JPH02140974A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野　］ 本発明は、ファクシミリ、スキャナー等の画像の読み取
りに用いられる固体撮像装置に関する。

［従来の技術　］ 蓄積モードにより信号読みだしを行う固体撮像装置では
、第１図に示すような回路により、各光電変換素子１１
１で発生した光電流による信号電荷を一旦光電変換素子
の寄生容量■２の放電量として蓄積して、アナログスイ
ッチ１１４の選択時に信号読みだし配線１０１もしくは
１０Ｈに流れる充電電流として信号の読みだしを行って
いる。この様な動作を行う場合には、光電変換素子の寄
生容ｆｉ１１２に充電される電荷以上の信号電荷を蓄積
することはできず、これが出力することのできる最大の
信号電荷量つまり飽和出力を決定する。固体撮像装置の
高解像度化を図るために光電変換素子を微細化した場合
にはこの光電変換素子の寄生容量も小さくなり、それに
伴い蓄積することの可能な信号電荷の量も減少する。こ
のため各光電変換素子の飽和出力が小さくなり、撮像装
置のダイナミックレンジの低下を招いてしまう。これを
防ぐために各光電変換素子には並列に付加容量！１３を
設けられ、これにより蓄積することのできる電荷の量を
増やして飽和出力の低下を防いでいる。

［発明が解決しようどする課題　］ 各先光電変換素子に異なる色のフィルターを形成してカ
ラー読み取りを行おうとする場合に各フィルターの分光
特性や透過率等が異なるために各光電変換素子に要求さ
れるダイナミックレンジが異なってくる。特にフィルタ
ーを設けない光電変換素子とフィルターを殺けた光電変
換素子とを組み合わせたり、原色系のフィルターと補色
系のフィルターを組み合わせて用いて、信号間の演算に
より各原色の信号の分解を行う場合等には光電変換素子
により２倍以上も要求されるダイナミックレンジが異な
るものとなる。この様な場合に必要とされる最大のダイ
ナミックレンジが確保できるように各光電変換素子に対
して同じ大きさの付加容量を設けることはパターン上非
常に効率が悪い。

容量をつくり込むためのパターンは他の素子を形成する
場合に比べ大きな面積を必要とするため、要求されるダ
イナミックレンジが小さな光電変換素子に対して大きな
付加容量をつけることは無意味な素子部の面積の増大を
招き、−枚の基板上に作製することのできる固体撮像装
置の数の減少及び歩留りの低下の原因となり望ましくな
い。

そこで本発明はこの様な問題点を解決するためのもので
、素子部の面積の増大を招くことなく十分なダイナミッ
クレンジを持つ固体撮像装置を実現することにある。

［課題を解決するための手段　］ 以上述べたような課題を解決するため、本発明の固体撮
像装置は光電変換素子により異なる大きさの付加容量を
設けたことを特徴とする。

［実施例　］ 第２図（ａ）は本発明の実施例を示すパターン図である
。同図に於て光電変換素子２１２．２２２．２３２には
それぞれ異なる大きさの付加容量２１３．２２３．２３
３を設けである。

第２図（ｂ）及び（Ｃ）は第２図のＡ及びＢに於ける断
面図である。同図に於て光電変換素子２１２は金属配線
層第一層２４５による下部電極、光導電Ｊｌｉ２４６、
透明導電層２４７による上部電極より形成され、素子面
側より光が入射する形式のものである。

付加容ｆｆ１２１３は薄膜トランジスタのゲート配線層
２４３、層間絶縁ｊ！Ｊ２４４及び金属配線層第２層に
ょ９形成されている。素子上には無機材料によるパッシ
ベーション層第−Ｍ２４９、パッシベーション層第三Ｍ
２５０及び有機材料によるパッシベーション層第二層の
三層のパッシベーション層が設けられその上にフィルタ
ー［２１５が形成されている第２図に於てフィルター２
１５をイエロー、２２５を無色（フィルター無し）、２
３５をグリーンのフィルターとし、それぞれの位置にあ
る光電変換素子からの信号をＹｅ、　Ｗ、　Ｇとする。

説明を簡単にするために各フィルターの特性が理想的な
ものであるとすると、原色系の各信号Ｒ；レッド、Ｇニ
ゲリーン、Ｂニブル−はこれらの信号間の演算によりＲ
＝Ｙｅ−Ｇ、Ｂ＝Ｗ−Ｙｅの様に求めることができる。

この様にしてＲ％Ｇ％Ｂの信号を求めようとする場合に
各信号の大きさが同程度であるとすれば、Ｗ＝Ｒ＋Ｇ＋
Ｂであるから信号Ｗの大きさは信号Ｇの大きさの３倍程
度となる。つまり無色のフィルター２２５の位置にある
光電変換素子２２２に必要とされる飽和出力はグリーン
のフィルター２３５の位置にある光電変換素子２３２に
必要とされる飽和出力の３倍程度となる。この様な場合
に各光電変換素子の飽和出力が光電変換素子２３２に必
要とされる大きさとなるように１寸前容量部を設計する
ことも可能であるが、各光電変換素子に設けられる付加
容量のパターンは２２３に示すように大きなものとなり
素子部の面積を増大させ好ましくない。

またグリーンのフィルターの位置にある光電変換素子は
常に飽和出力の１７３以下の出力でしか用いられること
はなく機能的に無駄である。このため各フィルターの特
性に応じて必要とされる飽和出力が帰られるように各光
電変換素子に設けられる付加容ｆｉ１２１３．２２３．
２３３を設定しており、付加容量部のパターンの面積を
最小に抑えている。

以上述べた例では無色（フィルター無し）、イエロー、
グリーンのフィルターを用いた場合を例に取って説明し
たが、他のフィルターの組合せにおいても有効であるこ
とは言うまでもない。また、光電変換素子の構造として
素子面側から光が入射する形式のものを用いて素子上に
フィルターを形成したものを説明したが、素子面上にフ
ィルター付きの基板を張り合わせた構造のもの、光電変
換素子を基板側から光が入射する形式のものとし基板と
光電変換素子との間にフィルターを形成した構造のもの
でも同様に有効である。更にはフィルターによらず別の
方法で光電変換素子の分光特性を変化させてカラー読み
取りを行う方式の固体撮像装置でも利用することは可能
である。

この様に低いコストでカラー読み取りを行うことのでき
る固体撮像装置が実現できるため、プリンターへのアド
オンの読み取りｇ置やワープロの入力用のハンディ−ス
キャナー、ファクシミリ等の特に低コストが要求される
応用分野に対しの利用を拡大することができた。

［発明の効果　］ 以上述べたように本発明により素子部の面積の増大を抑
えながら十分なダイナミックレンジを持つ固体撮像装置
を実現することが可能となった。

これにより、−枚の基板上に作製することのできる固体
撮像装置の数の増大及び作製する際の歩留りの向上を図
ることができ、製造コストを低下させることが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓄積モードにより読みだしを行う固体Ｆｉｉ（
’Ａ装置の回路図である。 第２図（ａ）は本発明の固体撮像装置の実施例を示すパ
ターン図、第２図（ｂ）及び（Ｃ）は第２図（ａ）に於
けるＡ及びＢに於ける断面図である。 １１１．２１１．２２Ｌ２３１　　・・・・・・・・・
　光電変換素子１１２　　・・・・・・・・・　光電変
換素子の寄生容量１１３．２１３，２２３．２３３　　
・・・・・・・・・　付加容量１１４．２１４．２２４
．２３４　　・・・・・・・・・　アナログスイッチ１
０１、１０２，２０１．２０２　　・・・・・・・・・
　信号読みだし配線１０３　　・・・・・・・・・　走
査回路以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　上柳雅誉　（他１名） 第１図 （ａ） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基板上に複数の光電変換素子を形成してなる固体撮
   像装置に於て光電変換素子により異なる大きさの付加容
   量を設けたことを特徴とする固体撮像装置。