JPS61295658A - 光電変換装置の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、クロストークを防止した充電変換装置の製
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図（ａ）、（ｂ）は１例えば特開昭５８−１１１４
９０号公報に示された光電変換装置の断面図と平面図で
ある。第２図において、１はガラスまたはセラミック等
の絶縁性基板、２は蒸着などで形成されたＯｒなどの薄
膜からなる個別電極、３は例えば水素化アモルファスシ
リコンからなる光導電体層、４は蒸着などで形成された
ＩＴＯ薄膜（インジウム酸化物と錫酸化物の混合物）か
らなる透明電極である。

第２図（ａ）に示すように、電源５からバイアス電圧Ｅ
を与える。光が透明電極４をとおして、光導電体層３に
入射すると１元電導体層３中に電子・正孔対が発生する
。これら電子・正孔対は９個別電極２と透明電極４に印
加されたバイアス電圧Ｅによる電界で分離され、そハぞ
れ個別電極２および透明電極４に向って走行し、外部回
路に電流としてとり出される。

第２図（ｂ）の平面図において、透明電極４と、個別電
極２が１なり合った部分かそれぞれ独立な光電変換素子
の受光部を構成していて、−次元の７Ｖ−を形づくって
いる。

ある受光部（画素とも呼ぶ）に光が入射した場合、その
画素に接続した個別電極２と全ての画素に共通な透明電
極４の間で信号電流がとり出される。この際、隣の画Ｘ
Ｋ光が入射しているか否かＫよって、第１の画素の信号
電流に影響を与えないことが理想的である。例えば水素
化アモルファス・シリコンを光導電体層３として用いた
場合には、その暗時の抵抗が大きい（１０ｇΩ・α以上
）ことにより各隣接画素間の影響は通常小さいことが期
待されている。しかるに光導電体層３は光が入射するこ
とにより導電率が増加することが特徴であり、この光が
画素間に、さらＫは複数の画素にわたって入射する場合
には、隣あった画素間の抵抗が低（なり、隣接した画素
の明暗を反映した変化が第１の画素の信号電流に含まれ
ることになる。このような現象を画素間のクロストーク
と呼ぶが、第２図の構造では、′ｙｔ、導電体層３が全
ての画素について連続的に形成されているため、クロス
トークが避けられないとい５欠点があった。この次点を
克服するためには、画素間ｔつないでいる光導電体層３
を除去し各画素に属する光導電体層３をアイランドのよ
うに独立させればよい。

そのような構造の例を第３図に示す。この場合、写真製
版の工程が１回増加する。すなわち、光導電体層３を残
すべき部分にＶシストを残し、このンジストをマスクと
して光導電体層３ｔエツチングする。水素化アモルファ
スシリコンの場合は、ＣＦ、にＯ，ガスを数チ混合した
ガス中でのプラズマエツチングで所望のパターニングを
することができる。この後、レジスタを既知の／シスト
はくう液で除去する。あるいは水分ケ含んだ空気中のプ
ラズマ灰化によって除去することができる。この後、第
２図の例と同様にＩＴＯ薄膜をマスク蒸着して透明電極
４を形成する。この構造によって各画素の光導電体層３
は分離され、クロストークは解消する。

〔発明が解決しよプとする問題点〕

第３図のよ５な構造を実現するためには、図中にｙで示
した寸法以下のずれで１個別電極２と光導電体層３のパ
ターンのマスク合せなする必要がある。これ以上ずれる
と、例えば第４図に示すよ５に個別電極２と透明電極４
が短絡してしまう。

しかるにｙの寸法は可及的に小さい方がよい。すなわち
、個別電極２を太き（して光導電体層３の大きさに近づ
ける方が光導電体層３に生じた光電流をより有効に個別
電極２に収集することができる。つまり許容できるマス
ク合せのずれの範囲が小さいという欠点がある。さらに
／シストの除去が不完全であったり、／シスト除去の化
学薬品またはプラズマ灰化によって光導電体層３表面が
酸化あるいは汚染されることがあり、透明電極４との接
合が不完全となる場合があった。

この発明は、上記のような欠点を解消するためになされ
たものであり、これによりマスク合せの許容寸法を大き
くとることができ、自己整合性によって短絡を防止する
ことができる。また光導電体層３を形成後、写真製版工
程乞経ずに直ちに透明電極４を形成することができるた
め接合部な汚染することなく、はぼ完全な接合を形成す
ることができる。当然クジストークも解消されている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る光電変換装置の製造方法は、光導電体層
をアイランド状にするため透明電極のパターンニングと
同時に同じマみりｔ用いてエツチングする。このため、
透明電極と光導電体層は自己整合的にパターンニングさ
れる。

〔作用〕

この発明においては、透明電極のハターンニングに用い
たＶシスト・マスクを、透明電極のバターニング後も残
し、再度これをマスクにして光導電体層をエツチング除
去することで透明電極と光導電体層の自己整合が得られ
る。

〔実施例〕

第１図（ａ）、　　（ｂ）はこの発明の一実施例の光電
変換素子７ノーを示す断面図と平面図である。第１図に
おいて、絶縁性基板（１３Ｉｌｌえはガラス）１上に、
例えばＯｒなどの金鵜薄膜からなる個別電極２を蒸着法
などにより被潰し、既知の技術である写真製版技術？用
いて、パターン化する。その後、例えば水素化アモルフ
ァスシリコンからなる光導電体層３を被着する。この場
合、マスク蒸着法のようにシリコンを被着させたくない
部分を金属板（例えばステンンス鋼薄板）でおおって光
導電体層３を形成する。水素化アモルファスシリコンの
好適な成膜方法はグロー放電によってＳｉＨ，ガスを分
解して行うものであるが、この場合も同様にマスクを用
いることで望まない個所への水素化アモルファスシリコ
ンの被着を防ぐことができる。

マスクは第１図（ａ）、　　（ｂ）のＡ−Ａ線の左の部
分をおおうようにする。従ってＡ−Ａ線の右側部分には
連続した水素化７七ルア７スシリコン膜が形成される。

これに続いて１例えばＩＴＯ薄膜からなる透明電極４を
全面に蒸着する。この際Ａ−Ａ線より左側ではＩＴＯ薄
膜は絶縁性基板１上に直接形成される。すなわち、この
部分はマスクによっておおわれていたため、シリコンは
被層していないからである。Ａ−Ａ線より右側では水素
化アモルファスシリコン上ＫＩ　ＴＯ薄膜が形成される
。

この後、既知の写真製版技術によって透明電極４として
ＩＴＯ薄膜を残すべき部分に、フォトンレストが残るよ
うに写真製版される。このＶシストをマスクとして、ま
ずＩＴＯ薄膜を塩酸と塩化第二鉄水溶液などでエツチン
グし、十分に水洗した後、同じＶジス）Ｙマスクとして
、これも既知の方法で水素化アモルファスシリコン膜ｔ
プラズマエツチングする。これには１例えばＣＦ４に５
％程度の０２ガスを混ぜて、高周波放電をおこさせるこ
とでエツチングできる。この後メジストを乾燥空気中で
プラズマ灰化することによって除去する。このような方
法によって第１図（ａ）のような断面、（ｂ）のよプな
平面構造の充電変換素子の７ノーが形成される。

この製造方法によれば、ひとつのマスクによってＩＴＯ
薄膜と水素化アモルファスシリコンがパターンニングさ
れるため、これら２層が平面上でずれｔ生じることはな
い。従って最下層のＣｒ層（個別電極２）との位置がず
れても透明電極４と個別電極２が短絡することはない。

また許容できるマスクずれは画素間隙より大きく図中の
Ｘ以下である。これは従来の方法（第３図）のｙが画素
間隙より小さいことと較べてマスク合せ精度への要求が
緩くなったことになる。第１図のＸの意味はこれ以上ず
れると２個の画素にわたって水素化アモルファスシリコ
ンが連続して形成されることになって、その結果クロス
トークを生じるようなずれの最大値である。

なお、以上の説明では光導電体層３と透明電極４がショ
ットキ接合を形成する場合を例にとったが、これは光導
電体層３として水素化アモルファスシリコンからなるｐ
−１−ｎ接合ダイオードを用いても同様にクロストーク
のない光電変換素子の７ノーが得られる。

また絶縁性基板１側の個別電極２を共通電極とし、上部
の透明電極４を個別電極とすることも容易である。さら
ＫＪａ縁性縁板基板１て透明なガラスを用いた場合、絶
縁性基板１側１個別電極２をＩＴＯ薄膜またはＳ　ｎ０
２膜などを用いた透明電極とし、上部電極ｔＣｒやＡｌ
などの金属電極とする変更も可能である。

さらに上記実施例では透明電極４を延長してあらかじめ
パターンを形成しておいた金属層６、例えば蒸着したＡ
ｌまたは個別電極２と同じＣｒに接続し、抵抗を低減す
ることが有効である。

またアイランド状となった光導電体層３の側面部を湿気
等の付着、侵入を防ぐためにパシベーション膜でおおう
ことは信頼性の上から有効である。

このパシベーション膜としては、シリコン窒化膜。

シリコン酸化膜、ポリイミドまたはポリアミド樹脂等、
透明な絶縁物などが使える。また２次元的に配列された
光電変換素子７／−に適用することも可能である。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、光導電体層？アイラン
ド状にするため、透明電極のパターンニングと同時に、
同じマスクを用いてエツチングするようにしたので、ク
ロストークのない光［変換素子アレーを容易に製造する
ことができる。すなわち、自己整合的なパターン形成の
効果によりマスフの重ね合せ精度が緩和され、接合部を
汚染のおそれなく形成することｆ′−できる利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　　（ｂ）はこの発明の一実施例による
光電変換素子７／−を示す断面図と平面図、第２図（ａ
）、（ｂ）は従来の光電変換装置の一例を示す断面図と
平面図、第３＠はクロストークが解消された従来例を示
す平面図、第４図は同じくマスクずれの生じた場合の従
来例を示す平面図である。 図において、１は絶縁性基板、２は個別電極、３は光導
電体層、４は透明電極である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大岩増雄　　（外２名） 第１図 第２図 第３図 第４図 手続補正書（自発） 昭和　　年　　月　　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　絶縁性基板の一主面上に一方の電極となる個別電極を
   形成し、前記絶縁性基板上の一部をおおい、他のおおわ
   れていない部分に光導電体層を選択的に、前記各個別電
   極の少なくとも一部分をおおうように堆積させ、続いて
   前記絶縁性基板上のおおいを除去したのち、透明電極を
   前記絶縁性基板全面に被着させ、次に前記各個別電極の
   少なくとも一部分をおおうホトレジストパターンを形成
   し、このホトレジストパターンをマスクとして、前記透
   明電極および前記光導電体層を連続してエッチングする
   ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。