JPH04328868A

JPH04328868A - 読み取り装置

Info

Publication number: JPH04328868A
Application number: JP3124754A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Oohayashi; 只志大林; Yoichi Hosokawa; 洋一細川; Kenji Kobayashi; 健二小林; Takehisa Nakayama; 中山　威久; Satoru Murakami; 悟村上
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1991-04-27
Filing date: 1991-04-27
Publication date: 1992-11-17

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はたとえばファクシミリ装
置、イメージリーダ、デジタルスキャナ等に使用される
読み取り装置に関し、特に光電変換素子と、この光電変
換素子に接続されたスイッチング素子と、光電変換素子
に接続されたマトリックス配線が同一基板上に形成され
た読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ、イメージリーダ、デジタ
ルスキャナ等の読み取り装置は従来、縮小光学系とＣＣ
Ｄ（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ：電
荷結合素子）　型センサを用いた読み取り装置が用いら
れてきた。しかし、近年、水素化アモルファスシリコン
（以下、ａ−Ｓｉ：Ｈと略記する。）に代表される薄膜
半導体材料の開発により、複数の光電変換素子及びスイ
ッチング素子等を長尺基板上に形成し、原稿と等倍の光
学系で読み取る長尺読み取り装置が開発され、この長尺
読み取り装置を用いたいわゆる長尺密着型読み取り装置
の開発がめざましくなされている。

【０００３】薄膜半導体材料のうち特にａ−Ｓｉ：Ｈは
光電変換用半導体としてだけでなく、ダイオードの半導
体材料としても用いることができることに着目し、ダイ
オードをスイッチング素子とし、光電変換素子の半導体
層とダイオードの半導体層とを共にａ−Ｓｉ：Ｈを用い
て基板上に形成し、更にマトリックス配線を同一基板上
に形成した読み取り装置が提案されている（特開昭５６
−１３１８号公報、特開昭５８−５６３６３号公報等）
。更に、読み取り速度を速め、高階調読み取りを実現す
るために、ａ−Ｓｉ：Ｈを用いた　ＰＩＮ型フォトダイ
オードを光電変換素子とし、更にダイオード及びマトリ
ックス配線を同一基板上に形成した画像読み取り装置も
提案されている。

【０００４】これら従来の読み取り装置は図４に示すよ
うに、ガラス基板１上にクロムＣｒから成る第１の電極
２と、その第１の電極２により逆極性に直列接続される
ブロッキングダイオード３及びフォトダイオード４と、
マトリックス配線５が形成されて構成されている。ここ
で、フォトダイオード４とブロッキングダイオード３と
は共に同じアモルファスシリコン半導体層で構成され、
また　ＳｉＯ２　から成る透明層間絶縁膜６に形成され
たコンタクトホール７を介してクロムＣｒから成る第２
の電極８によりフォトダイオード４とマトリックス配線
５とが接続され、且つ複数のブロッキングダイオード３
相互間が接続されて構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる読み取り装置は
ガラス基板１上に形成された第１の電極２によりフォト
ダイオード４とブロッキングダイオード３とを逆極性に
直列接続するように構成されていて、同図４に示すよう
に製造工程上、必然的に長尺方向に形成されるマトリッ
クス配線５はこの第１の電極２と同時に構成されること
になる。ところで、この第１の電極２の材質はガラス基
板１との密着性と、アモルファスシリコン半導体層への
金属不純物の拡散防止の観点から選定される必要がある
。金属不純物の拡散防止の観点からは電極材料としては
クロムＣｒ、チタンＴｉ、ニッケルＮｉ等の金属材料が
望ましい。一方、ガラス基板１との密着性の観点からは
、第１の電極２やマトリックス配線５の膜厚は薄い方が
望ましく、しかも透明層間絶縁膜６等に形成される段差
を小さくするためには、これらの膜厚は薄い方が望まし
いが、配線抵抗を下げるためには膜厚は厚い方が好まし
い。このため、クロムＣｒ等を第１の電極２及びマトリ
ックス配線５の材料として使用すると、長尺方向に長く
形成されるマトリックス配線５の抵抗値が大きくなり、
センサの電気信号を読み出す際に、読み出しの時定数が
大きくなり、読み取り装置の高速読み取りを低下させる
という問題があった。

【０００６】また、読み取り装置は時系列的に並べられ
たブロック単位毎に順次信号を読み取って処理するよう
に構成されている。この信号の読み取り動作において、
たとえばｍ番目のブロックにおけるあるフォトダイオー
ドによって読み取られた信号は、その前の第（ｍ−１）
番目のブロックにおける相対応するフォトダイオードの
影響を受ける。特に、多階調の色調を読み取る装置にあ
ってはその影響は大きい。ところが、第１番目のブロッ
クにおけるフォトダイオードは他のブロックからの影響
を受けないため、信号の出力値が異なったものになると
いう問題があった。更に、アモルファスシリコン系半導
体層等を堆積して構成されたフォトダイオードとブロッ
キングダイオードから成る読み取り装置は製造された個
々の装置毎に堆積された半導体層の厚さ等が異なり、装
置間でその特性がわずかながら一様でないという問題が
あった。

【０００７】次に、読み取り装置における読み取り動作
の一例を説明すると、先ずフォトダイオードに電荷が蓄
積され、その蓄積された電荷が受光光量に応じて一定の
蓄積時間放電され、その放電された電荷を充電するため
に一定の駆動パルスが印加される。この時の電流積分値
を読み取って読み取り信号としている。ところで、フォ
トダイオードに対するブロッキングダイオードの大きさ
が十分大きい場合、フォトダイオードから放電された電
荷を急速に充電することができるため、読み取り速度が
速くなる。しかしながら、ブロッキングダイオードの大
きさがブロッキングダイオードの容量を決定し、大きい
容量であれば暗出力時、キャパシタンスキックによりノ
イズを与え、ＳＮ比を小さくするという問題もあった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明
に至った。かかる本発明の読み取り装置の要旨とすると
ころは、絶縁性基板上に、一次元に形成された一定個数
のフォトダイオードと、該個々のフォトダイオードと相
対応して逆極性に直列接続されるブロッキングダイオー
ドと、該一定個数のブロッキングダイオードに共通する
共通電極とから構成されるブロックが複数形成され、各
ブロック毎の相対的に同位置にあるフォトダイオード同
士を共通に接続するマトリックス配線を備えた読み取り
装置において、前記絶縁性基板上に一次元に形成された
フォトダイオードとブロッキングダイオードとを透明層
間絶縁膜により覆い、該透明層間絶縁膜に設けたコンタ
クトホールを介して接続電極により前記フォトダイオー
ドとブロッキングダイオードとを逆極性に直列接続した
ことにある。

【０００９】また、かかる読み取り装置において、前記
一次元に配列された複数のブロックの時系列的に初期を
なす側に、該ブロックと同一の構成を成し、受光可能な
状態でマトリックス配線に接続された読み取り信号補正
用のブロックを設けたことにある。

【００１０】更に、かかる読み取り装置において、前記
一次元に配列された複数のブロックの時系列的に初期又
は終期をなす側に、該ブロックと同一の構成を成し、少
なくとも当該フォトダイオードを遮光してマトリックス
配線に接続された暗出力補正用のブロックを設けたこと
にある。

【００１１】また、かかる読み取り装置において、前記
フォトダイオードの半導体部の面積と、前記ブロッキン
グダイオードの半導体部の面積との比が１対０．０３〜
０．５、より好ましくは０．０５〜０．２５の範囲にあ
ることにある。

【００１２】更に、かかる読み取り装置において、前記
半導体部がＰＩＮ構造のアモルファスシリコン系半導体
層から成り、該Ｐ型半導体層に炭素Ｃを含むことにある
。

【００１３】更に、かかる読み取り装置において、前記
フォトダイオードとブロッキングダイオードとがＮ型半
導体層を有する半導体の該Ｎ型半導体層側で逆極性に直
列接続されていることにある。

【００１４】更に、かかる読み取り装置において、前記
フォトダイオードの透明電極と前記ブロッキングダイオ
ードの透明電極とを接続する接続電極により、少なくと
も当該ブロッキングダイオードの透明電極を覆ったこと
にある。

【００１５】更に、かかる読み取り装置において、前記
フォトダイオードの電極から引き出される電極線と、透
明層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して接
続されるマトリックス配線との接続部において、該接続
部におけるマトリックス配線の線幅が他の箇所における
線幅より広くしたことにある。

【００１６】次に、かかる読み取り装置において、前記
ブロッキングダイオードの電極から引き出される電極線
及びマトリックス配線のうち少なくとも外部機器との取
出電極部を除く読み取り装置の全領域を、シリコンナイ
トライド等の無機絶縁材料又はエポキシ樹脂等の有機絶
縁材料から選ばれる１種、又は２種以上を組み合わせた
保護膜で覆ったことにある。

【００１７】また、かかる読み取り装置において、前記
絶縁性基板上に形成されるフォトダイオード及びブロッ
キングダイオードの電極がクロム等の非拡散性の金属材
料から成り、且つ該フォトダイオードとブロッキングダ
イオードとを逆極性に直列接続する接続電極がクロム等
の非拡散性の金属材料とアルミニウム等の電気的良導材
料の２層以上から成ることにある。

【００１８】更に、かかる読み取り装置において、前記
読み取り装置を構成するブロックの数が５４又は１０８
であり、該ブロックを構成するフォトダイオード及び相
対応するブロッキングダイオードの数が３２又は１６で
あることにある。

【００１９】

【作用】かかる本発明の読み取り装置は絶縁性基板上に
一次元に形成されたフォトダイオードと、そのフォトダ
イオードに相対応して形成されたブロッキングダイオー
ドとが、それらを覆う透明層間絶縁膜に設けられたコン
タクトホールを介して接続電極により逆極性に直列接続
されており、接続電極は透明層間絶縁膜の上から被着さ
せられるため、接続電極の材質や膜厚等を任意に設定す
ることができる。したがって、フォトダイオードやブロ
ッキングダイオードの透明導電膜に被着させられる接続
電極の材質としてこれらダイオードを構成する半導体層
に拡散させられることのない金属たとえばクロム、チタ
ン、ニッケル等を選択することができる。また、接続電
極を形成するのと同時にマトリックス配線を透明層間絶
縁膜の上に形成することができ、これら接続電極とマト
リックス配線の膜厚を厚く形成することができる。これ
ら接続電極とマトリックス配線を特に、１層の金属材料
から形成するだけでなく、半導体に対し非拡散性の材質
によって形成した電極層及び配線の層の上に電気的良導
材料からなる金属層を２層以上積層して、抵抗値の小さ
い接続電極及びマトリックス配線を形成することができ
る。

【００２０】また、かかる読み取り装置は一次元に配列
されたフォトダイオードとそのフォトダイオードと逆極
性に直列接続されたブロッキングダイオードとが一定個
数ずつ区切られたブロック単位で時系列的に順次駆動さ
せられるように構成されている。この時系列的に配列さ
れたブロックの初期をなす側に、同一の構成を成し、受
光可能な状態でマトリックス配線に接続された読み取り
信号補正用のブロックを設け、この補正用ブロックによ
って原稿の白色部を読み取り、蓄積した電荷を十分放電
させる明出力の状態における信号に基づいて、真の読み
取り用ブロックによって読み取られた信号を補正するこ
とができる。更に、この読み取り信号補正用のブロック
とともに、あるいは読み取り信号補正用のブロックは設
けずに、暗出力補正用のブロックを時系列的に配列され
たブロックの初期をなす側又は終期をなす側に設けるの
も好ましい。暗出力補正用のブロックはそのブロック内
のフォトダイオードを遮光し、常に黒い原稿を読み取る
のと同じ条件にし、その暗出力を基準にして他のブロッ
クの読み取り信号を補正することができる。このように
、読み取り信号補正用のブロック又は暗出力補正用のブ
ロックを設けて、明出力及び暗出力のいずれか一方又は
双方を得て、読み取り信号を補正することにより、正確
な読み取り信号を得ることができるだけでなく、読み取
り装置間の特性のばらつきを均一化することができる。

【００２１】更に、フォトダイオードの半導体部の面積
と、ブロッキングダイオードの半導体部の面積との比を
１対０．０３〜０．５、より好ましくは０．０５〜０．
２５の範囲にし、ブロッキングダイオードの半導体部の
面積を適正な大きさにすることによって、フォトダイオ
ードから放電された電荷を急速に充電し得るとともにブ
ロッキングダイオードのコンデンサ容量を小さくして、
暗出力時のキャパシタンスキックによるノイズを抑制す
ることができ、ＳＮ比を大きくすることができる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明に係る読み取り装置の実施例を
図面に基づき詳しく説明する。図１（ａ）（ｂ）におい
て、符号１０は本発明に係る読み取り装置である。この
読み取り装置１０は概略、ガラスなどの絶縁性基板１２
上に光電変換素子としてのフォトダイオード１４と、各
フォトダイオード１４間におけるクロストークを防止す
るスイッチング素子としてのブロッキングダイオード１
６とが一次元に複数形成されて構成されている。これら
のブロッキングダイオード１６は一定個数毎に共通する
共通電極１８によって接続されていて、この共通電極１
８と、この共通電極１８に接続された一定個数のブロッ
キングダイオード１６と、このブロッキングダイオード
１６に相対応する一定個数のフォトダイオード１４とを
一単位としてブロック２０が構成されている。また絶縁
性基板１２上には、マトリックス配線２２が形成されて
いて、このマトリックス配線２２によって各ブロック２
０毎の相対的に同位置にあるフォトダイオード１４同士
が共通に接続されている。更に、フォトダイオード１４
とそれに対応するブロッキングダイオード１６は接続電
極２４によって逆極性に直列接続されていて、これら全
体によって読み取り装置１０が構成されている。

【００２３】この読み取り装置１０を製造するには、先
ず絶縁性基板１２上に金属膜を形成しパターン化して、
一定個数のブロッキングダイオード１６を接続するため
の共通電極１８と、各フォトダイオード１４の第１の電
極２６と、その第１の電極２６から引き出してマトリッ
クス配線２２に接続するための電極線２８とが形成され
る。これら共通電極１８及び電極線２８を有する第１の
電極２６を形成するための金属膜の材料としてはアモル
ファスシリコン系半導体を始めとする半導体に金属原子
が拡散し難い非拡散性の金属材料であって、またより好
ましくはガラス基板等の絶縁性基板１２に対し密着性が
良いクロム等の金属材料が用いられる。なお、これら電
極１８、２６のパターン化は金属膜の形成後にフォトリ
ソグラフィ法等によって形成される。

【００２４】次いで、第１の電極２６と共通電極１８の
上にそれぞれフォトダイオード１４とブロッキングダイ
オード１６を構成するアモルファスシリコン等の半導体
部３０、３２が被着される。この半導体部３０、３２は
アモルファスシリコン系半導体のうちＮ型半導体層を有
するものが好ましく、特にＰＩＮ構造のものが好ましい
。また、ＰＩＮ構造のアモルファスシリコン系半導体に
あっては、特にそのＰ型半導体層に炭素Ｃを含むものが
より好ましい。更に、被着された半導体部３０、３２の
上にはＩＴＯ等の透明電極３４、３６が被着される。半導体部３０、３２及び透明電極３４、３６はそれぞれ
マスク法によってパターン化して被着しても良く、ある
いは半導体膜とその上に透明導電膜とを順次積層した後
、それらをフォトリソグラフィ法等によってパターン化
して形成しても良い。

【００２５】これら第１の電極２６と半導体部３０及び
透明電極３４から構成されるフォトダイオード１４と、
共通電極１８と半導体部３２及び透明電極３６から構成
されるブロッキングダイオード１６の面積は、比が１対
０．０３〜０．５、より好ましくは１対０．０５〜０．
２５の範囲になるように形成される。この面積比は実験
によって読み出し速度が速く、しかもＳＮ比が最も大き
く得られる最適値が求められる。これは、ブロッキング
ダイオード１６の面積が大きいと順方向の電流値が大き
く、フォトダイオード１４に対する充電速度が速くなる
。また、ブロッキングダイオード１６のコンデンサ容量
を小さくすることによって、暗出力時のキャパシタンス
キックによるノイズを抑制することができ、ＳＮ比を大
きくすることができる。

【００２６】次に、これらのフォトダイオード１４とブ
ロッキングダイオード１６などを透明層間絶縁膜３８に
より覆い、フォトダイオード１４とブロッキングダイオ
ード１６とが絶縁させられるとともに、フォトダイオー
ド１４の第１の電極２６から引き出される電極線２８も
同時に絶縁させられる。なお、透明層間絶縁膜３８には
ＳｉＯｘ等が用いられる。さらに、その透明層間絶縁膜
３８の所定位置にコンタクトホール４０、４２、４４が
フォトリソグラフィ法等によって設けられる。

【００２７】その後、フォトダイオード１４とブロッキ
ングダイオード１６とを接続する接続電極２４と、絶縁
性基板１２の長尺方向にマトリックス配線２２が同時に
マスク法等によってパターン化されて形成される。接続
電極２４はフォトダイオード１４の透明電極３４とコン
タクトホール４０を介して接続されるとともに、ブロッ
キングダイオード１６の透明電極３６とコンタクトホー
ル４２を介して接続され、この接続電極２４によってフ
ォトダイオード１４とブロッキングダイオード１６とは
逆極性に直列接続されるのである。ここで、接続電極２
４はブロッキングダイオード１６の少なくとも透明電極
３６を覆うように形成され、ブロッキングダイオード１
６が光電変換素子として機能し得ないように遮光してい
る。

【００２８】一方、透明層間絶縁膜３８の上に形成され
たマトリックス配線２２は、フォトダイオード１４の第
１の電極２６から引き出される電極線２８の先端部に設
けられたコンタクトホール４４を介して電気的に接続さ
れる。かかるコンタクトホール４４によるマトリックス
配線２２と電極線２８との接続において、同図１に示す
ように接続抵抗を下げるとともに接続不良を防止するた
めに、コンタクトホール４４によって接続されるマトリ
ックス配線２２部の線幅は他の箇所の線幅より広く形成
されている。

【００２９】また、共通電極１８に一体的に形成された
外部機器に接続するための取出電極部４６にも接続電極
２４とマトリックス配線２２を形成するのと同時に、そ
の金属膜を被着しておくのが好ましい。ここで、接続電
極２４やマトリックス配線２２等を形成するのに用いら
れる金属材料は、フォトダイオード１４やブロッキング
ダイオード１６の透明電極３４、３６にコンタクトホー
ル４０、４２を介して被着されたとき、その金属材料の
原子等が透明電極３４、３６や半導体部３０、３２に拡
散し得ない材質のもの、たとえばクロム、チタン、ニッ
ケル等が用いられる。かかる非拡散性の金属材料のみに
よって接続電極２４やマトリックス配線２２を形成して
も良いが、更にこの非拡散性の金属材料からなる接続電
極２４やマトリックス配線２２の上にアルミニウム等の
電気的良導材料を被着させた２層以上の構造によって形
成しても良い。なお、マトリックス配線２２は電気的良
導材料のみによって形成しても良い。このように接続電
極２４やマトリックス配線２２は読み取り装置１０を構
成する各要素の最上部に形成されるため、その膜厚を十
分厚くすることができ、配線抵抗を下げることができる
。

【００３０】更に、絶縁性基板１２上に形成されたフォ
トダイオード１４、ブロッキングダイオード１６やマト
リックス配線２２等の上には、共通電極１８の取出電極
部４６及びマトリックス配線２２の取出電極部を除く領
域を保護膜４８で覆い、これらが保護されている。この
保護材料はシリコンナイトライド等の無機絶縁材料や、
エポキシ樹脂，フェノール樹脂等の有機絶縁材料が用い
られ、あるいはこれら無機絶縁材料と有機絶縁材料とを
組み合わせたものが用いられる。

【００３１】以上の構成に係る読み取り装置１０は図２
にその全体の説明図を示すように、一次元に複数配列さ
れたフォトダイオード１４と、そのフォトダイオード１
４に相対応して逆極性に直列接続されたブロッキングダ
イオード１６とから構成されるブロック２０が一次元に
複数配列されて構成されている。かかる読み取り装置１
０はファクシミリ装置等に取り付けられて、図示しない
駆動回路から各ブロック２０の取出電極部４６に駆動信
号が時系列的に送られ、ブロック２０単位で時系列的に
順次駆動させられる。駆動させられたブロック２０から
はフォトダイオード１４毎に読み出し信号がマトリック
ス配線２２によって伝えられ、図示しない処理回路によ
って処理されることになる。ここで、本発明に係る読み
取り装置１０は読み出し速度が速く、しかも配線抵抗が
小さく構成されているため、高速の読み取り装置を実現
できることとなる。

【００３２】読み取り装置１０は上述したようにブロッ
ク２０単位で時系列的に読み出されるのであるが、この
読み取り動作は前のブロック２０、すなわちｍ番目のブ
ロック２０のフォトダイオード１４は（ｍ−１）番目の
ブロック２０のフォトダイオード１４の影響を受ける。そこで、図２においてブロック２０を時系列的に２０（
１）、２０（２）、……、２０（Ｍ）とすると、時系列
的に初期をなすブロック２０（１）側に、原稿読み取り
用のブロック２０と同一の構成を成し、受光可能な状態
でマトリックス配線２２に接続された読み取り信号補正
用のブロック（５０）を設けるのが好ましい。すなわち
同図において、ブロック２０（２）、２０（３）、……
、２０（Ｍ）が真の読み取り用ブロックであるとき、ブ
ロック２０（１）を読み取り信号補正用のブロック５０
とするのである。この読み取り信号補正用のブロック５
０は空読みすなわち原稿の白色部を読み取り、蓄積した
電荷を十分放電させる明出力の状態における信号に基づ
いて、真の読み取り用ブロック２０（２）、２０（３）
、……、２０（Ｍ）が読み取った信号を補正するための
ものである。

【００３３】また、この読み取り信号補正用のブロック
５０とともに、あるいは読み取り信号補正用のブロック
５０を設けずに、暗出力補正用のブロック（５２）を設
けても良い。暗出力補正用のブロック（５２）は少なく
ともそのブロック５２内のフォトダイオード１４を遮光
して、常に黒い原稿を読み取るのと同じ条件にし、この
時に出力される暗出力を基準にして他の読み取り用ブロ
ック２０の読み取り信号を補正するためのものである。この暗出力補正用のブロック５２は時系列的に配列され
たブロック２０の初期又は終期をなす側に設けられ、た
とえば図２において、初期の側のブロック２０（１）又
は終期の側のブロック２０（Ｍ）を暗出力補正用のブロ
ック５２とするのである。更に、上述の読み取り信号補
正用のブロック５０とともに設ける場合は、初期の側の
ブロック２０（１）を読み取り信号補正用のブロック５
０とするとともに、終期の側のブロック２０（Ｍ）を暗
出力補正用のブロック５２としたり、あるいは初期の側
のブロック２０（１）を暗出力補正用のブロック５２と
するとともに、そのブロック２０（１）に続くブロック
２０（２）を読み取り信号補正用のブロック５０として
も良い。このように、読み取り信号補正用のブロック５
０又は暗出力補正用のブロック５２のいずれか一方又は
双方を設けて、明出力又は暗出力の信号を得て、この信
号に基づいて読み取り信号を補正することにより、正確
な読み取り信号を得ることができるだけでなく、読み取
り装置間の特性のばらつきを均一化することができる。

【００３４】以上、本発明に係る読み取り装置の実施例
を詳述したが、かかる読み取り装置はブロック数が５４
で１ブロック当たりのフォトダイオード及び相対応する
ブロッキングダイオードの数が３２、あるいはブロック
数が１０８で１ブロック当たりのフォトダイオード等の
数が１６である場合が最も好ましいが、それに限定され
るものではない。また、上述の実施例の説明において、
種々の実施例を組み合わせた例を採用したが、それに限
定されるものでないことは当然である。すなわち、第一
義的には絶縁性基板上に形成されたフォトダイオードと
ブロッキングダイオードとがコンタクトホールを介して
接続電極により逆極性に直列接続されていれば足りるの
であり、各構成要素の実施例を適宜組み合わせて実施す
るのが好ましい。その他、本発明はその趣旨を逸脱しな
い範囲内において、当業者の知識に基づき種々なる改良
，修正，変更を加えた態様で実施し得るものである。

【００３５】〔実施例１〕図３に示すように、絶縁性基
板としてコーニング社製の７０５９ガラス基板１２を用
い、先ずこのガラス基板１２上にスパッタリング法によ
り膜厚５００〜２０００Å程度のクロム膜（２６）を形
成した後、このクロム膜をパターン化することにより共
通電極１８と電極線２８を有する電極２６を形成した。

【００３６】この上に、ＰＩＮ構造のアモルファスシリ
コン系半導体層（３０，３２）を形成した。すなわち、
水素化アモルファスシリコンカーバイトａ−ＳｉＣ：Ｈ
　から成る膜厚約３００ÅのＰ型半導体層（３０ａ，３
２ａ）と、水素化アモルファスシリコンａ−Ｓｉ：Ｈか
ら成る膜厚約６０００ÅのＩ型半導体層（３０ｂ，３２
ｂ）と、水素化アモルファスシリコンａ−Ｓｉ：Ｈから
成る膜厚約３００ÅのＮ型半導体層（３０ｃ，３２ｃ）
とを順に堆積した。このＰ型半導体層は暗出力を低減するためにａ−ＳｉＣ
：Ｈ　とし、ヘテロ接合の半導体層とした。さらに、こ
のＮ層上に透明電極となる膜厚約８００ÅのＩＴＯ３４
，３６を被着させた。

【００３７】次に、この半導体層をファトリソグラフィ
、ＲＩＥによりフォトダイオード１４とブロッキングダ
イオード１６とに分離形成することによって、フォトダ
イオード１４とブロッキングダイオード１６とを全く同
じＰＩＮ構造の半導体層で構成した。また、フォトダイ
オード１４のサイズを１０５×１２５μｍ、ブロッキン
グダイオード１６のサイズを３４×３４μｍとし、第１
の電極２６とほぼ同じか、やや大きめに形成した。すな
わち、フォトダイオード１４の半導体部３０の面積と、
ブロッキングダイオード１６の半導体部３２の面積との
比を１対０．１とした。

【００３８】さらに５４個のブロックの両側に、読み取
り信号補正用のブロックと暗出力補正用のブロックとを
設け、ブロックの数を合計５６とし、フォトダイオード
１４及びブロッキングダイオード１６の数を３２とした
。なお、フォトダイオード１４及びブロッキングダイオ
ード１６の密度は８個／ｍｍとした。

【００３９】次に、透明層間絶縁膜３８として膜厚１〜
１．５μｍ程度のＳｉＯｘを堆積し、この透明層間絶縁
膜３８におけるフォトダイオード１４，ブロッキングダ
イオード１６，第１の電極２６上の所定の位置にフォト
リソグラフィ、ＲＩＥによりコンタクトホール４０，４
２，４４を設けた。次に、この上に膜厚約１０００Åの
クロム膜と、膜厚約１．５μｍのアルミニウム膜を積層
しパターン化して、フォトダイオード１４とブロッキン
グダイオード１６とをコンタクトホール４０，４２，４
４を介して接続する接続電極２４を形成するとともに、
マトリックス配線２２を形成した。なお、取出電極部４
６にも同時にクロム膜，アルミニウム膜を形成し、電極
線２８とマトリックス配線２２との接続部におけるマト
リックス配線２２の線幅をその他の箇所における線幅よ
り広く形成した。そして、この上に、ＣＶＤにより保護
膜４８として膜厚約１μｍのＳｉＮｘを被着させた。さ
らに信頼性向上させるため、エポキシ樹脂を主成分とす
る印刷用の透明ペーストをコーティングした。

【００４０】この読み取り装置を５０ｌｘの照度で従来
の読み取り装置と比較したところ、本発明に係る読み取
り装置は従来ののもに比べ信号波形の立ち上がり，立ち
下がり共に急峻であった。また最低限必要な読み取り時
間としては、従来のものが３２μ秒であったのに対し、
１６μ秒であった。さらにＳＮ比は、従来のものが１８
ｄＢであったのに対し、２４ｄＢ以上であった。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係る読み取り装置は、絶縁性基
板上に一次元に形成されたフォトダイオードとブロッキ
ングダイオードとが透明層間絶縁膜により絶縁され、こ
の透明層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介し
て接続電極により両ダイオードが逆極性に直列接続され
て構成されているため、両ダイオード間に漏れ電流等が
生ずることはなく、また接続電極を電気抵抗が小さくな
るように構成することができる。特に、フォトダイオー
ドの透明電極側に金属原子等が拡散し難いクロム等の非
拡散性の金属を被着させるとともに、更にその上にアル
ミニウム等の電気的良導材料を被着させることができ、
金属原子等の拡散による半導体の劣化を防止するととも
に電気抵抗の少ない電極を形成することができる。また
、かかる構成を採用することにより、マトリックス配線
を透明層間絶縁膜の上に形成することができ、これによ
り配線抵抗の少ない配線を得ることが可能となる。

【００４２】また、フォトダイオードの半導体部の面積
と、ブロッキングダイオードの半導体部の面積との比を
１対０．０３〜０．５、より好ましくは１対０．０５〜
０．２５の範囲にして、ブロッキングダイオードの半導
体部の面積を適正な大きさにすることにより、フォトダ
イオードから放電された電荷を急速に充電し得るととも
に、ブロッキングダイオードのコンデンサ容量を小さく
して、暗出力時のキャパシタンスキックによるノイズを
抑制することができ、ＳＮ比を大きくすることができる
。

【００４３】更に、読み取り信号補正用のブロックや暗
出力補正用のブロックを設けることにより、それらによ
って得られた明出力や暗出力の信号に基づいて読み取り
用のブロックによって得られた読み取り信号を補正する
ことができ、正確な読み取り信号を得ることができる。また、読み取り信号を補正することによって、読み取り
装置間に生ずる特性のばらつきを均一化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る読み取り装置の説明図であり、同
図（ａ）　は要部正面断面説明図、同図（ｂ）　は要部
平面説明図である。

【図２】本発明に係る読み取り装置の説明図であり、同
図（ａ）　は平面説明図、同図（ｂ）はブロック内の電
気的構成を説明するための説明図である。

【図３】本発明に係る読み取り装置の要部の構成を説明
するための要部拡大説明図である。

【図４】従来の読み取り装置の説明図であり、同図（ａ
）　は要部正面断面説明図、同図（ｂ）　は要部平面説
明図である。

【符号の説明】

１０；読み取り装置１２；絶縁性基板１４；フォトダイオード１６；ブロッキングダイオード１８；共通電極２０；ブロック２２；マトリックス配線２４；接続電極２６；第１の電極２８；電極線３０，３２；半導体部３４，３６；透明電極３８；透明層間絶縁膜４０，４２，４４；コンタクトホール４６；取出電極部４８；保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　絶縁性基板上に、一次元に形成された
一定個数のフォトダイオードと、該個々のフォトダイオ
ードと相対応して逆極性に直列接続されるブロッキング
ダイオードと、該一定個数のブロッキングダイオードに
共通する共通電極とから構成されるブロックが複数形成
され、各ブロック毎の相対的に同位置にあるフォトダイ
オード同士を共通に接続するマトリックス配線を備えた
読み取り装置において、前記絶縁性基板上に一次元に形
成されたフォトダイオードとブロッキングダイオードと
を透明層間絶縁膜により覆い、該透明層間絶縁膜に設け
たコンタクトホールを介して接続電極により前記フォト
ダイオードとブロッキングダイオードとを逆極性に直列
接続したことを特徴とする読み取り装置。
【請求項２】　　前記一次元に配列された複数のブロッ
クの時系列的に初期をなす側に、該ブロックと同一の構
成を成し、受光可能な状態でマトリックス配線に接続さ
れた読み取り信号補正用のブロックを設けたことを特徴
とする請求項第１項に記載する読み取り装置。
【請求項３】　　前記一次元に配列された複数のブロッ
クの時系列的に初期又は終期をなす側に、該ブロックと
同一の構成を成し、少なくとも当該フォトダイオードを
遮光してマトリックス配線に接続された暗出力補正用の
ブロックを設けたことを特徴とする請求項第１項又は第
２項に記載する読み取り装置。
【請求項４】　　前記フォトダイオードの半導体部の面
積と、前記ブロッキングダイオードの半導体部の面積と
の比が１対０．０３〜０．５、より好ましくは０．０５
〜０．２５の範囲にあることを特徴とする請求項第１項
乃至第３項のいずれかに記載する読み取り装置。
【請求項５】　　前記半導体部がＰＩＮ構造のアモルフ
ァスシリコン系半導体層から成り、該Ｐ型半導体層に炭
素Ｃを含むことを特徴とする請求項第１項乃至第４項の
いずれかに記載する読み取り装置。
【請求項６】　　前記フォトダイオードとブロッキング
ダイオードとがＮ型半導体層を有する半導体の該Ｎ型半
導体層側で逆極性に直列接続されていることを特徴とす
る請求項第１項乃至第５項のいずれかに記載する読み取
り装置。
【請求項７】　　前記フォトダイオードの透明電極と前
記ブロッキングダイオードの透明電極とを接続する接続
電極により、少なくとも当該ブロッキングダイオードの
透明電極を覆ったことを特徴とする請求項第１項乃至第
６項のいずれかに記載する読み取り装置。
【請求項８】　　前記フォトダイオードの電極から引き
出される電極線と、透明層間絶縁膜に形成されたコンタ
クトホールを介して接続されるマトリックス配線との接
続部において、該接続部におけるマトリックス配線の線
幅が他の箇所における線幅より広くしたことを特徴とす
る請求項第１項乃至第７項のいずれかに記載する読み取
り装置。
【請求項９】　　前記ブロッキングダイオードの電極か
ら引き出される電極線及びマトリックス配線のうち少な
くとも外部機器との取出電極部を除く読み取り装置の領
域を、シリコンナイトライド等の無機絶縁材料又はエポ
キシ樹脂等の有機絶縁材料から選ばれる１種、又は２種
以上を組み合わせた保護膜で覆ったことを特徴とする請
求項第１項乃至第８項のいずれかに記載する読み取り装
置。
【請求項１０】　　前記絶縁性基板上に形成されるフォ
トダイオード及びブロッキングダイオードの電極がクロ
ム等の非拡散性の金属材料から成り、且つ該フォトダイ
オードとブロッキングダイオードとを逆極性に直列接続
する接続電極がクロム等の非拡散性の金属材料とアルミ
ニウム等の電気的良導材料の２層以上から成ることを特
徴とする請求項第１項乃至第９項のいずれかに記載する
読み取り装置。
【請求項１１】　　前記読み取り装置を構成するブロッ
クの数が５４又は１０８であり、該ブロックを構成する
フォトダイオード及び相対応するブロッキングダイオー
ドの数が３２又は１６であることを特徴とする請求項第
１項乃至第１０項のいずれかに記載する読み取り装置。