JPH022166A - Image sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はフォトダイオードを用いたイメージセンサに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an image sensor using a photodiode.
（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装置とし
てフォトタイオートを複数個並設して構成したフォトダ
イオードアレイから成るイメージセンサが用いられてい
る。(Prior Art) An image sensor consisting of a photodiode array constituted by a plurality of photodiodes arranged side by side is used as an image information reading device such as a facsimile or a scanner.
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れ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。On the other hand, amorphous silicon as a photoelectric conversion material
It has excellent photoelectric conversion characteristics, ease of manufacture, and stability, and when operated in a charge accumulation mode that takes advantage of its high resistance, it also has excellent properties such as a high light response speed, so it is also used as a material for photodiodes. There is.
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、基板上に下部電極を形成し、
次にアモルファスシリコンを形成し、その上に透明導電
層としての酸化インジウム・スズを蒸着させたものであ
る。The structure of a conventional Schottky photodiode using amorphous silicon is to form a lower electrode on a substrate,
Next, amorphous silicon is formed, and indium tin oxide as a transparent conductive layer is deposited thereon.
一方、イメージセンサとして画素数の割に駆動ＩＣの数
と接続線数が少なくてすむ蓄積形のマトリクス駆動形イ
メージセンサが注目されている。On the other hand, as an image sensor, an accumulation type matrix drive type image sensor is attracting attention because it requires fewer drive ICs and fewer connection lines than the number of pixels.
マトリクス駆動形のイメージセンサは、通常フォトダイ
オードアレイを複数のプロ・ンクに分割してあり１画像
情報の読取りに当っては、各ブロックを順次切換えなが
ら各ブロックごとにフォトタイオードに当った光量に応
じてリセ・シト時に流れる過渡電流を順次読み出すよう
になっている。Matrix-driven image sensors usually have a photodiode array divided into multiple blocks, and when reading one image information, each block is sequentially switched and the amount of light that hits the photodiode is adjusted for each block. The transient current that flows during resetting and resetting is sequentially read out in accordance with the resetting and resetting.
ところがこのように画像情報を電流値として読み出す方
法ては、フォトダイオードに接続された配線のインダク
タンスや配線間の浮遊容量にばらつきがあるため信号レ
ベルに影響を与え、正確な光信号が得られないという問
題がある。However, with this method of reading out image information as a current value, there are variations in the inductance of the wiring connected to the photodiode and the stray capacitance between the wirings, which affects the signal level and makes it impossible to obtain accurate optical signals. There is a problem.
そこて第４図に示すような読取回路か考えられている。Therefore, a reading circuit as shown in FIG. 4 has been considered.
第４図において、破線て囲んだｌはイメージセンサ素子
の読取り等価回路て、ＤＰはフすトダイオード、Ｄａは
ブロッキングダイオード、ＣｐはフォトダイオードＤｐ
と並列に形成されると考えられる蓄積用コンデンサ、Ｃ
［ｌはブロッキングダイオードＤａと並列に形成される
と考えられるコンデンサである。２は読取回路の電源、
３はイメージセンサ素子を読取るときＯＮされるスイッ
チ、ＣＲは読取り用コンデンサで、その容量値はＰＳ積
用コンデンサＣＰの容量値より充分に大きく選ばれてい
る。４はこの読取り用コンデンサＣＲをリセットするた
めのリセットスイッチ、５は光信号を増幅するアンプで
ある。In Fig. 4, l surrounded by a broken line is the reading equivalent circuit of the image sensor element, DP is a foot diode, Da is a blocking diode, and Cp is a photodiode Dp.
A storage capacitor, C, which is considered to be formed in parallel with
[l is a capacitor considered to be formed in parallel with the blocking diode Da. 2 is the power supply of the reading circuit,
3 is a switch that is turned on when reading the image sensor element, and CR is a reading capacitor whose capacitance value is selected to be sufficiently larger than the capacitance value of the PS product capacitor CP. 4 is a reset switch for resetting this reading capacitor CR, and 5 is an amplifier for amplifying the optical signal.
このような読取回路を用いれば読取り時の過渡電流によ
り読取り用コンデンサＣＲが充電されるのて光信号がＣ
１Ｉの両端電圧として取り出されることになるため配線
間の浮遊容量や配線インダクタンスのばらつきには影響
されず正確な光出力が得られるか、従来は、破線で囲ん
で示す読取り用コンデンサＣＲとリセットスイッチ４と
アンプ５は外部回路として外付けするか、イメージセン
サ素子とは同じ基板上であるがイメージセンサ素子とは
別個にＩＣ化されるので製造上はイメージセンサ素子と
は別工程となり、コスト高の原因となっている。また、
ＩＣ上にこのような大きく且つ均一な容量値を有するコ
ンデンサＣＲを形成することは困難である。If such a reading circuit is used, the reading capacitor CR will be charged by the transient current during reading, and the optical signal will be
Since the voltage is taken out as a voltage across 1I, accurate optical output can be obtained without being affected by variations in stray capacitance or wiring inductance between wiring lines. 4 and amplifier 5 are either connected externally as external circuits, or they are integrated into an IC separate from the image sensor element although they are on the same board as the image sensor element, so the manufacturing process is separate from that of the image sensor element, resulting in high costs. It is the cause of Also,
It is difficult to form a capacitor CR having such a large and uniform capacitance value on an IC.
（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、安価で
均一性のすぐれたイメージセンサを提供することを目的
とし、この目的を達成するために、同一基板上に、第１
の電極とアモルファスシリコンを主成分とする半導体層
と第２の電極とを順次積層して成る受光用ダイオードと
、前記第１の電極とともに形成された該第１の電極の配
線部と重なるようにアモルファスシリコンを主成分とす
る半導体層と第２の電極とを積層して成る読取り用コン
デンサとを同じ製造工程で形成するようにした。(Object and Structure of the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and aims to provide an inexpensive image sensor with excellent uniformity. , 1st
A light-receiving diode is formed by sequentially laminating an electrode, a semiconductor layer mainly composed of amorphous silicon, and a second electrode, and a wiring portion of the first electrode formed together with the first electrode is overlapped with the first electrode. A reading capacitor formed by laminating a semiconductor layer mainly composed of amorphous silicon and a second electrode is formed in the same manufacturing process.
（実施例） 以下本発明を図面に基づいて説明する。(Example) The present invention will be explained below based on the drawings.
第１図は本発明によるイメージセンサの全体を示す線図
である。FIG. 1 is a diagram showing the entire image sensor according to the present invention.
イメージセンサは、基板ｌＯの投手力向に沿ってフォト
ダイオードｌｌｂとブロッキングダイオードｌｌａとの
対から成る複数個のフォトダイオードアレイが形成され
、これらのダイオードアレイはｎ個のブロックＢＬＫ、
、ＢＬＫ２．−・・ＢＬＫｎに分割されている。各ブロ
ックにはｍ個のダイオード対が含まれ、たとえばプロツ
キＢＬＫ、を構成するｍ個のフォトダイオード１ ｌ
ｂ １．１１ ｂ２−・−１１ｂ、は配線１２を解して
個別に端子１３に接続され１ｍ個のブロッキングダイオ
ード１１ ａ＋、ｌ １ Ｃ２，””１１ ａ、はブロ
ックごとに共通に接続され配線１４を介して端子１５に
接続されている。In the image sensor, a plurality of photodiode arrays each consisting of a pair of a photodiode llb and a blocking diode lla are formed along the pitching force direction of the substrate IO, and these diode arrays are formed into n blocks BLK,
, BLK2. -... It is divided into BLKn. Each block includes m diode pairs, for example m photodiodes 1 l forming a block BLK.
b 1.11 b2-・-11b are individually connected to the terminal 13 through the wiring 12, and 1m blocking diodes 11a+, l 1 C2, ""11a, are commonly connected for each block and wired. It is connected to terminal 15 via 14.
端子１３の近くには、読取り用コンデンサ１６が形成さ
れている。A reading capacitor 16 is formed near the terminal 13.
第２図を参照して本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail with reference to FIG.
第２図は半導体にアモルファスシリコンを用いた従来公
知のフォトダイオードの断面構造を示しており、ガラス
基板ｌＯ上に蒸着法によりＣ，、などの金属材料で下部
電極１７を配線１２および端子１３とともにたとえば１
０００人の厚さ、で形成し１次にアモルファスシリコン
１８を約ＩＪＬｍ厚て形成し、さらにその上にＩＴＯ（
インジウム・すず酸化膜）透明導電膜１９を形成したも
のであり、透明導電膜１９は接地する。このような構造
にすると、部分Ａではアモルファスシリコン１８と下部
電極１７との間のショットキー接合によりフォトダイオ
ードが形成され、部分Ｂては同材料によりブロッキング
ダイオードが形成される。フォトダイオードの大きさは
たとえばｌｏ。FIG. 2 shows a cross-sectional structure of a conventionally known photodiode using amorphous silicon as a semiconductor, in which a lower electrode 17 is formed with a metal material such as carbon by vapor deposition on a glass substrate 10, together with wiring 12 and terminals 13. For example 1
First, amorphous silicon 18 is formed to a thickness of approximately IJLm, and then ITO (
A transparent conductive film 19 (indium tin oxide film) is formed, and the transparent conductive film 19 is grounded. With this structure, a photodiode is formed in the portion A by the Schottky junction between the amorphous silicon 18 and the lower electrode 17, and a blocking diode is formed in the portion B by the same material. The size of the photodiode is, for example, lo.
ｐｍＸｌｏｏｇｍでピッチが１２５１Ｌｍ、ブロッキン
グダイオードの大きさはたとえば５０ｐｍｘ５０ｇｍて
ピッチはやはり１２５ｇｍである。The pitch is 1251Lm in pmXloogm, and the size of the blocking diode is, for example, 50pmx50gm, and the pitch is also 125gm.
第３図は第１図に示したイメージセンサの部分拡大図で
ある。ダイオードアレイの製造工程において、基板ｌＯ
の端子１３に近い位置にフォトダイオードアレイの下部
電極１７と同じ工程で形成された配線１２上にアモルフ
ァスシリコン１８と一緒に所定領域に限ってアモルファ
スシリコン層２０を形成し、その後、フォトダイオード
アレイの透明導電膜１９と同じ工程で透明導電ｖ２１を
形成する。こうして形成した透明導電膜２１は接地する
。FIG. 3 is a partially enlarged view of the image sensor shown in FIG. 1. In the diode array manufacturing process, the substrate lO
An amorphous silicon layer 20 is formed in a predetermined area together with amorphous silicon 18 on the wiring 12 formed in the same process as the lower electrode 17 of the photodiode array at a position close to the terminal 13 of the photodiode array. The transparent conductive film v21 is formed in the same process as the transparent conductive film 19. The transparent conductive film 21 thus formed is grounded.
このようにすればアモルファスシリコン層２０か配線１
２と透明導電膜２１とで挟持されてコンデンサが形成さ
れる。このコンデンサを第４図に示した読取り用コンデ
ンサＣアとして用いることができ、その容量は配線１２
と透明導電膜２１との重なる領域の面積を調整すること
により所望の値に設定することができる。この場合、配
線１２の幅は抵抗値の関係などもあってそれほど自由に
換えられないため、透明導電膜２１の面精を調整するこ
とになろう。In this way, the amorphous silicon layer 20 or the wiring 1
2 and a transparent conductive film 21 to form a capacitor. This capacitor can be used as the reading capacitor CA shown in FIG.
A desired value can be set by adjusting the area of the overlapping region of the transparent conductive film 21 and the transparent conductive film 21. In this case, since the width of the wiring 12 cannot be changed so freely due to the resistance value, etc., the surface finish of the transparent conductive film 21 will have to be adjusted.
基板ｌｏ上に形成する読み取り用コンデンサＣＲの位置
は特に限定されないが、スペース上の問題や回路構成上
の理由から端子１３の近くが好ましい。Although the position of the reading capacitor CR formed on the substrate lo is not particularly limited, it is preferably near the terminal 13 for reasons of space and circuit configuration.
上記実施例では、基板上にＣ，、などの金属材料で下部
電極と、アモルファスシリコンと、透明導電膜とをこの
順で順次上方に積層して成り、上方から受光する型式の
ダイオードを例示したが、本発明は下部電極ともう一方
の電極としての透明導電膜の順席を上下逆にして基板側
から受光する型式のダイオードについても全く同様に適
用できることはもちろんである。また下部電極に使える
金属材料としては、Ｃ，、のほかにＰｔ、Ｐｄなどがあ
る。In the above embodiment, a type of diode is exemplified in which a lower electrode made of a metal material such as carbon, amorphous silicon, and a transparent conductive film are laminated in this order upwardly on a substrate, and receives light from above. However, it goes without saying that the present invention is equally applicable to a type of diode that receives light from the substrate side with the lower electrode and the transparent conductive film serving as the other electrode upside down. In addition to C, metal materials that can be used for the lower electrode include Pt, Pd, and the like.
また、フォトダイオードとプロキイングダイオートとを
別工程で形成することも考えられ、この場合はそのいず
れかのダイオードの形成時に読取り用コンデンサを形成
すればよい。It is also conceivable to form the photodiode and the prokeying diode in separate steps, and in this case, the reading capacitor may be formed when forming either of the diodes.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明おいては、同一基板上に、
第１の電極とアモルファスシリコンを主成分とする半導
体層と第２の電極とを順次積層して成る受光用ダイオー
ドと、前記第１の電極とともに形成された該第１の電極
の配線部と重なるようにアモルファスシリコンを主成分
とする半導体層と第２の電極とを積層して成る読取り用
コンデンサとを同じ製造工程で形成するようにしたので
、コスト低減を図ることができ且つ大きな容量値の読取
り用コンデンサが得られる。(Effect of the invention) As explained above, in the present invention, on the same substrate,
A light-receiving diode formed by sequentially stacking a first electrode, a semiconductor layer mainly composed of amorphous silicon, and a second electrode, and a wiring portion of the first electrode formed together with the first electrode overlaps. Since the read capacitor, which is made by laminating a semiconductor layer mainly composed of amorphous silicon and a second electrode, is formed in the same manufacturing process, it is possible to reduce costs and to achieve a large capacitance value. A reading capacitor is obtained.
第１図は本発明によるイメージセンサの全体を示す線図
、第２図は本発明によるイメージセンサのフォトダイオ
ードの断面構造を示す図、第３図は第１図に示したイメ
ージセンサの要部を示す部分線図、第４図は従来知られ
ているイメージセンサの読取回路の一例である。
ｌ・・・イメージセンサ素子の読取り等価回路。
２・・・電源、３、・・・スイッチ、４・・・リセット
スイッチ、５・・・アンプ、１０−・・基板、１１ ａ
−プロキイングダイオード、１ｌｂ−・・フォトダイ
オード、１２．１４・・・配線、１３．１５−・・端子
、１６・・・読取り用コンデンサ、１７・・・下部電極
、１８・・・アモルファスシリコン、１９．２１−・・
透明導電膜、２０・・・アモルファスシリコン層FIG. 1 is a diagram showing the entire image sensor according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a photodiode of the image sensor according to the present invention, and FIG. 3 is a main part of the image sensor shown in FIG. 1. FIG. 4 is a partial diagram showing an example of a conventionally known image sensor reading circuit. l: Reading equivalent circuit of the image sensor element. 2... Power supply, 3... Switch, 4... Reset switch, 5... Amplifier, 10-... Board, 11 a
- Pro-keying diode, 1lb-... Photodiode, 12.14... Wiring, 13.15-... Terminal, 16... Reading capacitor, 17... Lower electrode, 18... Amorphous silicon, 19.21-...
Transparent conductive film, 20... amorphous silicon layer
Claims (2)
成分とする半導体層と第２の電極とを順次積層して成る
受光用ダイオードと、同一基板上に前記第１の電極とと
もに形成された該第１の電極の配線部と重なるようにア
モルファスシリコンを主成分とする半導体層と第２の電
極とを前記受光用ダイオードの製造工程と同じ工程で積
層して形成して成る読取り用コンデンサとを有すること
を特徴とするイメージセンサ。(1) A light-receiving diode formed by sequentially laminating a first electrode, a semiconductor layer mainly composed of amorphous silicon, and a second electrode on a substrate, and a light-receiving diode formed together with the first electrode on the same substrate. A reading capacitor formed by laminating a semiconductor layer mainly composed of amorphous silicon and a second electrode so as to overlap the wiring part of the first electrode in the same process as the manufacturing process of the light receiving diode. An image sensor characterized by having:
部の端子の近傍に形成された請求項１に記載のイメージ
センサ。(2) The image sensor according to claim 1, wherein the reading capacitor is formed near a terminal of a wiring portion of the first electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63145887A JPH022166A (en) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | Image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63145887A JPH022166A (en) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | Image sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022166A true JPH022166A (en) | 1990-01-08 |
Family
ID=15395347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63145887A Pending JPH022166A (en) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | Image sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH022166A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5089310A (en) * | 1989-07-25 | 1992-02-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image transferring sheet and a method for fabricating the same |
-
1988
- 1988-06-15 JP JP63145887A patent/JPH022166A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5089310A (en) * | 1989-07-25 | 1992-02-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image transferring sheet and a method for fabricating the same |
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