JP2640162B2 - Color sensor - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アモルファスシリコン膜を受光部としたカ
ラーセンサに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a color sensor using an amorphous silicon film as a light receiving section.
（従来の技術） 第２図乃至第４図はそれぞれ従来の技術を例示する略
断面図である。(Prior Art) FIGS. 2 to 4 are schematic cross-sectional views illustrating a conventional technique.
第２図において、絶縁基板６の表面には共通の電極５
が形成され、その表面にはＮ型の結晶シリコン層４が形
成され、さらにその表面にＰ型の結晶シリコン層３−1,
3−2,3−３が形成され、その表面に赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）にそれぞれ相当するカラーフィルター
１−1,1−2,1−３が、透明電極２−1,2−2,2−３を介し
て設けられている。透明電極２−1,2−2,2−３は、ボン
ディングワイヤー9,9,9により絶縁基板６上の適当な電
極に接続されている。In FIG. 2, a common electrode 5 is provided on the surface of an insulating substrate 6.
Is formed, an N-type crystalline silicon layer 4 is formed on the surface thereof, and a P-type crystalline silicon layer 3-1, -1 is further formed on the surface thereof.
3-2, 3-3 are formed, and color filters 1-1, 1-2, 1-3 corresponding to red (R), green (G), and blue (B), respectively, are formed on the surface of the transparent electrode 2. It is provided via -1,2-2,2-3. The transparent electrodes 2-1, 2-2, 2-3 are connected to appropriate electrodes on the insulating substrate 6 by bonding wires 9, 9, 9.
第３図は他の一例であって、ガラス基板10の表面にR,
G,Bそれぞれに対応するカラーフィルタ１−1,1−2,1−
３を貼り付け、その表面に透明電極２を形成し、その表
面において前記カラーフィルタ１−1,1−2,1−３にそれ
ぞれ対応する部分にpin型のアモルファスシリコン膜８
−1,8−2,8−３を形成し、さらにその表面に電極７−1,
7−2,7−３を形成してある。透明電極２の一端には、共
通の電極５が設けられている。この構造によれば、カラ
ーフィルターと受光部との距離が小さくなり、受光部と
カラーフィルタを別々に形成しそれをはりつけるのに比
しR,G,Bの光のクロストークを低減することができる。FIG. 3 shows another example, in which R,
Color filters 1-1, 1-2, and 1- corresponding to G and B, respectively
3 and a transparent electrode 2 is formed on the surface thereof, and a pin-type amorphous silicon film 8 is formed on portions of the surface corresponding to the color filters 1-1, 1-2 and 1-3.
-1,8-2,8-3 are formed, and electrodes 7-1,
7-2 and 7-3 are formed. A common electrode 5 is provided at one end of the transparent electrode 2. According to this structure, the distance between the color filter and the light receiving unit is reduced, and the crosstalk of the R, G, and B light can be reduced as compared to forming the light receiving unit and the color filter separately and attaching them. it can.
第４図はその他の実施例で、ガラス板10の表面に共通
の電極５を形成し、その表面にそれぞれR,G,Bに対応す
るpinアモルファスシリコン膜８−1,8−2,8−３を形成
し、それぞれの表面に透明電極２−1,2−2,2−３を形成
し、さらにその表面にR,G,Bそれぞれのフィルタ１−1,1
−2,1−３を装着する。各透明電極はボンディングワイ
ヤー9,9…によって電極７−1,7−2,7−３に接続され
る。共通の電極５も必要により外部の電極に接続され
る。FIG. 4 shows another embodiment, in which a common electrode 5 is formed on the surface of a glass plate 10, and the pin amorphous silicon films 8-1, 8-2, 8- corresponding to R, G, B are formed on the surface. 3, transparent electrodes 2-1, 2-2, 2-3 are formed on the respective surfaces, and further, R, G, B filters 1-1, 1-1 are formed on the surfaces.
Attach −2, 1-3. Each of the transparent electrodes is connected to electrodes 7-1, 7-2, 7-3 by bonding wires 9, 9,.... The common electrode 5 is also connected to an external electrode if necessary.
（発明が解決しようとする課題） 第２図のような構造では、ワイヤーボンディングが必
要となり素子全体が大きくなってしまう。また、一つの
平面で他の装置に接続（以下面実装という）するには、
各部からの端子を受光面の反対側に形成する必要がある
が、結晶シリコンが厚いため加工が困難である。(Problems to be Solved by the Invention) In the structure as shown in FIG. 2, wire bonding is required, and the entire device becomes large. Also, to connect to another device on one plane (hereinafter referred to as surface mounting),
It is necessary to form a terminal from each part on the opposite side of the light receiving surface, but it is difficult to work because the crystalline silicon is thick.
第３図のような構造では、アモルファスシリコン膜が
薄いから加工が容易であり、面実装が容易になる。しか
しながら、カラーフィルタの上方にアモルファスシリコ
ン膜が形成されるから、カラーフィルタによる段差が生
じ、パターニング時にオーバーエッチ等の悪影響をもた
らす。これを防止するため、カラーフィルタの表面及び
隙間に樹脂を塗布して、平坦化する方法が必要となる。
また、アモルファスシリコン膜形成時の加工温度は、カ
ラーフィルタの耐熱性の限界の温度以上に上げることが
できないため、後者の温度によって制約される。しかし
ながら、アモルファスシリコン膜は、一般的に基板温度
を高くして作成した方が、耐光性がよいと言われてお
り、この点で相反する条件となる。In the structure shown in FIG. 3, the processing is easy because the amorphous silicon film is thin, and the surface mounting is easy. However, since the amorphous silicon film is formed above the color filter, a step due to the color filter is generated, which has an adverse effect such as overetching during patterning. In order to prevent this, a method of applying a resin to the surface and the gap of the color filter and flattening the resin is required.
Further, the processing temperature at the time of forming the amorphous silicon film cannot be raised to a temperature higher than the limit of the heat resistance of the color filter, and thus is limited by the latter temperature. However, it is generally said that the higher the substrate temperature, the better the amorphous silicon film has better light resistance. This is a contradictory condition.
第４図のような構造では、先にアモルファスシリコン
膜を形成し、その上にカラーフィルタを設けるから、第
３図の構造の場合のような問題は生じないが、面実装を
するためには、基板の裏側から電極をとり出す必要があ
り、それに適切な手段がなかった。In the structure as shown in FIG. 4, since the amorphous silicon film is formed first and the color filter is provided thereon, the problem as in the structure of FIG. 3 does not occur. In addition, it was necessary to take out the electrode from the back side of the substrate, and there was no appropriate means.
（課題を解決するための手段） 本発明のカラーセンサにおいては、絶縁基板の表面に
設けた一方の電極の上にアモルファス光電変換層と他方
の電極とカラーフィルタを積層し、アモルファス光電変
換層の領域の下方の絶縁基板の裏面に設けたバンプと前
記一方の電極とを絶縁基板に設けた孔に充填された導体
を介して接続し、アモルファス光電変換層の側面に沿っ
て下方に延長する前記他方の電極と絶縁基板の裏面に設
けた他のバンプとを絶縁基板に設けた孔に充填された導
体を介して接続した。(Means for Solving the Problems) In the color sensor of the present invention, the amorphous photoelectric conversion layer, the other electrode, and the color filter are laminated on one electrode provided on the surface of the insulating substrate, and the amorphous photoelectric conversion layer is formed. The bump provided on the back surface of the insulating substrate below the region and the one electrode are connected via a conductor filled in a hole provided in the insulating substrate, and extend downward along the side surface of the amorphous photoelectric conversion layer. The other electrode and another bump provided on the back surface of the insulating substrate were connected via a conductor filled in a hole provided in the insulating substrate.
（作 用） アモルファスシリコン膜のような光電変換層を高温で
形成し、その上にカラーフィルタを形成し、絶縁基板の
裏面に設けたバンプから色信号を取り出すことができる
から面実装が容易になる。(Operation) A photoelectric conversion layer such as an amorphous silicon film is formed at a high temperature, a color filter is formed thereon, and color signals can be extracted from bumps provided on the back surface of the insulating substrate, so that surface mounting is easy. Become.
（実施例） 第１図は本発明の一実施例の略断面図である。絶縁基
板11の一方の面には、一方の電極７−1,7−2,7−３が形
成され、それぞれの表面に、例えばpin層よりなるアモ
ルファスシリコン膜８−1,8−2,8−３を形成し、さらに
それらの表面に他方の電極となる透明電極２−1,2−2,2
−３を形成し、その上にR,G,Bそれぞれに対応するカラ
ーフィルタ１−1,1−2,1−３が装着されている。絶縁基
板11には表面から裏面に達する穴12,12…を穿ち、穴12,
12…の下方にはバンプ13,13…を設け、これらのバンプ1
3,13…は一方の電極７−1,7−2,7−３及び他方の電極２
−1,2−2,2−３にそれぞれ接続されている。(Embodiment) FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention. One electrode 7-1, 7-2, 7-3 is formed on one surface of the insulating substrate 11, and an amorphous silicon film 8-1, 8-2, 8 made of, for example, a pin layer is formed on each surface. -3, and a transparent electrode 2-1, 2-2,2 serving as the other electrode on the surface thereof.
-3, and color filters 1-1, 1-2, and 1-3 corresponding to R, G, and B, respectively, are mounted thereon. In the insulating substrate 11, holes 12, 12,...
Bumps 13, 13 ... are provided below 12 ... and these bumps 1
3, 13... Are one electrode 7-1, 7-2, 7-3 and the other electrode 2
-1, 2-2, 2-3.
このような装置は以下のようにして製造される。 Such a device is manufactured as follows.
以下の例は、絶縁基板としてのガラスを用いた例につ
いて述べるが、セラミック又は高分子絶縁フィルムを用
いても、穴を穿つ手法（例えばレーザ，電子ビーム等）
が異なるだけで、その後のプロセスは全く同じである。In the following example, an example using glass as an insulating substrate will be described. However, even when a ceramic or polymer insulating film is used, a method of forming a hole (eg, laser, electron beam, etc.)
Except that the subsequent process is exactly the same.
まず、例えば厚さ0.1mmのガラス絶縁基板11の所定の
位置に、弗酸系のエッチング液を用い、フォトリソグラ
フィにより、穴12,12…を穿設する。ウォータージェッ
トを用いることもできる。First, holes 12, 12,... Are formed at predetermined positions of, for example, a glass insulating substrate 11 having a thickness of 0.1 mm by photolithography using a hydrofluoric acid-based etchant. A water jet can also be used.
次に、ガラス絶縁基板11の表面に、無電解めっき法に
より、所定のパターンの一方の電極７−1,7−2,7−３を
形成する。その形成条件の一例は下記の表−１の如くで
ある。Next, on the surface of the glass insulating substrate 11, one of the electrodes 7-1, 7-2, and 7-3 having a predetermined pattern is formed by electroless plating. An example of the forming conditions is as shown in Table 1 below.
次に、絶縁ガラス基板11を、温度250℃〜800℃のはん
だ熔融液中に約５秒間浸漬して、はんだバンプを形成す
る。このとき穴12,12,…は、はんだによって完全に充填
される。 Next, the insulating glass substrate 11 is immersed in a solder melt at a temperature of 250 ° C. to 800 ° C. for about 5 seconds to form a solder bump. At this time, the holes 12, 12,... Are completely filled with the solder.
次に、アモルファスシリコン膜８−1,8−2,8−３の形
成を行う。ｎ型,i型,p型の順に、グロー放電分解法によ
って形成する。それぞれの形成条件の一例を下記の表２
に示す。Next, the amorphous silicon films 8-1, 8-2, 8-3 are formed. It is formed by a glow discharge decomposition method in the order of n-type, i-type, and p-type. Table 2 below shows an example of each forming condition.
Shown in
次にアモルファスシリコン膜のパターニングを行う。
これは通常のフォトリソグラフィーによって行えるが、
この試作においては、ネガタイプのレジストを使用し、
エッチング液としては、水酸化ナトリウムを用いた。 Next, the amorphous silicon film is patterned.
This can be done by normal photolithography,
In this prototype, a negative type resist was used,
Sodium hydroxide was used as an etchant.
次に、透明電極２−1,2−2,2−３としてITOをスパッ
タリングにより蒸着した。標準的な条件の一例を下記の
表３に示す。Next, ITO was deposited by sputtering as the transparent electrodes 2-1, 2-2, 2-3. An example of standard conditions is shown in Table 3 below.
次に、ITOのパターニングを行う。これも通常のフォ
トリソグラフィーによって行うことができる。エッチン
グ液としては塩酸を用いた。 Next, patterning of ITO is performed. This can also be performed by ordinary photolithography. Hydrochloric acid was used as an etching solution.
次に、カラーフィルタ１−1,1−2,1−３の形成を行
う。カラーフィルタはエポキシ系の樹脂に顔料をまぜた
ものを用いて、スクリーン印刷により形成した。その他
にも、ポリイミド系，グリュー系のものも使用できる。Next, the color filters 1-1, 1-2, and 1-3 are formed. The color filter was formed by screen printing using a mixture of an epoxy resin and a pigment. In addition, polyimide and glue-based materials can also be used.
以上の手順に従って試作されたカラーセンサを、リフ
ローによりプリント基板上に面実装して、性能を測定し
た結果を、下記の表４に示す。Table 4 below shows the results of measuring the performance of the color sensor prototyped according to the above procedure on a printed circuit board by reflow.
（発明の結果） 以上のように本発明によれば、絶縁基板に穴をあけ
て、裏面にはんだバンプを形成するから面実装が容易に
なる。また、各光電変換素子を分離して薄く形成できる
から、光のクロストークもなく、製造工程も簡単であ
る。 (Results of the Invention) As described above, according to the present invention, since holes are formed in an insulating substrate and solder bumps are formed on the back surface, surface mounting is facilitated. Further, since each photoelectric conversion element can be formed separately and thin, there is no light crosstalk and the manufacturing process is simple.
第１図は本発明の一実施例の略断面図、第２図乃至第４
図はそれぞれ従来のカラーセンサの略断面図である。 １−1,1−2,1−３……カラーフィルタ、２−1,2−2,2−
３……透明電極、７−1,7−2,7−３……電極、８−1,8
−2,8−３……アモルファスシリコン膜、11……絶縁基
板、12……穴、13……バンプ。FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention, and FIGS.
The figures are schematic sectional views of conventional color sensors. 1-1,1-2,1-3 ... color filter, 2-1,2-2,2-
3 ... Transparent electrode, 7-1,7-2,7-3 ... Electrode, 8-1,8
-2,8-3 ... Amorphous silicon film, 11 ... Insulating substrate, 12 ... Hole, 13 ... Bump.
フロントページの続き (72)発明者 竹田 喜彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−229842（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−32269（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiko Takeda 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56) References JP-A-63-229842 (JP, A) JP-A-2-32269 (JP) , U)
Claims (1)
アモルファス光電変換層と他方の電極とカラーフィルタ
を積層し、アモルファス光電変換層の領域の下方の絶縁
基板の裏面に設けたバンプと前記一方の電極とを絶縁基
板に設けた孔に充填された導体を介して接続し、アモル
ファス光電変換層の側面に沿って下方に延長する前記他
方の電極と絶縁基板の裏面に設けた他のバンプとを絶縁
基板に設けた孔に充填された導体を介して接続したカラ
ーセンサ。1. A bump formed by laminating an amorphous photoelectric conversion layer, another electrode and a color filter on one electrode provided on the surface of an insulating substrate, and provided on the back surface of the insulating substrate below a region of the amorphous photoelectric conversion layer. And the one electrode are connected via a conductor filled in a hole provided in the insulating substrate, and the other electrode extending downward along the side surface of the amorphous photoelectric conversion layer and the other electrode provided on the back surface of the insulating substrate. A color sensor in which the bumps are connected to each other through a conductor filled in a hole provided in the insulating substrate.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2146701A JP2640162B2 (en) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | Color sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2146701A JP2640162B2 (en) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | Color sensor |
Publications (2)
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| JPH0438873A JPH0438873A (en) | 1992-02-10 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
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-
1990
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Also Published As
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