JPS5868965A - 受光素子の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は基板上に形成された下部電極とシリコンを主体
とし水素を含有する非晶質材料よシなる光導電膜とスパ
ッタリングによ多形成した透明電使とよシなる受光素子
あ製造方法に関するものである。たとえは、絶縁性基板
上に一次元に配列された非透光性金属電極を有し、該金
属電極上に一対一に対応するようにシリコンを主体とし
水素を官有する非晶質材料を基板側からｎ９型導電層。

ｉもしくはｎ型環を層、ｐ型導電層（以後、非晶質水素
化シリコンホトダイイオードと呼ぶ）の順に形成せしめ
た光導電体層および該光導電体層上に一対一に対応する
ように透明電極を積層した一次元光センサの製造方法に
適用して有用である。

また、走査用５ｓ−ＩＣ基板上に上記非晶質水素化シリ
コンホトダイオードよシなる光導電体層および透明電極
を積層した固体撮像素子の製造方法に瓜用しても有用で
ある。また、太陽電池など上記の構造の他の受光素子に
も適用できることは勿論のことである。。

本発明の方法は非晶質水素化シリコンホトダイオードよ
シなる光導電体層および透明電極を形成した、後に用い
て有用なものである。

前述の一次元光センサの例は光電変換機能及び信号蓄積
機能を有する固体素子を複数個−次元状に配置し、各固
体素子を一画素に対応させて一次元の光信号読み取シ素
子列を形成し、この素子列内で各固体素子をノー次走査
することによシ外部に一次元の画像情報を電気信号に変
換する素子であシ、特に、透明電極が光導電体層を覆う
ように形成されてなる。

この様な透明電極が光導電体２層を覆うように形成さ５
れてなる一次元光センサはこれまでに報告されている。

以下この技術を第１図（ａ）、Φ）Ｋその断面図および
平面図を示した一次元センサを用いて簡単に説明する。

第１図に示すように絶縁性基板１上に非透光性金属電極
２が形成され、さらに電極２上に非晶質水素化シリコン
ホトダイオード３および非晶質水素化シリコン分離ダイ
オード４が形成される。この時、ダイオード３および４
は金型 属２１側からｎ□導電層３１，４１．ｉもしくはｎ型導
電層３２，４２．　ｐ型溝′＃Ｍ、層３３．４３のｊＩ
Ｉに形成されている。ホトダイオード３および分離ダイ
オード４は通常同時に形成される。ホトダイオード３は
絶縁層５の所望の位置にあけられたコンタクト穴６２を
介して透明電極７と電気的に接続し、透明に極７はコン
タクト穴６２を介して２層配線用金属電極２２へ接続さ
れ、さらにコンタクト穴６４を介して金属配線８１から
行駆動用ＩＣへと接続されている。一方、分離ダイオー
ド４はホトダイオ−艶゛３と共通の電極２１で接続し、
もう一方はコンタクト穴６１を介して金属配線８２から
列駆動用ＩＣへと接続されている。第１図に即して動作
原理を説明すると、入射光１０が透明電極７を通してホ
トダイオード３に達する。

こと、で元は吸収されて電子正孔対を生じ、これらのキ
ャリアはホトダイオードに印加された逆Ｉ（イアスミ圧
Ｖ！により金属電極２１に蓄積される。

この時、分離ダイオードは逆方向にバイアスされており
配線８２とはＯＦＦ状態になっている。蓄積されたキャ
リアは同じ金属電極２１上に設けられた分離ダイオード
４を順方向にバイアスしてＯＮ状態とし配線８２を通し
て蓄積されたキャリアが外部に読み出される。上記の蓄
積および読み出し動作を列駆動ＩＣを用いて配線８２を
選択し、行駆動ＩＣを用いて配線８１を選択す不マトリ
ックス駆動で各ホトダイオードごとに順次行なうことに
よシ、−次元の画像情報を外部にとシ出すことが出来る
。本構造の一次元光センサは全画素を連続した複数の群
に分け、群ごとをまとめて走査するため、走査回路を大
巾に簡単化することができる。また、ホトダイオード３
と分離ダイオード４を同一のプロセスで形成できるので
、従来の５ｉ−ＩＩＣプロセスで作製したホトダイオー
ドアレイを実装したものよ如も、作成プロセスが簡略化
されている。

しかし、基板１上に所望のパターンの’１１２１および
非晶質、水素化シリコンよシなるホトダイオード３を形
成した後、その上部に酸化インジウム−酸化錫系の透明
電極または白金などの半透明電極をスパッタリング法に
よ）形成するとホトダイオードの光応答特性が劣化する
という欠点が生じた。

光導電膜上にたとえば酸化インジウム−酸化銀糸金属酸
化物の透明型＆または金および白金などの半透明金輌電
極をスパッタリング法により形成するのは、非晶質水素
化シリコンよシなるホトダ・イオードとの接着性を筒め
るためである。この問題は特に上記の一次元光センサに
おいて特に要求される点である。

真空蒸着法７で酸化物の透明電極または金属の半透明電
極を力３成することも可能であるが、一般に＃宥法で形
成した膜はスパッタリング法で形成した膜よシも下地膜
との接着性が劣っている。

第１図（ａ）にその画素部の断面図を示した一次元元セ
ンサはファクシミリ用−次元光センサとして用いる場合
、原禍が上記上にすと密着して移動するため透明！極の
上部およびその他のセンサ表面に摩耗防止用の透明な保
護層を形成する必要がある。あるいは保護層のかセシに
解僚力を失なわない程度に十分薄机ガラス板を透明な接
着剤ではシる工程を行う際、上記ホトダイオード３と透
明電極７との接着性が弱いと透明電極７が剥離するとい
う問題がしばしば発生する。この点で真空蒸着法で透明
電極７を形成するよシはスパッタリングで透明電極７を
形成することが望ましい。

また、酸化インジウム−酸化錫系の透明電極をインジウ
ム−錫系のハロゲン化物あるいは有機金属塩を用いたＣ
　Ｖ　］）　（Ｃｈｅｍｆｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　ｐｅｐ
ｏ−ａｉｔｉ’ｏｎ　）法に：り作成する方法も知られ
ている。

しかし、この方法では比抵抗が低く、抵抗の経時変化な
どもなく、かつ、下地膜との接着性の良い膜を得るため
には基板温度を３００ｔ：’以上にしなければならない
。一方、非晶質水素化シリコンよ如なる光導電膜は３０
００以上に加熱すると可視光領域での光感度が著しく低
下する。従って、非゛晶質水素化シリコンホトダイオー
ドを光導電膜として用いた一次元光センサ用の透明電極
はＣＶＤ法によシ作成することはできない。

第１図に示した一次元光センサでは光信号電荷を・−足
の蓄積時間（例えば、３ｍ５）ホトダイオード３内に電
極した後、極めて短い時間（例えば、５００１１８〜１
０μｓ）内に分陰ダイオード４を順方向にバイアスしＣ
ＯＮ状態として配線８２を逼して読み出す方式（蓄積動
作方式と呼ぶ）をとっている。

第２図の受光素子は光応答特性を測定するためのテスト
用受光素子である。基板１１上に設けら７Ｌだ下部電極
１２と非晶質水素化シリコンよシな　′るホトダイ第４
ド１３と透明電極１４で構成されておシ、光導電膜には
常に一足の逆バイア哀電圧νＴが印加されていて、光パ
ルス１５によシホトメイオニド１３に発生した光′ｄＬ
向を電流計１６で面＋＆ｄみとることができる。とこで
、１３１はｎ０型尋電層、１３２はｉもしくはｎ型環電
層、１３３はｐ型導電層である。スパッタリング法で透
明電体ｒ形成した第２図の受光素子の光応＠ｔ￥ｊ姓は
−しｌｌを示すと第３図のようになる。第３図において
、特性ａは入射の光パルス、曲線すはホトダイオード１
３に逆バイアスすなわち透明電極側を負にバイアス（一
般ＫＶｙ＝０〜−１ＯＶ程度を使用す号。）した場合の
光応答特性を示す。第３図の特性曲線□よシ特に透明電
極側に負のバイアスを印加した場合光応答特性が著しく
劣っていることがわあ・る。すなわち、第３図では透明
電極側を負にし　　　　□て光パルスを照射すると透明
電極から負電荷が注入される現象（二次光電流とも呼ぶ
）が起って、光をＯＦＦにした後も、減衰電流が長い時
間にわたって多く流れ、なかなか暗電流のレベルまでも
どらないことを示している。この現象は一次元光センサ
では副走査方向（原稿送シ方向）の再生画像のパターン
巾の拡大または縮少現象として現われる。極端な場合は
再生画像が全く得られないこともある。また、二次光電
流が支配的な光応答特性は時定数が数十ｍｓ以上と大き
いため、この上うな受光素子を用いると高速のファクシ
ミリ装置を実現することが困難である。以上述べたよう
な現象は一次元光センサにとって実用上極めて太きな欠
点である。

上述の欠点を除去した非晶質水素化シリコンホトダイオ
ードを用いた一体元光センサを得るために本発明は極め
て有効である。

本発明は上記目的を達成するために、所望の配線がなさ
れた基板上に水素を含有するシリコンを主体とした非晶
質光導電膜を反応性スパッタリング法またはグロー放Ｎ
ＣＶＤ法によ膜形成した後、上記光導電膜上に透明電極
をスパッタリング法にて基板側からｎ０型導電層、ｉま
たはｎ型環電層ｐ型導電層の１１１に形成する。しかる
後に、本−次元光センサを１７０Ｃから２５０Ｃの温度
範囲で熱処理し、透明電極をスパッタリング法にて光導
′電膜上に形成したために生じた本固体撮像素子の光応
答特性の劣化を改良するものである。本発明によって本
−次元光セ／すの長所である光応答特性が良好でしかも
感度が高い素子を得ることが出来、高速のファクシミリ
装置を実現することができる。また、ｎ４型導電層、ｉ
型もしくはｎ型環゛亀層、ｐ型４篭層、°透明電極の順
に堆積してホトダイす−ドとして用いる理由を述べると
、入射光はその大部分が透明電極近傍で吸収されホトキ
ャ電子の光導電膜中の走行性が優れているので、ホトダ
イオードを逆バイアスして用いる場合、電子が透明電極
近傍ら金属電極側へ移動するような構造にした方が有利
だからである。前影光導電膜の反応性スパッタリング法
としては、一般のスパッタ装置−を用いてもよいし、マ
グネトロン型の高速スパッタ装置も用いることもできる
。スパッタｉ置内の対向電、極の一方の陰極（ターゲッ
ト側電極）に多結晶シリコンをスパッタ用ターゲットと
して設置し、他方の陽極（基板側電極）には所望の配線
がなされた一次元光センサ用基板を設置する。

スパッタ室内をｌＸｌ０’″＠Ｔｏｒｒ以下の高真空に
保ちながら２５０〜３００Ｃ’に加熱して、スパッタ室
内の脱ガスを行った後、放電ガスとして水素とアルゴン
の如き希ガスおよび微量のドーピングガスとの混合ガス
をスパッタ室内に導入し、１３．５６ＭＨ−０高周波ユ
バ□す、グを行っ７、よ記。

基板上に水素を含有したシリコンを主体とする非晶質光
導電膜を堆積せしめる。膜形成中の基板温度は１００〜
３５０Ｃ，放電ガスの圧力は８×１０−’　Ｔｏｒｒ　
〜２　ｘ　１０−”　Ｔｏｒｒ　、放電ガス中の水素ガ
スの組成は１０〜６０　ｍｏ４％の範囲内である。

光導電膜堆積中において上記のアルゴンと水素の混合ガ
ス中にドーピングガスとして微量の窒素ガスｉ０．０１
％〜１％程度ｉ人させるか或いは微量の水素化リン例え
ばホス−フィン（Ｐ）Ｔｍ）を０，０１〜５％程度混入
させるとｎ０型導電層が得られ、−ま次上記アルゴンと
水素の混合ガスに薇−蓋の水素化ホウ素例えばジボラン
（ｎｕＨｓ）を００１〜５％程度混入させればｐ型導電
層が得られる。これらのドーピングガスの添加を行なわ
ない場合は一般にｉまたはｎ型の導電層が得られる。以
上のスパッタ条件を用いて　ｎ＋型型環層、ｉまたはｎ
型４電層、ｐ型環電層の順に光導電膜を堆積し、ホトダ
イオードおよび分離ダイオード用の導電膜とする。

また、前記のグロー放電ＣＶ　ｆ）　（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌＶａｐｏｒ　］）ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）−法として゛
は、ｒｆココイル法二極放電法の二種類がある。いずれ
も、放電ガスとして５ｉｌ（、などのシラン系ガスとア
ルゴンの如き希ガスあるいは水素ガスとの混合ガスを用
い、グロー放電を行ってシラン系ガスの分解反応により
上記−次元光センサ用基板上に水素を含有したシリコン
を主体とする非晶質光導電膜を堆積せしめる方法であり
、シリコンに水素を添加する反応を利用する反応性スパ
ッタリング法と区別される。

ｒｆココイル法反応室をｒｆココイル中おき、ｒｆコイ
ルに１３．５６ＭＨ２の高周波を印加して、反応室内に
導入したｓｉＨ，およびアルゴンの混合ガスのグロー放
電を起こさせ、反応室内に設置した上記−次元光センサ
用基板上に水素を含有したシリコンを主体とする非晶質
光導電膜を堆積せしめる方法である。また、二極放電法
は通常のスパッタリング装置を用い、対向電極間に１３
．５６λｆｚの高周波を印加して反応室内に導入した５
ｉＨ４およびアルゴンあるいは水素の混合ガスのグロー
放電を起こさせ、反応室内に設置した上記−次元光セン
サ用基板上に水素を含有したシリコンを主体とする非晶
質光導電膜を堆積せしめる方法である。

膜形成中の基板温度は１００〜３００Ｃ，放電ガスの圧
力は反范性スパッタリング法よｈ？Ｍ＜　５Ｘ１１）−
２’）’ｏｒｒから２　’］’Ｏｒｒ　、放電ガス中Ｏ
８１Ｈ４ガ曾と同様に、−ヒ６ピの８　ｉＨ４およびア
ルゴンガスあるいけ水素の混合ガス中にドーピングガス
として微量の水素化リン例えばホスフィン（ＰＨＩ）ｅ
００１〜５％程度混入させるとｎ９型導電層が得られ、
また上記のＳ　ｔ　Ｈ４およびアルゴンあるいは水素の
混合ガス中にドーピングガスとして微量の水素化ホウ素
例えばジボラン（Ｂ＊Ｈｅ）を０．０１〜５％程度混１
人させれはｐａｌＪ２Ｎ電層が得られる。これらのドー
ピングガスの添加を行なわない場合は一般に１１または
ｉ型の導電層が得られ不。以上のグロー放電ＣＶＩ５条
件を用いて、ｎ０型導電層、ｉまたはｎ型導電層、ｐ型
環電層の順に光導電膜を堆積し、ホトダイ・オードおよ
び分離ダイオード用の導゛畦膜とする。

上記の方法でｒ次元センサ用上に非晶質水素化膜を所望
のパターンに加工するとホトダイオードおよび分離ダイ
オードの一子列が完成される。さらに、絶縁層を所望の
パターンに形成した後、その上部に透明電極をスパッタ
リング法によ膜形成する。この透明電極としては（１）
酸化インジウム。

酸化錫および七れ″らの混合物から選ばれた一つを主成
呑とする透明電極が用いられる。また【（２）金。

白金、タンタル、モリブデン、アルミニウム、クロム、
ニッケルおよびそれらの混合物からなる群から選ばれた
一つを主成分とする半透明状の金属電極を用′ｈること
もできる。

・＋１）の透明電極を形成するには、インジウム−錫系
の金属をターゲットとして、酸素ガスを含有したアルゴ
ンガス中で反応性ＲＦスパツタリングを行なう方法もあ
るが、通常は、酸化インジウム−酸化錫系の焼結体ター
ゲットを用いて、アルゴンガスなどの希ガス中で、几ｒ
スパッタリングを行なう方法がとられる。この場合、ス
パッタ装置内の対向電極の一方の陰極（ターゲット側電
極）に酸化インジウム−酸化錫系の焼結体をスパッタ用
ターゲットとして設置し、他方の陽極（基板制電ｈｐ　
）には非晶質水素化シリコンよりなる光導電膜を堆積し
た一次元光センサ用基板を設置する。スパッタ室内を５
×１０″″”ｌ’ｏｒｒ以下の筒真空にまで排気した後
、放電ガスとしてアルゴンの如き希ガスをスパッタ塾内
に尋人し、１３．５６Ｍ）ｌｘの高周波スパッタリング
を行って、上記光２ｊｌ電膜上に所定のパターンの酸化
インジウム５−酸化錫糸の透明電惨を堆積せしめる。膜
形成中の基板温度は８０Ｃ〜２２（１’、放′−′ガス
の圧力は３×１０°ｓ’１’ｏｒｒから５　Ｘ　１０”
”　ＴＯｒｒである。こめようにして、透明電極を形成
しこれをｎｒ望のパターンに加工し、二層配線用金栖配
線を所望のパターンに設けると第１図に示す如き形状の
一次元光センサが得られる。

また、（２）の透明電極に関しても、スパッタ装置内の
陰極（ターゲット側電極）に、寮、白金、タンタル、％
ｌＪプｆン９、アルミニウム、クロム、ニッケルおよび
それ←の混谷物からなる群から違ばれた一つを主成分と
する金属をスパッタ用ターゲットとして設置すれば上記
の（１）の透明電極と同昧のスパッタリング法によシ半
透明状の金Ｆ４電極を堆積することができる。この場合
、＃−透明金執電極は光透過性を良くするためにできる
だけ膜厚を薄くする必要がある。通常、その膜厚は４０
０Å以下である。

以上述べた方法で得られたｍ体撮像素子は第３図で説明
した如く、光応答特性の劣化した素子である。特に、第
１図におい°て透明ＩＩｔ極７に負のバイアス電圧Ｖ！
を印加した場合、二次光電流が支配的な光応答特性を示
し、光応答の時定数が太きくなっている。しかし、この
素子を１７０Ｃ〜２５０Ｃの間で約１５分根度から数時
間熱処理すノ ると、光応答の遅さは全く問題とならない程度にまで改
善される。仁の改善のされ方は第２図に示した受光素子
の光応答特性で表わすと、第４図にその一例を示す如く
となる。第４−と第２図とを比較すると光応答特性の改
善のされ方が顕著であることがわかる。第５図は改善例
の一例を光ＯＦＦ後の減衰電流で定量的に比べた図であ
る。曲線ａは熱処理前の減衰電流、曲線ｂＦｉ熱処理後
の減衰′は眞を表わしている。熱処理前は曲線ａに示す
ように、初期値（光ＯＦ　Ｆ直前の光電流）が大きく（
光電利得Ｇ：＝４）、減衰の時定数もτ、＝３９ｍＳＩ
と大きいいわゆる二次光電流が支配的な″Ａ：応答特性
を示している。これに対して、熱処理後は曲線すに示す
ように初期値の光電利得Ｇ−は二次光電流が抑制される
ので１となるが、減衰のＬｉ、′Ｉ定数τｂは′１０μ
Ｓと３０００分の工程度に改善されている。曲線すは測
定回路系の時定数を加算さｔているので、実際の改善中
はさらに大きくなる。この現象は第１図に示し六−次元
光センサでも全く同様に観測される。

第Ｉ図に示した一次元光センサにおいて、熱処理温度と
、光ＯＦＦ’後３ｍｓ経過した時の残像（熱涙“す）と
の関係は第６図に示す如くとなった。但し、熱処理時間
は６０分間とした。第６図から明らかなように、熱、処
理温度を室崗から次第に上げていくと、残像は次第に大
きくなり、１００〜１２０Ｃの間で最大値を示した後、
１５°ＯＣ前小値を示して、また反対に増方口讐る傾向
を持つ。

熱処理時間は各温度２０〜６０分で＃丘ぼその温度にお
ける残像の飽和値に達する。従って必要以上長時間熱処
理をしても具体的に余シ意味はない。

熱処理は通常大気中で行うがアルゴンガスなどの希ガス
あるいは窒素などの不活性ガス中で行っても同様の効果
が確認できた。一般の一次元光センサでは３ｍｓ後の残
像が４％以下であれば十分に使用可能である。第６図か
ら少なくとも１４０Ｃ以上でその効果を奏しはじめるが
１７０Ｃ〜２５０Ｃの範囲で熱処理を行なえば、第１図
に示した一次元光センサＶｉ３　ｍ　ｓ後の残像が４％
以下となシ、−次元光センナとして極めて好都合に使用
できる。

第５図および第６図で示した本発明の効果はあくまで、
非晶質水素化シリ・ンよシな２第１図および第２図に示
したｎ＋型導電層、ｉまたはｎ型導電層、ｐ型溝電層の
順に堆積せしめたホトダイオード上にスパッタリング法
によシ透明！極を堆積することによって発生したホトダ
イオードと透明電惨間の電気的接触の問題点を改善する
ものである。非晶質水素化シリコンを前述の反応性スパ
ッタリング法もしくはグロー放電法により堆積直後に光
感度−を大巾に向上する目的で光導電膜堆積装置内に入
れたまま真空中で２２０〜２７０Ｃに保持して熱処理す
る技術とは別異の技術である。

また、本発明は第１図に一例として示した一次元光セン
サのみならず。原理的に第２図に示した如くの構成を持
つ受光素子全般に対しても有効である。例えは、太陽電
池あるいは、二次元状に配゛列したスイッチと上記スイ
ッチを介して取シ出した光学像に相当する光電荷を転送
する走置素子を少なくとも鳴する半導体基板（走査用５
ｉ−ｒｃ基板）上に非晶質水素化シリコンよりなる光導
電膜を００型導電層、ｉもしくはｎ型導電層、ｐ型寺′
電層の順に堆積せしめてホトダイオードとし、さらに、
その上に透明電極をスパッタリング法によシ堆稙せしめ
てなるいわゆる二階建構造の固体撮像素子に適用しても
有用なことは勿論である。

また、ここで用いている非晶質水素化シリコンを主体と
する光導電膜に適当萱の炭素あるいはゲルマニウムが含
有されていても本発明は有効である。

以下本発明を実施例によシ詳しく説明する。

実施例１ 第７図から第１１図まては本発明の一次元光センサの製
造方法を示す画素部の断面図である。絶縁性のガラス基
板１上に金属クロムをスパッタリング法によ如膜厚２０
００人程度に堆積し、これを硝酸第２セリウムアンモニ
ウム系のエツチング液を用いたホトエツチング工程によ
シ所望の電極パターン２とする（第７図）。ここで、２
１はホトダイオードおよび分離ダイオード用電極、２２
は二層配線用下部電極である。次に、この基板を２極式
グロー柊電ＣＶＤ装置内に設置し、反応室内に放電ガス
として１０％ＢＡＨ，ガスを含んだＨ。

ガスをｌ’ｌ”Ｏｆｆ導入し、ドーピングガスとしてＰ
Ｈ，ガスを体積比（ＰＨ，／５ｉ）（、）で１％になる
ように導入して、１３．５６ＭＨｚ　の高周波放電を行
うことにより非晶質水素化シリコンを主体とするｎ０型
導電廖を上記基板上に２５０人の膜厚に堆槓せしめる。

さらに、Ｐ）１．カス に■停止して１０％Ｓｉ）］、＋９０％Ｈ１混合ガス゛
のみにて高周波放電を継続し、非晶質水素化シリランを
主体とするｉ型溝電層を５５００人の膜厚にＪ４Ｆ槓せ
しめる。さらに、上記放電ガスに加えてドーピングガス
としてＢ、Ｈ，ガスを体積比（Ｂ！Ｈａ１層を４００人
の膜厚に堆積せしめる。このように形成したｎ＋　　１
　１）構造の非晶質水素化シリコン膜ｉ　ＣＨ，ガスを
用いたプラズマエツチング法により所定の形状にパター
ン化するとホトダイオ−）’３および分離ダイオード４
となる（第８図、）。

ここで、３１．４１はｎｏ型導電層、３２．４２はｉ型
溝電層、３３．４３はｐ型環電層で１ある。

次に、上記基板上にコーニング社ｊＭ７０５９ガごスケ
スパッタリング法によシ膜厚２μｍの厚さに堆積せしめ
、ＨＦ　　ＨＮＯｓ　　１＃＊Ｏ系のエツチング液を用
いたホトエツチング法によシ所定の場所にコンタクト穴
６１，６２．６３．６４をあけると二の上部に：ｔｎ、
ｏ、　−５ｎｏ、系の透明電極をスパッタリング法で５
００ＯＡの膜厚に堆積する。この時、スパッタ用ターゲ
ットとしては、ｓｎｏ、を５ｍ０１％含有したＩ　ｎ、
　ｏ、、焼結体を陰＃（カソード）に設置して用いる。

放電ガスとしてＡｒガスを用いｌＸｌ０””ＴＯｒｒノ
ガス圧で１３．５６ＭＨ２の高周波スパッタリングを行
った。透明電極形成後、ＨＣｅＨＮＯｓ’　　ＨｔＯ系
のエツチング液を用いたホトエツチング法によシ透明電
極を所定の形状７にパターン化すると第１０図に示す如
き断面構造の素子が得られる。上記の素子中のホトダイ
オード＄は光応答特性が劣化しておシ、例えは、第３図
に示すような、二次光電流が支配的な光応答速度の遅Ｃ
１６０分間の熱処理を行うと、享応答速度が第４図に示
すように大巾に早くなシ、特性の改善ができた。次に、
このパターン化されたｌＴＯ膜をホト、レジストよシな
る保護膜で児全に被榎した後、上記基板上に真空蒸着法
によシム１膜を２μｍの膜厚に堆積せしめる。さらに、
Ｈ，ｐ０４−ＨＮＯ，−ＩＪ、０系のエツチング液を用
いたホトエツチング法により二層配線用のＡ−ｅ電極パ
ターン８１，８２才形成する。この時、１．ＴＯ膜はホ
トレジで被接されておｐＡＩ３のエツチング液に触れる
ことによ　−うて生ずる電気化学的なＩＴＯ膜の溶出を
防いでいる。ＡＡｔ極パターン形成後、Ｉ’ｌ’０の保
護膜’ｔＭ素プラズマアッシャ法によシ除去すると第１
１図に示す如き読み取り速度の早い一次元光センサが得
られる。この−次元光センサを用いると１冒、速のファ
クシミリを実現することができる。

実施例２ 、　また、本発明は太Ｖ＃電池の製造方法に用いても南
幼である。供の場合、光応答特性の向上に加えて、光照
射時の非晶質水素化シリコンホトダイオ−ドの電圧−電
流特性が改善される。

所望のステンレススティール基板上に実施例１と同様の
方法でｈ＋型およびｉ型尋′ｗ／Ｌ層を形成する。さら
に、１０％ｑｉＨ，＋９０％山混会ガスにドーピングガ
スとして、ＣＨ，ガスを体積比（（”Ｈ。

／５ｉＨ４）で３％、”　Ｂ　＊　Ｈｓガスを体積比（
Ｂ２Ｈ６／５ｓＨ４）で１％になるように添加し、高周
波数′覗を継続して水素を含んだ非晶ｉ炭化珪素（ａ−
ｓｉｒ二Ｈ）を主体とするｐ型環電層を３５０人の膜厚
に堆積せしめる。次に、この上部にＩｎ、０．−５ｎｏ
、系の透明電極をスしくツタリング法により１０００人
あ膜厚に堆積する。スバツーリング条件は実施例１と同
様の条件で行った。このようにして第２図に示す如、き
断面構造の太陽電池が得られた。しかし、この太陽電池
は特性が劣化しており、はとんどホトダイオード特性を
示さない。例えば、第１２図の曲線ａに示すように、光
照射時の開放端電圧（ｏｐｅｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｖｏ
ｌｔａｇｏ、　■ｏｃ）オよび短絡電流（５ｈｏｒｔ　
ｃｉｒｃｕｉｔ　ｃｕ’ｒｒｅｎｔ　ｌ５ｈ）カ小さい
。次に、この素子を空気中で２３０Ｃ，２０分間の熱処
理を行なうと、電−圧一電流特性が大巾に改善され、第
１゛２図の曲線すに示すような良好な太陽電池の特性を
得ることができる。

実施例３ また、ｎ−１−ｐ多層膜へテロ接合の太陽′−池に適用
することも可能であった。′まず、ステンレ−へティー
−基板上にあらかじめ、゛非晶質水素化シリコンよ如な
るｎ０型導電層（２００人）、水素金含有する非晶質シ
リコンゲルマニウム（ａ−８１ｏ、ａ。（３’ｏ）ｏ’
　：　Ｈ）　ｆ主体とするｉ’ｍｓ電層（４０００人）
・および非晶質水素化シリコンよりなるｐ・型導電層（
２５０人）を形成し、さらに、その上部に実施例１と同
様の方法で非晶質水素化シ、リコンよりなるｎ　”　−
ｉ　−ｐ構造（ただしｉ層の膜厚は８００人）のホトダ
イオードを形成した後、実施例と同様の方法で透明電極
形成および熱処理を・行うと性能の良い太陽電池が得ら
れた。

以主の実施例を用いて説明した如く本発明の一化シリコ
ンよりなるホトダイオードの上部にスパッタリング法で
透明電極を堆積したことによ多発生したホトダイオード
の光応答特性の劣化を改善することができ、−次元の、
画像情報を高速に読み取ること力ｊ可能ミー次元センサ
ムいは高効率の太陽電池を得ることができる。

を用にても同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一次元光センサ［の原理的な構造を示
した断面図（ａ）および平面図の）。第２図は本発明の
一般的な受光素子の断面図。第３図はスパッタリング法
で透明電極を形成した時の受光素子の光反応特性の一例
を示した図。第４図は本発明の熱処理方法で改善した効
果を光応答特性の一例で示した図。第５図は熱処理前（
ａ）後゛での光ＯＦＦ後の光電流の減衰特性、を比較し
た図。第６図は本発明の効果を熱処理効果を熱処理温度
と３　’ｍ　ｓ後の残像との関係で示した図。第７図よ
シ第１゛１図は各々本発明の一次元光センサの製造工程
を示す主要部断面図。第１２図は本発明の製造方法を太
陽電池に適用した場合°の改善例を示した図である。 １・・・基板、２・・・非透光性金楓電極、２１・・・
ホトダイオードおよび分離ダイオード用金属電極、２２
・・・二層配線用金塊電極、３・・・非晶質水素化シリ
コンを主体とするホトダイオード、４・・・非晶質水素
４１・・・非晶質水素化シリコンを主体とするｎ９型尋
′屯層、３２．４２・・・非晶質水素化シリコンを主体
とｉるｎ型もしくはｉ型導電層、３３．４３・・・ジｌ
＝　、Ｗ、質水素化シリコンを主体とするｐ型導電層、
５・・・絶縁層、６１，６２，６３．６４・・・コンタ
クト穴、７．１４・・・透明電極もしくは半透明金輌電
惨、８１．８２・・・金属配線、１０・・・入射光、１
１・・・基板、１２・・・下部′ｉ！極、１３・・・非
晶質水素化シ！ｌ’ｌ責水素化シリコンを主体とするｎ
９型導電層、１３２・・・非晶實水索化シリコンを主体
とするｎ型もしくはｉ型専軍／ｍ、１３３・・・非晶質
水素化シリコンを主体とするｐ型導電層、１４・・・透
明＊極もり、＜）ユ半透明金縞篭極、１５・・・光パル
ス、１６・・・’ＩｉＪびｉｌ　ｉｔ　０ 代理人　弁理士　薄田利幸、′ｆ Ｃ１゜ ｖＩＩ　　　図 （久） ｎ （１）） ■３図 ￥３　４　　図 ′ｆ３６図 ｆ冬処五！Ｌ５ｊＬ洩　（Ｃ）　　　　　　　　　　　
−葛′７図 ｆＪ　　ｇ　　図 ｖｉ　ｑ　図 第　　１０　　　図 ￥Ｊ１２　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ、　　所望の基体上にシリコンを主体とし水素を含有
   する非晶質材料よシ成る光導電膜をｎ０型導電〜、ｉも
   しくはｎ型導電層、ｐ銅導電層の順に槓／＃形成する工
   程と、該光導電膜上にスパッタリング法によって透明導
   電性膜を形成する工程を有する受光素子の製造方法にお
   いて、・前記透明導電性膜を形成した後、該受光素子を
   少なくとも１４０Ｃ以上で加熱する工程を有することを
   特徴とする受光素子の製造方法。 ２、上記加熱温度が１７０Ｃから２５０Ｃの範囲にある
   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。 ３、上記基板が一次元に配列された非透光性金鵬奄極を
   少なくとも有し、該金属電極上に一対一に対応するよう
   に上記光導電膜および上記透明′電極を形成後−次元の
   画像信号が取シ出せるように配線がなされた絶縁性基板
   であ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。 ４、上記基板が二次元状に配列したスイッチと該スイッ
   チを介して取シ出した光学像に相当する光電荷を転送す
   る走査素子を少なくとも有。する半導体基板であること
   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。 ５、上記の透明導電性膜がスパッタリング法にょ多形成
   した酸化インジウム、酸化錫およびそれらの混合物から
   選ばれた一つを主成分とする透明導電性膜であることを
   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。 ６、上記の透明導電性膜がスパッタリング法にょ多形成
   した金、白金、タンタル、モリブデン、１アルミニウム
   、クロム、ニッケルおよびそれらの混合物からなる群か
   ら選ばれた一つを主成分とする半透明状の金属膜である
   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。