[其他]高速响应光电转换器及其制造方法

说明书

本发明涉及光电转换器。

迄今为此，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3两相对表面有一对电极2和4，该对电极是用三个掩模用平版印刷述制成的。

现行这种光电转换器的制造方法如下：-先在衬底1上形成一层铬导电层，用第一个掩模1m模制，形成多个第一电极2，再用辉光放电法在模制成的电极2上淀积一层1微米厚非晶形硅光敏本征半导体层，然后用第二个金属掩模2m模制，形成光电转换层3。作为半导体层，非晶形硅系按这样一种方法形成，以致即使掩模2m可能位移，模制层也仍能充分遮盖第一电极2。然后在半导体层3上形成一层氧化锡铟导电层，并用第三个掩模3m模制第二电极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。

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-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，在垂直方向相对配置的电极2和4之间的区内也产生电子-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转换器及其制造方法。

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。

本发明的又另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转换器及其制造方法。

图1（A）、（B）和（C）是现有技术的图象传感器。

图2（A）至图2（M）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（C）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（F）是本发明又另一种线性接触式图象传感器的平面图和剖面图。

图5（A）至图5（G）是本发明又另一种接触式图象传感器的平面图和剖面图。

图6（A）至图6（M）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（M），这是按制造过程说明本发明一个实施例的示意图。

在诸如石英板、硼硅酸玻璃板之类的耐热衬底上依次形成第一导电层2、光敏半导体层3和第二导电层5。第一导电层是2000埃厚的锡铟氧化层。半导体层至少应由一层大体上是本征半导体层构成，例如含p-i-n结、n-i-n结或m-i结的非晶形硅半导体层等;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，名层都用多室等离子体改进了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。

在各薄片层之间加上反偏压以消除半导体层3中的缺陷。即，第一导电层2接电压源正极，第二导电层4接电压源负极，逐步升压。在此过程中，所加电压上升时，通过半导体层的电流随叠加的不规则瞬态电流而增加。但通过半导体层的电流在所加电压达3至5伏时突然下降，在反偏压降至10伏时在对应于半导体电阻率的电平下稳定下来。上述现象可这样解释：缺陷部分的电阻大体上小于半导体正常部分的电阻，而通过缺陷部分的电流导致瞬态电流的产生，更详细地说，因此缺陷部分产生不利的影响。将流过缺陷部分的电流在空间上加以限制并使其密集，使该电流所产生的热量焚烧缺陷部分，从而使其具有相同的绝缘性能。所加的电压当然应低于半导体层3的击穿电压。

接着，用第一个掩模1m将导电层2、4、5和半导体层3作为一个整体腐蚀或多个延伸的薄片件10，如图2（C）、2（D）和2（E）所示。

这样，将薄片件10配置成线性阵列，各元件宽100微米，长150微米，间距30微米。