JPH03272177A

JPH03272177A - イメージセンサ

Info

Publication number: JPH03272177A
Application number: JP2072532A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Miyaguchi; 耀一郎宮口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1990-03-22
Publication date: 1991-12-03

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】〔技術分野〕本発明は、ファクシミリ等に使用できるイメージセンサ
に関する。

〔従来技術〕

従来、透明基板側から受光するタイプのイメージセンサ
においては、第１図にみられるように遮光膜は光電変換
素子膜と平行な面として形成されていた（例えば、特開
昭６１−２４２７４号、特開昭５８−２０１３５７号参
照）。ところが、このようにデバイスのはｆ全面という
広範囲にわたって形成された薄膜は、ピンホール、ステ
ップカバー不良、あるいはパターンエツチングミスによ
るショート、ダストに基因する上下貫通による部分ショ
ート等のトラブル発性原因となったり、結局は歩留りを
悪くしている。また、横方法に対する遮光能力がないた
め迷光の入射を許す原因の１つともなっている。さらに
、従来型イメージセンサにおいては、光センサ部と容量
部を平面的に連続して形成する必要があるため、イメー
ジセンサ全体の面積がどうしてもある限度以上に小さく
することができなかった。

〔目　的〕

そこで、本発明の目的は、遮光膜の大面積化を回避し、
遮光部および／または容量部として有効に機能するイメ
ージセンサを提供する点にある。

１− 〔構　威〕本発明は、透明基板と、該基板上に形成された不透明な
遮光層と、該遮光層に設けられた採光窓と、該採光窓の
近傍に設けられた光電変換素子よりなるイメージセンサ
において、該光電変換素子の周囲部に相当する基板上に
溝を形成し、該遮光層は導電性であって、該溝内の表面
までをも被覆していることを特徴とするものである。

前記構成を採ることにより、溝内に遮光膜を形成しある
いは遮光材料で埋めこむことにより遮光膜または遮光材
料は２つの大きな役割を果す。

第１は、光電変換素子の周囲に設けられた溝内の遮光層
により、横方向からくる迷光および隣接する光電変換素
子交互の光のクロストークを防止することである。

第２は、遮光層を導電性材料、たとえば金属で形成する
ことにより、第５図にみられるように溝内の表面を覆っ
た遮光層は、遮光層−１１Ａ縁層−上部電極の形でセン
サ容量部として機能することである。

センサ容量部として要求される容量は読取速度にもよる
が、Ａ４版の長尺センサで、１０　　ｍｍ５ｅｃ／１ｉ
ｎｅのとき６　　ＰＦ５　　＋ｎｍ５ｅｃ／１ｉｎｅの
とき３　　ＰＦ２．５ｎｗｎｓｅｃ／１ｉｎｅのとき１
．５ＰＦの容量があれば充分と考えられている。

そこで、この容量を出すためには、第１図の従来型の平
面でのみ容量部を形成する場合には、絶縁膜の厚さ、誘
電率を適合させても、光センサ長１００μｍに対して容
量部の平面に占める必要な長さ（α）は１０　　ｍｍ５ｅｃ／１ｉｎｅのとき６００　μｍ５　
　ｍｎ５ｅｃ／１ｉｎｅのとき３００　μｍ２、５　ｓ
＋　ｓｅｅ／　１ｉｎｅのとき２００　μｍであった。

これに対して、本発明の構成を採用すると、溝巾１０〜
２０μｍ、深さ１０〜５０μｍの溝により充分対応でき
る。いいかえれば、光センサ長１００μｍ３− に対して、本発明は、溝部の存在によりここで可成り容
量をかせぐことが可能となるため、平面部のみで構成さ
れる容量部の必要長さ（α）は１５〜３０μｍ程度でよ
い。

つぎに、溝の作成方法について説明する。

基本的には基板上にレジストでパターンを形成した後、
目的の溝の形を考えてエツチング方法を選択する。等方
形で良い場合はＨＦ　−ＨＮ　Ｏ３系の湿式エッチャン
トで溝を構成する（第６図■〜■参照）。しかしこの方
法だと容量の大きいものは困難である。そこで湿式エツ
チングと乾式エツチングの併用により溝を深くし、さら
に溝縁にテーパを設けることで、電極材料の断切れや絶
縁膜のステップ力バー不良を防止することができる。具
体的には第５図に示すようにレジストパターン１１を形
成（第７図の参照）後、湿式によって等方にエツチング
する。通常はレジスト内側迄アンダーカットされる（第
７図■参照）。

さらにレジスト１１を付けたままで、異方性エツチング
することにより、深溝８のトレンチ構造を得る（第７図
■参照）。

異方性エツチング方法としては反応性イオンエツチング
（ＲＩＥ）のほか、基板にセットした電極にバイアスを
かけながら反応性イオン種を基板に垂直に導く有磁場Ｒ
ＩＥも使用できる。

またＥＣＲエツチングを使用すると、溝の深さ（ｂ）と
開口巾（ａ）とのアスペクト比（ｂ／　ａ）１０〜２０
のものが容易にうろことができる。

ドライエツチング法ではＣＦ４、＋０２の混合ガス（通
常０２は５％程度）をプラズマ放電活性化し、ＣＯＦ２
′ＩＩ、ＣＦ３＊、Ｆ−１ＨＦ、Ｏ，。

０２−等を形成させて、基板材料とこれらのプラズマ、
ラジカル、イオン種と直接反応させてエツチングするこ
とができる。この方法であると深溝で、容量部の大きい
トレンチ容量部が得られ且つ、電極材料の断切れやｌＩ
Ａ縁膜のステップ力バー不良等の発生のないものが得ら
れる（第７図■参照）。遮光層の溝への底膜はＣｒ、Ｗ
、Ｍｏ、ＡＤ、等のスパッタ法が簡単であるが、無電６
一解電着による方法でも充分可能である。

また遮光材料による溝の埋め込みを行う場合には、金属
材料の使用のほか金属酸化物とフリットガラスの混合物
の使用が可能である。また特殊な場合には有機色素の着
色によるフィルター効果を使って不必要波長のみを制御
することも可能である。

〔実施例〕

第２図は、本発明のイメージセンサの１例を示す断面図
であり、第３図は、その平面図であり、第４図は、第２
図（ａ）の部分拡大図、第５図は、第２図（ｂ）の部分
拡大図である。

ｌは基板、２は遮光膜兼下部電極、３は光電変換素子、
４は層間締緑膜、５は採光窓、８は溝、１０は上部電極
である。遮光膜兼下部電極２は溝８内に深く入りこんで
実質的に遮光膜兼下部電極の表面積を大きくしているの
で、基板の横方行からの迷光を防止するのみでなく、実
質的にセンサ容量を拡大することに役立っている。

なお、溝８は光電変換素子３の四方を囲うような本実施
例の形がもっとも有効であるが、センサの目的によって
は、ニガまたは一方（主走査方向）のみでも、それなり
の効果がある。

〔効　果〕

（１）光センサの周囲に溝をつくり、この溝内に遮光膜
を形成し、または遮光材料を埋め込むことで、迷光の入
射防止、また隣接センサビット間の光のクロストークを
防止することができる。

それゆえ、光信号（Ｓ）と暗信号（Ｎ）の比が大きくな
りＳ／Ｎは従来であると３０〜３５ｄＢ程度であるが、
本発明では４０〜４５ｄ　Ｂが確保できる。

（２）溝に電気的容量部を形成させ、ここにもセンサ容
量部を形成することにより従来の平面にのみ設けた容量
部に比較すると、容量部を構成するに必要な面積が少な
くてすむため、センサの占有面積が大巾に縮小できセン
サの高密度化が可能となった。

７−

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来型のイメージセンサ断面図、第２図は、
本発明の１具体例を示す断面図、第３図は、その平面図
、第４図は、第２図（ａ）の拡大図、第５図は、第２図
（ｂ）の拡大図、第６図■〜■は、エツチング工程の１
例を示す。また第７図■〜■は、エツチング工程および
それにひきつづく成膜工程の１例を示す。１・・・基　板　　　　　　　２・・・遮光膜３・・・
光電変換素子　　　　４・・・層間ＭＡＲ膜５・・・採
光窓　　　　　　　６・・・馴動電極７・・・ワイヤー
ボンド　　　８・・・溝９・・・コンタクトホール部　
１０・・・上部電極１１・・・レジスト

Claims

【特許請求の範囲】

１、透明基板と、該基板上に形成された不透明な遮光層
と、該遮光層に設けられた採光窓と、該採光窓の近傍に
設けられた光電変換素子よりなるイメージセンサにおい
て、該光電変換素子の周囲部に相当する基板上に溝を形
成し、該遮光層は導電性であって、該溝内の表面までを
も被覆していることを特徴とするイメージセンサ。