JPH04275460A - 密着型固体撮像装置 - Google Patents
密着型固体撮像装置Info
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- JPH04275460A JPH04275460A JP3037432A JP3743291A JPH04275460A JP H04275460 A JPH04275460 A JP H04275460A JP 3037432 A JP3037432 A JP 3037432A JP 3743291 A JP3743291 A JP 3743291A JP H04275460 A JPH04275460 A JP H04275460A
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- Japan
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- diode sensor
- sensor
- film
- diode
- electrode film
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
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- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 abstract description 9
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 abstract description 9
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- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 4
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画素毎に、例えば非晶
質シリコン層等からなる光電変換膜を上下2枚の電極膜
で挟んだサンドイッチ構造のダイオードセンサが形成さ
れた密着型固体撮像装置に関する。
質シリコン層等からなる光電変換膜を上下2枚の電極膜
で挟んだサンドイッチ構造のダイオードセンサが形成さ
れた密着型固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、リニアセンサは、1次元的な画
像情報をアナログ電気信号に変換し、該アナログ電気信
号を時系列順に出力する固体撮像装置である。このリニ
アセンサは、種々のOA機器、例えばファクシミリ、O
CR、各種イメージスキャナ、デジタル複写機やカメラ
のオートフォーカス機構等に広く用いられ、1次元状に
並んだ感光部と、該感光部で発生した光電流や電荷を読
み取る走査部及び出力部とから構成されている。そして
、上記リニアセンサは、感光部が原稿幅よりも短く、レ
ンズ系により感光部に原稿を縮小、結像させて画像の読
み取りを行うIC型リニアセンサと、感光部が原稿幅と
同じ長さを有し、等倍的に原稿を読み取る密着型リニア
センサとに分類される。
像情報をアナログ電気信号に変換し、該アナログ電気信
号を時系列順に出力する固体撮像装置である。このリニ
アセンサは、種々のOA機器、例えばファクシミリ、O
CR、各種イメージスキャナ、デジタル複写機やカメラ
のオートフォーカス機構等に広く用いられ、1次元状に
並んだ感光部と、該感光部で発生した光電流や電荷を読
み取る走査部及び出力部とから構成されている。そして
、上記リニアセンサは、感光部が原稿幅よりも短く、レ
ンズ系により感光部に原稿を縮小、結像させて画像の読
み取りを行うIC型リニアセンサと、感光部が原稿幅と
同じ長さを有し、等倍的に原稿を読み取る密着型リニア
センサとに分類される。
【0003】上記リニアセンサのうち、特に密着型リニ
アセンサは、図4に示すように、ガラス基体11上に、
画素毎に、例えば非晶質シリコン膜を上下2枚の電極膜
13及び14で挟んだサンドイッチ構造のダイオードセ
ンサBが形成されて構成されるのが一般的である。実際
には、非晶質シリコン膜12に光が入射できるように、
上層の電極膜13は例えばITO膜等の透明電極で形成
される。そして、非晶質シリコン膜12に入射した光が
該非晶質シリコン膜12にて光電変換され、上記入射光
量に応じた光電流が例えば一方の電極膜(13あるいは
14)を通して読み出される。この場合、光電流値が小
さいことから上記光電流を積分して読み出す、所謂蓄積
モード動作を行うようにしている(テレビジョン学会誌
Vol.40,No.11(1986)1086頁〜1
092頁”ラインセンサと応用”参照)。
アセンサは、図4に示すように、ガラス基体11上に、
画素毎に、例えば非晶質シリコン膜を上下2枚の電極膜
13及び14で挟んだサンドイッチ構造のダイオードセ
ンサBが形成されて構成されるのが一般的である。実際
には、非晶質シリコン膜12に光が入射できるように、
上層の電極膜13は例えばITO膜等の透明電極で形成
される。そして、非晶質シリコン膜12に入射した光が
該非晶質シリコン膜12にて光電変換され、上記入射光
量に応じた光電流が例えば一方の電極膜(13あるいは
14)を通して読み出される。この場合、光電流値が小
さいことから上記光電流を積分して読み出す、所謂蓄積
モード動作を行うようにしている(テレビジョン学会誌
Vol.40,No.11(1986)1086頁〜1
092頁”ラインセンサと応用”参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記密着型
リニアセンサにおいて、例えば8dot/mmの読み取
り解像度を得る場合、感光部の各画素のピッチは約12
5μmに設定される。このとき、上記ダイオードセンサ
Bの電極膜13及び14を約100μm×100μmの
大面積に形成する(換言すれば、感光領域幅Wbを約1
00μmにする)ことによって、電荷をより多く集める
ようにしている。蓄積された電荷を読み出す時は、抵抗
負荷に流れる電流を直接読み出す、あるいは該電流を電
圧として読み出すなどの方法がある。
リニアセンサにおいて、例えば8dot/mmの読み取
り解像度を得る場合、感光部の各画素のピッチは約12
5μmに設定される。このとき、上記ダイオードセンサ
Bの電極膜13及び14を約100μm×100μmの
大面積に形成する(換言すれば、感光領域幅Wbを約1
00μmにする)ことによって、電荷をより多く集める
ようにしている。蓄積された電荷を読み出す時は、抵抗
負荷に流れる電流を直接読み出す、あるいは該電流を電
圧として読み出すなどの方法がある。
【0005】ダイオードセンサBにおける光感度は、一
般にダイオードセンサBの容量と配線等の浮遊容量によ
って左右される。即ち、上記光感度を上げるためには、
ダイオードセンサの容量と配線等の浮遊容量が小さいほ
ど良い。
般にダイオードセンサBの容量と配線等の浮遊容量によ
って左右される。即ち、上記光感度を上げるためには、
ダイオードセンサの容量と配線等の浮遊容量が小さいほ
ど良い。
【0006】しかしながら、従来の密着型リニアセンサ
においては、電極膜13及び14の面積で決まるダイオ
ードセンサの容量が非常に大きいため、上記光感度を向
上させるには限界がある。そこで、電極膜13及び14
間の距離hを大きくして上記ダイオードセンサの容量を
低減させるという方法が考えられるが、電極膜13及び
14間の距離hを大きくとると、残像成分が多く発生し
、画質を著しく劣化させるという新たな問題が生じる。
においては、電極膜13及び14の面積で決まるダイオ
ードセンサの容量が非常に大きいため、上記光感度を向
上させるには限界がある。そこで、電極膜13及び14
間の距離hを大きくして上記ダイオードセンサの容量を
低減させるという方法が考えられるが、電極膜13及び
14間の距離hを大きくとると、残像成分が多く発生し
、画質を著しく劣化させるという新たな問題が生じる。
【0007】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、電極膜の面積の縮小
化が図れ、光感度の向上を実現させることができる密着
型固体撮像装置を提供することにある。
もので、その目的とするところは、電極膜の面積の縮小
化が図れ、光感度の向上を実現させることができる密着
型固体撮像装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、画素毎に、光
電変換膜3を上下2枚の電極膜2及び4で挟んだサンド
イッチ構造のダイオードセンサAが形成されてなる密着
型固体撮像装置において、上記ダイオードセンサA上に
、レンズ6を形成して構成する。
電変換膜3を上下2枚の電極膜2及び4で挟んだサンド
イッチ構造のダイオードセンサAが形成されてなる密着
型固体撮像装置において、上記ダイオードセンサA上に
、レンズ6を形成して構成する。
【0009】
【作用】上述の本発明の構成によれば、画素毎に設けら
れたダイオードセンサA上にレンズ6を形成するように
したので、入射光LをダイオードセンサAの中央部分に
集光させることができると共に、入射光Lに対する電荷
蓄積効率が向上する。その結果、電極膜2及び4の面積
を大幅に縮小化しても、従来(大面積)と同等量の電荷
の蓄積を達成させることができる。このように、電極膜
2及び4の面積の縮小化が図れることから、ダイオード
センサAの容量Cが大幅に低減され、光感度の向上を効
率よく図ることができる。
れたダイオードセンサA上にレンズ6を形成するように
したので、入射光LをダイオードセンサAの中央部分に
集光させることができると共に、入射光Lに対する電荷
蓄積効率が向上する。その結果、電極膜2及び4の面積
を大幅に縮小化しても、従来(大面積)と同等量の電荷
の蓄積を達成させることができる。このように、電極膜
2及び4の面積の縮小化が図れることから、ダイオード
センサAの容量Cが大幅に低減され、光感度の向上を効
率よく図ることができる。
【0010】
【実施例】以下、図1〜図3を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図1は、本実施例に係る密着型固体撮
像装置の要部、特に画素毎に設けられるダイオードセン
サAを示す構成図である。
施例を説明する。図1は、本実施例に係る密着型固体撮
像装置の要部、特に画素毎に設けられるダイオードセン
サAを示す構成図である。
【0011】このダイオードセンサAは、図示する如く
、ガラス基板1上に金属層からなる下部電極膜2と、非
晶質シリコン膜3と、ITO膜等の透明電極膜からなる
上部電極膜4とが順次積層されて、上記非晶質シリコン
膜3が上下2枚の電極膜2及び4で挟まれたサンドイッ
チ構造に形成されている。この場合、非晶質シリコン膜
3が下部電極2上からガラス基板1上に連続して形成さ
れることから、このダイオードセンサAにおける感光領
域幅Waは上部電極膜4の端部から非晶質シリコン膜3
のガラス基板1側端部までの距離になる。
、ガラス基板1上に金属層からなる下部電極膜2と、非
晶質シリコン膜3と、ITO膜等の透明電極膜からなる
上部電極膜4とが順次積層されて、上記非晶質シリコン
膜3が上下2枚の電極膜2及び4で挟まれたサンドイッ
チ構造に形成されている。この場合、非晶質シリコン膜
3が下部電極2上からガラス基板1上に連続して形成さ
れることから、このダイオードセンサAにおける感光領
域幅Waは上部電極膜4の端部から非晶質シリコン膜3
のガラス基板1側端部までの距離になる。
【0012】しかして、本例においては、上部電極膜4
、非晶質シリコン膜3及び下部電極膜2の3層構造で構
成されるダイオードセンサA上に例えばP−SiNから
なる保護膜5を形成し、更に、該保護膜5上に透明樹脂
からなるオンチップレンズ6を形成して構成される。 このオンチップレンズ6は上記ダイオードセンサAに対
応して形成される。このとき、オンチップレンズ6の底
部幅(口径)Wは約100μm程度であり、ダイオード
センサAの感光領域幅Waは約50μm程度である。ま
た、電極膜間の距離hは残像率の低下並びに暗電流の抑
圧を図って約0.8〜1.0μm程度に設定してある。
、非晶質シリコン膜3及び下部電極膜2の3層構造で構
成されるダイオードセンサA上に例えばP−SiNから
なる保護膜5を形成し、更に、該保護膜5上に透明樹脂
からなるオンチップレンズ6を形成して構成される。 このオンチップレンズ6は上記ダイオードセンサAに対
応して形成される。このとき、オンチップレンズ6の底
部幅(口径)Wは約100μm程度であり、ダイオード
センサAの感光領域幅Waは約50μm程度である。ま
た、電極膜間の距離hは残像率の低下並びに暗電流の抑
圧を図って約0.8〜1.0μm程度に設定してある。
【0013】また、上記オンチップレンズ6の形成方法
としては、例えば、保護膜5上に透明樹脂層を形成した
のち、パターニングし、その後、熱工程にてパターニン
グ後の透明樹脂層を山状になだらかにして形成する方法
やレジストマスクを介して等方性エッチングにて形成す
る方法や貼り合わせにて形成する方法等がある。
としては、例えば、保護膜5上に透明樹脂層を形成した
のち、パターニングし、その後、熱工程にてパターニン
グ後の透明樹脂層を山状になだらかにして形成する方法
やレジストマスクを介して等方性エッチングにて形成す
る方法や貼り合わせにて形成する方法等がある。
【0014】次に、上記本例に係る密着型固体撮像装置
の動作を図2及び図3に基いて説明する。図2は、ダイ
オードセンサAと読み出し回路を示す回路図であり、上
記ダイオードセンサAは、ダイオードDとセンサ容量C
とが並列に接続されたことと等価になり、一方の電極膜
(上部電極膜2あるいは下部電極膜4)に共通電源Vc
omが供給される。また、この図において、Trsは入
力端子φrを介してゲートにリセットパルスPrが印加
され、ドレインが所定のリセット電圧Vrに固定された
リセット用トランジスタであり、7はTra及びTrr
からなるソースフォロア回路である。
の動作を図2及び図3に基いて説明する。図2は、ダイ
オードセンサAと読み出し回路を示す回路図であり、上
記ダイオードセンサAは、ダイオードDとセンサ容量C
とが並列に接続されたことと等価になり、一方の電極膜
(上部電極膜2あるいは下部電極膜4)に共通電源Vc
omが供給される。また、この図において、Trsは入
力端子φrを介してゲートにリセットパルスPrが印加
され、ドレインが所定のリセット電圧Vrに固定された
リセット用トランジスタであり、7はTra及びTrr
からなるソースフォロア回路である。
【0015】ここで、Traは、ゲートにダイオードセ
ンサAからの電位変化が接点aを介して供給され、ドレ
インにソースフォロア電源Vddが供給される増幅用ト
ランジスタであり、Trrは、入力端子φgを介してゲ
ートに制御電圧Vggが印加され、ソースが接地電位V
ssに固定された負荷抵抗用トランジスタである。そし
て、上記ダイオードセンサAにて生じる入射光量に応じ
た電位変化が、ソースフォロア回路7にて増幅され、出
力信号Voutとして出力端子φoutより読み出され
る。
ンサAからの電位変化が接点aを介して供給され、ドレ
インにソースフォロア電源Vddが供給される増幅用ト
ランジスタであり、Trrは、入力端子φgを介してゲ
ートに制御電圧Vggが印加され、ソースが接地電位V
ssに固定された負荷抵抗用トランジスタである。そし
て、上記ダイオードセンサAにて生じる入射光量に応じ
た電位変化が、ソースフォロア回路7にて増幅され、出
力信号Voutとして出力端子φoutより読み出され
る。
【0016】まず、図3のt1 時において、リセット
用トランジスタTrsにリセットパルスPrが印加され
ることにより、接点aの電圧Vsがリセット電圧Vrに
持ち上げられ、ソースフォロア回路7の出力端子φou
tから最大電圧Vmが出力信号Voutとして出力され
る。これは、次のt2 時、即ちリセットパルスの立ち
下がり時まで継続される(リセット期間)。
用トランジスタTrsにリセットパルスPrが印加され
ることにより、接点aの電圧Vsがリセット電圧Vrに
持ち上げられ、ソースフォロア回路7の出力端子φou
tから最大電圧Vmが出力信号Voutとして出力され
る。これは、次のt2 時、即ちリセットパルスの立ち
下がり時まで継続される(リセット期間)。
【0017】次のt2 時からt3 時(次のリセット
パルスの立ち上がり時)までの期間(受光期間)におい
て、ダイオードセンサAに入射した光が該センサAにて
光電変換されて、該入射光量に応じた電荷がセンサ容量
Cに蓄積され、その蓄積量の増加に伴って接点aの電圧
Vsが徐々に低下する。従って、ソースフォロア回路7
の出力端子φoutからは時間の経過に伴って振幅が徐
々に低下する電圧Vnが出力信号Voutとして出力さ
れる。
パルスの立ち上がり時)までの期間(受光期間)におい
て、ダイオードセンサAに入射した光が該センサAにて
光電変換されて、該入射光量に応じた電荷がセンサ容量
Cに蓄積され、その蓄積量の増加に伴って接点aの電圧
Vsが徐々に低下する。従って、ソースフォロア回路7
の出力端子φoutからは時間の経過に伴って振幅が徐
々に低下する電圧Vnが出力信号Voutとして出力さ
れる。
【0018】そして、例えば外部のサンプリングホール
ド回路(図示せず)にて、出力タイミングが例えば各受
光期間の最終部分の期間とされたクロックパルスPcに
基いて上記受光期間における出力信号Vout(Vn)
をサンプリングホールドし、後段の信号処理回路に撮像
信号として供給する。
ド回路(図示せず)にて、出力タイミングが例えば各受
光期間の最終部分の期間とされたクロックパルスPcに
基いて上記受光期間における出力信号Vout(Vn)
をサンプリングホールドし、後段の信号処理回路に撮像
信号として供給する。
【0019】上述のように、本例によれば、画素毎に設
けられたダイオードセンサA上にオンチップレンズ6を
形成するようにしたので、入射光Lをダイオードセンサ
Aの中央部分に集光させることができると共に、入射光
Lに対する電荷蓄積効率が向上する。その結果、ダイオ
ードセンサAの感光領域幅Waを従来の感光領域幅Wb
(図4参照)の1/2程度に縮小設定しても、従来と同
等量の電荷の蓄積を達成させることができ、電極膜4及
び2の面積の縮小化が実現できる。
けられたダイオードセンサA上にオンチップレンズ6を
形成するようにしたので、入射光Lをダイオードセンサ
Aの中央部分に集光させることができると共に、入射光
Lに対する電荷蓄積効率が向上する。その結果、ダイオ
ードセンサAの感光領域幅Waを従来の感光領域幅Wb
(図4参照)の1/2程度に縮小設定しても、従来と同
等量の電荷の蓄積を達成させることができ、電極膜4及
び2の面積の縮小化が実現できる。
【0020】一般に、ダイオードセンサAの光感度は、
ダイオードセンサAのセンサ容量C及び配線等の浮遊容
量Cp(図2参照)が小さくなればなるほど良好となる
。従って、本例の場合、上記のように、電極膜4及び2
の面積の縮小化が図れることから、ダイオードセンサA
のセンサ容量Cが大幅に低減されるため、ダイオードセ
ンサAの光感度の向上を効率よく図ることができる。
ダイオードセンサAのセンサ容量C及び配線等の浮遊容
量Cp(図2参照)が小さくなればなるほど良好となる
。従って、本例の場合、上記のように、電極膜4及び2
の面積の縮小化が図れることから、ダイオードセンサA
のセンサ容量Cが大幅に低減されるため、ダイオードセ
ンサAの光感度の向上を効率よく図ることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る密着型固体撮像装置によれ
ば、ダイオードセンサにおける電極膜の面積の縮小化を
図ることができ、ダイオードセンサの光感度の向上を実
現させることができる。
ば、ダイオードセンサにおける電極膜の面積の縮小化を
図ることができ、ダイオードセンサの光感度の向上を実
現させることができる。
【図1】本実施例に係る密着型固体撮像装置の要部、特
にそのダイオードセンサを示す構成図。
にそのダイオードセンサを示す構成図。
【図2】本実施例に係る密着型固体撮像装置の信号読出
しを示す回路図。
しを示す回路図。
【図3】本実施例に係る密着型固体撮像装置の信号処理
を示す波形図。
を示す波形図。
【図4】従来例に係る密着型固体撮像装置のダイオード
センサを示す構成図。
センサを示す構成図。
A ダイオードセンサ
1 ガラス基板
2 下部電極膜
3 非晶質シリコン膜
4 上部電極膜
5 保護膜
6 オンチップレンズ
Claims (1)
- 【請求項1】 画素毎に、光電変換膜を上下2枚の電
極膜で挟んだサンドイッチ構造のダイオードセンサが形
成されてなる密着型固体撮像装置において、上記ダイオ
ードセンサ上に、レンズが形成されていることを特徴と
する密着型固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3037432A JPH04275460A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 密着型固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3037432A JPH04275460A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 密着型固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04275460A true JPH04275460A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=12497356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3037432A Pending JPH04275460A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 密着型固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04275460A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8253142B1 (en) * | 1999-08-27 | 2012-08-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3037432A patent/JPH04275460A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8253142B1 (en) * | 1999-08-27 | 2012-08-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
US8729650B2 (en) | 1999-08-27 | 2014-05-20 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
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