JPH0712078B2 - 受光素子の製造方法 - Google Patents
受光素子の製造方法Info
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- JPH0712078B2 JPH0712078B2 JP60235146A JP23514685A JPH0712078B2 JP H0712078 B2 JPH0712078 B2 JP H0712078B2 JP 60235146 A JP60235146 A JP 60235146A JP 23514685 A JP23514685 A JP 23514685A JP H0712078 B2 JPH0712078 B2 JP H0712078B2
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- ito
- substrate
- manufacturing
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/191—Photoconductor image sensors
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ファクシミリやOCRなどの画像読取装置に用
いられる受光素子の製造方法に係り、特に、光導電膜と
して水素化非晶質シリコン（a-Si:H）を用い、透明電極
としてITO（Indium Tin Oxide）等酸化インジウム（In2
O3）を主体とした透明電極を有する受光素子の製造方法
に関する。
いられる受光素子の製造方法に係り、特に、光導電膜と
して水素化非晶質シリコン（a-Si:H）を用い、透明電極
としてITO（Indium Tin Oxide）等酸化インジウム（In2
O3）を主体とした透明電極を有する受光素子の製造方法
に関する。
従来、非晶質水素化シリコンと酸化インジウム系の酸化
物透明電極とは良好な整流性のヘテロ接合を形成し、撮
像デバイス、フアクシミリ用の密着形一次元センサ、OC
R等に応用されている。センサの受光素子部分の構造の
一例を第１図（平面図）および第２図（断面図）で示
す。これらのセンサに用いられる受光素子は、通常、Si
H4系のガスを用いたグロー放電CVD法あるいはSiをAr-H2
系の放電ガス中で反応性スパッタリングすることにより
形成したa-Si:H膜２を光導電膜として用いている。光導
電膜の構造はa-Si:H膜でｎ層（燐ドープ）、ｉ層（ドー
プ無）、ｐ層（硼素ドープ）の順よりなるnipダイオー
ドを構成し、In2O3膜３は単に透明電極の役割だけを果
たすタイプとa-Si:H（ｉ）層上に直接In2O3透明電極を
形成し、a-Si:H/In2O3界面に電子注入阻止型のシヨツト
キー接合を形成するタイプの二種に大別できる。これら
は例えば、電子通信学会技報ED-83-64やED-84-81等に記
載されている。前者は受光素子の特性がIn2O3膜の膜質
に依存せず安定な素子特性を得やすい利点を有するが、
比較的、低抵抗のｎ層、ｐ層が存在するため、一次元セ
ンサを実現するためには、a-Si:H膜の画素分離が必須で
ある。また、この時、a-Si:Hパターン段差部において、
エツチング速度の遅いｐ層が“ひさし”状に残つて、そ
の上部に堆積するIn2O3系透明電極のパターン化を困難
にする（段差部６において切れ込み等を生じ易い）とい
う欠点を有する。
物透明電極とは良好な整流性のヘテロ接合を形成し、撮
像デバイス、フアクシミリ用の密着形一次元センサ、OC
R等に応用されている。センサの受光素子部分の構造の
一例を第１図（平面図）および第２図（断面図）で示
す。これらのセンサに用いられる受光素子は、通常、Si
H4系のガスを用いたグロー放電CVD法あるいはSiをAr-H2
系の放電ガス中で反応性スパッタリングすることにより
形成したa-Si:H膜２を光導電膜として用いている。光導
電膜の構造はa-Si:H膜でｎ層（燐ドープ）、ｉ層（ドー
プ無）、ｐ層（硼素ドープ）の順よりなるnipダイオー
ドを構成し、In2O3膜３は単に透明電極の役割だけを果
たすタイプとa-Si:H（ｉ）層上に直接In2O3透明電極を
形成し、a-Si:H/In2O3界面に電子注入阻止型のシヨツト
キー接合を形成するタイプの二種に大別できる。これら
は例えば、電子通信学会技報ED-83-64やED-84-81等に記
載されている。前者は受光素子の特性がIn2O3膜の膜質
に依存せず安定な素子特性を得やすい利点を有するが、
比較的、低抵抗のｎ層、ｐ層が存在するため、一次元セ
ンサを実現するためには、a-Si:H膜の画素分離が必須で
ある。また、この時、a-Si:Hパターン段差部において、
エツチング速度の遅いｐ層が“ひさし”状に残つて、そ
の上部に堆積するIn2O3系透明電極のパターン化を困難
にする（段差部６において切れ込み等を生じ易い）とい
う欠点を有する。
一方、後者は光導電膜が比較的高抵抗のa-Si:H（ｉ）層
のみを使用しているため、８本/mm程度の比較的低解像
度の密着読み取りセンサを実現するためには、必ずし
も、第１図、第２図に示すようなa-Si:H膜２の画素分離
を必要としない。従つて、このタイプのセンサの製造プ
ロセスは前者に比し、簡略であるという利点を有する。
また、８本/mm以上の高解像度センサを実現するため
に、第１図および第２図に示すような画素分離を行つた
場合でも、a-Si:Hパターンの段差部の形状が前者のよう
にオーバハングしないため、上部に堆積したITO透明電
極パターンの加工も若干容易となる。しかし、このタイ
プの受光素子はa-Si:H/In2O3界面近傍の電子注入阻止型
のシヨツトキー接合を利用しているため、In2O3膜３の
膜質やIn2O3膜を堆積する時の膜堆積条件によつて、逆
方向電流値が10-11A/cm2から10-8A/cm2の範囲で変動
し、暗電流特性の再現性が悪いという問題点があつた。
画像情報の濃淡に対応して階調のとれる密着読み取りセ
ンサを実現するためには、受光素子の高感度化が必要で
ある。その為には、暗電流値を出来るだけ低い値に抑制
して、S/N比を高める必要がある。従つて、暗電流値を1
0-11A/cm2台に安定して抑制するIn2O3膜の作製方法を確
立することが必要となつた。
のみを使用しているため、８本/mm程度の比較的低解像
度の密着読み取りセンサを実現するためには、必ずし
も、第１図、第２図に示すようなa-Si:H膜２の画素分離
を必要としない。従つて、このタイプのセンサの製造プ
ロセスは前者に比し、簡略であるという利点を有する。
また、８本/mm以上の高解像度センサを実現するため
に、第１図および第２図に示すような画素分離を行つた
場合でも、a-Si:Hパターンの段差部の形状が前者のよう
にオーバハングしないため、上部に堆積したITO透明電
極パターンの加工も若干容易となる。しかし、このタイ
プの受光素子はa-Si:H/In2O3界面近傍の電子注入阻止型
のシヨツトキー接合を利用しているため、In2O3膜３の
膜質やIn2O3膜を堆積する時の膜堆積条件によつて、逆
方向電流値が10-11A/cm2から10-8A/cm2の範囲で変動
し、暗電流特性の再現性が悪いという問題点があつた。
画像情報の濃淡に対応して階調のとれる密着読み取りセ
ンサを実現するためには、受光素子の高感度化が必要で
ある。その為には、暗電流値を出来るだけ低い値に抑制
して、S/N比を高める必要がある。従つて、暗電流値を1
0-11A/cm2台に安定して抑制するIn2O3膜の作製方法を確
立することが必要となつた。
また、先に述べたITO膜の加工性についてもセンサの長
尺化に伴ない、大面積に亘つてより加工性の良好な膜質
のIn2O3膜の堆積方法の確立が必要となつた。
尺化に伴ない、大面積に亘つてより加工性の良好な膜質
のIn2O3膜の堆積方法の確立が必要となつた。
本発明の目的は、In2O3透明電極の加工不良を防止し、
暗電流が小さく、高い光感度を有する受光素子の製造方
法を提供することにある。
暗電流が小さく、高い光感度を有する受光素子の製造方
法を提供することにある。
第１図および第２図は本発明に係る一次元センサの受光
素子部分を平面図および断面図で示したものである。こ
のセンサは第１図および第２図に示す如く、絶縁性基板
５上に、下部金属電極パターン１を形成し、次に、a-S
i:H光導電膜パターン２を形成し、更に、ITO透明電極パ
ターン３を形成する。最後に、透明なパツシベーシヨン
膜４をコーテイングし、上記金属配線パターンをマスク
蒸着法により形成し、駆動用ICを搭載してセンサが完成
する。基板５には、SiO2系のガラス基板、Al2O3系のセ
ラミツク基板などを用いる。下部金属電極１はCr,Mo,T
a,Ti,Ptなどの金属をスパツタリング法あるいは真空蒸
着法で堆積し、通常のホトエツチング法でパターン化し
て用いる。a-Si:H光導電膜２はシラン系のガス（SinH
2n+2:n＝１〜３）を用いたグロー放電CVD法あるいはAr-
H2系放電ガスとSiターゲツトを用いた反応性スパツタリ
ング法により堆積し、CF4ガスを用いたドライエツチン
グあるいはヒドラジン水溶液を用いたウエツトエツチン
グ法によりパターン化する。a-Si:H光導電膜は用途に応
じて、下部電極側に微量の燐をドープしたｎ層を介在さ
せる。また、上部のIn2O3系透明電極側には微量の硼素
をドープしたｐ層を介在させることもある。
素子部分を平面図および断面図で示したものである。こ
のセンサは第１図および第２図に示す如く、絶縁性基板
５上に、下部金属電極パターン１を形成し、次に、a-S
i:H光導電膜パターン２を形成し、更に、ITO透明電極パ
ターン３を形成する。最後に、透明なパツシベーシヨン
膜４をコーテイングし、上記金属配線パターンをマスク
蒸着法により形成し、駆動用ICを搭載してセンサが完成
する。基板５には、SiO2系のガラス基板、Al2O3系のセ
ラミツク基板などを用いる。下部金属電極１はCr,Mo,T
a,Ti,Ptなどの金属をスパツタリング法あるいは真空蒸
着法で堆積し、通常のホトエツチング法でパターン化し
て用いる。a-Si:H光導電膜２はシラン系のガス（SinH
2n+2:n＝１〜３）を用いたグロー放電CVD法あるいはAr-
H2系放電ガスとSiターゲツトを用いた反応性スパツタリ
ング法により堆積し、CF4ガスを用いたドライエツチン
グあるいはヒドラジン水溶液を用いたウエツトエツチン
グ法によりパターン化する。a-Si:H光導電膜は用途に応
じて、下部電極側に微量の燐をドープしたｎ層を介在さ
せる。また、上部のIn2O3系透明電極側には微量の硼素
をドープしたｐ層を介在させることもある。
次に、In2O3系透明電極をスパツタリング法により堆積
する。In2O3系ターゲツトには通常In2O391mol％＋SnO29
mol％組成のITOターゲツトを用いる。スパツタリングに
は、ターゲツトを設置するカソードに放電集束用のマグ
ネツトを具備したプレーナマグネトロン型のスパツタリ
ング装置を用いる。従来型のスパツタリング装置を用い
て、a-Si:H膜上にITO膜を堆積すると、スパツタリング
初期に高エネルギーのAr+イオン、その他のイオン種に
よりa-Si:H表面がダメージを受け、良好なa-Si:H/ITOヘ
テロ接合が形成されないことは一般に知られた現象であ
る。これに対して、プレーナマグネトロン型のカソード
を使用すると放電がITOターゲツト側に集中するため、
センサ基板を設置した基板ホルダー電極でのAr+などに
よるダメージが若干軽減されることが知られている。本
センサは一般に10cm角以上の大面積の基板上に形成す
る。従つて、一バツチ当りの生産量を上げるために、回
転式の基板ホルダー電極に10枚前後の基板を装着し、基
板ホルダー電極を回転させながらITO膜の堆積を行う。
このため、一基板当りのITO膜の堆積速度は一基板を固
定して堆積した時の堆積速度と比較して1/10程度とな
る。プレーナマグネトロンカソードを用いた場合、従来
型のカソードよりも約１桁程度堆積速度が向上するの
で、マグネトロンスパツタリング装置を使用することは
生産性の点から必須である。そこで、マグネトロンスパ
ツタ装置を用いて、可能な限り堆積速度を上げ、かつ、
受光素子の特性も劣化させない方法の確立が必要となつ
た。
する。In2O3系ターゲツトには通常In2O391mol％＋SnO29
mol％組成のITOターゲツトを用いる。スパツタリングに
は、ターゲツトを設置するカソードに放電集束用のマグ
ネツトを具備したプレーナマグネトロン型のスパツタリ
ング装置を用いる。従来型のスパツタリング装置を用い
て、a-Si:H膜上にITO膜を堆積すると、スパツタリング
初期に高エネルギーのAr+イオン、その他のイオン種に
よりa-Si:H表面がダメージを受け、良好なa-Si:H/ITOヘ
テロ接合が形成されないことは一般に知られた現象であ
る。これに対して、プレーナマグネトロン型のカソード
を使用すると放電がITOターゲツト側に集中するため、
センサ基板を設置した基板ホルダー電極でのAr+などに
よるダメージが若干軽減されることが知られている。本
センサは一般に10cm角以上の大面積の基板上に形成す
る。従つて、一バツチ当りの生産量を上げるために、回
転式の基板ホルダー電極に10枚前後の基板を装着し、基
板ホルダー電極を回転させながらITO膜の堆積を行う。
このため、一基板当りのITO膜の堆積速度は一基板を固
定して堆積した時の堆積速度と比較して1/10程度とな
る。プレーナマグネトロンカソードを用いた場合、従来
型のカソードよりも約１桁程度堆積速度が向上するの
で、マグネトロンスパツタリング装置を使用することは
生産性の点から必須である。そこで、マグネトロンスパ
ツタ装置を用いて、可能な限り堆積速度を上げ、かつ、
受光素子の特性も劣化させない方法の確立が必要となつ
た。
第３図はマグネトロンスパツタリング装置を用いて、基
板ホルダー電極を回転させながらITO膜を堆積した時の
高周波出力密度とITO堆積速度との関係を示した図であ
る。第３図から実線の範囲内で出力密度と堆積速度は直
線関係にある。
板ホルダー電極を回転させながらITO膜を堆積した時の
高周波出力密度とITO堆積速度との関係を示した図であ
る。第３図から実線の範囲内で出力密度と堆積速度は直
線関係にある。
高周波出力密度は1.5W/cm2以上にすると異常グローが発
生して、安定な放電が保てなくなつたり、極端な場合に
はターゲツトが破損したりすることがある。また0.25W/
cm2以下でも長時間安定に放電を維持することが困難に
なる。そこで、実線で示した領域で膜堆積を行うと、セ
ンサ用の透明電極として必要な膜厚5000Åを得るために
少なくとも１時間以上のスパツタリングが必要となるこ
とがわかる。
生して、安定な放電が保てなくなつたり、極端な場合に
はターゲツトが破損したりすることがある。また0.25W/
cm2以下でも長時間安定に放電を維持することが困難に
なる。そこで、実線で示した領域で膜堆積を行うと、セ
ンサ用の透明電極として必要な膜厚5000Åを得るために
少なくとも１時間以上のスパツタリングが必要となるこ
とがわかる。
第４図は高周波出力密度に対するa-Si:H/ITOヘテロ接合
の逆方向電流値を示した図である。逆方向電流値はダメ
ージの効果を緩和するために空気中で200℃、1hrの熱処
理を行つた後の値である。ITO膜のスパツタリング条件
は放電ガスとしてArt0.3％O2の混合ガスを用い、基板温
度200℃、放電ガス圧５×10-3Torr、基板ホルダー電極
の回転数4rpmである。第４図から明らかなように、ITO
透明電極に−5V印加時の逆方向電流値は高周波出力密度
に対して、斜線を施した領域内でバラツイた。本センサ
では、画像情報の濃淡に応じて十分な階調のとれる高解
像度、高感度のセンサを目的としており、逆方向電流の
仕様値は10-10A/cm2以下が必要である。その条件を満足
するためには第４図から0.65W/cm2以下の出力密度でな
ければならないことが判明した。
の逆方向電流値を示した図である。逆方向電流値はダメ
ージの効果を緩和するために空気中で200℃、1hrの熱処
理を行つた後の値である。ITO膜のスパツタリング条件
は放電ガスとしてArt0.3％O2の混合ガスを用い、基板温
度200℃、放電ガス圧５×10-3Torr、基板ホルダー電極
の回転数4rpmである。第４図から明らかなように、ITO
透明電極に−5V印加時の逆方向電流値は高周波出力密度
に対して、斜線を施した領域内でバラツイた。本センサ
では、画像情報の濃淡に応じて十分な階調のとれる高解
像度、高感度のセンサを目的としており、逆方向電流の
仕様値は10-10A/cm2以下が必要である。その条件を満足
するためには第４図から0.65W/cm2以下の出力密度でな
ければならないことが判明した。
次に、このようにして堆積したITO膜の加工性を検討し
た。第１図および第２図で示した構造から明らかなよう
に、a-Si:H光導電膜２が一画素毎に分離してパターン化
されたセンサでは、ITO電極は第１図の６で示した場所
において、a-Si:Hパターン外周の段差と交叉する形でパ
ターン化しなければならない。ITO膜は第１図の６で示
した場所においても、ホトエツチングの際に切れ込みな
どの不良を生じないような膜質であることが必要であ
る。切れ込みが進行するとITOは断線する。第５図は高
周波出力密度とHCl-HNO3‐H2Ｏ系エツチング液に対する
エツチング速度との関係を示したものである。エツチン
グ液の組成はHCl:HNO3：H2Ｏ＝1:0.08:1である。液温は
45℃である。ITO膜のエツチング速度は第５図に示す如
く、高周波出力密度に対して、大別して三種の領域に分
類できる。領域Ｉの膜は低い高周波出力密度で形成され
る膜でエツチング速度が非常に早い。領域IIIは高い高
周波出力密度で形成される膜でエツチング速度が遅い膜
である。領域IIは両者の中間的な性質を示すITO膜であ
る。これらの三種の膜について、第１図で示した構造の
センサの試作を行つて、６の場所における段差切れの発
生を調べた。まず、領域Ｉの膜は基板全体の平均したエ
ツチング速度が非常に早い膜であるが、大面積の基板上
に堆積すると基板の中心部分から先にエツチングが完了
し、基板周辺部分がリング状に残されるという不均一な
エツチングのされ方をすることが判明した。この場合、
リング状に残された部分までエツチングを行うと、今度
は基板中央部分のITOパターンの６の位置に段差切れを
生じた。領域IIIの膜はエツチング速度の遅い膜である
が、下地のガラス基板５との間に極めてエツチング速度
の遅い薄いITO皮膜が形成された。この薄い皮膜を過剰
のオーバエツチングを行つて除去するとホトレジ膜のエ
ツチング液に対する耐性が劣化して、６の場所において
段差切れが発生した。これらに対して、領域IIに含まれ
るITO膜は、エツチング時間が制御しやすい範囲にあ
り、ガラス基板上にエツチングの困難なITO薄皮が残ら
ず、適当量のオーバエツチが可能になつて、加工性の優
れた膜であることが判明した。このような加工性の良好
なITO膜を得るためには、第５図から、高周波出力密度
が0.3〜0.65W/cm2範囲に含まれる条件で堆積することが
必要であることがわかつた。
た。第１図および第２図で示した構造から明らかなよう
に、a-Si:H光導電膜２が一画素毎に分離してパターン化
されたセンサでは、ITO電極は第１図の６で示した場所
において、a-Si:Hパターン外周の段差と交叉する形でパ
ターン化しなければならない。ITO膜は第１図の６で示
した場所においても、ホトエツチングの際に切れ込みな
どの不良を生じないような膜質であることが必要であ
る。切れ込みが進行するとITOは断線する。第５図は高
周波出力密度とHCl-HNO3‐H2Ｏ系エツチング液に対する
エツチング速度との関係を示したものである。エツチン
グ液の組成はHCl:HNO3：H2Ｏ＝1:0.08:1である。液温は
45℃である。ITO膜のエツチング速度は第５図に示す如
く、高周波出力密度に対して、大別して三種の領域に分
類できる。領域Ｉの膜は低い高周波出力密度で形成され
る膜でエツチング速度が非常に早い。領域IIIは高い高
周波出力密度で形成される膜でエツチング速度が遅い膜
である。領域IIは両者の中間的な性質を示すITO膜であ
る。これらの三種の膜について、第１図で示した構造の
センサの試作を行つて、６の場所における段差切れの発
生を調べた。まず、領域Ｉの膜は基板全体の平均したエ
ツチング速度が非常に早い膜であるが、大面積の基板上
に堆積すると基板の中心部分から先にエツチングが完了
し、基板周辺部分がリング状に残されるという不均一な
エツチングのされ方をすることが判明した。この場合、
リング状に残された部分までエツチングを行うと、今度
は基板中央部分のITOパターンの６の位置に段差切れを
生じた。領域IIIの膜はエツチング速度の遅い膜である
が、下地のガラス基板５との間に極めてエツチング速度
の遅い薄いITO皮膜が形成された。この薄い皮膜を過剰
のオーバエツチングを行つて除去するとホトレジ膜のエ
ツチング液に対する耐性が劣化して、６の場所において
段差切れが発生した。これらに対して、領域IIに含まれ
るITO膜は、エツチング時間が制御しやすい範囲にあ
り、ガラス基板上にエツチングの困難なITO薄皮が残ら
ず、適当量のオーバエツチが可能になつて、加工性の優
れた膜であることが判明した。このような加工性の良好
なITO膜を得るためには、第５図から、高周波出力密度
が0.3〜0.65W/cm2範囲に含まれる条件で堆積することが
必要であることがわかつた。
従つて、本発明のセンサは第１図および第２図に示す如
く、絶縁性基板５上に金属下部電極パターン１およびa-
Si:H光導電膜パターン２を順次形成し、次に、ITO膜を
マグネトロンスパツタリング法にて堆積する。この時の
ITO膜堆条件はプレーナマグネトロンカソードへ0.3〜0.
65W/cm2の出力密度の範囲内に入るように調整する必要
がある。また、基板ホルダー電極は回転式で赤外線ラン
プによる基板加熱とITO膜堆積を交互に行いながら膜堆
積を行う。この様にして堆積したITO膜を前述のホトエ
ツチング法でパターン化してITO透明電極３とする。パ
ツシベーシヨン膜４工程、上部金属配線パターン工程、
駆動用IC接続工程を経て一次元密着形センサが完成す
る。
く、絶縁性基板５上に金属下部電極パターン１およびa-
Si:H光導電膜パターン２を順次形成し、次に、ITO膜を
マグネトロンスパツタリング法にて堆積する。この時の
ITO膜堆条件はプレーナマグネトロンカソードへ0.3〜0.
65W/cm2の出力密度の範囲内に入るように調整する必要
がある。また、基板ホルダー電極は回転式で赤外線ラン
プによる基板加熱とITO膜堆積を交互に行いながら膜堆
積を行う。この様にして堆積したITO膜を前述のホトエ
ツチング法でパターン化してITO透明電極３とする。パ
ツシベーシヨン膜４工程、上部金属配線パターン工程、
駆動用IC接続工程を経て一次元密着形センサが完成す
る。
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１ テンパツクスガラス基板５上に金属Crをスパツタリング
法により、厚さ2000Åに堆積する。硝酸第２セリウムア
ンモニウム水溶液をエツチング液として用いた通常のホ
トエツチング工程にてCr電極パターン11を形成する。次
に、100％SiH4ガスを用いたグロー放電CVD法にて、a-S
i:H（ｉ）膜を基板温度200℃、ガス圧0.2Torr、高周波
パワー40Wで１μｍの厚さに堆積する。この膜を抱水ヒ
ドラジン−イソプロピルアルコール−水系のエツチング
液を用いたホトエツチング法にて、a-Si:H光導電膜パタ
ーン２とする。この基板をマグネトロンスパツタ装置の
基板ホルダー電極（陽極）に設置し、プレーナマグネト
ロンカソード（陰極）上にITO（In2O391mol％＋SnO29mo
l％）ターゲツトを設置して、２×10-6Torrの真空度に
排気する。0.3％のO2を含むArガスを１×10-3Torrスパ
ツタ室内に導入し、主バルブにて５×10-3Torrに調節す
る。先づ、プリスパツタリングを行つてITOターゲツト
の吸蔵ガスを脱着される。引き続いて、13.56MHz、高周
波出力100W/6″φ、出力密度0.56W/cm2の高周波マグネ
トロンスパツタを３時間行い、膜厚5000ÅのITO膜を堆
積する。基板ホルダー電極は回転式であり、ITOターゲ
ツトと赤外線加熱ヒータは基板ホルダー電極の回転軸に
対して対称の位置に設置され、ITO膜堆積と基板加熱を
交互に行う。基板加熱温度は200〜250℃である。
法により、厚さ2000Åに堆積する。硝酸第２セリウムア
ンモニウム水溶液をエツチング液として用いた通常のホ
トエツチング工程にてCr電極パターン11を形成する。次
に、100％SiH4ガスを用いたグロー放電CVD法にて、a-S
i:H（ｉ）膜を基板温度200℃、ガス圧0.2Torr、高周波
パワー40Wで１μｍの厚さに堆積する。この膜を抱水ヒ
ドラジン−イソプロピルアルコール−水系のエツチング
液を用いたホトエツチング法にて、a-Si:H光導電膜パタ
ーン２とする。この基板をマグネトロンスパツタ装置の
基板ホルダー電極（陽極）に設置し、プレーナマグネト
ロンカソード（陰極）上にITO（In2O391mol％＋SnO29mo
l％）ターゲツトを設置して、２×10-6Torrの真空度に
排気する。0.3％のO2を含むArガスを１×10-3Torrスパ
ツタ室内に導入し、主バルブにて５×10-3Torrに調節す
る。先づ、プリスパツタリングを行つてITOターゲツト
の吸蔵ガスを脱着される。引き続いて、13.56MHz、高周
波出力100W/6″φ、出力密度0.56W/cm2の高周波マグネ
トロンスパツタを３時間行い、膜厚5000ÅのITO膜を堆
積する。基板ホルダー電極は回転式であり、ITOターゲ
ツトと赤外線加熱ヒータは基板ホルダー電極の回転軸に
対して対称の位置に設置され、ITO膜堆積と基板加熱を
交互に行う。基板加熱温度は200〜250℃である。
この様にして堆積したITO膜をHCl-HNO3‐H2Ｏ系のエツ
チング液にてホトエツチングを行い、透明電極パターン
３を形成する。エツチング液の組成はHCl:HNO3：H2Ｏ＝
1:0.08:1（体積比）であり、液温は45℃である。この時
のエツチング時間は約８分であつた。
チング液にてホトエツチングを行い、透明電極パターン
３を形成する。エツチング液の組成はHCl:HNO3：H2Ｏ＝
1:0.08:1（体積比）であり、液温は45℃である。この時
のエツチング時間は約８分であつた。
次に、ポリイミド系樹脂からなるパツシベーシヨン膜を
塗布し、所定の形状14にパターン化する。
塗布し、所定の形状14にパターン化する。
さらに、NiCr/Au導体配線パターンをマスク蒸着法にて
形成し、駆動用ICを搭載して密着読み取り一次元センサ
が完成する。
形成し、駆動用ICを搭載して密着読み取り一次元センサ
が完成する。
実施例２ 実施例１と同様に膜厚0.1μｍのCr下部電極パターンを
形成し、次に、100％SiH4ガスを用いたグロー放電CVD法
にて、a-Si:H膜からなるi/p層を堆積する。ｉ層の堆積
条件は実施例１と同様であるが、ｐ層は100％SiH4ガス
中に0.04％のB2H6ガスをドープすることにより形成す
る。この時、ｐ層の膜厚は光感度の低下とパターン化し
た時の“ひさし”の張り出しを極力抑えるため、150Å
程度の薄い膜厚にする必要がある。次に、実施例１と同
様の方法でa-Si:H膜をパターン化する。
形成し、次に、100％SiH4ガスを用いたグロー放電CVD法
にて、a-Si:H膜からなるi/p層を堆積する。ｉ層の堆積
条件は実施例１と同様であるが、ｐ層は100％SiH4ガス
中に0.04％のB2H6ガスをドープすることにより形成す
る。この時、ｐ層の膜厚は光感度の低下とパターン化し
た時の“ひさし”の張り出しを極力抑えるため、150Å
程度の薄い膜厚にする必要がある。次に、実施例１と同
様の方法でa-Si:H膜をパターン化する。
次に、ITO膜を実施例１と同様の方法でマグネトロンス
パツタリング法により堆積する。この構造の受光素子は
a-Si:H（ｉ）層とITO透明電極の間にa-Si:H（ｐ）層が
介在するために、逆方向電流値に与えるITO膜堆積時の
ダメージの効果は実施例１の場合と比較して少ない。一
方、段差部の“ひさし”についてはｉ層パターン単独の
ものよりも強調されている。従つて、ITOのパターン化
は実施例１よりも困難である。しかし、本実施例のITO
膜を使用して、実施例１と同様の方法でパターン化した
ところ、段差部分における切れ込みは問題とならない程
度であつた。
パツタリング法により堆積する。この構造の受光素子は
a-Si:H（ｉ）層とITO透明電極の間にa-Si:H（ｐ）層が
介在するために、逆方向電流値に与えるITO膜堆積時の
ダメージの効果は実施例１の場合と比較して少ない。一
方、段差部の“ひさし”についてはｉ層パターン単独の
ものよりも強調されている。従つて、ITOのパターン化
は実施例１よりも困難である。しかし、本実施例のITO
膜を使用して、実施例１と同様の方法でパターン化した
ところ、段差部分における切れ込みは問題とならない程
度であつた。
以下、実施例１と同様の後工程を経て、密着読取り一次
元センサとした。
元センサとした。
本発明のITO透明電極を用いた受光素子では、a-Si:H/IT
Oヘテロ接合界面において、安定な電子注入阻止型のシ
ヨツトキー接合が形成され、逆バイアス方向の暗電流値
が10-10Ａcm2以下に安定に抑制できる。一方、ITO膜堆
積初期に形成される異常にエツチン速度の遅い皮膜の発
生がないのでa-Si:Hパターン段差部におけるITO膜パタ
ーンの切れ込み不良も起きない。また、基板中央付近の
エツチング速度の非常に早い膜と基板周囲付近のエツチ
ング速度の比較的遅い膜とが混在したITO膜が形成され
ることにより発生する段差切れも発生しない。本発明の
ITO膜堆積方法はi/p2層構造からなるa-Si:Hパターンの
段差に生ずる“ひさし”の強調された段差に対しても、
段差切れの発生しない膜であることは言うまでもない。
Oヘテロ接合界面において、安定な電子注入阻止型のシ
ヨツトキー接合が形成され、逆バイアス方向の暗電流値
が10-10Ａcm2以下に安定に抑制できる。一方、ITO膜堆
積初期に形成される異常にエツチン速度の遅い皮膜の発
生がないのでa-Si:Hパターン段差部におけるITO膜パタ
ーンの切れ込み不良も起きない。また、基板中央付近の
エツチング速度の非常に早い膜と基板周囲付近のエツチ
ング速度の比較的遅い膜とが混在したITO膜が形成され
ることにより発生する段差切れも発生しない。本発明の
ITO膜堆積方法はi/p2層構造からなるa-Si:Hパターンの
段差に生ずる“ひさし”の強調された段差に対しても、
段差切れの発生しない膜であることは言うまでもない。
以上の効果の結果、階調のとれる高い光感度を有し、光
応答特性も良好で、かつ、高解像度の受光素子が実現で
きる。
応答特性も良好で、かつ、高解像度の受光素子が実現で
きる。
第１図は本発明のセンサの受光素子部分の平面図、第２
図は第１図X-X′線断面図である。第３図は高周波出力
密度とITO膜堆積速度の関係を示した図、第４図は高周
波出力密度と受光素子の逆方向電流値との関係を示した
図、第５図は高周波出力密度とITO膜のエツチング速度
との関係を示した図である。 １……金属下部電極、２……a-Si:H光導電膜、３……IT
O透明電極、４……パツシベーシヨン膜、５……絶縁性
基板、６……a-Si:HパターンとITOパターンとが交叉す
る位置。
図は第１図X-X′線断面図である。第３図は高周波出力
密度とITO膜堆積速度の関係を示した図、第４図は高周
波出力密度と受光素子の逆方向電流値との関係を示した
図、第５図は高周波出力密度とITO膜のエツチング速度
との関係を示した図である。 １……金属下部電極、２……a-Si:H光導電膜、３……IT
O透明電極、４……パツシベーシヨン膜、５……絶縁性
基板、６……a-Si:HパターンとITOパターンとが交叉す
る位置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚田 俊久 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−143362（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−84525（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】基板上に金属下部電極を形成する工程と、
該金属下部電極上に非晶質水素化シリコンからなる光導
電膜を形成する工程と、マグネトロンスパッタ法を用
い、酸化インジウムを主体とするターゲットに出力密度
が0.30〜0.65W/cm2の範囲の高周波を印加して該ターゲ
ットをスパッタし、HCl:HNO3：H2Ｏ＝1:0.08:1の組成を
有し、液温が45℃のエッチング液でエッチングしたとき
のエッチング速度が10〜30Å／秒の範囲の酸化インジウ
ムを主体とする透明電極を該光導電膜上に形成する工程
とを含むことを特徴とする受光素子の製造方法。 - 【請求項２】上記透明電極上に、更にパッシベーション
膜を形成する工程を有す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。 - 【請求項３】上記光導電膜は、nipダイオードを構成す
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。 - 【請求項４】上記光導電膜と上記透明電極との界面に電
子注入阻止型のショットキー接合が形成されることを特
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。 - 【請求項５】上記基板は、Al2O3系のセラミック基板で
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
の何れかに記載の受光素子の製造方法。 - 【請求項６】上記金属下部電極は、Cr,Mo,Ta,TiまたはP
t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項の何れかに記載の受光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235146A JPH0712078B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 受光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235146A JPH0712078B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 受光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295866A JPS6295866A (ja) | 1987-05-02 |
| JPH0712078B2 true JPH0712078B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=16981734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60235146A Expired - Lifetime JPH0712078B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 受光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712078B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5147332B2 (ja) * | 2007-08-27 | 2013-02-20 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュール、太陽電池、及びこれらの製造方法 |
| JP2013055117A (ja) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Fujifilm Corp | 光電変換素子の製造方法、および撮像素子の製造方法 |
| KR102456820B1 (ko) * | 2016-12-26 | 2022-10-19 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 시스템의 제어 장치, 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 기판 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5984525A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-16 | Hitachi Ltd | 薄膜素子の製造方法 |
| JPS59143362A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-16 | Fuji Xerox Co Ltd | パツシベ−シヨン膜 |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP60235146A patent/JPH0712078B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6295866A (ja) | 1987-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |