JPH01128567A - 電子回路装置 - 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、電子回路装置に係り、特に絶縁基板上に、複
数の薄膜を積層させて構成され、絶縁層を介して積層さ
れる二つの導電層を有する電子回路素子が形成された電
子回路装置に関する。

本発明は、ファクシミリ、イメージスキャナ等の画像読
取りに用いられる画像読取装置等に好適に用いられる。

［従来の技術］ 近年、ファクシミリ、イメージリーグ等の小型、高性能
化のために、等倍光学系をもっ長尺密着型画像読取装置
の開発が行われている。従来、この柿の画像読取装置は
一列アレイ状に配置された各光電変換素子に対して、そ
れぞれスイッチ素子等で構成された信号処理用のＩＣ（
集積回路）を接続して構成している。

しかしながら、その光電変換素子の個数はファクシミリ
Ｇ３規格に準するとＡ４サイズで１７２８個も必要とな
り、多数の信号処理用のＩＣが必要となる。このため、
実装置数も増え、製造コスト、並びに信頼性で満足なも
のは得られていない。

一方、信号処理のＩＣの個数を減らし、かつ実装上数を
減らす構成としては従来からマトリクス接続による構成
が採用されている。

また、スイッチング用素子として、薄膜トランジスタを
採用し光電変換部、薄膜トランジスタ部、マトリクス配
線部等からなる一体的な構成をとることにより、信号処
理のＩＣの機能を低減し高速読取りの画像読取り装置を
安価に提供する試みもなされている。

さらに製造コストを減らし、信頼性の高い画像読取装置
を提供するために、光電変換部の光電変換層、薄膜トラ
ンジスタ部の半導体層を同一材料の非晶質シリコンで形
成し、光電変換部、薄膜トランジスタ部、マトリクス配
線部等を同一基板上に、同一製造工程を用いて、一体的
に形成する方法が開発されている。

このような画像読取装置の従来例を第５図（Ａ）　、　
（Ｂ）　、　（Ｃ）および第６図に示す。

第５図（Ａ）は、長尺方向に１７２８画素ある、光電変
換部、コンデンサ部、薄膜トランジスタ部、マトリクス
配線部の組のうち、一画素分を示す平面図である。

第５図（Ｂ）、（Ｃ）は第５図（ｋ）におけるＰ−Ｐ’
　、Ｑ−Ｑ’での縦断面図である。

第６図は従来の画像読取装置の一画素の断面図である。

なお第６図は、理解しやすくするために、模式的に描か
れており、第５図（Ａ）との厳密な対応はない。

第５図（Ａ）において、光電変換部ｌは、基板側からの
光に対する遮光膜を兼ねた下部電極８を有する。基板側
から照射された光は採光用窓７を通して、図面に対して
垂直な上方に位置する原稿面（不図示）で反射し、その
散乱光が光電変換部　　。

ｌに入射する。こ、こで発生したキャリアによる光電流
は、蓄積用コンデンサ部２に流れこみ、蓄積される。蓄
積された電荷は転送用薄膜トランジスタ部３により、信
号線用マトリクス配線部５へ取り出され信号処理部（不
図示）へ送られる。

リセット用薄膜トランジスタ部４は、電荷転送後のコン
デンサに残留する電荷を放出し、初期値に戻す働きをす
る。

第６図において、各部の層構成を簡＋１１に説明する。

図中１ａは光電変換部、２ａは蓄積用コンデンサ部、３
　ａ’は薄膜トランジスタ部％５ａはマトリクス配線部
であり、これらは、第一の導電層１１−１．１１−２．
１１−３．ｌｌ−４、非晶質窒化シリコン層１２、非晶
質シリコン層１３、オーミックコンタクト用ｎ十非晶質
シリコン層１４、第二の導電層からなる５層の共通層構
成を有している。

またこのような画像読取装置を作製する場合、各画素間
に、半導体層が残っていると、リーク電流によるクロス
トークが生じ、正確な画像読み取りが困難になることか
ら、製造工程中素子間分離を行ない、不要な半導体を絶
縁層とともに除去していた。

［発明が解決しようとしている問題点］しかしながら、
このような素子間分離を施した画像読取装置においては
、以下のような問題点があった。

従来の画像読取装置を、高温、高湿の耐久試験に投入す
ると、配線が短絡するという現象が見られた。その現象
を第５図の（Ｂ）、（Ｃ）で説明する。

短絡箇所は、第５図（Ａ）の光電変換部、第４図（Ｂ）
のマトリクス配線部に多く見られた。これらの構成では
、上電極Ａと、下電極Ｂとの間に高電界（？！ｉ位差に
して数Ｖ〜数１０Ｖ）が印加されている。この状態で高
温、高湿の耐久試験に投入されると、パッシベーション
膜Ｃと基板１）との界面を通して、外部より侵入してき
た水分やイオン（図中矢印）を仲たちとして、電極Ａ、
Ｂ間で電気化学的反応が発生し、これらの部分で電極の
腐食が進行し、電極Ａ、１３間での短絡に至っていた。

本発明の目的は、上述した画像読取装置ような絶縁基板
−ヒに、複数の薄膜を積層させて構成され、絶縁層を介
して積層される二つの導電層をイｊする電子［す１路本
子が形成された電子回路装置における、導電層間の絶縁
劣化を改外し、イ、）頼性の高い電子回路装置を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の電子回路装置は、絶縁基板上に、複数の薄膜を
積層させて構成され、絶縁層を介して積層される二つの
導電層を有する電子回路素子が形成された電子回路装置
において、 １１１１記絶縁層が絶縁基板全体を覆うように、層形成
したことを特徴とする特 ［作用］ 本発明の電子回路装置は、絶縁基板上に、複数の薄膜を
積層させて構成され、絶縁層を介して積層される二つの
導電層を有する電子回路素子の該絶縁層を用いて絶縁基
板全体を覆うことにより、二つの導電層のうち少なくと
も一方を絶縁層で完全に覆い、外部から侵入してくる水
分、イオン等の影響を防止し、導電層間での電気化学的
反応を防ぐものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

なお、以下の説明では、本発明の電子回路装置の一例と
して、画像読取装置を取りあげるが、この例に限定され
るものではない。

第１図は、本発明による画像読取装置の上構成例を示す
説明図である。第１図（Ａ）は光電変換部、蓄積コンデ
ンサ部、転送用薄膜トランジスタ部リセット用薄膜トラ
ンジスタ部、マトリクス配線部を同一基板上に形成した
画像読取装置の一画素分の゛［芝面図であり、第１図（
［１）　、　（Ｃ）は第１図（Ａｌ　におけるＰ−ｒ”
、Ｑ−Ｑ’での縦断面図である。

第１図（Ａ）において、１は光電変換部、２は光電変換
部ｌで発生した光電流によって供給される電荷を一時蓄
える蓄積コンデンサ部、３は蓄積コンデンサ部３に蓄え
られた電荷を転送する転送用薄膜トランジスタ部、４は
電荷転送後の蓄積コンデンサに残留した電荷を放電させ
初期化するリセット用薄膜トランジスタ部、５は転送用
薄膜トランジスタ部３からの信号を受ける信号線用マト
リクス配線部、６は薄膜トランジスタ駆動用ゲート線の
マトリクス配線部、７は基板裏側から照射された光を原
稿に導く採光用窓、８は光電変換素子部ｌの遮光膜を兼
ねた下電極部、９は、ふ子間分離時の゛ト導体層のパタ
ーン形状部、１０はコンタクトホール、１１（斜線部）
は素子間分離時に残留させる絶縁層の部分である。

以下、上記構成の画像読取装置の一画素分の動作を説明
する。

第２図（Ａｌ　は画像読取装置の一画素の等価回路図で
ある。

第２図（Ｂ）はその動作を説明すやだめのタイミングチ
ャートである。

第２図（Ａ）　、　（Ｂ）に示すように、光電変換部Ｓ
には、常にバイアス電圧Ｖｓが印加され、これに光りが
入射すると、光電流ｔｐが流れる。このとき薄膜トラン
ジスタＴＲ１，ＴＲ２はともにｏｆｆ状態である。光電
流Ｉｐは、一定時間ＴＯの間流れ、蓄積コンデンサＣに
充電される。時間ＴＯ経過後、転送用薄膜トランジスタ
ＴＲＩにはゲート電圧ＶＧＩが一定時間ＴＩの間印加さ
れ、ＴＲ１はＯＮ状態となり、蓄積コンデンサＣに蓄え
られた電子Ｘ目ま出力５ｏｕＬの方へ転送され、不図示
の信号処理回路で処理される。時間ＴＩ経過後Ｔ　ＲＩ
は＋ｌｉびＯＦＦ’状態となり、同時にリセット用薄膜
トランジスタ′「Ｒ２に、ゲート電圧ＶＧ２が一定時間
］゛２印加され、転送残りの電荷を放電し、蓄積コンデ
ンサＣを初期化する。次に２サイクルロの充電が始まり
、同様の動作が繰り返される。

一画素の動作は上記の通りであり、実際の画像読取装置
においては、各画素は複数個ブロック分けされ、ブロッ
ク毎に」−記のような動作を繰り返すことで−ライン分
の読み取りを行っている。

次に第１図（Ａ）および第１図（８１（Ｃ）に示した画
像読取装置の製造方法について説明する。

第３図（Ａ）〜（Ｅ）は、画像読取装置の製造工程を説
明する工程図である。

なお、同図における断面形状は、製造工程を理解しやす
くするために、模式的に描かれており、各素子部の配置
等は、第１図との直接の対応はない。ただし製造工程そ
のものは本第３図に示されているものと同一である。

まず、両面研磨済のガラス基体（コーニング社製＠　７
０５９）に中性洗剤もしくは有機アルカリ系洗剤を用い
て通常の洗浄を施した。次に、電子ビーム蒸着法でＣｒ
を０．１　μｍ厚に堆積せしめ、ポジ型フォトレジスト
（シブレー社製ＡＺ−１３７０１を用いて所望の形状に
フォトレジストパターンを形成した後、硝酸第２セリウ
ムアンモニウムおよび過塩素酸の混合水溶液を用いて不
要なＣｒを除去し、光電変換部１ａ、コンデンサ部２ａ
の下層電極および薄膜トランジスタ部３ａのゲート電極
、マトリクス配線部５ａの下層電極の１１−１．１１−
２゜１１−３．および１１−４を形成した（第３図（Ａ
））。

次いで、容量結合型のグロー放電分解装置内にガラス基
体Ｓｕｂをセットし、Ｉ　Ｘ　］　Ｏ−６Ｔｏｒｒの真
空中で２３０℃に維持した。次いで装置内にＨ２で１０
％に希釈した５ｉｌ１４を５ＳＣＣＭの流量で、またＮ
Ｈ３を２０ＳＣＣＭの流量で同時に流入させ、１３．５
６１１ｚの高周波電源を用い、ＲＦ放電電力１５Ｗで２
時間グロー放電し、窒化シリコンからなる絶縁層１２を
０．３μ厚に形成した。次に５ｉｌ１４ガスをｌ　Ｏ３
ＣＣＦＭの流量で流入させ、放電電力８Ｗ、ガス圧０．
７Ｔｏｒｒで２．５時間グロー放電し、非晶質シリコン
イントリンシック層１３を０．５０μ厚に形成した。続
いてＨ２で１０％に希釈した５ｉｌ１４とＨ２で１ｏｏ
ｐｐｍに希釈したｐＨ３とを混合比１：１０で混合した
ガスを原料として用い、放電電力３０Ｗでオーミ・ンク
コンタクト層であるｎ十層１４を０，１２μ堆積せしめ
た（第３図（Ｂ））。

次にポジ型フォトレジスト（東京応化製０ＦＰＲ−１３
００）を用いてコンタクトホールのパターンを形成し、
プラズマエツチング法で１１１７放電電力１００Ｗ、ガ
ス圧０．３０ＴｏｒｒでＣＦ４ガスによるドライエツチ
ングを行ってｎ＋層および非晶質シリコンのイントリン
シック層の不要部を除去し、コンタクトホール１０を形
成した（第３図（Ｃ））。

次に電子ビーム蒸着法でＡρを０．５μ厚に堆積せしめ
て、導電層を形成し、続いて所望の形状にフォトレジス
トパターンを形成した後、リン酸（８５容量％水溶液）
　、Ｇｒｉ酸（６０容量％水溶液）、氷酢酸および水を
１６：ｌ：２：１の容ｉ讐：：比で混合した液で露出部
分の導電層を除去し、」−部電極１５−１．１５−２．
１５−３．１５−４を形成した。しかる後に先に述べた
プラズマエ・ンチング法−ｒ　ＣＦ４ガスによるドライ
エツチングを行って露出部分のｎ＋層を除去し、所望の
ｎ÷層を形成した。次いでフォトレジストを剥離した（
第３図（Ｄ））。

次に素子間分離用にフォトレジストパターンを形成する
。本発明の手段と構成は、以下の工程で実施される。

この素子間分離パターンをマスクとして、イントリンシ
ック半導体層のみをエツチング除去する。この際、プラ
ズマエツチング法により、ＣＦ４ガスを反応ガスとして
用い、エツチング時間を制御することにより、イントリ
ンシック半導体層６（１００人と窒化シリコン膜を５０
０人はどエツチングし、２５００人はどの窒化シリコン
膜を、素子間全面に残した。

最後にポリイミド膜等を用いて、パッシベーション膜を
形成する（第３図（Ｅ））。

このような、構成を有した画像読取装置を高温、高温試
験に投入した場合の本発明になる作用、効果を説明する
。

第１図（８１、（Ｃ１に示すように、高温、高湿下にお
いては、バッジベージジン膜Ｃと窒化シリコン膜との界
面Ｓｌ、窒化シリコン膜と絶縁基板との界面Ｓ２を介し
て、外部かへ、水分、イオン等が侵入しやすい（図中矢
印）。しかしながら、これら水分、イオン等は、Ｌ電極
Ａ、ド電極Ｂとの間に存在する窒化シリコン膜により、
上ド間の移動がブロッキングされ、七電極へとＦ電極Ｂ
との間に高電界が印加されていても、水分、イオン等を
仲介とした電気化学反応は起こりえず、画電極の腐食、
史に短絡故障は発生しない。

また、本実施例においては、製造方法として、同一層構
成の同−ｇＪ造プロセスを採用していることから、本発
明を実現するために、特に複雑な製造工程を必要とせず
、素子間分離のためのエツチング工程を若干変更するの
みで可能なことは、製造コスト低減、′：！Ａ造上の歩
留り向−ヒという点でも有利なものと、なっている。

更に絶縁膜を２５００人程度残寸ことにより、このｊＩ
７さ分だけ素子のｆ用度がよくなり、パッシベーション
膜のカバレジ性が良くなり、この点でも歩留りの向上を
期待することができる。特にパッシベーション膜として
、非晶質窒化シリコン等の薄膜を用いる場合、そのカバ
レジ性の良し悪しが歩留りにきいてくるので、この利点
は大きい。

第４図は、本実施例を用いたファクシミリ装置の概略的
構成図である。

同図において、原稿送信時では、密着型イメージセンサ
２０１１に原１ｇ　２０５がプラテンローラ２０３に九
って圧着し、プラテンローラ２０３および給送ローラ２
０４によって矢印方向へ移動する。原稿表面は光源であ
るキセノンランプ２０２によって照明され、その反射光
が本実施例である画像読取装置に対応するセンサ２０＋
に入射して原稿の画像情報に対応した電気信号に変換さ
れ送信される。

また、受信時には、記録紙２０６がプラテンローラ２０
７によって搬送され、サーマルヘッド２０８によって受
信信号に対応した画像が再生される。

なお、装置全体はシステムコントロール基板２０９のコ
ントローラによって制御され、また各駆動系および各回
路には電源２１０から電力が供給される。

このような装置に本実施例である画像読取装置を適用す
ることで、耐候性、寿命等の（Ｒ頼性を向上させること
ができる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の電子回路装置によ
れば、高電界の印加されている導電層間においては、外
部から侵入してくる水分、イオン等の移動が阻止される
ために１次のような効果を有する。

（１）高温、高湿の環境下においても、上電極あるいは
下電極の電気化学的な腐食が生じなくなり、電極間の短
絡もお′こらず、高品質で安定な電子回路装置を提供で
き、かつ、歩留りが向上する。　□ （２）また、製造−［程Ｌ、素子間分離の一１゛程が若
干簡略化され、かつまた、絶縁層の有効利用と相まって
生産コストの低減を計れるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、本発明の一実施例である画像読取装置
の一構成例を示す平面図、第１図（８１、（Ｃ）は、各
々第１図（Ａｌ　におけるＰ−Ｐ’　、Ｑ−Ｑ’での縦
断面図である。 第２図（Ａ）　、　（Ｂｌ　は画像読取装置の一画素の
等価回路図およびそのタイミングチャートである。 第３図（Ａ１−（Ｅ）は、画像読取装置の製造工程を説
明する工程図である。 第４図は、本実施例を用いたファクシミリ装置の概略的
構成図である。 第５図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は、従来の画像
読取装置の一構成例を示す説明図である。 第６図は従来の画像読取装置の一画素の断面図である。 １：光電変換部、２：蓄積コンデンサ部、：３＝転送用
薄膜トランジスタ部、 ４：リセット用薄膜トランジスタ部、 ５．６＝信号線用マトリクス配線部、 ７：採光用窓原稿、８：下電極部、 ９：半導体層のパターン形状部、 ｌＯ：コンタクトホール、 １１：絶縁層、 Ｓｉ：信号線、 Ｇｎｄ：アース線、 ｖｓ：センサバイアス（線）、 ■「：リセット用薄膜トランジスタのソース線、 Ｇｉ：薄膜トランジスタ用ゲート線。 代理人　　弁理士　山　下　穣　平 第１図 第１図 （Ｃ） 第５図 第５図 （Ｃ） υ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　絶縁基板上に、複数の薄膜を積層させて構成され、絶
   縁層を介して積層される二つの導電層を有する電子回路
   素子が形成された電子回路装置において、 前記絶縁層が絶縁基板全体を覆うように、層形成したこ
   とを特徴とする電子回路装置。