JPH07109900B2 - 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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- JPH07109900B2 JPH07109900B2 JP63194065A JP19406588A JPH07109900B2 JP H07109900 B2 JPH07109900 B2 JP H07109900B2 JP 63194065 A JP63194065 A JP 63194065A JP 19406588 A JP19406588 A JP 19406588A JP H07109900 B2 JPH07109900 B2 JP H07109900B2
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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
密着性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ようになり、さらに現在では性能
面での向上即ち高速化や画品質の向上が強く望まれてい
る。
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
密着性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ようになり、さらに現在では性能
面での向上即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（即ち原
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Ｌγに比例
するとしたときの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（即ち原
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Ｌγに比例
するとしたときの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、光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、この光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。
時間が長いと、この光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62−256553）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Cu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値の光センサを製造した。ただ250℃以上
の加熱では、Jpの著しい減少が見られた。
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62−256553）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Cu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値の光センサを製造した。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、このような従来技術の課題に鑑み、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
きくすることの出来る光センサの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
を小さくせずして光応答速度を速くし、しかもγ値を大
きくすることの出来る光センサの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、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Cd
Cl2の蒸気に暴露、熱処理し光電的に活性化して後対向
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Cuを前記半導体薄膜に付着せしめ、CdCl2蒸気を含ま
ない中性または少量の酸素を含む雰囲気中250〜550℃で
30min以上熱処理し膜中に拡散させることにより、光電
流を小さくせずしてその光応答速度を著しく速くし、し
かもγ値を大きくするものである。
−CdSeで成る半導体薄膜を形成し、前記薄膜を高温でCd
Cl2の蒸気に暴露、熱処理し光電的に活性化して後対向
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Cuを前記半導体薄膜に付着せしめ、CdCl2蒸気を含ま
ない中性または少量の酸素を含む雰囲気中250〜550℃で
30min以上熱処理し膜中に拡散させることにより、光電
流を小さくせずしてその光応答速度を著しく速くし、し
かもγ値を大きくするものである。
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Cu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（先願発
明）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。
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Cu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（先願発
明）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 以下に、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−Cd
Se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CdC
l2の蒸気に暴露し、活性化熱処理を施す。その後少量の
Cu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、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。
Se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CdC
l2の蒸気に暴露し、活性化熱処理を施す。その後少量の
Cu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、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薄膜を浸
漬し、半導体薄膜表面にCuを付着させる方法である。
着法とは例えばCu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Cuを付着させる方法である。
また、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どのようなも
のでも良いが、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、多数の素子からなるセンサなどの場
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か
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どのようなも
のでも良いが、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、多数の素子からなるセンサなどの場
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か
しくなる。
さて、先願発明の第１表データにその傾向が見られる様
に、Cu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15min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。
に、Cu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15min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。
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。
次ぎに更に、具体例を説明する。
ガラス基板（コーニング社，＃7059、230×25×1.2m
m3）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り主走査方向に島状（90×350μ
m2）に８ビット/mmの割合で1728ビット配置する。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C
uを蒸着拡散させる。Cu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。Cu蒸着時の基板温度は室温〜400℃とする。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。Cu蒸着後さらに今度はCdCl2蒸気を含まない中性
または少量の酸素を含む雰囲気中、250〜550℃で30min
の加熱処理を施す。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/Au蒸着膜）すな
わち共通電極と個別電極を形成する。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する。これらラ
インセンサのうち１ビットの特性を調べCu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
にまとめる。比較のため、通常のCdS0.6Se0.4: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てある。なお特性は印加電圧DC10
V、光照射は緑色LED光（570nm,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τ
ｒ、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。
m3）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り主走査方向に島状（90×350μ
m2）に８ビット/mmの割合で1728ビット配置する。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C
uを蒸着拡散させる。Cu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。Cu蒸着時の基板温度は室温〜400℃とする。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。Cu蒸着後さらに今度はCdCl2蒸気を含まない中性
または少量の酸素を含む雰囲気中、250〜550℃で30min
の加熱処理を施す。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/Au蒸着膜）すな
わち共通電極と個別電極を形成する。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する。これらラ
インセンサのうち１ビットの特性を調べCu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
にまとめる。比較のため、通常のCdS0.6Se0.4: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てある。なお特性は印加電圧DC10
V、光照射は緑色LED光（570nm,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τ
ｒ、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τｒ ＊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τｒ ＊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Cuを付着拡散させることにより優れた特性が得ら
れる。
処理後Cu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、例えば先願発明
の実施例のセンサ（その明細書の第１表、左側上から５
番目）と本発明の実施例のセンサ（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24μＡであったのが先願発明セン
サでは10％減少したが、本発明センサでは３％の減少に
とどまった。
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、例えば先願発明
の実施例のセンサ（その明細書の第１表、左側上から５
番目）と本発明の実施例のセンサ（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24μＡであったのが先願発明セン
サでは10％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を製造することが出来
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を製造することが出来
る。
Claims (3)
- 【請求項１】絶縁性基板上にCdS、CdSeまたは固溶体CdS
−CdSeを主体としてなる半導体薄膜をパターン形成し、
その半導体薄膜を高温で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
理の後対向電極形成の前に少量のCuを前記半導体薄膜に
付着せしめ、CdCl2蒸気を含まない中性または少量の酸
素を含む雰囲気中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】活性化熱処理前の半導体薄膜中に、0.015
モル％以下のCu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。 - 【請求項３】活性化熱処理の後付着するCu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 |
|---|---|---|---|
| JP63194065A JPH07109900B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 光センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194065A JPH07109900B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 光センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0243775A JPH0243775A (ja) | 1990-02-14 |
| JPH07109900B2 true JPH07109900B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=16318369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194065A Expired - Fee Related JPH07109900B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 光センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109900B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57129827A (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-12 | Canon Inc | Manufacture of photoconductive cadmium sulfide |
| JPS6323374A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-01-30 | Fujitsu Ltd | 光導電膜の製造方法 |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP63194065A patent/JPH07109900B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0243775A (ja) | 1990-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |