JPH022165A - イメージセンサ - 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） 本発明は複数個のフォトダイオードを並設して成るイメ
ージセンサに関する。

（従来技術） ファクシミリやスキャナなどの画像情報読取り素子とし
てフォトダイオードを並設して構成してフォトダイオー
ドアレイから成るイメージセンサか用いられている。

一方、光電変換材料としてのアモルファスシリコンは光
電変換特性、製作性、安定性にすぐれ。

高抵抗性をいかした電荷蓄積モードで動作させた場合高
い光応答速度も得られるなどすぐれた性質を有するので
、フォトダイオードの材料にも用いられている。

アモルファスシリコンを用いた従来のショットキー形フ
ォトダイオードの構成は第３図（ロ）に示すように、基
板ｌ上にＣ「などの金属材料で下部電極２を形成し、次
にアモルファスシリコン層３を形成し、その上にＩＴＯ
（インジウム・スズ酸化物）などの透明伝導膜４を蒸着
させたものてあり、下部電極２と透明導電層４とが重な
る領域でフォトダイオードが形成される。

このような構造のフォトダイオードを第３図（イ）に示
すように近接して並設することによりイメージセンサが
構成されているか、各フォトダイオードは電気的には第
４図に示すように、タイオートＤと蓄積室’Ｘ　ＣＤと
の並列回路と等価的に考えられる。

フォトダイオードに光か当ったときに得られる光信号（
電圧）Ｖは次に式で表わされる。

Ｖ＝　ｔ　ｐ　Ｘ　ｔｇ　／　（Ｃｐ　＋　Ｃｗ　）こ
こでｉｌ、は光が当ったときに流れる電流、ｔ。

は蓄蹟時間、Ｃ，，は配線間の浮遊容量である。

ここて浮遊容量ＣＸについてもう少し詳細に検討するた
めに、イメージセンサの配置、構成を見てみると、イメ
ージセンサは第５図（イ）に示すように、基板の長手方
向に複数のフォトダイオードか並べて形成されており、
各フォトダイオードからは基板１の反対側の側縁に設け
られた端子５まで配線が伸びている。フォトダイオード
アレイは複数のフォトダイオードごとにブロックＢＬＫ
、、ＢＬＫ２．−ＢＬＫｎに分割されて配線されるので
、いまその１つのブロックＢＬＫ、について配線形状を
みると、中央部の配線６ａはほとんど直線状であるか、
端部にいくにつれて配線６ｂは屈曲し、その屈曲程度が
大きくなる。そのために、配線どうしか互いに及ぼす影
響は基板の長手方向に異なり、配線間の浮遊容量Ｃ，も
それに応じて異なる。その結果、ｌブロックを構成する
フォトダイオードに同じ光量を照射したときの光信号出
力は第５図（ロ）に示すように、ブロックの中央部より
端部の方か大きくなり、しかも端部にいくほど大きくな
る傾向がある。このようにイメージセンサの長子方向に
感度の分布か均一にならないという問題がある。

従来、マトリクス駆動形のイメージセンサにおいて、フ
ォトダイオードアレイからの配線を基板の長子方向の一
端にまで導く場合、配線の位置によって配線間容賃か異
なってしまうことがあるのて配線の間隔を場所により変
えて容量を均一にする方法か提案されているか（たとえ
ば特開昭６０１８３７８５号）、配線数が多くなるとこ
の方法では解決しにくい。

（発明の目的および構成） 本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、イメー
ジセンサの配線形状によらず感度分布を均一にすること
を目的とし、この目的を達成するために、イメージセン
サを構成するフォトタイオードアレイの所定位置にある
フォトダイオードを構成するシリコンを主成分とするア
モルファス半導体を挟む一組の電極の少なくともいずれ
か一方の受光部を規定する領域にＭＩ数の開口部を設け
たものである。

（実施例） 以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明によるイメージセンサの下部電極の形状
を示す。

下部電極２には複数の開口２ａか形成されており、開口
２ａのサイズと数は一定光量の光を照射したときの光信
号レベルが所望値となるように決定される。すなわち、
イメージセンサの１ブロツク内のフォトダイオードアレ
イについてみると。

ブロックの端部に近いフォトダイオードの下部電極に開
口２ａを設け、その開口面積の合計（１つの開口２ａの
面ＪＪｉＸ開口の数）か端部に近いフォトダイオードは
ど大きくなるようにする。実際には、開口面積を変える
のは厄介であるから開口面積は一定とし開口の数を変え
、一定光量の光を照射したときの光信号レベルを測定し
ながら開口の数を決定するのがよい。

開口２ａの形状は、第２図（イ）に示すようにスリット
てもよいし、同図（ロ）に示すように、メツシュてもよ
い。

第１図にしても第２図（ロ）にしても、開口２ａの形状
は矩形または正方形てあっても、また円でも楕円でもよ
く、その形状にはこだわらない。

いずれにしても開口２ａはレーザトリミング加工やマス
クを用いてエツチングする方法により形成される。

上記実施例ではフォトダイオードの下部電極に複数の開
口を形成したが、開口は上部の透明導電膜に形成しても
よく、要するにシリコンを主成分とするアモルファス半
導体を挟む一組の電極いずれか一方の受光部を規定する
望域に形成すればよい、開口は一組の電極の両方に設け
てもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、イメージセン
サを構成するフォトダイオードアレイの所定位置にある
フォトダイオードのシリコンを主成分とするアモルファ
ス半導体を挟む一組の電極の少なくともいずれか一方の
受光部を規定する領域に複数の開口部を設けたので、一
定光量に対する光信号出力を減少させることかでき、そ
れによりイメージセンサの長手方向の光出力の不均一を
補正することかでき、感度分布を均一にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるイメージセンサの下部電極の形状
を示す平面図、第２図（イ）および（ロ）は異なる形状
の開口を有する電極の平面図、第３図（イ）は本発明に
よるイメージセンサの部分平面図、（ロ）はフォトダイ
オードの断面構造図、第４図はフォトダイオードの等価
回路、第５図（イ）はイメージセンサの概略平面図、同
図（ロ）は第５図（イ）に示したイメージセンサの光信
号出力レベルである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上にシリコンを主成分とする半導体層と、該
   半導体層を挟むように一組の電極とを積層して構成した
   フォトダイオードを複数個並設してなるイメージセンサ
   において、前記一組の電極のいずれか一方の受光部を規
   定する領域に複数の開口部を設けたことを特徴とするイ
   メージセンサ。
2. （２）フォトダイオードが複数個ずつブロックに分割さ
   れて配線され、各ブロックの端部に近いフォトダイオー
   ドに前記開口が形成された請求項１に記載のイメージセ
   ンサ。