JPS61239677A - フォトセンサアレイの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファクシミリ、デジタル複写機、プリンター
或いは文字読取装置等の画像情報処理装置の光入力部と
して用いられる光電変換装置を構成するフォトセンサに
関する。

〔従来の技術〕

従来ファクシミリ、デジタル複写機、プリンタ及び文字
読取装置等の画像情報処理装置の光入力部として用いら
れる光電変換装置において、光電変換素子としてフォト
センサが使用されることは一般に良く知られている。特
に、近年においてはフォトセンサを一次元に配列して長
尺ラインセンサを形成し、これを用いて高感度な画像読
取装置を構成することも行われている。この様な長尺ラ
インセンサを構成するフォトセンサの一例としては、光
導電材料として非晶質シリコン（以下Ａ−５ｉと記す）
を含む光導電層上に受光部となる間隙を形成する様に対
向して配置された一対の金属等からなる電極が設けられ
ているプレナー型の光導電型フォトセンサ或いは前記光
導電層を一対の電極で挟持した構造を有する所謂サンド
イッチ型の光導電フォトセンサを挙げることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、Ａ−Ｓｉ膜の形成には、真空蒸留法、プラズ
マＣＶＤ法、ＣＶＤ法９反応性スパッタリング法、イオ
ンブレーティング法、光ＣＶＤ法が試みられており、一
般的には、プラズマＣＶＤ法が広く用いられ、企業化さ
れている。

面乍ら、Ａ−３ｉで構成される光導電性の堆積膜は電気
的、光学的特性及び、繰返し使用での疲労特性あるいは
使用環境特性、更には均一性、再現性を含めて生産性、
量産性の点におい’　　　　−ｃ　１２！　＋：　ｍ　
、。、、、□５．１よ、６ｏ７、あ６゜例えば従来から
一般化されているプラズマＣＶＤ法によるＡ−３ｔ堆積
膜の形成に於いての反応プロセスは、従来のＣＶＤ法に
比較してかなり複雑であり、その反応機構も不明な点が
少なくなかだ。又、その堆積膜の形成パラメーターも多
く、（例えば、基板温度、導入ガスの流量と比、形成時
の圧力、高周波電力、電極構造１反応容器の構造、排気
速度、プラズマ発生方式等）これらの多くのパラメータ
ーの組も合　　　　　。

せによるため、時にはプラズマが不安定な状態になり、
形成された堆積膜に著しい悪影響を与えることが少なく
なかった。そのうえ、装置特有のパラメーターを装置ご
とに選定しなければならず、したがって製造条件を一般
化することがむずかしいというのが実状であった。

この様な実状であってもＡ−３ｉ膜として電気的光学的
特性が各用途を十分に満足させ得るものを発現させるに
は、現状ではプラズマＣＶＤ法によって形成することが
最良とされている。

□′Ｘ 面乍ら、堆積膜の応用用途によっては、大面積化、膜厚
の均一性、膜品質の均一性を十分に満足させて、再現性
のある量産化を図らねばならない為、これまでのプラズ
マＣＶＤ法にょるＡ−３ｔ堆積膜の形成に於いては、量
産装置に多大な設備投資が必要となり、またその量産の
為の管理項目の複雑になり、管理許容幅も狭くなり、装
置の調整も微妙であることから、これらのことが、今後
改善すべき問題点として指摘されている。

他方、通常のＣＶＤ法による従来の技術では高温を必要
とし、実用可能な特性を有する堆積膜が得られていなか
った。

上述の如く、Ａ−３ｉ膜の形成に於いて、その実用可能
な特性、均一性を維持させながら低コストな装置で量産
化できる形成方法を開発することが切望されていた。

又、例えば、Ａ−３ｔで光導電層を構成したプレナー型
の光導電型フォトセンサ（以下［Ａ−３ｔフオトセンサ
」と記す）は、フォトダイオード型フ第１・サン七に較
べて１〜２ケタ大の光電流が得られる一方（１）光応答
速度（１１）光照射によって光電流の減少の点で更に改
良される余地が残されている。

更に、Ａ−３ｉフオトセンサは、２次光電流を用いるた
めに（上述の光電流失の理由）Ａ−、′Ｓｉで構成され
る光導電層（以下ｒＡ−Ｓｔ層」と記す）の光キヤリア
−（電子）の寿命によって直接的に光電流が変化する。

従って多数ビットを一列に配列して形成した一部元Ａ−
３ｔフォトセンサアレーの均一性を得るためには、Ａ−
Ｓｉ層の電気的特性が均一であることが必要とされ、こ
の様なＡ−Ｓｉ層は従来のプラズマＣＶＤ法によって生
産することは歩留り上問題となっていた。

〔目　的〕

本発明の目的は１以上の如きプラズマＣＶＤ法によって
作製されるＡ−３ｉフオトセンサの特性上の問題点並び
に作製上の問題点を解決し、生産性に優れた、高感度で
均一安定な特性を有するＡ−３ｔフオトセンサを提供す
ることにある。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明のフォトセンサは支持体と、該支持体−にに形成
された非晶質シリコンから成る光導電層と、該光導電層
に電気的に接続されている一対の電極と、前記光導電層
に光入射させる為の所定面積を有する受光部と、を有す
るフォトセンサに於いて、前記光導電層が、該層を形成
する為の層形成空間領域外で、シリコン原子とハロゲン
原子とを少なくとも有する前駆体（ＳｉＸ）と水素原子
を有する活性種（駕）とを形成し、これ等を前記層形成
空間領域に導入して、前記支持体表面に非晶質シリコン
を堆積することによって形成された車を特徴とする。

本発明に於いては、所望の特性を有する光導電層を構成
する堆積膜を形成する成膜空間（Ａ）（層形成空間）で
プラズマを使用しない特休の及び堆積空間内の温度、成
膜空間（Ａ）内の内圧となり、したがって堆積膜形成の
コントロールが容易になり、再現性、量産性のある堆積
膜を形成させることができる。

尚、本発明での「前駆体」とは、形成される堆積膜の原
料には成り得るがそのままのエネルギー状態では堆積膜
を形成することが全く又は殆ど出来ないものを云う。「
活性種」とは、前記前駆体と化学的相互作用を起して例
えば前駆体にエネルギーを与えたり、前駆体と化学的に
反応したりして、前駆体を堆積膜を形成することが出来
る状態にする役目を荷うものを云う。

従って、活性種としては、形成される堆積膜を構成する
構成要素に成る構成要素を含んでいても良く、或いはそ
の様な構成要素を含んでいなくとも良い。

本発明では、成膜空間（Ａ）に導入される前駆体化空間
ＣＢ）からの前駆体は、その寿命が好ましくは０．０１
秒以上、より好ましくは０．１秒以上、最適には１秒以
上あるものが、所望に従って選択されて使用され、この
前駆体の構成要素が成膜空間（Ａ）で形成させる堆積膜
を構成する主成分を構成するものとなる。又、活性化空
間（Ｃ）から導入される活性種は、その寿命が好ましく
は１０秒以下、より好ましくは８秒以下、最適には５秒
以下のものである。この活性種は成膜空間（Ａ）で堆積
膜を形成する際、同時に前駆体化空間（Ｂ）から成膜空
間（Ａ）に導入され、形成される堆積膜の主構成成分と
なる構成要素を含む前記前駆体と化学的に相互作用する
。その結果、所望の支持体上に所望の光導電性を有する
堆積膜が容易に形成される。

本発明によれば、成膜空間（Ａ）内でプラズマを生起さ
せないで形成される堆積膜は、エツチング作用、或いは
その他の例えば異常放電作１　　　　用等による悪影響
を受ける０とは・実質的にない。又、本発明によれば成
膜空間（Ａ）の雰囲気温度、支持体温度を所望に従って
任意に制御することにより、より安定したＣＶＤ法とす
ることができる。

本発明が従来と違う点の１つは、あらかじめ成膜空間（
Ａ）とは異なる空間に於いて活性化された活性種を使う
ことである。このことにより、従来のＣＶＤ法より堆積
速度を飛躍的に伸ばすことが出来、加えて堆積膜形成の
際の支持体温度も一層の低温化を図ることが可能になり
、膜品質の安定した堆積膜を工業的に大量に、しかも低
コストで提供出来る。

本発明に於て活性化空間（Ｃ）で生成される活性種は放
電、光、熱等のエネルギーで或いはそれ等の併用によっ
て励起されるばかりでなく、触媒などとの接触、あるい
は添加により生成されてもよい。

本発明に於て、前駆体化空間（Ｂ）に導入される原材料
としては、硅素原子に電子吸引性の高い原子又は原子団
、或いは極性基が結合しているものが利用される。その
様なものとしては、例えば５ｉｎＸ２ｎ＋２　（ｎ＝１
．２゜３−−−−、Ｘ＝Ｆ、ＣＪＩ、Ｂｒ、Ｉ）、（Ｓ
ｉＸ２）ｎ（ｎ≧３　、Ｘ＝Ｆ、ＣＪｌｊ、Ｂｒ　、Ｉ
）。

Ｓ　　　ｆ　　　ｎＨＸ２　　　＋　　１　　　　（ｎ
＝　　　１　　　、　　２　　　、　　３−−−−。

Ｘ＝Ｆ、ＣＭ、Ｂｒ、Ｉ）　　、５ｉｎＨ２Ｘ２ｎ（ｎ
＝１．２．３−−−−、Ｘ＝Ｆ、Ｃ１，Ｂｒ。

■）などが挙げられる。

具体的には例えばＳｉＦ４．（ＳｉＦ２）５゜（ＳｉＦ
２）ｅ、（ＳｉＦ２）４．５ｉ２Ｆ５゜ＳｉＨＦ３．Ｓ
ｉＨ２Ｆ２．ＳｉＣ文４（ＳｉＣ１２）５．ＳｉＢｒ４
．（ＳｉＢｒ２）５などのガス状態の又は容易にガス化
し得るものが挙げられる。　　′ また、Ｓ　ｉＨ２（Ｃ６Ｈ５）２　、Ｓ　１Ｈ２（ＣＮ
）２なども形成される堆積膜の使用目的によっては使用
される。

上述したものに、前駆体化空間（Ｂ）で熱。

光、放電などの分解エネルギーを加えることにより、前
駆体が生成される。この前駆体を成膜空間（Ａ）へ導入
する。この際、前駆体の寿命ｊ　　　　　”望＊　Ｌ　
＜　４ｉ　０．　Ｏ”′。１〜０−゛”゛９１゛堆積効
率及び堆積速度の上昇を促進させ、成膜空間（Ａ）に於
て、活性化空間（Ｃ）から導入される活性種との活性化
反応の効率を増し、その際、必要であればプラズマなど
の放電エネルギーを使用しないで、堆積空間（Ａ）内あ
るいは支持体上に熱、光などのエネルギーを与えること
で、所望の堆積膜の形成が達成される。

本発明に於て、活性化空間（Ｃ）に導入され、活性種を
生成させる原料としては、Ｈ２゜ＳｉＨ４，ＳｉＨ３Ｆ
、５ｉＨ３Ｃ文、５ｉＨ３Ｂｒ　、Ｓ　ｉＨ３Ｉなどの
他、ＨＥ、Ａｒ等の稀ガスが挙げられる。

本発明に於て成膜空間（Ａ）に於ける前駆体化空間（Ｂ
）から導入される前駆体の量と活性化空間（Ｃ）から導
入される活性種の量の割合は、堆積条件、活性種の種類
などで適宜所望に従って決められるが好ましくは１０：
ｌ〜１：１０（導入流量比）が適当であり、より好まし
くは８：２〜４：６とされるのが望ましい。

本発明に於て前駆体化空間（Ｂ）、及び活性化空間（Ｃ
）で前駆体及び活性種を生成させる方法としては各々の
条件、装置を考慮して放電エネルギー、熱エネルギー、
光エネルギーなどの励起エネルギーが使用される。

上述した方法によって形成された光導電性のＡ−３ｉ堆
積膜は、プラズマＣＶＤ法によって形成されたＡ−３ｉ
堆積膜と異なり成膜中に於ては種々のイオンによる膜へ
のダメージが避けられるだけでなく、多種多様な反応種
の生成がないために極めて再現性よく、大面積にわたっ
てＡ−３ｉ堆積膜を形成することが出来る。そして、こ
うして得られたＡ−Ｓｉ堆積膜を光導電層とに用いたＡ
−３ｉフオトセンサは、センサ特性上も極めて好ましい
。

本発明フォトセンサにおける支持体としてはコーニング
社製＃７０５９、コーニング社製＃７７４０、東京応化
製ＳＣＧ、石英ガラス等のガラス、あるいは部分グレー
ズセラミック等のセラミックその他を用いることができ
る。

第１図に本発明のフォトセンサの一例を示す断面図が示
される。

支持体１上にＡ−Ｓｉ：Ｈから成る光導電層３が形成さ
れ、光導電層３上に１対の電極５が１定間隔を形成して
いる。１対の電極５と光導電層３の間にはオーミック接
触を達成させるｎ十型Ａ−Ｓ’ｉ：Ｈ層４が通常には形
成されている。又、支持体１と光導電層３の間には、密
着性を向上８′１・力゛″／又支持体の影響（界面　　
　　　２゜準位、コンタミネー　ジョンｅｔｃ）を防止
させるために絶縁性のＡ−３ｉ層、５ｉＮＨ層、５ｉ０
２層等の中間層２が導入されることも通　　　　　。

常打なわれる。

第２図は第１図に示すフォトセンサの平面図であり、電
極５がくし歯状に形成されて、センサ抵抗の低下による
出力電流の増加を達成する構造が示されている。

次に光導電層３及びオーミックコンタクト層４等を構成
するＡ−３ｉ堆積層を形成する方法と装置概略について
説明する。　　　　　　　　　　　　　。

尚、以下の例では説明を簡略化するため、前　　　　　
□゛・躯体としてＳｉＦ２ラジカルを、活性種としてＨ
ラジカルを用い、Ａ−Ｓｉ膜を形成する場合に限定して
述べるが、その他のラジカルについても同様のことが言
える。

第３図は、本発明の一実施態様であり、その概略の構成
を説明する堆積膜形成装置の概略構成図である。

第３図に於いて、３０はその内部でＡ−３ｉ堆積膜の形
成が行なわれる堆積室である。堆積室３０内は、不図示
のロータリーポンプ、ディフュージョンポンプ等で構成
される排気系３５により室３０内を所望の圧力に保持す
ることができるようになっている。堆積室３０内の圧力
導入管１９とＨラジカル導入管３１が設けられており、
これら導入管から前述の如きラジカルが堆積室３０内に
導入され、該室３０内の担体３２に保持された支持体３
６上にＡ−３ｔ：Ｈ堆積膜が形成される。

ｊ　　　　　　３３．よ支持体加熱□。、−ヶーアあり
、相体３２を介して背面から支持体３６を加熱する。

担体３２の表面には、不図示の温度制御機構に接続され
た熱電体３４が設けられ、該ホルダ一温度の検知と制御
が行なわれる。本発明では、ラジカルを導入してＡ−３
ｉ膜を形成するので、支持体を加熱することは、必ずし
も必要ではないが、支持体温度を均一にして膜形成条件
の最適化をはかる等の目的で、このような加熱手段を設
けることを妨げるものではない。

１１はＳｉＦ２ラジカルを形成するための原料ガス、例
えばＳｉＦ４ガスを内蔵するガスボンベであり、該Ｓｉ
Ｆ４ガスは、ガス圧調整器１２で所望の圧力に調整され
る。圧力としては２　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ’程度が適
当である。１４及び１５はそれぞれ、これらガスの流量
を調整するためのフローメーターとニードルバルブであ
る。フローメーター１４とニードルバルブ１５で所望の
流量に調整されたＳｉＦ４ガスは、ＳｉＦ２ラジカルを
形成するための反応炉１６に導入される。これらポンベ
１１、メーター１４、バルブ１５等の原料ガス供給手段
は、使用するガスの種類等に応じて複数を設置すること
も可能である。

反応炉１６は、５ｔＦ２ラジカル等の所望のラジカルを
形成し得るものであればよく、原料ガスの励起分解方式
等に応じて、放電エネルギーや熱エネルギー等の種々の
励起エネルギーを利用する形式のものを使用し得るが、
生成ラジカルを限定できる前述の熱分解を利用する形式
のものが好ましい。例えば１本例の如くＳｉＦ２ラジカ
ルを作成するのであれば、等の熱分解反応を利用する。

本例の反応炉１６は、（Ａ）式で示される熱分解反応を
行なうのに好適なものであり、内径５０　ｍ　ｍ、長さ
３０ｃｍの石英ガラス管とされ、その内部（本例では、
ガラス管の中央部に１５ｃｍの長さにわたって）には塊
状の高純度Ｓｉ結晶１７が充填されている。Ｓｉ結晶１
７は、赤外線ヒーター１８により、ＳｉＦ２ラジカルを
生成させるのに必要な温度、すなわち１１００℃程度に
加熱される。この反応ｖ１８を通過したＳ’　ｉ　Ｆ　
４ガスの約６０％以上がＳｉＦ２ラジカルに変換される
。もちろん炉１６の形状は、上記の如き円筒状のものの
他、角型等の種々の形状のものとし得るし、その材質等
にも特に限定はない。また、（Ｂ）式の如く気相のみで
分解し得るような場合には、原料ガスの分解は、Ｓｉ結
晶１７の如き固形物が充填されていない炉内を通過させ
るだけで十分である。

反応炉１６で形成されたＳｉＦ２ラジカルは、本発明に
言う前駆体を導入する導入管１９を通じて堆積室３０に
導入される。導入管１９は、例えば内径１０ｍｍの石英
ガラス管とされる。

Ｈラジカルを形成するための原料ガス、例えばＨ２ガス
は、上記のＳｉＦ２ラジカルを形成するための原料ガス
におけると同様に、これを保持するためのガスポンベ２
１、ベローズバルブ２３、フローメーター２４及びニー
ドルバルブ２５等で構成される原料ガス供給系から、所
望の圧力、流量に調整され、反応炉２６に供給される。

圧力としては２　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｔｎ’程度が適当で
ある。

反応炉２６は、ＳｉＦ２ラジカルの場合と同様に、放電
エネルギーや熱エネルギー等の種々の分解手段を利用す
る形式のものを使用し得る。第３図例の反応炉２６は、
原料ガスである水素の分解温度が高いので、放電を利用
する形式のものとしである。すなわち炉２６本体は、例
えば内径５０ｍｍ、長さ３０ｃｍの石英ガラス管とされ
、炉２６の外部両端には、その間に放電（好適には、グ
ロー放電、アーク放電等）を生起させるためのコイル２
７と銅板２０が設けられている。コイル２７は、炉２６
の一端にこれを取り巻く（第３図例では、３周）ように
設けられるとともに、その一端は、マツチングボックス
２８を介して高周波電源２９に接続されている。コイル
２７の他端と離れた炉２６の１　　　　　外周部には、
これを取り巻くよう番こ銅板２０（第３図例では、コイ
ル端より５ｃｍ離して設けである）が設けられている。

銅板２０は接地され、高周波がコイル２７に印加される
と、コイル２７と銅板２０間に放電が生起され、炉２６
内の原料ガスが、分解される。本例では外部放電方式と
しであるが、炉２６内に電極を設け、内部放電方式とす
ることも可能である。

反応炉２６で形成されたＨラジカルは、導入管３１を通
じて堆積膜３０に導入される。

堆積室３０内に導入されたＳｉＦ２ラジカルとＨラジカ
ルは、堆積室３０内で混合され、例えば反応性の高いラ
ジカルである５ｉＨＦ等のラジカルに変換される。これ
ら反応性の高いラジカルが、該室３０内に設けられた担
体３２上に設けられた支持体３６上に付着し、Ａ−３ｉ
：Ｈ又はＡ−３ｉ：Ｈ：Ｆから成る堆積膜が形成される
。ラジカルの混合を十分に行なうため、第３図例に示さ
れる装置の場合には２木のラジカル導入管１９及び３１
は、支持体３６の膜形成面を基準にして互いに直角にな
るように配置されている。また、これらラジカルを有効
に利用して膜形成を行なうため、支持体３６をＸ９ これら有効に利用して膜形成を行なうため、支持体３６
をこれらラジカル導入管１９及び３１と４５°の角度を
成すように設けるとともに、支持体３６とラジカル導入
管１９及び３１の距＃（例えば、約１ｃｍ程度）をでき
る限り近づけるようにしている。

、　　前述の如く熱分解で生じる例えばＳｉＦ２ラジカ
ルは、その寿命が、例えば１ｍｍＴｏｒｒ程度の圧力下
で数百ｓｅｃ程度と長寿命である為に輸送性や扱い易さ
の点で利点がある反面、反応性が低いため、それ単独で
はＡ−３ｉ膜を形成することが困難であった。本発明で
は、例えばＳｉＦ２ラジカルをＨラジカルと反応させて
上記の如き反応性の高いラジカルに変換することで、Ａ
−３ｔ膜の形成を可能にしている。

しかもＳｉＦ２ラジカルが長寿命であることを利用して
、これを堆積室３６外で分解し、前述の如き導入管を１
９及び３１を第３図示の如く配して堆積室３６内に設け
られた支持体３６近傍に導入するので、堆積室３６内を
汚染することもない。更に、ＳｉＦ２ラジカルが長寿命
であることからも分る通り、ＳｉＦ２ラジカルとＨラジ
カルとから形成される５ｉＨＦ等のラジカルは、Ｆを含
まないＳｉＨ２等のラジカルに比して寿命が長く、有効
な膜形成が可能であり、従来よりも高堆積速度で高感度
なＡ−３ｔ：Ｈ膜やＡ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜等の膜形成が可
能である。

このような本発明に使用しうる支持体としては、特に限
定はなく、各種材質のものを広く使用することが可能で
あり、その形状や大きさ等も、用途等に応じて適宜選択
することができる。

例えば、支持体としては、導電性でも電気絶縁性であっ
ても良い。導電性支持体としては、例えばＮ　−ｉ　Ｃ
ｒ　、ステンレス、ＡＭ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ。

Ｐｔ、Ｐｄ等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル。

ポリエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィル
ム又はシート、ガラス、セラミック、紙等が通常使用さ
れる。これ等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくと
もその一方の表面が導電処理され、該導電処理された表
面側に他の層が設けられるのが望ましい。

例えばガラスであればその表面がＮｉＣｒ　。

ＡＭ、Ｃｒ、Ｍｑ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ。

Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ２Ｏ３，５ｎ０２゜ＩＴＯ
（Ｉ　ｎ２０３＋５ｎ０２）等の薄膜を設ける事によっ
て導電処理され、或いはポリエステルフィルム等の合成
樹脂フィルムであれば、ＮｉＣｒ、ＡＭ、Ａｇ、Ｐｂ、
Ｚｎ、Ｎｉ。

Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ。

’　　　　　　Ｔｉ、Ｐｔ等の金属で真空蒸着、電子ビ
ーム蒸着、スパッタリング等で処理し、又は前記金属で
ラミネート処理して、その表面が導電処理される。

本発明に於いては、ＳｉＦ２ラジカル等の前駆体を導入
する為の前駆体導入管およびＨラジカル等の活性種を導
入する活性種導入管は、それぞれ別個に堆積室に設ける
ことが必要である。その材質や形状等に特に限定はなく
、種々の材質や形状のものを使用することができる。

これら導入管は、所望に応じてそれぞれ複数を設けても
よい。その堆積室への配置方法については、前駆体と活
性種の混合が十分に行なわれるような工夫、例えば前述
の如く直角に配置する等を行なうことが好ましい。

又、本発明に於いては、堆積室内で担体上に設けられる
支持体が一定速度で移動させることにより、大面積の支
持体面上に均一に大面積のＡ−Ｓｉ膜を形成することも
可能である。

以下に実施例によって、詳細且つ具体的な説明を行う。

実施例１ 両面研摩剤のガラス基板（コーニング社製＃７０５９）
を中性洗剤によって洗浄し充分に清浄化し、第３図に示
されるのと同等の構造の装置の担体３２上にセットした
。

堆積室３０内をｌＸｌ０−ＧＴｏｒｒに排気して、基板
３６の温度を２３０℃に維持した。

次いで、ハロゲンラジカゲル形成用の原料ガスとして高
純度ＳｉＦ４ガスを用い、これを１１００°Ｃに保った
反応炉１６に５０　ｓ　ｅ　ｃｍの流量で流入させ分解
した後、導入芦１９から該分解ガスを堆積室３０内に放
出した。これと同時に、Ｈ２ガスを１５０５ＣＣｍの流
量で反応炉２６に流入させ、周波数１３．５６　Ｍ　Ｈ
ｚ、印加電力５０Ｗの高周波をコイル２７に印加してコ
イル２７と銅板２０間にグロー放電を生起させ分解した
後、導入管３１から該分解ガスを堆積室３０内に放出し
た。

この状態を２０分間維持し、基板３６上に９．０００人
のＡ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成した。

続いて、このＡ−Ｓｉ：Ｈ膜が形成された基板３６を第
４図の様な通常のプラズマＣＶＤ装置内の所定位置にセ
ットし装置内部をＩ　Ｘ　５０−５Ｔｏｒｒの真空度に
減圧した。

次いで、Ｈ２で１０％に稀釈した５ｉＨ４（以後Ｓ　ｆ
　Ｈ４（１０）　／Ｈ２と記す）とＨ２テｌ　ＯＯｐ　
ｐ　ｍに稀釈したＰＨ３（以後ｐＩ（３（１００）／Ｈ
２と記す）とを混合比ｌ：１０で混合したガスを装置内
に導入し、放電電力３０Ｗでオーミックコンタクト層で
あるｎ十層（厚さ約１５００人）をＡ−Ｓｉ：Ｈ膜上に
堆積せしめた。次に、電子ビーム蒸着法でＡｌｌを３０
００大厚にｎ十層上に堆積せしめて、Ａｆｉ導電層を形
成した。

続いて、ポジ型フォトレジスト（シプレー社製ＡＺ−１
３７０）を用いて所望の形状にフォトレジストパターン
を形成した後、リン酸（８５容量％水溶液）、硝酸（６
０容量％水溶液）、氷酢酸、及び水を１６：１：２：１
の容積比で混合した液（以下「エツチング液ＩＪという
）で露出部分の導電層を除去した。次いで、平行平板型
の装置を用いたプラズマエツチング法で、ＲＦ放電電力
１２０Ｗ、ガス圧０．０７ＴｏｒｒでＣＦ４ガスによる
ドライエツチングを行なって露出部分のｎ土層を除去し
た。次いでフォトレジストを剥離せしめた。

こうして、第１図及び第２図に示される構造のＡ−３ｉ
：Ｈフォトセンサのを作製した。電極５によって形成さ
れる受光部となる間隔は、１０　ｐＬｍとされた。

比較例 実施例１で用いた基板と同等の基板を用いて、第４図に
示される様な通常のプラズマＣＶＤ装置に基板ｌを配置
し、基板温度を２３０℃に保持し、装置をｌＸｌ０−６
Ｔｏｒｒに排気した後、装置内にエピタキシャルグレー
ド純ＳｉＨ４ガス（小松電子社製）を５０ＳＣＣＭの；
　　　□−ｒ：＠）、−ｔｔＬ［，９□。、。７Ｔｏｒ
ｒＧ：＃足した。その後１３．５６ＭＨｚの高周波電源
を用い、入力電圧０．３　Ｋ　Ｖ、ＲＦ（Ｒａｄｉ。

Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）放電電力８Ｗで５時間グロー放電
を行ない、厚さ約９，０００人のＡ−３ｉ　：Ｈ膜を基
板」二に形成した。

続いて、実施例１と同様の工程によってｎ＋Ａ−３ｔ：
Ｈ層とＡ１層を形成して、同一のフォトリソエツチング
工程をへてＡ−３ｉ：Ｈフォトセンサ■を作製した。

上記の様にして用意されたＡ−３ｉ：Ｈフォトセンサ■
■にそれぞれ、１対の電極間への印加電圧ｔＯＶ下で５
６７ｎｍの単光色（ＬＥ　Ｄ光）１００Ｊ１ｘを５０Ｈ
ｚで点滅させて照射し、第５図に示すように光電流の応
答を観測した。

光が照明されてから５　ｍ　Ｓ　ｅ　ｃ後の光電流Ｉ　
ｐ　ｏ　（ｎＡ）　、　　Ｉ　ｐ　０（７）９０％まで
応答する時間τｏｎ（ｍｓｅｃ）、光がＯＦＦされてか
らＩｐｏの１０％まで減衰する時間τｏｆｆ（ｍＳｅｃ
）を読み取った。又このようにＡ−ｓｉフォトセンサを
動作させ続けて１，０００時間後の同様の測定を行って
　Ｉｐ。

τＡｇｏｏ、τＡ　Ｎｏ、も測定し比較した。

第１表に示される様に、本発明の実施例にょるＡ−ｓｉ
：Ｈフォトセンサのは、比較例にょるＡ−ｓｉ：Ｈフォ
トセンサに較べて、（１）出力光電流が、より大きく、
かつ光に対する応答性、特に光ＯＦＦ後の特性が良好で
ある。

（２）動作１０００時間後における、出方光電流の変化
率が９０％以−Ｌ維持し、従来例の約７０％に較べ改善
が著しい。

（３）又、動作１０００時間後の、光ＯＦＦ特性の悪化
も（従来例には見られた）ない。

等の点で著しい改善が見られた。

実施例２ 実施例１と同様に２０Ｘ２５０ｍｍＸ１．Ｏｔサイズの
コーニング＃７０５９ガラス基板を第３図に示す装置内
の担体３２上にセットし、膜形成中ゆっくり等速度（４
０ｍｍ／ｈ　ｓ）で担体３２を基板長手（２５０ｍｍ）
方向に移動させて、２２０ｍｍ長にＷ、て約０．８７Ｌ
ｍ厚の均一なＡ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成した。続いて実施例
１と同様な方法により、フォトリソグラフィ一工程の際
のマスクを所定パターンにして基板上に１．７２８個の
フォトセンサをアレイ状に製造した。かくして得られた
長尺フォトセンサアレイの既略部分平匍図を第６図に示
す。第７図において、４０は個別電極であり、５０は共
通電極である。この長尺フォトセンサアレイの密度は８
ピツ）　／　ｍ　ｍであり、Ａ４版幅の長さを有する。

本実施例において得られたフォトセンサアレイのビット
間における光電流及び暗電流の均一性を測定した。その
結果を第７図に示す。

一方、比較のために、比較例１記載の方法により、同一
基板上に１．７２８個のフォトセンサをアレイ状に製造
した長尺フォトセンサアレイのビット間における光電流
及び暗電流の均一性を測定した。その結果を第８図に示
す。

第７図と第８図との比較により、本発明フォトセンサに
おいては、光導電特性の均一性が極めて良好であること
が分る。

実施例３ 実施例２において得られる様な１．７２８ビツトの長尺
フォトセンサアレイを３２ビツト毎の５４のブロックに
分けてマトリックス駆動することを試みた。

即ち、実施例２と同様な工程により長尺フオ［４，７ケ
ア、イ、！、□えや１ｏ、ゆ。ｔ；：　ｉ　！Ｊイミド
樹脂（日立化成社製商品名ＰＩＱ）を塗布しベータした
後に、ネガ型のフォトレジスト（東京応化社製ＯＭＲ−
８３）を用いて所望の形状にパターンを形成した後、ポ
リイミド樹脂エツチング液（日立化成社製ＰＩＱエッチ
ャント）で不要な部分のＰＩＱ膜を除去し、フォトレジ
スト膜ＯＭＲ−８３膜を剥離した後、３００°Ｃで１時
間窒素雰囲気下で硬化させ、マトリックス配線のための
絶縁層及びスルーホールを形成せしめた。次に、電子ビ
ーム蒸着法によりＡＭを２に厚に堆積させ、ポジ型フォ
トレジストアＡＺ−１３７０及びエツチング液１を用い
てマトリックス配線の上部電極を形成した。

かくして得られた長フォトセンサアレイのマトリックス
配線部の概略部分平面図を第９図に示し、そのＸ−Ｙ断
面図を第１０図に示す。

第９図及び第１０図において、５１は基板であり、５２
は５ｉ０２下びき層であり、５３はＡ−Ｓｉ：Ｈ層であ
り、５４はＡ−５ｆ：Ｈｎ十土層あり、５５は共通電極
であり、５６は個別電極であり、５７は絶縁層であり、
５８はスルーホールであり、５９はマトリックス配線の
上部電極である。

かくして得られた８ピツ）７ｍｍ、Ａ４版幅の長尺フォ
トセンサアレイをマトリックス駆動させる際の駆動回路
図を第１１図に示す。第１１図において、６１はフォト
センサの光導電層を示し、６２はブロック選択スイッチ
であり、６３は共通スイッチであり、６４は増幅器であ
る。

以上の様にして長尺アレイをマトリックス駆動させた際
における電圧印加１００４ｓｅｃ後でのビット間の出力
の均一性を測定した。その結果を第１２図に示す。第１
２図から判かる様に各ビットの出力は極めて良好な均一
性とＳ／Ｎを示し、マトリックス駆動で信号読出しが十
分に可能であることが判る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電気的、光学的、光導電的及び機械的
特性が向上し、高感度でＳＮが優れたフォトセンサを得
ることが出来、また、成膜における再現性と膜品質の向
上、膜質の均一化が可能になると共に、膜の大面積化に
有利であり、膜の生産性の向上並びに量産化を容易に達
成することができる。

更に、低温での成膜も可能であるために、耐熱性に乏し
い基体上にも成膜できる、低温処理によって工程の短縮
化を図れるといった効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図抛は、本発明のフォトセンサの切断面図、第２図
は、その平面図、第３図及び第４図は、夫々堆積膜製造
装置の概略図、第５図は、光電流Ｉｐの波形図、第６図
は、本発明のフォトセンサアレイの概略部分平面図、第
７図及び第８図は、夫々、フォトセンサアレイのビット
間電流値の測定値例を示すグラフ、第９図は、マトリッ
クス配線部の概略部分平面図、第１Ｏ図は、第９図のＸ
Ｙ切断面部分図、第１１図は、駆動回路図、第１２図は
、照射光量に対する出力値を示すグラフである。 １−一一一支持体　　　２−−−−−−−−−−−一中
間層３−−−−光導電層　　４−−−−−−−−−−−
−　ｎ生型層５−一一一電極 ３０−−−一堆積室　　　１９　、３１−−−一導入管
３２−−−一担体　　　　　３３−−−−−−−−−−
ヒータ３４−一−−熱電対 ７チトＣンｖｔ７７１！＃ｒ面ｃｄ 〉 ７オ１−Ｅン゛す“Ｊ？−面ムロ 男２図 ・　４＃戚１■Ｉ概醋図 第Ｌｌ−ｚ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体と、該支持体上に形成された非晶質シリコ
   ンから成る光導電層と、該光導電層に電気的に接続され
   ている一対の電極と、前記光導電層に光入射させる為の
   所定面積を有する受光部と、を有するフォトセンサに於
   いて、前記光導電層が、該層を形成する為の層形成空間
   領域外で、シリコン原子とハロゲン原子とを少なくとも
   有する前駆体（ＳｉＸ）と水素原子を有する活性種（Ｈ
   ）とを形成し、これ等を前記層形成空間領域に導入して
   、前記支持体表面に非晶質シリコンを堆積することによ
   って形成された事を特徴とするフォトセンサ。
2. （２）前記一対の電極は、光導電層の同一表面に間隔を
   設けて配設されている特許請求の範囲第１項に記載のフ
   ォトセンサ。
3. （３）前記一対の電極は、光導電層を挟持する様に配設
   されている特許請求の範囲第１項に記載のフォトセンサ
   。