JPH05160378A - ２次元イメージセンサ - Google Patents
２次元イメージセンサInfo
- Publication number
- JPH05160378A JPH05160378A JP3325593A JP32559391A JPH05160378A JP H05160378 A JPH05160378 A JP H05160378A JP 3325593 A JP3325593 A JP 3325593A JP 32559391 A JP32559391 A JP 32559391A JP H05160378 A JPH05160378 A JP H05160378A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image sensor
- dimensional image
- line
- lines
- length
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 容量性と抵抗性のノイズの少ない大型の２次
元イメージセンサを得る。 【構成】 ホトセンサ（Ａ）とそのスイッチ素子（Ｂ）
とを基板上に多数２次元方向に配列した２次元イメージ
センサのスイッチ素子のアドレスライン（Ｇ）の長さに
比して読み出しライン（Ｄ）の長さを短かくした複数の
２次元イメージセンサを基材上に組み合わせた大型の２
次元イメージセンサ。
元イメージセンサを得る。 【構成】 ホトセンサ（Ａ）とそのスイッチ素子（Ｂ）
とを基板上に多数２次元方向に配列した２次元イメージ
センサのスイッチ素子のアドレスライン（Ｇ）の長さに
比して読み出しライン（Ｄ）の長さを短かくした複数の
２次元イメージセンサを基材上に組み合わせた大型の２
次元イメージセンサ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホトセンサを基板上に集
積した２次元イメージセンサの複数個を基材上に組合せ
て構成した大型の２次元イメージセンサに関する。特
に、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータと、この２次
元イメージセンサとを組合せてＸ線画像を検知するのに
好適な大型の２次元イメージセンサに関する。
積した２次元イメージセンサの複数個を基材上に組合せ
て構成した大型の２次元イメージセンサに関する。特
に、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータと、この２次
元イメージセンサとを組合せてＸ線画像を検知するのに
好適な大型の２次元イメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ガラス基板等の大面積基板上
に非晶質シリコンを原材料としてホトダイオードアレイ
を形成したイメージセンサが知られている。このホトダ
イオードアレイを用いたイメージセンサは、長さ３０ｃ
ｍ程度のガラス基板上に１００〜２００μｍピッチで非
晶質シリコンホトダイオードを一列に並べたもので、各
ホトダイオードの光電荷を外部の駆動回路から出力させ
るように構成されていて、ファクシミリ装置の原稿読み
取り用に実用化されている。
に非晶質シリコンを原材料としてホトダイオードアレイ
を形成したイメージセンサが知られている。このホトダ
イオードアレイを用いたイメージセンサは、長さ３０ｃ
ｍ程度のガラス基板上に１００〜２００μｍピッチで非
晶質シリコンホトダイオードを一列に並べたもので、各
ホトダイオードの光電荷を外部の駆動回路から出力させ
るように構成されていて、ファクシミリ装置の原稿読み
取り用に実用化されている。
【０００３】しかしながら、イメージセンサ上にＸ線を
可視光に変換するシンチレータを設け、その可視光像を
検知することで人間の内臓等のＸ線画像を得るために
は、Ｘ線に対するレンズが存在しないため、イメージセ
ンサは被写体とほぼ同じ大きさにしなければならず、大
型の２次元イメージセンサの実現が要望されている。
可視光に変換するシンチレータを設け、その可視光像を
検知することで人間の内臓等のＸ線画像を得るために
は、Ｘ線に対するレンズが存在しないため、イメージセ
ンサは被写体とほぼ同じ大きさにしなければならず、大
型の２次元イメージセンサの実現が要望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
イメージセンサの製造技術では、大型のイメージセンサ
を歩留りよく製造することが困難であり、またその製造
装置の制約から製造できるイメージセンサの大きさも制
限があった。また、大型のイメージセンサでは寄生的に
生じる容量や、抵抗成分のため、ノイズの発生等の特性
の低下などの問題点もあった。
イメージセンサの製造技術では、大型のイメージセンサ
を歩留りよく製造することが困難であり、またその製造
装置の制約から製造できるイメージセンサの大きさも制
限があった。また、大型のイメージセンサでは寄生的に
生じる容量や、抵抗成分のため、ノイズの発生等の特性
の低下などの問題点もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前記欠点を解決
するためになされたものであって、本発明はホトセンサ
（Ａ）及び該ホトセンサ（Ａ）に接続されたスイッチ素
子（Ｂ）からなる画素が基板上に２次元方向に配列さ
れ、各画素をアドレスするライン（Ｇ）と各画素の画像
電荷の読み出しライン（Ｄ）とによって２次元の画像情
報を検知し読みだすように構成した２次元イメージセン
サにおいて、該ライン（Ｇ）の長さに対し、該ライン
（Ｄ）の長さを短かくした複数の２次元イメージセンサ
を基材上に組み合わせて構成した大型の２次元イメージ
センサである。
するためになされたものであって、本発明はホトセンサ
（Ａ）及び該ホトセンサ（Ａ）に接続されたスイッチ素
子（Ｂ）からなる画素が基板上に２次元方向に配列さ
れ、各画素をアドレスするライン（Ｇ）と各画素の画像
電荷の読み出しライン（Ｄ）とによって２次元の画像情
報を検知し読みだすように構成した２次元イメージセン
サにおいて、該ライン（Ｇ）の長さに対し、該ライン
（Ｄ）の長さを短かくした複数の２次元イメージセンサ
を基材上に組み合わせて構成した大型の２次元イメージ
センサである。
【０００６】また、本発明は該イメージセンサの該基板
の側辺に駆動回路を設けると共に該駆動回路部を別のイ
メージセンサのホトセンサ（Ａ）の設けられたセンサエ
リアで覆うように構成することができる。
の側辺に駆動回路を設けると共に該駆動回路部を別のイ
メージセンサのホトセンサ（Ａ）の設けられたセンサエ
リアで覆うように構成することができる。
【０００７】更にまた、本発明は前記イメージセンサの
感光面上にＸ線を可視光に変換するシンチレータを設け
て、Ｘ線画像を検知するようにすることもできる。
感光面上にＸ線を可視光に変換するシンチレータを設け
て、Ｘ線画像を検知するようにすることもできる。
【０００８】
【作用】本発明は画素をアドレスするライン（Ｇ）の長
さに対し、各画素の画像電荷の読み出しライン（Ｄ）の
長さを短かくした複数の２次元イメージセンサを基材上
に組み合わせた２次元イメージセンサであるから、大型
のイメージセンサを歩留りよく製造できると同時に、読
み出しライン（Ｄ）の長さを短くすることにより、その
寄生容量と寄生抵抗を小さくできるのでＳ／Ｎを高くす
ることができる。また、本発明はイメージセンサの基板
の側辺に駆動回路を設けると共に、該駆動回路部をイメ
ージセンサのホトセンサ（Ａ）の設けられたセンサエリ
アで覆うようにすれば、駆動回路部により発生する不感
エリアをなくすことができる。
さに対し、各画素の画像電荷の読み出しライン（Ｄ）の
長さを短かくした複数の２次元イメージセンサを基材上
に組み合わせた２次元イメージセンサであるから、大型
のイメージセンサを歩留りよく製造できると同時に、読
み出しライン（Ｄ）の長さを短くすることにより、その
寄生容量と寄生抵抗を小さくできるのでＳ／Ｎを高くす
ることができる。また、本発明はイメージセンサの基板
の側辺に駆動回路を設けると共に、該駆動回路部をイメ
ージセンサのホトセンサ（Ａ）の設けられたセンサエリ
アで覆うようにすれば、駆動回路部により発生する不感
エリアをなくすことができる。
【０００９】
【実施例】図１にＸ線胸部撮影装置の概略図を示す。Ｘ
線源で発生したＸ線は人体を透過し、Ｘ線イメージセン
サに到達する。このイメージセンサは図２に示す如くＸ
線を可視光に変換する、ＣｓＩ等からなるシンチレータ
（Ｓ）と、変換された可視光像を検知する後述の大型の
２次元イメージセンサ（Ｈ）とからなる。
線源で発生したＸ線は人体を透過し、Ｘ線イメージセン
サに到達する。このイメージセンサは図２に示す如くＸ
線を可視光に変換する、ＣｓＩ等からなるシンチレータ
（Ｓ）と、変換された可視光像を検知する後述の大型の
２次元イメージセンサ（Ｈ）とからなる。
【００１０】図３に本発明のイメージセンサの１画素を
示す断面図を示し、ホトダイオード（Ａ）とそれに連な
るスイッチ素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
（Ｂ）とを示す。このようなホトダイオードとＴＦＴと
をガラス基板上の２次元方向に多数形成する方法につい
て説明する。
示す断面図を示し、ホトダイオード（Ａ）とそれに連な
るスイッチ素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
（Ｂ）とを示す。このようなホトダイオードとＴＦＴと
をガラス基板上の２次元方向に多数形成する方法につい
て説明する。
【００１１】まず、ガラス基板（１）上にＴＦＴ（Ｂ）
のＣｒのゲート電極（２）を形成する。その上にプラズ
マＣＶＤ法により非晶質Ｓｉ3Ｎ4（３）、非晶質Ｓｉ
（４）を成膜し、更にその上にＣｒの膜を形成する。こ
のＣｒ膜をパターニングすることでＴＦＴ（Ｂ）のソー
ス電極（５）とドレイン電極（６）を形成する。その
後、非晶質Ｓｉをパターニングすることにより、スイッ
チ素子のＴＦＴ素子（Ｂ）がガラス基板（１）上に形成
される。
のＣｒのゲート電極（２）を形成する。その上にプラズ
マＣＶＤ法により非晶質Ｓｉ3Ｎ4（３）、非晶質Ｓｉ
（４）を成膜し、更にその上にＣｒの膜を形成する。こ
のＣｒ膜をパターニングすることでＴＦＴ（Ｂ）のソー
ス電極（５）とドレイン電極（６）を形成する。その
後、非晶質Ｓｉをパターニングすることにより、スイッ
チ素子のＴＦＴ素子（Ｂ）がガラス基板（１）上に形成
される。
【００１２】次にＮ型非晶質Ｓｉ（７）をプラズマＣＶ
Ｄ法により成膜し、そのうえＩ型非晶質Ｓｉ（８）とＰ
型非晶質Ｓｉ（９）とを順次成膜する。このＰＩＮ構造
の上に透明導電膜（１０）をスパッタ法により作成して
パターニングする。その後ＰＩＮ構造をパターニングし
て、ＴＦＴ（Ｂ）のソース電極（５）上にホトダイオー
ド（Ａ）を形成する。
Ｄ法により成膜し、そのうえＩ型非晶質Ｓｉ（８）とＰ
型非晶質Ｓｉ（９）とを順次成膜する。このＰＩＮ構造
の上に透明導電膜（１０）をスパッタ法により作成して
パターニングする。その後ＰＩＮ構造をパターニングし
て、ＴＦＴ（Ｂ）のソース電極（５）上にホトダイオー
ド（Ａ）を形成する。
【００１３】更に、ポリイミド等の絶縁保護膜（１１）
を形成し、透明導電膜（１０）との接続用コンタクトホ
ール（１３）を形成した後、アルミニウム等の電極（１
２）を蒸着してパターニングする。
を形成し、透明導電膜（１０）との接続用コンタクトホ
ール（１３）を形成した後、アルミニウム等の電極（１
２）を蒸着してパターニングする。
【００１４】図４に図３に示した画素を２次元的に配列
したイメージセンサの等価回路を示す。各画素はホトダ
イオード（Ａ）とこれを切り替えるＴＦＴ（Ｂ）から構
成される。ゲートラインＧ1〜ＧMは各行の画素をアドレ
スするゲート電極であり、Ｄ1〜ＤNは各画素からの光出
力を取り出すドレインラインである。最初にＧ1に電圧
を印加することでＧ1に接続されたＴＦＴをＯＮさせ、
ホトダイオード（Ａ）に蓄積された光電流をドレインラ
インＤ1〜ＤNに取り出す。これを外部回路にて取り出
す。（１２）はホトダイオードのバイアス電源であり、
通常５Ｖ以下に設定される。次にＧ2に印加しＴＦＴ
（Ｂ）をオン状態とし、２行めの画像出力を取り出し、
順次Ｍ行まで読みだしが行われる。そして２次元画像を
得ることができる。
したイメージセンサの等価回路を示す。各画素はホトダ
イオード（Ａ）とこれを切り替えるＴＦＴ（Ｂ）から構
成される。ゲートラインＧ1〜ＧMは各行の画素をアドレ
スするゲート電極であり、Ｄ1〜ＤNは各画素からの光出
力を取り出すドレインラインである。最初にＧ1に電圧
を印加することでＧ1に接続されたＴＦＴをＯＮさせ、
ホトダイオード（Ａ）に蓄積された光電流をドレインラ
インＤ1〜ＤNに取り出す。これを外部回路にて取り出
す。（１２）はホトダイオードのバイアス電源であり、
通常５Ｖ以下に設定される。次にＧ2に印加しＴＦＴ
（Ｂ）をオン状態とし、２行めの画像出力を取り出し、
順次Ｍ行まで読みだしが行われる。そして２次元画像を
得ることができる。
【００１５】ここで、ドレインラインＤ1〜ＤNの夫々の
長さをゲートラインＧ1〜ＧMの夫々の長さより短かくす
る。そして、ゲートラインＧ1〜ＧMの夫々と連なるアド
レスＩＣ（図省略）と、ドレインラインＤ1〜ＤNの夫々
と連なる読み出しＩＣとからなる駆動回路（Ｅ）を、前
記ホトダイオード（Ａ）とＴＦＴ（Ｂ）を設けたガラス
基板（１）上の直交する側辺に設けて一単位の２次元イ
メージセンサ（Ｕ）を多数製作する。そして図５に示す
如く、駆動回路（Ｅ）が別の一単位の２次元イメージセ
ンサ（Ｕ）のホトセンサ（Ａ）の設けられたセンサエリ
アで覆うように基材（Ｆ）上に並べ固定することによっ
て、大型の２次元イメージセンサ（Ｈ）を実現する。
長さをゲートラインＧ1〜ＧMの夫々の長さより短かくす
る。そして、ゲートラインＧ1〜ＧMの夫々と連なるアド
レスＩＣ（図省略）と、ドレインラインＤ1〜ＤNの夫々
と連なる読み出しＩＣとからなる駆動回路（Ｅ）を、前
記ホトダイオード（Ａ）とＴＦＴ（Ｂ）を設けたガラス
基板（１）上の直交する側辺に設けて一単位の２次元イ
メージセンサ（Ｕ）を多数製作する。そして図５に示す
如く、駆動回路（Ｅ）が別の一単位の２次元イメージセ
ンサ（Ｕ）のホトセンサ（Ａ）の設けられたセンサエリ
アで覆うように基材（Ｆ）上に並べ固定することによっ
て、大型の２次元イメージセンサ（Ｈ）を実現する。
【００１６】そして、大型の２次元イメージセンサ
（Ｈ）の受光面上に図２に示す如く、ＣｓＩ、ＣａＷＯ
4，ＺｎＳ：Ａｇ，ＢａＳＯ4：Ｅａ，ＢａＦＣｌ：Ｅ
ａ，Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ，ＬａＯＢｒ：Ｔｍ等から選ばれた
シンチレータ（Ｓ）を形成してＸ線イメージセンサを実
現する。
（Ｈ）の受光面上に図２に示す如く、ＣｓＩ、ＣａＷＯ
4，ＺｎＳ：Ａｇ，ＢａＳＯ4：Ｅａ，ＢａＦＣｌ：Ｅ
ａ，Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ，ＬａＯＢｒ：Ｔｍ等から選ばれた
シンチレータ（Ｓ）を形成してＸ線イメージセンサを実
現する。
【００１７】このように製作されたＸ線イメージセンサ
では、その２次元イメージセンサ（Ｈ）の各単位のイメ
ージセンサ（Ｕ）が図５の如く同一平面上にないが、Ｘ
線画像は点光源で撮影しているため、何ら支障を生じな
い。
では、その２次元イメージセンサ（Ｈ）の各単位のイメ
ージセンサ（Ｕ）が図５の如く同一平面上にないが、Ｘ
線画像は点光源で撮影しているため、何ら支障を生じな
い。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明において、２次元
イメージセンサ（Ｈ）の各単位のイメージセンサ（Ｕ）
は読み出し用ドレインラインＤがアドレスライン（Ｇ）
の長さより短くなるように分割されているので、寄生容
量及び寄生抵抗が低減できる。例えば、ドレインライン
を１／５の長さにすると寄生容量と寄生抵抗を夫々１／
５に低減でき、容量性と抵抗性ノイズは夫々容量及び抵
抗の１／２乗に比例することが知られているから、夫々
のノイズを４５％まで低減することができる。
イメージセンサ（Ｈ）の各単位のイメージセンサ（Ｕ）
は読み出し用ドレインラインＤがアドレスライン（Ｇ）
の長さより短くなるように分割されているので、寄生容
量及び寄生抵抗が低減できる。例えば、ドレインライン
を１／５の長さにすると寄生容量と寄生抵抗を夫々１／
５に低減でき、容量性と抵抗性ノイズは夫々容量及び抵
抗の１／２乗に比例することが知られているから、夫々
のノイズを４５％まで低減することができる。
【００１９】更には、本発明は複数の単位イメージセン
サ（Ｕ）を基材（Ｆ）上に組合せたものであるから、小
面積の単位イメージセンサ（Ｕ）の歩留りが高く、ひい
ては大型の２次元イメージセンサの歩留りも向上する。
サ（Ｕ）を基材（Ｆ）上に組合せたものであるから、小
面積の単位イメージセンサ（Ｕ）の歩留りが高く、ひい
ては大型の２次元イメージセンサの歩留りも向上する。
【００２０】そして、単位イメージセンサ（Ｕ）の駆動
回路部分を他の単位イメージセンサ（Ｕ）のホトセンサ
で覆うことで不感領域をなくすように構成できる。
回路部分を他の単位イメージセンサ（Ｕ）のホトセンサ
で覆うことで不感領域をなくすように構成できる。
【図１】Ｘ線胸部撮影装置の概略図。
【図２】大型の２次元Ｘ線イメージセンサの断面図。
【図３】ホトセンサ部を示す部分断面構造概略図。
【図４】図３に示した画素を２次元的に配列したものの
等価回路。
等価回路。
【図５】本発明の大型２次元イメージセンサの断面図。
Ａ：ホトセンサ Ｂ：スイッチ素子 Ｄ：読み出しライン Ｆ：基材 Ｇ：アドレスライン Ｈ：大型２次元イメージ
センサ
センサ
Claims (3)
- 【請求項１】 ホトセンサ（Ａ）及び該ホトセンサ
（Ａ）に接続されたスイッチ素子（Ｂ）からなる画素が
基板上に２次元方向に配列され、各画素をアドレスする
ライン（Ｇ）と各画素の画像電荷の読み出しライン
（Ｄ）とによって２次元の画像情報を検知し読みだすよ
うに構成した２次元イメージセンサにおいて、該ライン
（Ｇ）の長さに対し、該ライン（Ｄ）の長さを短かくし
た複数の２次元イメージセンサを基材上に組み合わせて
構成した大型の２次元イメージセンサ。 - 【請求項２】 該イメージセンサの該基板の側辺に駆動
回路を設けると共に該駆動回路部を別のイメージセンサ
のホトセンサ（Ａ）の設けられたセンサエリアで覆うよ
うに構成した請求項１に記載の大型の２次元イメージセ
ンサ。 - 【請求項３】 Ｘ線を可視光に変換するシンチレータと
組合せてＸ線画像を検知するようにした請求項１又は請
求項２に記載の大型の２次元イメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325593A JPH05160378A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | ２次元イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325593A JPH05160378A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | ２次元イメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160378A true JPH05160378A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18178616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3325593A Pending JPH05160378A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | ２次元イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05160378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0721189A2 (en) * | 1995-01-04 | 1996-07-10 | Nec Corporation | Ferroelectric memory and method for controlling operation of the same |
| JP2006319032A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Nec Lcd Technologies Ltd | 積層型ダイオード、ダイオード装置およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP3325593A patent/JPH05160378A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0721189A2 (en) * | 1995-01-04 | 1996-07-10 | Nec Corporation | Ferroelectric memory and method for controlling operation of the same |
| EP0721189A3 (en) * | 1995-01-04 | 1999-01-27 | Nec Corporation | Ferroelectric memory and method for controlling operation of the same |
| JP2006319032A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Nec Lcd Technologies Ltd | 積層型ダイオード、ダイオード装置およびその製造方法 |
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