JPS61136261A - イメ−ジセンサ - Google Patents
イメ−ジセンサInfo
- Publication number
- JPS61136261A JPS61136261A JP59257429A JP25742984A JPS61136261A JP S61136261 A JPS61136261 A JP S61136261A JP 59257429 A JP59257429 A JP 59257429A JP 25742984 A JP25742984 A JP 25742984A JP S61136261 A JPS61136261 A JP S61136261A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- elements
- area
- electrode
- thickness
- 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
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はイメージセンサに関するものである。
イメージセンサには複数個の光電変換素子が使用されて
いるが、この光電変換素子は基本的には第１図に示すよ
うに構成されている。
いるが、この光電変換素子は基本的には第１図に示すよ
うに構成されている。
即ち光電変換素子は光入射方向から透光性電極（１）、
光電変換膜（２）、下部電極（３）からなり、このよう
な光電変換素子は通常複数個−列に基板（４）上に配列
されている。これらの光電変換素子は画像面からの入射
光量に対応した電荷を発生し容量Ｃに蓄積する。
光電変換膜（２）、下部電極（３）からなり、このよう
な光電変換素子は通常複数個−列に基板（４）上に配列
されている。これらの光電変換素子は画像面からの入射
光量に対応した電荷を発生し容量Ｃに蓄積する。
しかるにこのような光電変換素子においては電極（１）
（３）間の容量の不均一性が光電変換膜（２）の膜厚あ
るいは膜質あるいは膜厚と膜質と両方による不均一性に
対応し１画像読み取り感度むらの原因となる問題点があ
った。
（３）間の容量の不均一性が光電変換膜（２）の膜厚あ
るいは膜質あるいは膜厚と膜質と両方による不均一性に
対応し１画像読み取り感度むらの原因となる問題点があ
った。
この不均一性は光電変換膜（２）の膜厚が大きいほど電
極（１）（３）間容量も小さくなり、この光電変換膜（
２）の膜厚の不均一性は光電変換膜（２）の製造・時に
成る決まった分布で固有的に存在する場合が多く、改善
することは困難な場合が多いためである。
極（１）（３）間容量も小さくなり、この光電変換膜（
２）の膜厚の不均一性は光電変換膜（２）の製造・時に
成る決まった分布で固有的に存在する場合が多く、改善
することは困難な場合が多いためである。
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、
光電変換素子それぞれの電極間容量を均一化しすること
により高均一性を有する画像読み取り出力が得られるよ
うになされたイメージセンサを提供することを目的とし
ている。
光電変換素子それぞれの電極間容量を均一化しすること
により高均一性を有する画像読み取り出力が得られるよ
うになされたイメージセンサを提供することを目的とし
ている。
即ち１本発明は基板上に配列形成された複数個の光電変
換素子と、この光電変換素子からの信号を順次読み出す
回路とを少くとも具備するイメージセンサにおいて、光
電変換素子の電極間容量の差によりこの光電変換素子の
面積を変化させて特性を均一化したことを特徴とするイ
メージセンサであり、電極間容量が／Ｊ％さいものほど
電極の面積を増大させると共に電極間容量が大きいもの
ほど電極の面積を縮少させたことを実施態様としている
。
換素子と、この光電変換素子からの信号を順次読み出す
回路とを少くとも具備するイメージセンサにおいて、光
電変換素子の電極間容量の差によりこの光電変換素子の
面積を変化させて特性を均一化したことを特徴とするイ
メージセンサであり、電極間容量が／Ｊ％さいものほど
電極の面積を増大させると共に電極間容量が大きいもの
ほど電極の面積を縮少させたことを実施態様としている
。
〔発明の実施例〕
次に第２図により１本発明の一実施例のイメージセンサ
の回路構成図を説明する。但し、光電変換素子は第１図
と同様であるので特に図示及び説明は行なわない。
の回路構成図を説明する。但し、光電変換素子は第１図
と同様であるので特に図示及び説明は行なわない。
即ち、光電変換素子Ｄｉｅ Ｄ２〜Ｄｎの各一端は駆動
電源Ｅに接続され、各他端は前置増幅器ＡｌｙＡ２〜Ａ
、に接続されている。この前置増幅！Ａｉ＊Ａ２〜Ａｎ
は実施例では高入力インピーダンス、低出力インピーダ
ンスの差動増幅器であり、その非反転入力端に光電変換
素子Ｊ＋Ｄ２〜Ｄｎの出力信号が入力され、また反転入
力端は出力端と直結されている。
電源Ｅに接続され、各他端は前置増幅器ＡｌｙＡ２〜Ａ
、に接続されている。この前置増幅！Ａｉ＊Ａ２〜Ａｎ
は実施例では高入力インピーダンス、低出力インピーダ
ンスの差動増幅器であり、その非反転入力端に光電変換
素子Ｊ＋Ｄ２〜Ｄｎの出力信号が入力され、また反転入
力端は出力端と直結されている。
また前置増幅器Ａ１＋Ａ２〜Ａｎの非反転入力端とアー
ス間にはリセットスイッチ５ｉｌｏ Ｓ１２〜Ｓｉｎが
それぞれ接続されている。
ス間にはリセットスイッチ５ｉｌｏ Ｓ１２〜Ｓｉｎが
それぞれ接続されている。
前置増幅器Ａｌ＋Ａ２〜Ａｎの出力端は、信号読出し用
スイッチング素子５２１ｙ Ｓ２２〜Ｓ２ｎに接続され
ている。リセットスイッチＳ□１．Ｓ１□〜Ｓｌｎおよ
びスイッチング素子Ｓ２□、Ｓ２２〜Ｓ２□はシフトレ
ジスタＳＲ，−５Ｒ，及びＳＲ’、〜ＳＲ’、によって
駆動されている。
スイッチング素子５２１ｙ Ｓ２２〜Ｓ２ｎに接続され
ている。リセットスイッチＳ□１．Ｓ１□〜Ｓｌｎおよ
びスイッチング素子Ｓ２□、Ｓ２２〜Ｓ２□はシフトレ
ジスタＳＲ，−５Ｒ，及びＳＲ’、〜ＳＲ’、によって
駆動されている。
なおＳＲ，〜ＳＲ，はｎ／ｍ段のシフトレジスタであり
。
。
ＳＲ’１〜ＳＲ’、、は１段のシフトレジスタである。
スイッチング素子Ｓ２１＋ Ｓ２２〜Ｓ２ｎは共通出力
！１Ｌｏに接続され、この共通出力Ｉ！ Ｌ Ｏは出力
抵抗ＲＯを介して接地されると共に出力端子ＯＵＴに接
続されている。
！１Ｌｏに接続され、この共通出力Ｉ！ Ｌ Ｏは出力
抵抗ＲＯを介して接地されると共に出力端子ＯＵＴに接
続されている。
また、この実施例では前置増幅器Ａ１．Ａ２〜Ａｎ。
リセットスイッチ５ＩＩｙＳ１２〜５ｉｎ−信号読出し
用スイッチング素子Ｓ２□、Ｓ２２〜Ｓ２．、はｎ／ｍ
個ずつまとめられて対応するシフトレジスタＳＲ，〜Ｓ
Ｒ，，及びＳＲ’、〜ＳＲ’、と共にｍ個の集積回路上
に形成されている。
用スイッチング素子Ｓ２□、Ｓ２２〜Ｓ２．、はｎ／ｍ
個ずつまとめられて対応するシフトレジスタＳＲ，〜Ｓ
Ｒ，，及びＳＲ’、〜ＳＲ’、と共にｍ個の集積回路上
に形成されている。
上述した構成において光電変換素子ＤＩ＋０２〜Ｄｎは
入射光量に応じた光電流を発生し、これらが容ｊｉＣ＋
＋−ＣＩ２〜Ｃ１ｎおよびＣ２１ｔ Ｃ２２〜Ｃ２ｎに
信号電荷として一定時間蓄積される。容ｆｃ１．． ｃ
、□〜Ｃ１ｎおよびＣ２□、Ｃ２２〜Ｃ２ｎに蓄積され
た倍電荷により発生する電圧は前置増幅器＾１．Ａ２〜
Ａｎで増幅される。一方シフトレジスタＳＲ，−５Ｒ，
は１ラインの読取り毎にＳＲ，の初段にデータ１１１７
１を入力され、こ九を転送りロックφｃｋにより転送す
ることによってスイッチング素子Ｓ２１＋ Ｓ２２〜”
２ｎを順次駆動し。
入射光量に応じた光電流を発生し、これらが容ｊｉＣ＋
＋−ＣＩ２〜Ｃ１ｎおよびＣ２１ｔ Ｃ２２〜Ｃ２ｎに
信号電荷として一定時間蓄積される。容ｆｃ１．． ｃ
、□〜Ｃ１ｎおよびＣ２□、Ｃ２２〜Ｃ２ｎに蓄積され
た倍電荷により発生する電圧は前置増幅器＾１．Ａ２〜
Ａｎで増幅される。一方シフトレジスタＳＲ，−５Ｒ，
は１ラインの読取り毎にＳＲ，の初段にデータ１１１７
１を入力され、こ九を転送りロックφｃｋにより転送す
ることによってスイッチング素子Ｓ２１＋ Ｓ２２〜”
２ｎを順次駆動し。
またリセットスイッチＳ１１＋ Ｓ１２〜Ｓｌｎ をス
イッチング素子Ｓ２１＋ Ｓ２２〜Ｓ２ｎより１クロッ
ク分位相をずらせて順次駆動する。これによって、前置
増幅器Ａ□ｒ Ａ２〜Ａｎからの出力信号はスイッチン
グ素子Ｓ２！ｙ Ｓ２２〜Ｓ２ｎを介して順次読出され
、共通出力ＲＩＡＬｏ を介して出力端子ＯＵＴに画像
読取り出力として導かれる。この読出し後、容量Ｃ！□
、ＣＩ□〜ＧｉｎおよびＣ２□、０２２〜Ｃ２ｎに残存
した電荷はリセットスイッチＳｔＬ＋ ｓｔｚ〜Ｓ１．
、を介して放電され、次の信号電荷蓄積および読出しに
備えられる。
イッチング素子Ｓ２１＋ Ｓ２２〜Ｓ２ｎより１クロッ
ク分位相をずらせて順次駆動する。これによって、前置
増幅器Ａ□ｒ Ａ２〜Ａｎからの出力信号はスイッチン
グ素子Ｓ２！ｙ Ｓ２２〜Ｓ２ｎを介して順次読出され
、共通出力ＲＩＡＬｏ を介して出力端子ＯＵＴに画像
読取り出力として導かれる。この読出し後、容量Ｃ！□
、ＣＩ□〜ＧｉｎおよびＣ２□、０２２〜Ｃ２ｎに残存
した電荷はリセットスイッチＳｔＬ＋ ｓｔｚ〜Ｓ１．
、を介して放電され、次の信号電荷蓄積および読出しに
備えられる。
ここで容量Ｃ１１ｙ Ｃ１２〜Ｃ１ｎは光電変換素子Ｄ
Ｉ。
Ｉ。
Ｄ２〜Ｄｎの電極間容量であり、またＣ２１ｙ Ｃ２２
〜Ｃ２ｎは配線パターンの持つ浮遊容量である。
〜Ｃ２ｎは配線パターンの持つ浮遊容量である。
この容ｆｆ１ｃｓｔ、ＣＩ２〜ＣＩｎ及びＣ２１ｙ Ｃ
２２〜Ｃ２ｎに発生する電圧Ｖｉは光電変換素子ＤＩ＋
Ｄ２〜Ｄｎで発生する光電流を工い信号電荷蓄積時間を
Ｔｓｔ、容ｆｆ１ｃ＋＋＋ ＣＩ２〜Ｃ１ｎ をＣ１
ｉ容Ｅｋ Ｃ２１１Ｃ２２〜Ｃ２ｎをＣ２１で表わすと Ｖｔ＝Ｉｉ４ｓｔ／（Ｃｔｉ＋Ｃ２１） （但しｉ＝
１”ｎ）で与えられる。ここで配線浮遊容量Ｃ２ｉが一
定であるとすると、光電変換素子の＠極間容量が異なれ
ば同じ入射光量に対してＶ工が異なることになり、画像
読み取り感度むらの原因となる。
２２〜Ｃ２ｎに発生する電圧Ｖｉは光電変換素子ＤＩ＋
Ｄ２〜Ｄｎで発生する光電流を工い信号電荷蓄積時間を
Ｔｓｔ、容ｆｆ１ｃ＋＋＋ ＣＩ２〜Ｃ１ｎ をＣ１
ｉ容Ｅｋ Ｃ２１１Ｃ２２〜Ｃ２ｎをＣ２１で表わすと Ｖｔ＝Ｉｉ４ｓｔ／（Ｃｔｉ＋Ｃ２１） （但しｉ＝
１”ｎ）で与えられる。ここで配線浮遊容量Ｃ２ｉが一
定であるとすると、光電変換素子の＠極間容量が異なれ
ば同じ入射光量に対してＶ工が異なることになり、画像
読み取り感度むらの原因となる。
その対策として本実施例では光電変換素子の電極間容量
を均一化するため光電変換素子の下部電極の大きさを変
えたことを特徴としている。
を均一化するため光電変換素子の下部電極の大きさを変
えたことを特徴としている。
即ち光電変換素子ＤＩ＋Ｄ２〜Ｄｎの下部電極を例えば
第３図に示す下部電極（１３＋ ）とした場合、電極間
容量Ｃ１ｉは光な変換膜（２）の膜厚をｄ、その誘電率
をε、下部電極（１３１）の面積をＳとすると、はぼＣ
１１＝ε・Ｓ／ｄで与えられる。
第３図に示す下部電極（１３＋ ）とした場合、電極間
容量Ｃ１ｉは光な変換膜（２）の膜厚をｄ、その誘電率
をε、下部電極（１３１）の面積をＳとすると、はぼＣ
１１＝ε・Ｓ／ｄで与えられる。
従ってｄの不均一性に対しＳの大きさを変化させＣ１ｉ
を均一化させることができる。
を均一化させることができる。
即ち、ｄが他の素子より小さい場合には第４図に示すよ
うに中央に開口部（１３ａ）を有する下部電極（１３２
）を用いてＳを縮少させることによってＣ１ｉを均一化
できるし、ｄが他の素子より大きい場合には第５図に示
すような下部電極（１３３）を用いてＳを増大する。こ
の増大する方向は素子が並んでいる方向と直角の方向と
する。このようにして下部電極の面積を変化させてｃｔ
ｉ を均一化することが出来る。
うに中央に開口部（１３ａ）を有する下部電極（１３２
）を用いてＳを縮少させることによってＣ１ｉを均一化
できるし、ｄが他の素子より大きい場合には第５図に示
すような下部電極（１３３）を用いてＳを増大する。こ
の増大する方向は素子が並んでいる方向と直角の方向と
する。このようにして下部電極の面積を変化させてｃｔ
ｉ を均一化することが出来る。
上述のように本発明によれば、光電変換素子の電極間容
量の不均性を下部電極の面積の変化させることで素子全
体の容量を均一化することができるので画像読み取り感
度むらの極めて少ない光電変換素子を具備するイメージ
センサを提供することができる。
量の不均性を下部電極の面積の変化させることで素子全
体の容量を均一化することができるので画像読み取り感
度むらの極めて少ない光電変換素子を具備するイメージ
センサを提供することができる。
第１図は光電変換素子の簡略断面図、第２＠はイメージ
センサの回路構成図、第３図は標準の下部電極の平面図
、第４図及び第５図はそれぞれ異なる面積の下部電極の
平面図である。 Ｄ１＋０２〜Ｄ１１ ・・・光電変換素子ＣＩｌ＋
Ｃ１２〜Ｃ１□・・・電極間容量Ｃ２□、Ｃ２□〜Ｃ２
ｎ・・・浮遊容量５１１ｍ ｓ、□〜Ｓｉｎ・・・リセ
ットスイッチＳ２１＋Ｓ２２〜Ｓ２ｎ・・・信号読み出
し用スイッチング素子Ａｌｙ Ａ２〜Ａｎ ・・・前
置増幅器ＳＲ，〜ＳＲ２，ＳＲ’、〜ＳＲ’２・・・シ
フトレジスタト・・透光性電極 ２・・・光電変換膜
センサの回路構成図、第３図は標準の下部電極の平面図
、第４図及び第５図はそれぞれ異なる面積の下部電極の
平面図である。 Ｄ１＋０２〜Ｄ１１ ・・・光電変換素子ＣＩｌ＋
Ｃ１２〜Ｃ１□・・・電極間容量Ｃ２□、Ｃ２□〜Ｃ２
ｎ・・・浮遊容量５１１ｍ ｓ、□〜Ｓｉｎ・・・リセ
ットスイッチＳ２１＋Ｓ２２〜Ｓ２ｎ・・・信号読み出
し用スイッチング素子Ａｌｙ Ａ２〜Ａｎ ・・・前
置増幅器ＳＲ，〜ＳＲ２，ＳＲ’、〜ＳＲ’２・・・シ
フトレジスタト・・透光性電極 ２・・・光電変換膜
Claims (2)
- （１）基板上に配列形成された複数個の光電変換素子と
、この光電変換素子からの信号を順次読み出す回路とを
少くとも具備するイメージセンサにおいて、前記光電変
換素子の電極間容量の差により前記光電変換素子の下部
電極の面積を変化させて特性を均一化したことを特徴と
するイメージセンサ。 - （２）電極間容量が小さいものほど下部電極の面積を増
大させると共に前記電極間容量が大きいものほど前記下
部電極の面積を縮少させたことを特徴とするイメージセ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257429A JPS61136261A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | イメ−ジセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257429A JPS61136261A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | イメ−ジセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61136261A true JPS61136261A (ja) | 1986-06-24 |
Family
ID=17306239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59257429A Pending JPS61136261A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | イメ−ジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61136261A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0547532U (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-25 | 東京電気株式会社 | 軸受装置 |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP59257429A patent/JPS61136261A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0547532U (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-25 | 東京電気株式会社 | 軸受装置 |
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