JP2910227B2 - 密着型イメージセンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファクシミリ等に用いられる密着型イメー
ジセンサの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

密着型イメージセンサには、駆動用ICの数を減らすた
めに、主走査方向に並設した多数の受光素子を、複数ブ
ロックに分割して受光素子アレイを形成し、各受光素子
に発生した原稿画像の信号電荷を、スイッチング素子を
駆動して各ブロック単位毎に時系列的に読み出し、マト
リックス回路を介して読み取りIC回路に出力する形式の
イメージセンサが知られている。

この形式のイメージセンサに用いられる受光素子アレ
イのうちの一つの受光素子について、第３図（Ａ）、
（Ｂ）により説明する。

第３図（Ａ）は受光素子の拡大平面図、（Ｂ）は同図
（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した面から眺めた拡大断面図
で、絶縁性基板39に設けた下部共通電極33には、光電変
換層31及び透明な個別電極32の順に積層してなるほぼＴ
字型の受光素子が設けられ、下部共通電極33及び受光素
子上にポリイミドよりなる透明な層間絶縁層34が設けら
れている。そして、透明電極32の一部の上面の層間絶縁
層34には穴が穿たれ、この穴にアルミニューム（以下、
Alという）を着膜し、コンタクト・ホール35を具備する
引き出し電極36が形成され、さらに、透明なポリイミド
の保護層37が設けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、引き出し電極36の外側下面部分と光電変換
層31との間に介在する層間絶縁層34が吸水性を有するポ
リイミドで形成されているため、高温状態で作動させる
と、このポリイミドを介し、引き出し電極36の下面と光
電変換層31との間や、引き出し電極36の下面と共通電極
33との間の絶縁が破れ易くなる他、層間絶縁層34形成時
の着膜不良により、光電変換層31と引き出し電極36との
間に形成された段差38が規定どおりの厚さを持たず、こ
れにより絶縁性能がさらに低下するという要因が重な
り、点線で示すようにリーク電流が流れ、暗状態時の暗
電流が増大するという問題があり、これがイメージセン
サの温度特性を低下させる一要因となっていた。

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、そ
の目的とすることろは、層間絶縁層を複層着膜するとい
う工程を採用することにより、高温動作時のリーク電流
の発生を大幅に抑制し、もって温度特性を良好にすると
ともに、製造の際に、引き出し電極の面に切れが発生す
るの防止することが出来る密着型イメージセンサの製造
方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記した課題を解消するために、絶縁性基
板上に下部共通電極と光電変換層及び個別電極を有する
受光素子を複数設け、下部共通電極及び受光素子に透明
な層間絶縁層を着膜し、個別電極上部引き出し電極を形
成し、層間絶縁層及び引き出し電極に透明な保護層を着
膜して受光部を形成する密着型イメージセンサを製造す
る方法において、下部共通電極及び受光素子に透明な第
１の層間絶縁層を着膜し、個別電極上部の第１の層間絶
縁層に引き出し電極接続用の第１の穴を設け、第１の層
間絶縁層及び第１の穴にかけ透明な第２の層間絶縁層を
着膜し、第２の層間絶縁層の、第１の穴を形成した位置
上に第１の穴よりも大なる第２の穴を設け、第１及び第
２の穴に導電性金属を着膜して引き出し電極を形成する
ように構成した点にある。

〔作用〕

引き出し電極外周部と、下部共通電極及び受光素子と
の間に複層の透明な層間絶縁層を介在させ、これらの間
に充分な絶縁距離を確保して高温状態時の暗電流の増大
を抑制する。

また、絶縁性基板に設けた受光素子と下部共通電極と
に透明な第１の層間絶縁層を着膜し、受光素子上部の第
１の層間絶縁層に第１の穴を設け、次に透明な第２の層
間絶縁層を着膜し、次に、第１の穴を設けた位置上にこ
れよりも大きな第２の穴を設けた後、第１、第２の穴に
導電性金属を着膜して引き出し電極を形成する。

〔実施例〕

以下に本発明の詳細を、添付した図面を参照して説明
する。

第１図（Ａ）は本発明の密着型イメージセンサの一つ
の受光素子の拡大平面を、同図（Ｂ）は同図（Ａ）切断
線Ａ−Ａより眺めた拡大断面を示す。

第１図（Ａ）、（Ｂ）において、絶縁性基板13の上に
設けられたCr（クローム）よりなる共通下部電極３に
は、アモルファス・シリコン（ａ−Si）よりなる光電変
換層１と、その上面にITO（酸化インジューム錫）より
なる透明な個別電極２を設けてなる受光素子が複数設け
られている。この受光素子と下部共通電極３上に、層厚
とほぼ同じ厚みを有する段差９を形成するようにして透
明なポリイミドの第１の層間絶縁層４が設けられてお
り、さらに、この第１の層間絶縁層４の上に、層間絶縁
層４と等厚で、ほぼ同じ厚みを持つ段差10を有する。透
明なポリイミドよりなる第２の層間絶縁層５が着膜され
ている。

そして、個別電極２上にAl着膜用の第１の穴11（第２
図（Ｃ）参照）が設けられ、さらに、第２の層間絶縁層
５には、第１の穴11よりも大きなAl着膜用の第２の穴12
（第２図（Ｄ）参照）が設けられ、これらの穴11、12に
Al金属が着膜され、そして、コンタクト・ホール６を介
して個別電極２に接続された引き出し電極７が形成さ
れ、さらに、これらに透明なポリイミドの保護層８を着
膜してイメージセンサが構成される。

上記したように、引き出し電極７の外周部の２個の段
部14、15と、光電変換層１及び個別電極２との間に、第
１、第２層間絶縁層４、５の段差９、10が介在するた
め、引き出し電極７の外周部と、光電変換層１、あるい
は下部共通電極３との間の絶縁距離が長くなり、高温状
態における暗電流の増加が抑制される。

次に、一つの受光素子を例示し、本発明による上記し
た密着型イメージセンサの製造方法を第２図（Ａ）乃至
（Ｄ）に示す工程図により説明する。

まず、第２図（Ａ）において、絶縁性基板13の上に、
スパッタリング法により1500Åの厚さに着膜したCr（ク
ローム）をパターニングし、これにより形成された下部
の共通電極３の上に、光電変換層１としてアモルファス
・シリコン（ａ−Si）をCVD法により13000Å着膜し、こ
の光電変換層１の上に、スパッタリングにより透明な個
別電極２としてITO（酸化インジューム錫）を600Åの厚
さに積層し、パターニングを行って受光素子を形成す
る。

次に、透明なポリイミドの第１の層間絶縁層４を光電
変換層１と同一の厚み13000Åにて、しかも、同じ厚み
を持つ段差９が形成、保持されるようにして塗布し、焼
成・固化する。

第２図（Ｂ）において、フォトリソグラフィ技術によ
り、個別電極２の上面の第１の層間絶縁層４に引き出し
電極接続用の穴11を形成する。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、透明なポリイミド
よりなる第２の層間絶縁層５を、13000Åの厚みにて、
しかも、第２の層間絶縁層５の厚みと同じ厚みの段差10
を有するようにして第１の層間絶縁層４及び穴11にわた
って塗布し、焼成、固化する。

そして、第２図（Ｄ）に示すように、層間絶縁層４に
設けた穴11の位置上に位置する第２の層間絶縁層５に、
第１の層間絶縁層４に設けた穴11よりも大きな穴12をフ
ォトリソグラフィ技術により形成し、これにより、階段
状をなすとともに、穴11とこれより大きな穴12とが連続
して形成される。

次にスパッタリング技術により、Alを10000Åの厚み
にて着膜するのであるが、第１の層間絶縁層４の穴11は
第２の層間絶縁層５の穴よりも小さいため、先に第１の
層間絶縁層４の穴11の表面から着膜が行われ、次に、大
きな穴12の表面が着膜された後、パターニングして引き
出し電極７が形成される。これに、コンタクト・ホール
６を設け、第１図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、イメー
ジセンサの受光素子が構成される。

ところで、第２の層間絶縁層５の穴12の大きさを第１
の層間絶縁層４の穴11の大きさと同一に形成したAlをス
パッタリング法により着膜すると、同一の大きさで、26
000Åの深さの穴に、換言すると、狭い空間にて10000Å
の厚みを形成するようにAlを着膜するため、穴周面の全
面にわたって一様な着膜を行うことが困難となり、Al電
極表面に傷、所謂、「切れ」を生じる場合がある。

しかるに、本発明のように、穴11、穴11よりも大きな
穴12の順に連続した穴が形成されているため、上記した
ように小さい穴11から着膜され、次に、大きい穴12が着
膜されるため、一様な着膜が行われ、このため、着膜し
たAl金属面に切れを生じる事が無い。

このようにして製造された受光部を搭載した、B4用紙
サイズ、300spiの密着型イメージセンサを暗状態にし、
25℃、及び70℃にて動作させた所、従来の密着型イメー
ジセンサの暗状態の暗電流出力信号が、25℃動作時では
50mV、70℃動作時では120mVであったのに対し、本発明
により製造されたものによれば、25℃動作時では50mV、
70℃動作時でも60mVとなり、高温時の暗電流が抑制さ
れ、良好な温度特性が得られた。

なお、密着型イメージセンサのマトリックス回路に２
層の絶縁層を設けるのが普通であるので、マトリックス
回路側の絶縁層と共通にすることにより、受光部用の層
間絶縁層を新たに設ける工程を省略することが可能とな
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、イメージセンサを
製造する際に、絶縁基板に設けた下部共通電極及び受光
素子に透明な第１の層間絶縁層を着膜し、個別電極上部
の第１の層間絶縁層に引き出し電極接続用の第１の穴を
設け、第１の層間絶縁層及び第１の穴にかけて透明な第
２の層間絶縁層を着膜し、第１の穴を形成した位置の、
第２の層間絶縁層の、第１の穴を形成した位置上に第１
の穴よりも大なる第２の穴を設け、第１及び第２の穴に
導電性金属を着膜して引き出し電極を形成するようにし
たので、第１、第２の層間絶縁層により、引き出し電極
と受光部側及び下部共通電極側との間の絶縁距離を大に
することが可能となり、このため、高温動作時のリーク
電流の増加を大幅に抑制し、これにより、イメージセン
サの温度特性を良好すにすることが可能になる。

また、第２の層間絶縁層の第２の穴を、第１の層間絶
縁層の第１の穴よりも大きくして導電性金属を着膜する
ため、導電性金属よりなる引き出し電極面に切れを生じ
させることなく、傷のない引き出し電極を製造すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の密着型イメージセンサの一つの
受光素子の拡大平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の切断
線Ａ−Ａより眺めた拡大断面図、第２図（Ａ）乃至
（Ｄ）は本発明のイメージセンサの製造方法の工程を示
す図、第３図（Ａ）は従来のイメージセンサの一つの受
光素子の拡大平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の切断線
Ｂ−Ｂから眺めた拡大断面図である。 １……光電変換層、２……透明な個別電極、３……下部
共通電極、４……第１の層間絶縁層、５……第２の層間
絶縁層、６……コンタクト・ホール、７……引き出し電
極、８……透明な保護層、９及び10……第１及び第２の
層間絶縁層の段差、11……第１の層間絶縁層５に穿設し
た穴、12……第２の層間絶縁層に穿設した穴、13……絶
縁性基板、14及び15……引き出し電極の外周部に形成し
た段部、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性基板上に下部共通電極と光電変換層
   及び個別電極を有する受光素子を複数設け、上記下部共
   通電極及び受光素子に透明な層間絶縁層を着膜し、上記
   個別電極上部に引き出し電極を形成し、上記層間絶縁層
   及び引き出し電極に透明な保護層を着膜して密着型イメ
   ージセンサを製造する方法において、 上記下部共通電極及び受光素子に透明な第１の層間絶縁
   層を着膜し、上記個別電極の上部の第１の層間絶縁層に
   引き出し電極接続用の第１の穴を設け、上記第１の層間
   絶縁層及び第１の穴にかけて透明な第２の層間絶縁層を
   着膜し、上記第２の層間絶縁層の、上記第１の穴を形成
   した位置上に該第１の穴よりも大なる第２の穴を設け、
   上記第１及び第２の穴に導電性金属と着膜して引き出し
   電極を形成することを特徴とする密着型イメージセンサ
   の製造方法。