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JPH0645634A - Photoelectric conversion element and its manufacture - Google Patents

Photoelectric conversion element and its manufacture

Info

Publication number
JPH0645634A
JPH0645634A JP4217260A JP21726092A JPH0645634A JP H0645634 A JPH0645634 A JP H0645634A JP 4217260 A JP4217260 A JP 4217260A JP 21726092 A JP21726092 A JP 21726092A JP H0645634 A JPH0645634 A JP H0645634A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
metal electrode
conductive film
transparent conductive
conversion element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4217260A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Terao
典之 寺尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd, Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Priority to JP4217260A priority Critical patent/JPH0645634A/en
Publication of JPH0645634A publication Critical patent/JPH0645634A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a photoelectric conversion element wherein the element is favorable for a fine shape and an irregularity in the area of a photodetection part is small and to provide its manufacturing method. CONSTITUTION:A lower metal electrode 12, a photoelectric conversion layer 13, an upper transparent conductive film 14 and an upper metal electrode 15 are laminated and formed sequentially, and the outer circumferential shape of the photo-electric conversion layer 13, the upper transparent conductive film 14 and the upper metal electrode 15 is formed to be nearly identical within a prescribed dimensional error. Since the outer circumferential shape of the photo-electric conversion layer 13, the upper transparent conductive film 14 and the upper metal electrode 15 is formed to be nearly identical within the prescribed dimensional error, it is very favorable for making an element fine and an irregularity in the characteristic or the like of the element can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ,複写機
等の画像読取りなどに利用される光電変換素子およびそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion element used for image reading of facsimiles, copying machines and the like and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、固体撮像素子,リニアセンサ,
エリアセンサ等には、光電変換素子が用いられている。
図9(a),(b)は従来の光電変換素子の平面図,断
面図である。図9(a),(b)を参照すると、従来の
光電変換素子は、ガラス等の絶縁基板1上に、Cr等の
下部金属電極2、アモルファスシリコン(a−Si)等
の光電変換層3、ITO等の上部透明導電膜4、Cr,
Al等の上部金属電極5が順次に積層されて形成されて
いる。ここで、光電変換層3は、その上部に、すなわち
上部透明導電膜4との接触部分にP型不純物がドーピン
グされている。なお、光電変換層3の下部に、すなわち
下部金属電極2との接触部分にN型不純物がドーピング
されて、PIN構造となっているものもある。また、リ
ニアセンサ等では、上記光電変換素子が一次元あるいは
二次元アレイとして配置されている。この場合、上記光
電変換素子は、一画素分に対応し、上記光電変換層3
は、一画素ごとに分離されている。
2. Description of the Related Art Generally, solid-state image pickup devices, linear sensors,
A photoelectric conversion element is used for the area sensor and the like.
9A and 9B are a plan view and a sectional view of a conventional photoelectric conversion element. Referring to FIGS. 9A and 9B, a conventional photoelectric conversion element includes a lower metal electrode 2 such as Cr and a photoelectric conversion layer 3 such as amorphous silicon (a-Si) on an insulating substrate 1 such as glass. , Upper transparent conductive film 4 such as ITO, Cr,
An upper metal electrode 5 made of Al or the like is sequentially laminated and formed. Here, the photoelectric conversion layer 3 is doped with P-type impurities on its upper portion, that is, on the contact portion with the upper transparent conductive film 4. There is also a structure in which the photoelectric conversion layer 3 has a PIN structure in which a lower part, that is, a contact portion with the lower metal electrode 2 is doped with N-type impurities. In a linear sensor or the like, the photoelectric conversion elements are arranged as a one-dimensional or two-dimensional array. In this case, the photoelectric conversion element corresponds to one pixel, and the photoelectric conversion layer 3
Are separated for each pixel.

【0003】図10(a)乃至(e)は図9(a),
(b)の光電変換素子の具体的な製造工程例を示す図で
ある。図9(a),(b)の光電変換素子を作製する場
合には、先づ、ガラスの絶縁基板1上に、下部金属電極
2となるCrをスパッタリングにより約1000Å堆積
し、光電変換層3となるアモルファスシリコン(a−S
i)をプラズマCVDにより約8000Å堆積し、上部
透明導電膜4となるITOをスパッタリングにより約7
00Å堆積し、上部金属電極5となるCrをスパッタリ
ングにより約500Å堆積する(図10(a))。続い
て、通常の写真製版工程により、上部金属電極5となる
Crを所定の形状にパターニングし(図10(b))、
さらに、上部透明導電膜4となるITOを所定の形状に
パターニングし(図10(c))、光電変換層3となる
a−Siを所定の形状にパターニングし(図10
(d))、しかる後、下部金属電極2となるCrを所定
の形状にパターニングすることにより(図10
(e))、図9(a),(b)の光電変換素子を形成す
ることができる。
FIGS. 10A to 10E are shown in FIGS.
It is a figure which shows the example of a concrete manufacturing process of the photoelectric conversion element of (b). In order to manufacture the photoelectric conversion element shown in FIGS. 9A and 9B, about 1000 Å of Cr to be the lower metal electrode 2 is deposited on the glass insulating substrate 1 by sputtering, and the photoelectric conversion layer 3 is formed. Amorphous silicon (a-S
i) is deposited by plasma CVD to about 8000 Å, and ITO to be the upper transparent conductive film 4 is deposited by sputtering to about 7
About 100Å is deposited by sputtering, and Cr to be the upper metal electrode 5 is deposited about 500Å by sputtering (FIG. 10A). Subsequently, Cr, which will be the upper metal electrode 5, is patterned into a predetermined shape by a normal photoengraving process (FIG. 10B).
Further, the ITO serving as the upper transparent conductive film 4 is patterned into a predetermined shape (FIG. 10C), and the a-Si serving as the photoelectric conversion layer 3 is patterned into a predetermined shape (FIG. 10C).
(D)) After that, Cr which becomes the lower metal electrode 2 is patterned into a predetermined shape (FIG. 10).
(E)), and the photoelectric conversion element of FIGS. 9 (a) and 9 (b) can be formed.

【0004】このような構成の光電変換素子では、光電
変換層3に対して下部金属電極2と上部金属電極5とに
より逆バイアスを印加する。この状態において、上部透
明導電膜4を通して光が入射すると、光電変換層3に
は、光の光量に応じた量のキャリアが発生し、これを光
電流として取り出すことにより光電変換を行なうことが
できる。
In the photoelectric conversion element having such a structure, a reverse bias is applied to the photoelectric conversion layer 3 by the lower metal electrode 2 and the upper metal electrode 5. In this state, when light is incident through the upper transparent conductive film 4, carriers are generated in the photoelectric conversion layer 3 in an amount corresponding to the amount of light, and photoelectric conversion can be performed by extracting the carriers as photocurrent. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光電変換素子では、これを構成する各部分,す
なわち下部金属電極2,光電変換層3,上部透明導電膜
4,上部金属電極5がそれぞれ個別の寸法,形状等で形
成されるので、各部分に対して余裕をもった素子設計が
必要となり、素子を微細化するのが難しいという問題が
あった。また、上記各部分は、個々に作製されるので、
製造工程が複雑であり、素子を精度良く作製することが
難しいという問題があった。例えば、図9(a),
(b)の構成では、受光部の面積は、光電変換層3の形
状と上部透明導電膜4,上部金属電極5の形状およびこ
れらの合わせ精度によって決定されるので、受光部を精
度良く形成するのが難しく、受光部の面積が画素ごとに
ばらつくという欠点があった。
However, in the above-mentioned conventional photoelectric conversion element, each of the constituent parts thereof, that is, the lower metal electrode 2, the photoelectric conversion layer 3, the upper transparent conductive film 4, and the upper metal electrode 5 are respectively formed. Since they are formed with individual dimensions and shapes, there is a problem that it is difficult to miniaturize the element because it is necessary to design the element with a margin for each part. Also, since each of the above parts are individually manufactured,
There is a problem that the manufacturing process is complicated and it is difficult to manufacture the device with high accuracy. For example, in FIG.
In the configuration of (b), the area of the light receiving portion is determined by the shape of the photoelectric conversion layer 3, the shape of the upper transparent conductive film 4 and the upper metal electrode 5, and the matching precision between them, so that the light receiving portion is formed with high accuracy. However, the area of the light receiving portion varies from pixel to pixel.

【0006】本発明は、微細化に有利で、受光部の面積
のばらつきが少ない光電変換素子およびその製造方法を
提供することを目的としている。
It is an object of the present invention to provide a photoelectric conversion element which is advantageous for miniaturization and has less variation in the area of the light receiving portion, and a method for manufacturing the photoelectric conversion element.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項1,2記載の発明は、下部金属電
極,光電変換層,上部透明導電膜,上部金属電極が順次
に積層されて形成された光電変換素子において、光電変
換層,上部透明導電膜,上部金属電極の外周形状が所定
の寸法誤差内でほぼ同一のものに形成されていることを
特徴としている。光電変換層,上部透明導電膜,上部金
属電極の外周形状が所定の寸法誤差内でほぼ同一のもの
に形成されていることにより、素子の微細化に非常に有
利であり、素子の特性等のばらつきを低減することがで
きる。
In order to achieve the above object, the invention according to claims 1 and 2 is such that a lower metal electrode, a photoelectric conversion layer, an upper transparent conductive film, and an upper metal electrode are sequentially laminated. In the photoelectric conversion element thus formed, the photoelectric conversion layer, the upper transparent conductive film, and the upper metal electrode are formed to have substantially the same outer peripheral shape within a predetermined dimensional error. Since the outer peripheral shapes of the photoelectric conversion layer, the upper transparent conductive film, and the upper metal electrode are formed to be almost the same within a predetermined dimensional error, it is very advantageous for miniaturization of the element, and the characteristics of the element, etc. Variation can be reduced.

【0008】また、請求項3記載の発明は、さらに、受
光部形状の少なくとも一部が上部金属電極をパターニン
グすることにより形成されていることを特徴としてい
る。受光部形状の少なくとも一部が上部金属電極をパタ
ーニングすることだけにより形成されていることで、こ
の光電変換素子をライン状あるいはマトリックス状に配
置したアレイを構成するような場合に受光部の面積の画
素ごとのばらつきを小さくすることができる。
Further, the invention according to claim 3 is further characterized in that at least a part of the shape of the light receiving portion is formed by patterning the upper metal electrode. Since at least a part of the shape of the light receiving portion is formed only by patterning the upper metal electrode, the area of the light receiving portion can be reduced in the case where the photoelectric conversion elements are arranged in a line or a matrix. It is possible to reduce the variation for each pixel.

【0009】また、請求項4記載の発明は、光電変換
層,上部透明導電膜,上部金属電極の外周形状を同一の
写真製版により形成する工程と、受光部形状の少なくと
も一部を上部金属電極に写真製版により形成する工程と
を有していることを特徴としている。これにより、従来
に比べて工程数を少なくすることができ、簡単な工程
で、微細化に有利で、かつ受光部の面積のばらつきの少
ない光電変換素子を得ることができる。
According to a fourth aspect of the invention, there is provided a step of forming the outer peripheral shapes of the photoelectric conversion layer, the upper transparent conductive film and the upper metal electrode by the same photolithography, and at least a part of the shape of the light receiving portion is the upper metal electrode. And a step of forming by photolithography. As a result, the number of steps can be reduced as compared with the related art, and it is possible to obtain a photoelectric conversion element that is advantageous in miniaturization and has less variation in the area of the light receiving section, with simple steps.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1(a),(b)は本発明に係る光電変換素子
の一実施例の平面図,断面図である。図1(a),
(b)の光電変換素子は、ガラス等の絶縁基板11上
に、Cr等の下部金属電極12,アモルファスシリコン
(a−Si)等の光電変換層13、ITO等の上部透明
導電膜14、Cr,Al等の上部金属電極15が順次に
積層されて形成されている。また、上部金属電極15を
パターニングすることによって、所定寸法,形状の受光
窓16が形成されている。すなわち、図1(a),
(b)の構成では、受光部形状は、上部金属電極15を
パターニングすることによって得られる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 (a) and 1 (b) are a plan view and a sectional view of an embodiment of a photoelectric conversion element according to the present invention. Figure 1 (a),
The photoelectric conversion element of (b) includes a lower metal electrode 12 such as Cr, a photoelectric conversion layer 13 such as amorphous silicon (a-Si), an upper transparent conductive film 14 such as ITO, and Cr on an insulating substrate 11 such as glass. , Al and other upper metal electrodes 15 are sequentially laminated and formed. By patterning the upper metal electrode 15, the light receiving window 16 having a predetermined size and shape is formed. That is, as shown in FIG.
In the configuration of (b), the shape of the light receiving portion is obtained by patterning the upper metal electrode 15.

【0011】また、上部透明導電膜14の膜厚は通常1
000Å以下であり、光電変換層13の膜厚は通常1μ
m以下であって、上部透明導電膜14のパターン(外周
形状)と上部金属電極15の少なくとも一部のパターン
(すなわち外周形状)とが、上部透明導電膜14の膜厚
の2倍以内の寸法誤差で一致し、また、光電変換層13
のパターン(外周形状)と上部透明導電膜14のパター
ン(外周形状)とが光電変換層13の膜厚の2倍以内の
寸法誤差で一致したものとなっている。
The thickness of the upper transparent conductive film 14 is usually 1
The thickness of the photoelectric conversion layer 13 is usually 1 μm or less.
m or less, and the pattern of the upper transparent conductive film 14 (outer peripheral shape) and the pattern of at least part of the upper metal electrode 15 (that is, outer peripheral shape) are within twice the film thickness of the upper transparent conductive film 14. There is an error, and the photoelectric conversion layer 13
The pattern (outer peripheral shape) and the pattern (outer peripheral shape) of the upper transparent conductive film 14 are matched with each other with a dimensional error within twice the film thickness of the photoelectric conversion layer 13.

【0012】このような構成の光電変換素子は、光電変
換層13の全てのパターン(外周形状)と、上部透明導
電膜14の全てのパターン(外周形状)と、上部金属電
極15の少なくとも一部のパターン(外周形状)とを、
第1の写真製版により形成し、受光部形状の少なくとも
一部となる上部金属電極15のパターンを第2の写真製
版により形成することによって、作製される。すなわ
ち、本発明では、光電変換層13,上部透明導電膜1
4,上部金属電極15の各々の周囲,すなわち外周を同
一の写真製版(第1の写真製版)により作製する工程
(第1の写真製版工程)と、第2の写真製版により上部
金属電極15に受光窓16を作製し、また下部金属電極
12のパターン(外周形状)を形成する工程(第2の写
真製版工程)との2つの写真製版工程によって、光電変
換素子を作製するようになっている。
In the photoelectric conversion element having such a configuration, all the patterns (outer peripheral shape) of the photoelectric conversion layer 13, all the patterns (outer peripheral shape) of the upper transparent conductive film 14, and at least a part of the upper metal electrode 15. Pattern (peripheral shape)
It is formed by the first photolithography, and the pattern of the upper metal electrode 15 which becomes at least a part of the shape of the light receiving portion is formed by the second photolithography. That is, in the present invention, the photoelectric conversion layer 13, the upper transparent conductive film 1
4, a step (first photoengraving step) of producing the periphery of each of the upper metal electrodes 15, that is, the outer periphery by the same photoengraving (first photoengraving), and an upper metal electrode 15 formed by the second photoengraving The photoelectric conversion element is manufactured by two photomechanical processes including the process of forming the light receiving window 16 and forming the pattern (outer peripheral shape) of the lower metal electrode 12 (second photomechanical process). .

【0013】このような構成の光電変換素子では、光電
変換層13,上部透明導電膜14,上部金属電極15
は、各々の周囲が同一の写真製版工程によりパターニン
グされて形成されるので、これらの各部分に対するアラ
イメントマージンを考慮する必要がなくなり、従来より
も少ない写真製版工程で精度良く作製される。上部透明
導電膜14のパターンと上部金属電極15のパターンの
少なくとも一部を上部透明導電膜14の膜厚の2倍以内
の寸法誤差で一致させ、光電変換層13のパターンと上
部透明導電膜14のパターンの全てを光電変換層の膜厚
の2倍以内の寸法誤差で一致させるようにすることは、
上部透明導電膜14の膜厚が通常1000Å以下であ
り、光電変換層13の膜厚が通常1μm以下であるの
で、従来の方法ではアライメントマージンを考慮しなけ
ればならないため実現不可能であるが、本発明によれば
同一の写真製版工程によりパターニングすることにより
容易に実現することができる。
In the photoelectric conversion element having such a structure, the photoelectric conversion layer 13, the upper transparent conductive film 14, the upper metal electrode 15 are formed.
Since each periphery is formed by patterning in the same photolithography process, it is not necessary to consider the alignment margin for each of these portions, and the photolithography process can be accurately performed with fewer photolithography processes than in the past. At least a part of the pattern of the upper transparent conductive film 14 and the pattern of the upper metal electrode 15 are matched with each other with a dimensional error within twice the film thickness of the upper transparent conductive film 14, and the pattern of the photoelectric conversion layer 13 and the upper transparent conductive film 14 are matched. It is necessary to match all of the patterns with the dimensional error within twice the film thickness of the photoelectric conversion layer,
Since the film thickness of the upper transparent conductive film 14 is usually 1000 Å or less and the film thickness of the photoelectric conversion layer 13 is usually 1 μm or less, it is not possible to realize the conventional method because the alignment margin must be taken into consideration. According to the present invention, it can be easily realized by patterning in the same photolithography process.

【0014】また、本発明では、受光窓16,すなわち
受光部は、上部金属電極15をパターニングすることに
よってのみ決定されるので、受光部面積のばらつきの小
さい光電変換素子を実現することができる。
Further, in the present invention, since the light receiving window 16, that is, the light receiving portion is determined only by patterning the upper metal electrode 15, it is possible to realize a photoelectric conversion element having a small variation in the light receiving portion area.

【0015】なお、光電変換素子としての基本的動作
は、第1図に示した従来のものと同様であるが、上部透
明導電膜14側の電位を出力したり,リセットしたりす
る場合に、上部透明導電膜の周囲がより抵抗の低い上部
金属電極15で囲まれているので、高速リセットする際
には有利である。
The basic operation of the photoelectric conversion element is the same as that of the conventional one shown in FIG. 1, except that the potential on the upper transparent conductive film 14 side is output or reset. Since the periphery of the upper transparent conductive film is surrounded by the upper metal electrode 15 having a lower resistance, it is advantageous for high-speed reset.

【0016】図2(a)乃至(c)は図1(a),
(b)の光電変換素子の製造工程例を示す図である。こ
の製造例では、先づ、ガラスの絶縁基板11上に下部金
属電極12となるCrをスパッタリングにより約100
0Å堆積し、その上に光電変換層13となるアモルファ
スシリコン(a−Si)をプラズマCVDにより約80
00Å堆積し、その上に上部透明導電膜14となるIT
Oをスパッタリングにより約700Å堆積し、さらにそ
の上に上部金属電極15となるCrをスパッタリングに
より約500Å堆積する(図2(a))。ここで、光電
変換層13となるa−Siは、その上部に、P型不純物
としてボロンをドープした約500Åの層を有してい
る。
2 (a) to 2 (c) are shown in FIG. 1 (a),
It is a figure which shows the manufacturing process example of the photoelectric conversion element of (b). In this manufacturing example, first, Cr, which will become the lower metal electrode 12, is sputtered on the glass insulating substrate 11 to about 100.
Amorphous silicon (a-Si) which is to be the photoelectric conversion layer 13 is deposited to a thickness of 0 Å by plasma CVD to about 80
IT which is deposited as 00Å and becomes the upper transparent conductive film 14 thereon
About 700 Å of O is deposited by sputtering, and about 500 Å of Cr to be the upper metal electrode 15 is further deposited thereon by sputtering (FIG. 2 (a)). Here, the a-Si to be the photoelectric conversion layer 13 has a layer of about 500 Å doped with boron as a P-type impurity on the upper part thereof.

【0017】続いて、上部金属電極15となるCrと、
上部透明導電膜14となるITOと、光電変換層13と
なるアモルファスシリコン(a−Si)とを一回の写真
製版工程により、所定の形状にパターニングする(図2
(b))。
Then, Cr, which becomes the upper metal electrode 15,
The ITO serving as the upper transparent conductive film 14 and the amorphous silicon (a-Si) serving as the photoelectric conversion layer 13 are patterned into a predetermined shape by a single photolithography process (FIG. 2).
(B)).

【0018】さらに、下部金属電極12となるCrと、
上部金属電極15となるCr内部の受光窓16とを一回
の写真製版工程により、所定の形状にパターニングする
(図2(c))。これにより、図1(a),(b)の光
電変換素子を形成することができる。
Further, Cr which becomes the lower metal electrode 12,
The light receiving window 16 inside Cr which becomes the upper metal electrode 15 is patterned into a predetermined shape by a single photolithography process (FIG. 2C). As a result, the photoelectric conversion element shown in FIGS. 1A and 1B can be formed.

【0019】図1(a),(b)の光電変換素子は、通
常はAl等の外部引出電極によって、他の駆動素子に接
続される。図3は、図1(a),(b)の光電変換素子
にさらに外部引出電極を設けた構成例を示す図(断面
図)である。図3の例では、図1(a),(b)の光電
変換素子上に絶縁膜17を形成し、この絶縁膜17にコ
ンタクトホールを形成した後、Al等の外部引出電極1
8をスパッタリング等により堆積し、さらにこれを写真
製版工程によりパターニングしたものとなっており、こ
の外部引出電極18により他の素子との接続がなされ
る。
The photoelectric conversion element shown in FIGS. 1A and 1B is usually connected to another driving element by an external extraction electrode such as Al. FIG. 3 is a diagram (cross-sectional view) showing a configuration example in which the photoelectric conversion element of FIGS. 1A and 1B is further provided with an external extraction electrode. In the example of FIG. 3, an insulating film 17 is formed on the photoelectric conversion elements of FIGS. 1A and 1B, a contact hole is formed in the insulating film 17, and then the external extraction electrode 1 such as Al is formed.
8 is deposited by sputtering or the like, and is further patterned by a photoengraving process. This external extraction electrode 18 is used to connect to other elements.

【0020】図4(a),(b),図5(a),
(b),図6(a),(b)はそれぞれ本発明に係る光
電変換素子の他の実施例の平面図,断面図である。図1
(a),(b)に示した光電変換素子は、受光窓16の
周囲4辺全てが上部金属電極15により規定されたもの
となっており、この場合、受光窓16は上部金属電極1
5の内側に形成されているが、図4(a),(b)の例
では、受光窓16の周囲4辺R1乃至R4のうち、3辺
R1,R2,R3だけが上部金属電極15により規定さ
れたものとなっている。また、図5(a),(b)の例
では、受光窓16の周囲4辺R1乃至R4のうち、2辺
R2,R4だけが上部金属電極15により規定されたも
のとなっている。また、図6(a),(b)の例では、
受光窓16の周囲4辺R1乃至R4のうち、1辺R2だ
けが上部金属電極15により規定されたものとなってい
る。すなわち、図4(a),(b),図5(a),
(b),図6(a),(b)の例では、受光窓16は、
上部金属電極15の外側にも形成されるが、この場合で
あっても、受光窓16は、1回の写真製版工程によって
作成されるので、図1(a),(b)の場合と同様に、
従来に比べ、面積のばらつきを小さくすることができ
る。
4 (a), (b), FIG. 5 (a),
6B, FIG. 6A, and FIG. 6B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, of another embodiment of the photoelectric conversion element according to the present invention. Figure 1
In the photoelectric conversion elements shown in (a) and (b), all four sides of the light receiving window 16 are defined by the upper metal electrode 15. In this case, the light receiving window 16 is defined by the upper metal electrode 1.
Although it is formed inside 5, in the example of FIGS. 4A and 4B, among the four sides R1 to R4 around the light receiving window 16, only three sides R1, R2 and R3 are formed by the upper metal electrode 15. It has been prescribed. In the example of FIGS. 5A and 5B, only the two sides R2 and R4 of the four sides R1 to R4 around the light receiving window 16 are defined by the upper metal electrode 15. Further, in the example of FIGS. 6A and 6B,
Of the four sides R1 to R4 around the light receiving window 16, only one side R2 is defined by the upper metal electrode 15. That is, FIG. 4 (a), (b), FIG. 5 (a),
In the example of (b), FIG. 6 (a), and (b), the light receiving window 16 is
Although it is also formed on the outer side of the upper metal electrode 15, even in this case, the light receiving window 16 is formed by one photoengraving process, and therefore, similar to the case of FIGS. 1A and 1B. To
The variation in area can be reduced as compared with the conventional case.

【0021】図7は図1(a),(b),または図3の
光電変換素子を用いた一次元アレイの構成例を示す図で
ある。図7の一次元アレイは、図1(a),(b)また
は図3の光電変換素子を複数個C1乃至Cn、一次元の
アレイ状に配列して構成されている。この場合、各光電
変換素子C1乃至CnのCrからなる下部金属電極12
は、コンタクトホ−ル20を介して各光電変換素子ごと
の個別電極22に接続され、また、上部金属電極15
は、コンタクトホール19を介して共通電極21に接続
されている。
FIG. 7 is a diagram showing a structural example of a one-dimensional array using the photoelectric conversion elements shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) or 3. The one-dimensional array of FIG. 7 is configured by arranging a plurality of the photoelectric conversion elements of FIGS. 1A, 1B or 3 in a one-dimensional array C1 to Cn. In this case, the lower metal electrode 12 made of Cr of each photoelectric conversion element C1 to Cn
Is connected to the individual electrode 22 for each photoelectric conversion element through the contact hole 20, and the upper metal electrode 15
Are connected to the common electrode 21 through the contact holes 19.

【0022】また、図8は図5(a),(b)の光電変
換素子を用いた一次元アレイの構成例を示す図である。
図8の一次元アレイは、図5(a),(b)の光電変換
素子を複数個D1乃至Dn、一次元のアレイ状に配列し
て構成されている。この場合、各光電変換素子C1乃至
CnのCrからなる下部金属電極12は、共通電極とな
り、また、上部金属電極15は、コンタクトホール19
を介して個別電極22に接続されており、非常に簡単な
レイアウトとなっている。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the structure of a one-dimensional array using the photoelectric conversion elements of FIGS. 5 (a) and 5 (b).
The one-dimensional array shown in FIG. 8 is configured by arranging a plurality of photoelectric conversion elements shown in FIGS. 5A and 5B in a one-dimensional array form. In this case, the lower metal electrode 12 made of Cr of each of the photoelectric conversion elements C1 to Cn serves as a common electrode, and the upper metal electrode 15 serves as the contact hole 19
It is connected to the individual electrode 22 via the and has a very simple layout.

【0023】本願の発明者は、実際に、図2(a)乃至
(c)に示す製造工程で光電変換素子を作製した。その
結果、パターン最小寸法が5μmの光電変換素子を得る
ことができた。また、図9(a),(b)に示した従来
の光電変換素子の製造においては、全体で2μm程度の
アライメントマージンを考慮する必要であったのに対し
て、図1(a),(b)の光電変換素子の製造において
は、アライメントマージンを考慮する必要をなくすこと
ができた。また、従来では、図10(a)乃至(e)の
ように、4回の写真製版工程を必要としていたが、本発
明では、図2(a)乃至(c)のように、2回の写真製
版工程だけで光電変換素子を形成でき、製造工程を簡略
化することができた。なお、2回のパターニングのいず
れにおいても、フォトレジストにはポジ型のOFPR−
800(東京応化製)を用いた。また、Crは硝酸セリ
ウム系,ITOは塩酸系のエッチング液を用いてパター
ニングし、アモルファスシリコン(a−Si)はCF4
系のガスを用いたドライエッチングによりパターニング
した。さらに、図7に示すような構造の約25mmの長さ
の一次元アレイを作成し、各画素に対し受光部の面積の
ばらつきを評価したところ、従来は約10%であったの
が、本発明のものでは受光部の面積のばらつきは約5%
程度であり、受光部の面積の精度を向上させることがで
きた。
The inventor of the present application actually manufactured the photoelectric conversion element by the manufacturing process shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c). As a result, a photoelectric conversion element having a pattern minimum dimension of 5 μm could be obtained. In addition, in manufacturing the conventional photoelectric conversion element shown in FIGS. 9A and 9B, it is necessary to consider an alignment margin of about 2 μm as a whole, whereas in FIGS. In manufacturing the photoelectric conversion element of b), it was possible to eliminate the need to consider the alignment margin. Further, conventionally, four photoengraving steps were required as shown in FIGS. 10A to 10E, but in the present invention, two photoengraving steps were performed as shown in FIGS. 2A to 2C. The photoelectric conversion element could be formed only by the photoengraving process, and the manufacturing process could be simplified. In both of the two patterning processes, the positive type OFPR- was used as the photoresist.
800 (manufactured by Tokyo Ohka) was used. Further, Cr is patterned using a cerium nitrate-based etching solution, and ITO is patterned using a hydrochloric acid-based etching solution, and amorphous silicon (a-Si) is CF4.
Patterning was performed by dry etching using a system gas. Furthermore, when a one-dimensional array having a structure of about 25 mm in length as shown in FIG. 7 was created and the variation in the area of the light receiving part for each pixel was evaluated, it was about 10% in the past. In the case of the invention, the variation in the area of the light receiving part is about 5%.
However, the accuracy of the area of the light receiving portion could be improved.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上に説明したように請求項1,2記載
の発明によれば、光電変換層,上部透明導電膜,上部金
属電極の外周形状が所定の寸法誤差内でほぼ同一のもの
に形成されているので、素子の微細化に非常に有利であ
り、素子の特性等のばらつきを低減することができる。
As described above, according to the first and second aspects of the invention, the outer peripheral shapes of the photoelectric conversion layer, the upper transparent conductive film and the upper metal electrode are substantially the same within a predetermined dimensional error. Since it is formed, it is very advantageous for miniaturization of the element and it is possible to reduce variations in the characteristics of the element.

【0025】また、請求項3記載の発明によれば、さら
に、受光部形状の少なくとも一部が上部金属電極をパタ
ーニングすることにより形成されているので、この光電
変換素子を例えばライン状あるいはマトリックス状に配
置したアレイを構成するような場合に受光部の面積の画
素ごとのばらつきを小さくすることができる。
Further, according to the invention of claim 3, since at least a part of the shape of the light receiving portion is formed by patterning the upper metal electrode, the photoelectric conversion element is formed in, for example, a line shape or a matrix shape. It is possible to reduce the variation in the area of the light receiving unit for each pixel in the case of configuring the array arranged in.

【0026】また、請求項4記載の発明によれば、光電
変換層,上部透明導電膜,上部金属電極の外周形状を同
一の写真製版により形成する工程と、受光部形状の少な
くとも一部を上部金属電極に写真製版により形成する工
程とを有しているので、従来に比べて工程数を少なくす
ることができ、簡単な工程で、微細化に有利で、かつ受
光部の面積のばらつきの少ない光電変換素子を得ること
ができる。
According to a fourth aspect of the invention, the step of forming the outer peripheral shapes of the photoelectric conversion layer, the upper transparent conductive film and the upper metal electrode by the same photolithography, and at least part of the shape of the light receiving portion Since it has a step of forming on the metal electrode by photolithography, the number of steps can be reduced as compared with the conventional one, it is a simple step, advantageous for miniaturization, and there is little variation in the area of the light receiving part. A photoelectric conversion element can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a),(b)は本発明に係る光電変換素子の
一実施例の平面図,断面図である。
1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view of an embodiment of a photoelectric conversion element according to the present invention.

【図2】(a)乃至(c)は図1(a),(b)の光電
変換素子の製造工程例を示す図である。
2A to 2C are diagrams showing an example of a manufacturing process of the photoelectric conversion element of FIGS. 1A and 1B.

【図3】図1(a),(b)の光電変換素子にさらに外
部引出電極を設けた構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example in which an external extraction electrode is further provided to the photoelectric conversion element of FIGS. 1 (a) and 1 (b).

【図4】(a),(b)は本発明に係る光電変換素子の
他の実施例の平面図,断面図である。
4 (a) and 4 (b) are a plan view and a sectional view of another embodiment of the photoelectric conversion element according to the present invention.

【図5】(a),(b)は本発明に係る光電変換素子の
他の実施例の平面図,断面図である。
5 (a) and 5 (b) are a plan view and a sectional view of another embodiment of the photoelectric conversion element according to the present invention.

【図6】(a),(b)は本発明に係る光電変換素子の
他の実施例の平面図,断面図である。
6 (a) and 6 (b) are a plan view and a sectional view of another embodiment of the photoelectric conversion element according to the present invention.

【図7】図1(a),(b)または図3の光電変換素子
を用いた一次元アレイの構成例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a one-dimensional array using the photoelectric conversion element of FIG. 1 (a), (b) or FIG.

【図8】図5(a),(b)の光電変換素子を用いた一
次元アレイの構成例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a one-dimensional array using the photoelectric conversion elements of FIGS. 5 (a) and 5 (b).

【図9】(a),(b)は従来の光電変換素子の平面
図,断面図である。
9A and 9B are a plan view and a sectional view of a conventional photoelectric conversion element.

【図10】(a)乃至(e)は図9(a),(b)の光
電変換素子の製造工程例を示す図である。
10A to 10E are diagrams showing an example of a manufacturing process of the photoelectric conversion element of FIGS. 9A and 9B.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 絶縁基板 12 下部金属電極 13 光電変換層 14 上部透明導電膜 15 上部金属電極 16 受光窓 11 Insulating substrate 12 Lower metal electrode 13 Photoelectric conversion layer 14 Upper transparent conductive film 15 Upper metal electrode 16 Light receiving window

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下部金属電極,光電変換層,上部透明導
電膜,上部金属電極が順次に積層されて形成された光電
変換素子において、光電変換層,上部透明導電膜,上部
金属電極の外周形状が所定の寸法誤差内でほぼ同一のも
のに形成されていることを特徴とする光電変換素子。
1. A photoelectric conversion device comprising a lower metal electrode, a photoelectric conversion layer, an upper transparent conductive film, and an upper metal electrode, which are sequentially stacked, and a peripheral shape of the photoelectric conversion layer, the upper transparent conductive film, and the upper metal electrode. Are formed to be substantially the same within a predetermined dimensional error.
【請求項2】 請求項1記載の光電変換素子において、
上部透明導電膜の外周形状と上部金属電極の外周形状と
が上部透明導電膜の膜厚の2倍以内の寸法誤差で一致
し、光電変換層の外周形状と上部透明導電膜の外周形状
とが光電変換層の膜厚の2倍以内の寸法誤差で一致して
いることを特徴とする光電変換素子。
2. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein
The outer peripheral shape of the upper transparent conductive film and the outer peripheral shape of the upper metal electrode coincide with each other with a dimensional error within twice the film thickness of the upper transparent conductive film, and the outer peripheral shape of the photoelectric conversion layer and the outer peripheral conductive film are A photoelectric conversion element having a dimensional error within twice the film thickness of the photoelectric conversion layer.
【請求項3】 請求項1記載の光電変換装置において、
さらに、受光部形状の少なくとも一部が上部金属電極を
パターニングすることにより形成されていることを特徴
とする光電変換素子。
3. The photoelectric conversion device according to claim 1,
Further, the photoelectric conversion element is characterized in that at least a part of the shape of the light receiving portion is formed by patterning the upper metal electrode.
【請求項4】 光電変換層,上部透明導電膜,上部金属
電極の外周形状を、同一の写真製版により形成する工程
と、受光部形状の少なくとも一部を上部金属電極に写真
製版により形成する工程とを有していることを特徴とす
る光電変換素子の製造方法。
4. A step of forming the outer peripheral shapes of the photoelectric conversion layer, the upper transparent conductive film, and the upper metal electrode by the same photolithography, and a step of forming at least a part of the shape of the light receiving portion on the upper metal electrode by the photolithography. A method for manufacturing a photoelectric conversion element, comprising:
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