JPH0451983B2

JPH0451983B2 -

Info

Publication number: JPH0451983B2
Application number: JP56167208A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Tanaka; Toshihisa Tsukada; Akira Sasano; Taiji Shimomoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-10-21
Filing date: 1981-10-21
Publication date: 1992-08-20
Also published as: JPS5868965A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は基板上に形成された下部電極とシリコ
ンを主体とし水素を含有する非晶質材料よりなる
光導電膜とスパツタリングにより形成した透明電
極とより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（以下、非晶
質水素化シリコンホトダイオードと呼ぶ）の順に
形成せしめた光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低電
圧駆動の一次元光センサの製造方法に適用して有
用である。また、走査用Si−IC基板上に上記非晶
質水素化シリコンホトダイオードよりなる光導電
体層および透明電極を積層した低電圧駆動の固体
撮像素子の製造方法に適用しても有用である。ま
た、太陽電池など上記の構造の他の受光素子にも
適用できることは勿論のことである。

本発明の方法は非晶質水素化シリコンホトダイ
オードよりなる光導電体層および透明電極を形成
した後に用いて有用なものである。

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、この素子例
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これまで報告され
ている。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
上に非透光性金属電極２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層配線用金属電極２２へ接続され、さらにコン
タクト穴６４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。上記の積層および読み
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を選択するマトリク
ス駆動で各ホトダイオードごとに順次行なうこと
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７と分離ダイオードを
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ホト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、基板１上に所望のパターンの電極２１
および非晶質水素化シリコンよりなるホトダイオ
ード３を形成した後、その上部に酸化インジウム
−酸化錫系の透明電極または白金などの半透明電
極をスパツタリング法により形成するとホトダイ
オードの光応答特性が劣化するという欠点が生じ
た。

光導電膜上にたとえば酸化インジウム−酸化錫
系金属酸化物の透明電極または金および白金など
の半透明金属電極をスパツタリング法により形成
するのは、非晶質水素化シリコンよりなるホトダ
イオードとの接着性を高めるためである。この問
題は特に上記の一次元光センサにおいて特に要求
される点である。

真空蒸着法で酸化物の透明電極または金属の半
透明電極を形成することも可能であるが、一般に
蒸着法で形成した膜はスパツタリング法で形成し
た膜よりも下地膜との接着性が劣つている。

第１図ａにその画素部の断面図を示した一次元
光センサはフアクシミリ用一次元光センサはフア
クシミリ用一次元光センサとして用いる場合、原
稿が上記センサと密着して移動するため透明電極
の上部およびその他のセンサ表面に摩耗防止用の
透明な保護層を形成する必要がある。あるいは保
護層のかわりに解像力を失わない程度に十分薄い
ガラス板を透明な接着剤ではり合わせて用いる必
要がある。この保護層を形成する工程を行う際、
上記ホトダイオード３と透明電極７との接着性が
弱いと透明電極７が剥離するという問題がしばし
ば発生する。この点で真空蒸着法で透明電極７を
形成するよりはスパツタリングで透明電極７を形
成することが望ましい。

また、酸化インジウム−酸化錫系の透明電極を
インジウム−錫系のハロゲン化物あるいは有機金
属塩を用いたCVD（Chemical Vapor
Deposition）法により作成する方法も知られてい
る。しかし、この方法では比抵抗が低く、抵抗の
経時変化などもなく、かつ、下地膜との接着性の
良い膜を得るためには基板温度を3000℃以上にし
なければならない。一方、非晶質水素化シリコン
よりなる光導電膜は300℃以上に加熱すると可視
光領域での光感度が著しく低下する。従つて、非
晶質水素化シリコンホトダイオードを光導電膜と
して用いた一次元光センサ用の透明電極はCVD
法により作成することはできない。

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、3ms）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〜10ns）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（蓄積動作方式を呼ぶ）をとつてい
る。

第２図の受光素子は光応答特性を測定するため
のテスト用受光素子である。基板１１上に設けら
れた下部電極１２と非晶質水素化シリコンよりな
るホトダイオード１３と透明電極１４で構成され
ており、光導電膜には常に一定の逆バイアス電圧
V_Tが印加されていて、光パルス１５によりホト
ダイオード１３に発生した光電荷を電流計１６で
直接読みとることができる。ここで、１３１は
n⁺型導電層、１３２はｉもしくはｎ型導電層、
１３３はｐ型導電層である。スパツタリング法で
透明電極を形成した第２図の受光素子の光応答特
性は一例を示すと第３図のようになる。第３図に
おいて、特性ａは入射の光パルス、曲線ｂはホト
ダイオード１３に逆バイアスすなわち透明電極側
を負にバイアス（一般にV_T＝０〜−10V程度を
使用する。）した場合の光応答特性を示す。第３
図の特性曲線より特に透明電極側に負のバイアス
を印加した場合光応答特性が著しく劣つているこ
とがわかる。すなわち、第３図では透明電極側を
負にして光パルスを照射すると透明電極から負電
荷が注入される現象（二次光電流とも呼ぶ）が起
つて、光をOFFにした後も、減衰電流が長い時
間にわたつて多く流れ、なかなか暗電流のレベル
までもどらないことを示している。この現象は一
次元光センサでは副走査方向（原稿送り方向）の
再生画像のパターン巾の拡大または縮少現象とし
て現われる。極端な場合は再生画像が全く得られ
ないこともある。また、二次光電流が支配的な光
応答特性は時定数が数十ms以上と大きめ、この
ような受光素子を用いると高速のフアクシミリ装
置を実現することが困難である。以上述べたよう
な現象は一次元光センサにとつて実用上極めて大
きな欠点でる。

上述の欠点を除去した非晶質水素化シリコンホ
トダイオードを用いた一次元光センサを得るため
に本発明に極めて有効である。

本発明は上記目的を達成するために、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
主体として非晶質光導電膜を反応性スパツタリン
グ法またはグロー放電CVD法により形成した後、
上記光導電膜上に透明電極をスパツタリング法に
基板側からn⁺型導電層、ｉまたはｎ型導電層、
ｐ型導電層の順に形成する。しかる後に、本一次
元光センサを170℃から250℃の温度範囲で熱処理
し、透明電極をスパツタリング法にて光導電膜上
に形成したために生じた本固体撮像素子の光応答
特性の劣化を改良するものである。本発明によつ
て本一次元光センサの長所であう光応答特性が良
好でしかも感度が高い低電圧駆動の素子を得るこ
とが出来、高速のフアクシミリ装置を実現するこ
とができる。また、n⁺型導電層、ｉ型もしくは
ｎ型導電層、ｐ型導電層、透明電極の順に堆積し
てホトダイオードとして用いる理由を述べると、
入射光はその大部分が透明電極近傍で吸収されホ
トキヤリアを発生するが、発生した電子一正孔対
のうち電子の光導電膜中の走行性が優れているの
で、ホトダイオードを逆バイアスして用いる場
合、電子が透明電極側から金属電極側へ移動する
ような構造にした方が有利だからである。前記光
導電膜の反応性スパツタリング法としては、一般
のスパツタリング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^-5Torr
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100〜350℃、放電ガスの圧力は８
×10^-4Torr〜２×10^-2Torr、放電ガス中の水素
ガスの組織は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0.01〜５％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。

また、前記のグロー放電CVD（Chemical
Vapror 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解反応によ
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
ング装置を用いて、対向電極間に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100〜300℃、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^-2
Torrから2Torr、放電ガス中のSiH₄ガスの組成
は５〜40mol％の範囲内である。

光導電膜堆積中において、スパツタリング法の
場合と同様に、上記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
ウ素例えばジボラン（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。

上記の方法で一次元センサ用上に非晶質水素化
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。さ
らに、絶縁を所望のパターンに形成した後、その
上部に透明電極をスパツタリング法により形成す
る。この透明電極としては(1)酸化インジウム、酸
化錫およびそれらの混合物から選ばれた一つを主
成分とする透明電極が用いられる。また、(2)金、
白金、タンタル、モリブデン、アルミニウム、ク
ロム、ニツケルおよびそれらの混合物からなる群
から選ばれた一つの主成分とする半透明状の金属
電極を用いることもできる。

(1)の透明電極を形成するには、インジウム−錫
系の金属をターゲツトとして、酸化ガスを含有し
たアルゴンガス中で反応性RFスパツタリングを
行なう方法もあるが、通常は、酸化インジウム−
酸化錫系の焼結体ターゲツトを用いて、アルゴン
ガスなどの希ガス中で、RFスパツタリングを行
なう方法がとられる。この場合、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
酸化インジウム−酸化錫系の結晶体をスパツタ用
ターゲツトとして設置し、他方の陽極（基板側電
極）には非晶質水素化シリコンよりなる光導電膜
を堆積した一次元光センサ用基板を設置する。ス
パツタ室内を５×10^-6Torr以下の高真空にまで
排気した後、放電ガスとしてアルゴンの如き希ガ
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、上記光導電膜上に所定
のパターンの酸化インジウム−酸化錫系の透明電
極を堆積せしめる。膜形成中の基板温度は80℃〜
220℃、放電ガスの圧力は３×10^-3Torrから５×
10^-2Torrである。このようにして、透明電極を
形成しこれを所望のパターンに加工し、二層配線
用金属配線を所望のパターンに設けると第１図に
示す如き形状の一次元光センサが得られる。

また、(2)の透明電極に関しても、スパツタ装置
内の陰極（ターゲツト側電極）に、金、白金、タ
ンタル、モリブデン、アルミニウム、クロム、ニ
ツケルおよびそれらの混合物からなる群から選ば
れた一つを主成分とする金属をスパツタ用ターゲ
ツトとして配置すれば上記の(1)の透明電極と同様
のスパツタリング法により半透明状の金属電極を
堆積することができる。この場合、半透明金属電
極は光透過性を良くするためにできるだけ膜厚を
薄くする必要がある。通常、その膜厚は400Å以
下である。

以上述べた方法で得られた固体撮像素子は第３
図で説明した如く、光応答特性の劣化した素子で
ある。特に、第１図において透明電極７に負のバ
イアス電圧V_Tを印加した場合、二次光電流が支
配的な光応答特性を示し、光応答の時定数が大き
くなつている。しかし、この素子を170℃〜250℃
の間で約15分程度から数時間熱処理すると、光応
答の遅さは全く問題とならない程度にまで改善さ
れる。この改善のされ方は第２図に示した受光素
子の光応答特性で表わすと、第４図にその一例を
示す如くとなる。第４図と第２図とを比較すると
光応答特性の改善のされ方が顕著であることがわ
かる。第５図は改善例の一例を光OFF後の減衰
電流で定量的に比べた図である。曲線ａは熱処理
前の減衰電流、曲線ｂは熱処理後の減衰電流を表
わしている。熱処理前は曲線ａに示ように、初期
値（光OFF直前の光電流）が大きく（光電利得
G_a＝４）、減衰の時定数τ_a＝30msと大きいいわゆ
る二次光電流が支配的な光応答特性を示してい
る。これに対して、熱処理後は曲線ｂに示すよう
に初期値の光電利得G_bは二次光電流が抑制され
るので１となるが、減衰の時定数τ_bは10μsと3000
分の１程度に改善されている。曲線ｂは測定回路
系の時定数を加算されているので、実際の改善巾
はさらに大きくなる。この現象は第１図に示した
一次元光センサでも全く同様に観測される。

第１図に示した一次元光センサにおいて、熱処
理温度と、光OFF後3ms経過した時の残像
（減衰電流／初期電流）との関係は第６図に示す如くと
なつた。但し、熱処理時間は60分間とした。第６図か
ら明らかなように、熱処理温度を室温から次第に
上げていくと、残像は次第に大きくなり、100〜
120℃の間で最大値を示した後、150℃前後から急
速に小さくなり170℃〜250℃で最小値を示して、
また反対に増加する傾向を持つ。熱処理時間は各
温度20〜60分でほぼその温度における残像の飽和
値に達する。従つて必要以上長時間熱処理をして
も具体的に余り意味はない。熱処理は通常大気中
で行うがアルゴンガスなどの希ガスあるいは窒素
などの不活性ガス中で行つても同様の効果が確認
できた。一般の一次元光センサでは3ms後の残像
が４％以下であれば十分に使用可能である。第６
図から少なくとも140℃以上でその効果を奏しは
じめるが170℃〜250℃の範囲で熱処理を行なえ
ば、第１図に示した一次元光センサはバイアス電
圧が−1Vで3ms後の残像が４％以下となり、一
次元光センサとした極めて好都合に使用できる。

第５図および第６図で示した本発明の効果はあ
くまで、非晶質水素化シリコンよりなる第１図お
よび第２図に示したn⁺型導電層、ｉまたはｎ型
導電層、ｐ型導電層の順に堆積せしめたホトダイ
オード上にスパツタリング法により透明電極を堆
積することによつて発生したホトダイオードと透
明電極間の電気的接触の問題点を改善するもので
ある。非晶質水素化シリコンを前述の反応性スパ
ツタリング法もしくはグロー放電法により堆積直
後に光感度を大巾に向上する目的で光導電膜堆積
装置内に入れたまま真空中で220〜270℃に保持し
て熱処理する技術とは別異の技術である。

また、本発明は第１図に一例として示した一次
元光センサのみならず、原理的に第２図に示した
如くの構成を持つ受光素子全般に対しても有効で
ある。例えば、太陽電池あるいは、二次元状に配
列したスイツチと上記スイツチを介して取り出し
た光学像に相当する光電荷を転送する走査素子を
少なくとも有する半導体基板（走査用si−IC基
板）上に非晶質水素化シリコンよりなる光導電膜
をn⁺型導電層、ｉ若しくはｎ型導電層、ｐ型導
電層の順に堆積せしめてホトダイオードとし、さ
らに、その上に透明電極をスパツタリング法によ
り堆積せしめてなるいわゆる二階建構造の固体撮
像素子に適用しても有用なことは勿論である。ま
た、ここで用いている非晶質水素化シリコンを主
体とすると光導電膜に適当量の炭素あるいはゲル
マニウムが含有されていても本発明は有効であ
る。

以下本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例１第７図から第１１図までは本発明の一次元光セ
ンサの構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７図）。ここで、２１はホトダ
イオードおよび分解ダイオード用電極、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B₂
H₆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CH₄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
化するホトダイオード３および分離ダイオード４
となる（第８図）。ここで、３１，４１はn⁺型導
電層、３２，４２はｉ型導電層、３３，４３はｐ
型導電層である。次に、上記基板上にコーニング
社製7059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６１，６２，６３，６
４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5000Å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、HCl−HNO₄−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。上記の素子中のホトダイ
オード３は光応答特性が劣化しており、例えば、
第３図に示すような、二次光電流が支配的な光応
答速度の遅い素子である。次に、この素子を空気
中で225℃、60分間の熱処理を行うと、光応答速
度が第４図に示すように大巾に早くなり、特性の
改善ができた。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、H₂PO₄−
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図に示す如く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。

実施例２また、本発明は太陽電池の製造方法に用いても
有効である。この場合、光応答特性の向上に加え
て、光照射時の非晶質水素化シリコンホトダイオ
ードの電圧−電流特性が改善される。

所望のステンレスステイール基板上に磁気テー
プ１と同様の方法でn⁺型およびｉ型導電層を形
成する。さらに、10％siH₄＋90％H₂混合ガスに
ドーピングガスとして、CH₄ガスを体積比
（CH₄／SiH₄）で３％、B₂H₆／SiH₄）で１％に
なるように添加し、高周波放電を継続して水素を
含んだ非晶質炭化珪素（ａ−SiC：Ｈ）を主体と
するｐ型導電層を350Åの膜厚に堆積せしめる。
次に、この上部にIn₂O₃−SnO₂系の透明電極をス
パツタリング法により1000Åの膜厚に堆積する。
スパツタリング条件は実施例１と同様の条件で行
つた。このようにして第２図に示す如き断面構造
の太陽電池が得られた。しかし、この太陽電池は
特性が劣化しており、ほとんどホトダイオード特
性を示さない。例えば、第１２図の曲線ａに示す
ように、光照射時の開放端電圧（open circuit
voltago，Voc）および短絡電流（short circuit
current Ish）が小さい。次に、この素子を空気
中で230℃、20分間の熱処理を行なうと、電圧−
電流特性が大巾に改善され、第１２図の曲線ｂに
示すような良好な太陽電池の特性を得ることがで
きる。

実施例３また、ｎ−ｉ−ｐ多層膜ヘテロ接合の太陽電池
に適用することも可能であつた。まず、ステンレ
ステイール基板上にあらかじめ、非晶質水素化シ
リコンよりなるn⁺導電層（200Å）、水素を含有
する非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−Si_0.80
Ge_0.20：Ｈ）を主体とするｉ型導電層（4000Å）
および非晶質水素化シリコンよりなるｐ型導電層
（250Å）を形成し、さらに、その上部に実施例１
と同様の方法で非晶質水素化シリコンよりなる
n⁺−ｉ−ｐ構造（だたしｉ層の膜厚は800Å）の
ホトダイオードを形成した後、実施例と同様の方
法で透明電極形成および熱処理を行うと性能の良
い太陽電池が得られた。

以上の実施例を用いて説明した如く本発明の低
電圧駆動一次元光センサの構造方法を用いれば、
非晶質水素化シリコンよりなるホトダイオードの
上部にスパツタリング法で透明電極を堆積したこ
とにより発生したホトダイオードの光応答特性の
劣化を改善することができ、一次元の画像情報を
高速に読み取ることが可能な一次元センサあるい
は高効率の太陽電池を得ることができる。

また、透明電極として前述した各種半透明金属
を用いても同様の効果を得ることができる。

【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図は本
発明の一般的な受光素子の断面図。第３図はスパ
ツタリング法で透明電極を形成した時の受光素子
の光反応特性の一例を示した図。第４図は本発明
の熱処理方法で改善した効果を光応答特性の一列
で示した図。第５図は熱処理前ａ後での光OFF
後の光電流の減衰特性を比較した図。第６図は本
発明の効果を熱処理効果を熱処理温度と3ms後の
残像との関係で示した図。第７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。第１２図は本発明の構造方法を太陽
電池に適用した場合の改善例を示した図である。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……入射光、１１……基板、１
２……下部電極、１３……非晶質水素化シリコン
を主体とするホトダイオード、１３１……非晶質
水素化シリコンを主体とするn⁺型導電層、１３
２……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、１３３……非晶質水素化シリ
コンを主体とするｐ型導電層、１４……透明電極
もしくは半透明金属電極、１５……光パルス、１
６……電流計。

Claims

【特許請求の範囲】１所望の基体上にシリコンを主体とした水素を
含有する非晶質材料より成る光導電膜を形成する
工程と、該光導電膜上にスパツタリング法によつ
て透明導電性膜を形成する工程を有する受光素子
の製造方法において、前記光導電膜はn⁺型導電
層、ｉもしくはｎ型導電層、ｐ型導電層の順に積
層され、前記透明導電性膜を形成した後、該受光
素子を170℃から250℃の温度範囲で15分以上加熱
する工程を有することを特徴とする受光素子の製
造方法。２上記基板が一次元に配列された非透光性金属
電極を少なくとも有し、該金属電極上に一対一に
対応するように上記光導電膜および上記透明電極
を形成後一次元の画像信号が取り出せるように配
線がなされた絶縁性基板であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の受光素子の構造方
法。３上記基板が二次元状に配列したスイツチと該
スイツチを介して取りだして光学像に相当する光
電荷を転送する走査素子を少なくとも有する半導
体基板であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の受光素子の製造方法。４上記透明導電性膜がスパツタリング法により
形成した酸化インジウム、酸化錫およびそれらの
混合物から選ばれた一つを主成分とする透明導電
性膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の受光素子の製造方法。５上記透明導電性膜がスパツタリング法により
形成した金、白金、タンタル、モリブデン、アル
ミニウム、クロム、ニツケルおよびそれらの混合
物からなる群から選ばれた一つを主成分とする半
透明状の金属膜であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の受光素子の製造方
法。６上記加熱の時間は20分から60分の範囲である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
５項の何れかに記載の受光素子の製造方法。