JPS58103166A - ２層３階構造の固体カラ−撮像デバイス - 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】 本発明は固体カラー撮像デバイスに関し、さらに具体的
には、固体基板の上に重ねた複数の感光層を利用して多
色フィルターを不要とする固体カラー撮像デバイスに関
する。

固体カラー撮像デバイスの分野での十分に詔−された目
標は、極めて光に対して敏感であって製造コストが低い
にもかかわらず鮮明な像を生ずる固体カラー撮像デバイ
スを作ることである。この目標を目ざして多数の異なる
種類の固体カッ−撮像デバイスが作られて来た。

そのような撮像デバイスの一例において、配列にされた
全色撮像素子はこれらの配列の上に配置された色フィル
ターの複合的配列によって色に対して選択的に感するよ
うにされている。そのようなフィルター配列の極めて効
率的な構造は、色の微妙な差異についての人間の視覚に
基づく有用な情報の量を最大とする。このようなフィル
ター配列は例えば、１９７６年７月２０日に発行されベ
イヤー（Ｂａｙｅｒ）氏に付与された米国特許第３．９
７１．０６５号や１９７７年９月６日に発行されディ胃
ン（Ｄ　ｔ　ｌ　ｌ　Ｏｎ）氏に付与された米国特許第
４．０４７．２０３号に記載されている。しかしながら
、そのような配列に固有な解像度は配列に置くことがで
きる撮像素子の個数で制限されるだけでなく、配列内の
各素子の一部分だけが微細な解像度に寄与するのでさら
に制限される。従ってそのような複合的フィルターのカ
ラー撮像素子の配列の空間解像度は特定の構造について
最適化されるが、同じ数の素子の単色撮像配列はどは高
くない。

英ｒｊｉｆＩ＃ＩＮ第２，０２９，６４２号オヨヒ特開
昭５５−５９４０４号、５５−２７７７７２号、５５−
２７７７７３号、５１−９５７２０号で提案、された別
の構造は、スイッチング機能を果たすことができる情報
転送デバイスまたは固体基板の上に感光素子が重ねられ
るように作られる。この基板はＭＯ８スイッチング素子
またはｏｏｎ　（電荷結合デバイス）スイッチング素子
である。そのような素子は英国特許＠２，０２９，６４
２号に詳細に記載されており、その内容を参考として本
明細書に記載する。そのような構造は、感光素子が情報
転送デバイスと同じ高さに配置された通常の撮像デバイ
スよりも感光面積が大きいことによって潜在的に高い感
度を有する。しかし、そのようなデバイスは多色フィル
ターを利用しなければならず、解像度の低下は前述の通
常の固体撮像デバイスに匹敵する。さらに、そのような
構造を作るためには色フィルターを撮像素子の上に特定
のパターンで配置しなければならず、それによって色フ
ィルターの整列と結合が困難となり、結果としてそのよ
うなデバイスの製造がＭＩ帷で高価となる。

ビジコンで色フィルターを除央する技補はカドー氏らの
米国特許第５．６１７．７５５号に紀域点れている。こ
のビジコンは、光強度を表わす電気信号を蓄積する多数
のｐｎダイオード上に基板を有する通常の牛導体層を含
む。ビデオ情報を取り出すために電子ビームがｐｍダイ
オードを走査する。

Ｐ凰ダイオードに達する光が通過する半導体基板の厚さ
を階段状にすることによって、階段の大きさにより異な
る波長の光が１１ｎダイオードに当たる、このようにし
て異なるグループのｐｎダイオードは異なる色の光を蓄
積することができる。これに代わって％）３１ダイオー
ドを表面から一様でない深さに形成することによって、
実質的に基板の厚さを階段状にすることができる。別の
実施例においては、電子ビーム走査の代わりに固体走査
を利用することができる。そこでは接合デバイスとＭＯ
８素子が各画素に利用され、基板の選択的なエツチング
の結果として半導体基板の受光面と画素の接合デバイス
の間の距離が一様でなくなる。

この開示された装置は階段状のまたは切除された形状に
よって平担でなく、光応答素子として光導電体を利用す
るデバイスにもたらされる利点具有　ゞしない。

潜在的な解像度が同じ大きさの単色配列の解像度に等し
い固体カラー・イメージセンす−・アレイが開発された
。そのようなイメージセンサ−・アレイは、各チャンネ
ルが半導体材料による光の異なる吸収によって異なるス
ペクトル応答を有する重ねられた複数のチャンネル（例
えば、６色デバイスについては３つのチャンネルが重ね
られる）を有する。（英国ＰＯ９１罵１、へンプシャー
州、ハバンＦ、ハネウェル（Ｈａ膳ｐｍｂＬ・ｒ１Ｈａ
ｖａｎｔ％Ｈｏｍｓｙｗ＠ｌｌ）のインダス）リアル・
オプチューニテイズ社（Ｉｎａｕｓ＊ｒｉａｌ　　０ｐ
ｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ　　Ｌｔｄ、）から入手できる
、「カラ一応答ＱＯＤ撮像デバイス」という表−を付さ
れた１９７８年８月号１７２巻、公開番号１７２４０の
研究公開書を参照のこと。）しかしながら、３つのチャ
ンネルを重ねる必要性によって、そのようなデバイスを
製造するには極めて複雑で高価な方法が必要である。０
ＯＤ（電画結合デバイス）を利用すると、情報信号を運
ぶチャンネルを厳密な制限の下で注意深く作らなければ
ならないので、製造が複雑かつ高価なものとなる。基板
上に単一チャンネルを作ることは可能であるが、別のチ
ャンネルをその上に重ねることは複雑で困難である。

前記の公開番号１７２４０に記載されたようなデバイス
は、重ねられた多チャンネルのカラー撮像デバイスとし
て働くことができる重ねられた多数の異なるチャンネル
をシリコン結晶に作ることは可能であることを示唆して
いる。しかし、前述のようにそれを作ることが高価で複
雑であることに加えて、使用する材料の本質的な限界に
よってこのようなデバイスの色分解と選択度は低い。そ
のようなデバイスを作るのに使用する材料は、色選択感
光素子に加えて良好な単結晶特性を有しなければならな
いｏｏｎチャンネルとして働く。

前述のように当業界では、極めて光に敏感で像を鮮明に
細かく分解する固体カラー撮像デバイスを必要としてい
る。多色フィルターが配列にされた撮像素子の上に重ね
られたデバイスを利萌スると、その結果として生ずる像
は米国特許第３．９７１．０６５に記載されているよう
に、低い解像度と低い選択度を有すると共に、多色フィ
ルターを精密に配置する必要性から製造がＶ雑で高価に
つく。

英国特許第２，０２９，６４２号に記載されているよう
に、感光素子が情報転送デバイスの上に重ねられたデバ
イスを利用することによって、選択度を上げることがで
きる。しかし、そのようなデバイスはやはり製造の複雑
さとコストを上げる多色複台フィルターを使用しなけれ
ばならない起め、解像度になおある程度の限界がある。

複数の重ねられたチャンネルのセンサー・アレイを有ス
るデバイスを利用することによって、単色アレイの解像
度に等しい解像度を得ることが可能である。しかし、そ
れぞれの上に６つのチャンネルを重ねるためには、複雑
で高価な製造技術を利用しなければならない。

本発明は相互の上と基板の上に重ねられる複数の感光層
を利用して感度を増大させる。さらに本発明は、各感光
層が異なる色の光を検出するので、多色衝合フィルター
を必要としない０本発明に基づ（デバイスは同じ大きさ
の単色アレイの解像度と同じ解像度を有し、しかも簡単
で通常の安価な技術で製造することができる。

本発明は、通常の真空蒸着技術やスパッタリング技術の
ような簡単で安価な通常の技術を利用して製造すること
ができる固体カラー撮像デバイスを提供するものである
。このデバイスは光に対して極めて敏感であり、人間の
目の特性を考慮して望ましいほど高い解像度を有する像
を作る。！トリックスにされた個膚のカラー素子の大多
数の光検出面積は、多色フィルターを有する１個の光導
電層を用いた撮像デバイスの対応する素子の面積より大
きい。像解像度もまた、同じ個数の素子を有する従来の
単色固体撮像デバイスの解像度に匹敵する。

本発明に基づくデバイスは、電荷を処理するための固体
基板を−含み、感光素子もこの基板にある〇複数の感光
層が光を吸収し検出するために基板の上に重ねられてい
る。固体基板は、電荷結合デバイス（ｏ　ＯＤ）やＭ０
８スイッチング素子のような２次元情報デバイスならば
どんな種類でもよい。

基板は感光層と基板自体の感光素子に関連してスイッチ
ング機能と転送機能を実行する。基板の上に互いに重ね
られる感光層の各々は、上部の連続的で透明な電極層、
背部電極のモずイタ状パターンおよびこれらの間に配置
された感光不要を含む３つの不着より成る。各層の背部
電極は、基板上の感光素子のように、ＭＯＢ％ＯＯＤま
たは他のスイッチング素子のソース端子やドレイン端子
のように固体基板に電気的に接続されている。感光層の
各々は、他の層から電気的に絶縁されていると共に、電
気結線を介した点以外のすべての点で固体基板から電気
的に絶縁されている。

本発明の主要な目的は、感光素子を含むと共に複数の感
光層を有する固体基板より成る固体カラー撮像デバイス
を提供することであり、これら感光層は基板の感光素子
と各層が基板の端子に１１ｔｇＩＬ的に接続されて感光
素子から受は取った電荷を読み出すことを可能とするよ
うに基板上に重ねられ、各層に並んだ感光層は順により
広い帯域の光に敏感でこの光を吸収し、基板の感光素子
が上の層を通過した光のみを検出することを可能とする
。

本発明の別の目的は、多色フィルターを必要とすること
なく製造することができる固体カラー撮像デバイスを提
供することである。

本発明のさらに別の目的は、光に対して極めて敏感な固
体カッ−撮像デバイスを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、高い解像度で像を生ずるこ
とができる固体カラー撮像デバイスを提供することであ
る。

本発明のさらに別の目的は、簡単で安価に製造すること
ができる固体カラー撮像デバイスを提供することである
。

本発明の前述の目的とそれ以外の目的および利点は、同
一数字が全図を通じて同一部分を示り本明細書の一部を
成す添付図面を参照して下に詳細に記載した構造の細部
と使用法を当業者が読めばわかるものである。

本発明の固体カラー撮倫デバイスの実施例を説明する前
に、そのようなデバイスには変更を加えることができる
ので、本発明は図示の構成要素の特定の配列に限定され
ない、と理解すべきである。

また、この明細書で使用する用語は特定の実施例を説明
するためのものであって限定的な意味て使用するもので
はない。

次に嬉１図を参照すると、基板の上に重ねられた感光素
子を有する形式の、従来の固体カラー撮像デバイスが示
されている。ｆｓ１図は従来の固体カフ−撮像デバイス
の分解斜視図である。基板２には感光Ｊ！＃６が重ねら
れている。基板２は多数のＭＯＩｉＸイツチンダ素子６
．７．８，９．１０．１１を含む。第１図はそのような
撮像デバイスが含むものの一部を示しているに過ぎない
。実際に、撮像デバイスはＭＯＪＩ素子を数千個含む、
素子６．７．８．９．１０．１１は、例えばそれぞれ赤
、緑、青、青、赤、縁の各党に関連して各種のスイッチ
ング機能と転送機能のために利用される。素子６−１１
の各々はソース端子１２とドレイン端子１３を含む。

感光層３は後述する３つの不着より成る。底の不着つま
り底の背部のモザイク状電極つまり層３の最も内側の不
着はすべて素子６−１１に電気的に接続されている。感
光層３の上に重ねられているのは、それぞれ素子６．７
．８．９．１０．１１に対応するフィルター素子１４．
１５．１６．１７．１８．１９である。フィルター素子
１４−１９は、単色光を除いてすべての光を透過させな
いようにするために利用される。従って例えば、前述の
素子６−１１のスイッチング機能と転送機能に対応して
、フィルター素子１４は赤色光を除いてすべての光を透
過させないようにするために使用され、フィルター素子
１５は緑色光を除いてすべての光を透過さ曽ないように
し、フィルター１６は！色光を除いてすべての光を透過
させないようにする。

層３の内部での感光機能が基板２の内部でのスイッチン
グ機能と転送機能から区別されるので、第１図に示して
いるデバイスは、感光機能がスイッチング機能、転送機
能と同じレベルで実行される従来のデバイスよりもずっ
と光に対してＩＩＪＩｔ’ある。しかしながら、第１図
に示しているデバイスはなおも多色フィルター素子１４
−１９を使用することを必要とし、そのようなフィルタ
ー素子は精密な配置を必要とするので、このデバイスの
製造は多少高価となる。フィルター素子１４−１９は、
背部の電極によってそれぞれ形成されている感光部分２
０．２１．２２．２３．２４．２５に光が達する前に、
光を運勢するのに利用される。

各Ｍｏｌ素子６−１１、感光部分２０−２５およびフィ
ルＪｌ−１４−１９の組合せは、当業界で画素というも
のを形成する。従って、第１図に示されているデバイス
部分は６−の画素を示している。本発明は多色フィルタ
ーを不要としながら、６個の画素あるいは２組の画素と
後述するものを含む同じ大きさの基板２を利用するデバ
イスを製造することができる。

次に第２図を参照すると、ここには本発明に基づくデバ
イスの分解斜視図が示されている。この撮像デバイスは
、Ｍｏｌ素子６．７．８．９．１０．１１が上に配置漬
れた基板２を含む。感光層６と４は基板２の上に重ねら
れている。各層５と４は第３図に関連してさらに詳細に
説明する不要より成る。フォトダイオード５と５′はそ
れぞれＭＯ８素子７と１０に関連して基板２に配置され
　。

ている、第２図は第１図のように、数千の同じ部分から
成る撮像デバイスのほんの一部分を示しているに過ぎな
い０層３と４およびフォトダイオ−１’　５　、！：　
５’を第２図に示しているように配置することによって
、第１図に示しているような多色フィルターを使用する
ことなく光の別個の色帯域を検出することが可能となる
。

層５と４鐘感光素子２６と２７を含み、層４は感光素子
２８と２９を含む。素子２６−２９の各々は基板２０Ｍ
Ｏ８素子の１個に接続され、各７オシダイオード５と５
′は基板２上のＭＯＩＩ素子と関連している。素子２６
と２８は素子２７と２９のように互いの上に重ねられ、
層６と４は基板２上のすべてのフォトダイオードをおお
っている。

層３と４が感光素子２８．２９等より成る〆記載すれば
、本発明を理解することがより容易となるけれども、各
層においては上部の電極小鳩と光導電不要が穴を通した
部分を除いて連続的な層であパるのが好ましいと理解さ
れるべきである。底部のモザイク状電極不要は連続的で
なく、各感光素子の境界を形成している。層３と４の各
々は所定の色の光を検出するだけでなく、その色を吸収
する。

従って、例えば青色と緑色である２つの色が検出・吸収
され、例えば赤色である単一の色が素子５と５′に当た
る。

素子２６と２８はそれぞれＭｏｌ素子９と６に接続され
ている。Ｍｏｌ素子９と６、基板２の上の感光素子２６
と２８、および基板２上でＭＯＪＩ素子１０と関連した
フォトダイオード５′の組合曽は、いわゆる１組の画素
というものを構成している。第２図には２組の画素が示
されている。各画素の組は３つの別々の色の光を検出す
ることができる。ＭＯ８素子は第２図にＬ字形のパター
ンに配置されている。しかしながら、ＭＯ８素子は直線
パターンや矩形パターンのような任意の個１１１．ノ異
なるパターンで配置することができ、様々な興なるやり
方で背部電極に接続することができる。

素子２８は配！４５を介して基板２に接続され、素子２
６は配線４４を介して基板２に接続されている。

次に、本発明の撮像デバイスの縦断面平面面である第３
ｗｉを参照して、層３と４を詳細に説明する。すでに指
摘したように、感光層３と４の各々は６つの不要より成
る。層３は不要３２．３３．６４を含み、層４は不要３
５．３６．３７を含む。

層３は絶縁材料の層４１によって基板２から絶縁されて
いる。層３は絶縁材料の層４２によって層４から絶縁さ
れている。従って、層３と４の各々は互いに電気的に固
結縁されていると共に、電気配線４４と４５を介した点
以外のすべての点で基板２から絶縁されている。

感光層３は上部の透明な電極小＃３４と底部のモずイタ
状の不透明な電極小鳩３２を含む。感光物質の不要３３
は不要３２と３４の間に配置されている。層４は層３と
同様の構成要素を含む。底部のモずイタ状電極不要３２
と３５は透明でなければならない、さらに、層３と４の
各々は、第５−５０図に関連して詳細に説明するように
異なる色の光に反応してそれを吸収することができるよ
うに作られている。

１１２および３図に示しているようにデバイスを作るこ
とによって、複合多色フィルターの配列を不要とするこ
とが可能となる。さらに具体的に説明すると、本発明に
基づくデバイスは第１図に示され米国特許第３．９７１
．０６５号や米国特許第４゜０４７．２０３号に開示さ
れているようなフィルター・アレイ構造を必要としない
０本発明に基づくデバイλは固体デバイλの上に複合（
多色）カテーフィルターを必要としないので、本発明に
基づくデバイスは比較的低コストで比較的簡単に製造す
ることができる。

本発明に基づくデバイスは全くフィルターを必要とする
ことなく動作することができるが、最も外側の感光層４
の上に重ねられた広帯域型フィルターを１つ利用するこ
とが可能である。そのようなフィルターは、４０００λ
以下または７７００２以上の波長を有する光、すなわち
、紫外光や赤外光、のように人間の目に見えない光を運
勢するように設計することができる。

次に第４図を参照すると、本発明に基づく撮像デバイス
の斜視図を見ることができる。第４図に示されているよ
うに、光は最も外側の層４の上面に当たる。後に詳細に
説明するように、この光の一部は層４によって吸収され
、残りの光は層３に当ってここでさらに光が吸収され、
残りの光は基板２に当たる。フォトダイオード５と５′
は周知なように、基鈑２の上に配置されてＭＯ８素子７
と１０に関連している。第１図に示しているような重ね
られた感光層構造の開発前には、５と５′のようなフォ
トダイオード素子の配列が唯一の光検出手段として使用
された。前述のように、そのような構造はフォトダイオ
ードが小さいことによってあ−まり光に敏感でなく、そ
のような構造はやはり多色フィルター・アレイの使用を
必要とした。

第５図を第５ｍ−５ａ図と組合わせて参照して本発明の
撮像デバイスの動作を詳細に説明する。

第５図は第６図に示しているものと同じデバイスの縦断
面図であるが、不要を示してないなどのように簡略化し
て示している。第５ａｓ５”および５・図はそれぞれ、
基板２の上のフォトダイオード５と５′によって検出さ
れる光に加えて層３と４の内部で吸収され検出される光
に関して波長対吸収と波長対光導電率の両方をブーツト
したグラフである。

層４が応答する波長領域の光が層４に当たると、光導電
不要３６（第３図参照）の抵抗は特定の素子２８（第２
図参照）で減少する。この減少した抵抗は、基板２の内
部のＭｏｌ素子６に関連して電極不要６７と３５を利用
することによって電気的に検出し記録することができる
。光の検出に関連して実行される電気抵抗の減少を記録
する特定の方法は本発明の一部ではなく、周知である。

この減少した抵抗は、層４の素子２８に当たる青色光の
強度を表わす（第５＆図参照）。さらに、第５＆図の吸
収曲線によって示されているように、層４は青色領域の
みの光を吸収する。層４を通過した光はスペタシルの緑
色部分と赤色部分のみを含む６層４は５ｏｏｏｉかそれ
以下の波長を有する光・をすぺで吸収し、この光の残り
が層６に達するようにする。さらに、層４は５ｏｏｏＺ
かそれ以下の波長を有する光に敏感である。

層３が反応する波長領域の光が層３に当たると、感光不
要３３（第３図参照）の抵抗は素子２６で（第２ｗｉ参
１１）減少する。減少した抵抗は前述のように電流を変
化させる。従って、感光素子２６に当たる緑色光はＭｏ
ｌ素子９に関連して検出することができる。層３につい
ての吸収曲線によって示されているように、層３は緑色
領域の光も吸収する。層３の内部での物質は実際に青色
光と緑色光を吸収するが、青色光は層４によって吸収ま
たはろ過されてしまっている。従って、層６と４の組合
わせによって、青色光と緑色光はすべてろ過され、赤色
光のみが通過する。層４は６０００；かそれ以下の波長
を有する光をろ過し、６０００；かそれ以下の波長を有
する光に敏感である。しかし、５０００Ａかそれ以下の
波長を有する光は層４によってろ過されているので、層
３には５０００ムと６ｏｏｏＸの間の波長を有する光、
すなわち緑色光、が当って層３はこの光に応答する。

第５ｓ［に示されているように、基板２０７オトダイオ
ード５と５はすべての可視光を吸収し、あらゆる可視光
に多少敏感である。しかし、アオシダイオード素子５と
５′はスベタトルの赤色部分の光に最も敏感である。す
でに説明したように、層４は青色光をすでに吸収し、層
３はすでに緑色光を吸収してしまっている。従って赤色
光のみが基板２に当たるので、素子５と５′には赤色光
が当たる。赤色光が素子５と５′に当たると、電流は電
気インパルスによって光を検出することがてきるように
変化する。

前述のような特定の吸収能力と光導電性を有する層６と
４および素子５と５′を利用することによって、撮像デ
バイスの任意の特定の領域に当たる光を精密に検出する
と共に、波長、従ってその領域に当たる光の色、を判定
することが可能である。

層の任意の部分または任意の感光素子に当たる光の強度
は、抵抗の変化の程度によっても測定することができる
。層３と４は抵抗の小変動を測定することができるよう
に作られているので、感光層のどの特定の素子に当たる
どの特定の波長の光の相対強度も基板２に関連して電子
手段で検出し記録することができる。

本明細書に開示したカラー撮像デバイスを様々な異なる
実施例で製造することができる。構造上の評細は示さな
いけれども、撮像アレイは前述の英国特許に示されてい
るように製造することができる。ただし、２つの感光層
と、各感光層の底部電極を半導体基板上のＭｏ１ｌ素子
に接続するための諸口を設けるための変更が必要である
。さらに、基板２はフォトダイオード５と５′のような
ある種の感光素子を有しなければならず、そのような感
光素子の構造−と配置は周知である。

第２．６．４および５図に示され、第５１−５・図に関
連して説明した実施例は本発明の好適な実施例と考えら
れる。上部層４は青色光を検出・吸収し、２番目の層３
は少なくとも緑色光を検出・吸収し、フォトダイオード
５と５′は少なくとも赤色光を検出する。光を検出し吸
収することができるように層３と４を製造することによ
って、層３と４はセンサーとしてもフィルターとしても
働く。従って、異なる色の光を検出する能力は保たれな
がら、複合配列に配置しなければならない多色フィルタ
ーは不要となった。

第５図に示され第５１−５・図に関連して説明したデバ
イスは、興なる最終結果を得るために様々に製造するこ
とができる。このように働くことを意図したデバイスを
製造するとき、感光層の各々の内部の物質に加えて絶縁
層内の絶縁物質は特定のやり方で製造しなければならな
い。

層４１と４２の内部の絶縁物質は、８１０ｊｌ。

！Ｉｆ５ｍｌ、、ポリイミド、ｌリアミド、光硬化性樹
脂またはその他の公知の有機重合体のような多数の電気
絶縁材から選択する。

最も上の感光層４は青色光に敏感であり、０１１８、舅
鳳０ｄＬＢおよびＮｘＢ・テ・より成るグループから選
択した物質で作る。青色光と緑色光の両方に敏感で両方
を吸収するが青色光が層４によってろ過されているので
緑色光のみを吸収する層３は、非晶質セレン、ＯａＳ・
または（）ａＡｓνより作る。フォトダイオード５と５
′は青色光、緑色光および赤色光に敏感であらゆる色の
光を吸収する。

青色光と緑色光は層３と４によってろ過されてしまって
いるので、フォトダイオードは赤色光のみを検出する一
フォトダイオード５と５′は通常の方法で製造し、Ｇａ
ム１ム−１Ｇ＆Ａ＠Ｐ％Ｎｅ。

ｄ！・、０ＩＩＴ・、非晶質珪化水素より成るグループ
から選択した物質で作る。

利用する感光層と素子の特定の種類およびデバイスの使
用方法によって、デバイスの動作に興なる電圧を利用す
ることができる。さらに、望む特定の結果によって感光
層や素子の各々に関連して異なる電圧を利用することが
できる。

本発明に基づく固体カラー撮像デバイスを、最も実用的
で好ましい実施例と考えられるもＱ″Ｖ説明して来た。

特定の材料、特定の用語および特定の波長や色の光に対
する感光層の特定の感度に関する言及は、好適な実施例
を開示するために行なったのに過ぎない、また、本発明
の範囲内でそのような実施例に修正を加えることができ
るし、実施例を読んだとき当業者に思い浮ぶ変更を加え
ることもできる、と認識される。

【図面の簡単な説明】

第１Ｍは基板の上に重ねられた光導電層を示す従来の固
体カラー撮像デバイスの分解斜視図、第２図は２層３５
１構造を示す本発明の固体カラー撮像デバイスの分解斜
視図、 第６図は湊発明の固体カラー撮像デバイスの縦断面図、 第４図は本発明の固体カラー撮像デバイスの概略斜視図
、 第５図は本発明の固体カラー撮像デバイスの縦断面図、 第５＆、５ｂおよび５０図はそれぞれ本発明の固体カラ
ー撮像デバイスの最も外側の層と２番目ダラ７である。 ２−基　板 ３．４−感光層 ５１５’７オトダイオード ２６．２７，２８．２９−感光素子 ３２．３３，３４．３５，５６．３７−季　層（ほか３
５，６ン ＠１１１ １２１１ 第　　３１ｍ 第　　４　　関 第　　５　　ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）電気スイッチング素子の配列より成る固体の基板、
   該基板の上に配置された絶縁材料の層、該絶縁材料の層
   の上に重ねられた＄１の感光層、該第１の感光層の上に
   配置された絶縁材料の層、および該絶縁材料の層の上に
   重ねられた第２の感光不要より成り、前記基板上では第
   １のＩｌ数の前記ｉｉｔ気スイスイツチング素子それヤ
   れＩＩＦ数のフォトダイオード素子が関連し、前記第１
   の感光層は上部の透明な電極不要、背部の透明なモずイ
   タ状電極不要、および前記の上部の小層と前記の背部の
   小層の間に配置された光導電不要より成り、前記背部の
   モザイク状電極不要は前記基板上の第２の接散の前記電
   気スイッチング素子に対応する部分の配列に分割され、
   前記背部のモずイタ状電極不要の前記分割された部分は
   前記基板上の前記第２の複数の電気スイッチング素子に
   それぞれ電気的に接続され、前記第２の感光不要は上部
   の透明な電極不要、背部の透明なモザイク状電極不要、
   および前記の上部の小層と前記の背部の小層の間に配置
   された光導電不要より成り、これら背部のモザイク状電
   極不要は前記＃１１の感光層の前記基板上の第５０＊ｉ
   ｉの前記電気スイッチング素子に対応する部分の配列に
   分割され、前記背部のモザイク状電極は前記基板上の前
   記第６の複数の前記電気スイッチンダ素子にそれぞれ電
   気的に接続され、前記ｆＩＮ１の感光層と前記第２の感
   光層は可視波長スペタトルの異なる範囲に敏感でこの範
   囲を吸収し、それによって前記第１の感光層と前記第２
   の感光層からの電気信号が２つの異なる色範囲の光強度
   を表わし、前記基板上の前記フォトダイオード素子が嬉
   ６０色範囲の光強度を表わすことを特徴とする綱体カラ
   ー撮像デバイス。 ―）６組に配置された多数の電気スイッチング素子より
   成る固体の基板、および表面の一部分に感光素子を有す
   る前記基板の上で互いに重ねられた２つの垂直方向に配
   置された感光層より成り、該感光層の各々は上部の透明
   な電極不要、背部の透明なモザイク状電極不要、および
   前記上部の小層と前記背部の小層の間に配置された光導
   電不要より成り、前記背部のモザイク秋季層の各々は配
   列の各部分に分割され、該配列においては前記感光層の
   各々の背部のモザイク秋季層部分が前記３組の１ｔｉス
   イツチング素子の対応する１個に電気的に接続され、従
   って前記２つの感光層の各々の上で垂直方向に配置され
   た背部のモザイク秋季層部分は６組の各組の前記電気ス
   イッチング素子の１個にＭＩ統され、前記基板の前記感
   光素子も６組の各組の前記電気スイッチング素子の対応
   する素子に関連して多数組の画素の配列を形成し、前記
   感光層と前記基板の前記感光素子は可視波長スペクトル
   の異なる範囲に敏感でこの範囲を吸収し、それによって
   前記感光層と前記基板の前記感光素子の各々から受は取
   られた電気信号が３つの興なる色範囲の光強度を表わす
   ことを特徴とする固体力チー撮像デバイス。 Ｑ）前記光導電層と前記感光素子は前記基板に向かう方
   向に順に並んだ各層が光スペクトルの順により広い帯域
   を吸収する層を生ずる波長対吸収特性を有するように製
   造され配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載の固体カラー撮像デバイス。 ←）前記第２の光導電層が光スペクトルの青色領域の光
   に敏感でこの光を吸収し、前記第１の感光層が光スペク
   トルの赤色領域の光に敏感でないが少なくとも緑色領域
   の光に敏感でこの光を吸収し、前記基板の前記感光素子
   が光スペクトルの少なくとも赤色領域の光に敏感である
   ことを特徴とする特許請求の範囲＠１項に記載の固体カ
   ラー撮像デバイス。 伽）前記２つの感光層が前記基板から最も遠くて光スペ
   クトルの青色領域の光に敏感でこの光を吸収する最も外
   側の層、光λペタ）ルの赤色領域の光に敏−てはないが
   少なくとも緑色領域の光に敏感でこの光を吸収する層よ
   り成り、前記基板の前記フォトダイオード素子が光スペ
   クトルの少な（とも赤色領域の光に敏感であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の固体カラー撮像
   デバイス。 （６）前記基板に配置された前記電気スイッチンダ素子
   がＭＯ８デバイスであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の固体カラー撮像デバイス
   。 け）前記第２の感光不要がＯ（１１１％　Ｚ　ｎ　Ｏｄ
   　Ｂ。 ｚｍＳ・テ・より成るグループから選択した感光物質よ
   り成り、前記第１の感光層が非晶質セレン、０４８・、
   ＧａＡｓＦより成るグループから選択した感光ｑＩｋＪ
   質より成ることを特徴とする特許請求の範囲１１１項に
   記載の画体カラー撮像デバイス。 （８）電荷スイッチング素子のマトリックスより成る半
   導体スイッチング・マトリックス、可視スペクトルの比
   較的低い帯域の光に応答してこの光を吸収する第１の複
   数の光導電体、少なくとも該第１の複数の光導電体上り
   高い帯域の光に応答してこの光を吸収する亀２の複数の
   光導電体より成り、第１の複数の前記電荷スイッチング
   素子には等しい個数のフォトダイオードが関連し、前記
   第１のｍｌの前記電荷スイッチング素子はこれに当って
   前記１１の複数の光導電体が反応する光の強度を表わす
   電気信号を前記電荷スイッチング素子に送るようそれぞ
   れ第２の複数の前記電荷スイッチング素子に電気的に接
   続され、前記第２の複数の光導電体はこれらに当って前
   記第２のｎの光導電体が反応する光の強度を表わす電気
   信号を前記電荷スイッチング素子に送るようそれぞれ第
   ５の複数の前記電荷スイッチング素子に電気的に接続さ
   れ、前記１１の複数の光導電体と前記ｔｓ２の複数の光
   導電体と前記半導体スイッチング・マトリックスは固体
   撮像デバイスの３つの重ねられた層を備威し、これら６
   つの層は前記固体撮像デバイスに当たる光が最初に前記
   第１の複数の光導電体に当たり、これによって吸収され
   なかった波長の前記光が前記第２の複数の光導電体に当
   たり、これによって吸収されなかった波長の光が前記フ
   ォトダイオードに当たるような構造に重ねられ、それに
   よって前記第１と第２と＃Ｉ３の？Ｍ数の電荷スイッチ
   ング素子がそれぞれ５つの興なる帯域の光強度を表わす
   ことを特徴とする固体撮像デバイス。 （９）前記第１と第２の複数の光導電体の各々が上部電
   極と底部電極を有する光４電材料の層より成り゛、前記
   底部電極が前記複数の光導電体の個々の光導電体をＪｌ
   ｊ成することを特徴とする特′ｆｆ請求の範囲第８項に
   記載の固体撮像デバイス・