JPH08213584A

JPH08213584A - 光電変換装置

Info

Publication number: JPH08213584A
Application number: JP7042620A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Otani; 智彦大谷
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1995-02-08
Publication date: 1996-08-20
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JP3289535B2

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｒ、Ｇ、Ｂの分光特性の違いによるセンサＯ
Ｎ電流のばらつきを抑えた光電変換装置を提供する。【構成】ガラス基板１１上に、下部ゲート電極１３と
上部ゲート電極１８ａ、１８ｂ、１８ｃとに絶縁膜を介
して光電変換半導体層１４ａ、１４ｂ、１４ｃが挟まれ
てなるフォトセンサ部１９ａ、１９ｂ、１９ｃを複数形
成し、フォトセンサ部１９のソースＳ、ドレインＤ間の
距離（チャネル長）を、対応するフィルタ部がＲ、Ｇ、
Ｂの順に長くする。これにより、フォトセンサ部１９に
おける分光特性の違いによるセンサＯＮ電流のばらつき
を抑制することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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、前記
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両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５記載の発明は、半導体基体に、光電
変換で生じた電荷を蓄積する複数の受光部と、前記受光
部に蓄積された電荷を転送する電荷転送部とが形成さ
れ、前記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、かつそれぞれの受光部に所定色のフィ
ルタ部が対応するように配置された光電変換装置におい
て、前記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、前記フィルタ部を透
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、その受光面積を大きくしたことを特徴としてい
る。

【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。

【０００７】請求項５記載の発明においては、前記フィ
ルタ部の相対光波長透過特性に従って、前記透過量が小
さいフィルタ部に対応する受光部の順に、その受光面積
を大きくしたことにより、感度の悪い色を受光する受光
部の面積を大きして感度の向上を図ることができる。一
方、感度の良い色を受光する受光部の面積を小さくする
ため、感度の悪い色を受光する受光部との感度の差を小
さくする作用がある。このため、受光部間での色感度の
ばらつきを抑制する作用がある。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の要部断面図。

【図２】本発明の実施例１の平面説明図。

【図３】本発明の実施例２の要部断面図。

【図４】本発明の実施例３の要部断面図。

【図５】従来の光電変換装置の要部断面図。

【図６】従来の光電変換装置の平面説明図。

【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。

【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。

【符号の説明】

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２０ａＲフィルタ部２０ｂＧフィルタ部２０ｃＢフィルタ部２３受光部３３Ａｌ遮光膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記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
を特徴とする光電変換装置。
【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両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。
【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。
【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。
【請求項５】半導体基体に、光電変換で生じた電荷を
蓄積する複数の受光部と、前記受光部に蓄積された電荷
を転送する電荷転送部とが形成され、前記受光部に複数
色のフィルタ部を有するカラーフィルタが対向し、かつ
それぞれの受光部に所定色のフィルタ部が対応するよう
に配置された光電変換装置において、前記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、前記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、その受光面積を大きくしたことを特徴とする光電変
換装置。