[其他]光電轉換器及其制造方法

無效

• 申請號: 87100057
• 申請日: 1987-01-06
• 公開（公告）號: CN87100057A
• 公開（公告）日: 1987-07-22
• 發明（設計）人: 山崎舜平
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L31/06
• 分類號: H01L31/06;H01L31/10;H01L31/18
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖春京

本發明涉及光電轉換器。

迄今為止，人們對光電變換器的應用提出過各色各樣的方案。傳真機用的接觸式圖象傳感器是這種應用的一個實例，其示意圖如圖1所示。該傳感器由光敏半導體層3組成，光敏半導體層3在兩相對表面上有一對電極2和4，該對電極是用三個掩模通過平版印刷術制成的。

現行這種光電轉換器的制造方法如下：一先在襯底1上形成一層鉻導電層，用第一個掩模1m模制，形成多個第一電極2，再用輝光放電法在模制成的電極2上淀積一層1微米厚非晶體硅光敏本征半導體層，然后用第二個金屬掩模2m模制，形成光電變換層3。作為半導體層，非晶體硅層按這樣一種方法形成，以致即使掩模2m可能位移，模制層也仍能充分遮蓋第一電極2。然后在半導體層3上形成一層氧化錫銦導電層，并用第三個掩模3m模制第二電極4。在第二電極4和半導體層3之間的結（MI結）一肖特基勢壘上，可制成整流二極管。

當光線如圖1（C）所示那樣通過第二電極4入射到半導體層3上時，就產生與入射光強度成比例的電子一空穴對。

但圖1（A）至圖1（C）所示的圖象傳感器，其半導體層3都制造得大于第一電極2。因此，在垂直相對配置的電極2和4之間的區內也產生電子一空穴對，而且在該區內所產生的載流子發生橫向漂移，如圖1（A）各箭頭所示。橫向漂移使響應滯后。

另一方面，按上述方法制造的本征半導體層具有在易于轉變成n型的曝光表面形成寄生通道的傾向，從而產生大的暗電流，并使產品質量參差不齊。此外，三個掩模的采用降低了效率。

因此本發明的一個目的是提供經過改良的光電轉換器及其制造方法。

本發明的另一個目的是提供經過改良能實時變換入射光的光電變換器及其制造方法。

本發明的又一個目的是提供經過改良其對入射光的響應時間滯后不大的光電轉換器及其制造方法。

本發明的再一個目的是提供經過改良在其光電半導體上的寄生通道不多的光電變換器及其制造方法。

圖1（A）、（B）和（C）是現有技術的圖象傳感器。

圖2（A）至圖2（J）是本發明的線性接觸式圖象傳感器的平面圖和剖面圖。

圖3（A）至圖3（D）是本發明另一種線性接觸式圖象傳感器的平面圖和剖面圖。

圖4（A）至圖4（J）是本發明二維接觸式圖象傳感器的平面圖和剖面圖。

參看圖2（A）至圖2（J），這是按制造過程說明本發明一個實施例的示意圖。

用第一個光掩模1m在諸如石英板、硼硅酸玻璃板之類的耐熱襯底上敷上多個氧化錫透明的電極條19。然后依次敷上第一導電層2、光敏半導體層3和第二導電層5。第一導電層是2000埃厚的錫銦氧化層。半導體層至少由一層大體上是本征半導體構成，例如含p-i-n結、n-i-n結或m-i結的非晶體硅半導體層等;各層系用周知的化學汽相淀積法淀積成。硅半導體層顯然略呈n型導電性，因而可摻以硼之類的P型雜質使之成為大體上是本征性的半導體。

例如，半導體層可由一層200埃厚的P型半導體層、一層3500埃厚的本征半導體層和一層300埃厚的n型半導體層組成，各層都用多室等離子體改進了的化學汽相淀積法淀積成（如本申請人在昭-54-104452號日本專利申請書所公開的那樣）。在此情況下，第二導電層5系由厚1000埃的鉻制成，硅化鉻透明導電層4則系作為10至200埃厚的副產品在半導體層3與鉻層5之間形成。硅化鉻層4作為緩沖層使半導體層3與電極5之間的接觸具有電阻性。

接著，用第二個掩模2m將導電層2、4、5和半導體層3的分層整體地腐蝕，以便在各電極條19上形成光電管塊10，如圖2（C）、（D）、（E）所示。

諸光電管塊10是接觸式圖象傳感器的敏感部分，各塊長150微米，寬100微米，間距30微米，成直線排列。

如圖2（F）所示，可用涂敷法形成1.6微米厚的光固化型有機樹脂層6，例如芳族聚酰亞胺母體溶液，以此來徹底封閉光電管塊10。然后，將透明襯底1在干凈的烘爐中在80℃溫度下預焙1小時，再用公知的掩模對準器但不用掩模用紫外線從透明襯底1背面進行照射。采用古比爾特公司的掩模對準器時，照射時間約為兩分鐘。固化處理之后，用適當的沖洗液除去樹脂層未固化的部分，使剩余的樹脂層幾乎與因此而暴露的光電管塊頂部表面齊平。在這方面，固化處理使樹脂的體積大致上減小一個系數2，因而對0.8微米厚的光電管塊來說，固化處理前樹脂的厚度應選用1.6微米。采用300至400毫微米波長（10毫瓦/平方厘米）的紫外線時，15至30秒的照射時間是足夠的。