JP3289535B2 - Photoelectric conversion device - Google Patents

Photoelectric conversion device

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JP3289535B2
JP3289535B2 JP04262095A JP4262095A JP3289535B2 JP 3289535 B2 JP3289535 B2 JP 3289535B2 JP 04262095 A JP04262095 A JP 04262095A JP 4262095 A JP4262095 A JP 4262095A JP 3289535 B2 JP3289535 B2 JP 3289535B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光電変換装置に関
し、さらに詳しくは、カラーフィルタを備えた光電変換
装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion device, and more particularly, to a photoelectric conversion device having a color filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光電変換装置としては、MOS型
フォトセンサやCCDイメージセンサが知られている。
例えば、MOS型フォトセンサとしては、図5に示すよ
うな周知の2次元密着型カラーイメージセンサがある。
この2次元密着型カラーイメージセンサの構造は、同図
に示すように、ガラス基板1の画素領域上に複数の下部
ゲート電極2がパターン形成され、その上に下部ゲート
絶縁膜3が画素領域全面に形成されている。そして、下
部ゲート絶縁膜3の上に例えばイントリンシックa−S
i:H(水素化アモルファスシリコン)層でなる光電変
換半導体層4が上記した下部ゲート電極2に対応するよ
うにパターン形成されている。この光電変換半導体層4
の上には、ドープトアモルファスシリコン膜でなるソー
ス領域Sとドレイン領域Dを所定寸法だけ隔てて形成さ
れている。そして、ソース領域Sの上にはソース電極5
が、ドレイン領域Dの上にはドレイン電極6が形成され
ている。また、これらの構造の上には、上部ゲート絶縁
膜7が画素領域全面にわたって形成されている。さら
に、上部ゲート絶縁膜7の上には、それぞれの光電変換
半導体層4に対応する上部ゲート電極8が形成されて複
数のフォトセンサ部9が構成されている。そして、図5
に示すように、これらフォトセンサ部9に対応するよう
に、カラーフィルタ10が配置されて、2次元密着型カ
ラーイメージセンサが構成されている。なお、カラーフ
ィルタ10は、1つのフォトセンサ部9に対してR(レ
ッド)フィルタ部10a、G(グリーン)フィルタ部1
0b、B(ブルー)フィルタ部10cのいずれか1つが
対応するするように配置されている。なお、図6に示す
ように、上部ゲート電極8をゲートとするMOSトラン
ジスタのチャネル長(CL)およびチャネル幅(CW)
がすべてのフォトセンサ部9で同一寸法となるように設
定されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, MOS type photo sensors and CCD image sensors have been known as photoelectric conversion devices.
For example, as a MOS type photo sensor, there is a known two-dimensional contact type color image sensor as shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the structure of the two-dimensional contact type color image sensor is such that a plurality of lower gate electrodes 2 are formed in a pattern on a pixel region of a glass substrate 1 and a lower gate insulating film 3 is formed on the entire lower surface of the pixel region. Is formed. Then, on the lower gate insulating film 3, for example, intrinsic a-S
An i: H (hydrogenated amorphous silicon) photoelectric conversion semiconductor layer 4 is patterned so as to correspond to the lower gate electrode 2 described above. This photoelectric conversion semiconductor layer 4
A source region S and a drain region D made of a doped amorphous silicon film are formed at a predetermined distance from each other. The source electrode 5 is located on the source region S.
However, a drain electrode 6 is formed on the drain region D. On these structures, an upper gate insulating film 7 is formed over the entire pixel region. Further, on the upper gate insulating film 7, an upper gate electrode 8 corresponding to each photoelectric conversion semiconductor layer 4 is formed, and a plurality of photosensor sections 9 are configured. And FIG.
As shown in FIG. 1, a color filter 10 is arranged so as to correspond to the photosensor section 9 to constitute a two-dimensional contact type color image sensor. In addition, the color filter 10 includes an R (red) filter unit 10 a and a G (green) filter unit 1 for one photosensor unit 9.
0b and one of the B (blue) filter units 10c are arranged so as to correspond to each other. As shown in FIG. 6, the channel length (CL) and the channel width (CW) of the MOS transistor having the upper gate electrode 8 as a gate.
Are set to have the same dimensions in all the photosensor sections 9.

【0003】図7は、通常用いられているカラーフィル
タの分光特性を示したグラフである。このグラフから判
るように、入射された光はR、G、Bフィルタ部10
a、10b、10cに減衰されて透過し、B(ブルー)
の透過率のピークは約460nm、G(グリーン)のピ
ークは約540nm、R(レッド)のピークは約650
nmの波長となっている。図8はアモルファスシリコン
を光電変換半導体層として用いたフォトセンサの波長に
ついての相対感度を示すグラフである。このグラフ中、
実線はアモルファスシリコン可視光センサの波長に応じ
た相対感度を示している。ここで、可視光は、それぞれ
R、G、Bフィルタ部10a、10b、10cにより減
衰され、各色の分別されて各光電変換半導体層4に入射
されているので、各光電変換半導体層4の各色の波長域
による感度は、所定波長におけるカラーフィルタの透過
率とこの所定波長におけるアモルファスシリコンの相対
感度との積の各色の波長域分の総和に比例している。し
たがって、光電変換半導体層4のカラーフィルタにより
透過された光の感度は、光電変換半導体層4の可視光の
相対感度のピークがG(グリーン)の波長域にあるにも
拘らず、R、G、Bの順に高くなる。このような、カラ
ーフィルタを備えた光電変換装置では、入射する光の各
色毎の波長領域の相対量と光電変換半導体層4の各色の
感度に応じて半導体層内に形成される電荷の量とが比例
しない。この結果、アモルファスシリコンを光電変換半
導体層とするフォトセンサにR、G、Bのフィルタ部を
有するカラーフィルタを付ける場合、それぞれの分光特
性に差から生じるセンサON電流の差を補償する必要が
ある。そこで、図5および図6に示すフォトセンサ部9
のそれぞれソース・ドレイン間の電圧を対応するフィル
タ部の色によってそれぞれ変えて分光特性を補償してい
た。
FIG. 7 is a graph showing the spectral characteristics of a commonly used color filter. As can be seen from this graph, the incident light is the R, G, B filter unit 10
a, attenuated by 10b, 10c and transmitted, B (blue)
Is about 460 nm, G (green) is about 540 nm, and R (red) is about 650 nm.
nm wavelength. FIG. 8 is a graph showing the relative sensitivity with respect to wavelength of a photosensor using amorphous silicon as a photoelectric conversion semiconductor layer. In this graph,
The solid line indicates the relative sensitivity according to the wavelength of the amorphous silicon visible light sensor. Here, the visible light is attenuated by the R, G, and B filter units 10a, 10b, and 10c, respectively, and is separated into each color and is incident on each photoelectric conversion semiconductor layer 4. Therefore, each color of each photoelectric conversion semiconductor layer 4 Is proportional to the sum of the product of the transmittance of the color filter at a predetermined wavelength and the relative sensitivity of amorphous silicon at the predetermined wavelength for the wavelength range of each color. Therefore, the sensitivity of the light transmitted by the color filter of the photoelectric conversion semiconductor layer 4 is R, G, even though the relative sensitivity peak of the visible light of the photoelectric conversion semiconductor layer 4 is in the G (green) wavelength region. , B in this order. In such a photoelectric conversion device having a color filter, the relative amount of the wavelength region of each color of the incident light and the amount of charge formed in the semiconductor layer according to the sensitivity of each color of the photoelectric conversion semiconductor layer 4 are reduced. Is not proportional. As a result, when a color filter having R, G, and B filter portions is attached to a photosensor using amorphous silicon as a photoelectric conversion semiconductor layer, it is necessary to compensate for a difference in sensor ON current resulting from a difference in each spectral characteristic. . Therefore, the photo sensor unit 9 shown in FIGS.
The spectral characteristics are compensated by changing the voltage between the source and the drain according to the color of the corresponding filter unit.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例では、フォトセンサ部のそれぞれのソース・ド
レイン間の電圧をカラーフィルタの色に応じて使い分け
るために、駆動回路が各色に対応した駆動電圧を生成せ
ねばならないといった問題があった。このため、各色に
対応した駆動回路が必要になるので、コスト高となると
ともに装置自体が大型化になる問題があった。この発明
は、カラーフィルタの分光特性の違いによるセンサ感度
のばらつきを防止でき、しかも低コストで小型の光電変
換装置を提供することを目的としている。
However, in the above-mentioned prior art, the drive circuit is provided with a drive voltage corresponding to each color in order to properly use the voltage between the source and the drain of the photosensor section according to the color of the color filter. Has to be generated. For this reason, a driving circuit corresponding to each color is required, and thus there is a problem that the cost is increased and the device itself is enlarged. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a small-sized, low-cost photoelectric conversion device that can prevent variations in sensor sensitivity due to differences in spectral characteristics of color filters.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで、請求項1記載の
発明は、薄膜半導体層に形成したMOSトランジスタの
チャネル形成領域を受光部となし、このMOSトランジ
スタが複数配設され、これらの受光部に複数色のフィル
タ部を有するカラーフィルタが対向して配置された光電
変換装置において、前記受光部は、前記複数のフィルタ
部の各々の相対光波長透過特性に従って前記複数のフィ
ルタ部をそれぞれ所定の透過率で透過した光に対する相
対光波長感度特性に基づいた単位面積当たりの受光感度
が小さい順に前記チャネル形成領域の(チャネル幅)/
(チャネル長)の値を大きくしたことを、解決手段とし
ている。請求項2記載の発明は、前記MOSトランジス
タが前記チャネル形成領域を挟んでその上下側にそれぞ
れゲート絶縁膜を介してゲート電極を有することを特徴
としている。請求項3記載の発明は、前記薄膜半導体層
がアモルファスシリコン膜であることを特徴としてい
る。請求項4記載の発明は、前記カラーフィルタが、R
(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)のフィルタ
部を有し、Bのフィルタ部と対応する受光部、Gのフィ
ルタ部と対応する受光部、Rのフィルタ部と対応する受
光部の順で(チャネル幅)/(チャネル長)の値を大き
くしたことを特徴としている。請求項記載の発明は、
光電変換半導体層を挟んでソース電極とドレイン電極が
所定の間隔をおいて相対向して配され、該光電変換半導
体層を挟んでその上下両側にそれぞれ絶縁膜を介して該
光電変換半導体層と相対向する第1ゲート電極及び第2
ゲート電極が配されるフォトセンサ部を複数備える光電
変換装置であって、前記フォトセンサ部上にはカラーフ
ィルタ部が設けられ、前記フォトセンサ部は、前記カラ
ーフィルタ部の各々の相対光波長透過特性に従って前記
カラーフィルタ部をそれぞれ所定の透過率で透過した光
に対する相対光波長感度特性に基づいた単位面積当たり
の受光感度が小さい順に前記光電変換半導体層の(チャ
ネル幅)/(チャネル長)の値を大きくしたことを特徴
としている。請求項記載の発明は、前記複数のフォト
センサ部に対応して、透過する波長領域が異なる複数の
フィルタ部が設けられることを特徴としている。請求項
記載の発明では、前記光電変換半導体層の各色の波長
域による感度は、所定波長における対応する前記フィル
タ部の透過率とこの所定波長における光電変換半導体層
の相対感度との積の各色の波長域分の総和に比例してい
ることを特徴としている。
Therefore, according to the present invention, a channel forming region of a MOS transistor formed in a thin film semiconductor layer is formed as a light receiving portion, and a plurality of the MOS transistors are provided. In a photoelectric conversion device in which a color filter having a plurality of color filter units is disposed to face each other, the light receiving unit includes the plurality of filters.
The plurality of filters according to the relative light wavelength transmission characteristics of each of the sections.
Phase for light that has passed through the
Photosensitivity per unit area based on optical wavelength sensitivity characteristics
(Channel width) of the channel forming region in the ascending order /
Increasing the value of (channel length) is a solution. The invention according to claim 2 is characterized in that the MOS transistor has a gate electrode on the upper and lower sides of the channel formation region with a gate insulating film interposed therebetween. The invention according to claim 3 is characterized in that the thin film semiconductor layer is an amorphous silicon film. According to a fourth aspect of the present invention, the color filter is an R color filter.
(Red), G (Green), and B (Blue) filter sections, and a light receiving section corresponding to the B filter section, a light receiving section corresponding to the G filter section, and a light receiving section corresponding to the R filter section. It is characterized in that the value of (channel width) / (channel length) is increased in this order. The invention according to claim 5 is
A source electrode and a drain electrode are disposed opposite to each other with a predetermined interval with the photoelectric conversion semiconductor layer interposed therebetween, and the photoelectric conversion semiconductor layer and the upper and lower sides of the photoelectric conversion semiconductor layer with insulating films interposed therebetween. A first gate electrode and a second
A photoelectric conversion device including a plurality of photosensor units provided with gate electrodes, wherein a color filter is provided on the photosensor units.
A filter unit, and the photo sensor unit includes the color sensor.
According to the relative light wavelength transmission characteristics of each of the filter sections.
Light transmitted through the color filter section at a predetermined transmittance
Per unit area based on relative light wavelength sensitivity characteristics
Are characterized by increasing the value of (channel width) / (channel length) of the photoelectric conversion semiconductor layer in order of decreasing light receiving sensitivity . The invention according to claim 6 is characterized in that a plurality of filter sections having different wavelength ranges to be transmitted are provided corresponding to the plurality of photosensor sections. Claim
In the invention described in Item 7, the sensitivity of the photoelectric conversion semiconductor layer in the wavelength range of each color is a wavelength of each color of the product of the transmittance of the corresponding filter portion at a predetermined wavelength and the relative sensitivity of the photoelectric conversion semiconductor layer at the predetermined wavelength. It is characterized by being proportional to the sum of the areas.

【0006】[0006]

【作用】請求項1〜4記載の発明においては、受光部の
相対光波長感度特性及び前記フィルタ部の相対光波長透
過特性に従って、フィルタ部を透過した光の単位面積当
たりの受光感度の小さい受光部の順に、(チャネル幅)
/(チャネル長)の値を大きくしたことにより、カラー
フィルタを透過した光の透過量及びその光を受光する受
光部のその光波長領域における感度に応じて複数の色の
カラーフィルタに対応する全ての受光部のセンサON電
流を調整する作用を奏する。このため、例えばR、G、
Bのそれぞれの色の分光特性に起因するセンサON電流
のばらつきを抑制する作用がある。また、薄膜半導体層
がアモルファスシリコン膜であり、カラーフィルタが、
R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)のフィル
タ部を有する場合に、Bのフィルタ部と対応する受光
部、Gのフィルタ部と対応する受光部、Rのフィルタ部
と対応する受光部の順で(チャネル幅)/(チャネル
長)の値を大きくすることにより、相対感度の違いによ
るON電流のばらつきを抑制することができる。
According to the first to fourth aspects of the present invention, light having a low light-receiving sensitivity per unit area of light transmitted through the filter is determined in accordance with the relative light wavelength sensitivity characteristics of the light-receiving portion and the relative light wavelength transmission characteristics of the filter. In order of parts (channel width)
By increasing the value of / (channel length), all of the color filters corresponding to a plurality of colors are selected according to the amount of light transmitted through the color filter and the sensitivity of the light receiving unit that receives the light in the light wavelength region. The effect of adjusting the sensor ON current of the light receiving section is obtained. Therefore, for example, R, G,
This has the effect of suppressing the variation in the sensor ON current due to the spectral characteristics of each color B. Further, the thin film semiconductor layer is an amorphous silicon film, and the color filter is
When R (red), G (green), and B (blue) filter sections are provided, a light receiving section corresponding to the B filter section, a light receiving section corresponding to the G filter section, and a light receiving section corresponding to the R filter section are provided. By increasing the value of (channel width) / (channel length) in the order of the parts, it is possible to suppress the variation of the ON current due to the difference in the relative sensitivity.

【0007】請求項5記載の発明においては、相対光波
長感度特性の違いによるセンサ電流のばらつきを低く抑
えることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the relative light wave
Low variation in sensor current due to differences in long-sensitivity characteristics
Can be obtained.

【0008】[0008]

【実施例】以下、この発明に係る光電変換装置の詳細を
図面に示す実施例に基づいて説明する。 (実施例1)図1は、本発明を所謂ダブルゲート構造の
MOS型フォトセンサに適用した実施例1の要部断面図
を示している。本実施例では、同図に示すように、ガラ
ス基板11の各色のカラーフィルタ20に対応する上に
複数の下部ゲート電極12がパターン形成されている。
そして、ガラス基板11および下部ゲート電極12を覆
うように、下部ゲート絶縁膜13が形成されている。ま
た、この下部ゲート絶縁膜13の上には、例えばイント
リンシックa−Si:H(水素化アモルファスシリコ
ン)でなる光電変換半導体層14a、14b、14cが
上記した下部ゲート電極12に対応するようにパターン
形成されている。これら光電変換半導体層14a、14
b、14cの上には、ドープトアモルファスシリコン膜
でなるソース領域Sとドレイン領域Dが所定寸法だけ隔
てて形成されている。そして、ソース領域Sの上にはソ
ース電極15が、ドレイン領域Dの上にはドレイン電極
16が形成されている。また、これらの構造の上には、
透明な上部ゲート絶縁膜17が画素領域全面にわたって
形成されている。さらに、上部ゲート絶縁膜17の上に
は、それぞれの光電変換半導体層14a、14b、14
cに対応する上部ゲート電極18a、18b、18cが
形成されて複数の受光部としてのフォトセンサ部19
a、19b、19cが構成されている。このフォトセン
サ部19a、19b、19cのカラーフィルタ20を通
さない光電変換半導体層の光を受光する領域の単位面積
当たりの光感度特性は図8に示す通りである。そして、
これらフォトセンサ部19a、19b、19cに対応す
るように、カラーフィルタ20が配置されて、光電変換
装置としての2次元密着型カラーイメージセンサが構成
されている。なお、カラーフィルタ20は、フォトセン
サ部19aに対してR(レッド)フィルタ部20a、フ
ォトセンサ部19bに対してG(グリーン)フィルタ部
20b、フォトセンサ部19cに対してB(ブルー)フ
ィルタ部20cが対応するように配置されている。この
カラーフィルタ20は、図7に示すような透過特性を有
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the photoelectric conversion device according to the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a main part of Embodiment 1 in which the present invention is applied to a so-called double gate MOS photosensor. In this embodiment, as shown in the figure, a plurality of lower gate electrodes 12 are formed on the glass substrate 11 in a pattern corresponding to the color filters 20 of each color.
Then, a lower gate insulating film 13 is formed so as to cover the glass substrate 11 and the lower gate electrode 12. On the lower gate insulating film 13, photoelectric conversion semiconductor layers 14 a, 14 b, and 14 c made of, for example, intrinsic a-Si: H (hydrogenated amorphous silicon) are formed so as to correspond to the lower gate electrode 12. The pattern is formed. These photoelectric conversion semiconductor layers 14a, 14
Above b and 14c, a source region S and a drain region D made of a doped amorphous silicon film are formed at a predetermined distance from each other. A source electrode 15 is formed on the source region S, and a drain electrode 16 is formed on the drain region D. Also, above these structures,
A transparent upper gate insulating film 17 is formed over the entire pixel region. Further, on the upper gate insulating film 17, the respective photoelectric conversion semiconductor layers 14a, 14b, 14
The upper gate electrodes 18a, 18b, and 18c corresponding to the photosensors 19 are formed.
a, 19b, and 19c. The photosensitivity characteristics per unit area of a region of the photosensor portions 19a, 19b, and 19c that receives light of the photoelectric conversion semiconductor layer that does not pass through the color filter 20 are as shown in FIG. And
A color filter 20 is arranged so as to correspond to the photosensor sections 19a, 19b, and 19c, and a two-dimensional contact type color image sensor as a photoelectric conversion device is configured. The color filter 20 includes an R (red) filter unit 20a for the photosensor unit 19a, a G (green) filter unit 20b for the photosensor unit 19b, and a B (blue) filter unit for the photosensor unit 19c. 20c are arranged correspondingly. This color filter 20 has transmission characteristics as shown in FIG.

【0009】特に、本実施例においては、図2に示すよ
うに、各フォトセンサ部19a、19b、19cの上部
ゲート電極18a、18b、18cはGLに接続されて
おり、光電変換半導体層14a、14b、14cのチャ
ネル幅を一定にして、Rフィルタ部20a、Gフィルタ
部20b、Bフィルタ部20cに対応するMOSトラン
ジスタのチャネル長CL1、CL2、CL3がCL1>
CL2>CL3の関係となるように設定されている。な
お、図2においては、ソース電極15やドレイン電極1
6等を省略して示している。本実施例においては、カラ
ーフィルタ20が図7のグラフに示すような特性を示す
ものを用いた場合で、しかも受光部としてのフォトセン
サ部19a、19b、19cが図8のグラフ中の実線で
示すような感度特性を示す場合に、本発明を適用したも
のである。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the upper gate electrodes 18a, 18b, 18c of the photosensor portions 19a, 19b, 19c are connected to the GL, and the photoelectric conversion semiconductor layers 14a, The channel widths of the MOS transistors corresponding to the R filter unit 20a, the G filter unit 20b, and the B filter unit 20c are set to be CL1>
CL2> CL3 is set. In FIG. 2, the source electrode 15 and the drain electrode 1
6 and the like are omitted. In the present embodiment, the color filter 20 having a characteristic shown in the graph of FIG. 7 is used, and the photosensors 19a, 19b, and 19c as the light receiving units are indicated by solid lines in the graph of FIG. The present invention is applied to the case where the sensitivity characteristics as shown are exhibited.

【0010】次に、本実施例の光電変換装置の作用およ
び動作を説明する。まず、例えば、上部ゲート電極18
a、18b、18cを0V、下部ゲート電極12を10
V、ドレイン電圧VDを10Vに印加すると、光電変換
半導体層14のチャネル領域にドレイン電流IDSが流れ
る。このとき、イントリンシック・アモルファスシリコ
ン結晶中のSi−Siは一対の電子により結合されてお
り、この電子は熱エネルギー等により容易に結合から離
れて自由電子となる。この自由電子が抜け出た所は正孔
となる。
Next, the operation and operation of the photoelectric conversion device of this embodiment will be described. First, for example, the upper gate electrode 18
a, 18b and 18c are set to 0V, and the lower gate electrode 12 is set to 10
When V and the drain voltage VD are applied to 10 V, a drain current IDS flows in the channel region of the photoelectric conversion semiconductor layer 14. At this time, Si—Si in the intrinsic amorphous silicon crystal is bonded by a pair of electrons, and the electrons are easily separated from the bond by thermal energy or the like to become free electrons. Holes where the free electrons escape are holes.

【0011】次いで、上部ゲート電極18a、18b、
18cを0Vから−20Vにすると、このとき形成され
た電界により、光電変換半導体層14a、14b、14
cの上部ゲート電極18a、18b、18c側に正孔の
領域(空乏層)が広がる。このため、ソース、ドレイン
間に流れる電子の領域が小さくなる。このとき、上部ゲ
ート電極18a、18b、18c側から光が照射される
と、光電変換半導体層14a、14b、14cの上部ゲ
ート電極18a、18b、18c側のSi−Si結合が
励起され、電子−正孔対が形成される。ここで、電子
は、すぐに流れてしまう(ドレイン電流としては影響が
ない)。このとき、上部ゲート電極18a、18b、1
8cに−20Vが印加されているが、この電圧で保持で
きる正孔の量は制限される(変わらない)。つまり、す
でに形成された空乏層を十分保持できなくなる。このた
め、ソース・ドレイン間に流れる電流(ドレイン電流I
DS)はカラーフィルタ20を介して入射される光の光量
に応じて変化し、これを検出する。そして、上部ゲート
電流18を0Vに戻すと、保持していた正孔領域が消滅
され、リフレッシュされる。
Next, the upper gate electrodes 18a, 18b,
When 18c is changed from 0V to −20V, the electric field formed at this time causes the photoelectric conversion semiconductor layers 14a, 14b, 14
The hole region (depletion layer) spreads to the upper gate electrodes 18a, 18b, 18c side of c. For this reason, the region of electrons flowing between the source and the drain is reduced. At this time, when light is irradiated from the upper gate electrodes 18a, 18b, and 18c, Si-Si bonds on the upper gate electrodes 18a, 18b, and 18c of the photoelectric conversion semiconductor layers 14a, 14b, and 14c are excited, and electrons are emitted. Hole pairs are formed. Here, the electrons flow immediately (there is no effect as the drain current). At this time, the upper gate electrodes 18a, 18b, 1
Although -20 V is applied to 8c, the amount of holes that can be held at this voltage is limited (does not change). That is, the already formed depletion layer cannot be sufficiently maintained. Therefore, the current flowing between the source and the drain (the drain current I
DS) changes according to the amount of light incident through the color filter 20, and detects this. Then, when the upper gate current 18 is returned to 0 V, the held hole region is extinguished and refreshed.

【0012】図7に示すように、カラーフィルタ20の
透過する波長領域は、各フィルタ部により異なってお
り、全体的な透過量は、Rフィルタ部20a、Bフィル
タ部20c、Gフィルタ部20bの順に大きくなってい
る。これに対し図8に示すように、カラーフィルタなし
でのフォトセンサ部19a、19b、19cの光を受光
する領域の単位面積当たりの光感度特性は、約550n
mをピークとしている。このため、R、Bに比べGの波
長領域を最も敏感にセンスすることができる。すなわち
これらの相関関係により、カラーフイルタ20を透過し
た光を受光する領域の単位面積当たりの光感度特性は
R、G、Bの順に敏感になる。このためチャネル幅を一
定にしてRフィルタ部20a、Gフィルタ部20b、B
フィルタ部20cに対応するフォトセンサ部19a、1
9b、19cのチャネル長CL1、CL2、CL3は、
CL1が1番長く、CL3が1番短くなるように設定さ
れ、上部ゲート電極18a、18b、18cは、チャネ
ル長CL1、CL2、CL3に応じた形状になってい
る。なお、光電変換半導体層も14a、14b、14c
の順にチャネル長方向に大きく設定されている。
As shown in FIG. 7, the wavelength region transmitted by the color filter 20 is different for each filter unit, and the overall transmission amount is determined by the R filter unit 20a, the B filter unit 20c, and the G filter unit 20b. It is increasing in order. On the other hand, as shown in FIG. 8, the light sensitivity characteristics per unit area of the light receiving regions of the photosensor portions 19a, 19b, and 19c without the color filters are about 550n.
m is the peak. Therefore, the G wavelength region can be sensed most sensitively as compared with R and B. That is, due to these correlations, the light sensitivity characteristics per unit area of the region that receives the light transmitted through the color filter 20 become more sensitive in the order of R, G, and B. Therefore, the R filter unit 20a, the G filter unit 20b, and the B
The photo sensor sections 19a, 1 corresponding to the filter section 20c
The channel lengths CL1, CL2, CL3 of 9b, 19c are
CL1 is set to be the longest and CL3 is set to be the shortest, and the upper gate electrodes 18a, 18b, and 18c are shaped according to the channel lengths CL1, CL2, and CL3. Note that the photoelectric conversion semiconductor layers are also 14a, 14b, and 14c.
In the order of channel length.

【0013】Rフィルタ部20aに対応する光電変換半
導体層14aがRフィルタ部20aを透過した光を受光
する領域の単位面積当たりの光感度特性は最も敏感であ
るが、チャネル長CL1が1番長く、また光の入射によ
り電子−正孔対が励起される領域が小さいため、ドレイ
ン電流IDSが相対的に流れにくくなっている。また、B
フィルタ部20cに対応する光電変換半導体層14cが
Bフィルタ部20cを透過した光を受光する領域の単位
面積当たりの光感度特性は最も鈍いが、チャネル長CL
3が1番短く、また光の入射により電子−正孔対が励起
される領域が大きいため、ドレイン電流IDSが相対的に
流れやすくなっている。Gフィルタ部20bに対応する
光電変換半導体層14bがGフィルタ部20bを透過し
た光を受光する領域の単位面積当たりの光感度特性は光
電変換半導体層14aの特性と光電変換半導体層14c
の特性との中間であるが、チャネル長CL2の長さがC
L1とCL3との中間であり、光の入射により電子−正
孔対が励起される領域の大きさが光電変換半導体層14
aの領域と14cの領域との中間であるため、光電変換
半導体層14bのドレイン電流IDSが相対的にRフィル
タ部20aに対応する光電変換半導体層14aのドレイ
ン電流IDSとBフィルタ部20cに対応する光電変換半
導体層14cのドレイン電流IDSとの中間になってい
る。このように本実施例では、カラーフィルタ20の光
透過特性及びフォトセンサ部の光感度特性に応じてチャ
ネル長、チャネル領域及びゲート電極を設定しているの
で、R、G、Bの相対光波長感度特性(相対分光特性)
の違いによるセンサON電流のばらつきを、ソースS、
ドレインDや光電変換半導体層14、ゲート電極の加工
寸法をフォトリソグラフィー工程において設定を変える
だけで、低く抑えることができる。このため、センサの
入力電流、電圧を色によって使い分ける必要がないた
め、駆動回路等を共有化でき、別途駆動回路を設けるこ
とがないので不要なTAB付けの手間などを省略でき装
置を小型化できる利点がある。
The light sensitivity characteristic per unit area of the region where the photoelectric conversion semiconductor layer 14a corresponding to the R filter section 20a receives light transmitted through the R filter section 20a is the most sensitive, but the channel length CL1 is the longest. Since the region where the electron-hole pairs are excited by the incidence of light is small, the drain current IDS is relatively hard to flow. Also, B
The light sensitivity characteristic per unit area of the region where the photoelectric conversion semiconductor layer 14c corresponding to the filter unit 20c receives light transmitted through the B filter unit 20c is the weakest, but the channel length CL
3 is the shortest, and the region where the electron-hole pairs are excited by the incidence of light is large, so that the drain current IDS flows relatively easily. The light sensitivity characteristics per unit area of the region where the photoelectric conversion semiconductor layer 14b corresponding to the G filter portion 20b receives the light transmitted through the G filter portion 20b are determined by the characteristics of the photoelectric conversion semiconductor layer 14a and the photoelectric conversion semiconductor layer 14c.
And the length of the channel length CL2 is C
The size of the region which is intermediate between L1 and CL3 and in which the electron-hole pair is excited by the incidence of light is the photoelectric conversion semiconductor layer 14.
Since the drain current IDS of the photoelectric conversion semiconductor layer 14b is relatively between the region a and the region 14c, the drain current IDS of the photoelectric conversion semiconductor layer 14b relatively corresponds to the drain current IDS of the photoelectric conversion semiconductor layer 14a and the B filter portion 20c. And the drain current IDS of the photoelectric conversion semiconductor layer 14c. As described above, in the present embodiment, the channel length, the channel region, and the gate electrode are set according to the light transmission characteristics of the color filter 20 and the light sensitivity characteristics of the photosensor unit. Sensitivity characteristics (relative spectral characteristics)
The variation of the sensor ON current due to the difference
The processing dimensions of the drain D, the photoelectric conversion semiconductor layer 14, and the gate electrode can be kept low only by changing the setting in the photolithography process. For this reason, it is not necessary to use the input current and voltage of the sensor properly depending on the color, so that the drive circuit and the like can be shared, and there is no need to provide a separate drive circuit. There are advantages.

【0014】(実施例2)実施例1では、各色毎のカラ
ーフィルタ部20a、20b、20cに応じてフォトセ
ンサ部19a、19b、19cのチャネル長をCL1、
CL2、CL3と変えてセンサON電流を補償したが、
実施例2では、各色毎のカラーフィルタ部20a、20
b、20cに応じてチャネル幅を変えることにより、セ
ンサON電流を補償する。図3は、本実施例の要部を示
す断面図である。本実施例では実施例1と同様、上部及
び下部ゲート電極がそれぞれゲート絶縁膜を介してa−
Si:Hでなる光電変換半導体層を挾むように配置され
ている。そして、これらフォトセンサ部に対応するよう
にRフィルタ部、Gフィルタ部、Bフィルタ部が配置さ
れている。ここで、各フォトセンサ部は、図3に示すよ
うにチャネル長を一定にしてRフィルタ部、Gフィルタ
部、Bフィルタ部に対応するフォトセンサ部のチャネル
幅CW1、CW2、CW3は、CW1が1番短く、CW
3が1番長くなるように設定されている。なお、光電変
換半導体層も14a、14b、14cの順にチャネル幅
方向に大きく設定されている。
(Embodiment 2) In Embodiment 1, the channel lengths of the photosensor sections 19a, 19b, and 19c are set to CL1 and CL1 in accordance with the color filter sections 20a, 20b, and 20c for each color.
The sensor ON current was compensated for instead of CL2 and CL3.
In the second embodiment, the color filter units 20a and 20
By changing the channel width according to b and 20c, the sensor ON current is compensated. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a main part of the present embodiment. In this embodiment, as in the first embodiment, the upper and lower gate electrodes are a-
The photoelectric conversion semiconductor layer made of Si: H is arranged so as to sandwich the photoelectric conversion semiconductor layer. Then, an R filter unit, a G filter unit, and a B filter unit are arranged so as to correspond to these photosensor units. Here, as shown in FIG. 3, the channel widths CW1, CW2, and CW3 of the photosensor units corresponding to the R filter unit, the G filter unit, and the B filter unit are set to CW1. Shortest, CW
3 is set to be the longest. Note that the photoelectric conversion semiconductor layers are also set to be larger in the channel width direction in the order of 14a, 14b, and 14c.

【0015】Rフィルタ部20aに対応する光電変換半
導体層34aがRフィルタ部20aを透過した光を受光
する領域の単位面積当たりの光感度特性は最も敏感であ
るが、チャネル幅CW1が1番短く、ドレイン電流IDS
が相対的に流れにくくなっている。また、Bフィルタ部
20cに対応する光電変換半導体層14cがBフィルタ
部20cを透過した光を受光する領域の単位面積当たり
の光感度特性は最も鈍いが、チャネル幅CW3が1番長
いため、ドレイン電流IDSが相対的に流れやすくなって
いる。Gフィルタ部20bに対応する光電変換半導体層
14bがGフィルタ部20bを透過した光を受光する領
域の単位面積当たりの光感度特性は光電変換半導体層1
4aの特性と光電変換半導体層14cの特性との中間で
あるが、チャネル幅CW2の長さがCW1とCW3との
中間であるため、光電変換半導体層14bのドレイン電
流IDSが相対的にRフィルタ部20aに対応する光電変
換半導体層14aのドレイン電流IDSとBフィルタ部2
0cに対応する光電変換半導体層14cのドレイン電流
IDSとの中間になっている。
The light sensitivity characteristic per unit area of the region where the photoelectric conversion semiconductor layer 34a corresponding to the R filter portion 20a receives the light transmitted through the R filter portion 20a is the most sensitive, but the channel width CW1 is the shortest. , Drain current IDS
Are relatively difficult to flow. In addition, although the photoelectric sensitivity characteristics per unit area of the region where the photoelectric conversion semiconductor layer 14c corresponding to the B filter unit 20c receives light transmitted through the B filter unit 20c is the weakest, the drain width is the largest because the channel width CW3 is the longest. The current IDS is relatively easy to flow. The light sensitivity characteristic per unit area of the region where the photoelectric conversion semiconductor layer 14b corresponding to the G filter unit 20b receives light transmitted through the G filter unit 20b is as follows.
4A and the characteristic of the photoelectric conversion semiconductor layer 14c, but since the length of the channel width CW2 is intermediate between CW1 and CW3, the drain current IDS of the photoelectric conversion semiconductor layer 14b is relatively smaller than that of the R filter. Drain current IDS of the photoelectric conversion semiconductor layer 14a corresponding to the portion 20a and the B filter portion 2
It is intermediate with the drain current IDS of the photoelectric conversion semiconductor layer 14c corresponding to 0c.

【0016】したがって、各色のカラーフィルタに対応
するフォトセンサ部は、カラーフィルタの光透過特性に
応じてチャネル幅やチャネル領域を設定しているので等
しい光量の光がカラーフィルタの上方から出射されれば
同程度のドレイン電流IDSを流せるので、電圧発生回路
を共有化でき、装置を小型化できる。
Accordingly, the photosensors corresponding to the color filters of the respective colors set the channel width and the channel region in accordance with the light transmission characteristics of the color filters, so that the same amount of light is emitted from above the color filters. If the same drain current IDS can flow, the voltage generation circuit can be shared and the device can be downsized.

【0017】(実施例3)本実施例は、光電変換装置と
してのCCDイメ−ジセンサに本発明を適用した例であ
る。図4は、本実施例の要部を示す断面図である。本実
施例のCCDイメ−ジセンサは、N型のシリコン基板2
1の画素形成領域に第1Pウェル22を形成し、この第
1Pウェル22に、画素毎に受光部23と、これらの受
光部23に蓄積された電荷を転送する電荷転送部24と
が形成されている。また、上記実施例1と同様に、各受
光部23のそれぞれには、Rフィルタ部20a、Gフィ
ルタ部20b、Bフィルタ部20cのいずれかが対応す
るようにカラーフィルタ20が対向配置されている。
(Embodiment 3) This embodiment is an example in which the present invention is applied to a CCD image sensor as a photoelectric conversion device. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a main part of the present embodiment. The CCD image sensor of this embodiment is an N-type silicon substrate 2
A first P well 22 is formed in one pixel formation region, and a light receiving unit 23 and a charge transfer unit 24 for transferring charges accumulated in these light receiving units 23 are formed in the first P well 22 for each pixel. ing. Further, similarly to the first embodiment, the color filters 20 are opposed to each of the light receiving units 23 such that any one of the R filter unit 20a, the G filter unit 20b, and the B filter unit 20c corresponds to each other. .

【0018】なお、受光部23は、第1Pウェル22の
表面側よりP+層25、N+層26が接合して形成され、
フォトダイオードを構成している。また、電荷転送部2
4は、受光部23のP+層25、N+層26に隣接する領
域にチャネルストップ層27を有し、このチャネルスト
ップ層27に隣接する領域に表面側よりN層28と第2
Pウェル29とが上下に接合して形成され、さらに表面
に形成されたシリコン窒化膜30を介して転送ゲート電
極31が形成されてなる。また、受光部23と電荷転送
部24の上には全面に透明な絶縁膜32が堆積されてい
る。そして、受光部23を除く部分にAl遮光膜33が
形成されている。
The light receiving section 23 is formed by joining a P + layer 25 and an N + layer 26 from the surface side of the first P well 22.
It constitutes a photodiode. The charge transfer unit 2
4 has a channel stop layer 27 in a region adjacent to the P + layer 25 and the N + layer 26 of the light receiving section 23, and a region adjacent to the channel stop layer 27 and the N layer 28 and the second
A P-well 29 is formed by vertically joining, and a transfer gate electrode 31 is formed via a silicon nitride film 30 formed on the surface. A transparent insulating film 32 is deposited on the entire surface of the light receiving unit 23 and the charge transfer unit 24. Then, an Al light-shielding film 33 is formed in a portion other than the light receiving portion 23.

【0019】上記した受光部23の形状は、図示しない
が平面でみると矩形状であり、すべての受光部23の平
面での辺の長さは、例えば縦辺が同一で、横辺が対応す
るフィルタ部の色によって異なるように設定されてい
る。すなわち、本実施例においては、シリコン基板に形
成されたフォトダイオードの相対光波長感度特性に従っ
て、相対感度の小さいBフィルタ部20cを透過する光
を受光する受光部23の横辺の長さ(横幅)L3を長く
し、受光部23の面積を大きくしている。また、相対感
度の大きいRフィルタ部20aを透過する光を受光する
受光部23の横辺の長さL1を短く設定して、受光部2
3の面積を小さくしている。また、RとBとの中間の感
度のGフィルタ部20bを透過する光を受光する受光部
23の横辺の長さL2は、L1とL3との中間の長さに
設定し、受光部23の面積を前2者の中間の大きさにし
ている。
Although not shown, the shape of the light receiving portion 23 is rectangular when viewed in a plane, and the length of the side of all the light receiving portions 23 in the plane is, for example, the same for the vertical side and the horizontal side corresponds to the length. It is set differently depending on the color of the filter unit to be used. That is, in the present embodiment, the length (width) of the lateral side of the light receiving unit 23 that receives the light transmitted through the B filter unit 20c having a small relative sensitivity according to the relative light wavelength sensitivity characteristic of the photodiode formed on the silicon substrate. 3.) L3 is lengthened, and the area of the light receiving section 23 is increased. Further, the length L1 of the lateral side of the light receiving unit 23 that receives light transmitted through the R filter unit 20a having a high relative sensitivity is set to be short, and the light receiving unit 2
3 is made smaller. Further, the length L2 of the lateral side of the light receiving unit 23 that receives light transmitted through the G filter unit 20b having a sensitivity intermediate between R and B is set to an intermediate length between L1 and L3. Is set to an intermediate size between the former two.

【0020】このような構成としたことにより、本実施
例では異なる色のフィルタ部と対応する受光部23での
色感度のばらつきを抑制することができる。また、本実
施例では、このような受光部23での色感度のばらつき
を抑制するのに、Al遮光膜33の加工パターンを変え
るだけでよい。
With this configuration, in the present embodiment, it is possible to suppress the variation in the color sensitivity between the light receiving unit 23 and the filter unit of a different color. Further, in this embodiment, in order to suppress such variation in color sensitivity in the light receiving unit 23, it is only necessary to change the processing pattern of the Al light-shielding film 33.

【0021】以上、実施例1乃至実施例3について説明
したが、本発明はこれら限定されるものではなく、構成
の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。例え
ば、上記実施例1は、本発明をダブルゲート構造のMO
S型フォトセンサに適用したが、ゲート電極が単一の所
謂シングルゲート構造のMOS型フォトセンサに本発明
を適用しても勿論よい。
Although the first to third embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various design changes accompanying the gist of the configuration are possible. For example, in the first embodiment, the present invention relates to an MO having a double gate structure.
Although the present invention has been applied to the S-type photosensor, the present invention may be applied to a MOS-type photosensor having a so-called single gate structure having a single gate electrode.

【0022】また、上記実施例1では、チャネル幅を一
定にしてチャネル長を異なるようにし、実施例2ではチ
ャネル長を一定にしてチャネル幅を異なるようにしta
ga受光部の相対光波長感度特性に従って、フィルタ部
を透過した光の受光感度の小さい順に(チャネル幅)/
(チャネル長)の値を大きくするようにチャネル幅とチ
ャネル長との両方を設定してもよい。
Further, in the first embodiment, the channel width is made constant to make the channel length different, and in the second embodiment, the channel length is made constant and the channel width is made different, so that ta
ga In accordance with the relative light wavelength sensitivity characteristic of the light receiving section, the order of the light receiving sensitivity of light transmitted through the filter section is ascending (channel width) /
Both the channel width and the channel length may be set so as to increase the value of (channel length).

【0023】さらに、上記実施例3では、受光部23の
横辺の長さ(横幅)を受光部間で異なるように設定した
が、縦辺の長さを変えてもよい。またさらに、上記実施
例1乃至実施例3では、用いたカラーフィルタと受光部
の分光特性が図8に示すような場合に適用したが、他の
特性を示すカラーフィルタや受光部では、(チャネル
幅)/(チャネル長)の値や、受光面積の値の設定は適
宜変更が必要である。
Further, in the third embodiment, the length (width) of the horizontal side of the light receiving section 23 is set to be different between the light receiving sections. However, the length of the vertical side may be changed. Further, in the above-described first to third embodiments, the present invention is applied to the case where the spectral characteristics of the used color filter and the light receiving unit are as shown in FIG. The setting of the value of (width) / (channel length) and the value of the light receiving area need to be appropriately changed.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1〜4記載の発明によれば、カラーフィルタの各色の分
光特性の違いによるセンサON電流のばらつきを、ソー
ス、ドレインの加工パターンを変えるだけで容易に抑え
ることができる。また、請求項5記載の発明によれば、
受光部間の色感度のばらつきを遮光膜の加工パターンを
変えるだけで容易に抑える効果を奏する。このため、従
来のように、センサの入力電流、電圧などをフィルタの
色によって使い分ける必要がなくなり、また駆動回路の
コスト低減、不要なTAB付けなどの削減を可能にする
効果を有する。
As is apparent from the above description, according to the first to fourth aspects of the present invention, the variation of the sensor ON current due to the difference in the spectral characteristics of each color of the color filter can be reduced by processing the source and drain patterns. It can be easily suppressed by simply changing it. According to the fifth aspect of the present invention,
The effect of easily suppressing the variation in the color sensitivity between the light receiving sections by simply changing the processing pattern of the light shielding film is obtained. Therefore, unlike the related art, it is not necessary to properly use the input current, voltage, and the like of the sensor depending on the color of the filter. In addition, there is an effect that the cost of the driving circuit can be reduced and unnecessary TAB can be reduced.

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

【図1】本発明の実施例1の要部断面図。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の平面説明図。FIG. 2 is an explanatory plan view of Embodiment 1 of the present invention.

【図3】本発明の実施例2の要部断面図。FIG. 3 is a sectional view of a main part of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例3の要部断面図。FIG. 4 is a sectional view of a main part of a third embodiment of the present invention.

【図5】従来の光電変換装置の要部断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a conventional photoelectric conversion device.

【図6】従来の光電変換装置の平面説明図。FIG. 6 is an explanatory plan view of a conventional photoelectric conversion device.

【図7】カラーフィルタの波長と透過率の関係を示すグ
ラフ。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a wavelength and a transmittance of a color filter.

【図8】光電変換層にアモルファスシリコンを用いた受
光部の相対感度と波長との関係を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between relative sensitivity and wavelength of a light receiving unit using amorphous silicon for a photoelectric conversion layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S ソース D ドレイン 14a、14b、14c 光電変換半導体層 18a、18b、18c 上部ゲート電極 19a、19b、19c フォトセンサ 20 カラーフィルタ 20a Rフィルタ部 20b Gフィルタ部 20c Bフィルタ部 23 受光部 33 Al遮光膜 S source D drain 14a, 14b, 14c Photoelectric conversion semiconductor layer 18a, 18b, 18c Upper gate electrode 19a, 19b, 19c Photosensor 20 Color filter 20a R filter unit 20b G filter unit 20c B filter unit 23 Light receiving unit 33 Al light shielding film

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−289087(JP,A) 特開 昭62−42690(JP,A) 特開 昭62−78876(JP,A) 特開 平6−216359(JP,A) 特開 平6−296036(JP,A) 特開 平6−133224(JP,A) 特開 昭63−226061(JP,A) 特開 平6−204550(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/146 H01L 27/14 H01L 27/148 H01L 31/10 Continuation of the front page (56) References JP-A-62-289087 (JP, A) JP-A-62-242690 (JP, A) JP-A-62-278876 (JP, A) JP-A-6-216359 (JP) JP-A-6-296036 (JP, A) JP-A-6-133224 (JP, A) JP-A-63-226061 (JP, A) JP-A-6-204550 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/146 H01L 27/14 H01L 27/148 H01L 31/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 薄膜半導体層に形成したMOSトランジ
スタのチャネル形成領域を受光部となし、このMOSト
ランジスタが複数配設され、これらの受光部に複数色の
フィルタ部を有するカラーフィルタが対向して、配置さ
れた光電変換装置において、前記受光部は、前記複数のフィルタ部の各々の相対光波
長透過特性に従って前記複数のフィルタ部をそれぞれ所
定の透過率で透過した光に対する相対光波長感度特性に
基づいた単位面積当たりの受光感度が小さい順に前記チ
ャネル形成領域の (チャネル幅)/(チャネル長)の値
を大きくしたことを特徴とする光電変換装置。
1. A MOS transistor formed in a thin film semiconductor layer has a channel forming region as a light receiving portion. A plurality of MOS transistors are provided, and a color filter having a filter portion of a plurality of colors faces the light receiving portion. In the photoelectric conversion device arranged, the light receiving unit is configured to output relative light waves of each of the plurality of filter units.
Each of the plurality of filter sections is provided according to the long transmission characteristic.
Relative light wavelength sensitivity to light transmitted at a constant transmittance
Based on the light receiving sensitivity per unit area based on
A photoelectric conversion device characterized in that the value of (channel width) / (channel length) in the channel formation region is increased.
【請求項2】 前記MOSトランジスタは前記チャネル
形成領域を挟んでその上下側にそれぞれゲート絶縁膜を
介してゲート電極を有することを特徴とする請求項1記
載の光電変換装置。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the MOS transistor has a gate electrode on the upper and lower sides of the channel formation region with a gate insulating film interposed therebetween.
【請求項3】 前記薄膜半導体層はアモルファスシリコ
ン膜であることを特徴とする請求項1または2記載の光
電変換装置。
3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the thin film semiconductor layer is an amorphous silicon film.
【請求項4】 前記カラーフィルタは、R(レッド)、
G(グリーン)、B(ブルー)のフィルタ部を有し、B
のフィルタ部と対応する受光部、Gのフィルタ部と対応
する受光部、Rのフィルタ部と対応する受光部の順で
(チャネル幅)/(チャネル長)の値を大きくしたこと
を特徴とする請求項1または2記載の光電変換装置。
4. The color filter comprises R (red),
It has G (green) and B (blue) filter sections.
The value of (channel width) / (channel length) is increased in the order of the light receiving section corresponding to the filter section of No., the light receiving section corresponding to the G filter section, and the light receiving section corresponding to the R filter section. The photoelectric conversion device according to claim 1.
【請求項5】 光電変換半導体層を挟んでソース電極と
ドレイン電極が所定の間隔をおいて相対向して配され、
該光電変換半導体層を挟んでその上下両側にそれぞれ絶
縁膜を介して該光電変換半導体層と相対向する第1ゲー
ト電極及び第2ゲート電極が配されるフォトセンサ部を
複数備える光電変換装置であって、前記フォトセンサ部上にはカラーフィルタ部が設けら
れ、前記フォトセンサ部は、前記カラーフィルタ部の各
々の相対光波長透過特性に従って前記カラーフィルタ部
をそれぞれ所定の透過率で透過した光に対する相対光波
長感度特性に基づいた単位面積当たりの受光感度が小さ
い順に前記光電変換半導体層の (チャネル幅)/(チャ
ネル長)の値を大きくしたことを特徴とする光電変換装
置。
5. A source electrode and a drain electrode are disposed opposite to each other with a predetermined interval with a photoelectric conversion semiconductor layer interposed therebetween.
A photoelectric conversion device comprising a plurality of photosensor portions on which first and second gate electrodes opposed to the photoelectric conversion semiconductor layer are disposed on upper and lower sides of the photoelectric conversion semiconductor layer via insulating films, respectively. And a color filter section is provided on the photosensor section.
The photo sensor unit is provided with each of the color filter units.
The color filter section according to various relative light wavelength transmission characteristics.
Is a relative light wave with respect to the light transmitted at a predetermined transmittance.
Low light sensitivity per unit area based on long sensitivity characteristics
A photoelectric conversion device wherein the value of (channel width) / (channel length) of the photoelectric conversion semiconductor layer is increased in the following order.
【請求項6】 前記複数のフォトセンサ部に対応して、
透過する波長領域が異なる複数のフィルタ部が設けられ
ることを特徴とする請求項記載の光電変換装置。
6. In correspondence with the plurality of photo sensor units,
The photoelectric conversion device according to claim 5 , wherein a plurality of filter units having different wavelength regions to be transmitted are provided.
【請求項7】 前記光電変換半導体層の各色の波長域に
よる感度は、所定波長における対応する前記フィルタ部
の透過率とこの所定波長における光電変換半導体層の相
対感度との積の各色の波長域分の総和に比例しているこ
とを特徴とする請求項記載の光電変換装置。
7. The sensitivity of the photoelectric conversion semiconductor layer according to the wavelength range of each color is defined by the product of the transmittance of the corresponding filter unit at a predetermined wavelength and the relative sensitivity of the photoelectric conversion semiconductor layer at the predetermined wavelength. The photoelectric conversion device according to claim 6 , wherein the photoelectric conversion device is proportional to the sum of the minutes.
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