JPH0394467A - 電子回路装置 - 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］ 本発明は電子回路装置に係り、特に基体上に、絶縁層を
介して積層される二つの導電層を有する電子回路構成要
素が形成された電子回路装置に関する。

［従来の技術］ 近年、ファクシミリ、イメージリーダ等の小型、高性能
化のために、等倍光学系をもつ長尺密着型画像読取装置
の開発が行われている。従来、この種の画像読取装置は
一列アレイ状に配置された各光電変換素子に対して、そ
れぞれスイッチ素子等で構成された信号処理用のＩＣ（
集積回路）を接続して構成している。

しかしながら、その先電変換素子の個数はファクシミリ
Ｇ３は規格に準ずるとＡサイズで１７２８個も必要とな
り、多数の信号処理用のＩＣが必要となる。このため、
実装工数も増え、製造コスト、並びに信頼性で満足なも
のは得られていない。

一方、信号処理のＩＣの個数を減らし、かつ実装工数を
減らす構或としては従来からマトリクス接続による構或
が採用されている。

また、スイッチング用素子として、薄膜トランジスタを
採用し光電変換部、薄膜トランジスタ部、マトリクス配
線部等からなる一体的な構或をとることにより、信号処
理のＩＣの機能を低減し高速読取りの画像読取り装置を
安価に提供する試みもなされている。

さらに製造コストを減らし、信頼性の高い画像読取装置
を提供するために、光電変換部の光電変換層、薄膜トラ
ンジスタ部の半導体層を同一材料の非品質シリコンで形
成し、光電変換部、薄膜トランジスタ部、マトリクス配
線部等を同一基板上に、同一製造工程を用いて、一体的
に形成する方法が開発されている。

このような画像読取装置の従来例を第５図〜第８図を用
いて説明する。

第５図は、長尺方向に１７２８画素ある、光電変換部、
コンデンサ部、薄膜トランジスタ部、マトリクス配線部
の組のうち、一画素分を示す平面図である。

第６図、第７図は第５図におけるＰ−Ｐ’Ｑ−Ｑ’での
縦断面図である。

第８図は従来の画像読取装置の一画素の断面図である。

なお第８図は、理解しやすくするために、模式的に描か
れており、第５図との厳密な対応はない。

第５図において、光電変換部１は、基体側からの光に対
する遮光膜を兼ねた下部電極８を有する。

基体側から照射された光は採光用窓７を通して、図面に
対して垂直な上方に泣置する原稿面（不図示）で反射し
、その散乱光が光電変換部１に入射する。ここで発生し
たキャリアによる光電流は、蓄積用コンデンサ部２に流
れこみ、蓄積される。

蓄積された電荷は転送用薄膜トランジスタ部３により、
信号線用マトリクス配線部５へ取り出された信号処理部
（不図示）へ送られる。

リセット用薄膜トランジスタ部４は、電荷転送後のコン
デンサに残留する電荷を放出し、初期値に戻す働きをす
る。

第８図において、各部の層構或を簡単に説明する。図中
１ａは光電変換部、２ａは蓄積用コンデンサ部、３ａは
薄膜トランジスタ部、５ａはマトリクス配線部であり、
これらは、第一の導電層１１−１．１１−２．１１−３
．１１−４、非品質窒化シリコン層１２、非品質シリコ
ン層１３、オーミックコンタクト用ｎ＋非晶質シリコン
層１４、第二の導電層からなる５層の共通層１５−１．
１５−２．１５−３．１５−４’．１５−５の構成を有
している。

またこのような画像読取装置を作製する場合、各画素間
に、半導体層が残っていると、リーク電流によるクロス
トークが生じ、正確な画像読み取りが困難になることか
ら、製造工程中素子間分離を行ない、不要な半導体を絶
縁層とともに除去していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような素子間分離を施した画像読取
装置においては、以下のような問題点があった。

従来の画像読取装置を、高温、高湿の耐久試験に投入す
ると、配線が短絡するという現象が見られた。その現象
を第・６図、第７図で説明する。短絡箇所は、第６図の
光電変換部、第７図のマトリクス配線部に多く見られた
。これらの構成では、上電極Ａと、下電極Ｂとの間に高
電界（電位差にして数Ｖ〜数１０ｖ）が印加されている
。この状態で高温、高湿の耐久試験に投入されると、バ
ッシベーション膜Ｃと基体Ｄとの界面を通して、外部よ
り侵入してきた水分やイオンを仲だちとして、電極の腐
食が進行し、電極Ａ，Ｂ間での短絡に至っていた。

本発明の目的は、上述した画像読取装置のような基体上
に、複数の薄膜を積層させて構成され、絶縁層を介して
積層される二つの導電層を有する電子回路構成要素が形
成された電子回路装置における、導電層間の絶縁劣化を
改善し、信頼性の高い電子回蕗装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の電子回路装置は、基体上に、少なくとも絶縁層
を介して積層される二つの導電層を有する電子回路構成
要素が形成された電子回路装置において、前記絶縁層を
複数層とし、少なくとも前記二つの導電層のうち一方を
一層又は二層以上の絶縁層で覆ったことを特徴とする。

なお、ここで電子回路構成要素とは、トランジスタ、ダ
イオード等の能動素子、抵抗、コンデンサ等の受動素子
の他、配線部等を含むものとする。

［作　用］ 本発明の電子回路装置は、基体上に、少なくとも絶縁層
を介して積層される二つの導電層を有する電子回路構成
要素の前記絶縁層を複数層とし、少なくとも前記二つの
導電層のうち一方を一層又は二層以上の絶縁層で覆い、
外部から侵入してくる水分、イオン等の影響を防止し、
導電層間での電気化学的反応を防ぐものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

なお、以下の説明では、本発明の電子回路装置の一例と
して、画像読取装置を取りあげるが、この例に限定され
るものではない。

第１図は、本発明による画像読取装置の一構或例を示す
説明図である。第１図は光電変換部、蓄積コンデンサ部
、転送用薄膜トランジスタ部リセット用薄膜トランジス
タ部、マトリクス配線部を同一基板上に形成した画像読
取装置の一画素分の平面図であり、第２図、第３図は第
１図におけるＰ−Ｐ’　　Ｑ−Ｑ’での縦断面図である
。

第１図において、１は光電変換部、２は光電変換部１で
発生した光電流によって供給される電荷を一時蓄える蓄
積コンデンサ部、３は蓄積コンデンサ部３に蓄えられた
電荷を転送する転送用薄膜トランジスタ部、４は電荷転
送後の蓄積コンデンサに残留した電荷を放電させ初期化
するリセット用薄膜トランジスタ部、５は転送用薄膜ト
ランジスタ部３からの信号を受ける信号線用マトリクス
配線部、６は薄膜トランジスタ駆動用ゲート線のマトリ
クス配線部、７は基体裏側から照射された光を原稿に導
く採光用窓、８は光電変換素子部１の遮光膜を兼ねた下
電極部、９は素子間分離時の半導体層のパターン形状部
、１０はコンタクトホール、１１（斜線部）は基体全体
を覆っている絶縁層の部分である。

第２図及び第３図に示すように、本実施例においては、
下電極Ｂ全体を覆うように絶縁層１２ａが設けられ、さ
らにその上に絶縁層１２ｂが形或される。

次に第１図、第２図および第３図に示した画像読取装置
の製造方法について説明する。

第４図（　Ａ．　）〜（Ｆ）は、画像読取装置の製造工
程を説明する工程図である。

なお、同図における断面形状は、製造工程を理解しやす
くするために、模式的に描かれており、各素子部の配置
等は、第１図との直接の対応はない。ただし製造工程そ
のものは本第４図に示されてるものと同一である。

まず、両面研磨済のガラス基体（コーニング社製＃　７
０５９）に中性洗剤もしくは有機アルカリ系洗剤を用い
て通常の洗浄を施した。次に、電子ビーム蒸着法でＣｒ
を０．１μ道厚に堆積せしめ、ボジ型フォトレジ゛スト
（シブレー社製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、硫酸第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、光電変換部１ａｓ蓄積コンデンサ部
２ａの下層電極および薄膜トランジスタ部３ａのゲート
電極、マトリクス配線部５ａの下層電極の１１−１．１
１−２．１１−３、および１１−４を形成した（第４図
（Ａ））。

次に、スピンナーにて、ガラス全体に、Ｓｉ０２塗布液
（東京応化製ＯＣＤ）を塗布した後、焼成してなる絶縁
層１２ａを０．１μ層に形成し、更に、ポジ型フォレジ
スト（シブレ−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に、プラズマ
エッチング法でＰＦ放電電力１００Ｗ，ガス圧０．２７
ＴｏｒｒでＣＰ．ガスによるドライエッチングを行なっ
て不要部を除去した。（第４図（Ｂ））。

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Ｓｕｂをセットし、Ｉ　Ｘ　１　０　−６Ｔｏｒｒの
真空中で２３０℃に維持した。次いで装置内にＨ２で１
０％に稀釈したＳｉＨ４を５　ＳＣＣＭの流量で、また
Ｎ１１３を２　０　ＳＣＣＭの流量で同時に流入させ、
１３．５６Ｍｊｌｚ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１２ｂを０．３μ厚に形成した。

次にＳｉｌＬガスを１　０　３ＣＣＦＨ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、非品質シリコンイントリンシック層１３
を０．５０μ厚に形成した。続いてＨ２で１０％に稀釈
したＳｉＨ４とＨ２で１　０　０　ｐｐｒａに稀釈した
ＰＨ．とを混合比１：ｌＯ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１４を０．｛２μ堆積せしめた（第４図（Ｃ））
。

次にポジ型フォトレジスト（東京応化製ＯＦＰＲ−１３
００）を用いてコンタクトホールのパターンヲ形成し、
プラズマエッチング法でＲＦ放電電力１００Ｗ，ガス圧
０．３０ＴｏｒｒでＣＦ４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１０を形成し
た（第４図（Ｄ））。

次に電子ビーム蒸着法でＡＮを０．５μ厚に堆積せしめ
て、導電層を形或し、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の容量比で混合した液で露出部分の導電層を
除去し、上層電極１５−１．１５−２．１５−３．１５
−４を形成した。しかる後に先に述べたプラズマエッチ
ング法でＧＰ４ガスによるドライエッチングを行って露
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４図（Ｅ）。

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
。

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１３及び絶縁層１２ｂ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、ＣＦ．ガス
を反応ガスとして用い、半導体層１３及び絶縁層１２ｂ
に比べてエッチングレートの小さい絶縁膜１２ａをエッ
チング時間を制御することにより、１０００入ほどの二
酸化シリコン膜を素子間全面に残した。

最後にポリイミド膜等を用いて、パッシベーション膜１
６を形威した（第４図（Ｆ））。

以上説明した様に、高温高湿下においては、パッシベー
ション膜より、外部からの水分の侵入があるが、上電極
と下電極との間の電流パスが完全に第一層目の絶縁膜に
より、分断されるため、高電界が印加された場合におい
ても両電極の腐食、更に短絡故障は発生しない。

更に半導体層と絶縁膜との界面を安定化させるための第
二層目の絶縁膜と機能分離して作製することが可能であ
る。

このような効果により、画像読取装置の信頼性及び安定
性を向上することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の電子回路装置によれば、外
部から侵入してくる水分、イオン等の影響を防ぎ、導電
層間での電気化学的反応を防ぐことができる。両電極間
の短絡故障等を防ぐことができるので電子回路装置の信
頼性及び安定性を向上させることができる。

また、導電層を覆う絶縁層上に半導体層等を形成する場
合、界面を安定化させるための他の絶縁層を形成するこ
とができ、素子の特性を安定化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である画像読取装置の一構
成例を示す平面図、第２図及び第３図は、各々第１にお
けるＰ−Ｐ’　　Ｑ−Ｑ’での縦断面図である。 第４図（Ａ）〜（Ｆ）は、画像読取装置の製造工程を説
明する工程図である。第５図〜第７図は、従来の画像読
取装置の一構成例を示す説明図である。第８図は従来の
画像読取装置の一画素の断面図である。 １：光電変換部、２：蓄積コンデンサ部、３：転送用薄
膜トランジスタ部、４：リセット用薄膜トランジスタ部
、５．６＝マトリクス配線部、７：採光用窓原稿、８：
下電極部、９：半導体層のパターン形状部、１０：コン
タクトホール、１１：絶縁層、１１−１．１１−２．１
１−３．１１−４：下層電極、１２ａ，１２ｂ：絶縁層
、１３：非品質シリコンイントリンシック層、１４　：
　ｎ”層、 １ ５　−　１　， １ ５　−　２， １ ５　−　３， １５−４： 上層電極、１６：バツシベーション膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に、少なくとも絶縁層を介して積層される
   二つの導電層を有する電子回路構成要素が形成された電
   子回路装置において、 前記絶縁層を複数層とし、少なくとも前記二つの導電層
   のうち一方を一層又は二層以上の絶縁層で覆ったことを
   特徴とする電子回路装置。
2. （２）前記電子回路構成要素が、光電変換部、電荷蓄積
   部、スイッチ素子部、配線部を必須の構成要素とする請
   求項１記載の電子回路装置。