JPS62203366A - イメ−ジセンサおよびその製造方法 - 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 本発明は、ファクシミリ、インテリジェントコピア等の
入力装置として用いられる原稿幅と同一の大きさを有し
、高速読取ができ、かつ信頼性の高いイメージセンサお
よびその製造方法に関するものである。

従来の技術 従来、この種のイメージセンサでは、例えば特開昭６０
−１１５２５９号公報に示されている様に、第４図のよ
うな構成になっていた。

すなわち第４図のイメージセンサの主走査方向の断面図
が示す様に、透明絶縁基板１上に可視光するために、Ｃ
ｒ等の金属薄膜（比抵抗１０−６Ｑ　’ｆｆｉ　。

膜厚２０００人で透過率０．１％以下）の遮光層１２を
形成し、図示していないが、ホトエツチング等で照明窓
を設ける。次に、遮光層１２と光電変換素子５との絶縁
を保つために、５１ｏ２等の透明絶縁層４をスパッタ等
で形成し、その上部に、ＣｄＳ　。

ＣｄＳｅあるいは固溶体Ｃｄ５−ＣｄＳｅ等のｎ−■族
化合物薄膜をホトエツチング法等で島状の光電変換素子
５に形成し、活性化熱処理によって光電変換素子６に光
感度を付与した後、遮光膜１２を接地するために、ホト
エツチング法等で透明絶縁層４の一部を除去し、接地電
極部１３を設けた後、ＮｉＣｒ−Ａｕ等で読取走査電極
１４をリフトオフ法等で形成する。最後に、薄板ガラス
等の透明保護層６を接着する。第４図には図示していな
いが、従来は本発明の第１図の様に、透明絶縁基板１裏
面から照明窓２を通り、原稿子の反射光８を光電変換素
子５で受光するものであり、接地電極部１３で遮光層１
２を接地し、遮光層１２と読取走査電極１４との間に存
在する容量成分の影響を除去する事により、反射光８の
強度分布に応じた信号を忠実に光電変換する構成になっ
ていた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、従来のイメージセンサでは、読取走査電極と遮
光層との容量を除去するために接地電極部を設ける必要
があり工程が増加したり、絶縁層の除去にフッ酸系のエ
ツチング液等を用いるため、その蒸気による光電変換素
子の損傷や、透明絶縁基板の失透等が部分的に生じ問題
となっていた。

また、遮光層を接地する事によって、光電変換素子との
間の分布容量によって、読取走査電極の一方に印加した
電圧が他方の電極に発生するまでの電圧応答特性が制限
され高速読取が困難であった。

さらに、透明絶縁層のピンホールやクラッチ等による読
取走査電極との短絡や遮光層金属材料が透明絶縁層中を
拡散して光電変換素子に影響を与え、歩留りの低下を生
じていた。

そこで、本発明は、簡単な構成で、容量成分を除去し高
速読取のできるイメージセンサおよびその製造方法を提
供する事を目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、遮光層に５ｉ
Ｇｅおよび５ｉＧｅ系酸化物等からなる高抵抗材料を用
いることにより、容量成分を除去するものである。

作　　用 本発明は、上述した高抵抗遮光層により、絶縁層を介し
て対向する読取走査電極と高抵抗遮光層間に誘起される
電荷量を制限する事によって容量を少なくし、電圧応答
を高速化できるものである。

実施例 第１図は、本発明の実施例を示すイメージセンサの副走
査方向を示す断面図である。第１図に示この遮光層３は
比抵抗が１０９−α以上であり、膜厚は５ｏ○○八以下
とし、その透過率が可視光に対して、その透過光強度が
原稿７からの反射光８の最大強度の６％以下にできるよ
うに制御する。

次に、９１０２等の透明絶縁層４をスパッタ法等で形成
した後、ＣｄＳ、ＣｄＳｅあるいは固溶体Ｃｄ５−Ｃｄ
Ｓｅ等の■−■族化族化合物半導体薄膜電光電変換素子
６明窓２近傍に形成した後、図示はしていないが、Ｎ　
ｉ　Ｃｒ−Ａｕ等で読取走査電極を形成する。

さらに、マイクロシートガラス等の薄板ガラスや透明絶
縁膜で透明保護層６を接着あるいは被着する。そして透
明絶縁基板１裏面から照明窓２を通って入射した光の原
稿７による反射光８を光電変換素子５で電気信号に変換
するものである。

上述の様に、高抵抗な遮光層３を設ける事により、絶縁
層４を介して遮光層３と読取走査電極間に誘起される電
荷量を制限でき、容量を少なくできるとともに、接地工
事部を設ける必要がないので、エツチング時に発生する
影響も除去でき、生産性や信頼性が向上できる。

さらに、容量によって制限されていた電圧応答特性、例
えば、従来、印加電圧周期が１ｏ　ｏ　Ｈｚ〜１００Ｋ
Ｈ２の変化に対して、約５倍の電圧変動を示したものが
、ＩＭＨｚ程度まで安定した応答を示し、高速読取が可
能となった。

また、遮光層３の高抵抗化により、透明絶縁層の不完全
性による部分的に発生する絶縁破壊が軽減され、膨張係
数差によるクラックの発生が抑制され、歩留りや信頼性
が飛躍的に向上する。さらに、５ｉＧｅ系材料の遮光層
では、光吸収係数が大きく膜厚が５ｏｏｏÅ以下と薄く
ても充分な遮光性を有するので、ＳＬ単独時では、同程
度の吸収をさせるのに２１ｔｒｎ以上必要であるのに対
して、電極の段切れ等の防止に効果があり、生産性が向
上する。

次に本発明の他の実施例として、第１図を用いて説明す
れば、高抵抗遮光層３の膜厚を、反射光８の最大強度を
１００とした場合に、高抵抗遮光層３に入射し、透過し
た光の透過光強度が５〜１００となる様に制御する。こ
れは、例えば５７０ｎｍの波長における吸収係数を、１
０５１？ｍ−１とすると、膜厚を５００〜５０００人に
選ぶことにより達成される。この方式は、光９の遮光層
３からの透過光をバイアス光として用いるものであり、
他の構成は同様である。

これにより、バイアス光が光電変換素子で発生する光キ
ャリアを捕獲するトラップ密度を実効的に減少せしめ、
光応答時間を著しく短縮でき、電圧応答の改善と相まっ
て、いっそうの高速読取を達成できるものである。

以下に、本発明を実現するだめの製造方法について第２
図ａ−ｅを用いて詳細に述べる。

第２図ａにおいて、例えば、コーニング＃７０６９ガラ
ス等の透明絶縁基板１上に、５ｉＧｅを電子ビーム蒸着
法又はプラズマＣＶＤ法、スパッタ法等で、膜厚５ｏ０
０Å以下に被着する。この場合、透過率および比抵抗を
所定の値とするように、例えば、電子ビーム法の場合、
１０　　Ｔｏｒｒ程度の酸素雰囲気中で蒸着すると、５
ｉＧｅ系酸化物膜が被着され、導入酸素量や蒸着速度等
で比抵抗や透過率を広範囲に制御する事ができる。こう
して比抵抗１０Ｑ−ｃｍ以上、反射光の最大強度に対し
て透過光強度が５チ以下となる様に透過率を制御した遮
光層３を得る。

次に第２図すの様にＡＺ−１３５０等の７オトレジス）
１０で照明窓を形成するパターンをフォトリン法で形成
し、例えば、フッ酸系のエツチング法やプラズマエツチ
ング等のドライプロセスで、遮光層３に、第２図Ｃの様
に照明窓２を形成する。

その上部に、より絶縁性を高めるために、５ｉＯ９や＃
７０５９ガラス等の透明絶縁層４を剥離を生じない程度
の膜厚６００〜６０００人程度、スパッタ法、電子ビー
ム蒸着法等で被着させる。ここで遮光層３が、絶縁物程
度の比抵抗と可視光に対する遮光性を有すれば、透明絶
縁層４は省略できる。

さらに、第２図ｄの様に、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ
あるいは固溶体Ｃｄ５−ＣｄＳｅ、Ｃｄ５−Ｃｄ５ｅ−
ＣｄＴｅ等のｎ−■族化合物半導体薄膜１１を４０００
人程度１抵抗加熱蒸着やスパッタ法等で被着させ、フォ
トレジスト金光電変換素子５のパターン形状にフォトリ
ソ法で形成した後、ケミカルエツチング法やドライエツ
チング法等で７オトレジストパターン１０をマスクとし
てエツチングし、７オトレジストをリムーバ等のレジス
ト除去液で取り除いた後、光電変換素子６に光感度を付
与するために、アルミナ等でできた半密閉容器中で、が
っ、ＣｄＣｌ２雰囲気中４６０〜６０Ｑ℃で熱処理する
。

そして図示はしていないが、ＮｉＣｒ−Ａｕ等をリフト
オフ等で形成し、読取走査電極が得られる。最後に第２
図ｅの様に、マイクロシートガラス等の薄板ガラスを透
明保護層６として、紫外線硬化剤等で接着しイメージセ
ンサが得られる。

また、本発明の他の製造方法における実施例としては、
第３図に示す様に、ここで後工程は第２図Ｃ−９と同様
であるので省略するが、まず、第３図ａの様に透明絶縁
基板１上に７オトレジスト等で、照明窓を形成する様に
レジストパターン１０をフォ）　ＩＪノン法形成し、次
に第３図すの様に、ＳｉＧθ又は５ｉＧｅ系酸化物膜３
を、電子ビーム法等で形成し、リフトオフ法により照明
窓にあたるレジストパターン１０をリムーバ等のレジス
ト除去液で除去し形成するものである。これによって、
エツチング等によって生じるサイドエッチによる寸法精
度の低下がなく、さらにエツチング工程を省略する事が
でき、生産性の向上がはかれるとともに寸法精度の低下
による光電変換素子面上での光景バラツキが少なく均一
性の優れたイメージセンサを得ることができる。

発明の効果 以上述べてきた様に、本発明によれば、遮光層が５ｉＧ
ｅ又は５ｉＧｅ系酸化物の様に高抵抗で、かつ５０００
Å以下の膜厚で遮光性が得られ、これにより、容量成分
が除去され、高速の電圧応答特性が得られる一方、膜厚
による透過率の制御によるバイアス光効果により、光応
答特性も著しく短縮でき、また、ピンホール、クラック
等の低減により、生産性が向上し、かつ、高速読取がで
きるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示すイメージセンサの副走査
方向の断面図、第２図は本発明の一実施の 例イメージセンサの製造方法を示す図、第３図は本発明
の他の実施例のイメージセンサの製造方法を示す断面図
、第４図は従来のイメージセンサの主走査方向の断面図
である。 ２・・・・・・照明窓、３・・・・・・高抵抗遮光層、
６・・・・・・光電変換素子、８・・・・・・反射光、
１２・・・・・・金属遮光層、１３・・・・・・接地電
極部、１４・・・・・・読取走査電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２−
ｍ−照　朗　窓 ３−　高抵抗遮光層 ５−　光電変換素子 乙−逐ｑ保護眉 ８−及討尤 第１図 ？？ｊ　２　因

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明絶縁基板上に形成した、照明窓を有する高抵
   抗遮光層と、透明絶縁層と、光電変換素子と、読取走査
   電極と、透明保護層とからなり、光源の光を前記照明窓
   から原稿に照射し、その反射光を前記光電変換素子で読
   み取る事を特徴とするイメージセンサ。
2. （２）高抵抗遮光層が、比抵抗１０＾４Ω・ｃｍ以上、
   膜厚５０００Å以下で可視光に対する透過が、光源から
   の透過光強度に対して原稿からの反射光の最大強度の５
   ％以下となる様に制御されている事を特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載のイメージセンサ。
3. （３）高抵抗遮光層を透過した可視光が、原稿からの反
   射光の最大強度を１００とした場合に、５〜１００の光
   強度のバイアス光となる様に膜厚を制御した事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のイメージセンサ。
4. （４）高抵抗遮光層が、ＳｉＧｅ・ＳｉＧｅ系酸化物か
   らなる事を特徴とする特許請求の範囲第１〜３項の何れ
   かに記載のイメージセンサ。
5. （５）透明絶縁基板上に、照明窓を有する高抵抗遮光層
   を形成する工程と、透明絶縁層を形成する工程と、光電
   変換素子を形成する工程と、活性化熱処理工程と、読取
   走査電極を形成する工程と、透明保護層を形成する工程
   とからなる事を特徴とするイメージセンサの製造方法。
6. （６）照明窓を有する高抵抗遮光層を形成する工程が、
   リフトオフ法によってなる事を特徴とする特許請求の範
   囲第５項に記載のイメージセンサの製造方法。