JP2657075B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JP2657075B2 JP2657075B2 JP63225331A JP22533188A JP2657075B2 JP 2657075 B2 JP2657075 B2 JP 2657075B2 JP 63225331 A JP63225331 A JP 63225331A JP 22533188 A JP22533188 A JP 22533188A JP 2657075 B2 JP2657075 B2 JP 2657075B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- film
- solid
- imaging device
- state imaging
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、カラービデオカメラ等に用いられる固体撮
像素子に関する。
像素子に関する。
（ロ）従来の技術 非晶質シリコン（ａ−Si）を光電変換部とする固体撮
像素子は、日経エレクトロニクスの1988年２月22日号の
p207〜p212に示されているように、高感度及び高精細度
の受光デバイスとして注目されている。
像素子は、日経エレクトロニクスの1988年２月22日号の
p207〜p212に示されているように、高感度及び高精細度
の受光デバイスとして注目されている。
この構造は、同誌のp209の第２図に示されているよう
に、ｉ型のａ−Si及び光入射側のｐ型非晶質炭化シリコ
ン（ａ−SiC）の積層構造からなる光電変換部を、単結
晶シリコンからなる電荷結合素子（Charge Coupled Dev
ice、以下CCDと称す）の上に設けたものである。
に、ｉ型のａ−Si及び光入射側のｐ型非晶質炭化シリコ
ン（ａ−SiC）の積層構造からなる光電変換部を、単結
晶シリコンからなる電荷結合素子（Charge Coupled Dev
ice、以下CCDと称す）の上に設けたものである。
（ハ）発明が解決しようとする課題 この固体撮像素子をカラービデオカメラ等に用いる場
合、素子の全面にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のフィ
ルタを設けた３個の素子が必要であり、更に、これらは
空間的に異なる場所に設置されるため、特別な光学系も
必要であった。
合、素子の全面にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のフィ
ルタを設けた３個の素子が必要であり、更に、これらは
空間的に異なる場所に設置されるため、特別な光学系も
必要であった。
そこで、本発明の目的は、複数の素子を用いなければ
ならないことによるコスト高、接続不良等による信頼性
の低さ及び色分離の光学系の必要性を解消することにあ
る。
ならないことによるコスト高、接続不良等による信頼性
の低さ及び色分離の光学系の必要性を解消することにあ
る。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、電荷転送部と、この電荷転送部に電気的に
接続された光電変換部とを備えた固体撮像素子におい
て、上記光電変換部は真性型の非晶質半導体膜及び光入
射側の一導電型の非晶質半導体膜からなる積層構造を有
すると共に上記一導電型の非晶質半導体膜の膜厚が各撮
像画素に対応して３種類に設定されていることを特徴と
する。
接続された光電変換部とを備えた固体撮像素子におい
て、上記光電変換部は真性型の非晶質半導体膜及び光入
射側の一導電型の非晶質半導体膜からなる積層構造を有
すると共に上記一導電型の非晶質半導体膜の膜厚が各撮
像画素に対応して３種類に設定されていることを特徴と
する。
（ホ）作用 本発明では、光入射側の一導電型の非晶質半導体膜の
膜厚が各撮像画素に対応して３種類に設定されることに
よって、主たる光電変換領域である真性型の非晶質半導
体膜に到達する光のスペクトルが異なり、その結果、入
射光の色識別が可能となるので、単一の固体撮像素子で
RGBの信号を得ることができる。
膜厚が各撮像画素に対応して３種類に設定されることに
よって、主たる光電変換領域である真性型の非晶質半導
体膜に到達する光のスペクトルが異なり、その結果、入
射光の色識別が可能となるので、単一の固体撮像素子で
RGBの信号を得ることができる。
（ヘ）実施例 第１図は本発明の一実施例を示し、（１）はｐ型のシ
リコン基板、（2a）、（2b）はイオンインプランテーシ
ョン等にてｎ型にされることによりシリコン基板（１）
の一表面に並設して形成された蓄積ダイオード及び垂直
転送部、（3a）、（3b）は光CVD法とフォトリソグラフ
ィ手法とを用いてシリコン基板（１）の表面に絶縁膜
（４）を介して形成された多結晶シリコン電極であり、
垂直転送部（2b）と共にCCDを構成する。（５）はスパ
ッタ法とフォトリソグラフィ手法とを用いて各CCDを覆
うような配置で各CCDの上方に設けられると共に蓄積ダ
イオード（2a）に電気的に接続された画素電極、（６）
はプラズマCVD法により画素電極（５）の全てを覆うよ
うに膜厚約5000Åに堆積されたｉ型ａ−Si膜、（７）は
プラズマCVD法によりｉ型ａ−Si膜（６）上に堆積され
た一導電型の半導体膜としてのホウ素濃度が約１％のｐ
型ａ−SiC膜であり、このｐ型ａ−SiC膜（７）は約1000
Åの膜厚で堆積された後、フォトリソグラフィ手法を用
いて、Ａ部分を除くＢ部分及びＣ部分の膜圧が夫々約30
0Å及び約100Åとされており、また、これらＡ部分、Ｂ
部分及びＣ部分はこの順序で繰り返して配されている。
これらｉ型ａ−Si膜（６）及びｐ型ａ−SiC膜（７）に
より光電変換部が形成されている。（８）はスパッタ法
等によりｐ型ａ−SiC膜（７）の表面に形成された透明
電極である。
リコン基板、（2a）、（2b）はイオンインプランテーシ
ョン等にてｎ型にされることによりシリコン基板（１）
の一表面に並設して形成された蓄積ダイオード及び垂直
転送部、（3a）、（3b）は光CVD法とフォトリソグラフ
ィ手法とを用いてシリコン基板（１）の表面に絶縁膜
（４）を介して形成された多結晶シリコン電極であり、
垂直転送部（2b）と共にCCDを構成する。（５）はスパ
ッタ法とフォトリソグラフィ手法とを用いて各CCDを覆
うような配置で各CCDの上方に設けられると共に蓄積ダ
イオード（2a）に電気的に接続された画素電極、（６）
はプラズマCVD法により画素電極（５）の全てを覆うよ
うに膜厚約5000Åに堆積されたｉ型ａ−Si膜、（７）は
プラズマCVD法によりｉ型ａ−Si膜（６）上に堆積され
た一導電型の半導体膜としてのホウ素濃度が約１％のｐ
型ａ−SiC膜であり、このｐ型ａ−SiC膜（７）は約1000
Åの膜厚で堆積された後、フォトリソグラフィ手法を用
いて、Ａ部分を除くＢ部分及びＣ部分の膜圧が夫々約30
0Å及び約100Åとされており、また、これらＡ部分、Ｂ
部分及びＣ部分はこの順序で繰り返して配されている。
これらｉ型ａ−Si膜（６）及びｐ型ａ−SiC膜（７）に
より光電変換部が形成されている。（８）はスパッタ法
等によりｐ型ａ−SiC膜（７）の表面に形成された透明
電極である。
斯る構成において、透明電極（８）を通して光が入射
すると、ｉ型ａ−Si膜（６）に信号電荷が発生する。透
明電極（８）と画素電極（５）との間の電解分布に従っ
て、信号電荷は各画素電極（５）に移動する。そして、
蓄積ダイオード（2a）に蓄えられる。その後、蓄積ダイ
オード（2a）に蓄えられた各画素の信号電荷は、適宜の
タイミングにCCDにより転送される。
すると、ｉ型ａ−Si膜（６）に信号電荷が発生する。透
明電極（８）と画素電極（５）との間の電解分布に従っ
て、信号電荷は各画素電極（５）に移動する。そして、
蓄積ダイオード（2a）に蓄えられる。その後、蓄積ダイ
オード（2a）に蓄えられた各画素の信号電荷は、適宜の
タイミングにCCDにより転送される。
ところで、本発明の特徴は、ｐ型ａ−SiC膜（７）の
膜厚が各画素（Ａ部分、Ｂ部分及びＣ部分）に対応して
異なり、３種類に設定されていることにある。この構成
により、Ａ部分、Ｂ部分及びＣ部分の光感度スペクトル
は第２図にＡ、Ｂ及びＣにて示すように異なる。そし
て、これら各スペクトルＡ、Ｂ及びＣに関して（Ｃ−
Ｂ）、（Ｂ−Ａ）の演算をしたスペクトル及びスペクト
ルＡから、第３図に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及
びＢ（青）に対応する３種類のスペクトルが得られる。
従って、画素のＡ部分、Ｂ部分及びＣ部分から得られる
電荷信号を適宜に演算処理することにより、カラー画像
信号が得られることとなる。
膜厚が各画素（Ａ部分、Ｂ部分及びＣ部分）に対応して
異なり、３種類に設定されていることにある。この構成
により、Ａ部分、Ｂ部分及びＣ部分の光感度スペクトル
は第２図にＡ、Ｂ及びＣにて示すように異なる。そし
て、これら各スペクトルＡ、Ｂ及びＣに関して（Ｃ−
Ｂ）、（Ｂ−Ａ）の演算をしたスペクトル及びスペクト
ルＡから、第３図に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及
びＢ（青）に対応する３種類のスペクトルが得られる。
従って、画素のＡ部分、Ｂ部分及びＣ部分から得られる
電荷信号を適宜に演算処理することにより、カラー画像
信号が得られることとなる。
上記実施例では、ｐ型ａ−SiC膜（７）のホウ素濃度
は１％であったが、これを２％とすると、Ａ部分、Ｂ部
分及びＣ部分のｐ型ａ−SiC膜（７）の膜厚は700Å、17
0Å及び50Åとすることにより、上述の場合と同等の光
感度スペクトルが得られる。また、ホウ素濃度を0.3％
とすると、Ａ部分、Ｂ部分及びＣ部分のｐ型ａ−SiC膜
（７）の膜厚は2000Å、400Å及び150Åとすることによ
り、上述の場合と同等の光感度スペクトルが得られる。
は１％であったが、これを２％とすると、Ａ部分、Ｂ部
分及びＣ部分のｐ型ａ−SiC膜（７）の膜厚は700Å、17
0Å及び50Åとすることにより、上述の場合と同等の光
感度スペクトルが得られる。また、ホウ素濃度を0.3％
とすると、Ａ部分、Ｂ部分及びＣ部分のｐ型ａ−SiC膜
（７）の膜厚は2000Å、400Å及び150Åとすることによ
り、上述の場合と同等の光感度スペクトルが得られる。
更に、一導電型の半導体膜としては、ｐ型ａ−SiC膜
に限らず、ｐ型微結晶Siやｎ型非晶質窒化シリコン（ａ
−SiN）を用いても、上述の場合と同等の効果が得られ
る。
に限らず、ｐ型微結晶Siやｎ型非晶質窒化シリコン（ａ
−SiN）を用いても、上述の場合と同等の効果が得られ
る。
本発明では、ｐ型ａ−SiC膜（７）はこれを均一の厚
さで形成した後、エッチングによりその膜厚を部分的に
変化させたが、レーザ光による干渉縞を利用した光CVD
法を用いることにより、最初から縞状に膜厚を変化させ
てもよい。
さで形成した後、エッチングによりその膜厚を部分的に
変化させたが、レーザ光による干渉縞を利用した光CVD
法を用いることにより、最初から縞状に膜厚を変化させ
てもよい。
また、CCDによる電荷の転送方向とｐ型ａ−SiC膜
（７）の膜厚の変化方向とは、一致しても垂直にしても
よく、あるいは斜めにしてもよい。更に、ｐ型ａ−SiC
膜（７）の膜厚の変化はストライプ状でなくても格子状
であってもよい。
（７）の膜厚の変化方向とは、一致しても垂直にしても
よく、あるいは斜めにしてもよい。更に、ｐ型ａ−SiC
膜（７）の膜厚の変化はストライプ状でなくても格子状
であってもよい。
なお、光電変換部としてはａ−Siに限らず、非晶質シ
リコンゲルマニウム（ａ−SiGe）等の非晶質シリコン系
アロイでも有効である。更に、CCD以外にもａ−Siまた
は多結晶シリコンの薄膜トランジスタアレイでもよい。
リコンゲルマニウム（ａ−SiGe）等の非晶質シリコン系
アロイでも有効である。更に、CCD以外にもａ−Siまた
は多結晶シリコンの薄膜トランジスタアレイでもよい。
（ト）発明の効果 本発明によれば、光入射側の一導電型の非晶質半導体
膜の膜厚を各撮像画素に対応して異ならしめ、３種類に
設定したことにより、主たる光電変換領域である真性型
の非晶質半導体膜に到達する光のスペクトルを異ならし
め、その結果、入射光の色識別を可能としたので、単一
の固体撮像素子でRGBの信号を得ることができ、低コス
ト化、高信頼化及び小型化を図ることができる。
膜の膜厚を各撮像画素に対応して異ならしめ、３種類に
設定したことにより、主たる光電変換領域である真性型
の非晶質半導体膜に到達する光のスペクトルを異ならし
め、その結果、入射光の色識別を可能としたので、単一
の固体撮像素子でRGBの信号を得ることができ、低コス
ト化、高信頼化及び小型化を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図及び第
３図は光感度スペクトルを示す特性図である。 （１）……シリコン基板、（2a）……蓄積ダイオード、
（2b）……垂直転送部、（4a）（4b）……多結晶シリコ
ン電極、（６）……ｉ型ａ−Si、（７）……ｐ型ａ−Si
C。
３図は光感度スペクトルを示す特性図である。 （１）……シリコン基板、（2a）……蓄積ダイオード、
（2b）……垂直転送部、（4a）（4b）……多結晶シリコ
ン電極、（６）……ｉ型ａ−Si、（７）……ｐ型ａ−Si
C。
フロントページの続き (72)発明者 松岡 継文 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 中野 昭一 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−190167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−14482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−49464（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電荷転送部と、この電荷転送部に電気的に
接続された光電変換部とを備えた固体撮像素子におい
て、上記光電変換部は真性型の非晶質半導体膜及び光入
射側の一導電型の非晶質半導体膜からなる積層構造を有
すると共に上記一導電型の非晶質半導体膜の膜厚が各撮
像画素に対応して３種類に設定されていることを特徴と
する固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225331A JP2657075B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225331A JP2657075B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0273668A JPH0273668A (ja) | 1990-03-13 |
| JP2657075B2 true JP2657075B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=16827678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63225331A Expired - Lifetime JP2657075B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2657075B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100265331B1 (ko) * | 1997-06-30 | 2000-10-02 | 김영환 | 이미지센서의칼라필터형성방법 |
| JP2014179413A (ja) | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
-
1988
- 1988-09-08 JP JP63225331A patent/JP2657075B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0273668A (ja) | 1990-03-13 |
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