JPS5868967A - 固体光電変換装置 - Google Patents

固体光電変換装置

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JPS5868967A
JPS5868967A JP56168091A JP16809181A JPS5868967A JP S5868967 A JPS5868967 A JP S5868967A JP 56168091 A JP56168091 A JP 56168091A JP 16809181 A JP16809181 A JP 16809181A JP S5868967 A JPS5868967 A JP S5868967A
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JP
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photoelectric conversion
light
photoconductive element
receiving surface
amplification
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JP56168091A
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JPH0337742B2 (ja
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Katsunori Hatanaka
勝則 畑中
Shunichi Uzawa
鵜沢 俊一
Yutaka Hirai
裕 平井
Naoki Ayada
綾田 直樹
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • 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

  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

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】 本発明は入射光情゛報を電気信号として遺り出す光電変
換装置に関するものであり、特にファクタRす、デジタ
ル・コピア(以下DCと略記)、レーザ6ピ録#ctI
t等の文字及び画像入力装置等に過した九一度侯装瀘に
関する。
促成のflat餐侯装−は光゛1就換機能をMする−ぷ
硅と、該−素群から出力される磁気信号を纏次時系列に
配列された形で埴り出す走査機能をもっ回路とを包含す
るもので、フtトダイオードとMOS−FIET (F
ield $ffect Trahsistor) (
MO8typeと略記する)を構成要素として包含する
もの。
或いはCCD (Charge Coupled De
vice)やBBD(Backet Brigade 
L)evice)、  即ち)/r fl C’l’l
)(Charge Transfer Device)
 fr4g成JjI素として包言するもの等々6植の方
式がろる。
ItolF8:ら、これ等1vies typeにしろ
、  (、’TOにしろ、Si単結晶(C−8iと略記
する)ウエーノζ一基板を1更用する為に、光域変換部
の受光−の面積は。
し−8iウエーハー基板の大@延で限定されて仕舞り。
即ち、境時点に於いては、全慣域に於ける均一圧も言め
ると鞘々数1nch4!4度の大きさのC−8iウエー
ハー基板が表造妊れ得るに遇ぎなり為K。
この詠なc−siウェーハー晶板を使用するMO8鋏皺
に於いては、その受光面は、先のc−si ウェー″一
基板の大きさを超え得るものではない。
従って、受光面がこの様な限られた小面積でろる光域変
換部を有する光電変換装置では9例えばディジタルコピ
ア(以後DCと略記)の・入力装置として適用する場合
、縮小倍率つ大きい光学系’を複写しようとする原稿と
受光面との間に介在させ。
該光学系を介して原稿の光学像を受光面に結像させる必
要が゛ある。
この様な場合、以下に述べる様に解g1度を尚める上で
技術的なIIJIRがるる。
即ち、光電変換部の解像度が例えば1o本/■。
受光面の長手方向の長さが33であるとし、 A4サイ
ズの原稿を複写しようと量る場合、受光面に結像される
原種の光字−Fi約l/69に縮小さtL。
ム4原横に対する前記光電f:換部の実質的な解像度l
dl約1.5本/mに低下して仕舞う。この様に実質的
橙゛解*KFi、 411与しようとする原稿のサイズ
が大きくなるに従って、(受光面のサイズ)/(原稿の
サイズ)の割付で低下する。
梃って、この点全解決するには、この様な方式に於いて
は、光電変換部の解像&を^める製造技術が要求さnる
が、先の様な限られた小面積で要求ちれる解像1f′に
一伊るには、集積vB1を極めて高くし且つ##戚素子
に欠陥がな1様にして製造しなけ7Lばならないが、斯
かる製造技術にも自と限度かりる。
池方元111c変換部1r複数配置して、全受光面の長
手方向の長さが複写し得る最大サイズの原稿の主走童万
回の長毛と1:lになるーにし、結−される原佃の光学
W!ケ光砿変換邪の叡に分割して≠貞的なmw度の低下
を避iようとする方式が提案さIしている。
聞′卜ら斯かる方式にRいても、RK)iEべる嫌な小
郁せさがある。即ち、光電変換部を会数配瞳すると必然
的に谷元#tf:換部IMi IIC受党受光面在しな
い椀wvA域が生じ、全体的に見る場合、受光面は字1
7v1分餠δすt、且つ境弁え城に相当する部分は。
光域変換部に人力葛れず0俵写嘔れて米る画体は癲状に
白抜けした湊或い°IIi細状に白抜けする部分に報幽
する部分が除かれて結付された不完全なものとなる。又
、aIILo受元圓に分割でれて結像上れた光学像は、
台受光面に於いて谷々光学的反転−となってbる為、全
体像は、IIA横像の光学的反転像とは異っている。従
って、受光面に結像さn九光字倫をそのま、ま再生した
のでは元の原稿鍼ン鼻構することは小米な−。
この様に、従来の光電変換部を具備した光電変換装置に
於−ては、すの受光lが小さい為に尚解像度で情報を2
媛視するのは惚めて困廟であった。
従って、最大化された受光面を4fL、且つpaw性に
優れた光電変換部を1する元電変侠装−が窒まれている
。殊にファクシミリやL)Cの入力装置。
成りはその悔の、鳳椙[4かれた文字や城を読取i装置
に適用するものとしては、再生もれる原稿のサイズに相
等しい受光面を有し、+8生像に要求される解像度を低
下させず、 1Jitmt忠−に再生8せ得る光電変換
部を具備した光電変m装置が不tsJ欠でめる。
本発明は上記の線点に−み成さft7cmのでろって、
そのl:l的とするところは、長尺化δれた受光圓kn
L且つ渇m歇度化、−感度化姑れた光電変換部を具備し
、憔めて軽量化された光電変換装置を提供することにあ
る。
本発明の情報処m装置#is個の光電変換要素が一列ア
レー状とされ、該光電変換41’索が1個に共通な′4
極と、S個の光電変換要素毎に独立して設けられた電値
の電憔と、前記共通電他と前記独立電極との関に元゛−
変換層とを有する一次元長尺光′wL変侠部;入力され
た光信号に応答して前記1個の元+41ffilI&豐
嵩から出力される電気信号を並列に入力し、Vi列に出
力する走査回路部及びマトリックス記?IM部;とを包
含するものである。
史に本発明の管機を詳述すれは、第lの給電用配線によ
って一端を共通に配鱒爆れた前記光導電素子と同−1質
もしくはほぼ間−の環境特性を有手役 腋光電変換11!÷の前記接続点に発生した電圧を読の
変換増巾出力が選択入力の配線に応じたマトリックス配
線をされている事でるる。
以下本発11に於叶る走査回路の貌明を行なう。
第1図に本発明に於ける總1の走査回路を掲げる。
A4短手方向に約8−素/■の密度の一像絖み取水され
ている1へ工により給電されている。また光導電素子と
岡−物質もしくU環境条件(fiえは一部バイアス電源
として図示されているVB、にょって耐電されて−る。
従りて前記光4′It素子と補償用素子との対応する対
同士の接続点電位は光4慰嵩子への入射光fi#C対応
した環境条件に対して補償さtLfc * t 取る事
になる。
進択口」能な41J用MO8(又はMIS))ランジス
A1−〇 り幹9〜Afs4−3□の32本毎に共通なドレイン匈
配−9例えばブロックIII&wJ−b1に排他的に電
圧を供顧すれは、−紀接続点の電位に応じて増巾用MO
8(又はMIS)トランジスタはバイアスされている事
になり、各増巾用MO8(父はMIS)  )ランシス
タは個々[接続されている光導電素子への入・鴫訛増巾
器等の低インピーダンス入力回路へ縦続たpi rl]
)44 MOS 、(3はMIS) )ランジスタ間の
分離t(姥に非選択時に)偵実にする為に設けられて一
電嵩子もしくは補償用素子と同じもしくは似た環境特性
(王としてトランジスタスレツシールド電圧等で)を持
つならば4歯なV、  VB、の櫨の剋択に半うて項中
素子の環境特性も補償可能な事#i明白であシ、 II
I#に後述の増巾用素子と光導電性素子及び補償用素子
が同一テクノロジによりて製作塾れる場合には大きな効
果が生まれる。
走査回路の第2の実施例を第2図に描ける。第1図に示
し友Illの例は入射光量の読み出しMalを多く要求
しない場合もしくは増巾用として使用するトランジスタ
がPIj;ロット製品で伝達特性、特にスレッシ曹ルド
電圧の分布が小さi場合等に#i十分な効果が期待でき
0回路も簡単である。しかしながら脣KIIIiiい種
度で光量情報を試み取る場合等には、前記伝達特性の分
布が問題に成る場合がある。i12図に示した例は上記
の問題を解決する為に増巾用ト?ンジスタ=4〜ムロい
、□のソース−―に、抵抗を挿入し、電流帰還によって
場合した伝達、4#性、O1均一化を実構←た例である
。回路動作のit@は増巾用トランジスタの―作に電流
帰還を利用した負−fiを作用させる事が虐解さnれd
。
第1の走置回路の説明から明らかである。
本祐明に於ける第3の走査回路例を第3図f&)、 (
b)に掲(図に一部のみを掲m)を用い、また増巾用)
ランジスタのドレイン−共通−からの分一手段としてt
r、ゐ素子で構成する事によシ谷易に集槓化小米るとい
つ大きな効果が生まれる。
継磁々圧を変えるφによ如、複合した伝過特性をプログ
ラム小米る4徴をMする。檀々の共通ゲートバイアス値
に対する伝達特性の変化を第4図にボす。
以上述べた走4を回路では富に光導電素子出力トリック
ス配線上に信号を送シ出してiる。−蚊に光導電素子導
電率は可成り低く、まえ本光電変換手段の主なる用途で
あるディジタルコピア、ファクシミリ等で要求される長
尺化された画像読み堆シ装置への応用に於ては広hマト
リックス4j組t!!求され、微弱な電気信号を長い配
−を通して処暑する事になシ、良好1kSN比を期待出
来ぬ場合が多い。本発明の太き1klf#徴の一つは上
側の祿に光導電素子出力選択素子に増巾作用を持たせて
おシ、上記の!トリックス布WMヲ低インピーダンスで
駆動出来る事になシ、雑音等の悪影醤を大さく低楓せし
めた事KToる。
第5図に本発明の光電変換装置の構成の俣人的0 ・説明図を示す。ガラス等の透明な基板特上に−にワイ
ヤーポンディング忙依って接続されている。
またlよ〜l□からの出力−もやはシワイヤー・ボンデ
ィングによって基板上魚着電他に接続されマトリックス
布細部51に導かれ、R終的に出力用14L憾に導かれ
る。躯動祿す、〜−1等外部制御縁もやはり基板上の蒸
−4薄膜電極配縁を潰して走査U結基板に導かれる。本
実施例で示されるハイブリッド構造の光電変換素子も以
下の実施例で示されるモノリシック4造に於岐る光4砿
菓子と同−構造舎・イするので、その際に詳mk説明さ
れる。
第0図に示す夷M例は第1図に示された走査回路を盆て
一枚の基板上に堆積した薄膜によって実603と1図示
δれでいる紙面右IMllK位置するマ゛トリックス配
縁部と信号入出力及び電源供給電極が作表されている。
マ)リックス配に部の概−図は0 第7図で示される一般的なもので塾って÷φ〜74−4
はスルーホール接続部に、−75は光電−一部及びま責
回路部分に対応する。  ′ 00 光電壷換Sは個別電極として透&j11基11i翻唖を
に独立して作j1嘔れている。更に前記個別電憾上に8
1H,ガス、H重ガス混合ガス中でグロー放電を発生せ
しめ、  81)inの分解によ・って堆積するアモル
二H ファス水嵩化シリコン(以後a−8iと略記)の光導・
戒へ (急増エツチング・プロセスを経て)薄−配−される。
尚上記グロー放電分解法による蒸着プロセスに於て81
1L/Hgガス中に適当l11度のpn、ガスもしく#
iB、H・ガスを混入でせる事で広いaSのドーピング
量を持ち、それぞれ%臘導電峙性、及びP皺導電特性を
もった1−8L薄膜を作表する事ができ@  a−8i
層は外IAK触れる事なく連続的に各導電層の層を堆積
できる。例えば上紀a−81光導電膜はその上面部及び
下dIi部をP原子を一一度にドープした1層で形成す
る事によシミ他金属との抵抗性侭触會確保している。従
って以後の説明ではで同−絶対値を持つ様に供給する挙
により画素子に−A、ie1でしかも時に温式に対して
敏感なll1t電流をキャンセルするφが小米るし、過
当にバランスざ一+rnは増巾用MIS構造トランジス
タ612  の=SたP原子−縦に鎮存するφを利用し
てル層を取シで小姑れる分離ダイオードとしての機能を
持つシーットキー・バリヤ・ダイオードを形成している
。
またソース側1を極613接触部分は1層が残さtL(
A) 1嚇に於けるX −X’での切断面図である。部材配t
−は第6図とはぼ同じであり、異なる点に億仇の酸化吻
、ホウ化物、窒化智等を用いて壽成姑れてもよ10 電tIt帰IIL素子としてMIS)ランジスタを、 
又た。本実施例に於ては鉋6図に示した部材配置とと憶
抗注接触を保つように設計されてhる点であ−Vまトラ
ンジスター源鰍vDと共相して使われて以上実施例で示
した如く本発明では従米多故の元1*轍tf:食し出力
する光嶌変侠装置に於て、長尺化が積度良く実現q能で
、増巾機能を持つ走査回M!Iを構成する事によってイ
ンピーダンスの11元41糸子を広く配−した−合に問
題となる雑音の載置を大さく低減し、た″/l、鑞変供
装置を作成する挙をロエ1ヒならしめた。
4、  L!!、1面の量率な絖明 第1図乃至ig3凶(a)、 (b)は各々、 本発明
に係わ4)疋處回路を説明する為の走置回路図、第4図
社舎ゴ各々本発明の夷胤廊様を説明する為の説明図。
Vよ【テ々、他の本%明の実m趨様例を説明する為の説
明図でめる〇 出−人  キャノン株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の給電用配線によって一端を共通に配線された薄膜
    シリコンで作られた光導電素子と。 第2の給電用配線によって一端を共通に配゛線された前
    記光導電素子と同一物質もしくはほぼ同一の環境特性を
    有する多数の補償用素子とがそれぞ、れ個別に接続され
    た構造を有する複合化された光電変換手段と、・該光電
    変換手段の前記接続点に発生した電圧を読み取り電圧も
    しくは電NEに変換増巾し1選択可能であって、多結晶
    シリコンから成る増巾手段とによって一成゛されかつ前
    記増巾手段の変換増rl出力が選択大男の配線に応じた
    マトリックス配線をされている事を特徴とする光電変換
    装置。  ゛
JP56168091A 1981-10-21 1981-10-21 固体光電変換装置 Granted JPS5868967A (ja)

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JP56168091A JPS5868967A (ja) 1981-10-21 1981-10-21 固体光電変換装置

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JP56168091A JPS5868967A (ja) 1981-10-21 1981-10-21 固体光電変換装置

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JPS5868967A true JPS5868967A (ja) 1983-04-25
JPH0337742B2 JPH0337742B2 (ja) 1991-06-06

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62154851A (ja) * 1985-12-26 1987-07-09 Casio Comput Co Ltd イメ−ジセンサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62154851A (ja) * 1985-12-26 1987-07-09 Casio Comput Co Ltd イメ−ジセンサ

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JPH0337742B2 (ja) 1991-06-06

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