JPH0471342B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0471342B2 JPH0471342B2 JP58208891A JP20889183A JPH0471342B2 JP H0471342 B2 JPH0471342 B2 JP H0471342B2 JP 58208891 A JP58208891 A JP 58208891A JP 20889183 A JP20889183 A JP 20889183A JP H0471342 B2 JPH0471342 B2 JP H0471342B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image sensor
- layer
- resistance value
- electrode
- amorphous silicon
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/90—Bond pads, in general
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
- H10W72/281—Auxiliary members
- H10W72/283—Reinforcing structures, e.g. bump collars
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
（技術分野）
本発明はフアクシミリ等の装置において光情報
を読み取るのに用られる等倍イメージセンサに関
し、特にアモルフアスシリコンを光導電材料とし
て使用するイメージセンサに関する。 （従来技術とその門題点） アモルフアスシリコンを光導電材料とし、光照
射に伴なうその光導電材料の抵抗変化を検出して
情報の読出しを行なうイメージゼンサの一種とし
て、第１図に示される平面型のものが知られてい
る。第１図は１素子の断面を表わし、アモルフア
スシリコンにてなる光導電層１が基板２上にパタ
ーン化して形成されており、その光導電層１の表
面に電極３，４が対向して設けられている。５は
このイメージセンサを保護するための保護層で、
透明で絶縁性の層が使用されている。 読み取られる情報を表わすイメージ光は保護層
５の上方から入射して対向電極３，４間の光導電
層１に到達し、その抵抗値を下げる。 この抵抗値変化を読み取るには、例えば第２図
に示されるように一方の電極から光導電層１に電
圧Ｅを印加し、光照射による光導電層１の抵抗値
変化に伴なう電流値を増幅器６で電圧に変換して
出力電圧Voutとして検出すればよい。 第１図に示されるイメージセンサは、読取り幅
と密度に応じて素子が紙面垂直方向に多数個配列
されて形成される。例えば256mm幅を８本／mmの
密度で読み取る１次元イメージセンサの場合に
は、2048個の素子が配列されている。 ところで、このようなイメージセンサにおいて
は、光導電層１の暗時の抵抗値と光照射時の抵抗
値の比は、太陽光などの場合には105〜106が得ら
れたときの報告もなされてはいるが、フアクシミ
リなどの入射光量である数100Lxの場合には102
〜103以下であり、そのためＳ／Ｎ比が小さく、
また明暗間のダイナミツクレンジが小さく中間調
の読取りは困難であるという問題を有している。 また、アモルフアスシリコンの光導電層１には
温度上昇により抵抗値が低下する性質があり、周
囲温度が数10℃上昇すると暗時の抵抗値が１桁程
度低下する。そのため、環境の変化やフアクシミ
リのランプからの発熱により光導電層１の温度が
数10℃上昇すれば、暗時と光照射時の抵抗値比が
102〜103であつたものが10〜102程度に低下して
しまい、その結果Ｓ／Ｎ比が低下する問題もあ
る。 （目的） 本発明はアモルフアスシリコン層を光導電層と
するイメージセンサの暗時と光照射時との抵抗値
比を増大させることを目的とする。 （構成） 本発明は一実施例として第３図Ａ及びＢ（同図
Ｂでは保護層５を省略）に示されるように、光導
電層１の表面に対向電極３，４が形成されている
点は第１図と同じであるが、裏面には絶縁層１０
を介して更に電極１１が形成され、この電極１１
は表面の対向電極３，４間の間隙１２の少なくと
も一部と対向するように配置されて、バイアス電
圧が印加されるように構成されたものである。 第３図に示されるような１次元イメージサンセ
の場合には、同図Ｂのように複数のセンサ素子１
３−１，１３−２，−−について電極１１は共通
に１ライン形成しておけばよい。また、この実施
例では電極１１は光導電層１の表面の対向電極間
隙１２の領域より幅広で、その間隙領域の全面に
わたつて対向するように配置されているが、この
電極１１の幅Ｗは間隙１２の間隔Ｌと同じか、そ
れ以下であつてもよく、間隙１２の領域の少なく
とも１部と対向するように形成されていればよ
い。 このように構成された本発明のイメージセンサ
の電極１１に一定のバイアス電圧を印加する場合
には、第４図に示されるように読出し用電源電圧
Ｅに対して負の電圧Egを印加する。これにより、
光導電層１の暗時の抵抗値が増大して、暗時と光
照射時との抵抗値比が増大する。 また、本発明を温度上昇による抵抗値比の減少
を防止するためにも使用する場合には、第５図に
示されるように電極１１には温度上昇に従つて負
に増大する電圧を印加するバイアス電圧印加手段
１４を設ければよい。バイアス電圧印加手段１４
としては、例えば熱電対の出力電圧を増幅して印
加するようにしたもの、あるいは一定電圧をサー
ミスタと固定抵抗で分圧して印加するようにした
ものなどがある。 第３図の実施例において、基板２にはガラスや
セラミツクスを用いることができ、その表面には
光導電層へのアルカリイオンなどの侵入防止層を
形成しておいてもよい。 電極１１はNi，Cr，Mo，NiCr，Alなどの金
属やSnO2，In2O3などの金属酸化物を基板２上に
真空蒸着法、スパツタリング法などの手段により
成膜し、通常のフオトリソグラフイ法によりパタ
ーン化して得られる。 絶縁層１０はSiO2，SiN，Al2O3などの絶縁体
層であり、グロー放電分解法（プラズマ分解法又
はプラズマCVD法とも称される）や低圧CVD法
により、又は電極１１をプラズマ法もしくは陽極
酸化法による酸化法により形成され、通常のフオ
トリソグラフイ法によりパターン化して得られ
る。 光導電層１はアモルフアスシリコン層であり、
水素やハロゲン原子（Cl，Ｆなど）などを含有し
ていてもよい。これは例えばシラン（SiH4）の
グロー放電分解法などにより形成される。含有さ
せる場合、シランを用いたグロー放電分解法では
水素が含有されることは知られているし、適当な
ドーピングガス、例えばPH3、B2H6、SiH2Cl2、
SiF4などを混入させて成膜を実行すればよい。こ
れも通常のフオトリソグラフイ法によりパターン
化して得られる。 電極３，４はAl，NiCr，Cr，Moなどの金属
にてなり、真空蒸着法やスパツタリング法による
全面被着の後に通常のフオトリソグラフイ法によ
り光導電層１の表面に対向間隙１２をもつように
パターン化して形成してもよく、あるいはリフト
オフ法、すなわち電極３及び４を形成しない領域
に予めフオトレジストなどの感光性樹脂をパター
ン化して形成しておき、その後金属層を全面に被
着して上記の感光性樹脂を除去する手段、により
形成してもよい。 保護層５はイメージ光が入射してくるので透明
であり、かつ絶縁性の層である。この保護層５と
しては、窒素ガスもしくはアンモニアガスをシラ
ンと共にグロー放電分解して形成されるSiN膜、
スパツタリング法で形成されるSiO2膜、又は樹
脂類を溶剤に溶解して塗布し、乾燥・硬化させた
被膜などを用いることができる。 次に、実施例により本発明を一層具体的に示
す。 実施例 １ 基板２として石英ガラスを用い、その表面に真
空蒸着法によりNiCr層を0.1μmの厚さに形成し、
フオトリングラフイ法によりパターン化して電極
１１を形成した。このときのエツチヤントとして
は硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸の水
溶液を用いた。次にその上に、SiH4ガスと酸素
ガスを用い、0.5Torrの圧力下での低圧CVD法に
よりSiO2層を0.3μmの厚さに形成し、フオトリソ
グラフイ法によりパターン化して絶縁層１０を形
成した。このときはエツチヤントとしてフツ酸と
フツ化アンモニウムを使用した。次に基板温度
300℃でSiH4ガス1Torrの圧力下でのグロー放電
分解法によりアモルフアスシリコン層を0.8μmの
厚さに形成し、フオトリソグラフイ法によりパタ
ー化して光導電層１を形成した。このときはエツ
チヤントとしてフツ酸、硝酸及び酢酸の混酸を使
用した。最後に電極３，４を形成するために真空
蒸着法によりAl層を0.8μmの厚さに形成し、フオ
トリソグラフイ法によりパターン化した。このと
きはエツチヤントとしてリン酸、硝酸及び酢酸の
混酸を使用した。なお、本実施例では保護層５は
省略した。 本実施例において、対向電極３と４の間隙１２
の間隔Ｌを30μm、電極１１の幅Ｗを50μmとし、
第３図の如く電極１１は１２の全面と対向するよ
うにした。 以上のように作成したイメージセンサに読出し
用の電源電圧Ｅとして10Vを印加し、１素子の特
性を微小電流計で測定した結果は下表の通りであ
つた。
を読み取るのに用られる等倍イメージセンサに関
し、特にアモルフアスシリコンを光導電材料とし
て使用するイメージセンサに関する。 （従来技術とその門題点） アモルフアスシリコンを光導電材料とし、光照
射に伴なうその光導電材料の抵抗変化を検出して
情報の読出しを行なうイメージゼンサの一種とし
て、第１図に示される平面型のものが知られてい
る。第１図は１素子の断面を表わし、アモルフア
スシリコンにてなる光導電層１が基板２上にパタ
ーン化して形成されており、その光導電層１の表
面に電極３，４が対向して設けられている。５は
このイメージセンサを保護するための保護層で、
透明で絶縁性の層が使用されている。 読み取られる情報を表わすイメージ光は保護層
５の上方から入射して対向電極３，４間の光導電
層１に到達し、その抵抗値を下げる。 この抵抗値変化を読み取るには、例えば第２図
に示されるように一方の電極から光導電層１に電
圧Ｅを印加し、光照射による光導電層１の抵抗値
変化に伴なう電流値を増幅器６で電圧に変換して
出力電圧Voutとして検出すればよい。 第１図に示されるイメージセンサは、読取り幅
と密度に応じて素子が紙面垂直方向に多数個配列
されて形成される。例えば256mm幅を８本／mmの
密度で読み取る１次元イメージセンサの場合に
は、2048個の素子が配列されている。 ところで、このようなイメージセンサにおいて
は、光導電層１の暗時の抵抗値と光照射時の抵抗
値の比は、太陽光などの場合には105〜106が得ら
れたときの報告もなされてはいるが、フアクシミ
リなどの入射光量である数100Lxの場合には102
〜103以下であり、そのためＳ／Ｎ比が小さく、
また明暗間のダイナミツクレンジが小さく中間調
の読取りは困難であるという問題を有している。 また、アモルフアスシリコンの光導電層１には
温度上昇により抵抗値が低下する性質があり、周
囲温度が数10℃上昇すると暗時の抵抗値が１桁程
度低下する。そのため、環境の変化やフアクシミ
リのランプからの発熱により光導電層１の温度が
数10℃上昇すれば、暗時と光照射時の抵抗値比が
102〜103であつたものが10〜102程度に低下して
しまい、その結果Ｓ／Ｎ比が低下する問題もあ
る。 （目的） 本発明はアモルフアスシリコン層を光導電層と
するイメージセンサの暗時と光照射時との抵抗値
比を増大させることを目的とする。 （構成） 本発明は一実施例として第３図Ａ及びＢ（同図
Ｂでは保護層５を省略）に示されるように、光導
電層１の表面に対向電極３，４が形成されている
点は第１図と同じであるが、裏面には絶縁層１０
を介して更に電極１１が形成され、この電極１１
は表面の対向電極３，４間の間隙１２の少なくと
も一部と対向するように配置されて、バイアス電
圧が印加されるように構成されたものである。 第３図に示されるような１次元イメージサンセ
の場合には、同図Ｂのように複数のセンサ素子１
３−１，１３−２，−−について電極１１は共通
に１ライン形成しておけばよい。また、この実施
例では電極１１は光導電層１の表面の対向電極間
隙１２の領域より幅広で、その間隙領域の全面に
わたつて対向するように配置されているが、この
電極１１の幅Ｗは間隙１２の間隔Ｌと同じか、そ
れ以下であつてもよく、間隙１２の領域の少なく
とも１部と対向するように形成されていればよ
い。 このように構成された本発明のイメージセンサ
の電極１１に一定のバイアス電圧を印加する場合
には、第４図に示されるように読出し用電源電圧
Ｅに対して負の電圧Egを印加する。これにより、
光導電層１の暗時の抵抗値が増大して、暗時と光
照射時との抵抗値比が増大する。 また、本発明を温度上昇による抵抗値比の減少
を防止するためにも使用する場合には、第５図に
示されるように電極１１には温度上昇に従つて負
に増大する電圧を印加するバイアス電圧印加手段
１４を設ければよい。バイアス電圧印加手段１４
としては、例えば熱電対の出力電圧を増幅して印
加するようにしたもの、あるいは一定電圧をサー
ミスタと固定抵抗で分圧して印加するようにした
ものなどがある。 第３図の実施例において、基板２にはガラスや
セラミツクスを用いることができ、その表面には
光導電層へのアルカリイオンなどの侵入防止層を
形成しておいてもよい。 電極１１はNi，Cr，Mo，NiCr，Alなどの金
属やSnO2，In2O3などの金属酸化物を基板２上に
真空蒸着法、スパツタリング法などの手段により
成膜し、通常のフオトリソグラフイ法によりパタ
ーン化して得られる。 絶縁層１０はSiO2，SiN，Al2O3などの絶縁体
層であり、グロー放電分解法（プラズマ分解法又
はプラズマCVD法とも称される）や低圧CVD法
により、又は電極１１をプラズマ法もしくは陽極
酸化法による酸化法により形成され、通常のフオ
トリソグラフイ法によりパターン化して得られ
る。 光導電層１はアモルフアスシリコン層であり、
水素やハロゲン原子（Cl，Ｆなど）などを含有し
ていてもよい。これは例えばシラン（SiH4）の
グロー放電分解法などにより形成される。含有さ
せる場合、シランを用いたグロー放電分解法では
水素が含有されることは知られているし、適当な
ドーピングガス、例えばPH3、B2H6、SiH2Cl2、
SiF4などを混入させて成膜を実行すればよい。こ
れも通常のフオトリソグラフイ法によりパターン
化して得られる。 電極３，４はAl，NiCr，Cr，Moなどの金属
にてなり、真空蒸着法やスパツタリング法による
全面被着の後に通常のフオトリソグラフイ法によ
り光導電層１の表面に対向間隙１２をもつように
パターン化して形成してもよく、あるいはリフト
オフ法、すなわち電極３及び４を形成しない領域
に予めフオトレジストなどの感光性樹脂をパター
ン化して形成しておき、その後金属層を全面に被
着して上記の感光性樹脂を除去する手段、により
形成してもよい。 保護層５はイメージ光が入射してくるので透明
であり、かつ絶縁性の層である。この保護層５と
しては、窒素ガスもしくはアンモニアガスをシラ
ンと共にグロー放電分解して形成されるSiN膜、
スパツタリング法で形成されるSiO2膜、又は樹
脂類を溶剤に溶解して塗布し、乾燥・硬化させた
被膜などを用いることができる。 次に、実施例により本発明を一層具体的に示
す。 実施例 １ 基板２として石英ガラスを用い、その表面に真
空蒸着法によりNiCr層を0.1μmの厚さに形成し、
フオトリングラフイ法によりパターン化して電極
１１を形成した。このときのエツチヤントとして
は硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸の水
溶液を用いた。次にその上に、SiH4ガスと酸素
ガスを用い、0.5Torrの圧力下での低圧CVD法に
よりSiO2層を0.3μmの厚さに形成し、フオトリソ
グラフイ法によりパターン化して絶縁層１０を形
成した。このときはエツチヤントとしてフツ酸と
フツ化アンモニウムを使用した。次に基板温度
300℃でSiH4ガス1Torrの圧力下でのグロー放電
分解法によりアモルフアスシリコン層を0.8μmの
厚さに形成し、フオトリソグラフイ法によりパタ
ー化して光導電層１を形成した。このときはエツ
チヤントとしてフツ酸、硝酸及び酢酸の混酸を使
用した。最後に電極３，４を形成するために真空
蒸着法によりAl層を0.8μmの厚さに形成し、フオ
トリソグラフイ法によりパターン化した。このと
きはエツチヤントとしてリン酸、硝酸及び酢酸の
混酸を使用した。なお、本実施例では保護層５は
省略した。 本実施例において、対向電極３と４の間隙１２
の間隔Ｌを30μm、電極１１の幅Ｗを50μmとし、
第３図の如く電極１１は１２の全面と対向するよ
うにした。 以上のように作成したイメージセンサに読出し
用の電源電圧Ｅとして10Vを印加し、１素子の特
性を微小電流計で測定した結果は下表の通りであ
つた。
【表】
また、これとは別に、電極１１及び絶縁層１０
を用いないで作成したセンサの特性は上記表中の
Eg＝0Vとした場合とほぼ一致した。 上記の結果より電極１１に負のバイアス電圧を
印加することにより、暗時の抵抗値が増大し、結
果として光照射時と暗時との抵抗値比が従来約
102であつたものが104以上にまで増大しているこ
とがわかる。このバイアス電圧の効果はアモルフ
アスシリコン層に水素やハロゲン原子などを含有
させた場合も含有させない場合も、各種成膜条件
について光照射時と暗時との抵抗値比が向上する
ことが確められた。ただし、それぞれの場合のバ
イアス電圧Egの最適値は異なつたものとなる。 実施例 ２ 実施例１と同様にして作成したイメージセンサ
において、電極１１に20℃で−3Vのバイアス電
圧を印加し、その後第５図に示されるようにバイ
アス電圧印加手段１４により光導電層１又はその
周囲の温度上昇に比例して約−0.3V／℃の勾配
でバイアス電圧が負に増大するようにしたとこ
ろ、40℃位までほぼ一定の抵抗値比が得られた。 （効果） 以上のように本発明によれば、光照射時と暗時
との抵抗値比が向上し、結果としてノイズの低減
あるいはダイナミツクレンジが拡大したことによ
る中間調の読取りが可能なイメージセンサを達成
することができる。 また、更にバイアス電圧を温度変化（特に上昇
に追随させた場合には、光照射時と暗時との抵抗
値比の変化（特に減少）の少ない信頼性の高いイ
メージセンサを達成することができる。
を用いないで作成したセンサの特性は上記表中の
Eg＝0Vとした場合とほぼ一致した。 上記の結果より電極１１に負のバイアス電圧を
印加することにより、暗時の抵抗値が増大し、結
果として光照射時と暗時との抵抗値比が従来約
102であつたものが104以上にまで増大しているこ
とがわかる。このバイアス電圧の効果はアモルフ
アスシリコン層に水素やハロゲン原子などを含有
させた場合も含有させない場合も、各種成膜条件
について光照射時と暗時との抵抗値比が向上する
ことが確められた。ただし、それぞれの場合のバ
イアス電圧Egの最適値は異なつたものとなる。 実施例 ２ 実施例１と同様にして作成したイメージセンサ
において、電極１１に20℃で−3Vのバイアス電
圧を印加し、その後第５図に示されるようにバイ
アス電圧印加手段１４により光導電層１又はその
周囲の温度上昇に比例して約−0.3V／℃の勾配
でバイアス電圧が負に増大するようにしたとこ
ろ、40℃位までほぼ一定の抵抗値比が得られた。 （効果） 以上のように本発明によれば、光照射時と暗時
との抵抗値比が向上し、結果としてノイズの低減
あるいはダイナミツクレンジが拡大したことによ
る中間調の読取りが可能なイメージセンサを達成
することができる。 また、更にバイアス電圧を温度変化（特に上昇
に追随させた場合には、光照射時と暗時との抵抗
値比の変化（特に減少）の少ない信頼性の高いイ
メージセンサを達成することができる。
第１図は従来のイメージセンサを示す断面図、
第２図はその１素子に関する電気回路図、第３図
Ａ及びＢは本発明の一実施例を示す断面図及び平
面図、第４図は本発明の一実施例における一素子
に関する電気回路図、第５は本発明の他の実施例
における一素子に関する電気回路図である。 １……アモルフアスシリコンの光導電層、３，
４……対向電極、１０……絶縁層、１１……バイ
アス電圧印加用電極、１２……対向電極間間隙。
第２図はその１素子に関する電気回路図、第３図
Ａ及びＢは本発明の一実施例を示す断面図及び平
面図、第４図は本発明の一実施例における一素子
に関する電気回路図、第５は本発明の他の実施例
における一素子に関する電気回路図である。 １……アモルフアスシリコンの光導電層、３，
４……対向電極、１０……絶縁層、１１……バイ
アス電圧印加用電極、１２……対向電極間間隙。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アモルフアスシリコン層の同一平面上に電極
を対向して設け、光照射量に対応する前記アモル
フアスシリコン層の抵抗値変化を前記電極により
検出するイメージセンサにおいて、前記アモルフ
アスシリコン層の裏面のうち前記対向電極間間〓
の少なくとも一部に対向する領域に絶縁層を介し
てバイアス電圧印加用の電極を設けたことを特徴
とするイメージセンサ。 ２ 前記バイアス電圧は前記アモルフアスシリコ
ン層又はその周囲の温度に依存して印加される特
許請求の範囲第１項に記載のイメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208891A JPS60101940A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | イメ−ジセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208891A JPS60101940A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | イメ−ジセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101940A JPS60101940A (ja) | 1985-06-06 |
| JPH0471342B2 true JPH0471342B2 (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=16563833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58208891A Granted JPS60101940A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | イメ−ジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101940A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5150181A (en) * | 1990-03-27 | 1992-09-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Amorphous thin film semiconductor device with active and inactive layers |
| DE69117785T2 (de) * | 1990-03-27 | 1997-02-06 | Canon Kk | Dünnschicht-Halbleiterbauelement |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5772370A (en) * | 1980-10-23 | 1982-05-06 | Canon Inc | Photoelectric converter |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP58208891A patent/JPS60101940A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60101940A (ja) | 1985-06-06 |
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