JPH0763097B2 - フオトセンサの作製法 - Google Patents

フオトセンサの作製法

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JPH0763097B2
JPH0763097B2 JP59021930A JP2193084A JPH0763097B2 JP H0763097 B2 JPH0763097 B2 JP H0763097B2 JP 59021930 A JP59021930 A JP 59021930A JP 2193084 A JP2193084 A JP 2193084A JP H0763097 B2 JPH0763097 B2 JP H0763097B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は画像情報処理用光電変換装置において光信号の
取出しのために用いられるフォトセンサに関する。
〔従来技術〕
ファクシミリやデジタルコピー等の画像読取部を構成す
る光電変換手段としてフォトセンサが用いられることは
一般に良く知られている。このフォトセンサとしては、
カルコゲナイド、CdS、CdS-Se、非晶質シリコン(以下a
-Siと記す)等からなる光導電層上に受光部となる間隙
を形成する様に対向して一対の金属電極層を付与するこ
とにより作製されるプレナー型の光導電型フォトセンサ
が例示できる。光導電型フォトセンサは容易に長尺ライ
ンセンサアレイを形成し得るので、近年特にその研究が
行なわれている。なかでもa-Si光導電層を用いたフォト
センサは特に光応答性に優れており、高速読取が可能な
フォトセンサとして期待されている。
第1図は従来のプレナー型フォトセンサの作製法の一例
を示す断面概略図である。ガラス基板たとえばコーニン
グ社製#7059ガラス基板11上にPCVD(Plasma Chemical V
apor Deposition)法を用いてa-Siの光導電層(イント
リンジック層)12を堆積し、その上に全面一様にAl層13
を形成し、次に不要部のAlを除去して光電変換部となる
センサギャップ14を生ぜしめ、一対の電極15及び16を形
成する。センサギャップ幅が200μであるフォトセンサ
における光照射時のV-I特性の一例を第2図に示す。こ
れによれば、電界強度が約50V/cmを越えると、電極15及
び16と光導電層12との界面に存在する逆方向のダイオー
ドが支配的となりオーミック特性を示さなくなる(非オ
ーミック領域)。同時に、この領域では光点滅時のフォ
トセンサの応答が極めて遅くなるため高い性能は得られ
ない。そこで光導電性を有する非晶質シリコン層12と電
極15及び16との界面にオーミックコンタクト層であるn+
層を介在させ、高電界下においてもオーミック特性を示
す様にすることが行なわれる。この様なn+層を有するフ
ォトセンサの光照射時のV−I特性の一例を第3図に示
す。
ところで、非晶質シリコン層は結晶シリコンに比べて耐
熱性が低いため、n+層形成のためのドーピングの手段と
してイオンプランテーションや熱拡散を用いることはで
きない。従って、PCVDの原料ガスにPH3、AsH3等のドー
ピングガスを混入してPCVD法によりオーミックコンタク
ト層であるn+層を形成するのが一般的である。かくして
n+層は全面一様に堆積されるので、続いてセンサギャッ
プに相当する部分のn+層を除去する必要があり、長尺ラ
インセンサアレイを作製する場合には隣接ビット間のn+
層をも併せて除去する必要がある。n+層の除去手段とし
てはフッ酸・硝酸・酢酸の混合液でエッチングする方法
(ウェットエッチング法)及びハロゲン化カーボンを主
成分とするガスのプラズマ放電でエッチングする方法
(プラズマエッチング法)がある。しかしながら、従来
知られているこれらエッチング法には以下に示す欠点が
ある。
(A)ウェットエッチング法の欠点 (1)エッチングされた表面はダングリングボンドが増
加し、ノイズ成分である暗電流が増大する。
(2)エッチングレート100Å/secのエッチング液を用
いてさえ、表面にエッチピットが発生する。
(3)上記エッチング液ではn+層及び光導電層の選択性
が大き過ぎ、n+層と光導電層の界面に存在するn-層が除
去できず、暗電流の増加や特性のばらつきの増大をまね
く。
(4)エッチング液にフッ酸を含むため、ガラス基板表
面が荒れる。従って、ガラス基板側から光を入射する形
態のフォトセンサでは光電変換部に到達する光量が減少
する。
(B)プラズマエッチング法の欠点 (1)エッチングされた表面はダングリングボンドが増
加し、ノイズ成分である暗電流が増大する。
(2)カソード材料たとえばSUSのインプランテーショ
ンが発生する。
従って、ウェットエッチング法及びプラズマエッチング
法のいづれを用いてもS/Nが悪く且つ性能のばらつきの
大きなフォトセンサしか作製できなかった。
〔本発明の目的〕
本発明は、以上の如き従来技術に鑑み、S/Nが高く且つ
均一性に優れたフォトセンサを提供することを目的とす
る。
[本発明の概要] 以上の如き目的は、 非晶質シリコンと、該非晶質シリコンの同一平面上に形
成された一対のn+部と、を有し該非晶質シリコンを介し
て前記一対のn+部間に電流を流すフォトセンサの作製法
において、 基板上に非晶質シリコン層を形成する工程と、 該非晶質シリコン層上にシランガスとドーピングガスと
の混合ガスを用いてPCVD法によりn+層を形成する工程
と、 該n+層をプラズマエッチング法により部分的に除去して
前記非晶質シリコン層を露出させ前記n+部と前記非晶質
シリコンの露出部とを形成する工程と、 350℃以下で熱処理する工程と、 を有するフォトセンサの作製法、 により達成される。
本発明によれば、膜の応力緩和により、得られる膜の特
性を向上させることができ、かくして高S/Nで均一性に
優れ高速読取りが可能なフォトセンサが提供される。
〔本発明の実施例〕
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明する。
第4図は本発明によるフォトセンサ作製法の好適な実施
例を説明するための断面概略図であり、第5図は本発明
作製法により得られた長尺ラインセンサアレイの部分平
面概略図である。
先ず、ガラス基板(コーニング社製#7059)21の上にグ
ロー放電法によって光導電性を有する非晶質シリコン層
からなる光導電層(イントリンシック層)22を設けた。
即ち、H2で10容量%に稀釈されたSiH4(シランガス)を
ガス圧0.50Torr、RF(Radio Frequency)パワー10W、基
板温度250℃で2時間堆積させることによって0.7μ厚の
光導電層22を得た。同様にグロー放電法によりn+層23を
設けた。即ち、H2で10容量%に稀釈されたSiH4とH2で10
0ppmに稀釈されたPH3とを混合比1:10で混合したガスを
原料として用い、その他は光導電層22の堆積条件と同様
にして光導電層22に連続して0.1μ厚のn+層23を設け
た。次に、電子ビーム蒸着法でAlを0.3μ厚に堆積させ
て導電層24を形成した。続いて、光電変換部となる部分
の導電層24を除去した。即ち、ポジ型のマイクロポジッ
ト1300-27(商品名:Shipley社製)フォトレジストを用
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、リン酸(85容量%水溶液)、硝酸(60容量%水溶
液)、氷酢酸及び水を16:1:2:1の容積比で混合したエッ
チング液を用いて露出部の導電層24を除去し、共通電極
25及び個別電極26を形成した。次に、光電変換部となる
部分のn+層23を除去した。即ち、上記マイクロポジット
1300-27フォトレジストを剥離した後、平行平板型プラ
ズマエッチング装置(日電アネルバ社製DEM-451)を用
いてプラズマエッチング法(別名リアクティブイオンエ
ッチング法)でRFパワー120W、ガス圧0.1TorrでCF4ガス
によるドライエッチングを5分間行ない、露出部のn+
23及び光導電層22の表面層の一部を除去した。かくし
て、n+層の除去された部分に非晶質シリコンの露出部が
形成され、n+層の除去されなかった部分にn+部が形成さ
れた。尚、本実施例では、エッチング装置のカソード材
料のインプランテーションを防止するために、カソード
上にポリシリコンのスパッタ用ターゲット(8インチ
φ、純度99.999%)を置き、その上に試料をのせ、カソ
ード材料のSUSが露出する部分はドーナツ状に切抜いた
テフロンシートでカバーし、SUS面が殆どプラズマにさ
らされない状態でエッチングを行なった。その後、窒素
を3l/min流したオーブン内で200℃、60分の熱処理を行
なった。
かくして作製された第5図に示される如き長尺フォトセ
ンサアレイの32個の各フォトセンサに均一照度となる様
に光を入射させた時の光電流の均一性のデータを第6図
に示す。このデータは第5図における共通電極25と個別
電極26との間のギャップ幅10μ、共通電極25と個別電極
26の間の印加電圧10V、光電変換部における照度1001x及
び101xの場合の光電流を示すものである。また、上記フ
ォトセンサアレイの光応答時間(τ)のデータを第1表
に示す。
尚、ここでτon及びτoffはそれぞれ照度が101xから100
1xへ及び1001xから101xへとパルス的に増加及び減少し
た際に光電流が1001xの飽和値−10%及び−90%に達す
るまでの時間を示す。一般に読取速度にかかわる光応答
速度はτon及びτoffのうちいづれか一方の遅い方が支
配する。
比較のために、上記実施例の作製工程中の熱処理を行な
わないことを除いて全く同様にして作製されたフォトセ
ンサアレイについても同様にして光電流の均一性を測定
した。そのデータを第7図に示す。また、同様にして光
応答時間(τ)を測定した。そのデータを第2表に示
す。
以上から、プラズマエッチング後に熱処理を行なうこと
により次の利点が得られることが判る。
(1)均一性が著しく向上する。
(2)光量増加に伴なう光電流の増加率であるγ値(I
photo-2/Iphoto-1)=(F2/F1)γが向上し1を越える
値を示す。
(3)光応答時間τon及びτoffのバランスがとれ、特
にτoffが著しく短縮される。
この結果、高S/Nで且つ均一性に優れ高速読取が可能な
フォトセンサアレイを得ることができた。
次に、フォトセンサ性能の熱処理の温度、時間依存性を
調べた。その結果を第8図及び第9図に示す。第8図は
γ値のデータであり、第9図は照度1001x下における光
電流の値のデータである。高温、長時間になる程γ値は
増大するが同時に光電流が減少する。特に、150〜200℃
の雰囲気で30分以上、200〜250℃で20分以上、250〜300
℃で10〜60分、300〜350℃で5〜30分行なうのが好まし
い。
本発明作製法におけるプラズマエッチング工程において
用いられるガスとしてはCF4に限らず、ハロゲン化炭化
水素を主成分とするガス、たとえばCHF3、CCl2F2、CF3B
r、CF4+Cl2、CF4+O2、CF4+H2を用いることができ、
この場合にも同様な結果が得られた。
また、本発明作製法における熱処理の雰囲気はN2に限ら
ずH2、Ar、乾燥空気及び真空でもよい。
本発明作製法における熱処理によるフォトセンサの特性
向上の原因としては、膜の応力の緩和、及びプラズマエ
ッチング時にa-Si光導電層の表面に残留したF等のハロ
ゲン原子によるダングリングボンドのターミネート等が
考えられる。
尚、ウェットエッチング法でn+層を除去して作製された
フォトセンサにおいても熱処理によって若干の特性向上
が認められるが、そもそも暗電流が著しく大きいために
実用的なものは得られないことが判った。
〔本発明の効果〕
以上の如き本発明のフォトセンサの作製法によれば高S/
Nで均一性に優れ高速読取の可能なフォトセンサが提供
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のフォトセンサの作製法を示す断面図であ
り、第2図及び第3図はフォトセンサにおけるV−I特
性のグラフであり、第4図は本発明フォトセンサ作製法
を示す断面図であり、第5図は本発明作製法により得ら
れたフォトセンサアレイの部分平面図であり、第6図及
び第7図はフォトセンサの均一性を示すグラフであり、
第8図及び第9図は本発明作製法における熱処理の温
度、時間依存のフォトセンサ性能特性を示すグラフであ
る。 21…基板、22…光導電層、23…n+層、24…導電層、25…
共通電極、26…個別電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿本 誠治 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−97862(JP,A) 特開 昭58−162055(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非晶質シリコンと、該非晶質シリコンの同
    一平面上に形成された一対のn+部と、を有し該非晶質シ
    リコンを介して前記一対のn+部間に電流を流すフォトセ
    ンサの作製法において、 基板上に非晶質シリコン層を形成する工程と、 該非晶質シリコン層上にシランガスとドーピングガスと
    の混合ガスを用いてPCVD法によりn+層を形成する工程
    と、 該n+層をプラズマエッチング法により部分的に除去して
    前記非晶質シリコン層を露出させ前記n+部と前記非晶質
    シリコンの露出部とを形成する工程と、 350℃以下で熱処理する工程と、 を有するフォトセンサの作製法。
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JPH0812932B2 (ja) * 1985-12-06 1996-02-07 キヤノン株式会社 フォトセンサアレイ
JPS62136871A (ja) * 1985-12-11 1987-06-19 Canon Inc 光センサ−、その製造方法及びその製造装置
EP0228023B1 (en) * 1985-12-27 1993-06-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state image sensor with amorphous semiconductor photoconductive cell array
JPS62172755A (ja) * 1986-01-27 1987-07-29 Canon Inc フオトセンサの作製方法
JPH0541530A (ja) * 1991-12-20 1993-02-19 Canon Inc フオトセンサの作製法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5897862A (ja) * 1981-12-08 1983-06-10 Nec Corp 密着型イメ−ジセンサ
JPS58162055A (ja) * 1982-03-23 1983-09-26 Nec Corp 薄膜形光電変換素子

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