JPH02110969A - 光電変換素子 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、イメージスキャナ、ディジタルコピア、ファ
クシミリ等の画像読み取り装置に適した光電変換素子に
関するしのである。

〈従来の技術〉 従来、ファクシミリ、イメージスキャナ等の画像読み取
り装置には、ＣＣＤセンサ、ＭＯＳセンサ等のＩＣセン
サ上に縮小光学系を通して原稿像を投影して読み取る縮
小結像型イメージセンサが用いられてきた。しかし、縮
小光学系では光路長が数１０ｃｍ必要なため、装置の小
型化が困難である。そこで、近年、原稿幅と同じ幅のセ
ンサを用いて、光路長を大幅に短縮した密着型イメージ
センサが用いられるようになってきた。

原稿幅と同じ幅の密着型イメージセンサを製作するため
に、ＣｄＳ、ａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコ
ン）等の材料が用いられている。特にａ−Ｓｉ：Ｈはｐ
Ｓｎ制御が可能なため、多くの研究がなされている。ａ
−８ｉ：Ｈフォトダイオードには大きく分けて、ｐｉｎ
接合型とＩＴＯ（錫添加酸化インジウム）／ｐｉまたは
ｉ／メタルショットキー接合型がある。このうち、メタ
ルショットキー接合型は１層の暗抵抗が非常に高いため
（〜１０９ΩＣａ１１）、画素分離を行わずａ−３ｉ：
Ｈをストライプ状に形成するだけで良い。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このメタルショットキー接合型フ十トダ
イ才一ドアレイで中間Ｂ読み取りを行う場合には、画素
間のａ−Ｓｉ：＋Ｉにも光が当たって抵抗が低くなり（
〜１０ａΩｃｍ）、画素間のクロストークが起こる。そ
こで従来は、上記のメリットを生かすため、第８，９図
に示すように画素Ｐと画素Ｐの間に、光を遮る遮光膜（
２０＋）を設けて画素分離に必要な高抵抗を保持してき
た。しかし、従来の遮光膜（２０＋）は、光を遮るとい
う目的のため、ａ　−Ｓ　ｉ：Ｈ（２０３’ｊ全全体覆
って画素Ｐに対応する箇所に開口窓を設けていた。微細
加工の必要上から遮光膜（２０１）は金属となるので、
この方法では、遮光膜（２０１）と個別電極（２０２）
との間に容量をもち、電圧読み出し法の場合等は不利で
ある。また、上部電極（遮光膜（２０１）、Ｉ　Ｔｏ（
２０４））と個別電極（２０２）との間に特別に絶縁膜
を設けないかぎり、端面におけろａＳｉ：１１表面を伝
わる表面リークが問題となる。

そこで、本発明の目的は、遮光膜と個別電極との間の容
量を少なくし、かつ、表面リークを少なくすることにあ
る。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明は、遮光膜と個別電極
が直接対向しないようにしたことを特徴としている。よ
り詳しくは、本発明は、ストライプ状に形成されたａ−
Ｓｉ：Ｈを複数の個別電極と共通電極で挟み、光の入射
側で画素分離を行なう遮光膜を設け、個別電極と個別電
極との間を覆い、かつ、上記個別電極と対向しないよう
に配置したことを特徴としている。

〈作用〉 第１．２図は、本発明の概念図である。個別電極（１０
３）と個別電極（１，０３）の間を覆うように遮光膜（
Ｉ　Ｏ＋）が設けられており、かつ、個別電極（＋０３
）と遮光膜（＋０１）は対向しないようになっている。

この構造により、問題となる遮光膜（Ｉ　ＯＩ）と個別
型！（１０３）間の容量や表面リークを避けることが可
能となる。また、個別電極が両側に出ている場合は、第
３図のような構造とすることにより同様の効果を得るこ
とができる。第１．２．３図では、個別電極（＋　０３
）、（３０２）が下部になっているが、共通電極（１０
２）、（３０３）および遮光膜（１０１）が下部となっ
てもよい。

〈実施例〉 本発明の実施例について述へる。第１．２図に示す光電
変換素子は、ＩＴＯ／１−ａ−５ｉ：［（／Ｃｒノヨッ
トキー型〕（−トダイオードを用いている。

遮光膜（＋　０１）にはＡＩを用いた。画素Ｉ〕のサイ
ズは１００μｍＸ１００μｍ、画素ピッチは１２５ｐｍ
、　ａ−８ｉ：Ｉ（（ｌ　Ｏ４）の幅は２００μｍであ
る。

この光電変換素子の作成は、まず、基板（＋０５）上に
Ｃｒを蒸着し、パターニングして、個別電極（１０３）
を形成した後、第５図の条件てａ−Ｓｉ：１−１をプラ
ズマＣＶＤ法により１μｍ形成した。次に、共通電極（
＋０２）となるＩＴＯ，ｍ歯状の遮光膜（Ｉ　Ｏｌ）と
なるＡＩを蒸着してから、それぞれパターニングを行っ
た後、ａ　−Ｓ　ｉ：Ｈ（１０４）のパターニングを行
って光電変換素子を作成した（サンプルｌ）。先にａ−
Ｓｉ：１１をパターニングを行うと、個別電極の上に直
接ＩＴＯ，ＡＩを蒸着することになるので、パターニン
グの欠陥等により、個別電極と共通電極がショートする
可能性がある。サンプル１と同様の作成条件で、第８，
９図に示す従来の遮光膜を用いたサンプルも作成した（
サンプル２）。また、遮光膜を設けなかったサンプルも
作成した（サンプル３）。第６図は、それぞれのサンプ
ルの暗電流と、光電流（５０１ｕｘ）である。この第６
図から分かるように、サンプル２は表面リークのため他
の２つより暗電流が高くなっている。次に、第４図に示
すような回路を用いて画素間の抵抗を測定した。その結
果を第７図に示す。抵抗は隣接画素間に一定の電圧を印
加した時の電流として表している。クロストークは、サ
ンプル１．サンプル２に比べて、サンプル３の値が非常
に大きくなっていることが分かる。また、サンプルｌと
サンプル２の値がほとんど変わらないことから、本発明
の遮光膜が充分な特性を持っていることが分かる。また
、画素の容量も第７図に示しである。画素の容量は、サ
ンプル１とサンプル３では殆ど変わらないが、サンプル
２では池に比べてやや大きくなっている。以上のデータ
から、本発明の光電変換素子は画素のクロストークを抑
えると共に画素の容量が増大することも防いでいること
が分かる。

上記遮光膜（１０１）の櫛歯状の部分の幅は、本実施例
では２５μｍとしたが、あまり幅を狭くするとやはり隣
接間で電流が流れるので、一定の幅量上必要である。幅
（ｗ）の目安として、Ｗ≧ｄｘＬｘｃｙｄＸＶ／（Ｉｐ
ｈＸδ）ｄ：ａ−Ｓｉｌｌの膜厚 Ｌ：ａ−Ｓｉ：Ｈの幅 σｄ　：　ａ　−Ｓ　ｉ：Ｉ−１の暗伝導率Ｖ　；隣接
画素間の電位差 Ｉｐｈ：光電流 δ　：光電流に対する誤差 ｄ＝　Ｉ　μｍ５Ｌ＝２００　μｍ、ａｄ＝　Ｉ　ｘ　
ｌ　Ｏ−’（９０ｍ）−１、Ｖ−５ｖ、　Ｉｐｈ＝３０
０ｐＡ、δ−５％、とした場合には、Ｗは約７μｍ以上
となるので、最低これだけの幅は必要である。

第３図は他の実施例を示し、この実施例は個別電極（３
０２）を千鳥状に両側に出し遮光膜（３０１）を個別電
極（３０２）に対向しないようにジクザク状にした点の
みが、第１．２図に示す実施例と異なる。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の光電変換素子は、画素間のクロ
ストークを防ぐと共に、画素の容量を低く抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光電変換素子の概念図、第
２図は第１図の■−ｎ線断面図、第３図は本発明の他の
実施例の概念図、第４図はセンサの等価回路図、第５図
は本発明の実施例の光電変換素子の作成条件を示す図、
第６図、第７図は本発明の実施例と比較例の特性を示す
図、第８図は従来の光電変換素子の概念図、第９図は第
８図のＩＸ　−ＩＸ線断面図である。 ８１．２０１，３０１・・・遮光膜、 ０２．２０４，３０３・・・ＩＴｏ。 ０３．２０２，３０２・・・個別電極、０４．２０３，
３０４−ａ−Ｓｉ：Ｈ。 ０５．２０５・・・基板。 第３図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７閃 シセ（ ０Ｉｕｘ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ストライプ状に形成されたａ−Ｓｉ：Ｈを複数の
   個別電極と共通電極で挟み、光の入射側に画素分離を行
   なう遮光膜を設けた光電変換素子において、 上記遮光膜は個別電極と個別電極との間を覆い、かつ、
   上記個別電極と対向しないように配置されていることを
   特徴とする光電変換素子。