JPS628951B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光信号取り出し用の薄膜受光素子に
関する。

〔従来の技術〕

例えば、フアクシミリ用センサーとしては、従
来、シリコンホトダイオードの１次元アレーが一
般的に用いられているが、作製し得るシリコン単
結晶の大きさに限界がある。このため、シリコン
ホトダイオード一次元アレーは長尺化が困難であ
る。これに対してCdSe膜、Se−As−Te非晶質
膜等を用いた薄膜受光素子アレーは、真空蒸着に
よつて作製可能であるので、長尺化が可能であ
る。第１図にその構造の一例を示す。これは、透
光性の基板１の表面に伸延したストライプ状の下
部電極２と光導電体層４と上部電極５からなり、
３の部分は光信号取り出し用の透明電極窓となつ
ており、光信号は基板１側から入力する。下部電
極２のうち光信号取出し用の窓３以外は金属膜で
覆われ非透光性になつているので、不必要な光信
号電流が混入することがなく、従つて撮影した像
の解像度は高いという第１の特長を有し、また金
属配線であるので、微細な配線を行なつても配線
抵抗は小さいという第２の特長を有する。

一方、光学系にオプテイカルフアイバを用いた
フアクシミリ装置は、従来のレンズ系を用いた装
置に比べて、光学系の調整が簡単であり、周辺の
解像度低下や光量不足が無く、形状的にも小型化
が可能になるという特長を有する。

オプテイカルフアイバーを用いる場合、光の拡
散による解像度の低下を防ぐために、オプテイカ
ルフアイバと薄膜受光素子とを密着させる必要が
あるが、そのためには、基板１の厚みが障害にな
るので、光信号は上部電極５側より入射する必要
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

オプテイカルフアイバによる光結合のように、
上部電極側から光信号を入射する場合には、第１
図のような構造の受光素子アレーでは、光入射の
ために、上部電極５を透光性にしなければならな
い。しかし、この構造では、光信号取り出し用の
窓３以外の部分にも光が入射し、不必要な光信号
電流が混入して、撮影した像の解像度を落とすと
いう欠点があり、上部電極側から光信号を入射す
ることは実際上不可能であつた。

そこで、本発明の目的は、上部電極側から光信
号を入力する場合に、解像度が高くて、良好な画
像再生の可能な受光素子を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段と作用〕

上記目的を達成するために、本発明は、電極
（上部電極、下部電極）の一方もしくは双方の電
極の不必要な部分を絶縁膜で覆うことを特徴とす
るものである。例えば、下部電極を形成したの
ち、絶縁膜を蒸着し、電極窓に相当する部分の絶
縁膜のみをホトレジスト加工により除去し、その
後、光導電体層を形成し、更に上部透光性電極を
形成することにすれば、仮りに上部透光性電極が
広くて不必要な部分から入力光を拾つたとして
も、不必要な部分の下部電極は絶縁膜で覆われて
いるので、不必要な光信号電流が混入することが
なく、解像度の高い受光素子を得ることができ
る。また、電極面積は絶縁膜で覆われた部分だけ
小さくなるので、暗電流もそれだけ小さくなる。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。

上部電極として光信号入射用透光性電極を有す
るSe−As−Te系非晶質半導体受光素子アレーの
電極構造の平面図を第２図に、第２図のAA′断面
図を第３図に、工程を第４図に示す。基板６の表
面にクロム膜を1000Åの厚みに被着し、ホトレジ
スト加工により不要な部分のクロム膜を除去し
て、ストライプ状の下部電極７を形成する。次
に、ストライプ状下部電極７のうち光信号取り出
し部分１２を除いて他の部分をSiO₂膜８で覆
う。このSiO₂膜はスパツタリングにより2500Å
の厚みに形成し、ホトレジスト加工により精度良
く形成したものである。このあと、マスク蒸着に
よつて２μｍの厚みを有するSe−As−Te光導電
体層９を形成し、更にその上に膜厚1000Åの非透
光性の金電極１０と膜厚120Åの透光性の金電極
１１（透過率50％）とをマスク蒸着により形成す
る。なお、入力光は上部電極１１側から入力され
る。この電極構造は、半透明膜から光信号を入力
するので光の利用率が高く、また、光信号取り出
し部分１２以外の下部電極はSiO₂の絶縁膜で覆
われ非導電性になつているので、不必要な光信号
電流が混入することがなく、従つて撮影した像の
解像度は高い。また、電極面積は絶縁膜で覆われ
た部分だけ小さくなつているので、それだけ暗電
流も小さくなつている。

次に平面情報記録体上の画像情報を本発明の受
光素子アレイを用いて時系列的電気信号に変換す
る光電変換装置の一例について説明する。

例えばフアクシミリ送信機などに用いる場合、
平面画像情報の光電変換装置として、直線状に配
置した本発明のホトセンサアレイを使用し、電気
的走査と、これと直交する方向への情報記録体の
機械的走査により平面走査を行なう方式が、高速
かつ長寿命などの特徴を有す。

第５図は、上記の電気的な切換と走査を行なう
回路の一実施例図であり、第６図は第５図の回路
の信号波形図である。

第５図においては、光学系と電気回路系を示し
ている。また、この例においては、各々５個のス
トライプ状電極を備えたホトセンサアレイの一部
分のみを示し、他の部分は省略した。

第５図において、１３は画像平面、１４は光電
変換を行なう直線部（紙面に垂直にのびてい
る）、３０は光フアイバーであり、複数の光フア
イバーが一次元に配列されている。１５は本発明
の受光素子アレイ４０上の直線部１４に対応する
結像部である。S₁〜S₅はそれぞれ信号N₁〜N₅が
与えられた時にONになりその他はOFFであるよ
うなスイツチ（例えばFET等を用いたスイツ
チ）、２０は、入力端子l₀に加えられたスタート
信号Ｍを順次、端子l₁〜l₅へ出力する走査回路
（例えばシフトレジスター等からなる）、１６は走
査回路を動作させるクロツク信号Ｌを出力する走
査制御回路、１７は電気的走査期間中に走査回路
の入力端子l₀に加えられるスタート信号Ｍの出力
回路であり、１８はストライプ電極７の出力信号
Ｏを増幅する増幅回路、Ｅはストライプ電極７を
正（または負）電位にバイアスする電源、Ｒは抵
抗、Ｃは容量であり、１９は出力端子である。
又、直線部１４にそつて（紙面に垂直なＸ方向）
電気的走査が行なわれ、これと直角方向（Ｙ方
向）に機械的走査が行なわれる。

以下、第６図を参考にして第５図の回路の動作
を説明する。

まず、スタート信号Ｍが与えられるとクロツク
信号Ｌによつて走査回路２０が動作して、スイツ
チS₁〜S₂に順次信号N₁〜N₅が与えられ、スイツ
チS₁〜S₅は順次ONになり、出力信号Ｏが増幅回
路１８へ送られる。

したがつて、画像平面１３上の紙面に直交する
直線部１４上の点b₁〜b₅における明暗の状態が、
第６図Ｋに示すごとき場合には、出力Ｏはそれぞ
れ第６図に示すようになり、出力端子１９の出力
は、Ｋの明暗と一致した信号となる。

以上説明したごとく、本発明の受光素子を適用
すれば、平面画像上の１直線部からの光信号によ
り、結像性能のすぐれた、明るい実像を形成する
ことが可能になり、受光素子アレイの電気的切換
と走査、および電気的走査と直交する方向への機
械的走査と合わせ、平面画像の時系列的高解像光
電変換が可能になるという効果がある。

なお、この本発明の受光素子を適用した光電変
換装置においては、光フアイバー３０を用いてい
るが、光フアイバーを用いずに受光素子４０を画
像平面１３に極めて近接させて用いることもでき
る。

又、以上の実施例においては、光導電膜として
Se−As−Te系のものを用いたが、他の物も使用
できることは勿論である。さらに、透光性電極と
しては、上記のAu薄膜の他にCr、Al等の薄膜、
In₂O₃、SnO₂等も使用できる。

しかしながら、Se−As−Te系の光導電体に対
しては、基板加熱しないで蒸着可能な金属薄膜
（例えばAu、Al、Cr）を透光性電極として用い
なければならない。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明によれば、上部電
極側より光信号を入力する方式の受光素子で、解
像度の高く、暗電流の小さい受光素子を簡便に作
製することが可能であり、また受光素子アレーの
長大化が可能であるので、フアクシミリ用センサ
ー等として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による薄膜受光素子アレーの
一例の平面図であり、第２図は本発明の実施例の
平面図であり、第３図は第２図のAA′断面図であ
り、第４図はその工程を示す図であつて、第２図
のAA′断面図であり、第５図、第６図は本発明の
受光素子を用いたフアクシミリ送伝機の概念図で
ある。 ６：基板、７：ストライプ電極、８：SiO₂
膜、９：光導電体層、１０：非透光性電極、１
１：透光性電極、１２：光信号取り出し部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光導電体層とこの光導電体層を挟む電極対を
   有する薄膜受光素子であつて、一方もしくは双方
   の電極と光導電体層の間に絶縁層を設けることに
   より光信号取出し用窓を規定したことを特徴とす
   る受光素子。