JPH02159763A - 受光素子 - 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） この発明は受光素子、特に完全密着型イメジセンサに用
いて好適な受光素子の構造に関する。

（従来の技術） 従来より、原稿等の情報媒体の光学的な読取りを行なう
ための種々の構造のイメージセンサか提案されており、
例えば密着型センサや完全密着型センサか提案されてい
る。密着型センサは原稿からの反射光を集光して受光部
に入射するためにロッドレンズアレイを必要とするが、
完全密着型イメージセンサは原稿を受光部に直接密着さ
せて走行させ読取りを行なうのでロッドレンズアレイを
不要とし従って小型化及び低価格化が図れるという利点
を有する。

第３図は従来の完全密着型イメージセンサの単位の受光
素子の構造を概略的（こ示す要部断面図である。

同図において受光素子８は基板１０上に第一電極１２及
び光電変換膜１４を順次に備え、そして光電変換膜１４
上に第一電極１２に対して対向配置される第電極１６と
この電極１６に電気的に接続された配線電極１８とを備
える。

光電変換膜１４ヲアモルファスシリコン層（ａＳｉ層）
とし、第二電極１６を配線電極１８を介してドライバエ
Ｃｆこワイヤポンドしでいる。

そして基板１０及び第二電極１６ヲ透明な材料てまた第
一電極１２を遮光性を有する材料で形成し、−第一電極
１２、光電変換膜１４及び第二電極１６に導光窓２０を
設ける。

このような構造では、基板１０をはさんで受光素子８と
は反対側に配置した発光素子２２からの出射光Ｌ１か基
板１０、導光窓２０ヲ順次（こ通過して原稿２４に達し
、そして原稿２４からの反射光［２か第電極１６を通過
して光電変換膜１４に入射されこの膜１４によって光電
変換される。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら上述した従来の受光素子では発光素子２２
からの光がこの素子２２から光電変換膜１４に直接に入
射するのを防止するプとめ、充分に巾広い第一電極１２
を形成しなければならす、従っで第電極１２と第二電極
１６及び配線電極１８とが対向する領域臼（オーバーラ
ツプ領域臼）か広くなる。

ところか光導電層１４をａ−３ｉとした場合、電極１２
及び電極１６．１８の門の短絡の原因となるピンホール
かないａ−３ｉ層を形成することは現在の技術では非常
に困難であり、これかため領域Ｒを広くするのに応しで
、短絡発生の確率か高まる。

短絡発生（こよってイメージセンサのビット欠陥を生じ
、従って短絡発生の確率が高まる結果イメジセンサの歩
留りを向上できない。

この発明の目的は、上述した従来の問題点を解決し、短
絡発生の確率を低減できる構造の受光素子を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の受光素子は、第
一電極及び光電変換膜を基板上に順次に設け光電変換膜
上に第二電極及び配線電極を設けて成る受光素子におい
て、基板と第一電極との間に基板側から順次に遮光層及
び絶縁層を設け、平面的にみたとき遮光層と第一電極の
少なくとも配線電極の側の部分とが重なり合うように、
遮光層及び第一電極を配置して成ることを特徴とする。

この発明の実施に当っては、第一電極の配線電極の側の
部分を画素領域内に配置するのか好適である。

（作用） この発明の受光素子によれば、基板と第一電極との間（
こ基板側から順次に遮光層及び絶縁層を設け、平面的に
みたとき遮光層と第一電極の少なくとも配線電極の側の
部分とが重なり合うように、遮光層及び第一電極を配置
する。

従って遮光層によって発光素子からの光か光電変換膜に
直接に入射するのを閉止するので、従来のように第一電
極によって発光素子からの光か光電変換膜に直接に入射
するのを阻止する場合よりも、第一電極の広さを狭くで
きる。

これかため第一電極と、第二電極及び又は配線電極とが
対向する領域においでこれら電極か光電変換膜のピンホ
ールを介して電気的に接触する確率を低減できる。

（実施例） 以下、この発明の実施例につき説明する。尚、図面はこ
れら発明か理解できる程度に概略的に示されているにす
ぎず、従って各構成成分の形状、寸法及び配設位置を図
示例に限定するものではない。この実施例ではこの発明
をイメージセンサに適用した例につき説明する。

第１図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明の実施例の構成を概
略的に示す図であり、図（Ａ）は図（Ｂ）におけるＩＡ
−ＩＡ線に沿って取った一単位の受光素子の構造を示す
断面図、また図（Ｂ）はイメージセンサ（こおける受光
素子を平面的にみたときの構造を階段状に切り欠いて示
す平面図である。

第１図にも示すようにこの実施例の受光素子３０は、第
一電極３２及び光電変換膜３４を基板３６上に順次に設
け光電変換膜３４上に第二電極３８及び配線電極４０ヲ
設け、さらに基板３６と第一電極３２との間に基板３６
側から順次に連光層４２及び絶縁層４４を設けた構造を
有する。しかも平面的にみたとき遮光層４２と第一電極
３２の少なくとも配線電極４０の側の部分とが重なり合
うように、遮光層４２及び第一電極３２を配置しでいる
。

以下、より詳細にこの実施例につき説明する。

この実施例では、基板３６及び第二電極３８を透明な材
料から成る基板及び電極とし、第一電極３２ヲ・遮光性
材料から成る電極とし、第一電極３２、光電変換膜３４
及び第二電極３８にそれぞれ導光窓４６ａ、４６ｂ、４
６ｃ　％設けている。ざら（こ第一電極３２及び第一電
極３８を対向配置し、配線電極４０を第二電極３８と電
気的に接続している。

この実施例の受光素子３０はこの素子３０を複数個列状
に並列配Ｈした構造の完全密着型イメージセンサを構成
するものであり、第一電極３２及び光電変換膜３４ヲ受
光素子３０の配列方向に延在する帯状の電極及び膜であ
って各受光素子３０（こ対して共通の電極及び膜とし、
ざらに第二電極３８及び配線電極４０を各受光素子３０
に対して個別に設けた電極としている。このイメージセ
ンサは、基板３６ヲはさみ受光素子３０とは反対１！！
Ｉｆこ光源例えば発光ダイオード４８をアレイ状に配列
しで成るダイオードアレイを備え、発光ダイオード４８
からの光を導光窓４６ａ、４６ｂ、４６ｃ　％介して図
示しない情報媒体に照射し、情報媒体で反射された光を
第二電極３８を透過させて光電変換膜３４（こ入射させ
る構造を有する。

発光ダイオード４８からの光りがダイオード４８から光
電変換膜３４に直接に入射するのを阻止するため、光り
を遮光層４２及び第一電極３２によって遮る。これら層
４２及び電極３２の重なり部分５０を、電極３２及び連
光層４２の間の間隙ｐ（第１図（△）参照）を介して光
りか光電変換膜３４（こ直接に入射しないように留意し
て形成する。

遮光層４２（こまって光［か光電変換膜に直接に入射す
るのを閉止するので、第一電極３２の広さを狭くてき、
特に第一電極３２の配線電極４０の側の部分を狭くする
ことによって平面的にみたとき第電極３２が配線電極４
０とほとんど重ならすほぼ第電極３８とのみ重なるよう
にてき従って第一電極３２の大きざを必要最小限度に縮
小して第一電極３２の配線電極４０側の部分と第二電極
３８とが平面的にみたときほぼ画素領域５２内において
のみ重なるようにすることも可能となる。

第一電極３２の大きさを従来よりも縮小できる結果、第
一電極３２と、第二電極３８及び又は配線電極４０とが
対向する領域においでこれら電極が光電変換膜３４のピ
ンホールを介して電気的に接触する（換言すれば短絡発
生）の確率を低減でき、これがため従来よりもヒツト欠
陥を減少させてイメジセンサの歩留りを向上できる。例
えば従来構造では歩留りか１０％程度であったのをこの
実施例によれば歩留りを６０％程度まで向上できる。

短絡発生の確率を低減するためには、平面的にみたとき
に第一電極３２の配線電極４０側の部分を画素領域５２
（例えば第１図（Ｂ）中にハツチングを付して示す領域
）内に配置するのが好ましくこれによって短絡発生の確
率を効果的に低減できる。

次に、この実施例の製造方法につき説明する。

第２図（Ａ）〜（Ｆ）はこの実施例の製造工程を段階的
に示す断面図であり、第１図（Ａ）に対応する断面を示
す。

まず基板３６として例えばガラスから成る透明な絶縁物
基板を用意し、この基板３６の一方の基板面に連光性材
料から成る層を堆積させ、然る竣この層をバターニング
して第２図（△）にも示すように遮光層４２を形成する
。例えば、遮光性材料として例えばクロム（Ｃｒ）或は
ニクロム（ＮｉＯｒ）を用い、この遮光性材料を真空蒸
着法或はスパッタ法によって１０００〜２０００人程度
の層厚とな皮表うに基板面上に堆積させる。

次１こ第２図（Ｂ）１こも示すよう１こ、第一電極３２
と連光層４２との間の絶縁のために、連光層４２上に絶
縁層４４を堆積させる。例えば、絶縁層４４としてＳｉ
ｎ、層或はＳｉＮ、層ｔ５００λ〜１ＬＩｍ程度の層厚
て形成する。

好ましくは絶縁層４４の層厚を絶縁層４４０表面４２ａ
がほぼ平坦となるように遮光層４２の層厚よりも充分に
厚くする。

絶縁層４４の形成の後、電極材料を堆積させて第電極層
を形成し、然る後第−電極層をパターングして第２図（
Ｃ）にも示すように導光窓４６ａを備える第一電極３２
ヲ形成する。この電極材料として例えばクロム或はニク
ロムを用いる。

第−電極３２の形成に当っては、発光ダイオード４８か
らの光しか直接に光電変換膜３４に入射するのを防止で
きるように重なり部分５０ヲ形成すると共に、平面的に
みて第一電極３２の配線電極４０の側の部分を画素領ｔ
ｉ５２内に配置するように第一電極３２を形成する。

例えば、絶縁層４４の層厚を５００λ〜１ｕｍ程度とし
た場合には、重なり部分５０の基板面に沿った方向にお
ける巾ｔを１ｕｍ〜］ｍｍ程度とすることによって光り
の光電変換膜３４への直接入射を閉止できる。

第一電極３２の形成ののち、第２図（Ｄ）にも示すよう
に第一電極３２上にアモルファスシリコン（以下、ａ−
３ｉと称す）を選択的に堆積させてａ−３ｉから成る半
導体層の光電変換膜３４を形成する。例えば、ＳｉＨ＋
を主成分とする原料ガスを用いたグロー放電法によって
膜厚０．５〜１゜５１」ｍ程度のａ−３ｉを堆積させて
光電変換膜３４を形成する。マスクを用いることによっ
てａ　−８ｊを選択的に堆積できる。

次に光電変換膜３４上に電極材料を堆積させて第電極層
を形成し、然る後第二電極層をバタングして第２図（Ｆ
）（こも示すように導光窓４６ｃを備える第二電極３８
を形成する。第二電極３８の電極材料として透明な導電
材料例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ
）　１８用いる。

次に第二電極３８上に電極材料を堆積させて第電極層を
形成し然る後第三電極層をバターニングして配線電極４
０を形成し、次いで光電変換膜３４ヲパターンニングし
で導光窓４６ｂ　’ｉ影形成、よって第２図（Ｆ）に示
すような構造の受光素子３０を得る。

配線電極４０の電極材料として例えばアルミニウムなど
のメタル（金属）材料を用いる。

この発明は上述した実施例（このみ限定されるものでは
なく、従って各構成成分の配設位置、形成材料、形状及
び構成任意好適（こ変更てきる。例えば、上述した実施
例では受光素子を列状に配列してイメージセンサを構成
した例につき説明したが、イメージセンサを構成するた
め（こ受光素子の配設位置を任意好適に変更して良い。

例えば受光素子を二次元的に配列してイメージセンサを
構成するようにしてもよい。また受光素子はイメージセ
ンサのみならす種々の光学素子を構成するために用いで
よく、従って各電極、光電変換膜、遮光層及びそのほか
の構成成分の形状、配設位置及び形成材料を任意好適に
変更できる。例えば画素領域は任意好適な形状及び大き
さに設定された一画素分の領域としてよく、従って画素
領域の大きさ及び形状を図示例のもの（こ限定するもの
ではない。

また上述した実施例ではこの発明の理解を深めるために
特定の材料、形成方法、製造工程順序及び特定の数値的
条件を挙げで説明したか、これら材料、形成方法、製造
工程順序及び条件は一例にすぎず、従ってこの発明の目
的の範囲内において任意好適（こ変更できる。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなようにこの発明の受光素子
によれば、基板と第一電極との間に基板側から順次に遮
光層及び絶縁層を設け、平面的にみたとき遮光層と第一
電極の少なくとも配線電極の側の部分とが重なり合うよ
うに、遮光層及び第電極を配置する。

従って連光層によって発光素子からの光が光電変換膜に
直接に入射するのを閉止するので、従来のように第一電
極によって発光素子からの光か光電変換膜に直接に入射
するのを閉止する場合よりも、第一電極の広さを狭くで
きる。

これかため第一電極と、第二電極及び又は配線電極とが
対向する領域においでこれら電極が光電変換膜のピンホ
ールを介して電気的に接触する確率を低減できる。

従ってこの発明をイメージセンサの受光素子の製造に適
用すれば、ビット欠陥の発生を確率的に低減してイメー
ジセンサの歩留り向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明の実施例の構成を概
略的に示す断面図及び平面図、第２図（△）〜（「）は
この発明の実施例の製造工程の説明に供する図、 第３図は従来の受光素子の構造を概略的に示す断面図で
ある。 ３０・・・受光素子、　　　３２・・・第一電極３４・
・・光電変換膜、　　３６・・・基板３８・・・第二電
極、　　　４０・・・配線電極４２・・・遮光層、　　
　　４４・・・絶縁層５０・・・重なり部分、　　５２
・・・画素領域。 特許出願人　　　沖電気工業株式会社 （■Ｌ 来

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一電極及び光電変換膜を基板上に順次に設け前
   記光電変換膜上に第二電極及び配線電極を設けて成る受
   光素子において、 前記基板と第一電極との間に基板側から順次に遮光層及
   び絶縁層を設け、 平面的にみたとき前記遮光層と前記第一電極の少なくと
   も配線電極の側の部分とが重なり合うように、前記遮光
   層及び第一電極を配置して成ることを特徴とする受光素
   子。
2. （２）前記第一電極の配線電極の側の部分を画素領域内
   に配置することを特徴とする請求項１に記載の受光素子
   。