JPS58121668A - 多色イメ−ジ・センサ - Google Patents
多色イメ−ジ・センサInfo
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- JPS58121668A JPS58121668A JP57002684A JP268482A JPS58121668A JP S58121668 A JPS58121668 A JP S58121668A JP 57002684 A JP57002684 A JP 57002684A JP 268482 A JP268482 A JP 268482A JP S58121668 A JPS58121668 A JP S58121668A
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- 235000006693 Cassia laevigata Nutrition 0.000 claims description 7
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/08—Semiconductor 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
- H01L31/10—Semiconductor 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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/111—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by at least three potential barriers, e.g. photothyristor
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。
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、ファクシミリ等の原稿ＷＩＩ．龜懐置に装い
る充電変換素子、すなわちイメージー七ンサκ関し、特
に２色以上の色分解読取能力をもった多色イメージ・セ
ンナに関する。
る充電変換素子、すなわちイメージー七ンサκ関し、特
に２色以上の色分解読取能力をもった多色イメージ・セ
ンナに関する。
この種の多色イメージ・センナとして、従来から第１図
に示すようなものが知られている。図において、１はシ
リコンの酸化膜（ Ｓｉｎ．） 、２はＰ董拡散領域（
以下、Ｐ領域という）、３はＮｌｌ拡散領域（以下、Ｎ
領域という）、４はＰＩ１拡散領域（以下、Ｐ領域とい
う）、５１６１７はそれぞれＰ領域２、Ｎ領域３、Ｐ領
域番から引き出され九第１．第２，第３の電極リード、
８，９はそれぞれ＄１１，ｊＩ２のＰＮ接合である。
に示すようなものが知られている。図において、１はシ
リコンの酸化膜（ Ｓｉｎ．） 、２はＰ董拡散領域（
以下、Ｐ領域という）、３はＮｌｌ拡散領域（以下、Ｎ
領域という）、４はＰＩ１拡散領域（以下、Ｐ領域とい
う）、５１６１７はそれぞれＰ領域２、Ｎ領域３、Ｐ領
域番から引き出され九第１．第２，第３の電極リード、
８，９はそれぞれ＄１１，ｊＩ２のＰＮ接合である。
このような構造の多色イメージ・センナの等価回路紘第
２図のように表わすことができる。すなわち、第１図の
Ｐ領域２とＮ領域３からホトダイオード１０が形成され
、Ｎ領域３とＰ領域４からホトダイオード１１が形成さ
れる。そして、これらのカソード側の接続点から第２の
電極リード６が引き出され、それぞれのアノード側から
第１の電一リード５とＪＩ３の電極リード７が引き出さ
れるような回路になる。
２図のように表わすことができる。すなわち、第１図の
Ｐ領域２とＮ領域３からホトダイオード１０が形成され
、Ｎ領域３とＰ領域４からホトダイオード１１が形成さ
れる。そして、これらのカソード側の接続点から第２の
電極リード６が引き出され、それぞれのアノード側から
第１の電一リード５とＪＩ３の電極リード７が引き出さ
れるような回路になる。
次に１第１図の多色イメージ・センサがどうして色分解
読取能力をもつかについて説明する。一般に、シリコン
に種々の波長の光を轟てると、その吸収係数は第３図に
示されているように変化する。
読取能力をもつかについて説明する。一般に、シリコン
に種々の波長の光を轟てると、その吸収係数は第３図に
示されているように変化する。
また、光の波長をパラメータにして、横軸にシリコンの
光入射面からの距離（幻、縦軸に光入射面における光量
子数をρ。とじた時の光量子数調達パーセント（２）を
とると、１ｍ４図のような特性が得られる。
光入射面からの距離（幻、縦軸に光入射面における光量
子数をρ。とじた時の光量子数調達パーセント（２）を
とると、１ｍ４図のような特性が得られる。
第３図およびＪｌ１１４図から、シリコンは波長の短い
光はど曳く吸収し、波長が長くなると、シリコン中への
調達距離が長くなることが分る。
光はど曳く吸収し、波長が長くなると、シリコン中への
調達距離が長くなることが分る。
そこで、第１図の多色イメージ・センナの構造を見ると
、第１のＰＮ接合８には液長の短い光も長い光も到達す
るが、第２のＰＮｉｉ１合９には波長の短い光はすでＫ
ｉ！！に収されてしまって到達しないことがわかる。し
良がって、第１のホトダイオード１０からは波長の煙い
光を含む情報が得られ、第２のホトダイオード１１から
は波長の短い光を含まない情報が得られるということが
できる。
、第１のＰＮ接合８には液長の短い光も長い光も到達す
るが、第２のＰＮｉｉ１合９には波長の短い光はすでＫ
ｉ！！に収されてしまって到達しないことがわかる。し
良がって、第１のホトダイオード１０からは波長の煙い
光を含む情報が得られ、第２のホトダイオード１１から
は波長の短い光を含まない情報が得られるということが
できる。
実１１に第１図の構造の多色イメージ・センサでは、第
５図のような特性が得られたことが報告されている。１
８５図にンいては、１０ａは第１のホトダイオード１０
の特性であｐ、ｌ１ｍは第２のホトダイオード１１の特
性である。この時性から、第 −１のホトダイオー
ド１０は波長の短い光に対して大きな感度を有するのに
対し、ＪＩ２のホトダイオード１１は波長の憂い光に対
して大きな感Ｘｔ有することが分る。
５図のような特性が得られたことが報告されている。１
８５図にンいては、１０ａは第１のホトダイオード１０
の特性であｐ、ｌ１ｍは第２のホトダイオード１１の特
性である。この時性から、第 −１のホトダイオー
ド１０は波長の短い光に対して大きな感度を有するのに
対し、ＪＩ２のホトダイオード１１は波長の憂い光に対
して大きな感Ｘｔ有することが分る。
しかしながら、第１図に示し九多色イメージ・センサに
おいては％Ｊ１１およびｓ２のＰＮ接合８゜９がシリコ
ンの酸化Ｉｌｌに対して平行になるように形成されてい
るため、次のような欠点かあ′）九。
おいては％Ｊ１１およびｓ２のＰＮ接合８゜９がシリコ
ンの酸化Ｉｌｌに対して平行になるように形成されてい
るため、次のような欠点かあ′）九。
（１）所望の特性の多色イメージ・セ／すを得るために
は、シリコ／の酸化膜から菖１および第２のＰＮｉ１合
面に至る深さく距離）を正確に作成する必要があｐ１所
望の特性のセンサを作ることが難しい。
は、シリコ／の酸化膜から菖１および第２のＰＮｉ１合
面に至る深さく距離）を正確に作成する必要があｐ１所
望の特性のセンサを作ることが難しい。
（２）２つ以上のＰＮ接合を精度良く作成することが困
難である。
難である。
本発明の目的は、このような従来の多色イメージ・セン
サの欠点を除去し、所望の４１性が得やすく、かつ、２
つ以上のＰＮ接合を精度喪く容品に作ることのできる多
色イメージ・センナを提供することにある。
サの欠点を除去し、所望の４１性が得やすく、かつ、２
つ以上のＰＮ接合を精度喪く容品に作ることのできる多
色イメージ・センナを提供することにある。
以下に、本５Ｉ５ｅｊ４′に実施例によって説明する。
第６図は本発明の一実施例を示し、１ｉ１１図（１）は
平面図、同図（ｂ）はＡ −Ａ’總断面図を示す。図に
２いて、２０はシリコンの酸化膜（Ｓｔｏｗ） 、２１
はＰ領域、２２．２３はそれぞれ３１１１ 、Ｊｉ２の
Ｎ領域、２４゜２５．２６はそれぞれ３４１１１第２．
ｓ３の電極、２７．２８はそれぞれ５ｌｔａｌｚのＰＮ
績倉を示すＯ この実施例による多色イメージ・センサの等価回路は菖
７図に示すようになる。ｊ１７図におけるホトダイオー
ド２９はＰ領域２１とＮ１［域２２から形成され、ホト
ダイオード３０はＰ領域２１とＮ領域２３とから形成さ
れる。また、ｊｌｌｌ、第２゜第３の電極２４．２５．
２６は嬉６図の同じ符号の電極と対応する。
平面図、同図（ｂ）はＡ −Ａ’總断面図を示す。図に
２いて、２０はシリコンの酸化膜（Ｓｔｏｗ） 、２１
はＰ領域、２２．２３はそれぞれ３１１１ 、Ｊｉ２の
Ｎ領域、２４゜２５．２６はそれぞれ３４１１１第２．
ｓ３の電極、２７．２８はそれぞれ５ｌｔａｌｚのＰＮ
績倉を示すＯ この実施例による多色イメージ・センサの等価回路は菖
７図に示すようになる。ｊ１７図におけるホトダイオー
ド２９はＰ領域２１とＮ１［域２２から形成され、ホト
ダイオード３０はＰ領域２１とＮ領域２３とから形成さ
れる。また、ｊｌｌｌ、第２゜第３の電極２４．２５．
２６は嬉６図の同じ符号の電極と対応する。
このような構成の多色イメージ・センナにおいては、１
１１１６図（ｂ）から明らかなように、第１のＰＮ接合
２７と第２のＰＮ接合２８のシリコンの酸化膜２０から
の距離が異なる。このため、色々な波長を有する光がシ
リコ／の酸化膜２０の上方より入射されると、第１のＰ
Ｎ接合２７に到達する光の波長分布と第２０ＰＮ接合２
８に到達する光の波長分布が異なり、第１のホ）／イオ
ード２９と第２のホトダイオード３００波長に対する相
対感度が異なることになる。そして、ＪＩｓ図に近似し
た感度を得ることができる。このような感度が得られる
評顔な理由は、従来技衝の１！明の項で述べ九通ヤであ
シ、説明を割愛する。
１１１６図（ｂ）から明らかなように、第１のＰＮ接合
２７と第２のＰＮ接合２８のシリコンの酸化膜２０から
の距離が異なる。このため、色々な波長を有する光がシ
リコ／の酸化膜２０の上方より入射されると、第１のＰ
Ｎ接合２７に到達する光の波長分布と第２０ＰＮ接合２
８に到達する光の波長分布が異なり、第１のホ）／イオ
ード２９と第２のホトダイオード３００波長に対する相
対感度が異なることになる。そして、ＪＩｓ図に近似し
た感度を得ることができる。このような感度が得られる
評顔な理由は、従来技衝の１！明の項で述べ九通ヤであ
シ、説明を割愛する。
本実施例の多色イメージ・センナを実際に作る場合Ｖｃ
ｒｉ、籐６図のｌが１０〜２０μｍになるように形成さ
れる。このような多色イメージ・（ンサで原稿からの光
情報を電気１号に変換する場合、この光情報は光学系を
介して例えば０，２倍に縮小されて当該多色イメージ・
センサに入力させられる。したがって、原稿面上の５０
〜１００μｍの大きさの情報が多色イメージ・センナに
入力することになる。本実施例による多色イメージ・セ
ンサｄ＠ＩのＰＮ接合２７ ト第２ノＰＮ接合ｚ ８
ト＄横方向にずれているが、多色イメージ・センナに入
力する原稿面の大きさが上記のように微細であるので、
このＰＮ接合のずれは何ら問題とならない。
ｒｉ、籐６図のｌが１０〜２０μｍになるように形成さ
れる。このような多色イメージ・（ンサで原稿からの光
情報を電気１号に変換する場合、この光情報は光学系を
介して例えば０，２倍に縮小されて当該多色イメージ・
センサに入力させられる。したがって、原稿面上の５０
〜１００μｍの大きさの情報が多色イメージ・センナに
入力することになる。本実施例による多色イメージ・セ
ンサｄ＠ＩのＰＮ接合２７ ト第２ノＰＮ接合ｚ ８
ト＄横方向にずれているが、多色イメージ・センナに入
力する原稿面の大きさが上記のように微細であるので、
このＰＮ接合のずれは何ら問題とならない。
第８図は本発明の他の実施例管示す。図において、２０
はシリコンの酸化膜、３１はＰ領域、３２．３３．３４
はそれぞれ第１ｔＪＩＩｚ、第３ＯＮ領域、３５，３６
，３７．３８は千れぞれ電極、３９は第１のＰＮＩ！倉
、４０＆よび４１は第２のＰＮ接合である。第９図は９
８図を下から見た時の平面図である。ただし、この平間
図は第２夾施例の単なる１例を示すのみであり、Ｐ領域
とＮ１［域の境界がこの平面図のように必ずしも直線に
ならなくてもよいことは勿論である。
はシリコンの酸化膜、３１はＰ領域、３２．３３．３４
はそれぞれ第１ｔＪＩＩｚ、第３ＯＮ領域、３５，３６
，３７．３８は千れぞれ電極、３９は第１のＰＮＩ！倉
、４０＆よび４１は第２のＰＮ接合である。第９図は９
８図を下から見た時の平面図である。ただし、この平間
図は第２夾施例の単なる１例を示すのみであり、Ｐ領域
とＮ１［域の境界がこの平面図のように必ずしも直線に
ならなくてもよいことは勿論である。
本実施例が多色イメージ・センサとして動作するのは、
１ｓｌ実施例と同様に光が入射するシリコンの酸化Ｊ１
１１２０から第１のＰＮ接合３９に至る距離と、咳酸化
膜２０から第２のＰＮＷ１合４０および４１に至る距離
とが異なるためである。
１ｓｌ実施例と同様に光が入射するシリコンの酸化Ｊ１
１１２０から第１のＰＮ接合３９に至る距離と、咳酸化
膜２０から第２のＰＮＷ１合４０および４１に至る距離
とが異なるためである。
第１０図は本Ａ明のさらに他の実施例を示す。
この実施例が第６図に示した第１実施例と異なる所は、
Ｎ領域が４個に分割されている点である。
Ｎ領域が４個に分割されている点である。
図において、４２，４３．４４および４５はシリコンの
Ｎ領域、４６，４７．４８＄Ｐよび４９は咳Ｎ領域に対
応し九電極を示す。また、これら以外の符号は１ｓ６図
と同じものを示す。
Ｎ領域、４６，４７．４８＄Ｐよび４９は咳Ｎ領域に対
応し九電極を示す。また、これら以外の符号は１ｓ６図
と同じものを示す。
上記した本発明の各実施例によれば、ＰＮｍ合がシリコ
ンの酸化膜間から連続的に深くなっているので、ＰＮＮ
接合シリコン酸化ＪＩｔＩからの距離を従来装置のよう
に精ＩＬ＆＜出さなくてもよいという利点がある。また
、ｊ１１０図に示したように、２つ以上のＰＮ接合を容
易に作ることができ、色色な波長分布の先を電気信号に
変換できるというメリットがある。
ンの酸化膜間から連続的に深くなっているので、ＰＮＮ
接合シリコン酸化ＪＩｔＩからの距離を従来装置のよう
に精ＩＬ＆＜出さなくてもよいという利点がある。また
、ｊ１１０図に示したように、２つ以上のＰＮ接合を容
易に作ることができ、色色な波長分布の先を電気信号に
変換できるというメリットがある。
第１１図は本実施例の多色イメージ・センナを用いて信
号を感層する信号処理回路である。図において、５０は
本発明による多色イメージ・センナ、５１はオペアンプ
、５２．５３および５４はそれぞれ端子を示す。
号を感層する信号処理回路である。図において、５０は
本発明による多色イメージ・センナ、５１はオペアンプ
、５２．５３および５４はそれぞれ端子を示す。
この信号ｌ６１１回路によれば、端子５２および５３か
ら光強度情報を得ることがで會る。また、端子５４から
は色に応じた出力電圧、すなわち色情報を得ることかで
自る。ちなみに本発明の多色イメージ・センナをこの信
号錫層（ロ）路に接続して、端子５４の出力電圧■、を
求めたところ、出力電圧ｖ０の波長に対する関係は第１
２図のようになった。
ら光強度情報を得ることがで會る。また、端子５４から
は色に応じた出力電圧、すなわち色情報を得ることかで
自る。ちなみに本発明の多色イメージ・センナをこの信
号錫層（ロ）路に接続して、端子５４の出力電圧■、を
求めたところ、出力電圧ｖ０の波長に対する関係は第１
２図のようになった。
上記の説明は、多色イメージ・センナの単体についての
説明で６りたが、この多色イメージ・センナの単体を多
数個一方向に並べて、２イ／カラ＼ −セ／すとして用いてもよいことは明らかであろう。
説明で６りたが、この多色イメージ・センナの単体を多
数個一方向に並べて、２イ／カラ＼ −セ／すとして用いてもよいことは明らかであろう。
以上のように、本発明によれば、ＰＮ接合のシリコン酸
化膜間からの距離を連続的にとることができるので、製
造に際しての寸法精度がさほど厳しくないという効果が
ある。筐九、２つ以上の木接合を容易に作ることがで自
るという効果もある。
化膜間からの距離を連続的にとることができるので、製
造に際しての寸法精度がさほど厳しくないという効果が
ある。筐九、２つ以上の木接合を容易に作ることがで自
るという効果もある。
第１図は従来の多色イメージＯセ／すの断間図、第２゛
図は第１図の等価図路を表す回路図、第３図はシリコン
の吸収係数と波長との関係図、ＪＩＪ図はシリコンにお
ける光の吸収と波長の関係図、第５図は１ｌｌＥ１図の
センナの相対感度と波長の関係図、第６図は本発明の一
実施例の平面図および断面図、纂７図は第６図の等価回
路を示す回路図、第８図は本発明の他の実施例の断面図
、第９図はその平面図、第１０図は本発明のさらに他の
実施例の断面図、第１１図は本発明による多色イメージ
・セ／すが適用される信号処理回１ｌ１８図、絡１２図
は第１１図から得られる色情報を説明するための出力電
圧と波長との関係図である。 ２０ 、、、、、、、Ｉ・・・・・シリコンの酸化１［
，２１，３１・・・ＰｉｌＩ域、２２，２３，３２，３
３，３４，４２゜４３．４４．４５・・・Ｎ領域、２４
、２５ 、２６ 。 ３５．３６，３７，３８，４６，４７．４８゜４９・・
・電極、２７，２８，４０，４１，３９゜・・・ＰＮ接
合 代理人弁理士 平 木 道 人 外１名ノ惑３Ｉ ３８ 濡ｑＩ ２３３ ５ ４９ ２１１図 才１２図 涜 五 λ（ｒｌ→
図は第１図の等価図路を表す回路図、第３図はシリコン
の吸収係数と波長との関係図、ＪＩＪ図はシリコンにお
ける光の吸収と波長の関係図、第５図は１ｌｌＥ１図の
センナの相対感度と波長の関係図、第６図は本発明の一
実施例の平面図および断面図、纂７図は第６図の等価回
路を示す回路図、第８図は本発明の他の実施例の断面図
、第９図はその平面図、第１０図は本発明のさらに他の
実施例の断面図、第１１図は本発明による多色イメージ
・セ／すが適用される信号処理回１ｌ１８図、絡１２図
は第１１図から得られる色情報を説明するための出力電
圧と波長との関係図である。 ２０ 、、、、、、、Ｉ・・・・・シリコンの酸化１［
，２１，３１・・・ＰｉｌＩ域、２２，２３，３２，３
３，３４，４２゜４３．４４．４５・・・Ｎ領域、２４
、２５ 、２６ 。 ３５．３６，３７，３８，４６，４７．４８゜４９・・
・電極、２７，２８，４０，４１，３９゜・・・ＰＮ接
合 代理人弁理士 平 木 道 人 外１名ノ惑３Ｉ ３８ 濡ｑＩ ２３３ ５ ４９ ２１１図 才１２図 涜 五 λ（ｒｌ→
Claims (2)
- （１）光信号を電気信号に変換する半導体を用い九多色
イメージ・センナに於いて、光入射面からの深さが連続
的に変化する少なくとも２つのＰＮ接合を具備したこと
を特徴とする多色イメージ・センサ０ - （２）前記センナが複数個配列されたことを特徴とする
特許 センナ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57002684A JPS58121668A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 多色イメ−ジ・センサ |
| US06/455,635 US4520381A (en) | 1982-01-13 | 1983-01-05 | Polychromatic image sensor |
| EP83300113A EP0083986A3 (en) | 1982-01-13 | 1983-01-10 | Polychromatic image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57002684A JPS58121668A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 多色イメ−ジ・センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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