JP2680002B2 - 光電変換装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は光電変換装置に係り、特に原稿に密着した状
態で画像読取りに係る原稿を相対的に、移動させつつ画
像を読み取るファクシミリ装置、イメージリーダ、ディ
ジタル複写装置等に好適に用いられる光電変換装置に関
する。 ［従来技術］ 従来、この種の密着型とよばれる光電変換装置として
は、ロッドレンズアレイ、あるいは集束性ファイバー等
を用いて、原稿上の画像を光電変換素子を有する光セン
サもしくはその群上に投影することにより読み取りを行
なうものが、多く作製されてきた。 これに対し最近では、コストダウン及び一層の小型化
等を目的として、ロッドレンズアレイ、集束性ファイバ
ー等を使用せず、光センサ上に薄い透明保護層を被覆
し、この上を密着状態で原稿を移動させつつ読み取りを
行なう方式の光電変換装置の開発が盛んである。 第５図は、この種の光電変換装置の一構成部の一例を
示す概略的断面図である。 第６図は、上記光電変換装置の一構成部の等価回路図
である。 第６図に示すように、透光性絶縁基体１の裏面側に配
置された不図示の光源から放出された光は透光性絶縁基
体１の反対面の開口部10を通って原稿７に照射され、こ
の原稿７を反射して光電変換部12に照射される。照射光
量は半導体層の導電率を変化させ、この光電変換部12
（第６図中、Rsに対応する）で光電変換された電荷は、
電荷蓄積部13（第６図中、Csに対応する）の上層電極10
に蓄積される。 光電変換12および電荷蓄積部13は、透光性絶縁基体１
上に不透光性層２、電荷蓄積部13用の下層電極３を形成
し、その上に絶縁層４、半導体層５、不透光性の上層電
極６を順次積層して、さらに光電変換部12となる上層電
極６の一部を光入射用に開口部11を設け、その上に複数
の透明の透光性絶縁保護層301,302,303を形成すること
によって作製される。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の光電変換装置は最上部の透
光性絶縁保護層303が一般に高い絶縁性を有するため
に、原稿７が透光性絶縁保護層303上を密着状態で移動
していくと透光性絶縁保護層303上に静電気が発生し、
第６図に示すように、コンデンサCpを構成して、信号の
レベルシフトや信号処理部の誤動作等を引き起こす問題
点があった。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の光電変換装置は、透光性絶縁基体上に導電性
の不透光性層、絶縁層、半導体層、及び一対の電極を形
成する第一の電極層を順次積層してなる光電変換部と、 前記透光性絶縁基体上に第二の電極層、誘電体層、第
三の電極層を順次積層してなる電荷蓄積部と、 前記光電変換部と前記電荷蓄積部上に透光性絶縁保護
層を有し、 前記第一の電極層で形成された電極の一つと前記第二
の電極層とがを介して電気的に接続され、前記第三の電
極の電位が一定に保持可能にされるとともに、前記不透
光性層と前記第二の電極層、及び前記第一の電極層と前
記第三の電極層とが、それぞれ同じ工程で形成された金
属層から形成されたことを特徴とする。 また、前記誘電体層は、絶縁層と半導体層を有しても
良い。 また、前記誘電体層は、絶縁層と半導体層を有し、該
誘電体層の絶縁層と半導体層は、それぞれ前記光電変換
部の絶縁層及び半導体層と同時に形成されても良い。 なお、ここで、第三の電極の電位が一定に保持された
とは、第三の電極が、実質的に電位変動しない部分、例
えばGNDに接続されていることで電位が一定に保持され
ていることをいう。 ［作用］ 本発明は、電荷蓄積部を透光性絶縁基体上に第二の電
極、誘電体層、第三の電極、透光性絶縁保護層を順次積
層した構成とし、光電変換部の第一の電極と該第二の電
極とを電気的接続させて、光電変換部で光電変換された
電荷を第二の電極に蓄積し、第三の電極の電位を一定に
保持することで、 透光性絶縁保護層上に発生する静電気の第二の電極に
及ぼす影響を抑えるものである。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。 なお以下の説明において、第６図、第７図に示した光
電変換装置一構成部および等価回路図と同一構成部材を
用いる場合は同一符号を用いるものとする。 第１図に本発明になる光電変換装置の２ビットに対応
する部分が示されてある。第１図（Ａ）はその平面図、
第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）におけるＢ−Ｂ′断面図、
第１図（Ｃ）は第１図（Ａ）におけるＣ−Ｃ′断面図を
それぞれ示す。 第２図は、上記光電変換装置の一構成部の等価回路図
である。 本実施例では、光電変換部、電荷蓄積部、スイッチン
グ用薄膜トランジスタ部、配線用マトリクス部を同一基
板上に一体的に形成した構成の光電変換装置を示した。
第１図（Ａ）には２ビット分が図示されているが、実際
の光電変換装置にはこの１ビットに対応する部分を基板
上にライン上に複数個並べて、一次元の光電変換装置と
している。例えば、原稿Ｐの幅方向（原稿Ｐの移動方向
と直交する方向）にA4サイズ相当の216mmに亙って８本/
mmの解像度を持たせるとすれば、1728個の光電変換部を
配列させることになる。 また、本例では、光電変換部と、光電変換部の出力を
蓄積する電荷蓄積部と、当該蓄積された電荷を転送して
信号処理に共するためのスイッチ部と、必要な配線パタ
ーン等とを同一の製造工程で基板上に形成してある。 第１図（Ａ）〜（Ｃ）において、透光性絶縁基体１上
には、マトリックス配線部18、光電変換部12、電荷蓄積
部13、転送用スイッチ20aおよび電荷蓄積部13の電荷を
リセットする放電用スイッチ20bを含むスイッチ部20、
転送用スイッチ20aの信号出力を後述の信号処理部に接
続する配線21、転送用スイッチ20aによって転送される
電荷を蓄積し読み出すための負荷コンデンサ22がそれぞ
れ構成されている。 この実施例では、光電変換部３、転送用スイッチ20a
および放電用スイッチ20bを構成する半導体層５として
Ａ−Si:H膜が用いられ、絶縁層４としてグロー放電によ
る窒化シリコン膜（SiNH）が用いられている。 なお、第１図（Ａ）においては、煩雑さを避けるため
に、上下二層の電極配線のみを示し、半導体層５および
絶縁層４、ならびに透光性絶縁層（パッシベーション
層、接着層、耐摩耗層）は図示していない。また、半導
体層５および絶縁層４は光電変換部３、電荷蓄積部４、
スイッチ部20に形成されているほか、上層電極と基板と
の間にも形成されている。 また、本例の光電変換装置の配線パターンにおいて
は、各光電変換部から出力される信号経路はすべて他の
配線と交差しないように配線されており、各信号成分間
のクロストーク並びにゲート電極配線からの誘導ノイズ
の発生を防いでいる。 光電変換部12において、23および24は上層電極であ
り、２は不透光性層である。 電荷蓄積部13は、下層電極３、この下層電極３上に形
成された絶縁層４および半導体層５との誘電体と、半導
体層５上に形成され、光電変換部12の上層電極24に連続
した配線とから構成される。この電荷蓄積部12の構造は
いわゆるMIS（Metal−Insulater−Semiconductor）コン
デンサと同じ構造である。 第１図（Ｃ）は、転送用スイッチ20aおよび放電用ス
イッチ20bを含むTFT構造のスイッチ部20を示し、転送用
スイッチ20aは、ゲート電極たる下層電極25と、ゲート
絶縁層をなす絶縁層４と、半導体層５と、ソース電極た
る上層電極26と、ドレイン電極たる上層電極26等とから
構成される。放電用スイッチ20bのゲート絶縁層および
光導電性半導体層は絶縁層４および光導電性半導体層５
と同一層であり、ソース電極は上層電極26、ゲート電極
は下層電極27、ドレイン電極は上層電極28である、ま
た、下層電極29は転送用スイッチ20aのゲート電極に接
続される。 さらに、上層電極の上に主として半導体層表面の保護
安定化を目的とする透光性絶縁層（パッシベーションＡ
層）301が形成され、原稿と直接接触する最上部には耐
摩耗層とよばれる原稿による傷等から装置全体を守る高
硬度の透光性絶縁層303が設けられ、さらに透光性絶縁
層301と耐摩耗層の間に、双方の密着性向上と耐湿性向
上を目的とした透光性絶縁層（パッシベーションＢ層）
302が形成されている。 本実施例では、透光性絶縁層301がポリイミド系樹脂
塗布、透光性絶縁層302はエポキシ系樹脂塗布、透光性
絶縁層303は50μｍ程度のマイクロシートガラスで形成
される。 第１図（Ｂ）及び第２図に示すように、第５図、第６
図に示した従来の光電変換装置と同様にして、透光性絶
縁基体１の裏面側に配置された不図示の光源から放出さ
れた光は透光性絶縁基体１の反対面の開口部10を通って
原稿７に照射され、この原稿７を反射して光電変換部12
に照射される。上層電極23,24間の間隙部11に照射され
た光は半導体層５の導電率を変化させ、この光電変換部
12（第２図中、Rsに対応する）で光電変換された電荷
は、電荷蓄積部13（第２図中、Csに対応する）に蓄積さ
れる。 本発明の構成の特徴とするところは、第１図に示すよ
うに、光電変換部12の上層電極6aと電荷蓄積部13の下層
電極３とが、スルーホール９を通して接続されて、光電
変換部12で光電変換された電荷が下層電極３に蓄積さ
れ、上層電極6bが実質的に電位変動しない部分、例えば
GNDに接続されていることである。 以下、このような構成の効果について説明する。 静電気発生面となる透光性絶縁保護層303の面と電荷
蓄積部13の出力となる下層電極３とは、第２図に示すよ
うに、透光性絶縁保護層301,302,303によって生ずるコ
ンデンサCpbと半導体層５と絶縁層４とで生ずるコンデ
ンサCsとを介して接続されることになるが、上層電極6b
がGNDとなっているので、透光性絶縁保護層303上に静電
気が発生してもその影響を受けない。また、スルーホー
ル９のために不浮容量Cpaが生ずるが、Cpaを非常に小さ
くできるため静電気の影響を低く押えることができる。 以下、本発明の光電変換装置の製造方法について説明
する。 第３図は、本発明の光電変換装置の製造工程を説明す
るための工程図である。 なお、ここでは光電変換部12、電荷蓄積部13に加え
て、蓄積された電荷を転送する転送用薄膜トランジスタ
部14および信号線用マトリクス配線部15を同時に作製す
る場合について説明する。 また、本工程図における光電変換装置の断面形状は、
製造工程を理解するために、模式的に描かれており、前
述した第１図の光電変換装置と直接の対応関係はない。
しかしながら、第１図の光電変換装置も同様な製造工程
で作製される。 まず、両面研磨済のガラス基体（コーニング社製）70
59）に中性洗剤もしくは有機アルカリ系洗剤を用いて通
常の線状を施した。次に、電子ビーム蒸着法でCrを0.1
μｍ厚に堆積せしめ、ポジ型フォトレジスト（シプレー
社製AZ−1370）を用いて所望の形状にフォトレジストパ
ターンを形成した後、硝酸第２セリウムアンモニウムお
よび過塩素酸の混合水溶液を用いて不要なCrを除去し、
光電用変換部の不透光製層２、マトリクス配線部の下層
電極3d、コンデンサ部の下層電極3bおよび薄膜トランジ
スタ部のゲート電極3cを形成した（第３図（Ａ））。 次いで、容量結合型のグロー放電分解装置内にガラス
基体１をセットし、１×10−6Torrの真空中で230℃に維
持した。次いで装置内にH2で10％に希釈したSiH4を5SCC
Mの流量で、またNH3を20SCCMの流量で同時に流入させ、
13.56MHzの高周波電源を用い、RF放電電力15Wで２時間
グロー放電し、窒化シリコンからなる絶縁層４を0.3μ
厚に形成した。次にSiH4ガスを10SCCMの流量で流入さ
せ、放電電力8W、ガス圧0.7Torrで2.5時間グロー放電
し、半導体層たる非晶質シリコンイントリンシック層５
を0.50μ厚に形成した。続いてH2で10％に希釈したSiH4
とH2で100ppmに希釈したPH3とを混合比1:10で混合した
ガスを原料として用い、放電電力30Wでオーミックコン
タクト層であるｎ＋層17を0.12μ堆積せしめた（第３図
（Ｂ）） 次にポジ型フォトレジスト（東京応化製OFPR−1300）
を用いてコンタクトホールのパターンを形成し、プラズ
マエッチング法でRF放電電力100W、ガス圧0.30TorrでCF
4ガスによるドライエッチングを行ってｎ＋層および非
晶質シリコンのイントリンシック層の不要部を除去し、
コンタクトホール16を形成した。（第３図（Ｃ））。 次に電子ビーム蒸着法でAlを0.5μ厚に堆積せしめ
て、導電層を形成し、続いて所望の形状にフォトレジス
トパターンを形成した後、リン酸（85容量％水溶液）、
硝酸（60容量％水溶液）、氷酢酸および水を16:1:2:1の
要量比で混合した液で露出部分の導電層を除去し、上部
電極6a,6b,6c,6dを形成した。しかる後に先に述べたプ
ズマエッチング法でCF4ガスによるドライエッシチング
を行って露出部分のｎ＋層を除去し、所望のｎ＋層を形
成した。次いでフォトレジストを剥離した（第３図
（Ｄ））。 次に素子間分離用にフォトレジストパターンを形成す
る。本発明の手段と構成は、以下の工程で実施される。 次に、この素子間分離パターンをマスクとして、イン
トリンシック半導体層のみをエッチング除去する。この
際、プラズマエッチング法により、CF4ガスを反応ガス
として用い、エッチング時間を制御するこおにより、イ
ントリンシック半導体層6000Åと窒化シリコン膜を500
Åほどエッチングし、2500Åほどの窒化シリコン膜を、
素子間全面に残した。 その上にポリイミド樹脂を用いて、透光性絶縁保護層
（パッシベーションＡ層）301を形成し、次に透光性絶
縁保護層（パッシベーションＢ層）302として、エポキ
シ樹脂を塗布し、最後にマイクロガラスシートを接着
し、透光性絶縁保護層303を形成する（第３図
（Ｅ））。 次に、本発明の光電変換装置の具体例について説明す
る。 第４図は、本実施例を用いたファクシミリ装置の概略
的構成図である。 同図において、原稿送信時では、密着型イメージセン
サ201上に原稿205がプラテンローラ203によって圧着
し、プラテンローラ203および給送ローラ204によって矢
印方向へ移動する。原稿表面は光源であるキセノンラン
プ202によって照明され、その反射光が本実施例の光電
変換装置に対応するセンサ201に入射して画像情報に対
応した電気信号に変換され送信される。 また、受信時には、記録紙206がプラテンローラ207に
よって搬送され、サーマルヘッド208によって受信信号
に対応した画像が再生される。 なお、装置全体はシステムコントロール基板209のコ
ントローラによって制御され、また各駆動系および各回
路には電源210から電力が供給される。 このような装置に本実施例である光電変換装置を用い
ることで、信号のレベルシフトや信号処理部の誤動作等
を防止でき、読み取り誤差を減少させることができる。 ［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の光電変換装置に
よれば、保護層上に発生した静電気によって、蓄積電荷
にあたえる影響を軽減又は抑えることができ、信号のレ
ベルシフトや信号処理部の誤動作等を防止することがで
きる。
態で画像読取りに係る原稿を相対的に、移動させつつ画
像を読み取るファクシミリ装置、イメージリーダ、ディ
ジタル複写装置等に好適に用いられる光電変換装置に関
する。 ［従来技術］ 従来、この種の密着型とよばれる光電変換装置として
は、ロッドレンズアレイ、あるいは集束性ファイバー等
を用いて、原稿上の画像を光電変換素子を有する光セン
サもしくはその群上に投影することにより読み取りを行
なうものが、多く作製されてきた。 これに対し最近では、コストダウン及び一層の小型化
等を目的として、ロッドレンズアレイ、集束性ファイバ
ー等を使用せず、光センサ上に薄い透明保護層を被覆
し、この上を密着状態で原稿を移動させつつ読み取りを
行なう方式の光電変換装置の開発が盛んである。 第５図は、この種の光電変換装置の一構成部の一例を
示す概略的断面図である。 第６図は、上記光電変換装置の一構成部の等価回路図
である。 第６図に示すように、透光性絶縁基体１の裏面側に配
置された不図示の光源から放出された光は透光性絶縁基
体１の反対面の開口部10を通って原稿７に照射され、こ
の原稿７を反射して光電変換部12に照射される。照射光
量は半導体層の導電率を変化させ、この光電変換部12
（第６図中、Rsに対応する）で光電変換された電荷は、
電荷蓄積部13（第６図中、Csに対応する）の上層電極10
に蓄積される。 光電変換12および電荷蓄積部13は、透光性絶縁基体１
上に不透光性層２、電荷蓄積部13用の下層電極３を形成
し、その上に絶縁層４、半導体層５、不透光性の上層電
極６を順次積層して、さらに光電変換部12となる上層電
極６の一部を光入射用に開口部11を設け、その上に複数
の透明の透光性絶縁保護層301,302,303を形成すること
によって作製される。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の光電変換装置は最上部の透
光性絶縁保護層303が一般に高い絶縁性を有するため
に、原稿７が透光性絶縁保護層303上を密着状態で移動
していくと透光性絶縁保護層303上に静電気が発生し、
第６図に示すように、コンデンサCpを構成して、信号の
レベルシフトや信号処理部の誤動作等を引き起こす問題
点があった。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の光電変換装置は、透光性絶縁基体上に導電性
の不透光性層、絶縁層、半導体層、及び一対の電極を形
成する第一の電極層を順次積層してなる光電変換部と、 前記透光性絶縁基体上に第二の電極層、誘電体層、第
三の電極層を順次積層してなる電荷蓄積部と、 前記光電変換部と前記電荷蓄積部上に透光性絶縁保護
層を有し、 前記第一の電極層で形成された電極の一つと前記第二
の電極層とがを介して電気的に接続され、前記第三の電
極の電位が一定に保持可能にされるとともに、前記不透
光性層と前記第二の電極層、及び前記第一の電極層と前
記第三の電極層とが、それぞれ同じ工程で形成された金
属層から形成されたことを特徴とする。 また、前記誘電体層は、絶縁層と半導体層を有しても
良い。 また、前記誘電体層は、絶縁層と半導体層を有し、該
誘電体層の絶縁層と半導体層は、それぞれ前記光電変換
部の絶縁層及び半導体層と同時に形成されても良い。 なお、ここで、第三の電極の電位が一定に保持された
とは、第三の電極が、実質的に電位変動しない部分、例
えばGNDに接続されていることで電位が一定に保持され
ていることをいう。 ［作用］ 本発明は、電荷蓄積部を透光性絶縁基体上に第二の電
極、誘電体層、第三の電極、透光性絶縁保護層を順次積
層した構成とし、光電変換部の第一の電極と該第二の電
極とを電気的接続させて、光電変換部で光電変換された
電荷を第二の電極に蓄積し、第三の電極の電位を一定に
保持することで、 透光性絶縁保護層上に発生する静電気の第二の電極に
及ぼす影響を抑えるものである。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。 なお以下の説明において、第６図、第７図に示した光
電変換装置一構成部および等価回路図と同一構成部材を
用いる場合は同一符号を用いるものとする。 第１図に本発明になる光電変換装置の２ビットに対応
する部分が示されてある。第１図（Ａ）はその平面図、
第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）におけるＢ−Ｂ′断面図、
第１図（Ｃ）は第１図（Ａ）におけるＣ−Ｃ′断面図を
それぞれ示す。 第２図は、上記光電変換装置の一構成部の等価回路図
である。 本実施例では、光電変換部、電荷蓄積部、スイッチン
グ用薄膜トランジスタ部、配線用マトリクス部を同一基
板上に一体的に形成した構成の光電変換装置を示した。
第１図（Ａ）には２ビット分が図示されているが、実際
の光電変換装置にはこの１ビットに対応する部分を基板
上にライン上に複数個並べて、一次元の光電変換装置と
している。例えば、原稿Ｐの幅方向（原稿Ｐの移動方向
と直交する方向）にA4サイズ相当の216mmに亙って８本/
mmの解像度を持たせるとすれば、1728個の光電変換部を
配列させることになる。 また、本例では、光電変換部と、光電変換部の出力を
蓄積する電荷蓄積部と、当該蓄積された電荷を転送して
信号処理に共するためのスイッチ部と、必要な配線パタ
ーン等とを同一の製造工程で基板上に形成してある。 第１図（Ａ）〜（Ｃ）において、透光性絶縁基体１上
には、マトリックス配線部18、光電変換部12、電荷蓄積
部13、転送用スイッチ20aおよび電荷蓄積部13の電荷を
リセットする放電用スイッチ20bを含むスイッチ部20、
転送用スイッチ20aの信号出力を後述の信号処理部に接
続する配線21、転送用スイッチ20aによって転送される
電荷を蓄積し読み出すための負荷コンデンサ22がそれぞ
れ構成されている。 この実施例では、光電変換部３、転送用スイッチ20a
および放電用スイッチ20bを構成する半導体層５として
Ａ−Si:H膜が用いられ、絶縁層４としてグロー放電によ
る窒化シリコン膜（SiNH）が用いられている。 なお、第１図（Ａ）においては、煩雑さを避けるため
に、上下二層の電極配線のみを示し、半導体層５および
絶縁層４、ならびに透光性絶縁層（パッシベーション
層、接着層、耐摩耗層）は図示していない。また、半導
体層５および絶縁層４は光電変換部３、電荷蓄積部４、
スイッチ部20に形成されているほか、上層電極と基板と
の間にも形成されている。 また、本例の光電変換装置の配線パターンにおいて
は、各光電変換部から出力される信号経路はすべて他の
配線と交差しないように配線されており、各信号成分間
のクロストーク並びにゲート電極配線からの誘導ノイズ
の発生を防いでいる。 光電変換部12において、23および24は上層電極であ
り、２は不透光性層である。 電荷蓄積部13は、下層電極３、この下層電極３上に形
成された絶縁層４および半導体層５との誘電体と、半導
体層５上に形成され、光電変換部12の上層電極24に連続
した配線とから構成される。この電荷蓄積部12の構造は
いわゆるMIS（Metal−Insulater−Semiconductor）コン
デンサと同じ構造である。 第１図（Ｃ）は、転送用スイッチ20aおよび放電用ス
イッチ20bを含むTFT構造のスイッチ部20を示し、転送用
スイッチ20aは、ゲート電極たる下層電極25と、ゲート
絶縁層をなす絶縁層４と、半導体層５と、ソース電極た
る上層電極26と、ドレイン電極たる上層電極26等とから
構成される。放電用スイッチ20bのゲート絶縁層および
光導電性半導体層は絶縁層４および光導電性半導体層５
と同一層であり、ソース電極は上層電極26、ゲート電極
は下層電極27、ドレイン電極は上層電極28である、ま
た、下層電極29は転送用スイッチ20aのゲート電極に接
続される。 さらに、上層電極の上に主として半導体層表面の保護
安定化を目的とする透光性絶縁層（パッシベーションＡ
層）301が形成され、原稿と直接接触する最上部には耐
摩耗層とよばれる原稿による傷等から装置全体を守る高
硬度の透光性絶縁層303が設けられ、さらに透光性絶縁
層301と耐摩耗層の間に、双方の密着性向上と耐湿性向
上を目的とした透光性絶縁層（パッシベーションＢ層）
302が形成されている。 本実施例では、透光性絶縁層301がポリイミド系樹脂
塗布、透光性絶縁層302はエポキシ系樹脂塗布、透光性
絶縁層303は50μｍ程度のマイクロシートガラスで形成
される。 第１図（Ｂ）及び第２図に示すように、第５図、第６
図に示した従来の光電変換装置と同様にして、透光性絶
縁基体１の裏面側に配置された不図示の光源から放出さ
れた光は透光性絶縁基体１の反対面の開口部10を通って
原稿７に照射され、この原稿７を反射して光電変換部12
に照射される。上層電極23,24間の間隙部11に照射され
た光は半導体層５の導電率を変化させ、この光電変換部
12（第２図中、Rsに対応する）で光電変換された電荷
は、電荷蓄積部13（第２図中、Csに対応する）に蓄積さ
れる。 本発明の構成の特徴とするところは、第１図に示すよ
うに、光電変換部12の上層電極6aと電荷蓄積部13の下層
電極３とが、スルーホール９を通して接続されて、光電
変換部12で光電変換された電荷が下層電極３に蓄積さ
れ、上層電極6bが実質的に電位変動しない部分、例えば
GNDに接続されていることである。 以下、このような構成の効果について説明する。 静電気発生面となる透光性絶縁保護層303の面と電荷
蓄積部13の出力となる下層電極３とは、第２図に示すよ
うに、透光性絶縁保護層301,302,303によって生ずるコ
ンデンサCpbと半導体層５と絶縁層４とで生ずるコンデ
ンサCsとを介して接続されることになるが、上層電極6b
がGNDとなっているので、透光性絶縁保護層303上に静電
気が発生してもその影響を受けない。また、スルーホー
ル９のために不浮容量Cpaが生ずるが、Cpaを非常に小さ
くできるため静電気の影響を低く押えることができる。 以下、本発明の光電変換装置の製造方法について説明
する。 第３図は、本発明の光電変換装置の製造工程を説明す
るための工程図である。 なお、ここでは光電変換部12、電荷蓄積部13に加え
て、蓄積された電荷を転送する転送用薄膜トランジスタ
部14および信号線用マトリクス配線部15を同時に作製す
る場合について説明する。 また、本工程図における光電変換装置の断面形状は、
製造工程を理解するために、模式的に描かれており、前
述した第１図の光電変換装置と直接の対応関係はない。
しかしながら、第１図の光電変換装置も同様な製造工程
で作製される。 まず、両面研磨済のガラス基体（コーニング社製）70
59）に中性洗剤もしくは有機アルカリ系洗剤を用いて通
常の線状を施した。次に、電子ビーム蒸着法でCrを0.1
μｍ厚に堆積せしめ、ポジ型フォトレジスト（シプレー
社製AZ−1370）を用いて所望の形状にフォトレジストパ
ターンを形成した後、硝酸第２セリウムアンモニウムお
よび過塩素酸の混合水溶液を用いて不要なCrを除去し、
光電用変換部の不透光製層２、マトリクス配線部の下層
電極3d、コンデンサ部の下層電極3bおよび薄膜トランジ
スタ部のゲート電極3cを形成した（第３図（Ａ））。 次いで、容量結合型のグロー放電分解装置内にガラス
基体１をセットし、１×10−6Torrの真空中で230℃に維
持した。次いで装置内にH2で10％に希釈したSiH4を5SCC
Mの流量で、またNH3を20SCCMの流量で同時に流入させ、
13.56MHzの高周波電源を用い、RF放電電力15Wで２時間
グロー放電し、窒化シリコンからなる絶縁層４を0.3μ
厚に形成した。次にSiH4ガスを10SCCMの流量で流入さ
せ、放電電力8W、ガス圧0.7Torrで2.5時間グロー放電
し、半導体層たる非晶質シリコンイントリンシック層５
を0.50μ厚に形成した。続いてH2で10％に希釈したSiH4
とH2で100ppmに希釈したPH3とを混合比1:10で混合した
ガスを原料として用い、放電電力30Wでオーミックコン
タクト層であるｎ＋層17を0.12μ堆積せしめた（第３図
（Ｂ）） 次にポジ型フォトレジスト（東京応化製OFPR−1300）
を用いてコンタクトホールのパターンを形成し、プラズ
マエッチング法でRF放電電力100W、ガス圧0.30TorrでCF
4ガスによるドライエッチングを行ってｎ＋層および非
晶質シリコンのイントリンシック層の不要部を除去し、
コンタクトホール16を形成した。（第３図（Ｃ））。 次に電子ビーム蒸着法でAlを0.5μ厚に堆積せしめ
て、導電層を形成し、続いて所望の形状にフォトレジス
トパターンを形成した後、リン酸（85容量％水溶液）、
硝酸（60容量％水溶液）、氷酢酸および水を16:1:2:1の
要量比で混合した液で露出部分の導電層を除去し、上部
電極6a,6b,6c,6dを形成した。しかる後に先に述べたプ
ズマエッチング法でCF4ガスによるドライエッシチング
を行って露出部分のｎ＋層を除去し、所望のｎ＋層を形
成した。次いでフォトレジストを剥離した（第３図
（Ｄ））。 次に素子間分離用にフォトレジストパターンを形成す
る。本発明の手段と構成は、以下の工程で実施される。 次に、この素子間分離パターンをマスクとして、イン
トリンシック半導体層のみをエッチング除去する。この
際、プラズマエッチング法により、CF4ガスを反応ガス
として用い、エッチング時間を制御するこおにより、イ
ントリンシック半導体層6000Åと窒化シリコン膜を500
Åほどエッチングし、2500Åほどの窒化シリコン膜を、
素子間全面に残した。 その上にポリイミド樹脂を用いて、透光性絶縁保護層
（パッシベーションＡ層）301を形成し、次に透光性絶
縁保護層（パッシベーションＢ層）302として、エポキ
シ樹脂を塗布し、最後にマイクロガラスシートを接着
し、透光性絶縁保護層303を形成する（第３図
（Ｅ））。 次に、本発明の光電変換装置の具体例について説明す
る。 第４図は、本実施例を用いたファクシミリ装置の概略
的構成図である。 同図において、原稿送信時では、密着型イメージセン
サ201上に原稿205がプラテンローラ203によって圧着
し、プラテンローラ203および給送ローラ204によって矢
印方向へ移動する。原稿表面は光源であるキセノンラン
プ202によって照明され、その反射光が本実施例の光電
変換装置に対応するセンサ201に入射して画像情報に対
応した電気信号に変換され送信される。 また、受信時には、記録紙206がプラテンローラ207に
よって搬送され、サーマルヘッド208によって受信信号
に対応した画像が再生される。 なお、装置全体はシステムコントロール基板209のコ
ントローラによって制御され、また各駆動系および各回
路には電源210から電力が供給される。 このような装置に本実施例である光電変換装置を用い
ることで、信号のレベルシフトや信号処理部の誤動作等
を防止でき、読み取り誤差を減少させることができる。 ［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の光電変換装置に
よれば、保護層上に発生した静電気によって、蓄積電荷
にあたえる影響を軽減又は抑えることができ、信号のレ
ベルシフトや信号処理部の誤動作等を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の光電変換装置の一実
施例の概略的説明図である。 第２図は、上記画像読取装置の一構成部の等価回路図で
ある。 第３図は、光電変換装置の製造工程を説明するための工
程図である。 第４図は、本実施例を用いたファクシミリ装置の概略的
構成図である。 第５は、従来の画像読取装置の一構成部の一例を示す概
略的断面図である。 第６図は、上記従来の画像読取装置の一構成部の等価回
路図である。 1:透光性絶縁基体、2:不透光性層、 3:下層電極、4:絶縁層、5:半導体層、 6a,6b,23,24:上層電極、7:原稿、 301,302,303:透光性絶縁保護層、 9:スルーホール、10:開口部、 11:間隙部11、12:光電変換部、 13:電荷蓄積部。
施例の概略的説明図である。 第２図は、上記画像読取装置の一構成部の等価回路図で
ある。 第３図は、光電変換装置の製造工程を説明するための工
程図である。 第４図は、本実施例を用いたファクシミリ装置の概略的
構成図である。 第５は、従来の画像読取装置の一構成部の一例を示す概
略的断面図である。 第６図は、上記従来の画像読取装置の一構成部の等価回
路図である。 1:透光性絶縁基体、2:不透光性層、 3:下層電極、4:絶縁層、5:半導体層、 6a,6b,23,24:上層電極、7:原稿、 301,302,303:透光性絶縁保護層、 9:スルーホール、10:開口部、 11:間隙部11、12:光電変換部、 13:電荷蓄積部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−145866（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−218167（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−263157（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−82570（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−147173（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−109157（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．透光性絶縁基体上に導電性の不透光性層、絶縁層、
半導体層、及び一対の電極を形成する第一の電極層を順
次積層してなる光電変換部と、 前記透光性絶縁基体上に第二の電極層、誘電体層、第三
の電極層を順次積層してなる電荷蓄積部と、 前記光電変換部と前記電荷蓄積部上に透光性絶縁保護層
を有し、 前記第一の電極層で形成された電極の一つと前記第二の
電極層とがスルーホールを介して電気的に接続され、前
記第三の電極の電位が一定に保持可能にされるととも
に、前記不透光性層と前記第二の電極層、及び前記第一
の電極層と前記第三の電極層とが、それぞれ同じ工程で
形成された金属層から形成されたことを特徴とする光電
変換装置。 ２．前記誘電体層は、絶縁層と半導体層を有する特許請
求の範囲第１項記載の光電変換装置。 ３．前記誘電体層は、絶縁層と半導体層を有し、該誘電
体層の絶縁層と半導体層は、それぞれ前記光電変換部の
絶縁層及び半導体層と同時に形成されている特許請求の
範囲第１項記載の光電変換装置。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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