JPS622672A - 光センサの製造方法 - 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】 （イ）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光センサに関する
。

（ロ）従来の技術 可視光や赤外光をはじめとする光を電気信号に変換し、
その光量に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、可視光領域に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、ガラス基板上に形成が可能で、大面積化、低価格化
及び製造工程の簡略化が図れ、更にはその製造工程に於
いて例えばフォトリングラフィ手法を用いることによっ
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っている。その−例として特開昭
５７−１６７００２号公報や特公昭５８−１４０７３号
公、報に開示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。

第７図（Ａ）〜（Ｃ）はこの様な光センサの基本構造の
背面を斜め方向から臨んだ状態及び断面状態を示してお
り、透光性絶縁基板（１）の一方の主面（１ａ）に、受
光面電極（３）、光電変換動作する半導体光活性層（４
）及び背面電極（５）をこの順序で積層した受光素子（
ＬＳ）が配置されている。斯る構造に於いて基本的に受
光素子（ＬＳ）として機能する領域は、受光面電極（３
）、半導体光活性層（４）及び背面電極（５）が実際に
重なり合う領域であり、その領域から外周方向にはみ出
した半導体光活性層（４）のはみ出し部分（４ａ）〜（
４ｄ）が存在する。斯る半導体光活性層（４′）のはみ
出し部分（４ａ）（４ｄ）・・・の内、第７図（Ｂ）に
於い工（４ｄ）で示すはみ出し部分は、背面電極（５）
が絶縁基板（１）上に近在するとき、半導体光活性Ｍ（
４）の界面から受光面を極（３）の側面（３ｓ）が露出
していると、この露出部に於いて受光面電極（３）の側
面（３ｓ）と背面電極（５）の延在部分（５Ｓ）とが電
気的に短絡することを阻止できるために不可欠であるも
のの、その他の三辺のはみ出し部分（４ａ）＜４ｂＨ４
ｃ）は本質的に不要である。

この様な受光素子（ＬＳ）（ＬＳ）・・・を複数個−次
元的或いは二次元的に分散配置せしめた上記先行技術に
開示された光センサにあっては、その集積度を向上せし
めるためには上記半導体光活性層（４）のはみ出し部分
（４ａ）〜（４ｄ）を可及的に少なくすることが肝要で
ある。更に斯るはみ出し部分（４ａ）〜（４ｄ）は、受
光素子（ＬＳ）（ＬＳ）・・・以外に照射された光を透
過せしめる光透過型の光センサにあっては、光透過率を
減少せしめる原因となる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明製造方法は上述の如き受光素子以外の領域に照射
された光を透過せしめる光透過型の光センサに於ける光
透過率の減少を解決しようとするものである。

く二）問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決すへ（、透光性絶縁基板の
一方の主面に複数個の受光素子を分散配置した光センサ
の製造方法であって、遮光性背面電極が半導体光活性層
の背面側に被着ぎれた後、上記背面電極からはみ出した
上記半導体光活性層のはみ出し部分を、上記背面電極若
しくは該背面電極をパターニングする際に使用したレジ
スト層をマスクとしてエツチング除去しことを特徴とす
る。

（ホ）作用 上述の如く、背面電極若しくは該背面電極のパターニン
グする際に使用したレジスト層をマスクとして半導体光
活性層に対してエツチング処理を施すことによって、不
必要な半導体光活性層のはみ出し部分は除去される。更
に背面電極は、遮光性と半導体光活性層の背面側の完全
被覆とが相俟って、光透過型であるがためにその背面方
向からも照射される不所望な入射光の半導体光活性層へ
の照射を遮断する作用を有する。

くべ）実施例 第１図〜第３図は本発明製造方法によって製造された光
センサの一実施例を示し、第４図はその製造途中の状態
を示している。即ち、ガラス等の透光性絶縁基板（１）
の一方の主面（１ａ）に、第４図の如＜ＳｎＯ２、ＩＴ
Ｏに代表される透光性導電酸化物（Ｔ　ＣＯ）からなる
導電パターン（２Ｘ）（２Ｙ）が互いにＸ軸及びＹ軸方
向に交差することなくマド・・　リックス状に配ａすれ
ている。より詳しくは導電パターン（２Ｋ）（２Ｙ）の
Ｘ軸及びＹ軸方向の交点（２ＸＹ）に於いてＸ軸方向の
導電パターン（２Ｘ）が削除されそれらはマトリックス
状に配線されていると難も交差せず電気的に連なってい
ない。斯る導電パターン（２Ｘ）（２Ｙ）は例えば絶縁
基板（１）の一方の主面〈１ａ）の全面にＴＣＯＭが電
子ビーム蒸着法、スパッタリング法、スプレー法、熱Ｃ
ＶＤ法等により被着された後、フォトリングラフィ手法
によりパターニング形成される。そして、複数個の受光
素子（ＬＳ）（ＬＳ）・・・が上記交差することなくマ
トリックス状に配線された導電パターン（２Ｘ）（２Ｙ
〉のＸ軸及びＹ軸方向の交点（２ＸＹ’）に二次元的、
に分散して配置されている。

上記受光素子（Ｌｓ）（ｔ、ｓ）・・・は上記交点（２
ＸＹ）に於いて位置するＹ軸方向の導電パターン（２Ｙ
）を受光面電極（３）とし、この受光面電極く３）上に
膜状の半導体光活性層（４）及びアルミニウム、チタン
、銀、クロム等の遮光性背面電極（５）がこの順序で積
層された積層構造体からなる。上記半導体光活性層（４
）は例えばシラン（Ｓ３Ｎ４）、四弗化シリコン（Ｓｉ
Ｆ４）等のシリコン化合物を原料ガスとするプラズマＣ
ＶＤ法や光ＣＶＤ法に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カーバイド、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、その膜面に平行
なｐｉｎ接合或いはｐｎ接合等の半導体接合を備える場
合、透光性の絶縁基板（１）及び受光面電極（３）を介
して光照射があると光起電力を発生し、また上述の如き
半導体接合を持たないものであっては光照射により抵抗
値が大幅に減少する光導電性を呈する。

そして、上記遮光性の背面電極（５）（５）・・・は第
１図〜第３図に示す如く、各々の半導体光活性層（４）
の背面側を完全に被覆し、不必要な断る半導体光活性層
（４）のはみ出しを防止していると共に、Ｘ軸方向に於
いて背面電極（５）（５）・・・の側面（５ｓ　１）　
（５３２）・・・と半導体光活性層（４）の側面（４ｓ
　１）　＜４５２）・・・は一致している。

一方、背面電極＜５）＜５＞・・・はそのＹ軸方向に於
いて半導体光活性層（４）を越えてその光活性層（４）
に近接して配ｓされたＹ軸の導電パターン（２Ｙ）の端
部と連なり、断る遮光性の背面電極（５）（５）・・・
の受光素子（ＬＳ）（ＬＳ）・・・以外の領域に於ける
占有面積を可及的に減少せしめている。

この様にしてＸ＃、Ｙ軸方向に二次元的に分散配置され
た複数個の受光素子（ＬＳＤ（ＬＳ）・・・は透光性の
導電パターン（２Ｘ）（２Ｙ）を介して電気的に並列接
続され、しかも受光面を形成する絶縁基板（１）のほぼ
全面に分散して設けられている結果、光透過型の光セン
サであるにも拘らず有効受光面積に照射された光に対し
受光動作する。更に上記有効受光面精に上記受光素子（
ＬＳ）（ＬＳ）・・・が占める割合を約１０％以下（た
だし０％を含まない）とすれば光センサを受光面に対し
反対の背面方向から臨んだとしても、上記受光素子（Ｌ
Ｓ）（ＬＳ）・・・の存在感はほとんど感じることもな
くなり、光透過型の光センサとして極めて有効である。

また、光透過型の光センサは背面方向から受光面側を透
視できるために、当然背面方向から不所望な光が照射さ
れることになるが、この様な光についても背面を極（５
）（５）・・を遮光性の金属材料によって構成すると共
に、その半導体光活性層（４）（４＞・・・を完全に被
覆することにより遮断する。

次に、背面電極（５）（５）・・・により半導体光活性
層（４）（４）・・・を完全に被覆すると共に、Ｘ軸方
向に於ける背面１極（５）（５）・・・の側面（５ｓ１
）（５ｓ２ンと半導体光活性Ｍ（４＞の側面（４ｓｓ＞
（４ｓ２＞・＝を一致きせる本発明製造方法を第５図及
び第６図を参照して説明する。

先ず、第５図の如く各受光部上に離間して半導体光活性
層（４＞（４）・・・を分散配置し、その光活性層（４
＞（４）・・・の露出面、即ち背面を含んで絶縁基板（
１）の一方の主面全域にｊｌ等の金属からなる遮光性背
面を極（５）を蒸着した後、斯る背面電極（５）（５）
・・・がフォトレジスト層（６）をマスクとするフォト
リングラフィ手法を利用して選択的にパターニングされ
る。斯るパターニング工程に於いて、フォトレジスト層
（６）（６）・・・のパターンと半導体光活性層（４）
（４）・・・のパターンとを完全に一致きせることは受
光素子（ＬＳ）（ＬＳ）・・・が微細なればなる程難し
く、従ってフォトレジスト層（６）から半導体光活性層
（４）（４）・・・のはみ出し部分（４ａ）＜４ｃ）、
（４ａ）（４ｃ）は必然的に形成される。

そこで本発明製造方法にあっては、上記フォトリソグラ
フィ手法を利用したパターニングの際のフォトレジスト
層（６）（６）・・・を除去することなく、斯るフォト
レジスト層（６）（６）・・・をマスクとして、例えば
ＣＦ４雰囲気中でプラズマエツチングを施し、背面電極
（５）（５）・・・からはみ出した半導体光活性層（４
）（４）・・・のはみ出し部分（４ａ）（４ｃ）・・・
をエツチング除去する。この様にしてプラズマエツチン
グされた半導体光活性層（４）（４）・・・のパターン
は、当然のことながら背面側から臨んで露出することな
く背面電極（５）（ｓ　）・・・により完全に被覆され
ると共に、第３図に示す如くＸ軸方向に於ける背面電極
（５）（５）・・・の側面（５ｓ　１）　（５３２）と
半導体光活性層（４）の側面（４ｓ　１）　（４５２）
は一致することとなる。

尚、半導体光活性層（４）（４）・・・のはみ出し部分
（４ａ）（４ｃ）のエツチング除去に於いて、背面電極
（５）（５）・・・をパターニングする際に使用したフ
ォトレジスト層（６）（６）・・・に代って、斯るフォ
トレジスト層（６）（６）・・・を除去した後、背面電
極（５）（５）・・・をマスクとして使用しても良い。

（ト）発明の効果 本発明製造方法は以上の説明から明らかな如く、背面電
極若しくは該背面電極のパターニングする際に使用した
レジスト層をマスクとして半導体光活性層に対してエツ
チング処理を施したので、不必要な半導体光活性層のは
み出し部分がなくなり、装置全体の光透過率の減少は受
光に必要な受光素子による遮光のみとなり、可及的に光
透過率を向上せしめることができる。更に背面電極の遮
光性と半導体光活性層の背面側の完全被覆とが相俟って
、背面方向から照射される不所望な入射光の半導体光活
性層への照射を遮断することができるので、不所望な入
射光による受光動作も防止し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明製造方法によって製造された光
セ〕／ザの一実施例を示し、第１図は背面方向から臨ん
だ要部の斜視図、第２図はト］′線断面図、第３図はｍ
−ｍ’線断面図、第４図は導電パターンの要部の斜視図
、第５図及び第６図は本発明製造方法の製造：程の一部
を説明するためのＹ軸方向の断面図、第７図（Ａ＞は光
センサの基本構造を背面方向から臨んだ斜視図、第７図
（Ｂ）及び同図（Ｃ）は第７図（Ａ）に於けるＢ−Ｂ’
線及びｃ−ｃ’線断面図、を夫々示している。 （１）・・・透光性絶縁基板、（２Ｘ）（２Ｙ）・　透
光性導電パターン、（３）・・・受光面電極、（４）・
　半導体光活性層、（４ａ）（４ｃ）・・・はみ出し部
分、（５）・・背面電極、＜６）・・・フォトレジスト
層、（ＬＳ）・・受光素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性絶縁基板の一方の主面に透光性受光面電極
   、半導体光活性層及び遮光性背面電極をこの順序で積層
   した受光素子を複数個分散配置した光センサの製造方法
   であって、上記背面電極が半導体光活性層の背面側に被
   着された後、上記背面電極からはみ出した上記半導体光
   活性層のはみ出し部分を、上記背面電極若しくは該背面
   電極をパターニングする際に使用したレジスト層をマス
   クとしてエッチング除去しことを特徴とする光センサの
   製造方法。
2. （２）上記受光素子が有効受光面積に占める割合は約１
   ０％以下（ただし０％を含まない）であることを特徴と
   した特許請求の範囲第１項記載の光センサの製造方法。