JPS61198668A - イメ−ジセンサの製造方法 - Google Patents

イメ−ジセンサの製造方法

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JPS61198668A
JPS61198668A JP60038055A JP3805585A JPS61198668A JP S61198668 A JPS61198668 A JP S61198668A JP 60038055 A JP60038055 A JP 60038055A JP 3805585 A JP3805585 A JP 3805585A JP S61198668 A JPS61198668 A JP S61198668A
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semiconductor film
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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〕 本発明は基板上に多数の光電変換素子を配列して構成さ
れるイメージセンサの製造方法に係り、特に隣接する光
電変換素子間のリーク電流を効果的に低減させたイメー
ジセンサの製造方法に関する。
(発明の技術的背景とその問題点〕 ファクシミリ、OCR,電子撮像管等において原稿上の
画像読取りに用いられるイメージセンサとしては各種の
ものが知られているが、近年、原稿幅と同一の読取り長
を有する長尺型−次元イメージセンサの開発が精力的に
進められている。このようなイメージセンサに対し、特
に最近では高解像度の読取りを可能とするために、充電
変換素子の配列の高密度化の要求が高まっている。
イメージセンサにおける光電変換素子の特性のうち、高
密度センサでは解像度が特に重要な因子の一つである。
ところが、従来のイメージセンサでは高密度化に伴い隣
接する光電変換素子の電極間に生じるリーク電流の信号
電流に対する比率が大きくなり、解像度向上を妨げる要
因となっていた。この問題をさらに詳しく説明する。
この種の長尺型イメージセンサにおいては、一般に第2
図に示されるように基板1上に配列形成される複数個の
光電変換素子は各光電変換素子毎に分割形成されたCr
等の金属材料からなる個別電極2と、各光電変換素子に
共通のITO等の透明導電膜からなる共通電極4とで水
素化アモルファスシリコン(a−3i:)−1>II等
のアモルファス半導体膜3を挟んで構成されるサンドイ
ッチ構造がとられる。このような構造のイメージセンサ
において、光入射に基づき各光電変換素子を流れる光電
Fl(pは、アモルファス半導体II 3と共通電極4
との界面で形成されるポテンシャル・バリヤによって流
れる方向性を持った信号電流Icのほかに、隣接する国
別電極2間の電位差によって流れる方向性を持たないリ
ーク電流ILが存在し、このリーク電流がイメージセン
サの解像度を低下させる要因となる。
具体的なデータの一例として、第6図に上述したITO
/a−8i :H/Cr構造の光電変換素子からなるイ
メージセンサにおける光電流1pと信号電流1cとの比
(Ip/Ic)と、隣接する個別′iM極間の電位差と
の関係を、2/#〜24/Mの各密度のイメージセンサ
について測定した結果を示す。測定は20℃の下で、照
射光の照度を100ルクスとして行なった。この第6図
のグラ−7によれば、隣接する個別電極間の電位差が0
゜5■存在した場合、信号電流に対するリーク電流の比
率は8/aa+のちので30%、16/s+のちので約
60%、24/mのもので約120%であり、高密度化
の限界は8 / m以下である。従って、8i頗以上の
高密度イメージセンサでは、何らかのリーク電流抑制手
段が必要となる。
このリーク電流抑制手段として従来より、(1)光電変
換膜に高抵抗膜を使用する。(21隣接する光電変換素
子間の部分への不要な入射光を遮断するための遮光膜を
設ける。(3光電変換素子相互間を分離する1等の方法
が考えられている。しかしながら、(1)の方法は光電
変換膜の膜質、特にμτ(キャリア移動度×キャリア寿
命)に悪影響を及ぼし、光応答性、帯域特性等が低下す
るという問題がある。また、(2] (31の方法は高
精度の位置合せが必要で、さらに真空プロセスが必要で
あることから、イメージセンサの^密度化に従って製造
コストが増大するという欠点があった。
〔発明の目的] 本発明の目的は、従来のリーク電流抑制手段に見られる
ような弊害を伴うことなく、高密度化した場合に問題と
なる隣接する光電変換素子間のリーク電流を効果的に低
減できるイメージセンサの製造方法を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明は上記目的を達成するため、複数に分割された不
透明金属材料からなる個別電極と、透明導電膜からなる
共通電極とでアモルファス半導体膜を挟んで構成された
複数個の光電変換素子を基板上に配列してなるイメージ
センサの製造方法において、前記個別電極側から光を照
射することにより前記アモルファス半導体膜の前記充電
変換素子間の部分を露光して高抵抗化する工程を有する
ことを特徴とする。
すなわち、a−8i:Him等のアモルファス半導体膜
をある程度以上の光量2時間で露光すると、露光した部
分の抵抗値が増大する現象は、3 taebler−W
ronski効果(光劣化効果ともいう)として、下記
の文献 ■ S taebler−Wronski : A I
)I)1.P hl/S、 L ett、。
V ol、31  : 292,1977゜■ S t
aebler−Wronski : J 、 A D(
11,P hVs、。
Vol、51 :3262,1980゜等で報告されて
いる。これは一般には好ましくない現象とされているが
、本発明はこの効果を積極的に利用してアモルファス半
導体膜の不要部分、すなわち光電変換素子間の部分を選
択的に^抵抗化させることにより、リーク電流を減少ぎ
せるようにしたものである。
(発明の効架〕 本発明によれば、隣接する光電変換素子間に流れるリー
ク電流を効果的に、具体的にはリーク電流抑制手段を施
さない場合に比べ1/10以下に低減させることができ
、高密度でありながらリーク電流の小さい高性能のイメ
ージセンサを実現することが可能となる。
また、本発明の方法では光電変換膜自体に高抵抗膜を使
用する方法に見られたような性能劣化を伴うことがなく
、さらに遮光膜や素子分離によりリーク電流を抑制する
方法と異なり、煩雑な位置合せプロセスや真空プロセス
が不要であるため、製造コストが低く抑えられる。
〔発明の実施例〕
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例に係るイメー
ジセンサの製造工程を示すものである。
本実施例においては、まずガラス基板等の透明基板1上
に、Cr等の不透明金属材料からなる個別電極2を形成
する。個別電極2は例えば基板1を清浄化した侵、第1
図(a)に示すように蒸着またはスパッタリング法等で
Cr1l12’を3000人程度0躾厚に被着し、次い
で第1図(b)に示すようにPEP工程でバターニング
することによって形成される。
次に、第1図(C)に示すように、個別電極2を全体的
に覆うように帯状のアモルファス半導体膜3、例えば水
素化アモルファスシリコンl1l(a−8i:Hll)
をプラズマCVD法等により形成する。次に、第1図(
d)に示すように少なくとも光電変換膜3上に位置する
ようにITO等の透明導電膜からなる共通電極4をスパ
ッタリング法等により形成する。
次に、昇温工程(100’C以上の熱プロセス)が全て
終了した後、第1図(e)に示すように透明基板1の裏
面側から、換言すれば不透明金属材料からなる個別電極
2側から、例えば照度20万ルクス程度の光を1時間程
度の時間にわたり照射して、アモルファス半導体膜3の
個別電極2によって光が遮られない部分、すなわち光電
変換素子間の部分を露光する。この工程により、第1図
(f)に示すようにアモルファス半導体膜3の露光され
た部分は高抵抗層3′となる。
第2図はこのようにして得られるイメージセンサの構造
を示したもので、第1図と相対応する部分に同一符号を
付しである。なお、図中の記号5は必ずしも必要なもの
ではないが、透明導電膜からなる共通電極4の電気抵抗
を下げてここでの電圧ドロップを小さくするためのCr
1l1等からなる補助共通電極であり、通常、個別電極
2と同時に形成される。
第3図は上述した本発明の方法で製造したイメージセン
サにおける光電流Ip (=Ic+IL)と信号電流1
cとの比(Ip/Ic)と、隣接する個別電極間の電位
差との関係を、2im〜24/mの各密度のイメージセ
ンサについて測定した結果を示したもので、温度20℃
の下で照射光の照度を100ルクスとして測定を行なっ
た。この第3図のグラフによれば、隣接する個別電極間
の電位差が0.5V存在した場合、信号電流1cに対す
るリーク電流ILの比率は8/a+のちので約2%、1
6/a11のもので約5%、24/mのもので約5%と
大幅に低下し、24/leaの高密度イメージセンサに
おいても実用範囲内(30%以下)に抑えられているこ
とがわかる。
また、第4図は本発明の方法で製造したイメージセンサ
のリーク電流ILと信号電流1cの比(IL/Ic)と
、センサ密度との関係を測定した結果を示したもので、
第1図(f)の工程を有しない従来法によって製造した
イメージセンサのそれも併せて示している。測定は隣接
する個別電極間の電位差を1■とし、その他の条件は第
3図の場合と同一とした。この第4図のグラフによれば
、本発明の方法を実施することによって信号電流に対す
るリーク電流の比(IL/IC)は約1/15と大幅に
減少する。
このように、本発明によればリーク電流の比率を1桁以
上も減少させることが可能であり、8i履以上といった
高密度のイメージセンサを、特性の劣化を伴わず、また
位置合せ等の煩雑な工程を要することなく、容易に実現
することができる。
なお、上記実施例では不透明金属材料からなる個別電極
が基板側にあるイメージセンサについて例示したが、本
発明は透明導電膜からなる共通電極が基板側にあるイメ
ージセンサについても適用が可能であり、その実施例の
製造工程を第5図に示す。この実施例においては、まず
第5図(a)に示すように透明基板11上にITO等の
透明導電膜からなる共通電極12を形成した後、第5図
(b)に示すようにアモルファス半導体膜13を形成し
、その上に第5図(C)に示すようにCr等の不透明金
属材料のlll114’ を形成し、さらに第5図(d
)に示すようにPEP工程によりパターンニングして個
別電極14とする。次に、第5図(e)に示すように個
別電極14側から露光を行ない、第5図(f)に示すよ
うにアモルファス半導体!1113の充電変換素子間の
部分を高抵抗層13′とする。
このようにして製造されるイメージセンサにおいても、
先の実施例と同様の効果が得られる。なお、この実施例
におけるイメージセンサは画像の読取りを基板11側か
ら行なうので、基板11としてはやはり透明材料である
ことが必要となる。
本発明はその他、要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
が可能である。例えば以上の説明ではアモルファス半導
体膜としてa−3i:H9lを示したが、適当な光照射
によって前述したS taebler−WOnSk+効
果を有する材料であればよく、a−3i:Hに代えてa
−8iC:H,a−8t :F。
a−Ge:H等を用いることもできる。要するに半導体
元素として3i、Qe等の■族元素から選択した少なく
とも1種を含み、さらに膜中のダングリング・ボンドと
してH,F等から選択した少なくとも1種を含むアモル
ファス半導体膜であれば本発明を適用できる。また、ア
モルファス半導体膜に含まれるH、F等の成分の比率は
、10〜40[at、%]程度が適当である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例に係るイメー
ジセンサの製造方法を説明するための工程図、第2図(
a)(b)は同実施例の製造方法によって得られるイメ
ージセンサの構造を示す平面図およびA−A断面図、第
3@は本発明の製造方法によって得られたイメージセン
サにおける光電流と信号電流との比と隣接する個別電極
間の電位差との関係をイメージセンサの密度を種々変え
て測定した結果を示す図、第4図は本発明の製造方法に
よって得られたイメージセンサおよび従来法によって得
られたイメージセンサについてリーク電流と信号電流と
の比とイメージセンサの密度との関係を測定した結果を
示す図、第5図(a)〜(f)は本発明の他の実施例に
係るイメージセンサの製造方法を示す説明するための工
程図、第6図は従来法によって得られたイメージセンサ
における光電流と信号電流との比と隣接する個別電極間
の電位差との関係をイメージセンサの密度を種々変えて
測定した結果を示す図である。 1.11・・・透明基板、2,14・・・不透明金属材
料からなる個別電極、3,13・・・アモルファス半導
体膜、3’、13’・・・高抵抗層、4,12・・・透
明導電膜からなる共通電極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 (a) 第3図 PA才1すダ固別電羽と開の電イ立差(V)第4図 奮1ノ セソサ富度 (1h昨) 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数に分割された不透明金属材料からなる個別電極と、
    透明導電膜からなる共通電極とでアモルファス半導体膜
    を挟んで構成された複数個の光電変換素子を基板上に配
    列してなるイメージセンサの製造方法において、前記個
    別電極側から光を照射することにより前記アモルファス
    半導体膜の前記光電変換素子間の部分を露光して高抵抗
    化する工程を有することを特徴とするイメージセンサの
    製造方法。
JP60038055A 1985-02-27 1985-02-27 イメ−ジセンサの製造方法 Granted JPS61198668A (ja)

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EP86300928A EP0193304A3 (en) 1985-02-27 1986-02-11 Image sensor manufacturing method
US06/828,648 US4671853A (en) 1985-02-27 1986-02-12 Image sensor manufacturing method

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JPH0369186B2 JPH0369186B2 (ja) 1991-10-31

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