JP2004071623A

JP2004071623A - フォトセンサ

Info

Publication number: JP2004071623A
Application number: JP2002224808A
Authority: JP
Inventors: Shingo Yamauchi; 山内　慎吾
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】光検知素子の誤動作を防止する。
【解決手段】フォトセンサ８は、透明基板１７と、透明基板１７の一方の面にマトリクス状に配列された複数のＤＧ−ＴＦＴ２０とを備える。各ダブルゲート２０は、透明基板１７上に堆積したボトムゲート電極２１と、ボトムゲート電極２１に対向する半導体膜２３と、半導体膜２３の両端部に堆積したソース電極２７及びドレイン電極２８と、半導体膜２３に対向したトップゲート電極３０とを備える。保護絶縁膜３１が複数のＤＧ−ＴＦＴ２０を被覆し、保護絶縁膜３１上に透明導電膜３２が堆積している。保護絶縁膜３１及びトップゲート絶縁膜２９に複数のコンタクトホール３４が形成され、それぞれのコンタクトホール３４内に電気抵抗層３３が堆積している。これら電気抵抗層３３はソース電極２７に接続しているとともに、透明導電膜３２に接続している。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被験者の指先の微細な凹凸により定義付けされる指紋を読み取る指紋読取装置が知られ、静電容量方式と光学式に大別されている。光学式指紋読取装置は、指先の凹凸によって光の反射、透過の程度が異なることを利用しており、指先からの反射光、透過光の明暗の程度を電気信号に変換するフォトセンサで指紋の画像データを取得する。
【０００３】
フォトセンサとしては、光検知素子である複数のダブルゲートトランジスタがｎ行ｍ列のマトリクス状に配列された構造のものがあり、これら全てのダブルゲートトランジスタが共通の透明な保護絶縁膜によって被覆されている。各ダブルゲートトランジスタは、互いに対向するトップゲート電極及びボトムゲート電極と、ボトムゲート電極とトップゲート電極の間に配設された半導体膜と、半導体膜の両端に配設されたソース電極及びドレイン電極とを備える。
【０００４】
基板上においては、横方向に延在するトップゲートライン及びボトムゲートラインがそれぞれｎ本配列され、同一行のｍ個のダブルゲートトランジスタのトップゲート電極は共通のトップゲートラインに接続し、同一行のｍ個のダブルゲートトランジスタのボトムゲート電極は共通のボトムゲートラインに接続している。縦方向に延在するドレインライン及びソースラインがそれぞれｍ本配列され、同一列のｎ個のダブルゲートトランジスタのドレイン電極は共通のドレインラインに接続しており、同一列のｎ個のダブルゲートトランジスタのソース電極は共通のソースラインに接続している。ソースラインは基準電位Ｖｓｓに設定されており、ドレインラインは電流検知用又は電圧検知用のドレインドライバに接続し、トップゲートラインは行ごとに順次選択するトップゲートドライバに接続し、ボトムゲートラインは行ごとに順次選択するボトムゲートドライバに接続している。
【０００５】
第一走査ドライバによって選択された行が第二走査ドライバによって選択されるまでの間に、その行の各ダブルゲートトランジスタでは、半導体膜に光が入射すると半導体膜が感光し、光量に従った電子−正孔対が半導体膜の界面に発生する。そして、その行が第二走査ドライバによって選択されると、その行の各ダブルゲートトランジスタは電子−正孔対の量に従ったレベルの電流がドレイン−ソース間に流れるようになる。従って、電流レベル、又は電流レベルに従った電圧レベルをドレインドライバによって検知することで、半導体に入射した光量が検知される。
【０００６】
この指紋読取装置において、指紋を読み取る際には、指先を保護絶縁膜に接触させ、フォトセンサにおいて指先の反射光や透過光の光量が検知されることで、指紋の画像データが取得されるようになっている。ところが、指先はしばしば静電気を帯びた状態にあり、帯電した指先を保護絶縁膜を載置すると、ダブルゲートトランジスタが静電気破壊する恐れがある。そこで、保護絶縁膜上に静電気放電用の導電膜を堆積すると、帯電した指先が導電膜に接触した場合に指先の電荷が導電膜を通じて放電するので、ダブルゲートトランジスタの静電気破壊を防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電膜とソース電極とでは材料、形状及び構造の少なくとも一つが異なるので導電膜の接続インピーダンスはダブルゲートトランジスタのソース電極の接続インピーダンスが異なってしまい、導電膜とソース電極との間のカップリング容量に起因するカップリングノイズが、それぞれのダブルゲートトランジスタに発生する。そのため、各ダブルゲートトランジスタが誤動作する恐れがある。
そこで、本発明の課題は、ダブルゲートトランジスタといった光検知素子の誤動作を防止することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、例えば図１〜図４に示すように、請求項１に記載の発明は、
フォトセンサ（例えば、フォトセンサ８）において、光量に応じた電流を流す電流路（例えば、半導体膜２３）を備える光検知素子（例えば、ダブルゲートトランジスタ２０）と、前記光検知素子の上方に設けられた静電気放電用導電性膜（例えば、透明導電膜３２）と、前記電流路の一端と前記静電気放電用導電性膜とに接続された電気抵抗物（例えば、電気抵抗層３３）と、を備えることを特徴とする。
請求項１に記載の発明では、電気抵抗物が電流路の一端に接続しているとともに、静電気放電用導電性膜に接続しているため、電流路の一端と静電気放電用導電性膜との間のカップリング容量がなくなり、カップリング容量に起因するカップリングノイズが発生しない。そのため、光検知素子が誤動作しないようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明の具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【００１０】
図１及び図２に示すように、画像入力装置としての指紋読取装置１は、指先の凹凸のパターンによって定義された指紋の明暗を電気信号に変換するフォトセンサ８と、フォトセンサ８に指先を保持する指先保持部９と、フォトセンサ８で変換された電気信号をＡ／Ｄ変換することで画像データを取得する撮像回路１０と、光を発する光源１４と、光源１４の光をフォトセンサ８へと導く導光板１５と、を備える。
【００１１】
指先保持部９は、フォトセンサ８の表面に取り付けられている。指先保持部９には、指先の腹の大きさ程度に開口した略楕円形状の開口部１６が形成されている。開口部１６の内周が指先にフィットするような形状に指先保持部９が形成されている。この指先保持部９は光の透過を遮断するような不透明な材料で構成されており、開口部１６のみで光が通過するようになっている。
【００１２】
光源１４は、発光ダイオード・有機ＥＬ素子等といった自発光素子から構成され、フォトセンサ８の裏面側においてフォトセンサ８の脇に配されている。
【００１３】
導光板１５は、略平板状であり、光源１４に向いた側面及びフォトセンサ８に向いた表面を除き光反射材で覆われている。光源１４からの光が導光板１５にて面拡散して、導光板１５の表面から面放射した光が透明基板１７の裏面に均等に照射される。なお、導光板１５と光源１４の代わりに、有機ＥＬ素子といった面発光素子をフォトセンサ８の裏面に対向するように設けても良い。
【００１４】
フォトセンサ８は、略平板状の透明基板１７と、透明基板１７の一方の面上にｎ行ｍ列（ｎ、ｍともに整数である。）の二次元アレイ状（つまり、マトリクス状）に配列された複数のダブルゲート型薄膜トランジスタ（以下、ＤＧ−ＴＦＴという。）２０，２０，…と、透明基板１７の一方の面に設けられているとともに複数のＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…の周辺に配されたトップゲートドライバ１１、ボトムゲートドライバ１２及びドレインドライバ１３と、を備える。
【００１５】
透明基板１７は、透光性を有するとともに絶縁性を有し、石英ガラス等といったガラス基板又はポリカーボネート等といったプラスチック基板である。なお、透明基板１７の他方の面がフォトセンサ８の裏面となり、導光板１５は透明基板１７の他方の面に対向している。
【００１６】
次に、ＤＧ−ＴＦＴ２０について説明する。図３は四つのＤＧ−ＴＦＴ２０を示す平面図であり、図４は図３の切断線Ａ−Ａで切断して示した場合の断面図である。図３及び図４に示すように、各ＤＧ−ＴＦＴ２０は、ボトムゲート電極２１と、半導体膜２３と、不純物半導体膜２５，２６と、ソース電極２７と、ドレイン電極２８と、トップゲート電極３０とを具備する。
【００１７】
各ＤＧ−ＴＦＴ２０のボトムゲート電極２１は、透明基板１７上にパターニングされている。また、図１及び図３に示すように、透明基板１７上には横方向に延在するｎ本のボトムゲートライン４１が形成されており、横方向に配列された同一行の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のボトムゲート電極２１は共通のボトムゲートライン４１に導電している。ボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１は、導電性及び遮光性を有し、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの化合物からなる。ボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１は、ＰＶＤ法・ＣＶＤ法等といった成膜工程、フォトリソグラフィー法等といったマスク工程、エッチング法等といった形状加工工程を順次行うことによって同時にパターニング形成される。
【００１８】
図３に示すように、ボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１の形成された透明基板１７の一面に、ボトムゲート絶縁膜２２が堆積している。ボトムゲート絶縁膜２２は、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…に共通した層であり、全てのボトムゲート電極２１，２１，…及びボトムゲートライン４１，４１，…を被膜している。ボトムゲート絶縁膜２２は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。ボトムゲート絶縁膜２２は、ＰＶＤ法・ＣＶＤ法等といった成膜方法によって、ボトムゲート電極２１及びボトムゲートライン４１の形成された透明基板１７の一面に成膜される。
【００１９】
ボトムゲート絶縁膜２２上には各ＤＧ−ＴＦＴ２０の半導体膜２３がパターニングされており、半導体膜２３はボトムゲート電極２１に対向するように配置されている。半導体膜２３は、平面視して略矩形状を呈しており、アモルファスシリコン等で形成された層である。半導体膜２３上にチャネル保護膜２４が形成されている。チャネル保護膜２４は、パターニングに用いられるエッチャントから半導体膜２３の界面を保護する機能を有し、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。半導体膜２３に光が入射すると半導体膜２３が感光し、光量に従った量の電子−正孔対がチャネル保護膜２４と半導体膜２３との界面付近を中心に発生する。
【００２０】
不純物半導体膜２５は半導体膜２３の一端部に堆積しており、不純物半導体膜２６は半導体膜２３の他端部に堆積しており、不純物半導体膜２５，２６は互いに離間している。不純物半導体膜２５，２６は、ｎ型の不純物イオンを含むアモルファスシリコン（ｎ^＋シリコン）からなる。ボトムゲート絶縁膜２２の形成された透明基板１７に対してＰＶＤ法・ＣＶＤ法等といった成膜工程、フォトリソグラフィー法等といったマスク工程、及びエッチング法等といった形状加工工程を適宜行うことによって、半導体膜２３、チャネル保護膜２４及び不純物半導体膜２５，２６がパターニング形成される。
【００２１】
ソース電極２７は不純物半導体膜２５に積み重なっている。ソース電極２７はＤＧ−ＴＦＴ２０ごとに独立しており、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…のソース電極２７は互いに絶縁している。
【００２２】
ドレイン電極２８は不純物半導体膜２６に積み重なっている。また、図１及び図３に示すように、ボトムゲート絶縁膜２２上には縦方向に延在するｍ本のドレインライン４３が形成されており、縦方向に配列された同一列の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のドレイン電極２８は共通のドレインライン４３に導電している。
【００２３】
ソース電極２７、ドレイン電極２８及びドレインライン４３は、導電性及び遮光性を有しており、例えばクロム、クロム合金、アルミ若しくはアルミ合金又はこれらの化合物からなる。ソース電極２７、ドレイン電極２８及びドレインライン４３は、ＰＶＤ法・ＣＶＤ法等といった成膜工程、フォトリソグラフィー法等といったマスク工程、及びエッチング法等といった形状加工工程を順次行うことによって同時にパターニング形成される。
【００２４】
図３に示すように、半導体膜２３、チャネル保護膜２４、不純物半導体膜２５，２６、ソース電極２７、ドレイン電極２８及びドレインライン４３の形成されたボトムゲート絶縁膜２２の一面に、トップゲート絶縁膜２９が積み重なっている。トップゲート絶縁膜２９は、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…に共通した層であり、チャネル保護膜２４、ソース電極２７、ドレイン電極２８及びドレインライン４３を被覆している。トップゲート絶縁膜２９は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。トップゲート絶縁膜２９は、ＰＶＤ法・ＣＶＤ法といった成膜方法によって形成される。
【００２５】
トップゲート絶縁膜２９上には各々のＤＧ−ＴＦＴ２０のトップゲート電極３０がパターニングされており、トップゲート電極３０は半導体膜２３を挟んでボトムゲート電極２１に対向している。また、図１及び図３に示すように、トップゲート絶縁膜２９上には横方向に延在するｎ本のトップゲートライン４４が形成されており、横方向に配列された同一行の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のトップゲート電極３０は共通のトップゲートライン４４に導電している。トップゲート電極３０及びトップゲートライン４４は、導電性及び透光性を有する。例えば、トップゲート電極３０及びトップゲートライン４４は、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる。
【００２６】
図３に示すように、トップゲート電極３０及びトップゲートライン４４の形成されたトップゲート絶縁膜２９の一面に、保護絶縁膜３１が堆積している。保護絶縁膜３１は、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…に共通した層であり、全てのトップゲート電極３０，３０，…及びトップゲートライン４４，４４，…を被覆している。保護絶縁膜３１は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。保護絶縁膜３１は、ＰＶＤ法・ＣＶＤ法といった成膜方法によって形成される。
【００２７】
以上の各ＤＧ−ＴＦＴ２０は、次のような光電変換素子及びＭＯＳ型トランジスタから構成されるダブルゲート型フォトセンシング素子である。
光電変換素子は、半導体膜２３、チャネル保護膜２４、ソース電極２７、ドレイン電極２８、トップゲート絶縁膜２９及びトップゲート電極３０から構成され、半導体膜２３に入射した光量に従った電気的特性をもつ。つまり、指先との接触面下において半導体膜２３が光の受光部分となって、半導体膜２３への入射光量に従った量のキャリアが半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積される。
ＭＯＳ型トランジスタは、半導体膜２３、ソース電極２７、ドレイン電極２８、ボトムゲート絶縁膜２２及びボトムゲート電極２１で構成される。半導体膜２３は、光電変換素子及びＭＯＳトランジスタに共通したチャネル領域（電流路）として機能する。
【００２８】
トップゲート絶縁膜２９及び保護絶縁膜３１を貫通するコンタクトホール３４が複数形成されている。複数のコンタクトホール３４，３４，…はそれぞれソース電極２７上に形成されており、保護絶縁膜３１の上層からソース電極２７それぞれに通じている。これらコンタクトホール３４，３４，…は、保護絶縁膜３１及びトップゲート絶縁膜３１を部分的にエッチングすることで形成される。
【００２９】
それぞれのコンタクトホール３４内には電気抵抗層３３が埋め込まれて堆積しており、ソース電極２７に接続している。電気抵抗層３３は、保護絶縁膜３１上においてコンタクトホール３４の周囲にも堆積しており、ＤＧ−ＴＦＴ２０ごとにパターニングされている。電気抵抗層３３の抵抗が極端に低いと、静電気が透明導電膜３２に放電して十分低い電位になる前に、電気抵抗層３３を介してＤＧ−ＴＦＴ２０、ひいてはＤＧ−ＴＦＴ２０を経由してトップゲートドライバ１１、ボトムゲートドライバ１２を損壊、誤作動する恐れがあり、また電気抵抗層３３の抵抗が極端に高いと、電気抵抗層３３と透明導電膜３２との間で電流がほとんど流れることがなく、電位差が生じてしまい寄生容量が顕著になってしまう。このため、電気抵抗層３３は、比抵抗が１０^−５Ωｃｍ〜１０^８Ωｃｍの範囲内が好ましい。
【００３０】
複数の電気抵抗層３３がパターニングされた保護絶縁膜３１の一面に、基準電位Ｖｓｓに設定された透明導電膜３２が積み重なっている。基準電位Ｖｓｓはその絶対値が静電気程度の数ｋｅＶよりも少なくとも１桁以上、好ましくは２桁以上小さい電圧に設定され、接地電位が最も望ましい。透明導電膜３２は、導電性及び透光性を有し、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２又はＺｎＯからなる。透明導電膜３２は、複数の電気抵抗層３３全てに接続されている。なお、図１においてＤＧ−ＴＦＴ２０ごとに電気抵抗層３３の一方の端が基準電位Ｖｓｓに設定されているように示されているが、実際には複数の電気抵抗層３３の一方の端が、基準電位Ｖｓｓに設定された透明導電膜３２に接続されているため、複数の電気抵抗層３３の電位は共通の基準電位Ｖｓｓになっている。
【００３１】
次に、指紋読取装置１の回路について説明する。
図１に示すように、各ボトムゲートライン４１はボトムゲートドライバ１２に接続されている。各トップゲートライン４４は、トップゲートドライバ１１に接続されている。
【００３２】
トップゲートドライバ１１はいわゆるシフトレジスタである。つまり、トップゲートドライバ１１は、１行目のトップゲートライン４４からｎ行目のトップゲートライン４４の順（ｎ行目の次は１行目）にハイレベルのリセットパルスを出力する。
ボトムゲートドライバ１２はいわゆるシフトレジスタである。つまり、ボトムゲートドライバ１２は一行目のボトムゲートライン４１からｎ行目のボトムゲートライン４１の順にハイレベルのリードパルスを出力する。
トップゲートドライバ１１がｉ行目（ｉは１〜ｎの何れかの整数）のトップゲートライン４４にリセットパルスを出力してから、ボトムゲートドライバ１２がｉ行目のボトムゲートライン４１にリードパルスを出力するように、トップゲートドライバ１１及びボトムゲートドライバ１２が出力信号をシフトする。
【００３３】
ドレインドライバ１３は、リセットパルスが出力されてからリードパルスが出力されるまでの間に、全ての全てのドレインライン４３，４３，…に所定レベル（ハイレベル）のプリチャージパルスを出力する。更に、ドレインドライバ１３は、ドレインライン４３，４３，…の電圧を増幅して、撮像回路１０に出力する。撮像回路１０は、リードパルスが出力されてから所定時間経過後のドレインライン４３，４３，…の電圧を検出したり、或いは、リードパルスが出力されてからドレインライン４３，４３，…の電圧が所定閾値電圧に至るまでの時間を検出したりすることによって、指先の光学像（つまり、指紋パターン）のデータを取得する。
【００３４】
次に、指紋読取装置１の作用について説明する。
指先を透明導電膜３２上に載置すると、透明導電膜３２が基準電位Ｖｓｓに設定されているから、指先に帯電された電荷が透明導電膜３２を通じて放電される。そのため、ＤＧ−ＴＦＴ２０が静電気から保護される。
【００３５】
また、指先を透明導電膜３２に載置すると、指紋読取装置１は、トップゲートドライバ１１、ボトムゲートドライバ１２及びドレインドライバ１３によって各ＤＧ−ＴＦＴ２０を駆動する。
【００３６】
即ち、ｉ行目のトップゲートライン４４にリセットパルスが出力されると、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０の半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積されたキャリアが、トップゲート電極３０の電圧により反発して吐出される。
【００３７】
そして、ｉ行目のトップゲートライン４４のリセットパルスが終了すると、指先で反射した反射光の光量に応じた量のキャリアが、半導体膜２３とチャネル保護膜２４との界面近傍に蓄積される。ここで、指紋の凸部は透明導電膜３２に密接し、指紋の凹部は透明導電膜３２から離れている。凸部が透明導電膜３２に密接しているため、導光板１５からの光が透明導電膜３２を介して凸部に高強度で入射することができ、凸部において反射した反射光が殆ど減衰しないで半導体膜２３へ入射する。一方、指紋の凹部が透明導電膜３２に密接していないため、導光板１５からの光が低強度で凹部に入射する上、光が指紋の凹部と透明導電膜３２の表面との間で乱反射している間に空気中で減衰するため、十分な光量の光が半導体膜２３に入射しない。従って、指先の凹凸による指紋パターンに応じた強度の反射光がそれぞれのＤＧ−ＴＦＴ２０の半導体膜２３へ入射し、それぞれのＤＧ−ＴＦＴ２０の半導体膜２３への入射光量に従って、蓄積されるキャリアの量が定まる。
【００３８】
次いで、ドレインドライバ１３から全てのドレインライン４３，４３，…にプリチャージパルスが出力される。この場合、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のトップゲート電極３０にリセットパルスが出力されていないとともに、ボトムゲート電極２１にもリードパルスが出力されていないため、半導体膜２３にｎチャネルが形成されないから、プリチャージパルスによってドレイン電極２８に電荷がチャージされる。
【００３９】
プリチャージパルスの終了とほぼ同時にリードパルスがｉ行目のボトムゲートライン４１に出力されると、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のボトムゲート電極２１の電圧によって半導体膜２３にチャネルが形成され、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０がオン状態になる。従って、ｉ行目の各ＤＧ−ＴＦＴ２０のドレイン電極２８及びドレインライン４３，４３，…の電圧は、ドレイン−ソース間電流によって時間の経過とともに徐々に低下する傾向を示す。
【００４０】
ここで、半導体膜２３に入射される光量が少ない程、トップゲート電極３０の負電界により半導体膜２３の界面に蓄積されるキャリアのうちの正孔が少なくなるため、半導体膜２３の内部の空乏層がより広くなる。そのため、半導体２３に入射される光量が少なくなるにつれて、ボトムゲート電極２１にリードパルスが入力されても半導体膜２３がより高抵抗になり、ＤＧ−ＴＦＴ２０ではソース、ドレイン間を流れる電流のレベルが低くなり、所定の期間中のドレインライン４３の電圧の変位が小さくなる。逆に、半導体膜２３に入射される光量が多い程、半導体膜２３の界面に蓄積されるキャリアのうちの正孔がより多くなり、ｎチャネルを形成を阻害するためのトップゲート電極３０の負電界を緩和又は相殺するため、半導体膜２３の内部の空乏層がより狭くなる。そのため、半導体膜２３に入射される光量が多くなるにつれて、ボトムゲート電極２１にリードパルスが入力されると半導体膜２３がより低抵抗になり、ＤＧ−ＴＦＴ２０ではソース、ドレイン間を流れる電流のレベルが高くなり、所定の期間中にドレインライン４３の電圧のレベルが大きく変位する。このように、リセットパルスの終了からリードパルスの始まりまでの間に半導体膜２３に入射した光の光量に応じて、リードパルスが出力されている最中に半導体膜２３に流れ電流のレベルが定まる。
【００４１】
したがって、ドレインライン４３の電圧の変化傾向（変化率）は、指先から半導体膜２３に入射した光量に深く関連する。ドレインドライバ１３が、リードパルスが出力されてから所定の時間経過後の各ドレインライン４３の電圧を検出して撮像回路１０に出力することにより、又は、各ドレインライン４３が所定の閾値電圧に至るまでの時間を検出して撮像回路１０に出力することにより、撮像回路１０は指先からの反射光の光量を換算する。また、ドレインドライバ１３が、リードパルスが出力さている最中に各ドレインライン４３に流れる電流のレベルを検出して撮像回路１０に出力することにより、撮像回路１０が指先からの反射光の光量を換算しても良い。
全ての行の各ＤＧ−ＴＦＴ２０にも同等の処理手順を繰り返すことにより、撮像回路１０によって指先の指紋画像データが取得される。
【００４２】
以上のように、本実施の形態によれば、基準電位Ｖｓｓに設定された透明導電膜３２がフォトセンサ８の表層に設けられているため、指先に帯電された静電気から各ＤＧ−ＴＦＴ２０が保護される。
また、それぞれのソース電極２７が電気抵抗層３３を介して共通の透明導電膜３２に接続されているため、全てのソース電極２７，２７，…の接続インピーダンスが等しくなる。そのため、全てのソース電極２７，２７，…の電位が互いに等しくなり、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，…の電気的特性が互いに等しくなる。従って、全てのＤＧ−ＴＦＴ２０，２０，が全体として誤動作しない。
また、ソース電極２７が電気抵抗層３３を介して透明導電膜３２に接続されているため、ソース電極２７と透明導電膜３２との間のカップリング容量がない。そのため、各々のＤＧ−ＴＦＴ２０は、カップリング容量に起因する誤動作をすることがない。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、ソース電極２７、ドレイン電極２８及びドレインライン４３が、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２又はＺｎＯからなっていても良い。この場合には、ソース電極２７、ドレイン電極２８及びドレインライン４３が透光性を有するから半導体膜２３に入射する光の強度が強くなるため、半導体膜２３が感光しやすくなる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、それぞれのソース電極と導電性膜との間のカップリング容量がなくなるから、カップリング容量に起因するカップリングノイズが発生しない。従って、光検知素子が誤動作しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】指紋読取装置の全体的な構成を概略的に示した図面。
【図２】図１に示した切断線Ｃ−Ｃで破断して示した断面図。
【図３】四つのダブルゲートトランジスタを示した平面図。
【図４】図３に示した切断線Ａ−Ａで破断して示した断面図。
【符号の説明】
８　　　フォトセンサ
２０　　　ダブルゲートトランジスタ（光検知素子）
２３　　　半導体膜（電流路）
２５，２６　　　不純物半導体膜
２７　　　ソース電極
２９　　　トップゲート絶縁膜
３１　　　保護絶縁膜（絶縁膜）
３２　　　透明導電膜（静電気放電用導電性膜）
３３　　　電気抵抗層（電気抵抗物）
３４　　　コンタクトホール

Claims

光量に応じた電流を流す電流路を備える光検知素子と、
前記光検知素子の上方に設けられた静電気放電用導電性膜と、
前記電流路の一端と前記静電気放電用導電性膜とに接続された電気抵抗物と、
を備えることを特徴とするフォトセンサ。
前記電流路は半導体膜であり、前記光検知素子は前記電流路の一端にソース電極が接続されたダブルゲートトランジスタであり、前記電気抵抗物は、前記ダブルゲートトランジスタ上部に堆積された絶縁膜に設けられたコンタクトホールに埋設されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトセンサ。
前記電気抵抗物は、比抵抗が１０^−５Ωｃｍ〜１０^８Ωｃｍの範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフォトセンサ。