JPS5884457A - 長尺薄膜読取装置 - Google Patents

長尺薄膜読取装置

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JPS5884457A
JPS5884457A JP56181781A JP18178181A JPS5884457A JP S5884457 A JPS5884457 A JP S5884457A JP 56181781 A JP56181781 A JP 56181781A JP 18178181 A JP18178181 A JP 18178181A JP S5884457 A JPS5884457 A JP S5884457A
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JP
Japan
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amorphous silicon
layer
electrode
silicon layer
reading
Prior art date
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Pending
Application number
JP56181781A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihisa Hamano
伊藤久夫
Hisao Ito
小澤隆
Mutsuo Takenouchi
竹ノ内睦男
Takashi Ozawa
中村毅
Mario Fuse
浜野利久
Takeshi Nakamura
布施マリオ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPS5884457A publication Critical patent/JPS5884457A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/191Photoconductor image sensors

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Light Receiving Elements (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】 本発明はファクシミリ、プリンターその細画像の読取り
をおこない、情報処理をおこな5装置に於ける新規な画
儂の読取装置に関するもの1ある。
更に詳しくは光導電体として特に均一薄膜状アモルフチ
スシリコンを用い、これの両側を電極1はさんだサンP
イツチ構造の読取装置に関するものである。
従来、ファクシミリ、プリンター等に用いられる読取装
置としてはCCD、フォトダイオードアレイ、例えばM
OSフォト〆イオードアレイ等の半導体イメージセンサ
−が広く用いられ【来た。
これらのイメージセンサ−に於ては縮小光学系を用いる
のが通例の為、レンズ等が必要となり、光路長が長(な
る結果、装置の小皺化をはかる上雫大きな問題となって
いた。
これに対し、蛾近原稿巾と同一寸法をもつ一着渥薄膜読
取装置が提案されている。この素子はプレーナ型と呼ば
れ第1図で示す如く、基板1上に光導電性層2を設は電
極対δ、4により1ビットに対応する素子とする。この
素子を複数個列状に形成しこれらの素子部分の光照射に
対応した光電流を順次測定し、読取りをおこなう素子で
ある。
この素子では電極墨、4を極端に近づける事鍼10μ程
度が限度fあり−とれ以下は製造上1@・・難1ある事
から電極間は電極間距離に起因する応答速度、即ち読取
り速度は例えば解儂度8本/WWLの場合A4巾の1ラ
イン当りの所要時間として20@Sec程度が限界とな
り、この程度の速度fは高速化するファクシ之り、プリ
ンター等の読取りに対応するには不十分なものであった
又、これらの読取素子に用いられる光導電体として特に
5e−As−Te等1代資されるカルコゲンガラス系は
80℃近傍1結晶化を起す為、長期安定性にとぼしく、
又複合系の場合、組成が禎雑な為、製造に当っての成分
の制御がむつかしく、受光素子特性/?ラツキl〕大き
な原因となっていた。
又、近年、太陽電池からめ応用としてアモルファスシリ
コンをp−1−n型とするものが見られるが、これらは
例えば特開昭Fs6−2784号に開示されでVる1よ
′うに透明電極の上にp −i −nの順序”epm、
1m、n型の各アモルファスシリコン膜を形成させ、そ
の上を金属電極で覆った複雑な構造をして居り、アモル
ファスシリコン層の成膜制御の困確さの為、性能に大き
なAラッキが見られも 更にピット間の電流漏れを防ぐ為、上部電極、光導電層
及び下部電極から構成される各ピットを完全に分離した
構成とすることが必要であり、このために7オトレジス
ト塗布及びエツチング等を必要とするなど工程数も多く
製造が面倒1あった。
これはpln?形成される光導電体の内n型半導体の暗
抵抗が104〜10’Ωaと低く、各ピットを完全に分
離しない7とピット間に電流が流れてしまう為1ある。
従って本発明は以上述べた従来の読取装置の欠点を取の
ぞき、光応答速度が速く、′素子間の感度のばらつきが
少なく、長期的に安定であり、製造が容易な新規な読取
装置を84人する事を目的とする。
−な膜が形成されるが、この時ノンドープあるいは少量
の水素をドープして1渥層としたもの及びされるもの1
あり厚みとしてQ、6μ寞〜5μ凰かを用い、In2o
IIと5rKhの比は適宜選択される。又、とのITO
膜の厚みは500〜2.000A程度が適当!ある。こ
の層は受光素子として用いる総てのアモルファスシリコ
ン層f被れた下部金属電極に対応するアモルファスシリ
コン層を一様に被い下部金属電極とアモルファスシリコ
ン層とでサンドインチ構造の受光素子又は受光素子群を
形成する。
この場合下部金属電極に接続されるリード線と上部透明
、電極が直接接触しない様にアモルファスシリコン層を
設ける事は言う迄もない。
上記したサンドイッチ構造に於て、金属電極と透明電極
とは逆の配置とし【も使用可能fある。
次に本発明の動作g、埋を説明する。
以上説明した受光素子を用いた場合の等価回路及び駆動
原理を第6図を用いて説明する。第2図に示された受光
素子9は第6図のコンデンサー110(10−1・・・
・・・1O−n)とダイオード11 (11−1・・・
・・・1l−n)の並列回路1等価に表わすことが2い
1.?きる。
ここに於てコンデンサー10は下部金属電極6、アモル
ファスシリコン層6、上部透明電極7により形成される
容量fある。又この容量はリード線勢により発生する線
間容量も含まれている。ダイオード11(11−1・・
・・・・1l−n)はアモルファスシリコン層を示して
いる。図示されたコンデンサー10及びダイオード11
からなる読取素子は各読取素子が1ライン中の1ビツト
に対応し、各読取素子は1ライン分設けてあり、読取原
稿又は禎読取物はこの1ライン分設けられた読取素子を
横切りながら走査され、読取られる。
第6図1示す如くシフトレジスター12がスイッチング
素子16(例えば0MO8)を16=1〜1!1−nの
順にスイッチングしてゆくと読取素子xノ1(10,1
1)’ルがオペアンプ14を介して接地されていく。こ
の時読取素子  (10? 11 ) 細の反対側は上
部透明電極を介してノクイアス電源15に接続されてい
る。走査回始時点1は読取素子・ (10,11)L’
S中に電荷が存在しない為、スイッチ16−1〜する一
nを通してノ々イアス電源からの電流がオペアンプ14
″I?観測されるが、これは信号としてはキャンセルさ
れる。
読取を必要とするラインに入った時、例えば10−1に
対応する原稿が白1あるとアモルファスシリコン層が導
通する結果ノイアス電源16から充電々流が流れ10を
充電する。この時の充電電流はオペアンプ14で検知さ
れる。
次にシフトレジスタ12が1s−2をスイッチングした
時10−2が原稿の黒に対応しているとこの部分のアモ
ルファスシリコン層は絶縁性の為、前のサイクルを充電
された電荷が残っている為、充電々流は流れず、オペア
ンプに電流信号は発生しない。この様にして1ラインの
走査をおこな(・順次つぎのラインの走査も同様にして
行なわれる。
次に本発明の効果について説明する。
以上述べた本発明の読取素子を用いる事により、次に述
べる様な卓越した効果を有する事が判明した。
本発明の読取素子は以上述べた様な簡単な構成となって
いる為、ビット間銃堆信号電流のバラツキな従来の11
0%以上から第5図に示す如く±5%以内に収める事が
出来た。
コレにより、スレッシ二ホールドレベルの設定が容易に
なり、信号の安定性をはかる事か出来た。
又製造に於てもアモルファスシリコン層及びITO層の
おのおのな順次着膜するだけで良い為、著しく容易とな
った。コスト的面フのメリットを生む事が出来友。
又本発明の読取素子の印加電圧、出力電Rq#性を第7
図に示す“が、このグラフから容易KIl解できるよう
に0〜−10Vの低い電圧f駆動出来る。
又、特に着目子べき点はバイアス電圧Ovの時明暗比が
5000〜12000@度と従来のp −1−21構造
の受光素子の50〜100に比し著しく高い値の得られ
る事!ある。この時の高上り及び立下が111・eK比
し優れていto 光感度に関しては、本発明の読取素子は10pム/1m
(100μm1X100μia)程度と従来のs・−〒
・1の2倍近い値が得られた。
又、本発IjIK用いたアモルファスシリコンasll
・製造上極めて有利!ある。
以上の如く得られた本発明の読取素子はピッチ8本/1
gとしA4巾(210fi)を10ffls以下f読み
取る事が出来た。
以下実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
〈実施例1〉 基板としてガラス基板あるいはダレーズされたセラミッ
ク基fiヲ用いる。
下部電極として約3000ACrf電子ビーム蒸着〒形
成し、所定のノ々ターニングを7オトリソーグラフイー
で形成する。(本実施例1はCrt用いたが、下部電極
材料として用いることので會る材料としてはτ1 * 
Mo e N 1−cr T A l e A u *
 P tなどがある)次にシランガスのグロー放電によ
って、アモルファスシリコン膜を約1と4形成する。こ
の場合の条件としては基板温度(〒s)−”200〜3
00C1放電圧力(p )=0.2〜I Torr、極
板間距離(d)=20〜50■、1tFAワー(P)=
10〜100W、ガス流量(r)=10〜50SCCJ
SIH4)であり、約1hr’t’着膜した。更に上部
透明電極としてITO(In、08.8nO,)をに+
0s(Os分圧1.5X10−Torr )の反応性ガ
スを用いてDCCスフタ−?約1500ムー5vのノ々
イアス電圧により金属マスクを用いて形成し友。本素子
を用いて%bのに示す回路で読取テストを行った結果、
10111g/11ne (A4原稿)以下のスピード
1読みとる事が出来た。
また耐熱性に関しても600℃までの熱処理によろてセ
ンサーの特性は何ら低下する事なく大変熱的に安定な読
取素子である拳が確認され次。
〈実施例2〉 アモルファスシリコン光導電層としてBを10ppmd
o%した場合の結果も1層のみで形成しt場合と殆ど特
性の変化のない結果を得る事が出来た。
ガスは100ppmBB100ppペース)を用いて8
1H4/llm=1のガス構成で前記実施例1と同一条
件〒約t2hr雫着膜した。
〈実施例6〉 下部金属電極5としてCr−Auを、上部透明電極7と
してITO(10モル%In2o8+ 90モル%81
α0を用いto ガラス基板8の上に、Crを〜500A、ムuv〜80
0ム基板温度250℃マ電子ビーム蒸着し金属電極膜を
成長させる。続いてフォトリングラフイーによりAu及
びCrをエツチングし所定の金属電極ノリーンを作る。
次にグロー放電1アモルファス質シリコン層を1μ翼程
着膜する。l′Mアモルファスシリコン願の作成条件は
、81H4ifスを中に少量水素を混入したものを用い
、R1?Aワー20〜50W。
ガス流量2 D 〜508CCM、圧力0.4〜0.6
 Torr 、基板温度200〜31]0”C1極板間
距離40−で30分〜1時間行なう。続いて上部透明電
極7のITOをoc:x、/zフッタングにより約15
00ム着膜する。作成条件としては、ノワー170〜2
00W、酸素分圧t5X10  Tart、全圧力(酸
素+アルノン)4X10″′″5Tarry%約10分
行なう。
この様にして作成したセンサのI −V%性を第7図に
示す。07時の明と暗の電流は、受光面積100μ諷×
100μ重当り、それぞれ6.6X10  ム(100
lux当り)、6.0X10  ムであり、明暗比は1
t000″1%あった。
この事によりOvノ9イアス、即ちノ9イアスなし1も
十分な効果を持つ拳が判明し友。
〈実施例4〉 下部金属電極にAIを用い電極を、eターニングする。
金属表面酸化膜層はパターニング後の電極なベーク炉中
1ベークし、熱酸化膜を20 A@度成長させる。その
上にアモルファスシリコンをグロー放電法により約1μ
電着膜し、光導電層とする。このアモルファスシリコン
はノンドープの1型あるい抹弱allあるいはN a 
yを微量(10〜1000ppm )F’−プした弱p
mの一層のみ1ある。ま几アモルファスシリコン膜を反
応性クー9ツタリング法により製作してもよい。さらに
この上に透明電極としてITO(酸化インジウム膜)ま
たはIn5O11+8m伽を例えば高岡波ス/々ツタ1
着膜し負・饗イアス印加電極とするO の酸化膜層はAI電極からのホールの注入に対するブロ
ック層となっており暗電流を押さえる効果を持ちその結
果、高い明暗比が得られる。
□−−軸 効果が表われる、第9FBにA!酸化層の有無の差異な
示す・ 実際の読取りの際の駆動ノイアスは一5V?あるがこの
時AI酸化膜層な入れることによって明暗比を数倍から
数十倍、高めることが可能1ある。
例えば金属電極としてAlt’用いたとき、酸化膜なし
の場合1は(明暗比< 1000 )、これに対して酸
化膜を設けると(明暗比≧2000 )という結果が得
られる。
まt別の実施例では下部電極としてAIの代りKCrを
用いた構造とする。Crの場合AIに比して金属表面の
フラットさが高(Cr上に着膜されたアモルファスシリ
コン膜の表面状態も良好f欠陥ビットの発生も少なく、
Cr酸化膜を用いた構造f紘暗電流がA)を用い几場合
よりも更々低くなり明暗比(明暗比’、gooo)より
高くなる。
上述の冥施例°−謳、’、の酸化膜層は下部金属電極を
直接熱酸化、あるいは陽極酸化等のl111111酸化
を用いて作成し友が自然酸化或いは各種酸化剤を用いて
もよい事は熱論fある。
即ち、4諌資瀞1は下部金属電極光面に酸化膜層を設け
る事により下部金属電極からのホールの注入をゾ瞠ツク
することができ高い明暗比を得ることができる。
上記実施例−1%詳述しt本発明は費約丁れば絶縁性基
板上に設けられ、かつピット毎に分割された複数の金属
電極、該複数の金属電極上に平板状に形成されたアモル
ファスシリコン層、該アモルファスシリコン層上に前記
分割された複数の金属電極と対向する位置に平板状に形
成された透明電極からなることを特徴とするものである
また、前記アモルファスシリコン層を1m又はP型層と
することにより暗抵抗を高めることがfきる。
更にアモルファスシリコン党導電性層の厚みをき、結果
的に読取装置の応答速度を高めることができる。
史に複数の下部電極として特にCr又は下部金属電極が
アモルファスシリコンと接触する面を酸化処理すること
Kより、アモルファスシリコンとの界面がホールのブロ
ッキング層として働くため暗抵抗を低く抑えることが〒
きる。
【図面の簡単な説明】
91図は従来のゾレーナー型読取素子な示す概略図であ
り、IN2図は本発明の読取素子の断面図であり、第3
図a = dは、下部金属電極の種々の配置構成な示す
図1あり、@4図は本発明のWRMiL素子を上部透明
電極側から見た図1あり、第5図た時の明時及び暗時の
光電流を示すグラフ〒あり。 [8図はA/酸化層の有無の特性を示す図である。 (図中符号) 5  、  + 1基板 ・2 光導電層   。 3電極(1) 4電極(2) 5 下部金属電極 6 アモルファスシリコン 7 上部透明電極 8 (絶縁性)基板 9 受光素子 10    ”ンデンサー 11   /イオード 12  シフトレジスタ トロ  スイッチング素子    ”       5
14  オペアンプ 15  ノイアス電源 ] (c)                (d)第 8
I!! !マ°イアス電圧(V) 第1頁の続き ツクス株式会社海老名工場内 ツクス株式会社海老名工場内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)絶縁性基板上に設けられかつピット毎に分割された
    複数の金属電極、骸複数の金属電極上に平板状に形成さ
    れたアモルファスシリコン層、該アモルファスシリコン
    層上で前記分割された複数の金属電極と対向する位置に
    平板状に形成された透明電極からなることを特徴とする
    長尺薄膜読取装置。 2)前記ピット毎に分割された複数の金属電極の位置に
    金属電極と対向する平板状に形成された透明電極を、前
    記平板状に形成された透明電極の位置にピット毎に分割
    された複数の金属電極を配置した事を特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の長尺薄膜純取哀1゜ 6)前記アモルファスシリコン層はi型又はP重層fあ
    る事を特徴とする特許請求の範囲第1JIJ又は第2項
    に記載の長尺薄膜読取装置。
JP56181781A 1981-11-13 1981-11-13 長尺薄膜読取装置 Pending JPS5884457A (ja)

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