JPS62122282A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
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- JPS62122282A JPS62122282A JP60261077A JP26107785A JPS62122282A JP S62122282 A JPS62122282 A JP S62122282A JP 60261077 A JP60261077 A JP 60261077A JP 26107785 A JP26107785 A JP 26107785A JP S62122282 A JPS62122282 A JP S62122282A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はファクシミリやＯＣＲなどの画像読取装置に用
いられるセンサの透明電極に係り、特に。
いられるセンサの透明電極に係り、特に。
光導電膜として水素化非晶質シリコン（ａ ８１：Ｈ
と呼ぶ）を用い、透明電極として、ＩＴＯ（インジウム
・ナイン・オキサイド）など酸化インジウムＩｎｚＯａ
を主体とした透明電極を用いた場合の透明電極の構造お
よび形成法に関する。
と呼ぶ）を用い、透明電極として、ＩＴＯ（インジウム
・ナイン・オキサイド）など酸化インジウムＩｎｚＯａ
を主体とした透明電極を用いた場合の透明電極の構造お
よび形成法に関する。
従来、ａ−８ｉ：Ｈと酸化インジウム系の酸化物透明電
極とは良好な整流性のへテロ接合を形成し、撮像デバイ
ス、ファクシミリ用の密着形−次元センサ、ＯＣＲ等に
応用されている。公知例としては、ＥＰ−Ａ−００５３
９４６、電子通信学会接収ＥＤ−８３−６４，電子通信
学会接収ＥＤ−８４−８１などが知られている。この従
来形のセンサの受光素子部分の構造の一例を第１図（平
面図）および第２図（断面図）で示す。これらのセンサ
に用いられる受光素子は、通常、ＳｉＨ４系のガスを用
いたグロー放電ＣＶＤ法或いは、ＳｌをＡｒ Ｈ２系
の放電ガスで反応性スバツタリングすることにより形成
したａ−８ｉ：Ｈ膜２を光導電膜として用いている。光
導電膜の構造は、ａ−８ｉ：Ｈ膜でｎ層（燐ドープ）＋
＞層（ドープ無）＋ｐ層（硼素ドープ）の順よりなるｎ
／ｉ／ｐダイオードを構成し、Ｉｎｚ○８膜３は単に透
明電極の役割だけを果たすタイプとａ−８ｉ：Ｈ（ｉ）
１４上に直接ＩｎｚＯδ透明電極を形成し、ａ−８ｉ
： Ｈ／Ｉｎｚｏｓ界面に電子注入阻止型のショットキ
ー接合を形成するタイプの二種に大別できる。前者は受
光素子の特性がＩｎｚ○３膜の膜質に依存せず安定な素
子特性を得やすい利点を持つが、比較的高抵抗のｎ層、
２層が存在するため。
極とは良好な整流性のへテロ接合を形成し、撮像デバイ
ス、ファクシミリ用の密着形−次元センサ、ＯＣＲ等に
応用されている。公知例としては、ＥＰ−Ａ−００５３
９４６、電子通信学会接収ＥＤ−８３−６４，電子通信
学会接収ＥＤ−８４−８１などが知られている。この従
来形のセンサの受光素子部分の構造の一例を第１図（平
面図）および第２図（断面図）で示す。これらのセンサ
に用いられる受光素子は、通常、ＳｉＨ４系のガスを用
いたグロー放電ＣＶＤ法或いは、ＳｌをＡｒ Ｈ２系
の放電ガスで反応性スバツタリングすることにより形成
したａ−８ｉ：Ｈ膜２を光導電膜として用いている。光
導電膜の構造は、ａ−８ｉ：Ｈ膜でｎ層（燐ドープ）＋
＞層（ドープ無）＋ｐ層（硼素ドープ）の順よりなるｎ
／ｉ／ｐダイオードを構成し、Ｉｎｚ○８膜３は単に透
明電極の役割だけを果たすタイプとａ−８ｉ：Ｈ（ｉ）
１４上に直接ＩｎｚＯδ透明電極を形成し、ａ−８ｉ
： Ｈ／Ｉｎｚｏｓ界面に電子注入阻止型のショットキ
ー接合を形成するタイプの二種に大別できる。前者は受
光素子の特性がＩｎｚ○３膜の膜質に依存せず安定な素
子特性を得やすい利点を持つが、比較的高抵抗のｎ層、
２層が存在するため。
−次元センサを実現するためには、ａ−８ｉ：Ｈ゛膜の
画素分離が必要である。また、この時ａ −９ｉ ：Ｈ
パターン段差部において、エツチング速度の遅い２層が
「ひさし」状に残って、その上部に堆積したＩｎｚＯ♂
透明電極のパターン化を困難にする（段差部分６におい
て切れ込み等を生じ易い）という欠点を有する。
画素分離が必要である。また、この時ａ −９ｉ ：Ｈ
パターン段差部において、エツチング速度の遅い２層が
「ひさし」状に残って、その上部に堆積したＩｎｚＯ♂
透明電極のパターン化を困難にする（段差部分６におい
て切れ込み等を生じ易い）という欠点を有する。
一方、後者は光導電膜が比較的高抵抗のａ −８ｉ：Ｈ
（ｉ）層のみを使用しているため、８本／ｖＬｎ程度の
比１咬的、低解像度の密着読み取りセンサを実現するた
めには、必ずしも第１図、第２図に示すようなａ−８ｉ
：Ｈ膜２の画素分離を必要としない。従って、このタイ
プのセンサの製造プロセスは前者に比し、簡略であると
いう利点を有する。また、８本／ｍ以上の高解度センサ
を実現するために、第１図および第２図に示すような画
素分離を行った場合でも、ａ−８ｉ：Ｈパターンの段差
部の形状がオーバハングしないため、上部に堆積したＩ
ＴＯ透明電極パターンの加工も前者と比べて、若干容易
となる。しかし、このタイプの受光素子はａ−８ｉ ：
Ｈ／Ｉ ｎｘｏｓ界面近傍の電子注入阻止型のショッ
トキー接合を利用しているため、ＩｎｚＣ）＋膜３の膜
質によって、逆方向の暗電流値が１０−”Ａ／ａＪ カ
ラ１０−’Ａ／ｃＪ（７）［囲で変動し、暗電流特性の
再現性が悪いという問題点があった。画像情報の濃淡に
対応して階調のとれる密着読み取りセンサを実現するた
めには、受光素子の高感度化が必要である。その為には
、暗電流値を出来るだけ低い値に抑制して、 Ｓ／Ｎ比
を高める必要がある。従って、暗電流値を１Ｏ−１１Ａ
／ｃｄ台に安定に抑制するＩｎｚＯａ膜の作製方法の確
立が必要となった。
（ｉ）層のみを使用しているため、８本／ｖＬｎ程度の
比１咬的、低解像度の密着読み取りセンサを実現するた
めには、必ずしも第１図、第２図に示すようなａ−８ｉ
：Ｈ膜２の画素分離を必要としない。従って、このタイ
プのセンサの製造プロセスは前者に比し、簡略であると
いう利点を有する。また、８本／ｍ以上の高解度センサ
を実現するために、第１図および第２図に示すような画
素分離を行った場合でも、ａ−８ｉ：Ｈパターンの段差
部の形状がオーバハングしないため、上部に堆積したＩ
ＴＯ透明電極パターンの加工も前者と比べて、若干容易
となる。しかし、このタイプの受光素子はａ−８ｉ ：
Ｈ／Ｉ ｎｘｏｓ界面近傍の電子注入阻止型のショッ
トキー接合を利用しているため、ＩｎｚＣ）＋膜３の膜
質によって、逆方向の暗電流値が１０−”Ａ／ａＪ カ
ラ１０−’Ａ／ｃＪ（７）［囲で変動し、暗電流特性の
再現性が悪いという問題点があった。画像情報の濃淡に
対応して階調のとれる密着読み取りセンサを実現するた
めには、受光素子の高感度化が必要である。その為には
、暗電流値を出来るだけ低い値に抑制して、 Ｓ／Ｎ比
を高める必要がある。従って、暗電流値を１Ｏ−１１Ａ
／ｃｄ台に安定に抑制するＩｎｚＯａ膜の作製方法の確
立が必要となった。
また、先に述べたＩＴＯ膜の加工性についても、センサ
の長尺化に伴い（大面積に亘ってより加工性の良好な膜
質のＩｎｚＯａ膜の堆積方法の確立が必要となった。
の長尺化に伴い（大面積に亘ってより加工性の良好な膜
質のＩｎｚＯａ膜の堆積方法の確立が必要となった。
本発明の目的は、上記問題点を改若し、ａ−８ｉ ：
Ｈ／Ｉ ｎｚｏａへテロ接合特性の再現性を高め、かつ
、Ｉｎｘ０ａ透明ｆｆ１１４の加工性を向上させるため
の、ＩｎｚＯｓ系透明電極の作製方法を提供することに
ある。
Ｈ／Ｉ ｎｚｏａへテロ接合特性の再現性を高め、かつ
、Ｉｎｘ０ａ透明ｆｆ１１４の加工性を向上させるため
の、ＩｎｚＯｓ系透明電極の作製方法を提供することに
ある。
第１図および第２図は従来発明に係る一次元センサの一
部を平面図、および断面図で示したものである。このセ
ンサは絶縁性基板５上に、下部金属電極パターン１を形
成し２次に、ａ−８ｉ：Ｈ光導電膜パターン２を形成し
、更にＩＴ○透明電極パターン３を形成する。最後に、
最明なパッシベーション膜４をコーティングしてセンサ
が完成する。
部を平面図、および断面図で示したものである。このセ
ンサは絶縁性基板５上に、下部金属電極パターン１を形
成し２次に、ａ−８ｉ：Ｈ光導電膜パターン２を形成し
、更にＩＴ○透明電極パターン３を形成する。最後に、
最明なパッシベーション膜４をコーティングしてセンサ
が完成する。
基板５には、ＳｉＯ２系のガラス基板、ＡＱ２０３系の
セラミック基板などを用いる。下部電極１はＣｒ、Ｍｏ
、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔなどの金属をスパッタリング法ある
いは真空蒸着法で堆積し、通常のホトエツチング法でパ
ターン化して用いる。ａ−８ｉ：Ｈ光導電膜２はシラン
系のガス（Ｓ ｉ ｎＨｘｎ”２ ： ｎ ＝ １〜３
）を用いたグロー放電ＣＶＤ法あるいは（Ａｒ−Ｈｚ系
放電ガスとＳｊツタ−ットを用いた反応性スパッタリン
グ法により堆積し、ＣＦ４ガスを用いたドライエチッン
グあるいはヒドラジン水溶液を用いたウェットエツチン
グ法によりパターン化する。ａ−８ｉ：Ｈ光導電膜は用
途に応じて、下部電極側に微量の燐をドープしたｎ層を
介在させる。また、上部のＩＴ○透明電極側には微量の
硼素をドープした２層を介在させることもある。
セラミック基板などを用いる。下部電極１はＣｒ、Ｍｏ
、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔなどの金属をスパッタリング法ある
いは真空蒸着法で堆積し、通常のホトエツチング法でパ
ターン化して用いる。ａ−８ｉ：Ｈ光導電膜２はシラン
系のガス（Ｓ ｉ ｎＨｘｎ”２ ： ｎ ＝ １〜３
）を用いたグロー放電ＣＶＤ法あるいは（Ａｒ−Ｈｚ系
放電ガスとＳｊツタ−ットを用いた反応性スパッタリン
グ法により堆積し、ＣＦ４ガスを用いたドライエチッン
グあるいはヒドラジン水溶液を用いたウェットエツチン
グ法によりパターン化する。ａ−８ｉ：Ｈ光導電膜は用
途に応じて、下部電極側に微量の燐をドープしたｎ層を
介在させる。また、上部のＩＴ○透明電極側には微量の
硼素をドープした２層を介在させることもある。
次に、ＩＴＯ透明電極をスパッタリング法にょり堆積す
る。ＩＴＯターゲットは普通用いられるＩ ｎ２０ｓ
９１ｍｏ１％＋Ｓｎ○２９ｉｏ１％の組成である。こ
のターゲットをプレーナマグネトロン型のカソードに設
置し、Ａｒガスを主成分とする放電ガスを用いてスパッ
タリングを行う。パッシベーション膜４はポリイミド系
樹脂など有機系の絶縁材料あるいは５ｉＣ）ｚ 、５ｉ
ａＮｉなどの無機系の材料を用いる。
る。ＩＴＯターゲットは普通用いられるＩ ｎ２０ｓ
９１ｍｏ１％＋Ｓｎ○２９ｉｏ１％の組成である。こ
のターゲットをプレーナマグネトロン型のカソードに設
置し、Ａｒガスを主成分とする放電ガスを用いてスパッ
タリングを行う。パッシベーション膜４はポリイミド系
樹脂など有機系の絶縁材料あるいは５ｉＣ）ｚ 、５ｉ
ａＮｉなどの無機系の材料を用いる。
上記の一次元センサにおいて、下部電極側からＣｒ／ａ
−８ｉ ： Ｈ（ｉ）／ＩＴ○の順に膜堆積を行った時
の素子特性を第３図に示す。膜厚はそれぞれＣｒ ０
、２ μｍ 、 ａ −Ｓ ｉ ： Ｈ１ｐ ｍ 。
−８ｉ ： Ｈ（ｉ）／ＩＴ○の順に膜堆積を行った時
の素子特性を第３図に示す。膜厚はそれぞれＣｒ ０
、２ μｍ 、 ａ −Ｓ ｉ ： Ｈ１ｐ ｍ 。
ＩＴＯｏ、５ μｍである。第３図において、曲線ａ
はＩＴＯｆｉｉ極に負方向のバイアスを印加した時の暗
電流の電圧依存性の一例（良好な特性の例）を示したも
のである。一方、ＩＴＯ電極に正方向のバイアスを印加
すると、暗電流の電圧依存性は曲線すに示す如くとなる
。
はＩＴＯｆｉｉ極に負方向のバイアスを印加した時の暗
電流の電圧依存性の一例（良好な特性の例）を示したも
のである。一方、ＩＴＯ電極に正方向のバイアスを印加
すると、暗電流の電圧依存性は曲線すに示す如くとなる
。
曲線ａ、ｂを印加電圧２ｖの時で比較すると、ＩＴＯ負
方向バイアスの場合は電流密度１０−１１Ａ／ｄ＋台で
あるのに対し、ＩＴＯ正方向バイアスの場合はそれより
も３〜４桁程度高い値になっている。これは、ａ−８３
：Ｈ（ｉ）膜のバンドがＩＴＯ膜と接触する界面近傍に
おいて、ベンドアップして、ＩＴＯ電極からの電子の注
入を阻止するのに対し、Ｃｒ ／ ａ −Ｓ ｉ ：
Ｈ（ｉ ）接合ではその効果が弱いためと考えられてい
る。従って、このタイプのセンサでは通常ＩＴＯ電極に
負のバイアス（逆方向バイアス）を印加して、曲線ａ（
逆方向電流）の特性を利用する。
方向バイアスの場合は電流密度１０−１１Ａ／ｄ＋台で
あるのに対し、ＩＴＯ正方向バイアスの場合はそれより
も３〜４桁程度高い値になっている。これは、ａ−８３
：Ｈ（ｉ）膜のバンドがＩＴＯ膜と接触する界面近傍に
おいて、ベンドアップして、ＩＴＯ電極からの電子の注
入を阻止するのに対し、Ｃｒ ／ ａ −Ｓ ｉ ：
Ｈ（ｉ ）接合ではその効果が弱いためと考えられてい
る。従って、このタイプのセンサでは通常ＩＴＯ電極に
負のバイアス（逆方向バイアス）を印加して、曲線ａ（
逆方向電流）の特性を利用する。
しかし、上記の方法でセンサを連続して試作したところ
、逆方向電流は常に曲線ａに示す如き良好な特性が得ら
れるのではなく、極端な揚台は曲線Ｃに示すような、暗
電流値が３桁程度増加した使用不可能な特性のものまで
製造され、矢印ｄで示す範囲内でばらつくことが判明し
た。そこで、常に曲線ａに示す如き良好な特性のセンサ
を得るための、ＩＴＯ電極の堆積方法を確立することが
必要となった。
、逆方向電流は常に曲線ａに示す如き良好な特性が得ら
れるのではなく、極端な揚台は曲線Ｃに示すような、暗
電流値が３桁程度増加した使用不可能な特性のものまで
製造され、矢印ｄで示す範囲内でばらつくことが判明し
た。そこで、常に曲線ａに示す如き良好な特性のセンサ
を得るための、ＩＴＯ電極の堆積方法を確立することが
必要となった。
ａ−８ｉ ： Ｈ／ Ｉ Ｔｏへテロ接合を形成する時
のａ−３ｉ：Ｈと接触する近傍のＩＴＯ膜の比抵抗とＩ
ＴＯに一５■印加時の逆方向電流との関係を調べると、
第４図に示すような関係があることが判明した。即ち、
第４図からＩＴＯ膜の比抵抗値が５ Ｘ １０−’Ω■
付近を境にして、それ以下では急激に逆方向電流が増加
し、それ以上の比抵抗では逆方向電流値が安定に１０−
１ＯＡ／ａ＃以下に抑制できることがわかる。従って、
ＩＴＯ膜の比抵抗値はａ−８ｉ：Ｈ膜と接触する界面近
傍においては、５Ｘ１０−４Ω■以上であるとか、第一
番目の必要条件であると言える。
のａ−３ｉ：Ｈと接触する近傍のＩＴＯ膜の比抵抗とＩ
ＴＯに一５■印加時の逆方向電流との関係を調べると、
第４図に示すような関係があることが判明した。即ち、
第４図からＩＴＯ膜の比抵抗値が５ Ｘ １０−’Ω■
付近を境にして、それ以下では急激に逆方向電流が増加
し、それ以上の比抵抗では逆方向電流値が安定に１０−
１ＯＡ／ａ＃以下に抑制できることがわかる。従って、
ＩＴＯ膜の比抵抗値はａ−８ｉ：Ｈ膜と接触する界面近
傍においては、５Ｘ１０−４Ω■以上であるとか、第一
番目の必要条件であると言える。
ＩＴＯ膜の比抵抗値はＩＴＯ膜中の酸素欠陥の量に依存
することが知られている。そこで、プレーナマグネトロ
ン型のスパッタ装置を用いて、ＩＴＯ膜堆積時に酸化度
を制御することを試みた。
することが知られている。そこで、プレーナマグネトロ
ン型のスパッタ装置を用いて、ＩＴＯ膜堆積時に酸化度
を制御することを試みた。
ＩＴＯ透明電極の酸化度を制御する場合、放電ガスとし
て用いるＡｒガスにｏ２ガスをドープすること１ｔ、一
般に良く知られた方法であるにの時、ＯｚガスはＡｒガ
スに対して１０ｖｏ１％程度（これは後に述べるように
過剰のドープである）ドープすルコトが公知例（ＥＰ−
Ａ−０：０５３９４６．ＯＢ−Ａ −２： ０１４７８
３）などで知られている。
て用いるＡｒガスにｏ２ガスをドープすること１ｔ、一
般に良く知られた方法であるにの時、ＯｚガスはＡｒガ
スに対して１０ｖｏ１％程度（これは後に述べるように
過剰のドープである）ドープすルコトが公知例（ＥＰ−
Ａ−０：０５３９４６．ＯＢ−Ａ −２： ０１４７８
３）などで知られている。
第５図にＩＴＯ膜スパッタリング時のＡｒ放電ガス中の
０２含有量とＩＴＯ膜の比抵抗との関係の一例を示す。
０２含有量とＩＴＯ膜の比抵抗との関係の一例を示す。
第５図はＩＴ○ターゲット中に吸蔵された吸着ガスやス
パッタ室内の管壁に吸着されたガスがスパッタ放電時に
放出されて、不純物ガスとして影響を与えないような条
件下で得られたものである。第５図から、ＩＴＯ膜の比
抵抗は酸素濃度の増加に対してドープ量０．５ ％以下
の領域で急激に、それ以上では緩やかに増加する傾向を
持つことがわかる。
パッタ室内の管壁に吸着されたガスがスパッタ放電時に
放出されて、不純物ガスとして影響を与えないような条
件下で得られたものである。第５図から、ＩＴＯ膜の比
抵抗は酸素濃度の増加に対してドープ量０．５ ％以下
の領域で急激に、それ以上では緩やかに増加する傾向を
持つことがわかる。
以上の検討から、ＩＴＯ膜の比抵抗値は、ターゲットや
スパッタ室内から混入する不純物ガスの影響を除き、０
２ガスをドープすることにより制御可能になった。
スパッタ室内から混入する不純物ガスの影響を除き、０
２ガスをドープすることにより制御可能になった。
次に、このようにして堆積したＩＴＯ膜の加工性を検討
した。第１図および第２図に示した構造から明らかなよ
うに、ａ−８ｊ：Ｈ光導電膜２が一画素毎に分離してパ
ターン化されたセンサでは。
した。第１図および第２図に示した構造から明らかなよ
うに、ａ−８ｊ：Ｈ光導電膜２が一画素毎に分離してパ
ターン化されたセンサでは。
ＩＴＯの電極は第１図の６で示した場所において、ａ−
８ｉ：Ｈパターン外周の段差と交叉する形でハ値−ン化
しなければならない。ＩＴＯ膜の膜質は第１図の６で示
した場所においても、ホトエツチングの際に切れ込みな
どの不良を生じないような膜質であることが必要である
。切れ込みが進行するとＩＴＯ膜は断線する。
８ｉ：Ｈパターン外周の段差と交叉する形でハ値−ン化
しなければならない。ＩＴＯ膜の膜質は第１図の６で示
した場所においても、ホトエツチングの際に切れ込みな
どの不良を生じないような膜質であることが必要である
。切れ込みが進行するとＩＴＯ膜は断線する。
第６図はＩＴＯ膜の比抵抗とＨＣＱ−ＨＮＯｓ−Ｈｚ
Ｏ系エツチング液に対するエチング速度との関係を示し
たものである。エツチング液の組成はＨＣρ：ＨＮＯｓ
： Ｈ２Ｏ＝１ ： ０．０８ ： １、液温は４
５℃である。ＩＴＯ膜のエツチング速度は図に示す如く
、ＩＴＯ膜の比抵抗に対して大別して三種の領域に分類
できる。領域■はノンドープ膜に近い股で比抵抗が低く
、エツチング速度も遅い。領域■は０２ドープ量が多く
した膜で、比抵抗も高く、エツチング速度も大きい。領
域■は両者の中間的な性質を示すＩＴＯ膜である。これ
らの三種の膜について、第１図で示した構造のセンサの
試作を行って、第１図６の場所における段差切れの発生
を調べた。まず、領域Ｉの膜はエツチング速度が遅く、
通常用いるＩＴＯ膜厚５０００人をエツチングするので
、オーバエツチングを含めて、１０〜１５分程度を要す
る。この領域Ｉの膜は下地のガラス基板５との間に極め
てエツチングの遅い薄いＩＴＯ皮膜が形成され易い。従
って、大面積のセンサを完全にエツチングするために、
オーバエツチングを過剰にする必要がある。この過剰の
オーバエツチングのために、エツチング液に対するホト
レジスト膜の耐性が劣化して、６の場所において段差切
れが発生する。次に、領域■の膜はエツチング速度が早
く、５０００人の膜をエツチングするのに要する時間は
２〜３分である。従って、大面積のセンサをエツチング
する場合に、適当量のオーバエツチングを必要とするに
もかかわらず、それが不可能であることが判明した。即
ち、オーバエツチングによりホトレジストの下のアンダ
ーカット量が多くなり、それに伴って、前記第１図の６
の場所において段差切れを生じてしまう。これらに対し
て、領域Ｈに含まれるＩＴＯ膜は、エツチング時間が制
御しやすい範囲にあり。
Ｏ系エツチング液に対するエチング速度との関係を示し
たものである。エツチング液の組成はＨＣρ：ＨＮＯｓ
： Ｈ２Ｏ＝１ ： ０．０８ ： １、液温は４
５℃である。ＩＴＯ膜のエツチング速度は図に示す如く
、ＩＴＯ膜の比抵抗に対して大別して三種の領域に分類
できる。領域■はノンドープ膜に近い股で比抵抗が低く
、エツチング速度も遅い。領域■は０２ドープ量が多く
した膜で、比抵抗も高く、エツチング速度も大きい。領
域■は両者の中間的な性質を示すＩＴＯ膜である。これ
らの三種の膜について、第１図で示した構造のセンサの
試作を行って、第１図６の場所における段差切れの発生
を調べた。まず、領域Ｉの膜はエツチング速度が遅く、
通常用いるＩＴＯ膜厚５０００人をエツチングするので
、オーバエツチングを含めて、１０〜１５分程度を要す
る。この領域Ｉの膜は下地のガラス基板５との間に極め
てエツチングの遅い薄いＩＴＯ皮膜が形成され易い。従
って、大面積のセンサを完全にエツチングするために、
オーバエツチングを過剰にする必要がある。この過剰の
オーバエツチングのために、エツチング液に対するホト
レジスト膜の耐性が劣化して、６の場所において段差切
れが発生する。次に、領域■の膜はエツチング速度が早
く、５０００人の膜をエツチングするのに要する時間は
２〜３分である。従って、大面積のセンサをエツチング
する場合に、適当量のオーバエツチングを必要とするに
もかかわらず、それが不可能であることが判明した。即
ち、オーバエツチングによりホトレジストの下のアンダ
ーカット量が多くなり、それに伴って、前記第１図の６
の場所において段差切れを生じてしまう。これらに対し
て、領域Ｈに含まれるＩＴＯ膜は、エツチング時間が制
御しやすい範囲にあり。
しかもガラス基板上にエツチング困難なＩＴＯ薄皮が残
らず、適当量のオーバエツチングが可能であり、加工性
の優れた膜であることが判明した。
らず、適当量のオーバエツチングが可能であり、加工性
の優れた膜であることが判明した。
この領域に含まれる膜質のＩＴＯ膜は第５図に示す如く
、Ａｒ放電ガスに０２ガスを０．１ ％から０．５
％程度ドープして、スパッタリングを行うことにより
実現できる。
、Ａｒ放電ガスに０２ガスを０．１ ％から０．５
％程度ドープして、スパッタリングを行うことにより
実現できる。
従って、本発明のセンサの受光素子部分の構造を示すと
、第７図および第８図に示す如くとなる。
、第７図および第８図に示す如くとなる。
第７図および第８図において、ＩＴＯ透明電極はａ−８
ｉ：Ｈ膜１２と接触する界面近傍において、前述の加工
性の良好な比較的比抵抗の高い層１６と配線抵抗を下げ
るための比較的比抵抗の低い層１３（センサの光応答特
性を改善する）とからなる点で第１図および第２図に示
した従来の構造と区別される。低比抵抗層１３を設ける
理由は上記の配線抵抗値の低減による素子特性の向上の
他に、高比抵抗層１５をその後センサ製造工程において
安定な比抵抗値を保つように保護する軸側を持つ。
ｉ：Ｈ膜１２と接触する界面近傍において、前述の加工
性の良好な比較的比抵抗の高い層１６と配線抵抗を下げ
るための比較的比抵抗の低い層１３（センサの光応答特
性を改善する）とからなる点で第１図および第２図に示
した従来の構造と区別される。低比抵抗層１３を設ける
理由は上記の配線抵抗値の低減による素子特性の向上の
他に、高比抵抗層１５をその後センサ製造工程において
安定な比抵抗値を保つように保護する軸側を持つ。
実施例１
テンパックスガラス［ショット（Ｓｃｈｏｔｔ）社商品
名］基板１５上に金ｆｉＣＣｒをスパッタリング法によ
り、厚さ２０００人に堆積する。硝酸第２セリウムアン
モニウム水溶液をエツチング液として用いた通常のホト
エツチング工程にてＣｒ電極パターン１１を形成する。
名］基板１５上に金ｆｉＣＣｒをスパッタリング法によ
り、厚さ２０００人に堆積する。硝酸第２セリウムアン
モニウム水溶液をエツチング液として用いた通常のホト
エツチング工程にてＣｒ電極パターン１１を形成する。
次に、１００％５ｉＨａガスを用いたグロー放電ＣＶＤ
法にて、ａ Ｓ ｘ ： Ｈ（ｉ）膜を基板温度２０
０℃、ガス圧０．２Ｔｏｒｒ。
法にて、ａ Ｓ ｘ ： Ｈ（ｉ）膜を基板温度２０
０℃、ガス圧０．２Ｔｏｒｒ。
高周波パワー４０Ｗで１μｍの厚さに堆積する。
この膜を抱水ヒドラジン−イソプロピルアルコール−水
系のエツチング液を用いたホトエツチング法にて、ａ−
５ｉ：Ｈ光導電膜パターン１２とする。この基板をマグ
ネトロンスパッタ装置の基板ホルダー電極（陽Ｖｉ）に
設置し、プレーナマグネトロンカソード（陰極）上にＩ
ＴＯターゲットを設置して、２ Ｘ １０−６Ｔｏｒｒ
の真空度に排気する。
系のエツチング液を用いたホトエツチング法にて、ａ−
５ｉ：Ｈ光導電膜パターン１２とする。この基板をマグ
ネトロンスパッタ装置の基板ホルダー電極（陽Ｖｉ）に
設置し、プレーナマグネトロンカソード（陰極）上にＩ
ＴＯターゲットを設置して、２ Ｘ １０−６Ｔｏｒｒ
の真空度に排気する。
０．３ ％の０２を含むＡｒガスをＩ Ｘ 、Ｌ Ｏ−
”Ｔｏｒｒスパッタ室内に導入し、主バルブにて５ Ｘ
１０−３Ｔｏｒｒに調節する。先ず、プリスパッタリ
ングを行ってＩＴ○ターゲットの吸蔵ガスを脱着させる
。
”Ｔｏｒｒスパッタ室内に導入し、主バルブにて５ Ｘ
１０−３Ｔｏｒｒに調節する。先ず、プリスパッタリ
ングを行ってＩＴ○ターゲットの吸蔵ガスを脱着させる
。
続キ続イテ、１３．５６ ＭＨｚ、出力１０ｏＷの高
周波マグネトロンスパッタリングを３０分間行い、膜厚
８００人の比抵抗の高い第一層１６を堆積する。次に、
５ Ｘ １０−３Ｔｏｒｒ純Ａｒガスをスパッタ室内に
導入し、上と同様に、高周波マグネトロンスパッタを２
時間３０分行い、膜厚４２００人の比抵抗の低い第２層
１３を堆積する。この時、高周波出力の密度は０．５
Ｗ／ｃｆ、基板加熱温度は２００〜２５０℃である。Ｉ
ＴＯターゲットの組成は（Ｉ ｎｚｏａ） ａｔ （Ｓ
ｎｏｚ） ｅである。基板ホルダー電極は回転式にな
っており、■Ｔｏターゲットと赤外線加熱ヒータは基板
ホルダー電極の回転軸に対して、対称の位置に設けられ
ている。従って、上記基板はＩＴＯ膜堆積と基板加熱を
交互に行いながら、膜堆積を行う。プリスパッタリング
条件は通常第一層の膜堆積条件と同じ条件で行う。
周波マグネトロンスパッタリングを３０分間行い、膜厚
８００人の比抵抗の高い第一層１６を堆積する。次に、
５ Ｘ １０−３Ｔｏｒｒ純Ａｒガスをスパッタ室内に
導入し、上と同様に、高周波マグネトロンスパッタを２
時間３０分行い、膜厚４２００人の比抵抗の低い第２層
１３を堆積する。この時、高周波出力の密度は０．５
Ｗ／ｃｆ、基板加熱温度は２００〜２５０℃である。Ｉ
ＴＯターゲットの組成は（Ｉ ｎｚｏａ） ａｔ （Ｓ
ｎｏｚ） ｅである。基板ホルダー電極は回転式にな
っており、■Ｔｏターゲットと赤外線加熱ヒータは基板
ホルダー電極の回転軸に対して、対称の位置に設けられ
ている。従って、上記基板はＩＴＯ膜堆積と基板加熱を
交互に行いながら、膜堆積を行う。プリスパッタリング
条件は通常第一層の膜堆積条件と同じ条件で行う。
上記のＩＴＯ膜をＨＣＱ −ＨＮ Ｏａ −Ｈ２０系エ
ツチング液にてホトエツチング行い透明電極パターン１
３．１６と形成する。エツチング液の組成はＨＣＱ −
ＨＮＯ３−Ｈ２０＝ １ ： ０．０８ ： １ （体
積比）であり、液温は４５°Ｃである。この時のエツチ
ング時間は約８分であった。
ツチング液にてホトエツチング行い透明電極パターン１
３．１６と形成する。エツチング液の組成はＨＣＱ −
ＨＮＯ３−Ｈ２０＝ １ ： ０．０８ ： １ （体
積比）であり、液温は４５°Ｃである。この時のエツチ
ング時間は約８分であった。
次に、ポリイミド系樹脂からなるパッシベーション膜を
塗布し、所定の形状１４にパターン化する。
塗布し、所定の形状１４にパターン化する。
最後、ＮｉＣｒ／ Ａ ｕ導体配線パターンをマスク蒸
着法にて形成し、駆動用ＩＣを装着して密着読み取り一
次元・センサが完成する。
着法にて形成し、駆動用ＩＣを装着して密着読み取り一
次元・センサが完成する。
実施例２
実施例１と同様の方法でＣｒ下部電極パターンを形成し
、次に、１００％ＳｉＨ＋ガスを用いたグロー放電ＣＶ
Ｄ法にて、ａ Ｓ ｉ： Ｈ膜からなるｉ ／ ｐ層
を堆積する。５層の堆積条件は実施例１と同様であるが
、２層は１００％５ｉＨａガス中に０．０４ ％の８
２Ｈ１３ガスをドープすることにより形成する。この時
、ｐ層の膜厚は光感度の低下とパターン化した時の「ひ
さし」の張り出しを極力抑えるため、１５０人程度の薄
い膜厚にする必要がある。次に、実施例１と同様の方法
でａ −３ｉ ：Ｈ膜をパターン化し、ＩＴＯ膜も同様
にマグネトロンスパッタリング法により、高比抵抗層。
、次に、１００％ＳｉＨ＋ガスを用いたグロー放電ＣＶ
Ｄ法にて、ａ Ｓ ｉ： Ｈ膜からなるｉ ／ ｐ層
を堆積する。５層の堆積条件は実施例１と同様であるが
、２層は１００％５ｉＨａガス中に０．０４ ％の８
２Ｈ１３ガスをドープすることにより形成する。この時
、ｐ層の膜厚は光感度の低下とパターン化した時の「ひ
さし」の張り出しを極力抑えるため、１５０人程度の薄
い膜厚にする必要がある。次に、実施例１と同様の方法
でａ −３ｉ ：Ｈ膜をパターン化し、ＩＴＯ膜も同様
にマグネトロンスパッタリング法により、高比抵抗層。
低比抵抗層の順に堆積する。この構造の受光素子はａ−
８ｉ ： Ｈ（ｉ）層とＩＴＯ透明電極の間にａ−８ｉ
：Ｈ（ｐ）層を介在するため、逆方向電流値に与えるＩ
ＴＯ膜の膜質の影響は問題とならない。一方、段差部の
「ひさし」については１層パターンよりも強調されてい
るので、実施例１と比較してＩＴＯ膜のパターン化がよ
り困難となる。
８ｉ ： Ｈ（ｉ）層とＩＴＯ透明電極の間にａ−８ｉ
：Ｈ（ｐ）層を介在するため、逆方向電流値に与えるＩ
ＴＯ膜の膜質の影響は問題とならない。一方、段差部の
「ひさし」については１層パターンよりも強調されてい
るので、実施例１と比較してＩＴＯ膜のパターン化がよ
り困難となる。
しかし、本実施例のＩＴＯ膜を実施例１と同様の方法で
パターン化したところ、段差部分における切れ込みは問
題とならない程度であった。以下。
パターン化したところ、段差部分における切れ込みは問
題とならない程度であった。以下。
実施例１と同様の後工程を経て密着読み取り一次元セン
サとした。
サとした。
実施例３
実施例１と同様の方法でＣｒ下部電極パターン形成を行
う。この基板上にａ−８ｉ：Ｈ（ｉ）膜をスパッタリン
グ法により堆積する。ａ−８ｉ：Ｈ（ｉ）膜はカソード
に６Ｎ程度の高純度多結晶Ｓｉターゲットを設置し、２
０％Ｈｚを含有するＡｒガスを３ Ｘ １０−３Ｔｏｒ
ｒの放電ガス圧で反応性スパッタリングにより堆積する
。この方法で形成されたａ−３ｉ：Ｈ（ｉ）膜はグロー
放電ＣＶＤ法により形成された膜よりも光学的バンドギ
ャップが大きいので、光感度を上げるため、膜厚は通常
２μｍとする。このａ−８ｉ：Ｈ膜をＣＦ４ガスのグロ
ー放電を用いたドライエツチング法により所定のパター
ンに加工する。この上にＩＴＯ膜を実施例１と同様にマ
グネトロンスパッタ法にて、１μｍの膜厚に堆積する。
う。この基板上にａ−８ｉ：Ｈ（ｉ）膜をスパッタリン
グ法により堆積する。ａ−８ｉ：Ｈ（ｉ）膜はカソード
に６Ｎ程度の高純度多結晶Ｓｉターゲットを設置し、２
０％Ｈｚを含有するＡｒガスを３ Ｘ １０−３Ｔｏｒ
ｒの放電ガス圧で反応性スパッタリングにより堆積する
。この方法で形成されたａ−３ｉ：Ｈ（ｉ）膜はグロー
放電ＣＶＤ法により形成された膜よりも光学的バンドギ
ャップが大きいので、光感度を上げるため、膜厚は通常
２μｍとする。このａ−８ｉ：Ｈ膜をＣＦ４ガスのグロ
ー放電を用いたドライエツチング法により所定のパター
ンに加工する。この上にＩＴＯ膜を実施例１と同様にマ
グネトロンスパッタ法にて、１μｍの膜厚に堆積する。
ＩＴ○膜堆積時のＡｒ放電ガス中の０２含有址はａ−８
ｉ：Ｈ膜と接触する界面近傍においては０．５ ％であ
り、その後、次第に含有量を低下させ、膜厚０．５
μに達したところで０％となるように堆積した。このＩ
Ｔ○膜を実施例１と同様の方法でパターン化したところ
、段差部が１μｍの高さで急峻になっているにも拘らず
、ＩＴＯ膜の段差部における切れ込みは生じなかった。
ｉ：Ｈ膜と接触する界面近傍においては０．５ ％であ
り、その後、次第に含有量を低下させ、膜厚０．５
μに達したところで０％となるように堆積した。このＩ
Ｔ○膜を実施例１と同様の方法でパターン化したところ
、段差部が１μｍの高さで急峻になっているにも拘らず
、ＩＴＯ膜の段差部における切れ込みは生じなかった。
以下、実施例１と同様の後工程を経て受光素子を完成し
た。
た。
本発明のＩＴ○透明電極を用いた受光素子では、ａ
Ｓｉ：Ｈ／ＩＴＯへテロ接合界面において、安定な電子
注入阻止型のショットキ接合が形成され、逆バイアス方
向の暗電流値が１０−１’ Ａｌａｌ以下に安定に抑制
できる。一方、ＩＴ○膜堆積初期に形成される異常にエ
ツチング速度の遅い皮膜の発生がないのでａ−８ｉ：Ｈ
パターン段差部におけるＩＴＯ膜パターンの切れ込み不
良も起きない。また、高比抵抗膜の上部に形成された従
来の比抵抗膜のために、高比抵抗膜の特性が安定になり
、更に、高比抵抗膜のエツチング速度が比較的速いこと
によって生ずるａ−３ｉ：Ｈパターン段差部におけるＩ
ＴＯ膜パターンの切れ込み不良も発生しない。本発明の
ＩＴＯ膜はｉ ／ ｐ二層構造からなるａ−８ｉ：Ｈパ
ターン段差部に生ずる「ひさし」の強調された段差部の
段差切れに対して有効なのは言までもない。以上の結果
１階調のとれる高い光感度を有し、光応答特性も良好で
、かつ、高解像度の受光素子が実現できる。
Ｓｉ：Ｈ／ＩＴＯへテロ接合界面において、安定な電子
注入阻止型のショットキ接合が形成され、逆バイアス方
向の暗電流値が１０−１’ Ａｌａｌ以下に安定に抑制
できる。一方、ＩＴ○膜堆積初期に形成される異常にエ
ツチング速度の遅い皮膜の発生がないのでａ−８ｉ：Ｈ
パターン段差部におけるＩＴＯ膜パターンの切れ込み不
良も起きない。また、高比抵抗膜の上部に形成された従
来の比抵抗膜のために、高比抵抗膜の特性が安定になり
、更に、高比抵抗膜のエツチング速度が比較的速いこと
によって生ずるａ−３ｉ：Ｈパターン段差部におけるＩ
ＴＯ膜パターンの切れ込み不良も発生しない。本発明の
ＩＴＯ膜はｉ ／ ｐ二層構造からなるａ−８ｉ：Ｈパ
ターン段差部に生ずる「ひさし」の強調された段差部の
段差切れに対して有効なのは言までもない。以上の結果
１階調のとれる高い光感度を有し、光応答特性も良好で
、かつ、高解像度の受光素子が実現できる。
第１図は従来のセンサの受光素子部分の平面図、第２図
は第１図のｘ−ｘ’線断面図、第３図は受光素子の順お
よび逆方向バイアスの電圧−暗電流時性の一例を示した
図、第４図はＩＴＯ比抵抗と逆方向電流の関係を比した
図、第５図はＡｒ放電ガス中の０２含有量と堆積したＩ
ＴＯ膜の比抵抗の関係を示した図、第６図はＩＴＯ膜の
比抵抗とＩＴＯ膜のエツチング速度との関係を示した図
、第７図は本発明の一実施例になるセンサ受光素子部分
の平面図、第８図は第７図のｘ−ｘ’線断面図である。 １．１１−・・金属下部電極、２ 、１２− ａ −Ｓ
ｉ ：Ｈ２Ｓ、１３・・・ＩＴＯ透明電極、４．１４
・・・パッシベーション膜、５，１５・・・絶縁性基板
、ａ・・・特性の良好な逆バイアスの電圧−暗電流特性
、ｂ・・・順バイアスの電圧−暗電流特性、Ｃ・・・特
性の不良な逆バイアスの電圧−Ｍ電流特性、１３・・・
比較的比抵抗の低いＩ′Ｔｏ透明パターン、１６・・・
逆方向電流を抑制し、かつ、加工性の良好な比較的比抵
第 ｌ 凹 孕 ２ 凹 第 ４ 日 ｒＴＯ比４ｋｊｆｔ、 （−Ｉｔ ＣＭ）第 ５ 口 Ａ？放放電ガス人中０２含有↑（４つ 第 ろ 口 ＩＴＯ比牛１（ａ（ｆＬｃヶつ
は第１図のｘ−ｘ’線断面図、第３図は受光素子の順お
よび逆方向バイアスの電圧−暗電流時性の一例を示した
図、第４図はＩＴＯ比抵抗と逆方向電流の関係を比した
図、第５図はＡｒ放電ガス中の０２含有量と堆積したＩ
ＴＯ膜の比抵抗の関係を示した図、第６図はＩＴＯ膜の
比抵抗とＩＴＯ膜のエツチング速度との関係を示した図
、第７図は本発明の一実施例になるセンサ受光素子部分
の平面図、第８図は第７図のｘ−ｘ’線断面図である。 １．１１−・・金属下部電極、２ 、１２− ａ −Ｓ
ｉ ：Ｈ２Ｓ、１３・・・ＩＴＯ透明電極、４．１４
・・・パッシベーション膜、５，１５・・・絶縁性基板
、ａ・・・特性の良好な逆バイアスの電圧−暗電流特性
、ｂ・・・順バイアスの電圧−暗電流特性、Ｃ・・・特
性の不良な逆バイアスの電圧−Ｍ電流特性、１３・・・
比較的比抵抗の低いＩ′Ｔｏ透明パターン、１６・・・
逆方向電流を抑制し、かつ、加工性の良好な比較的比抵
第 ｌ 凹 孕 ２ 凹 第 ４ 日 ｒＴＯ比４ｋｊｆｔ、 （−Ｉｔ ＣＭ）第 ５ 口 Ａ？放放電ガス人中０２含有↑（４つ 第 ろ 口 ＩＴＯ比牛１（ａ（ｆＬｃヶつ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に金属下部電極、非晶質水素化シリコン、酸
化インジウムを主体とする酸化物透明電極およびパッシ
ベーション膜を順次形成してなる受光素子において、該
酸化インジウムを主体とする透明電極が、少なくとも非
晶質水素化シリコンと整流性接触を形成する界面近傍に
おいて、５×１０＾−＾４Ωｃｍから３×１０＾−＾３
Ωｃｍの範囲に含まれる比抵抗を有することを特徴とす
る受光素子。 ２、上記の酸化インジウムを主体となる透明電極が、５
×１０＾−＾４Ωｃｍから３×１０＾−＾３Ωｃｍの範
囲に含まれる第一層とそれに引き続いて形成される比抵
抗５×１０＾−＾４Ωｃｍ以下は比抵抗を有する第二層
とで構成されることを特徴とする特許請求範囲第１項記
載の受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261077A JPS62122282A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60261077A JPS62122282A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62122282A true JPS62122282A (ja) | 1987-06-03 |
Family
ID=17356757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60261077A Pending JPS62122282A (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62122282A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010539690A (ja) * | 2007-09-13 | 2010-12-16 | ナノアイデント テクノロジーズ アクチェンゲゼルシャフト | 半導体構成要素を有するマトリックスセンサ |
| CN110176519A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种平板探测器及其制作方法 |
| WO2021149414A1 (ja) * | 2020-01-23 | 2021-07-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP60261077A patent/JPS62122282A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010539690A (ja) * | 2007-09-13 | 2010-12-16 | ナノアイデント テクノロジーズ アクチェンゲゼルシャフト | 半導体構成要素を有するマトリックスセンサ |
| US8994137B2 (en) | 2007-09-13 | 2015-03-31 | Asmag-Holding Gmbh | Sensor matrix with semiconductor components |
| CN110176519A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种平板探测器及其制作方法 |
| WO2021149414A1 (ja) * | 2020-01-23 | 2021-07-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
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