JPS6216581A - 光センサ - 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】 け］　産業上の利用分野 本発明は光を電気信号として検出する半導体光活性層を
有効受光領域のほぼ全域に亘って分散配置された光セン
サ区：関する。

（ロ）従来の技術 可視光や赤外光をはじめとした光ｔ−電気信号（：変換
し、その光量Ｃ一応じた電気信号を得る光センサが多く
開発されている。特に、可視光領域り二感度を持つアモ
ルファスシリコン系半導体をその受光素子として用いた
光センサは、ガラス基板上（：形成が可能で、大面積化
、低価格化及び製造工程の簡略化が図れ、更にはその羨
造工程Ｃ二於いて例えばフォトリノグラフイ手法を用い
ること（：よ］て任意のパターンに微細加工ができるな
どの利点があり、その応用分野も広まりている。その−
例として特開昭５７−１６７００２号公報や特公昭５８
−１４０７３号公報６；開基された如くカメラ等の自動
焦点検出素子やファクシミリ等の原稿読み取り装置が存
在する。

一方、本願出願人は昭和６０年６月２７日付の特許願（
；於いて複数の受光素子を離間して分散配置し、斯る受
光素子を受光子べき尤の光路５：介在させても、受光動
作Ｃ二必要な光のみを受光し、他の光は背面側鑑；透過
する透過型の光センサｔ−特許出願するに及んでいる。

第９図乃至第１１図は斯る透過型の光センサを示してお
り、透光性絶縁基板（１）の一方の主面（１ａ）Ｃ１受
光面電極（Ｌ３、半導体光活性層（１四及び背面電極α
４）ヲこの順序で積層し九受元素子（ＬＳ）（ＬＳ）・
・・が、有効受光領域のほぼ全域５：亘りて離間して分
散配置され、それら受光素子（ＬＳ）（しＳ）・・・は
Ｘ軸方向及びＹ軸方向Ｌ：マトリック受光素子（ＬＳ）
（ＬＳ）・・・は有効受光領域に分散配置されていると
難も、導電パターン（１２Ｘ）（１２Ｙ）を介して電気
的に並列接続されているため≦；、透過型の光センサで
あるにも拘ず有効受光領域の全域から平均した光電出力
が得られることとなる。

この様に複数の受光素子（ＬＳ　）　（ＬＳ　）・・・
を分散配置せしめる場合、夫々の構成膜のパターニング
に、フォトリング２フイ手法が利用されるが、斯るフォ
トリングラフィ手法はフォトレジストの塗布、プリベー
ク、フォトマスクの目合わせ（マスノア２イメント）、
露光、現像、ポストベーク、エツチング及びフォトレジ
ストの除去等と云りた一連の工程を経なければならず、
作業工程は煩雑となる。更１：上述の如く透過型の元セ
ンサ（二ありては、有効受光領域【；於ける受光素子（
ＬＳ　’）　（ＬＳ）・・・の占める割合が多くなると
、光透過率の減小を招く友め６二、微小面積の受光素子
（ＬＳ）（ＬＳ）・・・を有効受光領域に多数分散配置
することが望まれる反面、パターンが微細（二なれば受
光面電極ｔｔａやＹ軸方向の導電パターン（１２Ｙ）と
逆極性の背面電極ＩやＸ軸方向の導電パターン（１２Ｘ
）とが電気的（二短絡する危惧を生じる。

（ハ）発明が解決しようとした問題点 本発明は上述の如く有効受光領域に複数の受光部を分散
配置せしめた光センサ≦；於けるパターニングの煩雑化
や、パターンの微細化に伴なう概性の異なる電極同士の
短絡等の問題点を解決しようとしたものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明は上ε問題点を解決するためＣ二、透光性絶縁基
板、該絶縁基板の有効受光領域の受光部Ｃ二亘って一様
に配置された透光性の第１電極膜、該第１電極膜よ≦：
離間して分散配置された半導体光活性層、該光活性層か
ら露出した第１電極膜を覆う絶縁層、該絶縁層及び該絶
縁層のコンタクトホールを介して露出した上記光活性層
上のほぼ全域に亘りて形成され次第２電極膜、から構成
されている。

（ホ）作　用 上述の如く第１電極膜及び第２１Ｅ極膜を微細ｉ；バタ
ーニングすることなく半導体光活性層のみを複数区；離
間して分散配置せしめることによって、パターニングの
ための煩雑な工程が減少すると共Ｃ二、上記半導体光活
性層が存在しない有効受光領域口あっては、第１電極膜
と第２電極膜との間に配挿される絶縁層は上記両電極膜
の短絡を防止する０ （へ）　災　　　施　　　例 第１図は本発明光センサの一実施例を分解して示す分解
斜視図、第２図はその要部拡大断面図であって、（１）
はガラス、透明プラスチック等の平坦な両主面（１ｍ）
（１）ｔ−持つ透光性絶縁基板、（２ａ）〜（２・）は
上記絶縁基板（１）の一方の主面（１ａ）ｓ：於ける有
効受光領域（：５分割した受光部ｃＡ）〜＠を形成丁べ
く各受光部（２）〜■毎（：その全域ｉ；亘りて一様に
配置された酸化スズ（Ｓｎｏｗ）、酸化インジウムスズ
（ＩＴＱ）に代表される送元性導電酸化物（ＴＣＱ）か
らなる第１電極膜、（３）（３）・・・は上ε５分割さ
れた第１電極膜（２ａ）〜（２ｅ）上の各々直：離間し
て分散配置された半導体光活性層、（４）は上記光活性
層（３）（３１・・・から露出した第１電極膜（２ａ）
〜（２ｅ）の露出部分管覆うと共に上記光活性層（３）
（３）・・・の背面をコンタクトホール（５）（５）・
・・ヲ買通して露出せしめる透光性の絶縁層、（６）は
上記絶縁層（４）及びコンタクトホール（５）（５）・
・・から露出した半導体光活性層（３）（３）・・・の
各々の背面を覆うＴＣＯからなる第２電極膜で、有効受
光領域（二於Ｃする５分割された各受光部囚〜＠に於い
て上記第１電極膜（２ａ）〜（２ｅ）、半導体光活性層
（３）Ｃ３３−・・及び第２電極膜（６）の積層体≦：
より微細な半導体受光素子（ＬＳ　）　（ＬＳ　）・・
・が分散して形成されている。上記半導体光活性層（３
）（３）・・・は例えばシラン（ＳｉＨ４）、四弗化シ
リコン（ＳｉＦ４）等のシリコン化合物を原料ガスとし
たプラズマＣＶＤ法や元ＣＶＤ法（：より得られるアモ
ルファスシリコン、アモルファスシリコン力１−Ｔｌ　
ハイド、アモルファスシリコンスズ、アモルファスシリ
コンゲルマニウム等のアモルファスシリコン系半導体か
らなり、その膜面（：平行なｐｉｎ接合成りはｐｎ接合
等の半導体接合を備える場合、透光性の絶縁基板（す及
び第１電極１（ｌａ）〜（２ｅ）ｔ−介して光照射があ
ると光起電力が発生し、また上述の如き半導体接合を持
次ないもの（；ありては光照射（：より抵抗値が大幅≦
；減少する光導電性を呈する。

（７）は上記半導体受光素子（ＬＳ）（ＬＳ）・・・の
背面側をその有効受元面面積内ｉ二於いて保護Ｔ゛る透
光性且つ絶縁性の平坦な保護板で、該保鰻板（７）は上
記絶縁基板（１）の一方の主面（１ａ）を覆うものの該
絶縁基板（１）の一方の主面（１ａ）ｃ配線され有効受
ｆ、ＵＩ！ｒ積より外に延在したｔＪ１電極膜（２ａ）
〜（２ｅ）及び第２電極膜（６）の各端子部（２ａｔ）
〜（２ｅｔ）、（６ｔ）を露出せしめた状態で第２図に
示す如く透明接着剤α１）ｆｔ介して絶縁基板（１）（
二対して千行鑑：接着固定されている。（８ａ）〜（８
６”）　、（９）は上記保護板（７）から露出した上記
第１電極（２ａ）〜（２ｅ）及び第２電極膜（６）の各
端子部（２ａｔ）〜（２ｅ　ｔ　）　、（６ｔ　）と結
合し半導体受光素子（ＬＳ）（ＬＳ）・・・の光電出力
を導出するリード体で、該リード体（３ａ）〜（８ｅ）
、（９）の上ε結合部は結合後第２図の如く樹脂α組二
より封止されている。

次Ｃ二、斯る構造の光センサの製造方法（；於ける好ま
しい実施例を第３図乃至第８図を参照してその主要部分
（二ついて説明を加える。

先ず、絶縁基板（ＩＪの一方の主面（１ａ）に、第１図
に於いて１点鎖点で囲まれた有効受光領域及び各端子部
（２１Ｌｔ）〜（２６ｔｌ含む第１電極膜（２）の配線
パターン予定箇所のみを露出せしめたハードマスクを介
して、ＴＣＯの第１電極膜を露出面全域に亘りて一様ｉ
：形成し、次いで斯る第１電極膜にレーザビームを照射
して照射した部分の第１電極膜を除去して各受光部内〜
０毎Ｃニ一様に５分割された第１電極膜（２ａ）〜（２
ｅ）及び有効受光領域の外まで延在したそれらの各端子
部（２Ｌｔ）（２ｅｔ）＆パターニングする〇八 続いて、上記第１電極ｇ（２１＆）　〜（２１の各分割
パターン上全面を覆う如く第３図のよう≦ニアモルファ
スシリコン系の半導体光活性層（３）が周知のＳｉＨ４
，５ｉａＨａ、５ＩＦ４，５ｌｕ３Ｆ等のシリコン化合
物ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤ法や元ＣＶＤ法
等により形成され、次いで第４図の如く斯る全面に形成
された半導体光活性層（３）がフォトリング２フイ手法
ｉ：より例えば１００声ｍＸ　１００μｍ以下の微細形
状に、受光部内〜＠Ｃ二対する占有率が１０％以下にな
るべく夫々の光活性層（３）（３）・・・が離間して分
散配置される。

上記光活性層（３）（３）−・・は、その形成過程ｉ：
於ｗ′ＣＰ型不純物を含むＢｚＨｓやｎ型不純物を含む
ＰＨ３ｔ−適宜添加すること２；ようてその膜面（：平
行なｐｌｎ接合或いはｐｎ接合等の半導体接合が形成さ
れる。

第５図の工程は絶縁層（４）が第１電極Ｍ（２＆）〜（
２ｅ）及び上ε分散配置された半導体光活性層（３）（
３）・−１含んで透光性金呈する例えばミクロンのオー
ダで、或いはそれ以下Ｃ二塗布される。塗布される絶縁
層（４）の好適な実施例（：ありては、それ自体が露光
された部分が残留するネガ盤の感光性管持つ樹脂からな
り、第６図の如く絶縁基板（１）の受光素子（ＬＳ）（
ＬＳ）−・・が設けられていない他方の主面（１ｂ）か
ら紫外光（ｔｙｙ）を照射丁ればフォトマスクを使用し
ない口も拘らず半導体光活性層（３）（３）・・・の背
面のみは遮光される結果、斯る感光性の絶縁層（４）を
現像丁れば上記半導体光活性層（３）（３）−・・の背
面のみが除去され、コンタクトホール（５Ｘ５）・・・
が形成される（第７図）。

この様（二絶縁層（４）として露光された部分のみが残
留するネガ型の感光性樹脂を使用すれば、牛導体光活性
層（３１（３）・・・がフォトマスクとして作用するの
で、マスクアライメント等が不要となるばかりかフォト
レジストも使用しなくても良く作業の簡便化が図れる。

ただ、絶縁層（４）として感光性樹脂を使用しないもの
、例えば５ｉＯｚ、Ｓｉ３Ｎ４゜ポリイミド樹脂等を使
用しｆｃ場合（＝は、フオトレジス）％使用する必要は
あるものの、紫外光（ＵＶ）の照射方向を同様に絶縁基
板（１）の他方の主面（１ｂ）側からとすればフォトマ
スクとして半導体光活性層（３Ｈ３）・・・が作用する
ので、この実施例にあってもマスクアライメントが不要
となる。

次いで第８図の工程では、絶縁層（４）のコンタクトホ
ール（５）（５）・・・を介して露出した半導体光活性
層（３）（３）・・・の背面を含んで上記絶縁層（４）
上全域にＴＣＯからなるに２電極膜（６）が電子ビーム
蒸着法等により形成される。斯る第２電極膜（６）は半
導体光活性層（３）（３）−・・を侠んで対向する第１
電極膜（２ａ）〜（２ｅ）と異なりて複数の受光領域＾
〜（ト）に対して共通電極として作用するために、受光
領域四〜■毎を二分割されることなく一様に形成されて
いる。

尚、上述の如く第２電極膜（６）、保護板（７）を透光
性の材料にて構成することＩ：より、保護板（７）側か
ら照射せしめられる光についても受光素子（ＬＳ）（Ｌ
Ｓ）・・・は受光動作することができる。更鑑二、上記
実施例１二ありては受光領域内〜（ト）は有効受光成す
ることもできる。

（ト〕発明の効果 本発明光センサは以上の説明から明らかな如く、有効受
光領域に離間して分散配置され之複数の半導体光活性層
を、微細なパターニングが施されていない第１電極膜及
び第２電極膜で挟持すると共Ｃ，上記半導体元活性層が
存在しない上記第層のみとなり、パターニングのための
煩雑な工程・を゛、第１・第２電極膜の短絡事故を招く
ことなく減少せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明光センサの一実施例を示す分解斜視図、
第２図は第１図の要部拡大断面図、第６図乃至ｊ！￥８
図は本発明光センサの製造方法の主要部分全説明する丸
めの模式図、第９図は従来例の一部分を示す斜視図、第
１０図は第９図に於（するＸ−Ｘ／線断面図、第１１図
はＭ９図（二於ける℃±−Ｘｉ　／線断面図、を夫々示
している。 （１）−・・絶縁基板、（２ａ　）　〜（２ｅ　）−４
１ｍ極膜、（３）・・・半導体光活性層、（４）・・・
絶縁層、（５）・・・コンタクトホール、（６）・・・
第２を極膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性絶縁基板、該絶縁基板の有効受光領域の受
   光部に亘つて一様に形成された透光性の第１電極膜、該
   第１電極膜上に離間して分散配置された半導体光活性層
   、該光活性層から露出した第１電極膜を覆う絶縁層、該
   絶縁層及び該絶縁層のコンタクトホールを介して露出し
   た上記光活性層上のほぼ全域に亘つて形成された第２電
   極膜、からなる光センサ。
2. （２）上記第１電極膜は複数の受光部毎に一様に分割さ
   れていると共に、上記半導体光活性層は複数の受光部毎
   に分割された第１電極膜上に分散配置されていることを
   特徴とした特許請求の範囲第１項記載の光センサ。