JPH03227076A

JPH03227076A - 位置検出素子

Info

Publication number: JPH03227076A
Application number: JP2022989A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kubo; 裕明久保
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-08

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）本発明は位置検出素子に関し、特に位置分解能と位置直
線性に優れた位置検出素子に関する。

（従来の技術）従来の位置検出素子を第４図に示す、第４図において、
１１はガラスなどから成る透光性絶縁基板、１２は表面
側電極層、１３はアモルファス半導体層、１４は裏面側
電極層であり、表面側電極層１２は絶縁基板１１のほぼ
全面に形成されるとともに、アモルファス半導体層１３
と裏面側電極層１４は表面側電極層１２の対向する端部
が露出するように表面側電極層１２上に順次積層されて
いる。

また、表面側電極層１２の対向する端部には、アモルフ
ァス半導体層１３で発生した光電流を分割して取り出す
ための第１の端子電極１５．１６が形成されており、裏
面側電極層１４の対向する端部には、アモルファス半導
体層１３で発生した光電流を分割して取り出すための第
２の端子電極１７．１８がそれぞれ形成されている。こ
のような位置検出素子では、それぞれの端子電極１５．
１６、および１７．１８で取り出される光電流の比から
Ｘ方向とＹ方向の交点が求められ、光の照射位置が検知
されることになる。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、この従来の位置検出素子では、アモルファス
半導体層１３が、表面側電極層１２上の全面には形成さ
れないため、このアモルファス半導体層１３を形成する
にあたっては、■表面側電極層１３上の全面に形成した
後に対向する二つの端部をエツチング除去するか、■メ
タルマスクを使ってあらかじめ対向する二つの端部を隠
蔽した後にアモルファス半導体層１３を形成しなればな
らないという問題があった。

アモルファス半導体層１３を表面側電極層１２上の全面
に形成した後に対向する二つの端部をエツチング除去す
る方法■では、フッ硝酸などのエツチング液でアモルフ
ァス半導体層１３の対向する二つの端部を除去するが、
このエツチング液で表面側電極層１２の表面部分も侵さ
れ、表面側電極層の抵抗分布にバラツキを生じてしまう
。この種の位置検出素子においては、アモルファス半導
体層で発生した光電流を分割して端子電極部から取り出
し、それぞれの端子電極に取り出された光電流の比で光
の照射位置を求めるため、電極層の抵抗分布にバラツキ
があれば光電流の比を正確に求めることができず、位置
検出素子としての位置分解能が悪くなるという問題があ
る。

また、メタルマスクを使ってあらかじめ対向する二つの
端部を隠蔽した後にアモルファス半導体層１３を形成す
る方法■では、パターンに正確さがなく、マスク周辺部
のアモルファス半導体層１３の膜質が、中心部のそれと
は異なり、位置検出素子として使用した場合に、ひずみ
が生じて周辺部での位置検出に誤差を生じる。すなわち
、位置検出素子としての位置直線性が悪くなるという問
題がある。

（発明の目的）本発明は上述のような問題点に鑑みて案出されたもので
あり、その目的は位置分解能と位置直線性を改良した位
置検出素子を提供することを目的とするものである。

（ｒ：１題点を解決するための手段）本発明によれば、絶縁基板上に、表面側電極層とアモル
ファス半導体層と裏面側電極層とを順次積層して成る位
置検出素子において、前記表面側電極層を少なくとも前
記絶縁基板上の対向する二つの端部が露出するように形
成するとともに、前記アモルファス半導体層を前記絶縁
基板のほぼ全面に形成し、前記裏面側電極層を前記表面
側電極層と交差し且つ前記アモルファス半導体層の対向
する端部が露出するように形成し、前記アモルファス半
導体層の対向する露出部分に前記表面側電極層に到達す
る溝を形成し、該溝部に前記表面側電極層の端子電極を
形成するとともに、前記裏面側電極層の下地層として表
面側電極層が存在しない対向する部分に裏面側電極層の
端子電極を形成したことを特徴とする位置検出素子が提
供され、そのことにより上記目的が達成される。

（作用）上述のように形成することにより、アモルファス半導体
層をエツチング除去したり、メタルマスクを使って形成
することがなくなり、もって位置分解能と位置直線性に
優れた位置検出素子を提供できるようになる。

（実施例）以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。

第１図は、本発明の位置検出素子の基本構造を製造工程
順にしたがって説明するための図であり、１は透光性基
板、２は表面側電極層である。

前記透光性基板１は、青板ガラス、白板ガラス、石英ガ
ラスなどのガラスや透光性の樹脂などで形成され、矩形
状に形成されている。

前記表面側電極層２は、例えば酸化錫、酸化インジウム
、酸化インジウム錫なとの透光性の金属酸化物で形成さ
れる。この表面側電極層２は、熱ＣＶＤ法、スパッタリ
ング法、あるいは電子ビーム法などで透光性基板１のほ
ぼ全面にわたって厚み１００〜１０００人程度に形成さ
れる（第１図＜ａ＞参照）。

前記表面側金属層２の対向する端部を例えば紫外線硬化
型樹脂などから成るマスクとフッ硝酸などのエツチング
液を使ってフォトエツチングにより除去する（同図（四
参照）。

次に、前記表面側金属層２上と透光性基板１の露出部に
アモルファス半導体層３を形成する（同図（ｃ）参照）
。このアモルファス半導体層３は、アモルファスシリコ
ンなどで形成され、透光性基板１側から例えばＰ層、１
層、Ｎ層となるようにメタルマスクなどを使用せずに透
光性基板］上のほぼ全面にわたって形成される。また、
表面側電極層２がエツチング液などで侵されないように
するためにエツチング除去も行わない。アモルファスシ
リコン半導体層のＰ層にはドープ剤としてボロンなどが
混入されている７また、Ｐ層にアモルファスシリコンカ
ーバイドを用いてＰ層中での光吸収を小さくして短絡電
流を大幅に増加させ、光照射による光の波長が特定され
ていれば、波長に応じた感度分布にするなめにアモルフ
ァスシリコン層中に、ゲルマニウム、炭素、窒素、錫な
どを所定量混入してもよい、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶ
Ｄ法、光ＣＶＤ法、スパッタリング法などにより形成さ
れ、Ｐ層の膜厚は５０〜３００人程度、１層の膜厚は５
０００〜１５０００人程度１Ｎ層の膜厚は３００〜７０
０人程度である。

次に、前記アモルファス半導体層３上に、裏面側電極層
４を形成する（同図（６）参照）、この裏面側電極層４
は、アモルファス半導体層３のＮ層とオーミックコンタ
クトが可能でシート抵抗値が全面にわたってほぼ均一で
且つその値が５０〜２゜００７口の範囲で制御が容易な
ことが要求される。

この裏面側電極層４としては、クロム、ニッケル、チタ
ン、またはその合金や、酸化錫、゛酸化インジウム、酸
化インジウム錫などで形成され、そのシート抵抗値が５
０〜２００Ω／口となるように例えば２００〜４０００
人程度の厚みに形成される。

なお、この裏面側電極層４は、真空蒸着法などにより形
成される。この裏面側電極層４は、上述の表面側電極層
２と交差するように、その両端部のアモルファス半導体
層３が露出するように形成される。この露出部を形成す
るには、裏面側電極層４を形成する際にメタルマスクを
使用してアモルファス半導体層３の両端部に裏面側電極
層４が被着しないようにして形成するか、アモルファス
半導体層３の全面に裏面側電極層４を被着して、両端部
の裏面側電極層を例えばフォトリソグラフィ技術によっ
てエツチング除去することにより形成される。

次に、前記アモルファス半導体層３が露出した部分に例
えばＹＡＧレーザを走査して透光性基板１に達する溝３
ａ、３ｂを形成する。なお、この講３ａ、３ｂは、５０
μｍ程度の幅を有する。

次に、前記アモルファス半導体層３の溝３ａ、３ｂ部分
に第１の端子電極５．６を形成するとともに、裏面電極
層４の両端部に第２の端子電極７．８を形成する（同図
（ｆ）参照）。第１図（ｆ）のＸ−Ｘ線断面図を第２図
（ａ）に示し、Ｙ−Ｙｉｉ断面図を第２図（υ示す、第
２図（ａ）（（へ）に示すように、第１および第２の端
子電極５〜８は、それぞれ厚みが５０００Å以下の薄膜
金属層５ａ〜８ａと、この薄膜金属層５ａ〜８ａ上に形
成された熱硬化型導電性ペースト層５ｂ〜８ｂとで構成
される。薄膜金属層５ａ〜８ａは、アルミニウム、ニッ
ケル、チタン、銀、金などにより構成され、表面側電極
層２および裏面側金属層４と熱硬化型導電性ペースト５
ｂ〜８ｂとの電気的接続を良好に行うとともに、第１の
端子電極５．６問および第２の端子電極７．８間の距離
精度を確保するために設けられる。

前記熱硬化型導電性ペースト５ｂ〜８ｂは、銅、銀、ニ
ッケル、カーボンなどの粉末とエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、あるいはアクリル樹脂などとメチルカルピトー
ルなどから成る溶剤とを混合してペースト状にし、例え
ばスクリーン印刷法で印刷した後に、１００〜２００’
Ｃの温度で１５分〜１時間加熱して溶剤を揮発させるこ
とにより薄膜金属層５ａ〜８ａ上に形成される。ちなみ
に、この熱硬化型導電性ペースト層５ｂ〜８ｂは、厚み
が２０μｍ程度に形成される。この熱硬化型導電性ペー
スト上に、外部回路のリード線などが半田付される。

次に、上述のように構成した位置検出素子の動作を第３
図の模式図に基づき説明する。発光ダイオードの光やレ
ーザ光などのスポット光が例えば透光性基板１側から照
射されると、アモルファス半導体層の１層で正孔および
電子が発生し、正孔はＰ層に、電子はＮ層にそれぞれ運
ばれ、表面側電極層と裏面側電極層との間に短絡電流が
流れる。

このとき、表面側電極層に流れる電流は、その両端に設
けられた第１の端子電極５．６から導出される。第１の
端子電極５．６間の距離をし、抵抗をＲＬとし、電極５
から光の入射位置までの距離をＸ、その部分の抵抗をＲ
ｘとする。光の入射位置で発生した光電流を■。とする
と、■ｏはそれぞれの第１の端子電極５．６までの抵抗
値に逆比例するように分割される。したがって、端子電
極５で取り出される電流■、と、端子電極６で取り出さ
れる電流Ｉ６とは、Ｉ５　＝Ｉ。　・　（ＲＬ　−Ｒ８）／ＲＬ１、＝ｉｏ
　、Ｒ，／ＲＬとなり、電極層の抵抗分布が均一であるとすれば、Ｉｓ
　”ＩＯ’　　（Ｌ　　Ｘ）／Ｌ１、＝１．−Ｘ／Ｌで表される０位置信号Ｐは、Ｐ−１，／１．−（Ｌ−Ｘ）／Ｘ＝Ｌ／Ｘ−１となる。

このように、Ｉｓ　＋　Ｉｓの値から入射エネルギーに
無関係に端子電極５．６間における光の入射位置を知る
ことができる。

同様に、第２の端子電極７．８間における光の入射位置
も知ることができ、その結果入射位置Ｏを特定すること
ができ、位置検出素子として用いられる。

（発明の効果）以上のように、本発明に係る位置検出素子によれば、表
面側電極層を少なくとも絶縁基板の対向する二つの端部
が露出するように形成するとともに、アモルファス半導
体層を絶縁基板のほぼ全面に形成し、裏面側電極層を表
面側電極層と交差し且つアモルファス半導体層の対向す
る二つの端部が露出するようにするに形成し、アモルフ
ァス半導体層の対向する露出部分に表面側電極層に到達
する清を形成し、この溝部に表面側電極層の端子電極を
形成するとともに、裏面側電極層の下地層として表面側
電極層が存在しない対向する部分に裏面側電極層の端子
電極を形成したことから、アモルファス半導体層をエツ
チング除去したり、メタルマスクを使って形成すること
がなくなり、もって位置分解能と位置直線性に優れた位
置検出素子を提供できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないしくｆ）は本発明に係る位置検出素子
の一実施例を示す製造工程図、第２図（ａ）は第１図＜
ｎのｘ−ｘ＊断面図、第２図（靭は第１図（ｆ）のＹ−
Ｙ線断面図、第３図は動作を説明するための図、第４図
は従来の位置検出素子を示す斜視図である。１：透光性基板２：表面（！！Ｉ電極層３：アモルファス半導体層３ａ、３ｂ：溝部４：裏面側電極層５．６：表面側電極層の端子電極７．８：裏面側電極層の端子電極

Claims

【特許請求の範囲】絶縁基板上に、表面側電極層とアモルファス半導体層と
裏面側電極層とを順次積層して成る位置検出素子におい
て、前記表面側電極層を少なくとも前記絶縁基板上の対向す
る二つの端部が露出するように形成するとともに、前記
アモルファス半導体層を前記絶縁基板のほぼ全面に形成
し、前記裏面側電極層を前記表面側電極層と交差し且つ
前記アモルファス半導体層の対向する二つの端部が露出
するように形成し、前記アモルファス半導体層の対向す
る露出部分に前記表面側電極層に到達する溝を形成し、
該溝部に前記表面側電極層の端子電極を形成するととも
に、前記裏面側電極層の下地層として前記表面側電極層
が存在しない対向する部分に裏面側電極層の端子電極を
形成したことを特徴とする位置検出素子。