JP2008147421A - Photoelectric conversion device, and image reading apparatus - Google Patents

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JP2008147421A JP2006332898A JP2006332898A JP2008147421A JP 2008147421 A JP2008147421 A JP 2008147421A JP 2006332898 A JP2006332898 A JP 2006332898A JP 2006332898 A JP2006332898 A JP 2006332898A JP 2008147421 A JP2008147421 A JP 2008147421A
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Hitoshi Ota
人嗣 太田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device and an image reading apparatus which can secure sufficient storage capacitance. <P>SOLUTION: In a second interlayer insulating film 41 covering a TFT 21 provided on a substrate, a capacitance forming portion 43 which sags in a thickness direction is formed in a concave shape. Storage capacitance 22 is provided along the side surface 43a of the capacitance forming portion 43. Thus, the storage capacitance 22 is formed not in a planar shape but in a solid shape. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、入射する光の光量に応じた電気信号を出力する光電変換装置及びその光電変
換装置を用いた画像読取装置に関するものである。
The present invention relates to a photoelectric conversion device that outputs an electrical signal corresponding to the amount of incident light, and an image reading device using the photoelectric conversion device.

従来、種々の画像データを読み取る画像読取装置としては、フォトダイオードやフォト
トランジスタ等の光電変換素子、TFT(薄膜トランジスタ)等のスイッチング素子及び
保持容量を備えた画素を2次元状に配列したアクティブマトリクス型のものが知られてい
る(例えば特許文献1参照)。このような画像読取装置では、各光電変換素子で光電変換
された画像情報を保持容量に電荷として一旦蓄積し、この蓄積された電荷量に応じた電気
信号を各光電変換装置から順次出力して画像データの読み取りが行われる。
特開2004−96079号公報
Conventionally, as an image reading apparatus for reading various image data, an active matrix type in which pixels having a photoelectric conversion element such as a photodiode or a phototransistor, a switching element such as a TFT (thin film transistor), and a storage capacitor are arranged in a two-dimensional form. Are known (for example, see Patent Document 1). In such an image reading apparatus, image information photoelectrically converted by each photoelectric conversion element is temporarily stored as a charge in a storage capacitor, and an electric signal corresponding to the accumulated charge amount is sequentially output from each photoelectric conversion apparatus. Image data is read.
JP 2004-96079 A

一方近年の画像読取装置では、同じサイズのチップに形成する画素数の増加、つまり画
素の高密度化が要求されている。しかしながら、上記のような光電変換装置では、光電変
換素子と保持容量とが基板上に形成されているため、高密度化によって保持容量の電極面
積が小さくなってしまい、十分な容量が確保できないという問題があった。
On the other hand, recent image reading apparatuses are required to increase the number of pixels formed on a chip of the same size, that is, to increase the density of pixels. However, in the photoelectric conversion device as described above, since the photoelectric conversion element and the storage capacitor are formed on the substrate, the electrode area of the storage capacitor is reduced by increasing the density, and a sufficient capacity cannot be secured. There was a problem.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、十分な容量
を確保することができる光電変換装置及び画像読取装置を提供することにある。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a photoelectric conversion device and an image reading device capable of securing a sufficient capacity.

上記課題を解決するために、本発明の光電変換装置では、基板上に設けられたスイッチ
ング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された保持容量と、前記保持容量と電
気的に接続された光電変換素子とを備え、前記光電変換素子の受光量に応じて生成された
電気信号を前記保持容量に蓄積し、当該電気信号を前記スイッチング素子を介して出力す
る光電変換装置であって、前記保持容量は、前記スイッチング素子上に設けられた層間絶
縁膜の厚さ方向に凹設された容量形成部の少なくとも側面に設けられていることを特徴と
する。
In order to solve the above problems, in the photoelectric conversion device of the present invention, a switching element provided on a substrate, a storage capacitor electrically connected to the switching element, and a storage capacitor electrically connected to the switching capacitor A photoelectric conversion device comprising: a photoelectric conversion element, storing an electric signal generated according to the amount of light received by the photoelectric conversion element in the storage capacitor, and outputting the electric signal via the switching element, The storage capacitor is provided on at least a side surface of the capacitor forming portion that is recessed in the thickness direction of the interlayer insulating film provided on the switching element.

この発明によれば、基板上に設けられたスイッチング素子を覆う層間絶縁膜には、その
厚さ方向に窪む容量形成部が凹設されるとともに、保持容量はこの容量形成部の側面に設
けられる。即ち、保持容量が平面的でなく立体的に設けられるため、平面的な保持容量を
形成する場合に比べて電極面積を拡大することができる。従って、層間絶縁膜の膜厚を適
時調整することにより、光電変換装置を高密度化する場合においても、十分な保持容量を
確保することができる。
According to the present invention, in the interlayer insulating film covering the switching element provided on the substrate, the capacitor forming portion that is depressed in the thickness direction is recessed, and the storage capacitor is provided on the side surface of the capacitor forming portion. It is done. That is, since the storage capacitor is provided three-dimensionally rather than planarly, the electrode area can be increased compared to the case where a planar storage capacitor is formed. Therefore, by appropriately adjusting the thickness of the interlayer insulating film, a sufficient storage capacity can be ensured even when the density of the photoelectric conversion device is increased.

この発明の光電変換装置では、前記光電変換素子を、前記層間絶縁膜に貫通形成された
コンタクトホールを介して前記スイッチング素子と接続し、前記容量形成部を前記コンタ
クトホールが形成された前記層間絶縁膜に形成してもよい。
In the photoelectric conversion device according to the present invention, the photoelectric conversion element is connected to the switching element through a contact hole formed through the interlayer insulating film, and the capacitance forming portion is the interlayer insulation in which the contact hole is formed. You may form in a film | membrane.

この発明によれば、コンタクトホールが形成された層間絶縁膜に容量形成部が形成され
るため、これらコンタクトホールと容量形成部とを同時に形成することが可能となり、光
電変換装置の製造工程の簡略化に貢献することができる。
According to the present invention, since the capacitor forming portion is formed in the interlayer insulating film in which the contact hole is formed, it becomes possible to form the contact hole and the capacitor forming portion at the same time, thereby simplifying the manufacturing process of the photoelectric conversion device. Can contribute.

この発明の光電変換装置では、前記層間絶縁膜が、第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁
膜上に積層されたアクリル樹脂を用いた第2層間絶縁膜とから構成し、前記保持容量を前
記第2層間絶縁膜に形成してもよい。
In the photoelectric conversion device according to the present invention, the interlayer insulating film includes a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film using an acrylic resin laminated on the first interlayer insulating film, and the storage capacitor May be formed in the second interlayer insulating film.

この発明によれば、第2層間絶縁膜にアクリル樹脂を用いたので、この第2層間絶縁膜
を塗布工程とその硬化工程とによって成膜することができる。また、これにより、成膜工
程は短時間でよく、かつ厚みが厚い層間絶縁膜を容易に形成することができる。そして、
第2層間絶縁膜の厚みを厚くするとともに、この第2層間絶縁膜に前記容量形成部を形成
することで、より電極面積の広い保持容量を形成することができる。
According to the present invention, since the acrylic resin is used for the second interlayer insulating film, the second interlayer insulating film can be formed by the coating process and the curing process. Accordingly, the film forming process can be performed in a short time, and an interlayer insulating film having a large thickness can be easily formed. And
By increasing the thickness of the second interlayer insulating film and forming the capacitor forming portion in the second interlayer insulating film, a storage capacitor having a wider electrode area can be formed.

この発明の光電変換装置では、前記保持容量における一方の電極を、前記光電変換素子
に接続させる電極と兼ねてもよい。
この発明によれば、保持容量の一方の電極は、光電変換素子に接続される電極を兼ねて
いる。これにより、光電変換素子と接続するための電極を別部材として設ける必要がない
ため、光電変換装置の部品点数を減らすことができる。
In the photoelectric conversion device of the present invention, one electrode of the storage capacitor may also serve as an electrode connected to the photoelectric conversion element.
According to this invention, one electrode of the storage capacitor also serves as an electrode connected to the photoelectric conversion element. Thereby, since it is not necessary to provide the electrode for connecting with a photoelectric conversion element as another member, the number of parts of a photoelectric conversion apparatus can be reduced.

この発明の光電変換装置では、前記保持容量と直列又は並列に接続され、かつ、前記基
板上に形成された第2の保持容量を備えてもよい。
この発明によれば、基板上には、層間絶縁膜の凹部の側面に設けられた保持容量に加え
て第2の保持容量が形成されるため、十分な容量をより確実に確保することができる。
The photoelectric conversion device of the present invention may include a second storage capacitor connected to the storage capacitor in series or in parallel and formed on the substrate.
According to the present invention, since the second storage capacitor is formed on the substrate in addition to the storage capacitor provided on the side surface of the recess of the interlayer insulating film, a sufficient capacity can be ensured more reliably. .

この発明の光電変換装置では、前記層間絶縁膜を、第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁
膜上に積層された第2層間絶縁膜とからなるものとし、前記保持容量を前記第2層間絶縁
膜内に形成し、また前記光電変換素子を、前記スイッチング素子を覆うように前記第2層
間絶縁膜上に設けてもよい。
In the photoelectric conversion device according to the present invention, the interlayer insulating film includes a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film stacked on the first interlayer insulating film, and the storage capacitor is the second interlayer insulating film. It may be formed in an interlayer insulating film, and the photoelectric conversion element may be provided on the second interlayer insulating film so as to cover the switching element.

この発明によれば、スイッチング素子の上方には保持容量が形成された第2層間絶縁膜
及び光電変換素子が積層形成されるため、光電変換素子の受光面積を確実に確保すること
ができ、光電変換装置をより高密度化することができる。また、光電変換素子がスイッチ
ング素子を覆っているため、スイッチング素子が光を受光することで発生するノイズを改
善することができる。
According to the present invention, since the second interlayer insulating film in which the storage capacitor is formed and the photoelectric conversion element are stacked above the switching element, the light receiving area of the photoelectric conversion element can be reliably ensured, and the photoelectric conversion element can be secured. It is possible to increase the density of the conversion device. Further, since the photoelectric conversion element covers the switching element, noise generated when the switching element receives light can be improved.

本発明は、画像読取装置に上記光電変換装置を用いた。
この発明によれば、高密度化しつつも十分なセンサ出力を有する画像読取装置を提供す
ることができる。
In the present invention, the photoelectric conversion device is used in the image reading device.
According to the present invention, it is possible to provide an image reading apparatus having sufficient sensor output while increasing the density.

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図2に示すように、本実施の形態の画像読取装置1は、例えばイメージスキャナ等に用
いられるものであり、2次元状に配列された複数の光電変換装置としての光電変換センサ
11を備えている。各列の光電変換センサ11はゲート配線12aを介してゲート駆動回
路12に接続され、各行の光電変換センサ11はソース配線13aを介して読み取り回路
13に接続されている。各光電変換センサ11はスイッチング素子としての薄膜トランジ
スタ(以下、TFT)21を備え、TFT21のゲートはゲート配線12aに接続され、
TFT21のソースはソース配線13aに接続され、TFT21のドレインは保持容量2
2の第1端子に接続され、保持容量22の第2端子はグランドに接続されている。また、
TFT21のドレインは光電変換素子としてのフォトダイオード23のカソードに接続さ
れ、フォトダイオード23のアノードはグランドに接続されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the image reading apparatus 1 according to the present embodiment is used for an image scanner, for example, and includes a plurality of photoelectric conversion sensors 11 as photoelectric conversion devices arranged in a two-dimensional manner. Yes. The photoelectric conversion sensors 11 in each column are connected to the gate drive circuit 12 through the gate wiring 12a, and the photoelectric conversion sensors 11 in each row are connected to the reading circuit 13 through the source wiring 13a. Each photoelectric conversion sensor 11 includes a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) 21 as a switching element, and the gate of the TFT 21 is connected to a gate wiring 12a.
The source of the TFT 21 is connected to the source line 13a, and the drain of the TFT 21 is the storage capacitor 2
2 is connected to the first terminal, and the second terminal of the storage capacitor 22 is connected to the ground. Also,
The drain of the TFT 21 is connected to the cathode of a photodiode 23 as a photoelectric conversion element, and the anode of the photodiode 23 is connected to the ground.

図1に示すように、光電変換センサ11は、ガラス等からなる基板2を備え、該基板2
の素子形成面2a上には前記TFT21が形成されている。
TFT21は、ポリシリコン等からなる半導体膜をパターニングすることにより素子形
成面2aに形成された半導体層31を有している。半導体層31は、その中央位置に形成
された真性半導体あるいはp型の不純物を含むチャネル領域31cを備え、その両側にn
型の不純物領域であるソース領域31s及びドレイン領域31dを有している。また、半
導体層31の上側には、シリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜32が形成されるととも
に、そのゲート絶縁膜32の上側であってチャネル領域31cの上方には、ゲート配線1
2aから延出されたゲート電極33が形成されている。ゲート電極33(ゲート配線12
a)は、素子形成面2aの略全面に形成したアルミニウム膜等からなる導電膜をパターニ
ングすることによって形成される。そのゲート電極33上には、各ゲート電極33間を電
気的に絶縁するシリコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜からなる第1層間絶縁膜34が成
膜されている。
As shown in FIG. 1, the photoelectric conversion sensor 11 includes a substrate 2 made of glass or the like, and the substrate 2
The TFT 21 is formed on the element formation surface 2a.
The TFT 21 has a semiconductor layer 31 formed on the element formation surface 2a by patterning a semiconductor film made of polysilicon or the like. The semiconductor layer 31 includes a channel region 31c containing an intrinsic semiconductor or p-type impurity formed at the center thereof, and n on both sides thereof.
It has a source region 31s and a drain region 31d which are type impurity regions. In addition, a gate insulating film 32 made of a silicon oxide film or the like is formed on the upper side of the semiconductor layer 31, and on the upper side of the gate insulating film 32 and above the channel region 31c, the gate wiring 1 is formed.
A gate electrode 33 extending from 2a is formed. Gate electrode 33 (gate wiring 12
a) is formed by patterning a conductive film made of an aluminum film or the like formed on substantially the entire element formation surface 2a. A first interlayer insulating film 34 made of a silicon nitride film or a silicon oxide film that electrically insulates the gate electrodes 33 is formed on the gate electrode 33.

半導体層31のソース領域31s及びドレイン領域31d上には、ゲート絶縁膜32及
び第1層間絶縁膜34を貫通する貫通孔35が形成されるとともに、各貫通孔35内には
、それぞれソース領域31s及びドレイン領域31dに対応するソース電極36及びドレ
イン電極37が形成されている。ソース電極36の上側には前記ソース配線13aが延設
されており、このソース配線13aはソース電極36を介してソース領域31sと電気的
に接続されている。一方、ドレイン電極37の上側には中継電極38が形成されており、
この中継電極38はドレイン電極37を介してドレイン領域31dと電気的に接続されて
いる。また、中継電極38は、前記第1層間絶縁膜34からその一部が露出するように設
けられている。
Through holes 35 penetrating the gate insulating film 32 and the first interlayer insulating film 34 are formed on the source region 31 s and the drain region 31 d of the semiconductor layer 31, and the source regions 31 s are respectively formed in the through holes 35. A source electrode 36 and a drain electrode 37 corresponding to the drain region 31d are formed. The source line 13 a extends above the source electrode 36, and the source line 13 a is electrically connected to the source region 31 s through the source electrode 36. On the other hand, a relay electrode 38 is formed above the drain electrode 37,
The relay electrode 38 is electrically connected to the drain region 31 d through the drain electrode 37. The relay electrode 38 is provided so that a part of the relay electrode 38 is exposed from the first interlayer insulating film 34.

第1層間絶縁膜34上には、アクリル樹脂からなる第2層間絶縁膜41が各光電変換セ
ンサ11の中継電極38を覆うように成膜されている。尚、この第2層間絶縁膜41は、
第1層間絶縁膜34上に塗布され、その後硬化させることにより成膜される。第2層間絶
縁膜41における中継電極38に対応する位置には、該第2層間絶縁膜41の厚さ方向に
貫通するコンタクトホール42が形成されている。また、第2層間絶縁膜41におけるコ
ンタクトホール42の近傍にはそれぞれ、該第2層間絶縁膜41の厚さ方向に貫通する容
量形成部43が形成されている。また、コンタクトホール42及び容量形成部43は、第
2層間絶縁膜41の厚さ方向からの外観形状が円状(図示略)をなすとともに、それらの
各側面42a,43aは下端に向かうほど狭まるテーパ状をなしている。また、容量形成
部43の下端は、第1層間絶縁膜34の上面にて塞がれており、この第1層間絶縁膜34
の上面が容量形成部43の底面43bをなしている。即ち、容量形成部43は第1層間絶
縁膜34及び第2層間絶縁膜41によって厚さ方向に窪む凹形状をなしている。尚、容量
形成部43及びコンタクトホール42は、第2層間絶縁膜41に対しエッチング等を施す
ことにより同時に形成されており、シリコン窒化膜よりなる第1層間絶縁膜34はそのエ
ッチングを施す際のエッチングストップ膜として作用する。このため、第1層間絶縁膜3
4は、第2層間絶縁膜41に対するエッチングに伴う光電変換センサ11への影響を抑制
している。
A second interlayer insulating film 41 made of acrylic resin is formed on the first interlayer insulating film 34 so as to cover the relay electrode 38 of each photoelectric conversion sensor 11. The second interlayer insulating film 41 is
It is formed on the first interlayer insulating film 34 by being applied and then cured. A contact hole 42 penetrating in the thickness direction of the second interlayer insulating film 41 is formed at a position corresponding to the relay electrode 38 in the second interlayer insulating film 41. Capacitance forming portions 43 penetrating in the thickness direction of the second interlayer insulating film 41 are formed in the vicinity of the contact holes 42 in the second interlayer insulating film 41. Further, the contact hole 42 and the capacitor forming portion 43 have a circular appearance (not shown) in the thickness direction of the second interlayer insulating film 41, and the side surfaces 42a and 43a become narrower toward the lower end. Tapered. Further, the lower end of the capacitance forming portion 43 is closed by the upper surface of the first interlayer insulating film 34, and the first interlayer insulating film 34 is closed.
Is the bottom surface 43 b of the capacitance forming portion 43. That is, the capacitor forming portion 43 has a concave shape that is depressed in the thickness direction by the first interlayer insulating film 34 and the second interlayer insulating film 41. The capacitor forming portion 43 and the contact hole 42 are simultaneously formed by etching the second interlayer insulating film 41, and the first interlayer insulating film 34 made of a silicon nitride film is formed when the etching is performed. Acts as an etching stop film. Therefore, the first interlayer insulating film 3
4 suppresses the influence on the photoelectric conversion sensor 11 due to the etching of the second interlayer insulating film 41.

容量形成部43上には、第1電極22a、第2電極22b及び両電極22a,22b間
に介在する誘電体としての絶縁膜44とからなる前記保持容量22が該容量形成部43の
凹形状に沿って形成されている。即ち、容量形成部43の側面43a及び底面43b上に
は、下側から順に第1電極22a、絶縁膜44及び第2電極22bが成膜されて構成され
た保持容量22が設けられている。詳述すると、第1電極22aは、容量形成部43の側
面43a及び底面43bを覆うように成膜されるとともに接地線(図示略)に接続されて
いる。絶縁膜44は、第1電極22a及び前記コンタクトホール42の略全体を覆ってい
るとともに、該絶縁膜44における前記中継電極38に対応する位置には、厚さ方向に貫
通するが貫通孔44aが形成されている。第2電極22bは、コンタクトホール42及び
容量形成部43における絶縁膜44上に成膜されているとともに、貫通孔44aを介して
前記中継電極38と接触している。第2電極22bはこの中継電極38及び前記ドレイン
電極37を介して前記ドレイン領域31dと電気的に接続されている。尚、本実施形態で
は、保持容量22の第1電極22a及び第2電極22bはアルミニウム膜からなる。
On the capacitor forming portion 43, the holding capacitor 22 including the first electrode 22 a, the second electrode 22 b, and the insulating film 44 as a dielectric interposed between both electrodes 22 a, 22 b is a concave shape of the capacitor forming portion 43. It is formed along. That is, on the side surface 43a and the bottom surface 43b of the capacitance forming portion 43, the storage capacitor 22 is provided in which the first electrode 22a, the insulating film 44, and the second electrode 22b are sequentially formed from the lower side. Specifically, the first electrode 22a is formed so as to cover the side surface 43a and the bottom surface 43b of the capacitance forming portion 43 and is connected to a ground line (not shown). The insulating film 44 covers substantially the entirety of the first electrode 22a and the contact hole 42, and penetrates in the thickness direction at a position corresponding to the relay electrode 38 in the insulating film 44, but a through hole 44a is formed. Is formed. The second electrode 22b is formed on the contact hole 42 and the insulating film 44 in the capacitance forming portion 43, and is in contact with the relay electrode 38 through the through hole 44a. The second electrode 22 b is electrically connected to the drain region 31 d through the relay electrode 38 and the drain electrode 37. In the present embodiment, the first electrode 22a and the second electrode 22b of the storage capacitor 22 are made of an aluminum film.

保持容量22の第2電極22bの上側にはそれぞれ、前記フォトダイオード23が該第
2電極22bの上面と密着するとともにTFT21を覆うように設けられている。フォト
ダイオード23は、下側から順にn層23n、i層23i、p層23pが積層されたPI
N型構造をなしており、p層23p側から入射する光をその光量に応じた電気信号に変換
する。また、フォトダイオード23における最下部のn層23nは保持容量22の第2電
極22bと密着することで電気的に接続されている。即ち、フォトダイオード23はコン
タクトホール42及び中継電極38を介してTFT21のドレイン電極37と接続されて
いる。また、最上部のp層23pは接地された電極(図示略)と電気的に接続されている
。フォトダイオード23の上側には、p層23pの上面に対して接着剤45にて接着され
たガラスよりなる保護シート46が設けられている。保護シート46の上面は画像検出面
46aとなっており、画像読取の対象物と画像検出面46aとを対向するように配置して
画像の読み取りを行う。
The photodiodes 23 are provided on the upper side of the second electrode 22b of the storage capacitor 22 so as to be in close contact with the upper surface of the second electrode 22b and to cover the TFT 21, respectively. The photodiode 23 has a PI in which an n layer 23n, an i layer 23i, and a p layer 23p are stacked in order from the bottom.
It has an N-type structure and converts light incident from the p-layer 23p side into an electrical signal corresponding to the amount of light. Further, the lowermost n layer 23 n in the photodiode 23 is electrically connected by being in close contact with the second electrode 22 b of the storage capacitor 22. That is, the photodiode 23 is connected to the drain electrode 37 of the TFT 21 through the contact hole 42 and the relay electrode 38. The uppermost p layer 23p is electrically connected to a grounded electrode (not shown). On the upper side of the photodiode 23, a protective sheet 46 made of glass bonded to the upper surface of the p layer 23p with an adhesive 45 is provided. The upper surface of the protective sheet 46 is an image detection surface 46a, and the image reading object and the image detection surface 46a are arranged so as to face each other to read an image.

上記構成の画像読取装置1における画像の読み取り動作では、まず各光電変換センサ1
1のTFT21をオンにした状態で、ソース配線13aを用いて保持容量22に対しプリ
チャージを行う。次に、各TFT21をオフにして各フォトダイオード23にて対象物か
らの光を受光するとともに、その受光量に応じた電荷を発生する。これにより、フォトダ
イオード23にて発生した電荷量に応じてプリチャージされていた保持容量22の電荷が
放電される。次に、各TFT21をゲート駆動回路12と読み取り回路13とを用いて順
次オンして、保持容量22に残存している電荷を順次検出し、これにより対象物の2次元
情報の読み取りを行う。
In the image reading operation in the image reading apparatus 1 having the above configuration, first, each photoelectric conversion sensor 1 is operated.
With the one TFT 21 turned on, the storage capacitor 22 is precharged using the source wiring 13a. Next, each TFT 21 is turned off, and each photodiode 23 receives light from the object, and charges corresponding to the amount of light received are generated. As a result, the charge of the storage capacitor 22 that has been precharged according to the amount of charge generated in the photodiode 23 is discharged. Next, the TFTs 21 are sequentially turned on using the gate drive circuit 12 and the reading circuit 13, and the charges remaining in the storage capacitor 22 are sequentially detected, whereby the two-dimensional information of the object is read.

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)基板上に設けられたTFT21を覆う第2層間絶縁膜41には、その厚さ方向に
窪む容量形成部43が凹設されるとともに、保持容量22はこの容量形成部43の側面4
3aに沿って設けられる。即ち、保持容量22が平面的でなく立体的に設けられるため、
平面的な保持容量22を形成する場合に比べて電極面積を拡大することができる。従って
、第2層間絶縁膜41の膜厚を適時調整することにより、光電変換センサ11を高密度化
する場合においても、十分な保持容量22を確保することができる。
Next, characteristic actions and effects of the present embodiment will be described.
(1) In the second interlayer insulating film 41 covering the TFT 21 provided on the substrate, a capacitor forming portion 43 that is recessed in the thickness direction is recessed, and the storage capacitor 22 is provided on the side surface of the capacitor forming portion 43. 4
3a is provided. That is, since the storage capacitor 22 is provided in a three-dimensional manner rather than a plane,
Compared with the case where the planar storage capacitor 22 is formed, the electrode area can be increased. Therefore, by appropriately adjusting the film thickness of the second interlayer insulating film 41, a sufficient storage capacity 22 can be ensured even when the photoelectric conversion sensor 11 is densified.

(2)容量形成部43は、コンタクトホール42が形成された第2層間絶縁膜41に形
成されるため、これらコンタクトホール42と容量形成部43とを同時に形成することが
可能となり、光電変換センサ11の製造工程の簡略化に貢献することができる。
(2) Since the capacitor forming portion 43 is formed in the second interlayer insulating film 41 in which the contact hole 42 is formed, the contact hole 42 and the capacitor forming portion 43 can be formed at the same time, and the photoelectric conversion sensor 11 can contribute to the simplification of the manufacturing process.

(3)第2層間絶縁膜41にアクリル樹脂を用いたので、第2層間絶縁膜41を塗布工
程とその硬化工程とによって成膜することができる。また、これにより、成膜工程は短時
間でよく、かつ厚みが厚い第2層間絶縁膜41を容易に形成することができる。そして、
第2層間絶縁膜41の厚みを厚くするとともに、この第2層間絶縁膜41に容量形成部4
3を形成することで、より電極面積の広い保持容量22を形成することが可能となる。
(3) Since acrylic resin is used for the second interlayer insulating film 41, the second interlayer insulating film 41 can be formed by the coating process and the curing process. In addition, the film forming process can be performed in a short time, and the second interlayer insulating film 41 having a large thickness can be easily formed. And
The thickness of the second interlayer insulating film 41 is increased, and the capacitance forming portion 4 is added to the second interlayer insulating film 41.
By forming 3, it is possible to form the storage capacitor 22 having a larger electrode area.

(4)保持容量22の第2電極は、フォトダイオード23のn層23nと電気的に接続
されている。即ち、第2電極22bは、フォトダイオード23の電極を兼ねている。これ
により、フォトダイオード23のn層23nと接続するための電極を別部材として設ける
必要がないため、光電変換センサ11の部品点数を減らすことができる。
(4) The second electrode of the storage capacitor 22 is electrically connected to the n layer 23 n of the photodiode 23. That is, the second electrode 22 b also serves as the electrode of the photodiode 23. Thereby, since it is not necessary to provide the electrode for connecting with n layer 23n of the photodiode 23 as a separate member, the number of parts of the photoelectric conversion sensor 11 can be reduced.

(5)TFT21の上方には、保持容量22が形成された第2層間絶縁膜41及び光電
変換素子としてのフォトダイオード23が積層形成されるため、フォトダイオード23の
受光面積を確実に確保することができ、光電変換センサ11をより高密度化することがで
きる。また、TFT21をフォトダイオード23が覆っているため、TFT21が光を受
光することで発生するノイズを改善することができる。
(5) Since the second interlayer insulating film 41 in which the storage capacitor 22 is formed and the photodiode 23 as a photoelectric conversion element are stacked above the TFT 21, a light receiving area of the photodiode 23 must be ensured. Thus, the density of the photoelectric conversion sensor 11 can be increased. In addition, since the photodiode 21 covers the TFT 21, noise generated when the TFT 21 receives light can be improved.

(6)基板上に設けられたTFT21を覆う第2層間絶縁膜41には、その厚さ方向に
窪む容量形成部43が凹設されるとともに、保持容量22はこの容量形成部43の側面4
3aに沿って設けられる。従って、第2層間絶縁膜41の膜厚を制御することにより、保
持容量22の容量値を容易に変更することができる。
(6) In the second interlayer insulating film 41 covering the TFT 21 provided on the substrate, a capacitor forming portion 43 that is depressed in the thickness direction is recessed, and the storage capacitor 22 is provided on the side surface of the capacitor forming portion 43. 4
3a is provided. Therefore, by controlling the film thickness of the second interlayer insulating film 41, the capacitance value of the storage capacitor 22 can be easily changed.

(7)保持容量22は容量形成部43が形成されるので、保持容量を基板上に形成する
場合に比べて保持容量22の第1電極22a及び第2電極22bに用いることのできる材
質の選択の幅が広がる。そのため、保持容量22の両電極22a,22bに他の配線電極
等と同じ材質を用いれば、保持容量22の両電極22a,22bをそれら配線電極と同時
に形成することが可能となる。
(7) Since the storage capacitor 22 is formed with the capacitor forming portion 43, selection of materials that can be used for the first electrode 22a and the second electrode 22b of the storage capacitor 22 compared to the case where the storage capacitor is formed on the substrate. The width of. For this reason, if the electrodes 22a and 22b of the storage capacitor 22 are made of the same material as the other wiring electrodes, the electrodes 22a and 22b of the storage capacitor 22 can be formed simultaneously with the wiring electrodes.

尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、第2層間絶縁膜41にアクリル樹脂を用いたが、これ以外の樹
脂を用いてもよい。
The embodiment of the present invention may be modified as follows.
In the above embodiment, the acrylic resin is used for the second interlayer insulating film 41, but other resins may be used.

・上記実施の形態では、スイッチング素子としてのTFT21を覆う層間絶縁膜は第1
層間絶縁膜34と第2層間絶縁膜41とから構成されたが、これに限定されるものではな
く、単層、又は3層以上としてもよい。
In the above embodiment, the interlayer insulating film covering the TFT 21 as the switching element is the first
Although the interlayer insulating film 34 and the second interlayer insulating film 41 are configured, the present invention is not limited to this, and a single layer or three or more layers may be used.

・上記実施の形態では、光電変換素子としてPIN型構造のフォトダイオード23を用
いたが、これ以外の例えばPN型構造のフォトダイオード、フォトトランジスタ等を用い
てもよい。
In the above-described embodiment, the PIN type photodiode 23 is used as the photoelectric conversion element, but other types such as a PN type photodiode, a phototransistor, or the like may be used.

・上記実施の形態では、容量形成部43上に設けられた保持容量22において、接地さ
れた第1電極22aが下側、中継電極38と接触する第2電極22bが上側に配置された
が、これとは反対に第1電極22aが上側、第2電極22bが下側に配置してもよい。こ
の場合、第1電極22aとフォトダイオード23のn層23nとの間に絶縁膜を設けて、
これら第1電極22aとフォトダイオード23とを電気的に絶縁する。
In the above embodiment, in the storage capacitor 22 provided on the capacitor forming portion 43, the grounded first electrode 22a is disposed on the lower side, and the second electrode 22b in contact with the relay electrode 38 is disposed on the upper side. On the contrary, the first electrode 22a may be disposed on the upper side and the second electrode 22b may be disposed on the lower side. In this case, an insulating film is provided between the first electrode 22a and the n layer 23n of the photodiode 23,
The first electrode 22a and the photodiode 23 are electrically insulated.

・上記実施の形態では、第2電極22bはフォトダイオード23のn層23nの電極を
兼ねたが、n層23nに接続される別部材の下部電極を設けて、この下部電極と保持容量
22の第2電極22bとを電気的に接続してもよい。
In the above embodiment, the second electrode 22b also serves as the electrode of the n layer 23n of the photodiode 23. However, a separate lower electrode connected to the n layer 23n is provided, and the lower electrode and the storage capacitor 22 The second electrode 22b may be electrically connected.

・上記実施の形態では、容量形成部43は第2層間絶縁膜41を貫通しているが、貫通
しない凹部としてもよい。
・上記実施の形態では、保持容量22を1つのみ設けたが、第2層間絶縁膜41に複数
の容量形成部43を形成して複数の容量形成部43を複数の保持容量22を設けてもよい
。また、図3に示すように、保持容量22の第1電極22aと並列に接続された第2の保
持容量50を基板上に形成してもよい。この第2の保持容量50においては、下部電極5
0aが接続電極51を介して保持容量22の第1電極22aと電気的に接続されるととも
に、上部電極50bが接地され、それら下部電極50aと上部電極50bとの間に介在す
るゲート絶縁膜32が誘電体となっている。尚、第2の保持容量50は保持容量22と直
列に接続してもよく、また、下部電極50aと上部電極50bとは反対の構成としてもよ
い。上記構成によれば、光電変換センサ11における十分な容量をより確実に確保するこ
とができる。
In the above embodiment, the capacitance forming portion 43 penetrates the second interlayer insulating film 41, but may be a recess that does not penetrate.
In the above embodiment, only one storage capacitor 22 is provided. However, a plurality of capacitor formation portions 43 are formed in the second interlayer insulating film 41, and a plurality of capacitor formation portions 43 are provided with a plurality of storage capacitors 22. Also good. Further, as shown in FIG. 3, a second storage capacitor 50 connected in parallel with the first electrode 22a of the storage capacitor 22 may be formed on the substrate. In the second storage capacitor 50, the lower electrode 5
0a is electrically connected to the first electrode 22a of the storage capacitor 22 through the connection electrode 51, the upper electrode 50b is grounded, and the gate insulating film 32 interposed between the lower electrode 50a and the upper electrode 50b. Is a dielectric. Note that the second storage capacitor 50 may be connected in series with the storage capacitor 22, and the lower electrode 50 a and the upper electrode 50 b may be configured oppositely. According to the said structure, sufficient capacity | capacitance in the photoelectric conversion sensor 11 can be ensured more reliably.

・上記実施の形態では、カラー画像の読み取りについては特に言及しなかったが、カラ
ー画像を読み取り可能な構成としてもよい。
・上記実施の形態の画像読取装置は、イメージスキャナ以外に、例えばデジタルカメラ
やタッチセンサ等に用いてもよい。また、基板上に発光装置を備えて画像表示装置と兼用
する構成としてもよい。
In the above embodiment, the color image reading is not particularly mentioned, but the color image may be read.
In addition to the image scanner, the image reading apparatus of the above embodiment may be used for a digital camera, a touch sensor, or the like. Alternatively, the light-emitting device may be provided over the substrate to serve as the image display device.

本実施の形態における画像読取装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an image reading apparatus in the present embodiment. 画像読取装置の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of image reading apparatus. 別例における画像読取装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the image reading apparatus in another example.

符号の説明Explanation of symbols

1…画像読取装置、2…基板、11…光電変換装置としての光電変換センサ、21…ス
イッチング素子としてのTFT、22…保持容量、22a…保持容量の第1電極、22b
…保持容量の第2電極、23…光電変換素子としてのフォトダイオード、34…第1層間
絶縁膜、41…第2層間絶縁膜、42…コンタクトホール、43…容量形成部、43a…
容量形成部の側面、50…第2の保持容量。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image reading apparatus, 2 ... Board | substrate, 11 ... Photoelectric conversion sensor as a photoelectric conversion apparatus, 21 ... TFT as a switching element, 22 ... Retention capacity, 22a ... 1st electrode of retention capacity, 22b
2nd electrode of storage capacitor, 23 ... Photodiode as photoelectric conversion element, 34 ... 1st interlayer insulation film, 41 ... 2nd interlayer insulation film, 42 ... Contact hole, 43 ... Capacitance formation part, 43a ...
Side surface of the capacity forming portion, 50... Second holding capacity.

Claims (7)

基板上に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続された
保持容量と、前記保持容量と電気的に接続された光電変換素子とを備え、
前記光電変換素子の受光量に応じて生成された電気信号を前記保持容量に蓄積し、当該
電気信号を前記スイッチング素子を介して出力する光電変換装置であって、
前記保持容量は、前記スイッチング素子上に設けられた層間絶縁膜の厚さ方向に凹設さ
れた容量形成部の少なくとも側面に設けられていることを特徴とする光電変換装置。
A switching element provided on a substrate, a storage capacitor electrically connected to the switching element, and a photoelectric conversion element electrically connected to the storage capacitor,
A photoelectric conversion device that accumulates an electrical signal generated according to the amount of light received by the photoelectric conversion element in the storage capacitor and outputs the electrical signal via the switching element,
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the storage capacitor is provided on at least a side surface of a capacitor forming portion that is recessed in a thickness direction of an interlayer insulating film provided on the switching element.
請求項1に記載の光電変換装置において、
前記光電変換素子は、前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記スイ
ッチング素子と接続され、
前記容量形成部は、前記コンタクトホールが形成された前記層間絶縁膜に形成されたこ
とを特徴とする光電変換装置。
The photoelectric conversion device according to claim 1,
The photoelectric conversion element is connected to the switching element through a contact hole formed in the interlayer insulating film,
The photoelectric conversion device, wherein the capacitance forming portion is formed in the interlayer insulating film in which the contact hole is formed.
請求項1又は2に記載の光電変換装置において、
前記層間絶縁膜は、第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁膜上に積層されたアクリル樹脂
を用いた第2層間絶縁膜とからなり、
前記保持容量は、前記第2層間絶縁膜に形成されていることを特徴とする光電変換装置
In the photoelectric conversion device according to claim 1 or 2,
The interlayer insulating film includes a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film using an acrylic resin laminated on the first interlayer insulating film,
The photoelectric conversion device, wherein the storage capacitor is formed in the second interlayer insulating film.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電変換装置において、
前記保持容量における一方の電極は、前記光電変換素子に接続される電極を兼ねること
を特徴とする光電変換装置。
In the photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3,
One electrode of the storage capacitor also serves as an electrode connected to the photoelectric conversion element.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換装置において、
前記保持容量と直列又は並列に接続され、かつ、前記基板上に形成された第2の保持容
量を備えたことを特徴とする光電変換装置。
In the photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4,
A photoelectric conversion device comprising a second storage capacitor connected to the storage capacitor in series or in parallel and formed on the substrate.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の光電変換装置において、
前記層間絶縁膜は、第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁膜上に積層された第2層間絶縁
膜とからなり、
前記保持容量は、前記第2層間絶縁膜に形成され、
また前記光電変換素子は、前記スイッチング素子を覆うように前記第2層間絶縁膜上に
設けられたことを特徴とする光電変換装置。
In the photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 5,
The interlayer insulating film includes a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film stacked on the first interlayer insulating film,
The storage capacitor is formed in the second interlayer insulating film,
The photoelectric conversion device is provided on the second interlayer insulating film so as to cover the switching element.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光電変換装置を用いたことを特徴とする画像読取
装置。
An image reading apparatus using the photoelectric conversion device according to claim 1.
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