JPS6190458A - 長尺イメ−ジセンサユニツト - Google Patents
長尺イメ−ジセンサユニツトInfo
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- Signal Processing (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野］
本発明はファクシミリ゛やデジタル複写機等において使
用される長尺イメージセンサユニットに関する。 ［従来の技術］ 従来、ファクシミリやデジタル複写機や文字読取装置等
の画像情報処理装置において、光電変換素子としてフォ
トセンサが使用されることは一般に良く知られている。 特に、近年においてはフォトセンサを一次元に配列して
長尺フォトセンサアレイを形成し、これと読取原稿照明
用光源アレイと該原稿をフォトセンサアレイ上に結像せ
しめるための結像アレイとを組合わせてなる長尺イメー
ジセンサユニットを用いて高感度な画像読取を行なうこ
ともなされている。この様な画像読取において従来用い
られているフォトセンサの一例として、非晶質シリコン
（以下ａ−３ｉと記す）等を含む光導電層の両面に１対
の電極層を形成してなるサンドイッチ型と呼ばれている
ものが例示できる。しかしながら、このフォトセンサは
入射光によって光導電層中に発生した１次光電流を信号
として取出す方式であるため信号出力が比較的小さい、
また、このフォトセンサは光導電層の両面に電極層が位
置する構成のため、製造時において光導電層にピンホー
ルがあった場合にはショートが発生する。 そこで、近年、ａ−３ｉ等を含む光導電層の同一表面に
受光部の少なくとも一部を構成する間隔を設けて１対の
電極を形成してなるプレナー型と呼ばれるフォトセンサ
が用いられる様になってきている。このフォトセンサは
光導電層中での２次光電流を信号として取出す方式であ
るため、サンドイッチ型フォトセンサに比べ信号出力が
大きいという利点がある。 ところで、この様なプレナー型フォトセンサを構成する
ａ−５ｉの製造法としてはプラズマＣｖＤ法１反応性ス
パッタリング法、イオンブレーティング法等があり、い
づれもグロー放電によって反応が促進せしめられる。し
かし、いづれの場合においても高い光導電率を宥する良
質のａ−３ｉ膜を得るには比較的低い放電電力で膜形成
を行なう必要がある。しかしながら、この様な低い放電
電力での膜形成により得られた光導電層はガラスやセラ
ミック等からなる基体との密着性が十分ではなく、その
後の電極形成時のフォトリソグラフィ一工程等を経る際
に膜はがれを生じ易いという問題があった。 そこで、従来、膜はがれを防止するために、基体表面を
荒らした後にａ−５ｔを堆積させる方法が採用されてい
る。即ち、予め基体表面を、化学的に例えばフッ酸等に
よりエツチングしたり、あるいは物理的に例えばブラシ
等により擦過したりしておくのである。ところが、この
様な手法は以下に示す様な欠点を有する。 （１）フッ酸等の薬品を用いる場合には洗浄ラインにお
ける装置が複雑且つ高価格になる。 （２）基体表面の凹凸の程度を制御することが困難であ
る。 （３）基体表面の粗面化時に微視的欠陥が生じ易く、該
微視的欠陥上に堆積するａ−５ｉ膜の特性が異なるため
に特性のバラツキが発生し易い。 従って、以上の様なフォトセンサを用いて長尺イメージ
センサユニットを構成する場合には各ビット信号のばら
つきが大きいため、ばらつき補正のための補正回路を付
属させることが必要となり、これがコストアップの原因
となっていた。
用される長尺イメージセンサユニットに関する。 ［従来の技術］ 従来、ファクシミリやデジタル複写機や文字読取装置等
の画像情報処理装置において、光電変換素子としてフォ
トセンサが使用されることは一般に良く知られている。 特に、近年においてはフォトセンサを一次元に配列して
長尺フォトセンサアレイを形成し、これと読取原稿照明
用光源アレイと該原稿をフォトセンサアレイ上に結像せ
しめるための結像アレイとを組合わせてなる長尺イメー
ジセンサユニットを用いて高感度な画像読取を行なうこ
ともなされている。この様な画像読取において従来用い
られているフォトセンサの一例として、非晶質シリコン
（以下ａ−３ｉと記す）等を含む光導電層の両面に１対
の電極層を形成してなるサンドイッチ型と呼ばれている
ものが例示できる。しかしながら、このフォトセンサは
入射光によって光導電層中に発生した１次光電流を信号
として取出す方式であるため信号出力が比較的小さい、
また、このフォトセンサは光導電層の両面に電極層が位
置する構成のため、製造時において光導電層にピンホー
ルがあった場合にはショートが発生する。 そこで、近年、ａ−３ｉ等を含む光導電層の同一表面に
受光部の少なくとも一部を構成する間隔を設けて１対の
電極を形成してなるプレナー型と呼ばれるフォトセンサ
が用いられる様になってきている。このフォトセンサは
光導電層中での２次光電流を信号として取出す方式であ
るため、サンドイッチ型フォトセンサに比べ信号出力が
大きいという利点がある。 ところで、この様なプレナー型フォトセンサを構成する
ａ−５ｉの製造法としてはプラズマＣｖＤ法１反応性ス
パッタリング法、イオンブレーティング法等があり、い
づれもグロー放電によって反応が促進せしめられる。し
かし、いづれの場合においても高い光導電率を宥する良
質のａ−３ｉ膜を得るには比較的低い放電電力で膜形成
を行なう必要がある。しかしながら、この様な低い放電
電力での膜形成により得られた光導電層はガラスやセラ
ミック等からなる基体との密着性が十分ではなく、その
後の電極形成時のフォトリソグラフィ一工程等を経る際
に膜はがれを生じ易いという問題があった。 そこで、従来、膜はがれを防止するために、基体表面を
荒らした後にａ−５ｔを堆積させる方法が採用されてい
る。即ち、予め基体表面を、化学的に例えばフッ酸等に
よりエツチングしたり、あるいは物理的に例えばブラシ
等により擦過したりしておくのである。ところが、この
様な手法は以下に示す様な欠点を有する。 （１）フッ酸等の薬品を用いる場合には洗浄ラインにお
ける装置が複雑且つ高価格になる。 （２）基体表面の凹凸の程度を制御することが困難であ
る。 （３）基体表面の粗面化時に微視的欠陥が生じ易く、該
微視的欠陥上に堆積するａ−５ｉ膜の特性が異なるため
に特性のバラツキが発生し易い。 従って、以上の様なフォトセンサを用いて長尺イメージ
センサユニットを構成する場合には各ビット信号のばら
つきが大きいため、ばらつき補正のための補正回路を付
属させることが必要となり、これがコストアップの原因
となっていた。
本発明は、以上の如き従来技術に鑑み、ブレナー型フォ
トセンサを用いた長尺フォトセンサアレイにおける各フ
ォトセンサの特性の均一性を向上させ、これによりビッ
ト間の信号のばらつきを低減させ、補正回路を必要とし
ない、低コストの長尺イメージセンナユニットを提供す
ることを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば１以上の如き目的は、各７オトセンサの
光導電層が膜厚方向に関し少なくともその一部において
屈折率が膜厚方向に連続的に変化しており且つ該光導電
層の基体表面近傍の屈折率が６３２８人の波長の光にお
いて３．２以下であることを特徴とする、長尺イメージ
センサユニットにより達成される。 ［実施例］ 以下、本発明の具体的実施例を説明する。 尚、本明細書においては光導電層のうちの基体表面に近
接する層をａ−３ｔ下びき層と称し、その上の１または
複数の層をａ−３ｉ層と称することもある０本発明にお
ける光導電層はａ−３ｉ下びき層とそのすぐ上の層との
間において屈折率が膜厚方向に連続的に変化する部分が
形成されているのが好ましい、また、ａ−５ｉ層のうち
には光導電率の高い層を含むのが好ましい。 本発明フォトセンサにおいては光導電層が膜厚方向に関
し少なくともその一部において屈折率が膜厚方向に連続
的に変化しており且つ該光導電層の基体表面近傍の屈折
率が６３２８人の波長の光において３．２以下であるが
、この様な光導電層はプラズマＣＶＤ法１反応性スパッ
タリング法、イオンブレーティング法等の方法において
グロー放電を行なう際の条件たとえば放電電力、基体温
度、原料ガス組成、原料ガス圧等を適宜設定することに
より形成することができる。 第１図は本発明長尺イメージセンサユニットの一実施例
におけるフォトセンサの部分平面図であり、第２図はそ
の■−■断面図である０図において、１は基体である。 ２はａ−３ｉ下びき層であり、３はａ−３ｉ層であり、
これらにより光導電層が構成されている。４はオーミッ
クコンタクト層であるｎ＋層である。５は共通電極であ
り、６は個別電極である。 尚、第２図においては、ａ−５ｉ下びき層２とａ−Ｓｉ
層３との境界を明確に図示しているが。 実際はこの境界は連続的に屈折率が変化して双方の層の
中間の性質を有する層となっている。 基体ｌとしてはコーニング社製＃７０５９、コーニング
社製＃７７４０、東京応化社製ＳＣＧ、石英ガラス等の
ガラス、あるいは部分グレーズセラミック等のセラミッ
クその他を用いることができる。 光導電層はａ−３ｉを主成分とする非晶質材料からなり
、ａ−３ｉ下びき層２は屈折率３．２以下↑ある。また
、 ａ Ｓ Ｉ Ｐ３は屈折率が３．２より大、好
ましくは３．４程度である。光導電層はプラズマＣＶＤ
法、反応性スパッタリング法。 イオンブレーティング法等の方法、特にプラズマＣＶＤ
法により形成される。かくして形成される光導電層にお
いては層形成時に取込まれる水素のために応力が発生し
、この応力が大きすぎると基体との密着性が劣化し、膜
剥れが生じ易くなる。 光導電層の応力の大きさは層形成時の条件、たとえばグ
ロー放電の放電電力、基体温度、原料ガス組成、原料ガ
ス圧を適宜設定することによりコントロールすることが
できる。そして、基体ｌに隣接するａ−５ｉ下びき層２
として、たとえば比較的大きな放電電力にてグロー放電
を行なって、応力の小さい層を形成することにより基体
ｌとの密着性を良好に保つことができる。 一方、光導電層の応力は該層の屈折率との相関が大であ
り、一般に応力が小さいと屈折率も小さいことが分って
いる。また、光導電層の光導電率を良好なものとするた
めには比較的低い放電電力にでグロー放電を行なうこと
が必要であることも分っている。 従って、基体ｌ上に先ず比較的大きな放電電力にてグロ
ー放電を行なって屈折率の比較的小さい、たとえば屈折
率３．２以下のａ−Ｓｉ下びき層２を形成した後、放電
電力を徐々に比較的小さな電力まで減少させながら堆積
を！１続して膜厚方向に屈折率の連続的に変化している
部分を形成し、更に上記比較的小さな放電電力にてグロ
ー放電を行なって屈折率の比較的大きい、たとえば屈折
率３．４程度の高光導電率を有するａ−Ｓｉ層３を形成
するのが好ましい。 共通電極５及び個別電極６はたとえばＡＩ等の導電膜か
らなる。 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。 実施例１： 両面研摩法のガラス基体、（コーニング社製＃７０５９
）に中性洗剤もしくは有機アルカリ系洗剤を用いて通常
の洗浄を施した。 次いで、容量結合型のグロー放電分
解装置内に該ガラス基体ｌを所望パターンのマスクで覆
った後セットし、１×ｌＯ″″６Ｔｏ ｒｒの排気真空
下で２３０℃に維持した０次いで、該装置内にエピタキ
シャルグレード純ＳｉＨ４ガス（小松電子社製）を１０
３００Ｍの流量で流入せしめ、ガス圧を０．０７Ｔｏｒ
ｒに設定した。その後、１３．５６ＭＨｚの高周波電源
を用い、入力電圧２．ＯｋＶ、ＲＦ（Ｒａｄｉ ｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）放電電力１２０Ｗで２分間グロー
放電を行ない、厚さ約４００人のａ−３ｉ下びき層２を
形成した０次いで、徐々に入力電圧を下げ５分後に（１
３ｋＶに設定した。 その後、入力電圧０．３ｋＶ、放電電力８Ｗで４．５時
間グロー放電を行ない、厚さ約０．８５川のａ−５ｉ層
３を形成した。 続いて、Ｈ２で１０％に希釈したＳｉＨ４とＨ２でｌｏ
ｏｐｐｍに希釈したＰＨ３とを混合比１：１０で混合し
たガスを原料として用い、放電電力３０Ｗでオーミック
コンタクト層であるｎ中層（厚さ約０．１５＝）を堆積
せしめた０次に、電子ビーム蒸着法でＡＩを０．３＃Ｌ
厚に堆積せしめて、導電層を形成した。 続いて、ポジ型フォトレジスト（シプレー社製ＡＺ−１
３７０）を用いて所望の形状にフォトレジストパターン
を形成した後、リン酸（８５容量％水溶液）、硝酸（６
０容量％水溶液）、氷酢酸、及び水を１６：ｌ：２：ｌ
の容積比で混合した液（以下、「エツチング液ｌ」とい
う）で露出部分の導電層を除去し、共通型ｆｉ５及び個
別電極６を形成した０次いで、平行平板型の装置を用い
たプラズマエツチング法で、ＲＦ放電電力１２０Ｗ、ガ
ス圧０．０７Ｔｏ ｒｒｆｆｉｃＦ４ガスによるドライ
エツチングを行なって露出部分のｎ中層を除去し、所望
パターンのｎ十層４を形成した０次いで、フォトレジス
トを剥離せしめた。 一方、比較のため、上記と同じガラス基体の表面をフッ
酸（４９容量％水溶液）、硝酸（６０容量％水溶液）及
び酢酸をｌ：５：４０の容積比で混合した液で３０秒間
処理し、ａ−３ｉ下びき層を形成しないことを除いて上
記工程と同様にしてプレナー型フォトセンサ（以下、「
基体酸処理有・下びき層無のフォトセンサ」と略称する
）を製造した。 以上２種類のフォトセンサについて、同一条件にてガラ
ス基体１側からλｍＢ！＝５６５ｎｍの光を入射せしめ
て得られる光電流値を比較したところ双方でほぼ同様の
値が得られた。これにより１本発明フォトセンサにおけ
るａ−５ｉ下びき層２の存在は光電流特性を劣化せしめ
ることがないということが分る。 次に、以上２種類のフォトセンサについて、同一条件に
てヒートサイクルによる耐久性試験を行なったところ、
同様に膜はがれは発生せず、十分な密着性を有すること
が分った。 実施例２： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−’Ｓｉ下びき暦２の形成の際に、最初に設定される放
電電力（以後「放電電力ｌ」と略す）及び該放電電力ｌ
での放電時間を以下の組合せにしてグロー放電を行なう
ことを除いて、実施例１と同様の工程を行なった。 その結果、放電電力８０Ｗ及び５０Ｗの場合には膜はが
れを生ずることなくフォトセンサを得ることができたが
、放電電力３０Ｗ、８Ｗ及び４Ｗの場合にはフォトレジ
ストＡＺ−１３７０を用いたフォトリソグラフィ一工程
（超音波洗浄機による洗浄を含む）中に膜はがれが生じ
、目的とする良好なフォトセンサを得ることができなか
った。 実施例３： 実施例１及び２におけると同様にしてａ−３ｉ下びき層
２を形成した後に基体ｌを取出し、基体１上に形成され
たａ−３ｉ下びき層２の屈折率を測定した。グロー放電
の放電電力とａ−３ｉ下びき層２の屈折率との関係を第
３図に示す。 基体と光導電層との密着性は膜形成におけるグロー放電
の放電電力に関係しており、膜はがれは薄膜の内部構造
に依存して誘起される真性応力と、基体との熱膨張係数
の差に依存した内部応力との合成による全応力に起因す
ると考えられている。そこで、上記基体ｌ上に形成され
たａ−３ｉ下びき層２の全応力を測定した。グロー放電
の放電電力ｌとａ−３ｉ下びき層２の全応力との関係を
第４図に示す、応力は圧縮応力として現われ、放電電力
１がＩＯＷ付近で最大値を示すが、放電電力ｌの増大と
ともに応力が小さくなる。放電電力ｌの増大につれて応
力が小さくなるのは主に膜中に多くなるボイドが引っ張
り応力を発生し、圧縮応力を相殺するためであると考え
られる。 前記の通り、光導電層の光導電率は膜形成における放電
電力に関係し、所要の光導電特性を得るためには比較的
低い放電電力で堆積を行なうことが必要であり、従って
上記実施例１及び２におけるａ−５ｉ層３は比較的低い
放電電力にて堆積されたのである。 以上から、本発明イメージセンサユニットにおけるフォ
トセンサのａ−３ｉ下びき層２は応力緩和層としての作
用を有しており、基体と光導電層との密着性を向上させ
る効果を発揮することが分る。ま′た、このフォトセン
サにおいては、基体ｌ側から光を照射して使用する場合
には良好な光導電特性を得るためａ−３ｉ下びき層２の
厚さはあまり厚くない方が好ましく、たとえば１０００
Å以下であるのが望ましい。 尚、基体ｌ側と反対の側から光を入射せしめる場合には
ａ−３ｉ下びき暦２での光吸収による光導電特性への影
響は考慮する必要がないため、ａ−３ｉ下びき層２はか
なり厚くても良い。 実施例４： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−５ｉ層３の形成の後に放電電力を８０Ｗ゛に上げて２
５分間グロー放電を行ない、更にａ−３ｉ層を形成する
ことを除いて、実施例１と同様の工程を行なった。 第５図はかくして得られたプレナー型のフォトセンサの
部分断面図であり、第２図と同様の部分を示す、第５図
において、第２図と同様の部材には同一符号を付してあ
り、３′はａ−３ｉ層である。ａ−３ｉ層３′の厚さは
０，３＃Ｌ？あり、この層の単位厚さ当りの形成速度は
放電電力を上げたため、ａ−５ｉ層３の単位厚さ当りの
形成速度 ｊよりも著るしく大きい。 本実施例によって得・られたフォトセンサにおいてはａ
−３ｉ下びき層２．−ａ−３ｉ層３及びａ−５ｉ層３′
により光導電層が構成される０本実施例フォトセンサに
よればａ−３ｉ層の膜厚増加により、得られる光電流は
実施例１のものより大きい。 実施例５： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−５ｔ下びき層２の形成の際に基体温度を７０℃に維持
し、放電電力１を８Ｗとし１５分間グロー放電すること
を除いて、実施例１と同様の工程を行なった。 同一の条件でａ−３ｉ下びき層２を形成した時点で基体
１を取出してａ−３ｉ下びきＨ２の屈折率測定を行なっ
たところ３．１０であった。 本実施例において得られたフォトセンサは実施例１にお
いで得られた本発明のフォトセンサと同様に良好なもの
であった。 実施例６： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−５ｉ下びき層２の形成の際に原料ガスとしてＨ２で５
％に希釈したＳ ｉ Ｈ４を用い、放電電力１を３０Ｗ
とし１０分間グロー放電することを除いて、実施例１と
同様の工程を行なった。 同一の条件でａ−３ｉ下びき層２を形成した時点で基体
１を取出してａ−５ｉ下びき層２の屈折率測定を行なっ
たところ３．０２であった。 本実施例において得られたフォトセンサは実施例１にお
いて得られた本発明のフォトセンサと同様に良好なもの
であった。 実施例７： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−３ｉ下びきＨ２の形成の際にガス圧を０．３０Ｔｏｒ
ｒとし、放電電力ｌを５０Ｗとし５分間グロー放電する
ことを除いて、実施例１と同様の工程を行なった。 同一の条件でａ−３ｉ下びき層２を形成した時点で基体
１を取出してａ−Ｓｉ下びき暦２の屈折率測定を行なっ
たところ３．１２であった。 本実施例において得られたフォトセンサは実施例１にお
いて得られた本発明のフォトセンサと同様に良好なもの
であった。 実施例８： 実施例１の本発明のフォトセンサの場合と同様な方法に
より、同−基体上に８６４個のフォトセンサを７レイ状
に並べて製造した。これはフォトリソグラフィ一工程の
際のマスクを適宜設定することにより容易に行なうこと
ができる。かくして得られた長尺フォトセンサアレイの
概略部分平面図を第６図に示す、第６図において、１１
は個別電極であり、１２は共通電極である。この長尺フ
ォトセンサアレイの密度は８ビット／ｍｍであり、Ａ６
版幅の長さを有する。一 本実施例において得られたフォトセンサアレイのビット
間における光電流及び暗電流の均一性を測定した。その
結果を第７図に示す。 一方、比較のために、実施例１記載の基体酸処理有・下
びき層無の方法により、同一基板上に８６４個のフォト
センサを並べて製造した長尺フォトセンサアレイのビッ
ト間における光電流及び暗電流の均一性を測定した。そ
の結果を第８図に示す。 第７図と第８図との比較により、本発明のフォトセンサ
においては、基体上に微視的欠陥がなく、またａ−Ｓｔ
下びき層が応力緩和層として作用しているために、光導
電特性の均一性が極めて良好であることが分る。 実施例９： 実施例８において得られる様な８６４ビツトの長尺フォ
トセンサアレイを３２ビツト毎の２７のブロックに分け
てマトリックス駆動することを試みた。 即ち、実施例８と同様な工程により長尺フォトセンサア
レイを製造した後に、全面にポリイミド樹脂（日立化成
社製ＰＩＱ）を塗布しベークした後に、ネガ型のフォト
レジスト（東京応化社製ＯＭＲ−８３）を用いて所望の
形状にパターンを形成した後、ポリイミド樹脂エツチン
グ液（日立化成社製ＰＩＱエッチャント）で不要な部分
のＰＩＱを除去し、ＯＭＲ−８１を剥離した後、３００
℃で１時間窒素雰囲気下で硬化させ、マトリックス配線
のための絶縁層及びスルーホールを形成せしめた０次に
、電子ビーム蒸着法によりＡＩを２路厚に堆積させ、ポ
ジ型フォトレジストＡＺ−１３７０及びエツチング液ｌ
を用いてマトリックス配線の上部電極を形成した。 かくして得られた長尺フォトセンサアレイのマトリック
ス配線部の概略部分平面図を第９図に示し、そのｘ−ｘ
断面図を第１Ｏ図に示す、第９図及び第１０図において
、２１は基体であり、２２はａ−３ｉ下びき層であり、
２３はａ−５ｉ層であり、２４はｎ中層であり、２５は
共通電極であり、２６は個別電極であり、２７は絶縁層
であり、２８はスルーホールであり、２９はマトリック
ス配線の上部電極である。 かくして得られた８ピツ）／ｍｍ、Ａ６版幅の長尺フォ
トセンサアレイをマトリックス駆動させる際の駆動回路
図を第１１図に示す、第１１図において、３１はフォト
センサの光導電層であり、３２はブロック選択スイッチ
であり、３３は共通スイッチであり、３４は増幅器であ
る。 本実施例において用いられたイメージセンサユニットの
一部切欠斜視図を第１２図に示す、第１３図はその刺−
虐断面図である０図において、４１はフォトセンサアレ
イの基体である。該基体４１の下方にはファイバーレン
ズアレイ４２が設けられており、その両側には発光ダイ
オード（ＬＥＤ）アレイ４３が設けられている。４４は
駆動ＩＣであり、該ＩＣ４４は基体４１上のマトリック
ス配線部とフレキシブルな導電材料４５により電気的に
接続されている。４６は読取原稿であり、４７はその送
りローラーである。また、４８は放熱フィンであり、４
９は放熱板である。駆動ＩＣは熱的に放熱板４９と接続
されている。尚、フォトセンサアレイとファイバーレン
ズアレイ４２とＬＥＤアレイ４３とはその配列方向が互
いに平行になっている。 以上の様にしてイメージセンサユニットをマトリックス
駆動させた際における電圧印加ｔｏｏｐｓｅｃ後でのビ
ット間の出力光電流の均一性を測定した。その結果を第
１４図に示す、第１４図から分る様に各ビットの出力光
電流は極めて良好な均一性を示し、マトリックス駆動で
信号読出しが十分に可能であることが分る。 実施例１Ｏ： 実施例９において得られたフォトセンサアレイを用いて
長尺イメージセンサユニットを構成した。第１５図はそ
の回路図である。 ｉ１５図において、フォトセンサＥ１〜Ｅ９は、３個で
１ブロツクを構成し、３ブロツクでフォトセンサアレイ
を構成している。フォトセンサＥｌ−Ｅ９に各々対応し
ているコンデンサＣ１〜Ｃ９，スイッチングトランジス
タＴ１〜Ｔ９も同様である。 各フォトセンサＥｌ−Ｅ９の一方の電極（共通電極）は
電源ｌｏｔに接続され、他方の電極（個別電極）は各々
コンデンサ０１〜Ｃ９を介して接地されている。 また、フォトセンサＥ１〜Ｅ９の各ブロック内で同一順
番を有する個別電極は、各々スイッチングトランジスタ
Ｔｌ−Ｔ９を介して、共通線１０２〜１０４のひとつに
接続されている。 詳細に言えば、各ブロックの第１のスイッチングトラン
ジスタＴＩ、Ｔ４、Ｔ７が共通線１０２に、各ブロック
の第２のスイッチングトランジスタＴ２、Ｔ５、Ｔ８が
共通＆１１０３に、そして各ブロックの第３のスイッチ
ングトランジスタＴ３、Ｔ６、Ｔ９が共通線１０４に、
それぞれ接続されている。 共通線１０２〜１０４は、各々スイッチングトランジス
タＴｌ０−Ｔ１２を介してアンプ１０５に接続されてい
る。 またスイッチングトランジスタＴＩＮＴ９のゲート電極
はブロック毎に共通に接続され、それぞれシフトレジス
タ１０６の並列出力端子に接続されている。シフトレジ
スタ１０６の並列出力端子からは所定のタイミングで順
次ハイレベルが出力されるから、スイッチングトランジ
スタＴｌ〜Ｔ９はブロック毎に順次オン状態となる。 また、スイッチングトランジスタＴｌ０−Ｔ１２の各ゲ
ート電極はシフトレジスタ１０７の並列出力端子に接続
され、この並列出力端子からハイレベルが所定のタイミ
ングで順次出力されることで、スイッチングトランジス
タＴＩＯ〜Ｔ１２が順次オン状態となる。 さらに、スイッチングトランジスタＴｌ０−Ｔ１２の共
通に接続された端子は放電用のスイッチングトランジス
タＴ１３を介して接地され、スイッチングトランジスタ
Ｔ１３のゲート電極は端子１０８に接続されている。 このような構成を有する長尺イメージセンサユニットの
動作を簡単に説明する。 フォトセンサＥｌ−Ｅ９に光が入射すると、その強度に
応じて電源１０１からコンデンサＣ１〜Ｃ９に電荷が蓄
積されΔ。 続いて、シフトレジスタ１０６および１０７からそれぞ
れのタイミングで順次イ＼イレベルが出力されるが、い
ま両レジスタの第１の並列出力端子からハイレベルが出
力されたとする。 すると、第１のブロックのスイッチングトランジスタＴ
Ｉ−Ｔ３と共通線１０２に接続されたスイッチングト
ランジスタＴＩＯがオン状態となり、コンデンサＣｔに
蓄積されている電荷が、スイッチングトランジスタＴ１
、共通線１０２、そしてスイッチングトランジスタＴＩ
Ｏを通って。 アンプ１０５へ入力し、画像情報として出力される。 コンデンサＣ１に蓄積されている電荷が読み出されると
、端子１０８にハイレベルが印加され。 スイッチングトランジスタＴ１３がオン状態となる。こ
れによって、コンデンサＣ１の残留電荷は、スイッチン
グトランジスタＴ１、共通ｗＡ１０２、スイッチングト
ランジスタＴＬＯ１そしてスイッチングトランジスタＴ
１３を通して完全に放電される。 続いて、シフトレジスタ１０６の第１の並列出力をハイ
レベルにしたままで、シフトレジスタ１０７を順次シフ
トさせスイッチングトランジスタＴｌ １．Ｔｌ ２を
順にオン状態とする。これによって、コンデンサＣ２お
よびＣ３に関して上記の読み出しおよび放電動作を行な
い、それらに蓄積されている情報を順次読み出す。 こうして、第１ブロツクの情報の読み出しが終了すると
、シフトレジスタ１０６を順次シフトさせ、第２そして
第３ブロツクの情報の読み出しを上記と同様に行なう。 このように、コンデンサ０１〜Ｃ９に蓄積された情報は
シリアルに読み出され、アンプ１０５から画像情報とし
て出力される。 第１５図に示される長尺フォトセンサアレイは、電荷蓄
積用のコンデンサを有しているために、出力信号を大き
くすることができる。 また、フォトセンサＥ１〜Ｅ９．コンデンサＣ１〜Ｃ９
およびスイッチングトランジスタＴ１〜Ｔ９を、薄膜半
導体によって同一基体上に形成した場合、外部回路との
接続点の数を少なくすることができる等の利点を有して
いる。 実施例１１： 実施例９において得られたフォトセンサアレイを用いて
長尺イメージセンサユニットを構成した。第１６図はそ
の回路図である。 ただし、本実施例では、フォトセンサＥｌ−Ｅ９、コン
デンサ０１〜Ｃ９、スイッチングトランジスタＴ１〜Ｔ
１２、およびシフトレジスタ１０６．１０７等の構成は
、第１５図に示されるものと同様であるから、その説明
は省略する。 第１６図において、フォトセンサＥ１〜Ｅ９の債別電極
は各々スイッチングトランジスタＳＴＩ〜ＳＴ９を介し
て接地されている。すなわち、スイッチングトランジス
タＳＴＩ〜−５Ｔ ９ （７）各々は、コンデンサＣｌ
−０９と並列に接続される。 スイッチングトランジスタＳＴＩ〜ＳＴ９のゲート電極
は、スイッチングトランジスタＴｌ〜Ｔ９のゲート電極
と同様に、ブロック毎に共通接続され、ブロック毎にシ
フトレジスタ２０１の並列出力端子に接続されている。 したがって、シフトレジスタ２０１のシフトタイミング
によって、スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ９はブロ
ック毎にオン状態となる。 次に、このような構成を有する本実施例の動作を、第１
７図に示すスイッチングトランジスタＴｌＮＴ１２およ
びＳＴＩ〜ＳＴ９のタイミングチャートを用いて説明す
る。 まず、フォトセンサＥ１〜Ｅ９に光が入射すると、その
強度に応じて電源ｌＯ１からコンデンサＣ１〜Ｃ９に電
荷が蓄積される。 そして、まずシフトレジスタ１０６の第１の並列端子か
らハイレベルが出力され、スイッチングトランジスタＴ
１〜Ｔ３がオン状態になる［第１７図（ａ）］。 その間に、シフトレジスタ１０７がシフトして、スイッ
チングトランジスタＴｌ０−Ｔ１２が順次オン状態とな
る［第１７図（ｄ）〜（ｆ）］、すなわち、第１ブロッ
クのコンデンサ０１〜Ｃ３に蓄積されている光情報が順
次読み出される。 第１ブロツクの最後のコンデンサＣ３の情報が読み出さ
れると、シフトレジスタ１０６がシフトし、第２の並列
端子からノλイレベルが出力され、スイッチングトラン
ジスタＴ４〜Ｔ６がオン状態になる［第１７図（ｂ）］
。 それと同時に、シフトレジスタ２０１の第１の並列端子
からハイレベルが出力され、スイッチングトランジスタ
ＳＴＩ〜ＳＴ３がオン状態となり、コンデンサＣ１〜Ｃ
３の残留電荷が完全に放電される［第１７図（ｇ）］。 この放電動作と並行して、スイッチングトランジスタＴ
４〜Ｔ６がオン状態である間に、シフトレジスタ１０７
のシフトにより、スイッチングトランジスタＴｌ０−Ｔ
１２が順次オン状態となり、第２ブロツクのコンデンサ
０４〜Ｃ６に蓄積されている光情報が順次読み出される
［第１７図（ｄ）〜（ｆ）］ 。 次に、第３ブロツクの読み出し動′作［第１７図（Ｃ）
］と並行して、第２ブロツクのコンデンサ０４〜Ｃ６の
放電が行なわれ［第１７図（ｈ）］ 、以上の動作がブ
ロック毎に繰返される。 このように、次のブロックの読み出しと並行して、読み
出しが終了したブロックのコンデンサを放電させること
ができ、全体として動作時間を短縮することができる。 第１８図は、本発明の他の実施例を示したもので、第１
６図におけるＡ部分のみが異なっている。 すなわち、共通線１０２〜１０４に各々アンプ２０２〜
２０４が接続され、アンプ２０２〜２０４の各出力がシ
フトレジスタ２０５の並列入力端子に接続されている。 そして、シフトレジスタ２０５の直列出力端、子から画
像情報がシリアルに出力される。 したがって、この構成では、１ブロック分の情報が同時
にシフトレジスタ２０・５に入力し、続いて、シフトレ
ジスタ２０５のシフトによってシリアルな画像情報が出
力される。 本実施例においても、１ブロック分の情報がシフトレジ
スタ２０５から出力された時点で、そのブロックのコン
デンサの放電と、次のブロックの読み出しとを並行して
行なうことができる。 なお、スイッチングトランジスタＳＴＩ〜ＳＴ９は、ス
イッチングトランジスタＴ１〜Ｔ９と同様に、薄膜トラ
ンジスタを用いても良く、その場合は、他の素子と同一
基体に形成することができ Ｉる。 スイッチングトランジスタ５ＴＩ−５Ｔ９に薄膜トラン
ジスタを用いても、あるブロックのコンデンサの放電と
、次のブロックの読み出しとを並行して行なうこと、が
できるために、全体の読み出し時間は実施例１Ｏのもの
に比べて短縮される。 以上の実施例においては、一定の屈折率を有するａ−５
ｉ下びき層２と一定の屈折率を有するａ−５ｉ層３との
間に膜厚方向に屈折率の連続的に変化している層が形成
されている例を示したが。 本発明長尺イメージセンサユニットのフォトセンサにお
いては、膜厚方向に所定の厚さに一定の屈折率を有する
ａ−３ｉ下びき層２を形成することなく、基体１の表面
から徐々に連続的に膜厚方向に屈折率の連続的に変化し
ている層が形成されていてもよい。 ［発明の効果］ 以上の如き本発明長尺イメージセンサユニットによれば
、フォトセンサの特性を均一化することができるので補
正回路を用いることなく低コスト化が可能となる。 また、本発明長尺イメージセンサユニットにおいては、
フォトセンサの光導電層の屈折率が膜厚方向に連続的に
変化しているので、層界面における応力緩和が良好にな
され密着性が良好であり。 また、使用時において層界面での反射が極めて小さくな
り光量ロスを防止できる。
トセンサを用いた長尺フォトセンサアレイにおける各フ
ォトセンサの特性の均一性を向上させ、これによりビッ
ト間の信号のばらつきを低減させ、補正回路を必要とし
ない、低コストの長尺イメージセンナユニットを提供す
ることを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば１以上の如き目的は、各７オトセンサの
光導電層が膜厚方向に関し少なくともその一部において
屈折率が膜厚方向に連続的に変化しており且つ該光導電
層の基体表面近傍の屈折率が６３２８人の波長の光にお
いて３．２以下であることを特徴とする、長尺イメージ
センサユニットにより達成される。 ［実施例］ 以下、本発明の具体的実施例を説明する。 尚、本明細書においては光導電層のうちの基体表面に近
接する層をａ−３ｔ下びき層と称し、その上の１または
複数の層をａ−３ｉ層と称することもある０本発明にお
ける光導電層はａ−３ｉ下びき層とそのすぐ上の層との
間において屈折率が膜厚方向に連続的に変化する部分が
形成されているのが好ましい、また、ａ−５ｉ層のうち
には光導電率の高い層を含むのが好ましい。 本発明フォトセンサにおいては光導電層が膜厚方向に関
し少なくともその一部において屈折率が膜厚方向に連続
的に変化しており且つ該光導電層の基体表面近傍の屈折
率が６３２８人の波長の光において３．２以下であるが
、この様な光導電層はプラズマＣＶＤ法１反応性スパッ
タリング法、イオンブレーティング法等の方法において
グロー放電を行なう際の条件たとえば放電電力、基体温
度、原料ガス組成、原料ガス圧等を適宜設定することに
より形成することができる。 第１図は本発明長尺イメージセンサユニットの一実施例
におけるフォトセンサの部分平面図であり、第２図はそ
の■−■断面図である０図において、１は基体である。 ２はａ−３ｉ下びき層であり、３はａ−３ｉ層であり、
これらにより光導電層が構成されている。４はオーミッ
クコンタクト層であるｎ＋層である。５は共通電極であ
り、６は個別電極である。 尚、第２図においては、ａ−５ｉ下びき層２とａ−Ｓｉ
層３との境界を明確に図示しているが。 実際はこの境界は連続的に屈折率が変化して双方の層の
中間の性質を有する層となっている。 基体ｌとしてはコーニング社製＃７０５９、コーニング
社製＃７７４０、東京応化社製ＳＣＧ、石英ガラス等の
ガラス、あるいは部分グレーズセラミック等のセラミッ
クその他を用いることができる。 光導電層はａ−３ｉを主成分とする非晶質材料からなり
、ａ−３ｉ下びき層２は屈折率３．２以下↑ある。また
、 ａ Ｓ Ｉ Ｐ３は屈折率が３．２より大、好
ましくは３．４程度である。光導電層はプラズマＣＶＤ
法、反応性スパッタリング法。 イオンブレーティング法等の方法、特にプラズマＣＶＤ
法により形成される。かくして形成される光導電層にお
いては層形成時に取込まれる水素のために応力が発生し
、この応力が大きすぎると基体との密着性が劣化し、膜
剥れが生じ易くなる。 光導電層の応力の大きさは層形成時の条件、たとえばグ
ロー放電の放電電力、基体温度、原料ガス組成、原料ガ
ス圧を適宜設定することによりコントロールすることが
できる。そして、基体ｌに隣接するａ−５ｉ下びき層２
として、たとえば比較的大きな放電電力にてグロー放電
を行なって、応力の小さい層を形成することにより基体
ｌとの密着性を良好に保つことができる。 一方、光導電層の応力は該層の屈折率との相関が大であ
り、一般に応力が小さいと屈折率も小さいことが分って
いる。また、光導電層の光導電率を良好なものとするた
めには比較的低い放電電力にでグロー放電を行なうこと
が必要であることも分っている。 従って、基体ｌ上に先ず比較的大きな放電電力にてグロ
ー放電を行なって屈折率の比較的小さい、たとえば屈折
率３．２以下のａ−Ｓｉ下びき層２を形成した後、放電
電力を徐々に比較的小さな電力まで減少させながら堆積
を！１続して膜厚方向に屈折率の連続的に変化している
部分を形成し、更に上記比較的小さな放電電力にてグロ
ー放電を行なって屈折率の比較的大きい、たとえば屈折
率３．４程度の高光導電率を有するａ−Ｓｉ層３を形成
するのが好ましい。 共通電極５及び個別電極６はたとえばＡＩ等の導電膜か
らなる。 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。 実施例１： 両面研摩法のガラス基体、（コーニング社製＃７０５９
）に中性洗剤もしくは有機アルカリ系洗剤を用いて通常
の洗浄を施した。 次いで、容量結合型のグロー放電分
解装置内に該ガラス基体ｌを所望パターンのマスクで覆
った後セットし、１×ｌＯ″″６Ｔｏ ｒｒの排気真空
下で２３０℃に維持した０次いで、該装置内にエピタキ
シャルグレード純ＳｉＨ４ガス（小松電子社製）を１０
３００Ｍの流量で流入せしめ、ガス圧を０．０７Ｔｏｒ
ｒに設定した。その後、１３．５６ＭＨｚの高周波電源
を用い、入力電圧２．ＯｋＶ、ＲＦ（Ｒａｄｉ ｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）放電電力１２０Ｗで２分間グロー
放電を行ない、厚さ約４００人のａ−３ｉ下びき層２を
形成した０次いで、徐々に入力電圧を下げ５分後に（１
３ｋＶに設定した。 その後、入力電圧０．３ｋＶ、放電電力８Ｗで４．５時
間グロー放電を行ない、厚さ約０．８５川のａ−５ｉ層
３を形成した。 続いて、Ｈ２で１０％に希釈したＳｉＨ４とＨ２でｌｏ
ｏｐｐｍに希釈したＰＨ３とを混合比１：１０で混合し
たガスを原料として用い、放電電力３０Ｗでオーミック
コンタクト層であるｎ中層（厚さ約０．１５＝）を堆積
せしめた０次に、電子ビーム蒸着法でＡＩを０．３＃Ｌ
厚に堆積せしめて、導電層を形成した。 続いて、ポジ型フォトレジスト（シプレー社製ＡＺ−１
３７０）を用いて所望の形状にフォトレジストパターン
を形成した後、リン酸（８５容量％水溶液）、硝酸（６
０容量％水溶液）、氷酢酸、及び水を１６：ｌ：２：ｌ
の容積比で混合した液（以下、「エツチング液ｌ」とい
う）で露出部分の導電層を除去し、共通型ｆｉ５及び個
別電極６を形成した０次いで、平行平板型の装置を用い
たプラズマエツチング法で、ＲＦ放電電力１２０Ｗ、ガ
ス圧０．０７Ｔｏ ｒｒｆｆｉｃＦ４ガスによるドライ
エツチングを行なって露出部分のｎ中層を除去し、所望
パターンのｎ十層４を形成した０次いで、フォトレジス
トを剥離せしめた。 一方、比較のため、上記と同じガラス基体の表面をフッ
酸（４９容量％水溶液）、硝酸（６０容量％水溶液）及
び酢酸をｌ：５：４０の容積比で混合した液で３０秒間
処理し、ａ−３ｉ下びき層を形成しないことを除いて上
記工程と同様にしてプレナー型フォトセンサ（以下、「
基体酸処理有・下びき層無のフォトセンサ」と略称する
）を製造した。 以上２種類のフォトセンサについて、同一条件にてガラ
ス基体１側からλｍＢ！＝５６５ｎｍの光を入射せしめ
て得られる光電流値を比較したところ双方でほぼ同様の
値が得られた。これにより１本発明フォトセンサにおけ
るａ−５ｉ下びき層２の存在は光電流特性を劣化せしめ
ることがないということが分る。 次に、以上２種類のフォトセンサについて、同一条件に
てヒートサイクルによる耐久性試験を行なったところ、
同様に膜はがれは発生せず、十分な密着性を有すること
が分った。 実施例２： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−’Ｓｉ下びき暦２の形成の際に、最初に設定される放
電電力（以後「放電電力ｌ」と略す）及び該放電電力ｌ
での放電時間を以下の組合せにしてグロー放電を行なう
ことを除いて、実施例１と同様の工程を行なった。 その結果、放電電力８０Ｗ及び５０Ｗの場合には膜はが
れを生ずることなくフォトセンサを得ることができたが
、放電電力３０Ｗ、８Ｗ及び４Ｗの場合にはフォトレジ
ストＡＺ−１３７０を用いたフォトリソグラフィ一工程
（超音波洗浄機による洗浄を含む）中に膜はがれが生じ
、目的とする良好なフォトセンサを得ることができなか
った。 実施例３： 実施例１及び２におけると同様にしてａ−３ｉ下びき層
２を形成した後に基体ｌを取出し、基体１上に形成され
たａ−３ｉ下びき層２の屈折率を測定した。グロー放電
の放電電力とａ−３ｉ下びき層２の屈折率との関係を第
３図に示す。 基体と光導電層との密着性は膜形成におけるグロー放電
の放電電力に関係しており、膜はがれは薄膜の内部構造
に依存して誘起される真性応力と、基体との熱膨張係数
の差に依存した内部応力との合成による全応力に起因す
ると考えられている。そこで、上記基体ｌ上に形成され
たａ−３ｉ下びき層２の全応力を測定した。グロー放電
の放電電力ｌとａ−３ｉ下びき層２の全応力との関係を
第４図に示す、応力は圧縮応力として現われ、放電電力
１がＩＯＷ付近で最大値を示すが、放電電力ｌの増大と
ともに応力が小さくなる。放電電力ｌの増大につれて応
力が小さくなるのは主に膜中に多くなるボイドが引っ張
り応力を発生し、圧縮応力を相殺するためであると考え
られる。 前記の通り、光導電層の光導電率は膜形成における放電
電力に関係し、所要の光導電特性を得るためには比較的
低い放電電力で堆積を行なうことが必要であり、従って
上記実施例１及び２におけるａ−５ｉ層３は比較的低い
放電電力にて堆積されたのである。 以上から、本発明イメージセンサユニットにおけるフォ
トセンサのａ−３ｉ下びき層２は応力緩和層としての作
用を有しており、基体と光導電層との密着性を向上させ
る効果を発揮することが分る。ま′た、このフォトセン
サにおいては、基体ｌ側から光を照射して使用する場合
には良好な光導電特性を得るためａ−３ｉ下びき層２の
厚さはあまり厚くない方が好ましく、たとえば１０００
Å以下であるのが望ましい。 尚、基体ｌ側と反対の側から光を入射せしめる場合には
ａ−３ｉ下びき暦２での光吸収による光導電特性への影
響は考慮する必要がないため、ａ−３ｉ下びき層２はか
なり厚くても良い。 実施例４： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−５ｉ層３の形成の後に放電電力を８０Ｗ゛に上げて２
５分間グロー放電を行ない、更にａ−３ｉ層を形成する
ことを除いて、実施例１と同様の工程を行なった。 第５図はかくして得られたプレナー型のフォトセンサの
部分断面図であり、第２図と同様の部分を示す、第５図
において、第２図と同様の部材には同一符号を付してあ
り、３′はａ−３ｉ層である。ａ−３ｉ層３′の厚さは
０，３＃Ｌ？あり、この層の単位厚さ当りの形成速度は
放電電力を上げたため、ａ−５ｉ層３の単位厚さ当りの
形成速度 ｊよりも著るしく大きい。 本実施例によって得・られたフォトセンサにおいてはａ
−３ｉ下びき層２．−ａ−３ｉ層３及びａ−５ｉ層３′
により光導電層が構成される０本実施例フォトセンサに
よればａ−３ｉ層の膜厚増加により、得られる光電流は
実施例１のものより大きい。 実施例５： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−５ｔ下びき層２の形成の際に基体温度を７０℃に維持
し、放電電力１を８Ｗとし１５分間グロー放電すること
を除いて、実施例１と同様の工程を行なった。 同一の条件でａ−３ｉ下びき層２を形成した時点で基体
１を取出してａ−３ｉ下びきＨ２の屈折率測定を行なっ
たところ３．１０であった。 本実施例において得られたフォトセンサは実施例１にお
いで得られた本発明のフォトセンサと同様に良好なもの
であった。 実施例６： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−５ｉ下びき層２の形成の際に原料ガスとしてＨ２で５
％に希釈したＳ ｉ Ｈ４を用い、放電電力１を３０Ｗ
とし１０分間グロー放電することを除いて、実施例１と
同様の工程を行なった。 同一の条件でａ−３ｉ下びき層２を形成した時点で基体
１を取出してａ−５ｉ下びき層２の屈折率測定を行なっ
たところ３．０２であった。 本実施例において得られたフォトセンサは実施例１にお
いて得られた本発明のフォトセンサと同様に良好なもの
であった。 実施例７： 実施例１の本発明のフォトセンサ製造工程において、ａ
−３ｉ下びきＨ２の形成の際にガス圧を０．３０Ｔｏｒ
ｒとし、放電電力ｌを５０Ｗとし５分間グロー放電する
ことを除いて、実施例１と同様の工程を行なった。 同一の条件でａ−３ｉ下びき層２を形成した時点で基体
１を取出してａ−Ｓｉ下びき暦２の屈折率測定を行なっ
たところ３．１２であった。 本実施例において得られたフォトセンサは実施例１にお
いて得られた本発明のフォトセンサと同様に良好なもの
であった。 実施例８： 実施例１の本発明のフォトセンサの場合と同様な方法に
より、同−基体上に８６４個のフォトセンサを７レイ状
に並べて製造した。これはフォトリソグラフィ一工程の
際のマスクを適宜設定することにより容易に行なうこと
ができる。かくして得られた長尺フォトセンサアレイの
概略部分平面図を第６図に示す、第６図において、１１
は個別電極であり、１２は共通電極である。この長尺フ
ォトセンサアレイの密度は８ビット／ｍｍであり、Ａ６
版幅の長さを有する。一 本実施例において得られたフォトセンサアレイのビット
間における光電流及び暗電流の均一性を測定した。その
結果を第７図に示す。 一方、比較のために、実施例１記載の基体酸処理有・下
びき層無の方法により、同一基板上に８６４個のフォト
センサを並べて製造した長尺フォトセンサアレイのビッ
ト間における光電流及び暗電流の均一性を測定した。そ
の結果を第８図に示す。 第７図と第８図との比較により、本発明のフォトセンサ
においては、基体上に微視的欠陥がなく、またａ−Ｓｔ
下びき層が応力緩和層として作用しているために、光導
電特性の均一性が極めて良好であることが分る。 実施例９： 実施例８において得られる様な８６４ビツトの長尺フォ
トセンサアレイを３２ビツト毎の２７のブロックに分け
てマトリックス駆動することを試みた。 即ち、実施例８と同様な工程により長尺フォトセンサア
レイを製造した後に、全面にポリイミド樹脂（日立化成
社製ＰＩＱ）を塗布しベークした後に、ネガ型のフォト
レジスト（東京応化社製ＯＭＲ−８３）を用いて所望の
形状にパターンを形成した後、ポリイミド樹脂エツチン
グ液（日立化成社製ＰＩＱエッチャント）で不要な部分
のＰＩＱを除去し、ＯＭＲ−８１を剥離した後、３００
℃で１時間窒素雰囲気下で硬化させ、マトリックス配線
のための絶縁層及びスルーホールを形成せしめた０次に
、電子ビーム蒸着法によりＡＩを２路厚に堆積させ、ポ
ジ型フォトレジストＡＺ−１３７０及びエツチング液ｌ
を用いてマトリックス配線の上部電極を形成した。 かくして得られた長尺フォトセンサアレイのマトリック
ス配線部の概略部分平面図を第９図に示し、そのｘ−ｘ
断面図を第１Ｏ図に示す、第９図及び第１０図において
、２１は基体であり、２２はａ−３ｉ下びき層であり、
２３はａ−５ｉ層であり、２４はｎ中層であり、２５は
共通電極であり、２６は個別電極であり、２７は絶縁層
であり、２８はスルーホールであり、２９はマトリック
ス配線の上部電極である。 かくして得られた８ピツ）／ｍｍ、Ａ６版幅の長尺フォ
トセンサアレイをマトリックス駆動させる際の駆動回路
図を第１１図に示す、第１１図において、３１はフォト
センサの光導電層であり、３２はブロック選択スイッチ
であり、３３は共通スイッチであり、３４は増幅器であ
る。 本実施例において用いられたイメージセンサユニットの
一部切欠斜視図を第１２図に示す、第１３図はその刺−
虐断面図である０図において、４１はフォトセンサアレ
イの基体である。該基体４１の下方にはファイバーレン
ズアレイ４２が設けられており、その両側には発光ダイ
オード（ＬＥＤ）アレイ４３が設けられている。４４は
駆動ＩＣであり、該ＩＣ４４は基体４１上のマトリック
ス配線部とフレキシブルな導電材料４５により電気的に
接続されている。４６は読取原稿であり、４７はその送
りローラーである。また、４８は放熱フィンであり、４
９は放熱板である。駆動ＩＣは熱的に放熱板４９と接続
されている。尚、フォトセンサアレイとファイバーレン
ズアレイ４２とＬＥＤアレイ４３とはその配列方向が互
いに平行になっている。 以上の様にしてイメージセンサユニットをマトリックス
駆動させた際における電圧印加ｔｏｏｐｓｅｃ後でのビ
ット間の出力光電流の均一性を測定した。その結果を第
１４図に示す、第１４図から分る様に各ビットの出力光
電流は極めて良好な均一性を示し、マトリックス駆動で
信号読出しが十分に可能であることが分る。 実施例１Ｏ： 実施例９において得られたフォトセンサアレイを用いて
長尺イメージセンサユニットを構成した。第１５図はそ
の回路図である。 ｉ１５図において、フォトセンサＥ１〜Ｅ９は、３個で
１ブロツクを構成し、３ブロツクでフォトセンサアレイ
を構成している。フォトセンサＥｌ−Ｅ９に各々対応し
ているコンデンサＣ１〜Ｃ９，スイッチングトランジス
タＴ１〜Ｔ９も同様である。 各フォトセンサＥｌ−Ｅ９の一方の電極（共通電極）は
電源ｌｏｔに接続され、他方の電極（個別電極）は各々
コンデンサ０１〜Ｃ９を介して接地されている。 また、フォトセンサＥ１〜Ｅ９の各ブロック内で同一順
番を有する個別電極は、各々スイッチングトランジスタ
Ｔｌ−Ｔ９を介して、共通線１０２〜１０４のひとつに
接続されている。 詳細に言えば、各ブロックの第１のスイッチングトラン
ジスタＴＩ、Ｔ４、Ｔ７が共通線１０２に、各ブロック
の第２のスイッチングトランジスタＴ２、Ｔ５、Ｔ８が
共通＆１１０３に、そして各ブロックの第３のスイッチ
ングトランジスタＴ３、Ｔ６、Ｔ９が共通線１０４に、
それぞれ接続されている。 共通線１０２〜１０４は、各々スイッチングトランジス
タＴｌ０−Ｔ１２を介してアンプ１０５に接続されてい
る。 またスイッチングトランジスタＴＩＮＴ９のゲート電極
はブロック毎に共通に接続され、それぞれシフトレジス
タ１０６の並列出力端子に接続されている。シフトレジ
スタ１０６の並列出力端子からは所定のタイミングで順
次ハイレベルが出力されるから、スイッチングトランジ
スタＴｌ〜Ｔ９はブロック毎に順次オン状態となる。 また、スイッチングトランジスタＴｌ０−Ｔ１２の各ゲ
ート電極はシフトレジスタ１０７の並列出力端子に接続
され、この並列出力端子からハイレベルが所定のタイミ
ングで順次出力されることで、スイッチングトランジス
タＴＩＯ〜Ｔ１２が順次オン状態となる。 さらに、スイッチングトランジスタＴｌ０−Ｔ１２の共
通に接続された端子は放電用のスイッチングトランジス
タＴ１３を介して接地され、スイッチングトランジスタ
Ｔ１３のゲート電極は端子１０８に接続されている。 このような構成を有する長尺イメージセンサユニットの
動作を簡単に説明する。 フォトセンサＥｌ−Ｅ９に光が入射すると、その強度に
応じて電源１０１からコンデンサＣ１〜Ｃ９に電荷が蓄
積されΔ。 続いて、シフトレジスタ１０６および１０７からそれぞ
れのタイミングで順次イ＼イレベルが出力されるが、い
ま両レジスタの第１の並列出力端子からハイレベルが出
力されたとする。 すると、第１のブロックのスイッチングトランジスタＴ
Ｉ−Ｔ３と共通線１０２に接続されたスイッチングト
ランジスタＴＩＯがオン状態となり、コンデンサＣｔに
蓄積されている電荷が、スイッチングトランジスタＴ１
、共通線１０２、そしてスイッチングトランジスタＴＩ
Ｏを通って。 アンプ１０５へ入力し、画像情報として出力される。 コンデンサＣ１に蓄積されている電荷が読み出されると
、端子１０８にハイレベルが印加され。 スイッチングトランジスタＴ１３がオン状態となる。こ
れによって、コンデンサＣ１の残留電荷は、スイッチン
グトランジスタＴ１、共通ｗＡ１０２、スイッチングト
ランジスタＴＬＯ１そしてスイッチングトランジスタＴ
１３を通して完全に放電される。 続いて、シフトレジスタ１０６の第１の並列出力をハイ
レベルにしたままで、シフトレジスタ１０７を順次シフ
トさせスイッチングトランジスタＴｌ １．Ｔｌ ２を
順にオン状態とする。これによって、コンデンサＣ２お
よびＣ３に関して上記の読み出しおよび放電動作を行な
い、それらに蓄積されている情報を順次読み出す。 こうして、第１ブロツクの情報の読み出しが終了すると
、シフトレジスタ１０６を順次シフトさせ、第２そして
第３ブロツクの情報の読み出しを上記と同様に行なう。 このように、コンデンサ０１〜Ｃ９に蓄積された情報は
シリアルに読み出され、アンプ１０５から画像情報とし
て出力される。 第１５図に示される長尺フォトセンサアレイは、電荷蓄
積用のコンデンサを有しているために、出力信号を大き
くすることができる。 また、フォトセンサＥ１〜Ｅ９．コンデンサＣ１〜Ｃ９
およびスイッチングトランジスタＴ１〜Ｔ９を、薄膜半
導体によって同一基体上に形成した場合、外部回路との
接続点の数を少なくすることができる等の利点を有して
いる。 実施例１１： 実施例９において得られたフォトセンサアレイを用いて
長尺イメージセンサユニットを構成した。第１６図はそ
の回路図である。 ただし、本実施例では、フォトセンサＥｌ−Ｅ９、コン
デンサ０１〜Ｃ９、スイッチングトランジスタＴ１〜Ｔ
１２、およびシフトレジスタ１０６．１０７等の構成は
、第１５図に示されるものと同様であるから、その説明
は省略する。 第１６図において、フォトセンサＥ１〜Ｅ９の債別電極
は各々スイッチングトランジスタＳＴＩ〜ＳＴ９を介し
て接地されている。すなわち、スイッチングトランジス
タＳＴＩ〜−５Ｔ ９ （７）各々は、コンデンサＣｌ
−０９と並列に接続される。 スイッチングトランジスタＳＴＩ〜ＳＴ９のゲート電極
は、スイッチングトランジスタＴｌ〜Ｔ９のゲート電極
と同様に、ブロック毎に共通接続され、ブロック毎にシ
フトレジスタ２０１の並列出力端子に接続されている。 したがって、シフトレジスタ２０１のシフトタイミング
によって、スイッチングトランジスタＴ１−Ｔ９はブロ
ック毎にオン状態となる。 次に、このような構成を有する本実施例の動作を、第１
７図に示すスイッチングトランジスタＴｌＮＴ１２およ
びＳＴＩ〜ＳＴ９のタイミングチャートを用いて説明す
る。 まず、フォトセンサＥ１〜Ｅ９に光が入射すると、その
強度に応じて電源ｌＯ１からコンデンサＣ１〜Ｃ９に電
荷が蓄積される。 そして、まずシフトレジスタ１０６の第１の並列端子か
らハイレベルが出力され、スイッチングトランジスタＴ
１〜Ｔ３がオン状態になる［第１７図（ａ）］。 その間に、シフトレジスタ１０７がシフトして、スイッ
チングトランジスタＴｌ０−Ｔ１２が順次オン状態とな
る［第１７図（ｄ）〜（ｆ）］、すなわち、第１ブロッ
クのコンデンサ０１〜Ｃ３に蓄積されている光情報が順
次読み出される。 第１ブロツクの最後のコンデンサＣ３の情報が読み出さ
れると、シフトレジスタ１０６がシフトし、第２の並列
端子からノλイレベルが出力され、スイッチングトラン
ジスタＴ４〜Ｔ６がオン状態になる［第１７図（ｂ）］
。 それと同時に、シフトレジスタ２０１の第１の並列端子
からハイレベルが出力され、スイッチングトランジスタ
ＳＴＩ〜ＳＴ３がオン状態となり、コンデンサＣ１〜Ｃ
３の残留電荷が完全に放電される［第１７図（ｇ）］。 この放電動作と並行して、スイッチングトランジスタＴ
４〜Ｔ６がオン状態である間に、シフトレジスタ１０７
のシフトにより、スイッチングトランジスタＴｌ０−Ｔ
１２が順次オン状態となり、第２ブロツクのコンデンサ
０４〜Ｃ６に蓄積されている光情報が順次読み出される
［第１７図（ｄ）〜（ｆ）］ 。 次に、第３ブロツクの読み出し動′作［第１７図（Ｃ）
］と並行して、第２ブロツクのコンデンサ０４〜Ｃ６の
放電が行なわれ［第１７図（ｈ）］ 、以上の動作がブ
ロック毎に繰返される。 このように、次のブロックの読み出しと並行して、読み
出しが終了したブロックのコンデンサを放電させること
ができ、全体として動作時間を短縮することができる。 第１８図は、本発明の他の実施例を示したもので、第１
６図におけるＡ部分のみが異なっている。 すなわち、共通線１０２〜１０４に各々アンプ２０２〜
２０４が接続され、アンプ２０２〜２０４の各出力がシ
フトレジスタ２０５の並列入力端子に接続されている。 そして、シフトレジスタ２０５の直列出力端、子から画
像情報がシリアルに出力される。 したがって、この構成では、１ブロック分の情報が同時
にシフトレジスタ２０・５に入力し、続いて、シフトレ
ジスタ２０５のシフトによってシリアルな画像情報が出
力される。 本実施例においても、１ブロック分の情報がシフトレジ
スタ２０５から出力された時点で、そのブロックのコン
デンサの放電と、次のブロックの読み出しとを並行して
行なうことができる。 なお、スイッチングトランジスタＳＴＩ〜ＳＴ９は、ス
イッチングトランジスタＴ１〜Ｔ９と同様に、薄膜トラ
ンジスタを用いても良く、その場合は、他の素子と同一
基体に形成することができ Ｉる。 スイッチングトランジスタ５ＴＩ−５Ｔ９に薄膜トラン
ジスタを用いても、あるブロックのコンデンサの放電と
、次のブロックの読み出しとを並行して行なうこと、が
できるために、全体の読み出し時間は実施例１Ｏのもの
に比べて短縮される。 以上の実施例においては、一定の屈折率を有するａ−５
ｉ下びき層２と一定の屈折率を有するａ−５ｉ層３との
間に膜厚方向に屈折率の連続的に変化している層が形成
されている例を示したが。 本発明長尺イメージセンサユニットのフォトセンサにお
いては、膜厚方向に所定の厚さに一定の屈折率を有する
ａ−３ｉ下びき層２を形成することなく、基体１の表面
から徐々に連続的に膜厚方向に屈折率の連続的に変化し
ている層が形成されていてもよい。 ［発明の効果］ 以上の如き本発明長尺イメージセンサユニットによれば
、フォトセンサの特性を均一化することができるので補
正回路を用いることなく低コスト化が可能となる。 また、本発明長尺イメージセンサユニットにおいては、
フォトセンサの光導電層の屈折率が膜厚方向に連続的に
変化しているので、層界面における応力緩和が良好にな
され密着性が良好であり。 また、使用時において層界面での反射が極めて小さくな
り光量ロスを防止できる。
第１図は本発明イメージセンサユニットのフォトセンサ
の部分平面図であり、第２図はその■−■断面図である
。第３図及び第４図はａ−３ｉ下びき層の特性を示すグ
ラフである。第５図は本発明イメージセンサユニットの
フォトセンサの部分断面図である。第６図はフォトセン
サアレイの部分平面図であり、第７図及び第８図はその
光電流及び暗電流の特性を示すグラフである。第９図は
マトリ−２クス配線部の部分平面図であり、第１０図は
そのｘ−ｘ断面図である。第ｔｉ図はマトリックス駆動
回路図である。第１２図は長尺イメージセンサユニット
の一部切欠斜視図であり、第１３図はその店−雇断面図
である。第１４図は出力光電流のグラフである。第１５
図及び第１６図は長尺イメージセンサユニットの回路図
であり、第１７図はタイミングチャートであり、第１８
図は第１６図の部分的変形例を示す図である。 ｌ二基体 ２：ａ−Ｓｉ下びき層３Ｈａ−Ｓｉ
層 ４：ｎ＋層 ５：共通電極 ６：個別電極 ４１：フォトセンサアレイ基体 ４２：ファイバーレンズアレイ ４３ ： ＬＥＤアレイ ４４：駆動ＩＣ４６：読取
原稿 第１図 第２図 第３図 か」ｒＣ力 （Ｗ） 第５図 第６図 ビットＳ文 第 プ 図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図
の部分平面図であり、第２図はその■−■断面図である
。第３図及び第４図はａ−３ｉ下びき層の特性を示すグ
ラフである。第５図は本発明イメージセンサユニットの
フォトセンサの部分断面図である。第６図はフォトセン
サアレイの部分平面図であり、第７図及び第８図はその
光電流及び暗電流の特性を示すグラフである。第９図は
マトリ−２クス配線部の部分平面図であり、第１０図は
そのｘ−ｘ断面図である。第ｔｉ図はマトリックス駆動
回路図である。第１２図は長尺イメージセンサユニット
の一部切欠斜視図であり、第１３図はその店−雇断面図
である。第１４図は出力光電流のグラフである。第１５
図及び第１６図は長尺イメージセンサユニットの回路図
であり、第１７図はタイミングチャートであり、第１８
図は第１６図の部分的変形例を示す図である。 ｌ二基体 ２：ａ−Ｓｉ下びき層３Ｈａ−Ｓｉ
層 ４：ｎ＋層 ５：共通電極 ６：個別電極 ４１：フォトセンサアレイ基体 ４２：ファイバーレンズアレイ ４３ ： ＬＥＤアレイ ４４：駆動ＩＣ４６：読取
原稿 第１図 第２図 第３図 か」ｒＣ力 （Ｗ） 第５図 第６図 ビットＳ文 第 プ 図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図
Claims (2)
- （１）基体上に非晶質シリコンを主成分とする光導電層
が形成されており該光導電層の同一表面に受光部の少な
くとも一部を構成する間隔を設けて一対の電極が配設さ
れているフォトセンサが複数個アレイ状に配列されてい
るフォトセンサアレイと、該フォトセンサアレイと実質
上平行に配列された読取原稿照明用光源アレイと、読取
原稿を上記フォトセンサアレイの受光部に結像せしめる
ため上記フォトセンサアレイと実質上平行に配列された
結像アレイとを備えた長尺イメージセンサユニットにお
いて、各フォトセンサの光導電層が膜厚方向に関し少な
くともその一部において屈折率が膜厚方向に連続的に変
化しており且つ該光導電層の基体表面近傍の屈折率が６
３２８Åの波長の光において３．２以下であることを特
徴とする、長尺イメージセンサユニット。 - （２）光導電層の基体表面近傍の厚さ１０００Å以下の
部分の屈折率が３．２以下である、特許請求の範囲第１
項の画像読取装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59211464A JPS6190458A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 長尺イメ−ジセンサユニツト |
| US06/781,733 US4724323A (en) | 1984-10-04 | 1985-09-30 | Image line sensor unit, photosensors for use in the sensor unit and method of making the photosensors |
| DE3587805T DE3587805T2 (de) | 1984-10-04 | 1985-10-03 | Bildsensor, Sensorelemente zur Verwendung auf dem Bildsensor und Verfahren zur Herstellung der Sensorelemente. |
| EP85112546A EP0177044B1 (en) | 1984-10-04 | 1985-10-03 | Image line sensor unit, photosensors for use in the sensor unit and method of making the photosensors |
| US07/101,949 US4746535A (en) | 1984-10-04 | 1987-09-25 | Method of making photosensors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59211464A JPS6190458A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 長尺イメ−ジセンサユニツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6190458A true JPS6190458A (ja) | 1986-05-08 |
| JPH0462471B2 JPH0462471B2 (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=16606368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59211464A Granted JPS6190458A (ja) | 1984-10-04 | 1984-10-11 | 長尺イメ−ジセンサユニツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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| JPS598368A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | Toshiba Corp | カラ−イメ−ジセンサ− |
| JPS5943568A (ja) * | 1982-09-02 | 1984-03-10 | Canon Inc | フオトセンサアレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0462471B2 (ja) | 1992-10-06 |
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