JP2502783B2 - 光センサの製造方法 - Google Patents
光センサの製造方法Info
- Publication number
- JP2502783B2 JP2502783B2 JP2053421A JP5342190A JP2502783B2 JP 2502783 B2 JP2502783 B2 JP 2502783B2 JP 2053421 A JP2053421 A JP 2053421A JP 5342190 A JP5342190 A JP 5342190A JP 2502783 B2 JP2502783 B2 JP 2502783B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- semiconductor thin
- cdse
- optical sensor
- cds
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はファクシミリ装置や光ディスクなどのOA機器
の画像入力部に用いられる光センサの製造方法に関する
ものである。
の画像入力部に用いられる光センサの製造方法に関する
ものである。
従来の技術 近年、ファクシミリ装置や各種OA機器の画像入力部の
小型化や画像ひずみの改善を目指して原稿幅と同一寸法
の密着型ラインセンサが開発され、これを用いた画像読
取装置が広く使用される様になってきた。なかでもCd
S、CdSeあるいは固溶体CdS−CdSeを主体として成る光セ
ンサは光電流が大きいのが特長で、このためこのセンサ
を用いた密着型ラインセンサでは周辺回路の設計が容易
である。一方、この光センサは光電流Jpの光照射に対す
る応答速度が遅いという欠点がある。すなわち、Jpの立
上がり時間τｒや立下がり時間τｄが通常使用時のセン
サ面強度100luxで２〜3msecと長い。この様に、センサ
の光電流の立上がり時間や立下がり時間が長いとこのセ
ンサを用いたラインセンサの読取り走査速度が４〜5ms/
lineと制限されてしまう。
小型化や画像ひずみの改善を目指して原稿幅と同一寸法
の密着型ラインセンサが開発され、これを用いた画像読
取装置が広く使用される様になってきた。なかでもCd
S、CdSeあるいは固溶体CdS−CdSeを主体として成る光セ
ンサは光電流が大きいのが特長で、このためこのセンサ
を用いた密着型ラインセンサでは周辺回路の設計が容易
である。一方、この光センサは光電流Jpの光照射に対す
る応答速度が遅いという欠点がある。すなわち、Jpの立
上がり時間τｒや立下がり時間τｄが通常使用時のセン
サ面強度100luxで２〜3msecと長い。この様に、センサ
の光電流の立上がり時間や立下がり時間が長いとこのセ
ンサを用いたラインセンサの読取り走査速度が４〜5ms/
lineと制限されてしまう。
発明が解決しようとする課題 この欠点をなくすため、特開昭63−300558号公報、あ
るいは特開平１−110778号公報に記載の発明、または先
願発明（特願昭63−194065号，特願平１−57002号）に
おいては、基板上に形成したCdS系半導体薄膜を活性化
熱処理した後、電極形成の前か後で増感不純物としての
CuあるいはAgを半導体薄膜の表面に付着拡散させる方法
で高速の光センサを実現した。この様にして得られたセ
ンサにも若干の欠点がある。すなわち、ある程度高い温
度で保存すると特性の劣化が生じるのである。
るいは特開平１−110778号公報に記載の発明、または先
願発明（特願昭63−194065号，特願平１−57002号）に
おいては、基板上に形成したCdS系半導体薄膜を活性化
熱処理した後、電極形成の前か後で増感不純物としての
CuあるいはAgを半導体薄膜の表面に付着拡散させる方法
で高速の光センサを実現した。この様にして得られたセ
ンサにも若干の欠点がある。すなわち、ある程度高い温
度で保存すると特性の劣化が生じるのである。
本発明は、光電流が大きく光応答速度が速いという特
長を持ったまま特性の劣化を小さくする方法を提供する
ものである。
長を持ったまま特性の劣化を小さくする方法を提供する
ものである。
課題を解決するための手段 絶縁性基板上にCdS、CdSeあるいは固溶体CdS−CdSeを
主体として成る半導体薄膜を形成し、前記薄膜を高温で
CdCl2の蒸気に暴露し光電的に活性化熱処理した後、少
量のCuあるいはAgを前記半導体薄膜に付着拡散せしめ、
前記拡散処理をした半導体薄膜の表面層を薄くエッチン
グ法で除去し、その後対向電極を設け、さらに保護膜を
形成する。
主体として成る半導体薄膜を形成し、前記薄膜を高温で
CdCl2の蒸気に暴露し光電的に活性化熱処理した後、少
量のCuあるいはAgを前記半導体薄膜に付着拡散せしめ、
前記拡散処理をした半導体薄膜の表面層を薄くエッチン
グ法で除去し、その後対向電極を設け、さらに保護膜を
形成する。
作用 本発明の方法によれば、CdS系光導電型センサの光電
流値が大きくしかもその光応答速度が著しく速いという
特長を損なわずして、さらに特性の劣化を著しく小さく
することができる。これは表面層における高濃度不純物
層を除去することにより、この不純物層に起因する例え
ばガス吸着などによる特性変化が防げるからであると思
われる。
流値が大きくしかもその光応答速度が著しく速いという
特長を損なわずして、さらに特性の劣化を著しく小さく
することができる。これは表面層における高濃度不純物
層を除去することにより、この不純物層に起因する例え
ばガス吸着などによる特性変化が防げるからであると思
われる。
実 施 例 以下、本発明の実施例を説明する。
ガラスなどの絶縁性基板上にCdS、CdSeあるいはCdS−
CdSeを主体として成る半導体薄膜を真空蒸着法などの方
法によって形成する。この薄膜を500℃程度の高温にてC
dCl2の蒸気に暴露し、活性化熱処理を施す。その後少量
のCuあるいはAgを前記半導体薄膜に付着せしめ中性また
は少量の酸素を含む雰囲気中250〜550℃にて15min以上
熱処理し膜中に拡散させる。その後表面層を薄くエッチ
ングで除去し、しかる後NiCr/Auの蒸着形成膜などで対
向電極を形成し、さらにシリコン樹脂やポリイミドなど
の保護膜を形成し光センサを完成する。表面層のエッチ
ングは電極形成後でも良い。CuあるいはAgの付着拡散は
対向電極の形成後に行っても良い。ただし、この場合は
拡散温度が例えばNiCr/Au電極の場合は400℃以下に限定
され、表面層のエッチングは拡散処理を行った後とな
る。
CdSeを主体として成る半導体薄膜を真空蒸着法などの方
法によって形成する。この薄膜を500℃程度の高温にてC
dCl2の蒸気に暴露し、活性化熱処理を施す。その後少量
のCuあるいはAgを前記半導体薄膜に付着せしめ中性また
は少量の酸素を含む雰囲気中250〜550℃にて15min以上
熱処理し膜中に拡散させる。その後表面層を薄くエッチ
ングで除去し、しかる後NiCr/Auの蒸着形成膜などで対
向電極を形成し、さらにシリコン樹脂やポリイミドなど
の保護膜を形成し光センサを完成する。表面層のエッチ
ングは電極形成後でも良い。CuあるいはAgの付着拡散は
対向電極の形成後に行っても良い。ただし、この場合は
拡散温度が例えばNiCr/Au電極の場合は400℃以下に限定
され、表面層のエッチングは拡散処理を行った後とな
る。
CuあるいはAgの付着は真空蒸着法や化学的付着法によ
る。化学的付着法とは例えばCuイオンを含む水溶液に半
導体薄膜を浸漬し、半導体薄膜表面にCuを付着させる様
な方法である。表面層のエッチングは例えばArイオンに
よるスパッタエッチングなどの方法により、除去する厚
さは10〜50nmが効果的である。50nm以上除去しても保存
寿命の改善の度合は飽和する。
る。化学的付着法とは例えばCuイオンを含む水溶液に半
導体薄膜を浸漬し、半導体薄膜表面にCuを付着させる様
な方法である。表面層のエッチングは例えばArイオンに
よるスパッタエッチングなどの方法により、除去する厚
さは10〜50nmが効果的である。50nm以上除去しても保存
寿命の改善の度合は飽和する。
さて、活性化熱処理前の半導体薄膜中には少量の増感
不純物CuやAgを含有していない方が高速性に優れる。表
面処理した本発明のセンサは先願発明のセンサよりも安
定性（保存寿命）が一段と優れている。
不純物CuやAgを含有していない方が高速性に優れる。表
面処理した本発明のセンサは先願発明のセンサよりも安
定性（保存寿命）が一段と優れている。
次ぎに具体例を説明する。
ガラス基板（コーニング社，＃7059、230×25×1.2mm
3）上に厚さ4000AのCdS0.6Se0.4の蒸着膜を形成し、フ
ォトエッチングによ主走査方向に島状（90×350μm2）
に８ビット/mmの割合で1728ビット配置する。この島状
のCdS0.6Se0.4膜を500℃でCdCl2の飽和蒸気中で加熱処
理して光電的に活性化して光導電体膜にした後、母体で
あるCdS0.6Se0.4膜に対して0.005〜0.1モル％のCuある
いはAgを蒸着拡散させる。CuあるいはAgの分量が0.005
モル％より少ないと効果が小さく、0.1モル％以上だと
立上がり特性が悪くなる。CuあるいはAgの蒸着時の基板
温度は室温〜400℃とする。基板温度が400℃を超えると
特性のバラツキを生じ好ましくない。CuあるいはAgの蒸
着後さらに中性または少量の酸素を含む雰囲気中、250
〜550℃で30minの加熱拡散処理を施す。この加熱温度が
550℃を超えるとセンサは低抵抗となり光感度を示さな
くなる。その後、その島状の膜の各々に対向電極（NiCr
/Au蒸着膜）すなわち共通電極と個別電極を形成する。
対向電極のギャップは60μｍである。この対向電極形成
の前か後にCuあるいはAgを付着拡散させたCdS0.6Se0.4
膜の表面を薄くArイオンによるスパッタリング法により
除去する。除去する膜厚は20および40nmとする。その後
シリコン樹脂やポリイミドなどの保護膜を形成しライン
センサを完成する。これらラインセンサのうち１ビット
の特性を調べ付着拡散不純物がCuでその濃度が0.02モル
％、蒸着時の基板温度が150℃で、かつポリイミド保護
膜の場合の結果を第１表に示した。比較のため、CdS0.6
Se0.4膜表面をスパッタリングで除去していないセンサ
についても調べてある。なお特性は印加電圧DC10V、光
照射は緑色LED光（570nm,100lux）を1Hz（0.5secずつ）
で点滅して測定した。応答時間は光電流Jpが０から飽和
値の50％に上がるまでの時間を立上がり時間τｒ、Jpが
飽和値からその50％に下がるまでの時間を立下がり時間
τｄとした。光電流の立上がり時間τｒは、実際にライ
ンセンサとして用いる場合には原稿黒字でも存在する反
射光（少なくとも３％はある）がバイアス光となり、こ
れが常時センサに照射されるため、実効的立上がり時間
τｒ＊は著しく小さくなる。その効果も表中に示してあ
る。この程度のバイアス光照射による他の特性（Jp、τ
ｄ）の変化は殆どない。また、光センサを60℃で、暗中
に2000H保存した場合のJpの変化率（Jp（2000H）/Jp
（０））についても表中に示す。
3）上に厚さ4000AのCdS0.6Se0.4の蒸着膜を形成し、フ
ォトエッチングによ主走査方向に島状（90×350μm2）
に８ビット/mmの割合で1728ビット配置する。この島状
のCdS0.6Se0.4膜を500℃でCdCl2の飽和蒸気中で加熱処
理して光電的に活性化して光導電体膜にした後、母体で
あるCdS0.6Se0.4膜に対して0.005〜0.1モル％のCuある
いはAgを蒸着拡散させる。CuあるいはAgの分量が0.005
モル％より少ないと効果が小さく、0.1モル％以上だと
立上がり特性が悪くなる。CuあるいはAgの蒸着時の基板
温度は室温〜400℃とする。基板温度が400℃を超えると
特性のバラツキを生じ好ましくない。CuあるいはAgの蒸
着後さらに中性または少量の酸素を含む雰囲気中、250
〜550℃で30minの加熱拡散処理を施す。この加熱温度が
550℃を超えるとセンサは低抵抗となり光感度を示さな
くなる。その後、その島状の膜の各々に対向電極（NiCr
/Au蒸着膜）すなわち共通電極と個別電極を形成する。
対向電極のギャップは60μｍである。この対向電極形成
の前か後にCuあるいはAgを付着拡散させたCdS0.6Se0.4
膜の表面を薄くArイオンによるスパッタリング法により
除去する。除去する膜厚は20および40nmとする。その後
シリコン樹脂やポリイミドなどの保護膜を形成しライン
センサを完成する。これらラインセンサのうち１ビット
の特性を調べ付着拡散不純物がCuでその濃度が0.02モル
％、蒸着時の基板温度が150℃で、かつポリイミド保護
膜の場合の結果を第１表に示した。比較のため、CdS0.6
Se0.4膜表面をスパッタリングで除去していないセンサ
についても調べてある。なお特性は印加電圧DC10V、光
照射は緑色LED光（570nm,100lux）を1Hz（0.5secずつ）
で点滅して測定した。応答時間は光電流Jpが０から飽和
値の50％に上がるまでの時間を立上がり時間τｒ、Jpが
飽和値からその50％に下がるまでの時間を立下がり時間
τｄとした。光電流の立上がり時間τｒは、実際にライ
ンセンサとして用いる場合には原稿黒字でも存在する反
射光（少なくとも３％はある）がバイアス光となり、こ
れが常時センサに照射されるため、実効的立上がり時間
τｒ＊は著しく小さくなる。その効果も表中に示してあ
る。この程度のバイアス光照射による他の特性（Jp、τ
ｄ）の変化は殆どない。また、光センサを60℃で、暗中
に2000H保存した場合のJpの変化率（Jp（2000H）/Jp
（０））についても表中に示す。
この様にCdS0.6Se0.4蒸着膜のCdCl2蒸気中での活性化
熱処理後Cuを付着拡散させ、その表面をエッチングで除
去することにより、光電流を数μＡ以上と大きく保った
まま実効的立上がり時間τｒ＊と立下がり時間τｄを1m
sec程度にまで小さくでき、しかも安定性を著しく高め
ることができる。特性が同程度のセンサで比較するとそ
の効果が明白である。Cu濃度が高い場合でもまた添加不
純物がAgの場合でも同様の効果が得られる。
熱処理後Cuを付着拡散させ、その表面をエッチングで除
去することにより、光電流を数μＡ以上と大きく保った
まま実効的立上がり時間τｒ＊と立下がり時間τｄを1m
sec程度にまで小さくでき、しかも安定性を著しく高め
ることができる。特性が同程度のセンサで比較するとそ
の効果が明白である。Cu濃度が高い場合でもまた添加不
純物がAgの場合でも同様の効果が得られる。
本実施例ではCdS0.6Se0.4を例にとったがCdS、CdSeや
他の組成比の固溶体CdS−CdSeでも、同様の効果が得ら
れる。
他の組成比の固溶体CdS−CdSeでも、同様の効果が得ら
れる。
発明の効果 本発明によれば、光電流値が大きいまで光応答速度が
著しく速く、しかも安定性に優れた光センサを実現する
ことが可能となる。これにより、中間調再現に優れた、
高速の画像読取装置ができる。
著しく速く、しかも安定性に優れた光センサを実現する
ことが可能となる。これにより、中間調再現に優れた、
高速の画像読取装置ができる。
Claims (4)
- 【請求項１】絶縁性基板上にCdS、CdSeあるいは固溶体C
dS−CdSeを主体として成る半導体薄膜を形成し、前記薄
膜を高温でCdCl2の蒸気に暴露し、光電的に活性化熱処
理した後、少量のCuあるいはAgを前記半導体薄膜に付着
拡散せしめ、前記拡散処理をした半導体薄膜の表面層を
薄くエッチング法で除去し、その後対向電極を設け、さ
らに保護膜を形成することを特徴とする光センサの製造
方法。 - 【請求項２】絶縁性基板上にCdS、CdSeあるいは固溶体C
dS−CdSeを主体として成る半導体薄膜を形成し、前記薄
膜を高温でCdCl2の蒸気に暴露し、光電的に活性化熱処
理した後、対向電極を設け、その後少量のCuあるいはAg
を前記半導体薄膜に付着拡散せしめ、前記拡散処理をし
た半導体薄膜の表面層を薄くエッチング法で除去し、そ
の後保護膜を形成することを特徴とする光センサの製造
方法。 - 【請求項３】エッチング法で除去する前記半導体薄膜の
表面層の厚さが10〜50nmであることを特徴とする請求項
１または２記載の光センサの製造方法。 - 【請求項４】エッチング法がスパッタエッチング法によ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光
センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053421A JP2502783B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 光センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053421A JP2502783B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 光センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255667A JPH03255667A (ja) | 1991-11-14 |
| JP2502783B2 true JP2502783B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=12942378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2053421A Expired - Lifetime JP2502783B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 光センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2502783B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-05 JP JP2053421A patent/JP2502783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03255667A (ja) | 1991-11-14 |
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