JPH0612831B2 - 光センサの製造方法 - Google Patents
光センサの製造方法Info
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- JPH0612831B2 JPH0612831B2 JP1057002A JP5700289A JPH0612831B2 JP H0612831 B2 JPH0612831 B2 JP H0612831B2 JP 1057002 A JP1057002 A JP 1057002A JP 5700289 A JP5700289 A JP 5700289A JP H0612831 B2 JPH0612831 B2 JP H0612831B2
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はファクシミリ装置や光ディスクなどのＯＡ機器
の画像入力部に用いられる光センサの製造方法に関する
ものである。
の画像入力部に用いられる光センサの製造方法に関する
ものである。
従来の技術 近年、ファクシミリ装置や各種ＯＡ機器の画像入力部の
小型化や画像ひずみの改善を目指して原稿幅と同一寸法
の密着型ラインセンサが開発され、これを用いた画像読
取装置が広く使用される様になり、さらに現在では性能
面での向上すなはち高速化や画品質の向上が強く望まれ
ている。
小型化や画像ひずみの改善を目指して原稿幅と同一寸法
の密着型ラインセンサが開発され、これを用いた画像読
取装置が広く使用される様になり、さらに現在では性能
面での向上すなはち高速化や画品質の向上が強く望まれ
ている。
さて、ＣdＳ、ＣdＳeあるいは固溶体ＣdＳ−ＣdＳeを主
体として成る光センサは光電流が大きいのが特長で、そ
のためこのセンサを用いた密着型ラインセンサでは周辺
回路の設計が容易となる。一方、この光センサは光電流
Ｊpの光照射に対する応答速度が遅く、しかも照射光強
度（すなわち原稿からの反射光強度）Ｌに対する比例性
に劣るという二つの欠点がある。すなわち、前者ではＪ
pの立上がり時間τrや立下がり時間τdが通常使用時の
センサ面強度100luxで2〜3msecと長く後者ではＪp Ｌ
としたときのγ値が、50〜100luxで0.6〜0.75と小さ
い。
体として成る光センサは光電流が大きいのが特長で、そ
のためこのセンサを用いた密着型ラインセンサでは周辺
回路の設計が容易となる。一方、この光センサは光電流
Ｊpの光照射に対する応答速度が遅く、しかも照射光強
度（すなわち原稿からの反射光強度）Ｌに対する比例性
に劣るという二つの欠点がある。すなわち、前者ではＪ
pの立上がり時間τrや立下がり時間τdが通常使用時の
センサ面強度100luxで2〜3msecと長く後者ではＪp Ｌ
としたときのγ値が、50〜100luxで0.6〜0.75と小さ
い。
発明が解決しようとする課題 この様に、センサの光電流の立上がり時間や立下がり時
間が長いとこのセンサを用いたラインセンサの読取り走
査速度が4〜5ms/lineと制限されてしまう。またγ値が
小さいと、センサ面での光強度に応じて生じる光電流す
なわち出力信号値がγ＝１．０の場合は比例しているの
にγ＝０．６の場合はひどく比例性が劣るという事態が
生じる。このため中間調の再現に余分の回路処理を必要
とする。
間が長いとこのセンサを用いたラインセンサの読取り走
査速度が4〜5ms/lineと制限されてしまう。またγ値が
小さいと、センサ面での光強度に応じて生じる光電流す
なわち出力信号値がγ＝１．０の場合は比例しているの
にγ＝０．６の場合はひどく比例性が劣るという事態が
生じる。このため中間調の再現に余分の回路処理を必要
とする。
ＣdＳ，ＣdＳeあるいは固溶体ＣdＳ−ＣdＳeを主体とし
て成る半導体薄膜をＣdＣl2蒸気中で活性化熱処理した
光導電型センサの場合、γ値を大きくすることは、例え
ば増感不純物であるＣu濃度を高くするなどの方法によ
って実現される。ただ同時に光電流の立下がり時間τd
は小さくなるが、立上がり時間τrが大きくなり、全体
としての光応答速度が遅くなるとともに光電流Ｊpも小
さくなるという大きな欠点がある。この欠点をなくすた
め先願発明（特願昭62-268508号）においては、半導体
薄膜を活性化熱処理した後、増感不純物としてのＡｇを
表面に付着させ、２５０℃以下で加熱拡散せしめて後電
極を形成し、高速でかつ高γ値の光センサを実現した。
ただ２５０℃以上の加熱ではＪpの著しい減少が見られ
た。本発明は、光電流Ｊpを小さくせずして光応答速度
を速くし、しかもγ値を大きくする方法を提供するもの
である。
て成る半導体薄膜をＣdＣl2蒸気中で活性化熱処理した
光導電型センサの場合、γ値を大きくすることは、例え
ば増感不純物であるＣu濃度を高くするなどの方法によ
って実現される。ただ同時に光電流の立下がり時間τd
は小さくなるが、立上がり時間τrが大きくなり、全体
としての光応答速度が遅くなるとともに光電流Ｊpも小
さくなるという大きな欠点がある。この欠点をなくすた
め先願発明（特願昭62-268508号）においては、半導体
薄膜を活性化熱処理した後、増感不純物としてのＡｇを
表面に付着させ、２５０℃以下で加熱拡散せしめて後電
極を形成し、高速でかつ高γ値の光センサを実現した。
ただ２５０℃以上の加熱ではＪpの著しい減少が見られ
た。本発明は、光電流Ｊpを小さくせずして光応答速度
を速くし、しかもγ値を大きくする方法を提供するもの
である。
課題を解決するための手段 絶縁性基板上にＣdＳ，ＣdＳeあるいは固溶体ＣｄＳ−
ＣｄＳｅで成る半導体薄膜を形成し、前記薄膜を高温で
ＣｄＣｌ２の蒸気に暴露し光電的に活性下熱処理して後
対向電極を設け、さらに保護膜を形成する光センサの製
造方法において、前記活性化熱処理の後電極形成の前に
少量のＡｇを前記半導体薄膜に付着させ、250〜550℃で
30min以上熱処理し膜中に拡散させる。
ＣｄＳｅで成る半導体薄膜を形成し、前記薄膜を高温で
ＣｄＣｌ２の蒸気に暴露し光電的に活性下熱処理して後
対向電極を設け、さらに保護膜を形成する光センサの製
造方法において、前記活性化熱処理の後電極形成の前に
少量のＡｇを前記半導体薄膜に付着させ、250〜550℃で
30min以上熱処理し膜中に拡散させる。
作 用 本発明の方法によれば、ＣｄＳ系光導電型センサの光電
流値が大きいという特徴を損なわずして、しかもその光
応答速度を著しく速くし、さらにγ値を大きくすること
ができる。250〜550℃にて30min以上Ａｇを熱処理拡散
したセンサは、250℃以下で熱処理拡散したセンサに較
べて安定性において一段と優れている。光電流は、その
立下がり時間τdにほぼ比例するものであるが、この立
下がり時間が短くなっても光電流が小さくならないのは
本発明の方法により半導体薄膜中の光キャリア（電子）
の移動度が大きくなるためである。
流値が大きいという特徴を損なわずして、しかもその光
応答速度を著しく速くし、さらにγ値を大きくすること
ができる。250〜550℃にて30min以上Ａｇを熱処理拡散
したセンサは、250℃以下で熱処理拡散したセンサに較
べて安定性において一段と優れている。光電流は、その
立下がり時間τdにほぼ比例するものであるが、この立
下がり時間が短くなっても光電流が小さくならないのは
本発明の方法により半導体薄膜中の光キャリア（電子）
の移動度が大きくなるためである。
実施例 以下、本発明の実施例を説明する。
ガラスなどの絶縁性基板上にＣｄＳ、ＣｄＳｅあるいは
ＣｄＳ−ＣｄＳｅを主体として成る半導体薄膜を真空蒸
着法などの方法によって形成する。この薄膜を500℃程
度の高温にてＣｄＣｌ2の蒸気に暴露し、活性化熱処理
を施す。その後少量のＡｇを前記半導体薄膜に付着せし
め中性または少量の酸素を含む雰囲気中250〜550℃にて
30min以上熱処理し膜中に拡散させる。しかる後、ＮiＣ
r／Ａuの蒸着形成膜などで対向電極を形成し、さらにシ
リコン樹脂やポリイミドなどの保護膜を形成し光センサ
を完成する。
ＣｄＳ−ＣｄＳｅを主体として成る半導体薄膜を真空蒸
着法などの方法によって形成する。この薄膜を500℃程
度の高温にてＣｄＣｌ2の蒸気に暴露し、活性化熱処理
を施す。その後少量のＡｇを前記半導体薄膜に付着せし
め中性または少量の酸素を含む雰囲気中250〜550℃にて
30min以上熱処理し膜中に拡散させる。しかる後、ＮiＣ
r／Ａuの蒸着形成膜などで対向電極を形成し、さらにシ
リコン樹脂やポリイミドなどの保護膜を形成し光センサ
を完成する。
Ａｇの付着は真空蒸着法や化学的付着法による。化学的
付着法とは例えばＡｇイオンを含む水溶液に半導体薄膜
を浸漬し、半導体薄膜表面にＡｇを付着させる方法であ
る。
付着法とは例えばＡｇイオンを含む水溶液に半導体薄膜
を浸漬し、半導体薄膜表面にＡｇを付着させる方法であ
る。
さて、活性化熱処理前の半導体薄膜中には少量の増感不
純物ＣｕやＡｇを添加しておいても良い。増感不純物と
しては増感効果すなわち光電流を大きくし、光電流と暗
電流の比いわゆる明暗比を大きくするものなら何でも良
いが、特にＣｕやＡｇがその効果が大きい。このときの
ＣｕやＡｇの分量は母体の半導体に対して0.015モル％
以下であることを要する。この様な増感不純物の添加は
特性すなわち高速光応答性などの点では必ずしも好まし
くはないが、多素子センサなどの場合、特性の均一性の
点では優れる。この分量が0.015モル％を越えると高速
化、高γ値化など特性の改善が難しくなる。
純物ＣｕやＡｇを添加しておいても良い。増感不純物と
しては増感効果すなわち光電流を大きくし、光電流と暗
電流の比いわゆる明暗比を大きくするものなら何でも良
いが、特にＣｕやＡｇがその効果が大きい。このときの
ＣｕやＡｇの分量は母体の半導体に対して0.015モル％
以下であることを要する。この様な増感不純物の添加は
特性すなわち高速光応答性などの点では必ずしも好まし
くはないが、多素子センサなどの場合、特性の均一性の
点では優れる。この分量が0.015モル％を越えると高速
化、高γ値化など特性の改善が難しくなる。
さて、先願発明（特願昭62-268508号）の第１表データ
にその傾向が見られる様に、Ａｇを付着後拡散させる熱
処理温度が250℃以上の場合は光電流Ｊpが著しく小さ
い。これは、特に記載しなかったが、熱処理時間が15mi
nと短かったためである。
にその傾向が見られる様に、Ａｇを付着後拡散させる熱
処理温度が250℃以上の場合は光電流Ｊpが著しく小さ
い。これは、特に記載しなかったが、熱処理時間が15mi
nと短かったためである。
ＣｄＳ系半導体薄膜では熱処理によって特性が変わる
が、普通には10minもすれば変化は飽和する。ところが
本発明のセンサでは、この飽和に30minを要するのであ
る。熱処理が15minだとセンサ表面に高抵抗層ができ、
その後に電極を形成すると光電流が著しく小さくなった
ものである。従ってこの熱処理時間は30min以上を要す
る。そして実用的には１Ｈ程度までで充分である。250
〜550℃で拡散熱処理したセンサは先願発明のセンサよ
りも保存寿命などの安定性が一段と優れている。
が、普通には10minもすれば変化は飽和する。ところが
本発明のセンサでは、この飽和に30minを要するのであ
る。熱処理が15minだとセンサ表面に高抵抗層ができ、
その後に電極を形成すると光電流が著しく小さくなった
ものである。従ってこの熱処理時間は30min以上を要す
る。そして実用的には１Ｈ程度までで充分である。250
〜550℃で拡散熱処理したセンサは先願発明のセンサよ
りも保存寿命などの安定性が一段と優れている。
次に具体例を説明する。
ガラス基板(コーニング社,＃７０５９、230×25×1.2mm
3）上に厚さ4000ＡのＣｄＳ0.6Ｓｅ0.4の蒸着膜を形成
し、フォトエッチングによ主走査方向に島状（90×350
μｍ２）に８ビット/mmの割合で1728ビット配置した。
この島状のＣｄＳ0.6Ｓｅ0.4膜を５００℃でＣｄＣｌ2
の飽和蒸気中で加熱処理して光電的に活性化して光導電
体膜にした後、母体であるＣｄＳ0.6Ｓｅ0.4膜に対して
0.005〜0.1モル％のＡｇを蒸着拡散させた。Ａｇ量が0.
005モル％より少ないと効果が小さく、0.1モル％以上だ
と立上がり特性が悪くなる。Ａｇ蒸着時の基板温度は室
温〜４００℃とした。基板温度が４００℃を超えると特
性のバラツキを生じ好ましくない。Ａｇ蒸着後さらに中
性または少量の酸素を含む雰囲気中、250〜550℃で30mi
nの加熱処理を施した。この加熱温度が550℃を超えると
センサは低抵抗となり光感度を示さなくなる。その後、
その島状の膜の各々に対向電極（NiCr/Al蒸着膜）すな
わち共通電極と個別電極を形成した。対向電極のギャッ
プは６０μｍである。その後シリコン樹脂やポリイミド
などの保護膜を形成しラインセンサを完成した。
3）上に厚さ4000ＡのＣｄＳ0.6Ｓｅ0.4の蒸着膜を形成
し、フォトエッチングによ主走査方向に島状（90×350
μｍ２）に８ビット/mmの割合で1728ビット配置した。
この島状のＣｄＳ0.6Ｓｅ0.4膜を５００℃でＣｄＣｌ2
の飽和蒸気中で加熱処理して光電的に活性化して光導電
体膜にした後、母体であるＣｄＳ0.6Ｓｅ0.4膜に対して
0.005〜0.1モル％のＡｇを蒸着拡散させた。Ａｇ量が0.
005モル％より少ないと効果が小さく、0.1モル％以上だ
と立上がり特性が悪くなる。Ａｇ蒸着時の基板温度は室
温〜４００℃とした。基板温度が４００℃を超えると特
性のバラツキを生じ好ましくない。Ａｇ蒸着後さらに中
性または少量の酸素を含む雰囲気中、250〜550℃で30mi
nの加熱処理を施した。この加熱温度が550℃を超えると
センサは低抵抗となり光感度を示さなくなる。その後、
その島状の膜の各々に対向電極（NiCr/Al蒸着膜）すな
わち共通電極と個別電極を形成した。対向電極のギャッ
プは６０μｍである。その後シリコン樹脂やポリイミド
などの保護膜を形成しラインセンサを完成した。
これらラインセンサのうち１ビットの特性を調べＡｇ蒸
着時の基板温度が１５０℃でポリイミド保護膜の場合の
結果を第１表にまとめた。比較のため、通常のＣｄＳ
0.6Ｓｅ0.4：Ｃｕ（0.03モル％）蒸着膜を上記同様活性
化熱処理後電極形成したセンサについても調べた。なお
特性は印加電圧ＤＣ１０Ｖ、光照射は緑色ＬＥＤ光（57
0ｎｍ,100lux）を１Ｈｚ(0.5secずつ)で点滅して測定し
た。応答時間は光電流Ｊpが０から飽和値の５０％に上
がるまでの時間を立上がり時間τr、Ｊpが飽和値からそ
の５０％に下がるまでの時間を立上がり時間τdとし
た。またγ値は５０〜１００lex間での平均値である。
着時の基板温度が１５０℃でポリイミド保護膜の場合の
結果を第１表にまとめた。比較のため、通常のＣｄＳ
0.6Ｓｅ0.4：Ｃｕ（0.03モル％）蒸着膜を上記同様活性
化熱処理後電極形成したセンサについても調べた。なお
特性は印加電圧ＤＣ１０Ｖ、光照射は緑色ＬＥＤ光（57
0ｎｍ,100lux）を１Ｈｚ(0.5secずつ)で点滅して測定し
た。応答時間は光電流Ｊpが０から飽和値の５０％に上
がるまでの時間を立上がり時間τr、Ｊpが飽和値からそ
の５０％に下がるまでの時間を立上がり時間τdとし
た。またγ値は５０〜１００lex間での平均値である。
この様に、光電流を数μＡ以上と大きく保ったまま立下
がり時間τdを０．５msec程度にまで小さく、γ値も
０．７０以上、多くは０．８０以上と大きくできる。一
方光電流の立上がり時間τrは、通常センサの場合と違
ってτdが小さくなっても大きくならず、実際にライン
センサとして用いる場合には原稿黒字でも存在する反射
光（少なくとも３％はある）がバイアス光となり、これ
が常時センサに照射されるため、実効的立上がり時間τ
ｒ ＊は著しく小さくなる。その効果を第２表にて示す。
この程度のバイアス光照射による他の特性（Jp、τd、
γ）の変化は殆どない。
がり時間τdを０．５msec程度にまで小さく、γ値も
０．７０以上、多くは０．８０以上と大きくできる。一
方光電流の立上がり時間τrは、通常センサの場合と違
ってτdが小さくなっても大きくならず、実際にライン
センサとして用いる場合には原稿黒字でも存在する反射
光（少なくとも３％はある）がバイアス光となり、これ
が常時センサに照射されるため、実効的立上がり時間τ
ｒ ＊は著しく小さくなる。その効果を第２表にて示す。
この程度のバイアス光照射による他の特性（Jp、τd、
γ）の変化は殆どない。
この様にＣｄＳ0.6Ｓｅ0.4蒸着膜のＣｄＣｌ2蒸気中で
の活性化熱処理後Ａｇを付着拡散させることにより優れ
た特性が得られる。
の活性化熱処理後Ａｇを付着拡散させることにより優れ
た特性が得られる。
本実施例ではＣｄＳ0.6Ｓｅ0.4を例にとったがＣｄＳ、
ＣｄＳｅや他の組成比の固溶体ＣｄＳ−ＣｄＳｅでも同
様の効果が得られる。また本発明のセンサは先願発明
（特願昭62-268508号）のセンサに較べて安定性におい
ても優れている。すなわち、例えば同先願発明の実施例
のセンサ（特願昭62-268508号明細書第１表、左側上か
ら５番目）と本発明の実施例のセンサ（上記第１表、上
から４番目）を暗中で６０℃にて２０００時間保存した
場合、その光電流Ｊp は初期値が何れも１５μＡであっ
たのが先願発明センサでは１２％減少したが、本発明セ
ンサでは３％の減少にとどまった。
ＣｄＳｅや他の組成比の固溶体ＣｄＳ−ＣｄＳｅでも同
様の効果が得られる。また本発明のセンサは先願発明
（特願昭62-268508号）のセンサに較べて安定性におい
ても優れている。すなわち、例えば同先願発明の実施例
のセンサ（特願昭62-268508号明細書第１表、左側上か
ら５番目）と本発明の実施例のセンサ（上記第１表、上
から４番目）を暗中で６０℃にて２０００時間保存した
場合、その光電流Ｊp は初期値が何れも１５μＡであっ
たのが先願発明センサでは１２％減少したが、本発明セ
ンサでは３％の減少にとどまった。
発明の効果 本発明によれば、光電流値が大きいままで光応答速度が
著しく速く、γ値が大で、しかも安定性に優れた光セン
サを実現することが可能となる。これより、中間調再現
に優れた、高速の画像読取装置ができる。
著しく速く、γ値が大で、しかも安定性に優れた光セン
サを実現することが可能となる。これより、中間調再現
に優れた、高速の画像読取装置ができる。
Claims (3)
- 【請求項１】絶縁性基板上にＣdＳ、ＣdＳeあるいは固
溶体ＣdＳ−ＣdＳeを主体として成る半導体薄膜を形成
し、前記薄膜を高温でＣdＣl2の蒸気に暴露し光電的に
活性化熱処理した後、対向電極を設け、さらに保護膜を
形成する光センサの製造方法において、前記活性化熱処
理の後電極形成の前に少量のＡｇを前記半導体薄膜に付
着せしめ、250〜550℃で30min以上熱処理し薄膜中に拡
散させることを特徴とする光センサの製造方法。 - 【請求項２】付着Ａｇの分量が母体の半導体に対して0.
005〜0.1モル％であることを特徴とする請求項１記載の
光センサの製造方法。 - 【請求項３】活性化熱処理前の半導体薄膜中に0.015モ
ル％以下のＣuあるいはＡｇが添加されていることを特
徴とする請求項１記載の光センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057002A JPH0612831B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 光センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057002A JPH0612831B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 光センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237078A JPH02237078A (ja) | 1990-09-19 |
| JPH0612831B2 true JPH0612831B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=13043268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1057002A Expired - Lifetime JPH0612831B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 光センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612831B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP1057002A patent/JPH0612831B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02237078A (ja) | 1990-09-19 |
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