JPH02106969A

JPH02106969A - 完全密着型イメージセンサ

Info

Publication number: JPH02106969A
Application number: JP63261023A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kasuya; 糟谷　行男
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1990-04-19

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】（産業上の利用分野〉本発明は、結像用のロッドレンズを使用せずに画像を原
寸大で読取る完全密着型イメージセンサに関するもので
ある。

（従来の技術）従来、このような分野の技術としては、日経メカニカル
（１９８６−１２−１＞日経マグロウヒル社「光路が短
い密着型イメージセンサＯＡ機器小型化の切り札にＪ　
Ｐ、７１−７８に記載されるものがあった。以下、その
構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の密着型イメージセンサの一構成例を示す
図である。

この密着型イメージセンサは、原稿１を照射するための
発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）アレイ２、結像
用のロッドレンズアレイ３、及び光／電気変換用の受光
素子４より構成されているる。そして、ＬＥＤアレイ２
からの出射光で原稿１を照射すると、その原稿１の画像
がロッドレンズアレイ３を通して受光素子４に結像され
、その受光素子４で電気信号に変換されて読み出される
。

この種の密着型イメージセンサでは、ロッドレンズアレ
イ３を用いて原稿１の画像を原寸大で読取るので、縮小
光学系を用いたイメージセンサと比べて、光路が大幅に
短くなり、複写機やファクシミリ等の画像読取装置を小
型化できる。

ところが、ロッドレンズアレイ３を用いているので、小
型、軽量化の点で充分満足できるものではなかった。そ
こで、ロッドレンズアレイ３を省略した完全密着型イメ
ージセンサが提案されている。

第３図は従来の完全密着型イメージセンサの一構成例を
示す図である。

この完全密着型イメージセンサは、ＬＥＤアレイ１０及
びセンサ本体２０より構成されている。

センサ本体２０は、ガラス基板２１を有し、そのガラス
基板２１の底面に、電極２２、アモルファスシリコン（
以下、ａ−８ｉという）からなる光電変換層２３、透明
電極２４、及び電極２５が積層状態に形成されている。

電極２２、光電変換層２３、透明電極２４及び電極２５
により、受光部が形成されている。光電変換層２３等の
中央には光通過用の窓２６が設けられ、さらにそれらの
光電変換層２３等が透明保護層２７で覆われている。

この透明保護層２７の下には、原稿２８が置かれる。そ
して、ＬＥＤアレイ１０により、ガラス基板２１、窓２
６及び透明保護層２７を通して原稿２８を照射すると、
その原稿２８の画像が透明保護層２７を通して光電変換
層２３で電気信号に変換される。

この完全密着型イメージセンサでは、ロッドレンズアレ
イを省略したので、小型、軽１化が図れる。また、ＬＥ
Ｄアレイ１０から原稿２８に光を照射する際に、等量の
光が光電変換層２３の全体に及ぶように、電極２２が窓
２６を除く箇所で遮光層を兼ねた構造にして光量損失を
低減すると共に、ロッドレンズアレイを省略してロッド
レンズアレイ内での光量損失を失くしなので、光電変換
層２３の出力も大きくなり、信号対雑音比（以下、Ｓ／
Ｎ比という）が向上する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、第３図の完全密着型イメージセンサでは
、次のような課題があった。

ｉ）　上記第３図の完全密着型イメージセンサでは、電
極２２の下に光電変換層２３が形成され、さらにその下
に各ドツトに対応する個別の電極２５が複数個形成され
ている。このようなセンサでは、その構造上、電極２２
が個別の電極２５の上となる必要がある。そのため、受
光部を形成する金属／半導体／金属から成る受光ダイオ
ードの半導体部、即ち光電変換層２３が、ショットキー
接合、Ｉ（Ｉ型半導体）Ｐ接合等に限定され、ＰＮ接合
、ＰＩＮ接合、ＮＩＮ接合等を用いることができない。

１１）　　上記第３図の構造では、製造の容易性等を考
慮して、一般に受光部には各ドツト間の半導体部である
光電変換層２３が連結された非分離のものが用いられる
。このため、一つのドツトが構成する光電変換層２３と
それに接続される電極２５等を一個の受光素子と見做し
た場合、受光部はドツト数に応じた複数個の受光素子を
有し、各受光素子の光電変換層２３はそれぞれ連結され
て非分離状となっている。ところが、このような構造で
は、受光素子間の横方向のリーク電流が発生しやく、優
れたＳ／Ｎ比を有する信頼性の高い完全密着型イメージ
センサを得ることが困難であった。

特に、光電変換層２３がショットキー接合等のものに比
べて、Ｎ型半導体を含む構成のもの、例えばＰＮ接合、
ＰＩＮ接合、ＮＩＮ接合等の接合形のものは、高いＳ／
Ｎ比等の特性が期待できるが、これらのものは横方向の
リーク電流が発生しやすいために、それらを用いること
が困難であった。

本発明は前記従来技術が持っていた課題として、受光ダ
イオードの構造が限定され、高精度な受光ダイオードを
形成する場合の自由度が制約される点、及び受光素子間
のリーク電流が発生しやすいために信頼性に欠ける点に
ついて解決した完全密着型イメージセンサを提供するも
のである。

（課題を解決するための手段）本発明は前記課題を解決するために被撮像物に光を照射
するための光源と、前記光源の出射光を透過する基板と
、前記基板からの光を前記被撮像物へ通過させる窓を有
し前記基板を覆う遮光用の共通電極と、前記共通電極の
上に形成され前記被撮像物からの反射光を電気信号に変
換する複数個の光電変換層と、前記光電変換層上に形成
された個別電極とを備えた完全密着型イメージセンサに
おいて、前記各光電変換層間を除去して電気的に分離し
、その分離された各光電変換層上に透光性の絶縁膜を被
着するようにしたものである。

（作用）本発明によれば、以上のように完全密着型イメージセン
サを構成したので、共通電極、光電変換層及び個別電極
により複数個の受光素子が構成され、その複数個の受光
素子は、各光電変換層間に開口部を形成して電気的に分
離しているため、各受光素子間における横方向のリーク
電流の発生を格段に低減する働きがある。これにより、
横方向のリーク電流の比較的発生し易い接合形の受光素
子を形成することも可能となる。また、個別に分離され
た光電変換層上に被着した絶縁膜は、各受光素子間にお
ける横方向のリーク電流の発生と、各受光素子における
縦方向のリーク電流の発生とを著しく低減する働きがあ
るので、Ｓ／Ｎ比の向上が図れる。従って、前記課題を
解決できるのである。

（実施例）第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の一実施例を示すもので
、同図（Ａ＞は完全密着型イメージセンサの概略の平面
図、及び同図（Ｂ）はそのＩ−Ｉ線断面図である。

この完全密着型イメージセンサは、ガラス板、樹脂板等
からなる透光性および絶縁性の基板３０を有し、その基
板３０上には、受光部４０が形成されている。受光部４
０は、光を電気信号に変換するためのもので、溝４１に
よりドツト毎に分離された複数個の受光素子４０−１〜
４０−３・・・で構成されている。各受光素子４０−１
〜４０−３・・・は、クロム等からなる遮光用の共通電
極４２、水素化アモルファスシリコン（ａ−８ｉ：Ｈ）
等からなる光電変換層４３、及び酸化インジウム錫（Ｉ
ＴＯ）等の透明導電膜からなる個別電極４４のサンドイ
ッチ構造で構成されている。

即ち、共通電極４２は、基板３０上に被着形成され、各
受光素子４０−１〜４０−３・・・の共通の電極となる
ものであり、その共通電極４２には、光透過用の窓４５
が形成されている。共通電極４２の上には、光電変換層
４３が形成されており、その光電変換層４３には、素子
分離用の溝４１及び光通過用の開口部４６が形成されて
いる。光電変換層４３の上には、各受光素子４０−１〜
４０３・・・の個別の電極となる個別電極４４が形成さ
れている。受光部４０の全面には、ポリイミド樹脂等か
らなる透光性の絶縁′ｆＩＡ４７が保護膜として被着さ
れている。基板３０の底面側には、ＬＥＤ等からなる光
源５０が配設されている。また、絶縁膜に接触して被撮
像物である原稿６０が移動可能に設けられている。

以上のような完全密着型イメージセンサの製造方法例を
説明する。

先ず、基板３０の全面に共通電極４２を被着した後、そ
の上に光電変換層４３をＰ（プラズマ）ＣＶＤ、ＥＣＲ
（エレクトロン・サイクロン・レゾナンス）−ＣＶＤ、
光ＣＶＤ、蒸着、スパッタ等で堆積させる。スパッタ等
の装置で光電変換層４３上に、例えば酸化インジウム錫
を被着し、その酸化インジウム錫にエツチングを施して
個別電極４４を形成する。光電変換層４３及び共通電極
４２にエツチングを施して、共通電極４２に窓４５を形
成すると共に、光電変換Ｊ’ｉ４３に講４１及び開口部
４６を形成する。その後、受光部４０の全面に絶縁膜４
７を被着すれば、その製造工程が完了する。

次に、動作を説明する。

共通電極３１と個別電極３３との間に電圧を印加した状
態で、第１図（２）の矢印で示すように、光源５０の出
射光を基板３０、窓３４、絶縁膜３５を通して、絶縁膜
３５に接触する原稿６０に照射する。原稿６０の画像は
、絶縁膜３５を通して光電変換層３２で電気信号に変換
され、読み出される。その後、絶縁膜３５に接触させな
がら原稿６０を移動させると、次の読出し動作が実行さ
れる。

本実施例では、次のような利点を有する。

（ａ）　　光電変換層４３の構造がショットキー接合形
やＩＰ接合形のものは、ＰＮ接合形、ＰＩＮ接合形及び
ＮＩＮ接合形等のものに比べて、受光素子４０−１〜４
０−３・・・間の横方向のリーク電流が少ないが若干存
在する。本実施例では、講４１を形成して各受光素子４
０−１〜４０−３・・・をそれぞれ分離したことにより
、横方向のリーク電流を格段に低減することができる。

（ｂ）　　各受光素子４０−１〜４０−３・・・が、従
来のように非分離型のものでは、横方向リーク電流の発
生しにくいショットキー接合形やＩＰ接合形等の構造の
光電変換層４３しか用いることができなかった。本実施
例では、上記（ａ）のように、横方向のリーク電流を格
段に低減できるため、ＰＮ接合形、ＰＩＮ接合形、及び
ＮＩＮ接合形等の構造のものを用いることも可能となり
、高精度な受光部４０を形成する場合の自由度が広がる
。

（Ｃ）　　絶縁膜４７を受光部４０の全面に形成したこ
とにより、講４１の領域で露出状態となる共通電極４′
２上に発生する受光素子４０−１〜４〇−３・・・間の
横方向のリーク電流と、各受光素子４０−１〜４０−３
・・・の光電変換層４３　（Ｆ１ｊＪ面ニ発生する縦方
向のリーク電流を著しく低減することが可能となる。

（ｄ）　　上記（ａ）及び（Ｃ）の利点により、受光部
４０内のリーク電流を著しく低減することができるため
、Ｓ／Ｎ比の大幅な向上が期待できる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。

■　受光素子４０−１〜４０−３・・・は、図示の材料
に限定されず、例えばＰＮ接合を用いたフォトダイオー
ド等を形成する材料で構成することも可能である。

■　共通電極４２及び個別電極４４は、光電変換層４３
の配置状態や形状等の変更に応じて、種々の配置や形状
に変形できる。

■　上記実施例のように、光源５０を基板３０に近接し
た位置に配設するのではなく、基板３０に取付けて一体
化した構成にしてもよい。

■　原稿６０を移動させて順次読出し動作を行う代わり
に、原稿６０を固定してセンサ本体を移動させるように
してもよい。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、各光電変
換層間を除去して電気的に分離することにより、光電変
換層等が構成する複数個の受光素子をそれぞれ分離する
と共に、その受光素子の上に絶縁膜を被着するようにし
たので、受光素子の接合形を任意に設定できるようにな
り、高精度な受光素子を形成する場合の自由度か向上す
る。また、各受光素子によって構成される受光部内のリ
ーク電流が格段に低減されるので、Ｓ／Ｎ比を極めて高
くすることが可能となり、信頼性に優れた完全密着型イ
メージセンサの製造が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例を示すもので、
同図（Ａ＞は完全密着型イメージセンサの概略の平面図
、及び同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図、第２
図は従来の密着型イメージセンサの構成図、第３図は従
来の完全密着型イメージセンサの構成図である。３０・・・・・・基板、４０・・・・・・受光部、４１
・・・・・・溝、４２・・・・・・共通電極、４３・・
・・・・光電変換層、４４・・・・・・個別電極、４５
・・・・・・窓、４６・・・・・・開口部、５０・・・
・・・光源、６０・・・・・・原稿（被撮像物）。

Claims

【特許請求の範囲】被撮像物に光を照射するための光源と、前記光源の出射
光を透過する基板と、前記基板からの光を前記被撮像物
へ通過させる窓を有し前記基板を覆う遮光用の共通電極
と、前記共通電極の上に形成され前記被撮像物からの反
射光を電気信号に変換する複数個の光電変換層と、前記
光電変換層上に形成された個別電極とを備えた完全密着
型イメージセンサにおいて、前記各光電変換層間を除去して電気的に分離し、その分
離された各光電変換層上に透光性の絶縁膜を被着したこ
とを特徴とする完全密着型イメージセンサ。