CA11 CA14 CA15 CA18 DA01 FA05 FA11 GA01 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Katsushi Kishimoto 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka F-term (reference) 4M118 AA08 AA10 AB10 BA05 CA14 CA32 CB05 CB06 CB14 EA01 5F049 AB05 BB03 CA11 CA14 CA15 CA18 DA01 FA05 FA11 GA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上に第1電極を形成する工程
と、前記第1電極の上に光電変換膜を形成する工程と、
第2電極とのコンタクト部分となるべき光電変換膜上を
除いて前記第1電極及び光電変換膜を覆うように層間絶
縁膜を形成する工程と、前記第1電極、光電変換膜及び
層間絶縁膜を形成した基板全体をドライ酸化処理する工
程と、前記層間絶縁膜と光電変換膜上に、光透過性を有
する第2電極を形成する工程とを含むことを特徴とする
光電変換素子の製造方法。
A step of forming a first electrode on an insulating substrate; and a step of forming a photoelectric conversion film on the first electrode.
Forming an interlayer insulating film so as to cover the first electrode and the photoelectric conversion film except on a photoelectric conversion film which is to be a contact portion with the second electrode; and forming the first electrode, the photoelectric conversion film, and the interlayer insulating film. A process of dry-oxidizing the entire substrate on which is formed, and a step of forming a second electrode having optical transparency on the interlayer insulating film and the photoelectric conversion film. .
【請求項2】 前記ドライ酸化処理する工程が、酸化ガ
ス雰囲気中で昇温し、かつ所定時間放置することからな
る請求項1記載の光電変換素子の製造方法。
2. The method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the step of performing the dry oxidation treatment comprises raising the temperature in an oxidizing gas atmosphere and leaving the substrate to stand for a predetermined time.
【請求項3】 前記昇温する温度が、150℃以上35
0℃以下としたことを特徴とする請求項2記載の光電変
換素子の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the temperature is raised to 150 ° C. or more and 35 ° C.
3. The method according to claim 2, wherein the temperature is set to 0 ° C. or lower.
【請求項4】 前記ドライ酸化処理する工程が、酸素を
含むガス中でプラズマ処理をすることからなる請求項1
記載の光電変換素子の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the step of performing the dry oxidation comprises performing a plasma treatment in a gas containing oxygen.
The manufacturing method of the photoelectric conversion element of Claim.
【請求項5】 前記プラズマ処理に用いるガスの圧力を
0.1Torr以上1Torr以下としたことを特徴と
する請求項4記載の光電変換素子の製造方法。
5. The method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 4, wherein a pressure of a gas used for the plasma processing is set to 0.1 Torr or more and 1 Torr or less.
【請求項6】 前記ドライ酸化処理する工程の後、前記
光電変換膜のうち、前記第2電極と接する酸化された上
層部分をエッチングにより除去する工程を備えることを
特徴とする請求項1記載の光電変換素子の製造方法。
6. The method according to claim 1, further comprising, after the step of performing the dry oxidation treatment, a step of removing an oxidized upper layer portion of the photoelectric conversion film that is in contact with the second electrode by etching. A method for manufacturing a photoelectric conversion element.
【請求項7】 前記第1電極が、Ta,Al,Cr,T
i,Nb,またはZrのいずれかの金属からなることを
特徴とする請求項1,2,3,4,5または6に記載し
たいずれかの光電変換素子の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the first electrode is made of Ta, Al, Cr, T
The method according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, and 6, wherein the method is made of any one of i, Nb, and Zr.
【請求項8】 前記光電変換素子が、イメージセンサー
であることを特徴とする請求項7記載の光電変換素子の
製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the photoelectric conversion element is an image sensor.
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