JPS61187282A - 光検出素子 - Google Patents
光検出素子Info
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- JPS61187282A JPS61187282A JP60026821A JP2682185A JPS61187282A JP S61187282 A JPS61187282 A JP S61187282A JP 60026821 A JP60026821 A JP 60026821A JP 2682185 A JP2682185 A JP 2682185A JP S61187282 A JPS61187282 A JP S61187282A
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- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 241001441754 Heteralocha acutirostris Species 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
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
- H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光起電力効果を利用して、カラーフィルタ
を用いずにカラーセンシングを行う光検出素子に関する
ものである。
を用いずにカラーセンシングを行う光検出素子に関する
ものである。
従来の光検出素子の一例を第3図に示し説明すると、こ
の第3図は従来のカラーフィルタを用いない光検出素子
を示す断面図である。
の第3図は従来のカラーフィルタを用いない光検出素子
を示す断面図である。
図において、1は保護膜(8i0s)、4はp形シリコ
ン基板、3はこのp形シリコン基板4の上に形成したn
形層、2はこのn形層3の中に形成したp形層である。
ン基板、3はこのp形シリコン基板4の上に形成したn
形層、2はこのn形層3の中に形成したp形層である。
なお、h旧およびhu2はそれぞれ外部から入射する短
波長光および長波長光を示し、a、bはn形層2および
n形層3の各電極、Cはp形シリコン基板4の電極を示
す。
波長光および長波長光を示し、a、bはn形層2および
n形層3の各電極、Cはp形シリコン基板4の電極を示
す。
このように構成された光検出素子の動作を第3図の等何
回路である第4図を参照して説明する。
回路である第4図を参照して説明する。
まず、外部から入射する短波長光り旧は上部のn形層2
とn形層3のpn接合で吸収され、第4図のフォトダイ
オードPDIの光電流11となる。
とn形層3のpn接合で吸収され、第4図のフォトダイ
オードPDIの光電流11となる。
つぎに外部から入射する長波長光hu2は下部のn形層
3とp形シリコン基板4のnp層で吸収され、第4図の
フォトダイオードPDlIの光電流IsとなるO このようにして、フォトダイオードPDl、PDgによ
って各光電流Ii、Isが得られ、この両光電流II、
Isの比I 2 /I lの値が入射光の光に対応して
、色の判別を行うことができる。
3とp形シリコン基板4のnp層で吸収され、第4図の
フォトダイオードPDlIの光電流IsとなるO このようにして、フォトダイオードPDl、PDgによ
って各光電流Ii、Isが得られ、この両光電流II、
Isの比I 2 /I lの値が入射光の光に対応して
、色の判別を行うことができる。
上記のような従来の光検出素子では、色判別の分解能が
著しく低下し、色の分離に限界があるなどの問題点があ
った。
著しく低下し、色の分離に限界があるなどの問題点があ
った。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、簡単な構成によって、色判別を著しく向上すること
ができ、また、自然色に近い色再現性を実現することが
できる光検出素子を得ることを目的とする。
で、簡単な構成によって、色判別を著しく向上すること
ができ、また、自然色に近い色再現性を実現することが
できる光検出素子を得ることを目的とする。
この発明による光検出素子は、pnpnp構造からなシ
入射する短波長光と中波長光および長波長光を検出して
各光電流を得る3種類のフォトダイオードと、この3種
類のフォトダイオードを制御するスイッチとを備えてな
るようにしたものである。
入射する短波長光と中波長光および長波長光を検出して
各光電流を得る3種類のフォトダイオードと、この3種
類のフォトダイオードを制御するスイッチとを備えてな
るようにしたものである。
この発明においては、3種類のフォトダイオードによっ
てそれぞれ短波長光、中波長光、長波長光に対応した光
電流を得、予めバイアスをかけておくことにより、MO
B形スイスイツチングり電位差を生じ、よ多分解能の高
い色信号を読み出すことを可能にする。
てそれぞれ短波長光、中波長光、長波長光に対応した光
電流を得、予めバイアスをかけておくことにより、MO
B形スイスイツチングり電位差を生じ、よ多分解能の高
い色信号を読み出すことを可能にする。
以下、図面に基いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は本発明による光検出素子の一実施例を示す断面
図である。
図である。
図において、11はバイアス電圧Vlをかけられた一層
目のドレイン電極、12はバイアス電圧Vgをかけられ
た二層目のドレイン電極、13はバイアス電圧■8をか
けられた三層目のドレイン電極、14−1.14−2.
14−3はそれぞれMOS形スイッチ、15はこれら各
MOS形スイッチ14−1〜14−3を同時にON状態
にするゲート電極、16は一層目のp形層、17は二層
目のn形層、18は三層目のp形層、19は四層目のn
形層、20はp形基板である。
目のドレイン電極、12はバイアス電圧Vgをかけられ
た二層目のドレイン電極、13はバイアス電圧■8をか
けられた三層目のドレイン電極、14−1.14−2.
14−3はそれぞれMOS形スイッチ、15はこれら各
MOS形スイッチ14−1〜14−3を同時にON状態
にするゲート電極、16は一層目のp形層、17は二層
目のn形層、18は三層目のp形層、19は四層目のn
形層、20はp形基板である。
そして、V4は四層目のn形層19にかけられるバイア
ス電圧を示し、d、e、fはそれぞれ一層目のp形層1
6.二層目のn形層17.三層目のn形層18の各電極
を示す。
ス電圧を示し、d、e、fはそれぞれ一層目のp形層1
6.二層目のn形層17.三層目のn形層18の各電極
を示す。
第2図は第1図の等価回路図である。この第2図におい
て第1図と同一符号のものは相当部分を示し、PDli
−PD18はフォトダイオード、811゜812 、5
illはMOSスイッチで、これら各MOSスイッチS
ll、812.81sはそれぞれ第1図におけるMOS
スイッチ14−1 、14−2 、14−3に対応する
。
て第1図と同一符号のものは相当部分を示し、PDli
−PD18はフォトダイオード、811゜812 、5
illはMOSスイッチで、これら各MOSスイッチS
ll、812.81sはそれぞれ第1図におけるMOS
スイッチ14−1 、14−2 、14−3に対応する
。
つぎに第1図に示す実施例の動作を第2図を参 □
照して説明する。
照して説明する。
まず、光検出素子の受光面に入射した光のうち、短波長
光hunは一層目のp形層16と二層目のn形層17の
pn接合に吸収され、第2図のフォトダイオードPDI
Iの光電流■11となり、中波長光hu I&は二層目
のn形層11と三層目のn形層18のnp接合に吸収さ
れ、第2図のフォトダイオードPD12の光電流112
となり、さらに、長波長光hu laは三層目のn形層
18と四層目のn形層19のpn接合に吸収され、第2
図のフォトダイオードPD 18の光電流Itsとなる
。
光hunは一層目のp形層16と二層目のn形層17の
pn接合に吸収され、第2図のフォトダイオードPDI
Iの光電流■11となり、中波長光hu I&は二層目
のn形層11と三層目のn形層18のnp接合に吸収さ
れ、第2図のフォトダイオードPD12の光電流112
となり、さらに、長波長光hu laは三層目のn形層
18と四層目のn形層19のpn接合に吸収され、第2
図のフォトダイオードPD 18の光電流Itsとなる
。
そして、第2図に示すように、予めバイアス電圧V1.
V2 、VB 、V4をかけていれば、MOSスイッチ
Sll、 S12.5illを同時にON状態にすると
、電極d、e、fで電位差が生じ、波長に応じた色信号
を読み出すことができる。また、回路をリセットするに
は、第1図に示すMOSスイッチ14−1〜14−3の
ゲート電極15を制御して第2図に示すMOSスイッチ
811.SN2,818をOFF状態にすればよい。
V2 、VB 、V4をかけていれば、MOSスイッチ
Sll、 S12.5illを同時にON状態にすると
、電極d、e、fで電位差が生じ、波長に応じた色信号
を読み出すことができる。また、回路をリセットするに
は、第1図に示すMOSスイッチ14−1〜14−3の
ゲート電極15を制御して第2図に示すMOSスイッチ
811.SN2,818をOFF状態にすればよい。
このように、受光面に入射する短波長光huu、中波長
光hu 1gおよび長波長光huiaを検出して各光電
流l1l−Itsを得るpnpnp構造の3種類のフォ
トダイオードPDII〜PDIBで構成しだので、色判
別を著しく向上することができ、また、カラーフィルタ
のように、色合が微妙に影響することもなく、自然色に
近い色再現性を実現することもできる。
光hu 1gおよび長波長光huiaを検出して各光電
流l1l−Itsを得るpnpnp構造の3種類のフォ
トダイオードPDII〜PDIBで構成しだので、色判
別を著しく向上することができ、また、カラーフィルタ
のように、色合が微妙に影響することもなく、自然色に
近い色再現性を実現することもできる。
なお、上記実施例においては、−絵素の光検出素子とし
て作用する場合を例にとって説明したが、この発明はこ
れに限定されるものではなく、プレイ構造にすることに
よって、カラーイメージセンサとして使用することもで
きる。
て作用する場合を例にとって説明したが、この発明はこ
れに限定されるものではなく、プレイ構造にすることに
よって、カラーイメージセンサとして使用することもで
きる。
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、複
雑な手段を用いることなく、3種のフォトダイオードで
構成した簡単な構成によって、色判別を著しく向上する
ことができ、また、カラーフィルタのように、フィルタ
の色合が微妙に影響することもなく、自然色に近い色再
現性を実現することができるので、実用上の効果は極め
て大である。
雑な手段を用いることなく、3種のフォトダイオードで
構成した簡単な構成によって、色判別を著しく向上する
ことができ、また、カラーフィルタのように、フィルタ
の色合が微妙に影響することもなく、自然色に近い色再
現性を実現することができるので、実用上の効果は極め
て大である。
第1図はこの発明による光検出素子の一実施例を示す断
面図、第2図は第1図の等価回路図、第3図は従来の光
検出素子の一例を示す断面図、第4図は第3図の等価回
路図である。 11〜13・拳・・ドレイン電極、14−1〜14−3
・・・・MOSスイッチ、15・・・・ゲート電極、1
6・−・・一層目のp形層、17・拳・・二層目のn形
層、18・・・・三層目のp形層、19・・・・四層目
のn形層、2011@@・p形基板。
面図、第2図は第1図の等価回路図、第3図は従来の光
検出素子の一例を示す断面図、第4図は第3図の等価回
路図である。 11〜13・拳・・ドレイン電極、14−1〜14−3
・・・・MOSスイッチ、15・・・・ゲート電極、1
6・−・・一層目のp形層、17・拳・・二層目のn形
層、18・・・・三層目のp形層、19・・・・四層目
のn形層、2011@@・p形基板。
Claims (2)
- (1)pnpnp構造からなり入射する短波長光と中波
長光および長波長光を検出して各光電流を得る3種類の
フォトダイオードと、この3種類のフォトダイオードを
制御するスイッチとを備えてなることを特徴とする光検
出素子。 - (2)3種類のフォトダイオードを制御するスイッチは
、MOS型構造のスイッチによつて構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光検出素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60026821A JPS61187282A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60026821A JPS61187282A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光検出素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61187282A true JPS61187282A (ja) | 1986-08-20 |
Family
ID=12203939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60026821A Pending JPS61187282A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光検出素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61187282A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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JP2013055245A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Canon Inc | 光電変換装置 |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP60026821A patent/JPS61187282A/ja active Pending
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