JPH01171285A - 密着型イメージセンサー - Google Patents

密着型イメージセンサー

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Publication number
JPH01171285A
JPH01171285A JP62329226A JP32922687A JPH01171285A JP H01171285 A JPH01171285 A JP H01171285A JP 62329226 A JP62329226 A JP 62329226A JP 32922687 A JP32922687 A JP 32922687A JP H01171285 A JPH01171285 A JP H01171285A
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JP
Japan
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layer
light
electrode
lower electrode
shielding layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP62329226A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Haga
浩一 羽賀
Kenji Yamamoto
健司 山本
Junichi Sasaki
淳一 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Tohoku Ricoh Co Ltd
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Tohoku Ricoh Co Ltd
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd, Tohoku Ricoh Co Ltd, Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Priority to JP62329226A priority Critical patent/JPH01171285A/ja
Publication of JPH01171285A publication Critical patent/JPH01171285A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は密着型イメージセンサ−に関するものであり、
ファクシミリ用原稿に対し、1:1で対応させた光電変
換素子列に、下方から光を照射し、原稿に入射し、原稿
から反射した光を読み取る光センサーに応用される。
〔従来技術〕
従来の特開昭58−127463号に開示されているよ
うな密着型イメージセンサ−においては、採光窓を有す
る遮光層は単層であり、採光窓には光電変換素子に接す
る透明電極が延びてきて覆っている。従ってこの透明電
極の屈折率が、その上部に位置する透明保護層の屈折率
より大きい場合には、ある角度から入射した光はその境
界で全反射し、迷光となってしまう、このような迷光は
透明電極内を通り、光電変換素子に入射し、誤動作の原
因となることがあった。
また、特開昭59−48954号に開示されているよう
な密着型イメージセンサ−においては、遮光層が電気的
良導体で出来ており、この上に透明絶縁層があり、その
透明絶縁層上に下部金属電極がある。しかしながら、こ
の良導体遮光層は下部電極に対して透明絶縁層を介して
電位的に浮いている状態にある。従って、下部電極と遮
光層との間に電位差が出来ると、透明絶縁層を介して遮
光層に電荷が誘起され、浮遊容量が発生する。この浮遊
容量はセンサーの光応答速度に影響し、センサーの光応
答速度を遅くしてしまい、センサー感度を悪化させる欠
点があった。
〔目   的〕
本発明は、迷光による誤動作を防止し、且つ良好なセン
サー感度を有するようにして、従来の欠点を克服した密
着型イメージセンサ−を提供することを目的とする。
〔構  成〕
本発明者等は前記目的を達成するために鋭意研究した結
果、光学的に透明な基板上に採光窓を有する遮光層及び
下部電極と上部電極とで挟まれた光電変換活性層を備え
ている密着型イメージセンサ−において、前記遮光層が
多層構造となっており、その少なくとも一層が光透過率
が1%以下の電気的良導体層であって、その一部が前記
下部電極と電気的に短絡しており、前記短絡部以外が不
良導体層で被覆されている多層構造となっていることを
特徴とする密着型イメージセンサ−を提供することによ
って前記目的が達成できることを見出した。
本発明における多層構造の遮光層は、その一部が入射光
に対して反射防止機能を有することが好ましい。
以下、本発明を添付図面に従ってさらに詳しく説明する
第1図(a)は本発明のセンサー列の一部を平面的に見
た図であり、第1図(b)はこの第1図(a)のA−A
’線に沿って切断した断面を示すものである。
本発明の密着型イメージセンサ−の構成は、パイレック
スガラスや石英等の透明基板1上に、Cr、 Mo、 
Ti等の単体金属あるいは合金による良導体遮光層2′
を形成し、その一部に採光用窓11を設ける。この良導
体遮光層2′の上部に、a−5iON、 a−3iO,
、a−5iN等の透明絶縁層2“を単層あるいは多層構
造で形成し、この透明絶縁層2#に良導遮光層2′と下
部金属電極4とのコンタクト部12を作る。このように
本発明の特徴は遮光層2が良導体遮光層2′と透明絶縁
N2’との多層構造となっていることである。この透明
絶縁M2#上に、 Al1. Cr、 No、 Ti、
 Ni等の単体金属あるいは合金による下部金属電極4
を作る。
この下部電極上4にSi2等の光電変換活性層5を採光
窓11の近くに形成し、光電変換活性層5の上にITO
等の透明電極7を作る。この透明電極7の部分を除いた
他の全体にa−5iON、 a−5iO,。
a−3iN等の透明な電極間絶縁層6を形成し、この電
極間絶縁層6上に、透明電極7と一部が電気的に接する
ように、AQ、 Cr、 Mo、 Ti、 Ni等の単
体金属あるいは合金による上部電極8を形成する。そし
て全体を覆うように、a−5xON +a−9iO,,
a−5iN等あるいは透明な有機樹脂等の透明保護層9
を形成し、その上に薄膜ガラス10およびa−5i、N
4.C−BN、 B−C−N−H等の耐摩耗層15を設
ける。以上が本発明によるセンサーの構成である。13
は光源からの光で、この光が採光窓11を通り、M稿1
4に入射する。原稿の濃淡に対応した反射光が透明電極
7を通り、光電変換活性層5に入射し、光電変換が起こ
り、密着型イメージセンサ−として働く。
本発明では、センサー構造上、良導体遮光層2′と透明
絶縁層2“とが全体としての遮光層2となる。また構造
上、透明絶縁層2“と光電変換活性層5とが、直接に境
界をなしていない。
したがって、透明絶縁層2″を単層とし、電極間絶縁層
6より屈折率の小さい材料を使うことで、透明絶縁層2
#と電極間絶縁層6との境界で、全反射を起こさなくす
ることができる。逆に屈折率の大きい材料を使う場合に
は、透明絶縁層2#と電極間絶縁層6との境界で、ある
程度以上の角度で入射する光の全反射が起こるが、構造
上光電変換活性層へ余分な光が漏れることなく、また斜
めからの余分な光をカットすることができる利点がある
。また透明保護層9を多層にすることでも、同様の効果
を期することができる。したがって迷光による誤動作は
起こらないことになる。
また、良導体遮光層2′と下部電極4とをコンタクト部
により電気的に短絡して遮光M2’と下部電極4との電
気抵抗を小さくしているため、下部電極に電流が流れて
いても下部電極4と良導体遮光層2′との間に電位差は
生じない。
したがって下部電極4と良導体遮光膜2′との間に浮遊
容量は発生せず、光応答の遅れは無くなることになり、
センサー感度を上げることが出来る。
以下、本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例1 良導体遮光層2′をCr、透明絶縁体2“をa−5io
4、下部電極4をCrとしてセンサーを作成する。Cr
は低抵抗で、可視光に対する光透過率を1%以下に抑え
ることができるため、良導体遮光層及び下部電極として
使用できる。a−3iO□は比抵抗が高く、また可視光
に対する光透過率が95%以上で、P−CVD法によっ
て容易に形成できる。
良導体遮光層Crは真空蒸着法によって形成する。5 
X 10−@Torr以上の高真空で、基板温度80℃
、タングステンボートの電流が200人で二Crペレッ
トを昇華させ、1〜2人/Sで、1500人蒸着m6゜
透明絶縁層6は5iONをP−CVD法により蒸着する
。基板温度を240℃とし、ガス流量はSiH,/Co
、/N、を12/300/300secmの割合で圧力
を1torr+ RFパワー300w、蒸着速度約3.
8人/Sで、2μm蒸着する。下部電極Crは真空蒸着
法で良導体遮光層と同様の条件で1500人蒸着m6.
光電変換活性層5はa−5iHをP−CVD法により蒸
着する。基板温度は240℃、ガス流量は5iHJH,
を30/120secmの割合で、圧力1torr、 
RFパワー60W、蒸着速度は4.6人/Sで、1.7
5μm蒸着する。透明電極7はITOをスパッタ法によ
る蒸着する。基板温度は250℃、ガスはArAr45
sc、 0□0.3sccmとし、RFパワー400I
J、蒸着速度は約0.31人/Sで、750人蒸人蒸る
。電極間絶縁層6はa−3iON膜をP−CVOにより
透明絶縁層と同様の条件で4000人蒸着m6゜上部電
極8としてのCrは真空蒸着法で良導体遮光層と同様の
条件で1000人蒸着m6゜透明保護層9はa−5iO
NをP−CVD法により透明絶縁層と同様に条件で1μ
m蒸着する。この上に耐摩耗J’l15を備えた薄膜ガ
ラス10を接着し、センサーを作る。途中、採光窓11
や、良導体遮光層2′の形状形成及びその他の層の形状
形成はフォトリソグラフィーを用いる。
実施例2 下部電極4をAQ/Crの2層構造にした以外は、実施
例1と同様の条件でセンサーを作る。AQはCrに比べ
抵抗が小さく、全体として抵抗を小さくできる。An/
Crは真空蒸着法により蒸着する。
まず、Crを実施例1と同様の条件で1000人蒸着m
6続いてAQを5 X 10−’Torr以上の高真空
で室温でタングステンボートに20OAの電流でAQを
蒸着する。蒸着速度は50〜100人/Sで1μm付け
る。
実施例3 透明絶縁層2′としてa−SiNを使用した以外は実施
例1と同様の条件でセンサーを作る。
a−5iNは低抵抗で可視光に対する光透過率が高く、
また屈折率を大きくすることができる。
a−5iN膜はP−CVD法により、基板温度を250
℃、ガス流量は5iHJN、を12/300secmの
割合で、圧力1.0torr、 RFパワー300υで
蒸着し、膜厚は1.75μmである。
実施例4 良導体遮光層2′としてMoを使用した以外は、実施例
1と同様の条件でセンサーを作る。MOは高剛性で、高
融点を有し、低抵抗であり、良導体遮光層として使用可
能である。Moは高融点(2610℃)であるため、電
子ビーム蒸着法によって2000人付けた。
実施例5 下部電極4としてNiCrを使用した以外は、実施例1
と同様の条件でセンサーを作る。NiCrは蒸着速度を
大きくすることができる* NxCrは真空蒸着法によ
る蒸着する。5 X 10−’Torr以上の高真空で
、基板温度80”Cで、タングステンボートに20OA
の電流でNiCrペレットを昇華させ、1500人付け
る。
実施例1〜5で製造した本発明のイメージセンサ−につ
いてその特性を下記のように評価した。
良導体遮光M2’にCrを使用することより可視光に対
する光透過率が1%以下、比抵抗が17Ω・mにでき、
Noを使用することにより可視光に対する光透過率が1
%以下、比抵抗が5.6Ω・mである膜が得られた。透
明絶縁層2#にa−5iO□を用いることで可視光に対
する光透過率95%以上、比抵抗約1014Ω・m、屈
折率1.45の膜が得られ、a−3iNを用いることで
可視光に対する光透過率95%以上、比抵抗約1014
Ω・m、屈折率1.7の膜が得られた。下部電極4にC
rを用いることで比抵抗を17Ω・m、 AQ/Crを
用いることで比抵抗を3Ω・m、 CrNiを用いるこ
とで比抵抗が90〜110Ω・mである膜が得られた。
実施例1〜5で得られたセンサーの特性を、センサー感
度、迷光、MTFに関して表にまとめたものを下記の表
1に示す。この結果から、遮光層2を多層構造にし、少
なくとも一層を電気的に良導電体である遮光層を用いる
ことにより、良いセンサー特性を得ることができた。セ
ンサー感度については、電気的に良導体である遮光層2
′と下部電極4とを電気的に短絡することによって向上
させることができた。迷光に関しては、透明絶縁層2#
を1層としたが、光透過率の高い材料を使用することで
反射光を少なくし、光の損失を小さくでき、透明絶縁層
2#に屈折率の大きい材料を使用することで、斜めから
入射する余分な光に対し、透明絶縁層2#と電極間絶縁
層6との境界で全反射を起こすことで、不要な光をカッ
トすることができ、迷光を抑えることができた。また透
明保護層を2層以上とすれば、さらに迷光を抑えること
ができる。迷光を抑えることができたことで、MTFも
センサー感度も改良することができ、良い結果が得られ
た。
(以下余白) 表1 実施例1〜5のセンサーのセンサー特性〔効  
果〕 以上述べたように、本発明の密着型イメージセンサ−は
、遮光層が多層構造となっていることによって迷光が抑
制されてMTF特性が向上しており、遮光層と下部電極
との間の抵抗が低減された構造となっていることによっ
て感度が向上している。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明のセンサー列の一部を平面的に見
た説明図であり、第1図(b)は第1図(、)のA−A
’線に沿って切断した断面を示す説明図である。 1・・・基板      2・・・遮光層2′・・・良
導体遮光層  2#・・・透明絶縁層4・・・下部電極
    5・・・光電変換活性層6・・・電極間絶縁層
  7・・・透明電極8・・・上部電極    9・・
・透明保護層10・・・薄膜ガラス   11・・・採
光窓12・・・良導体遮光層2′と下部電極4とのコン
タクト部13・・・光       14・・・原稿1
5・・・耐摩耗層 特許出願人 株式会社リコー外2名 6−  鋪不め山宛 手続補正書 昭和63年2月4−日 昭和62年特許願第329226号 2、発明の名称 密着型イメージセンサ− 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 コー (外2名)代表者  浜
  1)  広 4、代理人 東京都千代田区麹町4丁目5番地(〒102)明細書第
9頁第3行の「同様に」を「同様の」と訂正する。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、光学的に透明な基板上に採光窓を有する遮光層及び
    下部電極と上部電極とで挟まれた光電変換活性層を備え
    ている密着型イメージセンサーにおいて、前記遮光層が
    多層構造となっており、その少なくとも一層が光透過率
    が1%以下の電気的良導体層であって、その一部が前記
    下部電極と電気的に短絡しており、前記短絡部以外は不
    良導体層が被覆されている多層構造となっていることを
    特徴とする密着型イメージセンサー。
JP62329226A 1987-12-25 1987-12-25 密着型イメージセンサー Pending JPH01171285A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62329226A JPH01171285A (ja) 1987-12-25 1987-12-25 密着型イメージセンサー

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JP62329226A JPH01171285A (ja) 1987-12-25 1987-12-25 密着型イメージセンサー

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JPH01171285A true JPH01171285A (ja) 1989-07-06

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ID=18219059

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JP62329226A Pending JPH01171285A (ja) 1987-12-25 1987-12-25 密着型イメージセンサー

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JP (1) JPH01171285A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02159763A (ja) * 1988-12-14 1990-06-19 Oki Electric Ind Co Ltd 受光素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02159763A (ja) * 1988-12-14 1990-06-19 Oki Electric Ind Co Ltd 受光素子

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