JP3084108B2 - 赤外固体撮像素子 - Google Patents
赤外固体撮像素子Info
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- JP3084108B2 JP3084108B2 JP03290825A JP29082591A JP3084108B2 JP 3084108 B2 JP3084108 B2 JP 3084108B2 JP 03290825 A JP03290825 A JP 03290825A JP 29082591 A JP29082591 A JP 29082591A JP 3084108 B2 JP3084108 B2 JP 3084108B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ショットキバリアダ
イオードを赤外線の光検出器に用いた赤外固体撮像素子
に関するものである。
イオードを赤外線の光検出器に用いた赤外固体撮像素子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、赤外固体撮像素子としては、シリ
コンショットキバリアダイオードを赤外線の光検出器に
用いて、十分に実用に耐え得る画素数を持った赤外固体
撮像素子が開発されている。例えば、垂直方向の電荷転
送手段に、いわゆる電荷掃き寄せ方式（以下ＣＳＤ方式
という）を用いた赤外固体撮像素子では５１２×５１２
画素を持ったものが開発されている。この素子について
は公知に係る文献（ＩＳＳＣＣ：IEEE International S
olid-State Circuits Conference, Digest ofTechnical
Paper 1987年２月号の１１０頁）に詳しく開示されて
いる。
コンショットキバリアダイオードを赤外線の光検出器に
用いて、十分に実用に耐え得る画素数を持った赤外固体
撮像素子が開発されている。例えば、垂直方向の電荷転
送手段に、いわゆる電荷掃き寄せ方式（以下ＣＳＤ方式
という）を用いた赤外固体撮像素子では５１２×５１２
画素を持ったものが開発されている。この素子について
は公知に係る文献（ＩＳＳＣＣ：IEEE International S
olid-State Circuits Conference, Digest ofTechnical
Paper 1987年２月号の１１０頁）に詳しく開示されて
いる。
【０００３】図４は従来のショットキバリアダイオード
を光検出器として使用したＣＳＤ方式の赤外固体撮像素
子の配置を示した配置図である。図４において、２１は
ショットキ接合を用いた光検出部、２２はＣＳＤよりな
り垂直方向に電荷を転送する垂直シフトレジスタ、２３
はＣＣＤよりなり水平方向に電荷を転送する水平シフト
レジスタ、２４は外部へ電荷を読み出す出力部、２５は
トランスファゲート（ＴＧ）スキャナ、２６はＣＳＤス
キャナで、１水平ライン上のゲート電極６（垂直シフト
レジスタ２２の構成要素）が走査線配線７で電気的に接
続され、ＴＧスキャナ２５からの読み出しパルスとＣＳ
Ｄスキャナ２６からの転送パルスが印加できるようにな
っている。
を光検出器として使用したＣＳＤ方式の赤外固体撮像素
子の配置を示した配置図である。図４において、２１は
ショットキ接合を用いた光検出部、２２はＣＳＤよりな
り垂直方向に電荷を転送する垂直シフトレジスタ、２３
はＣＣＤよりなり水平方向に電荷を転送する水平シフト
レジスタ、２４は外部へ電荷を読み出す出力部、２５は
トランスファゲート（ＴＧ）スキャナ、２６はＣＳＤス
キャナで、１水平ライン上のゲート電極６（垂直シフト
レジスタ２２の構成要素）が走査線配線７で電気的に接
続され、ＴＧスキャナ２５からの読み出しパルスとＣＳ
Ｄスキャナ２６からの転送パルスが印加できるようにな
っている。
【０００４】図５は図４に示した赤外固体撮像素子のＸ
−Ｙ断面の構造を示した断面構造図である。図５におい
て、１はＰ形Ｓｉ半導体基板、２は白金，パラジュウ
ム，イリジュウム，もしくは白金珪化物、パラジュウム
珪化物，イリジュウム珪化物等の金属または金属珪化物
からなる金属薄膜層で、基板１とショットキ接合が形成
された光電変換層になっている。３はショットキバリア
の金属薄膜層２の周辺での電界集中を緩和し、暗電流を
防止するためのＮ- 形領域よりなるガードリング、４は
光検出部２１より垂直シフトレジスタ２２へ信号電荷を
転送するトランスファゲート部のＮ+ 形領域で、５，６
はそれぞれ垂直シフトレジスタを構成するＣＳＤのＮ形
埋め込みチャネルとゲート電極である。ゲート電極６は
トランスファゲートの電極とＣＳＤの転送電極を兼ねて
いる。７はアルミ配線よりなる走査線配線、８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、９，１０は酸化膜等よりなる層間絶縁膜、１１
は光電変換層２の上に層間絶縁膜１０を挟んで形成さ
れ、光電変換層２を透過した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。また１２
はフィールド絶縁膜の下部に形成された分離のためのチ
ャネルストップＰ+ 不純物層である。
−Ｙ断面の構造を示した断面構造図である。図５におい
て、１はＰ形Ｓｉ半導体基板、２は白金，パラジュウ
ム，イリジュウム，もしくは白金珪化物、パラジュウム
珪化物，イリジュウム珪化物等の金属または金属珪化物
からなる金属薄膜層で、基板１とショットキ接合が形成
された光電変換層になっている。３はショットキバリア
の金属薄膜層２の周辺での電界集中を緩和し、暗電流を
防止するためのＮ- 形領域よりなるガードリング、４は
光検出部２１より垂直シフトレジスタ２２へ信号電荷を
転送するトランスファゲート部のＮ+ 形領域で、５，６
はそれぞれ垂直シフトレジスタを構成するＣＳＤのＮ形
埋め込みチャネルとゲート電極である。ゲート電極６は
トランスファゲートの電極とＣＳＤの転送電極を兼ねて
いる。７はアルミ配線よりなる走査線配線、８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、９，１０は酸化膜等よりなる層間絶縁膜、１１
は光電変換層２の上に層間絶縁膜１０を挟んで形成さ
れ、光電変換層２を透過した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。また１２
はフィールド絶縁膜の下部に形成された分離のためのチ
ャネルストップＰ+ 不純物層である。
【０００５】図７は従来の赤外固体撮像素子の検出器部
の製造工程の概略を示す。以下、この図７を参照してそ
の製造方法について説明する。例えばＰ形シリコン基板
よりなる半導体基板１上に、素子分離用の厚い酸化膜２
を形成し、併せてＰ+ 形不純物拡散層よりなるチャネル
ストッパ３を酸化膜２下に形成する。次に写真製版法等
でパターニングしたレジスト１５をマスクとして、例え
ばリンや砒素等のＮ形不純物をイオン注入法等で選択的
に半導体基板１の表面領域に注入し、Ｎ形不純物拡散層
よりなるガードリング３を形成する（図７(a) 参照）。
の製造工程の概略を示す。以下、この図７を参照してそ
の製造方法について説明する。例えばＰ形シリコン基板
よりなる半導体基板１上に、素子分離用の厚い酸化膜２
を形成し、併せてＰ+ 形不純物拡散層よりなるチャネル
ストッパ３を酸化膜２下に形成する。次に写真製版法等
でパターニングしたレジスト１５をマスクとして、例え
ばリンや砒素等のＮ形不純物をイオン注入法等で選択的
に半導体基板１の表面領域に注入し、Ｎ形不純物拡散層
よりなるガードリング３を形成する（図７(a) 参照）。
【０００６】次にレジスト１５を除去した後、層間絶縁
膜９を形成し、新たなレジストを層間絶縁膜９上に形成
し、これを写真製版法等でパターニングしたレジスト１
６をマスクとして、ショットキ・バリア・ダイオードの
接合部となるべき領域の層間絶縁膜９を選択的にエッチ
ング除去して開口部１７を形成する（図７(b) 参照）。
膜９を形成し、新たなレジストを層間絶縁膜９上に形成
し、これを写真製版法等でパターニングしたレジスト１
６をマスクとして、ショットキ・バリア・ダイオードの
接合部となるべき領域の層間絶縁膜９を選択的にエッチ
ング除去して開口部１７を形成する（図７(b) 参照）。
【０００７】次に、レジスト１６を除去した後、開口部
１７の半導体基板１上に蒸着法等で例えば白金等を形成
するが、白金を蒸着した場合、熱処理をすることによ
り、白金珪化物となって金属電極２を形成し、その後王
水により層間絶縁膜９上の未反応の白金を除去する（図
７(c））。
１７の半導体基板１上に蒸着法等で例えば白金等を形成
するが、白金を蒸着した場合、熱処理をすることによ
り、白金珪化物となって金属電極２を形成し、その後王
水により層間絶縁膜９上の未反応の白金を除去する（図
７(c））。
【０００８】最後に、層間膜１０を形成し、その上にＡ
ｌ反射膜１１を形成することによって検出部が完成する
（図７(d) ）。
ｌ反射膜１１を形成することによって検出部が完成する
（図７(d) ）。
【０００９】次に図４及び図５を参照して動作について
説明する。Ｐ形Ｓｉ半導体基板１の裏面より入射した赤
外光は、ショットキ接合の光電変換層２に到達し、そこ
で光電変換されて信号電荷が生じる。この光信号電荷が
光電変換層２のショットキ接合の容量とＮ- 形領域より
なるガードリング３の容量に蓄積される。蓄積された信
号電荷はゲート電極６にＴＧスキャナ２５より読み出し
パルスを印加することによりＮ形埋め込みチャネル５へ
転送される。ショットキ接合の光電変換層２は読み出し
パルス印加時に信号電荷を読み出すと同時に読み出しパ
ルスの電圧に応じた電圧までリセットされる。リセット
後、次に信号電荷が読み出されるまで光検出部２２は光
信号電荷を検出し蓄積する。ＣＳＤ方式では、まず走査
線配線７の１本がＴＧスキャナで選択され、読み出しパ
ルスがこの走査線配線７につながる１水平ライン上のゲ
ート電極６に印加され、１水平ラインの光信号電荷がＮ
形埋め込みチャネル５へ転送される。次にＣＳＤスキャ
ナより垂直転送パルスを走査線配線７からゲート電極６
に印加することにより、信号電荷は垂直方向に転送され
水平シフトレジスタに入る。ゲート電極６は信号を読み
出すトランスファゲートの電極と信号を転送するＣＳＤ
の転送ゲートを兼ねている。次に、水平シフトレジスタ
のＣＣＤにより信号電荷は水平方向へ転送され、出力２
４から１水平ラインの映像信号として外部へ読み出され
る。次に、ＴＧスキャナで選択するラインを１段ずらし
て読み出しパルスを印加し、同様な動作を繰り返すこと
により１画面の映像出力を得る。また、Ａｌ反射膜１１
は光電変換層２で吸収されずに透過した赤外光を反射し
て光電変換層へ再入射させ感度の向上を図るものであ
る。
説明する。Ｐ形Ｓｉ半導体基板１の裏面より入射した赤
外光は、ショットキ接合の光電変換層２に到達し、そこ
で光電変換されて信号電荷が生じる。この光信号電荷が
光電変換層２のショットキ接合の容量とＮ- 形領域より
なるガードリング３の容量に蓄積される。蓄積された信
号電荷はゲート電極６にＴＧスキャナ２５より読み出し
パルスを印加することによりＮ形埋め込みチャネル５へ
転送される。ショットキ接合の光電変換層２は読み出し
パルス印加時に信号電荷を読み出すと同時に読み出しパ
ルスの電圧に応じた電圧までリセットされる。リセット
後、次に信号電荷が読み出されるまで光検出部２２は光
信号電荷を検出し蓄積する。ＣＳＤ方式では、まず走査
線配線７の１本がＴＧスキャナで選択され、読み出しパ
ルスがこの走査線配線７につながる１水平ライン上のゲ
ート電極６に印加され、１水平ラインの光信号電荷がＮ
形埋め込みチャネル５へ転送される。次にＣＳＤスキャ
ナより垂直転送パルスを走査線配線７からゲート電極６
に印加することにより、信号電荷は垂直方向に転送され
水平シフトレジスタに入る。ゲート電極６は信号を読み
出すトランスファゲートの電極と信号を転送するＣＳＤ
の転送ゲートを兼ねている。次に、水平シフトレジスタ
のＣＣＤにより信号電荷は水平方向へ転送され、出力２
４から１水平ラインの映像信号として外部へ読み出され
る。次に、ＴＧスキャナで選択するラインを１段ずらし
て読み出しパルスを印加し、同様な動作を繰り返すこと
により１画面の映像出力を得る。また、Ａｌ反射膜１１
は光電変換層２で吸収されずに透過した赤外光を反射し
て光電変換層へ再入射させ感度の向上を図るものであ
る。
【００１０】なお、上記ショットキ接合よりなる光電変
換層では、ショットキ障壁の障壁の高さ以上のエネルギ
ー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形シリコンのショットキ接合で
は、約５．６μｍ以下の波長の光成分が検出できる。
換層では、ショットキ障壁の障壁の高さ以上のエネルギ
ー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形シリコンのショットキ接合で
は、約５．６μｍ以下の波長の光成分が検出できる。
【００１１】可視領域の固体撮像素子で一般によく使わ
れている垂直方向の電荷転送にＣＣＤを用いたインター
ライン（ＩＬ）ＣＣＤ方式に比べ、ＣＳＤ方式は垂直方
向の最大電荷転送能力が大きいという特徴がある。これ
はＩＬ−ＣＣＤ方式では全画素の信号電荷が一度に垂直
ＣＣＤの転送チャネルに転送され、各画素の信号が混じ
りあわないように転送されるので、垂直ＣＣＤは全画素
の信号を分離して蓄積しなければならないのに対し、Ｃ
ＳＤ方式では、前述したようにＣＳＤの転送チャネルに
は１回に１水平ライン上の画素の信号しか転送されない
ので、１本の転送チャネル全体で１つの信号を蓄積する
ことができるからである。従って、ＩＬ−ＣＣＤ方式で
は飽和出力レベル（非常に強い光が入射した時の出力レ
ベル）は一般にＣＣＤの最大電荷転送能力で制限される
のに対し、ＣＳＤ方式ではＣＳＤの最大電荷転送能力が
非常に大きいので、飽和出力レベルは検出器の最大電荷
蓄積能力で決まるレベルまで大きくすることができる。
れている垂直方向の電荷転送にＣＣＤを用いたインター
ライン（ＩＬ）ＣＣＤ方式に比べ、ＣＳＤ方式は垂直方
向の最大電荷転送能力が大きいという特徴がある。これ
はＩＬ−ＣＣＤ方式では全画素の信号電荷が一度に垂直
ＣＣＤの転送チャネルに転送され、各画素の信号が混じ
りあわないように転送されるので、垂直ＣＣＤは全画素
の信号を分離して蓄積しなければならないのに対し、Ｃ
ＳＤ方式では、前述したようにＣＳＤの転送チャネルに
は１回に１水平ライン上の画素の信号しか転送されない
ので、１本の転送チャネル全体で１つの信号を蓄積する
ことができるからである。従って、ＩＬ−ＣＣＤ方式で
は飽和出力レベル（非常に強い光が入射した時の出力レ
ベル）は一般にＣＣＤの最大電荷転送能力で制限される
のに対し、ＣＳＤ方式ではＣＳＤの最大電荷転送能力が
非常に大きいので、飽和出力レベルは検出器の最大電荷
蓄積能力で決まるレベルまで大きくすることができる。
【００１２】赤外領域の撮像においては、室温物体から
の背景光が大きいので、飽和出力レベルが低いと少し熱
い物体（赤外線の放出量が大きい）を撮像しただけで出
力が飽和してしまう。従って、赤外領域の撮像において
は、飽和出力レベルを高くできるＣＳＤ方式が有利であ
る。ＣＳＤ方式では、飽和出力レベルは検出器の最大電
荷蓄積能力で決まるため、ＣＳＤ方式の利点を最大限に
生かすためには検出器の容量を大きくすることが重要で
ある。
の背景光が大きいので、飽和出力レベルが低いと少し熱
い物体（赤外線の放出量が大きい）を撮像しただけで出
力が飽和してしまう。従って、赤外領域の撮像において
は、飽和出力レベルを高くできるＣＳＤ方式が有利であ
る。ＣＳＤ方式では、飽和出力レベルは検出器の最大電
荷蓄積能力で決まるため、ＣＳＤ方式の利点を最大限に
生かすためには検出器の容量を大きくすることが重要で
ある。
【００１３】検出器の容量は、金属薄膜電極２とＰ形基
板１との間のショットキ接合の容量とＮ- ガードリング
３とＰ形基板１の間のＰＮ接合の容量と、Ｎ- ガードリ
ング３とチャネルストップＰ+ 不純物層１２の間のＰＮ
接合の容量とで決まっている。
板１との間のショットキ接合の容量とＮ- ガードリング
３とＰ形基板１の間のＰＮ接合の容量と、Ｎ- ガードリ
ング３とチャネルストップＰ+ 不純物層１２の間のＰＮ
接合の容量とで決まっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】このように赤外固体撮
像素子は、背景光の大きな赤外領域の撮像においては、
検出器の容量が小さいと、少し熱い物体を撮像しただけ
で出力が飽和してしまい、実効的なダイナミックレンジ
が低下してしまう。
像素子は、背景光の大きな赤外領域の撮像においては、
検出器の容量が小さいと、少し熱い物体を撮像しただけ
で出力が飽和してしまい、実効的なダイナミックレンジ
が低下してしまう。
【００１５】また、赤外固体撮像素子の温度分解能（物
体の温度差の識別能力）を向上させるには検出器の感度
を上げれば良いが、検出器の容量が小さいままで、感度
を向上させるだけでは室温の背景輻射光だけで検出器の
容量が飽和してしまい、撮像ができなくなる。光学系を
工夫して入射光量を減らし、検出器の飽和を防ぐことも
できるが、それでは温度分解能も落ちてしまう。
体の温度差の識別能力）を向上させるには検出器の感度
を上げれば良いが、検出器の容量が小さいままで、感度
を向上させるだけでは室温の背景輻射光だけで検出器の
容量が飽和してしまい、撮像ができなくなる。光学系を
工夫して入射光量を減らし、検出器の飽和を防ぐことも
できるが、それでは温度分解能も落ちてしまう。
【００１６】従来の赤外固体撮像素子では、検出器の容
量は、金属薄膜電極とＰ形基板との間のショットキ接合
の容量と、Ｎ- ガードリングとＰ形基板の間のＰＮ接合
の容量と、Ｎ- ガードリングとチャネルストップＰ+ 不
純物層の間のＰＮ接合の容量とで決まっているが、赤外
固体撮像素子に一般に使用されるＰ形Ｓｉ基板の不純物
濃度は１０15cm-3以下で薄いため、Ｐ形基板との間のＰ
Ｎ接合やショットキ接合の容量が小さく、そのため検出
器の容量は小さかった。
量は、金属薄膜電極とＰ形基板との間のショットキ接合
の容量と、Ｎ- ガードリングとＰ形基板の間のＰＮ接合
の容量と、Ｎ- ガードリングとチャネルストップＰ+ 不
純物層の間のＰＮ接合の容量とで決まっているが、赤外
固体撮像素子に一般に使用されるＰ形Ｓｉ基板の不純物
濃度は１０15cm-3以下で薄いため、Ｐ形基板との間のＰ
Ｎ接合やショットキ接合の容量が小さく、そのため検出
器の容量は小さかった。
【００１７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、その目的とするところは、ショ
ットキバリアダイオードよりなる赤外検出器の容量を増
大させ、これによって強い赤外光が入射した場合にも検
出器が飽和しないようにし、また検出器の感度を向上さ
せたときに背景光だけで出力が飽和してしまうという不
都合も防ぐことができるような赤外固体撮像素子を提供
することを目的とする。
ためになされたもので、その目的とするところは、ショ
ットキバリアダイオードよりなる赤外検出器の容量を増
大させ、これによって強い赤外光が入射した場合にも検
出器が飽和しないようにし、また検出器の感度を向上さ
せたときに背景光だけで出力が飽和してしまうという不
都合も防ぐことができるような赤外固体撮像素子を提供
することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る赤外固体
撮像素子は、ショットキバリアダイオードを用いた光検
出器のガードリングをＮ+またはＰ+の高濃度層で形成
し、該ガードリングのＮ + またはＰ + 層の外側にＰ + また
はＮ + チャネルストップ不純物層を形成し、さらにガー
ドリングのＮ+またはＰ+層の周辺（外側側面及び底面）
にＮ+またはＰ+層に接するようにＰ+またはＮ+の不純物
層を形成したものである。
撮像素子は、ショットキバリアダイオードを用いた光検
出器のガードリングをＮ+またはＰ+の高濃度層で形成
し、該ガードリングのＮ + またはＰ + 層の外側にＰ + また
はＮ + チャネルストップ不純物層を形成し、さらにガー
ドリングのＮ+またはＰ+層の周辺（外側側面及び底面）
にＮ+またはＰ+層に接するようにＰ+またはＮ+の不純物
層を形成したものである。
【００１９】この発明に係る赤外固体撮像素子は、ショ
ットキバリアダイオードを用いた光検出器のガードリン
グをＮ+またはＰ+の高濃度層で形成し、該ガードリング
のＮ + またはＰ + 層の外側にＰ + またはＮ + チャネルストッ
プ不純物層を形成し、さらにガードリングのＮ+または
Ｐ+層の周辺（外側側面及び底面）にＮ+またはＰ+層に
接するようにＰ+またはＮ+の不純物層を形成し、さらに
ショットキバリアの下にもショットキ接合の界面には接
しないようにＰ+またはＮ+の不純物層を形成したもので
ある。
ットキバリアダイオードを用いた光検出器のガードリン
グをＮ+またはＰ+の高濃度層で形成し、該ガードリング
のＮ + またはＰ + 層の外側にＰ + またはＮ + チャネルストッ
プ不純物層を形成し、さらにガードリングのＮ+または
Ｐ+層の周辺（外側側面及び底面）にＮ+またはＰ+層に
接するようにＰ+またはＮ+の不純物層を形成し、さらに
ショットキバリアの下にもショットキ接合の界面には接
しないようにＰ+またはＮ+の不純物層を形成したもので
ある。
【００２０】
【作用】この発明によるショットキ接合の光検出器のガ
ードリングのＮ+またはＰ+ 層とＮ+ またはＰ+ 層周辺
のＰ+ またはＮ+ 層はこれらの間で高不純物のＰＮ接合
を形成し、ガードリングの容量が増大するので、これに
よってショットキ接合の光検出器の容量が増大し、検出
器の最大電荷蓄積能力が向上し、素子のダイナミックレ
ンジが向上し、出力の飽和が起こりにくくなる。
ードリングのＮ+またはＰ+ 層とＮ+ またはＰ+ 層周辺
のＰ+ またはＮ+ 層はこれらの間で高不純物のＰＮ接合
を形成し、ガードリングの容量が増大するので、これに
よってショットキ接合の光検出器の容量が増大し、検出
器の最大電荷蓄積能力が向上し、素子のダイナミックレ
ンジが向上し、出力の飽和が起こりにくくなる。
【００２１】この発明によるショットキ接合の光検出器
のガードリングのＮ+ またはＰ+ 層とＮ+ またはＰ+ 層
周辺のＰ+ またはＮ+ 層はこれらの間で高不純物のＰＮ
接合を形成し、ガードリングの容量が増大し、さらにシ
ョットキ接合の下のＰ+ またはＮ+ 層はショットキ接合
の容量を増大させるので、これらによってショットキ接
合の光検出器の容量が増大し、検出器の最大電荷蓄積能
力が向上し、素子のダイナミックレンジが向上し、出力
の飽和が起こりにくくなる。
のガードリングのＮ+ またはＰ+ 層とＮ+ またはＰ+ 層
周辺のＰ+ またはＮ+ 層はこれらの間で高不純物のＰＮ
接合を形成し、ガードリングの容量が増大し、さらにシ
ョットキ接合の下のＰ+ またはＮ+ 層はショットキ接合
の容量を増大させるので、これらによってショットキ接
合の光検出器の容量が増大し、検出器の最大電荷蓄積能
力が向上し、素子のダイナミックレンジが向上し、出力
の飽和が起こりにくくなる。
【００２２】
【実施例】以下、この発明に係る赤外固体撮像素子の実
施例につき、図１，図２を参照して詳細に説明する。
施例につき、図１，図２を参照して詳細に説明する。
【００２３】図１は、この発明の一実施例を適用した赤
外固体撮像素子の配置を示した図である。また、図２は
図１のＸ−Ｙ線部の構造を示した断面構造図であり、こ
れらの図１，図２に示す実施例の構成において、前記図
４，図５に示す従来例と同一符号は同一または相当部分
を示している。
外固体撮像素子の配置を示した図である。また、図２は
図１のＸ−Ｙ線部の構造を示した断面構造図であり、こ
れらの図１，図２に示す実施例の構成において、前記図
４，図５に示す従来例と同一符号は同一または相当部分
を示している。
【００２４】即ち、これらの図１，図２に示す実施例の
赤外固体撮像素子においても、２１はショットキ接合を
用いた光検出部であり、２２は垂直方向に電荷を転送す
るＣＳＤ方式よりなる垂直シフトレジスタ、２３は水平
方向に電荷を転送するＣＣＤ方式よりなる水平シフトレ
ジスタ、２４は外部へ電荷を読み出す出力部、２５はト
ランスファゲート（ＴＧ）スキャナ、２６はＣＳＤスキ
ャナである。１水平ライン上のゲート電極６（垂直シフ
トレジスタ２２の構成要素）は走査線配線７で電気的に
接続され、ＴＧスキャナ２５からの読み出しパルスとＣ
ＳＤスキャナ２６からの転送パルスが印加できるように
なっている。また、１はＰ形Ｓｉ半導体基板、２は白
金，パラジュウム，イリジュウム，もしくは白金珪化
物，パラジュウム珪化物，イリジュウム珪化物等の金属
または金属珪化物からなる金属電極と基板１で形成され
るショットキ接合よりなる光電変換層であり、その膜厚
は入射光によって励起されたホットホールの多重反射に
よる量子効率改善のため数十オングストロームに設定さ
れる。３は光電変換層２の周辺での電界集中を緩和し、
暗電流を防止するためのＮ+ 形領域よりなるガードリン
グ、４は光検出部２１より垂直シフトレジスタ２２へ信
号電荷を転送するトランスファゲート部のＮ+ 形領域
で、その深さは例えば0.5 μｍ程度である。５，６はそ
れぞれ垂直シフトレジスタを構成するＣＳＤのＮ形埋め
込みチャネルとゲート電極である。ゲート電極６はトラ
ンスファゲートの電極とＣＳＤの転送電極を兼ねてい
る。７はアルミ配線よりなる走査線配線、８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、９，１０は酸化膜等よりなる層間絶縁膜であり、
絶縁膜１０は絶縁膜の光学的な膜厚が検出波長の１／４
になるように設定され、例えば絶縁膜の屈折率がｎ＝1.
45であれば、波長λ＝４μｍの光に対する感度を向上す
る場合は、ｔ＝λ／（４ｎ）＝６９００オングストロー
ムに設定される。１１は光電変換層２の上に層間絶縁膜
１０を挟んで形成され、光電変換層２を透過した赤外光
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。
赤外固体撮像素子においても、２１はショットキ接合を
用いた光検出部であり、２２は垂直方向に電荷を転送す
るＣＳＤ方式よりなる垂直シフトレジスタ、２３は水平
方向に電荷を転送するＣＣＤ方式よりなる水平シフトレ
ジスタ、２４は外部へ電荷を読み出す出力部、２５はト
ランスファゲート（ＴＧ）スキャナ、２６はＣＳＤスキ
ャナである。１水平ライン上のゲート電極６（垂直シフ
トレジスタ２２の構成要素）は走査線配線７で電気的に
接続され、ＴＧスキャナ２５からの読み出しパルスとＣ
ＳＤスキャナ２６からの転送パルスが印加できるように
なっている。また、１はＰ形Ｓｉ半導体基板、２は白
金，パラジュウム，イリジュウム，もしくは白金珪化
物，パラジュウム珪化物，イリジュウム珪化物等の金属
または金属珪化物からなる金属電極と基板１で形成され
るショットキ接合よりなる光電変換層であり、その膜厚
は入射光によって励起されたホットホールの多重反射に
よる量子効率改善のため数十オングストロームに設定さ
れる。３は光電変換層２の周辺での電界集中を緩和し、
暗電流を防止するためのＮ+ 形領域よりなるガードリン
グ、４は光検出部２１より垂直シフトレジスタ２２へ信
号電荷を転送するトランスファゲート部のＮ+ 形領域
で、その深さは例えば0.5 μｍ程度である。５，６はそ
れぞれ垂直シフトレジスタを構成するＣＳＤのＮ形埋め
込みチャネルとゲート電極である。ゲート電極６はトラ
ンスファゲートの電極とＣＳＤの転送電極を兼ねてい
る。７はアルミ配線よりなる走査線配線、８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、９，１０は酸化膜等よりなる層間絶縁膜であり、
絶縁膜１０は絶縁膜の光学的な膜厚が検出波長の１／４
になるように設定され、例えば絶縁膜の屈折率がｎ＝1.
45であれば、波長λ＝４μｍの光に対する感度を向上す
る場合は、ｔ＝λ／（４ｎ）＝６９００オングストロー
ムに設定される。１１は光電変換層２の上に層間絶縁膜
１０を挟んで形成され、光電変換層２を透過した赤外光
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。
【００２５】また、１２はフィールド絶縁膜の下部に形
成された分離のためのチャネルストップＰ+ 不純物層で
ある。また、１３はガードリングのＮ+ 層３の周辺（外
側側面及び底面）にＮ+ 層に接するように形成されたＰ
+ 不純物導入層である。これらのＮ+ 層，Ｐ+ 層の不純
物濃度は、例えば１０17cm-3以上程度であればよい。Ｐ
+ 不純物導入層１３とガードリングのＮ+ 層３の接合面
積はできるだけ大きいほうがよい。従って、Ｐ+ 不純物
導入層１３はガードリングのＮ+ 層３の内側側面にも形
成したほうがよいが、この場合、ショットキ接合の金属
薄膜電極２とＰ+ 不純物導入層１３は直接接することが
ないようにする必要がある。
成された分離のためのチャネルストップＰ+ 不純物層で
ある。また、１３はガードリングのＮ+ 層３の周辺（外
側側面及び底面）にＮ+ 層に接するように形成されたＰ
+ 不純物導入層である。これらのＮ+ 層，Ｐ+ 層の不純
物濃度は、例えば１０17cm-3以上程度であればよい。Ｐ
+ 不純物導入層１３とガードリングのＮ+ 層３の接合面
積はできるだけ大きいほうがよい。従って、Ｐ+ 不純物
導入層１３はガードリングのＮ+ 層３の内側側面にも形
成したほうがよいが、この場合、ショットキ接合の金属
薄膜電極２とＰ+ 不純物導入層１３は直接接することが
ないようにする必要がある。
【００２６】図６は図１の赤外固体撮像素子の検出器部
の製造工程の概略を示す。以下、この図６を参照してそ
の製造方法について説明する。例えば、図２のＰ+不純
物層１３は検出器形成工程でガードリング３を形成する
前に、Ｐ形の不純物であるボロン等をイオン注入等の方
法で導入し、その上からガードリング３の表面のＰ形が
打ち消されてＮ+形になるように、Ｎ形の不純物を導入
すればよい（図６(a，ｂ) 参照）。
の製造工程の概略を示す。以下、この図６を参照してそ
の製造方法について説明する。例えば、図２のＰ+不純
物層１３は検出器形成工程でガードリング３を形成する
前に、Ｐ形の不純物であるボロン等をイオン注入等の方
法で導入し、その上からガードリング３の表面のＰ形が
打ち消されてＮ+形になるように、Ｎ形の不純物を導入
すればよい（図６(a，ｂ) 参照）。
【００２７】また、図２，３のＰ+不純物層１３は高エ
ネルギーのイオン注入でボロン等のＰ形の不純物をガー
ドリング３の下部の位置に形成できるように注入するこ
とにより形成してもよく、その注入はガードリング形成
の前後いずれでもよい（図６(ｃ，ｄ) 参照）。
ネルギーのイオン注入でボロン等のＰ形の不純物をガー
ドリング３の下部の位置に形成できるように注入するこ
とにより形成してもよく、その注入はガードリング形成
の前後いずれでもよい（図６(ｃ，ｄ) 参照）。
【００２８】次に、図１および図２を参照して動作につ
いて説明する。Ｐ形Ｓｉ半導体基板１の裏面より入射し
た赤外光は、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信号電荷が生じる。この光信号電
荷がショットキ接合に蓄積される。蓄積された信号電荷
はゲート電極６にＴＧスキャナ２５より読み出しパルス
を印加することによりＮ形埋め込みチャネル５へ転送さ
れる。ショットキ接合の光電変換層２は読み出しパルス
印加時に信号電荷を読み出すと同時に、読み出しパルス
の電圧に応じた電圧までリセットされる。このリセット
動作の後、次に信号電荷が読み出されるまで、光検出部
２２は光信号電荷を検出し蓄積する。
いて説明する。Ｐ形Ｓｉ半導体基板１の裏面より入射し
た赤外光は、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信号電荷が生じる。この光信号電
荷がショットキ接合に蓄積される。蓄積された信号電荷
はゲート電極６にＴＧスキャナ２５より読み出しパルス
を印加することによりＮ形埋め込みチャネル５へ転送さ
れる。ショットキ接合の光電変換層２は読み出しパルス
印加時に信号電荷を読み出すと同時に、読み出しパルス
の電圧に応じた電圧までリセットされる。このリセット
動作の後、次に信号電荷が読み出されるまで、光検出部
２２は光信号電荷を検出し蓄積する。
【００２９】ＣＳＤ方式では、まず走査線配線７の１本
がＴＧスキャナで選択され、読み出しパルスがこの走査
線配線７につながる１水平ライン上のゲート電極６に印
加され、１水平ラインの光信号電荷がＮ形埋め込みチャ
ネル５へ転送される。次にＣＳＤスキャナより垂直転送
パルスを走査線配線７からゲート電極に印加することに
より信号電荷は垂直方向に転送され、水平シフトレジス
タに入る。ゲート電極６は信号を読み出すトランスファ
ゲートの電極と信号を転送するＣＳＤの転送ゲートを兼
ねている。次に水平シフトレジスタのＣＣＤにより信号
電荷は水平方向へ転送され、出力部２４から１水平ライ
ンの映像信号として外部へ読み出される。次に、ＴＧス
キャナで選択するラインを１段ずらして読み出し、パル
スを印加し、同様な動作を繰り返すことにより、１画面
の映像出力を得る。また、Ａｌ反射膜１１は光電変換層
２で吸収されずに透過した赤外光を反射して光電変換層
へ再入射させ、感度の向上を図るものである。なお、上
記ショットキ接合よりなる光電変換層では、ショットキ
障壁の障壁の高さ以上のエネルギー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形
シリコンのショットキ接合では約５．６μｍ以下の波長
の光成分が検出できる。
がＴＧスキャナで選択され、読み出しパルスがこの走査
線配線７につながる１水平ライン上のゲート電極６に印
加され、１水平ラインの光信号電荷がＮ形埋め込みチャ
ネル５へ転送される。次にＣＳＤスキャナより垂直転送
パルスを走査線配線７からゲート電極に印加することに
より信号電荷は垂直方向に転送され、水平シフトレジス
タに入る。ゲート電極６は信号を読み出すトランスファ
ゲートの電極と信号を転送するＣＳＤの転送ゲートを兼
ねている。次に水平シフトレジスタのＣＣＤにより信号
電荷は水平方向へ転送され、出力部２４から１水平ライ
ンの映像信号として外部へ読み出される。次に、ＴＧス
キャナで選択するラインを１段ずらして読み出し、パル
スを印加し、同様な動作を繰り返すことにより、１画面
の映像出力を得る。また、Ａｌ反射膜１１は光電変換層
２で吸収されずに透過した赤外光を反射して光電変換層
へ再入射させ、感度の向上を図るものである。なお、上
記ショットキ接合よりなる光電変換層では、ショットキ
障壁の障壁の高さ以上のエネルギー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形
シリコンのショットキ接合では約５．６μｍ以下の波長
の光成分が検出できる。
【００３０】可視領域の固体撮像素子で一般によく使わ
れている垂直方向の電荷転送にＣＣＤを用いたインター
ライン（ＩＬ）ＣＣＤ方式に比べ、ＣＳＤ方式は垂直方
向の最大電荷転送能力が大きいという特徴がある。これ
はＩＬ−ＣＣＤ方式では、全画素の信号電荷が一度に垂
直ＣＣＤの転送チャネルに転送され、各画素の信号が混
じりあわないように転送されるので、垂直ＣＣＤは全画
素の信号を分離して蓄積しなければならないのに対し、
前述したようにＣＳＤ方式では、垂直方向の転送チャネ
ルには１回に１水平ライン上の画素の信号しか転送され
ないので、１本の転送チャネル全体で１つの信号を蓄積
することができるので、ＩＬ−ＣＣＤ方式に比べ、垂直
方向の最大電荷転送能力が大きい。従って、ＩＬ−ＣＣ
Ｄ方式では飽和出力レベル（非常に強い光が入射した時
の出力レベル）は一般にＣＣＤの最大電荷転送能力で制
限されるのに対し、ＣＳＤ方式ではＣＳＤの最大電荷転
送能力が非常に大きいので飽和出力レベルは検出器の最
大電荷蓄積能力で決まるレベルまで大きくすることがで
きる。検出器の最大電荷蓄積能力は検出器の容量で決ま
る。
れている垂直方向の電荷転送にＣＣＤを用いたインター
ライン（ＩＬ）ＣＣＤ方式に比べ、ＣＳＤ方式は垂直方
向の最大電荷転送能力が大きいという特徴がある。これ
はＩＬ−ＣＣＤ方式では、全画素の信号電荷が一度に垂
直ＣＣＤの転送チャネルに転送され、各画素の信号が混
じりあわないように転送されるので、垂直ＣＣＤは全画
素の信号を分離して蓄積しなければならないのに対し、
前述したようにＣＳＤ方式では、垂直方向の転送チャネ
ルには１回に１水平ライン上の画素の信号しか転送され
ないので、１本の転送チャネル全体で１つの信号を蓄積
することができるので、ＩＬ−ＣＣＤ方式に比べ、垂直
方向の最大電荷転送能力が大きい。従って、ＩＬ−ＣＣ
Ｄ方式では飽和出力レベル（非常に強い光が入射した時
の出力レベル）は一般にＣＣＤの最大電荷転送能力で制
限されるのに対し、ＣＳＤ方式ではＣＳＤの最大電荷転
送能力が非常に大きいので飽和出力レベルは検出器の最
大電荷蓄積能力で決まるレベルまで大きくすることがで
きる。検出器の最大電荷蓄積能力は検出器の容量で決ま
る。
【００３１】検出器の容量はショットキ接合の容量とガ
ードリングのＰＮ接合の容量で決まる。本実施例におい
ては、ガードリングの容量はガードリングのＮ+ 層３と
Ｐ+ 不純物導入層１３のＰＮ接合の容量で決まってい
る。例えば、ガードリングのＮ+ 層３の不純物濃度を１
０18cm-3以上の高濃度にすると、Ｐ+ 層１３の不純物濃
度を高くするほど検出器の容量は増大する。但し、Ｐ+
層１３の不純物濃度を高くしすぎると、ＰＮ接合がブレ
ークダウンしやすくなり、検出器の耐圧が低下する。
ードリングのＰＮ接合の容量で決まる。本実施例におい
ては、ガードリングの容量はガードリングのＮ+ 層３と
Ｐ+ 不純物導入層１３のＰＮ接合の容量で決まってい
る。例えば、ガードリングのＮ+ 層３の不純物濃度を１
０18cm-3以上の高濃度にすると、Ｐ+ 層１３の不純物濃
度を高くするほど検出器の容量は増大する。但し、Ｐ+
層１３の不純物濃度を高くしすぎると、ＰＮ接合がブレ
ークダウンしやすくなり、検出器の耐圧が低下する。
【００３２】一般的な赤外固体撮像素子では、検出器の
リセット電圧は５Ｖ程度なので、Ｐ+ 層の不純物濃度は
１０18cm-3以下であることが必要である。例えば、Ｐ+
層の不純物濃度を１０17cm-3にすると、従来のＰ形基板
（１０15cm-3以下）に対するＰＮ接合と比べると容量は
１０倍になる。その理由は、ＰＮ接合の容量は（不純物
濃度）1/2 に比例するからである。
リセット電圧は５Ｖ程度なので、Ｐ+ 層の不純物濃度は
１０18cm-3以下であることが必要である。例えば、Ｐ+
層の不純物濃度を１０17cm-3にすると、従来のＰ形基板
（１０15cm-3以下）に対するＰＮ接合と比べると容量は
１０倍になる。その理由は、ＰＮ接合の容量は（不純物
濃度）1/2 に比例するからである。
【００３３】なお、上記実施例ではＰ+ 不純物層１３が
ガードリングのＮ+ 層３の周辺（外側側面及び底面）に
Ｎ+ 層に接するように形成された場合について説明した
が、このＰ+ 不純物層１３は図３に示すように、ガード
リング３の周辺だけでなく、ショットキ接合の下にも形
成してもよい。ショットキ接合の下にもＰ+ 不純物層１
３を形成することにより、ガードリングだけでなく、シ
ョットキ接合の容量も増大し、検出器の容量がさらに増
大する。但し、この場合、Ｐ+ 不純物層１３の不純物濃
度を高くしすぎると、ショットキ接合の接合界面の電界
強度が強くなりすぎ、ショットキ効果によりショットキ
接合のバリア高が低くなる。バリア高が低くなると、遮
断波長は長波長側に伸びるが、同時に暗電流も増大する
ので、赤外固体撮像素子の動作温度によっては、あまり
バリア高を下げることはできない。そのため、Ｐ+ 不純
物層１３の不純物濃度は制限される。
ガードリングのＮ+ 層３の周辺（外側側面及び底面）に
Ｎ+ 層に接するように形成された場合について説明した
が、このＰ+ 不純物層１３は図３に示すように、ガード
リング３の周辺だけでなく、ショットキ接合の下にも形
成してもよい。ショットキ接合の下にもＰ+ 不純物層１
３を形成することにより、ガードリングだけでなく、シ
ョットキ接合の容量も増大し、検出器の容量がさらに増
大する。但し、この場合、Ｐ+ 不純物層１３の不純物濃
度を高くしすぎると、ショットキ接合の接合界面の電界
強度が強くなりすぎ、ショットキ効果によりショットキ
接合のバリア高が低くなる。バリア高が低くなると、遮
断波長は長波長側に伸びるが、同時に暗電流も増大する
ので、赤外固体撮像素子の動作温度によっては、あまり
バリア高を下げることはできない。そのため、Ｐ+ 不純
物層１３の不純物濃度は制限される。
【００３４】また、第２の実施例ではＰ+ 不純物層１３
の不純物濃度がガードリング３の周辺とショットキ接合
の下で同じものについて説明したが、これは互いに異な
っていて独立に設定できるようになっていてもよい。Ｐ
+ 不純物層１３の作成工程は複雑になるが、そのほうが
ガードリング３の周辺のＰ+ 不純物層１３の濃度は検出
器の耐圧が許すかぎり高くできるし、ショットキ接合の
下のＰ+ 不純物層１３の濃度もショットキ接合のバリア
高が許すかぎり高くでき、検出器の容量を最大限に増大
させることが可能になる。
の不純物濃度がガードリング３の周辺とショットキ接合
の下で同じものについて説明したが、これは互いに異な
っていて独立に設定できるようになっていてもよい。Ｐ
+ 不純物層１３の作成工程は複雑になるが、そのほうが
ガードリング３の周辺のＰ+ 不純物層１３の濃度は検出
器の耐圧が許すかぎり高くできるし、ショットキ接合の
下のＰ+ 不純物層１３の濃度もショットキ接合のバリア
高が許すかぎり高くでき、検出器の容量を最大限に増大
させることが可能になる。
【００３５】また、前記各実施例において、各導電層の
導電形を反転させてもよく、前記実施例と同様の効果を
奏する。
導電形を反転させてもよく、前記実施例と同様の効果を
奏する。
【００３６】また、前記実施例においては、１画素を形
成するショットキ接合の光検出器を２次元的に配設さ
せ、かつ垂直方向の読み出しがＣＳＤ方式である場合に
ついて述べたが、当該画素配列は１次元であってもよ
く、またその読み出し方式がＣＣＤ方式あるいはＭＯＳ
方式、即ち光検出器の出力にＭＯＳトランジスタを設け
てそのオン／オフによって信号読み出しを行う方式など
であってもよい。
成するショットキ接合の光検出器を２次元的に配設さ
せ、かつ垂直方向の読み出しがＣＳＤ方式である場合に
ついて述べたが、当該画素配列は１次元であってもよ
く、またその読み出し方式がＣＣＤ方式あるいはＭＯＳ
方式、即ち光検出器の出力にＭＯＳトランジスタを設け
てそのオン／オフによって信号読み出しを行う方式など
であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る赤外固体
撮像素子によれば、ショットキバリアダイオードからな
る光検出器のガードリングをＮ+またはＰ+の高濃度層で
形成し、該ガードリングのＮ + またはＰ + 層の外側にＰ +
またはＮ + チャネルストップ不純物層を形成し、さらに
ガードリングのＮ+またはＰ+層の周辺（外側側面及び底
面）にＮ+またはＰ+層に接するようにＰ+またはＮ+の不
純物層を形成するようにしたので、ガードリングのＮ+
またはＰ+層とＮ+またはＰ+層周辺のＰ+またはＮ+層の
間で高不純物のＰＮ接合が形成され、ガードリングの容
量が増大するので、これによってショットキ接合の光検
出器の容量が増大し、検出器の最大電荷蓄積能力が向上
し、素子のダイナミックレンジが向上し、出力の飽和が
起こりにくくなる。
撮像素子によれば、ショットキバリアダイオードからな
る光検出器のガードリングをＮ+またはＰ+の高濃度層で
形成し、該ガードリングのＮ + またはＰ + 層の外側にＰ +
またはＮ + チャネルストップ不純物層を形成し、さらに
ガードリングのＮ+またはＰ+層の周辺（外側側面及び底
面）にＮ+またはＰ+層に接するようにＰ+またはＮ+の不
純物層を形成するようにしたので、ガードリングのＮ+
またはＰ+層とＮ+またはＰ+層周辺のＰ+またはＮ+層の
間で高不純物のＰＮ接合が形成され、ガードリングの容
量が増大するので、これによってショットキ接合の光検
出器の容量が増大し、検出器の最大電荷蓄積能力が向上
し、素子のダイナミックレンジが向上し、出力の飽和が
起こりにくくなる。
【００３８】また、ショットキ接合の光検出器のガード
リングのＮ+またはＰ+層の周辺のＰ+またはＮ+層に加
え、該ガードリングのＮ + またはＰ + 層の外側にＰ + また
はＮ + チャネルストップ不純物層を形成し、さらにショ
ットキバリアの下にもショットキ接合の界面には接しな
いようにＰ+またはＮ+の不純物層を形成するようにした
ので、ショットキ接合の容量も増大させることができ、
これらによってショットキ接合の光検出器の容量が増大
し、検出器の最大電荷蓄積能力が向上し、素子のダイナ
ミックレンジが向上し、出力の飽和が起こりにくくな
る。
リングのＮ+またはＰ+層の周辺のＰ+またはＮ+層に加
え、該ガードリングのＮ + またはＰ + 層の外側にＰ + また
はＮ + チャネルストップ不純物層を形成し、さらにショ
ットキバリアの下にもショットキ接合の界面には接しな
いようにＰ+またはＮ+の不純物層を形成するようにした
ので、ショットキ接合の容量も増大させることができ、
これらによってショットキ接合の光検出器の容量が増大
し、検出器の最大電荷蓄積能力が向上し、素子のダイナ
ミックレンジが向上し、出力の飽和が起こりにくくな
る。
【図１】本発明の一実施例による赤外固体撮像素子の配
置を示した図である。
置を示した図である。
【図２】本発明の一実施例による赤外固体撮像素子の主
要部分の断面図である。
要部分の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例による赤外固体撮像素子の
主要部分の断面図である。
主要部分の断面図である。
【図４】従来の赤外固体撮像素子の配置を示した図であ
る。
る。
【図５】従来の赤外固体撮像素子の主要部分の断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明の一実施例による赤外固体撮像素子の検
出器部の概略製造工程を示す断面図である。
出器部の概略製造工程を示す断面図である。
【図７】従来の赤外固体撮像素子の検出器部の概略製造
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
１ Ｐ形Ｓｉ半導体基板 ２ 金属薄膜層 ３ ガードリング ４ トランスファゲートのＮ+ 領域 ５ ＣＳＤのＮ形埋め込みチャネル ６ ＣＳＤのゲート電極 ７ 走査線配線 ８ フィールド絶縁膜 ９ 層間絶縁膜 １０ 層間絶縁膜 １１ Ａｌ反射膜 １２ チャネルストップＰ+ 不純物層 １３ Ｐ+ 不純物層 ２１ 光検出部 ２２ 垂直シフトレジスタ ２３ 水平シフトレジスタ ２４ 出力部 ２５ トランスファゲートスキャナ ２６ ＣＳＤスキャナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768 H01L 29/872
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｐ形またはＮ形半導体と金属もしくは金
属硅化物の金属薄膜電極より形成されるショットキバリ
アダイオードよりなる赤外検出器が１次元もしくは２次
元にアレイ状に配置され、赤外線によって該赤外検出器
に生成される光電流を蓄積し、光信号を読み出す機構を
備えた赤外固体撮像素子において、 上記ショットキバリアダイオードの金属薄膜電極の周囲
にＮ+またはＰ+不純物導入層であるガードリングが形成
され、 該ガードリングのＮ + またはＰ + 層の外側にＰ + またはＮ +
チャネルストップ不純物層が形成されており、 さらに、 該ガードリングのＮ+またはＰ+層の外側側面及
び底面には接するが、少なくとも該金属薄膜電極には接
しないようにＰ+またはＮ+不純物導入層が形成されてい
ることを特徴とする赤外固体撮像素子。 - 【請求項２】 上記Ｐ+またはＮ+不純物導入層が上記金
属薄膜電極の下部にも形成されていることを特徴とする
請求項１記載の赤外固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03290825A JP3084108B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 赤外固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03290825A JP3084108B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 赤外固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05102450A JPH05102450A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3084108B2 true JP3084108B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=17760975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03290825A Expired - Fee Related JP3084108B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 赤外固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084108B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP03290825A patent/JP3084108B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05102450A (ja) | 1993-04-23 |
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