JPH09210793A - カラーイメージセンサ - Google Patents
カラーイメージセンサInfo
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- JPH09210793A JPH09210793A JP1772796A JP1772796A JPH09210793A JP H09210793 A JPH09210793 A JP H09210793A JP 1772796 A JP1772796 A JP 1772796A JP 1772796 A JP1772796 A JP 1772796A JP H09210793 A JPH09210793 A JP H09210793A
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- Japan
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- light
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- junction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可視光と赤外光とを同時には、良好に検出で
きなかった。 【解決手段】 受光部は、Ｎ型半導体基板１の厚さ方向
に深さを相異させて二重拡散を形成し、浅い位置に形成
した第１のフォトダイオードＰＤ１で可視光（Ｒ、Ｂ、
Ｇ）を検出し、深い位置に形成した第２のフォトダイオ
ードで赤外光（ＩＲ）を検出する。この際、ＩＲと検出
波長が近いＲチャネル以外に形成された第２のフォトダ
イオードを利用してＩＲを検出することを特徴とする。
きなかった。 【解決手段】 受光部は、Ｎ型半導体基板１の厚さ方向
に深さを相異させて二重拡散を形成し、浅い位置に形成
した第１のフォトダイオードＰＤ１で可視光（Ｒ、Ｂ、
Ｇ）を検出し、深い位置に形成した第２のフォトダイオ
ードで赤外光（ＩＲ）を検出する。この際、ＩＲと検出
波長が近いＲチャネル以外に形成された第２のフォトダ
イオードを利用してＩＲを検出することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視と赤外とを読
み出すカラーイメージセンサに関する。
み出すカラーイメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）及び青色光
（Ｂ）の可視３色を検出するカラーイメージセンサは、
すでにカラーコピーやカラースキャナーなどに広く用い
られている。このカラーイメージセンサの受光部は、Ｐ
Ｎ接合で形成した多数のフォトダイオードをアレイ状に
配列させ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ラインごとに、オンチップフ
ィルタとしてのＲフィルタ９Ｒ、Ｇフィルタ９Ｇ及びＢ
フィルタ９Ｂを帯状に形成している（図１１）。
（Ｂ）の可視３色を検出するカラーイメージセンサは、
すでにカラーコピーやカラースキャナーなどに広く用い
られている。このカラーイメージセンサの受光部は、Ｐ
Ｎ接合で形成した多数のフォトダイオードをアレイ状に
配列させ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ラインごとに、オンチップフ
ィルタとしてのＲフィルタ９Ｒ、Ｇフィルタ９Ｇ及びＢ
フィルタ９Ｂを帯状に形成している（図１１）。
【０００３】図１０に、各オンチップフィルタの透過特
性を示す。８００ｎｍ以上は、Ｒ、Ｇ、Ｂともこのフィ
ルタを透過してしまうため、実際には、光源とセンサの
間に赤外カットフィルタを置き、光源の赤外成分をカッ
トしている。
性を示す。８００ｎｍ以上は、Ｒ、Ｇ、Ｂともこのフィ
ルタを透過してしまうため、実際には、光源とセンサの
間に赤外カットフィルタを置き、光源の赤外成分をカッ
トしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような構成で、従
来の可視３色に赤外を加えた合計４色のカラーイメージ
センサを構成し（特開平６−１４１１３８）、光源とし
て可視と赤外を発光させて、同時に読み出そうとした場
合、上述の可視オンチップフィルタは、赤外域も透過し
てしまうため、信号に可視の出力成分と赤外の出力成分
が混じってしまい、カラーセンサとして機能しなくなっ
てしまう。
来の可視３色に赤外を加えた合計４色のカラーイメージ
センサを構成し（特開平６−１４１１３８）、光源とし
て可視と赤外を発光させて、同時に読み出そうとした場
合、上述の可視オンチップフィルタは、赤外域も透過し
てしまうため、信号に可視の出力成分と赤外の出力成分
が混じってしまい、カラーセンサとして機能しなくなっ
てしまう。
【０００５】これを避けるため、可視のセンサに対して
赤外をカットするフィルタを、赤外のセンサに対して可
視カットフィルタをそれぞれ取り付ける方法も取られて
いるが、フィルタの構成が複雑になるという欠点があっ
た。
赤外をカットするフィルタを、赤外のセンサに対して可
視カットフィルタをそれぞれ取り付ける方法も取られて
いるが、フィルタの構成が複雑になるという欠点があっ
た。
【０００６】また、可視光源と赤外光源を切り替えなが
ら読み出す方式があるが、１ラインを読み込む際に２回
走査する必要があるため、読み出し時間が多くかかり高
速読み出しに適さない。また、光源用回路も切り替えが
必要となるため、回路構成が複雑になるという欠点があ
った。
ら読み出す方式があるが、１ラインを読み込む際に２回
走査する必要があるため、読み出し時間が多くかかり高
速読み出しに適さない。また、光源用回路も切り替えが
必要となるため、回路構成が複雑になるという欠点があ
った。
【０００７】そこで、本発明はこのような課題を解決す
べくなされたものであり、その目的は、可視と赤外を同
時に読み出すことができるカラーイメージセンサを実現
することにある。
べくなされたものであり、その目的は、可視と赤外を同
時に読み出すことができるカラーイメージセンサを実現
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に係る
カラーイメージセンサは、青色光を透過するＢフィルタ
を備えたＢフォトダイオードと、赤色光を透過するＲフ
ィルタを備えたＲフォトダイオードとを有するカラーイ
メージセンサであって、Ｂフォトダイオードは、第１導
電型半導体基板上に第２導電型拡散領域を形成した第１
のＰＮ接合部と、この第２導電型拡散領域内に第１導電
型拡散領域を形成した第２のＰＮ接合部とを有してお
り、第２のＰＮ接合部において青色光を検出すると共
に、第１のＰＮ接合部において赤外光を検出することを
特徴とする。
カラーイメージセンサは、青色光を透過するＢフィルタ
を備えたＢフォトダイオードと、赤色光を透過するＲフ
ィルタを備えたＲフォトダイオードとを有するカラーイ
メージセンサであって、Ｂフォトダイオードは、第１導
電型半導体基板上に第２導電型拡散領域を形成した第１
のＰＮ接合部と、この第２導電型拡散領域内に第１導電
型拡散領域を形成した第２のＰＮ接合部とを有してお
り、第２のＰＮ接合部において青色光を検出すると共
に、第１のＰＮ接合部において赤外光を検出することを
特徴とする。
【０００９】請求項２に係るカラーイメージセンサは、
緑色光を透過するＧフィルタを備えたＧフォトダイオー
ドと、赤色光を透過するＲフィルタを備えたＲフォトダ
イオードとを有するカラーイメージセンサであって、Ｇ
フォトダイオードは、第１導電型半導体基板上に第２導
電型拡散領域を形成した第１のＰＮ接合部と、この第２
導電型拡散領域内に第１導電型拡散領域を形成した第２
のＰＮ接合部とを有しており、第２のＰＮ接合部におい
て緑色光を検出すると共に、第１のＰＮ接合部において
赤外光を検出することを特徴とする。
緑色光を透過するＧフィルタを備えたＧフォトダイオー
ドと、赤色光を透過するＲフィルタを備えたＲフォトダ
イオードとを有するカラーイメージセンサであって、Ｇ
フォトダイオードは、第１導電型半導体基板上に第２導
電型拡散領域を形成した第１のＰＮ接合部と、この第２
導電型拡散領域内に第１導電型拡散領域を形成した第２
のＰＮ接合部とを有しており、第２のＰＮ接合部におい
て緑色光を検出すると共に、第１のＰＮ接合部において
赤外光を検出することを特徴とする。
【００１０】請求項３に係るカラーイメージセンサは、
青色光を透過するＢフィルタを備えたＢフォトダイオー
ドと、緑色光を透過するＧフィルタを備えたＧフォトダ
イオードとを有するカラーイメージセンサであって、Ｂ
フォトダイオード及びＧフォトダイオードのうち、いす
れか一方のフォトダイオードは、第１導電型半導体基板
上に第２導電型拡散領域を形成した第１のＰＮ接合部
と、この第２導電型拡散領域内に第１導電型拡散領域を
形成した第２のＰＮ接合部とを有しており、第２のＰＮ
接合部において該当する可視光を検出すると共に、第１
のＰＮ接合部において赤外光を検出することを特徴とす
る。
青色光を透過するＢフィルタを備えたＢフォトダイオー
ドと、緑色光を透過するＧフィルタを備えたＧフォトダ
イオードとを有するカラーイメージセンサであって、Ｂ
フォトダイオード及びＧフォトダイオードのうち、いす
れか一方のフォトダイオードは、第１導電型半導体基板
上に第２導電型拡散領域を形成した第１のＰＮ接合部
と、この第２導電型拡散領域内に第１導電型拡散領域を
形成した第２のＰＮ接合部とを有しており、第２のＰＮ
接合部において該当する可視光を検出すると共に、第１
のＰＮ接合部において赤外光を検出することを特徴とす
る。
【００１１】請求項４に係るカラーイメージセンサは、
青色光を透過するＢフィルタを備えたＢフォトダイオー
ドと、緑色光を透過するＧフィルタを備えたＧフォトダ
イオードと、赤色光を透過するＲフィルタを備えたＲフ
ォトダイオードとを有するカラーイメージセンサであっ
て、Ｂフォトダイオード及びＧフォトダイオードのう
ち、いずれか一方のフォトダイオードは、第１導電型半
導体基板上に第２導電型拡散領域を形成した第１のＰＮ
接合部と、この第２導電型拡散領域内に第１導電型拡散
領域を形成した第２のＰＮ接合部とを有しており、第２
のＰＮ接合部において該当する可視光を検出すると共
に、第１のＰＮ接合部において赤外光を検出することを
特徴とする。
青色光を透過するＢフィルタを備えたＢフォトダイオー
ドと、緑色光を透過するＧフィルタを備えたＧフォトダ
イオードと、赤色光を透過するＲフィルタを備えたＲフ
ォトダイオードとを有するカラーイメージセンサであっ
て、Ｂフォトダイオード及びＧフォトダイオードのう
ち、いずれか一方のフォトダイオードは、第１導電型半
導体基板上に第２導電型拡散領域を形成した第１のＰＮ
接合部と、この第２導電型拡散領域内に第１導電型拡散
領域を形成した第２のＰＮ接合部とを有しており、第２
のＰＮ接合部において該当する可視光を検出すると共
に、第１のＰＮ接合部において赤外光を検出することを
特徴とする。
【００１２】各請求項におけるカラーイメージセンサで
は、第１導電型半導体基板の表面から深い位置に第１の
ＰＮ接合部が形成され、浅い位置に第２のＰＮ接合部が
形成される。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの各種フィルタは、該当
する各波長の光の透過率が高い以外に、波長８００ｎｍ
以上の長波長光の透過率も高くなる特性を有しており、
各種フィルタにおける赤外光の透過率は高い。一方、光
の吸収係数は、波長に大きく依存する特性を有してお
り、Ｒ、Ｇ、Ｂなどの短波長光は光エネルギーが大きい
ため、第１導電型半導体基板の表面付近で吸収され、赤
外光などの長波長光は比較的深くまで達して吸収され
る。
は、第１導電型半導体基板の表面から深い位置に第１の
ＰＮ接合部が形成され、浅い位置に第２のＰＮ接合部が
形成される。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの各種フィルタは、該当
する各波長の光の透過率が高い以外に、波長８００ｎｍ
以上の長波長光の透過率も高くなる特性を有しており、
各種フィルタにおける赤外光の透過率は高い。一方、光
の吸収係数は、波長に大きく依存する特性を有してお
り、Ｒ、Ｇ、Ｂなどの短波長光は光エネルギーが大きい
ため、第１導電型半導体基板の表面付近で吸収され、赤
外光などの長波長光は比較的深くまで達して吸収され
る。
【００１３】このため、浅い部位に位置する第２のＰＮ
接合部では、可視光のいずれかの成分を検出し、より深
い部位に位置する第１のＰＮ接合部では赤外光を検出す
る。
接合部では、可視光のいずれかの成分を検出し、より深
い部位に位置する第１のＰＮ接合部では赤外光を検出す
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１５】図１、図２に、本実施形態にかかるカラー
イメージセンサの受光部の構造を示す。このカラーイメ
ージセンサの受光部は、ＰＮ接合で形成した多数のフォ
トダイオードをアレイ状に配列させ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ラ
インごとに、オンチップフィルタとしてのＲフィルタ９
Ｒ、Ｇフィルタ９Ｇ及びＢフィルタ９Ｂを帯状に形成し
ている。受光部を形成する各画素は、Ｎ型半導体基板１
上にＰ型拡散領域２を形成し、さらにこのＰ型拡散領域
２内にＮ型拡散領域３を形成した、二重拡散によって形
成している。すなわち、Ｎ型半導体基板１の厚さ方向に
深さを相異させて二重拡散を形成し、浅い位置に形成し
たＰＮ接合部によって可視光を検出する第１のフォトダ
イオードＰＤ１を形成し、深い位置に形成したＰＮ接合
部によって赤外光を検出する第２のフォトダイオードＰ
Ｄ２を形成している。
イメージセンサの受光部の構造を示す。このカラーイメ
ージセンサの受光部は、ＰＮ接合で形成した多数のフォ
トダイオードをアレイ状に配列させ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ラ
インごとに、オンチップフィルタとしてのＲフィルタ９
Ｒ、Ｇフィルタ９Ｇ及びＢフィルタ９Ｂを帯状に形成し
ている。受光部を形成する各画素は、Ｎ型半導体基板１
上にＰ型拡散領域２を形成し、さらにこのＰ型拡散領域
２内にＮ型拡散領域３を形成した、二重拡散によって形
成している。すなわち、Ｎ型半導体基板１の厚さ方向に
深さを相異させて二重拡散を形成し、浅い位置に形成し
たＰＮ接合部によって可視光を検出する第１のフォトダ
イオードＰＤ１を形成し、深い位置に形成したＰＮ接合
部によって赤外光を検出する第２のフォトダイオードＰ
Ｄ２を形成している。
【００１６】各画素のＮ型拡散領域３には、各々オーミ
ックコンタクトがとられた電極４が設けられ、Ｎ型半導
体基板１の下面に設けられた電極６との間にバイアスが
与えられることで、可視光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を検出する第
１のフォトダイオードを形成している。また、Ｇライン
を構成する中央の画素にのみ、Ｐ型拡散領域２にもオー
ミックコンタクトがとられた電極５が設けられており、
電極６との間にバイアスが与えられることで、赤外光
（ＩＲ）を検出する第２のフォトダイオードを形成して
いる。Ｎ型半導体基板１の表面には、絶縁膜８が形成さ
れており、さらに絶縁膜８上には、部分的にＡｌや黒レ
ジストなどの遮光膜７が形成されている。これは、Ｎ型
半導体基板１の表面に表れているＰ型拡散領域２及びＰ
Ｎ接合部に可視光が入射すると信号電荷が発生してしま
い、赤外光のみの信号電荷が読み出せなくなるためであ
る。このため、この領域を覆うように遮光膜７が設けら
れている。また、裏面から電極を取り出しやすくするた
めに、裏面にＮ+拡散をしたり、Ａｕ蒸着をおこなうこ
とが好ましい。なお、電極４、５は、各カラーフィルタ
（９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ）で覆われており、隣り合うチップ
との間を配線が走っている（図５参照）。
ックコンタクトがとられた電極４が設けられ、Ｎ型半導
体基板１の下面に設けられた電極６との間にバイアスが
与えられることで、可視光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を検出する第
１のフォトダイオードを形成している。また、Ｇライン
を構成する中央の画素にのみ、Ｐ型拡散領域２にもオー
ミックコンタクトがとられた電極５が設けられており、
電極６との間にバイアスが与えられることで、赤外光
（ＩＲ）を検出する第２のフォトダイオードを形成して
いる。Ｎ型半導体基板１の表面には、絶縁膜８が形成さ
れており、さらに絶縁膜８上には、部分的にＡｌや黒レ
ジストなどの遮光膜７が形成されている。これは、Ｎ型
半導体基板１の表面に表れているＰ型拡散領域２及びＰ
Ｎ接合部に可視光が入射すると信号電荷が発生してしま
い、赤外光のみの信号電荷が読み出せなくなるためであ
る。このため、この領域を覆うように遮光膜７が設けら
れている。また、裏面から電極を取り出しやすくするた
めに、裏面にＮ+拡散をしたり、Ａｕ蒸着をおこなうこ
とが好ましい。なお、電極４、５は、各カラーフィルタ
（９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ）で覆われており、隣り合うチップ
との間を配線が走っている（図５参照）。
【００１７】本実施態様では、バルクウエハを例に説明
したが、エピウエハを使用する場合には、Ｎ型エピ基板
の電極は、基板の表面に形成する必要がある。表面に表
れるＮ型エピ領域の一部をＮ+型に不純物拡散して電極
４、５と同様にして電極の配線を行う。ここで、Ｎ+型
にするのは電極材料とのコンタクトを良好にするためで
ある。なお、Ｇラインを構成する中央の画素の等価回路
を図３に示しておく。図中、前述した第１のフォトダイ
オードをＰＤ1、第２のフォトダイオードをＰＤ2として
示す。
したが、エピウエハを使用する場合には、Ｎ型エピ基板
の電極は、基板の表面に形成する必要がある。表面に表
れるＮ型エピ領域の一部をＮ+型に不純物拡散して電極
４、５と同様にして電極の配線を行う。ここで、Ｎ+型
にするのは電極材料とのコンタクトを良好にするためで
ある。なお、Ｇラインを構成する中央の画素の等価回路
を図３に示しておく。図中、前述した第１のフォトダイ
オードをＰＤ1、第２のフォトダイオードをＰＤ2として
示す。
【００１８】Ｐ型拡散領域２の拡散深さを１０μｍ、Ｎ
型拡散領域３の拡散深さを１μｍとした場合、前述した
可視光用の第１のフォトダイオードと赤外光用の第２の
フォトダイオードとの分光感度特性を測定すると、図４
のような結果を示す。これは、シリコンの光吸収係数が
波長依存性を有しており、長波長の光ほど深い位置で吸
収されるためである。
型拡散領域３の拡散深さを１μｍとした場合、前述した
可視光用の第１のフォトダイオードと赤外光用の第２の
フォトダイオードとの分光感度特性を測定すると、図４
のような結果を示す。これは、シリコンの光吸収係数が
波長依存性を有しており、長波長の光ほど深い位置で吸
収されるためである。
【００１９】以上のように構成するカラーイメージセン
サは、図５に示すように、各ラインを構成する第１のフ
ォトダイオードからは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号を取り出
し、その信号が読み出し用のチャージアンプ２０に与え
られる。一方、ＩＲの信号はＧラインを構成する各画素
の第２のフォトダイオードから取り出し、読み出し用の
チャージアンプ２０に与えられる。これら各第１のフォ
トダイオードと各第２のフォトダイオードからの信号を
読み出すには、図６に示すような積分回路を用いる。第
１のフォトダイオードＰＤ1で発生する電流は、第１の
積分回路２０1に入力し、積分され第１の積分信号Ｖout
１として出力される。同様に第２のフォトダイオードＰ
Ｄ2で発生する電流は、第２の積分回路２０2に入力し、
積分され第２の積分信号Ｖout２として出力される。
サは、図５に示すように、各ラインを構成する第１のフ
ォトダイオードからは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号を取り出
し、その信号が読み出し用のチャージアンプ２０に与え
られる。一方、ＩＲの信号はＧラインを構成する各画素
の第２のフォトダイオードから取り出し、読み出し用の
チャージアンプ２０に与えられる。これら各第１のフォ
トダイオードと各第２のフォトダイオードからの信号を
読み出すには、図６に示すような積分回路を用いる。第
１のフォトダイオードＰＤ1で発生する電流は、第１の
積分回路２０1に入力し、積分され第１の積分信号Ｖout
１として出力される。同様に第２のフォトダイオードＰ
Ｄ2で発生する電流は、第２の積分回路２０2に入力し、
積分され第２の積分信号Ｖout２として出力される。
【００２０】第１と第２のフォトダイオードは、二重拡
散で作られる複合素子のため、２つのフォトダイオード
ともに逆バイアスを印加させるための設定は複雑にな
る。また、チャージアンプ２０からのバイアス設定が画
素毎に異なるため、アンプ部の構成も複雑になる。そこ
で、本実施形態では、図６におけるＶ１、Ｖ２、Ｖ３を
同電位に設定し、フォトダイオードＰＤ1、ＰＤ2はゼロ
バイアス状態で動作させる。この方法を用いれば、バイ
アスの設定及びアンプの構成が簡略化される。また、同
時にフォトダイオードの暗出力を抑えることもできる。
散で作られる複合素子のため、２つのフォトダイオード
ともに逆バイアスを印加させるための設定は複雑にな
る。また、チャージアンプ２０からのバイアス設定が画
素毎に異なるため、アンプ部の構成も複雑になる。そこ
で、本実施形態では、図６におけるＶ１、Ｖ２、Ｖ３を
同電位に設定し、フォトダイオードＰＤ1、ＰＤ2はゼロ
バイアス状態で動作させる。この方法を用いれば、バイ
アスの設定及びアンプの構成が簡略化される。また、同
時にフォトダイオードの暗出力を抑えることもできる。
【００２１】そして、このようなチャージアンプ２０か
らの出力信号は、シフトレジスタ３０によって順次アド
レススイッチが選択されて、信号出力線２５を介して外
部に読み出される。
らの出力信号は、シフトレジスタ３０によって順次アド
レススイッチが選択されて、信号出力線２５を介して外
部に読み出される。
【００２２】具体的には、可視のＲ、Ｇ、Ｂの信号は各
々のラインの第１のフォトダイオードＰＤ1から読み出
される。第１のフォトダイオードＰＤ1は、波長８００
ｎｍ以上の赤外感度が小さいため、Ｒ、Ｇ、Ｂのオンチ
ップフィルタの赤外透過率が高くても、赤外カットフィ
ルタを用いることなく、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の可視の信号光
のみを読み出すことができる。
々のラインの第１のフォトダイオードＰＤ1から読み出
される。第１のフォトダイオードＰＤ1は、波長８００
ｎｍ以上の赤外感度が小さいため、Ｒ、Ｇ、Ｂのオンチ
ップフィルタの赤外透過率が高くても、赤外カットフィ
ルタを用いることなく、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々の可視の信号光
のみを読み出すことができる。
【００２３】一方、ＩＲの信号はＧの第２のフォトダイ
オードＰＤ２から読み出される。第２のフォトダイオー
ドＰＤ２は、波長６００ｎｍ以下の感度が小さいため、
６００ｎｍ〜８００ｎｍの光透過率が低く、かつ、波長
８００ｎｍ以上の赤外透過率の高いＧのフィルタを介し
て赤外の信号光のみを読み出すことができる。なお、こ
のように構成するカラーイメージセンサの分光感度特性
を図７に示しておく。この特性より、Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＩＲ
のいずれの光も良好に検出できることがわかる。
オードＰＤ２から読み出される。第２のフォトダイオー
ドＰＤ２は、波長６００ｎｍ以下の感度が小さいため、
６００ｎｍ〜８００ｎｍの光透過率が低く、かつ、波長
８００ｎｍ以上の赤外透過率の高いＧのフィルタを介し
て赤外の信号光のみを読み出すことができる。なお、こ
のように構成するカラーイメージセンサの分光感度特性
を図７に示しておく。この特性より、Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＩＲ
のいずれの光も良好に検出できることがわかる。
【００２４】以上説明した実施態様では、ＩＲの信号は
Ｇの第２のフォトダイオードＰＤ２に接続する例を示し
たが、Ｂの第２のフォトダイオードに接続しても同様の
効果が得られる。
Ｇの第２のフォトダイオードＰＤ２に接続する例を示し
たが、Ｂの第２のフォトダイオードに接続しても同様の
効果が得られる。
【００２５】また、図５の構成では、各色毎にパラレル
に信号出力線を設ける構成を例示したが、図８に示すよ
うに、信号出力線２５を１本とし、この信号出力線２５
からシリアルに信号を取り出す構成を採用することもで
きる。
に信号出力線を設ける構成を例示したが、図８に示すよ
うに、信号出力線２５を１本とし、この信号出力線２５
からシリアルに信号を取り出す構成を採用することもで
きる。
【００２６】さらに、前述の実施態様では、３ラインの
カラーイメージセンサを例に説明したが、図９に示すよ
うに、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを１ライン上に順に
配置する方式のイメージセンサにも勿論適用することが
できる。
カラーイメージセンサを例に説明したが、図９に示すよ
うに、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを１ライン上に順に
配置する方式のイメージセンサにも勿論適用することが
できる。
【００２７】また、前述の実施態様では、３ラインのカ
ラーイメージセンサを例に説明したが、Ｇ、Ｂのいずれ
かのラインを省いたカラーイメージセンサにおいても同
様の効果が奏される。この場合には、設けられたＧライ
ン、或はＢラインのいずれかのラインを構成する画素の
第２のフォトダイオードでＩＲを検出する。
ラーイメージセンサを例に説明したが、Ｇ、Ｂのいずれ
かのラインを省いたカラーイメージセンサにおいても同
様の効果が奏される。この場合には、設けられたＧライ
ン、或はＢラインのいずれかのラインを構成する画素の
第２のフォトダイオードでＩＲを検出する。
【００２８】さらに、前述した実施態様では、Ｎ型半導
体基板上にＰ型拡散とＮ型拡散を行った場合について説
明したが、導電型についてはＮ型とＰ型とを逆にしても
かまわない。
体基板上にＰ型拡散とＮ型拡散を行った場合について説
明したが、導電型についてはＮ型とＰ型とを逆にしても
かまわない。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、各請求項にかかる
いずれのカラーイメージセンサにおいても、ＩＲと検出
波長が近いＲフォトダイオード以外のフォトダイオード
を利用して、第１導電型半導体基板の表面から浅い位置
に形成された第２のＰＮ接合部において該当する可視光
を検出すると共に、深い位置に形成された第１のＰＮ接
合部において赤外光を検出する。このため、従来の可視
光検出用と同様なフィルタ構成において、可視光と赤外
光を同時に読み出すことができる。
いずれのカラーイメージセンサにおいても、ＩＲと検出
波長が近いＲフォトダイオード以外のフォトダイオード
を利用して、第１導電型半導体基板の表面から浅い位置
に形成された第２のＰＮ接合部において該当する可視光
を検出すると共に、深い位置に形成された第１のＰＮ接
合部において赤外光を検出する。このため、従来の可視
光検出用と同様なフィルタ構成において、可視光と赤外
光を同時に読み出すことができる。
【図１】本実施形態にかかるカラーイメージセンサにお
ける各画素の配置を示す平面及び断面図である。
ける各画素の配置を示す平面及び断面図である。
【図２】図１のカラーイメージセンサにおけるｌ−ｌ’
線断面の詳細図である。
線断面の詳細図である。
【図３】第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオ
ードとの接続関係を示す等価回路図である。
ードとの接続関係を示す等価回路図である。
【図４】第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイ
オードの分光感度特性を示すグラフである。
オードの分光感度特性を示すグラフである。
【図５】カラーイメージセンサの構成図である。
【図６】図５におけるチャージアンプ（読み出し回路）
の構成を示す回路図である。
の構成を示す回路図である。
【図７】フィルタをつけた場合における各フォトダイオ
ードの分光感度特性を示すグラフである。
ードの分光感度特性を示すグラフである。
【図８】カラーイメージセンサの他の構成を示す構成図
である。
である。
【図９】各画素の他の配列例を示す説明図である。
【図１０】フィルタの透過率を示すグラフである。
【図１１】従来のカラーイメージセンサにおける各画素
の配置を示す平面及び断面図である。
の配置を示す平面及び断面図である。
１…Ｎ型半導体基板、２…Ｐ型拡散領域、３…Ｎ型拡散
領域、４、５、６…電極、７…遮光膜、８…絶縁膜、９
Ｒ…Ｒフィルタ、９Ｇ…Ｇフィルタ、９Ｂ…Ｂフィル
タ。
領域、４、５、６…電極、７…遮光膜、８…絶縁膜、９
Ｒ…Ｒフィルタ、９Ｇ…Ｇフィルタ、９Ｂ…Ｂフィル
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 仁 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 青色光を透過するＢフィルタを備えたＢ
フォトダイオードと、赤色光を透過するＲフィルタを備
えたＲフォトダイオードとを有するカラーイメージセン
サであって、 前記Ｂフォトダイオードは、 第１導電型半導体基板上に第２導電型拡散領域を形成し
た第１のＰＮ接合部と、この第２導電型拡散領域内に第
１導電型拡散領域を形成した第２のＰＮ接合部とを有し
ており、 前記第２のＰＮ接合部において青色光を検出すると共
に、前記第１のＰＮ接合部において赤外光を検出するこ
とを特徴とするカラーイメージセンサ。 - 【請求項２】 緑色光を透過するＧフィルタを備えたＧ
フォトダイオードと、赤色光を透過するＲフィルタを備
えたＲフォトダイオードとを有するカラーイメージセン
サであって、 前記Ｇフォトダイオードは、 第１導電型半導体基板上に第２導電型拡散領域を形成し
た第１のＰＮ接合部と、この第２導電型拡散領域内に第
１導電型拡散領域を形成した第２のＰＮ接合部とを有し
ており、 前記第２のＰＮ接合部において緑色光を検出すると共
に、前記第１のＰＮ接合部において赤外光を検出するこ
とを特徴とするカラーイメージセンサ。 - 【請求項３】 青色光を透過するＢフィルタを備えたＢ
フォトダイオードと、緑色光を透過するＧフィルタを備
えたＧフォトダイオードとを有するカラーイメージセン
サであって、 前記Ｂフォトダイオード及びＧフォトダイオードのう
ち、いずれか一方のフォトダイオードは、 第１導電型半導体基板上に第２導電型拡散領域を形成し
た第１のＰＮ接合部と、この第２導電型拡散領域内に第
１導電型拡散領域を形成した第２のＰＮ接合部とを有し
ており、 前記第２のＰＮ接合部において該当する可視光を検出す
ると共に、前記第１のＰＮ接合部において赤外光を検出
することを特徴とするカラーイメージセンサ。 - 【請求項４】 青色光を透過するＢフィルタを備えたＢ
フォトダイオードと、緑色光を透過するＧフィルタを備
えたＧフォトダイオードと、赤色光を透過するＲフィル
タを備えたＲフォトダイオードとを有するカラーイメー
ジセンサであって、 前記Ｂフォトダイオード及びＧフォトダイオードのう
ち、いずれか一方のフォトダイオードは、 第１導電型半導体基板上に第２導電型拡散領域を形成し
た第１のＰＮ接合部と、この第２導電型拡散領域内に第
１導電型拡散領域を形成した第２のＰＮ接合部とを有し
ており、 前記第２のＰＮ接合部において該当する可視光を検出す
ると共に、前記第１のＰＮ接合部において赤外光を検出
することを特徴とするカラーイメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1772796A JPH09210793A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | カラーイメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1772796A JPH09210793A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | カラーイメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210793A true JPH09210793A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11951786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1772796A Pending JPH09210793A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | カラーイメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09210793A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076377A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-04-03 | Hitachi High-Technologies Corp | 欠陥検査装置 |
| CN105609515A (zh) * | 2014-11-19 | 2016-05-25 | 硅谷实验室公司 | 用于环境光感测和接近感测的光电二极管 |
| WO2018088466A1 (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | コニカミノルタ株式会社 | 測色計及び２次元測色装置 |
-
1996
- 1996-02-02 JP JP1772796A patent/JPH09210793A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076377A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-04-03 | Hitachi High-Technologies Corp | 欠陥検査装置 |
| CN105609515A (zh) * | 2014-11-19 | 2016-05-25 | 硅谷实验室公司 | 用于环境光感测和接近感测的光电二极管 |
| WO2018088466A1 (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | コニカミノルタ株式会社 | 測色計及び２次元測色装置 |
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