JPH0430178B2

JPH0430178B2 -

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Publication number: JPH0430178B2
Application number: JP57194734A
Authority: JP
Priority date: 1982-11-08
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1992-05-21
Also published as: JPS5984525A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は基板上に形成された下部電極と該電極
上にシリコンを主体とし水素を含有する非晶質材
料よりなる光導電膜および透明電極の順に所望の
パターンに形成してなる受光素子の製造方法に関
するものである。

たとえば、絶縁性基板上に一次元に配列された
少なくともCrを含有する非透光性金属電極を有
し、該金属電極上に一対一に対応するようにシリ
コンを主体とし水素を含有する非晶質材料を基板
側からn⁺型導電層、ｉもしくはｎ型導電層、ｐ
型導電層（以後、非晶質水素化シリコンホトダイ
イオードと呼ぶ）の順或いはその逆の順に形成せ
しめた半導電体層および該光導電体層上に一対一
に対応するように透明電極を積層した一次元光セ
ンサにおいて、一次元の画像情報をマトリツクス
駆動方式で読み出す際に上記基板上に併行して形
成された二層配線用の少なくともCrを含有する
金属電極パターンの表面部分に適用して有用であ
る。

〔従来技術〕

前述の一次元光センサの例は光電変換機能及び
信号蓄積機能を有する固体素子を複数個一次元状
に配置し、各固体素子を一画素に対応させて一次
元の光信号読み取り素子列を形成し、この素子列
内で各固体素子を順次走査することにより外部に
一次元の画像情報を電気信号に変換する素子であ
り、特に、透明電極が光導電体層を覆うように形
成されてなる。

この様な透明電極が光導電体層を覆うように形
成されてなる一次元光センサは下記の如き構造を
有する。以下この技術を第１図ａ，ｂにその断面
図および平面図を示した一次元センサの一例を用
いて簡単に説明する。第１図に示すように絶縁性
基板１上に少なくともCrを含有する非透光性金
属電極２（光センサ部２１および二層配線部２２
よりなる）が形成され、さらに電極２上に非晶質
水素化シリコンホトダイオード３および非晶質水
素化シリコン分離ダイオード４が形成される。こ
の時、ダイオード３および４は金属２１側から
n⁺型導電層３１，４１、ｉもしくはｎ型導電層
３２，４２、ｐ型導電層３３，４３の順に形成さ
れている。ホトダイオード３および分離ダイオー
ド４は通常同時に形成される。ホトダイオード３
は絶縁層５の所望の位置にあけられたコンタクト
穴６２を介して透明電極７と電気的に接続し、透
明電極７はコンタクト穴６２を介して２層配線部
金属電極２２へ接続され、さらにコンタクト穴６
４を介して金属配線８１から行駆動用ICへと接
続されている。一方、分離ダイオード４はホトダ
イオード３と共通のセンサ部金属電極２１で接続
し、もう一方はコンタクト穴６１を介して金属配
線８２から列駆動用ICへと接続されている。第
１図に即して動作原理を説明すると、入射光１０
が透明電極７を通してホトダイオード３に達す
る。ここで光は吸収されて電子正孔対を生じ、こ
れらのキヤリアはホトダイオードに印加された逆
バイアス電圧V_Tにより金属電極２１に蓄積され
る。この時、分離ダイオードは逆方向にバイアス
されており配線８２とはOFF状態になつている。
蓄積されたキヤリアは同じ金属電極２１上に設け
られた分離ダイオード４を順方向にバイアスして
ON状態とし配線８２を通して蓄積されたキヤリ
アが外部に読み出される。上記の蓄積および読み
出し動作を列駆動ICを用いて配線８２を選択し、
行駆動ICを用いて配線８１を選択するマトリツ
クス駆動方式で各ホトダイオードごとに順次駆動
を行なうことにより、一次元の画像情報を外部に
とり出すことが出来る。本構造の一次元光センサ
は全画素を連続した複数の群に分け、群ごとをま
とめて走査するため、走査回路を大巾に簡単化す
ることができる。また、ホトダイオード３と分離
ダイオード４と同一のプロセスで形成できるの
で、従来のSi−ICプロセスで作製した分離ダイオ
ードアレイを実装したものよりも、作成プロセス
が簡略化されている。

しかし、上記の製造工程で以下に述べる問題点
があることが判明した。先ず、基板１上に所望の
パターンの少なくともCrを含有する非透光性金
属電極２を形成する。少なくともCrを含有した
金属電極を用いる理由は基板１にSiO₂系のガラ
ス基板を用いた時に接着性が良く、また、その上
に非晶質水素化シリコン層を堆積した場合の接着
性も良く、さらに、基板や二層配線図の絶縁層と
して用いるSiO₂系ガラスに対して選択性のある
ホトエツチングプロセスが使用できる点にある。
該金属電極２は光センサ部金属電極２１および二
層配線部金属電極２２からなつている。次に、非
晶質水素化シリコンからなるダイオード層を基板
１上に堆積する。この時、金属電極２１および２
２は一様に非晶質水素化シリコン層で被覆され
る。次に、通常のホトレジ工程を用いて非晶質水
素化シリコン上にそれぞれホトダイオードおよび
分離ダイオードに対応するホトレジストパターン
を形成する。このホトレジパターンをマスクとし
て弗化炭素系のガス（ここではCF₄ガスを用い
る）を用いたプラズマエツチング法により、ホト
レジパターンで被覆されていない部分の非晶質水
素化シリコンを除去すると光センサ部金属電極２
１上にそれぞれ非晶質水素化シリコンよりなるホ
トダイオード３および分離ダイオード４が所定の
形状に形成される。一方、二層配線部金属電極２
２上の非晶質水素化シリコン層は完全に除去する
必要があるので電極２２表面は非晶質水素化シリ
コンが除去された後もしばらくCF₄プラズマ中に
さらされる。その結果、電極２２表面上に極めて
薄くて丈夫なCrの弗化物を主体とする絶縁性の
被膜が形成されてしまう。この被膜を除去せずに
ホトレジを除去した後、二層配線用のSiO₂系絶
縁層を形成し、ホトエツチング法により所定の位
置にコンタクト穴６１，６２，６３，６４をあ
け、ITO（Indium Tin Oxide）透明電極パター
ン７およびAl配線パターン８１，８２を形成す
ると二層配線部金属電極２２とITO透明電極７お
よびAl配線パターン８１との電気的導通が不良
となる。この導通不良の一例を第２図に示す。ち
なみに、コンタクト面積は約４mm²で、第１図に示
した素子のコンタクト面積に比し２桁〜３桁大き
い面積をとつている。第２図はCr／ITOコンタ
クトの電圧−電流特性をCr表面がCF₄ガスのプラ
ズマに触れない場合（直線ａ）およびCF₄ガスプ
ラズマ中にさらされた場合（曲線ｂ）とで比較し
た図である。第２図から明らかなように、Cr表
面がCF₄ガスのプラズマに触れない場場合のCr／
ITOコンタクトは電圧V_bが0.01（Ｖ）以下の領域
から電流Ｉが電圧に比例して流れる、いわゆるオ
ーミツクな特性を有し、コンタクトは正常であ
る。然るに、Cr表面がCF₄ガスのプラズマにさら
された場合のCr／ITOコンタクトは電圧V_bが
0.01（Ｖ）以下では電流Ｉがほとんど流れず、
0.01（Ｖ）以上で急激に電流Ｉが流れはじめる、
いわゆる、非直線的な特性を示す。例えば、Ｉ＝
0.1ｍＡ（＝一定）の時の抵抗値で比較すると正常
なコンタクトの40倍以上（第１図に示した素子の
コンタクト抵抗に面積換算して100KΩ以上）の
抵抗値になつている。これは、Cr表面がCF₄ガス
のプラズマにさらされた時に生じたCr表面の極
めて薄い絶縁性の被膜がCrとITOとのコンタク
ト界面に介在することに起因すると考えられる。
この絶縁性の被膜が生じると、等価回路的にみ
て、ホトダイオード３、分離ダイオード４に対し
て直列に高い抵抗がつながつたことになり、ホト
ダイオードで受けた光信号を早いスピードで見出
すことができなくなる。

第１図に示した一次元光センサでは光信号電荷
を一定の蓄積時間（例えば、２〜５ｍｓ）ホトダ
イオード３内に蓄積した後、極めて短い時間（例
えば、500ns〜5μs）内に分離ダイオード４を順方
向にバイアスしてON状態として配線８２を通し
て読み出す方式（蓄積動作方式と呼ぶ）をとつて
いる。また、上記の蓄積および読み出し動作を列
駆動ICを用いて配線８２を選択し、行駆動ICを
用いて配線８１を選択するマトリツクス駆動方式
で各ホトダイオードごとに順次駆動を行つてい
る。従つて、コンタクト穴６３および６４で上記
の絶縁性の被膜が生ずることによりコンタクト不
良になると上記の読み出し回路系に直列に100K
Ω以上の高い抵抗がつながつたことになり、極め
て短い読み出し時間（5μs以下）の間に、蓄積さ
れた光信号電荷を十分に読み出すことが不可能に
なる。従つて、高速のフアクシミリ装置を実現す
るためには上記の絶縁性被膜によるコンタクト不
良の存在は極めて大きな問題である。

上述の欠点を除去した一次元光センサを得るた
めに本発明は極めて有効である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上に述べたごとく、非晶質水
素化シリコン層を弗化炭素系のガスを用いたプラ
ズマエツチング法で加工する際に少なくともCr
を含有する金属電極パターン表面が上記プラズマ
中にさらされることにより発生する絶縁性の被膜
を除去する方法を提供し、高速のフアクシミリ装
置用の一次元光センサを実現することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、非晶質水
素化シリコン層を弗化炭素系のガスを用いたプラ
ズマエツチング法で加工する際に、上記プラズマ
中に少なくともCrを含有する金属電極パターン
表面がさらされることにより生じた絶縁性の被膜
を酸素ガスプラズマ中にさらして酸化し、然る後
に塩酸−硝酸−水系エツチング液に浸漬すること
により、上記絶縁性の被膜を除去し、信号読み出
し速度を改善した一次元光センサを実現するもの
である。本発明によつて、高速のフアクシミリ装
置を実現することができる。

以下に本発明の内容を詳細に明する。

まず、SiO₂系透光性ガラス基板上に少なくと
もCrを含む金属をスパツタリング法、抵抗加熱
方式の真空蒸着法あるいは電子ビーム蒸着法のい
ずれかの方法により堆積する。スパツタリング法
はArガスの高周波放電（13.56MHz）あるいは直
流放電のいずれを用いてもよい。Arの放電ガス
圧は通常３×10^-3〜３×10^-2Torrの範囲である。
真空蒸着法および電子ビーム蒸着法はベルジヤ内
の真空度を５×10^-5Torr以下にして蒸着する。
ガラス基板温度は上記３種の堆積法とも150〜250
℃の範囲にある。少なくともCrを含む金属には
通常純Cr、Cr−Ni系金属あるいはCr−Fe系金属
およびそれらの混合物を用いるが、上の金属に微
量の不純物としてＣ、Si、あるいはｄ型遷移金属
を含んでいても良い。

このように堆積した少なくともCrを含んだ金
属を硝酸第２セリウムアンモニウム系の水溶液を
エツチング液として用いたホトエツチング法によ
り所望のパターンに加工し下部電極２とする。

上記の所望の配線がなされた基板上に水素を含
有するシリコンを主体とした非晶質光導電膜をグ
ロー放電CVD法または反応性スパツタリング法
により形成する。

前記のグロー放電CVD（Chemical Vapor
Deposition）法としては、rfコイル法と二極放電
法の二種類がある。いずれも、放電ガスとして
SiH₄などのシラン系ガスとアルゴンの如き希ガ
スあるいは水素ガスとの混合ガスを用い、グロー
放電を行つてシラン系ガスの分離反応により上記
一次元光センサ用基板上に水素を含有したシリコ
ンを主体とする非晶質光導電膜を堆積せしめる方
法であり、シリコンに水素を添加する反応を利用
する反応性スパツタリング法と区別される。rfコ
イル法は反応室をrfコイル中におき、rfコイルに
13.56MHzの高周波を印加して、反応室内に導入
したSiH₄およびアルゴンの混合ガスのグロー放
電を起こさせ、反応室内に設置した上記一次元光
センサ用基板上に水素を含有したシリコンを主体
とする非晶質光導電膜を堆積せしめる方法であ
る。また、二極放電法は通常のスパツタリング装
置を用い、対向電極間に13.556MHzの高周波を印
加して反応室内に導入したSiH₄およびアルゴン
あるいは水素の混合ガスのグロー放電を起こさ
せ、反応室内に設置した上記一次元光センサ用基
板上に水素を含有したシリコンを主体とする非晶
質光導電膜を堆積せしめる方法である。膜形成中
の基板温度は100〜3000℃、放電ガスの圧力は反
応性スパツタリング法より高く５×10^-2Torrか
ら2Torr、放電ガス中のSiH₄ガスの組成は５〜
400mol％の範囲内である。

光導電膜堆積中において、上記のSiH₄および
アルゴンあるいは水素の混合ガス中にドーピング
ガスとして微量の水素化リン例えばホスフイン
（PH₃）を0.01〜５％程度混入させるとn⁺型導電
層が得られ、また上記のSiH₄およびアルゴンあ
るいは水素の混合ガス中にドーピングガスとして
微量の水素化ホウ素例えばジポラン（B₂H₆）を
0.01〜５％程度混入させればｐ型導電層が得られ
る。これらのドーピングガスの添加を行なわない
場合は一般にｎまたはｉ型の導電層が得られる。
以上のグロー放電CVD条件を用いて、n⁺型導電
層、ｉまたはｎ型導電層、ｐ型導電層の順に光導
電膜を堆積し、ホトダイオードおよび分離ダイオ
ード用の導電膜とする。

また、前記光導電膜の反応性スパツタリング法
としては、一般のスパツタ装置を用いてもよい
し、マグネトロン型の高速スパツタ装置も用いる
こともできる。スパツタ装置内の対向電極の一方
の陰極（ターゲツト側電極）に多結晶シリコンを
スパツタ用ターゲツトとして設置し、他方の陽極
（基板側電極）には所望の配線がなされた一次元
光センサ用基板を設置する。スパツタ室内を１×
10^-6Torr以下の高真空に保ちながら250〜300℃
に加熱して、スパツタ室内の脱ガスを行つた後、
放電ガスとして水素とアルゴンの如き希ガスおよ
び微量のドーピングガスとの混合ガスをスパツタ
室内に導入し、13.56MHzの高周波スパツタリン
グを行つて、上記の基板上に水素を含有したシリ
コンを主体とする非晶質光導電膜を堆積せしめ
る。膜形成中の基板温度は100〜300℃、放電ガス
の圧力は８×10^-4Torr〜２×10^-2Torr、放電ガ
ス中の水素ガスの組成は10〜60mol％の範囲内で
ある。光導電膜堆積中において上記のアルゴンと
水素の混合ガス中にドーピングガスとして微量の
窒素ガスを0.01％〜１％程度混入させるか或いは
微量の水素化リン例えばホスフイン（PH₃）を
0.01〜５％程度混入させるとn⁺型導電層が得ら
れ、また上記アルゴンと水素の混合ガスに微量の
水素化ホウ素例えばジボラン（B₂H₆）を0.01〜
55％程度混入させればｐ型導電層が得られる。こ
れらのドーピングガスの添加を行なわない場合は
一般にｉまたはｎ型の導電層が得られる。以上の
スパツタ条件を用いて、n⁺型導電層、ｉまたは
ｎ型導電層、ｐ型導電層の順に光導電膜を堆積
し、ホトダイオードおよび分離ダイオード用の導
電膜とする。

上記の方法で一次元センサ用基板上に非晶質水
素化シリコンよりなる導電膜を形成した後、上記
導電膜を弗化炭素系のガスを用いたプラズマエツ
チング法で所望のパターンに加工するとホトダイ
オードおよび分離ダイオードの素子列が完成され
る。非晶質水素化シリコン膜を弗化炭素系のガス
を用いてプラズマエツチング法で加工すること
は、ウエツトエツチング法に比しレジストのはが
れに起因する加工精度の低下が少ないことおよび
ホトエツチング工程における最高熱処理温度も
200℃以下で行なえ非晶質水素化シリコン膜の膜
質の劣化を起さないことなどの利点があるため、
一般に広く用いられる方法である。弗化炭素系の
ガスとしては、通常、CF₄ガスを用いるが、
C₂F₆、C₃F₈、CClF₃、C₂ClF₅、CBrF₃ガスを用
いることもできる。上記のガスで非晶質水素化シ
リコン膜のプラズマエツチングを行なう際、ホト
ダイオード３、および分離ダイオード４のパター
ンとして残す部分以外は完全に除去するため、幾
分オーバエツチ気味にプラズマエツチする必要が
ある。この時、少なくともCrを含有する下部電
極配線パターン２１，２２が上記ガスのプラズマ
にさらされ、表面に絶縁性の被膜が形成される。
この絶縁性被膜はホトおよび分離ダイオード用の
下部電極配線パターン２１上では、電気的な特性
上、特に問題とはならないが、二層配線用の下部
電極パターン２２上では、前述した如くCr／
ITOコンタクト６３およびCr／Alコンタクト６
４でコンタクト不良となり、電気的特性上問題と
なる。このような絶縁性被膜の存在は電気的な接
続不良だけではなく、AES分析（オージエ電子
分光分析）やIMA分析（Ion Micro Analizer）
によつて確認することができる。上記の分析の結
果、上記絶縁性膜はCrの弗化物を主体とする膜
であることが判明した。その他に不純物として若
干の炭素の存在も確認されている。この絶縁性被
膜の膜厚は５〜100Å程度と極めて薄く、通常は
電流を完全に遮断することはなく、第２図の曲線
ｂに示したような導通不良として観測される。従
つて、上記絶縁性被膜を非晶質水素化シリコン膜
のプラズマエツチング工程以降からITO透明電極
膜堆積以前の工程で除去することが必要である。

上記の絶縁性被膜の除去方法を種々検討した結
果、以下に述べる除去方法が有効なことが判明し
た。第３図は絶縁性被膜の除去過程の一例を
Cr／ITOコンタクトの電圧−電流特性として示
した図である。第３図の直線ａは第２図の直線ａ
と同じであり正常なコンタクトの特性である。第
３図の曲線ｂは第２図の曲線ｂと同様にCr表面
がCF₄ガスのプラズマにさらされることにより劣
化したコンタクトの特性を示している。Cr表面
をCF₄ガスのプラズマにさらした後、塩酸−硝酸
−水系のエツチング液に浸漬する工程を加える
と、コンタクト特性は改善されて曲線ｃに示すよ
うな特性になる。しかし、この特性は正常なコン
タクト特性である直線ａと比較して十分な良好な
コンタクト特性とはいえない。一方、Cr表面を
CF₄ガスのかわりにO₂ガスのプラズマにさらした
場合も同様に曲線ｄに示すようなコンタクト不良
を引き起こすが、これは塩酸−硝酸−水系のエツ
チング液に浸漬する工程を加えると直線ｅに示す
ような大巾な改善が認められる。このことから
Cr表面をO₂プラズマにさらすことによつて生ず
る酸化クロムを主体とする絶縁性被膜は塩酸−硝
酸−水系のエツチング液で除去しやすいことがわ
かる。そこで、Cr表面をCF₄ガスプラズマにさら
した後、さらにO₂ガスプラズマにさらして、ク
ロムの弗化物を主体とする絶縁性被膜中の弗素の
一部を酸素に置換し、これを塩酸−硝酸−水系の
エツチング液に浸漬して除去することを試みた。
その結果、コンタクト特性はCF₄ガスプラズマか
らO₂ガスプラズマ処理を加えることにより一旦
曲線ｆに示すようにさらに劣化するが、塩酸−硝
酸−水系のエツチング液に浸漬することにより、
直線ｇに示すようにコンタクト特性が大巾に改善
されることが判明した。直線ｇに示すコンタクト
特性は直線ａに示した正常なコンタクト特性と同
等の特性を示している。

ここで、非晶質水素化シリコン膜のプラズマエ
ツチング方法を具体的に述べる。まず、石英製の
真空チエンバの外側に電極を置き、この電極に
13.56MHzの高周波を印加することにより、真空
室内に放電を起こさせる。この時、真空室内には
圧力0.1〜5TorrのCF₄ガスが送りこまれ、ロータ
リーポンプで排気されている。この放電ガス・プ
ラズマ中に所望のホトレジストパターンを形成し
た前述の一次元光センサ用基板を入れてエツチン
グを行う。放電パワーは50〜200W、エツチング
時間は１〜５分の範囲内で行う。この工程でCr
表面に絶縁性被膜が形成される。

次に、O₂プラズマ処理の方法について具体的
に述べる。本処理は上記のCF₄ガスのプラズマエ
ツチング法と同様の装置および方法を用いる。但
し、この時、真空室内にはCF₄ガスのかわりに0.5
〜7TorrのO₂ガスが送りこまれ、ロータリーポン
プで排気されている。このO₂ガス・プラズマ中
に上記のCF₄ガスプラズマ処理を行つた基板を入
れてプラズマ処理を行う。放電パワーは100〜
300W、処理時間は１〜５分である。

次に、塩酸−硝酸−水系のエツチング処理につ
いて具体的に述べる。塩酸および硝酸は市販の濃
塩酸および濃硝酸を用いる。例えば、塩酸は塩化
水素の含有量が36wt％で比重1.18のものを用い、
硝酸はHNO₃の含有量65wt％で比重1.40のものを
用いる。エツチング液の組成は上記の酸のvol％
で表わすと、濃塩酸組成20〜80vol％、濃硝酸組
成１〜20vol％の組成範囲内にある塩酸−硝酸−
水系のエツチング液が適当なことが判明した。ま
た、上記のエツチング液の液温は35〜55℃の範囲
が適当であることが判明した。

このエツチング液が前述のCrの弗化物を主体
とする絶縁性被膜に対してよりもCrの酸化物を
主体とする絶縁性被膜に対してより有効にエツチ
ング効果を表わすことは第３図の直線ｃおよび直
線ｅの比較から明らかである。従つて、前述の
Crの弗化物を主体とする絶縁被膜は一旦、O₂プ
ラズマ処理によつて、Crの酸化物を主体とする
絶縁性被膜に一部、置換してから上記エツチング
液処理を行なうことが望ましい。このエツチング
液の効果は基本的にはよく知られた王水の反応機
構で説明できると考えられる。すなわち、 HNO₃＋3HGCl→２（Cl）↑＋NOCl＋2H₂O
……(1) ここで、（Cl）は発生期の塩素 NOClは塩化ニトロシルと呼ばれる。

（Cl）は反応性に富んでいるため、Cr表面の
Crの弗化物あるいはCrの酸化物に作用して、水
に可溶性のCrの塩化物となつて溶出するため、
絶縁性被膜が除去できるものと考えられる。特
に、Crの弗化物に対してよりも、Crの酸化物に
より有効に作用することも、この機構が関与して
いるとこと支持すると考えられる。すなわち、こ
こで述べているCrの弗化物を主体とする絶縁性
被膜は化学的に安定で、水、熱塩酸、硝酸、硫酸
などを単独に用いただけでは容易に除去できな
い。これは、化学的に安定な２価あるいは３価の
Crの弗化物が主成分になつているためと考えら
れる。従つて、Crの弗化物を一旦酸化物に変え、
さらに塩化物の形にして除去するという手順が有
効となる。

本発明の塩酸−硝酸−水系のエツチング液は(1)
式に示した反応が進行して、徐々に効力が失なわ
れるので、作成後３〜５日程度経過した液は効果
が少なくなり、作り直す必要がある。しかし、通
常用いる一次元光センサ製造工程では浸漬時間は
５〜15分なので、使用の都度作成すれば実用上問
題とならない。

また、本発明の絶縁性被膜の除去方法は第１図
に一例として示した非晶質水素化シリコンを用い
た一次元光センサのみならず、少なくともCrを
含有する金属電極パターンの存在下で少なくとも
SiO₂或いはSi₃N₄膜などの二層配線用絶縁膜を弗
化炭素系のガスでプラズマエツチングをする工程
を有する他の薄膜素子製造工程にも適用できるこ
とは勿論のことである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例１第４図から第１１図までは本発明の一次元光セ
ンサの製造方法を示す画素部の断面図である。絶
縁性のガラス基板１上に金属クロムをスパツタリ
ング法により膜厚2000Å程度に堆積し、これを硝
酸第２セリウムアンモニウム系のエツチング液を
用いたホトエツチング工程により所望の電極パタ
ーン２とする（第４図）。ここで、２１はホトダ
イオードおよび分離ダイオード用電極、２２は二
層配線用下部電極である。次に、この基板を２極
式グロー放電CVD装置内に設置し、反応室内に
放電ガスとして10％SiH₄ガスを含んだH₂ガスを
1Torr導入し、ドーピングガスとしてPH₃ガスを
体積比（PH₃／SiH₄）で１％になるように導入
して、13.56MHzの高周波放電を行うことにより
非晶質水素化シリコンを主体とするn⁺型導電層
を上記基板上に250Åの膜厚に堆積せしめる。さ
らに、PH₃ガスの反応室内への供給を停止して10
％SiH₄＋90％H₂混合ガスのみにて高周波放電を
継続し、非晶質水素化シリコンを主体とするｉ型
導電層を5500Åの膜厚に堆積せしめる。さらに、
上記放電ガスに加えてドーピングガスとして
B₂H₆ガスを体積比（B₂H₆／SiH₄）で１％になる
ように導入して高周波放電を継続して非晶質シリ
コンを主体とするｐ型導電層を400Åの膜厚に堆
積せしめる。このように形成したn⁺−ｉ−ｐ構
造の非晶質水素化シリコン膜をCF₄ガスを用いた
プラズマエツチング法により所定の形状にパター
ン化するとホトダイオード３および分離ダイオー
ド４となる（第５図）。ここで、３１はn⁺型導電
層、３２，４２はｉ型導電層、３３，４３はｐ型
導電層、１０はホトレジスト、１１はCF₄プラズ
マである。第５図において、ホトレジスト１０で
被覆されていない部分はCF₄プラズマにさらされ
金属クロムパターン２１，２２表面上にはCrの
弗化物を主体とする絶縁性の被膜が形成される。
この時のプラズマエツチング条件はCF₄ガス圧
0.5Torr、13.56MHzの高周波パワー100Wで３分
間エツチングを行う。引き続いて、今度はCF₄ガ
スのかわりにO₂ガスを導入、O₂ガス圧2Torr、
13.56MHzの高周波パワー200Wで２分間O₂ガスプ
ラズマ処理を行う（第６図）。ここで、１２はO₂
ガスプラズマである。この処理によりCrの弗化
物を主体とする絶縁性の被膜は一部が酸化され
て、次に述べるエツチング液に可溶な絶縁性被膜
に変質する。次に、この基板をHCl：HNO₃：
H₂O＝１：0.08：１（体積比）のエツチング液１
３中に浸漬して絶縁性被膜を除去する（第７図）。
エツチング液の液温は45℃、エツチング時間は５
分である。上記の処理を行つた後、ホトレジスト
１０を通常の方法で除去すると、第８図に示すよ
うなクロム金属表面が清浄になつた基板が得ら
る。

次に、上記基板上にSiO₂ガラスをスパツタリ
ング法により膜厚2μｍの厚さに堆積せしめ、HF
−HNO₃−H₂O系のエツチング液を用いたホトエ
ツチング法により所定の場所にコンタクト穴６
１，６２，６３，６４をあけると二層配線用の絶
縁膜５となる（第９図）。次に、この上部にIn₂O₃
−SnO₂系の透明電極をスパツタリング法で5000
Åの膜厚に堆積する。この時、スパツタ用ターゲ
ツトとしては、SnO₂を5mol％含有したIn₂O₃焼
結体を陰極（カソード）に設置して用いる。放電
ガスとしてArガスを用い１×10^-2Torrのガス圧
で13.56MHzの高周波スパツタリングを行つた。
透明電極形成後、光応答特性改善のため、225℃、
60分の熱処理を行い、HCl−HNO₃−H₂O系のエ
ツチング液を用いたホトエツチング法により透明
電極を所定の形状７にパターン化すると第１０図
に示す如き断面構造の素子が得られる。次に、こ
のパターン化されたITO膜をホトレジストよりな
る保護膜で完全に被覆した後、上記基板上に真空
蒸着法によりAl膜を2μｍの膜厚に堆積せしめる。
さらに、H₃PO₄−HNO₃−H₂O系のエツチング液
を用いたホトエツチング法により二層配線用の
Al電極パターン８１，８２を形成する。この時、
ITO膜はホトレジで被覆されておりAlのエツチ
ング液に触れることによつて生ずる電気化学的な
ITO膜の溶出を防いでいる。Al電極パターン形
成後、ITOの保護膜を酸素プラズマアツシヤ法に
より除去すると第１１図に示す如きコンタクト穴
６３，６４部分での電気的導通不良のない読み取
り速度の早い一次元光センサが得られる。この一
次元光センサを用いると高速のフアクシミリを実
現することができる。

〔発明の効果〕

本発明の適用によつてコンタクト抵抗の小さな
配線をなし得る。第３図に種々の方法における特
性比較を示した通りである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一次元光センサの原理的な構
造を示した断面図ａおよび平面図ｂ、第２図は
Cr／ITOコンタクト特性において、正常なコン
タクト特性(a)と非晶質シリコンのCF₄ガスによる
プラズマエツチング工程を通すことにより導通不
良となつたコンタクト特性(b)とを比較した図、第
３図は本発明のコンタクト不良改善方法の改善経
過を示した図、第４図より第１１図は各々本発明
の一次元光センサの製造工程を示す主要部断面図
である。１……基板、２……非透光性金属電極、２１…
…ホトダイオードおよび分離ダイオード用金属電
極、２２……二層配線用金属電極、３……非晶質
水素化シリコンを主体とするホトダイオード、４
……非晶質水素化シリコンを主体とする分離ダイ
オード、３１，４１……非晶質水素化シリコンを
主体とするn⁺型導電層、３２，４２……非晶質
水素化シリコンを主体とするｎ型もしくはｉ型導
電層、３３，４３……非晶質水素化シリコンを主
体とするｐ型導電層、５……絶縁層、６１，６
２，６３，６４……コンタクト穴、７，１４……
透明電極もしくは半透明金属電極、８１，８２…
…金属配線、１０……ホトレジスト、１１……
CF₄ガスのプラズマ、１２……O₂ガスのプラズ
マ、１３……HCl−HNO₃−H₂O系のエツチング
液。

Claims

【特許請求の範囲】１所望の基板上に少なくともCrを含む金属電
極パターンを形成する工程と該金属電極上に少な
くとも弗素を含むガスを含むガスを用いたプラズ
マエツチング法でエツチング可能な物質よりなる
膜を堆積する工程と、該エツチング可能物質膜を
少なくとも弗素を含むガスを含むガスを用いたプ
ラズマエツチング法で所望のパターンに加工する
工程と、上部の配線パターンを形成する工程とを
少なくとも含む薄膜素子の製造工程において、上
記弗素を含むガスのプラズマエツチング工程で露
出した少なくともCrを含む上記第一層金属電極
表面上に、上記弗素を含むガスのプラズマが作用
することによつて生ずる絶縁性の被膜を除去する
工程を有することを特徴とする薄膜素子の製造方
法。２上記弗素を含むガスは、弗化炭素系のガスで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の薄膜素子の製造方法。３上記エツチング可能物質がシリコンを主体と
した非晶質材料よりなることを特徴とする特許請
求範囲第１項又は第２項記載の薄膜素子の製造方
法。４上記エツチング可能物質が水素を含有する光
電変換膜であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第３項のいずれかに記載の薄膜素子の
製造方法。５該エツチング可能物質が少なくともSiO₂あ
るいはSi₃N₄を含む二層配線用絶縁膜であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の
いずれかに記載の薄膜素子の製造方法。６上記の薄膜素子の製造工程が少なくともCr
を含む金属電極を光センサ部および二層配線部か
らなる所定のパターンに形成する工程と、該金属
電極上にシリコンを主体とし水素を含有する非晶
質材料よりなる光電変換膜を一様に堆積した後該
金属電極の光センサ部上に弗素を含むガスを用い
たプラズマエツチング法により所定のパターンの
光電変換膜を形成する工程と、二層配線用の絶縁
膜を形成した後該金属電極および該光電変換膜上
に所定の形状にコンタクト穴を形成する工程と酸
化インジウム−酸化錫系透明電極を所定のパター
ンに形成する工程と、上部配線パターンを形成す
る工程とよりなる受光素子製造工程であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のい
ずれかに記載の薄膜素子製造方法。７上記の絶縁性の被膜を除去する工程が塩酸−
硝酸−水系のエツチング液に浸漬する工程である
ことを特徴とする特許請求範囲第１項乃至第６項
のいずれかに記載の薄膜素子製造方法。８上記の絶縁性の被膜を除去する工程が該被膜
を酸素プラズマ中にさらした後に塩酸−硝酸−水
系のエツチング液に浸漬する工程であることを特
徴とする特許請求範囲第１項乃至第６項のいずれ
かに記載の薄膜素子製造方法。９上記の絶縁性の被膜を除去する工程がHCl含
有量36wt％の濃塩酸組成20〜80vol％、HNO₃含
有量64wt％の濃硝酸組成１〜20vol％の組成範囲
内にある塩酸−硝酸−水系のエツチング液に浸漬
する工程であることを特徴とする特許請求範囲第
１項乃至第８項のいずれかに記載の薄膜素子製造
方法。上記の絶縁性の被膜を除去する工程が35〜55℃
の液温範囲にある塩酸−硝酸−水系のエツチング
液に浸漬する工程であることを特徴とする特許請
求範囲第１項乃至第９項のいずれかに記載の薄膜
素子製造方法。