JP2659617B2 - Infrared solid-state imaging device - Google Patents

Infrared solid-state imaging device

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JP2659617B2
JP2659617B2 JP2335826A JP33582690A JP2659617B2 JP 2659617 B2 JP2659617 B2 JP 2659617B2 JP 2335826 A JP2335826 A JP 2335826A JP 33582690 A JP33582690 A JP 33582690A JP 2659617 B2 JP2659617 B2 JP 2659617B2
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晋輔 永吉
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は赤外固体撮像装置に関し、特に半導体基板
主表面に1次元的または2次元的に配列された赤外線検
出器を備えた赤外固体撮像装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared solid-state imaging device, and more particularly to an infrared solid-state imaging device having an infrared detector arranged one-dimensionally or two-dimensionally on a main surface of a semiconductor substrate. The present invention relates to an imaging device.

〔従来の技術〕 近年、複数の赤外線検出器(以下、赤外検出器ともい
う)からなる赤外検出装置アレイと電荷転送装置等の信
号読み出し装置とを、同一の半導体基板上に集積した、
赤外固体撮像装置の開発が精力的に進められている。特
に、シリコンショットキ接合を赤外検出部とした赤外固
体撮像装置においては、実用に耐えられる画素数を持っ
たものが開発されつつある。
[Prior Art] In recent years, an infrared detector array including a plurality of infrared detectors (hereinafter, also referred to as infrared detectors) and a signal reading device such as a charge transfer device are integrated on the same semiconductor substrate.
The development of infrared solid-state imaging devices has been energetically advanced. In particular, an infrared solid-state imaging device using a silicon Schottky junction as an infrared detection unit is being developed with a number of pixels that can withstand practical use.

この種のシリコンショットキ接合を赤外線の光検出器
に用いた一般的な赤外固体撮像装置として、ここでは、
該固体撮像装置における垂直方向の電荷転送手段に、い
わゆる電荷掃き寄せ方式(CSD:Charge Sweep Device)
を採用した従来例につき、第4図,第5図及び第6図を
参照して説明する。
As a general infrared solid-state imaging device using this type of silicon Schottky junction for an infrared photodetector, here,
A so-called charge sweeping device (CSD: Charge Sweep Device) is used for a vertical charge transfer means in the solid-state imaging device.
A conventional example adopting the above will be described with reference to FIGS. 4, 5 and 6. FIG.

第4図は上記赤外固体撮像装置における光検出器やCS
D等の配置を示す配置図、第5図は第4図のおけるV−
V線断面の構造を模式的に示す図である。なお、このCS
D方式による赤外固体撮像装置については、例えば公知
に係る文献(「ISSCC:IEEE International Solid-State
Circuits Conference-Digest of Technical Paper 198
7年2月号の110頁」)に詳しく開示されている。また第
6図は出力信号の構成を模式的に示したものである。
FIG. 4 shows the photodetector and CS in the infrared solid-state imaging device.
FIG. 5 is a layout diagram showing the layout of D and the like, and FIG.
It is a figure which shows the structure of a V line cross section typically. This CS
Regarding the infrared solid-state imaging device using the D method, for example, a publicly known document (“ISSCC: IEEE International Solid-State
Circuits Conference-Digest of Technical Paper 198
February 110, p. 110 "). FIG. 6 schematically shows the configuration of the output signal.

図において、41はシリコンショットキ接合からなる光
検出器、42は光検出器41に蓄積された信号電荷を垂直方
向へ転送する垂直CSD、43は垂直CSD42より転送されてき
た信号電荷を水平方向へ転送する水平CCD、44は該水平C
CD43からの信号電荷を映像信号として外部に出力する出
力部である。
In the figure, 41 is a photodetector formed of a silicon Schottky junction, 42 is a vertical CSD for vertically transferring signal charges accumulated in the photodetector 41, and 43 is a horizontal direction for transferring signal charges transferred from the vertical CSD42. The horizontal CCD to be transferred is 44
An output unit for outputting the signal charges from the CD 43 to the outside as a video signal.

また、1はP型シリコン半導体基板、2は該基板1の
主面とショットキ接合され、金パラジウム等の金属、ま
たはパラジウム珪化物などの金属珪化物からなる金属電
極により構成される光電変換層、3は光電変換層2の周
辺部での電界集中を緩和して暗電流を防止するためのn-
型領域からなるn-型ガードリング、4はシリコン酸化膜
よりなる素子分離及び絶縁のためのフィールド絶縁膜、
5,6はシリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜、7は光電変
換層2上に層間絶縁膜6を介して形成され、光電変換層
2を透過した基板1裏面側からの赤外光を反射して光電
変換層2に再入射させるためのAl反射膜である。
1 is a P-type silicon semiconductor substrate; 2 is a Schottky junction with the main surface of the substrate 1; and a photoelectric conversion layer composed of a metal electrode made of a metal such as gold-palladium or a metal silicide such as palladium silicide; Reference numeral 3 denotes n for alleviating electric field concentration around the photoelectric conversion layer 2 and preventing dark current.
N - type guard ring composed of a mold region, 4 is a field insulating film made of a silicon oxide film for element isolation and insulation,
Reference numerals 5 and 6 denote an interlayer insulating film made of a silicon oxide film, and reference numeral 7 denotes an interlayer insulating film formed on the photoelectric conversion layer 2 via the interlayer insulating film 6 so as to reflect infrared light from the back side of the substrate 1 that has passed through the photoelectric conversion layer 2. This is an Al reflection film for re-entering the photoelectric conversion layer 2.

また、60は出力部44より読み出される映像信号であ
り、61は映像信号60に含まれる光信号成分、62は該映像
信号60に含まれる暗電流成分である。
Reference numeral 60 denotes a video signal read from the output unit 44, reference numeral 61 denotes an optical signal component included in the video signal 60, and reference numeral 62 denotes a dark current component included in the video signal 60.

次にこれらの図を参照して動作について説明する。 Next, the operation will be described with reference to these figures.

P型シリコン半導体基板1の裏面から入射される赤外
光は、ショットキ接合の光電変換層2に到達し、そこで
光電変換されて光信号電荷を生じ、この光信号電荷がシ
ョットキ接合に蓄積される。蓄積された光信号電荷は垂
直CSD42へ読み出され、その後垂直方向へ転送されて水
平CCD43に送られる。次いで、この光信号電荷は水平CCD
43により水平方向に転送され、出力部44から映像信号と
して外部へ読み出される。このようにして光検出器41へ
入射した赤外光量に対応した映像信号が得られる。
The infrared light incident from the back surface of the P-type silicon semiconductor substrate 1 reaches the photoelectric conversion layer 2 of the Schottky junction, where it is photoelectrically converted to generate optical signal charges, and the optical signal charges are accumulated in the Schottky junction. . The accumulated optical signal charges are read out to the vertical CCDs 42, and then transferred in the vertical direction and sent to the horizontal CCDs 43. This optical signal charge is then transferred to the horizontal CCD.
The video signal is transferred in the horizontal direction by 43 and read out from the output unit 44 as a video signal. Thus, a video signal corresponding to the amount of infrared light incident on the photodetector 41 is obtained.

またここで、上記アルミ反射膜7は光電変換層2で吸
収されずに該層2を透過した赤外光を反射し、これを光
電変換層2へ再入射させるために設けられており、光検
出感度の改善を図る働きをしている。さらに上記層間絶
縁膜6はアルミ反射膜7からの反射光が上記光電変換層
2に効率よく入射するよう所定の厚さに形成されてお
り、上記と同様光検出感度を考慮したものとなってい
る。なお、上記ショットキ接合による光電変換層2で
は、ショットキ障壁の障壁高さ以上のエネルギを持った
光成分の検出が可能で、例えば白金シリサイド(PtSi)
とP型シリコンのショットキ接合では約5μm以下の波
長の光成分が検出できる。
Here, the aluminum reflective film 7 is provided to reflect infrared light which has not been absorbed by the photoelectric conversion layer 2 and has passed through the layer 2 and makes the infrared light re-enter the photoelectric conversion layer 2. It works to improve the detection sensitivity. Further, the interlayer insulating film 6 is formed to have a predetermined thickness so that the reflected light from the aluminum reflecting film 7 can be efficiently incident on the photoelectric conversion layer 2. I have. In the photoelectric conversion layer 2 formed by the Schottky junction, a light component having energy equal to or higher than the barrier height of the Schottky barrier can be detected. For example, platinum silicide (PtSi)
And a P-type silicon can detect a light component having a wavelength of about 5 μm or less.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、従来の赤外固体撮像装置で得られる映像信
号60には入射赤外光による光信号成分61と入射赤外光に
よらない暗電流成分62とが含まれている。例えば、上記
赤外固体撮像装置を用いて、物体の絶対的な温度測定を
行うような場合、上記暗電流成分が測定に大きく影響
し、測定結果に大きな誤差が生じてしまう。
However, a video signal 60 obtained by a conventional infrared solid-state imaging device includes an optical signal component 61 due to incident infrared light and a dark current component 62 not due to incident infrared light. For example, when the absolute temperature of an object is measured using the infrared solid-state imaging device, the dark current component greatly affects the measurement, and a large error occurs in the measurement result.

また、上記赤外固体撮像装置の冷却が十分なされてい
ない場合、映像信号60に含まれる暗電流成分62が増大
し、S/N比が小さくなってしまい、また上記暗電流成分6
2を小さくするためには、上記赤外固体撮像装置を十分
に冷却しなければならない。
If the infrared solid-state imaging device is not sufficiently cooled, the dark current component 62 included in the video signal 60 increases, the S / N ratio decreases, and the dark current component 6 decreases.
In order to make 2 smaller, the infrared solid-state imaging device must be sufficiently cooled.

したがって、従来の赤外固体撮像装置では直接暗電流
のモニターすることが不可能なので、該撮像装置の表面
に形成したシート抵抗の抵抗値をモニターして温度コン
トロールを行い、暗電流を小さくしているが、正確な温
度測定が困難であり、S/N比も好ましいものではなかっ
た。
Therefore, since it is impossible to directly monitor the dark current with the conventional infrared solid-state imaging device, the resistance value of the sheet resistance formed on the surface of the imaging device is monitored to control the temperature, and the dark current is reduced. However, accurate temperature measurement was difficult, and the S / N ratio was not preferable.

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、赤外検出器の暗電流を直接検出することが
でき、これによりS/N比を向上して物体の正確な温度測
定を行うことができる赤外固体撮像装置を得ることを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and can directly detect the dark current of an infrared detector, thereby improving the S / N ratio and accurately measuring the temperature of an object. It is an object of the present invention to obtain an infrared solid-state imaging device capable of performing the above.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明に係る赤外固体撮像装置は、複数の赤外検出
器を搭載するシリコン半導体基板の所定部分に、入射赤
外光を吸収する高不純物濃度の拡散層を形成して、赤外
検出器が該拡散層により遮光されたオプティカルブラッ
ク部を構成したものである。
An infrared solid-state imaging device according to the present invention is configured such that a high impurity concentration diffusion layer that absorbs incident infrared light is formed on a predetermined portion of a silicon semiconductor substrate on which a plurality of infrared detectors are mounted. Are optical black portions which are shielded from light by the diffusion layer.

〔作用〕[Action]

この発明においては、赤外検出器の光電変換層の直下
のシリコン半導体基板中に高不純物濃度の拡散層を設け
て、該拡散層の赤外吸収作用により赤外検出器が遮光さ
れたオプティカルブラック部を構成したから、該オプテ
ィカルブラック部の赤外検出器の出力を暗電流信号とし
て読み出すことが可能となる。
In the present invention, a diffusion layer having a high impurity concentration is provided in a silicon semiconductor substrate immediately below a photoelectric conversion layer of an infrared detector, and the infrared detector is shielded from light by an infrared absorption function of the diffusion layer. With this configuration, the output of the infrared detector of the optical black portion can be read as a dark current signal.

このためオプティカルブラック部以外の赤外検出器の
映像信号から暗電流成分を引き去ることにより正確な光
信号成分を得ることができ、これにより物体の温度測定
を正確に行うことができるとともに、冷却不足の時に暗
電流が増加し、S/N比が劣化するという問題点を解決す
ることがてきる。
For this reason, an accurate optical signal component can be obtained by subtracting the dark current component from the video signal of the infrared detector other than the optical black part, thereby enabling accurate measurement of the temperature of the object and cooling. It is possible to solve the problem that the dark current increases at the time of shortage and the S / N ratio deteriorates.

また、暗電流を直接測定できるので、赤外固体撮像装
置の温度コントロールを容易に行うことができる。
Further, since the dark current can be directly measured, the temperature of the infrared solid-state imaging device can be easily controlled.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例による赤外固体撮像装置
における各機能部の配置を示す図、第2図は第1図のII
-II線断面の構造を示す図であり、第3図は上記赤外固
体撮像装置の出力信号の構成を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of each functional unit in an infrared solid-state imaging device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram II in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure taken along the line II, and FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an output signal of the infrared solid-state imaging device.

第1図において、11は遮光領域に配列され、シリコン
ショットキ接合からなる光検出器、14は非遮光領域に配
列され、シリコンショットキ接合からなる光検出器、12
は各光検出器に蓄積された信号電荷を垂直方向へ転送す
る垂直CSD、15は垂直CSD12より転送されてきた信号電荷
を水平方向へ転送する水平CCD、16は該水平CCD15からの
信号電荷を映像信号として外部に出力する出力部であ
る。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a photodetector arranged in a light-shielded region and formed of a silicon Schottky junction, 14 denotes a photodetector arranged in a non-light-shielded region and formed of a silicon Schottky junction,
Is a vertical CSD that transfers the signal charges accumulated in each photodetector in the vertical direction, 15 is a horizontal CCD that transfers the signal charges transferred from the vertical CSD 12 in the horizontal direction, and 16 is a signal charge from the horizontal CCD 15. This is an output unit that outputs to the outside as a video signal.

そして13は、上記遮光領域に配置された、光検出器1
1、垂直CSD12、及び水平CCD15を有し、映像信号として
暗電流成分のみを出力するオプティカルブラック部で、
通常の赤外検出器領域に隣接している。ここでオプティ
カルブラック部13中の光検出器11は必要に応じて所定数
設けてよい。
13 is a photodetector 1 arranged in the light-shielding area.
1, an optical black part that has a vertical CCD 12 and a horizontal CCD 15 and outputs only a dark current component as a video signal,
Adjacent to the normal infrared detector area. Here, a predetermined number of photodetectors 11 in the optical black section 13 may be provided as needed.

また第2図において、1〜8は第5図と同一のものを
示し、9は上記赤外検出器11の光電変換層2直下の半導
体基板1中に、該層2から若干距離を置いて形成された
高不純物濃度の拡散層である。この拡散層9は基板裏面
側からの赤外光を吸収し、光電変換層2に対し入射赤外
光を遮光するように作用する。ここで該拡散層9の不純
物は、n型のP,As,Sbでも、P型のB,Al,Gaでもよい。
In FIG. 2, reference numerals 1 to 8 denote the same components as those in FIG. 5, and reference numeral 9 denotes a semiconductor substrate 1 directly below the photoelectric conversion layer 2 of the infrared detector 11 with a slight distance from the layer. This is a diffusion layer with a high impurity concentration formed. The diffusion layer 9 absorbs infrared light from the back side of the substrate and acts on the photoelectric conversion layer 2 so as to block incident infrared light. Here, the impurity of the diffusion layer 9 may be n-type P, As, Sb or P-type B, Al, Ga.

なお、これらの不純物拡散層はたとえば高エネルギー
イオン注入あるいは以下の説明する方法で形成すること
ができる。
Note that these impurity diffusion layers can be formed by, for example, high energy ion implantation or a method described below.

第9図は上記不純物拡散層の形成方法を示す図であ
る。図において、91はP-Si基板1上にエピタキシャル成
長により形成したSi層である。
FIG. 9 is a diagram showing a method of forming the impurity diffusion layer. In the figure, reference numeral 91 denotes a Si layer formed on the P-Si substrate 1 by epitaxial growth.

具体的な製造方法であるが、先ず、第9図(a)に示
すようにP-Si基板1上に拡散により不純物拡散層9を選
択的に形成する。次にこの基板1上全面に第9図(b)
に示すように、Si層91をエピ成長させる。このようにし
てSi基板中に埋め込まれた不純物層9を形成することが
できる。
As a specific manufacturing method, first, as shown in FIG. 9A, an impurity diffusion layer 9 is selectively formed on the P-Si substrate 1 by diffusion. Next, as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the Si layer 91 is epitaxially grown. Thus, the impurity layer 9 embedded in the Si substrate can be formed.

また第3図において、30は出力部16より出力される映
像信号、31は映像信号30に含まれる入射赤外光に応じた
光信号成分、32は映像信号30に含まれる、入射赤外光と
は無関係に生ずる暗電流成分、33は上記オプティカル・
ブラック部13の遮光された赤外検出器11から読み出され
た出力信号で、これは映像信号30に含まれる暗電流成分
32と等価である。
3, reference numeral 30 denotes a video signal output from the output unit 16, reference numeral 31 denotes an optical signal component corresponding to the incident infrared light included in the video signal 30, and reference numeral 32 denotes an incident infrared light included in the video signal 30. 33 is a dark current component generated independently of the optical
This is an output signal read from the shielded infrared detector 11 of the black section 13, which is a dark current component contained in the video signal 30.
It is equivalent to 32.

次に、これらの図を参照して動作について説明する。 Next, the operation will be described with reference to these drawings.

第1図における、オプティカルブラック部13以外の通
常の赤外検出器部分や電荷転送部分の動作は従来の赤外
固体撮像装置の動作と同じである。
In FIG. 1, operations of a normal infrared detector portion and a charge transfer portion other than the optical black portion 13 are the same as those of the conventional infrared solid-state imaging device.

次にオプティカルブラック部分の動作について説明す
る。
Next, the operation of the optical black portion will be described.

赤外検出器11における高不純物濃度の拡散層9は赤外
線を吸収する作用を有するので、基板1の裏面側から入
射した赤外光は全て不純物拡散層9にて吸収され、該拡
散層9を透過できない。このため、オプティカルブラッ
ク部13の光電変換層2に蓄積されるのは暗電流による信
号電荷だけである。この信号電荷は垂直CSD12に読み出
され、垂直方向に転送され、さらに水平CCD15により水
平方向に転送され、出力部16より外部に暗電流信号33と
して読み出される。
Since the diffusion layer 9 having a high impurity concentration in the infrared detector 11 has a function of absorbing infrared light, all the infrared light incident from the back side of the substrate 1 is absorbed by the impurity diffusion layer 9 and It cannot be transmitted. Therefore, only signal charges due to dark current are accumulated in the photoelectric conversion layer 2 of the optical black portion 13. This signal charge is read out to the vertical CSD 12, transferred in the vertical direction, further transferred in the horizontal direction by the horizontal CCD 15, and read out as a dark current signal 33 from the output unit 16.

そして出力部16より読み出された暗電流信号33を例え
ば、画像メモリ等に一時的に蓄積し、その後、オプティ
カルブラック部13以外の各光検出器14で得られた映像信
号30から暗電流信号33を引き去ることにより、入射して
きた赤外光に対応した光信号を映像信号として得ること
ができる。
Then, the dark current signal 33 read from the output unit 16 is temporarily stored in, for example, an image memory or the like, and then the dark current signal is obtained from the video signal 30 obtained by each photodetector 14 other than the optical black unit 13. By subtracting 33, an optical signal corresponding to the incident infrared light can be obtained as a video signal.

このように本実施例では、複数の赤外検出器11を搭載
した半導体基板1中の一部に不純物拡散層9を形成し
て、上記一部の赤外検出器11が基板裏面側からの入射赤
外光に対して遮光されたオプティカルブラック部13を設
けたので、該オプティカルブラック部13の出力を赤外検
出器の暗電流成分として検出することができる。これに
より出力映像信号30から暗電流成分32を引き去ることが
でき、暗電流信号成分により生じる光信号の測定誤差や
冷却不十分時のS/N劣化の問題を解決でき、S/N比を向上
して物体の温度測定を正確に行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the impurity diffusion layer 9 is formed in a part of the semiconductor substrate 1 on which the plurality of infrared detectors 11 are mounted, and the part of the infrared Since the optical black section 13 shielded from incident infrared light is provided, the output of the optical black section 13 can be detected as a dark current component of the infrared detector. As a result, the dark current component 32 can be subtracted from the output video signal 30, so that the measurement error of the optical signal caused by the dark current signal component and the problem of S / N deterioration due to insufficient cooling can be solved. The temperature of the object can be accurately measured.

また、出力部16で得られる暗電流信号をモニターする
ことにより、赤外固体撮像装置の温度コントロールを容
易に行うことができる。
Further, by monitoring the dark current signal obtained from the output unit 16, the temperature of the infrared solid-state imaging device can be easily controlled.

なお、上記実施例では、不純物拡散層9を光電変換層
2の直下、すなわちシリコン基板の中間部に設けた場合
について示したが、上記不純物拡散層9の基板厚み方向
の位置は、赤外固体撮像装置の前面に設けられる光学系
のF値,つまりレンズの焦点距離をその開口径で割った
値に応じて変更してもよい。すなわち例えば、光検出器
11に入射する赤外光の入射角θ10が大きい(F値は小さ
い)場合は、第7図(a)に示すように不純物拡散層9
を光電変換層2に近づけるとよい。逆に赤外光の入射角
θ10が小さい(F値は大きい)場合は、第7図(b)に
示すように不純物拡散層9を光電変換層2から離してシ
リコン基板の下面側に設けても良い。
In the above embodiment, the case where the impurity diffusion layer 9 is provided immediately below the photoelectric conversion layer 2, that is, in the middle part of the silicon substrate, has been described. The value may be changed according to the F value of the optical system provided on the front surface of the imaging device, that is, the value obtained by dividing the focal length of the lens by the aperture diameter. That is, for example, a photodetector
When the incident angle θ10 of the infrared light incident on 11 is large (the F value is small), as shown in FIG.
Should be brought closer to the photoelectric conversion layer 2. Conversely, when the incident angle θ10 of infrared light is small (the F value is large), the impurity diffusion layer 9 is provided on the lower surface side of the silicon substrate away from the photoelectric conversion layer 2 as shown in FIG. Is also good.

また、上記実施例では、オプティカルブラック部13を
出力部16から見て、通常の赤外検出器部分の背後側に設
けた例について示したが、これは逆に第8図のように通
常の赤外検出器部分の手前側にあってもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the optical black section 13 is provided behind the normal infrared detector portion when viewed from the output section 16, but this is reversed as shown in FIG. It may be located in front of the infrared detector.

さらに、上記実施例では半導体基板がシリコン基板で
ある場合について説明したが、この発明はこれに限られ
るものではなく、半導体基板は他の種類のものであって
もよい。
Further, in the above embodiment, the case where the semiconductor substrate is a silicon substrate has been described, but the present invention is not limited to this, and the semiconductor substrate may be of another type.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明によれば、複数の赤外検出器を搭
載した半導体基板の内部に高不純物濃度の拡散層を形成
して、一部の赤外検出器が該拡散層の赤外吸収作用によ
り遮光されたオプティカルブラック部を構成したので、
上記オプティカルブラック部の赤外検出器の出力を赤外
検出器の暗電流成分として検出できることとなり、これ
により暗電流による温度測定時の誤差や冷却不十分時の
S/N比劣化を防止でき、装置の温度コントロールを簡単
に行うことができる高性能な赤外固体撮像装置を得るこ
とができる。
As described above, according to the present invention, a diffusion layer having a high impurity concentration is formed inside a semiconductor substrate on which a plurality of infrared detectors are mounted, and a part of the infrared detectors As we constituted optical black part shaded by action,
The output of the infrared detector in the optical black section can be detected as a dark current component of the infrared detector, thereby causing an error in temperature measurement due to the dark current or an insufficient cooling when the cooling is insufficient.
A high-performance infrared solid-state imaging device capable of preventing S / N ratio deterioration and easily controlling the temperature of the device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例による赤外固体撮像装置の
各部の配置を示す図、第2図は第1図のII-II線断面の
構造を示す図、第3図は上記赤外固体撮像装置で得られ
る映像信号を説明するための模式図、第4図は従来の赤
外固体撮像装置の各部の配置を示す図、第5図は第4図
のV−V線断面の構造を示す図、第6図は従来の赤外固
体撮像装置で得られる映像信号を説明するための模式
図、第7図(a),(b)は本発明の他の実施例による
赤外固体撮像装置の断面構造を示す図、第8図はこの発
明のさらに他の実施例による赤外固体撮像装置のオプテ
ィカルブラック部の配置を示す図、第9図は本発明の赤
外固体撮像装置におけるオプティカルブラック部を構成
する不純物拡散層の製造方法を示す図である。 図において、1はシリコン半導体基板、2は光電変換
層、9は高不純物高度の拡散層、11は遮光された赤外検
出器、13はオプティカルブラック部である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a view showing the arrangement of each part of an infrared solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a structure taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a video signal obtained by the solid-state imaging device, FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of each part of the conventional infrared solid-state imaging device, and FIG. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a video signal obtained by a conventional infrared solid-state imaging device, and FIGS. 7A and 7B are infrared solid-state images according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional structure of an imaging device, FIG. 8 is a diagram showing an arrangement of an optical black portion of an infrared solid-state imaging device according to still another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a method of manufacturing an impurity diffusion layer that forms an optical black portion. In the figure, 1 is a silicon semiconductor substrate, 2 is a photoelectric conversion layer, 9 is a diffusion layer having a high impurity level, 11 is a light-shielded infrared detector, and 13 is an optical black portion. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の赤外線検出器を半導体基板表面に配
列してなる構造を有し、入射赤外光を検出して映像信号
を出力する赤外固体撮像装置において、 上記半導体基板中の所定領域に形成され上記入射赤外光
を吸収する不純物拡散層を有し、該不純物拡散層によっ
て遮光された赤外線検出器の信号電流を出力するオプテ
ィカルブラック部を備えたことを特徴とする赤外固体撮
像装置。
1. An infrared solid-state imaging device having a structure in which a plurality of infrared detectors are arranged on a surface of a semiconductor substrate, and detecting an incident infrared light and outputting a video signal. An infrared solid having an impurity diffusion layer formed in a region for absorbing the incident infrared light, and having an optical black portion for outputting a signal current of an infrared detector shielded by the impurity diffusion layer; Imaging device.
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