JP2639664B2 - 光電変換素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の技術分野〕 本発明はレンズをもちいない完全密着型イメージセン
サとしてファクシミリ、イメージスキャナ等に使用可能
な光電変換素子に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より用いられていた光電変換素子の概略断面図を
第１図の（Ａ）（Ｂ）に示す。（Ａ）は透光性基板
（１）上に遮光層（２）、光感度を有する半導体層
（３）、透光性導電膜（４）を順次積層し、その後フォ
トリソグラフィー技術をもちいて光入射窓（７）を形成
し、さらに透光性保護層（５）を形成することによって
得られる光電変換素子である。

（Ａ）に示す構成において、読み取り光（８）は透光
性基板（１）側から入射し原稿（６）に当たる。そして
その反射光が透光性導電膜（４）を通して半導体層
（３）に入射して明／暗による出力をだす。

（Ｂ）に示す構成は、透光性基板（１）上に遮光層
（２）、光感度を有する半導体層（３）を積層したの
ち、フォトリソグラフィー技術をもちいて光入射窓を形
成し、その上に対向電極（９）、透光性保護層（５）を
形成して光電変換素子をつくる。

（Ｂ）に示す構成においては、読み取り光（８）は透
光性基板（１）側から入射し原稿（６）に当たりその反
射光が半導体層（３）に入射して明／暗による出力を出
す。

（Ａ）のような構成では３層をエッチングするために
上下電極（２）（４）でのショートが起こりやすい。

また、（Ｂ）のような構成では対向電極をクシ状にす
るために数μｍの巾のパターニングを必要とし、作製工
程上の困難性がある。

即ち、第１図（Ａ）（Ｂ）に示すような構成は、作製
に際しての歩留りが低いという問題がある。

また、（Ａ）（Ｂ）いづれの構造においても光源より
の光（８）が光入射窓（７）を通過した後、原稿（６）
に到達せず、迷光となって光入射窓（７）近傍の半導体
層（10）に入射され、原稿（６）の明暗に関係なく迷光
によってキャリアが発生し、これにより原稿の読み取り
が正確に行えないという重大な問題が存在していた。

〔発明の構成〕

本発明は前述のような従来構造による問題を解決する
ものであり、新規な光電変換素子の構造に関するもので
ある。

本発明を第２図をもちいて説明する。

図面の構造の素子を作製する１例を以下に示す。

まず、透光性基板（１）上に遮光性導電膜（２）を形
成したのちに所定の寸法でパターニングする。この際
に、光入射窓を同時にパターニングする。その上に光感
度を有する半導体層（３）を形成し、前記パターニング
された遮光性を持つ導電膜（２）の光入射窓の一部をお
おうようにパターニングする。

その上に透光性導電膜（４）を形成する。さらに透光
性導電膜（４）の一部（９）を除去しその上に透光性保
護層（５）を形成する。

このような構造を持つ光電変換素子において、読み取
り光（８）は透光性基板（１）側から入射し透光性導電
膜（４）を通って原稿（６）に当たり、反射光は透光性
導電膜（４）を通って半導体層（３）の上面に入射して
明／暗による出力を出す。

また、原稿照射光（８）が光入射窓（７）を通過した
後原稿（６）へ到達せずに迷光となり直接に光入射窓付
近の半導体層部（11）に入射することになるが、本発明
の構造では該半導体層部（11）は光電変換素子外にあた
り、素子の出力に影響を与えない。

すなわち光電変換に寄与する部分は、溝（９）から
（11）で示される半導体層の手前までの領域であり、こ
の領域は、（11）で示される半導体層部に入射した迷光
による影響は全く受けない構造となっている。

さらにこの半導体層部（11）に接して第２の透光性導
電膜（４）が設けられて、この半導体層部（12）にて迷
光により発生したキャリアはすぐに消滅してしまう。

また、この構造では対向電極方式とは違うのでパター
ニングもしやすく、又上側電極と下側電極を同時に除去
する部分がないために上下電極間でのショートも少なく
歩留りが向上する。

〔実施例〕

第２図を用いて本発明の実施例を説明する。

まず、透明ガラス基板（１）上にCr電極（２）を公知
のスパッタリング法を用いて500Åの厚さに形成する。
そして、248nmのKrFエキシマレーザを用いて巾120μｍ
のCr電極（２）を除去する。

その上に光電変換部として、アモルファスシリコン層
（３）を公知のプラズマCVD法を用いて下から順にＮ型
アモルファスシリコン（厚さ300Å）、Ｉ型アモルファ
スシリコン（厚さ6000Å）,N型アモルファスシリコン
（厚さ300Å）を順次形成する。その後、前記レーザで
除去された部分と同じ部分のアモルファスシリコン層
（３）を同じエキシマレーザを用いて巾100μｍで除去
する。

そののち透光性導電膜としてITO膜（４）を公知のス
パッタリング法を用いて1000Åの厚さに形成し、前記エ
キシマレーザを用いて（９）の部分を除去する。そし
て、その上に透光性ポリイミド層（５）を20μｍの厚さ
に形成して完全密着形イメージセンサを形成する。

本実施例の場合は第２図に示されるように、入射光窓
（７）の巾120μｍに対し、半導体層の除去の巾は100μ
ｍと図面で２ケ所の部分が半導体層によって、入射光窓
（７）がおおわれている。

しかし特にこの構成に限定されることなく第３図に示
すように１ケ所の部分半導体層におおわれているような
構成でも可能である。

特に第３図の構成の場合、光入射窓内の光電変換素子
とは逆側において、遮光性を持つ導電膜（３）と透光性
導電膜（４）とが電気的な接続を持っているため、光電
変換素子の出力を遮光性導電膜（２）のみで、取り出す
ことが可能である。

〔効果〕

本発明の構造をすることで、サンドイッチ構造の完全
密着型イメージセンサにおける光通過用の窓の形成にお
いて、上下電極間のショートを非常に少なくすることが
できる。そして、歩留りを向上させ、その結果コストも
下げることができる。

さらに、光入射窓の迷光により発生する原稿読み取り
時の誤りを防止することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ）（Ｂ）は従来の光電変換素子の概略図を示
す。 第２図及び第３図は本発明による光電変換素子の概略図
を示す。

フロントページの続き (72)発明者 小玉 光文 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (72)発明者 高山 一郎 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 審査官 松本 邦夫 (56)参考文献 特開 昭62−60275（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−105469（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性基板上に形成された遮光性を有する
   導電膜と、 前記導電膜に形成された光入射窓と、 前記遮光性を有する導電膜上と前記光入射窓の一部とを
   覆って形成された光電変換機能を有する半導体層と、 前記半導体層上及び前記光入射窓上に形成された透光性
   導電膜と、 を有し、 前記遮光性を有する導電膜と該導電膜上に形成された前
   記半導体層と該半導体層上に形成された前記透光性導電
   膜とで光電変換機能を有する素子領域が構成され、 前記素子領域の前記光照射窓側の側面は前記半導体層と
   前記透光性導電膜とによって覆われていることを特徴と
   する光電変換素子。