JPH04148563A - リニアイメージセンサー - Google Patents

リニアイメージセンサー

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JPH04148563A
JPH04148563A JP2273527A JP27352790A JPH04148563A JP H04148563 A JPH04148563 A JP H04148563A JP 2273527 A JP2273527 A JP 2273527A JP 27352790 A JP27352790 A JP 27352790A JP H04148563 A JPH04148563 A JP H04148563A
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light receiving
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linear image
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Kojin Kawahara
河原 行人
Satoshi Machida
聡 町田
Hiroshi Konakano
浩志 向中野
Masahiro Yokomichi
横道 昌弘
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Seiko Instruments Inc
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファクシミリや、イメージスキャナ、又、デ
ジタルコピア等の画像読取り用のリニアイメージセンサ
−に関するものであり、さらに詳述すれば、受光素子間
の出力均一性に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、複数本でリニアイメージセンサ−を直線上に
配置してなるリニアイメージセンサ−において受光素子
の光電荷を蓄積する不純物拡散層の形状を同じにして、
かつ、その拡散層と遮光用の金属導電膜との間に絶縁容
量を等しくして、複数個の受光素子の光電変換特性が均
一になるようにしたものである。
〔従来の技術〕
従来、第2図Tal〜(C1に示すように、等積変形し
た光電荷蓄積用の拡散層14.22.32を複数個配置
してなるリニアイメージセンサ−が知られていた。第2
図(alは、n型の半導体基板12中に形成されたP型
の高不純物濃度の拡散層14でフォトダイオードの受光
素子を形成するリニアイメージセンサ−を示している9
例えば、特開昭57−157680号公報にこのような
従来のリニアイメージセンサ−の構造が開示されている
〔発明が解決しようとする!IN) しかし、従来のリニアイメージセンサ−は、通常の受光
素子となる光電荷蓄積用の不純物拡散層21と、等横変
形した光電荷蓄積用の不純物拡散層22の領域で発生す
る光電荷の量が等しくてもその形状が異なるため、光t
?iiJを引き出す際の電界強度が異なるため、読み出
し時間が異なるという問題点があった。受光素子がフォ
ト・ダイオードの時はその差が比較的小さいが、フォト
・トランジスタにすると、等横変形しても、形状の違い
から増幅率hfeが異なり、外部へ出力される信号電荷
の量が大きく異なり、リニアイメージセンサ−の出力均
一性が悪くなるという問題点があった。
そこで、本発明は、従来のこのような問題点を解決する
ため、受光領域は等横変形し同じ面積とし、かつ発生し
た光電荷を蓄積する不純物拡散層の形状も同じにして、
出力均一性を向上させたリニアイメージセンサ−を得る
ことを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、本発明は、遮光用の不透
明金属薄膜で半導体基板上部を被い、その不透明金属薄
膜の開口部の下部を受光素子の受光領域とし、受光領域
の面積を決める各受光素子の開口部の形状は、互いに形
状が変わっても面積が等しくなるよう等横変形し、かつ
光の半導体基板への照射により、半導体基板中で発生し
た光電荷を蓄積する不純物拡散層の形状は、各受光素子
とも同じにし、加えて不純物拡散層と、不透明金属薄膜
との間の絶縁容量もほぼ同一にする構成とし、リニアイ
メージセンサ−の出力均一性を向上させるようにした。
〔作用〕
上記のように構成されたリニアイメージセンサ−に均一
な光を照射した場合、各受光素子に蓄積される光電荷の
量は、等横変形された各受光素子の開口部を通って半導
体基板に照射される光量が同じため、はぼ等しくなり、
かつ光電荷を蓄積する不純物拡散層の形状が等しく、加
えてその不純物拡散層と、遮光用の金属薄膜とで形成さ
れる絶縁容量もほぼ等しいため、外部へ光電変換された
信号電荷を読み出す際も、出力インピーダンスや、増幅
率hfeが、受光素子間でほぼ等しくなり出力信号もほ
ぼ等しくなるものである。
〔実施例〕
以下、本発明のリニアイメージセンサ−の実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。第1図18+において、半
導体基板lの表面側に複数の受光素子が直線上に配置形
成されている様子を示す0便宜上、半導体基板lは導電
型がn型のシリコンSt半導体基板とする。半導体基板
1の表面側に形成されている不純物拡散層3は光huが
照射され半導体基板1内部で発生する光電荷のうち、正
孔を蓄積する働きをもち、ボロンBまたはインジウムI
nの高濃度p型層で形成される。それぞれの不純物拡散
層3を分離するために素子分離層2が、各不純物拡散層
3を囲うように、リンPや、砒素As又はアンチモンs
b、の高濃度N型層で半導体基板1の表面に形成されて
いる。それらが形成された半導体表面を中間絶縁膜4で
被覆する。中間絶縁膜4は透明である必要があり、通常
は一酸化砒素Singを用い、半導体基板lを熱酸化し
たり、化学気相成長法等により形成する。その中間絶縁
W44の上に、各受光素子の受光面積を決める遮光膜と
なる不透明金属1II5を形成する。この不透明金属薄
膜5の開口部の下部が受光素子の受光領域となる0通常
この不透明金属薄膜5はアルミニウムが使われ、スパッ
タリングや、真空蒸着等により堆積させ、通常のLSI
製造工程を通してエツチングしパターニングされる。さ
らに、その上を保護M6で被覆する。この保護膜6には
、透明なリン珪化ガウスPSGや、シリコンナイトライ
ド5ixNaが用いられ、これらは化学気相成長法等に
より形成され、外部からアルカリ土属イオンや、水分等
の不純物が半導体基板1表面へ侵入するのを防ぐ働きを
する。このような断面構造を有する通常の受光素子を直
線上に配置し、リニアイメージセンサ−の検出部を作る
が、そのリニアイメージセンサ−の端部の様子を第1図
10)に示す、PDI、PO2・・・は受光素子を示し
、第1図ic)では、不透明金属薄膜5のみを表し、開
口部の形状の違いを示している。受光素子PD2゜PO
2・・・の開口部が標準の形状をしており、その面積S
PDは5PD=axbとなっている。
又、端部の受光素子PDIの開口部の形状は、他の標準
の開口部の形状に比べ受光素子の配列方向の長さが縮ん
だ長方形をしており、開口部の面積5PDIfJ<5P
DI=a’ xb’で5PDI=SPDを満足するよう
等横変形された形状になっている。尚、第1図(al、
(blは、それぞれ第1図(Cl)X+  Xzg及び
y + −Y z Hニ沿ツタ断jI 図’tr示す、
標準の受光素子は、第1図(al、山)かられかるよう
に不純物拡散層3と不透明金属薄膜5が中間絶縁M4を
介して重なりあう部分があり、第1図Td)に重なり合
う部分5ORI、5OR2で、その部分が示されている
。この部分で不純物拡散層3に絶縁容量CORが付加さ
れる。
一方、リニアイメージセンサ−の端部の受光素子も第1
図+11)、(flに示すように、不純物拡散層3の一
部と、不透明金属薄膜5が中間絶縁膜4を介して重なり
ており、その面積SRは、前述の重なり合う部分の和5
OR−3OR1+5OR2と等しくなっている。即ち5
E−3ORとなっている。
平面図を示す第り図1dlにその様子を示す0重なって
いる形状は異なるが、面積が等しいため絶縁容量GEは
前述の絶縁容量CORと等しくなり、信号読み出しの際
の出力インピーダンスが端部の受光素子と、それ以外の
標準の受光素子とがほぼ等しくなり、読み出し時間がほ
ぼ同じになり、結果的に出力均一性が向上する。又、受
光素子をフォトトランジスタにした場合、不純物拡散層
の形状をそれぞれの受光素子とも同じにすることにより
、増幅率hfeがほぼ等しくなり、フォトダイオード以
上に不均一な出力特性になり易いフォトトランジスタ型
のリニアイメージセンサ−の出力均一性の向上を実現す
ることができた。
〔発明の効果〕
この発明は、以上説明したように受光素子の受光面積を
、半導体基板表面を被覆するように形成した不透引金r
IA薄膜の等横変形された開口部の面積で決め、かつ、
発生する光電荷を蓄積する不純物拡散層の形状は、同じ
にするという簡単な構造で、均一光を照射した時に各受
光素子から得られる信号がほぼ等しくなる出力均一性が
良くなる効果である。又、このようなリニアイメージセ
ンサ−を複数本直線上に接続して1本の長尺のリニアイ
メージセンサ−を作る場合、各イメージセンサ−の受光
素子アレイの両端部は、ダイシングによって局部的に結
晶や絶縁膜が破壊され、その幅が数8m〜30μm位に
及ぶのでこの受光素子アレイをつないで、その両先端の
素子間距離を数μmにすることはほとんど不可能といっ
てよい、そこでつなぎ部分のピッチをかえないために、
アレイの両端部の受光素子の受光部の幅は、他の素子の
受光部に比べて不足する素子を作る必要が生し、かつ均
一な出力が得られるよう受光領域が等横変形されている
のだが、遮光膜がなく、受光部が受光素子の不純物拡散
層そのものだと、P−N拡散接合部を安定にしておくた
めにスクライブ部から十分な距離を離して形成しなけれ
ばならず、直線上に配置する実装精度からくる両端部の
受光素子間距離が標準のものより短くなり易い、一方、
遮光膜の開口部の大部を受光領域とした本発明では、上
記と同様にスクライブ部から離れたところに光電荷の蓄
積用不純物拡散層を形成しても、受光領域を決める不透
明金属薄膜の開口部をよりダイシング部に近いところに
位置するように形成することができ、同じ実装精度でも
受光部間距離を標準に近い寸法に保ち易くする効果があ
る。この場合、ダイシングによるダメージが、端部の受
光素子の受光領域となる半導体基板の一部に入っても、
不純物拡散層の接合部には影響がないため、暗時に引時
と同じような信号ができるという不良は発生しない0発
生した光電荷がそのダメージで消滅することはあるが、
その量は、わずかで出力均−Pを低下させるほどの量で
はない。
【図面の簡単な説明】
第1図(al、(blはそれぞれ本発明のリニアイメー
ジセンサ−の標準の受光素子の断面図、第1図(C(d
lはそれぞれ本発明のリニアイメージセンサ−C端部の
平面図、第1図tel、(flはそれぞれ本発明eリニ
アイメージセンサ−の端部の受光素子の断面図、第2図
(a)は従来のリニアイメージセンサ−C断面図、第2
図世)、fc)はそれぞれ従来のリニアイメージセンサ
−の端部の様子を示す平面図であるl・・・半導体基板 2・・・素子分離拡散層 3・・・不純物拡散層 4・・・中間絶縁膜 5・・・不透明金属is 6・・・保護膜 7・・・半導体基板端面 [ )、 リニアイメージセンサ−の詳細図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板の第1表面に形成された複数個の受光素子を
    直線上に配した半導体受光素子列の、端部の受光素子の
    遮光用の金属膜の一部を開口してなる受光窓の受光素子
    列方向の幅を他の受光素子の受光窓の受光素子列方向の
    幅に比べ縮小し、かつ受光窓の面積は変わらないように
    等積変形した受光素子アレイを直線上に複数個配置して
    なるリニアイメージセンサーにおいて、遮光用の前記金
    属膜は、前記半導体基板と電気的に接続され、かつ該金
    属膜と前記受光素子の光電荷を蓄積する前記半導体基板
    と逆の電導型の光電荷蓄積用不純物拡散層とで形成され
    る絶縁容量が、それぞれの前記受光素子で変わらず、か
    つ前記光電荷蓄積用不純物拡散層の形状が同じことを特
    徴とするリニアイメージセンサー。
JP2273527A 1990-10-12 1990-10-12 リニアイメージセンサー Expired - Lifetime JP3047114B2 (ja)

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US07/775,824 US5329149A (en) 1990-10-12 1991-10-11 Image sensor with non-light-transmissive layer having photosensing windows
EP19910309425 EP0480775A3 (en) 1990-10-12 1991-10-14 An image sensor and a method of inspecting image sensors
US07/939,090 US5426060A (en) 1990-10-12 1992-09-02 Method of inspecting image sensors

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030080650A (ko) * 2002-04-10 2003-10-17 동부전자 주식회사 이미지 센서 픽셀 어레이의 구조
JP2007335692A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Seiko Instruments Inc 半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030080650A (ko) * 2002-04-10 2003-10-17 동부전자 주식회사 이미지 센서 픽셀 어레이의 구조
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