JPH0529596A

JPH0529596A - 原稿読み取り装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0529596A
Application number: JP3208597A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Kurata; 愼一郎倉田; Kenji Kobayashi; 健二小林
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1991-07-24
Filing date: 1991-07-24
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】原稿読み取り装置の上部透明電極層のパター
ニングにおいて、上部透明電極層のエッチング残りをな
くして光電変換素子間の短絡をなくすとともに、光電変
換素子の光電変換領域をほぼ一定にして、特性を安定さ
せ且つ向上させることにある。【構成】上部透明電極層２０を堆積させるにあたり、
成膜温度を１９０℃以下好ましくは１５０℃以下に設定
し、その膜厚を３００〜１０００Å好ましくは５００〜
９００Åにした。また特に、上部透明電極層２０の堆積
をスパッタリング法によっておこなった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリやイメージ
スキャナなどにおいて、原稿上の画像情報を入力するた
めの原稿読み取り部などに使用される原稿読み取り装置
の製造方法に関し、特に、上部透明電極のパターニング
工程で得られたパターン形状を向上させるための方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】原稿読み取り装置は下部電極と光電変換
素子部と上部透明電極とを積層して成る光電変換素子を
１又は複数個配列して構成されていて、かかる原稿読み
取り装置は概略次のようにして製造されている。図６に
示すように、絶縁基板100 上にパターン化された下部電
極102 を形成した後、その上に光電変換層104 と上部透
明電極層106 を順に積層し、次いで所定の位置にレジス
ト膜108 を被着させて、上部透明電極層106 、光電変換
層104 の順にエッチングによってパターン化して、図７
に示すように上部透明電極110 及び光電変換素子部112
を形成し、１又は複数の光電変換素子114 から成る原稿
読み取り装置が製造されている。

【０００３】この原稿読み取り装置の製造方法におい
て、上部透明電極層106 はたとえばＩＴＯを、成膜温度
を２００℃に設定し、膜厚が１０００〜１５００Åにな
るようにスパッタリング法で成膜していた。そして、こ
の上部透明電極層106 のパターニングは薬液に浸液して
行うウエットエッチングによって行っていた。また、光
電変換層104 のパターニングは上部透明電極層106 のパ
ターニングに使用したレジスト膜108 を用いて、ドライ
エッチングによって行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような製造方法に
よって製造された原稿読み取り装置の光電変換素子114
を観察すると、図８に示すようにパターン化された上部
透明電極110 の周囲の光電変換素子部112 の表面には、
ウエットエッチングによって除去されなかったＩＴＯが
被着しており、上部透明電極110 のパターンエッジがギ
ザギザ116 になっていた。また、それに伴い光電変換素
子部112 のパターンエッジもギザギザ116になってい
た。その結果、光電変換素子114 の有効な光電変換領域
の面積がばらつき、その出力にばらつきが生じていた。
また、複数の光電変換素子114 がわずかな隙間を介して
配置されているとき、上部透明電極110 及び光電変換素
子部112 のパターンエッジがギザギザ116 になっている
ため、隣接する光電変換素子114 間で短絡が生ずること
があった。

【０００５】本発明者らはこのような問題点を解決する
ため鋭意研究を重ねた。その結果、ウエットエッチング
によって除去されなかったＩＴＯはその下地となるアモ
ルファスシリコンと反応物らしきものを生成しているの
が認められた。ところが、この反応物らしきものを除去
するために、長時間、ウエットエッチングするのは生産
性を低下させ、製造条件に適さない。

【０００６】また、上部透明電極110 のパターンエッジ
がギザギザ116 になる原因として、上部透明電極層106
を構成するＩＴＯの結晶粒が大きく成長し、その結晶粒
界にエッチング液が浸透して、結晶粒界を中心にエッチ
ングが進行するため、レジスト膜108 のパターンエッジ
の近傍部ではエッチング液と接触する部分と接触しない
部分とが存在することから、特に結晶粒の大きさに応じ
てその輪郭がギザギザ116 として残るものと思われる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る原稿読み取
り装置の製造方法の要旨とするところは、絶縁基板上に
所定のパターン形状をした下部電極を形成する下部電極
形成工程と、該下部電極上に光電変換層を堆積する光電
変換層堆積工程と、該光電変換層上に上部透明電極を形
成するための上部透明電極層を堆積する上部透明電極層
堆積工程と、該上部透明電極層上にフォトレジストを塗
布した後、所望のレジストパターンを形成するレジスト
パターニング工程と、該レジストパターンにしたがい前
記上部透明電極層をエッチングして上部透明電極を形成
する上部透明電極層エッチング工程と、前記レジストパ
ターンにしたがい前記光電変換層をエッチングして光電
変換素子部を形成する光電変換層エッチング工程とを備
え、絶縁基板上に下部電極と光電変換素子部と上部透明
電極とから成る光電変換素子を１又は複数配列して成る
原稿読み取り装置の製造方法において、前記上部透明電
極層堆積工程が、成膜温度が１９０℃以下で、膜厚が３
００〜１０００Åになるように成膜することにある。

【０００８】また、かかる原稿読み取り装置の製造方法
において、前記上部透明電極層堆積工程が、成膜温度が
好ましくは１５０℃以下で、膜厚が好ましくは５００〜
９００Åになるように成膜することにある。

【０００９】更に、かかる原稿読み取り装置の製造方法
において、前記上部透明電極層堆積工程がスパッタリン
グ法によってなされることにある。

【００１０】

【作用】かかる原稿読み取り装置の製造方法におけるそ
の上部透明電極層の堆積工程は成膜温度が１９０℃以下
好ましくは１５０℃以下に設定されていて、比較的低温
の条件下で上部透明電極層を堆積させるようにしてお
り、その上部透明電極層の構成材料とその下地の光電変
換層を構成する材料とは生成物を生成しない。したがっ
て、エッチング液に不溶性あるいは難溶性の生成物が存
在しないため、エッチング残りがなくなる。

【００１１】また、成膜温度を比較的低温にするととも
に、膜厚を３００〜１０００Å好ましくは５００〜９０
０Åと比較的薄くすることにより、上部透明電極層の成
膜時間を短くし、結晶粒の成長を阻害することができ
る。その結果、上部透明電極層の結晶粒が小さくなり、
ウエットエッチング時にエッチング液が結晶粒界に浸透
して、その結晶粒界からエッチングが進行してもパター
ンエッジ部はほぼ直線状にエッチングされることにな
る。

【００１２】また、かかる上部透明電極層の堆積工程を
スパッタリング法によって成すことにより、大型の基板
に成膜する場合であっても蒸着法に比べ生産性が向上
し、また均一に成膜することができる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明に係る原稿読み取り装置の製造
方法の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

【００１４】図１(a) に示すように、ガラスなどから成
る絶縁基板１０上に下部電極を形成するための下部電極
層１２が電子ビーム蒸着法やスパッタリング法などによ
り被着させられる。下部電極層１２の材料としてはクロ
ムCr, ニッケルNi, プラチナPt, パラジウムPd, チタン
Ti, モリブデンMo, タンタルTaなどが用いられ、下部電
極層１２の膜厚は目的とする原稿読み取り装置の性能や
膜の種類によって種々設定され、好ましくは５００〜５
０００Å程度の範囲で成膜される。次に、成膜された下
部電極層１２はフォトリソグラフィ法によりパターニン
グされる。すなわち、絶縁基板１０上の全面に堆積され
た下部電極層１２の上に、フォトレジストを塗布し、プ
リベークを行った後、所望のパターンが刻まれたマスク
を用いて露光を行い、次いでポストベークを行った後、
現像を行いレジスト膜１４が形成される。続いて、下部
電極層１２を溶かす所定の薬液にてエッチングした後、
レジスト膜１４を除去して、同図(b) に示すようにパタ
ーン化された下部電極１６が形成される。

【００１５】次に、下部電極１６が形成された絶縁基板
１０上の全面に同図(c) に示すように、光電変換層１８
と上部透明電極層２０とをそれぞれ順に成膜して、積層
される。ここで、光電変換層１８はたとえば水素化アモ
ルファスシリコンa-Si:Hを用いてｐｉｎ構造のフォトダ
イオードの構造に堆積されたものが用いられる。すなわ
ち、先ずホウ素Ｂあるいは周期律表第３族の元素をドー
プしたｐ形a-Si:H、ノンドープのｉ形a-Si:H、リンＰあ
るいは周期律表第５族の元素をドープしたｎ形a-Si:Hを
順に堆積して形成され、これらｐ層，ｉ層，ｎ層は真空
を破らずに連続して成膜するのが好ましい。なお、本実
施例ではｐｉｎ構造に限らず、逆の順に積層したｎｉｐ
構造であっても良く、また光導電を示すノンドープ又は
ドープアモルファスシリコンの単層又は積層構造であっ
ても良い。

【００１６】また、光電変換層１８の上に成膜される上
部透明電極層２０はＩＴＯや SnO₂あるいはこれらを積
層したものが用いられ、本発明においてはスパッタリン
グ法により成膜温度が１９０℃以下好ましくは１５０℃
以下で、膜厚が３００〜１０００Å好ましくは５００〜
９００Åの範囲になるように成膜される。ここで、上部
透明電極層２０の成膜条件の一具体例を示すと、スパッ
タリング装置のスパッタ室内を１×１０^-3Ｐａ以下の高
真空に保ちながら、成膜時の温度が１５０℃以下になる
ように設定し、放電ガスとしてアルゴンガスと酸素ガス
の混合ガスをスパッタ室内に導入する。そして、スパッ
タ圧力が０．２〜１Ｐａになるように調整し、ＤＣ電源
を用いて０．４〜２Ｗ／cm²の電力でスパッタし、成膜
される。放電ガス中の酸素ガスの組成は０．１〜２ mol
％であり、スパッタターゲットは酸化インジウム−酸化
錫系の焼結体ターゲットを用い、その酸化錫の成分は５
〜１５ｗｔ％のものが用いられる。

【００１７】このようにして一定条件の上部透明電極層
２０を成膜した後、この上部透明電極層２０と光電変換
層１８をパターン化して光電変換素子を形成するため、
前述と同様にして図２(a) に示すように、フォトリソグ
ラフィ法により所定の位置にレジスト膜２２が形成され
る。形成されたこのレジスト膜２２により所望の形状の
上部透明電極層２０が保護され、その残余がウエットエ
ッチングされて、同図(b) に示すような上部透明電極２
４が形成される。エッチング液はたとえば、ＩＴＯのウ
エットエッチングは一般的な塩酸と硝酸の混合溶液が用
いられ、室温〜５０℃の液温で、レジスト膜２２が被着
された絶縁基板１０をその混合溶液に浸液してレジスト
膜２２に覆われていない箇所がエッチングされる。

【００１８】ここで、上部透明電極層２０の成膜温度が
１９０℃以下好ましくは１５０℃以下に設定されている
ため、上部透明電極層２０と光電変換層１８との密着性
が強力ではなく、また、エッチング液に不溶性又は難溶
性の生成物が生成されることもない。しかも、膜厚が比
較的薄いことからレジスト膜２２に接する上部透明電極
層２０はパターンエッジがきれいに除去され、エッチン
グ残りがない。更に、上部透明電極層２０の膜厚は３０
０〜１０００Å好ましくは５００〜９００Åと薄く設定
され、短時間で成膜するようにしているため、上部透明
電極層２０の結晶粒は大きく成長することはない。した
がって、エッチング液が結晶粒界に浸透して、その結晶
粒界からエッチングが進行してパターンエッジで結晶粒
の外形に応じてギザギザに成ったとしても、そのギザギ
ザは小さく、ほぼ直線状に形成されることになる。

【００１９】次いで、同図２(c) に示すように、光電変
換素子部２６のパターン形状と寸法は上部透明電極２４
とほぼ同じであるため、上部透明電極２４にパターン化
するために使用したレジスト膜２２をそのまま使用し、
ドライエッチングによって光電変換層１８のパターニン
グが行われる。光電変換層１８は通常、反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）によってパターニングされ、たとえ
ばアモルファスシリコンの場合、平行平板型エッチング
装置を用い、CF₄ガスと O₂ガスの混合ガスを導入し、
圧力を約５Ｐａにし、周波数１３．５６ＭHzの高周波電
源を用い、電極に０．１〜０．７Ｗ／ｃｍ²を印加して
行われる。

【００２０】このようにして光電変換層１８をパターニ
ングして光電変換素子部２６を形成した後、レジスト膜
２２を除去して、図３(a)(b)に示すように下部電極１６
と光電変換素子部２６と上部透明電極２４から成る光電
変換素子２８が１又は複数形成されて、原稿読み取り装
置が製造される。かかる原稿読み取り装置すなわち光電
変換素子２８の製造方法において、上部透明電極層２０
をウエットエッチングによりパターニングするとき、パ
ターン化された上部透明電極２４の外周部にエッチング
残りがなく、きれいに除去されているため、隣接する光
電変換素子２８間で短絡が生ずることはない。また、上
部透明電極２０のパターンエッジはほぼ直線状に形成さ
れているため、有効な発電領域の面積はほぼ一定し、各
光電変換素子２８の出力はほぼ一定する。

【００２１】以上、本発明に係る原稿読み取り装置の製
造方法の実施例を詳述したが、図４に示すように、本発
明が適用される原稿読み取り装置２９は絶縁基板１０上
に１又は複数のフォトダイオード３０と、そのフォトダ
イオード３０に対応してブロッキングダイオード３２と
が形成され、これらフォトダイオード３０とブロッキン
グダイオード３２とが層間絶縁膜３４を介して接続電極
３６により逆極性に直列接続された形式のものであって
も良い。

【００２２】また、図５に示すように、フォトダイオー
ド３８とブロッキングダイオード４０とが絶縁基板１０
上に設けられた共通電極４２によって逆極性に直列接続
された形式の原稿読み取り装置４４であっても良い。い
ずれの原稿読み取り装置２９，４４であっても上部透明
電極４６，４８が本発明方法によって形成されることに
より、フォトダイオード３０，３８の出力は一定して安
定し、またブロッキングダイオード３２，４０の特性も
一定して安定することになる。

【００２３】また、本発明方法が適用される原稿読み取
り装置はフォトダイオードとブロッキングダイオードと
から構成されるものに限定されるものではなく、フォト
ダイオードのみを備えた原稿読み取り装置であっても良
い。更に、光電変換素子部はpin 型あるいはnip 型のア
モルファスシリコンに限定されるものではなく、アモル
ファスシリコンa-Si、水素化アモルファスシリコンa-S
i:H、水素化アモルファスシリコンカーバイドa-SIC:H
、アモルファスシリコンナイトライドなどの他、シリ
コンと炭素、ゲルマニウム、スズなどの他の元素との合
金からなるアモルファスシリコン系半導体の非晶質ある
いは微結晶を pin型、 nip型、ni型、pn型、MIS型、ヘ
テロ接合型、ホモ接合型、ショットキーバリアー型ある
いはこれらを組み合わせた型などに構成したものが用い
られ、その他アモルファスシリコン系以外のたとえばGa
As系やCdS-CdSe系などの半導体であっても良い。

【００２４】更に、上述の実施例では上部透明電極層の
エッチング工程と光電変換層のエッチング工程を同じレ
ジストパターンを用いてパターニングしているが、それ
ぞれ異なるレジストパターンを形成して、それによって
パターニングしても良いのは当然である。また、下部電
極を形成する下部電極層の成膜は１層あるいは複数層に
よって構成しても良く、この下部電極のパターン形状は
なんら限定されるものではない。更に、上部透明電極層
はＩＴＯの他、 SnO₂やＩＴＯと SnO₂の積層体などを
用いても良いのは言うまでもない。また、上部透明電極
層はスパッタリング法によって堆積させるだけでなく、
蒸着法などによっても良い。

【００２５】また、絶縁基板としてガラス基板の他、た
とえば金属基板にシリコン酸化物やシリコン窒化物、シ
リコンオキシナライド、あるいはその他の絶縁体を被着
させて絶縁した基板であっても良い。更に、原稿読み取
り装置を構成するのにあたり絶縁基板上に一体的に形成
されることがある層間絶縁膜や絶縁保護膜はシリコン酸
化物やシリコン窒化物、シリコンオキシナライドなどが
用いられ、なんら限定されるものではないのは当然であ
る。その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、
当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加え
た態様で実施し得るものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る原稿読み取り装置の製造方
法は下部電極と光電変換素子部と上部透明電極とから成
る光電変換素子を形成するのにあたり、上部透明電極を
形成する上部透明電極層が成膜温度１９０℃以下好まし
くは１５０℃以下で成膜するように設定されているた
め、上部透明電極層の材料がその下地となる光電変換層
の材料と熱拡散などによって生成物を生成することはな
く、上部透明電極層のパターニングにおいて光電変換層
の上にエッチング残りがなくなり、隣接する光電変換素
子間で短絡が生ずることがなくなる。

【００２７】また、かかる上部透明電極層の膜厚を３０
０〜１０００Å好ましくは５００〜９００Åにしている
ため、成膜に要する時間が大幅に短縮される。しかも、
成膜時間が短時間であるため、上部透明電極層の結晶粒
が成長させられることはほとんどなく、また成膜温度が
比較的低く設定されていることと相まって、結晶粒が大
きくなることはほとんどない。したがって、フォトリソ
グラフィ法により上部透明電極層をウエットエッチング
するとき、エッチング液が結晶粒界に浸透してその結晶
粒界からエッチングが進行して、パターンエッジ部が結
晶粒の外形で凹凸に形成されてもその結晶粒は小さいた
め、パターンエッジはほぼ直線状に形成される。これに
より、光電変換素子の有効な光電変換領域はほぼ一定
し、各光電変換素子間の特性が安定することになる。

【００２８】更に、上部透明電極の膜厚を薄く設定する
ことにより、成膜に要する時間だけでなく、エッチング
に要する時間も短縮でき、生産性が向上することにな
る。また、上部透明電極の膜厚が約７００Åのとき、入
射光の反射が最も減少するため、光電変換素子の光電変
換率が増加するという優れた効果も奏する。

【００２９】また、上部透明電極層の成膜をスパッタリ
ング法によって行うようにすることにより、均一でより
迅速に成膜することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原稿読み取り装置の製造方法の工
程の一部を説明するための断面説明図であり、同図(a)
は下部電極層のパターニングを説明するための図、同図
(b) はパターン化された下部電極を示す図、同図(c) は
光電変換層と上部透明電極層を積層して成膜した状態を
示す図である。

【図２】図１に示す製造方法の工程の続きを説明するた
めの断面説明図であり、同図(a) はレジストパターンを
形成するレジストパターニング工程を説明するための
図、同図(b) は上部透明電極層のエッチング工程を説明
するための図、同図(c) は光電変換層のエッチング工程
を説明するための図である。

【図３】本発明に係る原稿読み取り装置の製造方法によ
って製造された光電変換素子を示す説明図であり、同図
(a) は正面断面図、同図(b) は要部平面図である。

【図４】本発明方法によって製造される原稿読み取り装
置の一例を示す正面断面説明図である。

【図５】本発明方法によって製造される原稿読み取り装
置の他の例を示す正面断面説明図である。

【図６】従来の原稿読み取り装置の製造方法を説明する
ため一工程を示す断面説明図である。

【図７】従来の製造方法によって製造された原稿読み取
り装置の光電変換素子の一例を示す正面断面図である。

【図８】図７に示す製造方法によって製造された原稿読
み取り装置の光電変換素子の一例を示す要部平面図であ
る。

【符号の説明】

１０；絶縁基板１２；下部電極層１４，２２；レジスト膜（レジストパターン）１６；下部電極１８；光電変換層２０；上部透明電極層２４，４６，４８；上部透明電極２６；光電変換素子部２８；光電変換素子２９，４４；原稿読み取り装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に所定のパターン形状をした
下部電極を形成する下部電極形成工程と、該下部電極上に光電変換層を堆積する光電変換層堆積工
程と、該光電変換層上に上部透明電極を形成するための上部透
明電極層を堆積する上部透明電極層堆積工程と、該上部透明電極層上にフォトレジストを塗布した後、所
望のレジストパターンを形成するレジストパターニング
工程と、該レジストパターンにしたがい前記上部透明電極層をエ
ッチングして上部透明電極を形成する上部透明電極層エ
ッチング工程と、前記レジストパターンにしたがい前記光電変換層をエッ
チングして光電変換素子部を形成する光電変換層エッチ
ング工程とを備え、絶縁基板上に下部電極と光電変換素
子部と上部透明電極とから成る光電変換素子を１又は複
数配列して成る原稿読み取り装置の製造方法において、前記上部透明電極層堆積工程が、成膜温度が１９０℃以
下で、膜厚が３００〜１０００Åになるように成膜する
ことを特徴とする原稿読み取り装置の製造方法。
【請求項２】前記上部透明電極層堆積工程が、成膜温
度が好ましくは１５０℃以下で、膜厚が好ましくは５０
０〜９００Åになるように成膜することを特徴とする請
求項１に記載する原稿読み取り装置の製造方法。
【請求項３】前記上部透明電極層堆積工程がスパッタ
リング法によってなされることを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載する原稿読み取り装置の製造方法。