JPS58103166A - Solid-state color image pickup device having double layered, three tiered structure - Google Patents

Solid-state color image pickup device having double layered, three tiered structure

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JPS58103166A
JPS58103166A JP57181483A JP18148382A JPS58103166A JP S58103166 A JPS58103166 A JP S58103166A JP 57181483 A JP57181483 A JP 57181483A JP 18148382 A JP18148382 A JP 18148382A JP S58103166 A JPS58103166 A JP S58103166A
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Japan
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light
layer
photosensitive
substrate
solid
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JP57181483A
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Japanese (ja)
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Masatoshi Tabei
田部井 雅利
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/09Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To obtain the solid-state color image pickup device, which does not require a multicolor filter and generates a distinctive image, and whose manufacturing costs are inexpensive, by providing the structure wherein a plurality of light sensitive layers are laminated on a solid substrate. CONSTITUTION:Light sensitive layers 3 and 4 are laminated on a substrate 2. The layer 3 includes light sensitive elements 26 and 27, and the layer 4 includes light sensitive elements 28 and 29. Each of the elements 26-29 is connected to one MOS element on the substrate 2. Photodiodes 5 and 5' are associated with the MOS elements on the substrate 2. The upper layer 4 detects and absorbs blue light, the second layer 3 detects and absorbs at least green light, and the photodiodes 5 and 5' detect at least red light. By manufacturing the layers 3 and 4 so as to detect and absorb the light, the layers 3 and 4 can operate as a sensor as well as a filter. Therefore, the multicolor filter, which must be arranged in a compound pattern, with capability for detecting different colored lights being maintained, is not required any more.

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複数の感光層を利用して多
色フィルターを不要とする固体カラー撮像デバイスに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to solid-state color imaging devices, and more particularly to solid-state color imaging devices that utilize multiple photosensitive layers stacked on a solid substrate to eliminate the need for multicolor filters.

固体カラー撮像デバイスの分野での十分に詔−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
種類の固体カッ−撮像デバイスが作られて来た。
A well-stated goal in the field of solid-state color imaging devices is to create solid-state color imaging devices that are extremely light sensitive and produce sharp images while having low manufacturing costs. A number of different types of solid state imager devices have been created with this goal in mind.

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(Bayer)氏に付与された米国特許第3.9
71.065号や1977年9月6日に発行されディ胃
ン(D t l l On)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。
In one example of such an imaging device, arrays of full-color imaging elements are made selectively sensitive to color by a composite array of color filters disposed above the arrays. The highly efficient construction of such filter arrays maximizes the amount of useful information based on human vision about subtle differences in color. Such filter arrays are disclosed, for example, in U.S. Pat. No. 3.9 issued July 20, 1976 to Bayer.
No. 71.065 and U.S. Pat. No. 4.047.203 issued September 6, 1977 to D. However, the resolution inherent in such an array is not only limited by the number of imaging elements that can be placed in the array, but is further limited because only a portion of each element in the array contributes to the fine resolution. The spatial resolution of an array of color imaging elements in such a composite filter is therefore optimized for a particular structure, whereas a monochromatic imaging array of the same number of elements is no better.

英rjifI#IN第2,029,642号オヨヒ特開
昭55−59404号、55−277772号、55−
277773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MO8スイッチング素子
またはoon (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@2,029,64
2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MI帷で高価となる。
English rjif I #IN No. 2,029,642 Oyohi Japanese Patent Publication No. 55-59404, No. 55-277772, 55-
Another structure, proposed and described in No. 277773, 51-95720, is made in which the photosensitive element is superimposed on an information transfer device or solid substrate that can perform the switching function. This substrate is a MO8 switching element or an oon (charge coupled device) switching element. Such a device is covered by British patent @2,029,64
No. 2, the contents of which are described in detail in this specification as reference. Such a structure has potentially higher sensitivity due to the larger photosensitive area than a typical imaging device in which the photosensitive element is placed at the same height as the information transfer device. However, such devices must utilize polychromatic filters, and the reduction in resolution is comparable to the conventional solid-state imaging devices described above. Furthermore, to create such a structure, the color filters must be placed in a specific pattern over the image sensor, which makes alignment and combination of the color filters difficult and, as a result, the fabrication of such devices. However, MI mail is expensive.

ビジコンで色フィルターを除央する技補はカドー氏らの
米国特許第5.617.755号に紀域点れている。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pnダイオード上に基板を有する通常の牛導体層を含
む。ビデオ情報を取り出すために電子ビームがpmダイ
オードを走査する。
Techniques for centering color filters with a vidicon are found in U.S. Pat. No. 5,617,755 to Kado et al. The vidicon includes a conventional conductor layer with a substrate over a number of pn diodes that store electrical signals representative of light intensity. An electron beam scans the PM diode to retrieve video information.

P凰ダイオードに達する光が通過する半導体基板の厚さ
を階段状にすることによって、階段の大きさにより異な
る波長の光が11nダイオードに当たる、このようにし
て異なるグループのpnダイオードは異なる色の光を蓄
積することができる。これに代わって%)31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MO
8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。
By making the thickness of the semiconductor substrate through which the light reaching the P-n diodes pass through step-like, different wavelengths of light hit the 11n diodes depending on the size of the steps. In this way, different groups of p-n diodes emit light of different colors. can be accumulated. Alternatively, by forming %) 31 diodes at non-uniform depths from the surface,
The thickness of the substrate can be substantially stepped. In another embodiment, solid state scanning can be used instead of electron beam scanning. There, the junction device and MO
Eight elements are utilized for each pixel, and the selective etching of the substrate results in non-uniform distances between the photosensitive surface of the semiconductor substrate and the pixel's bonding device.

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具有 ゞしない。
The disclosed device is not flattened by a stepped or truncated shape and does not possess the advantages afforded to devices that utilize photoconductors as photoresponsive elements.

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・イメージセンす−・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異なる吸収によって異なるス
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PO91罵1、へンプシャー
州、ハバンF、ハネウェル(Ha膳pmbL・r1Ha
vant%Homsyw@ll)のインダス)リアル・
オプチューニテイズ社(Inaus*rial  0p
portunities  Ltd、)から入手できる
、「カラ一応答QOD撮像デバイス」という表−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。0
OD(電画結合デバイス)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。基板
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困難である。
Solid state color image sensor arrays have been developed whose potential resolution is equal to that of monochromatic arrays of the same size. Such an image sensor array has a plurality of stacked channels (eg, three channels stacked for a six-color device), each channel having a different spectral response due to different absorption of light by the semiconductor material. (UK PO91 1, Hampshire, Haban F, Honeywell (HazenpmbL・r1Ha
vant%Homsyw@ll)'s Indus) Real
Optunities Inc. (Inaus*real 0p
See Research Publications, August 1978, Vol. 172, Publication No. 17240, entitled "Color-Responsive QOD Imaging Devices," available from Portunities Ltd. ) However, the need to stack three channels requires extremely complex and expensive methods to manufacture such devices. 0
The use of OD (electro-graphic coupling devices) is complex and expensive to manufacture because the channels carrying the information signal must be carefully created under strict constraints. Although it is possible to create a single channel on a substrate, overlaying another channel on top of it is complex and difficult.

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oonチャンネルとして働く。
Devices such as those described in the aforementioned Publication No. 17240 suggest that it is possible to create a large number of different stacked channels in a silicon crystal that can serve as a stacked multi-channel color imaging device. There is. However, in addition to being expensive and complex to make as mentioned above, the color separation and selectivity of such devices are poor due to the inherent limitations of the materials used. The materials used to make such devices act as oon channels, which in addition to color-selective photosensitive elements must have good single-crystal properties.

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
られたデバイスを利萌スると、その結果として生ずる像
は米国特許第3.971.065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V雑で高価に
つく。
As previously mentioned, there is a need in the industry for solid state color imaging devices that are extremely light sensitive and provide sharp image resolution. When using a device in which a polychromatic filter is superimposed on an array of imagers, the resulting image has low resolution and poor resolution, as described in U.S. Pat. In addition to having high selectivity, manufacturing is complicated and expensive due to the necessity of precisely arranging multicolor filters.

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台フィルターを使用しなけれ
ばならない起め、解像度になおある程度の限界がある。
Increased selectivity can be achieved by utilizing devices in which a photosensitive element is superimposed on an information transfer device, as described in GB 2,029,642. However, such devices still require the use of multiple multicolor filters, which increases manufacturing complexity and cost, and still have some resolution limitations.

複数の重ねられたチャンネルのセンサー・アレイを有ス
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6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。
By utilizing a device with a sensor array of multiple superimposed channels, it is possible to obtain a resolution equal to that of a monochromatic array. However, in order to stack six channels on top of each other, complex and expensive manufacturing techniques must be utilized.

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
層が異なる色の光を検出するので、多色衝合フィルター
を必要としない0本発明に基づ(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。
The present invention utilizes multiple photosensitive layers stacked on top of each other and on top of the substrate to increase sensitivity. Furthermore, the present invention eliminates the need for polychromatic matching filters since each photosensitive layer detects light of a different color (the device has the same resolution as that of a monochromatic array of the same size). , and can be manufactured using simple and common inexpensive technology.

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。!トリックスにされた個膚のカラー素子の大多
数の光検出面積は、多色フィルターを有する1個の光導
電層を用いた撮像デバイスの対応する素子の面積より大
きい。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。
The present invention provides a solid state color imaging device that can be manufactured using simple, inexpensive and conventional techniques such as conventional vacuum deposition techniques and sputtering techniques. This device is extremely sensitive to light and produces images with desirably high resolution given the characteristics of the human eye. ! The light detection area of the majority of trixed individual skin color elements is larger than the area of the corresponding element of an imaging device using a single photoconductive layer with a polychromatic filter. The image resolution is also comparable to that of conventional monochromatic solid-state imaging devices with the same number of elements.

本発明に基づくデバイスは、電荷を処理するための固体
基板を−含み、感光素子もこの基板にある〇複数の感光
層が光を吸収し検出するために基板の上に重ねられてい
る。固体基板は、電荷結合デバイス(o OD)やM0
8スイッチング素子のような2次元情報デバイスならば
どんな種類でもよい。
The device according to the invention includes a solid-state substrate for handling charge, and a photosensitive element is also present on this substrate. A plurality of photosensitive layers are superimposed on the substrate for absorbing and detecting light. Solid-state substrates can be used for charge-coupled devices (OOD) and M0
Any type of two-dimensional information device such as 8 switching elements may be used.

基板は感光層と基板自体の感光素子に関連してスイッチ
ング機能と転送機能を実行する。基板の上に互いに重ね
られる感光層の各々は、上部の連続的で透明な電極層、
背部電極のモずイタ状パターンおよびこれらの間に配置
された感光不要を含む3つの不着より成る。各層の背部
電極は、基板上の感光素子のように、MOB%OODま
たは他のスイッチング素子のソース端子やドレイン端子
のように固体基板に電気的に接続されている。感光層の
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。
The substrate performs switching and transfer functions in conjunction with the photosensitive layer and the photosensitive elements of the substrate itself. Each of the photosensitive layers superimposed on the substrate has an upper continuous transparent electrode layer;
It consists of a mozzier-like pattern of back electrodes and three non-deposits, including a photosensitive layer located between them. The back electrodes of each layer are electrically connected to the solid substrate, such as the source and drain terminals of the MOB%OOD or other switching elements, such as the photosensitive elements on the substrate. Each of the photosensitive layers is electrically isolated from the other layers and from the solid substrate at all points except through electrical connections.

本発明の主要な目的は、感光素子を含むと共に複数の感
光層を有する固体基板より成る固体カラー撮像デバイス
を提供することであり、これら感光層は基板の感光素子
と各層が基板の端子に11tgIL的に接続されて感光
素子から受は取った電荷を読み出すことを可能とするよ
うに基板上に重ねられ、各層に並んだ感光層は順により
広い帯域の光に敏感でこの光を吸収し、基板の感光素子
が上の層を通過した光のみを検出することを可能とする
A primary object of the present invention is to provide a solid state color imaging device consisting of a solid state substrate containing a photosensitive element and having a plurality of photosensitive layers, the photosensitive layers each including a photosensitive element of the substrate and a 11tgIL at a terminal of the substrate. The photosensitive layers arranged in each layer are sequentially sensitive to a wider band of light and absorb this light. It allows the photosensitive elements of the substrate to detect only the light that has passed through the layer above.

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。
Another object of the invention is to provide a solid state color imaging device that can be manufactured without the need for multicolor filters.

本発明のさらに別の目的は、光に対して極めて敏感な固
体カッ−撮像デバイスを提供することである。
Yet another object of the invention is to provide a solid state imager device that is highly sensitive to light.

本発明のさらに別の目的は、高い解像度で像を生ずるこ
とができる固体カラー撮像デバイスを提供することであ
る。
Yet another object of the invention is to provide a solid state color imaging device capable of producing images with high resolution.

本発明のさらに別の目的は、簡単で安価に製造すること
ができる固体カラー撮像デバイスを提供することである
Yet another object of the invention is to provide a solid state color imaging device that is simple and inexpensive to manufacture.

本発明の前述の目的とそれ以外の目的および利点は、同
一数字が全図を通じて同一部分を示り本明細書の一部を
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。
The foregoing and other objects and advantages of the invention will be found in the details of construction hereinafter described in detail with reference to the accompanying drawings in which like numerals indicate like parts throughout and which form a part of this specification. Those skilled in the art will understand how to use it.

本発明の固体カラー撮倫デバイスの実施例を説明する前
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。
Before describing embodiments of solid state color imaging devices of the present invention, it should be understood that the present invention is not limited to the particular arrangement of components illustrated, as modifications may be made to such devices. It is.

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て使用するもので
はない。
Further, the terms used in this specification are used to describe specific embodiments, and are not used in a limiting sense.

次に嬉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、従来の固体カラー撮像デバイスが示
されている。fs1図は従来の固体カフ−撮像デバイス
の分解斜視図である。基板2には感光J!#6が重ねら
れている。基板2は多数のMOIiXイツチンダ素子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MOJI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、縁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13を含む。
Referring now to Figure 1, a conventional solid state color imaging device of the type having a photosensitive element superimposed on a substrate is shown. Figure fs1 is an exploded perspective view of a conventional solid state cuff-imaging device. Substrate 2 has photosensitive J! #6 is overlapped. The substrate 2 includes a large number of MOIiX Itinda elements 6.
.. 7.8, 9.10.11 included. FIG. 1 shows only a portion of what such an imaging device would include. In fact, an imaging device contains several thousand MOJI elements.
Elements 6.7.8.9.10.11 are used for various switching and transfer functions, for example in connection with the red, green, blue, blue, red and edge parties, respectively. Element 6-11
each includes a source terminal 12 and a drain terminal 13.

感光層3は後述する3つの不着より成る。底の不着つま
り底の背部のモザイク状電極つまり層3の最も内側の不
着はすべて素子6−11に電気的に接続されている。感
光層3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曽ないように
し、フィルター16は!色光を除いてすべての光を透過
させないようにする。
The photosensitive layer 3 consists of three non-adhesive layers, which will be described later. All of the bottom defects or mosaic electrodes on the back of the bottom, the innermost defects of layer 3, are electrically connected to elements 6-11. Overlaid on the photosensitive layer 3 are elements 6 and 7, respectively.
.. Filter element 14 corresponding to 8.9.10.11.
15.16.17.18.19. Filter elements 14-19 are used to prevent all light except monochromatic light from passing through. Thus, for example, corresponding to the switching and transfer functions of the aforementioned elements 6-11, filter element 14 is used to prevent the transmission of all light except red light, and filter element 15 is used to prevent the transmission of green light. Filter 16 allows no light to pass through except! Prevents all light from passing through except colored light.

層3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IIJIt’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フィルター素子14
−19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2
0.21.22.23.24.25に光が達する前に、
光を運勢するのに利用される。
Since the photosensitive function within layer 3 is distinguished from the switching and transfer functions within the substrate 2, the device shown in Figure 1 is such that the photosensitive function is performed at the same level as the switching and transfer functions. It is much more sensitive to light than conventional devices. However, the device shown in FIG.
The manufacture of this device is somewhat expensive as it requires the use of -19 and such filter elements require precise placement. The filter elements 14-19 are
Photosensitive parts 2 each formed by a back electrode
Before the light reaches 0.21.22.23.24.25,
Light is used to tell fortunes.

各Mol素子6−11、感光部分20−25およびフィ
ルJl−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、第1図に示されているデバイス
部分は6−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。
The combination of each Mol element 6-11, photosensitive portion 20-25 and fill Jl-14-19 forms what is known in the art as a pixel. Therefore, the device portion shown in FIG. 1 represents 6-pixels. The present invention makes it possible to manufacture a device using a substrate 2 of the same size, including six pixels or two sets of pixels, as described below, while eliminating the need for a multicolor filter.

次に第2図を参照すると、ここには本発明に基づくデバ
イスの分解斜視図が示されている。この撮像デバイスは
、Mol素子6.7.8.9.10.11が上に配置漬
れた基板2を含む。感光層6と4は基板2の上に重ねら
れている。各層5と4は第3図に関連してさらに詳細に
説明する不要より成る。フォトダイオード5と5′はそ
れぞれMO8素子7と10に関連して基板2に配置され
 。
Referring now to FIG. 2, there is shown an exploded perspective view of a device according to the present invention. The imaging device includes a substrate 2 on which a Mol element 6.7.8.9.10.11 is disposed. The photosensitive layers 6 and 4 are superimposed on the substrate 2. Each layer 5 and 4 consists of layers which need not be described in further detail in connection with FIG. Photodiodes 5 and 5' are arranged on substrate 2 in association with MO8 elements 7 and 10, respectively.

ている、第2図は第1図のように、数千の同じ部分から
成る撮像デバイスのほんの一部分を示しているに過ぎな
い0層3と4およびフォトダイオ−1’ 5 、!: 
5’を第2図に示しているように配置することによって
、第1図に示しているような多色フィルターを使用する
ことなく光の別個の色帯域を検出することが可能となる
2, which, like FIG. 1, shows only a small portion of an imaging device consisting of thousands of identical parts, 0 layers 3 and 4 and photodiodes 1' 5 ! :
By arranging 5' as shown in FIG. 2, it is possible to detect distinct color bands of light without using polychromatic filters as shown in FIG.

層5と4鐘感光素子26と27を含み、層4は感光素子
28と29を含む。素子26−29の各々は基板20M
O8素子の1個に接続され、各7オシダイオード5と5
′は基板2上のMOII素子と関連している。素子26
と28は素子27と29のように互いの上に重ねられ、
層6と4は基板2上のすべてのフォトダイオードをおお
っている。
Layer 5 includes four photosensitive elements 26 and 27, and layer 4 includes photosensitive elements 28 and 29. Each of elements 26-29 is connected to substrate 20M.
connected to one of the O8 elements, each with 7 oscidiodes 5 and 5
' is associated with the MOII element on the substrate 2. Element 26
and 28 are stacked on top of each other like elements 27 and 29,
Layers 6 and 4 cover all photodiodes on substrate 2.

層3と4が感光素子28.29等より成る〆記載すれば
、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小鳩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パ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。層3と4の各
々は所定の色の光を検出するだけでなく、その色を吸収
する。
It will be easier to understand the invention if layers 3 and 4 consist of photosensitive elements 28, 29, etc. In each layer, except for the upper electrode hole and the part where the photoconductive element passes through the hole, it will be easier to understand the invention. It should be understood that it is preferable to apply the coating in successive layers. The bottom mosaic of electrodes is not continuous, but forms the boundaries of each photosensitive element. Each of layers 3 and 4 not only detects a given color of light, but also absorbs that color.

従って、例えば青色と緑色である2つの色が検出・吸収
され、例えば赤色である単一の色が素子5と5′に当た
る。
Thus, two colors, for example blue and green, are detected and absorbed, and a single color, for example red, impinges on elements 5 and 5'.

素子26と28はそれぞれMol素子9と6に接続され
ている。Mol素子9と6、基板2の上の感光素子26
と28、および基板2上でMOJI素子10と関連した
フォトダイオード5′の組合曽は、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。各画素の組は3つの別々の色の光を検出す
ることができる。MO8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
パターンや矩形パターンのような任意の個111.ノ異
なるパターンで配置することができ、様々な興なるやり
方で背部電極に接続することができる。
Elements 26 and 28 are connected to Mol elements 9 and 6, respectively. Mol elements 9 and 6, photosensitive element 26 on substrate 2
and 28, and the photodiode 5' associated with the MOJI element 10 on the substrate 2 constitute a so-called set of pixels. Two sets of pixels are shown in FIG. Each set of pixels can detect three separate colors of light. The MO8 elements are arranged in an L-shaped pattern in FIG. However, the MO8 element can be formed into arbitrary pieces 111., such as a linear pattern or a rectangular pattern. They can be arranged in different patterns and connected to the back electrode in a variety of different ways.

素子28は配!45を介して基板2に接続され、素子2
6は配線44を介して基板2に接続されている。
Element 28 is arranged! 45 to the substrate 2, and the element 2
6 is connected to the substrate 2 via a wiring 44.

次に、本発明の撮像デバイスの縦断面平面面である第3
wiを参照して、層3と4を詳細に説明する。すでに指
摘したように、感光層3と4の各々は6つの不要より成
る。層3は不要32.33.64を含み、層4は不要3
5.36.37を含む。
Next, the third plane, which is the plane surface of the longitudinal section of the imaging device of the present invention, is
Layers 3 and 4 will be described in detail with reference to wi. As already pointed out, each of the photosensitive layers 3 and 4 consists of six layers. Layer 3 contains unnecessary 32.33.64, layer 4 contains unnecessary 3
5.36.37 included.

層3は絶縁材料の層41によって基板2から絶縁されて
いる。層3は絶縁材料の層42によって層4から絶縁さ
れている。従って、層3と4の各々は互いに電気的に固
結縁されていると共に、電気配線44と45を介した点
以外のすべての点で基板2から絶縁されている。
Layer 3 is insulated from substrate 2 by a layer 41 of insulating material. Layer 3 is insulated from layer 4 by a layer 42 of insulating material. Thus, each of layers 3 and 4 is electrically bonded to each other and insulated from substrate 2 at all points except via electrical traces 44 and 45.

感光層3は上部の透明な電極小#34と底部のモずイタ
状の不透明な電極小鳩32を含む。感光物質の不要33
は不要32と34の間に配置されている。層4は層3と
同様の構成要素を含む。底部のモずイタ状電極不要32
と35は透明でなければならない、さらに、層3と4の
各々は、第5−50図に関連して詳細に説明するように
異なる色の光に反応してそれを吸収することができるよ
うに作られている。
The photosensitive layer 3 includes transparent electrode dots #34 at the top and opaque electrode dots 32 shaped like mozzles at the bottom. No need for photosensitive materials33
is located between unnecessary 32 and 34. Layer 4 includes similar components as layer 3. No need for mozuita-shaped electrode at the bottom 32
and 35 should be transparent; furthermore, each of layers 3 and 4 should be capable of reacting to and absorbing light of a different color, as described in detail in connection with Figures 5-50. It is made in

112および3図に示しているようにデバイスを作るこ
とによって、複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図に示され米国特許第3.971
.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
0本発明に基づくデバイλは固体デバイλの上に複合(
多色)カテ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。
By making the device as shown in Figures 112 and 3, it is possible to eliminate the need for an array of composite multicolor filters. More specifically, a device according to the present invention is shown in FIG.
.. The Debye λ according to the present invention does not require a filter array structure such as that disclosed in '065 or U.S. Pat. No. 4,047,203.
Since no multicolor catheter filters are required, the device according to the invention can be manufactured relatively easily at relatively low cost.

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、最も外側の感光層4
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、4000λ
以下または77002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運
勢するように設計することができる。
Although the device according to the invention can operate without the need for any filters, the outermost photosensitive layer 4
It is possible to use one broadband filter superimposed on top of the filter. Such a filter is 4000λ
It can be designed to predict the fortunes of light that is invisible to the human eye, such as light having a wavelength of 77,002 or more, ie, ultraviolet light or infrared light.

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4の上面に当たる。後に詳細に
説明するように、この光の一部は層4によって吸収され
、残りの光は層3に当ってここでさらに光が吸収され、
残りの光は基板2に当たる。フォトダイオード5と5′
は周知なように、基鈑2の上に配置されてMO8素子7
と10に関連している。第1図に示しているような重ね
られた感光層構造の開発前には、5と5′のようなフォ
トダイオード素子の配列が唯一の光検出手段として使用
された。前述のように、そのような構造はフォトダイオ
ードが小さいことによってあ−まり光に敏感でなく、そ
のような構造はやはり多色フィルター・アレイの使用を
必要とした。
Referring now to FIG. 4, a perspective view of an imaging device according to the present invention can be seen. The light impinges on the top surface of the outermost layer 4, as shown in FIG. As will be explained in more detail below, part of this light is absorbed by layer 4 and the remaining light hits layer 3 where further light is absorbed,
The remaining light hits substrate 2. Photodiode 5 and 5'
As is well known, the MO8 element 7 is placed on the substrate 2.
and 10. Prior to the development of stacked photosensitive layer structures as shown in FIG. 1, arrays of photodiode elements such as 5 and 5' were used as the sole light detection means. As previously mentioned, such structures were less sensitive to light due to the small size of the photodiodes, and such structures also required the use of polychromatic filter arrays.

第5図を第5m−5a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。
The operation of the imaging device of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5 in combination with FIGS. 5m-5a.

第5図は第6図に示しているものと同じデバイスの縦断
面図であるが、不要を示してないなどのように簡略化し
て示している。第5as5”および5・図はそれぞれ、
基板2の上のフォトダイオード5と5′によって検出さ
れる光に加えて層3と4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ブーツト
したグラフである。
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of the same device as shown in FIG. 6, but is simplified so that unnecessary parts are not shown. 5as5” and 5, respectively,
2 is a graph booting both absorption versus wavelength and photoconductivity versus wavelength for the light detected by photodiodes 5 and 5' on top of substrate 2 plus the light absorbed and detected inside layers 3 and 4; .

層4が応答する波長領域の光が層4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28(第2
図参照)で減少する。この減少した抵抗は、基板2の内
部のMol素子6に関連して電極不要67と35を利用
することによって電気的に検出し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ではなく、周知である。
When layer 4 is exposed to light in the wavelength range to which layer 4 responds, the resistance of photoconductive element 36 (see FIG. 3) is reduced by the specific element 28 (second
(see figure). This reduced resistance can be detected and recorded electrically by utilizing the electrodeless 67 and 35 in conjunction with the Mol element 6 inside the substrate 2. The particular method of recording the reduction in electrical resistance performed in conjunction with the detection of light is not part of this invention and is well known.

この減少した抵抗は、層4の素子28に当たる青色光の
強度を表わす(第5&図参照)。さらに、第5&図の吸
収曲線によって示されているように、層4は青色領域の
みの光を吸収する。層4を通過した光はスペタシルの緑
色部分と赤色部分のみを含む6層4は5oooiかそれ
以下の波長を有する光・をすぺで吸収し、この光の残り
が層6に達するようにする。さらに、層4は5oooZ
かそれ以下の波長を有する光に敏感である。
This reduced resistance represents the intensity of the blue light striking the elements 28 of layer 4 (see Figure 5). Furthermore, layer 4 absorbs light only in the blue region, as shown by the absorption curves in Figures 5&. The light that has passed through layer 4 contains only the green and red parts of the Spetasil 6.Layer 4 absorbs all the light with a wavelength of 5oooi or less, allowing the rest of this light to reach layer 6. . Furthermore, layer 4 is 5oooZ
Sensitive to light with wavelengths above or below.

層3が反応する波長領域の光が層3に当たると、感光不
要33(第3図参照)の抵抗は素子26で(第2wi参
11)減少する。減少した抵抗は前述のように電流を変
化させる。従って、感光素子26に当たる緑色光はMo
l素子9に関連して検出することができる。層3につい
ての吸収曲線によって示されているように、層3は緑色
領域の光も吸収する。層3の内部での物質は実際に青色
光と緑色光を吸収するが、青色光は層4によって吸収ま
たはろ過されてしまっている。従って、層6と4の組合
わせによって、青色光と緑色光はすべてろ過され、赤色
光のみが通過する。層4は6000;かそれ以下の波長
を有する光をろ過し、6000;かそれ以下の波長を有
する光に敏感である。しかし、5000Aかそれ以下の
波長を有する光は層4によってろ過されているので、層
3には5000ムと6oooXの間の波長を有する光、
すなわち緑色光、が当って層3はこの光に応答する。
When light in the wavelength range to which the layer 3 reacts hits the layer 3, the resistance of the non-photosensitive element 33 (see FIG. 3) decreases in the element 26 (see 2nd wi. 11). The reduced resistance changes the current as described above. Therefore, the green light hitting the photosensitive element 26 is Mo
It can be detected in relation to the l element 9. Layer 3 also absorbs light in the green region, as shown by the absorption curve for layer 3. The material inside layer 3 actually absorbs blue and green light, but the blue light has been absorbed or filtered by layer 4. Thus, the combination of layers 6 and 4 filters out all blue and green light, allowing only red light to pass through. Layer 4 filters light having a wavelength of 6000° or less and is sensitive to light having a wavelength of 6000° or less. However, since light with a wavelength of 5000A or less is filtered by layer 4, layer 3 contains light with a wavelength between 5000A and 6oooX;
ie, green light, and the layer 3 responds to this light.

第5s[に示されているように、基板207オトダイオ
ード5と5はすべての可視光を吸収し、あらゆる可視光
に多少敏感である。しかし、アオシダイオード素子5と
5′はスベタ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4は青色光をすでに吸収し、層
3はすでに緑色光を吸収してしまっている。従って赤色
光のみが基板2に当たるので、素子5と5′には赤色光
が当たる。赤色光が素子5と5′に当たると、電流は電
気インパルスによって光を検出することがてきるように
変化する。
As shown in 5s[, the substrate 207 otodiodes 5 and 5 absorb all visible light and are more or less sensitive to all visible light. However, the Aoshi diode elements 5 and 5' are most sensitive to the light in the red part of the Svettle. As already explained, layer 4 has already absorbed blue light and layer 3 has already absorbed green light. Therefore, since only red light hits the substrate 2, the elements 5 and 5' are hit by the red light. When red light strikes elements 5 and 5', the current changes in such a way that the light can be detected by electrical impulses.

前述のような特定の吸収能力と光導電性を有する層6と
4および素子5と5′を利用することによって、撮像デ
バイスの任意の特定の領域に当たる光を精密に検出する
と共に、波長、従ってその領域に当たる光の色、を判定
することが可能である。
By utilizing layers 6 and 4 and elements 5 and 5' with specific absorption capacities and photoconductivity as described above, it is possible to precisely detect the light falling on any particular area of the imaging device and to determine the wavelength and thus the It is possible to determine the color of the light that falls on that area.

層の任意の部分または任意の感光素子に当たる光の強度
は、抵抗の変化の程度によっても測定することができる
。層3と4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。
The intensity of light striking any part of the layer or any photosensitive element can also be measured by the degree of change in resistance. Layers 3 and 4 are made in such a way that small variations in resistance can be measured, so that the relative intensity of light of any particular wavelength striking any particular element of the photosensitive layer can be determined by electronic means in relation to substrate 2. Can be detected and recorded.

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。構造上の評細は示さな
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、2つの感光層
と、各感光層の底部電極を半導体基板上のMo1l素子
に接続するための諸口を設けるための変更が必要である
。さらに、基板2はフォトダイオード5と5′のような
ある種の感光素子を有しなければならず、そのような感
光素子の構造−と配置は周知である。
The color imaging devices disclosed herein can be manufactured in a variety of different embodiments. Although no structural details are given, the imaging array can be manufactured as shown in the aforementioned British patent. However, modifications are required to provide two photosensitive layers and ports for connecting the bottom electrode of each photosensitive layer to the Mo1I element on the semiconductor substrate. Furthermore, the substrate 2 must have certain photosensitive elements, such as photodiodes 5 and 5', the structure and arrangement of such photosensitive elements being well known.

第2.6.4および5図に示され、第51−5・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。上部層4は青色光を検出・吸収し、2番目の層3
は少なくとも緑色光を検出・吸収し、フォトダイオード
5と5′は少なくとも赤色光を検出する。光を検出し吸
収することができるように層3と4を製造することによ
って、層3と4はセンサーとしてもフィルターとしても
働く。従って、異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。
The embodiment shown in Figures 2.6.4 and 5 and described in connection with Figure 51-5 is considered the preferred embodiment of the invention. The top layer 4 detects and absorbs blue light, and the second layer 3
detects and absorbs at least green light, and photodiodes 5 and 5' detect at least red light. By manufacturing layers 3 and 4 to be able to detect and absorb light, layers 3 and 4 act both as sensors and as filters. Thus, the ability to detect light of different colors is retained, while eliminating the need for multicolor filters that must be arranged in a complex array.

第5図に示され第51−5・図に関連して説明したデバ
イスは、興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。
The device shown in FIG. 5 and described in connection with FIG. 51-5 can be manufactured in a variety of ways to achieve different end results. When manufacturing a device intended to work in this manner, the material within each of the photosensitive layers, as well as the insulating material within the insulating layer, must be manufactured in a specific manner.

層41と42の内部の絶縁物質は、810jl。The insulating material inside layers 41 and 42 is 810jl.

!If5ml、、ポリイミド、l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。
! Choose from a number of electrical insulating materials such as If5ml, polyimide, laryamide, photocurable resins or other known organic polymers.

最も上の感光層4は青色光に敏感であり、0118、舅
鳳0dLBおよびNxB・テ・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両方
を吸収するが青色光が層4によってろ過されているので
緑色光のみを吸収する層3は、非晶質セレン、OaS・
または()aAsνより作る。フォトダイオード5と5
′は青色光、緑色光および赤色光に敏感であらゆる色の
光を吸収する。
The topmost photosensitive layer 4 is sensitive to blue light and is made of a material selected from the group consisting of 0118, 0dLB and NxB. Layer 3, which is sensitive to both blue and green light and absorbs both, but only absorbs green light as the blue light is filtered by layer 4, is made of amorphous selenium, OaS.
or ()aAsν. Photodiodes 5 and 5
' is sensitive to blue, green, and red light and absorbs light of all colors.

青色光と緑色光は層3と4によってろ過されてしまって
いるので、フォトダイオードは赤色光のみを検出する一
フォトダイオード5と5′は通常の方法で製造し、Ga
ム1ム−1G&A@P%Ne。
The photodiodes detect only red light since the blue and green light have been filtered by layers 3 and 4. Photodiodes 5 and 5' are manufactured in the usual way and are made of Ga
Mu1mu-1G&A@P%Ne.

d!・、0IIT・、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。
d!・,0IIT・, made of a material selected from the group consisting of amorphous hydrogen silicide.

利用する感光層と素子の特定の種類およびデバイスの使
用方法によって、デバイスの動作に興なる電圧を利用す
ることができる。さらに、望む特定の結果によって感光
層や素子の各々に関連して異なる電圧を利用することが
できる。
Depending on the particular type of photosensitive layer and element utilized and how the device is used, the voltages that affect the operation of the device can be utilized. Additionally, different voltages may be utilized in conjunction with each of the photosensitive layers or elements depending on the particular result desired.

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Q″V説明して来た。
A solid state color imaging device according to the present invention has been described in what is considered the most practical and preferred embodiment.

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度に関する言及は、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。
References to specific materials, specific terminology, and specific sensitivities of the photosensitive layer to specific wavelengths or colors of light are made solely to disclose preferred embodiments and are within the scope of the present invention. It is recognized that modifications may be made to such embodiments and changes may occur that occur to those skilled in the art upon reading the embodiments.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1M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2層35
1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6図は湊発明の固体カラー撮像デバイスの縦断面図、 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図は本発明の固体カラー撮像デバイスの縦断面図、 第5&、5bおよび50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2番目ダラ7である。 2−基 板 3.4−感光層 515’7オトダイオード 26.27,28.29−感光素子 32.33,34.35,56.37−季 層(ほか3
5,6ン @111 1211 第  31m 第  4  関 第  5  l
1M is an exploded perspective view of a conventional solid-state color imaging device showing a photoconductive layer overlaid on a substrate; FIG. 2 is a two-layer 35
FIG. 6 is a vertical sectional view of the solid-state color imaging device of Minato's invention, FIG. 4 is a schematic perspective view of the solid-state color imaging device of the invention, and FIG. The figure is a longitudinal sectional view of the solid-state color imaging device of the present invention, and Figures 5&, 5b and 50 are the outermost layer and second layer 7 of the solid-state color imaging device of the present invention, respectively. 2 - Substrate 3.4 - Photosensitive layer 515'7 Otodiode 26.27, 28.29 - Photosensitive element 32.33, 34.35, 56.37 - Seasonal layer (other 3
5,6 @111 1211 31st m 4th Seki 5th l

Claims (1)

【特許請求の範囲】 a)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絶縁材料の層、該絶縁材料の層
の上に重ねられた$1の感光層、該第1の感光層の上に
配置された絶縁材料の層、および該絶縁材料の層の上に
重ねられた第2の感光不要より成り、前記基板上では第
1のIl数の前記iit気スイスイツチング素子それヤ
れIIF数のフォトダイオード素子が関連し、前記第1
の感光層は上部の透明な電極不要、背部の透明なモずイ
タ状電極不要、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上の第2の接散の前記電
気スイッチング素子に対応する部分の配列に分割され、
前記背部のモずイタ状電極不要の前記分割された部分は
前記基板上の前記第2の複数の電気スイッチング素子に
それぞれ電気的に接続され、前記第2の感光不要は上部
の透明な電極不要、背部の透明なモザイク状電極不要、
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
された光導電不要より成り、これら背部のモザイク状電
極不要は前記#11の感光層の前記基板上の第50*i
iの前記電気スイッチング素子に対応する部分の配列に
分割され、前記背部のモザイク状電極は前記基板上の前
記第6の複数の前記電気スイッチンダ素子にそれぞれ電
気的に接続され、前記fIN1の感光層と前記第2の感
光層は可視波長スペタトルの異なる範囲に敏感でこの範
囲を吸収し、それによって前記第1の感光層と前記第2
の感光層からの電気信号が2つの異なる色範囲の光強度
を表わし、前記基板上の前記フォトダイオード素子が嬉
60色範囲の光強度を表わすことを特徴とする綱体カラ
ー撮像デバイス。 ―)6組に配置された多数の電気スイッチング素子より
成る固体の基板、および表面の一部分に感光素子を有す
る前記基板の上で互いに重ねられた2つの垂直方向に配
置された感光層より成り、該感光層の各々は上部の透明
な電極不要、背部の透明なモザイク状電極不要、および
前記上部の小層と前記背部の小層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秋季層の各々は配
列の各部分に分割され、該配列においては前記感光層の
各々の背部のモザイク秋季層部分が前記3組の1tiス
イツチング素子の対応する1個に電気的に接続され、従
って前記2つの感光層の各々の上で垂直方向に配置され
た背部のモザイク秋季層部分は6組の各組の前記電気ス
イッチング素子の1個にMI統され、前記基板の前記感
光素子も6組の各組の前記電気スイッチング素子の対応
する素子に関連して多数組の画素の配列を形成し、前記
感光層と前記基板の前記感光素子は可視波長スペクトル
の異なる範囲に敏感でこの範囲を吸収し、それによって
前記感光層と前記基板の前記感光素子の各々から受は取
られた電気信号が3つの興なる色範囲の光強度を表わす
ことを特徴とする固体力チー撮像デバイス。 Q)前記光導電層と前記感光素子は前記基板に向かう方
向に順に並んだ各層が光スペクトルの順により広い帯域
を吸収する層を生ずる波長対吸収特性を有するように製
造され配置されてい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。 ←)前記第2の光導電層が光スペクトルの青色領域の光
に敏感でこの光を吸収し、前記第1の感光層が光スペク
トルの赤色領域の光に敏感でないが少なくとも緑色領域
の光に敏感でこの光を吸収し、前記基板の前記感光素子
が光スペクトルの少なくとも赤色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@1項に記載の固体カ
ラー撮像デバイス。 伽)前記2つの感光層が前記基板から最も遠くて光スペ
クトルの青色領域の光に敏感でこの光を吸収する最も外
側の層、光λペタ)ルの赤色領域の光に敏−てはないが
少なくとも緑色領域の光に敏感でこの光を吸収する層よ
り成り、前記基板の前記フォトダイオード素子が光スペ
クトルの少な(とも赤色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2項に記載の固体カラー撮像
デバイス。 (6)前記基板に配置された前記電気スイッチンダ素子
がMO8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
。 け)前記第2の感光不要がO(111% Z n Od
 B。 zmS・テ・より成るグループから選択した感光物質よ
り成り、前記第1の感光層が非晶質セレン、048・、
GaAsFより成るグループから選択した感光qIkJ
質より成ることを特徴とする特許請求の範囲111項に
記載の画体カラー撮像デバイス。 (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、可視スペクトルの比
較的低い帯域の光に応答してこの光を吸収する第1の複
数の光導電体、少なくとも該第1の複数の光導電体上り
高い帯域の光に応答してこの光を吸収する亀2の複数の
光導電体より成り、第1の複数の前記電荷スイッチング
素子には等しい個数のフォトダイオードが関連し、前記
第1のmlの前記電荷スイッチング素子はこれに当って
前記11の複数の光導電体が反応する光の強度を表わす
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2の複数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の複数の光導電体はこれらに当って前
記第2のnの光導電体が反応する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
5の複数の前記電荷スイッチング素子に電気的に接続さ
れ、前記11の複数の光導電体と前記ts2の複数の光
導電体と前記半導体スイッチング・マトリックスは固体
撮像デバイスの3つの重ねられた層を備威し、これら6
つの層は前記固体撮像デバイスに当たる光が最初に前記
第1の複数の光導電体に当たり、これによって吸収され
なかった波長の前記光が前記第2の複数の光導電体に当
たり、これによって吸収されなかった波長の光が前記フ
ォトダイオード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#I3の?M数の電荷スイッチ
ング素子がそれぞれ5つの興なる帯域の光強度を表わす
ことを特徴とする固体撮像デバイス。 (9)前記第1と第2の複数の光導電体の各々が上部電
極と底部電極を有する光4電材料の層より成り゛、前記
底部電極が前記複数の光導電体の個々の光導電体をJl
j成することを特徴とする特′ff請求の範囲第8項に
記載の固体撮像デバイス・
Claims: a) a solid substrate comprising an array of electrical switching elements;
a layer of insulating material disposed over the substrate, a photosensitive layer of $1 overlying the layer of insulating material, a layer of insulating material disposed over the first photosensitive layer, and the insulating material. a second photosensitive element overlaid on a layer of material, on said substrate a first number of said IIT switching elements and a second number of said IIF photodiode elements are associated therewith;
The photosensitive layer consists of a transparent electrode on the top, a transparent mozzle-like electrode on the back, and a photoconductive layer disposed between the top sublayer and the back sublayer, and the back a mosaic of electrodes is divided into an array of portions corresponding to the electrical switching elements of a second contact on the substrate;
The divided portions on the back that do not require mozzier-shaped electrodes are electrically connected to the second plurality of electrical switching elements on the substrate, and the second portions that do not require photosensitive electrodes do not require transparent electrodes on the upper part. , no need for transparent mosaic electrodes on the back.
and a photoconductive layer disposed between the top sublayer and the back sublayer, and these back mosaic electrodes are the 50th*i photoconductive layer on the substrate of the #11 photosensitive layer.
The back mosaic electrode is electrically connected to the sixth plurality of electrical switching elements on the substrate, and the photosensitive element of fIN1 is divided into an array of parts corresponding to the electrical switching elements of fIN1. layer and said second photosensitive layer are sensitive to and absorb different ranges of the visible wavelength spectrum, thereby causing said first photosensitive layer and said second photosensitive layer to absorb in this range.
A color imaging device characterized in that the electrical signals from the photosensitive layer represent light intensities in two different color ranges, and the photodiode elements on the substrate represent light intensities in a 60-color range. -) consisting of a solid substrate consisting of a number of electrical switching elements arranged in six sets and two vertically arranged photosensitive layers superimposed on each other on said substrate having photosensitive elements on a part of the surface; Each of the photosensitive layers consists of a top transparent electrode, a back transparent mosaic electrode, and a photoconductive layer disposed between the top sublayer and the back sublayer; Each of the fall layers is divided into respective parts of an array in which the back mosaic fall layer part of each of said photosensitive layers is electrically connected to a corresponding one of said three sets of 1ti switching elements, thus The back mosaic fall layer portion vertically disposed on each of the two photosensitive layers is integrated into one of the electrical switching elements of each of six sets, and the photosensitive elements of the substrate are also integrated into six sets. in association with a corresponding element of each set of said electrical switching elements to form an array of multiple sets of pixels, said photosensitive layer and said photosensitive elements of said substrate being sensitive to and absorbing different ranges of the visible wavelength spectrum. a solid-state imaging device, whereby electrical signals received from each of the photosensitive elements of the photosensitive layer and the substrate represent light intensities of three distinct color ranges. Q) the photoconductive layer and the photosensitive element are manufactured and arranged such that each layer in sequence in the direction toward the substrate has wavelength-to-absorption characteristics such that the layer absorbs a wider band in the order of the light spectrum; A solid-state color imaging device according to claim 1 or 2, characterized in that: ←) said second photoconductive layer is sensitive to and absorbs light in the blue region of the optical spectrum; said first photosensitive layer is not sensitive to light in the red region of the optical spectrum, but at least absorbs light in the green region; Solid state color imaging device according to claim 1, characterized in that the photosensitive elements of the substrate are sensitive to light in at least the red region of the light spectrum. The two photosensitive layers are farthest from the substrate and are sensitive to light in the blue region of the optical spectrum, and the outermost layer, which absorbs this light, is not sensitive to light in the red region of the light spectrum. comprises a layer that is sensitive to at least light in the green region and absorbs this light, and the photodiode element of the substrate is sensitive to light in the red region (and is sensitive to light in the red region). The solid-state color imaging device according to claim 2. (6) The solid-state color according to claim 1 or 2, wherein the electric switcher element arranged on the substrate is an MO8 device. Imaging device.) The second exposure is not required.
B. The first photosensitive layer comprises amorphous selenium, 048.
Photosensitive qIkJ selected from the group consisting of GaAsF
112. An image color imaging device according to claim 111, characterized in that the image body color imaging device is made of a solid color. (8) a semiconductor switching matrix comprising a matrix of charge switching elements; a first plurality of photoconductors responsive to and absorbing light in a relatively low band of the visible spectrum; at least the first plurality of photoconductors; A first plurality of said charge switching elements are associated with an equal number of photodiodes, said first plurality of photoconductors responsive to and absorbing a high band of light on said conductor; ml of the charge switching elements respectively transmit an electrical signal to each of the second plurality of charge switching elements for transmitting to the charge switching elements an electrical signal representative of the intensity of light to which the eleven plurality of photoconductors respond. each of the second plurality of photoconductors is connected to a fifth photoconductor for transmitting an electrical signal to the charge switching element representative of the intensity of light upon which the second n photoconductors react. electrically connected to the plurality of charge switching elements, the eleven plurality of photoconductors, the ts2 plurality of photoconductors and the semiconductor switching matrix comprising three stacked layers of a solid state imaging device; And these 6
two layers in which light impinging on the solid-state imaging device first impinges on the first plurality of photoconductors, and that the light at a wavelength that is not absorbed thereby impinges on the second plurality of photoconductors and is not absorbed thereby; The structure is superimposed such that light of the same wavelength strikes the photodiode, thereby causing the first, second and #I3 wavelengths to fall on the photodiode. A solid-state imaging device characterized in that M number of charge switching elements each represent light intensities in five distinct bands. (9) each of said first and second plurality of photoconductors comprises a layer of photoconductor material having a top electrode and a bottom electrode; Jl body
The solid-state imaging device according to claim 8, characterized in that it comprises:
JP57181483A 1981-12-15 1982-10-18 Solid-state color image pickup device having double layered, three tiered structure Granted JPS58103166A (en)

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US330921 1994-10-28

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JPS6329416B2 JPS6329416B2 (en) 1988-06-14

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6089968A (en) * 1983-07-08 1985-05-20 Fuji Photo Film Co Ltd Solid-state image pick-up apparatus of double-layer and triple-stage structure
US9735204B2 (en) 2012-06-21 2017-08-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solid-state imaging device and method for manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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