JPS6182468A - カラ−イメ−ジセンサ - Google Patents

カラ−イメ−ジセンサ

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JPS6182468A
JPS6182468A JP59204889A JP20488984A JPS6182468A JP S6182468 A JPS6182468 A JP S6182468A JP 59204889 A JP59204889 A JP 59204889A JP 20488984 A JP20488984 A JP 20488984A JP S6182468 A JPS6182468 A JP S6182468A
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amorphous semiconductor
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Tamio Saito
斎藤 民雄
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/191—Photoconductor image sensors
    • H10F39/192—Colour image sensors

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はカラーイメージセンサ、特にアモルファス半
°導体膜を用いて長尺化した場合に適した構造のカラー
イメージセンサに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
原稿上の画像を読取るためのデバイスとして、大面積化
が容易なアモルファスシリコン膜を使用した密着型イメ
ージセンサと呼ばれる長尺イメージセンサの開発が盛ん
である。このようなイメージセンサの代表的な構造は、
基板上に素子毎に分割された個別電極としてのQr等に
よる金属電極。
水素化アモルファスシリコン躾、共通電極としてのIT
O膜等による透明電極を順次積層形成して、光電変換素
子列(フォトダイオードアレイ)を形成したものであり
、透明電極側から光を入射し、金fi電極を通して光電
流を取出す構成となっている。
このような構造のイメージセンサは単色雨傘を読取るに
は適しているが、カラー画像を読取ろうとすると、少な
くとも3倍の画素を必要とするため、解8度が低下する
という問題があった。この問題を解決するには色分離を
主走査方向(光電変換素子列の配列方向)でなく、これ
と直交する方向、すなわち副走査方向に行なえばよい。
ところが、副走査方向に色分離を行なうには少なくとも
3列の光電変換素子列を近接させて形成する必要がある
ため、前記金属電極からの引出し配線の配列凸度が増大
してイメージセンサの製造が困難となり、歩留りの低下
が避けられなくなる。また、内側の光電変換素子列にお
いては、隣接する素子と素子との間に外側の光電変換素
子列のための引出し配線を通す必要がある関係で、電極
面積、すなわち感光面積が外側の光電変換素子列のそれ
より低下するという問題が生じる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は解像度が高く、また基板上の配線密度の
増大や、感光面積の不均一のないカラーイメージセンサ
を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明に係るカラーイメージセンサは、透明基板の第1
の面上に所定の色光に感応する少なくとも1列の光電変
換素子列を形成し、第2の面上に′第1の面上の光電変
換素子列が感応する色光と異なる色光にそれぞれ感応す
る少なくとも2列の光電変換素子列を第1の面上の光電
変換素子列に隣接させて形成してなり、第1および第2
の面のいずれか一方の側を光入射面とすることを特徴と
している。
ここで、光電変換素子列は例えばアモルファス半導体膜
を金属電極と透明電極とで挟んで構成される。この場合
、第1および第2の面上のアモルファス半導体膜を少な
くとも光入射面側と反対側の面上の光電変換素子列領域
に対応した位置で重なるように形成し、かつ光入射面側
のアモルファス半導体膜の禁制帯幅を光入射面と反対側
のアモルファス半導体膜の禁制帯幅より大きくして、光
入射面側のアモルファス半導体膜を透過した波長の光を
光入射面側と反対側のアモルファス半導体膜によって吸
収する構成とすれば、第1の面上の光電変換素子列が感
応する色光と第2の光電変換素子列が感応する色光とを
分離することができる。
従って、カラーフィルタとして第2の面上の少なくとも
2列の光電変換素子列が感応する色光を分離するカラー
フィルタを付加することにより、カラー画像の読取りの
ための少な(とも3色の色分離を行なうことが可能であ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、透明基板の両面を利用して各色光に感
応する少なくとも3列の光電変換素子列を形成するため
、従来のような不都合を伴わずにカラー画像の読取りを
行なうことができる。
すなわち、本発明では各色光に感応する光電変換素子列
が平行に並んだ形となるため、色分離は光電変換素子列
の配列方向と直交する方向においてなされることになり
、解像度は単色画像を読取る場合と変わらない。また、
基板の第1および第2の面のいずれにおいても光電変換
素子列は1列または2列でよいため、光電変換素子列の
素子毎に分割された個別電極からの引出し配線の密度は
特に増加しない。さらに、個別電極からの引出し配線を
光電変換素子列の素子と素子の間を通す必要もないので
、個別電極の電極面積、すなわち実質的な感光面積の均
一化を図ることができ、結果的に画像読取り出力から原
画像について可視記録等を行なった場合、色再現性の良
好なカラー画像を得ることが可能となる。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例のカラーイメージセンサ
の構成を示すもので、(”a )は平面図、(b)はA
−A断面図である。
図において、透明基板10は例えばガラス基板であり、
その第1の面10a上に第1の光電変換素子列11が形
成され、第2の面10b上に第2および第3の光電変換
素子列12.13が形成されている。
第1の光電変換素子列11は、透明基板10の第1の面
10a上に形成され各素子毎に主走査方向に分割形成さ
れた個別電極としてのCr等からなる金R電極14と、
その上に第1〜第3の光電変換素子列11〜13の領域
に対応する位置に一様に形成された水素化アモルファス
シリコン膜15と、このアモルファスシリコン膜15上
の第1の光電変換素子列11の領域に対応する位置に帯
状に選択形成された共通電極としてのITO等による透
明電極16とからなっている。
なお、アモルファスシリコン膜14上にはさらに透明電
極16の両側に隣接して、すなわち第2および第3の光
電変換素子列12.13の領域に対応する位置に、帯状
のカラーフィルタ17.18が形成されている。
一方、第2および第3の光電変換素子列12゜13は、
それぞれ透明基板10の第2の面10b上に第1の光電
変換素子列11における金属電極14の両側に位置して
、各素子毎に主走査方向に分割形成された個別電極とし
てのITO等による透明電極19.20と、その上に形
成されたアモルファスシリコン膜21と、このアモルフ
ァスシリコン[121上の第1および第2の光電変換素
子列12.13の領域に対応した位置に帯状に選択形成
された共通電極としてのCr等による金属電極22.2
3からなっている。
ここで、透明基板1oの第1の面10aが原稿面からの
反射光等の光の入射側であり、この光入射面側にあるア
モルファスシリコン膜15は例えばCが混入されてa−
8i:C:Hliとなっており、一方、光入射面と反対
側のアモルファスシリコン11!21は例えばGeが混
入されることによってa−8i :Ge :)−1膜と
なっている。この場合、a−8i:C:H膜15および
a−8i:Ge:H膜21の禁制帯幅はそれぞれ第2図
(a)(b)に示すようになり、前者の方が大きくなる
。すなわち、第3図(a)に示す入射光αからa−3i
:C: Hllll 5で比較的高エネルギーのフォト
ン、すなわち第3図(b)に示すように短波長側の光(
青色光)βを吸収し、その透過光Yをa−8(:Ge 
: HII21で吸収するようにする。但し光入射側に
おいては、第213よび第3の光電変換素子列12.1
3の領域に対応した位置にカラーフィルタ17.18が
設けられているため、a−5i:Ge:H1121は実
際にはa−3i:Q:)l膜15の透過光γのうち、第
3図(C)に示すようにカラーフィルタ17.18で分
離された緑色光δ。
赤色光εを吸収することになる。
このようにして、第1の光電変換素子列11によって青
色光に対応した画像出力を、第2の光電変換素子列12
によって緑色光に対応した画像出力を、また第3の光電
変換素子列13によって赤色光に対応した画像出力をそ
れぞれ得ることができる。なお、これらの画像出力はそ
れぞれ金属電極14.透明電極19.20から引出し配
置14a (14b)、19a、20aを介して取出さ
れる。
この実施例によれば、図から明らかなように第1の光電
変換素子列11における個別電極である金jI電極14
.第2および第3の光電変換素子列12.13における
個別電極である透明電極19゜2oのいずれも、電極の
配列密度は個別電極を一列配列した単色画像の読取りの
場合と同様でよいので、解像度の劣化はない。また、引
出し配線14a、14b、19a、20aの密度も単色
画像の読取りの場合と同程度であり、個別電極が高密度
になっても製造上の問題は特にない。さらに、各電極1
4,19.20の面積を等しくすることができるので、
色バランスの良い画1m !5!取り出力が得られる。
上記実施例では、光入射面側のアモルファスシリコン1
115が第1〜第3の光電変換素子列11〜13の全領
域をカバーする範囲に設けられているが、第1の光電変
換素子列11の領域に対応する位置、すなわち図で透明
電極16の直下のみに形成されていてもよい。しかし、
一般的に光入射面側のアモルファスシリコン膜15で必
要十分な光の吸収を行なえば、このアモルファスシリコ
ンff1l15が光照射面と反対側のアモルファスシリ
コン1II21へ入射する光の遮蔽となることはないの
で、アモルファスシリコン[115は第1図に示した通
りに形成されていても問題はない。
第4図は本発明の第2の実施例を示すもので、第1図に
おける透明電極16の上にカラーフィルタ41(前述の
説明に従えば青色光透過フィルタを用いる)を形成して
色分離をより確実に行なうようにしたものである。また
、この実施例では第1図における金3電極22.23を
共通にしてアモルファスシリコン膜21上のほぼ全面に
Cr等による金属電極42を形成している。
第5図に示す第3の実施例は、透明基板10のうち2つ
の光電変換素子列12.13が形成された方の面である
第2の面10b側を光入射面としたものである。すなわ
ち、透明基板10の第1の面10a上に形成される第1
の光電変換素子列11における個別電極をITO等によ
る透明電極51とし、アモルファスシリコン膜52を第
1の実施例における第2および第3の光電変換素子列1
2.13で用いられていたのと同様の吸収特性を有する
例えばa−8i :Qe :)l膜とし、また共通電極
をCr等による金属電極53としている。
一方、第2の面10b上に形成される第2および第3の
光電変換素子列12.13においてはアモルファスシリ
コン膜54を第1図の実施例における第1の光電変換素
子列11で用いられていたと同様な吸収特性を有する例
えばa−3i:C:H膜とし、このアモルファスシリコ
ン膜54上のほぼ全面に共通電極としてのITO等によ
る透明電極55を形成している。そして、この透明電極
55上の第2および第3の光電変換素子列12゜13の
領域に対応した位置にカラーフィルタ56゜57を形成
し、さらに好ましくは色分離をより確実にするため第1
の光電変換素子列11.の領域にと同様の効果が得られ
ることは明らかである。
なお、第5図におけるアモルファスシリコン膜52のう
ち第2および第3の光電変換素子列12゜13の領域に
対応した位置、すなわちカラーフィルタ56.57の下
側の部分はなくともよい。
第6図に示す第4の実施例は、透明基板10の第2の面
10b上に形成される透明電極61を共通電極とし、ま
た金属電極62.63を個別電極としたものである。な
お、透明電極61は図では第2および第3の光電変換素
子列12.13で共通であるが、両者間で分離されてい
ても構わない。
また、アモルファスシリコン膜21も第1の光電変換素
子11の領域に対応する部分が除去されていてもよい。
これらの実施例によっても先と同様の効果が得られる。
以上、本発明の実施例をいくつか説明したが、本発明は
これらに限定されるものではなく、透明基板の両面にそ
れぞれ異なる色光に感応する光電変換素子列を少なくと
も合計で3列近接させて形成する、という本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる。例
えば3つの色光に感応する光電変換素子列に加えて白色
光に感応する光電変換素子列を追加し、透明基板の両面
に2列ずつ、計4列の光電変換素子列を形成してもよい
。
また、実施例ではアモルファスシリコン膜の感光不可領
域(例えば引出し配線に対向する領域)を遮光する手段
(シャドウマスク)が省略されているが、これらは適宜
設けることができる。なお、光入射面側に形成される光
電変換素子列におけるCr等による金属電極の引出し配
線の形状を工夫して、例えば光入射面と反対側に形成さ
れる光電変換素子列における個別電極の引出し配線と重
なるように形成したり、あるいは他の感光不可領域に対
向した位置に形成することによって、シャドウマスク形
成工程を省略あるいは簡略化することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)は本発明の第1の実施例に係るカラ
ーイメージセンサの平面図およびA−A断面図、第2図
(a)(b)は同実施例における光入射側およびそれと
反対側の面上のアモルファスシリコン膜の禁制帯幅の関
係を示す図、第3図(a)〜(C)は同実施例における
アモルファスシリコン膜およびカラーフィルタの分光特
性を説明するための図、第4図(a)(b)は本発明の
第2の実施例に係るカラーイメージセンサの平面図およ
び8−8断面図、第5図および第6図は本発明の第3お
よび第4の実施例に係るカラーイメージセンサの断面図
である。 10・・・透明基板、10a、10b・・・第1.第2
の面、11〜13・・・第1〜第3の光電変換素子列、
14.22.23.42.53.62.63・・・金a
電極、15.21.52.54・・・アモルファスシリ
コン膜、16.19,20.52.55.61・・・透
明電極、17.18.41.56.57゜58・・・カ
ラーフィルり。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第2図 (α)(b) 第3!″ 第4図

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明基板の第1の面上に所定の色光に感応する少
    なくとも1列の光電変換素子列を形成し、第2の面上に
    第1の面上の光電変換素子列が感応する色光と異なる色
    光にそれぞれ感応する少なくとも2列の光電変換素子列
    を第1の面上の光電変換素子列に隣接させて形成してな
    り、第1および第2の面のいずれか一方の側を光入射面
    とすることを特徴とするカラーイメージセンサ。
  2. (2)光電変換素子列はアモルファス半導体膜を金属電
    極と透明電極とで挟んで構成されたものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のカラーイメージセ
    ンサ。
  3. (3)第1および第2の面上のアモルファス半導体膜を
    少なくとも光入射面側と反対側の面上の光電変換素子列
    領域に対応した位置で重なるように形成し、かつ光入射
    面側のアモルファス半導体膜の禁制帯幅を光入射面と反
    対側のアモルファス半導体膜の禁制帯幅より大きくする
    ことにより、光入射面側のアモルファス半導体膜を透過
    した波長の光を光入射面と反対側のアモルファス半導体
    膜によって吸収するようにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載のカラーイメージセンサ。
  4. (4)第1の面上に、該第1の面上の光電変換素子列領
    域に対応した位置に選択形成された金属電極、第1およ
    び第2の面上の光電変換素子列領域に対応した位置に形
    成されたアモルファス半導体膜、該アモルファス半導体
    膜の第1の面上の光電変換素子列領域に対応した位置に
    選択形成された透明電極および第2の面上の光電変換素
    子領域に対応する位置にそれぞれ選択形成され互いに異
    なる色光を透過させるカラーフィルタを順次積層し、第
    2の面上に、該第2の面上の光電変換素子列領域に対応
    した位置に選択形成された透明電極、少なくとも第2の
    面上の光電変換素子列領域に対応した位置に形成された
    アモルファス半導体膜、少なくとも第1および第2の面
    上の光電変換素子列領域に対応した位置に形成された金
    属電極を順次積層し、第1の面側を光入射面とすること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項または第3
    項記載のカラーイメージセンサ。
  5. (5)第1の面上に形成された透明電極の上に、第1の
    面上のアモルファス半導体膜上に形成されたカラーフィ
    ルタが透過させる色光と異なる色光を透過させるカラー
    フィルタを形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
    4項記載のカラーイメージセンサ。
  6. (6)第1の面上に、該第1の面上の光電変換素子列領
    域に対応した位置に選択形成された透明電極、少なくと
    も第1の面上の光電変換素子列領域に対応した位置に形
    成されたアモルファス半導体膜、第1の面上の光電変換
    素子列領域に対応した位置に選択形成された金属電極を
    順次積層し、第2の面上に、該第2の面上の光電変換素
    子列領域に対応する位置に選択形成された金属電極、第
    1および第2の面上の光電変換素子列領域に対応する位
    置に形成されたアモルファス半導体膜、該アモルファス
    半導体膜の少なくとも第2の面上の光電変換素子列領域
    に対応した位置にそれぞれ形成されそれぞれ異なる色光
    を透過させるカラーフィルタを順次積層し、第2の面側
    を光入射面とすることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項、第2項または第3項記載のカラーイメージセンサ。
  7. (7)第1の面上に、該第1の面上の光電変換素子列領
    域に対応した位置に選択形成された金属電極、第1およ
    び第2の面上の光電変換素子列領域に対応した位置に形
    成されたアモルファス半導体膜、該アモルファス半導体
    膜の第1の面上の光電変換素子列領域に対応した位置に
    選択形成された透明電極および第2の面上の光電変換素
    子領域に対応する位置にそれぞれ選択形成され互いに異
    なる色光を透過させるカラーフィルタを順次積層し、第
    2の面上に、少なくとも第2の面上の光電変換素子列領
    域に対応した位置に形成された透明電極、少なくとも第
    2の面上の光電変換素子列領域に対応した位置に形成さ
    れたアモルファス半導体膜、第2の面上の光電変換素子
    列領域に対応した位置に選択形成された金属電極を順次
    積層し、第1の面側を光入射面とすることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載のカラ
    ーイメージセンサ。
  8. (8)第1の面上の透明電極の上に、第1の面上のアモ
    ルファス半導体膜上に形成されたカラーフィルタが透過
    させる色光と異なる色光を透過させるカラーフィルタを
    形成したことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
    カラーイメージセンサ。
  9. (9)第1および第2の面のうちの光入射面側の面上に
    形成された金属電極の引出し配線を、光入射側と反対側
    の面上に形成されたアモルファス半導体膜の感光不可領
    域を遮光するように形成したことを特徴とする特許請求
    の範囲第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7
    項または第8項記載のカラーイメージセンサ。
JP59204889A 1984-09-29 1984-09-29 カラ−イメ−ジセンサ Granted JPS6182468A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63283158A (ja) * 1987-05-15 1988-11-21 Nec Corp カラ−用密着形イメ−ジセンサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58225667A (ja) * 1982-06-23 1983-12-27 Hitachi Ltd 光電変換装置

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