JPH05304284A - イメージセンサー - Google Patents
イメージセンサーInfo
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- JPH05304284A JPH05304284A JP3087774A JP8777491A JPH05304284A JP H05304284 A JPH05304284 A JP H05304284A JP 3087774 A JP3087774 A JP 3087774A JP 8777491 A JP8777491 A JP 8777491A JP H05304284 A JPH05304284 A JP H05304284A
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- thin
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- film electrode
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Abstract
メージセンサーの生産コストを低減し、小型化を実現す
ることを目的とするものである。 【構成】 本発明は絶縁基板上に第1の薄膜電極と、薄
膜半導体と、第2の薄膜電極とから構成される光電変換
素子を有するイメージセンサーであって、前記光電変換
素子を構成する第1の薄膜電極と第2の薄膜電極の各々
の延長部分間に、絶縁膜が形成されることにより、前記
光電変換素子と並列にコンデンサーが設けられているこ
とを特徴とするイメージセンサーであります。
Description
ジスキャナ、ディジタル複写機等に適用可能なイメージ
センサーに関するものである。
て、より小型化、軽量化、低価格化が求められている。
ファクシミリ等に用いられているイメージセンサーは大
別して非密着型、密着型、完全密着型の3種類がある。
現状ではCCDを用いた非密着型は原稿を縮小レンズ系
を通してCCDに投影しているため、小型化、軽量化に
関しては他の2方式に比べ不利であるが、現在確立され
ているシリコンウェハーを用いたLSIプロセスで生産
できることやCCDチップが小型で済むこともあって価
格面で有利である。
いて非密着型に比べ有利である一方でその作製プロセス
や実装、組立の困難さのため生産コストが高く、またセ
ルフォックレンズアレイや薄板ガラスなどの高価格の部
品を用いていることがこの2方式のイメージセンサーの
低価格化を阻む大きな要因になっている。
ーはMOSLSIチップを多数実装するマルチチップ型
と、アモルファスシリコン薄膜などを光センサー部に用
い透明基板上に形成した薄膜型が主である。これらはい
ずれもセルフォックレンズアレイを用いている。マルチ
チップ型は歩留まりも高く、安定供給が可能とされてい
る。一方で薄膜型は歩留まりが悪いため生産コストが高
い。
サーは縮小レンズ系やセルフォックレンズアレイ等を用
いないため特に小型化、軽量化の面で最も有利であり、
これを低価格で供給することが望まれていた。完全密着
型イメージセンサーの低価格化を阻む大きな要因のひと
つとして、薄膜素子部分の生産歩留まりが低いことがあ
る。また、さきに述べたように密着型イメージセンサー
においてもその光電変換素子部分が薄膜素子である場合
には同様の問題を抱えている。
コンダクター型とフォトダイオード型が知られている。
一般にフォトコンダクター型は比較的大きな電流を流す
ことが出来るため、ノイズに強いという特徴を持ってい
る反面、光応答性が悪くファクシミリの高速化の要求に
対し不利である。一方、フォトダイオード型は流れる電
流は小さいものの光に対する応答は高速であり、今後主
流になると思われる。
流れる電流が小さいため、正極側の電極と負極側の電極
がフォトダイオードを介して積層されている構造によっ
て必然的に形成されるコンデンサーに蓄えられている電
荷を放電するという電荷蓄積型という画像読み取り方式
を採用するのが一般的である。しかしながら、このコン
デンサーの容量の値は〜10pFが最適値であるという
要求からコンデンサー部分の面積を多くとる必要があ
る。
センサ部分がならんでいるため、このコンデンサー部分
の面積を大きくとるために、このコンデンサー部分の長
さが0.5〜2mmと大きくなるため、所定の寸法から取
れるイメージセンサの数が少なくなり、イメージセンサ
ーの低価格化と小型化及び光電変換素子のドット間隔の
精細化という2つの要求を満足することは難かしかっ
た。
解決することにより、薄膜を用いた密着型、完全密着型
のイメージセンサーの生産コストを低減し、小型化を実
現することを目的とするものである。
薄膜半導体と、第2の薄膜電極とから構成される光電変
換素子を有するイメージセンサーであって、前記光電変
換素子を構成する第1の薄膜電極と第2の薄膜電極の各
々の延長部分間に、絶縁膜が形成されることにより、前
記光電変換素子と並列にコンデンサーが設けられている
ことを特徴とするイメージセンサーであります。
膜電極と第2の薄膜電極の各々の延長部分間の絶縁膜は
前記光電変換素子部分の薄膜半導体と第1の薄膜電極あ
るいは第2の薄膜電極との間に延在していることを特徴
とするイメージセンサーであります。
略断面図を示します。透光性の基板100の上に第1の
薄膜電極2が形成されており、この電極は原稿200に
照射する読み取り光を透過させる窓9があけられてい
る。この電極2上に光電変換機能を持つ薄膜半導体3を
積層し、原稿からの反射光が入ってくる部分に透光性の
電極4が形成されている。
膜が形成されており、その上に第2の薄膜電極1が形成
されており、これらは薄膜半導体3の端部付近でコンデ
ンサー10を構成している。この部分は誘電率の高い絶
縁膜を挟んだ高容量のコンデンサーとなっている。ま
た、この図の場合、絶縁膜5が薄膜半導体3の上面をお
おっており、このため、薄膜半導体の作製時に発生する
ピンホール等による第1の薄膜電極2と第2の薄膜電極
1間のショートを防止する働きを同時に有している。
サー構造の中に少ない面積で組み込むことができたの
で、イメージセンサーの原稿送り方向に対する長さ20
を〜25%程度、縮小でき、基板1枚当りのイメージセ
ンサーの取り数が逆に25%増え、さらに面積縮小の効
果により生産歩留まりが向上したため生産コストが著し
く下がった。
率の高い材料であればしようは可能であり、さらに、透
光性に優れたものであれば、透光性電極4上にも形成で
き、透光性電極4の保護膜機能を持つと同時に、原稿よ
りの反射光のうち、対応していない部分からの反射光を
カットし、高読み取り分解能を達成できる特徴がある。
完全密着型イメージセンサーの光電変換素子部をガラス
や石英等の透明基板100上に作製する際の工程を示し
た縦断面図である。
ン等のドライエッチングガスに対しエッチング速度の十
分遅い金属2、例えばクロムをスパッタ法により100
0〜2000Å成膜した後にフォトリソグラフィープロ
セスにより、遮光層を兼ねた電極2をパターニングした
工程である。この電極にはセンサー1ビットに1個ずつ
対応した光導入窓が設けられている。
(b))。これは燐をドープしたN層アモルファス炭化
珪素、不純物をドープしないI層アモルファスシリコ
ン、ボロンをドープしたP層アモルファス炭化珪素を成
膜したものである。膜厚は、要求される電気特性例えば
第1の薄膜電極2と第2の薄膜電極1の間の容量やフォ
トダイオードのダイオードの特性が最適になるように決
定すればよく、P,N層は各々100〜600Å、I層
は3000Å〜1.2μmが適当である。
〜2000Å成膜し、パターニングし、さらに先に成膜
したフォトダイオードをドライエッチングした(図1
(c))。
ピンオングラス)の様に液体シリカをスピンオン法等に
より塗布し、フォトダイオード3の特性に影響が少ない
温度例えば200〜300℃程度でアニールすることに
より、絶縁膜5を形成する。この形成する膜厚は電極1
と電極2の間の容量を鑑みて決定すればよい。液体シリ
カの希釈割合やスピンコートする際の回転数、時間など
を条件出しすることにより膜厚は300Å程度から1.
6μm程度まで任意に膜厚は変化させることが出来る。
法に限らず、スパッタ、プラズマCVD、光CVD、常
圧CVDなどの方法でSiO2 、Si3 N4 、SiO
N、Ta2 O5 などの絶縁性の素材を成膜してもよく、
同様の効果が得られた。特に誘電率の大きいSi3 N4
やTa2 O5 の場合、コンデンサー容量を多く取れるの
で、センサー面積減少の効果は大きい。
れた絶縁膜にフォトリソグラフィーによりITO4と第
2の薄膜電極1をコンタクトさせるためのコンタクトホ
ールを形成する工程をしめす。さらに図1(f)に示す
ように第2の薄膜電極配線1としてアルミをスパッタ法
で成膜した後にフォトリソグラフィーによりパターニン
グすることにより薄膜プロセスは終了する。
接着剤7で貼り付けてイメージセンサーは完成する。図
1(g)の様に薄板ガラスを貼り付ける前にポリイミド
などによる保護膜6を形成してもよい。
れた絶縁体の比誘電率4の酸化シリコン膜の膜厚を10
00Åにした場合の容量部分を用いると、誘電率9.4
のセンサーフォトダイオードをそのまま容量として用い
た場合に比べ、容量部分の面積は約1/3に出来るがセ
ンサー幅を短くしすぎるとプラテンローラーで原稿を押
さえつけたときに強度的な問題が発生する恐れがあるた
め、容量部分の面積の減少を〜1mm(〜25%)に抑え
た。しかし密着型の場合は原稿やプラテンローラーが直
接センサーに接触しないためもっと細くすることができ
る。
ーはショート、リーク等の不良が少なく、1基板当りの
センサー取り数が多い上に、生産歩留まりが高いため、
低コスト化に非常に有利である。また、光電変換素子の
光導入窓上にも、この酸化珪素膜を設けたために、周辺
からの回り込み光を除去する作用があり、ノイズの少な
い高読み取り分解能も同時に実現できた。
のイメージセンサーの基板に搭載される相補型薄膜トラ
ンジスターの作製プロセスとそれに引き続いて作製され
る光電変換素子部の作製プロセスを示した縦断面図であ
る。
リコン101を300〜3000Å成膜し再結晶化させ
た膜をフォトリソグラフィーを用い島状にパターニング
した状態を示す。
0〜2000Å成膜し、引続き燐を高濃度ドーピングし
たアモルファスシリコン103を1000Å〜3000
Å成膜したのち、図2(b)の様にパターニングした。
×1015atoms/cm2 程度のドーズ量イオン注入した工程
である。図2(d)はレジスト104などのイオン注入
のマスクになるものでPMOSにしたい部分を覆い、N
MOSにしたい部分に燐を硼素の2倍から10倍のドー
ズ量イオン注入した工程を示している。この後上記のよ
うに注入した不純物を600℃以上の温度で活性化し、
さらに薄膜トランジスタの特性を向上させるため水素化
処理を施した。水素化処理は真空槽中にプラズマで水素
原子を作り、その中に薄膜トランジスターを暴露させる
方法、あるいは熱により水素を拡散させる方法のいずれ
も効果が認められた。
シリコンを5000Å〜1.5μm成膜した工程を示
す。層間絶縁膜105としては酸化シリコンやPSG膜
やBPSG膜などが適し、これらは例えば常圧CVD
法、減圧CVD法、スパッタ法、などを用いて成膜して
いる。また、スパッタ法や光CVD法で500〜200
0Å酸化シリコンを成膜し、その上に『実施例1』の様
な方法で液体シリカを用いて絶縁膜を積層してもよい。
ド3を作製した工程を図2(f)〜(h)に示し、この
工程での処理プロセスは実施零1と同様であった。
膜電極を接触させるためのコンタクトホールを形成する
工程である。このときITO4と第2の薄膜電極、およ
び第2の薄膜電極とトランジスタの不純物領域とを接触
させるためのコンタクトホールが同時に形成されるよう
にマスクを設計してあるため、本発明の絶縁膜を形成し
たことによるフォトマスク数の増加はない。
ングした工程を示し、図2(k)は保護膜6を形成した
のちに薄板ガラス8を貼り付けてイメージセンサーが完
成した図である。 このようにして作製されたイメージ
センサーは生産歩留まりが高いうえに駆動回路がすでに
基板上に構成されているためにコストが極めて安く作製
された。
と第2の薄膜電極の間に絶縁膜をはさんだ構造のコンデ
ンサーを形成することによってセンサーの長さが〜25
%小さくなり、一枚の基板から取れるイメージセンサー
の取り数が〜25%増加し、イメージセンサーの製造コ
ストをやすくすると同時に素子部分の面積をへらすこと
ができたので、製造歩留りが格段に向上した。
ったことにより、ゴミやパーティクルが原因のピンホー
ルが生じる割合が減り、歩留まりが高くなった。さら
に、絶縁体が薄膜配線と光電変換層の間に形成されるこ
とにより光電変換層に生じたピンホールが劇的に減少す
るという副次的な効果が認められた。
サーの作製工程と構造を示す平面図と縦断面図である。
を示す縦断面図である。
の作製工程と構造を示す平面図と縦断面図である。
の作製工程と構造を示す平面図と縦断面図である。
の作製工程と構造を示す平面図と縦断面図である。
の作製工程と構造を示す平面図と縦断面図である。
の作製工程と構造を示す平面図と縦断面図である。
の作製工程と構造を示す平面図と縦断面図である。
の作製工程と構造を示す平面図と縦断面図である。
す縦断面図である。
す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】絶縁基板上に第1の薄膜電極と、薄膜半導
体と、第2の薄膜電極とから構成される光電変換素子を
有するイメージセンサーであって、前記光電変換素子を
構成する第1の薄膜電極と第2の薄膜電極の各々の延長
部分間に、絶縁膜が形成されることにより、前記光電変
換素子と並列にコンデンサーが設けられていることを特
徴とするイメージセンサー。 - 【請求項2】絶縁基板上に第1の薄膜電極と、薄膜半導
体と、第2の薄膜電極とから構成される光電変換素子を
有するイメージセンサーであって、前記光電変換素子を
構成する第1の薄膜電極と第2の薄膜電極の各々の延長
部分間に、絶縁膜が形成されることにより、前記光電変
換素子と並列にコンデンサーを設け、前記第1の薄膜電
極と第2の薄膜電極の各々の延長部分間の絶縁膜は前記
光電変換素子部分の薄膜半導体と第1の薄膜電極あるい
は第2の薄膜電極との間に延在していることを特徴とす
るイメージセンサー。 - 【請求項3】請求項1に記載の絶縁膜は透光性で、光電
変換装置の光導入窓上にも形成されていることを特徴と
するイメージセンサ。 - 【請求項4】請求項2に記載の絶縁膜は透光性で、光電
変換装置の光導入窓上にも形成されていることを特徴と
するイメージセンサー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08777491A JP3247119B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | イメージセンサー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08777491A JP3247119B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | イメージセンサー |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001107761A Division JP3404025B2 (ja) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | イメージセンサー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05304284A true JPH05304284A (ja) | 1993-11-16 |
JP3247119B2 JP3247119B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=13924330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08777491A Expired - Lifetime JP3247119B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | イメージセンサー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3247119B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP08777491A patent/JP3247119B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3247119B2 (ja) | 2002-01-15 |
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