JPH03218673A - 電子デバイス - Google Patents

電子デバイス

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JPH03218673A
JPH03218673A JP2241909A JP24190990A JPH03218673A JP H03218673 A JPH03218673 A JP H03218673A JP 2241909 A JP2241909 A JP 2241909A JP 24190990 A JP24190990 A JP 24190990A JP H03218673 A JPH03218673 A JP H03218673A
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JP
Japan
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protective film
light
film
transparent protective
upper transparent
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Pending
Application number
JP2241909A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsufumi Kumano
勝文 熊野
Takeshi Nanjo
健 南條
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Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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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】 〔技術分野〕 本発明は、導電性又は絶縁性基板上に構築された電子デ
バイスに関するものであり、詳しくは、例えば密着型イ
メージセンサ、LEDアレイ又は液晶ディスプレイ等の
デバイス上部に透光性保護膜を有するものに関する。
〔従来技術〕
一般に、導電性又は絶縁性基板上に構築された電子デバ
イスにおいて、該デバイスの上部透光性保護膜は絶縁性
であり、デバイス作成工程中、例えばイオン注入工程,
プラズマCVD法などのような成膜工程、RIEのよう
なドライエッチング工程等において該保護膜に電荷が蓄
積し、絶縁破壊又は電気特性の悪化などを招くことが多
い,又、該電子デバイスを、例えばファクシミーリ、液
晶ディスプレイなどに搭載した場合,装置自体が有する
ノイズ発生源よりのノイズや外部より侵入するノイズに
より該保護膜に電荷が蓄積し電気特性を悪化させること
が多い。
又、上記電子デバイスが密着型イメージセンサ等光電変
換素子を有するものの場合、上部透光性保護膜は、紫外
域の光に対しほとんど吸収しないことがら光電変換素子
に紫外光が入射し光劣化を招くことが多い。
以下に導電性又は絶縁性基板上に構築された電子デバイ
スとして、原稿と寸法的に1=1に光電変換素子を配置
した密着型イメージセンサを例にとり上記問題について
述べる。
一般に、基板上に複数個の光電変換素子列からなる受光
部と該素子列を保護する保護膜を有し、素子に対向して
設置された原稿からの反射光による光情報に応じた該各
素子の信号を順次時系列的に読み取る読取回路と駆動回
路を具備する密着型イメージセンサにおいて,原稿に照
射するための光源に冷陰極放電管や蛍光灯を用いている
場合,光源の照射する光には一部紫外域(波長400n
m以下)の光が含まれていることから該素子は原稿から
の反射光により光劣化する。特に光電変換素子にa−S
i膜が用いられている場合、光劣化は重要な技術課題で
ある。
又、該構成の密着型イメージセンサにおいて、該センサ
がファクシミリ装置などに搭載された場合,ファクシミ
リ装置自体が有するノイズ発生源よりのノイズ及び原稿
からの光情報に応じた信号を読み取るための駆動・読取
回路からのノイズが、センサの共通電極や個別電極に誘
導され、それによって読み取り信号にノイズが加えられ
S/N比が低下する問題がある。
又、該構成の密着型イメージセンサにおいて、原稿と保
護膜は擦り合うために保護膜の内部に静電気が発生し,
これが共通・個別電極に到達し、その結果読み取り信号
にノイズが加えられS/N比が低下する問題がある。
又、該密着型イメージセンサの作成工程において、該保
護膜をRIEなどのドライエッチング法により微細加工
した場合,エッチング中に該保護膜に電荷が蓄積し光電
変換素子の絶縁破壊を招くことが多い。
前記問題に対して、その対策として行なわれている従来
技術をファクシミリなどに搭載される密着型イメージセ
ンサを例にして以下に述べる。
特開昭64−57751号公報では、基板上に形成され
た光電変換素子列に対向して被検知体を配置し、該素子
列に対応した部位に置かれた光源より該被検知体に透光
し、その反射光を光電変換素子が受光して該素子列より
時系列的に読み取り信号を得るような読取装置において
、前記素子列と前記被検知体の間に絶縁膜を介在させて
導電体を形成し,該導電体を電気的にアース側に導通さ
せることにより、装置自体が有するノイズ発生源よりの
ノイズや原稿と保護膜の摩擦により発生する静電気のノ
イズを除去している。
実開昭64−18754号公報では、原稿からの反射光
を受光する受光素子列と、該受光素子列上側に原稿との
接触時に素子列を保護する保護膜を具える密着型イメー
ジセンサにおいて,前記保護膜上又は前記保護膜中に導
電層を設置し,更に前記導電層を素子列の共通電極に接
続することにより、原稿と保護膜の摩擦により生ずるノ
イズおよびセンサに侵入するノイズを除去している。
このような従来技術に基づくセンサの断面図を第1図に
示す。第1図において,ガラスなどからなる透光性基板
101上には共通電極102がCr. Aff等を蒸着
して形成され、共通電極102上にはa−Si等からな
る光電変換素子103が形成され、この光電変換素子1
03上にはITOなどからなる透明電極104がスパッ
タリング又は真空蒸着法等によって形成される。更に共
通電極、光電変換素子、ITOを覆うように眉間絶縁膜
105が成膜され、その上に形成されている個別電極1
06とのコンタクトホールが形成されている。個別電極
106はALCrなどが真空蒸着法などにより形成され
,その上にセンサ全体を覆うように保護膜107が形成
されている。更に、上記保護膜107上に第1図に示す
ような所定部位にCr.、ALTiなどから成る導電膜
108を形成し、更にこの導電膜108を覆うように絶
縁性の保護膜109を形成する。そして、導電膜108
を電気的にアース側に接続する。これにより、上記ノイ
ズを導電膜108に誘導し、さらにアース側に導く。そ
してノイズが共通・個別電極に到達することを防止しS
/N比の低下を防いでいる。
しかし、上記従来技術によるセンサでは保護膜107,
 109が紫外域の光に対して吸収係数を有していない
ため素子の光劣化の問題は重要な問題として残っている
又、上記従来技術によるセンサでは保護膜107,10
9が絶縁性の膜なので、該保護膜をRIEなとのドライ
エッチング法により微細加工した場合、エッチング中に
該保護膜に電荷が蓄積し光電変換素子の絶縁破壊を招く
問題は依然重要な問題として残っている。
更に、導電膜108を形成するため工程が増加及び複雑
化し仕上り品の歩留まりを低下させる問題がある。
〔目  的〕
本発明の目的は、 (D デバイス作成工程中、例えばイオン注入工程、成
膜工程、ドライエッチング工程等において該保護膜に電
荷が蓄積し、絶縁破壊又は電気特性の悪化などを招くこ
とを防止する,■ 該電子デバイスを例えばファクシミ
リ、液晶ディスプレイなどに搭載した場合に装置自体が
有するノイズ発生源よりのノイズや外部より侵入するノ
イズにより該保護膜に電荷が蓄積し電気特性を悪化させ
ることを防止する,■ 該電子デバイスが密着型イメー
ジセンサ等光電変換素子を有するものの場合、上部透光
性保護膜を紫外域の光に対し吸収係数を有する膜で構成
することにより、光電変換素子に紫外光が入射し光劣化
を招くことを防止する、■ 該センサが原稿を読み取る
場合、原稿と該透光性絶縁体が擦り合うために発生する
静電荷が、該透光性絶縁体に蓄積し、これが共通・個別
電極に到達し、その結果読み取り信号にノイズが加えら
れ.S/N比が低下することを防止する、 点にある。
〔構  成〕
第1の本発明は、導電性又は絶縁性基板上に構築された
電子デバイスにおいて、上部透光性保護膜又は該膜の一
部が光学的バンドギャップE g−prL8〜6,5e
Vを有しかつ光導電特性を有する膜であることを特徴と
する電子デバイスに関する。
第2の本発明は、基板上に複数個の光電変換素子列から
なる受光部と該素子列を保護する透光性絶縁体よりなる
保護膜、その上に形成された上部透光性保護膜とを有し
、素子に対向して設置された原稿からの反射光による光
情報に応じた該各素子の信号を順次時系列的に読み取る
読取回路と駆動回路を具備するイメージセンサにおいて
、前記上部透光性保護膜は光学的バンドギャップEg。
,.1.8〜6.5eVを有しかつ光導電特性を有する
ものであり、イメージセンサの光源は少なくとも前記上
部透光性保護膜が光導電性を示す波長域の光を含みかつ
該波長域の光の相対強度が前記光電変換素子が原稿より
の情報として読み取る光情報の主な波長域の光の強度に
対し10%以上であることを特徴とするイメージセンサ
に関する。
第3の本発明は、基板上に複数個の光電変換素子列から
なる受光部と該素子列を保護する透光性絶縁体よりなる
保護膜、その上に形成された上部透光性保護膜とを有し
、前記基板上に設けられた採光窓を通過した入射光によ
り素子に対向して設置された原稿を照し、その反射光に
よる光情報に応じた該各素子の信号を順次時系列的に読
み取る読取回路と赴動回路を具歯する?メージセンサに
おいて,前記上部透光性保護膜は、光学的バンドギャッ
プEgapyl・8〜6・5eVを有しかつ光導電特性
を有するものであり、この上部透光性保護膜は採光窓上
部および/または薄膜トランジスタ素子間上部において
除去されており,またイメージセンサの光源は、少なく
とも前記上部透光性保護膜が光導電性を示す波長域の光
を含みかつ該波長域の光の相対強度が前記光電変換素子
が原稿よりの情報として読み取る光情報の主な波長域の
光の強度に対し10%以上であることを特徴とするイメ
ージセンサに関する。
また、前記光導電特性としては、擬似太陽光AM−I 
(標準光源)による100mW/cm”照射時の光導電
率σ.とσ.の比σ■/σ,が5以上の値をとることが
好ましい。また、該上部透光性保護膜は、可視光におけ
る屈折率が1.2〜2.4であることが好ましい。
なお、E g IIFTとσph、σ,の測定方法は下
記の通りである。
■ Eg−prの測定方法 求めたい膜に可視光から紫外光まで,徐々に波長を変え
て光を照射し、その吸収スペクトルから吸収係数を求め
る。そして吸収係数と波長に対応するエネルギーより算
出する。
■ σ、、σ,の測定方法 標準光源である擬似太陽光AM  Iを該上部透光性保
護膜に、100mW/cm”の照射量で照射する。照射
時の該膜の導電率をσ、,非照射時の導電率をσ.とす
る。
このような上部透光性保護膜は、その組成が、(イ) 
シリコン、アルミニウム又は硼素のうちの1種以上を含
むこと、 (口)r!1素、戻素又は窒素のうちの1種以上を含む
こと, (ハ)水素又は重水素のうちの1種以上を含むこと、お
よび (二)水素又は重水素の含有量が1〜30原子%である
こと、 により達成される。
また、上部透光性保護膜がシリコンを構成要素に有する
場合、該上部透光性保護膜のSiH赤外吸収ピーク20
00cm−’のSiO赤外吸収ピーク1020cm−1
に対するピーク強度比SiH/SiOが0.001より
大きいことが好ましい。
本発明にお↓ナる上部透光性保護膜は、第2図に示すよ
うに,従来の絶縁性保護層を本発明の上部透光性保護膜
としたタイプのものがあるほか、第4図のように従来の
絶縁性保護層の上にさらに本発明の上部透光性保護層を
設けたタイプのものもある。
また、透明接着剤層、薄板ガラス層の上に本発明の上部
透光性保護膜を設けるタイプ、透光性絶縁膜、透明接着
剤層、薄板ガラス層、本発明の上部透光性保護膜という
層構成のタイプ、眉間絶縁膜を透光性絶縁体とし、その
上に本発明の透光性保護膜を設けるタイプなどが存在す
る。
前記電子デバイスとしては、イメージセンサ、LEDア
レイ,液晶ディスプレイ、薄膜トランジスタ(T P 
T)等を挙げることができる。
つぎに、導電性又は絶縁性基板上に構築された電子デバ
イスにおいて、上部透光性保護膜又は該膜の一部が光学
的バンドギャップEg−pr1.8〜6.5eVを有し
かつ光導電特性を有する膜であることによる作用につい
て以下に説明するが,一口で言えば,該上部透光性保護
膜は、該光学的バンドギャップに対応する波長より短波
長側に位置する波長の光を吸収し光導電性を示し,かつ
上記光電変換素子が原稿よりの情報として読み取る光情
報の主な波長域の光に対し透過し光導電性を示さない性
質をもつものである。
一般に、ある特定波長の光は物理学的に以下に示す(1
)式よりエネルギーEに変換できる。
E=h−c/λ (1)式をグラフ化した図を第11図に示す。なお,第
11図には上部透光性保護膜の光学的バン?キャップに
対応する光の波長をともに示した。
第11図において、横軸は波長を,左縦軸はエネルギー
を、λ.は該上部透光性保護膜の光学的バンドキャップ
に対応する光の波長を示す。
該上部透光性保護膜又は該上部透光性保護膜の一部があ
るE g 6111を有する場合,該上部透光性保護膜
への入射光に対し、Eg。11に対応する波長(以後λ
,.,と称す)より長波長側の光については吸収せずに
透過する。反対に、λ5■より短波長側の光については
吸収し光電変換される。例えば、該上部透光性保護膜又
は該上部透光性保護膜の一部がE g *tt.=3.
11eVなる値を有する場合,該上部透光性保護膜又は
該上部透光性保護膜の一部は3,11eVに対応する光
、すなわち400nmの光より長波長側の光については
吸収せずに透過し、短波長側の光については吸収し光電
変換される。
以上の様に、該上部透光性保護膜又は該上部透光性保護
膜の一部が光学的バンドギャップEg *ttに対応す
る波長より短波長側にある波長の光を吸収し光電変換す
ることから、Eg。.,,に対応する波長より短波長側
にある光の照射により該上部透光性保護膜の導電率は上
昇する。
又、該上部透光性保護膜の成膜方法にプラズマCVD法
や光CVD法を用いた場合、成膜時にプラズマに含まれ
る紫外域の光を吸収するため、成膜時の該上部透光性保
護膜の導電率は上昇することになり.結果として5該上
部透光性保護膜に電荷の蓄積が予想される工程時に該上
部透光性保護膜に紫外光を照射することにより導電率が
上昇し電荷の蓄積を防ぐことが可能である。
更に、紫外光が照射されないときは絶縁性なので、該上
部透光性保護膜を通しての素子間及び電極間などの電気
的短絡を防ぐことが可能である。
次に、該イメージセンシングユニットの光源が、少なく
とも該透光性保護膜が光導電性を示す波長域の光を含み
、かつ該波長域の光の相対強度が、上記光電変換素子が
原稿よりの情報として読み取る光情報の主な波長域の光
の強度に対し10%以上であることの作用を述べる。
第17図に、一般の完全密着型イメージセンサに用いら
れている光源の分光分布(特に蛍光放電管について)を
示す。なお、光電変換素子に良く用いられかつ本発明の
実施例にても使用したa−Si (ア.モルファスシリ
コン)の相対感度についても、同図に示した。横軸は波
長を示し、左縦軸は相対強度を示す。右縦軸はa−Si
 (アモルファスシリコン)の相対感度を示す。第17
図を見て分かるように、一般の完全密着型イメージセン
サの光源は、センサの光電変換素子の相対感度が最大と
なる波長近傍にのみ強度ピークを有するようなものが多
かった。
第19図に、本発明の完全密着型イメージセンサに用い
られている光源の分光分布を,蛍光放電管の場合と標準
光源の場合との2例を示す。
なお、光電変換素子に良く用いられ、かつ本発明の実施
例にても使用したa−Si (アモルファスシリコン)
の相対感度についても、同図に示した。また、本発明の
透光性保護膜の光学的バ?ドギャップに対応する波長λ
Egエについても同図に示した。横軸は波長を示し,左
縦軸は相対強度を示す。右縦軸はa−Si (アモルフ
ァスシリコン)の相対感度を示す。従来の、一波長域発
光型蛍光放電管の光源においては,光電変換素子の相対
感度が強い波長域に強度ピークを有するものが多いのに
対し、本発明の完全密着型イメージセンサに用いられて
いる光源は、光電変換素子の相対感度が低く原稿よりの
情報を主に読み出す波長域より外れているような波長域
においても強度ピークを有している。2波長域発光型蛍
光放電管の場合は、a−Siの相対感度が最大付近の波
長に第1の強度ピークを有し,光電変換素子の相対感度
が低く光読みだし波長域より短波長側でありかつ本発明
の透光性保護膜の光学的バンドギャップに対応する波長
λEg■より短波長側に第2の強度ピークを有している
。S準光源の場合は,光電変換素子の相対感度が最大の
波長域と透光性保護膜の光学的バンドギャップに対応す
る波長λEgエの波長域において、ほぼ同等の相対強度
を有している。2波長域発光型蛍光放電管を例にとり、
本発明の完全密着型イメージセンサに該光源を用いたこ
との作用を述べる6第1の強度ピークの波長域の光は、
光源より採光窓を通り、透光性絶縁体を通り、本発明の
透光性保護膜を通り、接着層、薄板ガラスを通り、原稿
により反射し、接着層・薄板ガラスを通り、本発明の上
部透光性保護膜を通り、上部透光性絶縁体を通り,光電
変換素子に入射し、原稿よりの光情報を読み出す。それ
に対し、第2の強度ピークの波長域の光は,光源より採
光窓を通り、透光性絶縁体を通り、本発明の上部透光性
保護膜に入射し吸収され光電変換される。この時、少な
くとも、第2の強度ピークが第1の強度ピークの10%
以上の強度を有することにより光電変換は良好に行われ
ると思われる。光電変換により該上部透光性保護膜の導
電率は上昇する。
次に、該上部透光性保護膜の導電率が光源光の入射・吸
収により上昇することによる作用を述べる。採光窓を通
り該透光性保護膜に入射する光源光のうち該波長λεg
エより短波長側の波長の光は,該透光性保護膜に完全に
吸収されるために、該透光性保護膜が,下地膜である透
光性絶縁体との界面近傍で,かつ採光窓上部において導
電率が上昇する。
これにより、該完全密着型イメージセンサがファクシミ
リに搭載した場合,上記理由により該透光性保護膜は導
電性になりファクシミリ装置自体が有するノイズ発生源
よりのノイズや外部より侵入するノイズにより該透光性
保護膜に電荷が蓄積されるのを防ぎ、電気特性の悪化を
防止する。
又、一般に、センサが原稿を読み取る場合、原稿と薄板
ガラスは擦り合う。この時、薄板ガラスは#!縁性なの
で摩擦により帯電する,この帯電静電荷Qは薄板ガラス
及び接着層及び該透光性保護膜及び該透光性絶縁体に帯
電し、ある電位差Ve以上になると瞬間的に共通・個別
電極に到達し、その結果読み取り信号にノイズが加えら
れ、S / N比が低下することが多いが、該透光性保
護膜が光源光により導電性になり、該透光性保護膜に電
荷が蓄積されるのを防ぎ、電気特性の悪化を防止する。
第21図(a)に該透光性保護膜が導電性を有しない場
合の静電荷Qの電極への伝搬の様子を、第21図(b)
に該透光性保護膜が導電性を有する場合の静電荷Qの伝
搬の様子を模式図として示す。該透光性保護膜が導電性
を有しない場合は、蓄積された静電荷はある電位差Ve
以上になると瞬間的に電極に到達するが、該透光性保護
膜が導電性を有する場合は、発生する静電荷は絶えず導
電性の透光性保護膜を通ってアース電位または浮遊電位
に導かれるので、電極に静電荷が到達せずS/N比の低
下はない。なお、上記電位差Veとは、該透光性絶縁体
及び該透光性保護膜及び接着層及び薄板ガラスのうち、
最も電気的な耐圧が弱いものに起因する電位差で、通常
はIOOOV以上ぐらいと思われる。
又、センサ作成工程中、例えば該透光性保護膜のプラズ
マCVD法による成膜時、例えば該透光性保護膜のRI
Eによる微細加工時に、プラズマ中に含まれる該透光性
保護膜のEg。。1に対応する波長より短波長側の光を
、該透光性保護膜が吸収し光電変換され導電率が上昇す
る。
すると,結果的にセンサ作成工程時に5特にプラズマに
よる反応時に、センサに生じるセルフバイアス電圧に起
因して該透光性保護膜へ局所的に電荷が蓄積するのが防
止される。又、該透光性保護膜が高い光導電性を有する
場合は、該透光性保護膜に侵入した電荷はセンサ基板を
支える治具を通して装置に逃げることが予想され、電荷
の蓄積自体も防止することが可能であると思われる。
該透光性保護膜が該採光窓上部、又は光源光が該基板を
透過し該透光性IlfA縁体を透過し該透光性保護膜に
入射する該透光性保護膜の部位において除去されている
ことによる作用を以下に述べる。
請求項2に示した本発明の上部透光性保護膜は,実施例
9〜13に示したように、光源からの光が採光窓を通し
て入射されるため、該上部透光性保護膜は,採光窓の近
傍でしかも下地膜との界面近傍で光導電性を示す。光導
電性が良好の場合は、原稿とセンサの摩擦に起因する静
電荷が保護膜に蓄積し静電ノイズとしてセンサ個別電極
及び共通電極に到達することを防ぐことが可能であるが
、実施例11、12のように、光導電率σphとσdの
比σph/σdが小さい値を示す場合は、静電荷の保護
膜への蓄積は完全には防ぐことが出来ない。
これに対し、請求項3に示した本発明の上部透光性保護
膜は、実施例14、15に示すように、採光窓上部又は
TPT素子間上部、すなわち,光源光が該基板を透過し
該透光性絶縁体を透過し該透光性保護膜に入射する該透
光性保護膜の部位において、該透光性保護膜が除去され
ているため、光源光は採光窓上部又はTPT素子間では
吸収されず一度原稿面に到達し反射光としてセンサに入
射する。この時、反射光は原稿及び薄板ガラス等での散
乱により、受光部に比較的広く照射されるため,該透光
性保護膜は、受光部の、接着層との界面近傍で比較的広
く導電性を示す。よって,光導電率σρhとσdの比σ
ph/σdが小さい値を示す場合でも比較的,原稿とセ
ンサの摩擦に起因する静電荷が保護膜に蓄積し静電ノイ
ズとしてセンサ個別電極及び共通電極に到達することを
防ぐことが可能となる。
以下に、導電性又は絶縁性基板上に構築された電子デバ
イスとして、原稿と寸法的に1:1に光電変換素子を配
置した密着型イメージセンサを例にとり,本発明を詳細
に説明する。
第2図は、本発明の密着型イメージセンサの受光部断面
図である。基板201上に順次積層された遮光層兼共通
電極(又は個別電極)202、光電変換素子203、透
明電極204、層間絶縁膜205、個別電極(202が
個別電極の場合共通電極)206.上部透光性保護膜2
10,接着層208、薄板ガラス209より構成される
基板201はガラス等による透光性絶縁性基板又はアル
マイトなどによる不透光性絶縁性基板等を用い、202
−206の電極はCr,Cr−Ni,Mo,Ni,Au
,ARなどによる金属電極を真空蒸着又はスパッタリン
グなどにより500〜2000人形成する。光電変換素
子203はa−Si:H.a−Si :O:H等を単層
又は多層構造にして用いる。成膜はSiH.ガスないし
その多量体とC○2の混合ガスを用いてプラズマCvD
法又は光CVD法などによって行なう。膜厚は高いI 
p / I d比を確保するために2000人〜2μm
必要である。透明電極204はITO、SnO2等をE
B蒸着、真空蒸着、DCスパッタリング法等により50
0〜1500人形成する。眉間絶縁膜205は、SiH
.ガス.CO2ガス、NH3ガスの混合ガスを用いての
プラズマCvD法によりa−SiO.膜又はa−Si:
O:N膜が形成される。同膜の膜厚は共通電極と個別電
極の絶縁性を確保するために2000人〜1μm必要で
ある。接着層20gはアクリル系又はポリエステル系等
の接着剤を塗布して形成する。
接着層208は、センサ近傍に設置された採光窓211
を通して入射する光源よりの光が吸収されないように3
00nm〜900nmの波長の範囲において90%以上
の高い光透過率を有するエボキシ系又はポリエステル系
又はアクリル系の透明接着剤を塗布して形成することが
好ましい。薄板ガラス209は、光源光が吸収されない
ように350nm〜2000nmの波長の範囲において
90%以上の高い光透過率を有する硼珪酸ガラス等を用
いることが好ましい。
本発明の上部透光性保護膜210は後述する。
透明電極204と個別電極206は、眉間絶縁膜205
に形成されたコンタクトホールを通して接続される。当
然のこととして、センサ構成を逆にする、つまり基板2
01として透光性絶縁性基板を用い、その上に透明電極
204、光電変換素子203、金属電極を設けた構造で
も何ら支障はない。この場合は、透明電極を通して光が
入射するようになる。
本発明の該上部透光性保護膜210又は該上部透光性保
護膜の一部は次の特徴を有している。
■ 光学的バンドギャップ Eg.,,t=1.8〜6.5ev ■ 擬似太陽AM−1 100mW/cm2照射時の光導電率σ,,とσ4の比
σp h / .σd:5以上 ■ 組成 (イ) シリコン、アルミニウム又は硼素のうち1種以
上を含むこと, (口)酸素、炭素又は窒素のうち1種以上を含むこと、 (ハ)水素又は重水素のうち1種以上を含むこと、およ
び (二)水素又は重水素の含有量が1〜30原子%である
こと ■ 更に該上部透光性保護膜又は上部透光性保護膜の一
部がシリコンを構成要素に有する場合は、該上部透光性
保護膜又は上部透光性保護膜の一部のSiH赤外吸収ピ
ーク2000cm−1とSiO赤外吸収ピーク1020
cm−’の強度比SiH/SiO:0.001以上 (Φ 可視光における屈折率 n:l.2〜2.4 該上部透光性保護膜又は該上部透光性保護膜の一部はプ
ラズマCVD法、MOCVD法又はスパッタリング法な
どにより成膜される。素子の保護又は絶縁性を考慮する
と膜厚は1000人〜2μmが必要である。
光源222は、少なくとも上部透光性保護膜210が光
導電性を示す波長域の光を含み、かつ該波長域の光の相
対強度が、上記光電変換素子203が原稿よりの情報と
して読み取る光情報の主な波長域の光の強度に対し10
%以上であることが好ましい。
採光窓211上部,又は光源光が該基板201を透過し
該透光性絶縁性を透過し本発明の透光性保護膜210に
入射する該透光性保護膜210の部位においては、該上
部透光性保護膜が任意の大きさで除去されていることが
好ましい。
?実施例〕 次に実施例を述べる。実施例についても,導電性又は絶
縁性基板上に構築された電子デバイスとして、原稿と寸
法的に1=1に光電変換素子を配置した密着型イメージ
センサを例に取り,以下に述べる。
〈実施例1〉 第2図は、実施例1の密着型イメージセンサの受光部断
面図に相当する。基板201上に順次積層された共通電
極202、光電変換素子203、透明電極204、層間
絶縁膜205、個別電極206、上部透光性保護膜21
0,接着層208、薄板ガラス209より構成される。
基板201は合成石英基板を用い、202,206の電
極はそれぞれCr.AQを真空蒸着法によりそれぞれ1
000人と1μm成膜して用いた。光電変換素子203
はa−Si:H(下層),a−Si:0:H(上層)を
それぞれ1μmと400人連続成膜し多層構造にして用
いた。成膜はSiH4ガスないしその多量体とCO■の
混合ガスを用いて?ラズマCVD法によって行なう。透
明電極204はIT○をDCスパッタリング法により5
00人形成する。層間絶縁膜305はa−SiO2膜を
SiH4ガス及びCO■ガスの混合ガスを用いたプラズ
マCVD法により5000人成膜して形成する。接着M
208はポリエステル系の接着剤を塗布して形成する。
薄板ガラス209は硼珪酸ガラスを用いる。上部透光性
保護膜210は後述する。
透明電極204と個別電極206は、層間絶縁膜205
に形成されたコンタクトホールを通して接続される。
実施例1の該上部透光性保護膜210又は該上部透光性
保護膜の一部は次の特徴を有している。
■ 光学的バンドギャップ Eg.。. = 2.4 e V (■ 擬似太陽AM− 1 100mW/cm2照射時の光導電率σ.とσ,の比σ
1/σ,=10’ ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.5:0.2
? 該上部透光性保護膜又は該上部透光性保護膜の一部
のSiH赤外吸収ピーク2000cm− 1とSiO赤
外吸収ピーク1020cm−’の強度比SiH/SiO
= 0.013 ■ 可視光における屈折率 n=1..6 上記上部透光性保護膜はプラズマCVD法により成膜さ
れる。成膜はSiH4ガス及びCO■ガス及びH2ガス
の混合ガスを用い、流量比はS iH.: CO2: 
H2=1 : 10: 9である。成膜時の圧力は1.
OT o r rで、RFパワーは200n+W/cm
”である。基板温度は250℃にて成膜する。
光電変換素子の保護又は絶縁性を考慮し1μm成膜する
〈実施例2〉 実施例2のセンサ゛層構成(第2図参照)及び膜厚及び
製法は、上部透光性保護膜210を除き実施例1と同様
なので省略する。以下に上部透光性保護膜210につい
て述べる。
実施例2の該上部透光性保護膜210又は該上部透光性
保護膜の一部は次の特徴を有している。
■ 光学的バンドギャップ Eg op−.=2.6ev ■ 擬似太陽AM−1 100iW/cm2照射時の光導電率σ1とσ,の比σ
9h/σ,=10’ ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.75二〇,
l5■ 該上部透光性保護膜又は該上部透光性該保護膜
の一部のSiH赤外吸収ピーク2000cm−”とSi
O赤外吸収ピーク1020cm−1の強度比SiH/S
iO = 0 .005 ■ 可視光における屈折率 n= 1.8 上記上部透光性保護膜はプラズマCVD法により成膜さ
れる。成膜はS i H4ガス及びCo2ガス及びH2
ガスの混合ガスを用い、流量比はSiH4:C○,:H
2=1:17:9である。成膜時の圧力は1.OT o
 r rで、RFパワーは200IIIw/cm2であ
る。基板温度は250℃にて成膜する。
光電変換素子の保護又は絶縁性を考慮しlμm成膜する
〈実施例3〉 実施例3のセンサ層構成(第2図参照)及び膜厚及び製
法は、上部透光性保護膜210を除き実施例1と同様な
ので省略する。以下に上部透光性保護膜210について
述べる。
実施例3の該上部透光性保護膜210又は該上部透光性
保護膜の一部は次の特徴を有している。
■ 光学的バンドギャップ E g e p t ” 3 − 2eV■ 擬似太陽
AM−1 100mW/cm2照射時の光導電率σ1とσ,の比σ
pb/σ,=102 ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 1.6:0.1
■ 該上部透光性保護膜又は該上部透光性保護膜の一部
のSiH赤外吸収ピーク2000cm−’とSiO赤外
吸収ピーク1020cm7’の強度比SiH/SiO=
 0.002 ん 可視光における屈折率 n=2.0 上記上部透光性保護膜はプラズマCVD法により成膜さ
れる。成膜はSiH.ガス及びCO2ガス及びH2ガス
の混合ガスを用い,流量比はSiH4:Co2:H2=
l:20:9である。成膜時の圧力は1,OT o r
 rで、RFパワーは200+n+l/am”である。
基板温度は250℃にて成膜する。
光電変換素子の保護又は絶縁性を考慮し1μm成膜する
〈実施例4〉 第3図は、実施例4の密着型イメージセンサの受光部断
面図である。
基板201上に順次積層された共通電極202、光電変
換素子203、透明電極204,層間絶縁膜205、個
別電極206、上部透光性保護膜210、接着層208
、薄板ガラス209より構成される。
基板201は溶融石英基板を用い. 202,206の
電極はそれぞれCr.AQをDCマグネトロンスパッタ
リング法によりそれぞれ800人と1μm成膜し用いた
。光電変換素子203はa−Si:H.a−Si :O
:Hをそれぞれ5000人と400人連続成膜し多層構
造にして用いた。成膜はSiH4ガスないしその多量体
とC○2の混合ガスを用いてプラズマCVD法によって
行なう。
透明電極204はITOをDCスパッタリング法により
600人形成する。層間絶縁膜205はa−Sio2膜
をSiH4ガス及びCO2ガスの混合ガスを用いたプラ
ズマCVD法により3000人成膜して形成する。
接着層208はアクリル系の接着剤を塗布して形成する
。薄板ガラス209は硼珪酸ガラスを用いる。上部透光
性保護膜210は後述する。透明電極204と個別電極
206は、眉間絶縁膜205に形成されたコンタクトホ
ールを通して接続される。
上部透光性保護膜210は個別電極形成時に同時に形成
されたアース電極に電気的に接続される(第3図参照)
実施例4の該上部透光性保護膜210又は該上部透光性
保護膜の一部は次の特徴を有している。
?D 光学的バンドギャップ Eg..l=2.4ev 1 擬似太陽AM−1 100mW/am”照射時の光導電率σ1とσ,の比σ
 . /σ.=10’ (■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.5:0.2
グ)該上部透光性保護膜又は該上部透光性保護膜の一部
のSiH赤外吸収ピーク2000cm−”とSiO赤外
吸収ピーク1020cm−’の強度比SiH/SiO=
 0.013 ■ 可視光における屈折率 n=1.6 上記上部透光性保護膜はプラズマCVD法により成膜さ
れる。成膜はSiH4ガス及びCO■ガス及びH2ガス
の混合ガスを用い、流量比はSiH4:C○2:H2=
1:10:9である。成膜時の圧力は1.0T o r
 rで、RFパワーは2001m/am”である。基板
温度は250℃にて成膜する。
光電変換素子の保護又は絶縁性を考慮しlμm成膜する
〈実施例5〉 第4図は、実施例5の密着型イメージセンサの受光部断
面図である。
基板201上に順次積層された共通電極202、光電変
換素子203,透明電極204、層間絶縁膜205、個
別電極206、保護膜207、上部透光性保護膜210
、接着層208、薄板ガラス209より構成される。
基板201は合成石英基板を用い、202, 206の
電極はそれぞれCr−Ni,An−SiをDCマグネト
ロンスパッタリング法によりそれぞれ1000人と1μ
m成膜し用いた。光電変換素子503はa−Si :H
,a−Si :O:H.  p −a−Si:O:Hを
それぞれ1.5μm、200人、500人連続成膜し多
層構造にして用いた。成膜はSiH4ガスないしその多
量体とCO2の混合ガス及び該ガスにB2H,ガスとH
2ガスを加えて混合したガスを用いてプラズマCVD法
によって行なう。透明電極204はSnO2をDCスパ
ッタリング法により5(10人成膜し形成する。層間絶
縁膜205及び保護膜207はa−Si:O:N膜をS
iH4ガス及びCO2ガス及びN2ガスの混合ガスを用
いたプラズマCVD法により7000人成膜して形成す
る。接着層208はポリエステル系の接着剤を塗布して
形成する。薄板ガラス209は硼珪酸ガラスを用いる。
上部透光性保護膜210は後述する。透明電極204と
個別電極206は、眉間絶縁膜205に形成されたコン
タクトホールを通して接続される。
実施例5の該上部透光性保護膜210又は該上部透光性
保護膜の一部は次の特徴を有している。
■ 光学的バンドギャップ Eg.,t=1.8ev ■ 擬似太陽AM−1 100IIIw/cm2照射時の光導電率σ1とσ,の
比σ./σ,=10” ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.05:0.
3■ 該上部透光性保護膜又は該上部透光性保護膜の一
部のSiH赤外吸収ピーク2000cm−1と?iO赤
外吸収ピーク1020cm−’の強度比SiH/SiO
 = 0 . 8 ■ 可視光における屈折率 n=1.2 上記上部透光性保護膜はプラズマCVD法により成膜さ
れる。成膜はSiH4ガス及びCO2ガス及びH2ガス
の混合ガスを用い、流量比はSiH4:Co■: H2
=1 :0.5: 9である。成膜時の圧力は1.OT
 o r rで、RFパワーは200mW/cm2であ
る。基板温度は250℃にて成膜する。
光電変換素子の保護又は絶縁性を考慮し1μm成膜する
次に本発明の電子デバイスの密着型イメージセンサ以外
の実施例として、絶縁基板上に作成されたMOS型TP
T (薄膜トランジスタ)について述べる。
〈実施例6〉 第5図に実施例6のMOS型TPTの素子断面図を示す
。絶縁性基板601上に順次積層されたTFT活性層6
02、TFTゲート酸化膜603、TPTゲート電極6
04、TFT層間絶縁膜605、TFTソース電極60
6、TFTドレイン電極607,TPT保護膜608よ
り構成される。該素子は実施例1〜5の密着型イメージ
センサの各光電変換素子と1:1に対応して設置されて
おり、該センサの暉動回路及び読出し回路の一部を構成
している。以下に該TPT素子の作成工程を示す。
合成石英基板601上にPoly−Siを低圧CVD法
により成膜し活性N602を形成する。その後熱酸化工
程によりゲート酸化膜603を形成し,そしてゲート電
極604としてPoly−Siを低圧CVD法により成
膜する。さらにゲート電極形成後、イオン注入法又は塗
布拡散法により活性層のn型p型の制御及びゲート電極
の低抵抗化を行い、その後層間絶縁膜605としてS 
i O2膜を低圧CVD法により成膜する。そして、真
空蒸着法により成膜したAff膜を用いてTFTソース
電極606とドレイン電極607を形成し、その後TP
T保護膜608として本発明の特徴を有する上部透光性
保護膜を成膜する。その後、TPT特性を向上させるた
めにプラズマ水素処理を行う。
実施例6のTFT保護膜兼上部透光性保護膜608又は
該保護膜の一部は次の特徴を有している。
■ 光学的バンドギャップ E g apt=6.5eV ■ 擬似太陽AM−1 100mW/cm2照射時の光導電率σ9hとσ4の比
σ . /σ,=5 ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 2.4:0.0
1■ 該TFT保護膜兼上部透光性保護膜又は該保護膜
の一部のSiH赤外吸収ピーク2000cm−1とSi
O赤外吸収ピーク1020cm−’の強度比SiH/S
iO = 0.001 ■ 可視光における屈折率 n=2.4 上記TFT保護膜兼上部透光性保護膜は、プラズマCV
D法により成膜される。成膜はSiH4ガス及びCO2
ガス及びH2ガスの混合ガスを用い、流量比は、SiH
4:CO2:H2==130:9である。成膜時の圧力
は1.OT o r rで,RFパワーは200mW/
am”である。基板温度は25(℃にて成膜する。膜厚
はプラズマ水素処理を有効に行うために2000人とし
た。
く実施例7〉 第6図に実施例7のM O S型TPTの素子断面図を
示す。絶縁性基板701上に順次積層されたTFT活性
層702、TFTゲート酸化膜703、TFTゲート電
極704、TFT層間絶縁膜兼上部透光性保護膜705
、TFTソース電極706、TFTドレイン電極707
,TFT保護膜708より構成される。該素子は実施例
1〜5の密着型イメージセンサの各光電変換素子と1:
1に対応して設置されており,該センサの駆動回路及び
読出し回路の一部を構成している。以下に該TPT素子
の作成工程を示す。
合成石英基板701上にPoly−Siを低圧CVD法
により成膜し活性層702を形成する。その後熱酸化工
程によりゲート酸化膜703を形成し、そしてゲート電
極704とシテP o 1 y−S iを低圧CVD法
により成膜する。さらにゲート電極形成後、層間#!縁
膜705として本発明の特徴を有する膜−を成膜する。
その後イオン注入法により活性層のn型p型の制御及び
ゲート電極の低抵抗化を行い、その後真空蒸着法により
成膜したAQ膜を用いてTPTソース電極706とドレ
イン電極707を形成し、その後TPT保護膜708と
してSiO2膜を低圧CVD法により成膜する。その後
、TPT特性を向上させるためにプラズマ水素処理を行
う。
実施例7の層間絶縁膜705又は層間sm膜705の一
部は次の特徴を有している。
■ 光学的バンドギャップ Eg .,pc= 2.4eV ■ 擬似太陽AM−1 100mW/am2照射時の光導電率σ1とσ,の比σ
./σa=10’ ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.5:0.2
■ 層間絶縁膜705又は層間絶縁膜705の一部のS
iH赤外吸収ピーク2000cm−” トS i O赤
外吸収ピーク1020cm−’の強度比SiH/SiO
 = 0.013 ■ 可視光における屈折率 n =1.6 上記層間絶縁膜705又は暦間絶縁膜705の一部はプ
ラズマCVD法により成膜される。成膜はS i H4
ガス及びCO2ガス及びH2ガスの混合ガスを用い、流
量比はS iH.: Co2: H2=1:10:9で
ある。成膜時の圧力は1.OT o rrで、RFパヮ
ーは200mW/cm”である。基板温度は250℃に
て成膜する。膜厚はイオン注入を有効に行うために10
(10人とした。
次に、本発明の電子デバイスの密着型イメージセンサ以
外の実施例として、導電性基板上に作成されたMOS型
TPT (薄膜トランジタ)について以下に述べる。
?実施例8〉 第7図に実施例8のMOS型TPTのpチャンネル素子
断面図を示す。n型Siウェハー801上に順次積層さ
れたTPTフィールド酸化膜802、TFTゲート酸化
膜803、TFTゲート電極804、T.FT1間絶縁
膜805、TFTソース電極806、TFTドレイン電
極807、TFT保護膜兼上部透光性保護膜808より
構成される。以下に該TPT素子の作成工程を示す。
n型Siウェハー801上にLOCOS法によりフィー
ルド酸化膜802を作成しその後熱酸化工程によりゲー
ト酸化膜803を形成し、そしてゲート電極804トシ
テP o l y−S iを低圧CVD法により成膜す
る。さらにゲート電極形成後、イオン注入法又は塗布拡
散法により活性層のn型P型の制御及びゲート電極の低
抵抗化を行い、その後層間絶縁膜805としてSiO■
膜を低圧CVD法により成膜する。そして,真空蒸着法
により成膜したAQ膜を用いてTFTソース電極806
とドレイン電極807を形成し、そのTPT保?膜80
8として本発明の特徴を有する膜を成膜する。その後、
TPT特性を向上させるためにプラズマ水素処理を行う
実施例8の該TFT保護膜808又は該保護膜の一部は
次の特徴を有している。
■ 光学的バンドギャップ E g .,.= 2.4eV ■ 擬似太陽AM−1 100mW/cm2照射時の光導電率σ1とσ,の比σ
ph/σa=10’ ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.5:0.2
■ 該TFT保護膜又は該保護膜の一部のSiH赤外吸
収ピーク2000cm−”とSiO赤外吸収ピーク10
20cm−”の強度比 SiH/SiO= 0.013 ■ 可視光における屈折率 n=1.6 上記TPT保護膜はプラズマCVD法により成膜される
。成膜はSiH4ガス及びCO■ガス及びH2ガスの混
合ガスを用い、流量比はSiH,: Co2: H2=
1 :10: 9である。成膜時の圧力はl.OT o
 r rで、RFパワーは200mW/cI12である
。基板温度は250℃にて成膜する。膜厚はプラズマ水
素処理を有効に行うために2000人とした。
以下の実施例は、絶縁性透光性基板上に構築され、該基
板上に,複数個の光電変換素子から成る素子列により形
成される受光部と、該素子列を保護するために該受光部
上部に位置する透光性絶縁体を有し、該基板上に形成さ
れた開口部すなわち採光窓より入射する光源光が該透光
性絶縁体を透過し原稿に入射し、該原稿よりの反射光が
該透光性絶縁体を透過し受光部に入射し、原稿からの光
情報に応じて情報を電気信号に変換し該電気信号を検出
し,原稿よりの情報を読み取る完全密着型イメージセン
サに関するものである。
〈実施例9>  CF1!求項2に対応)第12図(a
)は、実施例9の完全密省型イメージセンサの断面の概
略図に相当する。そして、第12図(b)は、実施例9
の完全密着型イメージセンサの受光部断面図に相当する
該センサはAQ筺体221、光源222,センサ223
、読取・翻動回路系224より構成される。さらに、該
センサ223は、基板201上に順次積層された共通電
極202、光電変換素子203、透明電極204、層間
絶縁膜205、個別電極206、透光性II!縁膜20
7、本発明の上部透光性保護膜210、接着層208,
薄板ガラス209より構成される。なお、213は導電
率が上昇した個所を示す。
透光性絶縁体としては透光性絶縁膜207を示す。基板
201は合成石英基板を用い. 202,206の電極
はそれぞれCr.A(lを真空蒸着法によりそれぞれ0
.1μmと1μm成膜して用いた。光電変換素子203
はa−Si:H(下層).a−Si :O:H (上層
)をそれぞれlμmと0.04μm連続成膜し多層構造
にして用いた。成膜はSiH4ガスないしその多量体と
CO2ガスの混合ガスを用いてプラズマCVD法によっ
て行う。なお、該光電変換素子203の光学的バンドギ
ャップはa−Si:Hが1.75eV. a−S i 
: O :Hは2.05eVであり,センサの光読み出
し波長は545nm近傍に設定した。透明電極204は
ITOをDCスパッタリング法により0.05μI形成
する。層間#I!m膜205及び透光性保護膜207は
SiH4ガス、CO2ガスの混合ガスを用いてのプラズ
マCVD法によりa−SiO.膜をそれぞれ0.5μm
づつ形成した。本発明の透光性保護膜は透光性絶縁膜の
後に連続成膜され同一工程にて微細加工された。接着層
208は、センサ近傍に設置された採光窓211を通し
て入射する光源よりの光が吸収されないように300n
m〜900nmの波長の範囲において90%以上の高い
光透過率を有するエポキシ系の透明接着剤を塗布して形
成する。薄板ガラス209は,光源光が吸収されないよ
うに350nm〜2000nmの波長の範囲において9
0%以上の高い光透過率を有する硼珪酸ガラスを用いる
。本発明の上部透光性保護膜210は後述する。透明電
極204と個別電極206は、層間絶縁膜205に形成
されたコンタクトホールを通して接続される。
実施例9の該上部透光性保護膜210は次の特徴を有し
ている。
■・ 光学的バンドギャップ E gopt=2.6e V ■ 擬似太陽光AM−1 100mW/an2照射時の光導電率cyphとσdの
比 σph/σd=104 ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.75 : 
0.15(優 該上部透光性保護膜210のSiH赤外
吸収ピーク2000■−1とSiO赤外吸収ピーク10
20cm−’の強度比 S i H/ S i O =0.005■ 可視光に
おける屈折率 n=1.8 上記上部透光性保護膜210はプラズマCVD法により
成膜される。成膜はSiH4ガス及びCO2ガス及びH
2ガスの混合ガスを用い、流量比はSiH4:Co2:
H,=l :17:9である。
成膜時の圧力は1.OTorrで、RFパヮーは200
m W / an 2である。基板温度は250℃にて
成膜する。膜厚は0.5μmとした。
実施例9の.光源222は、次の特徴を有する。
■ 光源の種類 冷陰極型蛍光放電管(2波長域発光型)■ 発光効率 30  1m/W ■ 発光に使われている蛍光体 CeMgAQ1101,:Tb” (発光ピーク543nm) S r3(PO4)2: Eu (発光ピーク406 n’m ) ■ 分光分布 第20図に記載 〈実施例10〉(請求項2に対応) 第12図(a)は、実施例10の完全密着型イメージセ
ンサの断面の概略図に相当する。そして、第13図は、
実施例10の完全密着型イメージセンサの受光部断面図
に相当する。
該センサユニットはAQ筐体221、光源222、セン
サ223、読取・駆動回路系224より構成される。さ
らに、該センサ223は、基板201上に順次積層され
た共通電極202、光電変換素子203、透明電極20
4,層間絶縁膜205、個別電極206、本発明の上部
透光性保護膜210、接着層208、薄板ガラス209
より構成される。
透光性絶縁体としては眉間絶縁膜205を示す。
基板201は合成石英基板を用い、202,206の電
極はそれぞれCr.AΩを真空蒸着法によりそれぞれ0
.1μmと1μm成膜して用いた。光電変換素子203
はa−Si:H(下層).a−Si:0:H (上屡)
をそれぞれ1μmと0.04μm連続成膜し多層構造に
して用いた。成膜はSiH4ガスないしその多量体とC
○2ガスの混合ガスを用いてプラズマCVD法によって
行う。なお、該光電変換素子203の光学的バンドギャ
ップはa−Si:Hが1.75eV.a−S i : 
0 : Hは2.05eVであり,センサの光読み出し
波長は545nm近傍に設定した。透明電極204はI
TOをDCスパッタリング法により0.05μm形成す
る。
層間絶縁膜205はSiH4ガス、C○2ガスの゛混合
ガスを用いてのプラズマCVD法によりa−S i O
,膜を.0.5μm形成した。本発明の透光性保護膜は
206電極形成後に形成された。接着層208は、セン
サ近傍に設置された採光窓211を通して入射する光源
よりの光が吸収されないよう4:300nm〜900n
mの波長の範囲において90%以上の高い光透過率を有
するエポキシ系の透明接着剤を塗布して形成する。薄板
ガラス209は、光源光が吸収されないように350n
m〜2000 nmの波長の範囲において90%以上の
高い光透過率を有する硼珪酸ガラスを用いる。本発明の
透光性保護膜210は後述する。透明電極204と個別
電極206は、眉間絶縁膜205に形成されたコンタク
トホールを通して接続される。
実施例10の該透光性保護膜210は次の特徴を有して
いる。
■ ■ 光学的バンドギャップ E gopt=2.4e V 擬似太陽光AM−1 100mW/an”照射時の光導電率crphとσdの
比 σph/σd=10’ ■ 組成 :/!Jコン:1素:水素= 1.0 : 0.5 :
 0.2■ 該上部透光性保護膜210のSiH赤外吸
収ピーク2000an−”とSiO赤外吸収ピーク10
20an−1の強度比 S i H/ S i O =0.013■ 可視光に
おける屈折率 n=1.6 上記上部透光性保護膜210はプラズマCVD法により
成膜される。成膜はSiH.ガス及びC○2ガス及びH
2ガスの混合ガスを用い、流量比はS iH.: Co
2: H2”l : 10:9である。
成膜時の圧力は1.OTorrで、RFパワーは200
m W / cm 2である。基板温度は250℃にて
成膜す?。膜厚は1.0μmとした。
実施例10の光源222は,次の特徴を有する。
■ 光源の種類 冷陰極型蛍光放電管(2波長域発光型)■ 発光効率 33  1.m/W ■ 発光に使われている蛍光体 C e M g A n、,0,g: Tb”(発光ピ
ーク543nm) BaMg2AQ,,O■7: Eu” (発光ピーク452nm) ■ 分光分布 第18図に記載 〈実施例1l〉(請求項2に対応) 実施例11のセンサユニット構成、光源,センサ層構成
〔第12図(a)および第13図参照〕及び膜厚及び製
法は、透光性保護膜210を除き、実施例10と同様な
ので省略する。以下に上部透光性保護膜210について
述べる。
実施例11の該透光性保護膜210は次の特徴を有して
いる。
■ 光学的バンドギャップ E g opt= 2.6 e V (■ 擬似太陽光AM−1 100mW/an2照射時の光導電率σρhとσdの比 σρh/σd=10’ ? 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.75 : 
0.15■ 該透光性保護膜210のSii{赤外吸収
ピーク2000an−1とSiO赤外吸収ピークl02
0an一゛の強度比 S i H/ S i O =0.005■ 可視光に
おける屈折率 n=1.8 上記透光性保護膜210はプラズマCVD法により成膜
される。成膜はSiH4ガス及びC02ガス及びH2ガ
スの混合ガスを用い、流量比はSiH4:Co■: H
.= 1 : 17:9である。成膜時の圧力はI .
 OTorrで、RF/<ワーは200mW/+m2で
ある。基板温度は250゜Cにて成膜する。膜厚は1.
0μmとした。
〈実施例12> CM求項2に対応) 実施例12のセンサユニット構成、光源、センサ層構成
〔第12図(a)および第13図参照〕及び膜厚及び製
法は,透光性保護膜210を除き、実施例10と同様な
ので省略する。以下に透光性保護膜210について述べ
る・ 実施例12の該透光性保護膜210は次の特徴を有して
いる。
■ 光学的バンドギャップ E gopt=3.2e V ■ 擬似太陽光AM−1 100m W / cm 2照射時の光導電率aphと
adの比 σph/σd=lo2 ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 1.6 : 0
.1■ 該透光性保護膜210のSiH赤外吸収ピーク
2000■−1とSiO赤外吸収ピーク1020an?
”の強度比 S i H/ S i O =0.002■ 可視光に
おける屈折率 n=2.0 上記透光性保護膜210はプラズマCVD法により成膜
される。成膜はS i H.ガス及びCO■ガス及びH
2ガスの混合ガスを用い、流量比はSjH4=Co2:
H2=1=20:9である。成膜時の圧力は1 . O
Torrで、RFパワーは200mW/CIll2であ
る。基板温度は250℃にて成膜する。膜厚は1.0μ
mとした。
〈実施例13〉 第12図(a)は、実施例13の完全密着型イメージセ
ンサの断面の概略図に相当する。そして、第14図は、
実施例13の完全密着型イメージセンサの受光部断面図
に相当する。
該センサユニットはAQ筺体221、光源222、セン
サ223、読取・恥動回路系224より構成される。さ
らに、該センサ223は、基板201上に順次積層され
た共通電極202、光電変換素子203,透?電極20
4、層間絶縁膜205、個別電極206、本発明の上部
透光性保護膜210、接着層208、薄板ガラス209
より構成される。
透光性絶縁体としては、眉間絶縁膜205を示す。基板
201は溶融石英基板を用い、202,206の電極は
それぞれCr.AQをDCマグネトロンスパッタリング
法によりそれぞれ0.08μmと1μm成膜して用いた
。光電変換素子203はa−Si:H(下層),a−S
i:O:H(上層)をそれぞれ0.5μmと0.04μ
m連続成膜し多層構造にして用いた。成膜はSiH4ガ
スないしその多量体とCO■ガスの混合ガスを用いてプ
ラズマCVD法によって行う。なお,該光電変換素子2
03の光学的バンドギャップはa−Si:Hが1.75
eV. a−S i : O : Hは2.05eVで
あり、センサの光読み出し波長は545nm近傍に設定
した。透明電極204はITOをDCスパッタリング法
により0.06μm形成する。層間絶縁膜205はSi
H4ガス,CO2ガスの混合ガスを用いてのプラズマC
VD法によりa−SiO2膜をそれぞれ0.3μm.0
.5μmずつ形成した。
本発明の透光性保護膜210は206の電極形成後に形
成された。接着M208は、センサ近傍に設置された採
光窓211を通して入射する光源よりの光が吸収されな
いように300nm〜900nmの波長の範囲において
90%以上の高い光透過率を有するエポキシ系の透明接
着剤を塗布して形成する。薄板ガラス209は,光源光
が吸収されないように350nm〜2000nmの波長
の範囲において90%以上の高い光透過率を有する硼珪
酸ガラスを用いる。本発明の上部透光性保護膜210は
後述する。透明電極204と個別電極206は、眉間絶
縁膜205に形成されたコンタクトホールを通して接続
される。本発明の透光性保護膜210は206の電極形
成時に微細加工法により形成されたアース電位214に
電気的に接続される(第14図参照)。
実施例13の該透光性保護膜210は次の特徴を有して
いる。
■ 光学的バンドギャップ E gopt=2.4 e V (の 擬似太陽光AM  1 100mW/an2照射時の光導電率σρhとσdの比 σph/σd= 1 0’ ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0:0.5:0,2■ 
該上部透光性保護膜210のSiH赤外吸収ピーク20
00■−1とSiO赤外吸収ピーク1020an−”の
強度比 S i H/ S i O =0.013■ 可視光に
おける屈折率 n=1.6 上部透光性保護膜210はプラズマCVD法により成膜
される。成膜はSiH.ガス及びCO2ガス及びH2ガ
スの混合ガスを用い、流量比はSiH4:Co2:H.
=1 :10: 9である。成膜時の圧力は1 . 0
Torrで、RFパワーは200mW/aI12である
。基板温度は250℃にて成膜する。
膜厚は0.5μmとした。
実施例l3の光源222は,次の特徴を有する。
゛D 光源の種類 冷陰極型蛍光放電管(2波長域発光型)■ 発光効率 33  1m/W ■ 発光に使われている蛍光体 C e M g AM,.0., : T b”(発光
ピーク543nm) B aMg2AQ,.027: Eu”(発光ピーク4
52nm) ■ 分光分布 第18図に記載 〈実施例l4〉(請求項3に対応) 第12図(a)は、実施例l4の完全密着型イメージセ
ンサの断面の概略図に相当する。そして、第15図(a
)は、実施例14の完全密着型イメージセンサの受光部
断面図に相当する。第15図(b)は、実施例14の完
全密着型イメージセンサの受光部平面図に相当する。
該センサユニットはAQ筐体221、光源222、完全
密着型イメージセンサ223、読取・睨動回路系224
より構成される。さらに、該センサ223は、基板20
1上に順次積暦された個別電極202、光電変換素子2
03,透明電極204、眉間絶縁膜205、共通電極2
06,透光性絶縁膜207、本発明の上部透光性保護膜
210,接着層208、薄板ガラス209より構成され
る。
基板201は合成石英基板を用い、202,206の電
極はそれぞれCr.AMを真空蒸着法によりそれぞれ0
.1μmと1μm成膜して用いた。光電変換素子203
はa−Si:H(下層)、a−Si:o:H(上層)を
それぞれlμmと0.04 μm連続成膜し多層構造に
して用いた。成膜は、SiH.ガスとCO2ガスの混合
ガスを用いてプラズマCVD法によって行う。なお、該
光電変換素子203の光学的バンドギャップはa−Si
:Hが1.75eV, a−S i : O : Hは
2.05eVであり、センサの光読み出し波長は545
nm近傍に設定した。透明電極204はIT○をDCス
ノ{ッタリング法により0.05μm形成する。層間絶
縁膜205及び透光性絶縁膜207はa−SiO2膜を
SiH4ガス及びC○2ガスの混合ガスを用いたプラズ
マCVD法によりそれぞれ0.5μm成膜して形成する
。本発明の透光性保護膜210は透光性絶縁膜207の
後に連続成膜され,同一工程にて微細加工された。接着
層208は,センサ近傍に設置された採光窓210を通
して入射する光源よりの光が吸収されないように300
nm〜900nmの波長の範囲において90%以上の高
い光透過率を有するエポキシ系の透明接着剤を塗布して
形成した。薄板ガラスは、光源光が吸収されないように
350nm〜2000nmの波長の範囲において90%
以上の高い光透過率を有する硼珪酸ガラスを用いた。透
明電極204と共通電極206は、層間絶縁膜205に
形成されたコンタクトホールを通して接続される。
実施例14の透光性保護膜210は次の特徴を有してい
る。
■ 光学的バンドギャップ E gopt=2.6e V ■ 擬似太陽光AM−1 100 m W / cx ”照射時の光導電率σph
とσdの比 σph/σd=10’ ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.75 : 
0.15■ 該保護膜又は保護膜の一部のSiH赤外吸
収ピーク2000an−1とSiO赤外吸収ピーク10
20QI1−”の強度比 SiH/Si○= 0.005 ■ 可視光における屈折率 n=1.8 上部透光性保護膜はプラズマCVD法により成膜される
。成膜は、SiH.ガス及びC○2ガス及びH2ガスの
混合ガスを用い、流量比SiH4:C○2:H2=1 
:17: 9である。成膜時の圧力は1 . OTor
rで、RFパワーは200mW/aI12である6基板
温度は250℃にて成膜する。膜厚は0.5μm成膜す
る。
実施例14は、特に次の特徴を有している。採?窓上部
に位置する該透光性保護膜を採光窓の約80%の大きさ
にて除去してある。上記除去は平行平板型R I E 
(Reactive ion Etching)装置に
よりCF.ガスと02ガスを用いて下層に位置する眉間
絶縁膜との選択性を考慮して行った。
採光窓二各光電変換素子にl対lに設置されている。面
積は100μ.xl00μmの大きさで、各光電変換素
子より5μm離れて位置している。
本発明の上部透光性保護膜の開口部:各採光窓に1対1
に設置されている。面積は90μmX90μmの大きさ
で各採光窓より5μmHれて位置している。
実施例14の光源222は、次の特徴を有している。■
 光源の種類 冷陰極型蛍光放電管(2波長域発光型)■ 発光効率 30  1m/W ■ 発光に使われている蛍光体 C e M g AQ■101, : ,Tb”(発光
ピーク543nm) S r3 (PO4)− : E u (発光ピーク406nm) ■ 分光分布 第20図に記載 〈実施例15〉(請求項3に対応) 第12図(a)は、実施例15の完全密着型イメージセ
ンサの断面の概略図に相当する。そして、第16図は、
実施例l5の完全密着型イメージセンサの受光部及び薄
膜トランジスタの断面図に相当する。
該センサユニットはAQ筐体221、光源222、セン
サ223,補助回路系224より構成される。なお、該
センサ223は、複数個の光電変換素子により構成され
る素子列から成る受光部と、該受光部と同一基板上に構
築されかつ前記光電変換素子からの光情報に応じた信号
を順次読み出すための読み出し・駆動回路として機能す
る薄膜トランジスタ(以後TPTと呼ぶ)群とで構成さ
れる完全密着型イメージセンサである。
該センサは、基板201上に順次積層された共通電極2
02、光電変換素子203、透明電極204、層間絶縁
膜205、個別電極206、保護膜207、接着層20
8.薄板ガラス209、TFT活性層602、ゲート駿
化膜603、TFTゲート電極604、TPTソース電
極606、TPTドレイン電極607より構成される。
以下に該センサ作成工程を示す。合成石英基板201上
にPoly−siを低圧CVD法により0.15μm成
膜し活性層602を形成する。その後熱酸化工程により
ゲート酸化膜603を形成し,そしてゲート電極604
としてPoly−Siを低圧CVD法により成膜する。
さらにゲート電極604形成後、イオン注入法により活
性層602のn型p型制御及びゲート電極の低抵抗化を
行う。
その後、TPT特性を向上させるためにプラズマ水素処
理を行う。ついで受光部の作成を行う。
202,206の電極はそれぞれCr.AQを真空蒸着
法によりそれぞれ0.1μmと1μm成膜して用いた。
206の電極形成時に同時に606, 607の電極も
形成する。光電変換素子203はa−Si:H(下層)
、a−Si:○:H(上/IF)をそれぞれ1μmと0
.04μm連続成膜し多層構造にして用いた。成膜は、
SiH4ガスとCO2ガスの混合ガスを用いてプラズマ
CVD法によって行う。なお,該光電変換素子203の
光学的バンドギャップはa.−Si:Hが1.75eV
. a−Si :○:Hは2.05eVであり、センサ
の光読み出し波長は545nm近傍に設定した。透明電
極204はITOをDCスパッタリング法により0.0
5μm形成する。層間絶縁膜205及び透光性I1!!
m膜207はa−SiO2膜をSiH.ガス及びCo2
ガスの混合ガスを用いたプラズマCVD法によりそれぞ
れ0.5μmずつ成膜して形成する。本発明の上部透光
性保護膜210は透光性絶縁膜207の後に連続成膜さ
れ、同一工程にて微細加工された。
接着層208は、センサ近傍に設置された採光窓211
を通して入射する光源よりの光が吸収されないように3
00nm〜900nmの波長の範囲において90%以上
の高い光透過率を有するエポキシ系の透明接着剤を塗布
して形成した。薄板ガラスは、光源光が吸収されないよ
うに350nm〜2000nmの波長の範囲において9
0%以上の高い光透過率を有する硼珪酸ガラスを用いた
。透明電極204と個別電極206は、層間絶縁膜20
5に形成されたコンタクトホールを通して接続される。
実施例15の該上部透光性保護膜210は次の特徴を有
している。
■ 光学的バンドギャップ E gopt=2.6e V (2)擬似太陽光AM  1 100mW/an2照射時の光導電率σPhとσdの比 σph/σd=10’ ■ 組成 シリコン:酸素:水素= 1.0 : 0.75 : 
0.15■ 上部透光性保護膜又は該保護膜の一部のS
iH赤外吸収ピーク2000■−1と810赤外吸収ピ
ーク1020an−”の強度比S i H/ S i 
O =0.005■ 可視光における屈折率 n=1.8 上部透光性保護膜はプラズマCVD法により成膜される
。成膜は、S i H4ガス及びCO2ガス及びH2ガ
スの混合ガスを用い、流量比SIH4:CO2:H2=
1 :17: 9である。成膜時の圧力はl , OT
orrで、RFパワーは200 m W / an2で
ある。基板温度は250℃にて成膜する。膜厚は0.5
μmとした。
実施例15は、特に次の特徴を有している。採光窓上部
に位置する上部透光性保護膜を採光窓の約80%の大き
さで除去してある。又はTPT素子間に位置する該保護
膜を任意の大きさで除去する。上記、除去は平行平板型
R I E (Reactive Ion Etchi
ng)装置によりCF4ガスと02ガスを用いて下層に
位置する層間11!i縁膜との選択性を考慮して行った
採光窓:各光電変換素子に1対1に設置されている。面
積は100μmX100μmの大きさで、各光電変換素
子より5μm離れて位置している。
本発明の上部透光性保護膜の開口部(採光窓部):各採
光窓に1対1に設置されている。面積は90μm×90
μmの大きさで各採光窓より5μm離れて位置している
本発明の上部透光性保護膜の開口部(TFT部):TP
T素子間に複数個設置されている。
面積は任意の大きさで各TPT素子より少なくとも5μ
m離れて位置している。
実施例15の光源222は,次の特徴を有している。
■ 光源の種類 冷陰極型蛍光放電管(2波長域発光型)■ 発光効率 30  1m/W ■ 発光に使われている蛍光体 CeMgAQ,、O,,:Tb” (発光ピーク543nm) Sr,(PO4)2:Eu (発光ピーク406nm) ■ 分光分布 第20図に記載 次に,実施例14、15の利点について述べる。
実施例9〜13において、光源からの光が採光窓を通し
て入射されるため、該透光性保護膜210は、採光窓2
11の近傍でしかも下地膜との界面近傍で光導電性を示
す。光導電性が良好の場合は、原稿とセ.ンサの摩擦に
起因する静電荷が保護膜に蓄積し、静電ノイズとしてセ
ンサ個別電極及び共通電極に到達することを防ぐことが
可能であるが,実施例9、11、12のように、光導電
率σphとσdの比σph/σdが小さい値を示す場合
は、静電荷の保護膜への蓄積は完全には防ぐことが出来
ない。これに対し、実施例14、l5においては、採光
窓上部、又はTPT素子間上部の保護膜が除去されてい
るため、光源光は採光窓上部又はTPT素子間では吸収
されず一度原稿面に到達し反射光としてセンサに入射す
る。
この時、反射光は原稿及び薄板ガラス等での散乱により
、受光部に比較的広く照射されるため、該透光性保護膜
は,受光部の、接着層との界面近傍で比較的広く導電性
を示す。よって、先導電率σphとσdの比σph/σ
dが小さい値を示す場合でも比較的、原稿とセンサの摩
擦に起因する静電荷が保護膜に蓄積し静電ノイズとして
センサ個別電極及び共通電極に到達することを防ぐこと
が可能となる。実施例9と実施例14、15は,同一の
透光性保護膜を用いているが、表1に示したように、S
/N比及びPRNU値が実施例9に比べ実施例l4、1
5は良好である。このことは上記のことが原因と思われ
る。
又本発明の上部透光性保護膜は、下地膜の透光性U縁膜
と連続成膜することおよび、同時に微細加工してパター
ンの形成を行うことが、可能なので、従来技術と異なり
、導電膜作成工程、特にフオトリソ工程の増加に伴う歩
留りの低下を防止することができる。
次に、実施例1〜15の該上部透光性保護膜の酸素含有
率に対する該上部透光性保護膜の擬似太陽光A M −
 1 100mW/am2照射時の光導電率σ,5及び
σd及び光学的バンドギャップEg。.,の変化を第8
図に示す。第8図より、該上部透光性保護膜の酸素含有
率を変えることにより成膜された膜のEg−pt及びσ
,.及びσ,が変化し、Ega6+が2.4eV以上で
σ5jffm比が102以上を示す膜が得られることが
わかる。このことは該上部透光性保護膜がEg.,。に
対応する波長より短波長側の光(比較的紫外域の光)を
吸収し光導電性を有するようになることを示している。
次に実施例1〜l5の該上部透過性保護膜又は該上部透
光性保護膜の一部が、擬似太陽光AM−1  100m
W/cn+2照射時の光導電率σ,,とσ,の比σph
/σ,が102以上の値を有し、かつ光学的バンドギャ
ップが2.4eV以上の値を有することによる利点につ
いて以下に述べる。
一般に、原稿からの反射光を受光する光電変換素子列と
該素子列上側にM稿との接触時に素子列を保護する保護
膜を具える完全密着型イメージセンサにおいて、該セン
サがファクシミリ装置などに搭載された場合、ファクシ
ミリ装置自体が有するノイズ発生源よりのノイズ及び原
稿から光情報に応じた信号を読み取るための駐動・読取
回路からのノイズが、保護膜に帯電しセンサの共通電極
や個別電極に誘導され、それによって読み取り信号にノ
イズが加えられS/N比が低下する問題がある。又、該
構成の完全密着型イメージセンサにおいて、原稿と保護
膜は擦り合うために保護膜の内部に静電気が発生し、こ
れが共通・個別電極に到達し、その結果読み取り信号に
ノイズが加えられS/N比が低下する問題がある。これ
に対し、実施例1〜15に示した完全密着型イメージセ
ンサはその上部透光性保護膜又は該保護膜の一部が光導
電性を有することから原稿からの反射光や光源からの入
射光に含まれる上部透光性保護膜のEg−itに対応す
る波長より短波長側の光の吸収により導電性になり保護
膜へのノイズの局所的な帯電を防ぐ。
表1に実施例1〜5および9〜l5の密着型イメージセ
ンサのS / N比及び白波形平坦度(以下PRNU値
と称す)を示す。S/N比はセンサ下方より56Or+
mに強度ピークを有する光源を?いて100mW/cm
2の光を照射し,センサ上面に反射率80%の白原稿を
上方より18g/cm2の応力で密着させた時の光電流
(以下Ipと称す)と,白原稿を除去しセンサに光が照
射しないように設定した暗時における電流(以下Idと
称す)の比で評価した。又、PRNU値はIpの最大値
IPmsxと最小値IPm+■の比較を行い評価した。
(以下余白) 表1 表1に示した様に、実施例1〜5および9〜15におけ
るN/S比及びPRNU値よりノイズの影響が低減され
たことがわかる。また、実施例1, 4, 5, 9,
 13, 14, 15は従来技術と比べて遜色のない
効果が得られた。実施例1〜l5の中では、実施例4お
よび13は保護膜を電気的にアース電位に接続すること
によりノイズがアース電位に導かれるのでS/N比及び
PRNU値共に良好な値を示した。
次に、実施例1〜15の該保護膜又は保護膜の一部が光
学的バンドギャップ1.8以上の値を有することによる
もう1つの利点について以下に述べる。
一般に、基板上に複数個の光電変換素子列からなる受光
部と該素子列を保護する保護膜を有し、素子に対向して
設置された原稿からの反射光による光情報に応じた該各
素子の信号を順次時系列的に読み取る読取回路と駆動回
路を具備する密着型イメージセンサにおいて、原稿に照
射するために光源に冷陰極放電管や蛍光灯を用いている
場合、光源の照射する光には一部紫外域(波長400n
m以下)の光が含まれていることから、該素子は原稿か
らの反射光により光劣化する。又、該センサが太陽光に
曝された場合太陽光により光劣化する。この時,実施例
1〜5に示したセンサでは該保護膜又は保護膜の一部が
光学的バンドギャップが1.8以上の値を有するので紫
外域の光を吸収し光劣化の割合が低減する。
表2に実施例1〜5の密着型イメージセンサの光劣化試
験の結果を示す。該試験はセンサに+5Vのバイアスを
印加した状態で擬似太陽光A M − 1  100m
W/cm2に直接1000時間暴露したときの結果であ
る。評価はrpの減少率とIdの増加率について行なっ
た。
(以下余白) 表2に示した様に、実施例1〜5の光劣化の割合は従来
技術の構成のセンサに比べて低く、紫外域の光を吸収す
ることにより光劣化が低減されたことがわかる。実施例
1〜5の中では紫外域の光の比較的長波長側の光まで吸
収する実施例5のセンサの光劣化の割合が最も低減され
た。
次に、実施例1〜5の該保護膜又は保護膜の一部が,擬
似太陽光A M − 1 100mW/cm2照射時の
光導電率σ9hとσ.の比σph/σ.が102以上の
値を有しかつ光学的バンドギャップが2.4以上の値を
有すること、すなわち紫外域の光を吸収し光導電性を有
するようになることによる、もう一つの利点について以
下に述べる。
表3に実施例1〜l5の密着型イメージセンサの該保護
膜微細加工時の絶縁破壊特性を示す。
なお、センサは原稿サイズA4版に対応して100μm
X200μmの大きさの光電変換素子が1728素子設
置されており、共通電極は216素子ずつ8ブロックに
分割されている。該保護膜の微細加工は平行平板型RI
E装置によりドライエッチング法にて行い,エッチング
はCHF,と02ガスを用いて行った。なお、エッチン
グ時にエッチング装置外部よりエッチング室に400r
vにピーク強度を有する紫外光を照射し、被エッチング
物であるセンサに紫外光が入射されるようにした。評価
はl728素子中の絶縁破壊を起こした素子数で比較し
た。絶縁破壊の確認は各素子の共通電極と個別電極が電
気的に短絡していること、かつ光学顕微鏡による各素子
の観察で絶縁破壊の痕跡があることとした。評価は、該
保護膜成膜前と該保護膜微細加工後に行い、微細加工に
より起った#!縁破壊素子数のみ表に示した。
(以下余白) 表3 一般に、保護膜が絶縁性の膜である場合、上記方法によ
りエッチングを行うと基板電極に対して生じるバイアス
(一般的にセルフバイアスと称される)により、被エッ
チング物に電荷が蓄積しM縁破壊を起こしデバイスの歩
留まりを低下させるが、実施例1〜15のセンサにおい
ては、エッチング時に照射される400nmにピーク強
度を有する光により該上部透光性保護膜が光導電性を示
し、エッチング時に蓄積される電荷は1728素子中に
均一に広がるために破壊耐圧が上昇し絶縁破壊を起こさ
なくなる。表3において、従来技術の完全密着型イメー
ジセンサ又は保護膜が絶縁性膜の完全密着型イメージセ
ンサでは絶縁破壊を起こす素子が多く見られたが、実施
例1〜15の密着型イメージセンサでは殆ど絶縁破壊を
起こした素子は見られなかった。
次に実施例5および9の特有の利点について示す。実施
例1〜4および10〜l3において、仮に原稿からの反
射光及び光源からの入射光が保護膜に照射された時の保
護膜の導電率が高い値を示した場合、個別電極一共通電
極間の保護膜を通してのリーク電流の増大が心配される
が、実施例5および9においては保護膜207上に光導
電性を有する上部透光性保護膜210が設置されている
ので,上部透光性保護膜の導電率が高い値を示した場合
でも保護膜207が絶縁膜なので、個別電極一共通電極
間の保護膜を通してのリーク電流の増大は起こらず、セ
ンサの特性の低下はない。
次に実施例6と実施例8のMOS型TPTの利点につい
て述べる。一般にSiTFTの電気的特性を向上させる
ために、プラズマにより発生させた水素を素子に注入す
る方法(一般にプラズマ水素処理と称される)が行なわ
れるが、この時、高周波電源を用いてプラズマを発生さ
せるため、サンプルに対してバイアスが印加される(通
常セルフバイアスと称される)。上記バイアスによりサ
ンプル、すなわちTPT素子に電荷が蓄積しTPTの電
気的特性を悪化させる。これに対し、実施例6及び実施
例8のMOS型TPTにおいて、プラズマ水素処理時に
、プラズマ水素処理装置外部より処理室に400nmに
ピーク強度を有する紫外光を照射し.MOS型TPTに
紫外光が入射されるようにすることにより、TFT保護
膜兼上部透光性保護膜608及び80gが光導電性を示
し、局所的な電荷の蓄積を防ぐ。
上記効果により、実施例6及び実施例8のMQS型TP
Tはその電気特性が向上する。
第9図に実施例6のCV曲線を、又、第10図に実施例
8のCV曲線を示す。第9図及び第10図において、横
軸はゲート電圧を示し、縦軸はゲート酸化膜容量で規格
化したMOSダイオードの容量を示す。計測は周波数1
0kHzの高周波CV法により行った。被計測物は実施
例6及び8のデバイスの作成工程に沿って作成したMO
Sダイオードを用いた。実線で示す曲線は該保護膜に絶
縁性の膜を用いたデバイスのcv曲線で、点線にて示す
曲線は実施例6及び8のデバイズのCv曲線である。絶
縁性の膜を保護膜に用いたデバイスでは、プラズマ水素
処理時に該保護膜に電荷が蓄積し、CvilflIil
の歪及びフラットバンド電圧の平行移動を起こしている
それに対し実施例6及び8のデバイスではプラズマ水素
処理時に該上部透光性保護膜が導電性を有するために電
荷の蓄積が無く良好なCV曲線となっている。
第9図及び第10図に示すように、本発明の構成にする
ことによりCv曲線の電荷による歪が生じないないこと
がわかる。
次に、実施例7の利点について述べる。
表4に実施例7のMOS型TPTのイオン注入するゲー
ト絶縁膜絶縁破壊特性を示す。評価はTPT素子のソー
ス電極及びドレイン電極と,ゲート電極との間の電気的
短絡の有無で行った。
比較のために層間絶縁膜に光導電性を有しない膜を用い
たデバイスも同時に計測した。計測時にソース電極一ゲ
ート電極間及びドレイン電極一ゲート電極間に印加した
電圧はD C IOVであり、計測素子数は実施例7の
デバイス及び眉間絶縁膜に光導電性を有しない膜を用い
たデバイスともに100素子ずつであった。表4には実
施例7のデバイスと、眉間絶縁膜に光導電性を有しない
膜を用いたデバイスの絶縁破壊素子数を記載した。
一般に、活性層の不純物濃度制御のため又はPoly−
Siゲート電極の抵抗を低下させるために、イオン注入
法により硼素又はリン等を注入するが,数KeVのエネ
ルギーでイオン注入するために注入時にゲート絶縁膜に
バイアスが印加されIi!縁破壊を起こしデバイスの歩
留まりを低下させる問題がある。それに対し、実施例7
のMOS型TPTにおいては、イオン注入時にTPTに
紫外光が照射されるようにイオン注入装置を改造するこ
とにより、眉間絶縁膜705がイオン注入時に照射され
た紫外光により光導電性を示す,該層間絶縁膜兼上部透
光性保護膜705が光導電性を示すことにより、イオン
注入時にゲート酸化膜に蓄積される電荷は該眉間IIl
!!縁膜を通して放出される。そのため,ゲート酸化膜
のイオン注入時の破壊耐圧が上昇し絶縁破壊を起こさな
くなる。表4において、眉間絶縁膜に絶縁性の膜を用い
たTPTではゲート酸化膜の絶縁破壊が多く見られたが
、実施例7のTPTでは見られなかった。
表4 〔効  果〕 (請求項1の効果) 前記問題に対し、本発明の電子デバイスの上部透光性保
護膜又は該保護膜の一部が光導電性を有することにより
、紫外光を吸収し導電性になり、デバイス作成工程中に
おいて該保護膜に局所的に集中して電荷が蓄積するのを
防止する。
又、該上部透光性保護膜が高い光導電性を有する場合は
電荷の蓄積自体を防止する。
又、該電子デバイスを、例えばファクシミリ又は液晶デ
ィスプレイなどに搭載した場合も、本発明の電子デバイ
スの上部透光性保護膜又は該保膜膜の一部が光導電性を
有することにより、装置自体が有するノイズ発生源より
のノイズや外部より侵入するノイズにより該上部透光性
保護膜に電荷が局所的に集中して蓄積するのを防ぎ電気
特性を悪化させることを防止する。
又、本発明の電子デバイスの該上部透光性保護膜及び該
保護膜の一部が、該上部透光性保護膜の有する光学的バ
ンドギャップに対応する波長の光より短波長側の光を吸
収することにより、光特性を悪化させる紫外光が光素子
すなわち光電変換素子等に到達するのを防ぎ、該素子の
光劣化を防ぐ。
本発明のデバイスにおいて、シリコン、アルミニウム、
硼素の中より1種以上の構成要素を有し,該要素を該上
部透光“性保護膜の母元素とすることにより、光導電性
などの膜特性の制御が比較的容易に行うことが可能であ
る。このことは、該膜の成膜方法として比較的膜特性の
制御が容易かつ既知であるプラズマCVD法等が使用可
能であることに依存している。又,水素、重水素の群よ
りなる1種以上の構成要素を有することにより,光導電
性が制御性良く得られる5このことを示す例しては,実
施例1〜15に示すように、水素原子の含有率が1〜3
0原子%である該上部透光性保護膜において、該上部透
光性保護膜のσ,,/σ,値は5〜108の範囲で変化
したことが挙げちれる。更に、詳細に述べると水素原子
%が増加するに比例して該上部透光性保護膜のび.7/
σ6値が上昇した。又,酸素、炭素,窒素の群からなる
1種以上の構成要素を有することにより、該上部透光性
保護膜の絶縁性の制御が容易に行うことが可能となる。
このことを示す例としては、第8図に示したように、実
施例1〜3において、酸素含有量の増加に比例し該上部
透光性保護膜のσ..値及びσ,値が連続的に減少して
いること等が挙げられる。又、可視光における屈折率は
、光学的バンドギャップや水素原子の含有率及び結合水
素量と密接に関係することが既知であるが、実施例1〜
l5に示したように、可視光における屈折率が1.2〜
2.4である膜を該上部透光性保護膜に用いることによ
り、該膜の水素の含有率が1〜30原子%を示し光学的
バンドギャップが1.8〜6.5eVを示し、更にσ.
./σ,値が5〜108を示した。このように可視光に
おける屈折率が1.2〜2.4である膜を該上部透光性
保護膜に用いることにより紫外光の吸収による光導電性
が制御良く得られる。
(請求項2の効果) 請求項1に記載の上部透光性保護膜をイメージセンサの
上部透光性保護膜として用い、かつイメージセンサ光源
として、該保護膜が光導電性を示す波長域の光を含むも
のを用いることにより、光源光の該保護膜への入射によ
り該保護膜の一部が導電性になり、ファクシミリに搭載
される場合や原稿を読取る場合に予想されるノイズ及び
/または静電荷が、該保護膜に蓄積するのを防ぐ効果を
有する。
(請求項3の効果) 請求項1に記載の上部透光性保護膜をイメージセンサの
上部透光性保護膜として用い、かつイメージセンサ光源
として,該保護膜が光導電性を示す波長域の光を含むも
のを用い,かつ該保護膜を、採光窓上部及び/または同
一基板上に構築された薄膜トランジスタ素子間上部にお
いて除去することにより、光源光は,採光窓上部又は薄
膜トランジスタ素子間では吸収されず一度原稿面に到達
し反射光としてセンサに入射する。この時、反射光は原
稿及び薄板ガラス等での散乱により、受光部に比較的広
く照射されるため,該保護膜の一部が接着層との界面近
傍で比較的広く導電性になり、該保護膜の光導電性が小
さい場合であっても,ファクシミリに搭載される場合や
原稿を読取る場合に予想されるノイズ及び/または静電
荷が、該保護膜に蓄積するのを防ぐ効果を有する。
【図面の簡単な説明】 第1図は,従来の密着型イメージセンサの断面図であり
、第2図は、実施例1〜3の密着型イメージセンサの断
面図、第3図は実施例4の密着型イメージセンサの断面
図、第4図は実施例5の密着型イメージセンサの断面図
であり、第5図は、実施例6のMOS型TPTの素子断
面図、第6図は実施例7のM O S型TPTの素子断
面図,第7図は実施例8のMOS型TPTのPチャンネ
ル素子断面図である。 第8図は、実施例1〜3および9〜l5の本発明上部透
光性保護膜の酸素含有率に対する光導電率σ9,とσ,
および光学的バンドギャップEg。,,の変化を示し、
第9図、第10図は、実施例6と8のそれぞれのCV曲
線を示す。第11図は各波長の光エネルギー量と本発明
上部透光性保護膜の光学的バンドギャップに対応する光
の波長を示す。 第12図(a)は実施例9〜15の完全密着型イメージ
センサの断面の概略図であり、第12図(b)は実施例
9の完全密着型イメージセンサ受光部の断面図、第13
図は実施例10〜12の完全密看型イメージセンサ受光
部の断面図、第14図は実施例13の完全密着型イメー
ジセンサ受光部の断面図、第15図(a)は実施例l4
の完全密着型イメージセンサ受光部の断面図、第15図
(b)は実施例l4の完全密着型イメージセンサ受光部
の平面図、第16図は実施例l5の完全密着型イメージ
センサの断面図を示す。第17図は従来センサの光源と
して用いられている1波長域発光型蛍光放電管の波長に
対する相対強度と,光電変換層として良く用いられるa
−Siの波長に対する相対感度を示す。第18図は実施
例10−13の光源の分光分布を示し、第19図は本発
明のセンサの光源として用いられている2波長域発光型
蛍光放電管及び標準光源の波長に対する相対強度と、光
電変換層として良く用いられるa−Siの波長に対する
相対感度を示す。第20図は実施例9,14.15の光
源の分光分布を示す。第21図(a)は透光性保護膜が
光導電性を示さない場合の静電荷が電極へ伝搬する様子
を、第21図(b)は透光性保護膜が光導電性を示す場
合の静電荷と電極の様子を示す。 11・・・原稿      l2・・ローラ101・・
・透光性基板  102・共通電極]03・・・光電変
換素子 104・・・透明電極105・層間!!縁膜 
 106・・個別電極107・・保護膜(M!縁性)(
透光性)10g・導電膜 109・・・保護膜(絶縁性)(透光性)110・・・
接着剤層   111・・・薄板ガラス201・・・基
Fi.      202・・・共通電極203・・光
電変換素子 204・・・透明電極205・・・層間絶
縁膜  206・・・個別電極207・・・保護膜(透
光性) 208・・・接着層    209・・・薄板ガラス2
10・・・本発明の上部透光性保護膜211・・・採光
窓 212・・・本発明上部透光性保護膜の開口部213・
・・本発明の上部透光性保護膜中の導電率が上昇した個
所 214・・・アース電位  221・・・AQ筐体22
2・・光源     223・・・センサ224・・・
読取・恥動回路 601・・・絶縁性基板602・・・
TFT活性層   603・・・TFTゲート酸化膜6
04・・・TFTゲート電極 605・・・TFT層間
絶縁膜606・・・TFTソース電極 607・TFT
トレイン電極6013・・丁FT保護膜(本発明の特定
の保護膜)701・・・絶縁性基板  702・・TF
T活性層703・・・TFTゲート酸化膜 704・・・TFTゲート電極 705・・・TFT層間絶縁膜 (本発明の特定の保護膜を兼ねる) 706・・・TFTソース電極 707・・・TFTド
レイン電極708・・・TFT保護膜 801・・・導電性基板(n型Siウェハー)802・
・・TPTフィールド酸化膜 803・・・TFTゲート酸化膜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、導電性又は絶縁性基板上に構築された電子デバイス
    において、上部透光性保護膜又は該膜の一部が光学的バ
    ンドギャップEg_o_P_T1.8〜6.5eVを有
    しかつ光導電特性を有する膜であることを特徴とする電
    子デバイス。 2、基板上に複数個の光電変換素子列からなる受光部と
    該素子列を保護する透光性絶縁体よりなる保護膜、その
    上に形成された上部透光性保護膜とを有し、素子に対向
    して設置された原稿からの反射光による光情報に応じた
    該各素子の信号を順次時系列的に読み取る読取回路と駆
    動回路を具備するイメージセンサにおいて、前記上部透
    光性保護膜は光学的バンドギャップEg_o_P_T1
    .8〜6.5eVを有しかつ光導電特性を有するもので
    あり、イメージセンサの光源は少なくとも前記上部透光
    性保護膜が光導電性を示す波長域の光を含みかつ該波長
    域の光の相対強度が前記光電変換素子が原稿よりの情報
    として読み取る光情報の主な波長域の光の強度に対し1
    0%以上であることを特徴とするイメージセンサ。 3、基板上に複数個の光電変換素子列からなる受光部と
    該素子列を保護する透光性絶縁体よりなる保護膜、その
    上に形成された上部透光性保護膜とを有し、前記基板上
    に設けられた採光窓を通過した入射光により素子に対向
    して設置された原稿を照し、その反射光による光情報に
    応じた該各素子の信号を順次時系列的に読み取る読取回
    路と駆動回路を具備するイメージセンサにおいて、前記
    上部透光性保護膜は、光学的バンドギャップEg_o_
    P_T1.8〜6.5eVを有しかつ光導電特性を有す
    るものであり、この上部透光性保護膜は採光窓上部およ
    び/または同一基板上に構築された薄膜トランジスタ素
    子間上部において除去されており、またイメージセンサ
    の光源は、少なくとも前記上部透光性保護膜が光導電性
    を示す波長域の光を含みかつ該波長域の光の相対強度が
    前記光電変換素子が原稿よりの情報として読み取る光情
    報の主な波長域の光の強度に対し10%以上であること
    を特徴とするイメージセンサ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001189481A (ja) * 1999-12-30 2001-07-10 Honda Motor Co Ltd ソーラーセルの製造方法
JP2024013954A (ja) * 2022-07-21 2024-02-01 セイコーエプソン株式会社 発光装置、プロジェクター、ディスプレイ、およびヘッドマウントディスプレイ

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