JPS62193276A - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置

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JPS62193276A
JPS62193276A JP61033777A JP3377786A JPS62193276A JP S62193276 A JPS62193276 A JP S62193276A JP 61033777 A JP61033777 A JP 61033777A JP 3377786 A JP3377786 A JP 3377786A JP S62193276 A JPS62193276 A JP S62193276A
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photoelectric conversion
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electrode
conversion device
semiconductor layer
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総一郎 川上
Ihachirou Gofuku
伊八郎 五福
Katsumi Nakagawa
克己 中川
Katsunori Hatanaka
勝則 畑中
Masaki Fukaya
深谷 正樹
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/191Photoconductor image sensors

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

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−にの利用分野] 本発明は光電変換装置に係り、特に光学的信号を電気的
信号に変換する光電変換部と1.懐電気的信号を増幅さ
せるトランジスタ部とを有する光電変換装置に関する。
[従来技術] 最近、ファクシミリ、イメージリーグ等のいわゆる電f
・1(務機の?Y及にイ〒い、小型、低コストの画像人
力装置の需要が高まり、読み取り解像度が高く、高速度
で読み取り可億で、階調特性の良好な密着型イメージセ
ンサが要求されてきている。
従来、密着型イメージセンサは、非晶質シリコン(a−
3i)等の半導体層からなる光電変換素子を用いたもの
が使われてきたが、高密度化に伴ない、光電流が減少し
、階調特性が悪くなり、光応答性も著しく改善すること
はできない等の問題点があげられていた。これらの問題
点を解決するものとして、第6図に示すような光電変換
装置がある。この光電変換装置は、絶縁基板l上にソー
ス電極2及びドレイン電極3を設けjその」−に半導体
層4.絶縁層5.ゲート電極6を積層して形成じたR−
GE!hランジスタ部と、さらにその上に形成した゛ト
導体層7.透明電極8及び直列抵抗の接続された電極9
とからなる光電変換部とから構成される。光電変換部に
入力した光学的信号に応じて、t;v膜トランジスタ部
のゲート電位を変化させ、ソース電極とドレイン電極間
に光学的信号を増幅した電気的信号を出力させる。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、」二記光電変換装置は積層構造を取るた
めに、製造工程が複雑で、そのため歩留りが悪く、製造
コストが高くなるという問題点を有していた。
[問題点を解決するための手段1 上記の問題点は、光学的信号を電気的信号に変換する光
電変換部と、該電気的信号を増幅させるトランジスタ部
とを有する光電変換装置において、光電変換部の半導体
層とトランジスタ部の半導体層とを同−半導体層から構
成したことを特徴とする本発明の光電変換装置によって
解決される。
[作用] 本発明の光゛屯変換装置は、光電変換部の半導体層とト
ランジスタ部の半導体層とを同一半導体層から構成する
。すなわち同一成膜工程で形成された半導体層から、光
電変換部の半導体層とトランジスタ部の半導体層を構成
することにより、積層の数を減らし、製造工程を筒中化
させるものである。
[実施例] 以ド、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明の光電変換装置の第1実施例の構造図で
あり、(a)はモ面図、(b)は乎面図(a)のA−A
 ’縦断面図である。
第1図において、ガラス基板10上にゲート電極19、
窒化シリコン(Si Nx:H)、酸化シリコン(Si
O2)等の絶縁膜llが形成され、そのLに非晶質シリ
コン(a−3i)等の半導体層12、オーミックコンタ
クト層のn土層13が順に形成される。さらにその上に
光電変換部20の電極14,15、薄膜トランジスタ部
21のソース電極17.ドレイン電極18、直列抵抗部
22の接地電極16が形成される。光電変換部20の電
極15は薄膜トランジスタ部21のゲート電極19と接
続され、このゲート電極19には直列抵抗部22が接続
される0本実施例においては、光電変換部20と薄膜ト
ランジスタ81121の絶縁膜11.半導体層12.n
土層13等が同時に形成されるので、製造工程における
工程数を少なくする市ができる。
第2図はと配光電変換装置の等価回路図である。
第2図において、光電変換装置28は図中破線部であり
、光電変換素子23は光電変換部20、薄膜トランジス
タ24は薄膜トランジスタ部21、直列抵抗25は直列
抵抗部22を示す、光電変換素子23の一端は薄膜トラ
ンジスタ24のゲート電極と直列抵抗25の一端に接続
される。
直列抵抗25の他端は接地されており、光電変換素子2
3の他端及び薄膜トランジスタ24のソース電極はそれ
ぞれ電圧VG、VDがかけられる。
薄膜トランジスタ24のドレイン電極には電荷を蓄積さ
せるコンデンサ26及び増幅器27が接続される。  
゛ 次にこの等価回路によって、本発明の光電変換装置の動
作について説明する。
光電変換素子23のコンダクタンスを01、直列抵抗2
5のコンダクタンスをG2 とするとゲート電極の電位
V、は、 I V q =        V c  (V c > 
O)Gl +02 と表される。
いま、光電変換素子23に光が入射した場合、入射前に
比べてコンダクタンスGlが大きくなり、そのためにh
MIIQ+−ランジスタ24のゲート電極の電位V、も
大きくなる。つまり、光電変換素子23に入射した光学
的信号は電気的信号に変換され、さらに薄膜トランジス
タ24によって増幅される。この増幅された電気的信号
はコンデンサ26に?l積され、さらに増幅器27によ
って増幅される。
第3図は上記第1実施例をラインセンサに用いた例を示
す、なお、第2図に示した等価回路図と同一部分につい
ては、同一符号を付して重複説明を略す。
第3図において、電荷転送部31は、光電変換装置28
1〜28rlの薄膜トランジスタ24+ 〜2411の
各トレイン電極と接続されたコンデンサ26+ 〜26
゜、コンデンサ261〜26nに蓄積された電荷を転送
するトランジスタ291〜29n、トランジスタ291
〜29nを順次動作させるだめのシフトレジスタ301
〜30n、増幅用のアンプ27からなる9通常、電荷転
送部31は駆動用ICとして一体化される。
次に1:、足温1実施例の光電変換装置の製造方法につ
いて説明する。
両面研摩済みのガラス基板(コーニング社製17059
)10に中性洗剤を用いて通常の洗浄を施した。次にス
パッタ法でCrを0.05−m厚に堆積し、ポジ型フォ
トレジスト(OFPR−800東京応化工業製)を用い
て所q!の形状にフォト1/シストパターンを形成した
後、硝酸第2セリウムアンモニウム及び過塩素酸の混合
水溶液を用いて薄膜トランジスタのゲート電極19を形
成した。次いでフォトレジスト!A#後、容早−結合型
のグロー放電゛分解装置内にガラス基板10をセントし
、lXl0−6Torrcy)排気真空下で200°C
に維持した。次に該装置を内に、水素希釈10%SiH
4ガス(小松電子製)を101005e、99.999
%のN H:l ガスを50sccmの流星で流入せし
め、ガス圧を0゜4Torrに設定した後、13.56
MHzの高周波電源を用いRF (Radio−Fre
quency)放電パワー50Wで1時間グロー放電を
行い、3000人のSiNx:H層の絶縁膜11を形成
した。ポジ型フォトレジストを用いて所望のパターンを
形成し、フォトレジストをマスクにしてRIE(反応性
イオンエツチング)法により、CF4ガス20sccm
、ガス圧0゜1Torr、RFパワーtoow−c’ド
ライエツチングを行い、フォトレジストの21#後10
%SiSiH440se、ガス圧0.ITorrでRF
放電パワー50Wで3時間グロー放電を行い、a−Si
’iの半導体層12(膜厚5000人)を形成した後、
10%Si H440sccm。
水素希釈100p100ppガス200secm7ガス
圧0 、2To r rでRF放電パワー200Wで1
時間グロー放電を行い、n土層のす一ミックコンタクト
層のn+層(膜厚1000人)13を形成した。次にポ
ジ型フォトレジスI・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、フォトレジストをマスクにL4
RIE (反応性イオンエツチング)法により、CFa
ガス20secm、ガス圧0.1Torr、RF放電パ
ワー100Wでドライエツチングを行い、ゲート電極1
9 U二の不用なn土層、半導体層、絶縁1模を除去し
た。ついで、スパッタ法によってAIを0.5用m厚に
堆積し、ポジ型フォト[メジスト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%
水溶液)、硝酸(60%水溶液)、酢酸及び水を16:
l:2:1の体積比で混合した液でエツチングしパター
ンを形成した。
次に、2オドレジスト剥離後、先程と同様の方法でRI
Eυ:により、不用のn土層をトライエツチングして除
去し、第1図に示されるような光電変換装置が得られた
第4図は本発明の光電変換装置の第2実施例の構造図で
あり、(a)はy面図、(b)は上面図(a)のA−A
’縦断面図である。なお、第1図に示した第1実施例と
同一部分については同一符号・を付しill:複説明を
略す。
第4図において、ガラス基板10上にITO。
5n02′vの透明電極よりなるゲート電極19が形成
され、そのゲート電8i19上にn十層13及び絶縁膜
11が形成され、そのJ二に半導体層12、n十層13
が順に形成される。本実施例においては光電変換部20
の電極の一方はソース電J4i18と共有されるので光
電変換部20の占有面積を減らすことができる。
第5図は上記光電変換装置の等価回路図である。なお、
第2図に示した等価回路図と同一部分については回−符
号を付し重複説明を略す。
第5図に示すように、本実施例においては、光電変換装
置32の光電変換部r−23の一方の電極とにル+y>
 トランジスタ24のソース電極は共通の電圧VDがか
けられる。
」二記の本発明の光電変換装置の第2実施例の動作は第
1実施例と同様であり、次式で表される。
I V q =       V o  (V o > 0
 )G1 +G2 なお、詳細な説明については省略する。
次に上記第2実施例の光電変換装置の製造方法について
説明する。
両面研摩済みのガラス基板(コーニング社製暮7059
)10に中性洗剤を用いて通常の洗浄を施した。次にス
パッタ法でITOを0.luLm厚に堆積し、ポジ型フ
ォトレジスト(シプレー社製)を用いて所91の形状に
フォトレジストパターンを形成した後、塩酸、塩化第2
鉄の混合水溶液を用いて薄膜トランジスタのゲート電極
19を形成した。次にオーミックコンタクト層のn子音
13を形成後、ポジ型フォトレジストを用いて光電変換
部のフォトレジストパターンを作成後、ドライエツチン
グによりパターン形成をした。フォトレジスト2II#
後、Si NX:Hの絶縁膜11を形成し、n子音13
と同様にパターンを形成した。続いてa−5iの゛ト導
体層12.n十層13を実施例1と同様に積層し、ポジ
型フォトレジスト(OFPR−800東京応化工業製)
を用いて、フォトレジストパターンを形成した後、フォ
トレジストパターンをマスクにして実施例1と同様にド
ライエツチングを行い、ゲート電極19上の不用の絶縁
膜、半導体層、n子音を除去した。フォトレジスト剥離
後、電子ビーム蒸若法により、AIQo、571m堆積
し、続いて第1実施例と同様な方法で、所望の電極パタ
ーンを形成し、ドライエツチングにより不用のn子音を
除去し、第4図に示されるような光電変換装置が得られ
た。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明の光電変換装置によ
れば、同一成膜工程で光電変換部とトランジスタ部を同
時に作成するために、製造工程数を減らすことができ、
歩留りを向上させ、製造コストも安価にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光電変換装置の第1実施例の構造図で
あり、(a)は平面図、(b)は平面図(a)のA−A
 ’縦断面図である。 第2図は上記光電変換装置の等価回路図である。 第3図は上記第1実施例をラインセンサに用いた例を示
す。 第4図は本発明の光電変換装置の第2実施例の構造図で
あり、(a)は平面図、(b)は平面図(a)のA−A
 ’縦断面図である。 第5図は上記光電変換装置の等価回路図である。 第6図は従来の光電変換装置の縦断面図である。 10・会−・・ガラス基板 11・・・・・絶縁膜 12拳φ・・・寥導体層 13・・e・・n子音 14、is・・・・電極 16・−・会・接地電極 17・・拳・・ソース電極 18・・・・・ドレイン電極 19・・・―・ゲート電極 20・・・・・光電変換部 2111・・・會薄膜トランジスタ部 22・・・・・直列抵抗部 代理人  弁理士 山 下 穣 f 第1 図 (a) (b) 第2図 第3図 第4図 (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光学的信号を電気的信号に変換する光電変換部と、該電
    気的信号を増幅させるトランジスタ部とを有する光電変
    換装置において、光電変換部の半導体層とトランジスタ
    部の半導体層とを同一半導体層から構成したことを特徴
    とする光電変換装置。
JP61033777A 1986-01-24 1986-02-20 光電変換装置 Expired - Lifetime JPH0746720B2 (ja)

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JP61033777A JPH0746720B2 (ja) 1986-02-20 1986-02-20 光電変換装置
EP87300566A EP0232083B1 (en) 1986-01-24 1987-01-22 Photoelectric conversion device
DE3751242T DE3751242T2 (de) 1986-01-24 1987-01-22 Photoelektrischer Wandler.
US07/412,586 US4931661A (en) 1986-01-24 1989-09-25 Photoelectric conversion device having a common semiconductor layer for a portion of the photoelectric conversion element and a portion of the transfer transistor section
US07/907,287 US5306648A (en) 1986-01-24 1992-07-01 Method of making photoelectric conversion device
US07/912,651 US5338690A (en) 1986-01-24 1992-07-09 Photoelectronic conversion device
US08/128,108 US5627088A (en) 1986-01-24 1993-09-29 Method of making a device having a TFT and a capacitor

Applications Claiming Priority (1)

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JPH0746720B2 JPH0746720B2 (ja) 1995-05-17

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5867075A (ja) * 1981-10-19 1983-04-21 Fujitsu Ltd 複合半導体装置
JPS61187363A (ja) * 1985-02-15 1986-08-21 Fujitsu Ltd 光集積回路装置
JPS62159477A (ja) * 1986-01-08 1987-07-15 Fujitsu Ltd 光半導体装置

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