JP3005806B2 - Photodetector - Google Patents

Photodetector

Info

Publication number
JP3005806B2
JP3005806B2 JP2160937A JP16093790A JP3005806B2 JP 3005806 B2 JP3005806 B2 JP 3005806B2 JP 2160937 A JP2160937 A JP 2160937A JP 16093790 A JP16093790 A JP 16093790A JP 3005806 B2 JP3005806 B2 JP 3005806B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
substrate
semiconductor
electrodes
region
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 - Fee Related
Application number
JP2160937A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0451576A (en
Inventor
良樹 山口
Original Assignee
グローリー工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by グローリー工業株式会社 filed Critical グローリー工業株式会社
Priority to JP2160937A priority Critical patent/JP3005806B2/en
Publication of JPH0451576A publication Critical patent/JPH0451576A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3005806B2 publication Critical patent/JP3005806B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、光検出装置に係り、特に波長特性を可変に
することができる光検出装置およびこれを用いたカラー
センサに関する。
Description: Object of the Invention (Industrial application field) The present invention relates to a photodetector, and more particularly to a photodetector capable of changing wavelength characteristics and a color sensor using the same. .

(従来技術) 紙幣の識別には、光による識別と磁気による識別との
2つが用いられている。
(Prior Art) There are two types of banknote identification, identification by light and identification by magnetism.

これらのうち光による識別は、従来赤色の検出を行う
赤色フォトダイオード(PD)、緑色の検出を行う緑色フ
ォトダイオード、青色の検出を行う青色フォトダイオー
ドを配列し、これによって各波長領域の光強度を測定し
て重畳し、これを検出結果とするという方法がとられて
いる。
Of these, the red light photodiode (PD), which detects red light, the green photodiode, which detects green light, and the blue photodiode, which detects blue light, are conventionally arrayed. Are measured and superimposed, and this is used as a detection result.

すなわち、赤色と緑色、緑色と青色等の各2色にそれ
ぞれ感度ピークを有するダイオードを用いて光強度を測
定して重畳し、色の識別が行われる。このため、必ずし
も厳密な色の識別を行うことができないという問題があ
る。また赤色、緑色、緑色の3色にそれぞれ感度ピーク
を有するダイオードを用いて光強度を測定して重畳する
ようにすれば、色の識別を良好に行うことができるが、
センサ占有面積が増大し、解像度が十分に得られないと
いう問題がある。
That is, the light intensity is measured and superimposed by using diodes having sensitivity peaks for each of two colors such as red and green, and green and blue, and the colors are identified. For this reason, there is a problem that accurate color identification cannot always be performed. If the light intensity is measured and superimposed using diodes having sensitivity peaks for the three colors of red, green and green, the color can be distinguished well.
There is a problem that the area occupied by the sensor increases and resolution cannot be sufficiently obtained.

ところで、実際の読取りに際しては、従来は、例えば
各色のダイオードを順に一列に配列したり、各色のダイ
オードアレイを配列したりするという方法がとられてい
る。
By the way, in actual reading, conventionally, for example, a method of sequentially arranging diodes of each color in a line or arranging a diode array of each color is adopted.

このように、限られた面積のなかで多数のダイオード
を形成しなければならないため、解像度を高めることが
極めて困難であるという問題がある。
As described above, since a large number of diodes must be formed within a limited area, there is a problem that it is extremely difficult to increase the resolution.

(発明が解決しようとする課題) このように従来の光検出装置では、限られた面積のな
かで多数のダイオードを形成しなければならないため、
高精度の色の識別をおこないつつ、解像度を高めること
は極めて困難であるという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional photodetector, a large number of diodes must be formed in a limited area.
There is a problem that it is extremely difficult to increase the resolution while performing high-precision color identification.

これは、紙幣識別装置に限定されることなく、色の識
別のための光センサを備えた他の検出装置についても同
様の問題であった。
This is not limited to the banknote recognition device, but has the same problem with other detection devices including an optical sensor for color identification.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、高精度
の色の識別の可能な光検出装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a photodetector capable of highly accurate color identification.

また本発明は、解像度の高い高精度の光検出装置を提
供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a high-precision photodetector with high resolution.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決する手段) 上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、 第1の導電型の半導体基板と、 前記半導体基板表面に所定の間隔を隔ててアレイ状に
配列された複数の第2の導電型の半導体領域と、 前記各半導体領域にコンタクトするように形成された
複数の第2の電極と 前記各半導体領域のまわりに相当する領域の、前記基
板の上に形成された第2の電極と、 前記基板にコンタクトするように構成された第3の電
極と、 前記第1の電極と各第2の電極との間に所定の電圧を
印加する電圧供給装置とを具備し、 前記第1の電極と前記第3の電極との間の電流を測定
するように構成された光検出装置において、 前記各第1の電極への印加電圧が前記各半導体領域毎
に異なるように構成され、 前記半導体基板と前記半導体領域の間に形成されるpn
接合に形成される空乏層の延びを制御することにより前
記各半導体領域毎に所望の波長領域の光検出を行い、多
色読取りを可能にしたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a plurality of semiconductor substrates arranged in an array at a predetermined interval on a surface of the semiconductor substrate. A second conductive type semiconductor region, a plurality of second electrodes formed so as to contact the respective semiconductor regions, and a region corresponding to the periphery of the respective semiconductor regions, formed on the substrate. A second electrode; a third electrode configured to contact the substrate; and a voltage supply device for applying a predetermined voltage between the first electrode and each of the second electrodes. A photodetector configured to measure a current between the first electrode and the third electrode, wherein a voltage applied to each of the first electrodes is different for each of the semiconductor regions. The semiconductor substrate and the semiconductor region Pn formed between
By controlling the extension of a depletion layer formed at the junction, light detection in a desired wavelength region is performed for each of the semiconductor regions, and multicolor reading is enabled.

また、請求項2記載の発明は、 第1の導電型の半導体基板と、 前記半導体基板表面に所定の間隔を隔ててアレイ状に
配列された複数の第2の導電型の半導体領域と、 前記各半導体領域にコンタクトするように形成された
複数の第1の電極と 前記各半導体領域のまわりに相当する位置の前記基板
の一部に形成された第2の電極と、 前記基板にコンタクトするように構成された第3の電
極と、 前記第1の電極と各第2の電極との間に所定の電圧を
印加する電圧供給装置とを具備し、 前記第1の電極と前記第3の電極との間の電流を測定
するように構成された光検出装置において、 前記各第2の電極への印加電圧を複数段に可変とし、
同一領域を複数回の異なる印加電圧で読み取るように
し、 前記半導体基板と前記半導体領域の間に形成されるpn
接合に形成される空乏層の延びを制御することにより、
各回毎に所望の波長領域の光検出を行い、多色読取りを
可能にしたことを特徴とする。
Further, the invention according to claim 2 is a semiconductor substrate of the first conductivity type, a plurality of semiconductor regions of the second conductivity type arranged in an array on the surface of the semiconductor substrate at predetermined intervals. A plurality of first electrodes formed to contact each semiconductor region, a second electrode formed on a part of the substrate at a position corresponding to the periphery of each semiconductor region, and a contact with the substrate And a voltage supply device for applying a predetermined voltage between the first electrode and each of the second electrodes. The first electrode and the third electrode In the photodetector configured to measure the current between, the applied voltage to each of the second electrode is variable in a plurality of stages,
The same region is read with a plurality of different applied voltages, and pn formed between the semiconductor substrate and the semiconductor region
By controlling the extension of the depletion layer formed at the junction,
Light is detected in a desired wavelength region each time, and multicolor reading is enabled.

(作用) 上記第1の構成によれば、半導体領域上にコンタクト
する第1の電極に対するこの基板上の第2の電極の電位
を変化させることによって前記半導体基板と前記半導体
領域の間に形成されるpn接合に形成される空乏層の延び
を制御することにより、波長特性が可変となるように構
成しているため、1つの素子で異なる波長領域の光検出
を行うことができる上、ある範囲の波長領域全体にわた
ってアナログ的に光検出を行うことも可能である。
(Operation) According to the first configuration, the potential is formed between the semiconductor substrate and the semiconductor region by changing the potential of the second electrode on the substrate with respect to the first electrode contacting the semiconductor region. By controlling the extension of the depletion layer formed in the pn junction, the wavelength characteristics are made variable, so that one element can perform light detection in different wavelength ranges and a certain range. It is also possible to perform optical detection in an analog manner over the entire wavelength range.

また上記第2の構成によれば、基板上にアレイ状に同
一の光検出素子を形成し、印加電圧を制御するのみで、
この各素子の感度領域を異なるように形成することがで
きるため、極めて簡単な構成で高精度の多色読取りを行
うことができる。
According to the second configuration, the same photodetector is formed in an array on the substrate, and only the applied voltage is controlled.
Since the sensitivity regions of these elements can be formed differently, high-precision multi-color reading can be performed with an extremely simple configuration.

さらに上記第3の構成によれば、基板上にアレイ状に
同一の光検出素子を形成し、同一領域に対し印加電圧を
変化させて複数回の読取りを行うようにしているため、
解像度の向上をはかることができるのみならず、極めて
簡単な構成で高精度の多色よみとりを行うことができ
る。
Further, according to the third configuration, the same photodetector is formed in an array on the substrate, and reading is performed a plurality of times by changing the applied voltage to the same region.
Not only can the resolution be improved, but also highly accurate multicolor reading can be performed with a very simple configuration.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細
に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1 本発明の第1の実施例として、波長特性可変フォトダ
イオードについて説明する。
Embodiment 1 As a first embodiment of the present invention, a wavelength characteristic variable photodiode will be described.

このフォトダイオードは、第1図(a)および第1図
(b)に示すように、n型のシリコン基板1表面に形成
されたp+拡散層2と、この周りに形成されたシリコン基
板1よりも低濃度のn-拡散層3と、このp+拡散層2にコ
ンタクトするように形成された酸化インジウム錫(IT
O)からなる第1の電極4と、薄い酸化シリコン膜から
なる絶縁膜5を介してn-拡散層3表面に形成されたITO
からなる制御用の第2の電極6と、基板1の裏面に形成
された第3の電極7とから構成されており、第1の電極
と第3の電極との間に流れる光電流を測定することによ
り光強度を検出するものである。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the photodiode has a p + diffusion layer 2 formed on the surface of an n-type silicon substrate 1 and a silicon substrate 1 formed therearound. N diffusion layer 3 having a lower concentration than indium tin oxide (IT) formed so as to contact p + diffusion layer 2
O) formed on the surface of the n diffusion layer 3 via the first electrode 4 made of O) and the insulating film 5 made of a thin silicon oxide film.
And a third electrode 7 formed on the back surface of the substrate 1 for measuring a photocurrent flowing between the first electrode and the third electrode. By doing so, the light intensity is detected.

ここで第2の電極は第1の電極に対する電位が正から
負まで変化できるように構成され、第1の電極に対する
第2の電極の電位を変化させることによってシリコン基
板1とp+拡散層2との間に形成されるpn接合に形成され
る空乏層の延びを制御することにより、波長特性が可変
となるようにしたことを特徴としている。
Here, the second electrode is configured so that the potential with respect to the first electrode can be changed from positive to negative. By changing the potential of the second electrode with respect to the first electrode, the silicon substrate 1 and the p + diffusion layer 2 can be changed. By controlling the extension of a depletion layer formed in a pn junction formed between the first and second layers, the wavelength characteristic is made variable.

すなわち第1の電極の電位を接地電位とし、第2の電
極の電位を正の大きな電位とすると、空乏層は第2図
(a)に示すように形成され、シリコン基板内の比較的
深い領域まで到達してきた光を読み取ることになるた
め、比較的長波長の光を検出することができる。
That is, when the potential of the first electrode is set to the ground potential and the potential of the second electrode is set to a large positive potential, the depletion layer is formed as shown in FIG. Since the light that has arrived at this point is read, light having a relatively long wavelength can be detected.

また、第2の電極を負の電位とすると、空乏層は第2
図(b)に示すように表面に広がって形成され、シリコ
ン基板内の比較的浅い領域で光を読み取ることになるた
め、シリコン基板表面で吸収されやすい比較的短波長の
光を検出することができる。
When the second electrode is set to a negative potential, the depletion layer becomes the second potential.
As shown in FIG. 2B, the light is read out in a relatively shallow region in the silicon substrate because the light is read out in a relatively shallow region in the silicon substrate. it can.

波長検出を行うには、これら各モードにおける測定値
を割り算処理等で比較することにより、実行することが
可能である。
Wavelength detection can be performed by comparing measured values in each of these modes by division processing or the like.

また、第2の電極の電位を連続的に変化させ、検出を
行うようにしてもよい。
Alternatively, the detection may be performed by continuously changing the potential of the second electrode.

このフォトダイオードによれば、1つの素子で印加電
圧を変化させることにより、所望の波長の光強度の検出
を行うことも可能である。
According to this photodiode, it is also possible to detect the light intensity of a desired wavelength by changing the applied voltage with one element.

なお、前記実施例では、p+シリコン層2のまわりにn-
拡散層3をもうけ、空望層ができやすいようにしたが、
このn-拡散層3は必ずしもなくてもよい。
In the embodiment, n around the p + silicon layer 2.
The diffusion layer 3 was added to make it easier to form an aerial view layer.
The n - diffusion layer 3 is not necessarily required.

実施例2 次に、本発明の第2の実施例として、カラーセンサに
ついて説明する。
Embodiment 2 Next, a color sensor will be described as a second embodiment of the present invention.

このセンサは、第3図に等価回路、第5図および第6
図に平面図および断面図を示すように、実施例1で示し
た波長可変フォトダイオードPD11〜PDn1,PD12〜PDn2,PD
13〜PDn3……をアレイ状に配列し、順次に異なる印加電
圧を3行ごとに付与し、3つの波長領域に感度をもた
せ、カラー読取りを行うようにしたものである。
This sensor has an equivalent circuit in FIG. 3, and FIGS.
As shown in the plan view and the cross-sectional view, the tunable photodiodes PD 11 to PD n1 , PD 12 to PD n2 , PD shown in the first embodiment.
13 to PD n3 ... Are arranged in an array, and different applied voltages are sequentially applied to every three rows, sensitivity is provided in three wavelength regions, and color reading is performed.

すなわち、p型シリコン基板1表面に所定の間隔を隔
てて形成されたフィールド絶縁膜9に囲まれた領域にそ
れぞれn+型拡散層211〜2n1,212〜2n2,213〜2n3……をア
レイ状に配列し、これらn+型拡散層211〜2n1,212〜2n2,
213〜2n3……が形成されており、このn+型拡散層211〜2
n1,212〜2n2,213〜2n3のまわりをゲート絶縁膜5を介し
て覆うように形成された酸化錫(SnO2)からなる第2の
電極6が形成されている。なおこの第2の電極6は共通
電極とし、p型シリコン基板の裏面にも図示しないが第
3の電極が一体的に形成されている。また、このn+型拡
散層211〜2n1,212〜2n2,213〜2n3から離間して電極取り
出し用のn+型拡散層211S〜2n1S,212S〜2n2S,213S〜2n3S
が形成され、この上にはAl層からなる第1の電極411〜4
n1,412〜4n2,413〜4n3……が形成される。
Ie, p-type silicon substrate 1, respectively in a region surrounded by the field insulating film 9 formed at predetermined intervals on the surface n + -type diffusion layer 2 11 ~2 n1, 2 12 ~2 n2, 2 13 ~2 n3 ... are arranged in an array, and these n + type diffusion layers 2 11 to 2 n1 , 2 12 to 2 n2 ,
2 13 to 2 n3 ... Are formed, and the n + type diffusion layers 2 11 to 2
A second electrode 6 made of tin oxide (SnO 2 ) is formed so as to cover around n 1 , 2 12 to 2 n2 , 2 13 to 2 n3 with a gate insulating film 5 interposed therebetween. The second electrode 6 is a common electrode, and a third electrode (not shown) is integrally formed on the back surface of the p-type silicon substrate. Further, the n + -type diffusion layer 2 11 ~2 n1, 2 12 ~2 n2, 2 13 ~2 spaced from n3 n + -type diffusion layer 2 11S to 2 of electrode taken out n1S, 2 12S ~2 n2S, 2 13S to 2 n3S
There is formed, the first electrode 4 11-4 consisting of Al layer on the
n1, 4 12 ~4 n2, 4 13 ~4 n3 ...... is formed.

このn+型拡散層211〜2n1,212〜2n2,213〜2n3と電極取
り出し用のn+型拡散層211S〜2n1S,212S〜2n2S,213S〜2
n3Sとの間には、垂直方向および水平方向のスイッチン
グを行う2つのスィッチングトランジスタTrV,TrHが配
設されている。
The n + type diffusion layers 2 11 to 2 n 1 , 2 12 to 2 n 2 , 2 13 to 2 n 3 and the n + type diffusion layers 2 11S to 2 n 1S and 2 12S to 2 n 2S and 2 13S to 2 for electrode extraction
Between the N3S, 2 two switches ing transistors TrV for switching the vertical and horizontal directions, TrH is disposed.

そして各波長可変フォトダイオードPD11〜PDn1,PD12
〜PDn2,PD13〜PDn3……は、このそれぞれ2つのスィッ
チングトランジスタTrV,TrHのトランジスタのゲート電
圧を垂直シフトレジスタSH V,水平シフトレジスタSH H
で制御せしめられ、読み出しが順次行われるようになっ
ている。
Each of the tunable photodiodes PD 11 to PD n1 and PD 12
... PD n2 , PD 13 to PD n3 ... Respectively transfer the gate voltages of the two switching transistors TrV and TrH to the vertical shift register SH V and the horizontal shift register SH H.
And the reading is performed sequentially.

V1,V2,V3…は垂直信号ライン、H1,H2,H3…は水平信号
ラインである。ここで垂直信号ラインV1,V2,V3…は、多
結晶シリコン層からなる水平信号ラインと並行するよう
に配設された多結晶シリコン層からなるラインVにコン
タクトホールhを介して接続されている。そしてこれら
水平信号ラインH1,H2,H3…とラインVの間には基板内に
n+拡散層8が形成されており、これをソース・ドレイン
の一方として2つのスィッチングトランジスタTrV,TrH
が構成されている。
V1, V2, V3 ... are vertical signal lines, and H1, H2, H3 ... are horizontal signal lines. Here, the vertical signal lines V1, V2, V3,... Are connected via contact holes h to a line V composed of a polycrystalline silicon layer arranged in parallel with a horizontal signal line composed of a polycrystalline silicon layer. . .. Between these horizontal signal lines H1, H2, H3.
An n + diffusion layer 8 is formed, and this is used as one of a source and a drain to form two switching transistors TrV and TrH.
Is configured.

これらスィッチングトランジスタTrV,TrHが両方とも
オン状態となったとき、n+型拡散層211〜2n1,212〜2n2,
213〜2n3と電極取り出し用のn+型拡散層211S〜2n1S,2
12S〜2n2S,213S〜2n3Sとが接続され、第1の電極411〜4
n1,412〜4n2,413〜4n3……から信号の読み出しが行われ
るようになっている。
When these switching transistors TrV and TrH are both turned on, the n + type diffusion layers 2 11 to 2 n 1 , 2 12 to 2 n 2 ,
2 13 to 2 n3 and n + type diffusion layer for electrode extraction 2 11S to 2 n1S , 2
12S to 2 n2S and 2 13S to 2 n3S are connected to the first electrodes 4 11 to 4
n1, 4 12 ~4 n2, 4 13 ~4 n3 ...... from the signal read is to be carried out.

信号の取り出しについては、第4図にタイムチャート
を示すように、第1の電極411〜4n1,412〜4n2,413〜4n3
には、それぞれに順次第1の電位V1,第2の電位V2,第3
の電位V3をかけるようにし、これら波長可変フォトダイ
オードアレイの各列で順次赤,青,緑の波長領域の検出
を行うように構成し、多色読取りを行うようにしたもの
である。なお10は反転防止用のチャンネルストッパー、
11はPSG膜からなる層間絶縁膜である。
The extraction of the signal, as shown in the timing chart in FIG. 4, the first electrode 4 11 ~4 n1, 4 12 ~4 n2, 4 13 ~4 n3
Have a first potential V1, a second potential V2, and a third potential V1, respectively.
The potential V3 is applied so that the red, blue, and green wavelength regions are sequentially detected in each column of the tunable photodiode array, and multicolor reading is performed. In addition, 10 is a channel stopper for preventing inversion,
Reference numeral 11 denotes an interlayer insulating film made of a PSG film.

そして、第2の電極6への印加電圧を3回変化させて
各回で順次赤,青,緑の波長領域の検出を行うことがで
きるようにし、この3回の読取り結果を重畳することに
よってカラー読取りを行うことができる。
The voltage applied to the second electrode 6 is changed three times so that the red, blue, and green wavelength regions can be sequentially detected at each time, and the color reading is performed by superimposing the three reading results. Reading can be performed.

このように本発明実施例のカラーセンサでは、同一の
素子で異なる波長領域の光検出を行うことができるた
め、解像度を3倍に向上させることができる。
As described above, in the color sensor according to the embodiment of the present invention, since the same element can detect light in different wavelength regions, the resolution can be tripled.

なお、前記実施例では、各ビットに対して同じ色の読
取りを行い、これを電圧を変化させて3回繰り返すよう
にしたが、各列ごとに異なる電圧を印加するようにして
もよい。この方法では解像度は理論上はあがらないが、
短時間での読み出しが可能となる。また、各色のフィル
タを設けたりする必要がないため、従来の2次元カラー
センサに比べて構造が簡単になり、実質的に解像度を上
げることができる場合もある。
In the above embodiment, the same color is read for each bit, and this is repeated three times by changing the voltage. However, a different voltage may be applied to each column. Although this method does not theoretically increase the resolution,
Reading in a short time becomes possible. Further, since there is no need to provide a filter for each color, the structure may be simplified as compared with the conventional two-dimensional color sensor, and the resolution may be substantially increased in some cases.

また、前記実施例では、2次元の読取りを行うカラー
センサについて説明したが、1次元のセンサアレイとし
て形成し、走査型のカラー読取り装置として用いること
も可能である。この場合、印加電圧を順次代えて2回乃
至3回の読取りを行ったのち、副走査方向に一ビットづ
つ走査するという操作を繰り返すことにより、簡単な装
置で高精度の読取りをおこなうことができる。
In the above-described embodiment, the color sensor that performs two-dimensional reading has been described. However, the color sensor can be formed as a one-dimensional sensor array and used as a scanning type color reading device. In this case, after repeating reading two or three times while sequentially changing the applied voltage, the operation of scanning one bit at a time in the sub-scanning direction is repeated, so that high-precision reading can be performed with a simple device. .

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明してきたように、本発明によれば、一導電型
の半導体基板表面に他の導電型の半導体領域を形成して
pn接合を形成し、基板上にコンタクトする第1の電極に
対するこの半導体領域にコンタクトする第2の電極の電
位を変化させることによって、このpn接合に形成される
空乏層の延びを制御することにより、波長特性が可変と
なるように構成しているため、1つの素子で異なる波長
領域の光検出を行うことができる上、ある範囲の波長領
域全体にわたってアナログ的に光検出を行うことも可能
である。
As described above, according to the present invention, a semiconductor region of another conductivity type is formed on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type.
By forming a pn junction and changing the potential of a second electrode contacting the semiconductor region with respect to a first electrode contacting the substrate, by controlling the extension of a depletion layer formed at the pn junction Since the wavelength characteristics are variable, it is possible to detect light in different wavelength ranges with one element, and also to perform analog light detection over the entire range of wavelength ranges. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)および第1図(b)は本発明の第1の実施
例の波長特性可変フォトダイオードを示す図、第2図
(a)および第2図(b)は同センサの各動作状態での
空乏層の広がりを示す説明図、第3図は本発明の第2の
実施例のカラーセンサの等価回路を示す図、第4図は同
カラーセンサの水平および垂直シフトレジスタのタイミ
ングチャートを示す図、第5図および第6図は同カラー
センサの平面図およびそのA−A′断面図を示す図であ
る。 1……n型のシリコン基板、2……p+拡散層、3……n-
拡散層、4……第1の電極4、5……絶縁膜、6……制
御用の第2の電極、7……第3の電極、8……n+拡散
層、TrV,TrH……スィッチングトランジスタ、9……フ
ィールド絶縁膜、10……チャンネルストッパ、11……層
間絶縁膜。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) show a wavelength characteristic variable photodiode according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) show each of the sensors. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the expansion of a depletion layer in an operating state, FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of a color sensor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a timing chart of horizontal and vertical shift registers of the color sensor. FIGS. 5 and 6 are a plan view and a cross-sectional view taken along the line AA 'of the color sensor, respectively. 1 ...... n-type silicon substrate, 2 ...... p + diffusion layer, 3 ...... n -
Diffusion layer, 4 first electrode 4, 5 insulating film, 6 second electrode for control, 7 third electrode, 8 n + diffusion layer, TrV, TrH Switching transistor, 9 ... field insulating film, 10 ... channel stopper, 11 ... interlayer insulating film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/10 - 31/119 H01L 27/14,27/15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 31/10-31/119 H01L 27 / 14,27 / 15

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の導電型の半導体基板と、 前記半導体基板表面に所定の間隔を隔ててアレイ状に配
列された複数の第2の導電型の半導体領域と、 前記各半導体領域にコンタクトするように形成された複
数の第2の電極と 前記各半導体領域のまわりに相当する領域の、前記基板
の上に形成された第2の電極と、 前記基板にコンタクトするように構成された第3の電極
と、 前記第1の電極と各第2の電極との間に所定の電圧を印
加する電圧供給装置とを具備し、 前記第1の電極と前記第3の電極との間の電流を測定す
るように構成された光検出装置において、 前記各第1の電極への印加電圧が前記各半導体領域毎に
異なるように構成され、 前記半導体基板と前記半導体領域の間に形成されるpn接
合に形成される空乏層の延びを制御することにより前記
各半導体領域毎に所望の波長領域の光検出を行い、多色
読取りを可能にしたことを特徴とする光検出装置。
1. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a plurality of semiconductor regions of a second conductivity type arranged in an array on a surface of the semiconductor substrate at a predetermined interval, and a contact with each of the semiconductor regions A plurality of second electrodes formed on the substrate, a second electrode formed on the substrate in a region corresponding to each of the semiconductor regions, and a second electrode configured to contact the substrate. And a voltage supply device for applying a predetermined voltage between the first electrode and each of the second electrodes, and a current between the first electrode and the third electrode. Wherein a voltage applied to each of the first electrodes is configured to be different for each of the semiconductor regions, and pn formed between the semiconductor substrate and the semiconductor region. Controlling the extension of the depletion layer formed at the junction A photodetector for detecting light in a desired wavelength region for each semiconductor region, thereby enabling multicolor reading.
【請求項2】第1の導電型の半導体基板と、 前記半導体基板表面に所定の間隔を隔ててアレイ状に配
列された複数の第2の導電型の半導体領域と、 前記各半導体領域にコンタクトするように形成された複
数の第1の電極と 前記各半導体領域のまわりに相当する位置の前記基板の
一部に形成された第2の電極と、 前記基板にコンタクトするように構成された第3の電極
と、 前記第1の電極と各第2の電極との間に所定の電圧を印
加する電圧供給装置とを具備し、 前記第1の電極と前記第3の電極との間の電流を測定す
るように構成された光検出装置において、 前記各第2の電極への印加電圧を複数段に可変とし、同
一領域を複数回の異なる印加電圧で読み取るようにし、 前記半導体基板と前記半導体領域の間に形成されるpn接
合に形成される空乏層の延びを制御することにより、各
回毎に所望の波長領域の光検出を行い、多色読取りを可
能にしたことを特徴とする光検出装置。
2. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a plurality of semiconductor regions of a second conductivity type arranged in an array on a surface of the semiconductor substrate at a predetermined interval, and a contact with each of the semiconductor regions A plurality of first electrodes formed on the substrate, a second electrode formed on a part of the substrate at a position corresponding to each of the semiconductor regions, and a second electrode configured to contact the substrate. And a voltage supply device for applying a predetermined voltage between the first electrode and each of the second electrodes, and a current between the first electrode and the third electrode. Wherein the applied voltage to each of the second electrodes is made variable in a plurality of stages, so that the same region is read with a plurality of different applied voltages, and the semiconductor substrate and the semiconductor Formed in the pn junction formed between the regions A photodetector that performs multicolor reading by detecting light in a desired wavelength region each time by controlling the extension of a depletion layer.
JP2160937A 1990-06-19 1990-06-19 Photodetector Expired - Fee Related JP3005806B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2160937A JP3005806B2 (en) 1990-06-19 1990-06-19 Photodetector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2160937A JP3005806B2 (en) 1990-06-19 1990-06-19 Photodetector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0451576A JPH0451576A (en) 1992-02-20
JP3005806B2 true JP3005806B2 (en) 2000-02-07

Family

ID=15725462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2160937A Expired - Fee Related JP3005806B2 (en) 1990-06-19 1990-06-19 Photodetector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3005806B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6906793B2 (en) * 2000-12-11 2005-06-14 Canesta, Inc. Methods and devices for charge management for three-dimensional sensing
JP4787588B2 (en) * 2005-10-03 2011-10-05 セイコーインスツル株式会社 CMOS image sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0451576A (en) 1992-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10908445B2 (en) Display component and display device
US5721422A (en) Electronic devices having an array with shared column conductors
KR101139579B1 (en) Photo-sensing device and photosensor
US20150194457A1 (en) Solid-state imaging device, camera, and design method for solid-state imaging device
GB1394520A (en) Charge coupled device area imaging array
US4388532A (en) Solid state image sensor with image sensing elements having charge coupled photocapacitors and a floating gate amplifier
US4764682A (en) Photosensitive pixel sized and shaped to optimize packing density and eliminate optical cross-talk
US4714836A (en) Photosensitive pixel with exposed blocking element
US20220246782A1 (en) Photo sensor and distance measuring system using said photo sensor
EP1551061A2 (en) Cmos image sensor and method for detecting color sensitivity thereof
US7687761B2 (en) Photoelectric conversion device providing efficient read-out of signal charges
JP2022160898A (en) Detection device and image capture device
JP3005806B2 (en) Photodetector
JPH0414510B2 (en)
US4241421A (en) Solid state imaging apparatus
CN113711362A (en) Image sensor array device including thin film transistor and organic photodiode
JPS6237812B2 (en)
JPS6154314B2 (en)
JPH0864793A (en) Photoelectric conversion device
JP2021044454A (en) Detector
JPH06342900A (en) One-dimensional color image sensor
JPH0821704B2 (en) Solid-state imaging device
JP2519208B2 (en) Color solid-state imaging device
JPS61140827A (en) Semiconductor photodetecting device
JPH0697413A (en) Solid-state image sensing element

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees