JPS60128676A - 半導体素子の製造方法 - 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】 ［発明の技術分野］ ′　本発明は半導体素子の製造方法、特に光電変換素子
の形成に適した半導体素子の製造方法に関する。

［発明の技４ｉ、ｉ的背景と問題点］ 光エネルギーと電気エネルギーとの変換に用いられる半
導体素子において、光を電気信号に変換するものは例え
ば画像を読み取るイメージセンサ等で用いられる光電変
換素子であり、電気的駆動により光を発するものは発光
素子と呼称される。

これら光電変換素子および発光素子のいずれも、通常、
半導体層と光路形成用の透光性電極を用いるが、その際
、透光性電極上に遮光性導電層を選択的に形成して所望
の領域以外を遮光する必要が生ずることがある。

ここで、例えば光電変換素子として、光電変換層を形成
する半導体層に非晶質シリコンを用い、透光性電極にＩ
ＴＯ膜を用いた場合、その上部に形成される遮光性導電
層を所定の形状に加工するには、Ｎａ　ＯＨ等のアルミ
ニウム用エツチング液、フェリシアン化カリウムとＮａ
　ＯＨとの混合液や硝酸第二セリウムアンモニウムと過
塩素酸との混合液であるクロム用エツチング液を用いて
エツチングを行なえばよい。しかし、これらのエツチン
グ液はＩＴＯ膜の表面を溶解してしまい、また光電変換
素子の特性に悪影響を与えるなどの欠点を有していた。

これは透光性電極がＩ　Ｔ’Ｏ膜以外の、例えばネサ膜
等の場合にも一般にいえることである。

［発明の目的］ 本発明の目的は、遮光性導電層を所定形状にエツチング
加工する際に、透光性電極をエツチング液により溶解す
ることがなく、素子特性の劣化の少ない光電変換素子等
の半導体素子が得られる半導体素子の製造方法を提供す
ることにある。

［発明の概要コ 本発明は、半導体層上に形成された透光性電極上に選択
的に遮光性導電層を形成するに際し、まずＴｉ　（チタ
ン）膜を被着した後、これを水５Ｏｄに対し、ベンゾト
リアゾール０．１ないし５９、過酸化水素３０ないし１
２０ｍ、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）およびアンモニウ
ム塩から選ばれる少なくとも一種（但し、アンモニア水
については０．５〜１０戒、アンモニウム塩については
２〜３（１）を含むチタン用エツチング液を用いて所定
の形状にエツチング加工することにより、遮光性導電層
とすることを特徴としている。

上記チタン用エツチング液は、本発明者らの提案による
特公昭５７−２７９３２号公報に記載されたもので、ｎ
ｌ−ニトロベンゼンスルホン酸すトリウムを０．１〜１
０ｙ添加したものは特に有効である。

このエツチング液はＴｉに対し良好なエツチング作用を
有するが、透光性電極となるＩＴＯ等の透明導電材料に
対しては融解など悪影響を及ぼさないことが実験的に確
認された。

［発明の効果］ 本発明によれば、遮光性導電層の材料としてＴ１を用い
、これを上記Ｔｉ用エツチング液を用いて所定の形状に
加工するため、透光性電極が溶解するおそれがなく、素
子劣化のおそれもないので非常に歩留り、信頼性の高い
素子を得ることが可能となる。

また、透光性電極を溶解することがないため、透光性電
極の膜厚を極めて薄くでき、透光性電極内の光の干渉や
吸収を小さくすることができる。

これにより、特に光電変換素子の場合、感度が増加する
という利点がある。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例をイメージセンサ等に用いられる光電
変換素子の製造方法を例にとり説明する。

第１図はこの光電変換素子の平面図であり、第２図はそ
のＡ−Ａ断面図である。

まず、ガラス基板または表面にグレーズ層が設けられた
セラミック基板等の基板１上に、例えばＯｒを５０〜５
００ｒ１ｍ、例えば２０　Ｏｒｔｍ程度蒸着し、フォト
リソグラフィ技術を用いて所望の形状に加工するこｉに
よって下部電極２を形成する。

次に、光電変換層３として例えばプラズマＣＶＤ法等に
・て非晶質シリコン膜を形成し、引続き透光性電極４と
して例えばＩＴＯ膜をスパッタ法またはスプレー法等を
用いて形成する。

次に、Ｔｉを全面または透光性電極４上に蒸着した後、
レジストパターンを形成し、これをマスクとして上記Ｔ
ｉエツチング液を用いてＴｉ膜をエツチングすることに
より遮光性導電層５を形成する。

このようにして製造される光電変換素子の構造をさらに
詳しく説明する。下部電極２は第１図で上下方向に一直
線上に複数個配列して形成されたもので、その各々は下
部電極２の配列方向に対し左右に振り分けて配置された
引出し電極２ａに接続されている。光電変換層３は下部
電極２およびその近傍の引出し電極２ａ上を覆うように
形成され、この上に透光性電極４が設けられる。そして
遮光性導電層５は、透光性電極４の引出し電極２ａと光
電変換層３とが接触する部分の上方位置に形成され、下
部電極２に対向する部分に光を透過させるためのスリッ
ト５ａを有する。

このような構成の光電変換素子では、本来光を検知する
ことを目的としていない部分、すなわち引出し電極２ａ
と光電変換層３および透光性電極４とが重なり合った部
分に対しては遮光性導電層５によって光を遮蔽すること
ができるので、この部分から生ずるノイズ、つまり暗電
流を減少することができる。また、この光遮蔽のために
用いる遮光性導電層５により透光性電極４の導電率を補
なうことができるので、従来透光性電極上に形成されて
いた補助電極が不要となる。

さらにこのように遮光性導電層５を設けることにより、
引出し電極２ａを下部電極２の配列方向に対し一方向の
みではなく、左右に撮り分けて設けることができるので
、引出し電極２ａの密度をあげることができる。すなわ
ち、下部電極２を直線状に配列し、各々の引出し電極２
ａを交互に左右に振り分けて設けることにより、引出し
電極２ａの密度は電極数が従来と同数の場合で１／２と
なり、それだけ下部電極２をさらに細分割できることに
なる。従って、光電変換素子の高精細化が可能となる。

このように、本発明によれば遮光性Ｓ電層としてＴｉ膜
を用い、かつこれを透光性電極を侵さないエツチング液
により所望の形状にエツチング加工するため、素子特性
の劣化がなく、歩留りのよい光電変換素子等の半導体素
子を得ることができる。

また、透光性電極がＴｉ用エツチング液により溶解され
ないため、第１図に示した実施例にょれば透光性電極上
に導電率改善効果のある遮光性導電層を設けた構造と相
まって透光性電極の膜厚を極めて薄くできる。これによ
り透光性電極内の光の干渉や吸収を小さくでき、光電変
換素子としての変換感度を向上させることが可能である
。また、従来の製造方法を用いた光電変換素子では暗電
流が６０℃において１×１Ｏ−８Ａ／Ｍ２以上であった
のに対し、本発明の実施例によれば暗電流は６０℃にお
いて２Ｘ１０−　”　Ａ／Ｍ２と著しく少なくなり、感
度の向上とともに明暗比の向上、すなわち検出可能な光
の強度範囲の向上に大きく寄与する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば透光性電極とその上に選択的に形成された遮光性
導電層を有するものであれば、光電変換素子以外の素子
、例えば半導体発光素子の製造にも適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための光電変換素
子の平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線で切断した断面
図である。 １・・・基板、２・・・下部電極、２ａ・・・引出し電
極、３・・・光電変換層（半導体層）、４・・・透光性
電極、５・・・遮光性導電層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　基板と、この基板上に形成された半導体層と、
   この半導体層上に形成された透光性電極と、この透光性
   電極上に選択的に形成された遮光性導電層とを有する半
   導体素子の製造方法において、前記透光性電極の形成後
   、Ｔｉ　（チタン）膜を被着し、このＴｉ１ｌ！を水５
   ０威に対し、ベンゾ１〜リアゾール０．１ないし５ｇ、
   過酸化水素３０ないし１２ＯＲ認、アンモニア水（ＮＨ
   ４ＯＨ）およびアンモニウム塩から選ばれる少なくとも
   一種（但し、アンモニア水については０．５〜１０ｍＱ
   、アンモニウム塩については２〜３０１を含むチタン用
   エツヂング液を用いて所定の形状にエツチング加工して
   前記遮光性導電層を形成する工程を含むことを特徴とす
   る半導体素子の製造方法。
2. （２）　半導体層は光電変換層であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の半導体素子の製造方法。
3. （３）半導体層は、基板上に配列された複数の下部電極
   と、これらの下部電極に接続され下部電極の配列方向に
   対し左右に振り分けられた引出し電極の少なくとも下部
   電極近傍部分との上に形成された光電変換層であり、遮
   光性導電層は透光性電極の光電変換層と引出し電極との
   接触部上方位置に形成されたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の半導体素子の製造方法。