JPS58103165A - ３層４階構造の固体カラ−撮像デバイス - 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】 本発明は固体カラー撮像デバイスに関し、さらに具体的
には、固体基板の上に重ねたＩＩ数の感光層を利用して
多色フィルターを不要とするＦｊ１４カッ−撮像デバイ
スに関する。

固体カラー撮像デバイスの分野での十分に認識された目
標は、極めて光に対して敏感であって製造コストが低い
にもかかわらず鮮明な像を生ずる固体カラー撮像デバイ
スを作ることである。この目標を目ざして多数の異なる
種類の固体カラー撮像デバイスが作られて来た。

そのような撮像デバイスの一例において、配列にされた
全色撮像素子はこれらの配列の上に配置された色フィル
ターの複合的配列によって色に対して選択的に感するよ
うにされている。そのようなフィルター配列の極めて効
率的な構造は、色の微妙な差異についての人間の視覚に
基づく有用な情報の量を最大とする。このようなフィル
ター配列は例えば、１９７６年７月２０日に発行されベ
イヤー（ｍａｙ＠ｒ）氏に付与された米国特許第３．９
７１．０６５号や１９７７年９月６日に発行されディロ
ン（Ｄ　１１１０　ｍ）氏に付与された米国特許第４，
０４７，２０３号に記載されている。しかしながら、そ
のような配列に固有な解像度は配列に置くことができる
撮像素子の個数で制限されるだけでなく、配列内の各素
子の一部分だけが微細な解像度に寄与するのでさらに制
限される。従ってそのような複合的フィルターのカラー
撮像素子の配列の空間解像度は特定の構造について最適
化されるが、同じ数の素子の単色撮像配列はどは高くな
い。

英国特許第２，０２９，６４２号および特開昭５５−３
９４０４号、５５−２７７７７２号、５５−２７７７７
５号、５１−９５７２０号で提案された別の構造は、ス
イッチング機能を果たすことができる情報転送デバイス
または固体基板の上に感光素子が重ねられるように作ら
れる。この基板はＭＯＢスイッチング素子またはＯＯＤ
　（電荷結合デバイス）スイッチング素子である。その
ような素子は英国特許第２，０２９，６４２号に詳細に
記載されており、その内容を参考として本明細書に記載
する。そのような構造は、感光素子が情報転送デバイス
と同じ高さに配置された通常の撮像デバイスよりも感光
面積が大きいことによって潜在的に高い感度を有する。

しかし、そのようなデバイスは多色フィルターを利用し
なければならず、解像度の低下は前述の通常の固体撮像
デバイスに匹敵する・さらに、そのような構造を作るた
めには色フィルターを撮像素子の上に特定のパターンで
配置しなければならず、それによって色フィルターの整
列と結合が困難となり、結果としてそのようなデバイス
の製造が複雑で高価となる。

ビジコンで色フィルターを除来する技術はカドー氏らの
米国特許第３，６１７，７５５号に記載されている。こ
のビジコンは、光強度を表わす電気信号を蓄積する多数
の１ｍダイオード上に基板を有する通常の半導体層を含
む。ビデオ情報を取り出すために電子ビームが１ｍダイ
オードを走査する。

ｐＨダイオードに達する光が通過する半導体１板の厚さ
を階段状にすることによって、階段の大きさにより興な
る波長の光がｐＨダイオードに当たる。このようにして
異なるグループの１ｍダイオードは興なる色の光を蓄積
することができる。これに代わって、ｐｍダイオードを
表面から一様でない深さに形成することによって、実質
的に基板の厚さを階段状にすることができる。別の実施
例においては、電子ビーム走査の代わりに固体走査を利
用することができる。そこでは接合デバイスとＭＯ８素
子が各画素に利用され、基板の選択的なエツチングの結
果として半導体基板の受光面と画素の接合デバイスの間
の距離が一様でなくなる。

この開示された装置は階段状のまたは切除された形状に
よって平担でなく、光応答素子として光導電体を利用す
るデバイスにもたらされる利点を有しない。

潜在的な解像度が同じ大きさの単色配列の解像度に等し
い固体カラー−イメージセンサ−・アレイが開発された
。そのようなイメージセンサ−・アレイは、各チャンネ
ルが半導体材料による光の興なる吸収によって興なるス
ペクトル応答を有する重ねられた複数のチャンネル（例
えば、６色デバイスについては３つのチャンネルが重ね
られる）を有する。（英国Ｐ０９１１Ｆ、ハンプシャー
州、ハパント、ハネウェル（Ｈａｍｐｓｈｉｒ＊、Ｈａ
ｖａｍｔ％Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）のインダストリアルー
オプチューニティズ社（工ｎｄｕａｔｒｅａｌ　　Ｏｐ
ｐ＠ｒｔｕｎｉｔｉｅｓ　　Ｌｔａ、）から入手でき、
「カラ一応答００Ｄ撮像デバイスＪという表題を付され
た１９７８年８月号１７２巻、公開番号１７２４０の研
究公開書を参照のこと。）しかしながら、３つのチャン
ネルを重ねる必要性によって、そのようなデバイスを製
造するには極めて複雑で高価な方法が必要である。ａａ
Ｄ（電荷結合デバイス）を利用すると、情報信号を運ぶ
チャンネルを厳密な制限の下で注意深く作らなければな
らないので、製造が複雑かつ高価なものとなる。基鈑上
に単一チャンネルを作ることは可能であるが、別のチャ
ンネルをその上に重ねることは複雑で内傾である。

前記の公開番号１７２４０に記載されたようなデバイス
は、重ねられた多チャンネルのカラー撮像デバイスとし
て働くことができる重ねられた多数の異なるチャンネル
をシリコン結晶に作ることは可能であることを示唆して
いる。しかし、前述のようにそれを作ることが高価で複
雑であることに加えて、使用する材料の本質的な限界に
よってこのようなデバイスの色分解と選択度は低い。そ
のようなデバイスを作るのに使用する材料は、色選択感
光素子に加えて良好な単結晶特性を有しなければならな
いＯＯＤチャンネルとして働く。

前述のように当業界では、極めて光に敏感で像を鮮明に
細かく分解する固体カラー撮像デバイスを必要としてい
る。多色フィルターが配列にされた撮像素子の上に重ね
られるデバイスを利用すると、その結果として生ずる像
は米国特許第６，９７１．０６５号に記載されているよ
うに、低い解像度と低い選択度を有すると共に、多色フ
ィルターを精密に配置する必要性から製造が複雑で高価
につく。英国特許第２，０２９，６４２号に記載されて
いるように、感光素子が情報転送デバイスの上に重ねら
れたデバイスを利用することによって、選択度を上げる
ことができる。しかし、そのようなデバイスはやはり製
造の複雑さとコストを上げる多色複合フィルターを使用
しなければならないため、解像度になおある程度の限界
がある。複数の重ねられたチャンネルのセンサー・アレ
イを有するデバイスを利用することによって、単色アレ
イの解像度に等しい解像度を得ることが可能である。し
かし、それぞれの上に３つのチャンネルを重ねるために
は、複雑で高価な製造技術を利用しなければならない。

本発明は相互の上と基板の上に重ねられる複数の感光層
を利用して感度を増大させる。さらに本発明は、各感光
層が巣なる色の光を検出するので、多色複合フィルター
を必要としない。本発明に基づくデバイスは同じ大きさ
の単色アレイの解像度と同じ解像度を有し、しかも簡単
で通常の安価な技術で製造することができる。

本発明は、通常の真空蒸着技術やスパッタリング技術の
ような簡単で安価な通常の技術を利用して製造すること
ができる固体カラー撮像デバイスを提供するものである
。このデバイスは光に対して極めて敏感であり、人間の
目の特性を考慮して望ましいほど高い解像度を有する像
を作る。マＦリツクスにされた個々のカラー素子の光検
出面積は、同じ大きさであるが光導電層と多色フィルタ
ーを１つづつ有する固体撮像デバイスの面積の３倍まで
増すことができる。像解像度もまた、同じ個数の素子を
有する従来の単色固体撮像デバイスの解像度に匹敵する
。

本発明に基づくデバイスは、電荷を処理する固体基板と
、光を検出するよう固体基板に重ねられた複数の感光層
より成る。固体基板は、重ねられるチャンネル情報デバ
イスから区別できる０ＯＤ（電荷結合デバイス）やＭＯ
Ｓのような２次元情報デバイスならばどんな種類のもの
であってもよい。固体基板の上で互いに重ねられる感光
層の各々は、上部の連続的で透明な電極層と、背部電極
のモザイク・パターンと、これらの間に配置された感光
小鳩の６つの全層より成る。全層の各々の背部電極は、
ＭＯＳやＯＯＤやその他のスイッチング素子のソース端
子やドレイン端子のような固体基板に電気的に接続され
ている。／［ｆｆｉ光層の各々は、他の層から電気的に
絶縁されていると共に、電気結線を介した点以外のすべ
ての点で固体基板から電気的に絶縁されている。

本発明の主要な目的は、複数の感光層が上に重ねられた
固体基板より成る固体カッ−撮像デバイスを提供するこ
とであり、各感光層はこれから受は取った電荷を読み出
すことができる基板に電気的に接続され、各類に並んだ
感光層は順により広い帯域の光に敏感でそれを吸収する
。

本発明の別の目的は、多色フィルターを必要とすること
なく製造することができる固体カラー撮像デバイスを提
供することである。

本発明のさらに別の目的は、光に対して極めて敏感な固
体カラー撮像デバイスを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、高い解像度で像を生ずるこ
とができる固体カフ−撮像デバイスを提供することであ
る。

本発明のさらに別の目的は、簡単で安価に製造すること
ができる固体カッ−撮像デバイスを提供することである
。

本発明の前述の目的とそれ以外の目的および利点は、同
−数字が全図を通じて同一部分を示し本明細書の一部を
成す添付図面を参照して下に詳細に記載した構造の細部
と使用法を当業者が読めばわかるものである。

本発明の固体カラー撮像デバイスの実施図を説明する前
に、そのようなデバイスには変更を加えることができる
ので、本発明は図示の構成要素の特定の配列に限定され
ない、と理解すべきである。

また、この明細書で使用する用語は特定の実施例を説明
するためのものであって限定的な意味で使用するもので
はない。

次に第１図を参照すると、基板の上に重ねられた感光素
子を有する形式の、従来の固体カッ−撮像デバイスが示
されている。第１図は従来の固体カラー撮像デバイスの
分解斜視図である。基板２には感光層３が重ねられてい
る。基板２は多数のＭｏｌスイッチング素子６．７，８
，９，１０゜１１を含む。第１図はそのような撮像デバ
イスが含むものの一部を示しているに過ぎない。実際に
、撮像デバイスはＭＯｓ素子を数千個含む。素子６゜７
．８．９，１０．１１は、例えばそれぞれ赤、緑、青、
青、赤、緑の各党に関連して各種のスイッチング機能と
転送機能のために利用される。素子６−１１の各々はソ
ース端子１２とドレイン端子１６を含む。

感光層６は後述する３つの全層より成る。底の全層つま
り底の背部のモザイク状電極つまり層３の最も内側の全
層はすべて素子６−１１に電気的に接続されている。感
光層６の上に重ねられているのは、それぞれ素子６，７
．８，９．１０．１１に対応するフィルター素子１４．
１５．１６．１７゜１８．１９である。フィルター素子
１４−１９は、単色光を除いてすべての光を透過させな
いようにするために利用される。従って例えば、前述の
素子６−１１のスイッチング機能と転送機能に対応して
、フィルター素子１４は赤色光を除いてすべての光を透
過させないようにするために使用され、フィルター素子
１５は緑色光を除いてすべての光を透過させないように
し、フィルター１６は青色光を除いてすべての光を透過
させないようにする。

層６の内部での感光機能が基板２の内部でのスイッチン
グ機能と転送機能から区別されるので、第１図に示して
いるデバイスは、感光機能がスイッチング機能、転送機
能と同じレベルで実行され、る従来のデバイスよりもず
っと光に対して＊Ｓである。しかしながら、第１図に示
しているデバイスはなおも多色アイ＃ター素子１４−１
９を使用することを必要とし、そのようなフィルター素
子は精密な配置を必要とするので、このデバイスの製造
は多少高価となる。フィルター素子１４−１９は、背部
の電極によってそれぞれ形成されている感光部分２０，
２１，２２，２３．２４．２５に光が辿する前に、光を
運勢するのに利用される。

各Ｍｏｓ素子６−１１、感光部分２０−２５およびフィ
ルター１４−１９の組合せは、当業界で画素というもの
を形成する。従って、１ＩＩｉ１図に示されているデバ
イス部分は６個の画素を示している。本発明は多色フィ
″ルターを不要としながら、６個の画素あるいは２組の
画素と後述するものを含む同じ大きさの基板２を利用す
るデバイスを製造することができる。

次に１１２８！！Ｉを参照すると、ここには本発明に基
ツくデバイスの分解斜視図が示されている。この撮像デ
バイスは、ＭＯ８素子６．７．８．９．１０゜１１が上
に配置された基板２を含む。感光層３゜４．５は基板２
の上に重ねられている。層３，４゜５の各々は、第３図
に関連してさらに詳細に説明するＩ！！数の不要より成
る。１２図は第１図のように、数千の同じ部分から虞る
撮像デバイスのほんの一部分を示しているのに過ぎない
。

層３は感光素子２６と２７を含み、層４は感光素子２８
と２９を含み、層５は感光素子３ｏと３１を含む・素子
２６−３１の各々は基板２のＭｏｌ素子の１つに接続さ
れている。素子２６．２８゜３０は素子２７，２９．３
１のように互いの上に重ねられている。層５．４．５が
感光素子２８゜２９等より成ると記載すれば、本発明を
理解することがより容易となるけれども、各層において
は上部の電極不要と光導電不要が穴を通した部分を除い
て連続的な層であるのが好ましいと理解されるべきであ
る。底部のモザイク状電極不要は連続的でなく、各感光
素子の境界を形成している。

素子２６．２８．３０はそれぞれＭＯ８素子１０゜６．
９に接続されている。ＭＯ８素子１０．６゜９と感光素
子２６，２８．３０の組合せは、いわゆる１組の画素と
いうものを構成している。第２図には２組の画素が示さ
れている。ＭＯ１ｌ素子は第２図にＬ字形のパターンに
配置されている。しかしながら、ＭＯ８素子は直線状の
ような任意の個数のパターンに配置することができ、様
々な異なるやり方で背部電極に接続することができる。

次に、本発明の撮像デバイスの縦断面平面図である第３
図を参照して、層３，４．５を詳細に説明する。すでに
指摘したように、各感光層３−５は６つの不要より成る
。層３は不要３２．３３゜６４を含む。層４は不要３５
，３６，３７を含み、Ｎｌｌ５は不要３８，３９．４０
を含む。層３は絶縁物層４１によって基板２から絶縁さ
れている。層３は絶縁物層４２によって層４から絶縁さ
れ、層４は絶縁物層４６によって層５から絶縁されてい
る。従って、層６−５の各々は互いに電気的に絶縁され
ていると共に、寛気配Ｎ４４，４５．４６を介した点を
除いたすべての点で基板２から絶縁されている。

感光層３は上部の透明な電極不要６４と底部のモザイク
吠の透明な電極不要３２を含む。光導電物質の不要５３
は不要３２と３４の間に配置されている。層４と５は層
３＆′同じ構成要素を含む。

しかし層４と５の内部のそれぞれの底部モザイク状電極
不要３５と６６は、層３の不透明な電極不要３２とは異
なって透明でなければならない。さらに、層３，４．５
の各々は、第５−５０図に関連して詳細に説明するよう
に、異なる色の光に敏感でそれを吸収することができる
ように作られている。

第２および第６図に示しているようにデバイスを作るこ
とによって、誓合多色フィルターの配列を不要とするこ
とが可能となる。さらに具体的に説明すると、本発明に
基づくデバイスは第１図に示された米国特許第３．９７
１，０６５号や米国特許第４，０４７，２０３号に開示
されているようなフィルター・アレイ構造を必要としな
い。本発明に基づくデバイスは固体デバイスの上に複合
（多色）カラーフィルターを必要としないので、本発明
に基づくデバイスは比較的低コストで比較的簡単に製造
することができる。

本発明に基づくデバイスは全くフィルターを必要とする
ことなく動作することができるが、鰻も外側の感光層５
の上に重ねられた広帯域型フィルターを１つ利用するこ
とが可能である。そのようなフィルターは、４０００ム
以下または７７００＾以上の波長を有する光、すなわち
、紫外光や赤外光、のように人間の目に見えない光を遮
弊するように設計す゛ることかできる。

次に第４図を参照すると、本発明に基づく撮像デバイス
の斜視図を見ることができる。第４図に示されているよ
うに、光は最も外側の層５の上面に当たる。後に詳細に
説明するように、光の一部は層５によって吸収され、吸
収されなかった光は層４に当たってさらに光が吸収され
、残りの光は層３に当たる。層３の背部電極小鳩３３は
不透明であるので、基部２には光が当たらない。

１５図を第５ａ−５ｏ図と組合わせて参照して本発明の
撮像デバイスの動作を詳細に説明する。

第５図は第ｓｖ！Ｊに示しているものと同じデバイスの
縦断面図であるが、小鳩を示していないなどのように簡
略化して示している。第５ａ、５におよび５ｏ図はそれ
ぞれ、層５，４および６の内部で吸収され検出される光
に関して波長対吸収と波長対光導電率の両方をプロット
したグラフである。

層５が応答する波長領域での光が層５に当たると、光導
電不要３６（第３図参照）の抵抗は特定の素子３０（第
２図参照）で減少する。この減少した抵抗は、基板２の
内部でＭＯ３素子９と組合わせて電極不要４０と６８を
利用することによって電気的に検出して記録することが
できる。光の検出に関連して実行される電気抵抗の減少
を記録する特定の方法は本発明の一部分ではなく、当業
者に良く知られている。この減少した抵抗は、層５の素
子６０に当たる青色光の強度を表わす（第５＆図参ｍ＞
。さらに、第５ａ図の吸収曲線によって示されているよ
うに、層５は青色領域のみの光を吸収する。層５を通過
する光はスペクトルの緑色部分と赤色部分を含むだけで
ある。層５は５ｏｏｏｉかそれ以下の波長を有するすべ
ての光を吸収して残りの光が層４に達するようにする。

さらに、層５は５ｏｏｏｉかそれ以下の波長を有する光
に敏感である。

層４が応答する波長領域の光が層４に当たると、感光不
着６６（第３図参照）の抵抗は素子２８（第２図参照）
で減食する。この抵抗の減少によって前述のように電流
が変化する。従って、感光素子２８に当たる緑色光はＭ
Ｏ８素子６に関連して検出することができる。層４につ
いての吸収曲線によって示されているように、層４はま
た緑色像域の光を吸収する。層４の内部の物質は実際に
は青色と緑色の光を吸収しようとするが、青色光は層５
によって吸収または遮弊されてしまっている。従って層
４と５の組合わせによって、青色光と緑色光の全部が遮
弊されて赤色光のみが透過する０層４は６ｏｏｏＲかそ
れ以下の波長を有する光を遮弊し、６０００ムかそれ以
下の波長を有する光に敏感である。しかし、５ｏｏｏＫ
かそれ以下の波長を有する光が層５によって遮弊されて
しまっているので、層４には５０００にと６０００；の
間の波長を有する光、つまり緑色光、が当たり、層４は
この緑色光に反応する。

第５ｅ図に示されているように、層３はすべての可視光
を吸収し、多少すべての可視光に敏感である。しかし層
３は、スペクトルの赤色部分の光に最も敏感である。す
でに説明したように、層５はすてに青色光を吸収し、層
４はすでに緑色光を吸収している。従って、赤色光のみ
が層３に当たる、赤色光が層３に当たると、感光不着３
３（第６閣＃闇）の抵抗は特定の素子２６（第２図参照
）で減少する。この抵抗の減少によって電流は前述のよ
うに羨化し、それによって電気インパ慶スによる光の検
出が可能となる。層５の背部電極小層３２（第３図参照
）は不透明であるので、基部２には全く光が当たらない
、背部のモザイク状電極不要６２は撮像デバイスの各層
のなかで唯一の不透明な小層である。他の小層はすべて
、少なくとも次の小層に通そうとする波長の光に対して
透明である。

前述のような特定の吸収性と光導電性を有する４３．４
．５を利用することによって、撮像デバイスのどの特定
の領域に当たる光も精密に検出すると共に、その領域に
当たる光の波長、従って色、を測定することが可能であ
る。感光素子の各々に当たる光の強度もまた、それぞれ
の感光層の抵抗の変化の程度によって測定することがで
きる。層３．４．５は抵抗の小変動を測定することがで
きるように作られているので、感光層のどの特定の素子
に当たるどの特定の波長の光の相対強度も基板２に関連
して電子手段で検出し記録することができる。

本明細書に開示したカラー撮像デバイスを様々な異なる
実施例で製造することができる。構造上の詳細は示さな
いけれども、撮像アレイは前述の英国特許に示されてい
るように製造することができる。ただし、６つの感光層
と、各感光層の底部電極を半導体基板上のＭＯ８素子に
接続するための開口を設けるための変更が必要である。

給２．３．４．５図に示し、第５ｍ−５ｅ図に関連して
説明した実施例は本発明の好適な実施例と考えられる。

上部の層５は青色光を検出し吸収し、中央の層４は少な
くとも緑色光を検出し吸収し、底の層６は少なくとも赤
色光を検出しすべての光を吸収する。光を検出し吸収す
ることができるように層４と５を製造することによって
、これらの層はセンナ−とフィルターの両方として働く
。

従って、興なる色の光を検出する能力は保たれながら、
複合配列に配置しなければならない多色フィルターは不
要となった。

第５図に示され第５ｍ−５ｏ図に関連して説明したデバ
イスは、異なる最終結果を得るために様々に製造するこ
とができる。このように働くことを意図したデバイスを
製造するとき、感光層の各々の内部の物質に加えて絶縁
層内の絶縁物質は特定のやり方で製造しなければならな
い。

層４１，４２．４３の内部の絶縁物質は、５ｉ０２．８
１３　Ｍ、、　ボリイ之ド、ポリアミド、光硬化性樹脂
またはその他の公知の有機重合体のような多数の電気絶
縁材から選択する。

最も上の感光層５は青色光に敏感であり、この層５は０
ａｋＸＺｎＯｄ８．！ｍｇ＠Ｔｅより成るグループから
選択した物質で作る。青色光と緑色光の両方に敏感でこ
れらを吸収するが、青色光は層５によって遮弊されてい
るので緑色光のみを吸収する階４は、非晶質セレン、Ｏ
ａＳ・またはＧａＡｍＰで作る。下の層６は、背部のモ
ザイク状電極不要３２が不透明であるので、青色光と緑
色光と赤色光に敏感であらゆる色の光を吸収する。

さらに、青色光と緑色光が層４と５によって遮弊されて
いるので、層３は赤色光のみを検出する。

層３は、Ｇａム工ム−１Ｇ＆ム−Ｐ、Ｚｎ０ｄＴｓ、０
４？・、非晶質珪化水素より成るグループから選択した
物質で作る。

利用する感光層の特定の種類と７デバイスの使用方法に
よって、デバイスの動作に異なる電圧を利用することが
できる。さらに、望む特定の結果によって感光層の各々
に関連して異なる電圧を利用することができる。

本発明に基づく固体カラー撮像デバイスを、最も実用的
で好ましい実施例と考えられるもので説明して来た。特
定の材料、特定の用語および特定の波長や色の光に対す
る感光層の特定の感炭に関する言及は、好適な実施例を
開示するために行なったのに過ぎない。また、本発明の
範囲内でそのような実施例に修正を加えることができる
し、実施例を読んだとき当業者に思い浮ぶ変更を加える
こともできる、と認識される。

【図面の簡単な説明】

第１図は基板の上に重ねられた光導電層を示す従来の固
体カラー撮像デバイスの分解斜視図、第２図は３層４Ｎ
構造を示す本発明の固体カラー撮像デバイスの分解斜視
図、 第３図は本発明の固体カラー撮ｆ中デバイスの講断面図
、 第４図は本発明の固体カラー撮像デバイスの概略斜視図
、 第５図は本発明の１体カフ−撮像デバイスの縦断面図、 第５ａｔ５ｂおよび５＠図はそれぞれ本発明の固体カラ
ー撮像デバイスの最も外側の層と中央の層と最も内側の
層の内部で吸収され検出される光に関して波長対吸収と
波長対光導電率を１胃フトしたグラフである。 ２・・基板 ３．４．５−・感光層 ６ｅ　　７　＃　　８ｐ　　９ｅ　　１０ｓ　　１１　
”１ｉｏｓスイツチング素子２６．２７，２８．２９．
５０．３１・・感光素子代理人弁理士（８１θ７）佐々
木消糧 （ほか３名） 第　　ＩＩｌ １２１１ １１３図 ＠４　　　図 １１５１１ １１　　　　ｔ　　　番 ｇ　　顛　　　−Ｗ　　　眉ＪＡ ２９

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）６組に配置された電気スイッチング素子の配列よ
   り成る固体の基板、該基板の上に配置された第１の絶縁
   材料の層、該第１の絶縁材料の上に重ねられた第１の感
   光層、該第１の感光層の上に配置された第２の絶縁材料
   の層、該第２の絶縁材料の層の上に重ねられた第２の感
   光小鳩、該第２の感光小鳩の上に配置された第３の絶縁
   材料の層、および該第６の絶縁材料の層の上に重ねられ
   た第６の感光層より成り、前記第１の感光層は上部の透
   明な４極小層、背部のモずイク状電極不要、および前記
   の上部の不要と前記の背部の不要の間に配置された光導
   電不要より成り、前記背部のモザイク状電極不要は前記
   基板の前記′４気スイッチング素子に対応する各部分の
   配列に分割され、前記背部のモザイク状電極不要の各分
   割された部分は前記基板の前記６組の電気スイッチング
   素子のうちの１個に電気的に接続され、前記第２の感光
   小鳩は上部の透明な電極不要、背部のモザイク状電極不
   要、および前記の上部の不要と前記の背部の不要の間に
   配置された光導電不要より成り、この背部のモザイク状
   電極不要は前記第１の感光層の前記部分に垂直方向に対
   応する部分の配列に分割され、この背部のモザイク状電
   極不要の各部分は前記基板の前記６組の電気スイッチン
   グ素子のうちの１個に電気的に接続され、前記第３の感
   光層は上部の透明な電極不要、背部のモザイク状電極不
   要、および前記の上部の不要と前記の背部の不要の間に
   配置された光導電不要より成り、この背部のモザイク状
   不要は前記第２の感光小鳩の前記部分に垂直方向に対応
   する部分の配列に分割され、前記背部のモザイタ状不要
   の各部分は前記基板の前記６組の電気スイッチング素子
   のうちの１個に電気的に接続され、前記第１の感光層と
   前記第２の感光小鳩と前記第６の感光層は可視波長スベ
   タトルの互いに異なる範囲に対して１ｉＲＭＡであって
   これらの範ｌを吸収し、それによって前記の３つの感光
   層からの電気信号が３つの異なる色範囲の光強度を表わ
   すことを特徴とする固体カラー撮像デバイス。
2. （２）３組に配置された多数の電気スイッチング素子よ
   り成る固体基板、および該固体基板の上に相互に重ねら
   れて垂直方向に配置された３つの感光層より成り、該感
   光層の各々は上部の透明な電極不要、背部のモザイク収
   電極小層、および前記の上部の小層と前記の背部の小層
   の間に配置された光導電小鳩より成り、前記背部のモザ
   イク状不要は各部分の配列に分割され、前記３つの感光
   層の各々の上に垂直方向に配置された背部のモザイク状
   不要の各部分が前記６組に配置された前記電気スイッチ
   ング素子の１個に接続されて画素の多数組の配列を形成
   するように前記３つの感光層の各々の背部のモザイク状
   不要の各部分は前記電気スイッチング素子の対応する１
   つの素子に電気的に接続され、前記３つの感光層は可視
   波長スペクトルの互いに異なる範囲に屑して敏感であっ
   てこれらの範囲を吸収し、それによって前記感光層の各
   々が受は取った電気信号が３つの異なる色範囲の光強度
   を表わすことを特徴とする固体カラー撮像デバイス。
3. （３）前記固体の基板に向かう方向に順に並んだ各層が
   この方向に向かって光スペクトルのより広い帯域を吸収
   する層を生ずる波長対吸収特性を有するように配置され
   製造されたことを特徴とする特許請求の範８Ｉ第１項ま
   たは１２項に記載の固体力チー撮像デバイス。
4. （４）前記第６の感光層が可視波長スペクトルの青の領
   域の光に敏感でこの光を吸収し、前記第２の感光不着が
   可視波長スペクトルの赤の領域の光には敏感ではないが
   少なくとも縁の領域の光には敏感でこの光を吸収し、前
   記第１の感光層が可視波長スペクトルの少なくとも赤の
   領域の光に敏感であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の固体カラー撮像デバイス。
5. （５）１記３つの感光層が前記固体の基板から最も遠く
   て可視波長スペクトルの青領域の光に敏感でこの光を吸
   収する蛾も外側の層、可視波長スペクトルの赤領域には
   敏感でないが少なくとも縁の領域の光に敏感でこの光を
   吸収する中央層、および前記固体の基板に最も近くて可
   視波長スペクトルの少なくとも赤の領域の光に敏感な最
   も内側の層より成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の固体カラー撮像デバイス。
6. （６）前記基板に配置された前記電気スイッチング素子
   がＭＯ！ｌデバイスであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の固体カラー撮像デバイ
   ス。
7. （７）前記第３の感光層がＯ（１ｇ、ＸｘＯ６Ｂ、Ｚｎ
   ｍ＠Ｔ・より成るグループから選択した感光材料より成
   り、前記第２の感光不着が非晶質セレン、０４１８・、
   Ｇ＆ム−Ｐより成るグループから選択した感光材料より
   成り、前記第１の感光層がＧａム工ム−１ＧａＡｓＰ、
   Ｉｎｍａｔｅ、Ｏａτ・、非晶質珪化水素より成るグル
   ープから選択した感光材料より成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の固体力チー撮像デバイス。
8. （８）電荷スイッチング素子のマトリックスより成る半
   導体スイッチング・マトリックス、可視スペタ）ルの比
   較的低い帯域の光に応答して吸収する複数個の第１の光
   導電体、少なくとも該第１の光導電体より高い帯域の光
   に応答して吸収する複数個の第２の光導電体、および少
   なくとも該第２の光導電体より高い帯域の光に応答して
   吸収する複数個の第３の光導電体より成り、前記第１の
   光導電体はこれらに当たり前記第１の光導電体が敏感な
   光の強度を表わす電気信号を前記電荷スイッチング素子
   に送るようそれぞれ第１の複数個の前記電荷スイッチン
   グ素子に電気的に接続され、前記第２の光導電体はこれ
   らに当たり前記第２の光導電体が敏感な光の強度を表わ
   す電気信号を前Ｅ１１１Ｈｌｆスイッチング素子に送る
   ようそれぞれ第２のＩ１１！！に個の前記電荷スイッチ
   ング素子に電気的に接続され、前記第３の光導電体はこ
   れらに当たり前記第３の光導電体が敏感な光の強度を表
   わす電気信号を前記電荷スイッチング素子に送るようそ
   れぞれ第３のａ数個の前記電荷スイッチング素子に電気
   的に接続され、前記第１と第２と第６の光導電体は固体
   撮像デバイスの６つの重ねられた層を構成し、これら６
   つの光導電体は前記固体カラー撮像デバイスに当たる光
   が前記第１の光導電体に最初に当たり、これによって吸
   収されなかった波長の光が前記第２の光導電体に当たり
   、これによって吸収されなかった波長の光が前記第６の
   光導電体に当たるような構造に重ねられ、それによって
   前記第１と第２と第３の複数個の電荷スイッチング素子
   によって切替えられる各信号がそれぞれ３つの異なる帯
   域幅の光強度を表わすことを特徴とする固体撮像デバイ
   ス。
9. （９）前記第１と第２と第６の光導電体の各々が上部電
   極層と下部電極層を有する光導電層より成り、前記下部
   電極層は分割され、分割された各部分が前記の′１！！
   数の光導電体の１つの光導電体を形成していることを特
   徴とする特許請求の範囲第８項に記載の固体撮像デバイ
   ス。