JPH02229470A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPH02229470A JPH02229470A JP1343680A JP34368089A JPH02229470A JP H02229470 A JPH02229470 A JP H02229470A JP 1343680 A JP1343680 A JP 1343680A JP 34368089 A JP34368089 A JP 34368089A JP H02229470 A JPH02229470 A JP H02229470A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- photoelectric converting
- thin film
- section
- signal processing
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光電変換装置、殊に７アクシミリ、デジタル
コビア、レーザ記録装置等の光情報入力部、バーコード
読取装置やその他の文字や画像等の読取装置等々に適用
される固体化された光電変換装置に関する。
コビア、レーザ記録装置等の光情報入力部、バーコード
読取装置やその他の文字や画像等の読取装置等々に適用
される固体化された光電変換装置に関する。
最近、装置全体の小型指向から、ファクシミリやデジタ
ルコピア、レーザ記録装置等の光情報入力部、或いはそ
の他の、原稿に書かれた文字や像を読取る装置に適用さ
れる光電変換装置として再生される原画像のサイズに相
等しいか若しくはそれに近いサイズの受光面を有し、且
つ解像性に優れ、原画像を忠実に読取り得、然もコンパ
クトな所謂長尺化された受光面を有する光電変換装置の
開発の進展が著しい。
ルコピア、レーザ記録装置等の光情報入力部、或いはそ
の他の、原稿に書かれた文字や像を読取る装置に適用さ
れる光電変換装置として再生される原画像のサイズに相
等しいか若しくはそれに近いサイズの受光面を有し、且
つ解像性に優れ、原画像を忠実に読取り得、然もコンパ
クトな所謂長尺化された受光面を有する光電変換装置の
開発の進展が著しい。
而乍ら、上記の様な長尺化された受光面を有する光電変
換装置は、具備される光電変換部に附随する信号処理回
路部に大きな問題がある。
換装置は、具備される光電変換部に附随する信号処理回
路部に大きな問題がある。
即ち、前記信号処理回路部が光電変換部に較べて非常に
大きなスペースを占め、光電変換部を長尺化することで
光路長を非常に短かくすることが出来ることにより生じ
た小型化の利点を生かし切れないという点である。
大きなスペースを占め、光電変換部を長尺化することで
光路長を非常に短かくすることが出来ることにより生じ
た小型化の利点を生かし切れないという点である。
通常この問題点を解決するための一手段として光電変換
部の画素（光電変換要素）群を複数個にブロック化して
各ブロックをマトリクス配線し、１ブロック毎にこの信
号処理回路部を動作させる方式が取られる。
部の画素（光電変換要素）群を複数個にブロック化して
各ブロックをマトリクス配線し、１ブロック毎にこの信
号処理回路部を動作させる方式が取られる。
ここで、このマトリクス配線において問題となるのは光
電変換要素と信号処理部を接続し外部に信号を取り出す
ために、ボンデイング工程が必要であるが、光電変換要
素と信号処理部を一体化しなければ、このボンデイング
工程が極端に多くなることである。
電変換要素と信号処理部を接続し外部に信号を取り出す
ために、ボンデイング工程が必要であるが、光電変換要
素と信号処理部を一体化しなければ、このボンデイング
工程が極端に多くなることである。
通常この問題点を解決するために、結晶Ｓｉ基板上に信
号処理部を設け、その上に光電変換部を作製し一体化を
計っている。
号処理部を設け、その上に光電変換部を作製し一体化を
計っている。
しかしながら、長尺化された受光面をもたせるため長尺
な光電変換部に隣接した信号処理部を設ける必要があり
、この要求に対して結晶基板を用いることは充分答える
ものではない。
な光電変換部に隣接した信号処理部を設ける必要があり
、この要求に対して結晶基板を用いることは充分答える
ものではない。
本発明は上記の点に鑑みて成されたものであって、従来
の光電変換装置の改良を計ることを目的とし、又無欠陥
で長尺な光電変換装置を提供することを目的とする。
の光電変換装置の改良を計ることを目的とし、又無欠陥
で長尺な光電変換装置を提供することを目的とする。
本発明の光電変換装置は、受光面を有するＮ個の光電変
換要素が一列アレイ状とされている光電変換部と、前記
光電変換要素に接続され、該光電変換要素より出力され
る信号を蓄積する蓄積手段とクロストーク防止用ダイオ
ードとトランジスターにより構成される信号処理回路部
とを同一の基板に具備し、光電変換要素、ダイオード及
びトランジスターを半導体薄膜により構成したことを特
徴とする。
換要素が一列アレイ状とされている光電変換部と、前記
光電変換要素に接続され、該光電変換要素より出力され
る信号を蓄積する蓄積手段とクロストーク防止用ダイオ
ードとトランジスターにより構成される信号処理回路部
とを同一の基板に具備し、光電変換要素、ダイオード及
びトランジスターを半導体薄膜により構成したことを特
徴とする。
以下、本発明を図面に従って説明する。
第１図には、本発明の光電変換装置の等価回路が示され
る。この光電変換装置はＮ個の光電変換要素ＰＥＩ，Ｐ
Ｅ２，・・・，ＰＥＮ，各光電変換要素ＰＥの出力信号
を蓄積する蓄積手段としてのコンデンサーＣＥＩ，ＣＥ
２，・・・，ＣＥＮ，クロストーク防止用ダイオードＤ
Ｉ，Ｄ２・・・ ＤＮ及び蓄積コンデンサーに貯えられ
た電荷を出力端子ＯＵＴに順次転送するための転送用ト
ランジスターＳＷＩ，・・・，ＳＷＮにより構成される
。
る。この光電変換装置はＮ個の光電変換要素ＰＥＩ，Ｐ
Ｅ２，・・・，ＰＥＮ，各光電変換要素ＰＥの出力信号
を蓄積する蓄積手段としてのコンデンサーＣＥＩ，ＣＥ
２，・・・，ＣＥＮ，クロストーク防止用ダイオードＤ
Ｉ，Ｄ２・・・ ＤＮ及び蓄積コンデンサーに貯えられ
た電荷を出力端子ＯＵＴに順次転送するための転送用ト
ランジスターＳＷＩ，・・・，ＳＷＮにより構成される
。
Ｎ個の光電変換要素の一方の電極は、それぞれ蓄積コン
デンサーと、クロストーク防止用ダイオードのアノード
電極に接続される。蓄積コンデンサーの対極はすべて接
地され、クロストーク防止用ダイオードのカソード電極
は、それぞれ転送用トランジスターのドレイン電極に接
地される。
デンサーと、クロストーク防止用ダイオードのアノード
電極に接続される。蓄積コンデンサーの対極はすべて接
地され、クロストーク防止用ダイオードのカソード電極
は、それぞれ転送用トランジスターのドレイン電極に接
地される。
光電変換要素のもう一方の電極はＭ個おきに接続され、
Ｍ本の信号線にまとめられる。この信号線をブロック選
択線と呼ぶ。
Ｍ本の信号線にまとめられる。この信号線をブロック選
択線と呼ぶ。
転送用トランジスターＳＷのソース電極はすべて出力端
子ＯＵＴに接続される。転送用トランジスターＳＷのゲ
ート電極はそれぞれＭ個のゲート電極に共通に接続され
たＬ本の信号線にまとめられる。この信号線をゲート選
択線と呼ぶ。
子ＯＵＴに接続される。転送用トランジスターＳＷのゲ
ート電極はそれぞれＭ個のゲート電極に共通に接続され
たＬ本の信号線にまとめられる。この信号線をゲート選
択線と呼ぶ。
光電変換部に入射された光情報は、ブロック選択線によ
り駆動される光電変換要素の出力がゲート選択線により
選択された転送用トランジスターＳＷを通って出力端子
ＯＵＴに出力される。
り駆動される光電変換要素の出力がゲート選択線により
選択された転送用トランジスターＳＷを通って出力端子
ＯＵＴに出力される。
第２図には第１図に示す本発明の光電変換装置の駆動の
タイミングチャートが示される。
タイミングチャートが示される。
ブロック選択信号ＤＩ，Ｄ２，・・・，ＤＭの駆動周波
数はゲート選択信号Ｇｌ，Ｇ２，・・・，ＧＬの駆動周
波数に対し、通常Ｍ倍とされる。
数はゲート選択信号Ｇｌ，Ｇ２，・・・，ＧＬの駆動周
波数に対し、通常Ｍ倍とされる。
光電変換部に入射した光情報は光電変換要素の抵抗を変
化させ、ブロック選択信号Ｄのクロツクによりそれぞれ
の蓄積コンデンサーＣＥに充電される。蓄積コンデンサ
ーＣＥに貯えられた電荷はゲート選択信号Ｇにより導通
状態となった転送用トランジスターにより選択信号クロ
ツクに従って順次出力される。
化させ、ブロック選択信号Ｄのクロツクによりそれぞれ
の蓄積コンデンサーＣＥに充電される。蓄積コンデンサ
ーＣＥに貯えられた電荷はゲート選択信号Ｇにより導通
状態となった転送用トランジスターにより選択信号クロ
ツクに従って順次出力される。
この光電変換装置における、光電変換要素、転送用トラ
ンジスター、及びクロストーク防止用ダイオードはすべ
て半導体薄膜により同一基板上に構成される。
ンジスター、及びクロストーク防止用ダイオードはすべ
て半導体薄膜により同一基板上に構成される。
光電変換要素ＰＥを構成する光受容体層は、例えば、ア
モルファス水素化シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈと以後略記す
る），ＰｂＯ，ＣｄＳｅ，ＳｂｚＳｓ ．Ｓｅ．Ｓｅ−
Ｔｅ，Ｓｅ−Ｔｅ−Ａｓ，Ｓｅ−Ｂｉ，ＺｎＣｄＴｅ，
ＣｄＳ，Ｃｕ，Ｓアモルファス水素化ゲルマニウム，ア
モルファス水素化ＧｅｘＳｉ （１−ｘ）等の高感度の
光導電材料で構成される。
モルファス水素化シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈと以後略記す
る），ＰｂＯ，ＣｄＳｅ，ＳｂｚＳｓ ．Ｓｅ．Ｓｅ−
Ｔｅ，Ｓｅ−Ｔｅ−Ａｓ，Ｓｅ−Ｂｉ，ＺｎＣｄＴｅ，
ＣｄＳ，Ｃｕ，Ｓアモルファス水素化ゲルマニウム，ア
モルファス水素化ＧｅｘＳｉ （１−ｘ）等の高感度の
光導電材料で構成される。
薄膜トランジスターＳＷ，Ｓを構成する半導体薄膜は、
例えばＣｄＳｅ，ａ−Ｓｉ ：Ｈ （アモルファス水素
化シリコン）．ａ−Ｇｅ：Ｈ（アモルファス水素化ゲル
マニウム），アモルファス水素化ＧｅｘＳ ｉ （１−
Ｘｌ ｌ多結晶或いは結晶シリコン等で構成される。
例えばＣｄＳｅ，ａ−Ｓｉ ：Ｈ （アモルファス水素
化シリコン）．ａ−Ｇｅ：Ｈ（アモルファス水素化ゲル
マニウム），アモルファス水素化ＧｅｘＳ ｉ （１−
Ｘｌ ｌ多結晶或いは結晶シリコン等で構成される。
本発明においては、Ｎ ，Ｐ ＊ Ａ Ｓ ＊ Ｓ
ｂ ，Ｂ ｉ等の周期律表第Ｖ族Ａの元素或いは、Ｂ，
Ａｊ７，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ等の周期律表第■族Ａの元
素を不純物としてドーピングする事によってｎ型あるい
はｐ型にすることが出来ることの利点から、光受容体層
及び薄膜トランジスターをａ−Ｓｉ：Ｈで形成するのが
好適とされる。
ｂ ，Ｂ ｉ等の周期律表第Ｖ族Ａの元素或いは、Ｂ，
Ａｊ７，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ等の周期律表第■族Ａの元
素を不純物としてドーピングする事によってｎ型あるい
はｐ型にすることが出来ることの利点から、光受容体層
及び薄膜トランジスターをａ−Ｓｉ：Ｈで形成するのが
好適とされる。
本発明においては、光受容体層の層厚は、光情報の入射
によって生ずるホトキャリアの拡散の度合により決定さ
れるが通常４０００人〜２μｍ１好適には６０００人〜
１．５μｍとされるのが望ましい。又、薄膜トランジス
ターの半導体層の層厚は、絶縁層を介して設けられるゲ
ート電極に印加される電圧により生じる空乏層領域の層
厚よりも薄いことが望ましく、通常１０００人〜１μｍ
が好適とされる。
によって生ずるホトキャリアの拡散の度合により決定さ
れるが通常４０００人〜２μｍ１好適には６０００人〜
１．５μｍとされるのが望ましい。又、薄膜トランジス
ターの半導体層の層厚は、絶縁層を介して設けられるゲ
ート電極に印加される電圧により生じる空乏層領域の層
厚よりも薄いことが望ましく、通常１０００人〜１μｍ
が好適とされる。
光電変換要素及び薄膜トランジスターが形成される基板
は、例えば基板側より光電変換素子の受光面に光情報が
入射される場合には、透光性の材質のものが採用される
が、基板とは反対面上に形成された光電変換要素側より
その受光面に光情報が入射される場合には、このような
制限は除くことが出来る。
は、例えば基板側より光電変換素子の受光面に光情報が
入射される場合には、透光性の材質のものが採用される
が、基板とは反対面上に形成された光電変換要素側より
その受光面に光情報が入射される場合には、このような
制限は除くことが出来る。
本発明において基板として使用される好適な材料として
は、平面性、平面平滑性、耐熱性、製造時の諸薬品に対
しての耐性に優れたものであれば通常市販されている或
いは入手し得るものの多《が挙げられる。その様な基板
形成材料としては、具体的に例えば、ガラス、７０５９
番ガラス（ダウコーニング社製）、マグネシア，ベリリ
ア，スビネル，酸化イットリウム等の透光性材料、アル
ミニウムモリブテン，特殊ステンレス鋼（ＪＩＳ規格Ｓ
ｕＳ），タンタル等の非透光性金属材料が挙げられる。
は、平面性、平面平滑性、耐熱性、製造時の諸薬品に対
しての耐性に優れたものであれば通常市販されている或
いは入手し得るものの多《が挙げられる。その様な基板
形成材料としては、具体的に例えば、ガラス、７０５９
番ガラス（ダウコーニング社製）、マグネシア，ベリリ
ア，スビネル，酸化イットリウム等の透光性材料、アル
ミニウムモリブテン，特殊ステンレス鋼（ＪＩＳ規格Ｓ
ｕＳ），タンタル等の非透光性金属材料が挙げられる。
第３図には、光電変換要素の構造を説明する模式的斜視
図が示される。この実施例では基板材料としてガラスを
用い受光面は基板の光電変換要素が作られている側に対
し、反対側とする。このため基板側受光面電極３０２は
Ｎ個の光受容体層に対し、共通に接続され透光性の材質
のものが採用される。例えばＳｎＯ，，ＩＴＯ （イン
ジウム錫酸化物），Ｉｎ２０ｓ等の透光性導電膜が使用
される。
図が示される。この実施例では基板材料としてガラスを
用い受光面は基板の光電変換要素が作られている側に対
し、反対側とする。このため基板側受光面電極３０２は
Ｎ個の光受容体層に対し、共通に接続され透光性の材質
のものが採用される。例えばＳｎＯ，，ＩＴＯ （イン
ジウム錫酸化物），Ｉｎ２０ｓ等の透光性導電膜が使用
される。
光受光体層３０３はｎｏｎ ｄｏｐｅ，ｎ型或いはｉ
型のａ−Ｓｉ：Ｈで形成され、受光面側電極３０２、及
び上部画素電極３０５の接合面３０４においてｎ＋型に
ｄｏｐｅされる。このｎ＋層３０４は受光面及び上部画
素電極と光受光体層との間にオーミツクな接合をとるた
めに設けられる。
型のａ−Ｓｉ：Ｈで形成され、受光面側電極３０２、及
び上部画素電極３０５の接合面３０４においてｎ＋型に
ｄｏｐｅされる。このｎ＋層３０４は受光面及び上部画
素電極と光受光体層との間にオーミツクな接合をとるた
めに設けられる。
上部上画素電極はＡｆ等の材料が用いられ、蓄積コンデ
ンサー〇Ｅ，転送用トランジスターＳＷに接続される。
ンサー〇Ｅ，転送用トランジスターＳＷに接続される。
蓄積コンデンサーＣＥは絶縁層３０６の対極する電極３
０７，３０８により作製される。絶縁層３０６の材料と
しては、例えばグロー放電法によるＳ １ ｓ Ｎ ａ
＋ スパツター法によるＳ ｉＯ ２ ，ＣＶＤ法に
よるＳｉｎｓ等が挙げられ、本発明では半導体膜のａ−
Ｓｉ：Ｈがグロー放電法で作製しうることからグロー放
電法によるＳｉｓＮ４が好適とされる。
０７，３０８により作製される。絶縁層３０６の材料と
しては、例えばグロー放電法によるＳ １ ｓ Ｎ ａ
＋ スパツター法によるＳ ｉＯ ２ ，ＣＶＤ法に
よるＳｉｎｓ等が挙げられ、本発明では半導体膜のａ−
Ｓｉ：Ｈがグロー放電法で作製しうることからグロー放
電法によるＳｉｓＮ４が好適とされる。
第４図には薄膜トランジスターの構造を説明する為の模
式的斜視図が示される。
式的斜視図が示される。
ｎｏｎ−ｄｏｐｅ ｎ型、或いはｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈか
ら成る半導体薄膜層４０４に対し、絶縁層４０２をはさ
んでゲート電極４０３を形成し、半導体薄膜層４０４の
上部にはｎ＋型層４０５をはさんでソース電極４０６が
形成される。ドレイン電極４０７と半導体層４０４の接
合層４０８はクロストーク防止用ダイオード形成のため
半導体層４０４とその接合面においてショットキー接合
となる材料が用いられる。半導体層がａ−Ｓｉ：Ｈの場
合ショットキー接合を形成する材料としては、Ａｕ，Ｉ
ｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｂ等が挙げられ、本発明ではｐｔ
が好適とされる。ドレイン電極４０７はＡｆが好適とさ
れる。
ら成る半導体薄膜層４０４に対し、絶縁層４０２をはさ
んでゲート電極４０３を形成し、半導体薄膜層４０４の
上部にはｎ＋型層４０５をはさんでソース電極４０６が
形成される。ドレイン電極４０７と半導体層４０４の接
合層４０８はクロストーク防止用ダイオード形成のため
半導体層４０４とその接合面においてショットキー接合
となる材料が用いられる。半導体層がａ−Ｓｉ：Ｈの場
合ショットキー接合を形成する材料としては、Ａｕ，Ｉ
ｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｂ等が挙げられ、本発明ではｐｔ
が好適とされる。ドレイン電極４０７はＡｆが好適とさ
れる。
本発明の光電変換装置は、第５図に示されるように、長
尺な基板５０４の上に横一列に並んだＮ個の光電変換要
素５０１、Ｎ個の蓄積コンデンサー５０２、Ｎ個のクロ
ストーク防止用ダイオードを含む構造を持つ薄膜トラン
ジスター５０３、光電変換要素側の配線部５０５及びト
ランジスタ側配線部５０６により構成される。
尺な基板５０４の上に横一列に並んだＮ個の光電変換要
素５０１、Ｎ個の蓄積コンデンサー５０２、Ｎ個のクロ
ストーク防止用ダイオードを含む構造を持つ薄膜トラン
ジスター５０３、光電変換要素側の配線部５０５及びト
ランジスタ側配線部５０６により構成される。
第６図には、本発明の装置の構造を説明する為の模式的
斜視図が示される。光電変換要素６０２の上部電極より
、蓄積コンデンサー６０３及び蓄積トランジスター６０
４のドレイン電極に接続される。この薄膜トランジスタ
ー６０４のドレイン電極にてクロストーク防止用のショ
ットキー・ダイオードが形成される。薄膜トランジスタ
ー６０４のゲート電極６０５及びソース電極６０６は絶
縁層６０７を介した２層構成によりマトリクス配線され
る。
斜視図が示される。光電変換要素６０２の上部電極より
、蓄積コンデンサー６０３及び蓄積トランジスター６０
４のドレイン電極に接続される。この薄膜トランジスタ
ー６０４のドレイン電極にてクロストーク防止用のショ
ットキー・ダイオードが形成される。薄膜トランジスタ
ー６０４のゲート電極６０５及びソース電極６０６は絶
縁層６０７を介した２層構成によりマトリクス配線され
る。
光電変換要素の受光面側電極６０８はＩＴＯで形成され
、薄膜トランジスター６０４とは光電変換要素６０２に
ついて反対側の基板上で配像される。
、薄膜トランジスター６０４とは光電変換要素６０２に
ついて反対側の基板上で配像される。
基板６０１にはガラスが用いられ基板裏面より光情報が
入射される。
入射される。
第１図は本発明の光電変換装置の等価回路を示す回路図
、 第２図は本発明の光電変換装置の動作のタイミングチャ
ート図、 第３図は本発明における光電変換要素の構造を示す模式
的斜視図、 第４図は本発明においては薄膜トランジスターの構造を
示す模式的斜視図、 第５図は本発明の装置の構成を示す該略図、第６図は本
発明に係わる配線パターンの一例を示す模式的斜視図で
ある。
、 第２図は本発明の光電変換装置の動作のタイミングチャ
ート図、 第３図は本発明における光電変換要素の構造を示す模式
的斜視図、 第４図は本発明においては薄膜トランジスターの構造を
示す模式的斜視図、 第５図は本発明の装置の構成を示す該略図、第６図は本
発明に係わる配線パターンの一例を示す模式的斜視図で
ある。
Claims (1)
- 受光面を有するＮ個の光電変換要素が一列アレイ状とさ
れている光電変換部と、前記光電変換要素に接続され、
該光電変換要素より出力される信号を蓄積する蓄積手段
とクロストーク防止用のダイオードとトランジスターに
より構成される信号処理回路部とを同一基板上に具備し
、光電変換要素、ダイオード及びトランジスターを半導
体薄膜により構成したことを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343680A JPH0612812B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343680A JPH0612812B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 光電変換装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4221280A Division JPS56138968A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5006032A Division JPH06236997A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02229470A true JPH02229470A (ja) | 1990-09-12 |
| JPH0612812B2 JPH0612812B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=18363418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1343680A Expired - Lifetime JPH0612812B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612812B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP1343680A patent/JPH0612812B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MULTIELEMENT SELF-SCANNED MOSAIC SENSORS=1969 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0612812B2 (ja) | 1994-02-16 |
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