JPH01161861A - 完全密着型イメージセンサ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、イメージセンサ素子の製造方法に関するも
のであり、特に、原稿表面に接触させて情報を読み取る
完全２着量イメージセンサ素子の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来から、例えばファクシミリ、イメージスキャナー等
の機器（以下、包括的にスキャナーと称する。）に搭載
され、原稿を等倍で読み取ることが可能な密着型イメー
ジセンサ素子（以下、密着型センサ素子と称する場合も
有る。）につき種々の構造のものが提案されている。こ
の密着型センサ素子は原稿を等倍で読み取ることが可能
であり、縮小光学系を必要としない点で小型化及び薄型
化といった利点を有する。上述の密着型センサ素子とし
ては、ロッドレンズアレイ等の光学系を具えたものに加
え、当該光学系を必要としない完全記着型センサ素子も
提案されている。

まず、図面ヲ参照して、従来の密着型センサ素子を具え
た密着型スキャナーの一例につき説明する。

第２図は、従来の密着型スキャナーに搭載された密着型
センサの副走査方向に亙る概略的な装置断面により示す
説明図である。尚、図中、断面を示すハツチングは一部
省略して示すと共に、当該装置の特徴となる構成成分の
みに符号を付して説明するものとする。同図中、１１は
原稿、１３は駆動ローラ、１５はガイド板、１７はロッ
ドレンズアレイ、１９は例えばＬＥＤアレイから構成さ
れる原稿を照明するための光源、２１は密着型センサ素
子、２３は密着型センサ素子及び駆動・制御回路から構
成される密着型センサ、２５は密着型スキャナーを示す
。

まず、図示した密着型スキャナーめ動作につき簡単に説
明すれば、矢印ａで示す方向に回転する駆動ローラ１３
と、ガイド板１５との間に挟持された原稿１１は、ロッ
ドレンズアレイ１７との距離が一定に保たれた状態で当
該ローラ１３の回転に従って送行せしぬられる。これに
伴ない、同図中に破線により示すように、原稿１１上の
画像情報が光源１９により照明され、上述のＯ・ノドレ
ンズアレイ１フヲ介して等倍の正立実像として密着型セ
ンサ素子２１上に結像される。

上述した説明からも理解できるように、ロッドレンズア
レイ１７ヲ介して画像情報の読み取りが行なわれる密着
型スキャナー２５では、原稿１１から２着型センサ素子
２１まで、所定の光路長が必要となる。通常、当該光路
長は数（ｃｍ）であり、スキャナー自体の小型化を図る
上で、上述したロッドレンズアレイ１７の搭載は必ずし
も有利とはいえない。

このような要求を満たすスキャナーとして、完全密着型
センサ素子を搭載した装置が提案きれている。

第３図は、第２図と同様に、完全密着型センサの副走査
方向に亙る模式的な概略断面（こより示す説明図である
。同図においては、完全密着型センサ素子に注目して示
し、詳細な構成については省略しである。図中、２７は
例えばガラスから成る結締性透明基板、２９は例えばク
ロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）またはその他の遮光性
を有する導電材料から成る共通電極、３１は例えば水素
化アモルファスシリコン（ａ−３ｉ：Ｈ）、硫化カドミ
ウム（ＣｄＳ）またはその他の光電変換材料より成る光
導電層、３３は例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）また
はその他の透明性を有する導電材料から成る個別電極、
３５は上述した共通電極２９、光導電層３１及び個別電
極３３から構成される光電変換層、３７は光電変換層３
５の所定部分を除去して形成される導光窓、３９は例え
ばガラス、二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）、窒化珪素（Ｓｉ
Ｎｘ）、アルミナ（／ｌ’１２０３）またはその他の透
明性を有する絶縁材料から成る透明保護膜、４１は完全
密着型センサ素子、４３は透明保護膜３９の表面に形成
される凹部である。尚、同図中、既に説明した構成成分
と同一の機能を有するものについては同一の符号を付し
で示している。

以下、この完全密着型センサ素子４１の製造方法に従っ
て、当該素子の一構成例につき説明する。

まず、絶縁性透明基板２７上の全面に、共通電極２９ヲ
堆積する。然る後、光導電層３１及び個別電極３３ヲ順
次形成して、光電変換層３５を得る。

続いて、完全密着型センサ素子４１の夫少に対応゛して
、上述した光電変換層３５０所定部分をエツチング除去
し、導光窓３７が形成される。さらに、透明保護膜３９
ヲ全面（こ堆積して完全密着型センサ素子４１か完成す
る。この際、上述した導光窓３７ヲ設けることにより、
原稿１１に当接する完全密着型センサ素子４１の表面に
は凹部４３が形成される。

上述の完全上着型センサ素子４１によって原稿１１上の
画像情報を読み取るに当っては、当該素子４１を挟んで
、透明保護膜３９に当接する原稿１１とは相対して配Ｈ
された光源１９により照明を行なう。

即ち、光源１９から照射された、第２図と同様に破線に
より示す光は、絶縁性透明基板２７と透明保護膜３９の
うちの導光窓３７に堆積された部分とを介して原稿１１
に到達する。この光は原稿１１上の明暗（黒白）に対応
した反射光となり、光導電層３１に入射して光電流を生
ずる。

この際、原稿１１は矢印ａ方向に回転する駆動ローラ１
３により完全上着型センサ素子４１の表面に上着した状
態で送行せしめられ、読み取りに必要な光路長は、実質
的に、完全上着型センサ素子４１のうちの光導電膜３１
よりも上側の構成成分の膜厚の和に相当し、通常、数（
ｕｍ）程度である。

これがため、上述した完全密着型センサ素子を搭載する
ことにより、極めて薄型で軽量なスキャナーを提供する
ことができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来の完全密着型イメージセン
サ素子では、当該素子の原稿が当接する導光窓の部分に
、導光窓の高さ（光電変換層の膜厚）に対応する深さで
凹部が形成される。

これがため、画像情報の読み取りに伴なう透明保護膜と
原稿との摩擦により、当該凹部（こ異物がつまり、原稿
表面を照明する光や原稿からの反射光の強度が低下する
。従って、センサ出力信号のＳ／Ｎ比が低下するという
問題点が有った。

この発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、上述
した凹部を解消し得る完全密着型イメージセンサ素子の
製造方法を提供し、以ってセンサ出力信号のＳ／Ｎ特性
に低下を生じない、信頼性の高い完全セ着型イメージセ
ンサ素子を提供することに有る。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るたの、この発明の完全密着型イメ
ージセンサ素子の製造方法によれば、絶縁性透明基板上
に、共通電極、光導電層及び個別電極から成る光電変換
層を形成し、この光電変換層（こ導光窓を形成した後、
透明保護膜を堆積して完全密着型イメージセンサ素子を
製造するに当り、 少なくとも、実効膜厚と上述した光電変換層の膜厚との
和に相当する総膜厚で、前述した透明保護膜を堆積する
工程と、 少なくとも、上述の透明保護膜の凹部を解消する平坦な
エッチバック層を形成する工程と、上述のエッチバック
層と前記透明保護膜とのエツチング速度が実質的に等し
い条件で、少なくとも上述した導光窓の上側でのエッチ
バック層を除去せしめるまでエツチングして平坦化透明
保護膜を形成する工程と を含むことを特徴としている。

（作用） この発明の完全密着型イメージセンサ素子の製造方法に
よれば、上述した総膜厚（β３と称する。）を以って透
明保護膜を堆積する工程によって、光電変換層に形成さ
れた導光窓を埋め込む。

この埋め込みに当っては、当該工程により形成される凹
部の底から光電変換層の上側までの距離が実効膜厚（β
２と称する。）に相当する。然る後、上述の透明保護膜
の上側全面に亙って平坦なエッチバック層を形成する。

続いて、前述したエツチング条件ｆこよって、少なくと
も導光窓の上に形成されていた凹部内のエッチバック層
が除去される深さまでエッチバックする。このような構
成とすることにより、凹部が解消された平坦化透明保護
膜を形成することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の完全密着型イメージ
センサ素子の製造方法の実施例につき説明する。尚、以
下の説明で参照する図面は、この発明が理解できる程度
に、概略的に示しであるに過ぎず、この発明は、これら
図示例（このみ限定されるものではないこと明らかであ
る。

また、以下の説明（こおいては、この発明の理解を容易
とするため、材料、形状、配置ｔｆｊｆｌ係、数値的条
件またはその他の特定条件の下で説明するが、この発明
は、これら条件にのみ限定して行なわれるものではない
。

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の詳細な説明するた
め、完全密着型イメージセンサ素子の概略的断面ｆこよ
り示す製造工程図である。図中、この発明の特徴となる
構成成分を除き、既に説明した構成成分と同一の機能を
有する構成成分については同一の符号を付して示す。ま
た、以下の説明においては、夫々の被着技術につき詳細
な説明を省略するが、夫々の被着材料に応じて、例えば
蒸着法、スパッタ法、光−ＣＶＤ法、プラス？−ＣＶＤ
法、電子サイクロトロン共ｏｌｉ！１（ＥＣＲ：Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ　Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ
）−ＣＶＤ法またはその他任意好適ダ技術により行なう
ことができる。

ざらに、これら図中、４５は透明保護膜、４７は例えば
レジスト材料を始めとする有機合成樹脂またはその他任
意好適な材料より成るエッチバック層、４９はこの実施
例の方法により得られる平坦化透明保護膜、５１はこの
実施例により得られる完全密着型イメージセンサ素子を
示す。

まず、従来周知の製造技術に従って、約１　（ｍｍ）程
度の厚さを有する結締性透明基板２７上の全面に、約０
．２（ｕｍ）の膜厚を以って共通電極２９を被着させる
。然る後、約０．７（ｕｍ）の膜厚で光導電層３１、及
び約０．１（ｕｎ）の膜厚を以って個別電極３３を順次
形成し、光電変換層３５を形成する。

続いて、従来と同様に、各完全密着型センサ素子に対応
する、個別電極３３、光導電層３１及び共通電極２９の
所定部分をエツチング除去しで導光窓３７が形成され、
第１図（Ａ）に示す状態を得る。

ここで、以下の説明の理解を容易とするため、上述した
光電変換層３５の膜厚に１１の符号を付して示す。

次に、透明保護膜の堆積工程につき詳細に説明する。こ
の第１図（Ａ）に示す光電変換層３５の膜厚β、は上述
した説明からも理解できるように約１　（μｍ）である
。従って、この発明の方法では、上述の膜厚ｌ、に実効
膜厚β２を加えた総膜厚β３を以って透明保護膜４５を
堆積して第１図（Ｂ）に示す状態を得る。

この点につき、詳細に述べれば、上述した導光窓３７で
の透明保護膜４５の膜厚が、はぼ上述の総膜厚β３に成
ると共に、当該導光窓３７の周縁に形成される光電変換
層３５の上側にも総膜厚β３を以って透明保護膜４５が
堆積される。これがため、当該膜４５の上側表面に相当
する部分には、光電変換層３５の膜厚ｐ１に対応して凹
部４３が形成されることとなる。

また、上述した実効膜厚β２とは、この発明の方法によ
り形成される平坦化透明保護膜の設計値であり、約０．
１〜３　（ｕｍ）の範囲内の膜厚とするのが好適である
。従って、この実施例では、透明保護膜４５を構成する
材料として四窒化三珪素（ＳｉＪ４）　％用い、総膜厚
１３が約３　（ｕｍ）としてスパッタ法により堆積を行
なった。即ち、この際の各膜厚は、光電変換層３５の膜
厚βＩを約１（ｕｎ）とし、原稿読み取りに当っての耐
摩耗性を考慮した実効膜厚Ｉ２２を約２（μｍ）とした
。

次に、少なくとも、上述した凹部４３８解消する平坦な
エッチバック層４７を透明保護膜４５の上側全面に形成
し、第１図（Ｃ）に示す状態を得る。

この実施例では、例えばレジスト材料としで広く用いら
れている有機合成樹脂をスピンコード法、ロールコート
法またはその他任意好適な技術により塗布し、所定の工
程を経て硬化することによってエッチバック層４７ヲ形
成した。

続いて、既に述べたように、上述のエッチバック層４７
と透明保護膜４５とのエツチング速度が等しい条件でエ
ツチングを行なう。この実施例でのエツチング条件につ
き例示すれば、四弗化炭素（Ｃ１４）と酸素（０□）と
の混合ガス（酸素分圧＝０□／（ＩＩ：Ｆ、＋０□）＝
５〜３０（重量％））をエツチングガスとして用い、反
応性イオンエツチング装置により印加電力を約５０〜７
００（Ｗ　）として行なった。

このようなエツチング条件によってエツチングを行なう
ことにより、始めに形成されたエッチバック層４７の表
面を平坦面として形成しておけば、エツチングにより経
時的に形成される表面も平坦面とすることができる。こ
の実施例では、導光窓３７の上側に形成される凹部４３
の内部に形成されたエッチバック層４７が完全に除去さ
れるまで行なう。このような工程により、透明保護膜４
５に形成されていた凹部４３が解消され、従来と同様に
、不要な部分のエッチバック層（図示せず）の洗浄除去
を行ない、平坦化透明保護膜４９を形成することにより
、この実施例に係る完全密着型イメージセンサ素子５１
を得た（第１図（Ｄ））。

この第１図（Ｄ）からも理解できるように、この実施例
の方法によりエツチングした後に残存する平坦化透明保
護膜４９につき説明すれば、導光窓３７の部分では前述
の総膜厚β３に相当する約３　（ｕｍ）　、光電変換層
３５の上側では実効膜厚ｐ２に相当する約２　（ｕｒｎ
）の、夫々の膜厚を以って形成することができた。

以上、この発明の実施例につき詳細に説明したが、この
発明は上述した実施例にのみ限定されるものではない。

例えば、上述の実施例においては、エッチバック層を構
成する材料としてレジスト材料を始めとする有機合成樹
脂を例示して説明したが、少なくとも、透明保護膜４５
上の凹部４３ヲ解消して平坦な表面に形成し得る材料で
あり、かつ、耐摩耗性を考慮した透明保護膜材料とのエ
ツチング速度を等しく採り得る材料であれば、これに限
定してのみ行なうものではない。

また、図示のエッチバック層４７では、凹部４３を解消
し、かつ透明保護膜４５の上側全面に亙って形成された
場合を例示して示した。しかしながら、この発明の方法
はこれにのみ限定されるものではなく、例えば透明保護
膜の上側表面とエッチバック層の上側表面とが連続した
平坦面を形成する状態でエツチングを行なっても良い。

さらに、上述した実施例では、導光窓３７の上側の凹部
４３内に形成された工・ンチバック層が除去された時点
でエツチングを停止し、エツチング後の導光窓３７にお
ける平坦化透明保護膜４９の膜厚がＡｔ　＋Ａ２となる
場合につき説明した。しかしながら、このエツチング工
程は、これにのみ限定して行なわれるものではなく、例
えば、上述のエツチング１こよつ凹部４３の下側１こ堆
積される透明保護膜４５の実効膜厚ｐ２の一部分がエツ
チング除去されてしまうような場合には、透明保護膜４
５の総膜厚β３に余分な膜厚を見積もっで堆積を行なえ
ば良い。

これに加えて、平坦化透明保護膜４９（透明保護膜４５
）　ＩＦｒ構成する材料として四窒化三珪素（Ｓｊ３Ｎ
４）を用い、前述した条件によりエツチングを行なった
場合につき例示したが、当該条件は、平坦化保護膜４９
の材料設計に応じで、従来周知の任意好適な条件として
行なうことができる。

これら材料、形状、配言関係、数値的条件またはその他
特定の条件は１．この発明の目的の範囲内で、任意好適
な設計の変更及び変形を行ない得ること明らかである。

（発明の効果） 上述した説明からも理解できるように、この発明の完全
密着型イメージセンサ素子の製造方法によれば、前述の
凹部が解消された平坦化透明保護膜を形成することがで
きる。これがため、画像情報の読み取りに伴ない、当該
凹部に生じる異物の詰まりが解消できる。従って、上述
した凹部を解消し得る完全２着量イメージセンサ素子の
製造方法を提供することにより、センサ出力信号のＳ／
Ｎ特性に低下を生じない、信頼性の高い完全密着型イメ
ージセンサ素子を簡単かつ容易に提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の製造方法の実施例
を説明するため、各製造工程毎の完全密着型イメージセ
ンサ素子の概略的断面により示す説明図、 第２図は従来の密着型イメージスキャナーの概略的装置
断面により示す説明図、 第３図は、従来の完全密着型イメージセンサ素子の概略
的断面により示す説明図である。 １１・・・・原稿、１３・・・・駆動ローラ、１５・・
・・ガイド板１７・・・・ロッドレンズアレイ、１９・
・・・光源■・・・・密着型イメージセンサ素子 υ・・・・密着型イメージセンサ わ・・・・密着型スキャナー、２７・・・・絶縁性透明
基板２９・・・・共通電極、３１・・・・光導電層３３
・・・・個別電極、四・・・・光電変換層３７・・・・
導光窓、３９．４５・・・・透明保護膜４１、５１・・
・・完全密着型イメージセンサ素子４３・・・・凹部、
４７・・・・エッチバック層４９・・・・平坦化保護膜 ａ・・・・駆動ローラの回転方向 １１・・・・光電変換層の膜厚、β２・・・・実効膜厚
β３・・・・総膜厚。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性透明基板上に、共通電極、光導電層及び個
   別電極から成る光電変換層を形成し、該光電変換層に導
   光窓を形成した後、透明保護膜を堆積して完全密着型イ
   メージセンサ素子を製造するに当り、 少なくとも、実効膜厚と前記光電変換層の膜厚との和に
   相当する総膜厚で前記透明保護膜を堆積する工程と、 少なくとも、前記透明保護膜の凹部を解消する平坦なエ
   ッチバック層を形成する工程と、 前記エッチバック層と前記透明保護膜とのエッチング速
   度が実質的に等しい条件で、少なくとも前記導光窓の上
   側での前記エッチバック層を除去せしめるまでエッチン
   グして平坦化透明保護膜を形成する工程と を含むことを特徴とする完全密着型イメージセンサ素子
   の製造方法。