JPH0334866B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0334866B2 JPH0334866B2 JP59002581A JP258184A JPH0334866B2 JP H0334866 B2 JPH0334866 B2 JP H0334866B2 JP 59002581 A JP59002581 A JP 59002581A JP 258184 A JP258184 A JP 258184A JP H0334866 B2 JPH0334866 B2 JP H0334866B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photo sensor
- substrate
- layer
- film
- glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は画像情報処理用光電変換装置に用いら
れるフオトセンサに関する。
れるフオトセンサに関する。
従来、フアクシミリや文字読取装置等の画像信
号処理用光電変換装置において結晶シリコンから
なる１次元のフオトダイオード型長尺フオトセン
サが用いられていた。このフオトセンサは作製で
きるシリコン単結晶の大きさ及び加工精度の点か
ら、その長さに限度があり且つ製品の歩留りも低
い欠点があつた。従つて、読取原稿の幅が大きい
場合（たとえば210mm）にはレンズ系を用いて原
画をフオトセンサ上に縮小結像して読取りが行わ
れていた。この様な縮小光学系を用いると受光部
の小型化が困難になり、また解像力を維持するた
めにはフオトセンサの個々の画素面積を小さくせ
ざるを得ず従つて十分な信号電流を得るためには
大きな光量を必要とし、このため上記の如きフオ
トセンサは読取時間を長くした低スピードタイプ
の装置又は高解像力を要求されない読取装置に使
用されているのが現状である。
号処理用光電変換装置において結晶シリコンから
なる１次元のフオトダイオード型長尺フオトセン
サが用いられていた。このフオトセンサは作製で
きるシリコン単結晶の大きさ及び加工精度の点か
ら、その長さに限度があり且つ製品の歩留りも低
い欠点があつた。従つて、読取原稿の幅が大きい
場合（たとえば210mm）にはレンズ系を用いて原
画をフオトセンサ上に縮小結像して読取りが行わ
れていた。この様な縮小光学系を用いると受光部
の小型化が困難になり、また解像力を維持するた
めにはフオトセンサの個々の画素面積を小さくせ
ざるを得ず従つて十分な信号電流を得るためには
大きな光量を必要とし、このため上記の如きフオ
トセンサは読取時間を長くした低スピードタイプ
の装置又は高解像力を要求されない読取装置に使
用されているのが現状である。
これに対し、最近ではアモルフアスシリコン
（ａ−Si）を用いた光導電型フオトセンサが提案
されている。このフオトセンサはガラス基板表面
上に真空堆積法でａ−Si薄層を形成することによ
り作製されるので、大面積や長尺のフオトセンサ
が容易に得られる。かくして、ａ−Ｓを用いたフ
オトセンサによれば原稿の幅が大きい場合にも等
倍にて読取ることができるので、装置の小型化が
容易になる。
（ａ−Si）を用いた光導電型フオトセンサが提案
されている。このフオトセンサはガラス基板表面
上に真空堆積法でａ−Si薄層を形成することによ
り作製されるので、大面積や長尺のフオトセンサ
が容易に得られる。かくして、ａ−Ｓを用いたフ
オトセンサによれば原稿の幅が大きい場合にも等
倍にて読取ることができるので、装置の小型化が
容易になる。
しかしながら、従来提案されている上記の如き
ａ−Si光導電型フオトセンサには、性能及び製造
コスト等の点で未だ改良の余地がある。即ち、通
常のガラス基板として用いた場合には時間の経過
とともにガラスに含まれるアルカリ金属イオンが
ａ−Si層に入つてこれと反応しａ−Si層の光電変
換性能が劣化する。この欠点を改善するため、従
来基板としてアルカリ金属イオンの含有率が少な
いガラス板たとえばコーニング社製＃7059ガラス
［商品名］板（アルカリ成分0.2重量％）、パイレ
ツクスガラス［コーニング社の商標］板あるいは
バイコールガラス［コーニング社の商標］板を使
用しａ−Si層に金属イオンが入るのを極力防止し
ていた。ところが、これらアルカリ金属イオンの
含有率が少ないガラス板は価格が高価であり、且
つ平面精度が悪く表面を研摩する必要があり、従
つてフオトセンサ製造のコストが高くなる。
ａ−Si光導電型フオトセンサには、性能及び製造
コスト等の点で未だ改良の余地がある。即ち、通
常のガラス基板として用いた場合には時間の経過
とともにガラスに含まれるアルカリ金属イオンが
ａ−Si層に入つてこれと反応しａ−Si層の光電変
換性能が劣化する。この欠点を改善するため、従
来基板としてアルカリ金属イオンの含有率が少な
いガラス板たとえばコーニング社製＃7059ガラス
［商品名］板（アルカリ成分0.2重量％）、パイレ
ツクスガラス［コーニング社の商標］板あるいは
バイコールガラス［コーニング社の商標］板を使
用しａ−Si層に金属イオンが入るのを極力防止し
ていた。ところが、これらアルカリ金属イオンの
含有率が少ないガラス板は価格が高価であり、且
つ平面精度が悪く表面を研摩する必要があり、従
つてフオトセンサ製造のコストが高くなる。
［本発明の目的］
本発明は、以上の如き従来技術に鑑み。ａ−Si
薄層を用いた光導電型のフオトセンサにおいて、
ａ−Si層の経時劣化を防止し且つその製造コスト
を低減することを目的とする。
薄層を用いた光導電型のフオトセンサにおいて、
ａ−Si層の経時劣化を防止し且つその製造コスト
を低減することを目的とする。
本発明の別の目的は、耐久性に優れ高いSN比
が安定して得られる優れたフオトセンサを提供す
ることにある。
が安定して得られる優れたフオトセンサを提供す
ることにある。
本発明の更に別の目的は、粉末状酸化物の発生
を防ぎ、良好な出信号が長時間安定して得られる
信頼性の高いフオトセンサを提供することにあ
る。
を防ぎ、良好な出信号が長時間安定して得られる
信頼性の高いフオトセンサを提供することにあ
る。
以上の様な本発明の目的は、
基板上にアモルフアスシリコン層と一対の電極
とを有するフオトセンサにおいて、 前記基板はホウケイ酸ガラスからなり、 前記基板の両面に、10重量％以下のリン原子を
含有する二酸化ケイ素被膜が500〜3000Åの厚さ
に付与されており、該被膜上にアモルフアスシリ
コン層が形成されていることを特徴とするフオト
センサ、 により達成される。
とを有するフオトセンサにおいて、 前記基板はホウケイ酸ガラスからなり、 前記基板の両面に、10重量％以下のリン原子を
含有する二酸化ケイ素被膜が500〜3000Åの厚さ
に付与されており、該被膜上にアモルフアスシリ
コン層が形成されていることを特徴とするフオト
センサ、 により達成される。
また、該フオトセンサの被膜は、リン原子を含
む二酸化ケイ素溶液中にガラス基板を浸漬し、し
かる後に熱処理することにより形成することがで
きる。
む二酸化ケイ素溶液中にガラス基板を浸漬し、し
かる後に熱処理することにより形成することがで
きる。
［作用］
10重量％以下のリン原子を含有する二酸化ケイ
素被膜がアモルフアスシリコン層とホウケイ酸ガ
ラス基板との間に介在することにより、基板から
浸出してくるアルカリ金属イオンをリン原子がゲ
ツタリングし、これによりアモルフアスシリコン
層へのアルカリ金属イオンの拡散が抑制され、フ
オトセンサの経時変化が防止される。
素被膜がアモルフアスシリコン層とホウケイ酸ガ
ラス基板との間に介在することにより、基板から
浸出してくるアルカリ金属イオンをリン原子がゲ
ツタリングし、これによりアモルフアスシリコン
層へのアルカリ金属イオンの拡散が抑制され、フ
オトセンサの経時変化が防止される。
更には、基板のもう一方の面にも同様に10重量
％以下のリン原子を含有する二酸化ケイ素被膜が
設けられているので、この面に浸出してくるアル
カリ金属イオンについても同様にリン原子がゲツ
タリングし、これにより粉末状アルカリ金属酸化
物の生成が防止され、入射光量損失が防止され
る。
％以下のリン原子を含有する二酸化ケイ素被膜が
設けられているので、この面に浸出してくるアル
カリ金属イオンについても同様にリン原子がゲツ
タリングし、これにより粉末状アルカリ金属酸化
物の生成が防止され、入射光量損失が防止され
る。
しかも、基板材料に鑑みて、10重量％以下のリ
ン原子を含有する二酸化ケイ素被膜の厚さを500
Å以上とすることにより、確実にアルカリ金属イ
オンをゲツタリングできる。また、該被膜の厚さ
を3000Å以下とすることにより、被膜の内部応力
を抑制でき、膜はがれによる信頼性低下を防止で
きる。
ン原子を含有する二酸化ケイ素被膜の厚さを500
Å以上とすることにより、確実にアルカリ金属イ
オンをゲツタリングできる。また、該被膜の厚さ
を3000Å以下とすることにより、被膜の内部応力
を抑制でき、膜はがれによる信頼性低下を防止で
きる。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明
する。
する。
第１図は本発明によるフオトセンサの断面概略
図である。図において、１はホウケイ酸ガラス基
板であり、たとえば1.1mm厚のフロート白板ガラ
スである。２は二酸化ケイ素（SiO2）被膜であ
り、該被膜は10重量％以下のリン（Ｐ）原子を含
有し、その厚みは500〜3000Åである。３は光導
電層であるａ−Si層であり、４はオーミツクコン
タクト層であるn+層である。また５は電極層で
あり、たとえばアルミニウム（Al）等の導電膜
である。
図である。図において、１はホウケイ酸ガラス基
板であり、たとえば1.1mm厚のフロート白板ガラ
スである。２は二酸化ケイ素（SiO2）被膜であ
り、該被膜は10重量％以下のリン（Ｐ）原子を含
有し、その厚みは500〜3000Åである。３は光導
電層であるａ−Si層であり、４はオーミツクコン
タクト層であるn+層である。また５は電極層で
あり、たとえばアルミニウム（Al）等の導電膜
である。
以上の如きフオトセンサはたとえば次の様にし
て製造される。即ち、第２図に示される如く、
SiO2を溶解せしめた溶液（たとえば、ケイ素化
合物〔RoSi（OH）4-o〕及び添加剤を有機溶剤（ア
ルコール主成分、エステル、ケトン）に溶解する
ことにより得られる）１０中に、屈折率1.54で厚
さ1.1mmのホウケイ酸ガラス板１１を浸漬して引
上げ、空気中で300℃１時間の加熱硬化処理を行
ない、厚さ1200ÅのSiO2被膜を形成させる。し
かる後にプラズマCVD法によりａ−Si層とn+層
とを成膜せしめ、次に真空スパツタリング法によ
りAl電極層を形成しフオトリングラフイー技術
を用いて所定のパターンを構成せしめる。
て製造される。即ち、第２図に示される如く、
SiO2を溶解せしめた溶液（たとえば、ケイ素化
合物〔RoSi（OH）4-o〕及び添加剤を有機溶剤（ア
ルコール主成分、エステル、ケトン）に溶解する
ことにより得られる）１０中に、屈折率1.54で厚
さ1.1mmのホウケイ酸ガラス板１１を浸漬して引
上げ、空気中で300℃１時間の加熱硬化処理を行
ない、厚さ1200ÅのSiO2被膜を形成させる。し
かる後にプラズマCVD法によりａ−Si層とn+層
とを成膜せしめ、次に真空スパツタリング法によ
りAl電極層を形成しフオトリングラフイー技術
を用いて所定のパターンを構成せしめる。
本発明のフオトセンサにおいてはSiO2被膜２
の厚さが経時的性能劣化と密接な関係にある。即
ち、リン原子を10重量％含むSiO2被膜２の厚さ
が500Å、1000Å、2000Å、3000Åのフオトセン
サとSiO2被膜２を全く付与しないフオトセンサ
とを製造し、これらを60℃、95％の高温高湿中に
600時間放置した後、光電流測定を行ない、Ｓ／
Ｎ比（即ち、Ip／Id：ここでIpは明電流であり、
Idは暗電流である）の変化を調べた。その結果は
第３図に示される通りである。これによれば、
Ｓ／Ｎ比はSiO2被膜の厚さに関係し、厚い程
Ｓ／Ｎ比が大きくなり、薄いか又はSiO2被膜が
無い場合はＳ／Ｎが極めて小さくなる。これは、
フオトセンサの暗電流（Id）がSiO2の被膜の厚さ
に依存しており、薄い程Idが大きくなるためであ
る。このIdの増加はガラス基板中のアルカリ金属
イオンがａ−Si層中に不純物として拡散していく
ためである。フオトセンサとしてはＳ／Ｎ比は
102以上が望ましいので薄い方は500Å以上が望ま
しい。また、厚い方は被膜が厚くなるに従い内部
応力が大きくなり被膜のガラス基板への付着力が
弱まり膜はがれの原因となるので、3000Å以下が
好ましい。
の厚さが経時的性能劣化と密接な関係にある。即
ち、リン原子を10重量％含むSiO2被膜２の厚さ
が500Å、1000Å、2000Å、3000Åのフオトセン
サとSiO2被膜２を全く付与しないフオトセンサ
とを製造し、これらを60℃、95％の高温高湿中に
600時間放置した後、光電流測定を行ない、Ｓ／
Ｎ比（即ち、Ip／Id：ここでIpは明電流であり、
Idは暗電流である）の変化を調べた。その結果は
第３図に示される通りである。これによれば、
Ｓ／Ｎ比はSiO2被膜の厚さに関係し、厚い程
Ｓ／Ｎ比が大きくなり、薄いか又はSiO2被膜が
無い場合はＳ／Ｎが極めて小さくなる。これは、
フオトセンサの暗電流（Id）がSiO2の被膜の厚さ
に依存しており、薄い程Idが大きくなるためであ
る。このIdの増加はガラス基板中のアルカリ金属
イオンがａ−Si層中に不純物として拡散していく
ためである。フオトセンサとしてはＳ／Ｎ比は
102以上が望ましいので薄い方は500Å以上が望ま
しい。また、厚い方は被膜が厚くなるに従い内部
応力が大きくなり被膜のガラス基板への付着力が
弱まり膜はがれの原因となるので、3000Å以下が
好ましい。
以上の如き本発明のフオトセンサによれば、平
面精度が良好で安価なガラス板を用いることがで
き、更にSiO2被膜の形成は浸漬法により行うこ
とができるので、製造コストの低下をはかること
ができる。また、本発明フオトセンサにおいて
は、SiO2被膜が設けられているためガラス基板
中のアルカリ金属イオンがａ−Si層へと入り込ん
で経時的性能劣化を来すことがなく、またガラス
基板中のアルカリ金属イオンが基板裏面に浸出し
て空気中の酸素と反応して粉末状酸化物を形成す
るクモリ現象の発生を防ぐことができ、従つて入
射光量損失を防ぐことができる。特に、本発明フ
オトセンサにおいては、ガラス基板としてホウケ
イ酸ガラスを用いているため、通常のソーダガラ
スに比べてアルカリ成分含有量が少なく（ソーダ
ガラス17重量％に比べ、ホウケイ酸ガラス４重量
％）、ソーダガラスを用いた場合に比べて経時劣
化をより少なくすることができる。
面精度が良好で安価なガラス板を用いることがで
き、更にSiO2被膜の形成は浸漬法により行うこ
とができるので、製造コストの低下をはかること
ができる。また、本発明フオトセンサにおいて
は、SiO2被膜が設けられているためガラス基板
中のアルカリ金属イオンがａ−Si層へと入り込ん
で経時的性能劣化を来すことがなく、またガラス
基板中のアルカリ金属イオンが基板裏面に浸出し
て空気中の酸素と反応して粉末状酸化物を形成す
るクモリ現象の発生を防ぐことができ、従つて入
射光量損失を防ぐことができる。特に、本発明フ
オトセンサにおいては、ガラス基板としてホウケ
イ酸ガラスを用いているため、通常のソーダガラ
スに比べてアルカリ成分含有量が少なく（ソーダ
ガラス17重量％に比べ、ホウケイ酸ガラス４重量
％）、ソーダガラスを用いた場合に比べて経時劣
化をより少なくすることができる。
［効果］
本発明のフオトセンサは、基板としてホウケイ
酸ガラスを用い、且つその両面に、10重量％以下
のリン原子を含有する二酸化ケイ素被膜が500〜
3000Åの厚さに付与しているので、基板に含まれ
るアルカリ金属イオンの浸出に基づくａ−Si層の
経時劣化及び粉末状酸化物の発生による入射光量
損失等の光電変換性能劣化を防止でき、しかもそ
の製造コストを低減でき、耐久性に優れ、良好な
SN比にて長時間安定して出力信号が得られ、信
頼性が高い。
酸ガラスを用い、且つその両面に、10重量％以下
のリン原子を含有する二酸化ケイ素被膜が500〜
3000Åの厚さに付与しているので、基板に含まれ
るアルカリ金属イオンの浸出に基づくａ−Si層の
経時劣化及び粉末状酸化物の発生による入射光量
損失等の光電変換性能劣化を防止でき、しかもそ
の製造コストを低減でき、耐久性に優れ、良好な
SN比にて長時間安定して出力信号が得られ、信
頼性が高い。
第１図は本発明フオトセンサの断面概略図であ
り、第２図はその製造方法の説明図であり、第３
図はSiO2被膜厚さとＳ／Ｎ比との関係を示すグ
ラフである。 １：ガラス基板、２：SiO2被膜、３：ａ−Si
層、４：n+層、５：電極層、１０：SiO2溶液。
り、第２図はその製造方法の説明図であり、第３
図はSiO2被膜厚さとＳ／Ｎ比との関係を示すグ
ラフである。 １：ガラス基板、２：SiO2被膜、３：ａ−Si
層、４：n+層、５：電極層、１０：SiO2溶液。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上にアモルフアスシリコン層と一対の電
極とを有するフオトセンサにおいて、 前記基板はホウケイ酸ガラスからなり、 前記基板の両面に、10重量％以下のリン原子を
含有する二酸化ケイ素被膜が500〜3000Åの厚さ
に付与されており、該被膜上にアモルフアスシリ
コン層が形成されていることを特徴とするフオト
センサ。 ２ 前記被膜が、リン原子を含む二酸化ケイ素溶
液中にガラス基板を浸漬し、しかる後に熱処理す
ることにより形成されたものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のフオトセン
サ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002581A JPS60147175A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | フォトセンサ |
| US06/621,630 US4667214A (en) | 1983-06-24 | 1984-06-18 | Photosensor |
| DE19843423159 DE3423159A1 (de) | 1983-06-24 | 1984-06-22 | Fotosensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002581A JPS60147175A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | フォトセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60147175A JPS60147175A (ja) | 1985-08-03 |
| JPH0334866B2 true JPH0334866B2 (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=11533338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59002581A Granted JPS60147175A (ja) | 1983-06-24 | 1984-01-12 | フォトセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60147175A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58112375A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-04 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
-
1984
- 1984-01-12 JP JP59002581A patent/JPS60147175A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60147175A (ja) | 1985-08-03 |
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