JPS60208870A - カラ−センサ - Google Patents

カラ−センサ

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Publication number
JPS60208870A
JPS60208870A JP59066890A JP6689084A JPS60208870A JP S60208870 A JPS60208870 A JP S60208870A JP 59066890 A JP59066890 A JP 59066890A JP 6689084 A JP6689084 A JP 6689084A JP S60208870 A JPS60208870 A JP S60208870A
Authority
JP
Japan
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light
thin film
sensor
transparent electrode
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP59066890A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Aiga
相賀 正夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP59066890A priority Critical patent/JPS60208870A/ja
Publication of JPS60208870A publication Critical patent/JPS60208870A/ja
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    • HELECTRICITY
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

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】 [発明の技術分野] この発明はカラーセンサに関するものであって、特に、
大きな光電流出力が得られかつ高分解能を有するカラー
センサに関する。
[従来技術] 第1図は、従来の力、ラーセンサの平面図である。
図において、2は1つのセグメントを示す。ガラスなど
の絶縁体からなる基板1上にQrなとの導電性を有する
蒸S薄膜からなる共通電極3が形成されている。共通電
極3上に水素化アモルファス・シリコンからなる光導電
体薄膜4が形成されている。光導電体薄膜4上にITO
などからなる青色、緑色、赤色センサ部透明電極5,6
.7が互いに間隔を隔てて形成されており、これらの上
にはそれぞれ青、緑、赤色フィルタ膜8.9.10が被
覆されている。実際には、このセグメント2が基板1上
に多数配列されているが、この図では、説明の便宜上そ
の1つだけを示している。青色。
緑色、赤色センサ部透明電極5,6.7のそれぞれの一
方の端は、基板1等の上でこれに平行に延びてセグメン
ト2の外部に引出され、他のセグメント(図示せず)と
相互接続される。この青、緑。
赤色フィルタ膜8,9.10で覆われた領域は、それぞ
れ青、緑、赤色の光に感度を持つ光センサとなる。すな
わち、責合、緑色、赤色センサ部透明電極5.6.7お
よび共通電極3間の抵抗は、それぞれ青、緑、赤色の色
成分の光強度に応じて変化するので、これらの端子間に
電圧を印加し、流れる光電流を検出することによって、
このセグメント2の部分に入射した可視光成分中の青、
緑。
赤色の色成分の光強度を電気信号として取出すことがで
きる。
ところで、このような構造を有するカラーセンサは、セ
グメント2を少なくとも3領域に分割するため、1領域
の光センサ部面積がセグメント2の1/31X下となり
、光電流が小さくなる。そこで、この光電流を増すため
に、セグメント2の面積を拡げると分解能が下がってし
まう。さらに、青、緑、赤色フィルタ膜8,9.10は
それぞれ化学的に組成の異なる材料が必要であるから、
光センサ以外に3種類の材料の成lIおよび写真製版が
必要となるなどの欠点があった。
[発明の概要] それゆえに、この発明の主たる目的は、大きな光電流出
力が得られかつ高分解能を有するカラーセンサを提供す
ること家ある。
この発明を要約すれば、青、緑、赤色の光センサのそれ
ぞれの面積をほぼセグメントの面積に一致させる構造と
し、カラーフィルタ用の材料を用いずに、光センサに用
いる材料自体の光学吸収特性を利用して、多色に感度の
ピークを持つ光センサ出力を得ることができるようにし
たカラーセンサである。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は、図
面を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかと
なろう。
[発明の実施例] 以下、この発明の実施例を第2図および第3図によって
説明する。
第2図は、この発明の実施例であるカラーセンサの断面
図である。第3図は、この発明の実施例であるカラーセ
ンサの平面図である。これらの図において、2は1つの
セグメントを示す。ガラスなどの絶縁体からなる基板1
上にCrなどの導電性を有するJ?!肴薄膜薄膜なる共
通電極3が形成されている。共通電極3上に、たとえば
、水素化アモルファス・シリコン・ゲルマニウム(Ge
原子を約40%含む低エネルギーギャップ光導電材料)
からなる厚み約5000Aの第1の光導電体薄膜41が
形成されている。この薄膜は赤色の光に対して光吸収係
数が大きく、赤色の光を吸収する。
第1の光導電体薄膜41上にITOまたはSnO2(S
b添加)などの透明導電膜からなる赤色センサ部透明電
極7が形成されており、その一方の端は基板1上でこれ
に平行に延びてセグメント2の外部に引出され、他のセ
グ、メント(図示せず)と相互に接続される。赤色セン
サ部透明電極7と第1の光導電体薄膜41と共通電極3
は赤色の光に対する光センサを構成する。第1の光導電
体薄膜41上の一部および赤色センサ部透明電極7上に
、水素化アモルファス・シリコン(高エネルギーギャッ
プ光導電材料)からなる厚み約400OAの第2の光導
電体薄1!42が形成されている。
この薄膜は緑色の光に対して光吸収係数が大きく、緑色
の光を吸収する。第2の光導電体薄膜42上にITOま
たはSn0.2(8b添加)などの透明導電膜からなる
緑色センサ部透明電極6が形成されており、その一方の
端は基板1上でこれに平行に延びてセグメント2の外部
に引出され、他のセグメント(図示せず)と相互に接続
される。緑色センサ部透明電極6と第2の光導電体薄膜
42と赤色センサ部透明電極7は緑色の光に対する光セ
ンサを構成する。第2の光導電体薄1!42上の一部お
よび緑色センサ部透明電極6上に水素化アモルファス・
シリコン(高エネルギーギャップ光導電材料)からなる
厚み約5oo′Aの第3の光導電体薄膜43が形成され
ている。この薄膜は青色の光に対して光吸収係数が大き
く、青色の光を吸収する。第3の光導電体薄膜43上の
両側部、赤色センサ部透明電極7上の一部、緑色センサ
部透明電極6上の一部、基板1上に、たとえば、ポリイ
ミドなどの真分子フィルムからなる絶縁11111が形
成されている。第3の光導電体薄膜43上の中央部およ
び絶縁膜11上にITOまたはSn 02(Sb添加)
などの透明導電膜からなる青色センサ部透明電極5が形
成されており、その両端は絶縁膜11上で基板1に平行
に延びてセグメント2の外部に引出され、他のセグメン
ト(図示せず)と相互に接続される。青色センサ部透明
電極5と第3の光導電体IWA43と緑色センサ部透明
電極6は青色の光に対する光センサを構成する。絶縁膜
11は共通電極3および青、緑、赤色センサ部透明電極
5,6.7相互間を絶縁する。第2および第3の光導電
体11142..43の水素化アモルファス・シリコン
および第1の光導電体薄1!41の水素化アモルファス
・シリコン・ゲルマニウムは、周知の技術で形成でき、
たとえば、Si @ 4ガスまたは5I84とGeH+
の混合ガスをグロー放雪中で分解し、堆積せしめること
ができる。
また、青、緑、赤色センサ部透明電極5,6.7の1T
OまたはSn 02の透明導電膜は、たとえば、電子ビ
ーム蒸着などによって形成することができる。
この発明のカラーセンサは以上のような構造をしている
ので、青、緑、赤色の光導電センサの受光面積は3つと
も概略、セグメント2に近い面積とすることができる。
すなわち、第3.第2.第1の光導電体薄膜43.42
.41がそれぞれの色の光センサの一部となる。このた
め、青、緑、赤色の光に対して大きな光電流出力と高分
解能を得ることができる。
次に、このカラーセンサの動作を説明する。光は第2図
の矢印で示すように入射する。この例で用いた水素化ア
モルファス・シリコンのような光導電材料は一般に短い
波長の光に対して光の吸収係数が大で、波長が長くなる
ほど小さくなる。したがって、青色の光は表面に近い第
3の光導電体1143でほとんど吸収されて光電流に寄
与する。
一方、緑色から赤色にかけての長波長光は、第3の光導
電体薄膜43”ではわずかに吸収されるのみで第2の光
導電体薄膜42に入射する。第2の光導電体簿膜42で
は緑色の光が吸収されるが、赤色の光はわずかに吸収さ
れるのみで透過し、第1の光導電体薄膜41に達する。
第1の光導電体薄膜41には1.6eVよりも光学的エ
ネルギーギャップの小さな光導電材料が好適である。こ
の例では、シリコンのような1.6 eVよりも光学的
エネルギーギャップの大きな材料より一般に光の吸収係
数が大きい。したがって、水素化アモルファス・シリコ
ンでは十分に吸収し尽(せない赤色の光を吸収し、光電
流を得るのに好適な材料であるる。このようにして青色
の光の信号は青色、緑色センサ部透明電極5.6間に、
緑色の光の信号は緑色、赤色センサ部透明電極6.7間
に、また赤色の光の信号は赤色センサ部透明電極7.共
通電極3間に光電流として取出すことができる。ここで
は光導電体薄膜である水素化アモルファス・シリコン自
体が短波長カットフィルタの役目も兼ね、赤色の光に感
度の高い(吸収の大きい)水素化アモルファス・シリコ
ン・ゲルマニウムの助けも得て、特に色フィルタ膜を必
要とせずに青、緑。
赤色の3色に感度ピークを持つ光センサ出力が得られる
上記実施例では、光の吸収による導電率の変化を利用し
た光センサについて説明したが、他の実施例として、第
1.第2.第3の光導電体ill!lI41.42.4
3のそれぞれをpln接合からなるフォトダイオードと
することも可能である。この際、接合面は基板1と平行
になるように形成する。p型およびn型水素化アモルフ
ァス・シリコン(水素化アモルファス・シリコン・ゲル
マニウム)をそれぞれ、シラン(Si H,)ガスグロ
ー放雪中にジボラン(B2 Hs )ガス、ホスフィン
(PH6)ガスを混合することによって得るのは周知の
技術である。このような構成をとれば、青、緑。
赤色の各色に有感なフォトダイオード3個からなるカラ
ーセンサが得られる。この際、p型、n型接合のために
必要な層は約10OAの厚さでよく、先にドープしてい
ない(i層)層だけで得られた光導電センサの持つ分光
感度特性にはほとんど影響を与えない。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、第1の透明電極と第1
の光導電体lI膜と共通電極を積層して予め定める第1
の波長領域の光に対して感度ピークを持つ第1の光セン
サを構成し、第2の透明電極と第2の光導電体薄膜と第
1の透明電極を積層して予め定める第2の波長領域の光
に対して感度ピークを持つ第2の光センサを構成し、こ
れらの光センサを基板上に同じ領域で重ねて構成するよ
うにしたので、各色の光センサの有効面積を最大、すな
わち、概略セグメントの面積に一致させることができ、
このため各色に対して大きな光電流出力が得られかつ高
分解能を有する多色のカラーセンサを得ることができる
また、材料面においても、従来必要であったカラーフィ
ルタは必要ではなく、光導電材料そのものの光学吸収お
よび透過特性を利用してカラーフィルタを用いたのと等
価な効果が得られるため、カラーセンサの製造プロセス
の簡単化、低コスト化が図られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のカラーセンサの平面図である。 第2図は、この発明の実施例であるカラーセンサの断面
図である。 第3図は、この発明や実施例であるカラーセンサの平面
図である。 図において、1は基板、2はセグメント、3は共通電極
、4は光導電体薄膜、41は第1の光導電体S膜、42
は第2の光導電体薄膜、43は第3の光導電体薄膜、5
は青色センサ部透明電極、6は緑色センサ部透明電極、
7は赤色センサ部透明電極、8は青色フィルタ族、9は
緑色フィルタ族、10は赤色フィルタ族、11は絶縁膜
である。 なお各図中同一符号は同4/または相当部分を示すもの
とする。 代理人 大 岩 増 雄 萬1 閏 第2図 第3図 2、発明の名称 力2−センサ 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 明IB書第10頁第1行の「では、シリコンのような」
ヲ[に用いた水素化アモルファス・シリコン・ゲルマニ
ウム(1,66V以下の光学的エネルギーギャップをも
つ)は、水素化アモルファス・シリコンのような」に訂
正する。 以上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 基板と、 前記基板上に形成される共通電極と、 前記共通電極上に形成され、予め定める第1の波長領域
    の光に対して光吸収係数が大きい光導電材料からなる第
    1の光導電体薄膜と、 前記第1の光導電体薄膜上に形成される第1の透明電極
    とを備え、 前記第1の透明電極と前記第1の光導電体薄膜と前記共
    通電極は第1の光センサを構成し、前記第1の透明電極
    上に形成され、予め定める第2の波長領域の光に対して
    光吸収係数が大きい光導電材料からなる第2の光導電体
    薄膜と、前記第2の光導電体薄膜上に形成される第2の
    透明電極とを備え、 前記第2の透明電極と前記第2の光導電体薄膜と前記第
    1の透明電極は第2の光センサを構成し、前記各電極相
    互間を絶縁する絶縁膜とを備えたことを特徴とするカラ
    ーセンサ。
  2. (2) さらに前記第2の透明電極上に形成され、予め
    定める第3の波長領域の光に対して光吸収係数が大きい
    光導電材料からなる第3の光導電体薄膜と、 前記第3の光導電体薄膜上に形成される第3の透明電極
    とを備え、 前記第3の透明電極と第3の光導電体薄膜と前記第2の
    透明電極は第3の光センサを構成し、前記絶縁膜は前記
    第3の透明電極に関しても絶縁するように構成される特
    許請求の範囲第1項記載のカラーセンサ。
JP59066890A 1984-04-02 1984-04-02 カラ−センサ Pending JPS60208870A (ja)

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JP59066890A JPS60208870A (ja) 1984-04-02 1984-04-02 カラ−センサ

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JPS60208870A true JPS60208870A (ja) 1985-10-21

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ID=13328954

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JP59066890A Pending JPS60208870A (ja) 1984-04-02 1984-04-02 カラ−センサ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4804833A (en) * 1985-09-06 1989-02-14 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Color sensing method and device therefor

Cited By (1)

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