JPH0612833B2 - 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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- JPH0612833B2 JPH0612833B2 JP1059925A JP5992589A JPH0612833B2 JP H0612833 B2 JPH0612833 B2 JP H0612833B2 JP 1059925 A JP1059925 A JP 1059925A JP 5992589 A JP5992589 A JP 5992589A JP H0612833 B2 JPH0612833 B2 JP H0612833B2
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Landscapes
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- 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、このためこ
のセンサを用いた密着型ラインセンサで周辺回路の設計
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(すなは
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Jp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がLのγ乗とし
たときのγ値が、50〜100luxで0.6〜0.75と小さい。
成る光センサは光電流が大きいのが特長で、このためこ
のセンサを用いた密着型ラインセンサで周辺回路の設計
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(すなは
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Jp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がLのγ乗とし
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これに比例しないという事態が生じ
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これに比例しないという事態が生じ
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本願発明
者等は、半導体薄膜を活性化熱処理した後、増感不純物
としてのCuあるいはAgを表面に付着させ、ある程度高
温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。増感不純物の付着拡散は電極
形成後でも良い。
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本願発明
者等は、半導体薄膜を活性化熱処理した後、増感不純物
としてのCuあるいはAgを表面に付着させ、ある程度高
温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。増感不純物の付着拡散は電極
形成後でも良い。
ただ、この様にして得られたセンサでもτrがなおτdよ
り大きく、その高速性に不満があった。
り大きく、その高速性に不満があった。
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。
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 絶縁性基板上に未ドープの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、少量のCuあるいはAgを前記半導体薄膜に付着せ
しめ、高温で熱処理し薄膜中に拡散させて後対向電極を
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、前記絶縁性基板として、前記半導体薄膜と接する
面にCuあるいはAgの何れをも含有していない絶縁性薄
層を設けたものを用い、前記活性化熱処理時に前記絶縁
性薄層を通って前記基板中のCuあるいはAgが前記半導
体薄膜に移行拡散しないよう構成する。
−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、少量のCuあるいはAgを前記半導体薄膜に付着せ
しめ、高温で熱処理し薄膜中に拡散させて後対向電極を
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、前記絶縁性基板として、前記半導体薄膜と接する
面にCuあるいはAgの何れをも含有していない絶縁性薄
層を設けたものを用い、前記活性化熱処理時に前記絶縁
性薄層を通って前記基板中のCuあるいはAgが前記半導
体薄膜に移行拡散しないよう構成する。
なお未ドープとは、活性化熱処理前の半導体薄膜がCu
あるいはAgの様な増感不純物を含有していない状態を
意味する。
あるいはAgの様な増感不純物を含有していない状態を
意味する。
また、対向電極を設けた後、少量のCuあるいはAgを前
記半導体薄膜に付着せしめ、高温で熱処理し薄膜中に拡
散させてもよい。
記半導体薄膜に付着せしめ、高温で熱処理し薄膜中に拡
散させてもよい。
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。CuあるいはAgを含有する基板上にCdS系半導
体薄膜を形成し、CdCl2蒸気中で活性化熱処理すると、
基板中のCuあるいはAgがセンサ膜中に移行し、膜中に
数多くの電子トラップを誘起し、そのため光照射時の立
上がり時間τrが長くなり、センサの高速化が損なわれ
る。絶縁性基板の前記半導体薄膜と接する面にCuある
いはAgの何れをも含有していない絶縁性薄層を設けて
成り、活性化熱処理時に絶縁性薄層を通って基板中のC
uあるいはAgが半導体薄膜に移行拡散しない基板上に活
性化したCdS系薄膜を形成し、その上にCuあるいはAg
を付着拡散したセンサはこの様な電子トラップが著しく
少なくなり、CuあるいはAgを含有する基板上に形成し
たセンサに較べてはるかにτrが小さく、従って一段と
高速である。
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。CuあるいはAgを含有する基板上にCdS系半導
体薄膜を形成し、CdCl2蒸気中で活性化熱処理すると、
基板中のCuあるいはAgがセンサ膜中に移行し、膜中に
数多くの電子トラップを誘起し、そのため光照射時の立
上がり時間τrが長くなり、センサの高速化が損なわれ
る。絶縁性基板の前記半導体薄膜と接する面にCuある
いはAgの何れをも含有していない絶縁性薄層を設けて
成り、活性化熱処理時に絶縁性薄層を通って基板中のC
uあるいはAgが半導体薄膜に移行拡散しない基板上に活
性化したCdS系薄膜を形成し、その上にCuあるいはAg
を付着拡散したセンサはこの様な電子トラップが著しく
少なくなり、CuあるいはAgを含有する基板上に形成し
たセンサに較べてはるかにτrが小さく、従って一段と
高速である。
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絶縁性薄層を形成し、その
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。絶
縁性薄層は例えばSiO2、ガラスのスパッタ膜、あるいは
これらの多層形成膜などで成り、それ自身Cuあるいは
Agを含有してなくて、しかも後の活性化熱処理時に基
板中のCuあるいはAgの何れもがこの層を通って半導体
薄膜に移行拡散しないためのものである。この半導体薄
膜にもCuあるいはAgなどの増感不純物を添加しない未
ドープ膜とする。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C
uあるいは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15min以上
熱処理し膜中に拡散させる。しかる後、NiCr/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。CuあるいはAgの付着拡散を対向電極の形成後、保
護膜の形成前に行っても良い。
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。絶
縁性薄層は例えばSiO2、ガラスのスパッタ膜、あるいは
これらの多層形成膜などで成り、それ自身Cuあるいは
Agを含有してなくて、しかも後の活性化熱処理時に基
板中のCuあるいはAgの何れもがこの層を通って半導体
薄膜に移行拡散しないためのものである。この半導体薄
膜にもCuあるいはAgなどの増感不純物を添加しない未
ドープ膜とする。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C
uあるいは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15min以上
熱処理し膜中に拡散させる。しかる後、NiCr/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。CuあるいはAgの付着拡散を対向電極の形成後、保
護膜の形成前に行っても良い。
Cuあるいは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Cuイオンを含む水溶液に
半導体膜を浸漬し、半導体薄膜表面にCuを付着させる
様な方法である。
る。化学的付着法とは例えばCuイオンを含む水溶液に
半導体膜を浸漬し、半導体薄膜表面にCuを付着させる
様な方法である。
さて、絶縁性基板として、Cu含有のガラス基板(例え
ばコーニング社、#7059、Cu含有量0.0005重量
%)を用い、このガラス上に半導体薄膜を形成した場合
には、その形成時に、特にCdCl2の蒸気中で活性化熱処
理する際に基板中のCuが半導体薄膜に移行する現象が
起こる。一種の抽出効果であり、ガラス基板中のCu含
有量が僅か0.0005重量%であっても活性化熱処理後には
半導体薄膜中に0.005モル%も含有する様になる。この
活性化処理後に半導体薄膜上にCuあるいはAgを付着拡
散させて電極形成、さらに保護膜を形成するか、あるい
は活性化熱処理後に電極形成し、半導体薄膜上にCuあ
るいはAgを付着拡散させて、さらに保護膜を形成して
センサを完成するが、ガラス基板中にCuを含有しない
場合、Jpの立上がり時間τrが非常に小さく、その立下
がり時間τdに近い値になるのに較べて、ガラス基板中
にCuを含有している場合は、τrがτdよりずっと大き
くなる。ガラス基板中にAgを含有していても同様の現
象が見られるのでAgを含有していない基板を用いるこ
とによって上記と同様の効果が得られる。Cuあるいは
Agの何れをも含有していない薄層を設けた基板上に形
成した本発明のセンサは先願発明のセンサよりもずっと
τrが小さく高速性が一段と優れている。
ばコーニング社、#7059、Cu含有量0.0005重量
%)を用い、このガラス上に半導体薄膜を形成した場合
には、その形成時に、特にCdCl2の蒸気中で活性化熱処
理する際に基板中のCuが半導体薄膜に移行する現象が
起こる。一種の抽出効果であり、ガラス基板中のCu含
有量が僅か0.0005重量%であっても活性化熱処理後には
半導体薄膜中に0.005モル%も含有する様になる。この
活性化処理後に半導体薄膜上にCuあるいはAgを付着拡
散させて電極形成、さらに保護膜を形成するか、あるい
は活性化熱処理後に電極形成し、半導体薄膜上にCuあ
るいはAgを付着拡散させて、さらに保護膜を形成して
センサを完成するが、ガラス基板中にCuを含有しない
場合、Jpの立上がり時間τrが非常に小さく、その立下
がり時間τdに近い値になるのに較べて、ガラス基板中
にCuを含有している場合は、τrがτdよりずっと大き
くなる。ガラス基板中にAgを含有していても同様の現
象が見られるのでAgを含有していない基板を用いるこ
とによって上記と同様の効果が得られる。Cuあるいは
Agの何れをも含有していない薄層を設けた基板上に形
成した本発明のセンサは先願発明のセンサよりもずっと
τrが小さく高速性が一段と優れている。
次ぎに具体例を説明する。
ガラス基板(コーニング社、#7059、Cu含有量0.0
005重量%、230×25×1.2mm3)上に厚さ5000AのSiO2、
ガラス(SiO2 48.5重量%、BaO 25.3重量%、B2O31
5.2重量%、Al2O3 11.0重量%、Cu、Agの含有なし)
の多層積層膜を形成した。ガラス/SiO2/ガラス/SiO2
/ガラスの5層より成るスパッタ形成膜である。この上
に厚さ4000Aの未ドープのCdS0.6Se0.4の蒸着膜を形成
し、フォトエッチングにより主走査方向に島状(90×35
0μm2)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CuあるいはAgを蒸着拡散させた。CuあるいはAg
の分量が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った。Cuあるいは
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30min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
示さなくなった。
005重量%、230×25×1.2mm3)上に厚さ5000AのSiO2、
ガラス(SiO2 48.5重量%、BaO 25.3重量%、B2O31
5.2重量%、Al2O3 11.0重量%、Cu、Agの含有なし)
の多層積層膜を形成した。ガラス/SiO2/ガラス/SiO2
/ガラスの5層より成るスパッタ形成膜である。この上
に厚さ4000Aの未ドープのCdS0.6Se0.4の蒸着膜を形成
し、フォトエッチングにより主走査方向に島状(90×35
0μm2)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CuあるいはAgを蒸着拡散させた。CuあるいはAg
の分量が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った。Cuあるいは
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30min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
示さなくなった。
その後、その島状の膜の各々に対向電極(NiCr/Au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とした。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。
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とした。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、Cu
あるいはAg蒸着時の基板温度が150℃ポリイミド保
護膜の場合の結果を第1表(Cu)と第2表(Ag)に示
した。比較のため、通常のガラス基板(コーニング社,
#7059、Cu含有量0.0005重量%)上に直接上記同
様に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(570nm,100lu
x)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下がり時間τdとした。またγ値
は50〜100lux間での平均値である。
あるいはAg蒸着時の基板温度が150℃ポリイミド保
護膜の場合の結果を第1表(Cu)と第2表(Ag)に示
した。比較のため、通常のガラス基板(コーニング社,
#7059、Cu含有量0.0005重量%)上に直接上記同
様に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(570nm,100lu
x)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下がり時間τdとした。またγ値
は50〜100lux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、通常基板上に形成した
センサの場合よりはるかに小さくできる。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 *はさらに小さくなる。その効果を第3表に示す。
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、通常基板上に形成した
センサの場合よりはるかに小さくできる。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 *はさらに小さくなる。その効果を第3表に示す。
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。
γ)の変化は殆どない。
この様に未ドープのCdS0.6Se0.4蒸着膜のCdCl2蒸気中で
の活性化熱処理後CuあるいはAgを付着拡散させる際C
uあるいはAgの何れをも含有していない薄層を設けた基
板をもちいることにより優れた特性が得られる。
の活性化熱処理後CuあるいはAgを付着拡散させる際C
uあるいはAgの何れをも含有していない薄層を設けた基
板をもちい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。
他の組成比の固溶体CdS-CdSeでも同様の効果が得られ
る。
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値が大なる光センサを実現することが可
能となる。これにより、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値が大なる光センサを実現することが可
能となる。これにより、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】絶縁性基板上に未ドープの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、少量のCuあるいはAgを前記半導
体薄膜に付着せしめ、高温で熱処理し薄膜中に拡散させ
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、前記絶縁性基板として、前記半導
体薄膜と接する面にCuあるいはAgの何れをも含有して
いない絶縁性薄層を設けたものを用い、前記活性化熱処
理時に前記絶縁性薄層を通って前記基板中のCuあるい
はAgが前記半導体薄膜に移行拡散しないことを特徴と
する光センサの製造方法。 - 【請求項2】絶縁性基板上に未ドープの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、対向電極を設けた後、少量のCuある
いはAgを前記半導体薄膜に付着せしめ、高温で熱処理
し薄膜中に拡散させて後、さらに保護膜を形成する光セ
ンサの製造方法において、前記絶縁性基板として、前記
半導体薄膜と接する面にCuあるいはAgの何れをも含有
していない絶縁性薄層を設けたものを用い、前記活性化
熱処理時に前記絶縁薄膜層を通って前記基板中のCuあ
るいはAgが前記半導体薄膜に移行拡散しないことを特
徴とする光センサの製造方法。 - 【請求項3】付着Cuあるいは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または2記載の光センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1059925A JPH0612833B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 光センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1059925A JPH0612833B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 光センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238675A JPH02238675A (ja) | 1990-09-20 |
| JPH0612833B2 true JPH0612833B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=13127190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1059925A Expired - Lifetime JPH0612833B2 (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 光センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612833B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5804463A (en) * | 1995-06-05 | 1998-09-08 | Raytheon Ti Systems, Inc. | Noble metal diffusion doping of mercury cadmium telluride for use in infrared detectors |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP1059925A patent/JPH0612833B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02238675A (ja) | 1990-09-20 |
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