JPH067588B2 - 密着形イメ−ジセンサ - Google Patents
密着形イメ−ジセンサInfo
- Publication number
- JPH067588B2 JPH067588B2 JP60096209A JP9620985A JPH067588B2 JP H067588 B2 JPH067588 B2 JP H067588B2 JP 60096209 A JP60096209 A JP 60096209A JP 9620985 A JP9620985 A JP 9620985A JP H067588 B2 JPH067588 B2 JP H067588B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image sensor
- photoelectric conversion
- electrode
- shielding film
- individual
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/191—Photoconductor image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
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,光学文字認識および複写機等の
光電変換デパイスとして用いられる密着形イメージセン
サに関するものである。
光電変換デパイスとして用いられる密着形イメージセン
サに関するものである。
(従来技術とその問題点) この密着形イメージセンサは、MOS型ICイメージセ
ンサやCCDイメージセンサ等と比較して、レンズによ
る縮小光学系を用いないためファクシミリ装置等を小型
に実現でき経済性に優れている。この密着形イメージセ
ンサの光電変換素子材料としては、可視光領域で光感度
が高く、大面積形成が容易なアモルファスシリコン(以
下a−Siと記す)が、、最近よく使われている。
ンサやCCDイメージセンサ等と比較して、レンズによ
る縮小光学系を用いないためファクシミリ装置等を小型
に実現でき経済性に優れている。この密着形イメージセ
ンサの光電変換素子材料としては、可視光領域で光感度
が高く、大面積形成が容易なアモルファスシリコン(以
下a−Siと記す)が、、最近よく使われている。
このa−Siは、比抵抗が高く、CCDイメージセンサや
MOS型ICイメージセンサと同様に、電荷蓄積モード
動作に適している。この場合、通常その素子構造として
は、a−Siを上下電極でサンドイッチした構造が用いら
れるが、この様なサンドイッチ構造を採用することによ
り、素子の光応答速度も、0.1msec以下という高速性
が実現でき、高速読み取り装置に適するイメージセンサ
が得られる。
MOS型ICイメージセンサと同様に、電荷蓄積モード
動作に適している。この場合、通常その素子構造として
は、a−Siを上下電極でサンドイッチした構造が用いら
れるが、この様なサンドイッチ構造を採用することによ
り、素子の光応答速度も、0.1msec以下という高速性
が実現でき、高速読み取り装置に適するイメージセンサ
が得られる。
第3図は従来のサンドイッチ素子構造のイメージセンサ
の断面図を示したものである。例えば、ガラス等の絶縁
性基板10上に形成された例えばCr等からなる個別電
極11上にa−Si光電変換膜12が、例えばプラズマC
VD等により形成されている。このa−Si光電変換膜1
2の上に、例えばIndium Tin Oxide(以下ITOとい
う)の透明電極13が、スパッタリング等により蒸着さ
れ、さらに光電変換素子開口部の副走査方向の寸法を決
定する例えばCr,Ti等からなる直線状の開口部を持
つた遮光膜16が、帯状に形成されている。この遮光膜
16は、共通電極としてのITO透明電極13の抵抗値
を下げ、高速読み取りを実現する上でも、必要である。
の断面図を示したものである。例えば、ガラス等の絶縁
性基板10上に形成された例えばCr等からなる個別電
極11上にa−Si光電変換膜12が、例えばプラズマC
VD等により形成されている。このa−Si光電変換膜1
2の上に、例えばIndium Tin Oxide(以下ITOとい
う)の透明電極13が、スパッタリング等により蒸着さ
れ、さらに光電変換素子開口部の副走査方向の寸法を決
定する例えばCr,Ti等からなる直線状の開口部を持
つた遮光膜16が、帯状に形成されている。この遮光膜
16は、共通電極としてのITO透明電極13の抵抗値
を下げ、高速読み取りを実現する上でも、必要である。
このa−Si光電変換素子12で発生した光信号電荷を高
速で、効率よく高感度に読む取ることができる駆動回路
として、特願昭59−143020「密着形センサとその駆動
方法」に示されるCCD駆動回路がある。この回路は第
4図により示される。この図を簡単に説明すると、CC
Dシフトレジスタ21,トランスファーゲート列22お
よびフローティングゲートアンプ23から少なくとも構
成された駆動用CCD20の入力端子列24とa−Si光
電変換素子25の個別電極端子列26とがボンディング
ワイヤ47で1対1に対応して接続されている。a−Si
光電変換素子25で発生した光信号電荷が、トランスフ
ァーゲート22を通してCCDシフトレジスタ21に送
られた後、転送用クロックφ1,φ2により順次時系列
に転送され、フローティングゲートアンプ23を通して
出力される。
速で、効率よく高感度に読む取ることができる駆動回路
として、特願昭59−143020「密着形センサとその駆動
方法」に示されるCCD駆動回路がある。この回路は第
4図により示される。この図を簡単に説明すると、CC
Dシフトレジスタ21,トランスファーゲート列22お
よびフローティングゲートアンプ23から少なくとも構
成された駆動用CCD20の入力端子列24とa−Si光
電変換素子25の個別電極端子列26とがボンディング
ワイヤ47で1対1に対応して接続されている。a−Si
光電変換素子25で発生した光信号電荷が、トランスフ
ァーゲート22を通してCCDシフトレジスタ21に送
られた後、転送用クロックφ1,φ2により順次時系列
に転送され、フローティングゲートアンプ23を通して
出力される。
ところが、この様なCCD駆動系においてトランスファ
ーゲート22から見ると、a−Si光電変換素子25側の
対接地容量CPはICイメージセンサと比べて大きく、
その結果光信号電荷量Qsigを接地容量CPで除した入
力信号電位 が小さくなるため、いわゆる不完全転送による残像が顕
著となる。特に、この様なハイブリッド型のセンサで
は、配線容量等も含まれるため通常のICイメージセン
サと比較してこの残像が非常に大きくなる。
ーゲート22から見ると、a−Si光電変換素子25側の
対接地容量CPはICイメージセンサと比べて大きく、
その結果光信号電荷量Qsigを接地容量CPで除した入
力信号電位 が小さくなるため、いわゆる不完全転送による残像が顕
著となる。特に、この様なハイブリッド型のセンサで
は、配線容量等も含まれるため通常のICイメージセン
サと比較してこの残像が非常に大きくなる。
第5図は従来のサンドイッチ構造の光電変換素子部の平
面図を示す。ここで前述した対接地容量CPは、個別電
極11と透明電極13との間の素子開口部容量CP1と個
別電極11と遮光膜16間の配線容量CP2の和でほぼ決
まる。素子開口部面積をS1,個別電極11と遮光膜1
6の重なった部分の面積をS2,a−Si12の膜厚を
d,a−Si12の比誘電率をεr,真空の誘電率をε0と
して、 と表わされる。
面図を示す。ここで前述した対接地容量CPは、個別電
極11と透明電極13との間の素子開口部容量CP1と個
別電極11と遮光膜16間の配線容量CP2の和でほぼ決
まる。素子開口部面積をS1,個別電極11と遮光膜1
6の重なった部分の面積をS2,a−Si12の膜厚を
d,a−Si12の比誘電率をεr,真空の誘電率をε0と
して、 と表わされる。
この残像を抑圧する、つまり容量を小さくするためにa
−Si12の膜厚を厚くすると、光応答速度が劣化し、a
−Si12の蒸着時間が増加し、工数増加,コストアップ
等の要因となる等の問題が発生し、効果的でない。
−Si12の膜厚を厚くすると、光応答速度が劣化し、a
−Si12の蒸着時間が増加し、工数増加,コストアップ
等の要因となる等の問題が発生し、効果的でない。
第5図に示した個別電極11の構成として、交互リード
引出しは、16本/mm程度以上の高解像度デバイスに
おいては、パターニングを非常に楽にし、工数削減,歩
留り向上に非常に有効な手段であり、現在種々のデバイ
スで採用されている。従って遮光膜16は、従来同図の
様な直線状の開口部を有する帯状であった。配線部面積
S2を減らすためには、個別電極16の幅を狭くするこ
とが考えられるが、これも限度があり、歩留り,再現性
等を考えると通常のフォトリソグラフィでは10μm〜
15μm程度までである。もう1つ遮光膜16のストラ
イプの幅を狭くする方法が考えられる。しかしこの共通
電極としての遮光膜16のストライプの幅を狭くすると
抵抗が増加して高速動作には適さなくなる。この抵抗を
増加させないために遮光膜16の膜厚を厚くすることも
考えられるが、遮光膜16の材料としてのCrやTi等を厚
くするとクラック等が生じ易く、またはく離等の問題が
生ずるため、せいぜい1000Å〜2000Å程度である。通
常、CrやTi等では、この程度の厚さでシート抵抗が
10Ω〜50Ωであるため、例えば遮光膜16のストラ
イプの幅を5mmとしてもA4判長約220mmになれ
ば、440Ω〜2.2KΩにもなる。又この時、配線容量
CP2は、例えばa−Si12の膜厚を約1μm,個別電極
11の幅を10μmとすると、約5pF以上となる。こ
の時16素子/mmでは素子開口部容量CP1は、配線容
量に比べ約0.3pFと小さい。
引出しは、16本/mm程度以上の高解像度デバイスに
おいては、パターニングを非常に楽にし、工数削減,歩
留り向上に非常に有効な手段であり、現在種々のデバイ
スで採用されている。従って遮光膜16は、従来同図の
様な直線状の開口部を有する帯状であった。配線部面積
S2を減らすためには、個別電極16の幅を狭くするこ
とが考えられるが、これも限度があり、歩留り,再現性
等を考えると通常のフォトリソグラフィでは10μm〜
15μm程度までである。もう1つ遮光膜16のストラ
イプの幅を狭くする方法が考えられる。しかしこの共通
電極としての遮光膜16のストライプの幅を狭くすると
抵抗が増加して高速動作には適さなくなる。この抵抗を
増加させないために遮光膜16の膜厚を厚くすることも
考えられるが、遮光膜16の材料としてのCrやTi等を厚
くするとクラック等が生じ易く、またはく離等の問題が
生ずるため、せいぜい1000Å〜2000Å程度である。通
常、CrやTi等では、この程度の厚さでシート抵抗が
10Ω〜50Ωであるため、例えば遮光膜16のストラ
イプの幅を5mmとしてもA4判長約220mmになれ
ば、440Ω〜2.2KΩにもなる。又この時、配線容量
CP2は、例えばa−Si12の膜厚を約1μm,個別電極
11の幅を10μmとすると、約5pF以上となる。こ
の時16素子/mmでは素子開口部容量CP1は、配線容
量に比べ約0.3pFと小さい。
従来のCCDイメージセンサの場合、この対接地容量は
0.01pF以上であるから、これと比較するとこの配線容
量CP2が非常に大きいことがわかり、CCD駆動による
読み取りには大きな問題となる。
0.01pF以上であるから、これと比較するとこの配線容
量CP2が非常に大きいことがわかり、CCD駆動による
読み取りには大きな問題となる。
(発明の目的) 本発明の目的は、このような欠点を取り除き、配線容量
を減少し、高速動作が可能で、残像の少ない密着形イメ
ージセンサを提供することにある。
を減少し、高速動作が可能で、残像の少ない密着形イメ
ージセンサを提供することにある。
(発明の構成) 本発明の構成は、絶縁性基板上に、複数の個別電極と、
これら各個別電極の一部を覆う様に設けられた光電変換
膜と、この光電変換膜の一部を覆い前記各個別電極と一
部が交差する様に帯状に設けられた透明電極と、この透
明電極の一部を覆い前記個別電極と前記透明電極との交
差した一部に開口部を有する帯状の不透明電極とを少な
くとも配設した密着形イメージセンサにおいて、前記不
透明電極の前記各個別電極に相対する部位の一部が取り
除かれたことを特徴とする。
これら各個別電極の一部を覆う様に設けられた光電変換
膜と、この光電変換膜の一部を覆い前記各個別電極と一
部が交差する様に帯状に設けられた透明電極と、この透
明電極の一部を覆い前記個別電極と前記透明電極との交
差した一部に開口部を有する帯状の不透明電極とを少な
くとも配設した密着形イメージセンサにおいて、前記不
透明電極の前記各個別電極に相対する部位の一部が取り
除かれたことを特徴とする。
(発明の作用,原理) 本発明の構成をとることにより、高速動作に適応でき、
残像を極力減少できる密着性イメージセンサが得られ
る。すなわち、本発明では、共通電極である遮光膜の抵
抗を増加させることなく個別電極と遮光膜間による配線
容量を極力小さくすることができるので、CCDシフト
レジスタによる駆動回路を用いた場合でも、入力信号電
位Vinを大きくとることができ、不完全転送による残像
を極力押えることができる。また、バイアス電荷等を印
加する残像抑圧方式と共に用いることにより、従来のI
Cイメージセンサあるいはそれ以上の高性能化が達成で
きる。
残像を極力減少できる密着性イメージセンサが得られ
る。すなわち、本発明では、共通電極である遮光膜の抵
抗を増加させることなく個別電極と遮光膜間による配線
容量を極力小さくすることができるので、CCDシフト
レジスタによる駆動回路を用いた場合でも、入力信号電
位Vinを大きくとることができ、不完全転送による残像
を極力押えることができる。また、バイアス電荷等を印
加する残像抑圧方式と共に用いることにより、従来のI
Cイメージセンサあるいはそれ以上の高性能化が達成で
きる。
(実施例) 以下本発明を図面により詳細に説明する。
第1図は本発明の第一の実施例の平面図を示すものであ
る。例えば、ガラス基板10状に形成した例えばCr等
よりなる個別電極11と、その上に順次a−Si光電変換
膜12,ITO透明電極13および例えばCr,Ti等よ
りなる遮光膜14とから少なくとも構成されている。こ
こで、遮光膜14は、従来例で示した様に単なるストラ
イプではなく、個別電極11の上部に当る部分の幅が狭
く、その他は広い、いわゆるくし形構造となっている。
従って前述した様に、個別電極11と遮光膜14間の配
線容量CP2は小さくでき、しかも遮光膜14の抵抗を極
力押えることができる。
る。例えば、ガラス基板10状に形成した例えばCr等
よりなる個別電極11と、その上に順次a−Si光電変換
膜12,ITO透明電極13および例えばCr,Ti等よ
りなる遮光膜14とから少なくとも構成されている。こ
こで、遮光膜14は、従来例で示した様に単なるストラ
イプではなく、個別電極11の上部に当る部分の幅が狭
く、その他は広い、いわゆるくし形構造となっている。
従って前述した様に、個別電極11と遮光膜14間の配
線容量CP2は小さくでき、しかも遮光膜14の抵抗を極
力押えることができる。
例えば、A4判,16素子/mmの場合を例にとってみ
る。ここでa−Si光電変換膜12厚を1μm,個別電
極11の幅を10μm,遮光膜14の幅を、それぞれ
0.5mm,50mmとすると、配線容量CP2は、従来
例で述べた場合の1/10となり、約0.5pFにできる。こ
の時遮光膜14の抵抗は、シート抵抗を10Ω〜50Ω
として、幅の狭い部分抵抗 と幅の広い部分の抵抗 の和で表わされる。従って合成抵抗は約400Ω〜2K
Ωであり対接地容量を1/10にしても、抵抗は、従来の幅
広パターンと同等程度にすることができ、高速動作に悪
影響を与えるものでもない。また、対接地容量が合計
0.8pFと小さくなり、この程度になればCCDシフト
レジスタを用いた駆動方式とバイアス電荷注入による残
像抑圧により、A4判,16素子/mm密着イメージセ
ンサにおいて、0.5msec/ライン以下の高速駆動
で、従来のICイメージセンサと同等あるいはそれ以上
の高SN比が達成できる。また、この両側の遮光膜14
は、A4判幅のガラス基板10上の両端で共通になって
いてもよい。
る。ここでa−Si光電変換膜12厚を1μm,個別電
極11の幅を10μm,遮光膜14の幅を、それぞれ
0.5mm,50mmとすると、配線容量CP2は、従来
例で述べた場合の1/10となり、約0.5pFにできる。こ
の時遮光膜14の抵抗は、シート抵抗を10Ω〜50Ω
として、幅の狭い部分抵抗 と幅の広い部分の抵抗 の和で表わされる。従って合成抵抗は約400Ω〜2K
Ωであり対接地容量を1/10にしても、抵抗は、従来の幅
広パターンと同等程度にすることができ、高速動作に悪
影響を与えるものでもない。また、対接地容量が合計
0.8pFと小さくなり、この程度になればCCDシフト
レジスタを用いた駆動方式とバイアス電荷注入による残
像抑圧により、A4判,16素子/mm密着イメージセ
ンサにおいて、0.5msec/ライン以下の高速駆動
で、従来のICイメージセンサと同等あるいはそれ以上
の高SN比が達成できる。また、この両側の遮光膜14
は、A4判幅のガラス基板10上の両端で共通になって
いてもよい。
第2図は本発明の他の実施例の平面図を示す。この実施
例は、第1の実施例と構成要素に変化がなく、遮光膜1
5の形状が、くし形から格子状になった例であるが、そ
の効果は、第1の実施例と同等である。
例は、第1の実施例と構成要素に変化がなく、遮光膜1
5の形状が、くし形から格子状になった例であるが、そ
の効果は、第1の実施例と同等である。
また、遮光膜のパターニングは、ストライブパターンに
するのと特に変りはなく、従来の同じ工程,工数で充分
可能である。また、本実施例の構成とは逆に、a−Si光
電変換膜に対し遮光膜側と個別電極とが入れ替わった構
成でもかまわない。
するのと特に変りはなく、従来の同じ工程,工数で充分
可能である。また、本実施例の構成とは逆に、a−Si光
電変換膜に対し遮光膜側と個別電極とが入れ替わった構
成でもかまわない。
(発明の効果) 以上詳述した様に、本発明によれば、a−Si光電変換素
子部の対接地容量を、共通電極である遮光膜の抵抗値を
増加させる事なく減少でき、高速動作に充分対応できる
密着形イメージセンサを形成できる。特に、CCDシフ
トレジスタを駆動回路として用いた高速,高性能密着形
イメージセンサを構成する上で大きな問題となっていた
残像を減少でき、バイアス電荷注入による残像抑圧方式
等と併用することにより、高速,高性能密着形イメージ
センサが実現され、ファクシミリだけでなく光学文字認
識や複写機等への応用,中間調やカラー装置への適用も
可能となる。
子部の対接地容量を、共通電極である遮光膜の抵抗値を
増加させる事なく減少でき、高速動作に充分対応できる
密着形イメージセンサを形成できる。特に、CCDシフ
トレジスタを駆動回路として用いた高速,高性能密着形
イメージセンサを構成する上で大きな問題となっていた
残像を減少でき、バイアス電荷注入による残像抑圧方式
等と併用することにより、高速,高性能密着形イメージ
センサが実現され、ファクシミリだけでなく光学文字認
識や複写機等への応用,中間調やカラー装置への適用も
可能となる。
第1図,第2図は本発明の第1および第2の実施例の平
面図、第3図、第5図は従来の密着形イメージセンサの
素子断面図および平面図、第4図は第3図の素子を駆動
する回路の一例の回路図である。図において 10……ガラス基板、11……個別電極、12……アモ
ルファスシリコン光電変換膜、13……透明電極、1
4,15,16……遮光膜、20……駆動用CCDチッ
プ、21……CCDシフトレジスタ、22……トランス
ファゲート、23……フローティングゲートアンプ、2
4……パッド、25……アモルファスシリコン光電変換
素子、26……個別電極端子、27……ボンディングワイ
ヤー、 である。
面図、第3図、第5図は従来の密着形イメージセンサの
素子断面図および平面図、第4図は第3図の素子を駆動
する回路の一例の回路図である。図において 10……ガラス基板、11……個別電極、12……アモ
ルファスシリコン光電変換膜、13……透明電極、1
4,15,16……遮光膜、20……駆動用CCDチッ
プ、21……CCDシフトレジスタ、22……トランス
ファゲート、23……フローティングゲートアンプ、2
4……パッド、25……アモルファスシリコン光電変換
素子、26……個別電極端子、27……ボンディングワイ
ヤー、 である。
Claims (1)
- 【請求項1】絶縁性基板上に、複数の個別電極と、これ
ら各個別電極の一部を覆う様に設けられた光電変換膜
と、この光電変換膜の一部を覆い前記各個別電極と一部
が交差する様に帯状に設けられた透明電極と、この透明
電極の一部を覆い前記各個別電極と前記透明電極との交
差した一部に開口部を有する帯状の不透明電極とを少く
とも配設した密着形イメージセンサにおいて、前記不透
明電極の前記各個別電極に相対する部位の一部が取り除
かれたことを特徴とする密着形イメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60096209A JPH067588B2 (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 密着形イメ−ジセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60096209A JPH067588B2 (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 密着形イメ−ジセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61255059A JPS61255059A (ja) | 1986-11-12 |
| JPH067588B2 true JPH067588B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=14158863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60096209A Expired - Lifetime JPH067588B2 (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | 密着形イメ−ジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067588B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0758764B2 (ja) * | 1987-10-30 | 1995-06-21 | 株式会社東芝 | イメージセンサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5441874B2 (ja) | 2010-12-06 | 2014-03-12 | 株式会社椿本チエイン | 植物栽培装置 |
-
1985
- 1985-05-07 JP JP60096209A patent/JPH067588B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5441874B2 (ja) | 2010-12-06 | 2014-03-12 | 株式会社椿本チエイン | 植物栽培装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61255059A (ja) | 1986-11-12 |
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