JPH01184953A - 混成集積化光センサ用光電変換素子アレイ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は原稿からの反射光を透明基板の裏面側から受光
する大面積の密着読取り用光電変換素子アレイに好適の
混成集積化光センサ用光電変換素子アレイに関する。

［従来の技術］ 従来、ファクシミリ等の画像読取り部を構成する光電変
換手段としては、半導体集積化回路技術により制作した
ＭＯＳ又はＣＯＤ等の１次元センサが一般的に使用され
ている。しかしながら、これらのセンサは結晶シリコン
（Ｓｉ）を使用しているので、制作し得る結晶Ｓｉ基板
の大きさに制約があるため、センサの長尺化が困難であ
る。従って、読み取り可能の原稿幅を拡大させようとす
ると、光電変換素子の密度を高くする必要があり、製造
コストが高くなると共に、性能上も悪影響を及ぼすこと
になる。また、原稿からの画像光は、縮小結像させてセ
ンサ素子部に受光させるので、原稿とセンサとの間に縮
小導光系を配置する必要がある。また、この光路を確保
するためには、装置内に一定容積の空間を設ける必要が
あるため、装置の小型化上不利であると共に、光路性能
を維持するために微妙な調整が必要である。

このことから、近時、アモルファスシリコン（以下、ａ
−３ｉという）を使用した光導電型フォトセンサが提案
されている。このフォトセンサは透明ガラス基板の表面
にプラズマＣＶＤ法によってａ−３ｉの薄膜半導体層を
形成することにより構成される。このような構成により
、大面積及び長尺のフォトセンサアレイを容易に得るこ
とができる。

第３図は光導電型密着センサの概要を示す断面図である
［昭和６１年１０月２３日テレビジョン学会技術研究会
（ＥＤ９８４）報告］。この密着センサは、透明ガラス
基板３１上にａ−３Ｌの光電変換膜３２を形成し、この
光電変換膜３２上に共通電極及び個別電極からなる電極
層３３を形成したものである。ａ−３ｉの光電変換膜３
２に画像光１が入射すると、この光電変換膜３２が導電
性に変化し、電極層３３の共通電極及び個別電極間に電
流が流れる。これにより、入射光が電気信号に変換され
る。このような密着センサを使用することにより、読取
り装置の小型化及び低価格化が可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の密着型フォトセンサにお
いては、ａ　　Ｓｌ光電変換膜３２の厚さが数１０００
人と比較的薄いため、基板３１の下方から入射した画像
光１の一部はセンサ素子部を構成する電極層３３の共通
電極及び個別電極間のギャップに整合する領域の光電変
換膜３２で吸収されずに透過してしまい、光電変換効率
か低いという問題点を有する。また、受光する画像光１
の光吸収特性を上げるためにはａ−８ｉ光電変換膜３２
の厚さを増せば良いが、そうすると成膜時間が増加する
という製造上の不利がある。また、ａ−８ｉ光電変換膜
３２・を厚くしても、この膜３２における最も光感度が
高い部分は電極層３３の近傍の部分であるため、入射光
がａ−３ｉ光電変換膜３２の上層の電極層３３の近傍に
到達する迄に減衰してしまい、光電変換膜３２を厚くし
ても、光電変換効率が向上せず、極端な場合には光電変
換効率が低下して逆効果になる虞れがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
アモルファスシリコン膜等の光電変換膜を必要以上に厚
くすることなく画像光を有効に受光することができると
共に、雑音発生等の不都合を招来することがなく優れた
光電変換特性が得られる混成集積化光センサ用光電変換
素子アレイを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は係る混成集積化光センサ用光電変換素子アレイ
は、絶縁性透明基板と、相互間にギャップをおいて配置
された共通電極及び個別電極を有するセンサ素子部と、
前記透明基板とセンサ素子部との間に配設された光電変
換膜と、前記センナ素子部上に形成された絶縁層と、前
記センサ素子部の直上域の前記絶縁層上に１又は２以上
のセンサ素子部毎に相互に分離して形成された光反射層
と、を有することを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、センサ素子部の直上域の絶縁層上に設
けた光反射層によって、光電変換膜を通過した画像光は
反射され、再び光電変換膜に入射する。従って、画像光
がセンサ素子部に整合する領域の光電変換膜に高効率で
導光され、光電変換効率が向上する。更に、この光反射
層は各素子毎又はブロック毎に電気的に分離されている
ために、対接地導体との間の浮遊容量の増加が極めて少
なく、雑音発生が少ない光電変換素子アレイが得られる
。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して詳
細に説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は、夫々本発明の第１の実施例に
係る光電変換素子アレイを示す断面図及び平面図である
。

透明ガラス基板１１上にアモルファスシリコンナイトラ
イド（以下、ａＳｉＮｘという）膜１２がプラズマＣＶ
Ｄ法により約１０００人の厚さで形成されており、この
ａＳｉＮｘ膜１２上には不純物を混入させない真性アモ
ルファスシリコン（以下、１−ａ−３ｉという）からな
る光電変換膜１３が約５０００人の厚さで形成されてい
る。

そして、この光電変換膜１３上には、ｎ＋アモルファス
シリコン（ｎ”−ａ−３ｉ）からなる高ド−ブオーミッ
ク層１４が約１０００人の厚さで形成されている。

オーミック層１４上には、クロム（Ｃｒ）層を約１００
０人の厚さで成膜し、このＣｒ層をエツチングによりパ
ターニングすることによって、個別電極及び共通電極を
有するセンサ素子部１ｏと、このセンサ素子部１０から
の引出しリードとからなる第１導体層１５が形成されて
いる。

更に、これらの第１導体層１５の上には光透過性の感光
性ポリイミド層１６が塗布され、ポリイミド層１６上に
は１０００人のＣｒ層と３０００人のＡｕ層との積層体
からなる第２導体層１７が配線層として形成されている
。なお、ポリイミド層１６には、第１導体１１５と第２
導体層１７とを接続するためのホール１９が設けられて
おり、第２導体層１７は、このホール１９内に埋め込ま
れて第１導体層１５に電気的に接続されている。

センサ素子部１０の直上域のポリイミド層１６上には各
センサ素子部１０毎に分離独立して反射膜１８が形成さ
れている。この反射膜１８は配線層の第２導体層１７の
形成と同時に形成される。

このように構成される光電変換素子アレイにおいては、
基板１１の下面から受光した画像光１はセンサ素子部１
０の光電変換膜１３にて吸収され、この光電変換膜１３
にフォトキャリアが発生する。

一方、この光電変換膜１３に吸収されずに透過した光は
分離反射膜１８にて反射して再びセンサ素子部１０に入
射する。これにより一旦透過してしまった光もセンサ素
子部１０の光電変換膜１３に吸収されてキャリアの発生
に寄与する。

従って、この分離反射膜１８により、光電変換特性が向
上し、例えば、１−ａ−Ｓｉ光電変換膜１３の膜厚が薄
くても、十分に高い光電変換効率が得られ、また、光電
変換膜１３の膜厚に多少バラツキがあっても、各センサ
素子部１ｏについて均一な素子特性が得られる。

更に、この反射膜１８は他の反射膜から電気的に分離さ
れ、個々に独立しているために、対接地導体との間の静
電容量と、センサ素子部に並列に入る浮遊容量とは極め
て小さい。従って、浮遊容量に蓄積される不要な電荷に
よって雑音が発生することはなく、大きなＳＮ比を得る
ことができる。

第２図は本発明の第２の実施例を示す断面図である。な
お、第２図においては、透明ガラス基板２１上に形成さ
れた光電変換膜２３、第１導体層２５、ポリイミド膜２
６及び分離反射板２８のみが図示されている。本実施例
は、これらの基板２１、光電変換膜２３、第１導体Ｎ２
５、ポリイミド膜２６及び配線層の第２導体層（図示せ
ず）等の構成は第１の実施例と同様である。

但し、分離反射Ｍ２８は第１導体層２５の個別電極と共
通電極とが所定の間隙をおいて対向しているセンサ素子
部のギャップ２０、つまり光電変換膜２３を透過した画
像光１が通過するギャップ２０の直上域にのみ形成され
ている。通常、ギャップ２０は約１０μｍの幅に高精度
でパターン化されているので、この反射膜２８の形成に
は同様の高精度が必要になるが、分離反射膜２８と第１
導体Ｎ２５とがポリイミド層２６を介して上下に重なる
部分が殆ど無い。このため、このような構成の光電変換
素子アレイは、第１の実施例に示した効果が得られるの
に加え、万一絶縁性のポリイミド層２６に欠陥が存在し
ても、第１導体層２５の個別電極と共通電極とが分離反
射膜２８を介して短絡事故を起こしてしまうことはない
。

これにより、デバイス基板の歩留りが著しく向上する他
、浮遊容量も減少するので、光反射による光電変換効率
の向上効果を劣化させることなく雑音だけを抑制するこ
とができ、ＳＮ比を一層向上させることができる。

なお、上記各実施例においては、分離反射膜１８．２８
を各センサ素子部毎に対応させて夫々独立して設けたが
、これに限ることなく、例えば、ブロック毎に分離させ
るが又は２素子毎若しくは３素子毎にまとめて設けても
よく、いずれも上記実施例と同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、センサ素子部上に
反射膜を設けたから、光電変換効率が向上し、高感度の
光電変換素子アレイが得られる。

しかも、この反射膜は１又は２以上のセンサ素子部毎に
分離独立しているから、この反射膜を設けても浮遊容量
が増大することはない。このため、高ＳＮ比の光電変換
素子アレイが得られる。

従って、本発明を、例えば、ファクシミリの読取りデバ
イス等に適用すれば、原稿に忠実な画信号による高品質
の情報伝達が可能になるという多大の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は夫々本発明の第１の実施例に係
る光電変換素子アレイを示す断面図及び平面図、第２図
は本発明の第２の実施例を示す断面図、第３図は従来の
光電変換素子アレイを示す断面図である。 １；画像光、１０；センサ素子部、１１，２１゜３１；
基板、１２；ａ−３ｉＮｘ膜、１３．２Ｂ。 ３２；光電変換膜、１４；オーミック層、１５゜２５；
第１導体層、１６，２６；ポリイミド層、１７；第２導
体層、１８，２８；分離反射膜、３３；電極層 第１図 第３図 １：却東九 ３３；覧詩４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性透明基板と、相互間にギャップをおいて配
   置された共通電極及び個別電極を有するセンサ素子部と
   、前記透明基板とセンサ素子部との間に配設された光電
   変換膜と、前記センサ素子部上に形成された絶縁層と、
   前記センサ素子部の直上域の前記絶縁層上に１又は２以
   上のセンサ素子部毎に相互に分離して形成された光反射
   層と、を有することを特徴とする混成集積化光センサ用
   光電変換素子アレイ。