JPH022302B2 - - Google Patents
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- JPH022302B2 JPH022302B2 JP55042209A JP4220980A JPH022302B2 JP H022302 B2 JPH022302 B2 JP H022302B2 JP 55042209 A JP55042209 A JP 55042209A JP 4220980 A JP4220980 A JP 4220980A JP H022302 B2 JPH022302 B2 JP H022302B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
-
- 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
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
で出力する走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
Effect Transitor）を構成要素として包含するも
の（MOS type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
で出力する走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
Effect Transitor）を構成要素として包含するも
の（MOS type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。
而乍ら、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ウエーハー基板の大きさで限定されて
仕舞う。即ち、現時点に於いては、全領域に於け
る均一性を含めると精々数inch程度の大きさの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超え得るもの
ではない。
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ウエーハー基板の大きさで限定されて
仕舞う。即ち、現時点に於いては、全領域に於け
る均一性を含めると精々数inch程度の大きさの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超え得るもの
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装置の実質的な解
像度は約1.5本／mmに低下して仕舞う。この様に
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装置の実質的な解
像度は約1.5本／mmに低下して仕舞う。この様に
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要素に欠陥がない様
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要素に欠陥がない様
にして製造しなければならないが、斯かる製造技
術にも自と限度がある。
他方光電変換装置を複数配置して、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ようとする方式が
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ようとする方式が
提案されている。
而乍ら、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て仕舞い、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す
る部分に相当する部分が除かれて結像された不完
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。
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て仕舞い、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す
る部分に相当する部分が除かれて結像された不完
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、従来の光電変換部を具備した光電
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。
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。
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画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部を
具備した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画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部を
具備した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固体光電変換
装置を提供することにある。
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固体光電変換
装置を提供することにある。
本発明の更に別の目的は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；入力され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
供することにある。
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；入力され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
供することにある。
本願発明の固体光電変換装置は、
ダイオード構造を有する光電変換素子の複数
と： 各光電変換素子毎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： 各信号増幅手段毎に設けられ、各信号増幅手段
より出力される信号がクロストークするのを防止
する為のクロストーク防止手段の複数と： 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、 読み取りの際に各光電変換素子を逆バイアス
し、該信号蓄積手段に蓄積された電荷を放電させ
初期化する際に各光電変換素子を順バイアスする
制御信号を各ユニツトに於いて共通に伝送する制
御配線と、 が同一基板上に一体的に設けられていることを特
徴とする。
と： 各光電変換素子毎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： 各信号増幅手段毎に設けられ、各信号増幅手段
より出力される信号がクロストークするのを防止
する為のクロストーク防止手段の複数と： 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、 読み取りの際に各光電変換素子を逆バイアス
し、該信号蓄積手段に蓄積された電荷を放電させ
初期化する際に各光電変換素子を順バイアスする
制御信号を各ユニツトに於いて共通に伝送する制
御配線と、 が同一基板上に一体的に設けられていることを特
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）の光電変換素子S1-0〜S54-31は制御
線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には各光電変換素
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の選
択可能な増幅用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。
本例の走回路では電荷蓄積用コンデンサは回路的
にはむしろ、光電変換素子内部抵抗とともに低周
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本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に接続されている光電
換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上へは光電変換素子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）確実にす
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）の光電変換素子S1-0〜S54-31は制御
線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には各光電変換素
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の選
択可能な増幅用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。
本例の走回路では電荷蓄積用コンデンサは回路的
にはむしろ、光電変換素子内部抵抗とともに低周
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本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に接続されている光電
換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上へは光電変換素子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）確実にす
る為に設けられている。
さて引き続いて今度は第２の光電変換素子群
S1-0〜S2-31からの出力を選択する為にb2に電圧
を排他的に供給している間に、ダイオード構造を
持つた光電変換素子群S1-0〜S1-31は順にバイア
スになる様に制御線g1に電圧を供給する事によつ
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g1に供給しつづければ、各蓄積コンデン
サは各光電変換素子への入射量に応じた速度で電
荷の蓄積が始まる事になる。
S1-0〜S2-31からの出力を選択する為にb2に電圧
を排他的に供給している間に、ダイオード構造を
持つた光電変換素子群S1-0〜S1-31は順にバイア
スになる様に制御線g1に電圧を供給する事によつ
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g1に供給しつづければ、各蓄積コンデン
サは各光電変換素子への入射量に応じた速度で電
荷の蓄積が始まる事になる。
走査回路を第２の実施態様例を第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
達特性特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図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
達特性特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図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に掲げる。
こ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
に一部のみを掲載）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T1-0〜T54-31（一部のみ図示）を用い
ており、特に増幅用トランジスタA1-0〜A54-31、
放電用トランジスタ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に掲げる。
こ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
に一部のみを掲載）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T1-0〜T54-31（一部のみ図示）を用い
ており、特に増幅用トランジスタA1-0〜A54-31、
放電用トランジスタ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〜PA54-31へのゲートへのバイアス電源VG
から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揺する。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〜PA54-31へのゲートへのバイアス電源VG
から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揺する。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。
以上述べた走査回路では常に光電変換素子出力
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上に信号を送り出している。
一般にダイオード逆バイアスを用いた光電変化素
子の導電率は可成り低く、また本光電変換装置の
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電変換
素子の出力選択素子に増幅用を持たせており、上
記のマトリツクス配線を低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
めた事にある。
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上に信号を送り出している。
一般にダイオード逆バイアスを用いた光電変化素
子の導電率は可成り低く、また本光電変換装置の
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電変換
素子の出力選択素子に増幅用を持たせており、上
記のマトリツクス配線を低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
めた事にある。
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）SB1〜SB54（一部のみ図示）は、やはり同じ
基板上に薄膜技術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〜I54（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マトリツクス配線部５１
に導かれ最終的の出力用電極に導かれる。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て走査回路
I1〜I54に導かれる。本実施例で示されるハイブリ
ツド構造の光電変換素子も、以下の実施例で示さ
れるモノシリ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）SB1〜SB54（一部のみ図示）は、やはり同じ
基板上に薄膜技術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〜I54（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マトリツクス配線部５１
に導かれ最終的の出力用電極に導かれる。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て走査回路
I1〜I54に導かれる。本実施例で示されるハイブリ
ツド構造の光電変換素子も、以下の実施例で示さ
れるモノシリ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ａ，ｂ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断面図である。
基板上には光電変換部２３０１、電荷蓄積部２３
０２、選択可能な増幅部２３０３と図示されては
いないが紙面右側に位置するマトリツクス配線部
と信号入出力用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。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。
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断面図である。
基板上には光電変換部２３０１、電荷蓄積部２３
０２、選択可能な増幅部２３０３と図示されては
いないが紙面右側に位置するマトリツクス配線部
と信号入出力用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。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２３０１の個別電極２３１４は透明
基板２３００を通過してきた光が入射可能な様に
蒸着薄膜技術によつてインジウム錫酸化物
（ITO）等の透明導電性材料で蒸着法で形成され、
該電極２３１４の周辺に画素形状の均一化の為に
クロム（Cr）等で遮光用電極２３０７を蒸着技
術とフオト・エツチング技術とで画素毎に独立し
て作製されている。
基板２３００を通過してきた光が入射可能な様に
蒸着薄膜技術によつてインジウム錫酸化物
（ITO）等の透明導電性材料で蒸着法で形成され、
該電極２３１４の周辺に画素形状の均一化の為に
クロム（Cr）等で遮光用電極２３０７を蒸着技
術とフオト・エツチング技術とで画素毎に独立し
て作製されている。
更に前記個別電極２３１４上には、SiH4ガス、
H2ガス、及びB2H6ガスとの混合気体中でグロー
放電を発生せしめSiH4，B2H6の分解によつて堆
積するｐ型導電性を有するアモルフアス水素化シ
リコン（以後Ａ―Siと略記）層、更にSiH4ガス、
H2ガス混合気体中で上記グロー放電分解法を用
いて真性半導体特性をもつたＡ−Si層SiH4ガス、
H2ガス及びPH3ガス中で同様にグロー放電分解
法によつてｎ型導電性を有するＡ―Si層を順次連
続的に堆積する事によりPIN構造半導体２３１５
のホトダイオードを作成する。引き続いてAl等
の金属薄膜を蒸着後フオトエツチングにより画素
毎に分離した型でホトダイオード動作をする光電
変換素子の上部電極２３１６を形成し、該電極２
３１６に接続し、Al等の金属薄膜を用いて構成
される放電制御線２３０８（g1〜g54に対応する）
が設けられる。ｎ型Ａ―Si層と上部電極２３１６
との間には、これ等にオーム接触するn+層が設
けられる。
H2ガス、及びB2H6ガスとの混合気体中でグロー
放電を発生せしめSiH4，B2H6の分解によつて堆
積するｐ型導電性を有するアモルフアス水素化シ
リコン（以後Ａ―Siと略記）層、更にSiH4ガス、
H2ガス混合気体中で上記グロー放電分解法を用
いて真性半導体特性をもつたＡ−Si層SiH4ガス、
H2ガス及びPH3ガス中で同様にグロー放電分解
法によつてｎ型導電性を有するＡ―Si層を順次連
続的に堆積する事によりPIN構造半導体２３１５
のホトダイオードを作成する。引き続いてAl等
の金属薄膜を蒸着後フオトエツチングにより画素
毎に分離した型でホトダイオード動作をする光電
変換素子の上部電極２３１６を形成し、該電極２
３１６に接続し、Al等の金属薄膜を用いて構成
される放電制御線２３０８（g1〜g54に対応する）
が設けられる。ｎ型Ａ―Si層と上部電極２３１６
との間には、これ等にオーム接触するn+層が設
けられる。
尚上記の如くグロー放電分離法に於いてSiH4，
H2ガス中にSiH4，H2ガス中にB2H6もしくは
PH3ガスを適当濃度で混入させる事により広い範
囲でドーピング量を制御出来、ｐ型あるいはｎ型
導電性をもつたＡ―Si薄膜を作製する事が出来、
又Ａ―Si層は外気に触れる事なく連続的に各導電
型の層を堆積できる大きな特徴を有する。
H2ガス中にSiH4，H2ガス中にB2H6もしくは
PH3ガスを適当濃度で混入させる事により広い範
囲でドーピング量を制御出来、ｐ型あるいはｎ型
導電性をもつたＡ―Si薄膜を作製する事が出来、
又Ａ―Si層は外気に触れる事なく連続的に各導電
型の層を堆積できる大きな特徴を有する。
従つて以後の説明では各導電型のＡ―Si層の成
膜法は一々触れない。
膜法は一々触れない。
さて電荷蓄積部２３０２はスパツタリング法等
で形成されたSiO2又はSi3N4の蒸着薄膜をパター
ンエツチングして電極２３０７上に形成した絶縁
膜２３１８をはさんで接地電極２３０９を薄膜技
術で設ける事によつて作られたコンデンサで構成
される。
で形成されたSiO2又はSi3N4の蒸着薄膜をパター
ンエツチングして電極２３０７上に形成した絶縁
膜２３１８をはさんで接地電極２３０９を薄膜技
術で設ける事によつて作られたコンデンサで構成
される。
増幅用薄膜トランジスタ２３１２はMIS（金属
―絶縁物―半導体）を持つ。遮光用に作られた電
極２３０７は電荷蓄積部２３０２に蓄積された電
荷により発生する電位を該MIS構造トランジスタ
のゲートに供給する。トランジスタ２３１２の選
択用ドレイン電極部２３１１に於てはＡ―Si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+層が取り去られており、又
ドレイン電極２３１１の形成材料としてAu等の
金属を用いる事により、第１図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・ダイオードを形成している。ま
たソース側電極２３１３の下にはn+層２３１７
が残されておりオーム性接触を保つている。絶縁
層２３１９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２３１０と光
電変換部からの出力線である遮光電極２３０７と
の静電結合を小さくする目的で形成されている。
―絶縁物―半導体）を持つ。遮光用に作られた電
極２３０７は電荷蓄積部２３０２に蓄積された電
荷により発生する電位を該MIS構造トランジスタ
のゲートに供給する。トランジスタ２３１２の選
択用ドレイン電極部２３１１に於てはＡ―Si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+層が取り去られており、又
ドレイン電極２３１１の形成材料としてAu等の
金属を用いる事により、第１図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・ダイオードを形成している。ま
たソース側電極２３１３の下にはn+層２３１７
が残されておりオーム性接触を保つている。絶縁
層２３１９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２３１０と光
電変換部からの出力線である遮光電極２３０７と
の静電結合を小さくする目的で形成されている。
第８図ａ，ｂに示す例は第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。各部
の配置は第６図の例とほぼ同じである。異なる点
はは抵抗体２４００を設けた点であり、これは適
当なドーピング量のＡ―Si又は適当な金属の酸化
物、ホウ化物、窒化物等の材料を用いて構成する
ことが出来る。
用抵抗F1-0〜F54--31を挿入した例である。各部
の配置は第６図の例とほぼ同じである。異なる点
はは抵抗体２４００を設けた点であり、これは適
当なドーピング量のＡ―Si又は適当な金属の酸化
物、ホウ化物、窒化物等の材料を用いて構成する
ことが出来る。
第８図ａ，ｂに於いて、２４０１は光電変換
部、２４０２は電荷蓄積部、２４０３は増幅部で
ある。
部、２４０２は電荷蓄積部、２４０３は増幅部で
ある。
電流帰還素子としてのMISトランジスタを、又
信号分離用としてのMISトランジスタを薄膜技術
で作製した例を第９図ａ，ｂに示す。対応する走
査回路は第３図に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２５００のチヤンネル２５０３を遮光電極
２５０４と平行に配し、かつ分離用トランジスタ
２５０１、及び電流帰還用トランジスタ２５０２
とを独立に設置したことである。尚増幅用MISト
ランジスタ２５００が第６図ａ，ｂのそれと異な
る点はMISトランジスタ２５００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２５０
１のゲートは選択信号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
て使われる事を、図への補足説明としてつけ加え
ておく。
信号分離用としてのMISトランジスタを薄膜技術
で作製した例を第９図ａ，ｂに示す。対応する走
査回路は第３図に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２５００のチヤンネル２５０３を遮光電極
２５０４と平行に配し、かつ分離用トランジスタ
２５０１、及び電流帰還用トランジスタ２５０２
とを独立に設置したことである。尚増幅用MISト
ランジスタ２５００が第６図ａ，ｂのそれと異な
る点はMISトランジスタ２５００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２５０
１のゲートは選択信号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―Si2H
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て
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。
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て
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で、機能を持つ走査回路
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る雑音の影
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で、機能を持つ走査回路
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る雑音の影
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
XX′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XX′での
切断面図である。
実施態様例に係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
XX′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XX′での
切断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ダイオード構造を有する光電変換素子の複数
と： 各光電変換素子毎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： 各信号増幅手段毎に設けられ、各信号増幅手段
より出力される信号がクロストークするのを防止
する為のクロストーク防止手段の複数と： 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、 読み取りの際に各光電変換素子を逆バイアス
し、該信号蓄積手段に蓄積された電荷を放電させ
初期化する際に各光電変換素子を順バイアスする
制御信号を各ユニツトに於いて共通に伝送する制
御配線と、 が同一基板上に一体的に設けられていることを特
徴とする固体光電変換装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220980A JPS56138965A (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 |
|---|---|---|---|
| JP4220980A JPS56138965A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56138965A JPS56138965A (en) | 1981-10-29 |
| JPH022302B2 true JPH022302B2 (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=12629623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4220980A Granted JPS56138965A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Photoelectric converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56138965A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6182466A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-26 | Toshiba Corp | 光センサ |
| US4606115A (en) * | 1985-05-14 | 1986-08-19 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing optically sensitive semiconductor devices including anti-reflective coatings |
| 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 |
Citations (5)
| 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 |
| JPS54139342A (en) * | 1978-04-20 | 1979-10-29 | Canon Inc | Information processing unit |
-
1980
- 1980-03-31 JP JP4220980A patent/JPS56138965A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| 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 |
| JPS54139342A (en) * | 1978-04-20 | 1979-10-29 | Canon Inc | Information processing unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56138965A (en) | 1981-10-29 |
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