JPS58130563A - イメ−ジセンサの製造方法 - 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】 不発明は可視光、又は赤外光等の光信１を電気ｑ１刀に
変転するイメージセンサの製造方法に関する。

不発明の目的は解像度の高いイメージセンサを得ること
である。

従来フ・アクシミリ送信機の光電変換系には、００Ｄあ
るいはＭＯ８などのｘＣセンサが使用されてｉる。

しかしセンサが４Ｓ型・高密度であるためレンズ光学系
にょシ原稿を縮少させる必要があり、装置の小型化が困
難で、しかも高価格である欠点を有して−る。

そこで硫化カドミウム＜０１１８）や非晶質シリコンの
光導電素子、非晶質シリコンのホトダイオードを用い、
導光用に集光性光ファイバー素子等管用いるイメージセ
ンサの研究が進めらｎている。

０（１Ｂは感度が高く、大面積化が容易である反面、農
の均一性が悪い、緑色力・ら赤色の光に対する感ｆが低
い、光のオン−オフに対する応答速度が遅い、毒性を壱
する等種々の欠点ｔ−鳴している。

これに対し非晶質シリコン材料管用いたイメージセンサ
は前ｒ欠点管除去するものであるが、高解像Ｊｆｔ得る
ためのａｍパターンに関する具体的な製造方法は得られ
てｖＩ＋ない。

本発明ｔコη島かる状況１麺みて成さｎたもので、惨め
てＩＩｓ像電の高いイメージセンサ會提供するものであ
る。

以下図面に基づ★本発明について具体的に説明する。

ｙＡｔ図はイメージセンサの等価回路を示す因で馬＋Ｒ
ｙ・・・・・・Ｒｎは共通１極、Ｃ１ｅ　Ｏ＠・・・・
・・Ｃｍは個別′１１ネ、ｉｌｌ　ｅ　ＤＢ・・・・・
・ＤｍｓＤ□、Ｄｏ・・・・・・Ｄｍｌ・・・・・・・
Ｄｒ：ｎは漏ｒｔｗ流防止タイオード、ｒｌ　＋　ｒｌ
・・・・・・ｒｍ・ｒ□、ｒＩ・・・・・・ｒＪ・・・
・・・・ｒｍｎ　　はホトタイオード、ＲＬは負荷抵抗
、　Ｅは電源である。

東光性光ファイバー等に、、ｃＩＥ４光ざｎた画像がｒ
ｌ・・・・・・ｒｍｒ＋　　によシ１１Ｉｌ気ｇｓ刀に
変換さｎｌこのとき共ａｌｌ　＊　Ｒｔ　′ｔ−オンし
、個別１　極Ｃ＊　豐Ｃｍ　−Ｃ！ｍｎｔ順次オンする
ことによシｒ□・・・・・・ｒｍｎの出力信号が横細さ
ｎる。以下こｆｔｋ繰り返し、１走査分の９１号１１−
得ていく。このとき必要に応じて電源Ｅによりｒ、・・
・・・・ｒｍｎ　Ｋ　１圧が印加さｎる。このとき漏Ａ
ｌｌ＆防止ダイオードは例えばＲｓ　ｍ　Ｏｓ　ｋオン
しｒｌｌの吊力ｔ−取り出す時、ｒ□・・・・・・ｒｍ
ｎによる出力がｒｌｌの出力にのるのを防止し正確なｒ
ｌｌの出力會取ル出す働ｅｔする。

ｌＲ２ｆ１ｍはイメージセンサの具体的な＊造を示す図
で、２１はカラス等の絶縁基板、２２は共通電極（下部
電極）、２ｓは非晶質シリコンｊ―、２４は個別電極（
上部１極］、２５は基台、２６は絶縁フィルム、２７は
カバー、２８は共通リード纏２？ｕ上部配線である。

非晶質シリコン層の製造方法には、プラズマｃｖｎ法、
スパッタリング法、イオンブレーティング法等種々の方
法があるが主としてプラズマＯＶＤ法が採用さｎる。

水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンＳｔ−ベ
ースカスとしてモノシラン、四部イヒシランジクロール
シラン等の原料ガス管真空槽内に導入し、同時に排ｇＲ
１−行ないながら該真空槽内ｒ所定の内圧とした後、電
極間に高陶波１界又は１ｕ流電界會印加し、前Ｐ原料カ
ス會グロー放瑠分解することにより基板上に非晶質シリ
コン膜が形成される。なおこの時１破は２００〜３００
℃に７７Ｏ熱しておく。

該非晶貞シリコン層（ｉＪｉｍ）に不純物ドープを行な
う場合、前ｅガス導入時ジボラン（Ｂ、Ｈ・）會同時に
導入しグロー放１分解することによりＰ形非晶°粛シ１
）コン−が得られ、同じくホスフィン（ＰＨ，）、アル
シン（Ａ８Ｈ１）Ｑ同時に導入しグロー故噂分解するこ
とによりＨ形弁晶質シリコン勝が得らｎ　６　＠ 該トー、１層、Ｎ１１′ｔ−光の入射側からＰ／１／Ｎ
　、ｉ／Ｎ　、Ｐ／Ｎ　、Ｎ／ｉ／Ｐ　、Ｎ／ｉ　、Ｎ
／Ｐの構造とすることによシ非晶實シＩ＋コンホトダイ
オードが形成さｎ％該槽構造数段積層し長波長−の光感
關會増し赤色に感１ｆｔ−有するホトダイオードとする
こともでさる。

第３図に不発明に基づくイメージセンサの中間工程にお
ける構造管示す。

３１にカラス等の絶−４板、３２は工ＴＯ１Ｓｎｏ１等
の透明電極、３３は非晶質シリコンホトダイオード層、
３４はアルミニウム尋の金属を用いた個別′＊極、５５
はフォトレジストである。

マスクを用いてのスパッタリング、真空蒸着等の手法、
あるいは該手法以外にスプレー法等を用いて基板上に全
面に透明電極金膜はエツチングにより所要ノ（ターンな
形成する等の方法により絶縁基板上に検数に分割さｎ＊
共通電極を形成後、前Ｐ非晶質シリコンホトダイオード
層を共Ｊｌｌｌの−ａｔ−除いて全面に形成する。更に
同様の形状にアルミニウム等の金属を真空蒸着等の手段
により膜形成し上部電極とする。次にフオトレジス）［
−全面に塗、布した後フォトエツチング１行なう。

該フォトレジストパターンを形成した基板を三塩化ホウ
素（Ｂｃｊｌ）、三塩化リン（Ｐｃｊｇ八四塩へ炭素（
Ｃ０Ｊ４）等の雰囲気中でドライエツチングを行ないア
ルミニウム電極のエツチング１行ない、次いで使用ガス
ｔ−醗累ドープのフレオンに切り換、を非晶質シリコン
をエツチングする。

この様にして得られたイメージセンサに７ｅ４図に示す
・ ａＩＦｉ絶−基板、４２Ｆｉ透明１１極、４３は非晶質
シリコンホトダイオード層、４４は個別′１１極である
。

本発明によるイメージセンサはフォトレジストを用いて
パターンニングｔ−行なうため、素子間隔１極めて狭く
することが可能であり１０μｍ豹後の間ｒ４まで＾密寝
化することが可能である。

しかも隣接する非ａｌ貴シリコンホトダイオード層葡ド
ライエツチングによシ完全に分離するため横力向の漏ｒ
ｂｌ流が防止さｎ大巾に８／Ｎ比が同士しｙｃ。

第５図は不発明によるイメージセンサの特性因である。

ムｕｂｓ２ｓＸの波長の）（ｅ−Ｎｅレーザー光（１０
ｍＷ）ｉ入射した時の出力時性を示し、Ｂは暗時の出力
特性１示す。

オン／オフ比ｔｆｆｌｏ”以上の値を示し、応答速度に
［Ｌ５ｍｓ以下の極めて高速な応答物性を示す。

ここでは共通電極を透明１１憧とし、共通１極側から光
を入射する場０′ｔ−示したが、共通１１極を金属電極
で形成し個別１極を透明電極で形成する場−＠も同様の
結果を示した。

なをエツチング方法としてここでは簡便なプロセスとし
てドライエラ疹ンクｔＳにあげて説明したがウェットエ
ツチングでも同様の効果が得らｎることは明らかてあル
、非晶質シリコンｊｆｌｔｌｌｔび上ｉＩｌ電′＃ｓｔ
全面に形成した後フォトプロセスにょ夛微細パターン管
形成する本発明のイメージセンナは、高密曖化が可能で
あり、高解儂度、昼速で、８／Ｎ比が優れているため、
ファクシミリ、ｍｓあるいは文字の読み込み装歯、ビデ
オカメラ等に応用てきる。

【図面の簡単な説明】

＠１図はイメージセンサの等価胞路を示す。 ８１１２８！ＯＦｉイメージセンサの具体的なｓ造會示
す・ｍ３図社不発明に基づくイメージセンサの中間工程
における構造を示す。 ｙＩＲ４図は不発明によるイメージセンサの１例を示す
。 ｇＳ図は不発明によるイメージセンサの出力特性を示す
図である。 第１図 乃 第２日 ５ 第３図 ａダ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶ｍ蕃叡上に４１１性の下部電極及び下部電極管肩し、
   該上下電極間に非晶質シリコンホトタイオードＩｌｆ　
   ｔ−有するイメージセンサにおいて、予め検数に分割ζ
   ｎた共通１極（下部電極）管形成後、非晶質シリコン層
   及び上ｓ１ｗ＊を全面に形成した後、フォトプロセスに
   よるパターン二ンク後エツチングにより該上ｌ！ｌ！電
   極及び非晶質シリコン層會エツ千ンクし微細パターンを
   形成することｔ脣―とするイメージセンサの製造方法。