JPH04133350A - イメージセンサ - 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、ファクシミリ、イメージスキャナ等に用いら
れるイメージセンサに関する。

〔従来の技術〕

イメージセンサには、駆動用ＩＣ回路の数を減少するた
めに、主走査方向に並設した多数のフォトダイオードを
複数のブロックに分割してフォトダイオード・アレイを
形成し、各フォトダイオードに発生した原稿画像の信号
電荷を、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（Ｔ
　Ｐ　Ｔ）を駆動し、各ブロック単位毎に時系列的に順
次読み出す形式のイメージセンサが知られている。

この形式のイメージセンサについて以下に説明すると、
第３図に示すように、図示しないガラス基板の主走査方
向に多数のフォトダイオード３１・・が並設され、これ
らフォトダイオード３１・・を各ブロック３１−１．３
１−２・・３１−Ｎに分割してフォトダイオード・アレ
イが形成されている。フォトダイオード・アレイの各ブ
ロック単位毎に画像信号読み出し用の薄膜トランジスタ
よりなるＴＰＴ駆動回路３２・・が同様に主走査方向に
並設されている。さらに、ＴＰＴ駆動回路３２・・によ
り読み出した画像信号を、読み取り用ＩＣ回路Ｏこ転送
するマトリ、クス回路５１・・が同様に各ＴＰＴ駆動回
路３２・・毎に設けられている。・一方、ＴＰＴ駆動回
路３２・・の各薄膜トランジスタを駆動するＣｒ（クロ
ーム）ゲートライン３４・・は、ＴＰＴ駆動回路３２・
・から、ガラス基板の副走査方向に引き出されている。

さらに、コンタクト・ホール５２・・を介し、Ｃｒゲー
トライン３４・・の上部の図示しない眉間絶縁層を介し
て接続されたＡＩ（アルミニューム）ゲートライン５３
・・が、コンタクト・ホール５２・・からガラス基板の
主走査方向に引き廻して配設されている。

次に、第３図に示したフォトダイオード・アレイの単一
のフォトダイオードと、ＴＰＴ駆動回路内の単一の薄膜
トランジスタとの接続関係を第４図により説明する。

まず、フォトダイオードの構成について説明すると、ガ
ラス基板３３の上面に窒化シリコン膜よりなる絶縁層３
５を着膜し、この層３５上に水素化アモルファスシリコ
ン（ａ−３ｉ　：　Ｈ）　ヨ’）なる半導体活性層３６
を着膜し、さらに、この層３６の上にｎ十水素化アモル
ファスシリコンよりなるオーミック・コンタクト層３７
がｔｒ膜され、さらに、この層３７の上にＣｒ２よりな
る個別電極３８が着膜されている。この個別電極３８の
上面に、アモルファスンリコン（ａ−３ｉ）よりなる光
導電体層４１と、ＩＴＯよりなる透明なＲ電体層４２と
を積層し、フォトダイオード３１が形成されている。

次に、薄膜トランジスタの構成に７いて説明すると、フ
ォトダイオード３１に対し接続用の間隙を介在させたガ
ラス基板３３上の位置に、Ｃｒｌよりなるゲートライン
３４のパターンが設けられ、このゲートライン３４を覆
う窒化シリコン膜よりなる絶縁層３５が着膜され、この
上に水素化アモルファスノリコン（ａ−３ｉ：Ｈ）より
なる半導体層３６が着膜され、この半導体層３６の中央
部上面にトップ絶縁層４３が設けられている。そして、
このトップ絶縁１１４３の一部と半導体層３６とを覆う
ｎ十水素化アモルファスシリコンよりなるオーミンク・
コンタクト層３７が着膜されている。さらに、この層３
７上面にＣｒ２よりなるドレイン電極３９と、ソース電
極４０とが設けられている。

そして、フォトダイオード３１と、薄膜トランジスタ３
２の上面と、フォトダイオード３１及び薄膜トランジス
タ３２の間と、ソース電極４０側とに透明なポリイミド
よりなる絶縁層４４が積層され、フォトダイオード３１
の個別電極３８と、薄膜トランジスタ３２のドレイン電
極３９との間に、コンタクト・ホール４６．４７を介し
て引き廻し用のＡＩ（アルミニューム）電極４５が接続
され、さらに、フォトダイオード３２のソース電極４０
にコンタクト・ホール４９を介してＡｌ１１極４Ｂが接
続されている。

この装置の読み取り作用を説明すると、駆動回路からＡ
Ｉゲートライン５３・・に順次駆動パルスを時系列的に
加えると、コンタクト・ホール５２・・を介して順次Ｃ
ｒゲートライン３４・・に入力され、薄膜トランジスタ
３２のソース電極４０とドレイン電極３９がオンされる
と、フォトダイオード３１の画像信号の電荷は個別電極
３８、Ａ１１１ｉ８ｉ４５、ドレイン電極３９、ソース
電極４０及びＡＩ電極４８を介してマトリックス回路５
１・・に転送され、さらに読み取り用ＩＣ回路に出力さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記したようにフォトダイオード３１と薄膜トランジス
タ３２とは別個に形成してＡＩ電極で接続する関係上、
両者の間にスペースを介在させる必要がある他、２個の
コンタクト・ホール４６．４７を介してＡ　ｌ　＠極４
５を設ける必要があるため、大きなスペースが必要とな
り、イメージセンサの小型化が阻害されるという問題が
ある。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、フォトダイオードとスイッチング
用薄膜トランジスタとの一体化を図り、もって、イメー
ジセンサの小型化を図る他、組立て部品点数ならびに工
程数を低減し、低コストのイメージセンサを提供するに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記した課題を解消するために、複数のフォ
トダイオードを１ブロックとし、該ブロックを複数有す
るフォトダイオード・アレイと、前記複数のフォトダイ
オードで発生した信号電荷を各ブロック毎に転送する複
数のスイッチング用薄膜トランジスタと、前記スイッチ
ング用薄膜トランジスタを駆動して前記信号電荷を画像
信号として出力する読み取り用ＩＣ回路とを備えるイメ
ージセンサにおいて、前記スイッチング用薄膜トランジ
スタのソース電極上もしくはドレイン電極上に光導電体
層及び透明導電体層の順に積層したフォトダイオードを
設け、前記スイッチング用薄膜トランジスタ及びフォト
ダイオードを一体化するように構成した点にある。

〔作用〕

Ｔｉｉ膜トランジスタが駆動されると、フォトダイオー
ドにより検出された画像信号の電荷は薄膜トランジスタ
を介して直ちに転送される。

〔実施例］ 以下に本発明の詳細を、添付した図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明のイメージセンサの実施例の断面を、第
２図は第１図を矢印の方向から見た平面を示すものであ
る。

図中符号４はイメージセンサのガラス基板３の上面に設
けたＣｒｌよりなるゲートラインを示し、このゲートラ
イン４を覆うようにして窒化シリコン膜よりなる絶縁層
５が設けられている。この絶縁層５の上面には水素化ア
モルファスシリコン（ａ−３ｉ　：　Ｈ）よりなる半導
体活性層６が積層され、この活性層６の上面に、ゲート
電極４の真上に位置するようにしたトップ絶縁層１５が
設けられている。さらに、その上面の一部を除いた絶縁
層１５及び半導体活性層６を覆うｎ十水素化アモルファ
スシリコンよりなるオーミック・コンタクト層７が設け
られ、この層７の上に、Ｃｒ２よりなるドレイン電極８
とソース電極９とが間隙を介して設けられ、これにより
、スイッチング用薄膜トランジスタ２が形成される。そ
して、１Ｍトランジスタ２のドレイン電極８、換言する
と、フォトダイオード１の個別電極として機能する電極
の上面に、アモルファスシリコン（ａ−３ｉ）よりなる
光導電体層１０が設けられ、この上にＩＴＯよりなる透
明な導電体層１１を設けて、フォトダイオード１が形成
される。

そして、ドレイン電極８側から透明導電体層１１及びソ
ース電極９にかけ、そして、ソース電極９側に透明なポ
リイミドよりなる絶縁層１２．１２が設けられる。また
、ソース電極９の上面に、コンタクト・ホール１４を介
してマトリックス回路に至るＡ１電極１３が設けられて
いる。

このようにして、単一の薄膜トランジスタ２毎に、その
ドレイン電極８上にフォトダイオード１を設けることに
より、フォトダイオードと一体化された一連のスイッチ
ング用ｆｉｌｌｊ）ランジスタが形成されることになる
。

このように構成された薄膜トランジスタの作用を説明す
ると、いま、フォトダイオード１に図示しない原稿画像
からの反射光が入光されると、ポリイミド１２、及び透
明な導電体層１１を介してフォトダイオード１に入光さ
れ、これにより、フォトダイオードｌに信号電荷が蓄積
される。次に、ゲートライン４に図示しないゲートパル
ス発生回路からのパルスを入力すると、薄膜トランジス
タ２のドレイン電極８とソース電極９とがオンし、これ
により、フォトダイオードｌの信号電荷はドレイン電極
８を介してソース電極９に転送され、さらに、Ａ　Ｉ　
ｉｉ極１３を介して図示しないマトリックス回路に転送
される。

なお、本実施例では、ドレイン電極上にフォトダイオー
ドを設ける例について説明したが、ソース電極にフォト
ダイオードを設けるとともに、ドレイン電極に引き出し
用Ａｌｘ極を設けるように構成し得ることは言う迄もな
い。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、複数のフォトダイオ
ードを１ブロックとし、該ブロックを複数有するフォト
ダイオード・アレイと、前記複数のフォトダイオードで
発生した信号電荷を各ブロック毎に転送する複数のスイ
ッチング用薄膜トランジスタと、スイッチング用薄膜ト
ランジスタを駆動して前記信号電荷を画像信号として読
み出す読み取り用ＩＣ回路とを備えるイメージセンサに
おいて、前記スイッチング用薄膜トランジスタのソース
電極上もしくはドレイン電極上に光導電体層及び透明導
電体層の順に積層したフォトダイオードを設け、前記ス
イッチング用薄膜トランジスタ及びフォトダイオードを
一体化する構成を採ることにより、フォトダイオードと
スイッチング用薄膜トランジスタとの間に介在させるス
ペース、ならびに、フォトダイオード及び薄膜トランジ
スタを接続するＡｌｔ極配設用のスペースを設ける必要
がな（なり、このため、イメージセンサの小型化をはか
ることが可能になり、さらに、フォトダイオードとスイ
ッチング用薄膜トランジスタとを接続する引き廻し用の
ＡＩ電極が不要となるため、Ａ１１ｉ極を設ける工程、
ならびに、これにコンタクト・ホールを設ける工程を滅
しることが出来、従って、小型化により低コストのイメ
ージセンサを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のイメージセンサの一実施例の断面図、
第２図は第１図の矢印上方からみた平面図、第３図は従
来のイメージセンサの平面図、第４図は従来のフォトダ
イオードと薄膜トランジスタとの接続関係を示す断面図
である。 １・・フォトダイオード、２・・薄膜トランジスタ、３
・・ガラス基板、４・・ゲートライン、５・・絶縁層、
６・・半導体活性層、７・・オーミック・コンタクト層
、８・・ドレイン電極、９・・ソース電極、１０・・光
導電体層、１１・・透明導電体層、１２・・ポリイミド
、１３・−ＡＩ電極、１４・・コンタクト・ホール、出
　　願　　人　富士ゼロックス株式会社代理人　弁理士
　　何部　能書（外７名）第１図 ↓ 第４図 第２図 １３　　′：ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のフォトダイオードを１ブロックとし、該ブ
   ロックを複数有するフォトダイオード・アレイと、前記
   複数のフォトダイオードで発生した信号電荷を各ブロッ
   ク毎に転送する複数のスイッチング用薄膜トランジスタ
   と、前記スイッチング用薄膜トランジスタを駆動して前
   記信号電荷を画像信号として読み出す読み取り用ＩＣ回
   路とを備えるイメージセンサにおいて、前記スイッチン
   グ用薄膜トランジスタのソース電極上もしくはドレイン
   電極上に光導電体層及び透明導電体層の順に積層したフ
   ォトダイオードを配設し、前記スイッチング用薄膜トラ
   ンジスタ及びフォトダイオードを一体化したことを特徴
   とするイメージセンサ。