JPS6218066A

JPS6218066A - イメ−ジセンサおよびその製造方法

Info

Publication number: JPS6218066A
Application number: JP60157182A
Authority: JP
Inventors: Teikou Tei; 鄭　貞浩
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1987-01-27

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］本発明は、イメージセンサおよびその製造方法に係り、
特に、センサ面積の規定方法に関する。

［従来技術およびその問題点］原稿と同一幅のセンサ部を有する長尺読み取り素子を用
いた密着型イメージセンサは、アモルフアスシリコン（
ａ−ｓ　ｒ　＞等のアモルファス半導体あるいは硫化カ
ドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）
等の多結晶薄膜等を光導電体層として使用することによ
り縮小光学系を必要としない大面積デバイスとしての使
用が可能となり、小型の原稿読み取り装置等への幅広い
利用が注目されている。

このイメージセンサのセンサ部の基本構造の１つとして
サンドイッチ型センサがあげられる。このサンドイッチ
型センサは第８図に示す如く、基板１０１上に形成され
た下部電極（金属電極）１０２と、透光性の上部電極（
透光性電極）１０３とによって光導電体層１０４を挾ん
だもので、密着型イメージセンサにおいては、長尺基板
上に、このサンドイッチ型センサが複数個（例えば、８
ドツト／履の場合日本工業規格Ａ列４番用としては１７
２８個、同規格Ｂ列４番用としては２０４８個）並設さ
れている。そして、正確な読み取りを可能とするために
は、これらのセンサは互いに完全に独立であると共に、
受光部の面積も同一でなければならない。

このため、長尺基板上における各センサの受光面積の規
定についてはいろいろな試みがなされている。

例えば、最も基本的な密着型イメージセンサでは第９図
に示す如く下部電極１０２も光３４電体層１０４も各セ
ンサ毎に分割形成されると共に、透光性の上部電極１０
３も要部では分割形成されて、下部電極１０２と透光性
の上部電極１０３とによって光導電体層が挾まれた領域
を受光面積（センサ面積）として規定し、各センサを分
離形成している。

この構成では、下部電極の形成、光導電体層の形成、上
部電極の形成、これらすべてにフォトリソエツチングブ
［１ｔスを用いなければならず製造工程が繁雑である上
、パターンのずれ等により、各センサの受光面積にばら
つきが生じる等の不都合があった。また、上部電極形成
のためのフォトリソエツチングプロセス等において、マ
スクとの境界にあたる部分で光導電体層の端部が汚染さ
れ損傷を受けて信頼性の低下、歩留りの低下を生じると
いう問題もあった。

また、ノンドープのアモルファスシリコンを光導電体層
として用いた密着型イメージセンサではアモルファスシ
リコン自体が高抵抗（暗時の抵抗率〜１０９ΩｃＩＲ）
であることを利用して隣接ビット間（隣接する各センサ
間）の分離（アイソレーション）を省略し、第１０図に
示す如く、例えば下部電極のみを分割形成し、光導電体
層１０４および上部電極１０３は１体的に形成している
。かかる構成においても上部電極と下部電極との重なり
によって受光面積が規定され、フォトリソエツチングプ
ロセスは、下部電極の形成時に用いられるのみで、上部
電極の着膜は、メタルマスク等を介してスパッタリング
法等により選択的に行なわれ、製造工程は簡略化される
が、メタルマスクの端部にあたる部分で下地の光導電体
層が損傷を受け、これが製造歩留りの低下につながって
いた。

これらの問題を解決するため、第１１図又は第１２図に
示す如く、センサの構成部材そのものによって受光面積
を規定するのではなく、遮光膜１０５によって規定する
方法も考えられている。

まず、第１１図に示されているのは、第１０図に示され
た構造例における上部電極１０３の端部近傍で生じた光
導電体層のｆｌｍがセンサ特性に影響を与えるのを防ぐ
べく、その部男を含めて不要部を遮光ＷＡ１０５で遮蔽
し、遮光膜と下部電極とによって受光面積を規定してい
る。

この構成では、遮光膜はあくまで下地電極により規定さ
れている受光面積を補助的に規定しているのみであり、
下地電極の引き出し線１０６についても遮光膜から露出
している部分には、センサが形成されることになり、こ
の引き出し線１０６の面積による影響も各センサの特性
のばらつきの原因となっていた。

また、第１２図に示す如く下部電極２を大きめのパター
ンで形成しておき、まず、センサの形成された基板表面
全体を表面保護膜１０７で被覆した後、絶縁性の遮光１
１！１０５を形成したもので、遮光膜のみによって受光
面積を規定している。この場合、遮光膜に形成される窓
部Ｗのパターニングは精度を要するため、フォトリソエ
ツチング法等によって行なわれる。

この構成では、信頼性は向上げるが、保護膜の形成、遮
光膜のパターニング等のプロセスが繁雑である。また、
工程の簡略化のために保護膜を形成することなく遮光膜
を形成した場合、遮光膜の窓部のパターニング工程とし
てのフォトリソエツチング工程でセンサの劣化が生じて
しまうため、保護膜は必要であった。

更にまた、一般に、サンドイッチ構造のイメージセンサ
では、透光性電極（上部電極）は透光性を充分に維持す
るためには薄く形成する必要があるが、薄いことにより
、電極そのものの抵抗が大きくなってしまうという問題
があった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、透光性電
極の側の抵抗が小さく、センサ特性が良好で信頼性の高
いイメージセンサを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段１そこで本発明では、サンドイッチ構造の光電変換素子か
らなるイメージセンサにおいて、光電変換素子の受光面
積の規定を、透光性の電極上の所定の領域に遮光性の金
属膜を積層せしめることによって行なうようにしている
。

また、該金属膜の形成に際しては、リフトオフ法を用い
るようにしている。

［作用］すなわち、本発明では、透光性電極の上層に所望の形状
の遮光性を有する金属膜パターンを形成することによっ
て光電変換素子の受光面積を規定するようにしているた
め、透光性電極の形成に際しての寸法精度は不要であり
、又、形成時に用いるメタルマスクのエツジ部に相当す
る部分に傷等が生じた場合にも、この部分は、受光部す
なわちセンサ部とならないため、ビット不良となること
もなく、センサ特性の良好なイメージセンサを得ること
ができる。

また、該金属膜パターンは透光性電極に被着せしめられ
て集電体として作用し、透光性゛電極そのものによる電
力損失の増大を防止している。

更に、該金属膜パターンの形成に際しては、レジストパ
ターンの形成工程、金属膜の着膜工程、レジストパター
ンの剥離工程からなるリフトオフ法を用いるようにして
いるため、酸等を用いたウェットエツチングあるいは、
ドライエツチング等のエツチング工程を経ることなくパ
ターン形成を行なうことが可能となり、エツチング工程
におけるセンサ部の劣化は前照となり、信頼性の高いイ
メージセンサを形成することができる。

［実施例１以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

本発明実施例の密着型イメージセンサは、第１図および
第２図に示す如く、絶縁性のガラス基板１上にｎ個の光
電変換素子（受光素子）Ｐｌ・・・Ｐ、が１６ドツト／
＃の間隔で１列に並設されると共に、これらの各受光素
子は、前記ガラス基板１上に形成された配線部りを介し
て駆動回路部りに接続されている。（第２図は第１図の
Ａ−Ａ断面を示す図である。）各受光素子Ｐ１〜Ｐ、はいずれも、前記ガラス基板１上
に所望のパターン形状で分割形成された下部電極２とし
てのクロム電極と、この上層に順次積層せしめられる光
導電体層３としての水素化アモルファスシリコン層と透
光性の上部電極４としての酸化インジウム錫層とより構
成される光電変換部５を有しており、この光電変換部は
間口部６を有する遮光性の金属膜７としてのクロム層に
よって被覆せしめられ、更にその上層は表面保護膜８で
被覆せしめられている。

次に、この密着型イメージセンサの製造方法について説
明する。

まず、絶縁性のガラス基板１上に、蒸着法によりクロム
薄膜を着膜した後フォトリソ法によりパターン形成を行
ない、下部電極２を形成する。

次いで、光導電体層３として、水素化アモルファスシリ
コン層をグロー放電法により堆積した後、更にこの上層
に透光性の上部電極１３として酸化インジウム錫膜をス
パッタリング法により形成し、第３図に示す如く、サン
ドイッチ構造の光電変換部５を形成する。このとき、上
部電極１３によってセンサ面積を規定する必要はないた
め、水素化アモルファスシリコン層、酸化インジウム錫
膜の形成幅についても、精度を必要としない。従ってメ
タルマスクを設置する場合にもビン合わせ程度で充分で
ある。

この後、第４図に示す如く、０ＦＰＲ８００と槓杵され
ている東京応化製のポジ型レジストを塗布し、遮光性の
金属膜７を形成すべき領域の該ポル型レジストをフォト
エツチング法によって選択的に除去することにより、レ
ジストパターン８を形成する。

続いて第５図に示す如く、室温〜１２０℃の温度下にお
ける電子ビーム蒸着法により、遮光性の金属膜７として
、膜厚１０００Ａのクロム薄膜を形成する。

そして最後に、アセトンあるいは、酢酸ブチル＋イソプ
ロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノール等を用いて超
音波洗浄を行ないレジストパターン９を剥離することに
より、第６図に示す如く、遮光性の金属膜７を有する密
着型イメージセンサが形成される。そして更にこの上層
を表面保護膜８で被覆し、第１図および第２図に示した
密着型イメージセンサが完成する。

このようにして形成された密着型イメージセンサは、透
光性の金属膜７によって光電変換部５が被覆されており
、該金属膜の開口部６によってセンサ面積が規定されて
いるため、透光性の上部電極形成時にメタルマスクのエ
ツジ部で下地の水素化アモルファスシリコン層が損傷を
受けたとしても、この部分はセンサとして働かないため
、ビット不良となることもなくセンサ特性の良好なもの
となる。

また、該遮光性の金属ＷＡ７は東電体として作用するた
め、電力損失を増大することなく、透光性の上部電極を
極めて薄くし、透光性を上げることができる。

更に、該遮光性の金属膜７のバターニングに際しても、
リフトオフ法を用いているため、金属のエツチング工程
が不要となり、アセトン洗浄等によるレジスト剥離工程
のみで良いため、センサ特性を良好に維持することがで
きる。

なお、実施例においては、遮光性の金属膜としてクロム
を用いたが、必ずしもクロムに限定されるものではなく
、アルミニウム（Ａｑ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（
Ｉｎ）、１ｌｕ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｑ）、モ
リブデン（ＭＯ）等地の金属でも良いことはいうまでも
ない。

また、遮光性の金属膜パターンの形成のためのリフトオ
フ工程において用いるレジストについても、必ずしも０
ＦＰＲ８００に限定されることなく、Ａｚ８６１、Ａｚ
１３５０Ｊ　（ヘキスト社ＩＪ）等、他のレジストでも
良い。しかしながら、ポジ型レジストの方が剥離が容易
であるため、ポジ型レジストを使用するのが望ましい。

なお、実施例においては、下部電極２のパターンを各受
光素子Ｐ１・・・Ｐｏに対して一定としたが、第７図に
示す如く、下部電極２の幅Ｗをｗｌ・・・Ｗｏ　（Ｗｌ
〈Ｗ２くＷ３・・・）と変化させ、センサ自体のもつ容
量を変化さけることにより、引き出し線りの長さの差等
による付属回路の静電容量差を補正するようにしてもよ
い。これにより、ビット間の特性のばらつきのない良好
な密着型イメージセンサを得ることができる。

［発明の効果］以上説明してきたように、本発明によれば、サンドイン
チ構造の受光素子上に遮光性の金属膜を被着せしめるこ
とによりセンサ面積を規定するようにしているため、電
極そのものによる電力損失が少なくビット不良のないセ
ンサ特性の良好な密着型イメージセンサを提供すること
が可能となる。

また、該遮光性の金属膜の形成に際しては、リフトオフ
法を用いるようにしているため、下地の酸化インジウム
錫膜と水素化アモルファスシリコン層との接合特性の劣
化を生じることなく信頼性の高い密着型イメージセンサ
を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明実施例の密着型イメージ
センサの概要図（第２図は、第１図のＡ−△断面図）、
第３図乃至第６図は、同密着型イメージセンサの製造工
程図、第７図は、同密着型イメージセンサの変形例を示
１図、第８図は、サンドイッヂ型センサの基本構造を示
す図、第９図乃至第１２図は従来例の密着型イメージセ
ンサの構造を示す図である。１・・・ガラス基板、２・・・下部電極、３・・・光導
電体層、４・・・透光性の上部電極、５・・・光電変換
部、６・・・開口部、７・・・遮光性の金属膜、８・・
・表面保護膜、９・・・レジストパターン、Ｌ・・・引
き出し線（配線部）、Ｄ・・・駆動回路部、１０１・・
・ガラス基板、１０２・・・下部電極、１０３・・・上
部電極、１０４・・・光導電体層、１０５・・・遮光膜
、１０６・・・引き出し線、１０７・・・表面保護膜。第１図第２図第３図第４図第５図第６図：）ｌＰ２Ｐ３匿第７図第９図第１Ｏ図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属電極と、透光性電極とによつて光電変換層を
挾んだサンドイッチ構造の光電変換素子からなるイメー
ジセンサにおいて、前記光電変換素子の受光面積の規定が、前記透光性電極上に選択的に積層せしめられた遮光性の
金属膜によってなされたことを特徴とするイメージセン
サ。
（２）前記光電変換層は水素化アモルファスシリコン層
であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
のイメージセンサ。
（３）前記透光性電極は、酸化インジウム錫層であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２）
項記載のイメージセンサ。
（４）絶縁性の基板上に形成された金属電極と透光性電
極とによつて光電変換層を挾んだサンドイッチ構造の光
電変換素子からなるイメージセンサの製造方法において
、基板上に、金属電極、光電変換層、透光性電極を順次積
層し、光電変換素子を形成する工程と、該光電変換素子
の受光面積を規定すべく、リフトオフ法により、前記透
光性電極上に開口部を有する金属膜を形成する工程とを
含むことを特徴とするイメージセンサの製造方法。