JPH02103968A - 光電変換素子 - Google Patents

光電変換素子

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JPH02103968A
JPH02103968A JP63258058A JP25805888A JPH02103968A JP H02103968 A JPH02103968 A JP H02103968A JP 63258058 A JP63258058 A JP 63258058A JP 25805888 A JP25805888 A JP 25805888A JP H02103968 A JPH02103968 A JP H02103968A
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conversion element
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久夫 伊藤
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義彦 酒井
Masato Takinami
滝波 真人
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
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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〕 本発明は、ファクシミリ等の画像入力部に用いる光電変
換素子に関する。
〔従来の技術〕
最近、ファクシミリ等の画像入力部に用いられる光電変
換素子としては、縮小光学系を必要とせず、小型化が可
能であることから、原稿と同一幅の長尺読み取り素子を
用いた密着型イメージセンサ−の開発が活発となってし
・る。
この密着型イメージセンサ−は、光電変換層として水素
化アモルファスシリコン(α−5i:H)半導体を用い
、金属電極と透明電極とで挟んだサンドイッチ構造の光
電変換素子を配列してなるものであるが、構造が簡単で
優れた充電変換特性を示すことから、実用的なデバイス
として期待されている。
従来のセンサーの断面図を第5図に示す。図中■は絶縁
性基板、2は金属電極、3は半導体層、4は透明電極、
5は透明絶縁膜、5aは透明絶縁膜の開口部、6は配線
金属である。
従来の充電変換素子はガラス基板I上にクロム等の金属
電極膜2をスパッタリング法により約1000人の膜厚
に形成し、これを帯状にパターニングし共通電極として
の金属電極2を形成する。
次いでプラズマCVD法により膜厚1μmの水素化アモ
ルファスシリコンからなる半導体層3を、シラン(S 
i II a )ガスを使用して流1i20〜505C
C門、圧力0.2〜0.5Torr 、基Fi温度15
0〜250 ’C,+1゜Fパワー10〜50mw/c
m”、30〜60分の条件下で形成する。
続いてDCマグネトロンスパックリング法により、膜厚
800人の透明電極層4を酸化インジウム錫を使用して
形成し、更にレジストを塗布し、フォトリソエツチング
法によりパターニングして個別電橋としての透明電極4
を形成する。
そしてこのレジストパターンをそのままマスクとしてテ
トラフルオロメタンと酸素の混合ガスにより半導体層3
をエツチングして個別に分割された半導体層を形成する
。レジストを除去後、透明絶縁膜を塗布により形成し、
配線部に接続用開口部5aをパターニングにより開口し
、この開口部5aを介して配線金属6を透明電極4と接
続して作製されている(例えば特開昭63−67772
号公報)。
このようにして作製された光電変換素子においては、金
属電極2を介してバイアス電圧を印加しつつ半導体層に
光が照射されると、半導体層にキャリアーが発生し、配
線金属を介してフォト電流(l、)が得られ、また光が
照射されない時にはバイアス電圧が印加されていても、
半導体層と電極間のショットキー障壁により暗電流は極
めて低い値となり、これにより光センサーとしての機能
を果たしうるものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこのセンサーを作製する工程の中に、アル
ミニウム等の金属により配線金属を着膜する工程がある
。この工程はアルミニウム金属をスパッタリングにより
着膜させる工程であるが、透明電極層界面を衝撃するた
めに、アルミニウムが酸化インジウム錫等からなる透明
電極層、更には水素化アモルファスシリコン等からなる
半導体層にまで浸透し、これによりショットキー障壁が
十分には形成されずオーミック接触に近い形となり、開
口部58面積に比例して暗電流が高くなり、センサーと
しての充分な明暗比が得られないという問題が生じる。
そのため本発明は、上記従来のセンサーとその構造や作
製プロセスを変更することなく、暗電流を低く抑えるこ
とができ、かつ明暗比の高い光電変換素子の提供を課題
とする。
(課題を解決するための手段〕 本発明の光電変換素子は、半導体層を金属電極と透明電
極で挟んだサンドイッチ型光電変換素子において、該透
明電極上に絶縁層を設け、その開口部を介して配線金属
を接続し、該接続部に対向する金属電極部を切り欠いた
ことを特徴とするのもであり、上記金属電極の切り欠き
部の面積は、透明電極と配線部属との接続部面積の50
%以上であるとよいものである。
また本発明の光電変換素子は、半導体層を金属電極と透
明電極で挟んだサンドイッチ型光電変換素子において、
該透明電極上に絶縁層を設け、該絶縁層に設けた開口部
を介して配線金属を接続し、かつ該透明電極とその配線
金属との接続部に対向する透明電極部を、金属電極にお
けるバイアス電圧印加部から電気的に絶縁したことを特
徴とするものである。上記透明電極とその配線金属との
接続部に対向する透明電極部は、金属電極におけるバイ
アス電圧印加部と絶縁層を介して絶縁するとよい。
配線部はアルミニウム等の金属によりスパッタリングに
より形成するとよい。
金属電極はクロム(Cr) 、ニクロム(NiCr)、
タングステン(W)タンタル(Ta)等を使用しスパッ
タリングにより形成するとよい。
半導体層は水素化アモルファスシリコンをプラズマCV
D法により形成するとよい。
透明電極は酸化インジウム錫、酸化錫等により形成する
とよく、プラズマCvD法により形成するとよい。
絶縁層としてはポリイミドを使用するとよく、スパッタ
リング、塗膜等適宜の手段で形成するとよい。
〔作用〕
アルミニウム等の金属を透明電極層上にスパッタリング
により着膜させると、透明電極層表面を衝撃するために
、アルミニウム原子が酸化インジウム錫からなる透明電
極層を損傷し、更には水素化アモルファスシリコン等の
半導体層に浸透し、透明電極層と半導体層間のショット
キー障壁が破壊され、オーミック接触に近い形となる。
そのため配線金属とその透明電極との接続部においては
、その面積に比例して暗電流が多く流れ、センサーとし
ての充分な明暗比が得られなくなるものと考えられる。
そのために本発明は、透明電極とその配線金属の接続部
に対向する金属電極部分を切り欠くことにより、暗電流
の電圧依存性を低く抑えることができ、また透明電極と
その配線金属との接続部を、金属電極におけるバイアス
電圧印加部と絶縁層を介して絶縁することにより、透明
電極とその配線金属との接続部においてはバイアス電圧
が印加されていない状態とすることができ、垂直方向に
電界が存在しないので、暗電流を低く抑えることができ
るものである。
以下、図面に従い実施例を説明する。
〔実施例〕
第1図は本発明の光電変換素子を示す図で、第1図(a
)はその平面図、第1図(b)はその八−A線での断面
図、第2図は本発明の光電変換素子の作製過程を説明す
るための図、第3図は本発明の光電変換素子の他の実施
例を示す図で、第3図(a)はその断面図、第3図(b
)はその平面図、第4図は第3図同様、本発明の光電変
換素子の他の実施例を示す図である。
なお、図中2aは金B電極の開口部を示し、上記第5図
における番号と同一のものは同一内容を示す。
まず本発明の光電素子の製造方法を第1図、及び第2図
により説明する。
まず第2図(a)に示すように絶縁性基板1としてガラ
スを用い、その上にクロムを用いて金属電極2を約10
00人の膜厚にスパッタリング法により着膜し、第1図
(a)に示すような帯状の形状にフォトリソエツチング
し、共通電極を形成する。その際後で形成する透明絶縁
膜の開口部5aに対向する切り欠き開口部2aを有する
パターンとしておく。
次いで第2図(c)に示すように、半導体層3として水
素化アモルファスシリコンを約1.5μm1更にその上
に透明電極4を酸化インジウム錫を約700人の膜厚に
スパッタリングにより形成し、まず透明電極層4をフォ
トリソエツチングにより、次いで半導体層3をテトラフ
ルオロメタンと酸素により通常の条件でのドライエツチ
ングにより各々第1図(a)に示すような受光部形状に
パターニングする。
更に第2図(d)に示すように、透明絶縁層5としてポ
リイミドを約1. 5μmの膜厚で塗膜形成し、次いで
開口部5aを、第1図(a)に示すような形状にパター
ニングする。この際開口部5aの大きさを金fI4電極
における開口部2aより小さくフォトリソエツチングす
る。
そして第2図(f)に示すようにその上に配線金属6と
してアルミニウム金属を約1.5μの膜厚にスパッタリ
ングにより着膜し、第2図(g)、第1図(a)に示す
ような形状に配線金属6をフォトリソエツチングし、本
発明の光電変換素子を作製する。
次に第3図に本発明の光電変換素子の他の実施例を示す
第3図(a)に示す本発明の光電変換素子は、配線金属
6と透明電極との接続部(ロ)と、光電変換素子におけ
る受光部(イ)とを分離した構造を有するものである。
その作製方法としては、まず基板1上に金属電極2、半
導体層3を順次着膜し、同1 (b)に示ずように分離
した形状に金属電極2、半導体層3をパターニングする
。次いでポリイミドからなる透明絶縁層5を着膜させ、
上記金属電極2、半導体層3のパターン上に開口部をレ
ジストを介してエツチングにより開口する。そして透明
電極4として上記第1図に示す実施例同様に水素化アモ
ルファスシリコンを着膜させ、第3図(b)に示すよう
な形状にバターニングする。
次いで上記第1図に示す実施例同様に透明絶縁層5をポ
リイミドを使用して形成し、開口部5aをパターニング
により開口する。そしてその上に配線金属6をアルミニ
ウム金属を使用して約1゜5μの膜厚にスパッタリング
により形成し、第3図(b)に示すような形状に配線金
属6をバターニングする。
こうして第3図(a)に示すような受光部(イ)と配線
金属6と透明電極との接続部(ロ)とを絶縁層5により
電気的に絶縁した構造とすることができるが、受光部(
イ)における金属電極部2をバイアス電源■、に接続し
、一方配線金属6を駆動回路部(図示せず)に接続し、
フォト電流を取り出すようにする。
また、第3図に示した光電変換素子における配線金属6
と透明電極との接続部(ロ)を形成するにあたって、基
板1上に直接透明電極層4を形成してもよいが、密着性
をとるために第4図に示すように金属電極2を形成し、
その上に透明電極層4を形成して配線金属6との接続を
とるようにするとよい。
〔発明の効果〕
本発明の光電変換素子は、配線金属と透明電極との接続
部に対向する金属電極に、該接続部面積に対応する切り
欠きを設けるか、または透明電極とその配線金属との接
続部を金属電極におけるバイアス電圧印加部と絶縁層を
介して絶縁することにより、透明電極と金属電極間に電
圧が印加しても配線金属と透明電極との接続部に対応す
る部分は電圧が印加゛されないので、従来のセンサーと
その構造、また作製プロセスを変更することなく、暗電
流を低下させることができ、センサーとしての明暗比を
高くすることができるものであるゆ
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光電変換素子を示す図で、第1図(a
)はその平面図、第1図(b)はその人AUAでのI!
Jr面図、第2図は本発明の光電変換素子の作製過程を
説明するための図、第3図は本発明の光電変換素子の他
の実施例を示す図で、第3図(a)はその断面図、第3
図(b)はその平面図、第4図は第3図同様、本発明の
光電変換素子の他の実施例の断面図、第5図は従来の光
電変換素子の断面図である。 図中1は絶縁性基板、2は金属電極、2aは金属電極の
開口部、3は半導体層、4は透明電極、5は透明絶縁膜
、5aは透明絶縁膜の開口部、6は配線金属である。 出  願  人  富士ゼロックス株式会社代理人 弁
理士  内1)亘彦(外5名)第 図 a 第2図 第3図 (b)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体層を金属電極と透明電極で挟んだサンドイ
    ッチ型光電変換素子において、該透明電極上に絶縁層を
    設け、該絶縁層に設けた開口部を介して配線金属を接続
    し、かつ該接続部に対向する金属電極部を切り欠いたこ
    とを特徴とする光電変換素子。
  2. (2)上記切り欠き部の面積が、透明電極と配線金属と
    の接続部面積の50%以上であることを特徴とする請求
    項1記載の光電変換素子。
  3. (3)上記絶縁層がポリイミドにより形成されることを
    特徴とする請求項1記載の光電変換素子。
  4. (4)半導体層を金属電極と透明電極で挟んだサンドイ
    ッチ型光電変換素子において、該透明電極上に絶縁層を
    設け、該絶縁層に設けた開口部を介して配線金属を接続
    し、かつ該透明電極とその配線金属との接続部に対向す
    る透明電極部を、金属電極におけるバイアス電圧印加部
    から電気的に絶縁したことを特徴とする光電変換素子。
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