JPH02280373A - マトリックス駆動型イメージセンサー - Google Patents
マトリックス駆動型イメージセンサーInfo
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- JPH02280373A JPH02280373A JP1100098A JP10009889A JPH02280373A JP H02280373 A JPH02280373 A JP H02280373A JP 1100098 A JP1100098 A JP 1100098A JP 10009889 A JP10009889 A JP 10009889A JP H02280373 A JPH02280373 A JP H02280373A
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Landscapes
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、マトリックス駆動型イメージセンサ−に関し
、詳しくは、光電変換素子がアモルファスシリコンを用
いて形成されたフォトダイオードとブロッキングダイオ
ードの対からなり、このブロッキングダイオードの遮光
手段に特徴を有するマトリックス駆動型イメージセンサ
−に関する。
、詳しくは、光電変換素子がアモルファスシリコンを用
いて形成されたフォトダイオードとブロッキングダイオ
ードの対からなり、このブロッキングダイオードの遮光
手段に特徴を有するマトリックス駆動型イメージセンサ
−に関する。
ファクシミリ、スキャナー等のように画像情報の読み取
り手段を備えた装置においては、従来、CODイメージ
センサ−1MO8型イメージセンサ−等の固体イメージ
センサ−が用いられているが、これらのイメージセンサ
−は、画像情報を縮小する光学系が必要とされるため、
装置の小型化が困難である問題がある。
り手段を備えた装置においては、従来、CODイメージ
センサ−1MO8型イメージセンサ−等の固体イメージ
センサ−が用いられているが、これらのイメージセンサ
−は、画像情報を縮小する光学系が必要とされるため、
装置の小型化が困難である問題がある。
しかるに、最近、原稿の読み取り幅と同一のサイズを有
し、原稿に近接させて画像情報を1:1の等倍像で読み
取る密着型のマトリックス駆動型イメージセンサ−が開
発された。斯かるマトリック、ス駆動型イメージセンサ
−によれば、縮小用の光学系が不要となるため、装置の
小型化を十分に達成することが可能となる。
し、原稿に近接させて画像情報を1:1の等倍像で読み
取る密着型のマトリックス駆動型イメージセンサ−が開
発された。斯かるマトリック、ス駆動型イメージセンサ
−によれば、縮小用の光学系が不要となるため、装置の
小型化を十分に達成することが可能となる。
斯かる密着型のマトリックス駆動型イメージセンサ−は
、材料、光電変換・走査モード、光学系等の観点からい
くつかの型式に分けられるが、中でも加工性に優れ、膜
の半導体としての性質が制御しやすく、しかも大面積化
、長尺化が可能なアモルファスシリコン薄膜を用い、画
素数の割に駆動用ICの数と接続線数が少なくて済む蓄
積型のマトリックス駆動型アモルファスシリコンイメー
ジセンサ−が注目されている。
、材料、光電変換・走査モード、光学系等の観点からい
くつかの型式に分けられるが、中でも加工性に優れ、膜
の半導体としての性質が制御しやすく、しかも大面積化
、長尺化が可能なアモルファスシリコン薄膜を用い、画
素数の割に駆動用ICの数と接続線数が少なくて済む蓄
積型のマトリックス駆動型アモルファスシリコンイメー
ジセンサ−が注目されている。
この蓄積型のマトリックス駆動型アモルファスシリコン
イメージセンサ−は、画像情報に応じた光量を画素ごと
に受光して光電変換する複数個のフォトダイオードをア
レイ状に配設し、隣接する画素間のクロストークを防止
するために、各フォトダイオードと対向してブロッキン
グダイオードを接続してマトリックス結線をした構造を
なしてふり、蓄積期間の間フォトダイオードを逆バイア
ス状態に保持するとともに、他の画素から分離するよう
にしたものである。
イメージセンサ−は、画像情報に応じた光量を画素ごと
に受光して光電変換する複数個のフォトダイオードをア
レイ状に配設し、隣接する画素間のクロストークを防止
するために、各フォトダイオードと対向してブロッキン
グダイオードを接続してマトリックス結線をした構造を
なしてふり、蓄積期間の間フォトダイオードを逆バイア
ス状態に保持するとともに、他の画素から分離するよう
にしたものである。
しかして、ブロッキングダイオードに光が照射されると
これに流れる光電流によりフォトダイオードの受光機能
が阻害される問題がある。
これに流れる光電流によりフォトダイオードの受光機能
が阻害される問題がある。
斯かる観点から、本発明者は、フォトダイオードおよび
ブロッキングダイオードをアモルファスシリコンを用い
て形成する薄膜形成の一連の工程の中で、ブロッキング
ダイオードを遮光する遮光膜を形成する手段について鋭
意研究を重ねてきた。
ブロッキングダイオードをアモルファスシリコンを用い
て形成する薄膜形成の一連の工程の中で、ブロッキング
ダイオードを遮光する遮光膜を形成する手段について鋭
意研究を重ねてきた。
具体的に説明すると、第4図および第5図に示すように
、センサー基板10の光電変換素子が設けられた側から
光照射するタイプのものにおいては、上部電極13にお
けるブロッキングダイオードBを構成する領域上に遮光
膜16を重ねて形成する手段、第6図に示すように、セ
ンサー基板10の光電変換素子が設けられた側とは反対
側から光照射するタイプのものにおいては、下部電極1
1とセンサー基板10との間におけるブロッキングダイ
オードBを構成する領域に重なる状態に遮光膜16を形
成する手段について鋭意研究を重ねてきた。なお、12
は半導体層である。
、センサー基板10の光電変換素子が設けられた側から
光照射するタイプのものにおいては、上部電極13にお
けるブロッキングダイオードBを構成する領域上に遮光
膜16を重ねて形成する手段、第6図に示すように、セ
ンサー基板10の光電変換素子が設けられた側とは反対
側から光照射するタイプのものにおいては、下部電極1
1とセンサー基板10との間におけるブロッキングダイ
オードBを構成する領域に重なる状態に遮光膜16を形
成する手段について鋭意研究を重ねてきた。なお、12
は半導体層である。
しかし、ここで、新たな問題のあることが判明した。す
なわち、上記の構成では、薄膜形成の工程数が増加する
ため製造コストの上昇を招来する問題がある。また、特
に第6図の構成では、薄膜形成およびパターニング工程
によって歩留りが低下する問題がある。
なわち、上記の構成では、薄膜形成の工程数が増加する
ため製造コストの上昇を招来する問題がある。また、特
に第6図の構成では、薄膜形成およびパターニング工程
によって歩留りが低下する問題がある。
本発明は、以上の如き事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、簡単な構成でかつ高い歩留りでブロ
ッキングダイオードの遮光膜を形成できるマトリックス
駆動型イメージセンサ−を提供することにある。
って、その目的は、簡単な構成でかつ高い歩留りでブロ
ッキングダイオードの遮光膜を形成できるマトリックス
駆動型イメージセンサ−を提供することにある。
本発明は、センサー基板上に、複数の光電変換素子と、
これらの光電変換素子からの出力信号を外部に取り出す
ためのマトリックス配線部とが配設されてなり、前記光
電変換素子が、アモルファスシリコンを用いて前記セン
サー基板上に形成されたフォトダイオードとブロッキン
グダイオードの対からなるマトリックス駆動型イメージ
センサ−において、透過率5%以下の遮光膜を設けた透
明基板を、前記センサー基板に重ね合わせて固定するこ
とにより、前記ブロッキングダイオードを遮光したこと
を特徴とする。
これらの光電変換素子からの出力信号を外部に取り出す
ためのマトリックス配線部とが配設されてなり、前記光
電変換素子が、アモルファスシリコンを用いて前記セン
サー基板上に形成されたフォトダイオードとブロッキン
グダイオードの対からなるマトリックス駆動型イメージ
センサ−において、透過率5%以下の遮光膜を設けた透
明基板を、前記センサー基板に重ね合わせて固定するこ
とにより、前記ブロッキングダイオードを遮光したこと
を特徴とする。
本発明によれば、透過率5%以下の遮光膜を設けた透明
基板をセンサー基板に重ね合わせて固定することにより
光電変換素子を構成するブロッキングダイオードを遮光
する構成であるので、簡単な製造工程でブロッキングダ
イオードを実用上十分に遮光することができる。
基板をセンサー基板に重ね合わせて固定することにより
光電変換素子を構成するブロッキングダイオードを遮光
する構成であるので、簡単な製造工程でブロッキングダ
イオードを実用上十分に遮光することができる。
また、遮光膜は、スクリーン印刷法等により簡単に形成
することができるので、複雑な薄膜形成工程およびバタ
ーニング工程を増加させることがなく、しかも歩留りの
低下を招来することもない。
することができるので、複雑な薄膜形成工程およびバタ
ーニング工程を増加させることがなく、しかも歩留りの
低下を招来することもない。
さらに、遮光膜を設けた透明基板により、光電変換素子
を保護することも可能であるので、光電変換素子の信頼
性、耐久性の向上を図ることもできる。
を保護することも可能であるので、光電変換素子の信頼
性、耐久性の向上を図ることもできる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
(実施例1)
本実施例に右いては、センサー基板上に、複数の光電変
換素子と、これらの光電変換素子からの出力信号を外部
に取り出すためのマトリックス配線部とが配設されてな
り、光電変換素子が、アモルファスシリコンを用いてセ
ンサー基板上に形成されたフォトダイオードとブロッキ
ングダイオードの対からなるマトリックス駆動型イメー
ジセンサ−において、ブロッキングダイオードの遮光膜
を以下のようにして構成する。
換素子と、これらの光電変換素子からの出力信号を外部
に取り出すためのマトリックス配線部とが配設されてな
り、光電変換素子が、アモルファスシリコンを用いてセ
ンサー基板上に形成されたフォトダイオードとブロッキ
ングダイオードの対からなるマトリックス駆動型イメー
ジセンサ−において、ブロッキングダイオードの遮光膜
を以下のようにして構成する。
すなわち、第1図および第2図に示すように、センサー
基板10の光電変換素子が設けられた側から光照射する
構成とする場合においては、ブロッキングダイオードB
に対向する所定位置に透過率5%以下の遮光膜30が形
成された透明基板20を、透明な接着剤により、センサ
ー基板10に光電変換素子が設けられた受光側から重ね
合わせて固定することにより、各ブロッキングダイオー
ドBを遮光膜30により遮光する。40は接着剤層であ
る。
基板10の光電変換素子が設けられた側から光照射する
構成とする場合においては、ブロッキングダイオードB
に対向する所定位置に透過率5%以下の遮光膜30が形
成された透明基板20を、透明な接着剤により、センサ
ー基板10に光電変換素子が設けられた受光側から重ね
合わせて固定することにより、各ブロッキングダイオー
ドBを遮光膜30により遮光する。40は接着剤層であ
る。
透明基板20としては、ガラス板、プラスチック板等を
用いることができる。しかし、熱膨張係数を考慮してそ
り等の変形を防止する観点からは、センサー基板lOと
同様の材質のものを用いることが好ましい。
用いることができる。しかし、熱膨張係数を考慮してそ
り等の変形を防止する観点からは、センサー基板lOと
同様の材質のものを用いることが好ましい。
遮光膜30の形成手段としては、以下の態様を採用する
ことができる。
ことができる。
(1) クロム(Cr)、アルミニウム(AI)等の
金属の薄膜をスパッタ法、蒸着法等により透明基板20
上に形成し、次いでこれをパターニングすることによっ
て遮光膜30を形成する。
金属の薄膜をスパッタ法、蒸着法等により透明基板20
上に形成し、次いでこれをパターニングすることによっ
て遮光膜30を形成する。
(2) スクリーン印刷法により、不透明インク等を透
明基板20上に印刷して遮光膜30を形成する。
明基板20上に印刷して遮光膜30を形成する。
特に、上記(2)の態様によれば、遮光膜30をきわめ
て簡単に形成することができる。
て簡単に形成することができる。
遮光膜30の透過率は、5%以下であれば実用上十分で
あり、特に1%以下であると一層優れた遮光性が発揮さ
れる。
あり、特に1%以下であると一層優れた遮光性が発揮さ
れる。
透明基板20をセンサー基板10に固定するための接着
剤としては、シリコン系接着剤を好適に用いることがで
きる。接着剤層40は、第1図のように透明基板20と
センサー基板100間隙の全体に形成されていてもよい
し、必要な部分例えば両端部のみに形成されていてもよ
い。また、接着剤を用いるほか、両面テープにより固定
する手段、ビス等の機械的な固定手段等を採用してもよ
い。
剤としては、シリコン系接着剤を好適に用いることがで
きる。接着剤層40は、第1図のように透明基板20と
センサー基板100間隙の全体に形成されていてもよい
し、必要な部分例えば両端部のみに形成されていてもよ
い。また、接着剤を用いるほか、両面テープにより固定
する手段、ビス等の機械的な固定手段等を採用してもよ
い。
透明基板20上の遮光膜30と、センサー基板10上の
ブロッキングダイオードBの上面との間の間隙は、適宜
窓められるが、原稿の光像をフォトダイオード八に結像
させるための光学系によってブロッキングダイオードB
に光が入射しない状態であることが肝要である。
ブロッキングダイオードBの上面との間の間隙は、適宜
窓められるが、原稿の光像をフォトダイオード八に結像
させるための光学系によってブロッキングダイオードB
に光が入射しない状態であることが肝要である。
なお、本実施例の光電変換素子は、例えば次のようにし
て形成することができる。
て形成することができる。
まず、ガラス等よりなるセンサー基板lO上に、スパッ
タ法または真空蒸着法によりクロム(Cr)よりなる厚
さ1000人程度0下部電極膜を形成する。
タ法または真空蒸着法によりクロム(Cr)よりなる厚
さ1000人程度0下部電極膜を形成する。
次いで、この下部電極膜の上に、プラズマCVD法等に
より厚さ1000人程度0下゛型のアモルファスシリコ
ン膜を形成する。
より厚さ1000人程度0下゛型のアモルファスシリコ
ン膜を形成する。
次に、第1のマスクパターンによりn゛型のアモルファ
スシリコン膜および下部電極膜をエツチングして、パタ
ーニングされたn1型のアモルファスシリコン膜12a
および下部電極11を形成する。
スシリコン膜および下部電極膜をエツチングして、パタ
ーニングされたn1型のアモルファスシリコン膜12a
および下部電極11を形成する。
なお、n3型のアモルファスシリコン膜のエツチングに
は、CF、と02の混合ガスのプラズマ等が用いられる
。また、下部電極膜のエツチングには、第2セリウムア
ンモニウムと硝酸との混合液等が用いられる。
は、CF、と02の混合ガスのプラズマ等が用いられる
。また、下部電極膜のエツチングには、第2セリウムア
ンモニウムと硝酸との混合液等が用いられる。
次に、マスクを用いて、プラズマCVD法、光CVD法
、ECRプラズマCVD法等により、必要な部分に厚さ
ll!x程度の1型のアモルファスシリコン膜12bを
形成する。さらに、l型のアモルファスシリコン膜12
bの上に、真空蒸着法、スパッタ法等により、厚さ10
00人程度0下TO膜を形成する。次いで、このITO
膜を第2のマスクパターンによりエツチングして、上部
電極13を形成する。ITO膜のエツチングには、塩化
第二鉄の水溶液と塩酸との混合液等が用いられる。
、ECRプラズマCVD法等により、必要な部分に厚さ
ll!x程度の1型のアモルファスシリコン膜12bを
形成する。さらに、l型のアモルファスシリコン膜12
bの上に、真空蒸着法、スパッタ法等により、厚さ10
00人程度0下TO膜を形成する。次いで、このITO
膜を第2のマスクパターンによりエツチングして、上部
電極13を形成する。ITO膜のエツチングには、塩化
第二鉄の水溶液と塩酸との混合液等が用いられる。
以上のようにして、光電変換素子が製造されるが、この
例では、センサー基板10の上部電極13が位置する側
が受光側であり、図のAの部分で、上部電極13と1型
のアモルファスシリコン膜12bとの間に形成されるシ
ョットキー接合によりフォトダイオードが形成され、図
のBの部分で、上部電極13と1型のアモルファスシリ
コン膜12bとの間に形成されるショットキー接合によ
りブロッキングダイオードが形成され、下部電極11と
n′″型のアモルファスシリコン膜12aとの間にはオ
ーミック接合が形成される。
例では、センサー基板10の上部電極13が位置する側
が受光側であり、図のAの部分で、上部電極13と1型
のアモルファスシリコン膜12bとの間に形成されるシ
ョットキー接合によりフォトダイオードが形成され、図
のBの部分で、上部電極13と1型のアモルファスシリ
コン膜12bとの間に形成されるショットキー接合によ
りブロッキングダイオードが形成され、下部電極11と
n′″型のアモルファスシリコン膜12aとの間にはオ
ーミック接合が形成される。
1型のアモルファスシリコン膜12bは高い比抵抗を存
するので、図のCの部分では、フォトダイオードとブロ
ッキングダイオードとが絶縁されて分離されることにな
り、また、第2図から分るように、隣接する画素同士の
間の領域りでもダイオード同士が絶縁されるため画素間
の画像情報のクロストークを防止することができる。
するので、図のCの部分では、フォトダイオードとブロ
ッキングダイオードとが絶縁されて分離されることにな
り、また、第2図から分るように、隣接する画素同士の
間の領域りでもダイオード同士が絶縁されるため画素間
の画像情報のクロストークを防止することができる。
本実施例の構成によれば、透過率5%以下の遮光膜30
を設けた透明基板20をセンサー基板10に重ね合わせ
て固定することにより光電変換素子を構成するブロッキ
ングダイオードBを遮光する構成であるので、簡単な製
造工程でブロッキングダイオードBを実用上十分に遮光
することができる。
を設けた透明基板20をセンサー基板10に重ね合わせ
て固定することにより光電変換素子を構成するブロッキ
ングダイオードBを遮光する構成であるので、簡単な製
造工程でブロッキングダイオードBを実用上十分に遮光
することができる。
また、遮光膜30は、スクリーン印刷法等により簡単に
形成することができるので、複雑な薄膜形成工程および
バターニング工程を増加させることがなく、しかも歩留
りの低下を招来することもない。
形成することができるので、複雑な薄膜形成工程および
バターニング工程を増加させることがなく、しかも歩留
りの低下を招来することもない。
さらに、遮光膜30を設けた透明基板20により、光電
変換素子を保護することができるので、光電変換素子の
信頼ヰ、耐久性の向上を図ることもできる。
変換素子を保護することができるので、光電変換素子の
信頼ヰ、耐久性の向上を図ることもできる。
(実施例2)
本実施例は、第3図に示すように、センサー基板10の
裏面側から受光する場合の構成例である。
裏面側から受光する場合の構成例である。
この例では、ブロッキングダイオード已に対向する所定
位置に透過率5%以下の遮光膜30が形成された透明基
板20を、透明な接着剤により、センサー基板10の裏
面側から重ね合わせて固定することにより、各ブロッキ
ングダイオードBを遮光膜30により遮光する。
位置に透過率5%以下の遮光膜30が形成された透明基
板20を、透明な接着剤により、センサー基板10の裏
面側から重ね合わせて固定することにより、各ブロッキ
ングダイオードBを遮光膜30により遮光する。
なお、この例の光電変換素子は、第1図の薄膜の積層順
番を逆にした構成である。すなわち、センサー基板10
上に、ITO膜からなる下部電極14を形成し、その上
に1型のアモルファスシリコン膜12bを形成し、その
上に分離させてn゛型のアモルファスシリコン膜12a
と上部電極15を形成したものである。
番を逆にした構成である。すなわち、センサー基板10
上に、ITO膜からなる下部電極14を形成し、その上
に1型のアモルファスシリコン膜12bを形成し、その
上に分離させてn゛型のアモルファスシリコン膜12a
と上部電極15を形成したものである。
本実施例の構成によっても、簡単な製造工程でブロッキ
ングダイオードBを遮光することができる。歩留りの低
下を招来することもない。
ングダイオードBを遮光することができる。歩留りの低
下を招来することもない。
本発明によれば、簡単な構成でかつ高い歩留りでブロッ
キングダイオードの遮光膜を形成できるマトリックス駆
動型イメージセンサ−を提供することができる。
キングダイオードの遮光膜を形成できるマトリックス駆
動型イメージセンサ−を提供することができる。
第1図$よび第2図は本発明の実施例1に係るイメージ
センサ−の要部を示す説明用断面図および平面図、 第3図は本発明の実施例2に係るイメージセンサ−の要
部を示す説明用断面図、 第4図および第5図は光電変換素子と同様の薄膜形成工
程により遮光膜を形成する場合の一態様を示す説明用断
面図および平面図、 第6図は光電変換素子と同様の薄膜形成工程により遮光
膜を形成する場合の他の態様を示す説明用断面図である
。 10・・・センサー基板 20・・・透明基板30
・・・遮光膜 40・・・接着剤層A・・・
フォトダイオード B・・・ブロッキングダイオード
センサ−の要部を示す説明用断面図および平面図、 第3図は本発明の実施例2に係るイメージセンサ−の要
部を示す説明用断面図、 第4図および第5図は光電変換素子と同様の薄膜形成工
程により遮光膜を形成する場合の一態様を示す説明用断
面図および平面図、 第6図は光電変換素子と同様の薄膜形成工程により遮光
膜を形成する場合の他の態様を示す説明用断面図である
。 10・・・センサー基板 20・・・透明基板30
・・・遮光膜 40・・・接着剤層A・・・
フォトダイオード B・・・ブロッキングダイオード
Claims (1)
- (1)センサー基板上に、複数の光電変換素子と、これ
らの光電変換素子からの出力信号を外部に取り出すため
のマトリックス配線部とが配設されてなり、前記光電変
換素子が、アモルファスシリコンを用いて前記センサー
基板上に形成されたフォトダイオードとブロッキングダ
イオードの対からなるマトリックス駆動型イメージセン
サーにおいて、 透過率5%以下の遮光膜を設けた透明基板を、前記セン
サー基板に重ね合わせて固定することにより、前記ブロ
ッキングダイオードを遮光したことを特徴とするマトリ
ックス駆動型イメージセンサー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1100098A JPH02280373A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | マトリックス駆動型イメージセンサー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1100098A JPH02280373A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | マトリックス駆動型イメージセンサー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02280373A true JPH02280373A (ja) | 1990-11-16 |
Family
ID=14264925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1100098A Pending JPH02280373A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | マトリックス駆動型イメージセンサー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02280373A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005136392A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-05-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP2009070992A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Fujifilm Corp | 裏面照射型撮像装置及び裏面照射型撮像装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP1100098A patent/JPH02280373A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005136392A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-05-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP2009070992A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Fujifilm Corp | 裏面照射型撮像装置及び裏面照射型撮像装置の製造方法 |
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