JPH05110056A - イメージセンサ - Google Patents
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- JPH05110056A JPH05110056A JP3266091A JP26609191A JPH05110056A JP H05110056 A JPH05110056 A JP H05110056A JP 3266091 A JP3266091 A JP 3266091A JP 26609191 A JP26609191 A JP 26609191A JP H05110056 A JPH05110056 A JP H05110056A
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Classifications
-
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- 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
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/108—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the Schottky type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】順方向電流特性を改善し、高速駆動を可能にす
るとともに、ダーク時の逆方向電流値を小にするフォト
ダイオードを具備したイメージセンサを提供する。 【構成】読み取り回路に接続されている第１のフォトダ
イオードと駆動パルス発生回路に接続されている第２の
フォトダイオードとを逆極性に直列接続した受光素子
を、透明基板上にライン状に複数個並設して受光素子ア
レイを形成したイメージセンサにおいて、これらフォト
ダイオードの光電変換部を形成するノンドープのアモル
ファス水素化シリコン層は透明基板上に２層に着膜され
た積層構造を有するとともに、積層構造の、画像光照射
により発生した電荷を蓄積する時にエレクトロンをブロ
ックする接合を有する側に位置するノンドープのアモル
ファス水素化シリコン層の着膜温度が、エレクトロンを
ブロックする接合を有する側と反対側に位置するノンド
ープのアモルファス水素化シリコン層の着膜温度よりも
低温にて着膜されている。
るとともに、ダーク時の逆方向電流値を小にするフォト
ダイオードを具備したイメージセンサを提供する。 【構成】読み取り回路に接続されている第１のフォトダ
イオードと駆動パルス発生回路に接続されている第２の
フォトダイオードとを逆極性に直列接続した受光素子
を、透明基板上にライン状に複数個並設して受光素子ア
レイを形成したイメージセンサにおいて、これらフォト
ダイオードの光電変換部を形成するノンドープのアモル
ファス水素化シリコン層は透明基板上に２層に着膜され
た積層構造を有するとともに、積層構造の、画像光照射
により発生した電荷を蓄積する時にエレクトロンをブロ
ックする接合を有する側に位置するノンドープのアモル
ファス水素化シリコン層の着膜温度が、エレクトロンを
ブロックする接合を有する側と反対側に位置するノンド
ープのアモルファス水素化シリコン層の着膜温度よりも
低温にて着膜されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機や、ファクシミ
リ等の画像入力部に用いられるイメージセンサに係わ
り、特に、２個のフォトダイオードを逆極性に直列接続
してなる受光素子を複数個ライン状に並設したイメージ
センサに関する。
リ等の画像入力部に用いられるイメージセンサに係わ
り、特に、２個のフォトダイオードを逆極性に直列接続
してなる受光素子を複数個ライン状に並設したイメージ
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】多数のフォトダイオードを主走査方向に
並設したイメージセンサにおいては、配線網を簡素化す
るために、フォトダイオードに対する出力取り出し用の
電極数を削減する技術が開発されている。
並設したイメージセンサにおいては、配線網を簡素化す
るために、フォトダイオードに対する出力取り出し用の
電極数を削減する技術が開発されている。
【０００３】この類の技術を、特開昭５８ー１４７１４
８号公報を例示して説明する。図７には、フォトダイオ
ードと、通常の構造のブロッキング・ダイオードとを逆
極性に直列接続した光センサを、主走査方向に多数並設
した１次元イメージセンサが示されている。この多数の
フォトダイオード７１・・・・をｍ個づつ１グループと
してｎ個のグループ、即ち、ＧＩ、Ｇ２、・・・Ｇｎグ
ループに分割し、Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎグループ毎
に、各グループにおけるｍ個のフォトダイオード７１・
・・・の陰極側を共通接続した接続点に１個づつトラン
ジスタ７３の一方の電極を接続し、その他方の電極を、
分岐された出力端子Ｔを備えるとともに、逆バイアス電
源７５及び負荷抵抗７６の直列回路よりなる逆バイアス
回路に接続する。
８号公報を例示して説明する。図７には、フォトダイオ
ードと、通常の構造のブロッキング・ダイオードとを逆
極性に直列接続した光センサを、主走査方向に多数並設
した１次元イメージセンサが示されている。この多数の
フォトダイオード７１・・・・をｍ個づつ１グループと
してｎ個のグループ、即ち、ＧＩ、Ｇ２、・・・Ｇｎグ
ループに分割し、Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎグループ毎
に、各グループにおけるｍ個のフォトダイオード７１・
・・・の陰極側を共通接続した接続点に１個づつトラン
ジスタ７３の一方の電極を接続し、その他方の電極を、
分岐された出力端子Ｔを備えるとともに、逆バイアス電
源７５及び負荷抵抗７６の直列回路よりなる逆バイアス
回路に接続する。
【０００４】そして、このｎ個のトランジスタ７３・・
・のゲートを群選択用シフトレジスタ７７に接続する一
方、Ｇ１グループにおけフォトダイオード７１・・・に
直列接続されたブロッキング・ダイオード７２・・・の
陰極側のそれぞれを、図示するように、Ｇ２、・・・Ｇ
ｎグループのブロッキング・ダイオードの陰極側のそれ
ぞれと共通接続した上、これら共通接続部をそれぞれｍ
個のトランジスタ７４・・・の一方の電極に接続し、ｍ
個のトランジスタ７４・・・の他方の電極を上述した逆
バイアス回路に共に接続し、そのゲートを群選択用シフ
トレジスタ７８にそれぞれ接続する。
・のゲートを群選択用シフトレジスタ７７に接続する一
方、Ｇ１グループにおけフォトダイオード７１・・・に
直列接続されたブロッキング・ダイオード７２・・・の
陰極側のそれぞれを、図示するように、Ｇ２、・・・Ｇ
ｎグループのブロッキング・ダイオードの陰極側のそれ
ぞれと共通接続した上、これら共通接続部をそれぞれｍ
個のトランジスタ７４・・・の一方の電極に接続し、ｍ
個のトランジスタ７４・・・の他方の電極を上述した逆
バイアス回路に共に接続し、そのゲートを群選択用シフ
トレジスタ７８にそれぞれ接続する。
【０００５】上述した構成によると、シフトレジスタ７
７に接続されたトランジスタ７３・・・・のゲートに選
択パルスを順次印加し、Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎの各グ
ループの選択を行うとともに、選択用シフトレジスタ７
８に接続されたトランジスタ７４・・・・のゲートに選
択パルスを順次印加し、これにより、各グループ内の各
フォトダイオード７１・・・・の選択を行う構成である
ため、取り出し電極数はｍ＋ｎ本に低減出来、配線数を
大幅に減少させることが出来る。
７に接続されたトランジスタ７３・・・・のゲートに選
択パルスを順次印加し、Ｇ１、Ｇ２、・・・Ｇｎの各グ
ループの選択を行うとともに、選択用シフトレジスタ７
８に接続されたトランジスタ７４・・・・のゲートに選
択パルスを順次印加し、これにより、各グループ内の各
フォトダイオード７１・・・・の選択を行う構成である
ため、取り出し電極数はｍ＋ｎ本に低減出来、配線数を
大幅に減少させることが出来る。
【０００６】この構成のイメージセンサにおいて、今、
グループＧ１を選択するために、シフトレジスタ７７か
ら図中、最左端のトランジスタ７３のゲートに駆動パル
スを入力するとともに、シフトレジスタ７８から図中、
最左端のトランジスタ７４のゲートに選択パルスを入力
すると、グループＧ１の最左端のフォトダイオード７１
Ａ、及びブロッキング・ダイオード７２Ａが逆バイアス
回路に接続される。
グループＧ１を選択するために、シフトレジスタ７７か
ら図中、最左端のトランジスタ７３のゲートに駆動パル
スを入力するとともに、シフトレジスタ７８から図中、
最左端のトランジスタ７４のゲートに選択パルスを入力
すると、グループＧ１の最左端のフォトダイオード７１
Ａ、及びブロッキング・ダイオード７２Ａが逆バイアス
回路に接続される。
【０００７】そして、画像光を照射されたフォトダイオ
ード７１・・・のうち、最左端のフォトダイオード７１
Ａの出力が出力端子Ｔに出力される。以下、グループＧ
１の図中、左側から２番目以下のトランジスタ７４・・
・のゲートに選択パルスを順次、入力し、フォトダイオ
ード７２Ｂ以下の出力を取り出す。
ード７１・・・のうち、最左端のフォトダイオード７１
Ａの出力が出力端子Ｔに出力される。以下、グループＧ
１の図中、左側から２番目以下のトランジスタ７４・・
・のゲートに選択パルスを順次、入力し、フォトダイオ
ード７２Ｂ以下の出力を取り出す。
【０００８】しかしながら、ブロッキング・ダイオード
７２・・・を接続していない場合には、隣接するフォト
ダイオード７１Ｂ・・・について点線で示す循環回路が
形成され、この循環回路が他の部分にも形成され、これ
による循環電流がフォトダイオード７１Ａの光電出力と
なるため、黒画素を読み取ったフォトダイオード７１Ａ
の光電変換出力が０でなければならないのに、循環電流
が逆バイアス回路に出力され、このため、灰色、甚だし
い場合には白色と誤認される場合がある。しかし、上述
したように、ブロッキング・ダイオード７２・・・を各
フォトダイオード７１・・・・と逆極性に接続されてい
るため、その循環回路の形成を防止し、誤認を阻止する
ことが出来る。
７２・・・を接続していない場合には、隣接するフォト
ダイオード７１Ｂ・・・について点線で示す循環回路が
形成され、この循環回路が他の部分にも形成され、これ
による循環電流がフォトダイオード７１Ａの光電出力と
なるため、黒画素を読み取ったフォトダイオード７１Ａ
の光電変換出力が０でなければならないのに、循環電流
が逆バイアス回路に出力され、このため、灰色、甚だし
い場合には白色と誤認される場合がある。しかし、上述
したように、ブロッキング・ダイオード７２・・・を各
フォトダイオード７１・・・・と逆極性に接続されてい
るため、その循環回路の形成を防止し、誤認を阻止する
ことが出来る。
【０００９】他方、１対のフォトダイオードを２次元に
配列したイメージセンサにおいて、フォトセンサ駆動用
回路を１ライン分に低減するために、単一のシフトレジ
スタにより駆動パルス電圧と読み取り用の駆動パルス電
圧とを出力させるようにした技術が開発されている。
配列したイメージセンサにおいて、フォトセンサ駆動用
回路を１ライン分に低減するために、単一のシフトレジ
スタにより駆動パルス電圧と読み取り用の駆動パルス電
圧とを出力させるようにした技術が開発されている。
【００１０】図８は、１対のフォトダイオードを２次元
的に３ライン分並設したイメージセンサの平面図を示す
図９において、その切断線ＢーＢに沿って矢印方向に眺
めた１対のフォトダイオードの断面を示すものである
（例えば、特開平３ー２０９７６７号公報）。
的に３ライン分並設したイメージセンサの平面図を示す
図９において、その切断線ＢーＢに沿って矢印方向に眺
めた１対のフォトダイオードの断面を示すものである
（例えば、特開平３ー２０９７６７号公報）。
【００１１】図８において、透明基板８１の一方の面に
クローム（Ｃｒ）からなる下部電極８２が設けられ、こ
の下部電極８２上にはアモルファス水素化シリコン（ａ
ーＳｉ：Ｈ）よりなる光電変換層８３Ａ、８３Ｂが並設
され、この光電変換層８３Ａ、８３Ｂ上に透明な上部電
極８４Ａ、８４Ｂを設け、逆極性にて直列接続されたフ
ォトダイオードＰＤ３と、ブロック用のフォトダイオー
ドＰＤ４とを形成する。さらに、上部電極８４Ａ、８４
Ｂと、透明基板８１とを覆う絶縁層８５を設け、絶縁層
８５に、上部電極８４Ａ、８４Ｂに接続する共通電極線
８７と、引き出し配線８８とが形成され、この共通電極
線８７と、引き出し配線８８とには、それぞれコンタク
ト・ホール８６Ａと、８６Ｂとが設けられている。な
お、図中符号９０は画像光を示す。
クローム（Ｃｒ）からなる下部電極８２が設けられ、こ
の下部電極８２上にはアモルファス水素化シリコン（ａ
ーＳｉ：Ｈ）よりなる光電変換層８３Ａ、８３Ｂが並設
され、この光電変換層８３Ａ、８３Ｂ上に透明な上部電
極８４Ａ、８４Ｂを設け、逆極性にて直列接続されたフ
ォトダイオードＰＤ３と、ブロック用のフォトダイオー
ドＰＤ４とを形成する。さらに、上部電極８４Ａ、８４
Ｂと、透明基板８１とを覆う絶縁層８５を設け、絶縁層
８５に、上部電極８４Ａ、８４Ｂに接続する共通電極線
８７と、引き出し配線８８とが形成され、この共通電極
線８７と、引き出し配線８８とには、それぞれコンタク
ト・ホール８６Ａと、８６Ｂとが設けられている。な
お、図中符号９０は画像光を示す。
【００１２】そして、図９に示すように、一画素分を形
成するフォトダイオードＰＤ３、ＰＤ４は透明基板８１
上に２次元的に３ライン分設けられ、フォトダイオード
ＰＤ３のそれぞれの共通電極線８７が、図１０に示すよ
うに、負荷抵抗Ｒ、及び出力端子Ｔを備える読み取り回
路に接続され、フォトダイオードＰＤ４のそれぞれの引
き出し配線８８が個別電極線８９を介してシフトレジス
タ８０に接続され、イメージセンサが構成される。
成するフォトダイオードＰＤ３、ＰＤ４は透明基板８１
上に２次元的に３ライン分設けられ、フォトダイオード
ＰＤ３のそれぞれの共通電極線８７が、図１０に示すよ
うに、負荷抵抗Ｒ、及び出力端子Ｔを備える読み取り回
路に接続され、フォトダイオードＰＤ４のそれぞれの引
き出し配線８８が個別電極線８９を介してシフトレジス
タ８０に接続され、イメージセンサが構成される。
【００１３】図１０により画像光読み取り作用を説明す
ると、いま、シフトレジスタ８０から駆動パルス電圧Ｐ
がフォトダイオードＰＤ３、ＰＤ４の直列回路に順次、
印加されると、フォトダイオードＰＤ４を順方向に印加
したパルス電圧Ｐは逆方向となるフォトダイオードＰＤ
３に印加され、その持つ容量ＣＰ３に図示の極性で充電
する。この駆動パルス電圧印加終了後、フォトダイオー
ドＰＤ３の容量ＣＰ３に充電された電荷は、フォトダイ
オードＰＤ４の持つ容量ＣＰ４に図示の極性にて分配充
電される。
ると、いま、シフトレジスタ８０から駆動パルス電圧Ｐ
がフォトダイオードＰＤ３、ＰＤ４の直列回路に順次、
印加されると、フォトダイオードＰＤ４を順方向に印加
したパルス電圧Ｐは逆方向となるフォトダイオードＰＤ
３に印加され、その持つ容量ＣＰ３に図示の極性で充電
する。この駆動パルス電圧印加終了後、フォトダイオー
ドＰＤ３の容量ＣＰ３に充電された電荷は、フォトダイ
オードＰＤ４の持つ容量ＣＰ４に図示の極性にて分配充
電される。
【００１４】次に、この走査が一巡する間に、画像光が
フォトダイオードＰＤ３、ＰＤ４に照射されて光起電流
が発生し、これにより、容量ＣＰ３、及びＣＰ４に充電
された電荷が、画像光量に応じて放電される。次に、シ
フトレジスタ８０から読み出し駆動パルス電圧Ｐが順次
出力されると、フォトダイオードＰＤ４を順方向に印加
したパルス電圧Ｐにより、このパルス電圧Ｐと逆方向と
なるフォトダイオードＰＤ３の容量ＣＰ３に再充電が行
われ、この時、負荷抵抗Ｒに流れる出力信号が出力端子
Ｔに発生する。
フォトダイオードＰＤ３、ＰＤ４に照射されて光起電流
が発生し、これにより、容量ＣＰ３、及びＣＰ４に充電
された電荷が、画像光量に応じて放電される。次に、シ
フトレジスタ８０から読み出し駆動パルス電圧Ｐが順次
出力されると、フォトダイオードＰＤ４を順方向に印加
したパルス電圧Ｐにより、このパルス電圧Ｐと逆方向と
なるフォトダイオードＰＤ３の容量ＣＰ３に再充電が行
われ、この時、負荷抵抗Ｒに流れる出力信号が出力端子
Ｔに発生する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たイメージセンサに適用するフォトダイオードが、クロ
ーム（Ｃｒ）電極上に単層のアモルファス水素化シリコ
ンを設けたショットキー型の半導体素子であるため、光
電変換特性は良好であるものの、順方向電流の応答特性
が劣るという問題がある。
たイメージセンサに適用するフォトダイオードが、クロ
ーム（Ｃｒ）電極上に単層のアモルファス水素化シリコ
ンを設けたショットキー型の半導体素子であるため、光
電変換特性は良好であるものの、順方向電流の応答特性
が劣るという問題がある。
【００１６】即ち、順方向電流の応答特性が悪いと、ブ
ロック用フォトダイオードを介して印加される駆動パル
ス電圧により逆バイアスされたフォトダイオードの容量
には、飽和させる迄十分に充電させることが出来ない。
従って、飽和する迄十分に充電すべく、駆動パルス電圧
の印加時間幅を大きくすると、高速駆動が行えないとい
う問題が派生する。
ロック用フォトダイオードを介して印加される駆動パル
ス電圧により逆バイアスされたフォトダイオードの容量
には、飽和させる迄十分に充電させることが出来ない。
従って、飽和する迄十分に充電すべく、駆動パルス電圧
の印加時間幅を大きくすると、高速駆動が行えないとい
う問題が派生する。
【００１７】さらに、逆バイアスされたフォトダイオー
ドの容量に十分な電荷が充電されないため、この不十分
な充電状態で、今、白画像光が入射されたと仮定する
と、これに応じてその容量の電荷が放電されるが、次の
読み取り用駆動パルス電圧を印加し、逆バイアスされた
フォトダイオードＰＤ３の容量に再充電しても、白画像
光の読み取りにより放電し、減少した分を補充するに足
るだけの電荷を十分に再充電出来ず、残像が発生すると
いう問題がある。
ドの容量に十分な電荷が充電されないため、この不十分
な充電状態で、今、白画像光が入射されたと仮定する
と、これに応じてその容量の電荷が放電されるが、次の
読み取り用駆動パルス電圧を印加し、逆バイアスされた
フォトダイオードＰＤ３の容量に再充電しても、白画像
光の読み取りにより放電し、減少した分を補充するに足
るだけの電荷を十分に再充電出来ず、残像が発生すると
いう問題がある。
【００１８】本発明は、上述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、順方向電流特性を改
善し、高速駆動を可能にするとともに、ダーク時の逆方
向電流値を小にすることが出来るフォトダイオードを備
えるイメージセンサを提供するにある。
もので、その目的とするところは、順方向電流特性を改
善し、高速駆動を可能にするとともに、ダーク時の逆方
向電流値を小にすることが出来るフォトダイオードを備
えるイメージセンサを提供するにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明のイメージセンサ
は、上述した課題を解決するために、読み取り回路に接
続されている第１のフォトダイオードと駆動パルス発生
回路に接続されている第２のフォトダイオードとを逆極
性に直列接続した受光素子を、透明基板上にライン状に
複数個並設して受光素子アレイを形成したイメージセン
サにおいて、第１、及び第２のフォトダイオードの光電
変換部を形成するノンドープのアモルファス水素化シリ
コン層は上記透明基板上に２層に着膜された積層構造を
有するとともに、この積層構造の、画像光照射により発
生した電荷を蓄積する時にエレクトロンをブロックする
接合を有する側に位置するノンドープのアモルファス水
素化シリコン層の着膜温度が、エレクトロンをブロック
する接合を有する側と反対側に位置するノンドープのア
モルファス水素化シリコン層の着膜温度よりも低温にて
着膜されている点を特徴とするものである。
は、上述した課題を解決するために、読み取り回路に接
続されている第１のフォトダイオードと駆動パルス発生
回路に接続されている第２のフォトダイオードとを逆極
性に直列接続した受光素子を、透明基板上にライン状に
複数個並設して受光素子アレイを形成したイメージセン
サにおいて、第１、及び第２のフォトダイオードの光電
変換部を形成するノンドープのアモルファス水素化シリ
コン層は上記透明基板上に２層に着膜された積層構造を
有するとともに、この積層構造の、画像光照射により発
生した電荷を蓄積する時にエレクトロンをブロックする
接合を有する側に位置するノンドープのアモルファス水
素化シリコン層の着膜温度が、エレクトロンをブロック
する接合を有する側と反対側に位置するノンドープのア
モルファス水素化シリコン層の着膜温度よりも低温にて
着膜されている点を特徴とするものである。
【００２０】
【作用】フォトダイオードＰＤ２を介して駆動パルス電
圧を入力すると、フォトダイオードＰＤ１は逆バイアス
され、その容量に電荷が十分充電され、駆動パルス電圧
の印加終了後に、この充電電荷がフォトダイオードＰＤ
２の容量に分配充電される。そして、画像光を照射する
と、画像光の光量に対応してフォトダイオードＰＤ１、
ＰＤ２の容量の充電電荷が放電される。そして、読み取
り用駆動パルス電圧をフォトダイオードＰＤ２に入力
し、逆バイアスされたフォトダイオードＰＤ１の容量に
十分に再充電を行う。
圧を入力すると、フォトダイオードＰＤ１は逆バイアス
され、その容量に電荷が十分充電され、駆動パルス電圧
の印加終了後に、この充電電荷がフォトダイオードＰＤ
２の容量に分配充電される。そして、画像光を照射する
と、画像光の光量に対応してフォトダイオードＰＤ１、
ＰＤ２の容量の充電電荷が放電される。そして、読み取
り用駆動パルス電圧をフォトダイオードＰＤ２に入力
し、逆バイアスされたフォトダイオードＰＤ１の容量に
十分に再充電を行う。
【００２１】
【実施例】以下に本発明の詳細を、添付した図面に示す
実施例に基づいて説明する。図１は、逆極性に直列接続
した１対のフォトダイオードが２次元的に３ライン分並
設された本発明の実施例の平面図を示す図２において、
その切断線ＡーＡに沿って矢印方向に眺めた上述のフォ
トダイオードの断面図である。
実施例に基づいて説明する。図１は、逆極性に直列接続
した１対のフォトダイオードが２次元的に３ライン分並
設された本発明の実施例の平面図を示す図２において、
その切断線ＡーＡに沿って矢印方向に眺めた上述のフォ
トダイオードの断面図である。
【００２２】図１において、ガラス等からなる絶縁性を
有する透明基板２の一方の面上に、クローム（Ｃｒ）等
の金属電極３が設けられ、この金属電極３の上面には、
オーミック・コンタクト層として機能するｎ型にドーピ
ングされたアモルファス水素化シリコン層（ｎ、ａーＳ
ｉ：Ｈ）４Ａ、４Ｂが間隙を介在させて並設されてい
る。これらｎ型のアモルファス水素化シリコン層４Ａ、
４Ｂの上面には、光電変換層として、第１のｉ層、即
ち、ノンドープのアモルファス水素化シリコン層（ａー
Ｓｉ：Ｈ）５Ａ、５Ｂが、これら第１のｉ層５Ａ、５Ｂ
の上面には第２のｉ層であるノンドープのアモルファス
水素化シリコン層（ａーＳｉ：Ｈ）６Ａ、６Ｂが積層さ
れている。
有する透明基板２の一方の面上に、クローム（Ｃｒ）等
の金属電極３が設けられ、この金属電極３の上面には、
オーミック・コンタクト層として機能するｎ型にドーピ
ングされたアモルファス水素化シリコン層（ｎ、ａーＳ
ｉ：Ｈ）４Ａ、４Ｂが間隙を介在させて並設されてい
る。これらｎ型のアモルファス水素化シリコン層４Ａ、
４Ｂの上面には、光電変換層として、第１のｉ層、即
ち、ノンドープのアモルファス水素化シリコン層（ａー
Ｓｉ：Ｈ）５Ａ、５Ｂが、これら第１のｉ層５Ａ、５Ｂ
の上面には第２のｉ層であるノンドープのアモルファス
水素化シリコン層（ａーＳｉ：Ｈ）６Ａ、６Ｂが積層さ
れている。
【００２３】なお、後述する説明から明かとなるが、こ
の第２のｉ層のノンドープのアモルファス水素化シリコ
ン層６Ａ、６Ｂの着膜温度は、第１のｉ層のノンドープ
の水素化シリコン層５Ａ、５Ｂの着膜温度よりも低温に
て着膜されている。換言すると、画像光１５の照射によ
り発生した電荷を蓄積する時に、エレクトロンをブロッ
クする接合を有する側に位置するノンドープのアモルフ
ァス水素化シリコン層６Ａ、６Ｂの着膜温度は、上述し
たエレクトロンをブロックする接合を有する側と反対側
に位置するノンドープのアモルファス水素化シリコン層
５Ａ、５Ｂの着膜温度よりも低温にて着膜されている。
の第２のｉ層のノンドープのアモルファス水素化シリコ
ン層６Ａ、６Ｂの着膜温度は、第１のｉ層のノンドープ
の水素化シリコン層５Ａ、５Ｂの着膜温度よりも低温に
て着膜されている。換言すると、画像光１５の照射によ
り発生した電荷を蓄積する時に、エレクトロンをブロッ
クする接合を有する側に位置するノンドープのアモルフ
ァス水素化シリコン層６Ａ、６Ｂの着膜温度は、上述し
たエレクトロンをブロックする接合を有する側と反対側
に位置するノンドープのアモルファス水素化シリコン層
５Ａ、５Ｂの着膜温度よりも低温にて着膜されている。
【００２４】第２のｉ層のノンドープのアモルファス水
素化シリコン層６Ａ、６Ｂの上面には、インジューム酸
化錫（ＩＴＯ）よりなる透明電極７Ａ、７Ｂが設けられ
ている。そして、この透明電極７Ａ、７Ｂの上面と、ｎ
型にドーピングされたアモルファス水素化シリコン層４
Ａ、４Ｂ、第１のｉ層５Ａ、５Ｂ、及び第２のｉ層６
Ａ、６Ｂの間隙と、透明基板２の上面とには、ポリイミ
ドよりなる絶縁層８が設けられている。この絶縁層８を
介して透明電極７Ａ、７Ｂに達するアルミニュームより
なる共通電極線１０と、引き出し配線１１とが設けら
れ、さらに、この共通電極線１０、引き出し配線１１か
ら透明電極７Ａ、７Ｂに至るコンタクト・ホール９Ａ、
９Ｂがそれぞれ形成されている。なお、図中符号１５は
画像光を示す。
素化シリコン層６Ａ、６Ｂの上面には、インジューム酸
化錫（ＩＴＯ）よりなる透明電極７Ａ、７Ｂが設けられ
ている。そして、この透明電極７Ａ、７Ｂの上面と、ｎ
型にドーピングされたアモルファス水素化シリコン層４
Ａ、４Ｂ、第１のｉ層５Ａ、５Ｂ、及び第２のｉ層６
Ａ、６Ｂの間隙と、透明基板２の上面とには、ポリイミ
ドよりなる絶縁層８が設けられている。この絶縁層８を
介して透明電極７Ａ、７Ｂに達するアルミニュームより
なる共通電極線１０と、引き出し配線１１とが設けら
れ、さらに、この共通電極線１０、引き出し配線１１か
ら透明電極７Ａ、７Ｂに至るコンタクト・ホール９Ａ、
９Ｂがそれぞれ形成されている。なお、図中符号１５は
画像光を示す。
【００２５】かかる構成のイメージセンサの製造方法
を、図３（Ａ）乃至（Ｅ）に基づいて説明する。
を、図３（Ａ）乃至（Ｅ）に基づいて説明する。
【００２６】図３（Ａ）に示すように、ガラス等からな
る透明基板２の一方の面に、蒸着法、もしくはスパッタ
リング法によりクローム（Ｃｒ）等からなる金属膜３を
７００Å程度の膜厚にて着膜した上、フォトリソグラフ
ィック法により金属電極３、及び個別電極線１２（図
２、参照）を形成する。
る透明基板２の一方の面に、蒸着法、もしくはスパッタ
リング法によりクローム（Ｃｒ）等からなる金属膜３を
７００Å程度の膜厚にて着膜した上、フォトリソグラフ
ィック法により金属電極３、及び個別電極線１２（図
２、参照）を形成する。
【００２７】次に、図３（Ｂ）に示すように、ｎ型にド
ーピングされたアモルファス水素化シリコン層４が、１
００％のシラン（ＳｉＨ4 ）ガス中にフォスフィン（Ｐ
Ｈ3）ガスを１％程度ドーピングしたガスを用いてプラ
ズマーＣＶＤ法により着膜される。この時の着膜条件
は、基板温度が１８０℃乃至３５０℃にて、膜厚を１０
００Å以下にして着膜する。
ーピングされたアモルファス水素化シリコン層４が、１
００％のシラン（ＳｉＨ4 ）ガス中にフォスフィン（Ｐ
Ｈ3）ガスを１％程度ドーピングしたガスを用いてプラ
ズマーＣＶＤ法により着膜される。この時の着膜条件
は、基板温度が１８０℃乃至３５０℃にて、膜厚を１０
００Å以下にして着膜する。
【００２８】次に、温度の異なる連続した２つの反応槽
を用いてｉ層の光電変換層を積層形成するのであるが、
その着膜条件は次の通りである。即ち、第１のｉ層のノ
ンドープのアモルファス水素化シリコン層５は、基板温
度が２３０℃乃至３５０℃の範囲、そして、第２のｉ層
のノンドープのアモルファス水素化シリコン層６は基板
温度が１８０℃乃至２５０℃の範囲であって、しかも、
第２のｉ層の基板温度は第１のｉ層の基板温度よりも低
い温度にしてそれぞれ着膜される。そして、第１のｉ層
５と、第２のｉ層６とを含めた全膜厚を０．３μｍ乃至
２μｍとし、第２のｉ層６の膜厚を０．１μｍにしてダ
ーク時の逆方向電流値を小さくし、第１のｉ層５の膜厚
を第２のｉ層６の膜厚よりも厚くして順方向電流値を大
きくする。
を用いてｉ層の光電変換層を積層形成するのであるが、
その着膜条件は次の通りである。即ち、第１のｉ層のノ
ンドープのアモルファス水素化シリコン層５は、基板温
度が２３０℃乃至３５０℃の範囲、そして、第２のｉ層
のノンドープのアモルファス水素化シリコン層６は基板
温度が１８０℃乃至２５０℃の範囲であって、しかも、
第２のｉ層の基板温度は第１のｉ層の基板温度よりも低
い温度にしてそれぞれ着膜される。そして、第１のｉ層
５と、第２のｉ層６とを含めた全膜厚を０．３μｍ乃至
２μｍとし、第２のｉ層６の膜厚を０．１μｍにしてダ
ーク時の逆方向電流値を小さくし、第１のｉ層５の膜厚
を第２のｉ層６の膜厚よりも厚くして順方向電流値を大
きくする。
【００２９】なお、この第１のｉ層５、及び第２のｉ層
６を単層の反応槽を用いて着膜する場合には、第１のｉ
層５を着膜した後、この反応槽中の基板温度が第２のｉ
層６の着膜基板温度に低下する迄放置してから着膜す
る。あるいは、第１のｉ層５を着膜した後、温度を低下
させるために一度真空を破った場合には、ＢＨＦ（バッ
ファードフッ酸）で第１のｉ層５の上面の酸化膜の除去
した上で、第２のｉ層６の着膜を行う。
６を単層の反応槽を用いて着膜する場合には、第１のｉ
層５を着膜した後、この反応槽中の基板温度が第２のｉ
層６の着膜基板温度に低下する迄放置してから着膜す
る。あるいは、第１のｉ層５を着膜した後、温度を低下
させるために一度真空を破った場合には、ＢＨＦ（バッ
ファードフッ酸）で第１のｉ層５の上面の酸化膜の除去
した上で、第２のｉ層６の着膜を行う。
【００３０】次に、図３（Ｃ）に示すように、透明な酸
化インジューム錫（ＩＴＯ）を、スパッタ法により８０
０Åの膜厚にて着膜した上、フォトリソグラフィック法
により透明電極７Ａ、７Ｂを形成する。
化インジューム錫（ＩＴＯ）を、スパッタ法により８０
０Åの膜厚にて着膜した上、フォトリソグラフィック法
により透明電極７Ａ、７Ｂを形成する。
【００３１】図３（Ｄ）に示すように、ｎ型にドーピン
グされたアモルファス水素化シリコン層４と、ｉ層を形
成する第１のｉ層のアモルファス水素化シリコン層５
と、第２のｉ層のアモルファス水素化シリコン層６とに
対し、テトラフルオロカーボン（ＣＦ4 ）、６弗化イオ
ウ（ＳＦ6 ）等のガスを用いたドライエッチングにより
パターニングし、ｎ型にドーピングされたアモルファス
水素化シリコン層４Ａ、４Ｂと、第１のｉ層５Ａ、５Ｂ
と、第２のｉ層６Ａ、６Ｂとを形成する。
グされたアモルファス水素化シリコン層４と、ｉ層を形
成する第１のｉ層のアモルファス水素化シリコン層５
と、第２のｉ層のアモルファス水素化シリコン層６とに
対し、テトラフルオロカーボン（ＣＦ4 ）、６弗化イオ
ウ（ＳＦ6 ）等のガスを用いたドライエッチングにより
パターニングし、ｎ型にドーピングされたアモルファス
水素化シリコン層４Ａ、４Ｂと、第１のｉ層５Ａ、５Ｂ
と、第２のｉ層６Ａ、６Ｂとを形成する。
【００３２】次に、図３（Ｅ）に示すように、ポリイミ
ド８（日立化成製、ＰＩＸー１４００、ＰＩＸー８８０
３、あるいは、東レ製のフォトニース等）を、ローラを
回転させて塗膜するロール・コート法、もしくは載置し
た基板を回転させて塗膜するスピン・コート法により、
１μｍ程度の膜厚にて透明電極７Ａ、７Ｂ上を塗膜する
とともに、透明基板２上と、ｎ型にドーピングされたア
モルファス水素化シリコン層４Ａ、４Ｂ、第１のｉ層５
Ａ、５Ｂ、第２のｉ層６Ａ、６Ｂ、及び透明電極７Ａ、
７Ｂの間隙とを塗膜する。そして、コンタクト・ホール
９Ａ、９Ｂをフォトリソグラフィック法により形成す
る。
ド８（日立化成製、ＰＩＸー１４００、ＰＩＸー８８０
３、あるいは、東レ製のフォトニース等）を、ローラを
回転させて塗膜するロール・コート法、もしくは載置し
た基板を回転させて塗膜するスピン・コート法により、
１μｍ程度の膜厚にて透明電極７Ａ、７Ｂ上を塗膜する
とともに、透明基板２上と、ｎ型にドーピングされたア
モルファス水素化シリコン層４Ａ、４Ｂ、第１のｉ層５
Ａ、５Ｂ、第２のｉ層６Ａ、６Ｂ、及び透明電極７Ａ、
７Ｂの間隙とを塗膜する。そして、コンタクト・ホール
９Ａ、９Ｂをフォトリソグラフィック法により形成す
る。
【００３３】最後に、アルミニューム（Ａｌ）等の金属
を蒸着法、もしくはスパッタリング法により１μｍ程度
に着膜した後、フォトリソグラフィック法により共通電
極線１０、及び引き出し配線１１を形成し、フォトダイ
オードＰＤ１、ＰＤ２を構成する。
を蒸着法、もしくはスパッタリング法により１μｍ程度
に着膜した後、フォトリソグラフィック法により共通電
極線１０、及び引き出し配線１１を形成し、フォトダイ
オードＰＤ１、ＰＤ２を構成する。
【００３４】このようにして、図２に示すように、この
１対のフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２を一画素読み取
り用のセンサとし、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２に
画像光が照射されるようにして２次元的に３ライン分並
設するとともに、図５に示すように、フォトダイオード
ＰＤ１のそれぞれの共通電極線１０が負荷抵抗Ｒ、及び
出力端子Ｔを有する読み取り回路に接続され、フォトダ
イオードＰＤ２のそれぞれの引き出し配線１１が、個別
電極線１２を介してシフトレジスタ１６に接続され、イ
メージセンサ１が構成される。
１対のフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２を一画素読み取
り用のセンサとし、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２に
画像光が照射されるようにして２次元的に３ライン分並
設するとともに、図５に示すように、フォトダイオード
ＰＤ１のそれぞれの共通電極線１０が負荷抵抗Ｒ、及び
出力端子Ｔを有する読み取り回路に接続され、フォトダ
イオードＰＤ２のそれぞれの引き出し配線１１が、個別
電極線１２を介してシフトレジスタ１６に接続され、イ
メージセンサ１が構成される。
【００３５】次ぎに、本発明に基づいて構成された実施
例（第１のｉ層５Ａ、５Ｂの着膜温度は２５０℃、第２
のｉ層の着膜温度は２３０℃、全膜厚は０．５μｍで、
第１のｉ層の膜厚は０．１μｍ、第２のｉ層の膜厚は
０．４μｍ）について実験した結果を、ｉ層単層（アモ
ルファス水素化シリコン）で着膜温度２３０℃、及びｉ
層単層（アモルファス水素化シリコン）で着膜温度２５
０℃で着膜されたものと対比しながら説明する。
例（第１のｉ層５Ａ、５Ｂの着膜温度は２５０℃、第２
のｉ層の着膜温度は２３０℃、全膜厚は０．５μｍで、
第１のｉ層の膜厚は０．１μｍ、第２のｉ層の膜厚は
０．４μｍ）について実験した結果を、ｉ層単層（アモ
ルファス水素化シリコン）で着膜温度２３０℃、及びｉ
層単層（アモルファス水素化シリコン）で着膜温度２５
０℃で着膜されたものと対比しながら説明する。
【００３６】Ｘ軸方向に１個のフォトダイオードに印加
される順方向バイアス電圧（単位、Ｖ）を、Ｙ軸方向に
フォトダイオードの順方向電流値（単位、Ａ／ｃｍ2 ）
を示す図４（Ａ）において、本実施例のフォトダイオー
ドの順方向電流特性は、従来のｉ層単層（アモルファス
水素化シリコン）で、しかも基板温度を２５０℃にて着
膜したものの持つ順方向電流特性よりも若干低いが、ｉ
層単層（アモルファス水素化シリコン）で基板温度２３
０℃で着膜したものの持つ順方向電流特性よりも遥かに
大きい特性を示す。
される順方向バイアス電圧（単位、Ｖ）を、Ｙ軸方向に
フォトダイオードの順方向電流値（単位、Ａ／ｃｍ2 ）
を示す図４（Ａ）において、本実施例のフォトダイオー
ドの順方向電流特性は、従来のｉ層単層（アモルファス
水素化シリコン）で、しかも基板温度を２５０℃にて着
膜したものの持つ順方向電流特性よりも若干低いが、ｉ
層単層（アモルファス水素化シリコン）で基板温度２３
０℃で着膜したものの持つ順方向電流特性よりも遥かに
大きい特性を示す。
【００３７】また、Ｘ軸方向に１個のフォトダイオード
に印加される逆バイアス電圧（単位、Ｖ）を、Ｙ軸方向
にフォトダイオードの逆方向電流値（単位、Ａ／ｃ
ｍ2 ）を示す図４（Ｂ）において、１００（Ｌｕｘ）の
画像光を照射した場合には、本実施例の持つ逆方向電流
特性は、ｉ層単層で基板温度２５０℃で着膜したもの、
及びｉ層単層で基板温度２３０℃で着膜したものの逆方
向電流特性と同じ特性を示すが、ダーク時における本実
施例の持つ逆方向電流特性は、ｉ層単層で基板温度２５
０℃で着膜したものよりも遥かに低く、ｉ層単層で基板
温度２３０℃にて着膜したものとほぼ同じ特性を示して
いる。
に印加される逆バイアス電圧（単位、Ｖ）を、Ｙ軸方向
にフォトダイオードの逆方向電流値（単位、Ａ／ｃ
ｍ2 ）を示す図４（Ｂ）において、１００（Ｌｕｘ）の
画像光を照射した場合には、本実施例の持つ逆方向電流
特性は、ｉ層単層で基板温度２５０℃で着膜したもの、
及びｉ層単層で基板温度２３０℃で着膜したものの逆方
向電流特性と同じ特性を示すが、ダーク時における本実
施例の持つ逆方向電流特性は、ｉ層単層で基板温度２５
０℃で着膜したものよりも遥かに低く、ｉ層単層で基板
温度２３０℃にて着膜したものとほぼ同じ特性を示して
いる。
【００３８】このことから、本実施例によるフォトダイ
オードは、基板温度を異にして着膜されたｉ層単層のみ
の場合のものに比し、順方向電流値を大きくし、かつ、
ダーク時の逆方向電流値を小さくする特性を共に満足さ
せ得、このため、順方向電流特性と、逆方向電流特性と
が共に改善され、ｐ（ｐｈｏｔｏ）／ｄ（ｄａｒｋ）比
が改善されていることが分かる。
オードは、基板温度を異にして着膜されたｉ層単層のみ
の場合のものに比し、順方向電流値を大きくし、かつ、
ダーク時の逆方向電流値を小さくする特性を共に満足さ
せ得、このため、順方向電流特性と、逆方向電流特性と
が共に改善され、ｐ（ｐｈｏｔｏ）／ｄ（ｄａｒｋ）比
が改善されていることが分かる。
【００３９】かかる構成のイメージセンサ１によれば、
図５に示すように、いま、シフトレジスタ１６から駆動
パルス電圧Ｐを、逆極性にて直列接続されたフォトダイ
オードＰＤ１、ＰＤ２からなる受光素子アレイに順次、
印加すると、駆動パルス電圧はフォトダイオードＰＤ２
を順方向にバイアスし、フォトダイオードＰＤ１を逆方
向にバイアスし、これによりフォトダイオードＰＤ１の
持つ容量ＣＰ１に、図示の極性にて電荷を充電するが、
フォトダイオードＰＤ１に大きな順方向電流が流れるた
め、容量ＣＰ１に十分な電荷が充電される。そして、駆
動パルス電圧Ｐの印加終了後に、容量ＣＰ１に充電され
た電荷は、フォトダイオードＰＤ２の持つ容量ＣＰ２に
図示の極性にて、分配充電される。
図５に示すように、いま、シフトレジスタ１６から駆動
パルス電圧Ｐを、逆極性にて直列接続されたフォトダイ
オードＰＤ１、ＰＤ２からなる受光素子アレイに順次、
印加すると、駆動パルス電圧はフォトダイオードＰＤ２
を順方向にバイアスし、フォトダイオードＰＤ１を逆方
向にバイアスし、これによりフォトダイオードＰＤ１の
持つ容量ＣＰ１に、図示の極性にて電荷を充電するが、
フォトダイオードＰＤ１に大きな順方向電流が流れるた
め、容量ＣＰ１に十分な電荷が充電される。そして、駆
動パルス電圧Ｐの印加終了後に、容量ＣＰ１に充電され
た電荷は、フォトダイオードＰＤ２の持つ容量ＣＰ２に
図示の極性にて、分配充電される。
【００４０】次いで、この走査が一巡する間に、画像光
を照射すると、フォトダイオードＰＤＩ、ＰＤ２はオン
状態となり、画像光量に応じて発生した光起電流がフォ
トダイオードＰＤ１、ＰＤ２の持つ容量ＣＰ１、ＣＰ２
に向かって流れ、これにより、フォトダイオードＰＤ１
の充電電荷と、フォトダイオードＰＤ２の充電電荷と
は、画像光量に対応して放電されるが、画像光照射終了
後は、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２のダーク時の逆
方向電流値が小さいため、容量ＣＰ１、ＣＰ２に充電さ
れている画像光量に対応した電荷は殆ど放電されずに蓄
積保持されている。次に、シフトレジスタ１６から読み
取り用駆動パルス電圧Ｐが印加されると、フォトダイオ
ードＰＤ２を介して流れる大きな順方向電流によりフォ
トダイオードＰＤ１が逆方向にバイアスされ、その容量
ＣＰ１に電荷が十分に再充電され、この充電による負荷
抵抗Ｒに生じる電圧変化が出力端子Ｔにて検出される。
を照射すると、フォトダイオードＰＤＩ、ＰＤ２はオン
状態となり、画像光量に応じて発生した光起電流がフォ
トダイオードＰＤ１、ＰＤ２の持つ容量ＣＰ１、ＣＰ２
に向かって流れ、これにより、フォトダイオードＰＤ１
の充電電荷と、フォトダイオードＰＤ２の充電電荷と
は、画像光量に対応して放電されるが、画像光照射終了
後は、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２のダーク時の逆
方向電流値が小さいため、容量ＣＰ１、ＣＰ２に充電さ
れている画像光量に対応した電荷は殆ど放電されずに蓄
積保持されている。次に、シフトレジスタ１６から読み
取り用駆動パルス電圧Ｐが印加されると、フォトダイオ
ードＰＤ２を介して流れる大きな順方向電流によりフォ
トダイオードＰＤ１が逆方向にバイアスされ、その容量
ＣＰ１に電荷が十分に再充電され、この充電による負荷
抵抗Ｒに生じる電圧変化が出力端子Ｔにて検出される。
【００４１】図６は上述した本発明の実施例の変形例を
示すもので、クローム（Ｃｒ）等の金属電極３の上面に
並設されたｎ型にドーピングされたアモルファス水素化
シリコン層４Ａ、４Ｂの上面から、透明基板２の上面に
かけて第１のｉ層であるアモルファス水素化シリコン層
５Ａ、５Ｂと、第２のｉ層であるアモルファス水素化シ
リコン層６Ａ、６Ｂと、透明電極７Ａ、７Ｂとが設けら
れ、その余の構成は上述した図１に示すものと同一の構
成を備えるものである。この実施例においても、同様な
作用効果を奏するものである。
示すもので、クローム（Ｃｒ）等の金属電極３の上面に
並設されたｎ型にドーピングされたアモルファス水素化
シリコン層４Ａ、４Ｂの上面から、透明基板２の上面に
かけて第１のｉ層であるアモルファス水素化シリコン層
５Ａ、５Ｂと、第２のｉ層であるアモルファス水素化シ
リコン層６Ａ、６Ｂと、透明電極７Ａ、７Ｂとが設けら
れ、その余の構成は上述した図１に示すものと同一の構
成を備えるものである。この実施例においても、同様な
作用効果を奏するものである。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光電
変換層を２層に積層構造にするとともに、この積層構造
の、画像光照射により発生した電荷を蓄積する時にエレ
クトロンをブロックする接合を有する側に位置するノン
ドープのアモルファス水素化シリコン層の着膜温度を、
エレクトロンをブロックする接合を有する側と反対側に
位置するノンドープのアモルファス水素化シリコン層の
着膜温度よりも低い温度にて着膜した構成にしてあるの
で、フォトダイオードの順方向電流値を大きくすること
が出来、このため、逆バイアスさたフォトダイオードの
持つ容量に十分な電荷を充電することが出来、このた
め、高速駆動が可能になる他、画像光照射後に読み取り
駆動パルス電圧を印加した際、画像光照射による放電し
た減少電荷分を十分に補充し得る再充電が可能となり、
これにより残像現象の発生を防止することが出来る。
変換層を２層に積層構造にするとともに、この積層構造
の、画像光照射により発生した電荷を蓄積する時にエレ
クトロンをブロックする接合を有する側に位置するノン
ドープのアモルファス水素化シリコン層の着膜温度を、
エレクトロンをブロックする接合を有する側と反対側に
位置するノンドープのアモルファス水素化シリコン層の
着膜温度よりも低い温度にて着膜した構成にしてあるの
で、フォトダイオードの順方向電流値を大きくすること
が出来、このため、逆バイアスさたフォトダイオードの
持つ容量に十分な電荷を充電することが出来、このた
め、高速駆動が可能になる他、画像光照射後に読み取り
駆動パルス電圧を印加した際、画像光照射による放電し
た減少電荷分を十分に補充し得る再充電が可能となり、
これにより残像現象の発生を防止することが出来る。
【００４３】さらに、ダーク時の逆方向電流を小さく出
来るため、ダーク時の充電電荷の放電を困難にすること
が出来、良好な特性を持つフォトダイオードを備えるイ
メージセンサを提供することが可能となる。
来るため、ダーク時の充電電荷の放電を困難にすること
が出来、良好な特性を持つフォトダイオードを備えるイ
メージセンサを提供することが可能となる。
【図１】 本発明のイメージセンサの構成要素である、
逆極性にて直列接続された１対のフォトダイオードの断
面図である。
逆極性にて直列接続された１対のフォトダイオードの断
面図である。
【図２】 図１に示す１対のフォトダイオードを、透明
基板上に２次元的に３ライン並設した状態を示す平面図
である。
基板上に２次元的に３ライン並設した状態を示す平面図
である。
【図３】 図３は本発明のイメージセンサを構成する１
対のフォトダイオードの作成工程を示すもので、同図
（Ａ）は透明基板上にクローム電極を設ける工程図、同
図（Ｂ）はクローム電極上にｎ型にドーピングされたア
モルファス水素化シリコン層と、この層上に第１のｉ層
としてノンドープのアモルファス水素化シリコン層と、
第１のｉ層上に第２のｉ層としてノンドープのアモルフ
ァス水素化シリコン層とを着膜する工程図、同図（Ｃ）
は第２のｉ層上に透明な金属電極を設ける工程図、同図
（Ｄ）は図３（Ｃ）に示したものをフォトリソグラフィ
ック法によりパターニングした後の状態を示す工程図、
同図（Ｅ）は絶縁層、共通電極線、及び引き出し配線を
設ける工程図である。
対のフォトダイオードの作成工程を示すもので、同図
（Ａ）は透明基板上にクローム電極を設ける工程図、同
図（Ｂ）はクローム電極上にｎ型にドーピングされたア
モルファス水素化シリコン層と、この層上に第１のｉ層
としてノンドープのアモルファス水素化シリコン層と、
第１のｉ層上に第２のｉ層としてノンドープのアモルフ
ァス水素化シリコン層とを着膜する工程図、同図（Ｃ）
は第２のｉ層上に透明な金属電極を設ける工程図、同図
（Ｄ）は図３（Ｃ）に示したものをフォトリソグラフィ
ック法によりパターニングした後の状態を示す工程図、
同図（Ｅ）は絶縁層、共通電極線、及び引き出し配線を
設ける工程図である。
【図４】 図４は、本発明に基づいて基板温度を異なら
せてｉ層（ノンドープのアモルファス水素化シリコン）
を着膜して２層構造にした１個のフォトダイオードと、
それぞれ基板温度を２３０℃、もしくは、２５０℃にて
着膜したｉ層単層（ノンドープのアモルファス水素化シ
リコン）により形成された１個のフォトダイオードとの
順方向電流特性と、明暗時の逆方向電流特性とを示すも
ので、図４（Ａ）は順方向電流特性線図、図４（Ｂ）は
逆方向電流特性線図を示す。
せてｉ層（ノンドープのアモルファス水素化シリコン）
を着膜して２層構造にした１個のフォトダイオードと、
それぞれ基板温度を２３０℃、もしくは、２５０℃にて
着膜したｉ層単層（ノンドープのアモルファス水素化シ
リコン）により形成された１個のフォトダイオードとの
順方向電流特性と、明暗時の逆方向電流特性とを示すも
ので、図４（Ａ）は順方向電流特性線図、図４（Ｂ）は
逆方向電流特性線図を示す。
【図５】 本発明のイメージセンサの回路図である。
【図６】 本発明の他の実施例の１対のフォトダイオー
ドの断面図である。
ドの断面図である。
【図７】 従来のイメージセンサの回路図である。
【図８】 従来の他のイメージセンサを構成する１対の
フォトダイオードの断面図である。
フォトダイオードの断面図である。
【図９】 図８に示す１対のフォトダイオードを、透明
基板上に２次元的に３ライン分並設した状態の平面図で
ある。
基板上に２次元的に３ライン分並設した状態の平面図で
ある。
【図１０】 図８に示すイメージセンサの回路図であ
る。
る。
１ 透明基板、２ クローム等よりなる金属電極、３
ｎ型にドーピングされたアモルファス水素化シリコン
層、４Ａ及び４Ｂ 第１のｉ層（ノンドーピングされて
いるアモルファス水素化シリコン）、５Ａ及び５Ｂ 第
２のｉ層（ノンドーピングされているアモルファス水素
化シリコン）、６Ａ及び６Ｂ 透明な金属電極、７ ポ
リイミドよりなる絶縁層、８Ａ及び８Ｂ コンタクト
孔、９ 共通電極線、１０ 引き出し配線、１１ 個別
電極線、ＰＤ１及びＰＤ２ フォトダイオード。
ｎ型にドーピングされたアモルファス水素化シリコン
層、４Ａ及び４Ｂ 第１のｉ層（ノンドーピングされて
いるアモルファス水素化シリコン）、５Ａ及び５Ｂ 第
２のｉ層（ノンドーピングされているアモルファス水素
化シリコン）、６Ａ及び６Ｂ 透明な金属電極、７ ポ
リイミドよりなる絶縁層、８Ａ及び８Ｂ コンタクト
孔、９ 共通電極線、１０ 引き出し配線、１１ 個別
電極線、ＰＤ１及びＰＤ２ フォトダイオード。
Claims (1)
- 【請求項１】 読み取り回路に接続されている第１のフ
ォトダイオードと駆動パルス発生回路に接続されている
第２のフォトダイオードとを逆極性に直列接続した受光
素子を、透明基板上にライン状に複数個並設して受光素
子アレイを形成したイメージセンサにおいて、 上記第１、及び第２のフォトダイオードの光電変換部を
形成するノンドープのアモルファス水素化シリコン層は
上記透明基板上に２層に着膜された積層構造を有すると
ともに、上記積層構造の、画像光照射により発生した電
荷を蓄積する時にエレクトロンをブロックする接合を有
する側に位置するノンドープのアモルファス水素化シリ
コン層の着膜温度が、上記エレクトロンをブロックする
接合を有する側と反対側に位置するノンドープのアモル
ファス水素化シリコン層の着膜温度よりも低温にて着膜
されていることを特徴とするイメージセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266091A JPH05110056A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | イメージセンサ |
| US07/957,003 US5308969A (en) | 1991-10-15 | 1992-10-06 | Image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266091A JPH05110056A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | イメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110056A true JPH05110056A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17426207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3266091A Pending JPH05110056A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | イメージセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5308969A (ja) |
| JP (1) | JPH05110056A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022528731A (ja) * | 2019-04-17 | 2022-06-15 | アクトライト エス．エー． | フォトディテクタ |
| US11837669B2 (en) | 2013-03-15 | 2023-12-05 | ActLight SA | Photo detector systems and methods of operating same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09246512A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-19 | Sharp Corp | 増幅型固体撮像素子 |
| US7482646B2 (en) * | 2006-10-18 | 2009-01-27 | Hejian Technology (Suzhou) Co., Ltd. | Image sensor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2597662B1 (fr) * | 1986-04-22 | 1988-06-17 | Thomson Csf | Photodiode pin realisee a partir de semi-conducteur amorphe |
| FR2627923B1 (fr) * | 1988-02-26 | 1990-06-22 | Thomson Csf | Matrice d'elements photosensibles et detecteur de radiations comportant une telle matrice, notamment detecteur de rayons x a double energie |
| JPH0691603B2 (ja) * | 1990-03-30 | 1994-11-14 | 太陽誘電株式会社 | イメージセンサ |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP3266091A patent/JPH05110056A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-06 US US07/957,003 patent/US5308969A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11837669B2 (en) | 2013-03-15 | 2023-12-05 | ActLight SA | Photo detector systems and methods of operating same |
| JP2022528731A (ja) * | 2019-04-17 | 2022-06-15 | アクトライト エス．エー． | フォトディテクタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5308969A (en) | 1994-05-03 |
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