KR950006177B1

KR950006177B1 - Contact image sensor

Info

Publication number: KR950006177B1
Application number: KR1019920020838A
Authority: KR
Inventors: 박병우
Original assignee: 주식회사엘지전자; 이헌조
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1995-06-09
Also published as: KR940013077A

Abstract

The sensor makes a light emission unit and a light reception unit as one light sensor unit and makes system small and improves characteristic. It comprises: (i) a light emission unit(16) composed of LED; (ii) a light sensor unit(15) that receives a reflected light and changes it optically; and (iii) a transistor unit(14) controlling the light sensor unit.

Description

Close Image Sensor

제1도는 종래의 팩시밀리용 밀착용 이미지 센서 모듈 사시도.1 is a perspective view of a conventional close contact image sensor module for a facsimile.

제2도는 종래의 밀착형 이미지 센서 단면도.2 is a cross-sectional view of a conventional close-type image sensor.

제3도는 본 발명의 밀착형 이미지 센서 모듈 사시도.3 is a perspective view of a close-type image sensor module of the present invention.

제4도는 본 발명의 밀착형 이미지 센서 단면도.4 is a cross-sectional view of a close-type image sensor of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 원고면 2 : 모듈1: Original surface 2: Module

3 : 기판 4 : 게이트3: substrate 4: gate

5 : 게이트 절연막 6 : 금속전극5 gate insulating film 6 metal electrode

7 : 반도체층 8 : 도핑된 반도체층7 semiconductor layer 8 doped semiconductor layer

9 : 절연막 10 : 상부전극9 insulating film 10 upper electrode

11 : 전극 12 : 투명 도전막11 electrode 12 transparent conductive film

13 : 보호막 14 : 트랜지스터부13 protective film 14 transistor portion

15 : 광센서부 16 : 발광부15 optical sensor unit 16 light emitting unit

본 발명은 팩시밀리 장착용 밀착형 이미지 센서에 관한 것으로, 특히 발광부와 수광부인 광센서부를 일체화하여 시스템의 소형화 및 특성 개선에 적당하도록 한 밀착형 이미지 센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a close-type image sensor for mounting a facsimile, and more particularly, to a close-type image sensor integrated with a light emitting unit and an optical sensor unit that is a light receiving unit, which is suitable for miniaturization and improvement of a system.

제1도는 종래의 팩시밀리용 밀착형 이미지 센서 모듈 사시도로서 이에 도시된 바와 같이 발광다이오드로빛을 방출하는 방광부(16)가 모듈(2)에 장착되고, 그 발광부(16)의 빛이 피사체인 원고면(1)에 반사되면 그 반사빛을 인가받아 감지하는 광센서부(15)와 그 광센서부(15)의 동작을 제어하여 스위칭 기능을 수행하는 트랜지스터부(14)로 구성된 밀착형 센서(S)가 모듈(2)에 장착되어 구성한다.1 is a perspective view of a conventional close-type image sensor module for a facsimile, in which a bladder portion 16 emitting light with a light emitting diode is mounted on the module 2, and the light of the light emitting portion 16 is a subject. Contact type composed of an optical sensor unit 15 for receiving the reflected light when it is reflected on the original surface 1 and a transistor unit 14 for controlling the operation of the optical sensor unit 15 to perform a switching function. The sensor S is attached to the module 2 and constitutes.

제2도는 종래 밀착형 이미지 센서 단면도로서 이에 도시된 바와 같이 유리기판(1)의 트랜지스터부(14)영역에 패턴을 형성한 게이트(4)가 형성되고, 그 게이트(4)위와 상기 기판(1)전면에 게이트 절연막(5)이 형성되며, 그 게이트 절연막(5)위에 제1반도체층(7)과 도핑된 반도체층(8)이 개별화되어 연속 형성되고, 상기 도핑된 반도체층(8)위와 금속전극(6)이 광센서부(15)의 상기 게이트 절연막(5)위에 형성되며, 그 게이트 절연막(5)위에 제2반도체층(7')과 투명 도전막(12)이 패턴구로 형성되고, 그 투명도전막(12)위 일부와 상기 트랜지스터부(14)의 금속전극(6)위에 절연막(9)이 형성되며, 상기 광센서부(15)의 제2반도체층(7')위와 트랜지스터부(14)위의 절연막(9)위에 전극(11)이 형성되고, 그 절연막(9)위 전면에 보호막(13)이 형성되어 광센서부(15)의 트랜지스터부(1)가 동일 기판(1)에 형성된다.2 is a cross-sectional view of a conventional close-type image sensor. As shown therein, a gate 4 having a pattern is formed in a region of the transistor unit 14 of the glass substrate 1, and the gate 4 and the substrate 1 are formed. The gate insulating film 5 is formed on the entire surface, and the first semiconductor layer 7 and the doped semiconductor layer 8 are separately formed and successively formed on the gate insulating film 5, and on the doped semiconductor layer 8. A metal electrode 6 is formed on the gate insulating film 5 of the optical sensor unit 15, and a second semiconductor layer 7 ′ and a transparent conductive film 12 are formed as a pattern sphere on the gate insulating film 5. An insulating film 9 is formed on a portion of the transparent conductive film 12 and on the metal electrode 6 of the transistor unit 14, and on the second semiconductor layer 7 ′ of the optical sensor unit 15 and the transistor unit. An electrode 11 is formed on the insulating film 9 on the insulating film 9, and a protective film 13 is formed on the entire surface of the insulating film 9 so that the transistor part 1 of the optical sensor part 15 is moved. It is formed on one substrate 1.

상기와 같이 구성된 종래 밀착형 이미지 센서의 동작 과정 및 문제점을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation process and problems of the conventional contact type image sensor configured as described above are as follows.

발광부(16)의 발광다이오드(LED)는 수광부인 광센서부(15)의 포토다이오드가 비정질 실리콘 계열인 경우 노란색과 파란색 계통의 빛을 피사체인 원고면(1)에 투사하면, 그 원고면(1)에 쓰여진 원고의 흑, 백에 따라 빛은 서로 다른 에너지로 반사되어 특정 부분인 광센서부(15)의 광다이오드에 인가된다. 이때 광센서부(15)의 광다이오드는 입사되는 빛을 전기적 에너지로 광전 변화시키며, 이 변환된 광전량에 따라 흑인부분은 암전류(Dark-current)로, 백인부분은 광전류(Photo-current)로 작용한다.The light emitting diode (LED) of the light emitting unit 16 is a photodiode of the light sensor unit 15, which is a light receiving unit, when the light of yellow and blue light is projected onto the original surface 1 as the object, the original surface According to the black and white of the manuscript written in (1), light is reflected by different energy and applied to the photodiode of the optical sensor unit 15, which is a specific part. At this time, the photodiode of the optical sensor unit 15 photoelectrically converts incident light into electrical energy, and according to the converted photoelectric amount, the black part is dark-current and the white part is photo-current. Works.

상기 광전류와 암전류의 전하 스위칭을 트랜지스터부(14)가 제어하여 리드-아웃(Read-out)로 작용한다.The switching of the photoelectric current and the dark current is controlled by the transistor unit 14 and serves as a read-out.

상기와 같은 종래의 밀착형 이미지 센서는 모듈 설계시 광로(optical-path)에 대한 설계가 정밀하게 계산되어야 만 반사파의 산란과 입사파의 효율을 증대시킬 수 있으나 발광부의 발광다이오드가 웨이퍼 베이스(wafer base)로 인해 원가를 상승시키며, 또한 설계가 잘되어도 발광부와 수광부인 광센서부가 개별화되어 있어 반드시 광학면(fiber optics)을 장착하여야 하므로 센서 제조시 원가를 상승시키는 문제점이 있었다.The conventional close-type image sensor can increase the efficiency of scattering of reflected waves and incident waves only when the optical-path design is precisely calculated when designing a module, but the light emitting diode of the light emitting unit is a wafer-based wafer. The cost increases due to the base), and even though the design is good, the light emitting part and the light sensor part, which are the light receiving part, are individually separated, and thus, the optical surfaces must be mounted.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 광원을 방출하는 발광부와 원고면에서 반사된 빛을 수광하는 광센서부와 스위칭 기능을 하는 트랜지스터부를 동일 기판에 일체화시켜 센서 제조시 원가를 절감하고 제조 공정의 단순화로 생산성을 향상하고자 한다.The present invention reduces the cost of manufacturing the sensor by integrating the light emitting unit for emitting a light source, the optical sensor unit for receiving the light reflected from the original surface and the transistor unit having a switching function in the same substrate in view of the conventional problems as described above Simplify the manufacturing process to improve productivity.

제3도는 본 발명의 밀착형 이미지 센서 모듈 사시도로서 이에 도시한 바와 같이 피사체인 원고면(1)을 빛을 조사하기 위한 발광다이오드(LED)로 구성된 발광부(16)와 상기 원고면(1)에서 반사되는 빛을 수광하여 광전 변화시키는 광센서부(15)가 모듈(2)의 일측면에 일체화되어 구성한다.3 is a perspective view of a close-up type image sensor module according to the present invention. As shown therein, a light emitting unit 16 and a light emitting unit 16 including light emitting diodes (LEDs) for irradiating light onto an original surface 1 as a subject are provided. The optical sensor unit 15 for receiving the light reflected from the photoelectric change is configured to be integrated on one side of the module (2).

제4도는 본 발명의 밀착형 이미지 센서 단면도로서 이에 도시한 바와 같이 기판(3)의위의 트랜지스터부(14)에 패턴구조의 게이트(4)가 형성되고, 그 게이트(4)위 각부 전면에 게이트 절연막(5)이 형성되며, 그 게이트 절연막(5)위에 제1반도체층(7)과 도핑된 반도체층(8)이 형성되고, 그 도핑된 반도체층(8)위와 광센서부(15)의 상기 게이트 절연막(5) 위 및 발광부(16)의 기판(3)위에 금속전극(6)이 형성되며, 상기 광센서부(15)의 금속전극(6)위에 제2반도체층(7')이 패턴구조로 형성되고 상기 제2반도체층(7')위에 그 제2반도체층(7')과 동일한 구조의 광도전막(12)이 형성되며, 그 광도전막(12)일부와 상기 트랜지스터부(14)의 금속전극(6)과 제1반도체층(7) 및 발광부(16)의 상기 금속전극(6)위에 제1절연막(9)이 형성되고, 발광부(16)의 상기 제1절연막(9)위에 제 3 반도체층(7")이 형성되며, 트랜지스터부(14)의 상기 제1절연막(9)위에 전극(11)이 형성되고, 상기 광도전막(12)위에 제2절연막(9')이 형성되며, 발강부(16)의 상기 제2절연막(9')위에 상부전극(10)이 형성되고, 상기 트랜지스터(14)와 광센서부(15)의 전극(11)위에 보호막(13)이 형성되어 기판(3) 위에 빛을 발강하는 발광부(16)와, 그 발광부(16)의 빛을 수광하여 광신호를 전기적 신호로 변화시키는 광센서부(15)및 그 광센서부(15)를 스위칭하는 트랜제스터부(14)가 일체화되어 구성한다.4 is a cross-sectional view of a close-up type image sensor of the present invention, as shown therein, a gate 4 having a pattern structure is formed in the transistor portion 14 on the substrate 3, and the gate is formed on the entire surface of the gate 4 above the gate portion. An insulating film 5 is formed, and a first semiconductor layer 7 and a doped semiconductor layer 8 are formed on the gate insulating film 5, and the doped semiconductor layer 8 and the optical sensor unit 15 are formed. A metal electrode 6 is formed on the gate insulating film 5 and on the substrate 3 of the light emitting part 16, and the second semiconductor layer 7 ′ is formed on the metal electrode 6 of the optical sensor part 15. A photoconductive film 12 having a pattern structure and having the same structure as that of the second semiconductor layer 7 'is formed on the second semiconductor layer 7'. A portion of the photoconductive film 12 and the transistor portion ( A first insulating film 9 is formed on the metal electrode 6, the first semiconductor layer 7 of 14, and the metal electrode 6 of the light emitting part 16, and the first insulating film of the light emitting part 16 is formed. Over the third semiconductor layer 7 " An electrode 11 is formed on the first insulating film 9 of the transistor portion 14, a second insulating film 9 ′ is formed on the photoconductive film 12, and the An upper electrode 10 is formed on the second insulating film 9 ′, and a protective film 13 is formed on the electrode 11 of the transistor 14 and the optical sensor unit 15 to emit light on the substrate 3. A light emitting unit 16, a light sensor unit 15 for receiving light from the light emitting unit 16 and converting an optical signal into an electrical signal, and a transistor unit 14 for switching the light sensor unit 15. Is integrated.

상기와 같이 구성한 본 발명의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

피사체인 원고면(1)에 빛을 조사하기 위해 발광부(16)의 상부전극(10)과 하부전극인 금속전극(6)에 전원을 인가하면 홀(hole)과 전자(electron)의 재결합(recombination)에 의해 그 발광부(16)는 광을 방출하고 그 빛은 원고면(1)에 쓰여진 원고내용의 흑, 백에 따라 서로 다른 에너지로 반사되어 광센서부(15)에 인가되며 그 광센서부(15)는 반사되는 서로 다른 빛을 전기적 에너지로 광전 변화시키고 이 변화된 광전량에 따라 암전류(Drak-current)와 광전류(photo-current)로 구분되어 트랜지스터부(14)의 제어에 의해 리드-아웃한다.When the power is applied to the upper electrode 10 of the light emitting unit 16 and the metal electrode 6 which is the lower electrode in order to irradiate light onto the original surface 1 as a subject, recombination of holes and electrons ( By recombination, the light emitting portion 16 emits light, and the light is reflected by different energies according to the black and white of the original content written on the original surface 1 and applied to the optical sensor unit 15, and the light The sensor unit 15 photoelectrically converts different reflected light into electrical energy and is classified into a dark current and a photo-current according to the changed amount of photoelectricity and is controlled by the control of the transistor unit 14. -Out.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 밀착형 이미지 센서는 빛을 조사하는 발광부와 그 빛을 수광하여 광전 변화시키는 광센서부 및 트랜지스터부를 동일 기판상에 일체화되게 구성하여 제조시 공정의 단순화로 생산성을 향상하고 시스템 크기를 줄이는 동시에 반사빛의 효율적 수광으로 센서소자 성능을 향상하는 효과가 있다.As described in detail above, the close-type image sensor of the present invention comprises a light emitting unit for irradiating light and an optical sensor unit and a transistor unit for receiving the light photoelectrically and integrally formed on the same substrate so as to simplify the manufacturing process. In addition, the sensor element performance is improved by efficiently receiving reflected light while reducing system size.

Claims

The light emitting unit 16 for irradiating light to the substrate 3, the light sensor unit 15 for photoelectrically changing the light of the light emitting unit 16 when it is reflected from the original surface 1, and the light sensor unit 15. A close-up image sensor provided with a transistor unit 14 for controlling).

2. The light emitting unit (16) according to claim 1, wherein a metal electrode (6) and an insulating film (9) are formed on the substrate (3), and the third semiconductor layer (7 ") and the second insulating film are formed on the insulating film (9). A close-up image sensor having a 9 'and an upper electrode 10.