(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に、少なくとも下部電極と光電変換層と上部電極とを積層し光電変換素子を形成する光電変換素子形成工程と、
前記光電変換素子の表面をパッシベーション膜で被覆する被覆工程と、
温度４０℃以上、湿度５０％以上の高温、高湿度環境下で通電駆動し、前記光電変換層中の異物の下に位置する下部電極表面に酸化膜を形成するエージング工程と
を含み、
絶縁性基板上に光電変換素子を配列してなる原稿読取り装置の製造方法。
【請求項２】
絶縁性基板上に、順次積層せしめられた下部電極と光電変換層と上部電極とからなる光電変換素子が配列せしめられ、さらにその上層がパッシベーション膜で被覆せしめられた原稿読取り装置において、
光電変換層中の異物の下に位置する下部電極表面には、温度４０℃以上、湿度５０％以上の高温、高湿度環境下で通電駆動することによって形成された酸化膜を具備してなることを特徴とする原稿読取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿読取り装置およびその製造方法に係り、特にＦＡＸやＯＣＲなどにおける光電変換部に用いられる光電変換素子を用いた原稿読取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＡＸやＯＣＲなどに用いられる原稿読取り装置として、１列に光電変換素子を配列してなる一次元イメージセンサ（アモルファスセンサ）が知られている。
【０００３】
特に、金融市場において金種の識別などに用いられるイメージセンサは、１〜３．３ｄｐｍと粗密度であるため、ＦＡＸやスキャナーなどに用いられる８〜１６ｄｐｍの高密度センサと比較し、約１０〜１００倍の受光面積をもつ。このため高速・高感度という特徴をもつ一方で、異物の影響を受け易いという弱点をも有している。
【０００４】
すなわち受光部の画素が大きいために製造工程中の微小な異物による欠陥の発生率も、当初は通常のＦＡＸ用センサと比較して３〜１０倍と大きく、不良率で６０〜８０％あり、工程内での異物対策や洗浄などにより、これらの不良は抑制できたが、完全とはいえず、３０％程度の不良は避けられない状況であった。
【０００５】
ところで、このような光電変換素子においては、順次、薄膜形成およびパターニングの繰り返しによって、順次電極パターンなどが積層されるが、このような工程の中で図８に示すように、パーティクルが混入し、クラックやピンホールなどを形成し、ダイオード特性を著しく劣化させ、不良を発生させて歩留まりを低下させることになるなどの問題があった。
【０００６】
そこで図９に示すように第１の金属層Ｍ１および半導体層３Ａの形成後、第２の金属層Ｍ２の形成に先立ち、第１の金属層のエッチング液に浸漬することにより、ピンホールに起因して半導体層から露呈する第１の金属層Ｍ１をエッチング除去し、第１および第２の金属層Ｍ１，Ｍ２の短絡を防ぐという方法が提案されている（特開平１−１０１６６３号）。
【０００７】
また、図１０に示すように絶縁基板１１上の第１の導電層１２上に中間層１３を形成し、第１の導電層１２を陽極酸化し、中間層１３のウィークポイント１３ａ上に酸化金属部１４を形成し、この後中間層１３上に第２導電層１５を形成し、上下の導電層すなわち第１および第２の導電層が導通するのを低減する方法（特開平４−２１７３７８号）も提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法は、いずれも光電変換素子の製造工程中に実行しなければならない方法であり、完成後に、修復することはできないものであった。
【０００９】
そこで、本発明は、光電変換膜中に混入する異物によるクラック、ピンホールなどがあっても、光電変換素子のダイオード特性を劣化させないようにする方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、絶縁性基板上に、少なくとも下部電極と光電変換層と上部電極とを積層し光電変換素子を形成する光電変換素子形成工程と、前記光電変換素子の表面をパッシベーション膜で被覆する被覆工程と、温度４０℃以上、湿度５０％以上の高温、高湿度環境下で通電駆動し、前記光電変換層中の異物の下に位置する下部電極表面に酸化膜を形成するエージング工程とを含み、絶縁性基板上に光電変換素子を配列してなることにある。
【００１１】
また本発明の第２の特徴は、絶縁性基板上に、順次積層せしめられた下部電極と光電変換層と上部電極とからなる光電変換素子が配列せしめられ、さらにその上層がパッシベーション膜で被覆せしめられた原稿読取り装置において、光電変換層中の異物の下に位置する下部電極表面には、温度４０℃以上、湿度５０％以上の高温、高湿度環境下で通電駆動することによって形成された酸化膜を具備してなることを特徴とする。
【００１２】
望ましくは前記高温高湿度環境での通電駆動工程は、２４時間以上続行する工程であることを特徴とする。
【００１３】
また、望ましくは，前記高温高湿度環境での通電駆動工程は、温度４０℃〜８５℃、湿度５０％以上で、２４時間以上通電駆動する工程であることを特徴とする。
さらに望ましくは８４時間程度である。
【００１４】
また、望ましくは前記高温高湿度環境は、温度６０℃以上、湿度５０％以上であることを特徴とする。
さらに望ましくは、温度６０℃、湿度９０％、時間８４時間であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の方法では、光電変換素子を形成した後、使用に先立ち、４０℃，５０％以上の高温高湿度環境下で所定時間通電駆動することにより、クラック部分を通じて水分が侵入し、異物下の下部電極表面に酸化膜が形成され、この酸化膜が電流通路を遮断することになり、上部電極と下部電極との短絡を防ぐことができる。
【００１６】
ここで、高温高湿度環境下での通電駆動を２４時間以上続行することにより、十分に酸化膜が形成される。
【００１７】
また、通電駆動に際し、温度４０℃〜８５℃、湿度５０％以上で、２４時間以上とすることにより、さらに十分に酸化膜を形成することができ、歩留まりが向上する。ここで温度が４０℃よりも低いと、酸化膜ができにくく、８５℃を越えると、下部電極が浸蝕されて劣化する。
【００１８】
さらに望ましくは駆動通電時間を８４時間程度とすることにより、さらに十分に酸化膜を形成することができ、歩留まりが向上する。
【００１９】
また、望ましくは前記高温高湿度環境を、温度６０℃以上、湿度５０％以上とすることにより、より酸化膜が形成され易くなる。
【００２０】
さらに望ましくは、温度６０℃以上、湿度９０％以上、８４時間以上とすることにより、より酸化膜が形成され易くなる。
【００２１】
通常の使用においては、常温で用いられ、特に機械の仕様では温度管理下におかれ、常に温度制御のなされた場所で用いられる。特別に、そうでない場合があったとしても、夏季において高温となる場合でも４０℃を越えることはない。本発明では、使用に先立ちあらかじめ、４０℃、５０％以上の高温高湿雰囲気中で通電駆動を行い、異物に起因するクラックなどがある場合これを通して水分を侵入せしめ異物の下に酸化膜を形成して絶縁化しておくことにより、短絡を防いででいる。
【００２２】
また本発明のエージング処理を行っておけば、後に過酷な温度条件下におかれた場合にも、酸化膜で覆われているため、リークが発生することもない。
【００２３】
さらに温度、湿度、通電時間の効果を調べるために、他の条件は一定にしてそれぞれ温度、湿度、通電時間を変化させた場合のイメージセンサ１本あたりの暗出力リーク発生数（ｂｉｔ）を図１１に示す。ここでは直交実験を行った。まず湿度９０％と２０％のものをそれぞれ２本用意し、これらそれぞれに対し時間２４時間と８４時間としこれら４本を１組として２組用意し、１組を２０℃でエージングする１方、同じように、もう１組を６０℃でエージングしたもののリーク不良発生数を測定した結果を示す。この図からあきらかなように、２０℃から６０℃にすることにより大幅に不良発生数が減少していることがわかる。
また同様に温度６０℃と２０℃のものをそれぞれ２本用意し、これらそれぞれに対し、時間２４時間と８４時間としこれら４本を１組として２組用意し、１組をのものをそれぞれ２本づつ湿度９０％でエージングする一方、同じように、もう１組を湿度２０％でエージングしたもののリーク不良発生数を測定した結果を示す。この図からあきらかなように、湿度を９０％から２０％にすることにより大幅に不良発生数が減少していることがわかる。
また同様に温度６０℃と２０℃のものをそれぞれ２本用意し、これらそれぞれに対し、湿度９０％と２０％としこれら４本を１組として２組用意し、１組を時間２４時間でエージングする１方、同じように、もう１組を８４時間でエージングしたもののリーク不良発生数を測定した結果を示す。この図からあきらかなように、湿度を９０％から２０％にすることにより大幅に不良発生数が減少していることがわかる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１および図２は、本発明実施例の密着型イメ―ジセンサを示す図である。
（図１は図２の、Ａ−Ａ断面図である。）
この密着型イメ―ジセンサは、下部電極側を共通電極としたもので、絶縁性のガラス基板１上に、帯状をなして一体的に形成されたクロム層からなる下部電極２と、帯状に形成された水素化アモルファスシリコン層からなる光電変換層３とさらにこの上層に同様に帯状に分割形成せしめられた酸化インジウム錫層からなる上部電極４とからなるｎ個のサンドイッチ構造の光電変換素子Ｐ１  ……Ｐｎ  が７５０μｍ  の間隔で１列に２５６個並設された受光部を構成すると共に，各光電変換素子は配線部（図示せず）を介して駆動回路部（図示せず）に接続されてなり、この上層を覆うように塗布によって形成されたシリコン樹脂からなるパッシベーション膜５を形成してなるものである。そして図３に拡大図を示すように光電変換層３内に異物６（直径２〜３μｍ  ）が混入し、この異物６に起因するクラック７が形成されており、この異物６下の下部電極表面に酸化膜８が形成されることにより、上部電極と下部電極とが短絡することがないように形成されたことを特徴とする。
【００２５】
次に、この密着型イメ―ジセンサの製造方法について説明する。
【００２６】
まず、図４（ａ）  に示す如く、ガラス基板１上にスパッタリング法により膜厚約１００ｎｍのクロム層を成膜し、これをパタ―ニングし、分割電極としての下部電極２を形成する。
【００２７】
次いで、図４（ｂ）  に示すごとく、プラズマＣＶＤ法により膜厚約２μｍ  の水素化アモルファスシリコン層３を堆積する。このときの堆積条件は、シラン（ＳｉＨ４  ）ガスを原料ガスとし、流量２０〜５０ＳＣＣＭ、圧力０．２〜０．５Ｔｏｒｒ、基板温度１５０〜２５０℃、ＲＦパワ―２０〜５０ｍＷ／ｃｍ２  、３０〜６０分とする。
【００２８】
続いて、図４（ｃ）  に示す如く、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により膜厚約８０ｎｍの酸化インジウム錫層を成膜した後、レジストＲを塗布しフォトリソエッチング法によりパタ―ニングし、透光性電極４を帯状に形成する。
【００２９】
このようにして形成された密着型イメ―ジセンサの各素子の出力は上部電極および下部電極あるいは読出し配線などで形成されるコンデンサーに蓄積され、外部の読みだしアンプにて電圧として取り出される。このときの暗出力の特性を図５（ａ）  に示す。この図からわかるように２か所ほどリーク出力を発生している部分がある。図中点線は暗出力良否判定基準を表すものとする。
【００３０】
そしてレジストＲを剥離した後、パッシベーション膜５として膜厚約２０μｍ  のシリコン樹脂を塗布する。この膜は、鉛筆硬度Ｆであった。
【００３１】
このようにして密着型イメージセンサを形成した後、７０℃、９０％の高温高湿雰囲気中で８４時間、１ＭＨｚ  ５Ｖの電圧印加を行う。
【００３２】
このようにして形成された密着型イメ―ジセンサの各素子に接続された上記読みだしアンプの暗出力の特性を図５（ｂ）  に示す。この結果、高温高湿雰囲気中での通電前には２か所ほどリーク箇所があったのに対し、通電後にはリーク箇所はなくなっており、暗電流が少なくなっていることが確認された。
【００３３】
このように本発明の方法によれば、高温高湿環境での通電前には不良と判定され、従来では改善不能として廃棄するだけであったものを、良品として復活させることができる。
【００３４】
ここで確認のために、異物の下周辺部の下部電極２の特性Ｘ線スペクトルを検出した結果を図６に示す。このスペクトルから、０．０５ｅＶ付近に酸素とクロムのピークがみられ酸化物の存在が確認され、異物の下周辺部の下部電極２表面には酸化クロム膜が形成されていることがわかる。この酸化クロム膜はリーク導通路からの空気と、上部電極から供給される電界により酸化条件が最適化され、湿度などによる溶解が発生しない良好なＣｒ酸化膜が得られる。このＣｒ酸化膜は絶縁性、耐候性に優れた陽極酸化膜であり、３価の価数をもつ。
【００３５】
このように製造後高温高湿条件で通電駆動しておくことにより、クラックを通して水分が侵入して酸化膜が形成されリーク電流を低減し、信頼性の高いイメージセンサを得ることが可能となる。そしてこのようにしてエージング処理のなされたイメージセンサを４０℃９０％の高温高湿雰囲気中で、放置し、特性を測定した。その結果を図７に示す。図７から明らかなように、１６時間経過後、２４時間経過後、４０時間経過後、４８時間経過後も依然として、リーク電流は判定基準ライン（５ｍＶ）よりも低いものであった。
【００３６】
確認のために高温高湿条件および時間を変化させて、同様の測定を行った。  表１に６０℃と４０℃と２５℃の場合について湿度３０％Ｒｈ，５０％Ｒｈ，９０％Ｒｈで２４時間通電した後の２５６ビット中の欠陥発生ビット数を示す。
【００３７】
0003562077.tif 000002
0003562077.tif 000003
この表から、２５℃〜７０℃、湿度５０％以上、２４時間以上通電することによって、良品となるという効果が確認できたが、効果が特に顕著となるのは６０℃以上、湿度５０％以上、２４時間以上であった。
【００３８】
このように本発明の方法によれば、素子完成後に、不良を検出した場合にも、高温高湿雰囲気下での通電を行うだけで、不良をなくし、信頼性の高いイメージセンサを得ることが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、製造後、捨てるだけであった不良品を修復することができ、歩留まりを改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の密着型イメージセンサの平面図
【図２】同密着型イメージセンサのＡ−Ａ断面図
【図３】同密着型イメージセンサの要部拡大図
【図４】同密着型イメージセンサの製造工程説明図
【図５】エージング前と後の同密着型イメージセンサのＩ−Ｖ特性を示す比較図
【図６】エージング後の下部電極の特性Ｘ線スペクトルを示す図
【図７】エージング後の特性と時間との関係を示す図
【図８】従来例の光電変換素子を示す図
【図９】従来例の光電変換素子の製造工程を示す図
【図１０】従来例の光電変換素子の製造工程を示す図
【図１１】本発明の効果を調べるための直交実験による測定結果を示す図
【符号の説明】
１  絶縁性基板
２  下部電極
３  光電変換層
４  上部電極
５  パッシベーション膜
６  異物
７  クラック
８  酸化膜
【図１】
0003562077.tif 000004
【図２】
0003562077.tif 000005
【図３】
0003562077.tif 000006
【図４】
0003562077.tif 000007
【図５】
0003562077.tif 000008
【図６】
0003562077.tif 000009
【図７】
0003562077.tif 000010
【図８】
0003562077.tif 000011
【図９】
0003562077.tif 000012
【図１０】
0003562077.tif 000013
【図１１】
0003562077.tif 000014