JPH022301B2 - - Google Patents
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- JPH022301B2 JPH022301B2 JP55042208A JP4220880A JPH022301B2 JP H022301 B2 JPH022301 B2 JP H022301B2 JP 55042208 A JP55042208 A JP 55042208A JP 4220880 A JP4220880 A JP 4220880A JP H022301 B2 JPH022301 B2 JP H022301B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光情報信号を光電変換して電気信号と
して出力する光電変換装置に関するものであり、
特にフアクシミリ、デジタル複写機レーザ記録装
置等の文字及び画像入力装置等に適した固体光電
変換装置に関する。
して出力する光電変換装置に関するものであり、
特にフアクシミリ、デジタル複写機レーザ記録装
置等の文字及び画像入力装置等に適した固体光電
変換装置に関する。
従来の光電変換装置は光電変換機能を有する光
電変換要素（画素）群と、該光電変換要素群から
出力される電気信号を順次時系列に配列された形
で取り出す操作機能をもつ回路とを包含するもの
で、フオトダイオードとMOS・FET（Field
Fffect Transistor）を構成要素として包含する
もの（MOStypeと略記する）、或いはCCD
（Charge Coupled Device）やBBD（Backet
Brigade Device）、即ち所謂CTD（Charge
Transter Device）を構成要素として包含するも
の（CTD typeと略記する）等々各種の方式があ
る。
電変換要素（画素）群と、該光電変換要素群から
出力される電気信号を順次時系列に配列された形
で取り出す操作機能をもつ回路とを包含するもの
で、フオトダイオードとMOS・FET（Field
Fffect Transistor）を構成要素として包含する
もの（MOStypeと略記する）、或いはCCD
（Charge Coupled Device）やBBD（Backet
Brigade Device）、即ち所謂CTD（Charge
Transter Device）を構成要素として包含するも
の（CTD typeと略記する）等々各種の方式があ
る。
しかしながら、これ等MOS typeにしろ、
CTD typeにしろSi単結晶（Ｃ―Siと略記する）
ウエーハー基板を使用する為に、光電変換部の受
光面の面積は、Ｃ―Siウエーハー基板に於いて
は、全領域に於ける均一性も含めると精々数inch
程度大きさのＣ―Siウエーハー基板が製造され得
るに過ぎない為に、この様なＣ―Siウエーハー基
板を使用するMOS type、或いはCTD typeをそ
の構成要素とする光電変換装置に於いては、その
受光面は、先のＣ―Siウエーハー基板の大きさを
越え得るものではない。
CTD typeにしろSi単結晶（Ｃ―Siと略記する）
ウエーハー基板を使用する為に、光電変換部の受
光面の面積は、Ｃ―Siウエーハー基板に於いて
は、全領域に於ける均一性も含めると精々数inch
程度大きさのＣ―Siウエーハー基板が製造され得
るに過ぎない為に、この様なＣ―Siウエーハー基
板を使用するMOS type、或いはCTD typeをそ
の構成要素とする光電変換装置に於いては、その
受光面は、先のＣ―Siウエーハー基板の大きさを
越え得るものではない。
従つて、受光面がこの様な限られた小面積であ
る光電変換部を有する光電変換装置では、例えば
デジタル複写機の光情報入力装置として適用する
場合、縮小倍率の大きい光学系を複写しようとす
る原稿と受光面との間に介在させ、該光学系を介
して原稿の光学像を受光面に結像させる必要があ
る。
る光電変換部を有する光電変換装置では、例えば
デジタル複写機の光情報入力装置として適用する
場合、縮小倍率の大きい光学系を複写しようとす
る原稿と受光面との間に介在させ、該光学系を介
して原稿の光学像を受光面に結像させる必要があ
る。
この様な場合、以下に述べる様に解像度を高め
る上で技術的な限度がある。
る上で技術的な限度がある。
即ち、光電変換部の解像度が例えば10本／mm、
受光面の長手方向の長さが３cmであるとし、A4
サイズの原稿を複写しようとする場合、受光面に
結像される原稿の光学像は約１／69に縮小され、
A4原稿に対する前記光電変換部の実質的な解像
度は約1.5本／mmに低下して仕舞う。この様な実
質的な解像度は、複写しようとする原稿のサイズ
が大きくなるに従つて、（受光面のサイズ）／
（原稿のサイズ）の割合で低下する。
受光面の長手方向の長さが３cmであるとし、A4
サイズの原稿を複写しようとする場合、受光面に
結像される原稿の光学像は約１／69に縮小され、
A4原稿に対する前記光電変換部の実質的な解像
度は約1.5本／mmに低下して仕舞う。この様な実
質的な解像度は、複写しようとする原稿のサイズ
が大きくなるに従つて、（受光面のサイズ）／
（原稿のサイズ）の割合で低下する。
従つて、この点を解決するには、この様な方式
に於いては、光電変換部の解像度を高める製造技
術が要求されるが、先の様な限られた小面積の基
板を使用して要求される解像度を得るには、集積
密度を極めて高くし、且つ構成素子に欠陥がない
様にして製造しなければならないが、斯かる製造
技術にも自づと限度がある。
に於いては、光電変換部の解像度を高める製造技
術が要求されるが、先の様な限られた小面積の基
板を使用して要求される解像度を得るには、集積
密度を極めて高くし、且つ構成素子に欠陥がない
様にして製造しなければならないが、斯かる製造
技術にも自づと限度がある。
他方光電変換装置を複写配置して、全受光面の
長手方向の長さが複写し得る最大サイズの原稿の
主走査方向の長さと、１：１になる様にし、結像
される原稿の光学像を光電変換装置の数に分割し
て実質的な解像度の低下を避け様とする方式が提
案されている。
長手方向の長さが複写し得る最大サイズの原稿の
主走査方向の長さと、１：１になる様にし、結像
される原稿の光学像を光電変換装置の数に分割し
て実質的な解像度の低下を避け様とする方式が提
案されている。
しかしながら、斯かる方式に於いても、次に述
べる様な不都合さがある。即ち、光電変換装置を
複数配置すると必然的に各光電変換装置間に受光
面の存在しない境界領域が生じ、全体的に見る場
合、受光面は連続的でなくなつ仕舞い、原稿の結
像される光学像は分断され、且つ境界領域に相当
する部分は、光電変換装置の受光面に入力され
ず、複写されて来る画像は線状に白抜けした或い
は線状に白抜ける部分に相当する部分が除かれて
結合された不完全なものとなる。又、複数の受光
面に分割されて結像された光学像は、各受光面に
於いて各々光学的反転像となつている為、全体像
は、原稿像の光学的反転像とは、異つている。従
つて、受光面に結像された光学像をそのまま再生
したのでは元の原稿像を再現することは出来な
い。
べる様な不都合さがある。即ち、光電変換装置を
複数配置すると必然的に各光電変換装置間に受光
面の存在しない境界領域が生じ、全体的に見る場
合、受光面は連続的でなくなつ仕舞い、原稿の結
像される光学像は分断され、且つ境界領域に相当
する部分は、光電変換装置の受光面に入力され
ず、複写されて来る画像は線状に白抜けした或い
は線状に白抜ける部分に相当する部分が除かれて
結合された不完全なものとなる。又、複数の受光
面に分割されて結像された光学像は、各受光面に
於いて各々光学的反転像となつている為、全体像
は、原稿像の光学的反転像とは、異つている。従
つて、受光面に結像された光学像をそのまま再生
したのでは元の原稿像を再現することは出来な
い。
このように、従来の光電変換装置に於いては、
その受光面が小さい為に高解像度で情報を再現す
るのは極めて困難であつた。
その受光面が小さい為に高解像度で情報を再現す
るのは極めて困難であつた。
従つて、長尺化された受光面を有し、且つ解像
性に優れた光電変換部を有する光電変換装置が望
まれている。殊にフアクシミリやデジタル複写機
の光情報入力装置、或いはその他の、原稿に書か
れた文字や像を読取る解像読取装置に適用するも
のとしては、再生される原稿のサイズに相等しい
受光面を有し、再生像に要求される解像度を低下
させず、原稿を忠実に再生させ得る光電変換装置
が不可欠である。
性に優れた光電変換部を有する光電変換装置が望
まれている。殊にフアクシミリやデジタル複写機
の光情報入力装置、或いはその他の、原稿に書か
れた文字や像を読取る解像読取装置に適用するも
のとしては、再生される原稿のサイズに相等しい
受光面を有し、再生像に要求される解像度を低下
させず、原稿を忠実に再生させ得る光電変換装置
が不可欠である。
本発明は、上記の諸点に鑑み成されたものであ
つて、その目的とするところは、長尺化された受
光面を有し且つ高解像度化、高感度化された光電
変換部を具備し、極めて軽量化された光電変換装
置を提供することにある。
つて、その目的とするところは、長尺化された受
光面を有し且つ高解像度化、高感度化された光電
変換部を具備し、極めて軽量化された光電変換装
置を提供することにある。
本発明の目的はｎ個の光電変換要素が一列アレ
ー状とされ、該光電変換要素がｎ個に共通な電極
と、ｎ個の光電変換要素毎に独立して設けられた
ｎ個の電極と、前記共通電極と前記独立電極との
間に光電変換層とを有する一次元長尺光電変換
部、入力さた光信号に応答して前記ｎ個の光電変
換要素から出力される電気信号を並列に入力し、
直列に出力する走査回路部及びマトリツクス配線
部、とを包含する固体光電変換装置を提供するこ
とである。
ー状とされ、該光電変換要素がｎ個に共通な電極
と、ｎ個の光電変換要素毎に独立して設けられた
ｎ個の電極と、前記共通電極と前記独立電極との
間に光電変換層とを有する一次元長尺光電変換
部、入力さた光信号に応答して前記ｎ個の光電変
換要素から出力される電気信号を並列に入力し、
直列に出力する走査回路部及びマトリツクス配線
部、とを包含する固体光電変換装置を提供するこ
とである。
本願発明の固体光電変換装置は、
共通電極と：
該共通電極に一端が電気的に接続され、非晶質
シリコン薄膜で光電変換部が構成されている光電
変換素子の複数と： 各光電変換素子毎に電気的に並列接続された放
電用ダイオードの複数と： 各光電変換素子の別の一端にそれぞれ個別に電
気的に接続され、該光電変換素子への入射光量に
応じて該光電変換素子より出力される信号を蓄積
する為の信号蓄積手段の複数と： 各信号蓄積手段毎に電気的に接続され、該信号
蓄積手段に蓄積されている信号に応じて増幅され
た信号を出力する信号増幅手段の複数と： 各信号増幅手段毎に設けられ、対応する信号増
幅手段による信号の伝達特性を各信号増幅手段相
互間で規格化する為の規格化手段の複数と： を具備する光電変換信号出力ユニツトの複数と、 前記複数の信号増幅手段を各ユニツト毎に排他
的に選択するユニツト選択信号を伝送するユニツ
ト駆動配線と、 各ユニツトに於ける同位の信号増幅手段の出力
信号を伝送する共通化された信号出力配線と、 が同一基板上に一体的に設けられ、 各ユニツトに於いて該信号蓄積手段に蓄積され
た信号電荷を該共通電極を介して各放電用ダイオ
ードを順バイアスことにより初期化することを特
徴とする。
シリコン薄膜で光電変換部が構成されている光電
変換素子の複数と： 各光電変換素子毎に電気的に並列接続された放
電用ダイオードの複数と： 各光電変換素子の別の一端にそれぞれ個別に電
気的に接続され、該光電変換素子への入射光量に
応じて該光電変換素子より出力される信号を蓄積
する為の信号蓄積手段の複数と： 各信号蓄積手段毎に電気的に接続され、該信号
蓄積手段に蓄積されている信号に応じて増幅され
た信号を出力する信号増幅手段の複数と： 各信号増幅手段毎に設けられ、対応する信号増
幅手段による信号の伝達特性を各信号増幅手段相
互間で規格化する為の規格化手段の複数と： を具備する光電変換信号出力ユニツトの複数と、 前記複数の信号増幅手段を各ユニツト毎に排他
的に選択するユニツト選択信号を伝送するユニツ
ト駆動配線と、 各ユニツトに於ける同位の信号増幅手段の出力
信号を伝送する共通化された信号出力配線と、 が同一基板上に一体的に設けられ、 各ユニツトに於いて該信号蓄積手段に蓄積され
た信号電荷を該共通電極を介して各放電用ダイオ
ードを順バイアスことにより初期化することを特
徴とする。
以下本発明に於ける走査回路の説明を行なう。
第１図に本発明に於ける第１の実施態様例の走査
回路を掲げる。A4短手方向に約８画素／mmの密
度での画像読み取りを実現する為に必要な1728
（＝54×32）の光導電素子S1-0〜S54-31は外部バ
イアス電源として図示されているg1〜g54により
給電されている。従つて電荷蓄積用のコンデンサ
C1-0〜C54-31には各光導電素子への入射光量に応
じた速度で電荷が蓄積されていく。結果的に前記
コンデンサC1-0〜C54-31を選択する増幅用MOS
トランジスタA1-0〜A54-31のゲートへの接続点電
位は、一定の電荷蓄積時間に対して入射光量に対
応した値を持つ事になる。本走回路では電荷蓄積
用コンデンサは回路的にはむしろ光電素子ととも
に低周波濾波回路としての効果が期待されている
増幅用MOSトランジスタの32個毎に共通なドレ
イン側配線、例えばブロツク駆動線b1に排他的に
電圧を供給すれば、前記接続点の電位に応じて増
幅用MOS（又はMIS）トランジスタA1-0〜A1-31
はバイアスされている事に成り、各増幅用MOS
（又はMIS）トランジスタは個々のトランジスタ
に接続されている光導電素子への入射光量に対応
したチヤンネル抵抗を持つ事になる。従つて自動
的に個別データ線D0〜D31上へは光導電素子S1-0
〜S1-31への入射光量に対応した信号電流が出力
される事になる。上述の動作を確保する為には個
別データ線D0〜D31は電流増幅器等のインピーダ
ンス入力回路へ接続すべきは自明の事である。こ
こで電流分離用ダイオードR1-0〜R54-31は個別デ
ータ線D0〜D31に接続された増幅用MOS（又は
MIS）トランジスタ間の信号電流の分離を（特に
非選択時に）確保にする為に設けられている。
第１図に本発明に於ける第１の実施態様例の走査
回路を掲げる。A4短手方向に約８画素／mmの密
度での画像読み取りを実現する為に必要な1728
（＝54×32）の光導電素子S1-0〜S54-31は外部バ
イアス電源として図示されているg1〜g54により
給電されている。従つて電荷蓄積用のコンデンサ
C1-0〜C54-31には各光導電素子への入射光量に応
じた速度で電荷が蓄積されていく。結果的に前記
コンデンサC1-0〜C54-31を選択する増幅用MOS
トランジスタA1-0〜A54-31のゲートへの接続点電
位は、一定の電荷蓄積時間に対して入射光量に対
応した値を持つ事になる。本走回路では電荷蓄積
用コンデンサは回路的にはむしろ光電素子ととも
に低周波濾波回路としての効果が期待されている
増幅用MOSトランジスタの32個毎に共通なドレ
イン側配線、例えばブロツク駆動線b1に排他的に
電圧を供給すれば、前記接続点の電位に応じて増
幅用MOS（又はMIS）トランジスタA1-0〜A1-31
はバイアスされている事に成り、各増幅用MOS
（又はMIS）トランジスタは個々のトランジスタ
に接続されている光導電素子への入射光量に対応
したチヤンネル抵抗を持つ事になる。従つて自動
的に個別データ線D0〜D31上へは光導電素子S1-0
〜S1-31への入射光量に対応した信号電流が出力
される事になる。上述の動作を確保する為には個
別データ線D0〜D31は電流増幅器等のインピーダ
ンス入力回路へ接続すべきは自明の事である。こ
こで電流分離用ダイオードR1-0〜R54-31は個別デ
ータ線D0〜D31に接続された増幅用MOS（又は
MIS）トランジスタ間の信号電流の分離を（特に
非選択時に）確保にする為に設けられている。
さて引き続いて今度は第２の光導電素子（S2-0
〜S2-31）群からの出力を選択する為にブロツク
駆動線b2（不図示）に電圧を排他的に供給してい
る間に、放電用素子であるダイオードh1-0〜
h54-31の第１の光導電素子（S1-0〜S1-31）群に属
する群が共通に結ばれた放電制御線にg1にダイオ
ードが順バイアスになる様に電圧を供給すること
によつて電荷蓄積用コンデンサC1-0〜C1-31に蓄
積された電荷が該ダイオードを通して放電される
事になる。放電完了後ダイオードを逆バイアスす
る様な電圧を供給すれば各蓄積コンデンサは各光
導電素子への入射光量に応じた速度で電荷の蓄積
が始まる事になる。
〜S2-31）群からの出力を選択する為にブロツク
駆動線b2（不図示）に電圧を排他的に供給してい
る間に、放電用素子であるダイオードh1-0〜
h54-31の第１の光導電素子（S1-0〜S1-31）群に属
する群が共通に結ばれた放電制御線にg1にダイオ
ードが順バイアスになる様に電圧を供給すること
によつて電荷蓄積用コンデンサC1-0〜C1-31に蓄
積された電荷が該ダイオードを通して放電される
事になる。放電完了後ダイオードを逆バイアスす
る様な電圧を供給すれば各蓄積コンデンサは各光
導電素子への入射光量に応じた速度で電荷の蓄積
が始まる事になる。
第２の実施態様例の走査回路を第２図に掲げ
る。第１図に示した第１の例は入射光量の読み出
し精度を多く要求しない場合、もしくは増幅用と
して使用するトランジスタが同一ロツト製品で伝
達特性にスレツシヨルド電圧の分布が小さい場合
等には十分な効果が期待でき回路も簡単である。
しかしながら、特に高い精度で光量情報を読み取
る場合等には前記伝達特性の分布が問題に成る場
合がある。第２図に示した例は上記の問題を解決
する為に増幅用トランジスタA1-0〜A54-31のソー
ス回路に抵抗を挿入し、電流帰還によつて複合し
た伝達特性の均一化を実現した例である。回路動
作の説明は増幅用トランジスタの動作に電流帰還
を利用した負帰還を作用させる事が理解されれば
第１の走査回路の説明から明らかである。
る。第１図に示した第１の例は入射光量の読み出
し精度を多く要求しない場合、もしくは増幅用と
して使用するトランジスタが同一ロツト製品で伝
達特性にスレツシヨルド電圧の分布が小さい場合
等には十分な効果が期待でき回路も簡単である。
しかしながら、特に高い精度で光量情報を読み取
る場合等には前記伝達特性の分布が問題に成る場
合がある。第２図に示した例は上記の問題を解決
する為に増幅用トランジスタA1-0〜A54-31のソー
ス回路に抵抗を挿入し、電流帰還によつて複合し
た伝達特性の均一化を実現した例である。回路動
作の説明は増幅用トランジスタの動作に電流帰還
を利用した負帰還を作用させる事が理解されれば
第１の走査回路の説明から明らかである。
本発明に於ける第３の実施態様例の走査回路例
を第３図ａに、その変形例を第３図ｂに夫々掲げ
る。これ等の例では前記の電流帰還を実現する素
子として抵抗の代わりに非線形動作素子P1-0〜
P54-31（図に一部のみを掲採）を用い、また増幅
用トランジスタA1-0〜A54-31（一部のみ図示）の
ドレイン側共通線からの分離手段としてMOS（又
はMIS）トランジスタR1-0〜R54-31（１部のみ図
示）を用いており、特に増幅用トランジスタ
A1-0〜A54-31、放電用ダイオードQ1-0〜Q54-31
（一部のみ図示）及び分離用トランジスタT1-0〜
T54-31（一部のみ図示）とを同一テクノロジーで
製作される素子で構成する事により容易に集積化
出来るという大きな効果が生まれる。
を第３図ａに、その変形例を第３図ｂに夫々掲げ
る。これ等の例では前記の電流帰還を実現する素
子として抵抗の代わりに非線形動作素子P1-0〜
P54-31（図に一部のみを掲採）を用い、また増幅
用トランジスタA1-0〜A54-31（一部のみ図示）の
ドレイン側共通線からの分離手段としてMOS（又
はMIS）トランジスタR1-0〜R54-31（１部のみ図
示）を用いており、特に増幅用トランジスタ
A1-0〜A54-31、放電用ダイオードQ1-0〜Q54-31
（一部のみ図示）及び分離用トランジスタT1-0〜
T54-31（一部のみ図示）とを同一テクノロジーで
製作される素子で構成する事により容易に集積化
出来るという大きな効果が生まれる。
更に第３図ａの場合には電流帰還用トランジス
タP1-0〜A54-31への共通ゲートへ与えるバイアス
電源VGよりの給電電圧を変える事により複合し
た伝達特性をプログラム出来る特徴を有する。
種々の共通ゲートバイアス値に対する伝達特性の
変化を第４図に示す。
タP1-0〜A54-31への共通ゲートへ与えるバイアス
電源VGよりの給電電圧を変える事により複合し
た伝達特性をプログラム出来る特徴を有する。
種々の共通ゲートバイアス値に対する伝達特性の
変化を第４図に示す。
以上の第１〜第３の実施態様例で述べた走査回
路では常に光導電素子の出力を増幅（上記例では
電流に変換増幅している）してマトリツクス配線
部に信号を送り出している。一般に光導電素子の
導電率は可成り低く、また本発明の光電変換装置
の主なる用途であるデイジタル複写機、フアクシ
ミリ等で要求される長尺化された画像読み取り装
置への応用に於いては、広いマトリツクス配線部
を要求され微弱な電気信号を長い配線を通して処
理する事になり良好なSN比を期待出来ぬ場合が
多い。本発明の大きな特徴の一つは上例の様に光
導電素子の出力を選択する素子に増幅用作用を持
たせており、上記のマトリツクス布線を低いイン
ピーダンスで駆動出来る事になり雑音等の悪影響
を大きく低減せしめた事になる。
路では常に光導電素子の出力を増幅（上記例では
電流に変換増幅している）してマトリツクス配線
部に信号を送り出している。一般に光導電素子の
導電率は可成り低く、また本発明の光電変換装置
の主なる用途であるデイジタル複写機、フアクシ
ミリ等で要求される長尺化された画像読み取り装
置への応用に於いては、広いマトリツクス配線部
を要求され微弱な電気信号を長い配線を通して処
理する事になり良好なSN比を期待出来ぬ場合が
多い。本発明の大きな特徴の一つは上例の様に光
導電素子の出力を選択する素子に増幅用作用を持
たせており、上記のマトリツクス布線を低いイン
ピーダンスで駆動出来る事になり雑音等の悪影響
を大きく低減せしめた事になる。
第５図に本発明の光電変換装置の素子構成の模
式的説明図を示す。ガラス等の透明な基板５０上
に一列に作られた光導電素子群（素子構造は後述
する）SB1〜SB54（一部のみ図示）は、やはり同
じ基板上に薄膜技術で形成された電極配線、及び
コンデンサ群CB1〜CB54（一部のみ図示）を通し
て集積化された走査回路I1〜I52（一部のみ図示）
にワイヤ・ボンデイングに依つて接続されてい
る、また、走査回路I1〜I54からの出力線もやはり
ワイヤー・ボンデイングによつて基板上に蒸着技
術で形成された電極に接続されてマトリツクス配
線部５１に導びかれ最終的の出力用電極に導びか
れる。駆動線b1〜b54等外部制御線もやはり基板
上の蒸着薄膜技術によつて形成した電極配線を通
した走査回路I1〜I54に導びかれる。本実施例で示
されるハイブリツド構造の光導電素子も以下の実
施例で示されるモノリシツク構造に於ける光導電
素子と同一構造を有すのでその際に詳細に説明さ
れる。
式的説明図を示す。ガラス等の透明な基板５０上
に一列に作られた光導電素子群（素子構造は後述
する）SB1〜SB54（一部のみ図示）は、やはり同
じ基板上に薄膜技術で形成された電極配線、及び
コンデンサ群CB1〜CB54（一部のみ図示）を通し
て集積化された走査回路I1〜I52（一部のみ図示）
にワイヤ・ボンデイングに依つて接続されてい
る、また、走査回路I1〜I54からの出力線もやはり
ワイヤー・ボンデイングによつて基板上に蒸着技
術で形成された電極に接続されてマトリツクス配
線部５１に導びかれ最終的の出力用電極に導びか
れる。駆動線b1〜b54等外部制御線もやはり基板
上の蒸着薄膜技術によつて形成した電極配線を通
した走査回路I1〜I54に導びかれる。本実施例で示
されるハイブリツド構造の光導電素子も以下の実
施例で示されるモノリシツク構造に於ける光導電
素子と同一構造を有すのでその際に詳細に説明さ
れる。
第６図に示す実施態様例は第１図に示された走
査回路を全て薄膜技術によつて一枚の基板上に実
現した本発明の光電変換装置の例である。第６図
ａは平面図、第６図ｂは第６図ａに示されるＸ―
X′で示される位置での切断面図である。基板１
５００上には光電変換部１５０１、電荷蓄積部１
５０２、選択可能な増幅部１５０３、及び放電部
１５０４と不図示ではあるが紙面右側に位置する
マトリツクス配線部と信号入出力電極及び電源供
給電極が作製されている。マトリツクス配線部の
概略図は第７図で示される一般的なものである。
第７図に於いて７０〜７４等のスルーホール接続
部を７５は光導電部及び走査回路部分に対応す
る。
査回路を全て薄膜技術によつて一枚の基板上に実
現した本発明の光電変換装置の例である。第６図
ａは平面図、第６図ｂは第６図ａに示されるＸ―
X′で示される位置での切断面図である。基板１
５００上には光電変換部１５０１、電荷蓄積部１
５０２、選択可能な増幅部１５０３、及び放電部
１５０４と不図示ではあるが紙面右側に位置する
マトリツクス配線部と信号入出力電極及び電源供
給電極が作製されている。マトリツクス配線部の
概略図は第７図で示される一般的なものである。
第７図に於いて７０〜７４等のスルーホール接続
部を７５は光導電部及び走査回路部分に対応す
る。
光電変換部は個別電極１５０５として透明基板
１５０５を通過してきた光が入射可能な様にイン
ジウム錫酸化物（ITO）等の透明導電性材料を蒸
着法で形成し、該個別電極１５０５に周辺に画素
形状の均一の為にクロム（Cr）等での遮光用電
極１５０７を蒸着法とフオトエロチングの技術を
用いて画素毎独立して作成している。更に前記個
別電極１５０５上にはSiH4ガス、H2ガス混合ガ
ス中でグロー放電を発生せしめSiH4の分解によ
つて堆積するアモルフアス水素化シリコン（以後
Ａ―Si：Ｈと略記）の光導電性薄膜を形成し、フ
オトエツチングにより画素毎のＡ―Si：Ｈ光導電
膜１５０６を作製する。引き続いて共通対抗電極
１５０８がAl等の金属材料を用いて蒸着、エツ
チングプロセス技術によつて形成される。
１５０５を通過してきた光が入射可能な様にイン
ジウム錫酸化物（ITO）等の透明導電性材料を蒸
着法で形成し、該個別電極１５０５に周辺に画素
形状の均一の為にクロム（Cr）等での遮光用電
極１５０７を蒸着法とフオトエロチングの技術を
用いて画素毎独立して作成している。更に前記個
別電極１５０５上にはSiH4ガス、H2ガス混合ガ
ス中でグロー放電を発生せしめSiH4の分解によ
つて堆積するアモルフアス水素化シリコン（以後
Ａ―Si：Ｈと略記）の光導電性薄膜を形成し、フ
オトエツチングにより画素毎のＡ―Si：Ｈ光導電
膜１５０６を作製する。引き続いて共通対抗電極
１５０８がAl等の金属材料を用いて蒸着、エツ
チングプロセス技術によつて形成される。
尚上記グロー放電分離法による推積膜形成プロ
セスに於てSiH4／H2ガス中に適当な濃度のPH3
ガスもしくはB2ガスを混入させる事で広い範囲
でドーピング量を制御されたｎ型電特性、及びＰ
型導電特性をもつたＡ―Si：Ｈ薄膜を作製する
事、及び外気に触れる事なく連続的に各導電型の
層を推積できる。例えば上記Ａ―Si：Ｈ光導電膜
はその上面部及び下面部をＰ原子を高濃度にドー
プしたn+層で形成することにより電極金属との
抵抗性接触を確保している。
セスに於てSiH4／H2ガス中に適当な濃度のPH3
ガスもしくはB2ガスを混入させる事で広い範囲
でドーピング量を制御されたｎ型電特性、及びＰ
型導電特性をもつたＡ―Si：Ｈ薄膜を作製する
事、及び外気に触れる事なく連続的に各導電型の
層を推積できる。例えば上記Ａ―Si：Ｈ光導電膜
はその上面部及び下面部をＰ原子を高濃度にドー
プしたn+層で形成することにより電極金属との
抵抗性接触を確保している。
従つて以後では各導電型のＡ―Si：Ｈ層の成膜
法は一々触れない。
法は一々触れない。
電荷蓄積部１５０２はスパツタリング法等で形
成されたSiO2はSi3N4の蒸着薄膜をパターン・エ
ツチングして電極１５０７上に形成された絶縁膜
１５１８をはさんで接地電極１５０９を薄膜配線
する事によつて作られたコンデンサで構成され
る。
成されたSiO2はSi3N4の蒸着薄膜をパターン・エ
ツチングして電極１５０７上に形成された絶縁膜
１５１８をはさんで接地電極１５０９を薄膜配線
する事によつて作られたコンデンサで構成され
る。
増幅部１５０３を構成する増幅用薄膜トランジ
スタ１５１２はMIS（金属―絶縁物―半導体）構
造を持つ。遮光用に作られた電極１５０７は電荷
蓄積部１５０２に蓄積されや電荷により発生する
電位を該MIS構造トランジスタ１５１２のゲート
に供給する。トランジスタ１５１２の選択用ドレ
イン電極部１５１１に於てはＡ―Si：Ｈ薄膜のエ
ツチング速度がドープしたＰ原子濃度に依存する
事を利用してn+層を取り去つてある。ドレイン
電極１５１０を形成する材料としてAu等の金属
を用てる事により、第１０図に於いてR1-0〜
R54-31で示される分離ダイオードとしての機能を
持つシヨツトキーバリヤ・ダイヤオードを形成し
ている。またソース側電極１５１３と光導体膜１
５１４との間にはn+層１５１５が残されており
オーム性接触を保つている。絶縁層１５１９はや
はりSi3N4，SiO2スパツタ膜等の絶縁材料で作製
され、特に選択電極１５１０と光電変換部からの
出力線である遮光電極１５０７との静電結合を小
さくする目的で形成されている。
スタ１５１２はMIS（金属―絶縁物―半導体）構
造を持つ。遮光用に作られた電極１５０７は電荷
蓄積部１５０２に蓄積されや電荷により発生する
電位を該MIS構造トランジスタ１５１２のゲート
に供給する。トランジスタ１５１２の選択用ドレ
イン電極部１５１１に於てはＡ―Si：Ｈ薄膜のエ
ツチング速度がドープしたＰ原子濃度に依存する
事を利用してn+層を取り去つてある。ドレイン
電極１５１０を形成する材料としてAu等の金属
を用てる事により、第１０図に於いてR1-0〜
R54-31で示される分離ダイオードとしての機能を
持つシヨツトキーバリヤ・ダイヤオードを形成し
ている。またソース側電極１５１３と光導体膜１
５１４との間にはn+層１５１５が残されており
オーム性接触を保つている。絶縁層１５１９はや
はりSi3N4，SiO2スパツタ膜等の絶縁材料で作製
され、特に選択電極１５１０と光電変換部からの
出力線である遮光電極１５０７との静電結合を小
さくする目的で形成されている。
放電部１５０４を構成するダイオードはシヨツ
トキーバリヤを用いたものでは共通対抵抗電極で
あつて放電制御電極を兼ねる１５０８とはn+層
１５１６を介してオーム性接触または遮光用電極
１５０７とはシヨツトキー接触を行つており遮光
電極１５０７側をアノードとしたシヨツトキーダ
イオードが作製されている。
トキーバリヤを用いたものでは共通対抵抗電極で
あつて放電制御電極を兼ねる１５０８とはn+層
１５１６を介してオーム性接触または遮光用電極
１５０７とはシヨツトキー接触を行つており遮光
電極１５０７側をアノードとしたシヨツトキーダ
イオードが作製されている。
第８図ａ，ｂに示す光電変換装置は第２図に示
す電流帰還用抵抗F1-0〜F54-31を挿入した例であ
る。第８図ｂは平面図、第８図ａのＸ―X′に於
ける切断面図である。部材配置は第６図とほぼ同
じであり異なる点は抵抗体１６００を設けた点で
あり、これは適当なドーピング量の（非結晶シリ
コンＡ―Si）を用いてもよいし、適当な金属の酸
化物、ホウ化物、窒化物等を用いて構成されても
よい。図に於いて、１６０１は光電変換部、１６
０２は電荷蓄積部、１６０３は増幅部、１６０４
は放電部である。
す電流帰還用抵抗F1-0〜F54-31を挿入した例であ
る。第８図ｂは平面図、第８図ａのＸ―X′に於
ける切断面図である。部材配置は第６図とほぼ同
じであり異なる点は抵抗体１６００を設けた点で
あり、これは適当なドーピング量の（非結晶シリ
コンＡ―Si）を用いてもよいし、適当な金属の酸
化物、ホウ化物、窒化物等を用いて構成されても
よい。図に於いて、１６０１は光電変換部、１６
０２は電荷蓄積部、１６０３は増幅部、１６０４
は放電部である。
電流帰還素子としてMISトランジスタを、又分
離用素子として、やはりMISトランジスタを薄膜
で作製した例を第９図ａ，ｂに示す。第９図ｂは
平面図、第９図ａのＸ―X′での切断面である。
対応する走査回路は第３図ａで既に動作について
は説明した。本実施例に於いては第６図に示した
部材配置と異なる点は選択可能な増幅素子として
のMISトランジスタ１７００のチヤンネル１７０
３を遮光電極１７０２と平行に配し、かつ分離用
トランジスタ１７０４及び電流帰還用トランジス
タ１７０５とを独立に設置した点とである。
離用素子として、やはりMISトランジスタを薄膜
で作製した例を第９図ａ，ｂに示す。第９図ｂは
平面図、第９図ａのＸ―X′での切断面である。
対応する走査回路は第３図ａで既に動作について
は説明した。本実施例に於いては第６図に示した
部材配置と異なる点は選択可能な増幅素子として
のMISトランジスタ１７００のチヤンネル１７０
３を遮光電極１７０２と平行に配し、かつ分離用
トランジスタ１７０４及び電流帰還用トランジス
タ１７０５とを独立に設置した点とである。
尚増幅用MISトランジスタ１７００と第６図
ａ，ｂのMISトランジスタ１５１２とが異なる点
はMISトランジスタ１７００のドレインが電極金
属と抵抗性接触を保つように設計されていること
である。また分離用MISトランジスタ１７０４の
ゲートは選択信号線biの入力線と共用して更にド
レイン側はトランジスタ電源線VDと共用して使
われている事を図への補足説明としてつけ加えて
おく。
ａ，ｂのMISトランジスタ１５１２とが異なる点
はMISトランジスタ１７００のドレインが電極金
属と抵抗性接触を保つように設計されていること
である。また分離用MISトランジスタ１７０４の
ゲートは選択信号線biの入力線と共用して更にド
レイン側はトランジスタ電源線VDと共用して使
われている事を図への補足説明としてつけ加えて
おく。
以上本発明の実施態様例としてはＡ―Si：Ｈ系
光導電素子と結晶シリコン集積回路及びマトリツ
クス配線とを単一基板上に組み上げたハイブリツ
ド方式、及び前記光導電素子、走査回路をＡ―Si
薄膜で形成したモノリシツク方式の例を掲げ、又
説明したが本発明はこれ等の実施態様に限定され
るものではない。
光導電素子と結晶シリコン集積回路及びマトリツ
クス配線とを単一基板上に組み上げたハイブリツ
ド方式、及び前記光導電素子、走査回路をＡ―Si
薄膜で形成したモノリシツク方式の例を掲げ、又
説明したが本発明はこれ等の実施態様に限定され
るものではない。
以上実施例で示した如く本発明では従来多数の
光情報を走査し出力する光電変換装置に於て、長
尺化が精度良く実現可能を持つ走査回路を構成す
る事によつてインピーダンスの高い光導電素子を
広く配置した場合に問題となぬ雑音の影響を大き
く低減した光電変換装置を作成する事を可能なら
しめる。
光情報を走査し出力する光電変換装置に於て、長
尺化が精度良く実現可能を持つ走査回路を構成す
る事によつてインピーダンスの高い光導電素子を
広く配置した場合に問題となぬ雑音の影響を大き
く低減した光電変換装置を作成する事を可能なら
しめる。
第１図乃至第３図ａ，ｂは各々、本発明の各実
施態様例に係わる走査回路を説明する為の走査回
路図、第４図は本発明に於ける共通ゲートバイヤ
ス値に対する伝達特性の変化を示す図、第５図及
び第６図ａ，ｂは各々本発明の他の実施態様例を
説明する為の説明図で、第６図ｂは第６図ａのＸ
―X′での切断面図、第７図は、本発明に於ける
マトリツクス配線部を説明する為の説明図、第８
図ａ，ｂ及び第９図ａ，ｂは各々、他の本発明の
実施態様例を説明する為の説明図で、第８図ｂは
第８図ａの、第９図ｂは第９図ａの夫々Ｘ―
X′での切断面図である。
施態様例に係わる走査回路を説明する為の走査回
路図、第４図は本発明に於ける共通ゲートバイヤ
ス値に対する伝達特性の変化を示す図、第５図及
び第６図ａ，ｂは各々本発明の他の実施態様例を
説明する為の説明図で、第６図ｂは第６図ａのＸ
―X′での切断面図、第７図は、本発明に於ける
マトリツクス配線部を説明する為の説明図、第８
図ａ，ｂ及び第９図ａ，ｂは各々、他の本発明の
実施態様例を説明する為の説明図で、第８図ｂは
第８図ａの、第９図ｂは第９図ａの夫々Ｘ―
X′での切断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 共通電極と： 該共通電極に一端が電気的に接続され、非晶質
シリコン薄膜で光電変換部が構成されている光電
変換素子の複数と： 各光電変換素子毎に電気的に並列接続された放
電用ダイオードの複数と： 各光電変換素子の別の一端にそれぞれ個別に電
気的に接続され、該光電変換素子への入射光量に
応じて該光電変換素子より出力される信号を蓄積
する為の信号蓄積手段の複数と： 各信号蓄積手段毎に電気的に接続され、該信号
蓄積手段に蓄積されている信号に応じて増幅され
た信号を出力する信号増幅手段の複数と： 各信号増幅手段毎に設けられ、対応する信号増
幅手段による信号の伝達特性を各信号増幅手段相
互間で規格化する為の規格化手段の複数と： を具備する光電変換信号出力ユニツトの複数と、 前記複数の信号増幅手段を各ユニツト毎に排他
的に選択するユニツト選択信号を伝送するユニツ
ト駆動配線と、 各ユニツトに於ける同位の信号増幅手段の出力
信号を伝送する共通化された信号出力配線と、 が同一基板上に一体的に設けられ、 各ユニツトに於いて該信号蓄積手段に蓄積され
た信号電荷を該共通電極を介して各放電用ダイオ
ードを順バイアスことにより初期化することを特
徴とする固体光電変換装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220880A JPS56138964A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
| US06/247,752 US4390791A (en) | 1980-03-31 | 1981-03-26 | Solid-state photoelectric transducer |
| DE19813112908 DE3112908A1 (de) | 1980-03-31 | 1981-03-31 | "photoelektrischer wandler auf festkoerperbasis" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220880A JPS56138964A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56138964A JPS56138964A (en) | 1981-10-29 |
| JPH022301B2 true JPH022301B2 (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=12629593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4220880A Granted JPS56138964A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56138964A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885564A (ja) * | 1981-11-17 | 1983-05-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イメ−ジセンサ |
| US4606115A (en) * | 1985-05-14 | 1986-08-19 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing optically sensitive semiconductor devices including anti-reflective coatings |
| US5366921A (en) * | 1987-11-13 | 1994-11-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for fabricating an electronic circuit apparatus |
| JPH0372770A (ja) * | 1990-07-17 | 1991-03-27 | Seiko Epson Corp | 読み取り装置 |
| JP5207583B2 (ja) | 2005-07-25 | 2013-06-12 | キヤノン株式会社 | 放射線検出装置および放射線検出システム |
| US8956261B2 (en) | 2010-02-22 | 2015-02-17 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Revolving apparatus for construction machine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132223A (ja) * | 1974-09-13 | 1976-03-18 | Hitachi Ltd | |
| JPS5271945A (en) * | 1975-12-12 | 1977-06-15 | Hitachi Ltd | Photoelectric converter |
| JPS5366115A (en) * | 1976-11-26 | 1978-06-13 | Hitachi Ltd | Solid image pickup equipment |
| JPS5469396A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Functional element array |
| JPS5427790B2 (ja) * | 1975-08-05 | 1979-09-12 | ||
| JPS54139342A (en) * | 1978-04-20 | 1979-10-29 | Canon Inc | Information processing unit |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5427790U (ja) * | 1977-07-28 | 1979-02-23 |
-
1980
- 1980-03-31 JP JP4220880A patent/JPS56138964A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5132223A (ja) * | 1974-09-13 | 1976-03-18 | Hitachi Ltd | |
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| JPS54139342A (en) * | 1978-04-20 | 1979-10-29 | Canon Inc | Information processing unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56138964A (en) | 1981-10-29 |
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