JP5441721B2 - 連続した膜を使用する集積されたｍｉｓ光電性デバイス - Google Patents

連続した膜を使用する集積されたｍｉｓ光電性デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP5441721B2
JP5441721B2 JP2009553660A JP2009553660A JP5441721B2 JP 5441721 B2 JP5441721 B2 JP 5441721B2 JP 2009553660 A JP2009553660 A JP 2009553660A JP 2009553660 A JP2009553660 A JP 2009553660A JP 5441721 B2 JP5441721 B2 JP 5441721B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
layer
mis
electrodes
photodiode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009553660A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010521816A (ja
Inventor
ライト、マイケル、ディーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Varian Medical Systems Inc
Original Assignee
Varian Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varian Associates Inc filed Critical Varian Associates Inc
Publication of JP2010521816A publication Critical patent/JP2010521816A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5441721B2 publication Critical patent/JP5441721B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • 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
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • 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
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • 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
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
    • H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
    • H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
    • H01L31/1133—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor the device being a conductor-insulator-semiconductor diode or a CCD device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

本出願は、“連続した膜を使用する集積されたMIS光電性デバイス”と題する、２００４年７月１日に提出した米国出願第１０／８８２６０３号の一部継続出願に基づく。
本発明はイメージセンサーに関し、特に金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードとともに実装される画素回路を有するイメージセンサーに関する。
広い領域のX線イメージングのために使用されるイメージセンサーはしばしば、メサ分離されたMISフォトダイオードが光電性デバイスとして使用されている画素回路を使用する。（メサ分離されたデバイスが “メサ”状の活性材料を残すように、活性材料の一部をエッチングで除去することで形成される。）他の一般的な光電性デバイスはメサ分離されたp-i-nフォトダイオードである。他の従来の光電性デバイスは実質的に連続した膜からなるp-i-nフォトダイオードである。しかし、このような従来の光電性デバイスには欠点がある。メサ分離されたMISおよびp-i-nフォトダイオードはともに、典型的に弱いイメージ信号しか生成しない。実質的に連続した膜からなるp-i-nフォトダイオードは隣接する画素回路の間で顕著なクロストークを呈する。
図１に示されているように、メサ分離されたMISフォトダイオードおよび薄膜トランジスター（TFT）とともに実装される画素回路の従来の実施例１０aは典型的に、図示のように集積される。基板１２から開始して、誘電体（絶縁体）、半導体よび半導体材料の種々の層が形成（デポジット）される。たとえば、基板１２の上面上に、パターンをもった伝導性材料（たとえば、金属）が、MISフォトダイオード１４aの底部電極２０ａおよびTFT１６のゲートターミナル３２を形成する。つぎに、パターンをもった誘電性材料の層がMISフォトダイオード１４aの誘電体２６aおよびTFT１６のゲート誘電体３４を形成する。さらに、パターンをもつ真性アモルファスシリコン（ i a-Si）が、MISフォトダイオード１４aの半導体層２４aの一つ（光吸収層）およびTFT１６のチャネル３６を形成する。さらに、パターンをもつn+アモルファスシリコンが、残りの半導体層、オーム接触２２a、さらに、効果的に、MISフォトダイオード１４aの上部電極、TFT１６のドレーンおよびソースターミナルのためのオーム接触３８を形成する。さらに、他のパターンをもつ伝導性層（たとえば、金属）が、TFT１６のドレーン４２およびソース４４、データライン４６、ならびにバイアスライン３０を形成する。最後に、保護（誘電性）層５０が続く。
図２の従来の画素回路の他の実施例１０bはメサ分離されたMISフォトダイオードに代え、メサ分離されたp-i-nフォトダイオード１４bを使用する。この実施例１０bでは、TFT１６の構成は、図１の実施例１０aと実質的に同じである。しかし、MISフォトダイオード１４aに代え、p-i-nフォトダイオード１４bが使用されている。TFT１６のソースターミナル４４を形成する伝導性材料（たとえば、金属）のパターンをもつ層は、p-i-nフォトダイオード１４bの底部電極２０bも形成する。つぎに、n+アモルファスシリコン２８bのパターンをもつ層、真性アモルファスシリコン２４ｂのパターンをもつ層、さらにp+アモルファスシリコン２２b（フォトダイオード１４bのp-i-n構成を一緒に形成する）が続く。さらに、光学的に透明な伝導性材料（たとえば、インジウムスズ酸化物、すなわちITO）のパターンをもつ層が上部電極１８bを形成する。さらに、誘電性材料のパターンをもつ層が誘電性層５２（フォトダイオード１４ｂの上部１８bと接触するバイアスライン３０を形成するために、伝導性材料（たとえば、金属）が付着（deposit）できるように、バイアホールが形成される）を形成する。
図３に示されているように、p-i-nフォトダイオード１４cを使用する従来の画素回路の他の実施例１０cは図２の実施例１０bと同様であるが、フォトダイオード１４cの実質的な部分が、メサ分離された構成の形成とは対照的に、連続した膜で形成されている。したがって、種々のフォトダイオード２４c、２２cおよび１８cのための製造および材料は連続膜を除き、同じである。
上記のとおり、メサ分離されたMISおよびp-i-nフォトダイオードセンサーに共通する欠点は信号レベルが低いことである。メサ分離された構成では、このような光電性要素は、１以下の充填比をもつ（充填比は、画素領域により分割される光電性要素の領域として定義される。）。それ故に、画素の衝突する光のすべてが、光電性要素により吸収されるわけではない。したがって、可能な最大の信号強度を得ることができない。
図１のメサ分離されたMISフォトダイオード構成はさらに欠点をもつ。TFT１６のチャネル３６を形成するために使用される同じ膜もまた、MISフォトダイオード１４aの光吸収層２４aを形成するために使用される。一般的に、TFT１６の性能は、チャネル３６の厚さが薄いときに最適になるとともに、MISフォトダイオード１４aの性能は光吸収層２４aが厚いときに最適になる。一つの膜では、TFT１６およびMISフォトダイオード１４aの一方または両方の性能が、選択された膜の厚さが一方または両方に対して最適とならないことから問題となる。
信号の強度に関し、図３の実施例１０cに示されているように、連続した膜で実質的に形成されたp-i-nフォトダイオード１４cは改良された信号強度をもつ。充填比が１に近いこの光電性要素で、ほぼ最大の信号強度を得ることができる。しかし、この構成では、隣接した画素の間の顕著なクロストークがある。たとえば、誘電性の中間層５２および光吸収層２４ｃの間のインターフェース５４はゼロでない伝導性をもつ。したがって、隣接する画素の底部電極２０cの間の電位差がこれら画素の間に僅かな電流、すなわちクロストークを形成する。
集積された光電性デバイスは、半導体材料の一つ以上の実質的に連続した層で構成されるメサ分離された半導体（MIS）フォトダイオード１４、および誘電性材料の実質的に連続した層を有する。
本発明を実施した実施例にしたがって、集積された光電性デバイスは、基板と、基板の上に位置する金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードとを含む。MISフォトダイオードは、第一および第二の電極と、一つ以上の誘電性層であって、各誘電性層の少なくとも一部分が第一と第二の電極の間に位置するところの誘電性層（一つ以上の誘電性層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が誘電性材料の連続した層から成る）と、一つ以上の半導体であって、各半導体の少なくとも一部分が一つ以上の誘電性層の一つと第一および第二の電極のうちの一つとの間に位置するところの半導体（一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が半導体材料の連続した層から成る）と、第三の電極とを有し、第三の電極の少なくとも一部が、第一および第二の電極のうちの一つの周囲にそって共通面にないように位置する。
本発明の他の実施例にしたがって、集積された光電性デバイスが、基板と、基板上に位置するMISフォトダイオードを含む。MISフォトダイオードは、第一、第二および第三の伝導性層を含む複数の伝導性層であって、第一の伝導性層が伝導性材料の第一の膜から成り、第二の伝導性層が伝導性材料の第二の膜から成り、第三の伝導性層が伝導性材料の第三の膜から成るところの複数の伝導性層と、一つ以上の絶縁層（各絶縁層の少なくとも一部分が第一と第二の伝導性層の間に位置し、一つ以上の絶縁層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、絶縁材料の連続した膜から成る）と、一つ以上の半導体層（各半導体層の少なくとも一部分が一つ以上の絶縁層の一つと、第一および第二の伝導性層のうちの一つとの間に位置し、一つ以上の半導体層のうちで前記少なくとも一つにおける少なくとも一部分が、半導体材料の連続した膜から成る）と、第三の伝導性層とを有し、第三の伝導性層の少なくとも一部が、第一および第二の伝導性層のうちの一つの周囲の一部にそって共通面にないように位置する。
本発明の他の実施例にしたがって、集積された光電性アレーが、基板と、基板上に並んで位置する複数のMISフォトダイオードを含む。複数のMISフォトダイオードのそれぞれは、第一および第二の電極、１つ以上の誘電体（各誘電体の少なくとも一部分が第一と第二の電極の間に位置し、１つ以上の誘電体のうちで少なくとも１つにおける前記少なくとも一部分が、誘電性材料の連続した層から成る）、１つ以上の半導体（各半導体の少なくとも一部分が１つ以上の誘電体の１つと第一および第二の電極のうちの１つとの間に位置し、１つ以上の半導体のうちで少なくとも１つにおける前記少なくとも一部分が、半導体材料の連続した層から成る）、および第三の電極（第三の電極の少なくとも一部が、第一および第二の電極のうちの１つの周囲部分にそって共通面にないように位置する）を有する。
本発明の他の実施例にしたがって、集積された光電性デバイスが、基板と、基板上に位置するMISフォトダイオードを含む。MISフォトダイオードは、第一および第二の電極、１つ以上の誘電（各誘電体の少なくとも一部分が第一と第二の電極の間に位置し、１つ以上の誘電体のうちで少なくとも１つにおける前記少なくとも一部分が誘電体材料の連続した層から成る）、１つ以上の半導体（各半導体の少なくとも一部分が１つ以上の誘電体の１つと第一および第二の電極のうちの１つとの間に位置し、１つ以上の半導体のうちで前記少なくとも１つにおける少なくとも１つ部分が半導体材料の連続した層から成る）、および第一および第二の電極のうちの１つと隣接する第三の電極（第三の電極の少なくとも一部は、第一および第二の電極のうちの１つの周囲部分にそって共通面にないように位置する）を有する。
本発明の他の実施例にしたがって、集積された光電性デバイスが、基板と、基板上に位置するMISフォトダイオードを含む。MISフォトダイオードは、第一および第二の電極、１つ以上の誘電体（各誘電体の少なくとも一部分が第一と第二の電極の間に位置する）、１つ以上の半導体（各半導体の少なくとも一部分が１つ以上の誘電体の１つと第一および第二の電極のうちの１つとの間に位置する）、および第三の電極（第三の電極の少なくとも一部が、第一および第二の電極のうちの１つの周囲部分にそって共通面にないように位置する）とを有する。
本発明の他の実施例にしたがって、集積された光電性デバイスが、基板と、基板上に位置するMISフォトダイオードを含む。MISフォトダイオードは、第一、第二および第三の伝導性層を含む複数の伝導性層であって、第一の伝導層が伝導性材料の第一の膜から成り、第二の伝導性層が伝導性材料の第二の膜から成り、第三の伝導性層が伝導性材料の第三の膜から成るところの複数の伝導性層、１つ以上の絶縁層（各絶縁層の少なくとも一部分が第一と第二の伝導性層の間に位置する）、ならびに１つ以上の半導体層（各半導体層の少なくとも一部分が絶縁層と第一および第二の伝導性層のうちの１つとの間に位置する）を有する。第三の伝導性層の少なくとも一部が、第一および第二の伝導性層のうちの１つの周囲の一部にそって共通面にないように位置する。
発明の他の実施例にしたがって、集積された光電性デバイスが、基盤と基板上で列をなして位置する複数のMISフォトダイオードを含む。複数のMISフォトダイオードのそれぞれが、第一および第二の電極、１つ以上の誘電体（各誘電体の少なくとも一部分が第一と第二の電極の間に位置する）、１つ以上の半導体（各半導体の少なくとも一部分が１つ以上の誘電体の１つと第一および第二の電極のうちの１つとの間に位置する）、ならびに第三の電極（第三の電極の少なくとも一部は、第一および第二の電極の周囲部分にそって共通面にないように位置する）を有する。
図１はMISフォトダイオードを使用する従来の画素回路の断面図である。 図２はp-i-nフォトダイオードを使用する従来の画素回路の断面図である。 図３はp-i-nフォトダイオードを使用する従来の他の画素回路の断面図である。 図４は本発明の一実施例にしたがった画素回路の略示図である。 図５は図４の略示図に対応する画素回路を含む集積回路の一部平面図である。 図６は図５の線A−A’に沿った断面図である。 図７は図５の線B−B’に沿った断面図である。 図８は図４の画素回路で動作するインテグレーションおよびリセットに関連したエネルギーバンドを示す図である。 図９は本発明の他の実施例にしたがった画素回路の略示図である。 図１０は図９の略示図に対応する画素回路を含む集積回路の一部平面図である。 図１１は図１０の線A−A’に沿った断面図である。 図１２はさらに、本発明の他の実施例にしたがった画素回路の略示図である。 図１３は図１２の略示図に対応する画素回路を含む集積回路の一部平面図である。 図１４は図１３の線A−A’に沿った断面図である。 図１５はさらに、本発明の他の実施例にしたがった画素回路の略示図である。 図１６は図１５の略示図に対応する画素回路を含む集積回路の一部平面図である。 図１７は図１６の線A−A’に沿った断面図である。
以下の詳細な説明は、図面を参照した本発明の実施例である。この説明は、例示に過ぎず、本発明の態様を限定する意図はない。これら実施例は、当業者が本願発明を実施することができるように詳細に説明されており、他の実施例が本願発明の思想または態様から離れることなく変形されて実行可能であることは理解されよう。
図４に示されているように、本発明の一実施例にしたがった画素回路１００は、バイアスライン１３０、ゲートライン１３２およびデータライン１４６に接続されたMISフォトダイオード１１４およびTFT１１６（これらの要素は画素回路の技術分野では周知のものである。）を含む。MISフォトダイオード１１４は、光学的に透明な上部電極１１８および底部電極１２０（これらの間で垂直方向に半導体層１２２、１２４および絶縁体１２６がある。）を含む。しかし、底部電極１２０は、隣接した画素（下述する）の間のクロストークを抑制するために電圧が適用されるガードライン１５８に接続されたガードリング１５６と接する。
図５に示されているように、図４の画素回路１００にしたがった実装された画素回路を含む集積回路の一部２００の平面が画素回路１００ｂを示し、画素回路１００ｂは上下、左右にそれぞれ画素回路１００a、１００c、１００d、１００eと接する。
図６は、図５の線A−A’にそった断面図で、TFT１１６およびMISフォトダイオード１１４の構成を示す。TFT１１６の構成は、図１、図２および図３の従来の画素回路１０a、１０b、１０cと実質的に同じである。基板１１２（主な役割は、ベースであり、材料層の支持体である）の直ぐ上に、ガードライン１５８が、パターンをもつアモルファスシリコン層１３６、１３８および伝導性層１４２（TFT１１６の一部を形成するのにも使用できる）から形成されている。ガードライン１５８およびTFT１１６の上に誘電体材料の中間層１５２があり、バイアホール１６０がMISフォトダイオード１１４の底部電極１２０とTFT１１６のドレーンターミナル１４２との間での接触を可能にするように形成される。底部電極１２０を形成するのに使用される材料層は、ガードリング１５６を形成するようにパターンをもつ。つぎに、誘電性層１２６、そして真性アモルファスシリコンの層（光吸収層）１２４が続く。つぎに、上に光学的に透明な伝導性層１１８にオーム接触するｎ＋アモルファスシリコンの層１２２がある。伝導性層１１８はMISフォトダイオード１１４の上部電極を形成する。最後に、保護層１５０がある。
図７は図５の線B−B’の沿った断面図で、画素回路１００a、１００bに隣接したゲートラインクロスオーバー領域１６２の構成を示す。この領域１６２は、バイアスライン１３０、ゲートライン１３２、ガードリンク１５６およびガードライン１５８を通過する。ガードリング１５６は、隣接した画素回路１００a、１００bの底部電極１２０a、１２０bを形成するために使用されたのと同じ材料の層から形成されている。ガードリング１５６は誘電性中間層１５２に形成されたバイアホール１６４を通ってガードライン１５８に接触する。
以上のことから、図５、６および７のように実装されたとき、図４の画素回路１００が、実質的に連続した膜から形成されたMISフォトダイオード１１４を使用することは分かるであろう。特に、フォトダイオードの構成の絶縁体１２６、半導体１２２および１２４、ならびに電極１１８は連続している。構成の金属部分は、各画素が、隣接した画素との間のクロストークを減少させるのに寄与するガードリング１５６により取り囲まれた底部電極１２０を有するようにパターンをもって形成されている。
図８に示されているように、本発明にしたがった画素回路は（少なくとも部分的に）以下のとおり動作する。動作のインテグレーションモードでは、上部電極１１８は底部電極１２０の電位に対して正の電位をもつ。光が真性層１２４上に入射すると、光は吸収され、電子―ホールの対が発生する。電極１１８と１２０との間の電場により、生成された電子は上部電極１１８へと導かれ、ホールは、絶縁層である誘電性層１２６の界面に到達するように真性層１２４内を移動する。しかし、ホールは、誘電性層１２６内では移動できず、したがって真性層１２４内にとどまる。入射光の吸収の結果として半導体／絶縁体のインターフェースに集まったホール電荷は、画素回路の信号を構成する。
動作のリセットモードの間、上部電極１１８は、底部電極１２０の電位に対して負の電位をもつ。電子は電極１１８によって、オーム接触の半導体層１２２へ、続いて真性（半導体）層１２４へと入る。入った電子は、真性（半導体）層１２４と誘電性層１２６との間の界面へと移動し、その界面でホールと再結合する。真性層１２４に残ったホールは上部電極１１８へと導かれる。
ガードリング１５６は底部電極１２０に対して正の電位をもつ。このことは、動作のインテグレーションモードの間、底部電極１２０の上に蓄積するホール信号電荷に対する電位バリアーを形成する。この電位バリアーは、隣接する画素回路の間のクロストークを防止できないとしても抑制する。
図９に示されているように、本発明の実施例にしたがった画素回路３００は、図４の実施例のように、バイアスライン１３０、ゲートライン１３２、データライン１４６およびガードライン１５８に接続されたMISフォトダイオード１１４およびTFT１１６を有するが、さらに記憶キャパシター１７０およびリセット線１８０も含む。これらの付加的な要素は、増加した信号を取り扱う適用能力およびさらなるリセット機構のために備えられたものである。前者に関して、MISフォトダイオード１１４に使用された厚い半導体層１２４は最大の光吸収を生じさせるが、フォトダイオードに対して低電気容量しか提供することがでず、電荷を取り扱う能力が制限される。この問題は、高電気容量をもつように設計された記憶キパシタンス１７０を導入することで解決され、したがって大きな電荷を取り扱うことができる。後者に関し、図４の実施例では、イメージャーは、底部電極の電圧（名目上、データライン１４６の電圧となっている）に対して負の電圧に、ベースライン１３０をパルス化することによりリセットされる。この実施例３００では、MISフォトダイオード１１４は、バイアスライン１３０に対して十分に正の電圧に、リセットライン１８０をパルス化することによりリセットされ得る。
図１０は図９の画素回路３００にしたがった画素回路を含む集積回路の一部平面図で、画素回路３００bは、上下、左右で、画素回路３００a、３００c、３００d、３００eと隣接している。
図１１は図１０の線A−A’にそった断面で、TFT１１６およびMISダイオード１１４の構成を示す。TFT１１６の構成は、図１、図２および図３の従来の画素回路１０a、１０b、１０cのためのものと実質的に同じである。基板１１２の直ぐ上に、記憶キャパシター１７０の底部電極１７８は、TFT１１６のゲートターミナル１３２を形成するのに使用されるのと同じ伝導性材料のパターンをもつ層から形成されている。つぎに、記憶キャパシター１７０の誘電性層１７６があり、TFT１１６のゲート誘電性層１３４としても機能する。ガードライン１５８は、パターンをもつアモルファスシリコン１３６、１３８および伝導性層１４２（TFT１１６の他のいろいろな部分を形成するために使用される）から形成される。ガードライン１５８およびTFT１１６上に、バイアホール１６０および１６６が形成される誘電性材料の中間層１５２がある。バイアホール１６０はMISフォトダイオード１１４の底部電極１２０とTFT１１６のドレーンターミナル１４２との間の接触を可能にする。バイアホール１６６は、MISフォトダイオード１１４の底部電極１２０を記憶キャパシター１７０の誘電性層１７６に接触させることを可能にし、これにより記憶キャパシター１７０の上部電極１７４が形成される。MISフォトダイオード１１４の底部電極１２０を形成するために使用された材料の層は、ガードリング１５６も形成するパターンをもつ。MISフォトダイオード１１４の底部電極１２０とガードリング１５６を形成するパターンをもつ材料の層の上に、誘電性層１２６が、その次に真性アモルファスシリコンの層（光吸収層）１２４が続く。さらに、オーム接触を形成するn＋アモルファスシリコンの層１２２、その上に光学的に透明な伝導性層１１８が続く。伝導性層１１８はMISフォトダイオード１１４の上部電極を形成する。最後に保護層１５０がある。
図１２に示されているように、本発明の他の実施例にしたがった画素回路５００が、図４に示されているように、バイアスライン１３０、パスゲートライン１３２、データライン１４６およびガードライン１５８に接続されたMISフォトダイオード１１４およびパスTFT１１６を含むが、さらに、バッファ／増幅器TFT１９０、リセットTFT１８２、初期化TFT１８４、リセットゲートライン１８６、初期化ゲートライン１８８、VDDライン１９２、およびVSSライン１９４も含む。バッファ／増幅器TFT１９０は、データライン１４６がどのように終了するかに依存して、電圧出力モードまたは電流出力モードで動作する。リセットTFT１８２はインテグレーションモードの後、MISフォトダイオード１１４の全ての信号電荷をクリアーし、初期化TFT１８４は、そのインテグレーションモードの前に、MISフォトダイオード１１４の底部電極１２０の電位をリセットする。画素回路５００は、“アクティブ”画素回路（増幅器を含む画素回路として定義される）として知られているクラスの画素回路の例である。
図１３は、図１２の画素回路５００にしたがった積分回路の一部６００の平面図で、画素回路５００が、上下、左右で画素回路５００a、５００c、５００d、５００eと接してなるものを示す。
図１４は図１３の線A−A’にそった断面図で、MISフォトダイオード１１４、パスTFT１１６、バッファ／増幅器TFT１９０、リセットTFT１８２、および初期化TFT１８４の構成を示す。TFTの構成は、図１、図２および図３の従前の画素回路１０a、１０b、１０cのTFTの構成と実質的に同じである。基板１１２の直ぐ上に、ガードライン１５８は、パターンをもつアモルファスシリコン層１３６、１３８、伝導性層１４２（TFTの一部を形成するためにも使用されている）から形成されている。金属のパターンをもつ層が画素回路を相互連結できるようにバイアホールが形成された第一の誘電性材料の中間層１５２がガードライン１５８およびTFTの上にある。相互接続の金属層の上に、第二の誘電性材料の中間層１５３がある。誘電性材料層１５２および１５３の両方に形成されたバイアホールにより、MISフォトダイオード１１４の底部電極は、バッファ／増幅器TFT１９０のゲートと接続する金属製パッドに接続することができる。MISフォトダイオード１１４の底部電極１２０を形成するために使用された材料の層はガードリング１５６も形成するパターンをもつ。MISフォトダイオード１１４の底部電極１２０およびガードリング１５６を形成するパターンをもつ材料の層の上に、誘電性層１２６、つぎに真性アモルファスシリコンの層１２４がある。さらに、光学的に透明な伝導性層１１８にオーム接触を形成するためにn＋アモルファスシリコンの層１２２がある。伝導性層１１８は、MISフォトダイオード１１４の上部電極を形成する。最後に、保護層１５０がある。
以上から、本発明にしたがったMISフォトダイオード１１４が、メサ分離されたMISおよびp-i-nフォトダイオードの両方よりも高い画素充填比をもち、このことによりより高い信号レベルを生成することが分かるであろう。厚い膜がTFT性能の最適化に影響を与えるにもかかわらず、光吸収半導体層１２４が最大の光吸収、このことにより最大の信号の生成のために最適化されることにより、メサ分離されたMISフォトダイオード構成を超えた利点を与える。
さらに、底部電極と、実質的に取り囲んで境界をもつガードリングの使用は、実質的に連続的な膜からなるフォトダイオードの構成にある隣接した画素回路の間のクロストークを除去とはいかないまでもよく減少させる。
さらにまた、連続的な膜を使用する本発明にしたがったMISフォトダイオードは、メサ分離されたかつ連続する膜タイプのp-i-nフォトダイオード構成と比較して製造コストを下げうる。ｐタイプのアモルファスシリコン材料に対して条件なしで、本発明にしたがったMISフォトダイオード構成は、液晶ディスプレー（LCD）のための標準的なTFTバックプレーンを形成するために使用するのと同じ製造設備を使用して製造することができる。このような製造設備は量産にともなう利点を享受し、したがって低コストでの生産を行える。
適切な条件のもとで利点を得ることができる本発明の実施例では、バイアスライン１３０は除去される（図４−５、図７、図９−１０および１２−１３を参照）。イメージャーのアクティブ領域が十分に小さいと、さらに連続した上部電極１１８のシート抵抗は十分に小さくできると、イメージセンサーアレーのすべての画素回路にアドレスするバイアスライン１３０をもつ必要がない。むしろ、グローバルなバイアス接続が、アレーの周辺で上部電極１１８に対してなされる。バイアスライン１３０はMISフォトダイオード１１４上に衝突した光をぼやかせる唯一の構成であるから、バイアスライン１３０の除去は、充填比が１に近い画素回路が得られる。バイアスライン１３０の除去は、製造工程で非常に高い生産をもたらす。
適切な条件のもとで利点を得ることができる本発明の実施例では、上部電極１１８を形成するために一般的に使用された光学的に透明な伝導性材料（たとえば、ITO）は、除去される（図６−７、図１１および図１４を参照）。イメージャーのアクティブ領域が十分に小さく、さらにn＋アモルファスシリコン半導体層１２２のシート抵抗が十分に小さいと、n＋アモルファスシリコン半導体層１２２は上部電極１１８として機能することができる。光学的に透明な伝導性材料の除去は、製造プロセスにおいて高い生産性をもたらす。
適切な条件のもとで利点を得ることができる本発明の他の実施例では、ガードライン１５８を除去することができる（図４−７、図９−１１、図１２−１４）。イメージャーのアクティブ領域が十分に小さく、さらにガードリングの格子構成１５６のシート抵抗が十分に小さいと、イメージセンサーアレーにあるすべての画素回路にアドレスするガードライン１５８をもつ必要がない。むしろ、グローバル接続が、アレーの周囲でガードリングの格子構成となる。ガードリング１５８の除去は、製造工程において高い生産性をもたらす。
利点を得ることができる本発明の他の実施例では、さらなる誘電性層が、誘電性層１２６と半導体層１２４との間に組み込まれる（図４、図６−７、図９、図１１−１２および図１４を参照）。底部電極１２０と連続した半導体層１２４との間の誘電性材料はいくつかの目的を達成しなければならない。この誘電性材料は、底部電極１２０と連続した上部電極１１８との間に形成される電場の下で破壊されないように、十分な厚さおよび構成上の完全性をもたなければならない。この誘電性材料は、下の基板１２を歪ませないように十分に内部ストレスのない状態でなければならない。この誘電性材料は、電子およびホールのトラップ状態（このトラップ状態はラグ問題、すなわちゴースト像をもたらすものである）を最小にする連続した半導体層１２４とインターフェースを形成しなければならない。いずれの連続した誘電性層１２６もこれらすべての条件を十分に満たすことはないかもしれない。
利点を得ることができる本発明の他の実施例では、ガードリング１５６は、MISフォトダイオード１１４の底部電極１２０を形成するために使用されたものとは異なる伝導性材料の一つ以上の層から形成される（図５−７、図１０−１１、および図１３−１４を参照）。このことは、たとえば、ガードリング１５６の一部の真下に位置するデータライン１４６の寄生容量を減少させるガードリングを形成するために行われる。このような容量がイメージ化工程（特に図４および図９の画素回路に対して）でノイズを生じさせることになる、データライン１４６の寄生容量を最小にすることが望ましい。データライン１４６の寄生容量を減少させるガードリング１５６が、たとえば、さらなる誘電性材料の層の付着、つぎにさらなる伝導性材料の層の付着により、そして底部電極１２０の真上に位置するガードリング１５６を形成するパターンを二つの層がもつことにより、底部電極１２０の形成に続いて形成される。ガードリング１５６をデータライン１４６から更に分離することは、データライン１４６の寄生容量を減少させる。
図１５に示されているように、本発明の他の実施例にしたがった画素回路７００が、図４に示されているように、バイアスライン１３０、パスゲートライン１３２、データライン１４６およびガードライン１５８に接続されたMISフォトダイオード１１４およびパスTFT１１６を含む。しかし、この実施例において、ガードリング１５６および底部電極１２０は上述した伝導性材料の層とはことなるパターンをもち、カードリング１５６は、そのガードリング１５６の一部が底部電極１２０の一部と重なるように、底部電極１２０の下に位置する。この構成では、底部電極１２０の上の半導体層１２４に、信号電荷のためのポテンシャル井戸が限定空間で最大となり、明確に定義される。この構成はまた、ガードリング１５６の中央の上の半導体層１２４の一部分と、底部電極１２０の縁の上の半導体層１２４の一部分との間に、望ましくないポテンシャルバリアーの形成の可能性を最小にする。このことは、最大の信号収集および１以下の充填比を確実にする。
それ故に、上述の説明から、他の実施例として、ガードリング１５６の少なくとも一部分が上部電極１１８と底部電極１２０との間に、または底部電極の下方に位置させ得ることが分かるであろう。カードリング１５６と底部電極１２０の一部分が互いに重なり合うように、カードリング１５６の少なくとの一部分が、適切に底部電極１２０の上または下に配置できる。言い換えるならば、これらの他の実施例の共通した特徴は、ガードリング１５６と底部電極１２０の近接した部分（たとえば、それぞれの周囲部分）の少なくとも一部が、互いに共通面にないことである。このような配置は前述のとおり、異なる層において、カードリング１５６および底部電極１２０を形成することにより、適切な部分が異なる面にあることを確実にすることにより、または、たとえ同じ層に形成されても、単に適切な部分が異なる面にあることを確実にすることにより達成される。
図１６、図１７に示されているように、図１５の画素回路７００にしたがって実装された画素回路を含む集積回路の一部８００の平面図が画素回路７００a、７００c、７００d、７００e、７００f、７００g、７００h、７００iに囲まれた画素回路７００bを図示し、線A-A’にそった断面が、MISフォトダイオードおよびTFT１１６の構成を図示する。いろいろな構成上の特徴は図１２−１４に関連して説明したもの（ただし、カードリング１５６および上部電極１１８が各画素を通過するバスラインに連結されていないことを除く）と実質的に同じである。これに代えて、ガードリング１５６および上部電極１１８は、画素アレーの周囲（図示せず）のところまたはその近くで金属ラインにより、ガードライン１５８およびバイスライン１３０にそれぞれ、全体的に接続される。このことは、全体の設計を単純化し、高い生産性を可能にする。
利点を得ることができる本発明の他の実施例では、p＋アモルファスシリコン層が、MISフォトダイオード１１４の上部電極１１８と接触するドープされたアモルファスシリコン層１２２のように使用される（図４、図４−９、図１１−１２、および図１４を参照）。この場合、全てのバイアスの極性は、上記の場合とは対照的に、信号キャリヤーは電子となる。
本発明の他の実施例では、他の材料もデバイス構成のどの部分にも使用することができる。たとえば、伝導特性、半伝導特性、絶縁特性をもつ有機電子材料が、前述した対応の特性をもつ無機電子材料に置き換えられる。有機電子材料を使用する実施例では、いろいろな材料の層の相対的な位置、信号キャリヤーの極性、動作電圧は変わる。このような変化は、ソースおよびドレーンの、下ではなく上に位置するゲート電極を、有機TFTが有することから必要となる。しかし、連続した層を使用し、ガードリングを採用し、下に画素回路が残るMISフォトダイオードの基本的な構成は、有機電子材料の使用でも基本的に実施される。
図および上記説明のとおり、本発明の特徴のいくつかは必須でなく、適切なものということは、当業者には分かるであろう。たとえば、誘電体材料１２６のような材料のいろいろな層が連続したものとして説明されてきた。このような連続性は、実質的な意味であり、すなわち、必須というものではなく、フォトダイオードの構成を通じて連続しているということであり、本目的を達成すること、関連した機能を得ることのために十分な程度という意味である。（たとえば、半導体製造のために使用するプロセスに完全なものはなく、連続した構成に不必要な空間を設計することもあることは理解されよう。）同様に、底部電極１２０の境界に関して、ガードリング１５６の近傍もまた、隣接する画素の間のクロストークを最小にすることに寄与する所望の電場を維持するという関連した機能を得るという目的に対して、実質的に、すなわち、絶対または完全にというのではなく十分なものということである。
本発明の思想及び態様から離れることなく、本発明の構成および動作方法に対するさまざまな修正及び変更が可能であることは当業者の知るところである。発明は特定の好適実施例との関係で説明されてきたが、本発明はこのような特定の実施例に限定されるものではない。本願発明の態様は、特許請求の範囲によって確定され、その態様の範囲内の構造及び方法並びにそれと均等なものがそれに包含される。

Claims (37)

  1. 集積された光電性デバイスを含む装置であって、
    基板と、
    前記基板の上に位置する金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードと、
    を含み、
    前記MISフォトダイオードは、
    第一および第二の電極と、
    一つ以上の誘電性層であって、各誘電性層の少なくとも一部分が前記第一と第二の電極の間に位置するところの誘電性層と、
    一つ以上の半導体であって、各半導体の少なくとも一部分が前記一つ以上の誘電性層の一つと前記第一および第二の電極のうちの一つとの間に位置するところの半導体と、
    第三の電極と、
    を有し、
    前記一つ以上の誘電性層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が誘電性材料の連続した層から成り、
    前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が半導体材料の連続した層から成り、
    前記第三の電極の少なくとも一部が、前記第一および第二の電極のうちの一つの周囲にそって共通面にないように位置する、
    ことを特徴とする装置。
  2. 前記第一および第二の電極のうちの一つであって、前記半導体の前記少なくとも一部分に近接して位置する電極が、連続した電極から成る、請求項１に記載の装置。
  3. さらに、前記MISフォトダイオードに連結された一つ以上の薄膜トランジスター（TFT）を含む、請求項１に記載の装置。
  4. 前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、前記少なくとも一つのTFTのチャネル領域の厚さよりも厚い厚さをもつ、請求項３に記載の装置。
  5. 前記少なくとも一部分の厚さが前記TFTのチャネル領域の厚さよりも厚い前記半導体が前記半導体材料の連続した層から成る、請求項４に記載の装置。
  6. 前記一つ以上のTFTのうちの少なくとも一つが前記MISフォトダイオードおよび前記基板との間に位置する、請求項３に記載の装置。
  7. 前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分がn−タイプのアモルファスシリコン（a-Si）を含む、請求項１に記載の装置。
  8. 集積された光電性デバイスを含む装置であって、
    基板と、
    前記基板上に位置する金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードと、
    を含み、
    前記MISフォトダイオードは、
    第一、第二および第三の伝導性層を含む複数の伝導性層であって、第一の伝導性層が伝導性材料の第一の膜から成り、第二の伝導性層が伝導性材料の第二の膜から成り、第三の伝導性層が伝導性材料の第三の膜から成るところの複数の伝導性層と、
    一つ以上の絶縁層であって、各絶縁層の少なくとも一部分が前記第一と第二の伝導性層の間に位置するところの絶縁層と、
    一つ以上の半導体層であって、各半導体層の少なくとも一部分が前記一つ以上の絶縁層の一つと、前記第一および第二の伝導性層のうちの一つとの間に位置するところの半導体層と
    を有し、
    前記一つ以上の絶縁層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、絶縁材料の連続した膜から成り、
    前記一つ以上の半導体層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、半導体材料の連続した膜から成り、
    前記第三の伝導性層の少なくとも一部が、前記第一および第二の伝導性層のうちの一つの周囲の一部にそって共通面にないように位置する、
    ことを特徴とする装置。
  9. 前記第一および第二の伝導性層のうちの一つであって、前記半導体層の前記少なくとも一部分に近接して位置する電極が、連続した伝導性層を含む、請求項８に記載の装置。
  10. さらに、前記MISフォトダイオードに連結された一つ以上の薄膜トランジスター（TFT）を含む、請求項８に記載の装置。
  11. 前記一つ以上の半導体層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、前記少なくとも一つのTFTのチャネル領域の厚さよりも厚い厚さをもつ、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記少なくとも一部の厚さが前記TFTのチャネル領域の厚さよりも厚い前記半導体層が前記半導体材料の連続した層から成る、請求項１１に記載の装置。
  13. 前記一つ以上のTFTのうちの少なくとも一つが前記MISフォトダイオードおよび前記基板との間に位置する、請求項１０に記載の装置。
  14. 前記一つ以上の半導体層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分がn−タイプのアモルファスシリコン（a-Si）を含む、請求項８に記載の装置。
  15. 集積された光電性アレーを含む装置であって、
    基板と、
    前記基板上に並んで位置する複数の金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードと、
    を含み、
    前記複数のMISフォトダイオードのそれぞれが、
    第一および第二の電極と、
    一つ以上の誘電体であって、各誘電体の少なくとも一部分が前記第一と第二の電極の間に位置するところの誘電体と、
    一つ以上の半導体であって、各半導体の少なくとも一部分が前記一つ以上の誘電体の一つと前記第一および第二の電極のうちの一つとの間に位置するところの半導体と、
    第三の電極と
    を有し、
    前記一つ以上の誘電体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、誘電性材料の連続した層から成り、
    前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、半導体材料の連続した層から成り、
    前記第三の電極の少なくとも一部が、前記第一および第二の電極のうちの一つの周囲部分にそって共通面にないように位置する、
    ことを特徴とする装置。
  16. 前記第一および第二の電極のうちの一つであって、前記半導体の前記少なくとも一部分に近接して位置する電極が、連続した電極から成る、請求項１５に記載の装置。
  17. さらに、前記複数のMISフォトダイオードに連結された複数の薄膜トランジスター（TFT）を含む、請求項１５に記載の装置。
  18. 前記複数の半導体のうちで少なくともの一つにおける前記少なくとも一部分が、前記複数のTFTのそれぞれにあるチャネル領域の厚さよりも厚い厚さをもつ、請求項１７に記載
    の装置。
  19. 前記少なくとも一部分の厚さが前記TFTのチャネル領域の厚さよりも厚い前記半導体が
    前記半導体材料の連続した層から成る、請求項１８に記載の装置。
  20. 前記複数のTFTのそれぞれが、前記複数のMISフォトダイオードのそれぞれと前記基板との間に位置する、請求項１７に記載の装置。
  21. 前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分がn−タ
    イプのアモルファスシリコン（a-Si）を含む、請求項１５に記載の装置。
  22. 集積された光電性デバイスを含む装置であって、
    基板と、
    前記基板上に位置する金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードと、
    を含み、
    前記MISフォトダイオードが、
    第一および第二の電極と、
    一つ以上の誘電体であって、各誘電体の少なくとも一部分が前記第一と第二の電極の間に位置するところの誘電体と、
    一つ以上の半導体であって、各半導体の少なくとも一部分が前記一つ以上の誘電体の一つと前記第一および第二の電極のうちの一つとの間に位置する半導体と、
    前記第一および第二の電極のうちの一つと隣接する第三の電極と、
    を有し、
    前記一つ以上の誘電体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が誘電体材料の連続した層から成り、
    前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一つ部分が半導体材料の連続した層から成り、
    前記第三の電極の少なくとも一部が、前記第一および第二の電極のうちの一つの周囲部分にそって共通面にないように位置する、
    ことを特徴とする装置。
  23. 集積された光電性デバイスを含む装置であって、
    基板と、
    前記基板上に位置する金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードと、
    を含み、
    前記MISフォトダイオードが、
    第一および第二の電極と、
    一つ以上の誘電体であって、各誘電体の少なくとも一部分が前記第一と第二の電極の間に位置するところの誘電体と、
    一つ以上の半導体であって、各半導体の少なくとも一部分が前記一つ以上の誘電体の一つと前記第一および第二の電極のうちの一つとの間に位置するところの半導体と、
    第三の電極と、
    を有し、
    前記第三の電極の少なくとも一部が、前記第一および第二の電極のうちの一つの周囲部分にそって共通面にないように位置する、
    ことを特徴とする装置。
  24. さらに、前記MISフォトダイオードに連結された一つ以上の薄膜トランジスター（TFT）を含む、請求項２３に記載の装置。
  25. 前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、前記少なくとも一つのTFTのチャネル領域の厚さよりも厚い厚さをもつ、請求項２４に記載の
    装置。
  26. 前記一つ以上のTFTのうちの少なくとも一つが前記MISフォトダイオードおよび前記基板との間に位置する、請求項２４に記載の装置。
  27. 前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分がn−タイプのアモルファスシリコン（a-Si）を含む、請求項２３に記載の装置。
  28. 集積されて光電性デバイスを含む装置であって、
    基板と、
    前記基板上に位置する金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードと、
    を含み、
    前記MISフォトダイオードが、
    第一、第二および第三の伝導性層を含む複数の伝導性層であって、第一の伝導性層が伝導性材料の第一の膜から成り、第二の伝導性層が伝導性材料の第二の膜から成り、第三の伝導性層が伝導性材料の第三の膜から成るところの複数の伝導性層と
    一つ以上の絶縁層であって、各絶縁層の少なくとも一部分が前記第一と第二の伝導性層の間に位置する絶縁層と、
    一つ以上の半導体層であって、各半導体層の少なくとも一部分が前記絶縁層と前記第一および第二の伝導性層のうちの一つとの間に位置する半導体層と、
    を有し、
    前記第三の伝導性層の少なくとも一部が、前記第一および第二の伝導性層のうちの一つの周囲の一部にそって共通面にないように位置する、
    ことを特徴とする装置。
  29. さらに、前記MISフォトダイオードに連結された一つ以上の薄膜トランジスター（TFT）を含む、請求項２８に記載の装置。
  30. 前記一つ以上の半導体層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分が、前記少なくとも一つのTFTのチャネル領域の厚さよりも厚い厚さをもつ、請求項２９に記載の装置。
  31. 前記一つ以上のTFTのうちの少なくとも一つが前記MISフォトダイオードおよび前記基板との間に位置する、請求項２９に記載の装置。
  32. 前記一つ以上の半導体層のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分がn−タイプのアモルファスシリコン（a-Si）を含む、請求項２８に記載の装置。
  33. 集積された光電性アレーを含む装置であって、
    基板と、
    前記基板上に並んで位置する複数の金属・絶縁体半導体（MIS）フォトダイオードと、
    を含み、
    前記複数のMISフォトダイオードのそれぞれが、
    第一および第二の電極と、
    一つ以上の誘電体であって、各誘電体の少なくとも一部分が前記第一と第二の電極の間に位置するところの誘電体と、
    一つ以上の半導体であって、各半導体の少なくとも一部分が前記一つ以上の誘電体の一つと前記第一および第二の電極のうちの一つとの間に位置するところの半導体と、
    第三の電極と、
    を含み、
    前記第三の電極の少なくとも一部が、前記第一および第二の電極の周囲部分にそって共通面にないように位置する、
    ことを特徴とする装置。
  34. さらに、前記複数のMISフォトダイオードに連結された複数の薄膜トランジスター（TFT）を含む、請求項３３に記載の装置。
  35. 前記複数の半導体のうちで少なくともの一つにおける前記少なくとも一部分が、前記複数のTFTのそれぞれにあるチャネル領域の厚さよりも厚い厚さをもつ、請求項３４に記載の装置。
  36. 前記複数のTFTのそれぞれが、前記複数のMISフォトダイオードのそれぞれと前記基板との間に位置する、請求項３４に記載の装置。
  37. 前記一つ以上の半導体のうちで少なくとも一つにおける前記少なくとも一部分がn−タイプのアモルファスシリコン（a-Si）を含む、請求項３３に記載の装置。
JP2009553660A 2007-03-16 2008-01-29 連続した膜を使用する集積されたｍｉｓ光電性デバイス Expired - Fee Related JP5441721B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/687,495 2007-03-16
US11/687,495 US8067813B2 (en) 2004-07-01 2007-03-16 Integrated MIS photosensitive device using continuous films
PCT/US2008/052260 WO2008115619A1 (en) 2007-03-16 2008-01-29 Integrated mis photosensitive device using continuous films

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010521816A JP2010521816A (ja) 2010-06-24
JP5441721B2 true JP5441721B2 (ja) 2014-03-12

Family

ID=39767164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009553660A Expired - Fee Related JP5441721B2 (ja) 2007-03-16 2008-01-29 連続した膜を使用する集積されたｍｉｓ光電性デバイス

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8067813B2 (ja)
EP (1) EP2126981A4 (ja)
JP (1) JP5441721B2 (ja)
KR (1) KR20100015640A (ja)
WO (1) WO2008115619A1 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009231643A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Casio Comput Co Ltd 光感知素子及びフォトセンサ並びに表示装置
JP4743269B2 (ja) * 2008-04-23 2011-08-10 エプソンイメージングデバイス株式会社 固体撮像装置
US7902512B1 (en) * 2009-12-04 2011-03-08 Carestream Health, Inc. Coplanar high fill factor pixel architecture
US8736733B2 (en) 2010-03-19 2014-05-27 Invisage Technologies, Inc. Dark current reduction in image sensors via dynamic electrical biasing
JP2012114166A (ja) * 2010-11-22 2012-06-14 Canon Inc 検出装置及び放射線検出システム
KR101736321B1 (ko) * 2010-12-22 2017-05-17 삼성디스플레이 주식회사 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 엑스레이 검출기
JP6153224B2 (ja) * 2013-09-20 2017-06-28 国立研究開発法人物質・材料研究機構 表面の平坦性および結晶構造の完全性に優れたＧａＳｂ／ＩｎＡｓ／Ｓｉ（１１１）構造とその形成方法、並びにその構造を用いたＭＯＳデバイスおよび赤外線検出デバイス
JP2016021445A (ja) * 2014-07-11 2016-02-04 キヤノン株式会社 光電変換装置、および、撮像システム
US10104322B2 (en) 2014-07-31 2018-10-16 Invisage Technologies, Inc. Image sensors with noise reduction
US10141354B2 (en) 2014-10-23 2018-11-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device and image acquisition device
JP6562250B2 (ja) * 2015-06-08 2019-08-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置および撮像モジュール
KR20170037202A (ko) * 2015-09-25 2017-04-04 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 소자
JP6808316B2 (ja) * 2015-12-04 2021-01-06 キヤノン株式会社 撮像装置、および、撮像システム
JP7020770B2 (ja) * 2015-12-04 2022-02-16 キヤノン株式会社 撮像装置、および、撮像システム
JP6808317B2 (ja) * 2015-12-04 2021-01-06 キヤノン株式会社 撮像装置、および、撮像システム
JP6702711B2 (ja) * 2015-12-17 2020-06-03 キヤノン株式会社 光電変換装置、および、撮像システム
CN106847958B (zh) * 2016-12-07 2018-09-11 同方威视技术股份有限公司 光电二极管器件及光电二极管探测器
JP6929643B2 (ja) 2016-12-27 2021-09-01 キヤノン株式会社 撮像装置および撮像システム
US10425601B1 (en) 2017-05-05 2019-09-24 Invisage Technologies, Inc. Three-transistor active reset pixel
CN109037250B (zh) * 2017-06-12 2021-11-05 上海耕岩智能科技有限公司 一种影像侦测显示装置、器件及其制备方法
KR102552845B1 (ko) * 2017-12-19 2023-07-06 엘지디스플레이 주식회사 엑스레이 영상감지소자
JP7268986B2 (ja) * 2018-10-05 2023-05-08 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 整流性を有する素子と薄膜トランジスタとを含む装置
US11196947B2 (en) * 2019-09-17 2021-12-07 New Imaging Technologies Optical sensor

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1186785A (en) 1982-09-07 1985-05-07 Her Majesty The Queen, In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Electret semiconductor solar cell
JPH0513748A (ja) * 1991-07-03 1993-01-22 Canon Inc 固体撮像素子
JP3066944B2 (ja) 1993-12-27 2000-07-17 キヤノン株式会社 光電変換装置、その駆動方法及びそれを有するシステム
US5610403A (en) * 1995-09-05 1997-03-11 General Electric Company Solid state radiation imager with gate electrode plane shield wires
US6271880B1 (en) 1996-02-26 2001-08-07 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus having a photoelectric conversion element and a transistor, in which the duration of the on time of the transistor is based on a detected temperature of the conversion element or transistor
JP3581502B2 (ja) 1996-11-07 2004-10-27 キヤノン株式会社 光検出装置の製造方法
US6034373A (en) * 1997-12-11 2000-03-07 Imrad Imaging Systems Ltd. Semiconductor radiation detector with reduced surface effects
JP3976915B2 (ja) * 1998-02-09 2007-09-19 シャープ株式会社 二次元画像検出器およびその製造方法
JP2000046646A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Canon Inc 光電変換装置及びその駆動方法及びｘ線撮像装置
JP3597392B2 (ja) * 1998-08-07 2004-12-08 シャープ株式会社 二次元画像検出器
TW474034B (en) * 2000-11-07 2002-01-21 United Epitaxy Co Ltd LED and the manufacturing method thereof
JP3823737B2 (ja) * 2001-02-06 2006-09-20 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板の処理設備及び鋼板の製造方法
US6816355B2 (en) 2001-09-13 2004-11-09 Seiko Epson Corporation Capacitor, semiconductor device, electro-optic device, method of manufacturing capacitor, method of manufacturing semiconductor device, and electronic apparatus
US6710370B2 (en) 2002-01-07 2004-03-23 Xerox Corporation Image sensor with performance enhancing structures
US7214945B2 (en) 2002-06-11 2007-05-08 Canon Kabushiki Kaisha Radiation detecting apparatus, manufacturing method therefor, and radiation image pickup system
US7006598B2 (en) * 2002-08-09 2006-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method and apparatus with exposure control
US7148487B2 (en) 2002-08-27 2006-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus and method using radiation
DE102004029351B4 (de) * 2004-06-17 2008-09-25 Reinz-Dichtungs-Gmbh Metallische Zylinderkopfdichtung für einen Verbrennungsmotor mit Laufbuchse
US7208810B2 (en) 2004-07-01 2007-04-24 Varian Medical Technologies, Inc. Integrated MIS photosensitive device using continuous films

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100015640A (ko) 2010-02-12
EP2126981A1 (en) 2009-12-02
US8067813B2 (en) 2011-11-29
EP2126981A4 (en) 2015-01-21
WO2008115619A1 (en) 2008-09-25
US20070164333A1 (en) 2007-07-19
JP2010521816A (ja) 2010-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5441721B2 (ja) 連続した膜を使用する集積されたｍｉｓ光電性デバイス
JP5366400B2 (ja) 連続した膜を使用する集積されたｍｉｓ光電性デバイス
US7902512B1 (en) Coplanar high fill factor pixel architecture
KR101977422B1 (ko) 고 전하 용량 픽셀, 픽셀 아키텍처, 광전 변환 장치, 방사선 촬상 시스템 및 그 방법
JP3916823B2 (ja) アクティブマトリクス基板およびその製造方法、並びにフラットパネル型イメージセンサ
KR101318052B1 (ko) 엑스레이 검출용 포토다이오드 및 이의 제조방법
US7671385B2 (en) Image sensor and fabrication method thereof
US11404469B2 (en) Flat panel detector and manufacturing method thereof
US7804071B2 (en) Image detection device
US6777685B2 (en) Imaging array and methods for fabricating same
JP2008112907A (ja) イメージセンサー及びその製作方法
US11209557B2 (en) Array substrate for digital X-ray detector, digital X-ray detector including the same, and method for manufacturing the same
JP2016072271A (ja) 撮像装置
US8900909B2 (en) Manufacture method of sensor
CN111508987A (zh) 一种传感器及其制作方法以及光电转换装置
JP2002111008A (ja) 薄膜トランジスタアレー
TW201308583A (zh) 畫素陣列基板及檢測模組
JP2009272452A (ja) 固体撮像装置
US11335706B2 (en) Thin film transistor array substrate for high-resolution digital X-ray detector and high-resolution digital X-ray detector including the same
TW202332027A (zh) 光感測裝置以及製造光感測裝置的方法
JPH0462872A (ja) 固体撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120928

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121001

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20121221

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130104

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130301

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131120

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131211

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5441721

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees