JP2510999B2 - 赤外線固体撮像装置 - Google Patents
赤外線固体撮像装置Info
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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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は金属と半導体膜との多層構造を利用した赤外
線固体撮像装置。
線固体撮像装置。
（従来の技術） この発明に最も近い従来技術例として、ショットキー
バリア型IRCCDが知られている。第２図に単位画素の断
面構造を示す。赤外光14の受感領域は光の入射方向に沿
って、無反射コーティング膜15、Ｐ形シリコン16、白金
シリサイド（Pt・Si）17、SiO2膜18、アルミニウム光反
射膜19の多層構造となっている。信号キャリアが発生す
るメカニズムは、第３図のエネルギーバンド図に示すよ
うに、Pt・Siからの正孔注入現象である。発生した信号
電荷は、ポリシリコンのトランスファゲート20によって
CCD領域へ転送され、さらにポリシリコンのCCDゲート21
により順次転送されていく。最終的に、各単位画素から
の画像信号はビデオ出力され、表示装置によって赤外画
像が得られる。
バリア型IRCCDが知られている。第２図に単位画素の断
面構造を示す。赤外光14の受感領域は光の入射方向に沿
って、無反射コーティング膜15、Ｐ形シリコン16、白金
シリサイド（Pt・Si）17、SiO2膜18、アルミニウム光反
射膜19の多層構造となっている。信号キャリアが発生す
るメカニズムは、第３図のエネルギーバンド図に示すよ
うに、Pt・Siからの正孔注入現象である。発生した信号
電荷は、ポリシリコンのトランスファゲート20によって
CCD領域へ転送され、さらにポリシリコンのCCDゲート21
により順次転送されていく。最終的に、各単位画素から
の画像信号はビデオ出力され、表示装置によって赤外画
像が得られる。
（発明が解決しようとする問題点） 第２図に示した従来の赤外線固体撮像装置には、以下
に述べるような問題点がある。
に述べるような問題点がある。
（１）３〜５μｍ帯の赤外線吸収率は30％程度にすぎな
い。
い。
（２）赤外線受光領域と電荷転送領域とが同一平面上に
形成されているので、赤外線を検出する面積効率の点で
不利である。
形成されているので、赤外線を検出する面積効率の点で
不利である。
本発明は上記の如き問題を解決し、赤外線の吸収率
と、有効画素占有率が高い赤外線固体撮像装置を提供す
ることを目的とする。
と、有効画素占有率が高い赤外線固体撮像装置を提供す
ることを目的とする。
（問題を解決するための手段） 本発明にかかる赤外線固体撮像装置は、シリコン固体
撮像素子の各受光単位画素上に、赤外線を検出するため
の金属膜／半導体膜多層構造素子を形成する。さらに、
各多層構造素子とシリコン上の単位画素とは電気的に接
続されていて、信号電荷がシリコン固体撮像素子（電荷
転送素子）へ注入後、転送される。
撮像素子の各受光単位画素上に、赤外線を検出するため
の金属膜／半導体膜多層構造素子を形成する。さらに、
各多層構造素子とシリコン上の単位画素とは電気的に接
続されていて、信号電荷がシリコン固体撮像素子（電荷
転送素子）へ注入後、転送される。
（作用） 本発明による赤外線固体撮像装置では、金属／半導体
多層構造素子が、SB（ショットキバリア）型IR（赤外）
センサとして作用する。
多層構造素子が、SB（ショットキバリア）型IR（赤外）
センサとして作用する。
一方、発生する信号電荷は、多層構造素子の基板であ
るシリコン電荷転送素子へ注入され、転送が行なわれ
る。各単位画素からの画像信号はビデオ出力され、表示
装置によって赤外画像が得られる。
るシリコン電荷転送素子へ注入され、転送が行なわれ
る。各単位画素からの画像信号はビデオ出力され、表示
装置によって赤外画像が得られる。
（実施例） 本発明の実施例を単位素子の断面図第１図により説明
する。赤外線検出部はPt電極１、アモルファスシリコン
膜２およびMo電極３の多層構造になっている。アモルフ
ァスシリコンは、Ptとの接合でSBを、一方Moとの接合で
オーミックを形成するので、図の構成では５個のSB型IR
センサが並列接続された状態になっている。Pt電極は透
明導電膜４により共通アースに接続されている。また、
Mo電極はAl配線５によって蓄積ダイオード６と電気的に
つながっている。したがって（第３図）と同様な原理で
発生する信号キャリアは、シリコン撮影素子へ入力され
る。赤外光10は５個のIRセンサで受光されるので、吸収
効率が大きい。注入された信号電荷は、ポリシリコンゲ
ート７により電荷転送領域へシフトされる。その後の動
作は通常の可視用固体撮像素子と同じである。８はポリ
イミドで、デバイスプロセスにおいて、平坦化を目的と
して形成されている。また、図中11,12および13は、P+,
n+およびSiO2領域である。
する。赤外線検出部はPt電極１、アモルファスシリコン
膜２およびMo電極３の多層構造になっている。アモルフ
ァスシリコンは、Ptとの接合でSBを、一方Moとの接合で
オーミックを形成するので、図の構成では５個のSB型IR
センサが並列接続された状態になっている。Pt電極は透
明導電膜４により共通アースに接続されている。また、
Mo電極はAl配線５によって蓄積ダイオード６と電気的に
つながっている。したがって（第３図）と同様な原理で
発生する信号キャリアは、シリコン撮影素子へ入力され
る。赤外光10は５個のIRセンサで受光されるので、吸収
効率が大きい。注入された信号電荷は、ポリシリコンゲ
ート７により電荷転送領域へシフトされる。その後の動
作は通常の可視用固体撮像素子と同じである。８はポリ
イミドで、デバイスプロセスにおいて、平坦化を目的と
して形成されている。また、図中11,12および13は、P+,
n+およびSiO2領域である。
本発明は上記した実施例に限られるものではなく、以
下に列記するように種々変形して実施することができ
る。
下に列記するように種々変形して実施することができ
る。
（ａ）金属／アモルファスシリコンの層数は任意に選択
可能である。
可能である。
（ｂ）SB IRセンサは、並列だけでなく直列接続も可能
である。
である。
（ｃ）動作原理は異なるが、放射線撮像装置としても使
える。この場合、金属と放射線が相互作用し、金属から
の電子放出によりアモルファスシリコン中で電子正孔対
が発生する。
える。この場合、金属と放射線が相互作用し、金属から
の電子放出によりアモルファスシリコン中で電子正孔対
が発生する。
（ｄ）赤外線受光部の半導体膜は、アモルファスシリコ
ンに限定されるものではなく、アモルファスSiC等も適
用できる。また、結晶あるいは多結晶性の半導体膜も、
プロセス技術に応じて採用できる。
ンに限定されるものではなく、アモルファスSiC等も適
用できる。また、結晶あるいは多結晶性の半導体膜も、
プロセス技術に応じて採用できる。
以上述べたように、本発明によれば、赤外線感知部分
と電荷転送部分とが立体的に構成されているので、検出
面積の利用効率が高い。さらに、複数個のSB IRセンサ
は積層できるので、赤外線の吸収が大で、高感度にな
る。
と電荷転送部分とが立体的に構成されているので、検出
面積の利用効率が高い。さらに、複数個のSB IRセンサ
は積層できるので、赤外線の吸収が大で、高感度にな
る。
第１図は本発明の一実施例を説明するための図、第２図
及び第３図は従来の赤外線固体撮像装置を説明するため
の図である。 ９……ｐ基板、22……ｐ領域、23……ｎ領域。
及び第３図は従来の赤外線固体撮像装置を説明するため
の図である。 ９……ｐ基板、22……ｐ領域、23……ｎ領域。
Claims (2)
- 【請求項１】基板と、この基板上の各受光単位画素ごと
に形成された第１の金属電極と、この第１の金属電極上
にオーミック接続された第１のアモルファスシリコン膜
と、この第１のアモルファスシリコン膜上にショットキ
ー接続された第２の金属電極と、この第２の金属電極上
にショットキー接続された第２のアモルファスシリコン
膜と、この第２のアモルファスシリコン膜上にオーミッ
ク接続された第３の金属電極と、この第３の金属電極上
にオーミック接続された第３のアモルファスシリコン膜
と、この第３のアモルファスシリコン膜上にショットキ
ー接続された第４の金属膜とを具備し、前記第１、第３
の金属電極はそれぞれ電気的に接続され、前記第２、第
４の金属電極は電気的に接続され、前記第４の金属電極
は全画素に渡って電気的に接続されていることを特徴と
する赤外線固体撮像装置。 - 【請求項２】前記第１及び第３の金属電極はMo、前記第
２及び第４の金属電極はPtからなる金属薄膜より構成さ
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
赤外線固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206833A JP2510999B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 赤外線固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206833A JP2510999B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 赤外線固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364363A JPS6364363A (ja) | 1988-03-22 |
| JP2510999B2 true JP2510999B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=16529825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61206833A Expired - Fee Related JP2510999B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 赤外線固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510999B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2754382B2 (ja) * | 1987-05-13 | 1998-05-20 | 株式会社ニコン | 赤外線固体撮像装置 |
| DE69124726T2 (de) * | 1990-10-25 | 1997-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | Vorrichtung zur Abstandsdetektion für ein Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58118173A (ja) * | 1982-01-05 | 1983-07-14 | Toshiba Corp | 赤外線検知装置 |
| JPS60237329A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-26 | Nec Corp | 高速光検出器 |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP61206833A patent/JP2510999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364363A (ja) | 1988-03-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |