[发明专利]图象读取光检测器的制作方法

说明书

本发明涉及采用非晶半导体材料的改进图象读取光检测器及其制作方法和装置，

已提出了若干种用作信息处理装置或复印机组件的图像读取光检测器。

例如，在传真机的发射机或复印机中使用了具有图像（如手稿）阅读功能的光检测器。图3中显示了在此方面有代表性的一个例子，其中使用了这种图像读取光检测器，该图示出了图像读取光检测器301、置于该光检测器下方的自聚焦光传输体302〔如SELFOC    LENS（自聚焦透镜），注册商标为NIPPON    GLASS    SHEET    CO.，LTD〕、和分别置于光传输体和所阅读的手稿304旁边的两个发光二极管（LED）阵列303，303。

已知这样的光检测器有若干种。在这些已知的光检测器中，有一种是使用非单晶半导体薄膜（如非晶半导体薄膜或多晶半导体薄膜）作为光电转换层，由于它具有很实用的光电转换特性并能容易地制成很大面积，故通常被认为是最佳的。

采用非单晶半导体材料作为光电转换层的这种已知图像读取光检测器基本上是通过将非单晶半导体材料置于一电绝缘基底上而构成光电转换层。而对于图像读取光检测器已提出了多种制备光电转换层的方法，如使用真空蒸发技术，离子注入技术，反应溅射技术，热化学气相淀积技术，等离子化学气相淀积技术，及光化学气相淀积技术。在这些方法之中，使用等离子气相淀积技术的方法（以后称为“等离子CVD法”）通常认为是最可取的，是当前采用的制备光电转换层的方法。

然而，对任何已知的光电转换层，即便使用等离子CVD法获得合格的光电转换层，并显示出几乎满意的特性，但就其特性，从完全满意的角度而言依旧存在未能解决的问题，特别是电和光的特性，光电导特性，在反复使用时的耐用性及使用环境的特性，以及其均匀性，可再现性及大量生产，乃至其持久稳定性及耐久性（这些是使光电转换层成为固定不变而所必需的而言，上述方面依旧存在未能解决的问题。

原因大都是由于光电转换层不能由单层淀积工艺容易地制备，且为获得理想的光电转换层，在工艺操作中需要真正熟练的技术，并要注意原料。

例如，在根据热化学气相淀积技术（以后称为“CVD”法”）制作由非晶硅材料（以后称为“α-Si”）构成膜的情况下，在含有硅原子的气体原料被稀释以后，引入适合的杂质，并在500和650℃之间温度进行有关材料的热分解。因此，为用CVD法获得理想的α-Si膜，需要精确的工艺操作加控制，因此，采用根据CVD法的工艺的装置是复杂昂贵的。然而，既便使用这种装置，以工业规模稳定地获得由α-Si材料构成的理想均匀的并有实用价值的光电转换层也是极困难的。

目前，虽然如上所述，等离子CVD法已广泛使用，依旧存在有关工艺操作和设备投资的问题。

对于工艺操作问题，等离子CVD法所使用的操作条件比已知的CVD法复杂的多，很难概括它们。

即使在涉及基底温度的相关变量中，也存在若干个变量：要引入的气体的量和流量，压强的水平和用于形成层的高频功率，电极的结构，反应室的结构，抽气的流量，及等离子发生系统。除上述参数外外，还存在其它种类的参数。在这些情况下，为获得所需的淀积膜产品，需要从大量的变化参数中选择精确的参数。而有时会产生严重的问题。例如，由于精确选择的参数，等离子容易处于不稳定状态而在形成的淀积膜中产生问题。

对于采用等离子CVD法工艺的装置，其结构必定是复杂的，这是因为采用的参数如上陈述的是精确选择的，无论采用的该装置规模或种类如何修改或变化，它必须如此构成以应付精确选择的参数。

在此方面，即使一所需的淀积膜被勉强地大批生产，膜产品不可避免是昂贵的，因为（1）首先必须大量投资以建立特别适合的装置，（2）即便对这样的装置依旧存在一些工艺操作参数，而相关的参数必须从为大量生产这样的膜的存在的各种参数中精确选择。根据这样精确选择的参数，工艺必须小心地实施。

与此背景相反，现在图像读取光检测器已变得多样化。并对稳定地提供相对便宜的图像读取光检测器的要求日益增加，该廉价的图像读取光检测器具有正常的面积或大面积的，由a-Si材料构成的光电转换层，此a-Si材料具有相关的均匀性和许多适用的特性，并适合其使用目的及应用目标。

随之产生了一种要求研究一种适合的方法和装置以满足于上述要求的强烈愿望。

同样，对于其它种非单晶半导体层构成图像读取光检测器的光电转换层存在相似的情形，例如，那些构成光电转换层的a-Si材料至少含有从氧原子、碳原子和氮原子中所选择的一种。