JPH01129455A - イメージセンサー - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はイメージセンサ−に関し、詳しくは、受光素子
部（センサ一部）及びＭＯＳ型トランジスタを用いた読
み出し部（スイッチング部を兼ねる）を同一基板上に形
成したものであり。

これに駆動回路（シフトレジスタ）を組合わせることに
よりファクシミリ、デジタル複写機等の読みとり等に有
用な薄膜イメージセンサ−に関するものである。

〔従来技術］ イメージセンサ−（特に密着型イメージセンサ−）は、
第３図に示した回路図にみられるように、Ｎビット分の
エレメントがライン状に配置（一次元的に配列）されて
おり、それぞれのエレメントはスキャン回路部（駆動回
路部）１０１、スイッチング機構を兼ねた読み出し部１
０２、受光部（感光素子部）１０３から構成されている
。駆動回路部１０１は通常シフトレジスタであり、ＭＯ
Ｓ又はＣ−ＭＯＳ　トランジスタ（多くはＣ−ＭＯＳト
ランジスタである）で形成されており、これはイメージ
センサ内に内蔵されていたり外付けされている。駆動回
路部１０１の出力はスイッチング並線み出し部１０２の
ＴＦＴ　（薄膜トランジスタ）のゲートに入力され、Ｔ
ＰＴのＯＮ、　ＯＦＦを制御するようになっている。受
光部１０３にあらかじめ充電された電荷は、受光素子（
フォトダイオード）に光照射された光量に応じて電荷が
放電して抵抗が変化し、これが電位として出カスイツチ
ング並線み出し部の出力ラインに読み出される。

こうしな動作は各エレメントごとに順次行なわれるよう
になっており、その結果、各受光素子に入射した光量に
応じた光電変換が行なわれる。

ところで、従来のイメージセンサ−は例えば特開昭６０
−６２１５５号、特開昭５９−１８８１６８号などの公
報に記載されているように、感光素子部及びこの各感光
素子からの光情報を読み出すためのＴＰＴの集合（スイ
ッチング並線み出し部）は同一基板上に形成されている
ものの、一般に（１）ＴＰＴ及び感光素子をａ−ｓｊ系
材料で形成するか、（２）ＴＰＴをポリシリコン系材料
で形成し感光素子部をａ−ｓｉ系材料（アモルファスシ
リコン系材料）で形成するかしているのが実情である。

このため、前記（１）ではイメージセンサ−としての高
速化に難点があり、また、前記（２）ではスイッチング
並線み出し部を形成した後感光素子部を形成するという
手段が採られることからイメージセンサ−の製造が複雑
となる、等の欠陥が認められる。

［目　　　的］ 本発明は同一基板上に感光素子部及びスイッチング並線
み出し部を同一機能材料で形成することによって、上記
のごとき欠陥の解消を図ったイメージセンサ−（特に密
着型イメージセンサ−）を提供するものである。

［構　　成］ 本発明は、一次元的に配列された多数の感光素子と、こ
れら感光素子からの光情報を読み出すための各々の薄膜
トランジスタ素子（ＴＰＴ）とが同一基板上に設けられ
たイメー・ジセンサーにおいて、前記の感光素子及びＴ
ＰＴが多結晶シリコンを主体として形成されていること
を特徴としている。

ちなみに、本発明者はイメージセンサ−について種々検
討した結果、感光素子及びＴＰＴ　（スイッチング並線
み出し素子）を多結晶シリコン系材料を主体として同一
基板」二に形成させれば、ａ−ｓｉ系より大きいキャリ
ア移動度が得られるためイメージセンサ−の高速化に寄
与することは勿論のこと、感光素子部及びＴＦＴ部を同
時に形成できイメージセンサ−の製造上有利となること
を確めた。本発明はこれに基づいてなしえたものである
。

以上に本発明を添付のの図面に従がいながらさらに詳細
に説明する。

第１図は本発明に係るイメージセンサ−の主要部を表わ
しており、同一の基板１．１：にスイッチング並線み出
し素子２（以降「スイッチング素子２」と称することが
ある）と感光素子３とが形成されている状態を示してい
る。便宜上、゛ここではスイッチング素子２はＰ型又は
Ｎ型のＭＯＳトランジスタ（ＴＰＴ）で形成されている
が、Ｃ−ＭＯＳトランジスタであってもかまわない。ま
た、先に触れたように、図示されていないスキャン回路
（駆動回路＝シフトレジスタ）はスイッチング素子２、
感光素子３などとともに同一基板１上に形成されていて
もよいし、あるいは、外付けにより形成されていてもよ
い。

基板１にはガラスなどの透明のものが用いられる。

スイッチング素子２においては、２１はソース及びドレ
インの拡散領域、２２は活性領域、２３はゲート絶縁層
、２４はポリシリコンゲート層、２５は出力ラインに連
絡したソース電極、２６は感光素子に連絡したドレイン
電極、２７はシフトレジスタに連絡したゲート電極を表
わしている。また、４は絶縁層、５は層間絶縁膜である
。これらのうち電極２５．２６及び２７を除いた以外は
すべて多結晶シリコン又はこれを酸化して形成されるＳ
ｉＯ□を主体として構成されている。

一方、感光素子３は多結晶ＳＬのＰＮ接合構造（フォト
ダイオード）が利用されている。ここで、３１はＮ型又
はＰ型領域である。３２は３１がＮ型のときはＰ型領域
であり、３１がＹ）型のときはＮ型領域である。３３は
接地ラインに延びた電極、３４はスイッチング素子２の
ドレイン電極２６に接続している電極である。

第１図においては、ドレイン電極２６は感光素子のＮ型
又はＰ型頭域３１に連絡されている。しかし、感光素子
３は第１図に示したＰＮ接合型に限らず、第２図にみら
れるごときＭＯ５型トランジスタで構成されていてもか
まわない。

こうしたイメージセンサ−は常法の手段、即ち多結晶シ
リコン膜形成工程、Ｐ型不純物ドープ工程、Ｎ型不純物
ドープ工程、絶縁層形成工程（これは多結晶シリコン膜
を加熱するだけで足りる）、電極膜形成工程などによっ
て製造なされるが、これらの工程を進める際に適当なフ
ォトマスクを用いることにより、電極以外はすべてポリ
シリコンを主体として形成されている（但し、絶縁層４
はポリシリコン層を加熱するだけで形成しうろことは既
述のとおり）ことからスイッチング素子２及び感光素子
３を１つの基板１上に同時に作製することができる。基
板１にポリシリコン（ｉ型、Ｐ型、Ｎ型のいずれでもよ
い）を使用した際にはそれにあった工程が採用されれば
よい。なお、感光素子３における絶縁層は受光部となる
ところである。

［効　　果コ 本発明によれば、ａ−５ｉ層に特有にみられる光劣化な
どが起らず、経時変化のほとんど生じないイメージセン
サ−を得ることができる。また、本発明イメージセンサ
−はスイッチング素子み出し部及びセンサ一部とも多結
晶シリコンを主体として構成されているため、簡便な工
程で作製でき、高速駆動が行なえるファクシミリ等の読
みとりセンサー用として望ましいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光センサーの主要部を示した図、第２
図はセンサ一部の他の例を示した図である。第３図は密
着型イメージセンサ−の回路図である。 １・・・基　板　　　　　２・・・スイッチング素子３
・・・感光素子　　　　４・・・絶　縁　層２１．３５
・・・拡散領域　　２２．３６・・・活性領域２５・・
・ソース電極　　　２６・・・ドレイン電極２７．３８
・・・ゲート電極 ３１・・・Ｎ型ドーピング層（又はＰ型ドーピング層）
３２・・・Ｐ型ドーピング層（又はＮ型ドーピング層）
３３．３４・・・電極 １０１・・・スキャン回路部１０２・・・スイッチング
部１０３・・・受光部 特許出願人　株式会社　リ　コ　− 」 帛１図 鴬２図 壓３固 昭和６３年５月Ｉ＋！３日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、　事件の表示 昭和６２年特許願第２８８１９４号 ２、　発明の名称 イメージセンサ− ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 （６７４）　　株式会社　リ　コ　− 代表者　浜　　１）　　　広 ・１１代理人 東京都千代田区麹町４丁目５番地（〒１０２）５、　補
正の対象 （２）　　図　　　面 ６、　補正の内容 （１）明細書第２頁末行から第３頁２行の［抵抗が変化
し・・・・・・（中略）・・・・・・読み出される。」
を「電位が低下し、スイッチＴＦＴ１０２のＯＮ時に、
これを補充するために流れる電流をアンプにより電圧に
変換して読み取る。」と訂正する。 （２）　　回書第３頁１３行及び１５行のｒ　ａ−ｓｉ
Ｊ　をともにＦａ−５ｉｆｆｌと訂正する。 （３）　　同書第７頁５行の［・・・かまわない。」の
後に、行をかえて、次を加入する。 ｒこれら第１図及び第２図は感光素子の例を示している
が、感光部が有効に機能するには。 第１図に示したごときダイオードタイプではＰＮ接合部
に、また、第２図に示したごときＭＯＳタイプでは活性
領域に光が十分到達することが必要である。このため、
必要に応じて、第１図の「３３ｊ或いは第２図の「３８
」で示された電極は５ｎ０２＋　Ｊ：ｎ２ｏ１乃至それ
らを含む透明電極で構成されているのが望ましい。 センサ一部の構造としては第１図、第２図に示されたも
の以外に、第４図及び第５図にみられるタイプのものも
使用可能である。なお、これら第４図、第５図において
、４１はＰ型頭域、４２はＮ型領域、４３は１型領域、
４４及び４５はともに電極を表わしている。」（４）　
　回書第８頁１３行〜１４行の「示した図、第２図はＪ
を「示した図である。第２図、第４図及び第５図はＪと
訂正する。 （５）同害第９頁５行のｒ　３３　、３４・・・電極」
を「３３゜３４．４４．４５・・・電極、４１・・・Ｐ
型頭域　４２・・・Ｎ型領域、４３・・・ｉ型頭域Ｊと
訂正する。 （ε；）　第４図及び第５図を追加する。 ７、　添付書類の目録 図面（第４図、第５図）　　　　　　１通帛４図 帛５園

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一次元的に配列された多数の感光素子と、この感光
   素子からの光情報を読み出すための多数の薄膜トランジ
   スタ素子とが同一基板上に形成されたセンサーにおいて
   、これら感光素子及び薄膜トランジスタ素子が多結晶シ
   リコンを主体として形成されていることを特徴とするイ
   メージセンサー。