JPH06204550A - Photoelectric conversion element and image reading device using same - Google Patents

Photoelectric conversion element and image reading device using same

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JPH06204550A
JPH06204550A JP4358740A JP35874092A JPH06204550A JP H06204550 A JPH06204550 A JP H06204550A JP 4358740 A JP4358740 A JP 4358740A JP 35874092 A JP35874092 A JP 35874092A JP H06204550 A JPH06204550 A JP H06204550A
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JP
Japan
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layer
photoelectric conversion
drain
semiconductor layer
lds
Prior art date
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Application number
JP4358740A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mineto Yagyu
峰人 柳生
Toshihiro Saiga
敏宏 雑賀
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To control an electric field of a TFT type sensor and to improve photocurrent sensitivity by specifying the relationship between a distance between drain/source electrodes of a photoelectric conversion element having an auxiliary electrode for an electric field control and an effective film thickness determined in consideration of the permittivity of a semiconductor layer and an insulating layer. CONSTITUTION:First the relationship between a drain/source distance (ds) and an effective film thickness (d) determined in consideration of the permittivity of a semiconductor layer 4 and an insulating layer 3 is set to be d/Lds > 1/6. Then, a gate electrode 2 is formed selectively on an insulative substrate 1 and, in succession, an amorphous silicon hydride nitride film to be a gate insulation film 3, an intrinsic amorphous silicon hydride to be the semiconductor layer 4 and an N<+> layer 5 being an ohmic contact layer are deposited sequentially. Thereafter source and drain electrodes 6 and 7 are deposited and a photosernsitive resist for patterning is applied. With this used as a mask, each electrode and the N<+> layer 5 are etched and a protective layer 8 of a silicon nitride film is formed on the surface of a thin-film semiconductor thus formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子及びそれ
を用いた画像読取装置に係り、特にファクシミリ装置、
ディジタル複写機等に好適に用いられる光電変換素子及
び画像読取装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion element and an image reading apparatus using the same, and more particularly to a facsimile apparatus,
The present invention relates to a photoelectric conversion element and an image reading device which are preferably used in a digital copying machine or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ファクシミリ、イメージリーダ等
の小型化、高性能化のために、光電変換装置として、等
倍光学系を持つ長尺ラインセンサの開発が盛んに行われ
ている。更には、より一層の小型化、低コスト化のた
め、等倍ファイバーレンズアレイを用いずに、ガラス等
の透明スペーサを介して、センサが原稿からの反射光を
直接検知する完全密着型光電変換装置の開発も行われて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce the size and improve the performance of facsimiles, image readers, etc., a long line sensor having an equal magnification optical system has been actively developed as a photoelectric conversion device. Furthermore, in order to further reduce the size and cost, a perfect contact photoelectric conversion in which the sensor directly detects the reflected light from the original through a transparent spacer such as glass without using the same-magnification fiber lens array. Equipment is also being developed.

【0003】図11は、このような完全密着型光電変換
装置を主走査方向からみた模式的断面図である。なお、
完全密着型光電変換装置の詳細な説明については、本発
明の実施例において行なうので、ここでは基本構成につ
いてのみ説明を行なう。
FIG. 11 is a schematic sectional view of such a perfect contact type photoelectric conversion device as seen from the main scanning direction. In addition,
Since a detailed description of the perfect contact photoelectric conversion device will be given in the embodiments of the present invention, only the basic configuration will be described here.

【0004】この完全密着型光電変換装置においては、
光電変換部112、電荷蓄積部113、電荷転送部11
4である薄膜トランジスタ(以下、TFTという)、配
線111が同一プロセスで作り込まれており、簡易プロ
セスによる作製を可能にしている。
In this perfect contact type photoelectric conversion device,
Photoelectric conversion unit 112, charge storage unit 113, charge transfer unit 11
The thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) 4 and the wiring 111 which are 4 are formed in the same process, which enables the manufacturing by a simple process.

【0005】完全密着型光電変換装置において、受光半
導体層22にとって、光源からの光は基板21側から、
原稿からの反射光は反対方向の電極24,24′側から
入射してくる。原稿からの反射光のみを検知するために
は、光源と受光半導体層22の間に、不透光層を設ける
必要がある。さらに、不透光層を金属で構成し、一定電
位を与え、半導体層とは絶縁層を挟んで接すれば、半導
体のフェルミレベルも安定する。このような目的のため
に、光電変換部112には補助電極25を有する光電変
換素子が用いられる。なお、このような光電変換素子は
TFT構成をしているため、TFT型光センサと呼ばれ
ている。電極24,24′はドレイン,ソース電極、補
助電極25はゲート電極として説明する。
In the perfect contact type photoelectric conversion device, for the light receiving semiconductor layer 22, the light from the light source is emitted from the substrate 21 side.
Light reflected from the document enters from the electrodes 24, 24 'in the opposite direction. In order to detect only the reflected light from the document, it is necessary to provide an opaque layer between the light source and the light receiving semiconductor layer 22. Further, if the opaque layer is made of metal, a constant potential is applied, and the semiconductor layer is in contact with the semiconductor layer with the insulating layer interposed therebetween, the Fermi level of the semiconductor is also stabilized. For such a purpose, a photoelectric conversion element having the auxiliary electrode 25 is used for the photoelectric conversion unit 112. Since such a photoelectric conversion element has a TFT structure, it is called a TFT type optical sensor. The electrodes 24 and 24 'will be described as drain and source electrodes, and the auxiliary electrode 25 as a gate electrode.

【0006】このように、TFT型光センサは半導体層
の安定化、完全密着に好適、蓄積転送系と同一プロセス
で簡易に作製することが可能など、光センサとしての長
所を多く備えている。
As described above, the TFT type optical sensor has many advantages as an optical sensor such that it is suitable for stabilizing and completely adhering the semiconductor layer and can be easily manufactured in the same process as the storage and transfer system.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、TFT型光セ
ンサを特性面からみた場合、ゲート無し(ゲート電極1
5のない)光導電型(2次光電流型)光センサに比べ
て、光応答が同等であるにもかかわらず、光電流が1桁
から2桁小さいという重大な欠点があった。この小さな
光電流ゆえに、信号処理が複雑化する、あるいは、信号
電荷をコンデンサに蓄積して電圧に変換する場合に、蓄
積時間を長く必要とする、あるいは、高照度の光源を必
要とする等の問題があった。
However, when the TFT type optical sensor is viewed from the aspect of characteristics, there is no gate (gate electrode 1
There is a serious drawback that the photocurrent is smaller by one digit to two digits than the photoconductive type (secondary photocurrent type) photosensor, which does not have No. Due to this small photocurrent, the signal processing becomes complicated, or when the signal charge is stored in a capacitor and converted into a voltage, a long storage time is required, or a light source with high illuminance is required. There was a problem.

【0008】ここで、TFT型を含む光導電型(2次光
電流型)光センサの光電流のメカニズムを簡単に述べ
る。今ここでは、半導体層はイントリンシック水素化ア
モルファスシリコン層であり、半導体と電極との間のオ
ーミック接続にはn+ 層を用いているとし、2次光電流
のキャリアは電子であり、正孔はn+ 層でブロッキング
されているとして説明する。
Here, the mechanism of the photocurrent of the photoconductive type (secondary photocurrent type) photosensor including the TFT type will be briefly described. Here, the semiconductor layer is an intrinsic hydrogenated amorphous silicon layer, and the n + layer is used for the ohmic connection between the semiconductor and the electrode, and the carriers of the secondary photocurrent are electrons, and holes are holes. Are blocked at the n + layer.

【0009】バイアスが印加され、暗状態に置かれてい
たデバイスに光が照射されると、電子・正孔対の生成が
開始される。生成されたキャリアは一部はトラップに捕
獲され、一部は電界によって走行し、一部は再結合して
消滅する。走行するキャリアのうち、電子はドレイン電
極から出て行き得るが、ホールはn+ 層でブロッキング
されて、デバイス内に閉じ込められる。この正電荷がデ
バイス内に蓄積していくのを電気的に中和すべく、ソー
ス電極から2次電流が注入されるのである。
When a bias is applied and the device, which has been placed in the dark state, is irradiated with light, the generation of electron-hole pairs is started. The generated carriers are partly captured by the trap, partly travels by the electric field, and partly recombines and disappears. Of the traveling carriers, electrons can leave the drain electrode, but holes are blocked by the n + layer and are confined in the device. A secondary current is injected from the source electrode to electrically neutralize the accumulation of this positive charge in the device.

【0010】デバイス内に蓄積される正電荷の量につい
て図19に基づいて説明する。一般にアモルファスシリ
コンの再結合レートR(t)は、伝導帯に存在する電
子、伝導帯側テールステートにトラップされる電子、価
電子帯に存在するホール、価電子帯側テールステートに
トラップされるホールの数、あるいはフェルミ準位に支
配される。従って、光照射開始後の再結合レートは、光
による増分キャリアがこれらの準位に再配置される時間
Tonまで定常値に達さず、光入射と同時に入射フォト
ン数に応じた数のキャリアが生成されるレートよりは遅
い時定数を持つのである。すなわち、この光照射平衡状
態に達する時間Tonが、デバイスが光応答に要する時
間である。
The amount of positive charges accumulated in the device will be described with reference to FIG. In general, the recombination rate R (t) of amorphous silicon has an electron existing in the conduction band, an electron trapped in the conduction band side tail state, a hole existing in the valence band, and a hole trapped in the valence band side tail state. , Or Fermi level. Therefore, the recombination rate after the start of light irradiation does not reach a steady value until the time Ton when the incremental carriers due to light are rearranged to these levels, and at the same time as the incidence of light, the number of carriers corresponding to the number of incident photons is increased. It has a slower time constant than the rate generated. That is, the time Ton at which the light irradiation equilibrium state is reached is the time required for the device to respond to light.

【0011】光照射開始から時間Tonまでは、生成に
よる増分の方が再結合による消滅よりも多いわけである
から、その差分が、トラップに捕獲される等でデバイス
内に蓄積されていくキャリアの数の変化率である。この
差分を光照射開始から時間Tonまで積分したものが、
光照射平衡状態においてデバイス内に閉じ込められた正
電荷の総量Nhtである。
From the start of light irradiation to the time Ton, the increment due to generation is larger than the disappearance due to recombination. Therefore, the difference between carriers is accumulated in the device by being trapped in the trap. The rate of change of the number. The integrated value of this difference from the start of light irradiation to the time Ton is
It is the total amount Nht of positive charges trapped in the device in the light irradiation equilibrium state.

【0012】[0012]

【数1】 さて、ホールは両電極と半導体の間にあるn+ 層でブロ
ッキングされているため、デバイス内の出入りは、光照
射電子正孔生成による増分と電子正孔対再結合による減
少分である。光照射平衡状態においては、デバイス内の
ホールの量は一定であるので生成と再結合とは等しいレ
ートで起きる。生成も再結合も電子と正孔が対で起きる
ので、電子においてもデバイス内全体での生成と再結合
は等しいレートで起きていると考えてよい。すなわち、
光照射平衡状態においては、生成した電子はすべて再結
合で消滅し、光電流には寄与していないと考えることが
できる。
[Equation 1] Now, since the holes are blocked by the n + layer between both electrodes and the semiconductor, the entry and exit from the device are increments due to photo-generated electron hole generation and decrements due to electron-hole pair recombination. In the light irradiation equilibrium state, the amount of holes in the device is constant, so that generation and recombination occur at the same rate. Since both generation and recombination occur in pairs of electrons and holes, it can be considered that even in electrons, generation and recombination in the entire device occur at the same rate. That is,
In the light irradiation equilibrium state, it can be considered that all the generated electrons disappear by recombination and do not contribute to the photocurrent.

【0013】デバイス内の電荷中性条件を考慮すれば、
時間Tonまでに蓄積されたホールの量Nhtに等しい
量の電子がデバイス内に存在していなければならない。
電子は、便宜的に2つの状態に分けて考えることができ
る。すなわち、トラップ等でデバイス内に蓄積されてい
る電子と、走行している電子である。このうち、2次光
電流に寄与する電子は後者の走行する電子である。デバ
イス内にトラップされている電子の総数をNec,デバ
イス内で走行している電子の総数をNet、走行する電
子が平均的にソース電極からドレイン電極までかかる平
均時間をTeとすれば、光電流Ipは、単位時間当りに
通過する電荷の量であるから、 Nec=Nht−Net 式(2) Ip=e×Nec/Te 式(3) e:電子の素電荷量 と表すことができる。
Considering the charge neutral condition in the device,
There must be a quantity of electrons in the device equal to the quantity Nht of holes accumulated by the time Ton.
The electrons can be considered in two states for convenience. That is, the electrons accumulated in the device by a trap or the like and the traveling electrons. Of these, the electrons that contribute to the secondary photocurrent are the latter traveling electrons. Let Nec be the total number of electrons trapped in the device, Net be the total number of electrons traveling in the device, and Te be the average time taken by the traveling electrons from the source electrode to the drain electrode. Since Ip is the amount of electric charge that passes through per unit time, it can be expressed as Nec = Nht-Net formula (2) Ip = e × Nec / Te formula (3) e: elementary charge amount of electron.

【0014】以上の議論より、一定光照射下において、
光応答を悪くせずに、より大きな光電流を得るために
は、注入される側のキャリア(上述の例では電子)のド
レイン−ソース間の走行時間の短縮が重要であることが
明らかである。
From the above discussion, under constant light irradiation,
In order to obtain a larger photocurrent without deteriorating the optical response, it is clear that shortening the transit time between the drain and the source of the injected carriers (electrons in the above example) is important. .

【0015】この走行時間の短縮のためには、走行する
電子の易動度μを大きくする、あるいは走行のためのド
レイン−ソース間電界を大きくする、あるいは走行しな
ければならないドレイン−ソース間距離(以下、Lds
という)を小さくすればよい。
In order to shorten the traveling time, the mobility μ of the traveling electrons is increased, the drain-source electric field for traveling is increased, or the drain-source distance that must travel. (Hereafter, Lds
That is) small.

【0016】易動度μを大きくする件については、半導
体層の膜質そのものの物性が支配的であり、膜の作製条
件、あるいは作製する装置等の工夫、あるいはプラズ
マ、光、熱等による後処理など様々な研究が続けられて
いる。
Regarding the matter of increasing the mobility μ, the physical properties of the film quality itself of the semiconductor layer are dominant, and the film forming conditions, the device for manufacturing the film, etc., or the post-treatment by plasma, light, heat, etc. Various studies are continuing.

【0017】次に、ドレイン−ソース間電界について述
べる。以下、ドレイン−ソース間電位差をVdsとす
る。図20にLds=10μmのTFT型センサ、Vg
s=0Vでの動作における、光電流Ipならびに暗電流
IdのVds依存性を示す。Vdsを大きくするにした
がって光電流Ipは増加するが、Vds/Lds>1.
0V/μmの領域に到ると、空間制限電流によって暗電
流Idが急激に増加し、光電流IpとのS/N比が悪化
してくる。高温動作55℃では、S/N比は、暗電流I
dの温度特性によってさらに悪化する。このため、例え
ば、Lds=10μmのTFT型センサにおいてVds
は10V以下の領域で使わざるを得ず、Vdsを上げる
ことには、限界がある。
Next, the drain-source electric field will be described. Hereinafter, the potential difference between the drain and the source is Vds. FIG. 20 shows a TFT type sensor with Lds = 10 μm, Vg
The dependence of the photocurrent Ip and the dark current Id on Vds in the operation at s = 0 V is shown. The photocurrent Ip increases as Vds increases, but Vds / Lds> 1.
In the region of 0 V / μm, the dark current Id rapidly increases due to the space limiting current, and the S / N ratio with the photocurrent Ip deteriorates. At high temperature operation of 55 ° C, the S / N ratio is the dark current I
It is further aggravated by the temperature characteristic of d. Therefore, for example, in a TFT sensor with Lds = 10 μm, Vds
Has to be used in the region of 10 V or less, and there is a limit to increase Vds.

【0018】また、ソース、ドレイン電極形状を形成す
るフォトリソ工程を安定的かつ歩留りよく行なうための
デバイス作製上の事情から、Ldsを小さくするのにも
限界がある。A4ないしB4の原稿幅に対応した長さに
8画素/mmの密度で光センサを並べてラインセンサを
作製する場合、現状、この限界は、生産的には8μm程
度である。すなわち、空間制限電流による耐圧とフォト
リソ工程側の限界から、TFT型光センサデバイスのV
ds/Ldsを大きくするには制限があるのである。
Further, there is a limit to the reduction of Lds due to device manufacturing conditions for performing the photolithography process for forming the source and drain electrode shapes in a stable and high yield. When a line sensor is manufactured by arranging photosensors at a density of 8 pixels / mm in a length corresponding to the document width of A4 to B4, at present, this limit is about 8 μm in terms of productivity. That is, from the breakdown voltage due to the space limiting current and the limit on the photolithography process side, V of the TFT type optical sensor device is
There is a limit to increase ds / Lds.

【0019】このように、TFT型光センサは、光応答
の割に光電流が小さいという課題を持ち、高速かつ安価
な画像読み取り装置の実現上の障害となっていた。
As described above, the TFT type optical sensor has a problem that the photocurrent is small for the optical response, which has been an obstacle to the realization of a high-speed and inexpensive image reading apparatus.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる問題点
を解決するにあたり、TFT型センサにおけるドレイン
−ソース間距離Ldsと、半導体層と絶縁層の誘電率を
加味した実効的な膜厚dの関係がバンド構造を設計する
上で本質的であることを見いだし、Ldsとdの関係を
d/Lds>1/6という従来用いられていなかった領
域にすることによって、TFT型光センサの電界を制御
し、光電流感度を向上させるものである。
In order to solve the above problems, the present invention has an effective film thickness d in which the drain-source distance Lds in a TFT type sensor and the dielectric constants of a semiconductor layer and an insulating layer are taken into consideration. It has been found that the relationship between Ls and d is essential in designing a band structure, and the relationship between Lds and d is set to a region of d / Lds> 1/6, which has not been used in the past, so that the electric field of the TFT optical sensor is To improve the photocurrent sensitivity.

【0021】[0021]

【作用】以下、本発明の作用について説明する。なお、
従来のTFT型センサのLdsはLds=10μmであ
るとして説明する。
The function of the present invention will be described below. In addition,
The conventional TFT type sensor will be described assuming that Lds is 10 μm.

【0022】図14にTFT型センサの光電流Ipなら
びに暗電流IdのVgs依存性、図15に照明光強度依
存性の指数γp(1が理想的)のVgs依存性を示す。
両図から明らかなように、Vgsが負から正の領域に移
行すると共に、急激にS/N比は低下し、γp特性は1
から大きく外れて、光センサとして使えない動作を示す
ようになる。この理由によって、TFT型光センサのゲ
ート電位Vgsは、0V以下の負領域において動作され
る。
FIG. 14 shows the Vgs dependency of the photocurrent Ip and the dark current Id of the TFT type sensor, and FIG. 15 shows the Vgs dependency of the index γp (1 is ideal) of the illumination light intensity dependency.
As is clear from both figures, as the Vgs shifts from the negative to the positive region, the S / N ratio sharply decreases, and the γp characteristic is 1
It greatly deviates from, and comes to show an operation that cannot be used as an optical sensor. For this reason, the gate potential Vgs of the TFT photosensor is operated in the negative region of 0 V or less.

【0023】しかし、この動作電位では、半導体層に対
して、ドレイン−ソース電界のほとんどがドレイン近傍
領域に対して印加されてしまう。図16は、シミュレー
ションによって得たデバイス内の暗状態での電界分布で
ある。この電界分布では、ソース電極から注入された電
子は、ほとんどの時間、低電界領域に存在し、十分な走
行速度を得ることができない。上記シミュレーションで
得た電界分布では、ドレイン−ソース電界が半導体層に
対してほぼ均一に印加されるゲートなしセンサに比べて
ほぼ30倍の走行時間がかかるという結果を得た。この
ことが、TFT型光センサが、ゲートなし光導電型光セ
ンサに比べて光電流が1桁から2桁小さいことの大きな
要因と考えられる。
However, at this operating potential, most of the drain-source electric field is applied to the semiconductor layer in the region near the drain. FIG. 16 shows the electric field distribution in the dark state in the device obtained by simulation. With this electric field distribution, the electrons injected from the source electrode exist in the low electric field region for most of the time, and a sufficient traveling speed cannot be obtained. In the electric field distribution obtained by the above simulation, it was found that the transit time was about 30 times longer than that of the sensor without gate in which the drain-source electric field was applied almost uniformly to the semiconductor layer. This is considered to be a major reason why the photocurrent of the TFT type photosensor is smaller by one digit to two digits than that of the photoconductive type photosensor without a gate.

【0024】すなわち、電子の走行時間を短縮するに
は、ドレイン−ソース間の電界の非直線性を補正してや
ればよい(以下、これを電界のリニア化と表現する)。
図16から明らかなように、ドレイン−ソース間電界の
歪の理由は、ドレイン電極から見てソース電極よりもは
るかに近い距離にソース電極と同等またはそれ以下の電
位を与えられたゲート電極が存在することである。すな
わち、ドレイン−ソース間電界をリニア化するのに最も
簡便な方法は、ドレイン電極からソース電極までの距離
との相対関係において、ドレイン電極からゲート電極ま
での距離を大きくすればよい。
That is, in order to shorten the transit time of electrons, it suffices to correct the non-linearity of the electric field between the drain and the source (hereinafter, this is referred to as linearization of the electric field).
As is apparent from FIG. 16, the reason for the distortion of the electric field between the drain and the source is that there is a gate electrode that is given a potential equal to or lower than that of the source electrode at a distance far closer to the source electrode as viewed from the drain electrode. It is to be. That is, the simplest method for linearizing the drain-source electric field is to increase the distance from the drain electrode to the gate electrode in relation to the distance from the drain electrode to the source electrode.

【0025】図17,図18は上述したシミュレーショ
ンにおいて、等価膜厚dとLdsをパラメータにしてデ
バイス内の電界のリニア性を示すLds/Teを計算し
たものである。なお、等価膜厚dとは、以下に示す式
(4)〜(7)をもって窒化シリコン部分の単位面積あ
たりの容量C(SiN)と半導体層部分の単位面積あた
りの容量C(i)の直列を、半導体層の誘電率をもった
等価コンデンサCに置き換えて得た、等価コンデンサの
膜厚である。なお、本願における半導体層と絶縁層の誘
電率を加味した実効的な膜厚dとは、この等価膜厚dを
いう。
17 and 18 show Lds / Te showing the linearity of the electric field in the device calculated by using the equivalent film thickness d and Lds as parameters in the above-mentioned simulation. The equivalent film thickness d is the series of the capacitance C (SiN) per unit area of the silicon nitride portion and the capacitance C (i) per unit area of the semiconductor layer portion, expressed by the following equations (4) to (7). Is a film thickness of the equivalent capacitor obtained by replacing the equivalent capacitor C with the dielectric constant of the semiconductor layer. The effective film thickness d in consideration of the dielectric constants of the semiconductor layer and the insulating layer in the present application is the equivalent film thickness d.

【0026】 1/C=1/C(SiN)+1/C(i) 式(4) C(SiN)=ε(SiN)/d(SiN) 式(5) C(i)=ε(i)/d(i) 式(6) C=ε(i)/d 式(7) ε(SiN):窒化シリコン膜誘電率 ε(i):i層誘電率 図17及び図18で明らかなように、Lds/Teは、
dの増加あるいはLdsの減少とともに、大きくなり、
電界の非直線性が是正されていることを示している。当
然のことながら、ドレイン−ソース電極間電界がほぼリ
ニアに印加されているゲート電極無し光センサにおいて
は、dあるいはLdsの増減に対してLds/Teは一
定であった。
1 / C = 1 / C (SiN) + 1 / C (i) Formula (4) C (SiN) = ε (SiN) / d (SiN) Formula (5) C (i) = ε (i) / D (i) Formula (6) C = ε (i) / d Formula (7) ε (SiN): Silicon nitride film dielectric constant ε (i): i layer dielectric constant As is apparent from FIGS. 17 and 18. , Lds / Te is
It increases as d increases or Lds decreases,
It shows that the non-linearity of the electric field is corrected. As a matter of course, in the photosensor without a gate electrode in which the electric field between the drain and source electrodes is applied almost linearly, Lds / Te was constant with respect to the increase or decrease of d or Lds.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづき、説
明する。 (第1の実施例)図1は、本発明のTFT型光センサの
断面図である。まず、図1に示した本発明のTFT型光
センサの製造方法を説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view of a TFT type optical sensor of the present invention. First, a method for manufacturing the TFT type optical sensor of the present invention shown in FIG. 1 will be described.

【0028】(1)絶縁性基板1にゲート電極2をCr
で選択形成し、続いてゲート絶縁膜3となる水素化アモ
ルファスシリコン窒化膜(a−SiNx:H、以下、窒
化シリコン膜という)、半導体層4となるイントリンシ
ック水素化アモルファスシリコン(以下、a−Si:H
という)、オーミックコンタクト層たるn+ 層5を、プ
ラズマCVD法により、順次堆積する。従来3000Å
であった窒化シリコン膜の膜厚を1000Å、3000
Å、6000Å、従来6500Åであったa−Si:H
の膜厚を3000Å、6500Å、10000Åの3条
件とし、組み合わせて作製した。n+ 層の膜厚は、10
00Åとした。
(1) The gate electrode 2 is formed of Cr on the insulating substrate 1.
A hydrogenated amorphous silicon nitride film (a-SiNx: H, hereinafter referred to as a silicon nitride film) to be the gate insulating film 3 and an intrinsic hydrogenated amorphous silicon (hereinafter referred to as a-to be the semiconductor layer 4). Si: H
Hereinafter), an ohmic contact layer serving n + layer 5, by a plasma CVD method are sequentially deposited. Conventional 3000 Å
The film thickness of the silicon nitride film was 1000Å, 3000
Å, 6000Å, conventional 6500Å a-Si: H
The film thickness was set to 3000 Å, 6500 Å, and 10000 Å under the three conditions, and the combination was prepared. The thickness of the n + layer is 10
It was set to 00Å.

【0029】(2)その後、ソース、ドレイン電極6、
7となるアルミニュウムを3000Åスパッタリング法
で堆積後、ソース、ドレイン電極のパターニング用の感
光性レジストを塗布する。
(2) After that, the source and drain electrodes 6,
After depositing aluminum to be 7 by 3000 Å sputtering method, a photosensitive resist for patterning the source and drain electrodes is applied.

【0030】(3)つぎに感光性レジストを所望のパタ
ーンにパターニング後、感光性レジストをマスクとして
ソース、ドレイン電極をウエットエッチングにより形成
する。
(3) Next, after patterning the photosensitive resist into a desired pattern, the source and drain electrodes are formed by wet etching using the photosensitive resist as a mask.

【0031】(4)感光性レジストをマスクとして、R
IEによりn+ 層5をエッチング深さ1500Åエッチ
ングし、さらに所望のパターンに感光性レジストでパタ
ーニング後、素子分離をRIEで行う。
(4) R using the photosensitive resist as a mask
The n + layer 5 is etched to an etching depth of 1500Å by IE, and after patterning with a photosensitive resist into a desired pattern, element isolation is performed by RIE.

【0032】(5)(4)で形成された薄膜半導体の表
面に窒化シリコン膜の保護層8をプラズマCVD法によ
り形成し、さらに所望のパターンに感光性レジストでパ
ターニング後、各電極のプロービングパッドを露出させ
る。
(5) A protective layer 8 of a silicon nitride film is formed on the surface of the thin film semiconductor formed in (4) by a plasma CVD method, and a desired pattern is further patterned with a photosensitive resist. Then, a probing pad for each electrode is formed. Expose.

【0033】(6)N2 雰囲気下で80℃30分、15
0℃30分、200℃120分のステップでアニールを
行い、12時間かけて室温まで徐冷する。
(6) Under N 2 atmosphere, 80 ° C. for 30 minutes, 15
Annealing is performed in steps of 0 ° C. for 30 minutes and 200 ° C. for 120 minutes, and is gradually cooled to room temperature over 12 hours.

【0034】以上のようにして、本発明の第1の実施例
のTFT型光センサは作製された。本発明の効果を明ら
かにするために、同一基板上に、Ldsの異なるTFT
型光センサ(A)及び、Ldsの異なるゲート電極無し
光導電型光センサ(B)を作成して、ゲート電極の有無
の効果も確認した。
As described above, the TFT type optical sensor of the first embodiment of the present invention was manufactured. In order to clarify the effect of the present invention, TFTs having different Lds are formed on the same substrate.
Type photosensor (A) and photoconductive type photosensor without gate electrode (B) having different Lds were prepared, and the effect of the presence or absence of the gate electrode was also confirmed.

【0035】図2は、光電流Ipのd(SiN)依存性
である。Ipはd(SiN)の増加とともに大きくなっ
ているが、これは、主として2つの要因が考えられる。
第1に、d(SiN)を大きくして、受光層、電流チャ
ネル層がゲート電極から遠ざかることによって、ドレイ
ン−ソース電界がリニア化する効果である。第2に、d
(SiN)を大きくすることによって、半導体層に対す
るゲート電界の制御性が悪くなり、Vgs=0Vにおけ
る半導体内のフェルミレベルがフラットバンド電圧Vf
bに近づく効果である。図4にd(SiN)を変えたと
きのVgs−Id特性を示す。この結果から、第2の効
果によって、d(SiN)=3000ÅでのVgs=0
Vはd(SiN)=6000ÅでのVgs=−0.8V
に相当することが理解される。ここでは、第1の電界リ
ニア化効果による光電流アップ分を見積るために、d
(SiN)=3000ÅでのVgs=0V相当となるV
gsの値での光電流Ipのd(SiN)依存性を、図3
に示す。
FIG. 2 shows the dependence of the photocurrent Ip on d (SiN). Ip increases with the increase of d (SiN), and this is mainly due to two factors.
First, there is an effect that the drain-source electric field is linearized by increasing d (SiN) and moving away the light receiving layer and the current channel layer from the gate electrode. Second, d
When (SiN) is increased, the controllability of the gate electric field with respect to the semiconductor layer is deteriorated, and the Fermi level in the semiconductor at Vgs = 0V is flat band voltage Vf.
This is the effect of approaching b. FIG. 4 shows Vgs-Id characteristics when d (SiN) was changed. From this result, Vgs = 0 at d (SiN) = 3000Å due to the second effect.
V is Vgs = -0.8V at d (SiN) = 6000Å
Is understood to correspond to. Here, in order to estimate the increase in photocurrent due to the first electric field linearization effect, d
V that corresponds to Vgs = 0V at (SiN) = 3000Å
FIG. 3 shows the dependence of the photocurrent Ip on the d (SiN) at the value of gs.
Shown in.

【0036】図5は、a−Si:H層の膜厚d(i)と
Ipの関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the film thickness d (i) of the a-Si: H layer and Ip.

【0037】a−Si:H層の膜厚d(i)を変える
と、受光層、電流チャネル層のゲート電極からの距離が
変わる第1の効果の他に、光吸収係数との関係において
半導体層内での生成キャリアの数が変化する第2の効
果、界面表面の影響の大きさの変化の第3の効果も現れ
る。これら、第2、第3の効果を除去するために、同じ
膜構成で同時に作製したゲート無しセンサのd(i)依
存性を評価し、それぞれの値で、TFT型センサの値を
割って補正しプロットしたものが、図6である。ゲート
無しセンサにおいては、ドレイン−ソース間電界は、ほ
ぼリニアに印加され、一方第2、第3の効果はTFT型
と同等であるため、この方法で第1の効果分を見積るの
は妥当である。
When the film thickness d (i) of the a-Si: H layer is changed, the distance between the light receiving layer and the current channel layer from the gate electrode is changed. A second effect of changing the number of generated carriers in the layer and a third effect of changing the magnitude of the influence of the interface surface also appear. In order to eliminate these second and third effects, the d (i) dependence of the gateless sensor manufactured at the same time with the same film structure is evaluated, and the value of the TFT type sensor is divided by each value for correction. The plot is shown in FIG. In the sensor without gate, the electric field between the drain and the source is applied almost linearly, while the second and third effects are equivalent to those of the TFT type, so it is appropriate to estimate the first effect component by this method. is there.

【0038】さらに、上述した式(4)〜(7)をもっ
て、図3のd(SiN)と図6のd(i)をdに置き変
え、同じグラフにしたものが、図7である。すなわち、
走行時間短縮効果によるIpの増加は、d(SiN)を
変えたもの、d(i)を変えたものによらず、dの3/
2乗に比例する。ここでは、Lds=10μmのデータ
を示したが、実験した他のLdsにおいても同様であっ
た。
Further, FIG. 7 is a graph in which d (SiN) in FIG. 3 and d (i) in FIG. 6 are replaced with d by using the above-mentioned equations (4) to (7). That is,
The increase in Ip due to the traveling time shortening effect is 3 / d regardless of whether d (SiN) is changed or d (i) is changed.
It is proportional to the square. Here, data of Lds = 10 μm is shown, but the same is true for other Lds tested.

【0039】図8は、Ldsを変えた時のIp×Lds
を示したものである。Ldsを変えると、走行するため
の距離が変わるので、電界のリニア性を評価するため
に、縦軸はIp×Ldsである。図8から明らかなよう
に、Ldsを変えた時の電界のリニア化の効果は、Ld
sの−3/2乗に比例している。ここでは、d=1μm
のデータを示したが、実験した他のdにおいても同様で
あった。また、d(SiN)を変えたもの、d(i)を
変えたものによらなかった。また、ゲート電極無し光セ
ンサにおいては、Ldsの増減に対してTe/Ldsは
一定であった。この結果は、Ip×Ldsの評価が電界
のリニア性を示すものであることを裏付けている。
FIG. 8 shows Ip × Lds when Lds is changed.
Is shown. When Lds is changed, the distance for traveling changes, so the vertical axis is Ip × Lds in order to evaluate the linearity of the electric field. As is clear from FIG. 8, the effect of linearization of the electric field when Lds is changed is
It is proportional to the −3/2 power of s. Here, d = 1 μm
However, the same was true for the other d tested. Moreover, it did not depend on what changed d (SiN) and what changed d (i). Further, in the photosensor without a gate electrode, Te / Lds was constant as the Lds increased or decreased. This result supports that the evaluation of Ip × Lds shows the linearity of the electric field.

【0040】以上の結果より、ドレイン−ソース間電界
のリニア化によるIpの増加効果は、d/Ldsの3/
2乗に比例することという結果を得た。すなわち、これ
は、電界のリニア性が、d/Ldsというデバイスの相
似的な形の関数によるということを意味する。TFT型
光センサにおいて、このようなデバイスの縦横のサイズ
の関係がデバイス内の電界を制御し、さらにこれが2次
光電流のキャリアの走行性を制御するという考え方は、
従来、示されたことがなかった。これにより、従来Ld
sをこれ以上小さくできなかったものが、dを大きくす
ることにより同等の効果が得られることを示している。
From the above results, the effect of increasing Ip due to the linearization of the electric field between the drain and the source is 3 / d of d / Lds.
The result is proportional to the square. That is, this means that the linearity of the electric field is due to a device-like function of d / Lds. In the TFT type optical sensor, the idea that such a vertical / horizontal size relationship of the device controls the electric field in the device, and this further controls the traveling property of the carrier of the secondary photocurrent.
It has never been shown before. As a result, conventional Ld
Although s could not be made smaller than this, it is shown that the same effect can be obtained by increasing d.

【0041】一例として、従来のTFT型光センサに比
べて、d(SiN)=6000Åにしたものの特性を表
1に示す。すなわち、本発明の効果により、光応答、S
/N比を同等レベル以上に保ちつつ、3倍以上の光電流
を得ている。
As an example, Table 1 shows the characteristics of a device in which d (SiN) = 6000 Å compared with the conventional TFT type optical sensor. That is, according to the effect of the present invention, the optical response, S
While maintaining the / N ratio at the same level or higher, a photocurrent of 3 times or more is obtained.

【0042】表1は、従来のTFT型光センサと本発明
により、d(SiN)=6000ÅとしたTFT型光セ
ンサの特性比較とした表である。
Table 1 is a table showing a characteristic comparison between the conventional TFT type optical sensor and the TFT type optical sensor in which d (SiN) = 6000Å according to the present invention.

【0043】なお、本実施例では、半導体層をイントリ
ンシック水素化アモルファスシリコン層、半導体と電極
との間のオーミック接続にはn+ 層を用いて2次光電流
のキャリアは電子、正孔はn+ 層でブロッキングされて
いるとしたが、もちろん本発明はかかる実施例に限るも
のではない。絶縁層を酸化シリコン層で構成したもの、
半導体層をn型あるいはp型にドーピングしたもの、C
dsとしたもの、あるいは、オーミック接続にp層を用
いて正孔を2次光電流のキャリアとするもの、あるい
は、半導体層または絶縁層を複数層で構成したものでも
同等の効果が得られるのは、言うまでもない。 (第2の実施例)本発明の第2の実施例は、1次元完全
コンタクト型センサアレイとして、第1の実施例の工程
で作成されたTFT型光センサ及びTFT等からなる駆
動回路を用いて構成する。図9に本発明のTFT型光セ
ンサ及びTFT等からなる回路の一例を示す。但し、こ
こでは9個のTFT型光センサをもつセンサアレイの場
合を取り上げる。
In this embodiment, the semiconductor layer is an intrinsic hydrogenated amorphous silicon layer, and the n + layer is used for the ohmic connection between the semiconductor and the electrode. Although blocking is performed by the n + layer, the present invention is of course not limited to such an embodiment. Insulating layer composed of silicon oxide layer,
N-type or p-type doped semiconductor layer, C
The same effect can be obtained by using ds, using a p-layer for ohmic connection and using holes as carriers for secondary photocurrent, or using a semiconductor layer or insulating layers composed of a plurality of layers. Needless to say. (Second Embodiment) A second embodiment of the present invention uses a TFT type optical sensor prepared in the process of the first embodiment as a one-dimensional complete contact type sensor array and a drive circuit including TFTs and the like. Configure. FIG. 9 shows an example of a circuit including the TFT type optical sensor of the present invention, TFT, and the like. However, here, the case of a sensor array having nine TFT type photosensors is taken up.

【0044】同図において、TFT型光センサE1〜E
9は、3個で1ブロックを構成した3ブロックでセンサ
アレイを構成している。TFT型光センサE1〜E9に
各々に対応してコンデンサC1〜C9、スイッチングト
ランジスタT1〜T9が接続される。
In the figure, TFT type optical sensors E1 to E
The sensor array 9 is composed of 3 blocks, each of which is composed of 3 blocks. Capacitors C1 to C9 and switching transistors T1 to T9 are connected to the TFT type optical sensors E1 to E9, respectively.

【0045】また光センサE1〜E9で同一順番を有す
る個別電極は、各々スイッチングトランジスタT1〜T
9を介して、共通線102〜104のひとつに接続され
ている。詳細にいえば、各ブロックの第1のスイッチン
グトランジスタT1,T4,T7が共通線102に、各
ブロックの第2のスイッチングトランジスタT2,T
5,T8が共通線103に、各ブロックの第3のスイッ
チングトランジスタT3,T6,T9が共通線104
に、それぞれ接続されている。共通線102〜104
は、各々スイッチングトランジスタT10〜T12を介
して、アンプ105に接続されている。スイッチングト
ランジスタT1〜T9のゲート電極は、ブロック毎に共
通接続され、ブロック毎にシフトレジスタ106の並列
出力端子に接続されている。また、スイッチングトラン
ジスタT10〜T12のゲート電極は、シフトレジスタ
107の並列出力端子に接続されている。
The individual electrodes having the same order in the photosensors E1 to E9 are the switching transistors T1 to T, respectively.
9 to one of the common lines 102 to 104. More specifically, the first switching transistors T1, T4, T7 of each block are connected to the common line 102, and the second switching transistors T2, T of each block are connected.
5 and T8 are connected to the common line 103, and the third switching transistors T3, T6 and T9 of each block are connected to the common line 104.
, Respectively. Common lines 102-104
Are connected to the amplifier 105 via the switching transistors T10 to T12, respectively. The gate electrodes of the switching transistors T1 to T9 are commonly connected in each block, and are connected to the parallel output terminal of the shift register 106 in each block. The gate electrodes of the switching transistors T10 to T12 are connected to the parallel output terminal of the shift register 107.

【0046】スイッチングトランジスタST1〜ST9
のゲート電極は、スイッチングトランジスタT1〜T9
のゲート電極と同様に、ブロック毎に共通接続され、ブ
ロック毎にシフトレジスタ201の並列出力端子に接続
されている。したがって、シフトレジスタ201のシフ
トタイミングによってスイッチングトランジスタST1
〜ST9はブロック毎に順次ON状態になる。
Switching transistors ST1 to ST9
The gate electrodes of the switching transistors T1 to T9.
Similar to the gate electrode of, the block is commonly connected for each block and is connected to the parallel output terminal of the shift register 201 for each block. Therefore, depending on the shift timing of the shift register 201, the switching transistor ST1
~ ST9 is sequentially turned on for each block.

【0047】また図9において、共通線102〜104
は、それぞれコンデンサC10〜C12を介して接地さ
れ、且つスイッチングトランジスタCT1〜CT3を介
して接地されている。
Further, in FIG. 9, common lines 102 to 104 are provided.
Are grounded via capacitors C10 to C12, respectively, and are grounded via switching transistors CT1 to CT3.

【0048】コンデンサC10〜C12の容量はコンデ
ンサC1〜C9のそれよりも充分大きく取っておく。ス
イッチングトランジスタCT1〜CT3の各ゲート電極
は共通に接続され、端子108に接続されている。すな
わち、端子108にハイレベルが印加されることで、ス
イッチングトランジスタCT1〜CT3は同時にオン状
態となり共通線102〜104が接地されることにな
る。
The capacities of the capacitors C10 to C12 are set sufficiently larger than those of the capacitors C1 to C9. The gate electrodes of the switching transistors CT1 to CT3 are commonly connected and connected to the terminal 108. That is, when the high level is applied to the terminal 108, the switching transistors CT1 to CT3 are simultaneously turned on and the common lines 102 to 104 are grounded.

【0049】さらにTFT型光センサE1〜E9にそれ
ぞれのゲート電極G1〜G9が対応しており、それぞ
れ、E1〜E9のソース電極に接続されて、ゲート電圧
Vgs=0Vが印加されている。
Further, the TFT type photosensors E1 to E9 correspond to respective gate electrodes G1 to G9, which are connected to the source electrodes of E1 to E9, respectively, and the gate voltage Vgs = 0V is applied.

【0050】図10は、図9に示した回路図にもとづい
て作成された完全コンタクトセンサの部分平面図を示
す。同図において、111は共通線102〜104など
からなるマトリクス状の配線部、112は本発明による
TFT型光センサ部、113はコンデンサC1〜C9よ
りなる電荷蓄積部、114はスイッチングトランジスタ
T1〜T9からなる本発明のTFT型光センサと同一の
構造であるTFTを用いた転送スイッチ、115はスイ
ッチングトランジスタT1〜T9からなる本発明のTF
T型光センサと同一の構造であるTFTを用いた放電ス
イッチ、116は転送スイッチ114の信号出力を信号
処理ICに接続する引き出し線、117はコンデンサC
10〜C12からなる、転送用スイッチ114によって
転送された信号電荷を蓄積し読み出すための負荷コンデ
ンサである。
FIG. 10 shows a partial plan view of a complete contact sensor made on the basis of the circuit diagram shown in FIG. In the figure, 111 is a matrix-shaped wiring portion including common lines 102 to 104, 112 is a TFT type optical sensor portion according to the present invention, 113 is a charge storage portion including capacitors C1 to C9, and 114 is switching transistors T1 to T9. And a transfer switch using a TFT having the same structure as the TFT type optical sensor of the present invention, 115 is a TF of the present invention including switching transistors T1 to T9.
A discharge switch using a TFT having the same structure as the T-type optical sensor, 116 is a lead line connecting the signal output of the transfer switch 114 to the signal processing IC, and 117 is a capacitor C.
A load capacitor composed of 10 to C12 for accumulating and reading out the signal charges transferred by the transfer switch 114.

【0051】図11は、図10に示したA−A’断面図
である。同図で明らかな様に、TFT型光センサ部11
2、電荷蓄積部113、転送スイッチ114、マトリッ
クス状の配線部111等(放電スイッチ115、負荷コ
ンデンサ117も同様である)すべて、メタル、絶縁
層、光導電性半導体、オーミックコンタクト層、メタ
ル、保護層から構成される同一の構造をなす。また、材
料等の作成方法は、第1の実施例と同様である。ただ
し、窒化シリコンの膜厚を従来の3000Åから600
0Åに変更した。半導体層であるa−Si:H層の膜厚
は従来どうり、6500Åである。
FIG. 11 is a sectional view taken along the line AA 'shown in FIG. As is clear from the figure, the TFT type optical sensor unit 11
2, charge storage section 113, transfer switch 114, matrix-shaped wiring section 111, and the like (the same applies to discharge switch 115 and load capacitor 117), metal, insulating layer, photoconductive semiconductor, ohmic contact layer, metal, protection It has the same structure composed of layers. The method of creating the material and the like is the same as in the first embodiment. However, the film thickness of silicon nitride can be changed from the conventional 3000 Å to 600
Changed to 0Å. The film thickness of the a-Si: H layer, which is a semiconductor layer, is 6500Å as in the conventional case.

【0052】前記の転送スイッチ114、放電スイッチ
115を本発明のTFT型光センサと同一の構造である
TFTで形成した例を示した。
An example has been shown in which the transfer switch 114 and the discharge switch 115 are formed of TFTs having the same structure as the TFT type optical sensor of the present invention.

【0053】表1に示したように、d(SiN)を30
00Åから6000ÅにするとTFTのON抵抗が約2
倍の値となり、スイッチとしての特性が低下する。その
ために、本実施例においては、スイッチTFT114、
115のW/Lを従来の値の2倍とすることによって、
従来どうりのスイッチ特性を得ている。
As shown in Table 1, d (SiN) is 30
The ON resistance of the TFT is about 2 when changing from 00Å to 6000Å
This is twice the value, and the characteristics as a switch deteriorate. Therefore, in this embodiment, the switch TFT 114,
By setting the W / L of 115 to twice the conventional value,
It has the same switching characteristics as before.

【0054】図1に示す様に光電変換部、駆動回路部の
上にガラスなどからなる耐摩耗層11を形成してガラス
等の透光性基板の裏面から発光ダイオード等の光源12
により照明し、原稿13を読み取るレンズレスの完全コ
ンタクトセンサアレイに使用できる。また、本発明の光
センサアレイは、図12に示すような等倍結像レンズ1
4を用いた完全コンタクトセンサアレイにも使用可能で
ある。
As shown in FIG. 1, a wear resistant layer 11 made of glass or the like is formed on the photoelectric conversion portion and the driving circuit portion, and a light source 12 such as a light emitting diode is formed from the back surface of a transparent substrate such as glass.
It can be used for a lensless complete contact sensor array for illuminating the document and reading the original 13. In addition, the optical sensor array of the present invention has a unity-magnification imaging lens 1 as shown in FIG.
It can also be used for a full contact sensor array using 4.

【0055】図13は、本実施例に係るセンサユニット
を用いて構成した画像情報処理装置として通信機能を有
するファクシミリの一例を示す概略的構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an example of a facsimile having a communication function as an image information processing apparatus configured by using the sensor unit according to this embodiment.

【0056】ここで、202 は原稿PPを読み取り位置に
向けて給送するための給送手段としての給送ローラ、20
4 は原稿PPを一枚ずつ確実に分離給送するための分離
片である。206 はセンサユニットに対して読み取り位置
に設けられて原稿6の被読み取り面を規制するとともに
原稿PPを搬送する搬送手段としてのプラテンローラで
ある。
Here, 202 is a feeding roller as a feeding means for feeding the document PP toward the reading position, and 20
Reference numeral 4 is a separating piece for surely separating and feeding the originals PP one by one. A platen roller 206 is provided at a reading position with respect to the sensor unit, regulates the surface to be read of the document 6, and serves as a transport unit that transports the document PP.

【0057】Pは図示の例ではロール紙形態をした記録
媒体であり、センサユニットにより読み取られた画像情
報あるいはファクシミリ装置等の場合には外部から送信
された画像情報がここに再生される。210 は当該画像形
成をおこなうための記録手段としての記録ヘッドで、サ
ーマルヘッド、インクジェット記録ヘッド等種々のもの
を用いることができる。また、この記録ヘッドは、シリ
アルタイプのものでも、ラインタイプのものでもよい。
212 は記録ヘッド210 による記録位置に対して記録媒体
Pを搬送するとともにその被記録面を規制する搬送手段
としてのプラテンローラである。
In the illustrated example, P is a recording medium in the form of a roll paper, and the image information read by the sensor unit or the image information transmitted from the outside in the case of a facsimile machine or the like is reproduced here. Reference numeral 210 is a recording head as recording means for performing the image formation, and various types such as a thermal head and an inkjet recording head can be used. The recording head may be of a serial type or a line type.
Reference numeral 212 denotes a platen roller as a conveying unit that conveys the recording medium P to the recording position of the recording head 210 and regulates the recording surface thereof.

【0058】220 は、入力/出力手段としての操作入力
を受容するスイッチやメッセージその他、装置の状態を
報知するための表示部等を配したオペレーションパネル
である。
Reference numeral 220 denotes an operation panel provided with a switch for accepting an operation input as an input / output means, a message, and a display section for notifying the state of the apparatus.

【0059】230 は制御手段としてのシステムコントロ
ール基板であり、各部の制御を行なう制御部(コントロ
ーラー)や、光センサの駆動回路(ドライバー)、画像
情報の処理部(プロセッサー)、送受信部等が設けられ
る。240 は装置の電源である。
Reference numeral 230 denotes a system control board as a control means, which is provided with a control section (controller) for controlling each section, a drive circuit (driver) for an optical sensor, a processing section (processor) for image information, a transmission / reception section, and the like. To be 240 is the power supply of the device.

【0060】本発明の情報処理装置に用いられる記録手
段としては、例えば米国特許第4723129 号明細書、同第
4740796 号明細書にその代表的な構成や原理が開示され
ているものが好ましい。この方式は液体(インク)が保
持されているシートや液路に対応して配置されている電
気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える
急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印
加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発
生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果
的にこの駆動信号に一対一に対応した液体(インク)内
の気泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長、
収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐出さ
せて、少なくとも一つの滴を形成する。
Recording means used in the information processing apparatus of the present invention includes, for example, US Pat.
It is preferable that the specification and the principle of 4740796 are disclosed. According to this method, at least one of the electrothermal converters arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink) gives a rapid temperature rise corresponding to the recorded information and exceeding the nucleate boiling. By applying a drive signal, heat energy is generated in the electrothermal converter, causing film boiling on the heat-acting surface of the recording head, and as a result, bubbles in the liquid (ink) that correspond one-to-one to this drive signal. Is effective because it can form The growth of this bubble,
The contraction causes the liquid (ink) to be ejected through the ejection opening to form at least one droplet.

【0061】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでも良い。
Further, as a full line type recording head having a length corresponding to the maximum recording medium width that can be recorded by the recording apparatus, a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification is used. Either a structure that satisfies the length or a structure as one recording head integrally formed may be used.

【0062】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体にインクタンクを一体的に設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。
In addition, the ink can be attached to the replaceable chip type recording head or the recording head itself, which can be electrically connected to the apparatus main body and can be supplied with ink by being attached to the apparatus main body. The present invention is also effective when a cartridge-type recording head provided integrally with a tank is used.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、従来のTFT型光センサよりも光電流を増大させ
ることができ、例えば、より簡便、低コスト、高速のラ
インセンサを提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the photocurrent can be increased as compared with the conventional TFT type optical sensor, and, for example, a simpler, lower cost, higher speed line sensor is provided. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるTFT型光センサの断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a TFT type optical sensor according to the present invention.

【図2】光電流のd(SiN)依存性を示す特性図であ
る。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the dependence of photocurrent on d (SiN).

【図3】光電流のd(SiN)依存性を示す特性図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing d (SiN) dependence of photocurrent.

【図4】Vgs−Id特性のd(SiN)依存性を示す
特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing d (SiN) dependence of Vgs-Id characteristics.

【図5】光電流のd(i)依存性を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing d (i) dependence of photocurrent.

【図6】光電流のd(i)依存性を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing d (i) dependence of photocurrent.

【図7】補正された光電流のd依存性を示す特性図であ
る。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing d dependence of corrected photocurrent.

【図8】Ip×LdsのLds依存性を示す特性図であ
る。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the dependency of Ip × Lds on Lds.

【図9】完全コンタクトセンサ回路の一例を示す回路図
である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a complete contact sensor circuit.

【図10】図9に示した回路に基づいて作成された完全
コンタクトセンサの部分平面図である。
FIG. 10 is a partial plan view of a complete contact sensor made based on the circuit shown in FIG.

【図11】図9に示した回路に基づいて作成された完全
コンタクトセンサの断面図である。
11 is a cross-sectional view of a complete contact sensor made based on the circuit shown in FIG.

【図12】本発明のレンズ付き完全コンタクトセンサの
一例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a complete contact sensor with a lens according to the present invention.

【図13】本実施例に係るセンサユニットを用いて構成
した画像情報処理装置として通信機能を有するファクシ
ミリの一例を示す概略的構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an example of a facsimile having a communication function as an image information processing apparatus configured by using the sensor unit according to the present embodiment.

【図14】TFT型光センサの暗電流、光電流のVgs
依存性を示す特性図である。
FIG. 14 Vgs of dark current and photocurrent of TFT type photosensor
It is a characteristic view which shows dependence.

【図15】TFT型光センサのγpのVgs依存性を示
す特性図である。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing Vgs dependency of γp of a TFT type optical sensor.

【図16】暗状態で計算したTFT型光センサのデバイ
ス内電界分布の様子を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a distribution of electric field in a device of a TFT type photosensor calculated in a dark state.

【図17】Lds/Teの、d依存性を示す特性図であ
る。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing d dependence of Lds / Te.

【図18】Lds/Teの、Lds依存性を示す特性図
である。
FIG. 18 is a characteristic diagram showing Lds / Te dependency of Lds / Te.

【図19】デバイス内全体における正孔の生成、再結
合、トラップのレートの光応答を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing the photoresponse of hole generation, recombination, and trap rates throughout the device.

【図20】TFT型光センサの暗電流、光電流のVds
依存性を示す特性図である。
FIG. 20: Vds of dark current and photocurrent of a TFT type photosensor
It is a characteristic view which shows dependence.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板、 2 ゲート電極、 3 ゲート絶縁
膜、 4 光導電性半導体膜、 5 n+ 層(オーミッ
クコンクタト層)、 6 上部電極層、 7上部電極
層、 8 保護層、 11 耐摩耗層、 12 光源、
13 原稿、111 マトリックス形成された配線
部、 112 光センサ部、 113電荷蓄積部、11
4 転送用スイッチ、 115 放電用スイッチ、 1
16 信号出力の引き出し線、 117 負荷コンデン
サ、E1〜E9 光センサ、 G1〜G9 第1のゲー
ト電極、 C1〜C12コンデンサ、 ST1〜ST9
スイッチングトランジスタ、 T1〜T12スイッチ
ングトランジスタ、 CT1〜CT3 スイッチングト
ランジスタ、101 バイアス電源、 102 共通
線、 103 共通線、 104 共通線、 105
アンプ、 106 シフトレジスタ、 107 シフト
レジスタ、 108 端子、 201 シフトレジス
タ。
1 glass substrate, 2 gate electrode, 3 gate insulating film, 4 photoconductive semiconductor film, 5 n + layer (ohmic contact layer), 6 upper electrode layer, 7 upper electrode layer, 8 protective layer, 11 wear resistant layer, 12 light sources,
13 manuscript, 111 wiring part formed in matrix, 112 optical sensor part, 113 charge storage part, 11
4 Transfer switch, 115 Discharge switch, 1
16 Lead Out Line for Signal Output, 117 Load Capacitor, E1 to E9 Optical Sensor, G1 to G9 First Gate Electrode, C1 to C12 Capacitor, ST1 to ST9
Switching transistor, T1-T12 switching transistor, CT1-CT3 switching transistor, 101 bias power supply, 102 common line, 103 common line, 104 common line, 105
Amplifier, 106 shift register, 107 shift register, 108 terminal, 201 shift register.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、光電変換層として機能する
半導体層と、該半導体層に対して電気的に接続された一
対のソース、ドレイン電極と、該半導体層に対して絶縁
層を介して配置される電界制御用の補助電極とを有する
光電変換素子において、 前記ドレイン−ソース電極間距離をLds、前記半導体
層と前記絶縁層との誘電率を加味した実効的な膜厚をd
としたとき、d/Lds>1/6に設定したことを特徴
とする光電変換素子。
1. A semiconductor layer which functions as a photoelectric conversion layer, a pair of source and drain electrodes electrically connected to the semiconductor layer, and an insulating layer which is disposed with respect to the semiconductor layer. In the photoelectric conversion element having an auxiliary electrode for controlling an electric field, the effective distance between the drain and source electrodes is Lds, and the effective film thickness considering the dielectric constants of the semiconductor layer and the insulating layer is d.
The photoelectric conversion element is characterized in that d / Lds> 1/6.
【請求項2】 請求項1記載の光電変換素子において、
前記補助電極が遮光性材料で構成され、かつ検知すべき
光が前記ドレイン、ソース電極間より、前記半導体層に
入射する光電変換素子。
2. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein
A photoelectric conversion element in which the auxiliary electrode is made of a light-shielding material, and light to be detected enters the semiconductor layer from between the drain and source electrodes.
【請求項3】 請求項1記載の光電変換素子を光透過性
の絶縁基体上に複数個配列して一次元ラインセンサを構
成することを特徴とする画像読取装置。
3. An image reading device comprising a plurality of photoelectric conversion elements according to claim 1 arranged on a light-transmissive insulating substrate to form a one-dimensional line sensor.
JP4358740A 1992-12-28 1992-12-28 Photoelectric conversion element and image reading device using same Pending JPH06204550A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08213584A (en) * 1995-02-08 1996-08-20 Casio Comput Co Ltd Photoelectric converter

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