JPS63289955A - 光電変換装置 - 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、光信号を電気信号に変換する光電変換装置に
関する。

従来技術 従来、ファクシミリ等の画像読取り装置においては、原
稿の読取り面に光を照射し、その反射光を電気信号に変
換することにより原稿の読取りを行なうような構造のも
のが一般的である。このような構造の装置において、光
信号を受け、これを電気信号に変換する役割を担うのが
光電変換装置である。この種の装置は、アレイ状に配列
された複数個の光電変換素子に電圧を印加し、光照射時
と非照射時とで電流値が異なる光電変換素子の出力をマ
トリックス配線パターンを介して各光電変換素子毎に微
少時間ずつずらして取り出すという動作原理の基に成り
立つ。

一方、上述した光電変換装置において、光電変換素子や
マトリックス配線パターン等は基板上に薄膜形成される
のが一般的である。第９図にはそのような薄膜構成の一
例を示す。すなわち、ガラス材よりなる基板１が設けら
れ、この基板１上にはａ−Ｓｉ層２が薄膜形成されてい
る。そして、このａ−Ｓｉ層２の上部に、下部配線パタ
ーン層３、絶縁層４及び上部配線パターンＮ５が順に積
層して薄膜形成されている。絶縁層４は有機絶縁性樹脂
、例えばポリイミド等よりなる。ここで、下部配線パタ
ーン層３のパターン形状によりａ−３ｉ層２が露出する
部分が生じ、当該部分が光電変換素子６となっている。

また、絶縁層４には、下部配線パターン層３と上部配線
パターン層５とを接続すべき部分にスルーホール７が形
成されている。

このスルーホール７により、上部配線パターン層Ｓがそ
の成膜時に下部配線パターン層３にまで回り込み、両者
の必要な接続がなされる。

発明が解決しようとする問題点 第一に、基板１とａ−Ｓｉ層２とが剥離し易゛いという
欠点を有する。ａ−Ｓｉ層２はガラス材に馴染まず、良
好な密着性が得られないからである。

第二に、スルーホール７部における下部配線パターン層
３と上部配線パターン層５との接続に、接触不良が生じ
易いとい°う欠点を有する。有機絶縁性樹脂よりなる絶
縁層４には完全なスルーホール７を形成し難いからであ
る。すなわち、スルーホール７は写真製版等の方法によ
り形成するが、その際、有機材は粘度が高いためにスル
ーホール７部分の除去が難しい、そこで、超音波振動槽
等を利用してスルーホール７を形成するというようなこ
とが行なわれているが、それでもなお完全なスルーホー
ル７の形成は困難である。このため、下部配線パターン
３に達しないスルーホール７が形成されてしまう等の不
都合により、下部配線パターン層３と上部配線パターン
層５との接触不良が生ずるものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、絶縁性基板上に下部配線パターン層と無機絶
縁層とａ−Ｓｉ層と上部配線パータン層とを順次積層形
成し、無機絶縁層とａ−Ｓｉ層とにスルーホールを形成
して下部配線パターン層と上部配線パターン層との必要
な接続を行なうようにした。

作用 これにより、ａ−Ｓｉ層は無機絶縁層の上に形成される
ことになる。ここで、ａ−Ｓｉ層と無機絶縁層とは良好
な密着状態を維持することが可能である。したがって、
ａ−Ｓｉ層が絶縁性基板から剥離するという問題が解決
される。

また、スルーホールが形成されるａ−Ｓｉ層と無機絶縁
層とは粘度が低い、このため、ａ−３ｉ層と無機絶縁層
とを完全に挿通するスルーホールを容易に形成すること
ができる。したがって、このようなスルーホールにより
、下部配線パターン層と上部配線パターン層とは確実に
接続されることとなる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて説明
する。第２図に全体の外観を概略的に示す。ガラス材よ
りなる絶縁性基板１０が設けられている。この絶縁性基
板１ｏ上には複数個の光電変換素子１１が７レイ状に形
成され、これらの光電変換素子１１に沿ってマトリック
ス配線パターン１２が形成されている。また、外部機器
との接続用の複数個の端子１３も形成されている。

次いで、前記光電変換素子１１と前記マトリックス配線
パターン１２とは、前記絶縁性基板１０上に形成された
各種薄膜よりなる。このような薄膜構成及びその製造過
程を第１図に基づいて説明する。すなわち、前記絶縁性
基板１０上にＣｒ等をスパッタリング法等により成膜し
、これをフォトエツチングにより所定形状にして下部配
線パターン層１４とする。続いて、プラズマＣＶＤで、
ＳｉＯｘよりなる無機絶縁層１５とａ−Ｓｉ層１６とを
順に積層形成する。そして、上部配線パターン層１７を
さらに積層形成するのであるが、その成膜前に、前記無
機絶縁層１５と前記ａ−Ｓｉ層１６とに通常のドライエ
ツチングプロセスによりスルーホール１８を形成する。

このスルーホール１８の形成位置は、前記下部配線パタ
ーン層１４と前記上部配線パターン層１７とを接続すべ
き部分である。この後、ＴｉやＡＩ２等をスパッタリン
グ法等により積層して形成し、フォトエツチングにより
所定形状にして前記上部配線パターン層１７とする。こ
の際、この上部配線パターン層１７は、前記スルーホー
ル１８内に回り込み、当該部分で前記下部配線パターン
層１４と接続する。

ここで、前記絶縁性基板１０上の薄膜パターンを第３図
に示す。前記下部配線パターン層１４は直線状のものが
複数列平行に配置されたパターンを有し、このようなパ
ターンに対して前記上部配線パターン層１７は直交した
パターンとなっている。また、この上部配線パターン１
７層は、前記下部配線パターン層１４に前記スルーホー
ル１８を介して接続する個別電極１７ａと、図示しない
電源に接続する共通電極１７ｂとに分離したパターンと
なっている。そして、これらの個別電極１７ａと共通電
極１７ｂとは櫛状に交叉するようにパターン化されてお
り、この櫛状交叉部分（″第３図中、一点鎖線で示す）
が前記光電変換素子１１の一画素となっている。また、
前記スルーホール１８を介して接続する前記下部配線パ
ターン層１４と前記個別電極１７ａとが前記マトリック
ス配線パターン１２を構成しそいる。なお、第３図にお
けるＸ−Ｘ線断面図が第１図に相当する。

次いで、前記スルーホール１８の形状の詳細を第４図及
び第５図に示す。このスルーホール１８は、前記無機絶
縁層１５に形成される絶縁層スルーホール１８ａと、前
記ａ−３Ｌ層１６に形成されるａ−Ｓｉ層スルーホール
１８ｂとよりなる。それらの異点は、前記ａ−Ｓｉ層ス
ルーホール１８ｂの方が前記絶縁層スルーホール１８ａ
よりも大径であるという点である。

このような構成において、光電変換素子１１には共通電
極１７ｂを介して電圧が印加され、その出力はマトリッ
クス配線パターン１２によって微少時間ずつずらされて
個別的に取り出される。この際、光電変換素子１１の電
流値が受光時と非受光時とで異なるため、光信号が電気
信号に変換されるものである。より具体的には、光電変
換素子１１の非受光時におけるａ−Ｓｉ層１６の電気抵
抗値は約１０ｇ〜１０１１Ω・ｍと高い値を示すが、受
光時におけるａ−Ｓｉ層１６の電気抵抗値は急激に低下
する。このような受光時と非受光時とのａ−Ｓｉ層１６
の電気抵抗値の変化により、光電変換素子１１に流れる
電流値が変化する。

一方、無機絶縁層１５に対するａ−Ｓｉ層１６の密着性
は良好に保たれる。このため、絶縁性基板１０に対して
ａ−Ｓｉ層１６を直接的に薄膜形成していた場合に生じ
たａ−Ｓｉ層１６の剥離という問題が容易に解決される
。

また、無機絶縁層１５もａ−Ｓｉ層１６も共にドライエ
ツチングが容易である。このため、超音波振動槽を利用
する等の特殊な技術を用いることなく、通常のドライエ
ツチングプロセスにより、容易かつ高精度にスルーホー
ル１８を形成することができる。したがって、下部配線
パターン層１４と上部配線パターン層１７とを確実に接
続することが可能となる。なお、下部配線パターンＭ１
４と上部配線パターン層１７との接続の確実性は、絶縁
層スルーホール１８ａとａ−３ｉ層スルーホール１８ｂ
との径の違いによっても高められる。すなわち、ａ−３
ｉ層スルーホール１８ｂの方が大径に形成されているた
めに、上部配線パターン層１７は滑らかな形状でスルー
ホール１８内に回り込み、段切れが生じにくいからであ
る。

しかして、本実施例では、無機絶縁層１５としてＳ　ｉ
　Ｏｘを用いたため、光応答特性が向上した。

比較のため、無機絶縁層１５としてＳｉＯｘを用いた場
合とＳｉＮｘを用いた場合との光応答特性を第６図に示
す。第６図は、Ｓｍｓ間だけ光パルスをあてた場合の出
力の実測値を、無機絶縁層１５としてＳｉＯｘを用いた
場合とＳｉＮｘを用いた場合との両方について示すグラ
フである。第６図（ｂ）中、実線はＳｉＯｘを用いた場
合の出力を、破線はＳｉＮｘを用いた場合の出力をそれ
ぞれ示す。このグラフから明らかなように、無機絶縁層
１５としてＳｉＯｘを用いた場合の方が、光パルスに対
する出力の立上り特性に優れる。すなわち、光応答特性
が優れている。このような結果が生じた理由としては、
無機絶縁層１５としてＳｉＮｘを用いた場合には、ａ−
３ｉ層１６のａ−ＳｉとＳｉＮｘとではその界面準位密
度が高く、キャリアがトラップされ易いからではないか
と考えられる。

第７図及び第８図に示す構造のものは、下部配線パター
ン層１４と上部配線パターン層１７との接続部分の変形
例である。その接続部分において、上部配線パターン層
１７における個別電極１７ａの端部を屈曲させ、各個別
電極１７ａが接続すべき下部配線パターン層１４と平行
に重複するパターンにした。かつ、下部配線パターン層
１４と上部配線パターン層１７との接触面積を拡大した
。

そのための手段として、第７図にはスルーホール１８を
二つ設けた例を示し、第８図にはスルーホール１８を長
孔状に形成した例を示す、しかして、このような構成に
することにより、下部配線パターン層１４と上部配線パ
ターン層１７との接続がより確実になる。

発明の効果 本発明は、絶縁性基板上に下部配線パターン層と無機絶
縁層とａ−Ｓｉ層と上部配線パータン層とを順次積層形
成し、無機絶縁層とａ−３ｉ層とにスルーホールを形成
して下部配線パターン層と上部配線パターン層との必要
な接続を行なうようにしたので、ａ　−Ｓ　ｉＷの密着
性を向上させることができ、また、容易に高精度のスル
ーホールを形成することができるために下部配線パター
ン層と上部配線パータン層との接触不良を有効に防止し
て不良品の発生率を減少させることができ、この際、無
機絶縁層よりもａ−Ｓｉ層のスルーホールの方を大径に
形成した場合には下部配線パターン層に対する上部配線
パータン層の接触がより確実になり、さらに、無機絶縁
層をＳｉＯｘにより形成した場合には光電変換素子の光
応答特性が向上して確実な光電変換に貢献する等の効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図におけるＸ−Ｘ１！断面図、第２図は全
体の斜視図、第３図は光電変換素子とマトリックス配線
パータンの一部とのパターンを示す平面図、第４図はス
ルーホールを拡大して示す縦断側面図、第５図はその平
面図、第６図は無機絶縁層に用いる材料の違いにより影
響する光応答特性の変化を示すグラフ、第７図は下部配
線パターン層と上部配線パータン層との接続部の変形例
を示す平面図、第８図はその別の変形例を示す平面図、
第９図は従来の一例を示す光電変換装置の縦断側面図で
ある。 １０・・・絶縁性基板、１４・・・下部配線パターン層
、１５・・・無機絶縁層、１６・・・ａ−Ｓｉ層、１７
・・・上部配線パターン層、１８・・・スルーホール出
　願　人　　東京電気株式会社 ３は図 、％５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性基板上に下部配線パターン層と無機絶縁層と
   ａ−Ｓｉ層と上部配線パータン層とを順次積層形成し、
   前記下部配線パターン層と前記上部配線パターン層とを
   接続すべき部分において前記無機絶縁層と前記ａ−Ｓｉ
   層とにスルーホールを形成したことを特徴とする光電変
   換装置。 ２、無機絶縁層をＳｉＯ＿ｘにより形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換装置。 ３、無機絶縁層に形成されるスルーホールよりもａ−Ｓ
   ｉ層に形成される前記スルーホールの方を大径に形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変
   換装置。