JPH0567765A - イメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遮光パターンずれが発生してもフォトダイオ
ードとブロッキングダイオードの受光面積の比が変わら
ずにノイズ成分の発生を防止し、また両ダイオードが均
等に受光できる位置に導光窓を設けてＭＴＦの向上を図
るイメージセンサを提供する。 【構成】 共通の金属電極２上に１対のオーミックコン
タクト層３、光導電層４、透明電極５で形成され、同極
の電極が接続されたフォトダイオードＰＤとブロッキン
グダイオードＢＤの組合わせ複数有するイメージセンサ
で、各透明電極５に接続する遮光用配線７の端部がＰ
Ｄ、ＢＤの受光領域を規定するよう両方の透明電極５の
一部を覆う構成で、更に導光窓１１′が設けられてい
る。 【効果】 イメージセンサのノイズ成分をなくし、ＭＴ
Ｆの向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、イメー
ジスキャナ等の入力部に用いられるイメージセンサに係
り、特にフォトダイオードとブロッキングダイオードと
を極性を逆向きに直列に接続した受光素子を複数個並べ
てアレイ状に形成したイメージセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、ファクシミリ等の画像読取りに
使用されるイメージセンサは、フォトダイオードとブロ
ッキングダイオードとが互いに逆極性になるように直列
に接続して一組の受光素子を形成し、この受光素子を複
数個ライン状に並べて受光素子アレイを構成するものが
提案されている。

【０００３】すなわち、上述したイメージセンサの受光
素子部分は、図９の平面説明図及び図９の断面説明図で
ある図１０に示すように、ガラス等から成る基板１上に
クロム（Ｃｒ）等から成る金属電極２、水素化アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）等から成る光導電層４、
酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）等から成る透明電極
５、ポリイミド等から成る絶縁層６を順次積層及びパタ
ーニングして、フォトダイオードＰＤとブロッキングダ
イオードＢＤを形成し、絶縁層６に形成したコンタクト
孔８ａ、８ｂを介してアルミニウム（Ａｌ）等から成る
引き出し配線７ａ、７ｂを形成して構成されている。

【０００４】そして、フォトダイオードＰＤ側は、上部
より光が照射される受光エリアＡ（図の斜線部分）を形
成するとともに、ブロッキングダイオードＢＤ側は光が
照射されないように引き出し配線７ｂにより遮光する構
成となっている。

【０００５】そして、このような受光素子を複数（ｎ
個）並べてアレイを形成し、各ブロッキングダイオード
ＢＤ側の各引き出し配線７ｂは、図１１の等価回路図に
示すようにシフトレジスタＳＲに接続され、フォトダイ
オードＰＤ側の各引き出し配線７ａはローディング抵抗
Ｒを介して接地されているとともに、ローディング抵抗
ＲのフォトダイオードＰＤ側に出力端子Ｔout を形成し
ている。

【０００６】上記従来の構造のイメージセンサにおける
電荷読み出しの動作を以下に説明する。まず、シフトレ
ジスタＳＲによってフォトダイオードＰＤが走査されて
順次信号がブロッキングダイオードＢＤを通して印加さ
れ、印加されたフォトダイオードＰＤに電荷が蓄積され
る。

【０００７】そして、走査が一巡する間にフォトダイオ
ードＰＤに光が照射され、その光の照射光量に応じた電
荷が放電される。次に、リセット信号（読み出しパル
ス）をシフトレジスタＳＲによって順次印加し、各フォ
トダイオードＰＤに前記放電量に応じた電荷が再充電さ
れる。この再充電時にローディング抵抗Ｒを流れる電流
により出力端子Ｔout に生じる電位を信号として読み出
すものである（特開昭５８−６２９７８号公報参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成のイメージセンサでは、フォトダイオードＰＤ
に光が入射したとき、フォトダイオードＰＤを流れる電
流によって、放電された電荷がフォトダイオードＰＤの
容量とブロッキングダイオードＢＤの容量とに分配さ
れ、このときフォトダイオードＰＤにおいて減少した電
荷を補うためにローディング抵抗Ｒを電流が流れてノイ
ズが発生するとの問題点があった。

【０００９】そこで、図１２の平面説明図及び図１２の
断面説明図である図１３に示すように、遮光されていな
い第１フォトダイオードＰＤ１と遮光されていない第２
フォトダイオードＰＤ２とを極性を逆向きに直列に近接
して接続した受光素子を複数個ライン状に並べて受光素
子アレイを形成し、前記第１のフォトダイオードＰＤ１
及び前記第２のフォトダイオードＰＤ２は光が照射され
た際に発生する電圧が等しくなることで外部に電流が流
れ出さない構造を有するイメージセンサが提案されてい
る。

【００１０】このイメージセンサは、二つのフォトダイ
オード（１つをフォトダイオードＰＤとし、もう１つを
ブロッキングダイオードＢＤとする）を極性を逆に接続
して、両フォトダイオードの受光面積を等しくしても光
が照射された際に発生する電圧を等しくし、外部に電流
が流れ出さないようにしてあるので、ノイズ成分が発生
しないものである。

【００１１】しかしながら、上記イメージセンサの構成
では、図１４の平面説明図に示すように、フォトダイオ
ードＰＤとブロッキングダイオードＢＤの受光面積を規
定するためと、フォトダイオードＰＤの信号読み出し用
配線及びブロッキングダイオードＢＤのバイアス用配線
となっているアルミニウム（Ａｌ）のパターンが、フォ
トリソ等のプロセス時にパターンのズレが発生した場
合、フォトダイオードＰＤとブロッキングダイオードＢ
Ｄの受光面積の比が、例えば、１：１の値に設計されて
いるとすると、受光面積比が変わって、光が照射された
際に両ダイオードの電圧が等しくならず、外部に電流が
流れ出してノイズ成分が発生して、正確な電位を読み出
すことができず、センサのリニアリティが悪化するとの
問題点があった。

【００１２】また、上記構成のイメージセンサでは、基
板１下面から光を入射させて原稿に反射させてセンサで
受光するための導光窓１１が図１５の平面説明図に示す
ような形状で設けられているのが一般的である。尚、図
１５の断面説明図を図１６に示しておく。図１５に示す
ように、導光窓１１はブロッキングダイオードＢＤのバ
イアス用配線７ｂ側に設けられ、基板１上に金属電極２
と同材料で同層の遮光パターン１２を形成することによ
り導光窓１１の形状が規定されるようになっている。

【００１３】従って、フォトダイオードＰＤとブロッキ
ングダイオードＢＤの共通の金属電極２と遮光パターン
１２とがＣｒ等の同じ金属層で形成されているため、金
属電極２と下部遮光パターン１２との間に隙間ｄが形成
されることになり、金属電極２の周辺部分からも光が漏
れ入るようになっていた。尚、図１５に示す受光素子を
主走査方向に複数配列したイメージセンサが図１７に示
されている。

【００１４】従って、導光窓１１がブロッキングダイオ
ードＢＤ側に設けられているために、ブロッキングダイ
オードＢＤに入射する光量は多くなるものの、それに比
べてフォトダイオードＰＤに入射する光量が少なくなる
ため、ブロッキングダイオードＢＤとフォトダイオード
ＰＤとで受光する光量にバラツキが発生し、センサのリ
ニアリティが悪化するという問題点があった。

【００１５】更に、導光窓１１がフォトダイオードＰＤ
の受光領域とは副走査方向に離れて形成されているの
で、原稿の浮きによる分解能（ＭＴＦ）の低下が起こる
という問題点があり、また、導光窓１１以外の金属電極
２の周辺部分の隙間ｄから漏れる光によってもＭＴＦの
低下が起こるという問題点があった。

【００１６】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、アルミニウム（Ａｌ）の遮光パターンにズレが発生
した場合でも、フォトダイオードとブロッキングダイオ
ードの受光面積の比が変わることがないようにしてノイ
ズ成分の発生を防止することができ、またフォトダイオ
ードとブロッキングダイオードが均等に受光できるよな
位置に導光窓を設けてＭＴＦを向上させることができる
イメージセンサを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの請求項１記載の発明は、同極の電極が互いに接続さ
れるよう直列に接続されるフォトダイオードとブロッキ
ングダイオードとの複数の組合わせから構成されるイメ
ージセンサにおいて、前記フォトダイオードと前記ブロ
ッキングダイオードとの各々の組合わせは、共通の下部
電極と、前記共通の下部電極上に形成され、特定方向に
沿って延長するよう並行して設けられた１対のオーミッ
クコンタクト層と、１対の光電変換層と、１対の透明電
極と、前記１対の透明電極を覆う絶縁層と、前記絶縁層
に形成した穴を通して前記各透明電極に接続する２本の
遮光用配線とから構成され、前記２本の配線は前記２本
の配線の各々が前記フォトダイオードと前記ブロッキン
グダイオードについての受光領域を規定するよう前記フ
ォトダイオードと前記ブロッキングダイオードの両方の
前記透明電極の一部を覆うように形成されていることを
特徴としている。

【００１８】上記問題点を解決するための請求項２記載
の発明は、請求項１記載のイメージセンサにおいて、前
記フォトダイオードの前記配線の端部が位置する第１の
領域と前記ブロッキングダイオードの前記配線の端部が
位置する第２の領域とにおける前記透明電極の各々の面
積が同じであることを特徴としている。

【００１９】上記問題点を解決するための請求項３記載
の発明は、請求項１記載のイメージセンサにおいて、前
記フォトダイオードの前記受光領域と前記ブロッキング
ダイオードの前記受光領域とがそれぞれ等しいことを特
徴としている。

【００２０】上記問題点を解決するための請求項４記載
の発明は、請求項１記載のイメージセンサにおいて、前
記１対のオーミックコンタクト層が同じ材質から作ら
れ、等しい厚さを有することを特徴としている。

【００２１】上記問題点を解決するための請求項５記載
の発明は、請求項１記載のイメージセンサにおいて、前
記１対の光電変換層が同じ材質から作られ、等しい厚さ
を有すること特徴としている。

【００２２】上記問題点を解決するための請求項６記載
の発明は、請求項１記載のイメージセンサにおいて、前
記１対の透明電極が同じ材質から作られ、等しい厚さを
有することを特徴としている。

【００２３】上記問題点を解決するための請求項７記載
の発明は、請求項１記載のイメージセンサにおいて、前
記同極の電極がカソードであることを特徴としている。

【００２４】上記問題点を解決するための請求項８記載
の発明は、同極の電極が互いに接続されるよう直列に接
続されるフォトダイオードとブロッキングダイオードと
の複数の組合わせから構成されるイメージセンサにおい
て、前記フォトダイオードと前記ブロッキングダイオー
ドとの各々の組合わせに前記フォトダイオードと前記ブ
ロッキングダイオードの受光領域を規定する２本の遮光
用配線と、光源から照射された光を導く導光窓とを設
け、前記２本の配線は前記フォトダイオードと前記ブロ
ッキングダイオードのいずれかの電極に接続し、前記各
配線の端部が前記フォトダイオードと前記ブロッキング
ダイオードの両方の受光領域を規定するよう形成されて
いることを特徴としている。

【００２５】上記問題点を解決するための請求項９記載
の発明は、請求項８記載のイメージセンサにおいて、前
記導光窓が前記フォトダイオードと前記ブロッキングダ
イオードが対向する中央部分に設けられていることを特
徴としている。

【００２６】上記問題点を解決するための請求項１０記
載の発明は、請求項８記載のイメージセンサにおいて、
前記導光窓が前記フォトダイオードと前記ブロッキング
ダイオードの組合わせの主走査方向の側方に設けられて
いることを特徴としている。

【００２７】上記問題点を解決するための請求項１１記
載の発明は、請求項８記載のイメージセンサにおいて、
前記２本の遮光用配線が前記フォトダイオードと前記ブ
ロッキングダイオードの周辺部を覆うよう形成されてい
ることを特徴としている。

【００２８】上記問題点を解決するための請求項１２記
載の発明は、請求項１０記載のイメージセンサにおい
て、前記導光窓の形状が前記２本の遮光用配線で特定さ
れることを特徴としている。

【００２９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、イメージセンサ
の共通電極となる金属電極上に２組のオ−ミックコンタ
クト層、光導電層、透明電極によって１対のフォトダイ
オードとブロッキングダイオードを形成し、フォトダイ
オードとブロッキングダイオードの透明電極に接続する
配線のパターンを並設された両ダイオードの両透明電極
の一部を覆うように絶縁層を介してそれぞれ形成し、一
方の配線がフォトダイオードの透明電極に接続し、他方
の配線がブロッキングダイオードの透明電極に接続する
イメージセンサとしているので、配線のパターンずれが
生じても、フォトダイオードとブロッキングダイオード
の受光面積の比を一定に保持することができ、両ダイオ
ードに光が入射した時に外部にノイズ成分が発生せず、
正確な信号を読み出すことができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、フォトダイ
オードに接続する遮光用配線部分の端部とブロッキング
ダイオードに接続する遮光用配線部分の端部とが覆う透
明電極の面積が等しい請求項１記載のイメージセンサと
しているので、フォトダイオードとブロッキングダイオ
ードの受光面積の比を一定に保持することができ、両ダ
イオードに光が入射した時に外部にノイズ成分が発生せ
ず、正確な信号を読み出すことができる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、フォトダイ
オードの受光領域とブロッキングダイオードの受光領域
とがそれぞれ等しい請求項１記載のイメージセンサとし
ているので、フォトダイオードの容量とブロッキングダ
イオードの容量が１：１になり、両ダイオードに等しい
光が入射したときに外部にノイズ成分が発生せず、正確
な信号を読み出すことができる。

【００３２】請求項４記載の発明によれば、１対のオー
ミックコンタクト層が同じ材質で同じ厚さで形成される
請求項１記載のイメージセンサとしているので、１対の
オーミックコンタクト層を同時に同工程で容易に製造で
きる。

【００３３】請求項５記載の発明によれば、１対の光電
変換層が同じ材質で同じ厚さで形成される請求項１記載
のイメージセンサとしているので、１対の光電変換層を
同時に同工程で容易に製造できる。

【００３４】請求項６記載の発明によれば、１対の透明
電極が同じ材質で同じ厚さで形成される請求項１記載の
イメージセンサとしているので、１対の透明電極を同時
に同工程で容易に製造できる。

【００３５】請求項７記載の発明によれば、互いに接続
する同極の電極がカソードである請求項１記載のイメー
ジセンサとしているので、フォトダイオードとブロッキ
ングダイオードの容量に電荷を蓄積させることができ、
受光量に応じた信号を読み出すことができる。

【００３６】請求項８記載の発明によれば、対向するよ
う設けられたフォトダイオードとブロッキングダイード
の受光領域を２本の遮光用配線を使って規定し、両ダイ
オードの組合わせに導光窓を設けたメージセンサとして
いるので、両ダイオードにおける受光量のバラツキをな
くし、センサのリニアリティと分解能（ＭＴＦ）を向上
させることができる。

【００３７】請求項９記載の発明によれば、フォトダイ
オードとブロッキングダイオードが対向する中央部分に
導光窓を設けた請求項８記載のイメージセンサとしてい
るので、導光窓を通って入射した光が原稿に反射して、
その反射光が両ダイオードの受光領域にほぼ等しく入射
するため、受光量にバラツキがなく、センサのリニアリ
ティとＭＴＦを向上させることができる。

【００３８】請求項１０記載の発明によれば、フォトダ
イオードとブロッキングダイオードの組合わせの受光素
子の主走査方向の両側に導光窓を形成した請求項８記載
のイメージセンサとしているので、受光量にバラツキが
なく、センサのリニアリティとＭＴＦを向上させること
ができる。

【００３９】請求項１１記載の発明によれば、両ダイオ
ードの周辺部を２本の遮光用配線で覆う請求項８記載の
イメージセンサとしているので、両ダイオードの周辺部
からの漏れ光を遮光することができ、ＭＴＦを向上させ
ることができる。

【００４０】請求項１２記載の発明によれば、２本の遮
光用配線で導光窓の形状を規定する請求項１０記載のイ
メージセンサとしているので、イメージセンサにおける
各々の導光窓の面積を一定にでき、入射光量のバラツキ
をなくし、センサのリニアリティとＭＴＦを向上させる
ことができる。

【００４１】

【実施例】本発明の一実施例のイメージセンサについて
図面を参照しながら説明する。本発明の一実施例に係る
イメージセンサの受光素子部分について、図１の平面説
明図及び図１のＡ−Ａ′部分の断面説明図である図２を
使って説明する。尚、図９及び図１２の構成と同一の構
成をとる部分については、同一の符号を使って説明す
る。

【００４２】本実施例の受光素子部分は、ガラス等から
成る基板１上に、クロム（Ｃｒ）等から成る金属電極
２、ｎ+ 層のオ−ミックコンタクト層３、水素化アモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）等の光電変換作用のあ
る光導電層４、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）等の透
明電極５、ポリイミド等の絶縁層６を順次積層して、パ
ターニングを行い、極性が逆向きにかつ図１において左
右対称的にオーミックコンタクト層３、光導電層４、透
明電極５を配置するようフォトダイオードＰＤとブロッ
キングダイオードＢＤを形成する。

【００４３】フォトダイオードＰＤ及びブロッキングダ
イオードＢＤの透明電極５ａ、５ｂ上には、絶縁層６に
形成したコンタクト孔８ａ、８ｂを介してアルミニウム
（Ａｌ）等から成る引き出し配線７ａ、７ｂに接続され
ている。

【００４４】尚、引き出し配線７ｂは、ブロッキングダ
イオードＢＤのバイアス用配線となり、引き出し配線７
ａは、フォトダイオードＰＤの信号読み出し用配線とな
るものである。

【００４５】また、引き出し配線７は、コンタクト孔８
上部において、遮光パターンを形成しており、当該遮光
パターンによって受光面積を規定している。本実施例に
おいて、フォトダイオードＰＤの受光面積とブロッキン
グダイオードＢＤの受光面積との比は１：１となるよう
に規定している。

【００４６】本実施例において、図１に示すように、フ
ォトダイオードＰＤとブロッキングダイオードＢＤを金
属電極２の共通電極上に図中左右対称に形成するように
してある。具体的には、図中左側にブロッキングダイオ
ードＢＤを形成し、右側にフォトダイオードＰＤを形成
し、そしてブロッキングダイオードＢＤのバイアス用配
線となる配線７ｂが図上方向から設けられ、図中左上に
てブロッキングダイオードＢＤの透明電極５ｂにコンタ
クト孔８ｂによりコンタクトし、またフォトダイオード
ＰＤの信号読み出し用配線となる配線７ａが図下方向か
ら設けられ、図中右下にてフォトダイオードＰＤの透明
電極５ａにコンタクト孔８ａによりコンタクトしてい
る。従って、図２に示すように、フォトダイオードＰＤ
及びブロッキングダイオードＢＤは縦長に形成される。

【００４７】次に、本実施例のイメージセンサの受光素
子部分の製造方法について説明する。絶縁性の基板１上
にＣｒを７００〜７５０オングストローム程度の厚さに
着膜し、パターニングを行い、フォトダイオードＰＤ、
ブロッキングダイオードＢＤの共通電極となる金属電極
２を形成する。

【００４８】次に、ｎ+ 層を約１０００オングストロー
ム程度の厚さに、ａ−Ｓｉ：Ｈを約７０００オングスト
ローム程度の厚さに、ＩＴＯを約７００オングストロー
ム程度の厚さに着膜し、図１に示すような形状にパター
ニングを行い、フォトダイオードＰＤ、ブロッキングダ
イオードＢＤのオ−ミックコンタクト層３ａ，３ｂ、光
導電層４ａ，４ｂ、透明電極５ａ，５ｂを形成する。

【００４９】次に、絶縁層６のポリイミドを約１．３μ
ｍ程度の厚さに着膜し、フォトダイオードＰＤ及びブロ
ッキングダイオードＢＤとのコンタクト孔８ａ、８ｂを
フォトリソエッチング工程で形成する。

【００５０】次に、フォトダイオードＰＤの信号読み出
し用配線、ブロッキングダイオードＢＤのバイアス用配
線となり、両ダイオードの遮光パターンとなる引き出し
配線７ａ、７ｂを形成するために、アルミニウム（Ａ
ｌ）を約１μｍ程度の厚さに着膜し、図１に示すように
パターニングを行い、引き出し配線７ａ、７ｂを形成す
る。

【００５１】具体的に説明すると、ブロッキングダイオ
ードＢＤに接続する配線７ｂのパターンは、ブロッキン
グダイオードＢＤの透明電極５ｂ及びフォトダイオード
ＰＤの透明電極５ａの双方を等しい面積で覆い、配線７
ｂはコンタクト孔８ｂでブロッキングダイオードＢＤの
透明電極５ｂに接続することになる。また、フォトダイ
オードＰＤに接続する配線７ａのパターンは、ブロッキ
ングダイオードＢＤの透明電極５ｂ及びフォトダイオー
ドＰＤの透明電極５ａの双方を等しい面積で覆い、配線
７ａはコンタクト孔８ａでフォトダイオードＰＤの透明
電極５ａに接続することになる。

【００５２】上記のように、金属電極２上に１対のオー
ミックコンタクト層３ａ，３ｂ、光導電層４ａ，４ｂ、
透明電極５ａ，５ｂをそれぞれ同一材質で同じ厚さで形
成するようにしているので、各１対の層を同時に同工程
で製造でき、製造が容易となる効果がある。

【００５３】次に、本実施例のイメージセンサの動作に
ついて、図３の回路図を使って説明する。シフトレジス
タＳＲから各ブロック単位にフォトダイオードＰＤへ特
定電圧のパルスが印加されると、ブロッキングダイオー
ドＢＤを介してフォトダイオードＰＤの両端に電荷が蓄
積される。

【００５４】次に、上記パルスが印加されなくなると、
前記蓄積された電荷がブロッキングダイオードＢＤとフ
ォトダイオードＰＤの容量に両方の容量比（本実施例で
は１：１としている）に分配される。本実施例では、フ
ォトダイオードＰＤとブロッキングダイオードＢＤの受
光面積を同じとなるようにしているため、フォトダイオ
ードＰＤとブロッキングダイオードＢＤの容量比は、
１：１となる。

【００５５】そして、フォトダイオードＰＤとブロッキ
ングダイオードＢＤに光が入射すると、フォトダイオー
ドＰＤとブロッキングダイオードＢＤに光電流が流れる
が、フォトダイオードＰＤとブロッキングダイオードＢ
Ｄが同じ構成（同じ容量）であるため、流れる電流は同
じ量であって、フォトダイオードＰＤとブロッキングダ
イオードＢＤは逆方向に対向しているために両電流で打
ち消し合って、外部に電流が流れ出すことがなく、ノイ
ズ成分が発生することはない。このように光電流が流れ
ることにより、フォトダイオードＰＤとブロッキングダ
イオードＢＤに蓄積された電荷が光電流に応じて放電さ
れることになる。

【００５６】次に、読み出しパルスをシフトレジスタＳ
Ｒによって順次印加し、各フォトダイオードＰＤに対し
て放電量に応じた電荷が再充電される。この場合に、デ
ータマトリックス部に設けられた容量ＣL にも電荷が蓄
積され、パルス印加がなくなると、フォトダイオードＰ
Ｄと容量ＣL に蓄積された電荷がブロッキングダイオー
ドＢＤ、フォトダイオードＰＤと容量ＣL にその容量に
応じて電荷が分配され、この時、データマトリックス部
の信号線の電位変化をアナログマルチプレクサＡＭＵＸ
で読み取って出力するものである。

【００５７】本実施例のイメージセンサによれば、図１
及び図２に示すように、共通電極の金属電極２上にフォ
トダイオードＰＤ及びブロッキングダイオードＢＤが縦
長に形成されているので、図４の平面説明図に示すよう
に、配線７のアルミニウム（Ａｌ）のパターンがずれを
生じた場合であっても、フォトダイオードＰＤとブロッ
キングダイオードＢＤの受光面積の比を一定のまま等し
く保持することができるため、ノイズ成分が発生するこ
ともなく、正確な信号を読み出すことができる効果があ
る。

【００５８】更に、本実施例のイメージセンサでは、フ
ォトダイオードＰＤとブロッキングダイオードＢＤの形
状を同じくし、受光領域も同じ面積となるようにしてい
るので、各ダイオードの容量が等しくなり、等しい光が
入射した時に外部にノイズ成分が発生せず、正確な信号
を出力できる効果がある。

【００５９】また、上記本実施例のイメージセンサに導
光窓を設けた応用例（第２の実施例）について、図５の
平面説明図及び図５のＣ−Ｃ′部分の断面説明図である
図６を使って説明する。図５に示すように、第２の実施
例のイメージセンサは、縦長に形成されたフォトダイオ
ードＰＤとブロッキングダイオードＢＤが対向する中心
部分に基板１下面の光源からの光を入射する導光窓１
１′が設けられ、更に金属電極２の周辺に遮光パターン
１２が設けられる構成となっている。そして、引き出し
配線７が、フォトダイオードＰＤとブロッキングダイオ
ードＢＤの両方の透明電極５の端部を大きく覆うよう形
成されているので、金属電極２と遮光パターン１２との
隙間をも覆うようになっている。

【００６０】この第２の実施例のイメージセンサは、図
１及び図２に示したイメージセンサとほぼ同様の製造方
法で形成されるものであり、特別に設けられた遮光パタ
ーン１２は、金属電極２と同じクロム（Ｃｒ）等の金属
層で形成され、遮光パターン１２のパターニングも金属
電極２のパターニングと同時に行うものである。

【００６１】また、特別に設けられた導光窓１１′につ
いては、図６に示すように、金属電極２の中央に導光窓
１１′を設けるために、金属電極２の中央部分をフォト
リソエッチング工程により金属層を取り除いてパターニ
ングするようにし、同様に、導光窓１１′に該当する部
分にはオーミックコンタクト層３、光導電層４及び透明
電極５を形成しないようにしている。

【００６２】上記第２の実施例のイメージセンサによれ
ば、導光窓１１′が金属電極２の中央部分であって、縦
長に形成されたフォトダイオードＰＤとブロッキングダ
イオードＢＤとが対向する中心部分に設けられているの
で、導光窓１１′と両ダイオードとの距離は等しく、フ
ォトダイオードＰＤとブロッキングダイオードＢＤとが
受光する光量にバラツキが発生することがなく、センサ
のリニアリティとＭＴＦを向上させることができるる効
果がある。

【００６３】また、導光窓１１′が受光素子の中に設け
られているために、導光窓１１′と受光素子との距離が
離れていないので、原稿の浮きによるＭＴＦの低下を防
止することができる効果があり、更に金属電極２の周辺
の遮光パターン１２との隙間を引き出し配線７で覆うよ
うにしているので、導光窓１１′以外の部分からの漏れ
光を少なくすることができ、ＭＴＦの低下を防止できる
効果がある。

【００６４】尚、上記第２の実施例の単体のイメージセ
ンサを主走査方向に複数個ライン状に配列したイメージ
センサの平面説明図を図７に示す。尚、遮光パターン１
２は、フォトダイオードＰＤとブロッキングダイオード
ＢＤの各引き出し配線７側にそれぞれ設けられ、主走査
方向に連続して形成されるようになっている。図７に示
すラインイメージセンサの場合にも、受光量のバラツキ
をなくし、センサのリニアリティとＭＴＦを向上させる
ことができる効果がある。

【００６５】更に、第３の実施例として、図８の平面説
明図に示すように、図１及び図２に示した単体のイメー
ジセンサを主走査方向に複数個ライン状に配列し、隣接
するセンサ間に導光窓１１″を設けることも考えられ
る。この場合にも、金属電極２の周辺に遮光パターン１
２が設けられ、そして、引き出し配線７が、フォトダイ
オードＰＤとブロッキングダイオードＢＤの両方の透明
電極５の端部を大きく覆うよう形成されているので、金
属電極２と遮光パターン１２との隙間をも覆うようにな
っている。また、遮光パターン１２は、フォトダイオー
ドＰＤとブロッキングダイオードＢＤの各引き出し配線
７側にそれぞれ設けられ、主走査方向に連続して形成さ
れている。

【００６６】第３の実施例のイメージセンサによれば、
隣接するセンサ間に導光窓１１″をそれぞれ設ける構成
としているので、１つセンサに対して主走査方向左右に
２つの導光窓１１″が配置されることになるので、ライ
ンイメージセンサ全体としては、受光量のバラツキをな
くし、センサ出力の安定化を図ることができ、ＭＴＦを
向上させることができる効果がある。また、金属電極２
と遮光パターン１２との隙間を配線７で遮光しているの
で、漏れ光を防止でき、ＭＴＦを向上させることができ
る効果があり、更に配線７のパターンで導光窓１１″の
形状を規定することができるので、導光窓１１″の面積
を一定にすることができ、入射光量のバラツキをなく
し、ＭＴＦを向上させることができる効果がある。

【００６７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、イメージ
センサの共通電極となる金属電極上に２組のオ−ミック
コンタクト層、光導電層、透明電極によって１対のフォ
トダイオードとブロッキングダイオードを形成し、フォ
トダイオードとブロッキングダイオードの透明電極に接
続する配線のパターンを並設された両ダイオードの両透
明電極の一部を覆うように絶縁層を介してそれぞれ形成
し、一方の配線がフォトダイオードの透明電極に接続
し、他方の配線がブロッキングダイオードの透明電極に
接続するイメージセンサとしているので、配線のパター
ンずれが生じても、フォトダイオードとブロッキングダ
イオードの受光面積の比を一定に保持することができ、
両ダイオードに光が入射した時に外部にノイズ成分が発
生せず、正確な信号を読み出すことができる効果があ
る。

【００６８】請求項２記載の発明によれば、フォトダイ
オードに接続する遮光用配線部分の端部とブロッキング
ダイオードに接続する遮光用配線部分の端部とが覆う透
明電極の面積が等しい請求項１記載のイメージセンサと
しているので、フォトダイオードとブロッキングダイオ
ードの受光面積の比を一定に保持することができ、両ダ
イオードに光が入射した時に外部にノイズ成分が発生せ
ず、正確な信号を読み出すことができる効果がある。

【００６９】請求項３記載の発明によれば、フォトダイ
オードの受光領域とブロッキングダイオードの受光領域
とがそれぞれ等しい請求項１記載のイメージセンサとし
ているので、フォトダイオードの容量とブロッキングダ
イオードの容量が１：１になり、両ダイオードに等しい
光が入射したときに外部にノイズ成分が発生せず、正確
な信号を読み出すことができる効果がある。

【００７０】請求項４記載の発明によれば、１対のオー
ミックコンタクト層が同じ材質で同じ厚さで形成される
請求項１記載のイメージセンサとしているので、１対の
オーミックコンタクト層を同時に同工程で容易に製造で
きる効果がある。

【００７１】請求項５記載の発明によれば、１対の光電
変換層が同じ材質で同じ厚さで形成される請求項１記載
のイメージセンサとしているので、１対の光電変換層を
同時に同工程で容易に製造できる効果がある。

【００７２】請求項６記載の発明によれば、１対の透明
電極が同じ材質で同じ厚さで形成される請求項１記載の
イメージセンサとしているので、１対の透明電極を同時
に同工程で容易に製造できる効果がある。

【００７３】請求項７記載の発明によれば、互いに接続
する同極の電極がカソードである請求項１記載のイメー
ジセンサとしているので、フォトダイオードとブロッキ
ングダイオードの容量に電荷を蓄積させることができ、
受光量に応じた信号を読み出すことができる効果があ
る。

【００７４】請求項８記載の発明によれば、対向するよ
う設けられたフォトダイオードとブロッキングダイード
の受光領域を２本の遮光用配線を使って規定し、両ダイ
オードの組合わせに導光窓を設けたメージセンサとして
いるので、両ダイオードにおける受光量のバラツキをな
くし、センサのリニアリティと分解能（ＭＴＦ）を向上
させることができる効果がある。

【００７５】請求項９記載の発明によれば、フォトダイ
オードとブロッキングダイオードが対向する中央部分に
導光窓を設けた請求項８記載のイメージセンサとしてい
るので、導光窓を通って入射した光が原稿に反射して、
その反射光が両ダイオードの受光領域にほぼ等しく入射
するため、受光量にバラツキがなく、センサのリニアリ
ティとＭＴＦを向上させることができる効果がある。

【００７６】請求項１０記載の発明によれば、フォトダ
イオードとブロッキングダイオードの組合わせの受光素
子の主走査方向の両側に導光窓を形成した請求項８記載
のイメージセンサとしているので、受光量にバラツキが
なく、センサのリニアリティとＭＴＦを向上させること
ができる効果がある。

【００７７】請求項１１記載の発明によれば、両ダイオ
ードの周辺部を２本の遮光用配線で覆う請求項８記載の
イメージセンサとしているので、両ダイオードの周辺部
からの漏れ光を遮光することができ、ＭＴＦを向上させ
ることができる効果がある。

【００７８】請求項１２記載の発明によれば、２本の遮
光用配線で導光窓の形状を規定する請求項１０記載のイ
メージセンサとしているので、イメージセンサにおける
各々の導光窓の面積を一定にでき、入射光量のバラツキ
をなくし、センサのリニアリティとＭＴＦを向上させる
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るイメージセンサの受
光素子部分の平面説明図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ′部分の断面説明図である。

【図３】 本実施例の回路図である。

【図４】 本実施例におけるパターンずれの受光素子部
分の平面説明図である。

【図５】 第２の実施例のイメージセンサの受光素子部
分の平面説明図である。

【図６】 図５のＣ−Ｃ′部分の断面説明図である。

【図７】 第２の実施例のイメージセンサをライン状に
配列したイメージセンサの平面説明図である。

【図８】 第３の実施例のイメージセンサの平面説明図
である。

【図９】 従来のイメージセンサの受光素子部分の平面
説明図である。

【図１０】 図９の断面説明図である。

【図１１】 従来のイメージセンサの回路図である。

【図１２】 等しい受光面積を有するイメージセンサの
受光素子部分の平面説明図である。

【図１３】 図１２の断面説明図である。

【図１４】 図１２のイメージセンサにおけるパターン
ずれの受光素子部分の平面説明図である。

【図１５】 図１２のイメージセンサに導光窓と遮光パ
ターンを設けた場合の受光素子部分の平面説明図であ
る。

【図１６】 図１５のＤ−Ｄ′部分の断面説明図であ
る。

【図１７】 図１５のイメージセンサをライン状に配列
したイメージセンサの平面説明図である。

【符号の説明】

１…基板、 ２…金属電極、 ３…オ−ミックコンタク
ト層、 ４…光導電層、５…透明電極、 ６…絶縁層、
７…配線、 ８…コンタクト孔、 １１…導光窓、
１２…遮光パターン、 ＰＤ…フォトダイオード、 Ｂ
Ｄ…ブロッキングダイオード

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同極の電極が互いに接続されるよう直列
   に接続されるフォトダイオードとブロッキングダイオー
   ドとの複数の組合わせから構成されるイメージセンサに
   おいて、前記フォトダイオードと前記ブロッキングダイ
   オードとの各々の組合わせは、共通の下部電極と、前記
   共通の下部電極上に形成され、特定方向に沿って延長す
   るよう並行して設けられた１対のオーミックコンタクト
   層と、１対の光電変換層と、１対の透明電極と、前記１
   対の透明電極を覆う絶縁層と、前記絶縁層に形成した穴
   を通して前記各透明電極に接続する２本の遮光用配線と
   から構成され、前記２本の配線は前記２本の配線の各々
   が前記フォトダイオードと前記ブロッキングダイオード
   についての受光領域を規定するよう前記フォトダイオー
   ドと前記ブロッキングダイオードの両方の前記透明電極
   の一部を覆うように形成されていることを特徴とするイ
   メージセンサ。
2. 【請求項２】 前記フォトダイオードの前記配線の端部
   が位置する第１の領域と前記ブロッキングダイオードの
   前記配線の端部が位置する第２の領域とにおける前記透
   明電極の各々の面積が同じであることを特徴とする請求
   項１記載のイメージセンサ。
3. 【請求項３】 前記フォトダイオードの前記受光領域と
   前記ブロッキングダイオードの前記受光領域とがそれぞ
   れ等しいことを特徴とする請求項１記載のイメージセン
   サ。
4. 【請求項４】 前記１対のオーミックコンタクト層が同
   じ材質から作られ、等しい厚さを有することを特徴とす
   る請求項１記載のイメージセンサ。
5. 【請求項５】 前記１対の光電変換層が同じ材質から作
   られ、等しい厚さを有すること特徴とする請求項１記載
   のイメージセンサ。
6. 【請求項６】 前記１対の透明電極が同じ材質から作ら
   れ、等しい厚さを有することを特徴とする請求項１記載
   のイメージサンサ。
7. 【請求項７】 前記同極の電極がカソードであることを
   特徴とする請求項１記載のイメージセンサ。
8. 【請求項８】 同極の電極が互いに接続されるよう直列
   に接続されるフォトダイオードとブロッキングダイオー
   ドとの複数の組合わせから構成されるイメージセンサに
   おいて、前記フォトダイオードと前記ブロッキングダイ
   オードとの各々の組合わせに前記フォトダイオードと前
   記ブロッキングダイオードの受光領域を規定する２本の
   遮光用配線と、光源から照射された光を導く導光窓とを
   設け、前記２本の配線は前記フォトダイオードと前記ブ
   ロッキングダイオードのいずれかの電極に接続し、前記
   各配線の端部が前記フォトダイオードと前記ブロッキン
   グダイオードの両方の受光領域を規定するよう形成され
   ていることを特徴とするイメージセンサ。
9. 【請求項９】 前記導光窓が前記フォトダイオードと前
   記ブロッキングダイオードが対向する中央部分に設けら
   れていることを特徴とする請求項８記載のイメージセン
   サ。
10. 【請求項１０】 前記導光窓が前記フォトダイオードと
    前記ブロッキングダイオードの組合わせの主走査方向の
    側方に設けられていることを特徴とする請求項８記載の
    イメージセンサ。
11. 【請求項１１】 前記２本の遮光用配線が前記フォトダ
    イオードと前記ブロッキングダイオードの周辺部を覆う
    よう形成されていることを特徴とする請求項８記載のイ
    メージセンサ。
12. 【請求項１２】 前記導光窓の形状が前記２本の遮光用
    配線で特定されることを特徴とする請求項１０記載のイ
    メージセンサ。