JPS5943568A - フオトセンサアレイ - 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】 本発明は光信号を電気信号に変換して取り１１ｉ１フォ
トセン丈アレイに関する。

従来、例えばファクシミリ装置の光Ｔ’Ｌ　＊　＊　”
Ａ　（ｉ’１部としてはシリコンフォトダイオード”型
の１次元フォトセンリアレ・イが一般的に知られている
。又、１ｆｉＪＦ−においては、グロー放電、スパッタ
リング。

イオンブレーティング、Ｒ空蒸着等真空装置を用いた膜
形成法、もしくは結着樹脂と混合して塗布する方法等を
用い−〔被着させた薄膜もしくは厚膜をｆ＊層させ又作
製した、レンズ系で原稿を縮小することを必要どしない
長尺化した）１トセンツ′アレイの開発が進んでいろ。

この様な長尺化したフォトセンサアレイ久）−例として
第１図ｔａ）　、第１図（ｂ）Ａび第１図（ｏ）で示さ
れるフォトセン゛す”アレイがある。第１図（、）け該
フ１トセン゛す゛アレイのｉｌ、’ｉ式的平面部分図を
示し、第１図（ｂ）及び第１図（０）は各々第１図体）
で示される一点鎖線ＡＢで切断した場合の模式的切断面
部分図を示す。

ここで、１−１は塞板、１−２は光導電層、１−３は６
１層、１−４Ｇ、を導電層である。又、共通電極１−６
と個別′電極１−５の間にｉ（呈する光導電層１−２が
このフォトセンサアレイの光電変換部１−７として働い
ている。

この様なｉｆ！ｌ成のフォトセンサアレイは、第１図（
ｄ）で表わされる様な等価回路を持つ。従って、個別電
極１−５間に露呈する光導電層部分１−８が）し電変換
部として不必要に挙動したり、近接するフォトセンサ゛
からの光電流の流れ込みに関与したり、あるいは、近接
する個別電極に暗電流のまわり込みを生じさけたり、更
には隣接する個別電極１−５間に）Ｙ、導電層１−２が
存在することで容置の大きなゴンデンザーを形成してし
まったシして、フォトセンサアレイのＳ　／　Ｎ比が悪
くなったり、光ｊｆＮＲの読み取り判断を誤ったりする
という問題をかかえてし・る。又、隣接する個別電極１
−５間の光導電層部分１−８を不透明部材等で遮光して
も、光導電層部分１−８が光電変換部として不必要に挙
動するということしか除去出来ない。更に、個別電極１
−５間が密になる程、即ち解像力を上げ様とするゼ；３
上記賭間閥が生じ易くなる為、フォトセンサアレイの高
密度化、高Ｓ／Ｎ比化、高解像力化が固唾であるという
問題がある。更には、上記ｄＨ問題の為、フォトセンサ
アレイを高密度化する程りロストークク）が多くなり長
尺ラインセンサ本来の利的方法による位置Ｉ′ｉＩ！！
整が難しくなるという問題もある。

本発明は上記諸問題に鑑み、Ｓ／Ｎ比の高いフォトセン
サアレイを提供することケ目的とする。

又、長尺ラインセンナ本来の利点の１つである原稿読み
取シ系の組立の際の光学的方法による位置調整の容易性
を備えるフォトセンサフルレイを提供することを目的と
する。更には、信頼性が高く、高解像度のフォトセンサ
アレイを促供することを目的とする。

上記［」的を達成する本発明のフォトセンサアレイは少
なくとも各フォトセンサの受光部間において、各フォト
センサの光導電層は分断されでいるか、又は各フォトセ
ンサの光導電層は少なくとも受光部間の夫々においては
受光部下の光導電層の層厚より薄い層厚どされて各フォ
トセンサ間で連続していることを特徴とする。

以下、本発明を実施態様例を挙げて具体的に説明する。

第２図（、）は本発明による好適なフォトセンサアレイ
の第１の実施態様例の模式的平面部分図、第２図（ｈ）
及び第２図（（１）は各々該フォトセンナアレイな第２
図ｆ、−）に示す一点鎖線ＸＹ、及び一点Ｃ４線ＡＢで
切断した場合の模式的切断面部分図で該フォト軛ンサア
レイを作製する為の工程を模式的に説明する為の工程図
をも示す。

先ず、第２図（ｂ）及び第２図（Ｑ）に示される様に、
ガラス等の透明な平滑基板２−１の上に例えば非晶質シ
リコン等から成る光導電層２−２を一様に堆積させ、更
にＡＰＩあるいはＰ等をドープしたｎ型の非晶！°テシ
リコン層等のｎ型半導体層（以下ｎ１層と配す）２−ろ
を連続して堆積させた後その上にＡ／等の導７（ｉＪ÷
１２−４を設ける。次に、個別電極間に当たる部分σ）
導電層２＝４　、ｍ＋層２−５、光導電層２−２を順に
除太し、更に光電変換部に当たる部分の導電層２−４　
、ｎ＋Ｊ付２−３を順に除去して個別電極２−５、共通
電極２−６　、及び光電変換部２−７を形成している。

第１の実施態様例において、光導電層２−２は非晶質シ
リコン層であり　、＋層２−３はＰをドープしたｎ型の
非晶７４２９７７層で、各々グロー放ｌＩｔ法によって
ガ５スノｊξイ反」二にｊＩｉｆｉ、’＋’、　シ”〔
堆■λさせた。具体的には、ＨｇＦ　１　（１’ｖｏｌ
ｔ〕ｍノ％（以下Ｙｏｕ−，％と記ず）に稀釈さシまた
Ｓｌ、Ｈａ　（以−ｐ’　Ｓ　Ｊ、Ｉｌ　４（ｌ　ｏ）
ΔＩｓ　Ｅ　ｑＱ　’Ｉ−）をガス圧０．５０　Ｔｏｒ
ｒ　、　■ＩＦ　（）ｌａａｔｏ　Ｆｒｅｙｑ、ｕｅｎ
ｃｙ）パワー１０Ｗ　、　ｊＡ　板ｉ！！！　ｆｒｊ　
２５０℃で２時間ｔｔｂ積すＱ　７）　コトＫ　、！：
つ−Ｕ％　０．７μ＋’７の光専１シ層２−２を得た。

次に、Ｓｌ、Ｈ番（１０）／Ｔ（ｉトＨａ　テ１０（Ｉ
　ＰＰ）４　Ｋ　ｍ　釈すレタＰＨｓ　　（以下ＰＨｓ
　（ｌ　ＯＯ）／Ｈ１１と記Ｊ−）の混合比を１：１０
としたガスを原料に用い、−その他は光導電層２−２の
堆積条件と同様で光導電Ｆｐ　２−２に連続してｎ１層
を０．１μ厚得たところで堆積をやめた。

次に、　ＥＢ（Ｅｌｅ６ｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ　）蒸着法
でＡｌを０．３μ厚ｎｔｔ積させ導電Ｍ２−４を形成し
ｙ？−。

次に、ポジ型ＯＡ、Ｚ−１３７０（商品名：　５ｈｉｐ
：Ｌ＠ｙ社製）ホトレジストを用いて侑望の形状にホト
レジストパターンを形成した後、リン酸（８５マｏｌ、
％水溶液）、硝「１゛セ（６０ｖｏｌ、％水溶液）、氷
酢酸、水を２５４１：５：４の容積比で混合した液（以
下混合液１と記す）で導？１を層２−４を除去した。次
いて平行平板型の装置を用いたプラズマエツチング法で
、ＲＦパワー１２０Ｗ、ガス圧７　Ｘ　１０−”　Ｔｏ
ｒｒでＣＦ４ガスによるプラズマエツチングを行なって
ｎ１ＷＪ２−３及び光導電層２−２を除去した。その後
、ＡＺ１３７０ホトレジストを剥離し、再びＡＺ−１，
５７０ホトレジストを塗布して光電変＃部２−７となる
櫛状の部分だ：はを露光した後現像し、前述した混合液
１で導電層２−４の不要部を、又、前述したプラズマエ
ツチング法でｎ＋層２−５の不要部を除去し光電変換部
２−７を得た。

本実施態様例においては光導電層２−２は、光電変換部
２−７と、共通電極部２〜６の下と個別電極面２−５の
下にのみ存在し、隣接するフォトセンサの個別電極間及
びＩＰ！接する光電変換部２−７１７６には存在しない
。従って、隣接するフォトセン”＋ＩＴ？！の抵抗値は
光電変換部２−７の抵抗値に比べて極めて大きな値どな
るので、従来例の様な暗電流のまわり込みや光電流の流
れ込みは観測されない。また、Ｐ？接するフォトセンサ
の個別電極間に光導電層が存在しないということから、
従来例の様な本来の光′直変換部２−７以外での光電変
換部としての挙動もなく、又　［’、ｌ！Ｐ接するフォ
トセンサアレイ同の比肪電率が小さくなつｌ−為フンデ
ンリーの形成もなくなり、個別電極間隔を狭くすること
が可能となった。この結果、高Ｓ　／　Ｎ比でかつ高解
像度で又高密度のフォトセンサアレイを得ることができ
た。

又、光電変換部２−７の形状を櫛型状にしたことＫよっ
て光電流の大きいフォトセンサアレイを得るごとができ
た。

更に、隣接するフォトセンサの個別電極間は光導１イ１
層が存在せず、基板が露出するので、基板が透明であれ
ば、フォトセンサアレイごしに光学系との位置調整を行
なうことが可能となる。又、クロストークがなくなるの
で光電変換部２−７を用いた位置調整も容易になる。こ
のことは即ち、原稿読み取り系のＡ：Ｉｔ　３”７−＋
ストの低減が大幅に計れるということを示唆している。

本実施態様例で用いたプラズマエツチング法をまいわゆ
るドライエツチング法なので、通常シリコンのエツチン
グに用いるフッｒ１？、硝ｒＬ　酢酸（もしくは水）の
混合物を用いた所謂ウェットニップ゛ングの場合の様に
、厚い半導体膜のエツチング中に同時に基板等をも腐食
するということがない。

又、ウェットエツチングに比べてレジストの１＋１れや
リイドエッチ等もほとんど生じない。従って、高精度な
パターン形状を得ることができる。同時に、基板に透明
ガラスを用いＪｌば、ウェットエツチングの様に基板が
不必要に腐食されて不ｙＡ明になるということも無いの
で光学的調整の容易性に適う方法でもある。又、素子の
電気的な特性という観点から見てもプラズマエツチング
法によフて得られた素子は暗電流の少ない良好な電気的
特性を示した。

本願の発明で述べたプラズマエツチング法ニおいて、プ
ラズマエツチングガスはＣＦ！ガスに限らず、ハロゲン
化炭素を主成分とするガス、例えばＣＨＦ’ｇ、　Ｃ（
３１ｓＦｍ、　ＧＦｇＢｒ、　ＣＦ４＋Ｏ６ｅ、　ＣＦ
ａ→−０１からなる系を用い下も同様な結果が得られた
。

本発明の第２の実施態様［すを第！３図を出いて説明Ｊ
る。第６図は、第２図（ｂ）のＸＹ’３式的切断１１Ｍ
部分図と同様に本実施態様例を個別電極部分で切断した
模式的切断面部分図であり、３−１は基板、３−２．５
−３．３−４は屑に光導電層、ｎ１府、電極となる導１
イｍである。

本実施態様例の光導電層５−２　、ｎ”　＊　５−５、
電極となる導電層３−４の形成方法は本発明の第１の実
施態様例の場合と同じであるが、光導電層の膜厚を０．
５μとしたこと、電極となる導電膜をＡｌからＭｏとし
たことが違っている。又、最も大きな違いは、降接する
フォトセンタの個別電極間及び隣接する光電変換部ｒｉ
ｌＩの光導電層の全てを除去しておらず、わずかな１μ
厚（ｏ、２μ）を残しであることである。又、本実施態
様例では、１層及び光導電層の除去に所Ｎｔ？ウェット
エツチングを用いている。

本実施態様例で、光導電層を０．２μ厚だけ残したのは
、本実施態様例で用いた光導電層（非晶質シリコン屑）
の場合、＃”１０．２μ附近において、大きくその電気
的／１ｆｔ４：が変化し、光導電層の膜厚が０．２μ程
度以下であれば光導電層が存在しない状態に極めて近く
なる、即ち抵抗が急激に増大する為である。又、光導電
層の全体の厚みを０．５μと薄くすることと、光導電層
を０．２μ残すことによって、フッ市（５０ｖｏｌ、、
憚水溶液す、硝酸（６０マｏ１０％水溶液）、氷酢酸を
１　：５：２の容積比で混合したエツチング液でウェッ
ト、エッチを行なっても高精度のパターンエツチングが
可ｈＬとなった。

本実施態様例の場合においても第１の実施態様例の場合
と同様に高いＳ／Ｎ比を持つ、高解１栄度のフォトセン
サアレイを得ることが出来た。

本発明に係わる第１及び第２の実施態様例においては、
電極となるｋｌで形成した導電層２−４もしくはＭＯで
形成した導電層５−４と光導電層２−２．ろ−２との間
に１１層２−３．３−３を介在させたハ７シ合について
述べたが、ｎ＋を介在させずに、光導（ｆｆ、　Ｆ４２
−２．３−２上に直接ＡＩで形成した導電層２−４もし
くはＭｏで形成した導電層５−４を形成した場合におい
ても、従来方法で述べた様な、形態において　、１層１
−６が電極１−４と光導電層１−２の間に槍在しない、
即ちｆｌｕ極１−４と光導電層１−２が直接接している
場合と比較しても本願の発明は目的に適った効果をもつ
も以上、ｉ（’　ａ、ｌｌＩにｄ？工明した様に、本発
明によって、高Ｓ／Ｎ比Ｃ１かつ解像力ｆＣｆ４れ、か
つ高密度で歩留り及び信頼性の高いフォトセンサγし・
ｆが提供さｉｌる。更に不発１ｊｌＪでは光学１１！Ｊ
位置合わけが容易になる為、Ｊｕ薗Ｎ、Ｉ続み取り系の
組立コストの低減もｄすることが出来る。

本願の発明は、その内容からも明らかな様に、単Ｋ　非
Ａ　質シリコンを用いたフォトセンサアレイに限らず、
他の半導体、例えばＧａｓ、　Ｃｄ−Ｔｅ　、非晶質し
レン、非晶質セレン−テルル等の薄膜及ヒ厚膜を用いた
フォトセンザアレーｆにも同様に適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは従来のフォトセンサアレイの模式的平面
部分図、第１図（ｂ）及び第１図（Ｑ）は、各々第１図
［ａ）に示す一点錆綿ｘ　ｙ及び一点鎖線ＡＢで切断し
た場合の極式的切断部分図、第１図（ｄ）は第１図Ｆ、
）に示すフォトセンサアレイの等価回路図である。 第２図（ｌＬ）は本発明の好適なフォトセンサアレイの
第１の実施態様例の模式的平面図、第２図（ｂ）及び第
２図（ｃｌは各々第２図＋ＩＬ）に示す一点鎖線ＸＹ及
び一点用ｉＡＢで切断した場合の模式的切断面部分図テ
、フォトセンサアレイを作製する際の工程毎にｊ！４式
的に示しである。第６図は本発明の好適な第２の実施態
様例を、第２図（ｂ）と同様に個別電極部分で切断した
場合の模式的切断面部分図である。 １−１．２−１．　！１−１−・・・基板、１−２．２
−２．３−２・φ・・・−）’（：　　３７７’ｌＶ、
７Ｎ　　、　　　１−３．　２−３．　３−３　−−−
−−ｎ”　　層　、　　１−４．　２−４−　・・・−
４電層、１−５．２−５．３−４・・・・・個別電極、
１−６゜２−６・・・・・共通電極、１−７．２−７・
・・・・光電変換部、２−８・・・−・受光部 出願人　ヤヤノン株式会社 代理人　　丸　島　（４」 ”１、□、′Ｃ ２８８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ）′（：導電層と、該光導電層の同一表面に、受光部の
   少なくとも一部を構成する間隔を設けて配設された一対
   の電極とを有するフォトセンナが複数列状に並設されて
   成るフォトセンサアレイであって、少なくとも各フォト
   センサの受光部間において、各フォトセンサの光導電層
   は分断されているか、又は、各フォトセンナの光導電層
   は少なくとも受光部間の夫々におｌ／）ては、受光部下
   の光導電層の層厚より薄い層厚とさｉｔで各フォトセン
   サ間で連続していることを特徴とするフォトセンサアレ
   イ。