JPS612230A - 撮像装置の製造方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、水素を含む非晶質シリコン光電変換部として
使用する受光面、およびそのような受光面を有する撮像
装置に関するものである。。

【発明の背景〕

水素を含む非晶質シリコンは光導電性を有するうえに均
質な大面積薄膜が得られることから、撮像管などの光電
変換デバイス用の受光面として使用することが提唱され
、可視光域に高い感度を持つデバイス特性が得られてい
る。（特開昭５４−しかしながらアモルファスシリコン
撮像管では照射光を切・つてから信号電流が減衰するの
に要する時間が若干大きく、これが画面では残像として
観測されることになった。この残像を低減することが高
品質の両面を得るために必須であり、対策が強く望まれ
ていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の残像を低減する方法を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために本発明では、撮像管の光導
−電ターゲットを作製後、熱処理を行なうことを特徴と
する。

第１図は、非晶質シリコンを光電変換部に用いた撮像管
ターゲットの一例である。信号光７は、透明電極２を通
して非晶質シリコン４へ入射し、　゛光キャリアを発生
する。この光キャリアを走査電子ビーム８で読み取る。

信号光が入射しない時の電流レベルを低く抑えるために
、図中の３，５のような薄層部を設けて、外部から非晶
質シリコン中へのキャリア注入を阻止し、非晶質シリコ
ン内で発生した一次光電流のみを信号電流として利用す
ることが多い。このキャリア阻止層としては、適当な禁
止帯幅を有する例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸
化セリウム、酸化モリブデン、酸化ゲルマニウムなどの
絶縁物や、不純物ドーピングを行なった非晶質シリコン
、非晶質シリコンカーバイドなどが採用可能である。

撮像管ターゲットでは、信号読み取り用電子ビームで走
査する際に二次電子が発生して信号電流読み取りに支障
が生じないように、表面の二次電子発生率を低く抑えて
いる。この目的で、ターゲット表面に多孔質性のカルコ
ゲナイド化合物、酸化物などを設ける方法がとられてい
る。この電子ビーム走査ＷＩ６は前記のキャリア注入阻
止層５と兼ねさせる場合も多い。

発明者らは、この様な構造の撮像管ターゲットについて
、残像特性を詳細に検討した。一般に撮像管では光導電
膜の容量と、電子ビームの実効的な抵抗値の積で決まる
過渡現象があるが、我々は、実際の残像値がこの動作原
理に基づくものよりも大きく、光導電ターゲット自体に
起因する成分があることを見出した。さらに詳しく検討
した結果、この残像成分は前記の電子ビーム走査層６の
性質に大きく依存しており、電子ビーム走査層を堆積し
た後に熱処理を行なうことが、残像低減に効果的である
ことを確認した。

第２図は、電子ビーム走査層として多孔質の三硫化アン
チモンを堆積した非晶質シリコン撮像管ターゲットの残
像が、電子ビーム走査層堆積後の１時間の熱処理によっ
て変化する様子を示したものである。種像値は信号光を
切ってから０．５秒足の信号値と初期値の比をもって表
示した。熱処理温度が増加するにつれて残像が低くなる
。低減効果が最も顕著にあられれるのは、熱処理時間１
時間では、熱処理温度約２００℃の場合で、熱処理温度
があまり高くなると再び残像が増加する傾向がある。熱
処理により残像がこのように変化する理由はまだわかっ
てはいないが、２次電子発生を抑えるために多孔質性を
もたせた電子ビーム走査層の内部および非晶質シリコン
との界面にはまだ多くのキャリア捕獲準位が存在してお
り、これらが熱処理により低減するためではないかと考
えられる。いずれにしても、このような残像の変化現象
は、電子ビーム走査層と、それに接する光導電体との相
互作用に基づくメカニズムによるものであり、上記の熱
処理効果は、非晶質シリコン光導電体に特有のものであ
る。

第３図は、熱処理温度と残像低減効果が最も大きい処理
時間との関係の実験結果を示したものである。残像低減
に効果的な処理時間は熱処理温度が高いほど短かくてよ
い。実用上は１５０℃以上の温度で行なうことがプロセ
ス時間の短縮という点では望ましいが、一方、３００℃
以上では非晶質シリコンが変質をおこす可能性があるの
で、処理温度は３００℃以下が適当である。

非晶質シリコンは通常２００〜２５０℃の温度に保持し
た基板上に堆積形成されるが、堆積中に加えられる熱は
残像低減には効果なく、又、膜作成後に上記の熱処理を
加えてから電子ビーム走査層を堆積しても、第２図に示
すような残像低減効果は見られない。本発明の熱処理は
、電子ビーム走査層を堆積後に行なうことが重要である
。電子ビーム走査層を形成する材料が変質しやすい場合
は、上記熱処理を真空中、または適当な雰囲気ガス中で
行なうことがより適当である。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

酸化スズ薄膜などの透明導電層を設けたガラス面板をス
パッタリング装置内に設置し、まず５ｉ０２層を５０ｎ
ｍ、続いて、アルゴンおＪ：び水素の混合ガスを、水素
の圧力比を全体の６０％に保ったまま０．３Ｐａ導入し
て、Ｓｉの反応性スパッタリングにより、非晶質シリコ
ンを２μｍ堆積する。次に、不活性ガス２０Ｐａの雰囲
気中での蒸着により、多孔質性三硫化アンチモンを６０
ｎｍ堆積して、光導電性ターゲット部を作製する。

この面板を真空中で２００℃、３０分間熱処理した後電
子鏡に組み込み、撮像管を完成する。

上記撮像管では、光遮断後０．５　秒後の残像値が０．
３　％と、熱処理を施さない場合にくらべて半分以下に
なっており、大幅な残像低減効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、非晶質シリコン
を主成分とする光導電ターゲットを用いる撮像管の残像
を低減でき、高品質画像を得るために効果的である。な
お、実施例では、キャリア注入阻止層として５ｉ０２を
用い、電子ビーム走査層としては三硫化アンチモンを用
いた場合についてのみ述べたが、電子ビーム走査５層を
形成した後に熱処理を行なうことが本発明の基本であり
、上記の各層に他の材料を用いたり、上記構造に加えて
他の蒋層が電子ビーム走査層の下側部分のいずれかに挿
入された場合にも、同様の効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は非晶質シリコンを主成分とする光導電ターゲッ
トの一例の断面構造図、第２図は電子ビーム走査層の熱
処理による残像の変化を示すグラフ、第３図は熱処理温
度と最適熱処理時間の関係を示したｒ！１である。 ■・・・ガラス面板、２・・・透明電極、３・・・透明
電極側からのキャリア注入阻止層、４・・・非晶質シリ
コン光導電層、５・・・電子ビーム走査面側からのキャ
リア注入阻止層、６・・・電子ビーム走査層、７・・・
信号冨　１　　図 第　　２　　図 罵３図 熱す理温席（’ｃ、’＋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に、少なくとも水素を５原子％から４０原子％
   含み、成分の５０原子％以上がシリコンから成る非晶質
   光導電膜を用い、電子ビームで表面を走査することによ
   つて信号を読み取る方式の撮像装置における電子ビーム
   走査層を、形成後に熱処理することを特徴とする撮像装
   置の製造方法。 ２、該電子ビーム走査層として三硫化アンチモンを含む
   カルコゲナイド化合物を用いることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の撮像装置の製造方法。 ３、熱処理は１５０℃以上、３００℃以下で行なうこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項記載の撮像
   装置の製造方法。 ４、熱処理を真空中で行なうことを特徴とする特許請求
   の範囲第１〜３項記載の撮像装置の製造方法。