JPS6257261B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は可視光又は赤外光である光信号を電気
信号に変換するセンサ部がホトダイオードからな
るイメージセンサに関する。 〔従来技術〕 従来フアクシミリ送信機の光電変換系には、
CCDあるいはMOSなどのICセンサが使用されて
いる。 以下、イメージセンサの動作について簡単に説
明する。 第１図はイメージセンサの等価回路で示す図
で、R₁，R₂……Ｒ_oは共通電極、C₁，C₂……Ｃ_n
は個別電極、D₁₁，D₂₁……Ｄ_n1，D₁₂，D₂₂…Ｄ_n
２，…Ｄ_noはもれ電流防止ダイオード、r₁₁，r₂₁
…ｒ_n1，r₁₂，ｒ_n2，……，ｒ_1n…ｒ_noはホトダイ
オード又は太陽電池、Ｒ_Lは負荷抵抗、Ｅは電源
である。電源Ｅは不要となる事もある。r₁₁…ｒ_n
ｏ上に集束光フアイバー等により導光された画像
がr₁₁…ｒ_noにより電気信号に変換される。この
とき共通電極R₁をオンし、個別電極C₁，C₂……
Ｃ_nを順次オンすることによりr₁₁…ｒ_noの出力信
号が検知される。以下これを繰り返し、１走査分
の信号を得ていく。このとき必要に応じて電源Ｅ
によりr₁₁…ｒ_noに電圧が印加される。このと
き、もれ電流防止ダイオードはたとえばR₁，C₁
をオンしr₁₁の出力を取り出す時、r₂₁…ｒ_noによ
る種々出力がr₁₁の出力の上にのるのが防ぎ、正
確なr₁₁の出力を取り出す働きをする。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の如き従来のイメージセンサは、硫化カド
ミウム（cds）や非晶質シリコンの光導電素子や
非晶質シリコンのホトダイオードを用い、導光用
に集束性光フアイバー素子等を用いるイメージセ
ンサである。しかしながら、cdsは感度が高く、
大面積化が容易である反面、緑色から赤色の光に
対する感度が低い、光のオン・オフに対する応答
速度が遅い、毒性を有する等種々の欠点を有して
おり、非晶質シリコン材料を用いたイメージセン
サは前記欠点を有しない優れたものであるが、従
来、もれ電流防止用ダイオードを別途に設けてる
必要があり、製作が複雑となり価格が高くなると
いう欠点を有している。 本発明はかかる上記の欠点を除去するもので、
本発明によれば、もれ電流ダイオードをセンサと
同時に形成し、これらセンサ及びダイオードに炭
素，窒素又は酸素を添加することにより低価格で
特性の優れたイメージセンサを得ることを目的と
する。 〔実施例〕 以下、実施例に基づき本発明について詳しく説
明する。 第２図は、本発明によるイメージセンサの具体
的な構造を示す図で、２１はガラス等の絶縁基
板、２２は共通電極、２３はシリコン層、２４は
個別電極、２５は基台、２６は絶縁フイルム、２
７はカバー、２８は共通リード線、２９は上部配
線である。又、第２図ｌでの断面構造を第３図に
示す。３１は基台、３２はガラス等の絶縁基板、
３３は共通電極、３４は該シリコン層中のもれ電
流防止ダイオード、３５は該シリコン層中のホト
ダイオード、３６は個別電極であり、ｈνは光の
入射を示す。 該共通電極２２，３３又、該個別電極２４，３
６はアルミニウム，クロム，ニツケル，ステンレ
ス等の導電性材料を蒸着し、必要な形状にホトエ
ツチングプロセスで形成した。又、該シリコン層
２３，３４，３５は本発明において非晶質シリコ
ンを用い形成した。その主たる製造方法は水素、
ヘリウム、ネオン，アルゴン，キセノン等をベー
スガスとし、モノシラン、四弗化シラン、ジクロ
ルシラン等をキヤリアーガスとする所定ガスを排
気系を具備する真空槽内に導入して所定ね内圧と
し、該真空槽内に放電を起こさしめ、該ガスを分
解し、所定温度に加熱された基板上に非晶質シリ
コン層を析出するプラズマCVD法を用いた。こ
のとき、周期律表第―ｂ族並び第Ｖ―ｂ族を混
入しない非晶質シリコン層（ｉ層）が得られる。
又、該非晶質シリコン中に周期律表第―ｂ族を
混入するｐ層は前記ガス導入時にジポラン
（B₂H₆）、トリエチルアルミニウム、を前記ベー
スガスとともに導入し得られる。又、該非晶質シ
リコン中に周期律表第ｖ―ｂ族を混入するｎ層は
ホスフイン，アルシン等ドーピングガスを同様に
導入し得られる。前記の方法で作成されるＰ，
ｉ，ｎ層を以下に示す構造にする事により、該ホ
トダイオード３５、該もれ電流防止ダイオード３
４を形成する。 ホトダイオードの構造は光の入射側から、ｐ／
ｉ／ｎ，ｉ／ｎ，ｐ／ｎ，ｎ／ｉ／ｐ，ｎ／ｉ，
ｎ／ｐ、又、該構造を有するホトダイオードを２
〜５段積層し、長波長（650mm以上の波）の光感
度を増し赤色に感度を持つホトダイオードも形成
できる。 もれ電流防止ダイオードの構造はｎ／ｉ／ｐ，
ｎ／ｉ，ｎ／ｐ，ｐ／ｉ／ｎ，ｉ／ｎ，ｐ／ｎ、
又、該構造を有するもれ電流防止ダイオードを２
〜５段積層し、ダイオード破壊電圧が大きく、も
れ電流の小さなもれ電流防止ダイオードが形成で
きる。該ホトダイオード並びに該もれ電流防止ダ
イオードを組み合せ積層する事により、前記非晶
質シリコン層２３は形成される。 例えば第１表のような組み合せができる。

【表】 表１以外の前記ホトダイオード並びに前記もれ
電流防止ダイオードも同様の効果が得られる事は
明らかである。／は各層の区切りを示す。又、
ｐ，ｎ層の形成時にそれぞれ周期律表第―ｂ
族，第Ｖ―ｂ族の混入を徐々に増減しても又は階
段上に増減しても良い。又、該ホトダイオード３
５は感知する光の波長に合せて、製造時に前記キ
ヤリアーガスとともに、メタン，エタン，プロパ
ン，エチレン，プロピレン，アセチレン，一酸化
炭素，二酸化炭素，窒素，一酸化窒素，二酸化窒
素，アンモニア，酸素，、ゲルマン，水素化セレ
ン等の添加ガスをキヤリアーガスに対して0.01％
〜20％混合する。ここで、ｐ層，ｉ層，又はｎ層
のいずれか又はすべての層は、プラズマCVD法
により形成しても良い。又、該もれ電流防止ダイ
オードのもれ電流を小さくするために前記キヤリ
アーガスとともにメタン，エタン，プロパン，エ
チレン，プロピレン，アセチレン，酸素，一酸化
炭素，二酸化炭素，アンモニア，窒素，一酸化窒
素，二酸化窒素，ゲルマン，水素化セレン等の添
加ガスをキヤリアーガスに対して0.01％〜30％混
合する。ここでｐ，ｉ，ｎ層のいずれか又はすべ
ての層は、プラズマCVD法により形成しても良
い。ｐ，ｉ，ｎ層の膜厚は10Å〜３μｍで良い
が、特に効果の著しい膜厚を第２表に示す。

【表】 第３表に本実施例のプラズマCVD法の諸条件
を示す。

【表】 本実施例で用いたガスのうち、特にその効果の
著しかつたガスの種類及びその流量を第４表に挙
げる。

〔効 果〕

上述の如く本発明は、絶縁基板上に設けられた
第１電極、該第１電極上にはもれ電流防止ダイオ
ード及びホトダイオードを連続的に積層してなる
非晶質半導体層、該非晶質半導体層上に載置され
てなる第２電極を有してなり、該非晶質半導体層
中の該もれ電流防止ダイオード層及びホトダイオ
ード層の少なくとも一部に、炭素，窒素又は酸素
のいずれかの原子を添加したから、もれ電流防止
ダイオードは耐圧が向上できるので外部からのバ
イアスが可能となり従つてＳ／Ｎ比が向上でき
る。 又、ホトダイオードは、暗電流を減少できか
つ、可視光域での分光感度領域を拡大する事がで
きる効果を有する。さらに、これらを一体のもの
として積層する事により、上記バイアス耐圧の向
上と光感度の向上とを同時に達成できる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はイメージセンサの等価回路である。第
２図は本実施例のイメージセンサの構造を示した
ものである。第３図は本実施例のイメージセンサ
の断面図である。第４図は本実施例のイメージセ
ンサの明暗時の出力特性である。第５図は本実施
例のイメージセンサの応答特性である。第６図は
本実施例のイメージセンサの分光感度特性であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁基板上に設けられた第１電極、該第１電
   極上にはもれ電流防止ダイオード及びホトダイオ
   ードを連続的に積層してなる非晶質半導体層、該
   非晶質半導体層上に載置されてなる第２電極を有
   してなり、該非晶質半導体層中の該もれ電流防止
   ダイオード層及びホトダイオード層の少なくとも
   一部に、炭素，窒素又は酸素のいずれの原子かを
   添加した事を特徴とするイメージセンサ。