JPS6093893A - カラ−用固体撮像装置 - Google Patents
カラ−用固体撮像装置Info
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- JPS6093893A JPS6093893A JP58200787A JP20078783A JPS6093893A JP S6093893 A JPS6093893 A JP S6093893A JP 58200787 A JP58200787 A JP 58200787A JP 20078783 A JP20078783 A JP 20078783A JP S6093893 A JPS6093893 A JP S6093893A
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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
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
- H01L27/14667—Colour imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
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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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は走査回路を形成した半導体基板上に光導電膜を
積層した構造の固体撮像装置を利用したカラー用固体撮
像装置に係シ、特に青信号出力を向上させＳ／Ｎ比の優
れたカラー用固体撮像装置に関する。
積層した構造の固体撮像装置を利用したカラー用固体撮
像装置に係シ、特に青信号出力を向上させＳ／Ｎ比の優
れたカラー用固体撮像装置に関する。
近年、走査回路を形成した半導体基板上に光導電膜を設
け、この光導電膜で発生した信号４荷を走査回路によっ
て読み出す固体撮像装置が開発されている。
け、この光導電膜で発生した信号４荷を走査回路によっ
て読み出す固体撮像装置が開発されている。
この固体撮像装置は、第１図に断面図を示すよう（二、
例えばｐｍの半導体基板（２）に第１のｎ屋不純物領域
ｔ４） 、 （６１がマトリクス状に設けられ、この第
１のｎＷ不純物領域に隣接してゲート領域（８）。
例えばｐｍの半導体基板（２）に第１のｎ屋不純物領域
ｔ４） 、 （６１がマトリクス状に設けられ、この第
１のｎＷ不純物領域に隣接してゲート領域（８）。
ｕＩを介して第２のｎｆｆ１不純物領域ａ４．１１４）
が夫々設けられている。このｎ型不純物領域ａａ、ｔｔ
４は、インターライン転送方式のＣＣＤならばＣＯＤチ
ャンネルとなる。また第１．第２のｎ壓不純物領域（４
）。
が夫々設けられている。このｎ型不純物領域ａａ、ｔｔ
４は、インターライン転送方式のＣＣＤならばＣＯＤチ
ャンネルとなる。また第１．第２のｎ壓不純物領域（４
）。
Ｑ４を１単位としてこれら単位間を分離するｐ型のスト
ッパー領域＜ｌ［ｉ）、０１．四が設けられている。更
）−ゲート領域、第２のｎｉｌ不純物領域及びストッパ
ー領域が位置する基板（２）上には、ゲート絶縁膜１２
汎（財）、（ハ）を介して転送電極である多結晶シリコ
ンのゲート成極（至）、（至）、す擾が設けられている
。ゲート１極を含む基板上には、第１のｎ′ｉＪ１不純
物領域１４） 、 ＋６１の一部を除いて絶縁膜０養が
設けられ、この絶縁膜上には、コンタクト・ホール（至
）、（至）を介して第１のｎ型不純物領域（４１、（６
）と接続され、各々独立した複数の第１の電極（４０、
（４３、（伺が設けられている。第１の電極及び絶縁膜
上には表面の凹凸を除去する為、平滑化層６３が設けら
れ、更に平滑化層φ４上にはコンタクト・ホールｌ！５
４）、（ト）を介して第１の磁極（４Ｇ 、 （４３、
（４５とそれぞれ接続する第２の磁極（至）、−１−が
設けられている。この第２の磁極及び平滑化層上）二は
光導４膜（４４）が全面に被覆され、この光導電膜上に
は透明電極（４Ｇが被覆されている。
ッパー領域＜ｌ［ｉ）、０１．四が設けられている。更
）−ゲート領域、第２のｎｉｌ不純物領域及びストッパ
ー領域が位置する基板（２）上には、ゲート絶縁膜１２
汎（財）、（ハ）を介して転送電極である多結晶シリコ
ンのゲート成極（至）、（至）、す擾が設けられている
。ゲート１極を含む基板上には、第１のｎ′ｉＪ１不純
物領域１４） 、 ＋６１の一部を除いて絶縁膜０養が
設けられ、この絶縁膜上には、コンタクト・ホール（至
）、（至）を介して第１のｎ型不純物領域（４１、（６
）と接続され、各々独立した複数の第１の電極（４０、
（４３、（伺が設けられている。第１の電極及び絶縁膜
上には表面の凹凸を除去する為、平滑化層６３が設けら
れ、更に平滑化層φ４上にはコンタクト・ホールｌ！５
４）、（ト）を介して第１の磁極（４Ｇ 、 （４３、
（４５とそれぞれ接続する第２の磁極（至）、−１−が
設けられている。この第２の磁極及び平滑化層上）二は
光導４膜（４４）が全面に被覆され、この光導電膜上に
は透明電極（４Ｇが被覆されている。
上述の固体撮像装置は、透明成極−に所定の電圧を印加
させた状態で光導電膜１４）に光が照射されると、光導
電膜で光電変換されて信号庖荷が発生すると共に、その
信号電荷は第２の電極５１１Ｄ、（６０）。
させた状態で光導電膜１４）に光が照射されると、光導
電膜で光電変換されて信号庖荷が発生すると共に、その
信号電荷は第２の電極５１１Ｄ、（６０）。
（６３及び第１の磁極（４Ｇ 、 （４３、（句を通っ
て逆バイアスされたｐ型半導体基板（２）の第１のｎ型
不純物領域（４１，（６）に主として蓄積される。こう
して蓄積された信号に荷は、任意の蓄積時間後にゲート
電極（２樽。
て逆バイアスされたｐ型半導体基板（２）の第１のｎ型
不純物領域（４１，（６）に主として蓄積される。こう
して蓄積された信号に荷は、任意の蓄積時間後にゲート
電極（２樽。
（３１，０３に電圧を印加することにより、ゲート領域
（８）ｌ四を通って第２のｎ型不純物領域（ｌａ、（１
４１に読み出される。而して、この固体撮像装置におい
ては、光４電膜が半導体基板全面（＝設けられるので、
入射光の利用率が高く高感度な固体撮像装置が得られる
。
（８）ｌ四を通って第２のｎ型不純物領域（ｌａ、（１
４１に読み出される。而して、この固体撮像装置におい
ては、光４電膜が半導体基板全面（＝設けられるので、
入射光の利用率が高く高感度な固体撮像装置が得られる
。
光４峨膜（４荀には、光導電型撮像管の光導電ターゲッ
ト材料を中心に種々の材料が使用されている。
ト材料を中心に種々の材料が使用されている。
その中で特にアモルファスシリコン膜が注目されている
。他の材料は５ｂ２Ｓｓ ＋ （Ｃｄ、 Ｚｎ）Ｔｏ
、 Ａｓ −５ｓ−Ｔｅ等などのようにシリコン素子の
製造工程にあまりなじみのない■族の材料が含まれてい
るが、アモルファスシリコン膜は材料的に同一であるた
め従来の製造工程にもとシ入れ易い利点を有している。
。他の材料は５ｂ２Ｓｓ ＋ （Ｃｄ、 Ｚｎ）Ｔｏ
、 Ａｓ −５ｓ−Ｔｅ等などのようにシリコン素子の
製造工程にあまりなじみのない■族の材料が含まれてい
るが、アモルファスシリコン膜は材料的に同一であるた
め従来の製造工程にもとシ入れ易い利点を有している。
第２図は、上述の固体撮像装置における第２の電極（７
０）平滑化層に設けられたコンタクト・ホールσ邊及び
ＣＣＤチャンネルとなるｎ型不純物領域σ尋の位置関係
を示した平面図である。
０）平滑化層に設けられたコンタクト・ホールσ邊及び
ＣＣＤチャンネルとなるｎ型不純物領域σ尋の位置関係
を示した平面図である。
さて、上述の固体撮像装置を利用したカラー用固体撮像
装置では、透明電極（４１１Ｏ上に第２の電極−。
装置では、透明電極（４１１Ｏ上に第２の電極−。
−９−に対応したそれぞれ所定色のフィルタ（財）。
ｍ、ａ！１からなるカラーフィルタ・アレイ−が配置さ
れる。第３図は、６第２の磁極とカラーフィルタとの対
応関係を示す図であ夛、図中Ｒは赤フィルタ、Ｇは緑フ
ィルタ及びＢは青フィルタをそれぞれ示す。このカラー
フィルタ・プレイはベイヤー配列である。図中、実線は
カラーフィルタ、破線は第２の（極をそれぞれ示す。
れる。第３図は、６第２の磁極とカラーフィルタとの対
応関係を示す図であ夛、図中Ｒは赤フィルタ、Ｇは緑フ
ィルタ及びＢは青フィルタをそれぞれ示す。このカラー
フィルタ・プレイはベイヤー配列である。図中、実線は
カラーフィルタ、破線は第２の（極をそれぞれ示す。
上述のカラー用固体撮像装置は、６第２の電極が同一面
積で６９、また光導電膜が入射光の波長に対して感度に
差がある為、次の問題がある。即ち光導電膜、例えばア
モルファスシリコン膜では可視領域における分光感度特
性をみると、短波長側の感度が小さく長波長側の感度が
犬である。従って、第２の磁極の面積が同一であるので
、カラー用固体撮像装置の青色出力信号は赤色出力信号
（二比べ小さく、Ｓ／Ｎ比が低くなるという問題がある
。
積で６９、また光導電膜が入射光の波長に対して感度に
差がある為、次の問題がある。即ち光導電膜、例えばア
モルファスシリコン膜では可視領域における分光感度特
性をみると、短波長側の感度が小さく長波長側の感度が
犬である。従って、第２の磁極の面積が同一であるので
、カラー用固体撮像装置の青色出力信号は赤色出力信号
（二比べ小さく、Ｓ／Ｎ比が低くなるという問題がある
。
本発明は、青出力信号のＳハ比を高め、色再現性の優れ
たカラー用固体撮像装置を提供することを目的とする。
たカラー用固体撮像装置を提供することを目的とする。
本発明は、特に光導電膜が積層される電極の面積をカラ
ーフィルタに対応して異ならしめることにより、光導電
膜の光分感度特性（＝起因する各カラーに対応する感度
差を補正するものである。従って本発明（二よれば、青
出力信号のＳ／Ｎ比を従来に比べ向上させることができ
る。
ーフィルタに対応して異ならしめることにより、光導電
膜の光分感度特性（＝起因する各カラーに対応する感度
差を補正するものである。従って本発明（二よれば、青
出力信号のＳ／Ｎ比を従来に比べ向上させることができ
る。
第４図は、本発明の一例のカラー用固体撮像装置の断面
図を示す。図中、第１図と同一の参照番号を符したもの
は同等部を示し、第２の磁極（９０）。
図を示す。図中、第１図と同一の参照番号を符したもの
は同等部を示し、第２の磁極（９０）。
（９２）、（９４）及びカラーフィルタ（９６） 、
（９８） 、 （１００）を除いて第１図に記載のもの
と同様なので、詳細な説明は省略する。
（９８） 、 （１００）を除いて第１図に記載のもの
と同様なので、詳細な説明は省略する。
本発明のカラー用固体撮像装置では、カラーフィルタ（
９６） 、 （９８） 、 （１００）に対応して第２
の磁極（９ｏ）（９２）、 （９４）の面積がそれぞれ
異っている。第５図は、カラーフィルタ・アレイ（１０
２）の各カラーフィルタと６第２の電極の形状及び配置
関係を示す図である。図において、Ｒは赤フィルタ、Ｇ
は緑フィルタ及びＢは宵フィルタをそれぞれ示し、ベイ
ヤー配列の例を示す。尚、破線は第２の磁極を示す。本
実施例のカラー用固体撮像装置は、光導慰［１４）とし
てアモルファスシリコン膜を使用しており、上述したア
モルファスシリコン膜の分光感度特性を力感し、カラー
用固体撮像装置の青感度を高め赤感度を減少させて感度
特性を均一化する為に、赤フィルタ（Ｒ）に対応する第
２の電極のＬｆｉＴ槓を、″ｗ青フィルタＢ）に対応す
る第２の４極の面積に比べ小さく設定しである。この際
、各カラーフィルタは６第２の磁極の大きさに対応した
大きさとなっている。
９６） 、 （９８） 、 （１００）に対応して第２
の磁極（９ｏ）（９２）、 （９４）の面積がそれぞれ
異っている。第５図は、カラーフィルタ・アレイ（１０
２）の各カラーフィルタと６第２の電極の形状及び配置
関係を示す図である。図において、Ｒは赤フィルタ、Ｇ
は緑フィルタ及びＢは宵フィルタをそれぞれ示し、ベイ
ヤー配列の例を示す。尚、破線は第２の磁極を示す。本
実施例のカラー用固体撮像装置は、光導慰［１４）とし
てアモルファスシリコン膜を使用しており、上述したア
モルファスシリコン膜の分光感度特性を力感し、カラー
用固体撮像装置の青感度を高め赤感度を減少させて感度
特性を均一化する為に、赤フィルタ（Ｒ）に対応する第
２の電極のＬｆｉＴ槓を、″ｗ青フィルタＢ）に対応す
る第２の４極の面積に比べ小さく設定しである。この際
、各カラーフィルタは６第２の磁極の大きさに対応した
大きさとなっている。
第６図は第５図の一部拡大図であり、各カラーフィルタ
の大きさの関係を示す。図中、ａ、ｂは第３図に示す６
第２の電極を同一面積とした場合の従来の各カラーフィ
ルタの横及び縦の長さを示す。またｘ＋７は、本発明の
実施例での青フィルタ（Ｂ）の横及び縦の長さの従来例
と比較しての増加分をそれぞれ示す。第６図において、
左上及び右下に位置する緑フィルタ（Ｇ） 、 （Ｇ）
を同一面積とするようにＸｌｙは設定されている。即ち
ｙ ＝ ｂｘ／ａと設定されている。６第２の成極（１
１０）、 （１１２）。
の大きさの関係を示す。図中、ａ、ｂは第３図に示す６
第２の電極を同一面積とした場合の従来の各カラーフィ
ルタの横及び縦の長さを示す。またｘ＋７は、本発明の
実施例での青フィルタ（Ｂ）の横及び縦の長さの従来例
と比較しての増加分をそれぞれ示す。第６図において、
左上及び右下に位置する緑フィルタ（Ｇ） 、 （Ｇ）
を同一面積とするようにＸｌｙは設定されている。即ち
ｙ ＝ ｂｘ／ａと設定されている。６第２の成極（１
１０）、 （１１２）。
（１１４）、 （１１６）は各カラーフィルタの大きさ
に対応して所定の形状で設けられておシ、各カラーフィ
ルタ１＝対応する部分の光導電膜で発生した磁荷は、そ
れぞれ６第２の電極に集められる。
に対応して所定の形状で設けられておシ、各カラーフィ
ルタ１＝対応する部分の光導電膜で発生した磁荷は、そ
れぞれ６第２の電極に集められる。
上述したカラー用固体撮像装置によれば、赤信号出力を
得る赤フィルタ（Ｒ）（＝対応する光導電膜の面積は（
ａ−ｘ）Ｘ（ｂ−ｙ） となシ、従来（二比べ信号出力
は小さくなる。一方、青信号出力を得る青フィルタ（Ｂ
）に対応する光導電膜の面積は（ａ＋ｘ ） Ｘ （ｂ
＋ｙ ）となり、従来に比べ信号出力が大きくなる。
得る赤フィルタ（Ｒ）（＝対応する光導電膜の面積は（
ａ−ｘ）Ｘ（ｂ−ｙ） となシ、従来（二比べ信号出力
は小さくなる。一方、青信号出力を得る青フィルタ（Ｂ
）に対応する光導電膜の面積は（ａ＋ｘ ） Ｘ （ｂ
＋ｙ ）となり、従来に比べ信号出力が大きくなる。
即ち、光導電膜の分光感度特性を考慮し、感度の高い長
波長側で撮像装置の感度を低下させ、且つ感度の低い短
波長側で撮像装置の感度を増大させたので、従来Ｓ／Ｎ
比が悪かった青信号出力のＳ／Ｎ比を改善でき、良好な
色再現性が得られる。
波長側で撮像装置の感度を低下させ、且つ感度の低い短
波長側で撮像装置の感度を増大させたので、従来Ｓ／Ｎ
比が悪かった青信号出力のＳ／Ｎ比を改善でき、良好な
色再現性が得られる。
上述の実施例では、カラーフィルタ・アレイとしてベイ
ヤー配列を用いたが、インクライン配列の力２−フィル
タ・プレイを用いても本発明を適用することができる。
ヤー配列を用いたが、インクライン配列の力２−フィル
タ・プレイを用いても本発明を適用することができる。
また補色カラーフィルタ・プレイ、の場合も同様である
。
。
また上述の実施例では、光導電膜としてアモルファスシ
リコン膜を例にとって説明したが、本発明は他の元４罐
膜についても適用でき、光導電膜の分光感度特性に応じ
て谷カラーフィルタ及びそれに対応する第２の電極の面
積を適切に選択すればよい。更に実施例では、第１のＷ
Ｋ極の上部に平滑化層を設け、平滑化層上（二第２の成
極、光導電膜及び透明′ｉｌＥ極を順次積層したが、平
滑化層及び第２０砥極を設けず、第１のｉ＠極上礪二直
接光導電膜を形成してもよい。
リコン膜を例にとって説明したが、本発明は他の元４罐
膜についても適用でき、光導電膜の分光感度特性に応じ
て谷カラーフィルタ及びそれに対応する第２の電極の面
積を適切に選択すればよい。更に実施例では、第１のＷ
Ｋ極の上部に平滑化層を設け、平滑化層上（二第２の成
極、光導電膜及び透明′ｉｌＥ極を順次積層したが、平
滑化層及び第２０砥極を設けず、第１のｉ＠極上礪二直
接光導電膜を形成してもよい。
以上説明したように本発明によれば、光導電膜の分光感
度特性に応じて、光導電膜が積ｊ−される電極の面積を
各力２−フィルタに対応させて異ならしめたので、従来
信号出力が小さくＳ／Ｎ比の悪かった色出力信号を従来
に比べ向上させることができ、Ｓ／Ｎ比が改善される。
度特性に応じて、光導電膜が積ｊ−される電極の面積を
各力２−フィルタに対応させて異ならしめたので、従来
信号出力が小さくＳ／Ｎ比の悪かった色出力信号を従来
に比べ向上させることができ、Ｓ／Ｎ比が改善される。
弗１図は従来のカラー用固体撮像装置の一例を示す断面
図、第２図は第１図の固体撮像装置ｉ１（二おける′ｉ
！Ｌ極の関係を示す平面図、第３図は第１図の固体撮像
装置におけるカラーフィルタ・アレイと電極の関係を示
す図、第４図は本発明の一実施例のカラー用固体撮像装
置の断面図、第５図は本発明の一実施例におけるカラー
フィルタ・アレイと磁極の関係を示す図、第６図は第５
図の一部拡大図である。 （４４）・・・光導゛鑞膜、 （４呻・・・透明電極、
（９０） 、 （９２） 、 （９４）・・・第２の４
を極、（９６） 、 （９８） 、 （１００）・・・
力２−フィルタＲ・・・赤フィルタ、Ｇ・・・緑フィル
タ、Ｂ・・・青フィルタ。 第 １ 図 第２図 第３図 第 ４ 図
図、第２図は第１図の固体撮像装置ｉ１（二おける′ｉ
！Ｌ極の関係を示す平面図、第３図は第１図の固体撮像
装置におけるカラーフィルタ・アレイと電極の関係を示
す図、第４図は本発明の一実施例のカラー用固体撮像装
置の断面図、第５図は本発明の一実施例におけるカラー
フィルタ・アレイと磁極の関係を示す図、第６図は第５
図の一部拡大図である。 （４４）・・・光導゛鑞膜、 （４呻・・・透明電極、
（９０） 、 （９２） 、 （９４）・・・第２の４
を極、（９６） 、 （９８） 、 （１００）・・・
力２−フィルタＲ・・・赤フィルタ、Ｇ・・・緑フィル
タ、Ｂ・・・青フィルタ。 第 １ 図 第２図 第３図 第 ４ 図
Claims (1)
- 電荷蓄積部及び走査回路を有する半導体基板上盛；前記
處荷蓄積部と４気的に接続され、それぞれ互いに分離さ
れた下部磁極と、該下部電極上に積層された光導電膜と
、該光導＊膜上に設けられた上部（極及び該上部電極上
に設けられたカラーフィルタ・アレイを備えたカラー用
固体撮像装置において、前記下部′ＩＪｉ極の面積を前
占己カラーフィルタ：二対応して異ならしめたことを特
徴とするカラ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200787A JPS6093893A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | カラ−用固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200787A JPS6093893A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | カラ−用固体撮像装置 |
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| JPS6093893A true JPS6093893A (ja) | 1985-05-25 |
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ID=16430179
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| JP58200787A Pending JPS6093893A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | カラ−用固体撮像装置 |
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1983
- 1983-10-28 JP JP58200787A patent/JPS6093893A/ja active Pending
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