JPS61286726A - 色識別素子 - Google Patents

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】 発明の要約 この発明による色識別素子は、半導体基板上において、
一つの受光素子を中心として内側の受光素子を外側の受
光素子が順次囲むように複数の受光素子が配置され、隣
接する二つの受光素子間の境界部が、一方の受光素子に
接触しかつ他方の受光素子の上方まで絶縁物を介して延
びた不透明電極により光シールドされていることを特徴
とする。

（１）発明の背景 （１，１）技術分野 この発明は１色識別素子に関し、特に半導体基板上に複
数個の受光素子がモノリシカリイに形成された色識別素
子に関する。

（１，２）従来技術 色識別素子は一般に、半導体基板に形成された複数個の
受光素子と、これらの受光素子の上に形成され、入射光
に対して異なる分光透過特性を存する光学フィルタとか
ら構成され、受光素子間にはそれらの間の電気的短絡を
防止するだめの透明絶縁薄膜が設けられている。従来の
色識別素子の一例が第１図および第２図に示されている
。基板１０上に、赤色検出部１．緑色検出部２および青
色検出部３がそれぞれ形成されている。これらの検出部
１，２および３は、それぞれｐｎ接合からなる相互に独
立した受光素子１１．１２および１３を有している。こ
れらのｐｎ接合上には相互に異なる分光透過特性を有す
る光学フィルタ６が形成され。

また隣接する受光素子の境界部は透明な絶縁薄膜４（例
えばＳ　Ｌ　Ｏ２からなる）により被覆されている。各
受光素子１１〜１３の周囲には電極５（例えばＡ　から
なる）が設けられかつオーミック接触している。各電極
５と基板ＩＯ裏面の共通電極８との間から各受光素子１
１〜１３の電気出力が取出される。各受光素子１１〜１
３の出力は別々に取出されなければならないため、電極
５は絶縁膜４上に形成され、かつ隣接する電極５は第２
図に示すよう適当な間隙Ｓをもって分離されている。

このような構造の色識別素子においては、入射光の一部
が間隙Ｓから絶縁薄膜４を透過し、受光素子（ｐｎ接合
）　１１〜１３の周辺部に入射することにより、各受光
素子１１〜１３の出力が影響されるという問題がある。

すなわち、各受光素子１１〜１３はその上の光学フィル
タ６により遮断される波長の光も若干の受光し２色識別
精度を低下させるという欠点があった。

（２）発明の概要 （２，１）発明の目的 この発明の目的は、隣接する受光素子の境界部に入射す
る光によって影響を受けない色識別素子を提供すること
にある。

（２，２）発明の構成１作用および効果この発明は、半
導体基板上に形成された複数個の受光素子と、前記受光
素子の各々の上に形成されかつ相互に異なる分光透過特
性を有する光学フィルタと、前記の各受光素子の受光信
号をそれぞれ取出すための電極とからなる色識別素子に
おいて、前記受光素子は、一つの受光素子を中心として
内側の受光素子を外側の受光素子が順次囲むようにかつ
相互に独立して配置され、隣接する二つの受光素子の境
界部が、一方の受光素子に接触しかつ他方の受光素子の
上方まで絶縁物を介して延びた不透明電極により光シー
ルドされていることを特徴とする。

前記受光素子は２例えば同心円状に配置され。

最も長波長側の色を検出するための素子を最も外側に配
置することが好ましい。光学フィルタは例えば金属干渉
フィルタから構成され、この場合にはこのフィルタとそ
の下方の受光素子および隣接する受光素子から延びた電
極との間にフィルタを透過する光の波長に対して透明な
絶縁膜が設けられる。不透明電極は例えばＡＩより構成
できる。

このように構成された色識別素子によれば、隣接する受
光素子の境界部は一方の受光素子から延びた不透明電極
に覆われているので、境界部への入射光は不透明電極に
より遮光される。したがって、各受光素子は光学フィル
タを透過した光以外の光を受光してしまうことはなく、
正確な色検出ひいては正確な色識別が可能となる。さら
に上記のような受光素子の配列にすると、一方の受光素
子から延びる電極は他方の受光素子から延びる電極に隣
接しないので電極間を絶縁層でアイソレートする工程が
不要となる。

この発明は、モニタその他の目的で基板に形成されかつ
その上に光学フィルタが設けられない受光素子を備えた
色識別素子にも適用されるのはいうまでもない。

（３）実施例の説明 以下添附図面を参照してこの発明による色識別素子の一
実施例について説明する。

第３図および第４図を参照する。ｐ形Ｓｔ基板ＩＯ上に
Ｓ　１０２透明絶縁薄膜４が熱酸化プロセスにより形成
され、この薄膜４の一部がエツチングにより除去され窓
があけられた後に、この窓からｎ形の不純物例えばＰが
熱拡散によってドープされることによりｎ影領域が形成
される。これによりＳｉ基板１０上に３つの受光素子１
１　、１２　、１．３すなわちｐｎ接合のフォトダイオ
ードが形成される。これらの受光素子１１，１２．１３
は、第３図に示すように中央の受光索子１３を中心とし
て同心円状に配置されている。

Ｓｉ基板１０上には、３つの負電極５が、基板１０の裏
面全面には共通電極８がＡでまたはＡｕなどを用いて蒸
着またはスパッタリングにより形成されている。中央の
受光素子１３のｎ領域にオーム接触する電極５は、第４
図に示すようにこのｎ領域の外周縁部から半径外方向に
広がり、隣接する受光索子１２のｎ領域の内周縁部上方
にまで延びその上方にある絶縁薄膜４を覆っている。受
光索子Ｉ２のｎ領域にオーム接触する電極５も同様にし
て。

最も外側の受光素子１１のｎ影領域の内周縁部上方まで
延びており、この受光素子１１のｎ影領域との間の境界
部を完全に覆っている。最も外側の受光素子１１のｎ領
域にオーム接触する電極５は１色識別素子の基板１０側
縁部まで設けられている。

更に各受光素子１１〜■３のｎ領域の受光面およびこれ
らの電極５の一部の上方には、透明絶縁体膜７（例えば
５ｉＯ７から構成される）が形成され。

更に透明絶縁体膜７の上には光学フィルタ６がそれぞれ
設けられている。これらの光学フィルタ６は、各受光素
子１１〜１３の受光面へ入射する光の波長範囲を選択す
る所定の分光透過特性を有し、かっこの分光透過特性は
各光学フィルタ６において相互に異なっている。これら
のフィルタ６はたとえば金属干渉フィルタである。絶縁
膜７は、光学フィルタとして金属干渉フィルタが用いら
れた場合には、その分光感度特性が影響を受けない程度
に十分に薄くする必要がある。

以」二のようにして、受光素子１１〜１３．電極５゜透
明絶縁膜７および光学フィルタ６から各色の検出部１〜
３が構成されている。これらの色検出部は外側から、赤
色、緑色、青色の順に配置することが好ましい。という
のは、長波長の光はど半導体内に深く達する性質がある
ので、上記のような配列にすることにより基板１０の側
面から入射する長波長の入射光の影響がより短波長の検
出部においてより低減する。もちろん、受光素子１ｉ−
ｔａの受光面（後述する電極に覆われている領域は除く
）の面積および光学フィルタの透過率は、検出部１〜３
間で適当な出力比が得られるように設計されている。

以上の構成によると、隣接する色検出部の受光素子の間
の境界が不透明の電極によって完全に覆われているので
、この境界に入射する光はこの電極によって遮断され７
受光素子まで達することがないので、各受光素子はその
上の光学フィルタを透過した光のみを受光することがで
き、正確な色検出９色識別が期待できる。

上記実施例では、各受光素子のｎ領域すなわち受光面お
よび電極は同心円状に配置されているが。

この発明による色識別素子はこのような配置だけに限定
されず、受光面および電極を矩形状１例えば正方形状又
は長方形状に配置し、内側のものを外側のものがとり囲
むように形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の色識別素子を示す平面図、第２図は第
１図の■−■線に沿う断面図、第３図はこの発明による
色識別素子を示す平面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ
線に沿う断面図である。 １．２．３・・・色検出部、４・・・絶縁膜、５・・・
電極。 ６・・・光学フィルタ、　　　７・・・絶縁膜、　１０
・・・基板。 １１．１２．１３・・・受光素子。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板上に形成された複数個の受光素子と、前記受
   光素子の各々の上に形成されかつ相互に異なる分光透過
   特性を有する光学フィルタと、前記の各受光素子の受光
   信号をそれぞれ取出すための電極とからなる色識別素子
   において、 前記受光素子は、一つの受光素子を中心として内側の受
   光素子を外側の受光素子が順次囲むようにかつ相互に独
   立して配置され、隣接する二つの受光素子の境界部が、
   一方の受光素子に接触しかつ他方の受光素子の上方まで
   絶縁物を介して延びた不透明電極により光シールドされ
   ていることを特徴とする色識別素子。