JPS58201357A - 薄膜形光電変換素子 - Google Patents

薄膜形光電変換素子

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JPS58201357A
JPS58201357A JP57085953A JP8595382A JPS58201357A JP S58201357 A JPS58201357 A JP S58201357A JP 57085953 A JP57085953 A JP 57085953A JP 8595382 A JP8595382 A JP 8595382A JP S58201357 A JPS58201357 A JP S58201357A
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JP
Japan
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conductive layer
photoelectric conversion
transparent
conversion element
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP57085953A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Kajiwara
梶原 勇次
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58201357A publication Critical patent/JPS58201357A/ja
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    • 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
    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
    • H10F30/15—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors comprising amorphous semiconductors

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄膜形光′電変換素子に関し、とくに透明基
板の下方から受光する光電変換素子の構造に係る。
従来、ファクシミリ送信機用の光電変換素子としては、
IC技術等で裏作されているMOSやCODの1次元ア
レイが一般に用いられている。しかし作製しつるシリコ
ン単結晶の大きさに限界があるためにアレイの長尺化が
困難であり、原稿の読取幅の拡張に対しては、光電変換
素子の密度を^くしなければならず価格、性能にも影曽
していた。また、原稿からの画像は縮小結像して光電変
換素子に照射するので、このためのレンズ系が必要とな
る。このレンズ系は、縮小、率が大きくなる程その光路
長を擾<シなければならないため、装置の小形化に不利
であることと、光路の微妙な調整が必要にな−っていた
。
このことから、最近原稿の−と光電変換装置とを1=1
で対応させ、前記レンズ糸を不要とした密着形の読取り
装置が実用化されつ−〕ある。当然光電変換素子アレイ
は原稿−と岡等の長さが必要となり、各素子の電気的特
性は全長に渡って安定で、しかも均一であることが要求
される。従来このような光電変換を行なっている装置に
はa11図あるいは第2図の断面概略図に示したような
光電変換素子アレイが用いられている。第1図において
、絶縁基板3上に共通電極5が形成され、この上にCd
S、 Cd8e、等の光電変換材料列2が形成されてい
る。さらにこの上にSue、、ITO等の透明導電層6
と、Al、Cr、Au等の分離された不透明電極層4が
配置されている。原稿からの1儂光束1は上方から照射
され、不透明電極層4で遮光されていない透明導iim
層6の露出している部分と、共通電極5とが相対してい
る部分で光電変換素子列の1ビツトを構成するものであ
る。
しかしながら、通常この種の光電変換素子の電気(8号
レベルは、1012〜10−’A程度の非常に小さい値
であり、光電変換材2に僅かのピンホールが存在すると
、光信号に関係なく電気信号が発生する1、とく(こ不
透明電極層4と共通電極5と相対している部分の方が面
積が広いので暗電流が発生し易く、イ劣化への影響が大
きい。また、光電変換材2の上部に設置する透明導電層
6は、通常形成時の基板温度を300℃以上の高温にし
なければならないが、光電変換材2に悪影響があるため
低温で形成する。この結果、その電気抵抗が所望の小さ
い値が得られず、い、光応答特性が悪化する。
一方、第2図に示した従来例では、前述の光電変換材2
のピンホールがあっても暗電流を増加させないようにブ
リッジ形ζこ構成したものである。
しかし受光部は不透明電極層4と不透明共通電極層5の
無い対向した一部分になる。このため、例えば8ビット
/IIII程度の密度を得るにはその開口部の寸法は0
.1mgX0.111LIIgになり、暗電流は減少す
るが、明tiも減少し結果として87′Nの向上は実現
できなかった。
また、いずれの構造に於いても、高密度配線であるので
、耐環境性のために、基板上全域に渡り保護コートか必
要となる。しかし、基板の上方から受光する場合には、
この保護ボート材は透明な材料を使う必要があり、しか
も厳密な膜厚コントロールをしないと感度のばらつきが
生じる。使用する材料が限定される上、製造技術がより
複雑となるので低価格化、高性能化が困難であった。
本発明の目的は以上に概略を述べたような問題点が解決
せしめ光t%性、価格、信頼性等が大幅に改善され実用
ζこ供しうる薄膜形光電変換素子を提供することにある
。
本発明によれば、絶縁性透明基板と、該基板上に形成さ
れた不透明導電層と、該不透明導電層を少なくとも覆う
如く形成された透明絶R層と、該絶縁層上に形成された
帯状透明導電層と、核透明導電層耶よび前記絶縁層上に
、前記不透明導電層より幅広に設置した帯状の光電変換
材膜と、該光IIE変換材膜上に配置された4jL数の
分離した電気信号取出個別′fIL極列とからなり、前
記基板の下方よりIILsからの反射光を照射させる薄
膜形光電変換素子において、前記不透明導電層には前記
電気信号取出個別電極列の1向々の電極と、前記透明導
電層とか交叉する領域に1対lで対応した位置に、#i
配反射光の照射領域を制限するだめの受光窓を設けたこ
とを特徴とする薄膜形光電変換素子が得られる。さらに
前記受光窓を設けた不透明導電層と、前記透明導電膜よ
りなる共通電極とが、前記個別電極端の前方部に、対応
する部分に設けた前記絶縁層の穴を介して接続されてい
ることを特徴とする薄膜形光電変換素子が得られる。
このような構造の本発明によれば、透明導電膜からなる
共通電極と、光電変換材膜を介し、て配置される電気信
号取出個別電極との対向する領域は、受光部を構成する
透明導電膜だけである。基板上に直接設けた不透明導電
膜と寛気信号取出憫別゛イ。
極との間には、透明絶縁層が形成されているために、万
一この部分の光電変換材膜にピンホールがあってもこの
絶縁層によってさえぎられ、暗電流の増加は起りえず、
光電特性のばらつきにはなりえない。
また、透明導電膜は光電変換材膜を形成するり前に設置
できるので基板の温度を充分高くできろ。
このため低抵抗の透明溝X膜が得られる3、したがって
従来の光電変換素子において問題になっていた軸重、光
応答が改善される。他にも基板の下方から受光するので
、耐環境性のための保護コートは41に透明である必責
がな(、充分厚く基板の上函に形成した配線、光電変換
材膜に塗布することが可能となる。しかもその膜厚に不
均一性があっても光電特性に何ら影醤を与えない。
基板上に直接設置した不透明導電層には、光電変換素子
の谷ビットに対応した位置に、受光窓を設けであるが、
このような構造による光電変換素子は、各ビットとビッ
ト間にも遮光膜が形成された構成になっている。したが
って、従来のこの種の光電変換素子列は、配列されてい
る方、向への受光開口部の形状は、帯状の長方形開口部
となっていたが、各ビット間を遮光することによって、
ビットとビットとの間に1lIi像光が閣射されても、
光電変換材膜への画像光入射は無くなり、完全に分離さ
れる。その結果、主走査方向へのl+!IigII分離
が確実に行えるようになり分ps能の格段の向上が実現
された薄膜形光電変換素子が得られる。以下、本@明に
ついて図面を用いて詳述する。
第3図(a)(b)は本発明の一実施例を示す断面概略
図と平面概略図である。同図において、ガラスよりなる
透明基板お上にCr1Ta、 At等の不透明金属層3
5を1ooo X  蒸着し、主走fM度に対応した受
光開口窓あを設ける。例えば、8ビア 1./′lJ 
であれば100μX 100μの寸法の窓をあけ、窓と
窓間は25μ幅の透光層が形成されることになる。さら
にこの上にS10.、入ム0.、Sl、1電等の透明絶
縁層37をスパッタし、少なくとも不a明な金属層35
より幅広(、厚さ約500OA形成している。次に、L
’l’(JやSue、等の透明導電層367a−不透明
金縞層33の開口部に対応した位置上に設置し共通電極
を形成する。さらにこの上擾こアモルンアスンリコン3
2ヲ生成し、電気信号を取り出すための^缶度配−を極
Mを受光開口窓あ上に対応させて設KL、透明電極層あ
と、それぞれが交叉した平面て光°゛颯変侠素子の1ビ
ツトを形成し℃いる。
このような構造の光電変換素子は基板33のF方より原
稿からの画像光束lを受光するので不透明金属層あの各
ビット対応の受光開口部あ以外からは不必要な光信号電
流が混入することが無いように充分透光できる構造にで
きる。このため、広い領域に渡る1mgk光束1があっ
ても分解能の高いセンサを得ることができる。
8/Nを劣化させる大きな原因となっていた高密度配l
IA電極スと、アモルフlスシリコン膜32を挾ム不透
明金lls@35との間を流れる暗電流は、その間に透
明絶縁層37を介在させたことによって極め−C減少し
、8/Nは格段に大きくてきる。この絶縁層37の膜厚
は1000 A程度から、#−流の低減効果が表われ、
増加させる程良<ljる。但し、余り厚くすると1ik
i像光束1の伝播効率が低下yるので50001ffl
dが最適であった。また、アモルファス8i32が設置
される面は、はとんど透明絶縁層37面であり僅に透明
導電膜J6(こよる段差の6である。この透明溝t t
m 36の漢J享は通常数100Ad度であるために、
とかく大きな段差部分に発生していたγモルフアメS1
32 のクラックは無くなり、安定な光電変良材膜を潜
ることができる。通常この積のパターン化技術には、]
7酸を用いたケミカルエ。
チを必要とし、基板お面、あるいは受光開口部に損傷を
与えることが多かったが、これが不要となり、精度の良
いセンサを得ることができる。
第4図(a)(b)は本発明の第2の発明の一実施例を
示す断面概略図および平面概略図である。同図において
、ガラス基板43上に、各ビット毎に対応させた受光開
口窓48が設けられた不透明金属層45、透明絶縁層4
7、透明導電@46、アモルファスシリコン膜42、前
記受光開口窓48に対応させて配置した高密度配線電極
44とが拳に形成され、受光開口部を設けた不透明金属
11)4紮透明導電層46とは、高密度配線電極44端
の延長上前方に相当する付量の透明絶縁層47に設けた
穴49を年して接続されている。
このような構造の光電変換素子は、・第1の実厖例−こ
示した性能を有することはもちろん、この他、光電変換
素子としての共通電極としては、きビット毎に連光を行
な)ている不透明金属層45と透明導電層46との並列
接続された構成となる。一般dこ。
ITOや8uO,等の透明導電層は最適な製作条件で生
成しても、通常の金属層に比べて1桁以上比抵抗が高い
。しかも、この透明導電層弱部分における可視光での光
反射係数を考慮すると無制限に厚くできず、数100 
Kが最適となるため、透明導電層鋳単独での低抵抗化は
困難であったが、不透明金属層45に並列接続すること
によってこれが改善される。この結果、充電変換特性に
おける感度の向上、光応答性過渡特性等の向上が実現さ
れる。
尚、透明絶縁層47に設ける接続用穴49は、各ビタト
毎に分際されていても良く、いくつかのビットをまとめ
たブロック毎に設けても良く、いずれでも特性向上を達
成することができる。
以上本発明を実施例をもと鹸こ説明したが、この種の光
電変換素子は一般に信号のレベルが10−12〜lO″
A楊度と非常に小さく、本発明による暗・1流の減少対
策は、s/Nを向上させるのに極めて効果的なものであ
り、実質的な高感度化を実現するものである。また温度
変化に対する暗電流の増加も極めて小さくなり、とくに
温度上昇を伴なう回路装置が近傍に存在しても充分その
性能を発揮できるようになる。本発明による薄膜形光電
変換素子を例えばファクシミリ送信機に用いれば、光電
変換材膜のアモルファスSiの形成は容易に長尺化がで
きるので、縮小レンズ系を不要としたλ4判、84判密
着形イメージセンサが低価格、^感度、高分解能で且つ
高信頼性で得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の光電変換素子を示す断面概
略図、第3図(a)(b)および第4図(a)(b)は
本発明の各−実施例を示す断面概略図と平面概略図であ
る。図においてlは画像光束、2は光電変換材膜、3は
絶縁基板、4は不透明電極層、5は共通電極、6は透明
導電層、32.42はアモルファスSi膜、お、43は
透明ガラス基板、綱、44は高密度配線電極、35.4
5は不透明金属層、ア、妬は透明導電層、37.47は
透明絶縁層、38.48は受光開口窓、49は接続用穴
を示す。 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、絶縁性透明基板と、該基板上に形成された不透明導
    電層と、該不透明導電層を少な(とも橿う如く形成され
    た透明絶縁層と、該絶縁層上に形成された帯状透明導電
    層と、咳透明導電層および前記絶縁層上に、前記不透明
    導電層より幅広に設置された帯状の光電変換材膜と、該
    光電変換材膜上に配置された資数の分離した電気信号取
    出個別電極列とからなり、前記基板の下方より原稿から
    の反射光を照射させる薄膜形光電変換素子において、前
    記不透明導電層には、前記電気信号堰出電極夕1」の個
    々の電極と、前記透明導電層とが交叉する領域に1対1
    で対応した位置lこ、前記反射光の照射領域を制限する
    ための受光窓を設けたことを%像とする薄膜形光電変換
    素子。 2、絶縁性透明基板と、該基板上に形成された不透明導
    電層と、該不透明導電層を少なくとも憶う如く拳成され
    た透明絶縁層と、該絶縁層上に形成された帯状透明導電
    層と、皺透明導電層および前記絶縁層上に、前記不透明
    導電層より幅広に設置した帯状の光電変換材膜と、腋光
    電変換材膜上に配置された複数の分離した電気信号取出
    個別電極とからなり、前記基板の下方より原稿からの反
    射光を照射させる薄膜形光電変換素子において、前記不
    透明導電層には前記電気信号取出個別電極列の個々の電
    極と、前記透明導電層とが交叉する領域に1対1で対応
    した位t!こ、前記反射光の照射領域を制限するための
    受光窓を設けると共に、該受光窓を設けた前記不透明導
    電層と、前記透明導電膜よりなる共通電極とが、#記電
    気信号取出個別電極端の前方部に対応する部分に設けた
    前記絶縁層の穴を介して接続されていることを%徴とす
    る薄膜形光電変換素子。
JP57085953A 1982-05-20 1982-05-20 薄膜形光電変換素子 Pending JPS58201357A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS617766A (ja) * 1984-06-21 1986-01-14 Kyocera Corp 読み取り装置
JPS6124274A (ja) * 1984-07-13 1986-02-01 Fuji Xerox Co Ltd 光電変換素子
US5336906A (en) * 1986-09-09 1994-08-09 Fuji Xerox Co., Ltd. Image sensor and method of manufacture

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