[发明专利]一种图象传感器

说明书

本发明涉及光电转换器。

迄今为止，人们对光电变换器的应用提出过各色各样的方案。传真机用的接触式图象传感器是这种应用的一个实例，其示意图如图1所示。该传感器由光敏半导体层3组成，光敏半导体层3在两相对表面上有一对电极2和4，该对电极是用三个掩模通过刻蚀技术制成的。

现行这种光电转换器的制造方法如下：一先在衬底1上形成一层铬导电层，用第一个掩模1m形成图案，形成多个第一电极2，再用辉光放电法在已形成图案的电极2上淀积一层1微米厚非晶体硅光敏本征半导体层，然后用第二个金属掩模2m形成图案，形成光电变换层3。作为半导体层，非晶体硅层按这样一种方法形成，以致即使掩模2m可能位移，已形成图案的层也仍能充分遮盖第一电极2。然后在半导体层3上形成一层氧化铟锡导电层，并用第三个掩模3m刻制第二电极4。在第二电极4和半导体层3之间的结（MI结）-肖特基势垒上，可制成整流二极管。

当光线如图1（C）所示那样通过第二电极4入射到半导体层3上时，就产生与入射光强度成比例的电子一空穴对。

但图1（A）至图1（C）所示的图象传感器，其半导体层3都制造得大于第一电极2。因此，在垂直相对配置的电极2和4之间的区内也产生电子一空穴对，而且在该区内所产生的载流子发生横向漂移，如图1（A）各箭头所示。横向漂移使响应滞后。

另一方面，按上述方法制造的本征半导体层具有在易于转变成n型的曝光表面形成寄生通道的倾向，从而产生大的暗电流，并使产品质量参差不齐。此外，三个掩模的采用降低了成本效率。

因此本发明的一个目的是提供经过改良的光电转换器及其制造方法。

本发明的另一个目的是提供经过改良能实时变换入射光的光电变换器及其制造方法。

本发明的又一个目的是提供经过改良其对入射光的响应时间滞后不大的光电转换器及其制造方法。

本发明的再一个目的是提供经过改良在其光电半导体上的寄生通道不多的光电变换器及其制造方法。

图1（A）、（B）和（C）是现有技术的图象传感器。

图2（A）至图2（J）是本发明的线性接触式图象传感器的平面图和剖面图。

图3（A）至图3（D）是本发明另一种线性接触式图象传感器的平面图和剖面图。

图4（A）至图4（J）是本发明二维接触式图象传感器的平面图和剖面图。

参看图2（A）至图2（J），这是按制造过程说明本发明一个实施例的示意图。

用第一个光掩模1m在诸如石英板、硼硅酸玻璃板之类的耐热衬底上敷上多个氧化锡透明的电极条19。然后依次敷上第一导电层2、光敏半导体层3和第二导电层5。第一导电层是2000埃厚的氧化铟锡层。半导体层至少由一层大体上是本征半导体构成，例如含p-i-n结、n-i-n结或m-i结的非晶体硅半导体层等;各层系用周知的化学汽相淀积法淀积成。硅半导体层显然略呈n型导电性，因而可掺以硼之类的p型杂质使之成为大体上是本征性的半导体。

例如，半导体层可由一层200埃厚的p型半导体层、一层3500埃厚的本征半导体层和一层300埃厚的n型半导体层组成，各层都用多室等离子体增强的化学汽相淀积法淀积成（如本申请人在昭-54-104452号日本专利申请书所公开的那样）。在此情况下，第二导电层5系由厚1000埃的铬制成，硅化铬透明导电层4则系作为10至200埃厚的副产品在半导体层3与铬层5之间形成。硅化铬层4作为缓冲层使半导体层3与电极5之间的接触具有电阻性。

接着，用第二个掩模2m将导电层2、4、5和半导体层3的叠层整体地腐蚀，以便在各电极条19上形成光电部件10，如图2（C）、（D）、（E）所示。

诸光电部件10是接触式图象传感器的敏感部分，各部件长150微米，宽100微米，间距30微米，成直线排列。

如图2（F）所示，可用涂敷法形成1.6微米厚的光固化型有机树脂层6，例如芳香族聚酰亚胺母体溶液，以此来彻底封闭光电部件10。然后，将透明衬底1在干净的烘炉中在80℃温度下预焙1小时，再用公知的掩模对准器但不用掩模用紫外线从透明衬底1背面进行照射。采用古比尔特公司的掩模对准器时，照射时间约为两分钟。固化处理之后，用适当的冲洗液除去树脂层未固化的部分，使剩余的树脂层几乎与因此而暴露的光电部件顶部表面齐平。在这方面，固化处理使树脂的体积大致上减小1/2，因而对0.8微米厚的光电部件来说，固化处理前树脂的厚度应选用1.6微米。采用300至400毫微米波长（10毫瓦/平方厘米）的紫外线时，15至30秒的照射时间是足够的。