JPH01120864A - イメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイメージセンサに係シ、特に高解像度を有する
完全密着型イメージセンサの構造に関する０ 〔従来の技術〕 近年、７アクシきり、イメージリーダなどの画像読取装
置にかける画像読取素子の受光部としてイメージセンサ
の開発が活発に行われている。

イメージセンサは原稿を縮小して読取る縮小レンズ系と
ＣＯＤの組合わせによる縮小型イメージセンサと、読取
シ画像を原稿と等寸のライン状のセンナ部に結像させる
セルフォック系を用いた密着型イメージセンサに大別さ
れる。そして画像読取シ速度１画質の向上とともに装置
の小型化・低価格化を図るためには、セルフォックレン
ズ等ヲ用い、大面積の成膜が可能な非晶質半導体を光電
変換膜として用いた密着型イメージセンサが特に有用で
ある。

第５図に正立等倍のセルフォックレンズアレイを使用し
た密着型イメージセンサの一例を示す。

第５図は該イメージセンサの断面図であって。

ガラス基板５１上に透明導電膜５３を介して、共通電極
５２となる金属膜と個別電極５５となる金属膜の間にプ
ラズマＣＶＤ法による非晶質シリコン層（以下ａ−８ｉ
層という）５４を設けて光電変換素子（センナ部）とし
て用いるものである。ＬＥＤアレイ５９を光源として入
射した光は、原稿５８の面で反射した後セルフォックレ
ンズアレイ５６で収束され共通電極５２に設けた受光窓
５２−１で受光する。受光窓５２−１以外は共通電極５
２によって完全に遮光されているので、読取シ画像の分
解紙は高いものが得られる。

ところが、上記第５図に示す如き密着型イメージセンサ
においても、読取対象物である原稿とセンサ部との間に
はレンズ系が存在し、装置の小型化、低価格化さらに解
像度の向上にも障害となりていた。

そこで原稿とセンサ部の間にレンズ系の存在しない完全
密着型イメ−ジセンサが提案されている（例えばＰｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　
ＲｅｃｅｎｔＰｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ａｍｏｒｐｈｏ
ｕｓ　５ｉｌｉｃｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ｐ　５３〜５
６．　Ｍａｙ　２４　ｔｈ　１９８５　ｉｎ　０ｓａｋ
ａ、　　参照）。第６図にその一例を示す。第６図（ａ
）はこの完全密着型イメージセンサの平面図、第６図（
ｂ）は同図（ａ）のａａ’線に沿りた断面図、である。

第６図において、ガラス基板６１の片面に光電変換素子
列（センサ部）を形成し、センサ部は透明保護層６６を
介して原稿６８の面に密着する。

各センサ部の基本的な構造は第５図に示した密着型イメ
ージセンサと同様のサンドイッチ構造であるが、各素子
中には共通電極６２．透明導電膜６３及びａ−８ｉ層６
４を貫通した導光窓６７が設けられていることが特徴で
ある。

ガラス基板６１のセンナ部と反対面上に配置されたＬＥ
Ｄアレイ６９から発する光は、導光窓６７を通過して原
稿６８の面に到達して反射し、その反射光が透明保護膜
６６、透明導電膜６３を通ってａ−８ｉ層６４に入射す
る。

この構造にすることにより、隣接する素子には。

ごくわずかな迷光しか到達せず、受光部と導光窓６９を
１対１で対応させることによシ分解能の向上、さらには
装置の小型化、低価格化に寄与する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記の完全密着型イメージセンサにおいては、
読取対象物である原稿をセンサ部表面の透明保護膜６６
の表面に直接接触させて走査するために、セ／す部表面
の透明保護膜６６にキズが発生したシ、導光窓６７に対
応して形成される透明保護膜の凹部６６−１内にホコリ
等の異物が耐着し易い。このキズや異物の存在によシ光
源からの光が散乱するばかシでなく、原稿からの反射光
も散乱され、センサ部に入力する反射光の光強度の低下
や散乱光の検出々ど８／Ｎ比、ＭＴＦ（解像力）の低下
を招き、使用に伴って、センナ部の特性が大幅に劣化す
るという問題があった。

従って本発明の目的は完全密着型イメージセンサにおい
て、原稿と接触するセンサ表面に出来易いキズや異物の
影響を少なくシ、素子特性を劣化させない構造のイメー
ジセンサを提供するものである０ 〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため１本発明においては完全密着
型イメージセンサにおいて、受光部の透明保護膜の表面
に出来る凹部の外側部分に平面域を含む段差部を更に設
けることを特徴とするものである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図〜第４図によって説明する。

第１図は本発明の完全密着型イメージセンサの構造図で
あり、第１図（ａ）は平面図、第１図（ｂ）は同図（ａ
）のａａ’線に沿った断面図である。第２図は本発明の
イメージセンサの最適領域説明図。

第３図は各センナの特性比較図、第４図は本発明のセン
サの製造工程図である。

第１図及び第４図において、１はガラス基板。

２は共通電極、３は透明導電膜、４はａ−８ｉ層。

５は個別電極層、６は本発明の透明保護膜、７は導光窓
、８は原稿、９はＬＥＤアレイ、１０は構造構成層を各
々示す。

本実施例においては、ガラス基板１の片面に従来と同様
の例えばＣｒ層から成る共通電極２．光電変換作用をす
るａ−３ｉ層４１例えばＩＴＯ膜から成る透明導電膜３
がサンドイッチ構造となった光電変換素子に例えばＭ層
から成る個別電極５を設けてセンサ部とする。このセン
サ部のサンドイッチ型部分の所定位置にガラス基板に達
する導光窓７を設け、この導光窓７を含むセンサ部全体
に例えば酸窒化硅素から成る透明保護膜６を形成する。

本発明の特徴はこの透明保護膜６に少くとも２つのそれ
ぞれ表面域を有する段差部を設けたことにある。即ち３
個別電極５の形状から必然的に形成される表面域Ｂを有
する段差部７−１と１表面域Ｂの端部よシも外側に位置
する領域に表面域Ｃを有する段差部７−２とである。

透明保護膜６の外側の表面域Ａは原稿８と直接密着する
。ガラス基板１の背面に位置するＬＥＤアレイ９を光源
とする入射光は表面域りを有する導光窓７を通過し、原
稿面で反射する。反射光は透明保護膜６の表面域Ｂを受
光面としてセンサ部に入射する。

また２段差部７−２は第１図（ｂ）に示す如く表面域Ｂ
の外側に位置する個別電極５の端部に対応する位置に少
なくともその端部を有する表面域Ｃを有する。

本実施例の構造にすることにより、走査される原稿との
接触によつてセンサの透明保護膜６にキズが発生しても
、それは表面域人のみに限られ。

それによる各種散乱光は、その領域が受光部領域（表面
域Ｂ）よシ遠いために減衰したシ９個別電極５で反射さ
れ、ノイズとして受光されることはない。

また、透明保護膜６の原稿が接触する表面域Ａと受光面
として作用する表面域Ｂの間には段差７−２が存在し、
さらに距離的にも離れているため。

表面域Ｂが原稿８と接触することはなく９表面域Ｂの原
稿の接触等によるキズ発生を完全に防止することができ
る。

さらに表面域Ａと段差のある表面域Ｃの存在により、該
表面域Ｃに原稿走査の際などに発生するホコリ等の汚れ
の蓄積が行なわれ表面域Ｂや導光窓に対応する表面域り
の表面に汚れがつくことはなくなり、これらの表面域で
の汚れによる光透過率の低下を防止することができる。

ここで第１図において９表面域Ａと表面域Ｂの段差をｈ
〔μｍ〕９表面域表面域部と個別電極５の端部との距離
（即ち表面域Ｃの幅）を！〔μｍ〕。

受光部の端部間の距離をＬ〔μｍ〕とした時１両者の関
係は次のような条件（１）　、　（２１を満す必要があ
る０（ｈ／　）Ｘｌｏ”＞１７　　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（１）（（ｈ／Ｉ、）　Ｘ
　１０”）　Ｘ　ｌ　〉１２・・・・・・・・・・・・
・・・（２）第２図にこの領域を示す。領域Ｉが（１）
式を満たし受光面にキズのつかない領域であり、領域■
が（２）式を満たし散乱光によるＳ／Ｎ比の低下の無い
領域を示す。

第３図には各条件を満たすイメージセンサの特性比較を
示す。即ち、Ａは第２図における領域Ｉと領域■の重な
る領域になるような条件で形成したイメージセンサ、Ｂ
は同じく領域■のみの条件で形成したイメージセンサ、
Ｃは同じく領域Ｉのみの条件で形成したイメージセンサ
であり、それぞれの特性曲線を図に示す。なお、ｘ印は
従来構造のイメージセンサを示す。

図から明らかな如＜、（１）式と（２）式を満たす、即
ち、第２図における領域■と領域■の重なる部分の条件
を満たすセンサＡは読取累積長が１０Ｋｍ以上に達した
場合でも十分解像力があシ、信頼性の高い装置を製造す
ることが可能である。

次に本発明の構造のイメージセンサの製造工程の一例を
第４図に示す。

（１）まず、従来の密着型イメージセンサと同様の方法
によシガラス基板１上にＣｒ層を蒸着後フォトリソ技術
によりパターニングして共通電極２を形成する。次に、
該Ｃｒ層上にａ−８ｉ層をプラズマＣＶＤ法によシ成膜
後、パターニングして光電変換層４を形成する。さらに
該層４上にＩＴＯ膜を成膜パターニングして透明導電膜
３を形成する（第４図（ａ）参照）０ （２）次にＭ層を蒸着、パターニングして個別電極５を
形成後、導光窓７に対応する部分をマスクエツチングに
よシ透明導電膜Ｌ　　”−８ｉ層４．共通電極２を各々
エツチングして、ガラス基板１に達する導光窓７を形成
する（第４図（ｂ）参照）。

（３）個別電極５の端部５゛よシ外側の部分に例えばＭ
層から成る構造構成層１０を選択的に形成する（第４図
（ｅ）参照）。

（４）最後にセンナ部の暗電流の低減と特性安定化のた
めの熱処理を経て、第１図（ｂ）に示す如く、透明保護
膜６として例えば酸窒化硅素層を３〜１０μｍ形成する
。これによシセンサ部６所定部分に導光窓７に対応する
位置に表面域り、透明導電膜３上の受光面に対応する位
置に表面域Ｂ９個別電極５上に表面域Ｃをそれぞれ有す
る少くとも２つの段差９ある透明保護膜６が形成される
。なお。

透明保護膜６０表面域Ａは原稿８と直接接触するので、
平滑になるよう形成されることはもちろんである（第１
図（ａ）参照）。

上記実施例の製造方法において１表面域Ｃを有する段差
の形成法として１本実施例では構造構成層１０を設ける
方法について説明したが９本発明はこれに限られず２例
えば透明保護膜６の形成後。

表面域Ａおよび、Ｂ、Ｄをマスクしてメサエッチングを
施こして表面域Ｃを有する段差７−２を形成することも
できる。

〔発明の効果〕

完全密着型イメージセンサの受光部の透明保護膜を本発
明の構造にすることによって、原稿と接触する透明保護
膜の表面に発生し易いキズやほこシ等の汚れの影響を１
反射光の受光面や導光窓表面などセンナ部に直接与える
ことを完全に防止することができる。

従つてセンサ部の機能特性を第３図に示す如く飛躍的に
改善することができ９画像読取装置の小型化、低価格化
にも寄与することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のイメージセンサの構成図。 第２図は本発明のイメージセンサの最適領域説明図。 第３図は各イメージセンサの解像度特性の比較図。 第４図は本発明のイメージセンサの製造工程図。 第５図は従来の密着型イメージセンサの構造説明図。 第６図は従来の完全密着型イメージセンサの構造説明図
である。 １・・・ガラス基板。 ２・・・共通電極。 ３・・・透明導電膜。 ４・・・ａ−３ｉ層。 ５・・・個別電極。 ６・・・透明保護膜。 ７・・・導光窓。 ８・・・原稿。 ９・・・ＬＥＤアレイ。 １０・・・構造構成層。 特許出願人　　ティーデイ−ケイ株式会社代理人弁理士
　　山　谷　晧　榮 第２図 読取集積長（に’ｍ） 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の片面に光電変換素子を形成し、この素子領
   域を貫通した導光窓と、これらを覆う透明保護膜を有す
   る完全密着型イメージセンサにおいて、前記透明保護膜
   の受光部の外側領域に、平面域を有する段差を設けたこ
   とを特徴とするイメージセンサ。
2. （２）前記平面域を有する段差の透明保護膜の表面と受
   光面との段差をｈ〔μｍ〕、透明保護膜の表面の端部と
   受光部側端部の距離をｌ〔μｍ〕、受光部端部間の距離
   をＬ〔μｍ〕とした場合、素子の各領域が下記（１）、
   （２）の条件を満すとともに、新しい平面域が受光面と
   透明保護膜との中間に設けられることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のイメージセンサ。 （ｈ／Ｌ）×１０＾２≧ｌ／６・・・・・・・・・・・
   ・・・・・・・・・・（１） ｛（ｈ／Ｌ）×１０＾２｝×ｌ≧１２・・・・・・・・
   ・・・・・・・（２）