JPH01187858A - ショットキ障壁型赤外線イメージセンサ - Google Patents
ショットキ障壁型赤外線イメージセンサInfo
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- JPH01187858A JPH01187858A JP63011961A JP1196188A JPH01187858A JP H01187858 A JPH01187858 A JP H01187858A JP 63011961 A JP63011961 A JP 63011961A JP 1196188 A JP1196188 A JP 1196188A JP H01187858 A JPH01187858 A JP H01187858A
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- schottky barrier
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- infrared ray
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、赤外の像の情報全時系列の電気信号に変換す
る赤外線イメージセンサに関し、特にショットキ障壁型
赤外線イメージセンサに関する。
る赤外線イメージセンサに関し、特にショットキ障壁型
赤外線イメージセンサに関する。
従来、ショットキ障壁製赤外線イメージセンサには表面
照射型と裏面照射型とがある。両者を比較すると後者の
方がショットキ電極における入射光の反射を少なくでき
るので、感度が高くなっている。さらに、裏面照射型の
場合には高感度のため、通常、光学的共鳴機構が設けら
れている。この機ｍｔ有すると、ある特定の波長帯の赤
外線に対してショットキ電極で吸収さｎずに透過したも
のを有効利用できる。光学的共鳴機構は第２図（ａ）に
示すように、シリコン（Ｓｉ）基板１５／ショットキ電
極１６／誘電体膜８／金属反射膜１７の多層構造から成
立っている。
照射型と裏面照射型とがある。両者を比較すると後者の
方がショットキ電極における入射光の反射を少なくでき
るので、感度が高くなっている。さらに、裏面照射型の
場合には高感度のため、通常、光学的共鳴機構が設けら
れている。この機ｍｔ有すると、ある特定の波長帯の赤
外線に対してショットキ電極で吸収さｎずに透過したも
のを有効利用できる。光学的共鳴機構は第２図（ａ）に
示すように、シリコン（Ｓｉ）基板１５／ショットキ電
極１６／誘電体膜８／金属反射膜１７の多層構造から成
立っている。
前述の光学的共鳴Ｐ！構は第２図（ｒｌ）に示すように
、金属反射膜１７．ショットキ電極１６問およびショッ
トキｉ！極１６の表面、裏面間における赤外線ｌ４の多
重反射によって生じる干渉現象を利用するものである。
、金属反射膜１７．ショットキ電極１６問およびショッ
トキｉ！極１６の表面、裏面間における赤外線ｌ４の多
重反射によって生じる干渉現象を利用するものである。
この干渉現象によって光学的共鳴機構内に赤外線１４の
定在波が立ち、ショットキ電極１６に入射する赤外線強
度は、ショットキ電極１６の位置に定在波のゝゝ腹〃の
部分が当たる波長で大きく、１節“の部分か当たる波長
で小さくなる。従って、光学的共鳴機構を有するショッ
トキ障壁型赤外線センサのショットキ電極における赤外
線の吸収率は波長依存性を示す。
定在波が立ち、ショットキ電極１６に入射する赤外線強
度は、ショットキ電極１６の位置に定在波のゝゝ腹〃の
部分が当たる波長で大きく、１節“の部分か当たる波長
で小さくなる。従って、光学的共鳴機構を有するショッ
トキ障壁型赤外線センサのショットキ電極における赤外
線の吸収率は波長依存性を示す。
この様子は文献から引用した第２図（ｂ）からも明らか
である（ Ｗ、 Ｆ、 Ｋｏｓｏｎｏｃｋｙ 、 Ｉｉ
”、 Ｖ、 ８ｈａｌ ｌ −ｃｒｏｓｓ 、 Ｔ、
Ｓ 、Ｖｉｌｌａｎｉ −ａｎｄ Ｊ 、Ｖ、 Ｕｒｏ
ｐｐｅ 。
である（ Ｗ、 Ｆ、 Ｋｏｓｏｎｏｃｋｙ 、 Ｉｉ
”、 Ｖ、 ８ｈａｌ ｌ −ｃｒｏｓｓ 、 Ｔ、
Ｓ 、Ｖｉｌｌａｎｉ −ａｎｄ Ｊ 、Ｖ、 Ｕｒｏ
ｐｐｅ 。
ゝゝ１６０ｘ２４４ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｐｔ５ｉ ５ｃ
ｈｏｔｔｋｙ −Ｂａｒｒｉｅｒ ＩＲ−ＣＣＤ Ｉｍ
ａｇｅ ５ｅｎｓｏｒ 、 ’ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａ
ｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｐｖｉｃｅ
ｓ 。
ｈｏｔｔｋｙ −Ｂａｒｒｉｅｒ ＩＲ−ＣＣＤ Ｉｍ
ａｇｅ ５ｅｎｓｏｒ 、 ’ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａ
ｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｐｖｉｃｅ
ｓ 。
ｖｏｌ、 ＥＤ−３２、ｎｏ、 ８ 、 ｐｐ、 １５
６４−１５７３ 。
６４−１５７３ 。
１９８５、）。この図はシミュレーションにより求めら
れたショットキ電極における赤外線吸収率の誘電体膜厚
依存性を表しており、“ＷＩＴＨＡＬ−ＭＩＲＲＯＲ“
が光学的共鳴機構を有する場合、”ＷＩＴＨＯＵＴ
ＡＬ−ＭＩＲＲＯＲ” が有していない場合である。入
射赤外線の波長が４μｍ１白金モノシリサイド（ＰｔＳ
ｉ）から成るショットキ電極の厚さか、最適値と云われ
る２０Ａの場合を扱っている。誘電体Ｎｏ、ｌはシリコ
ンモノオキサイド（Ｓｉｎ） 、誘電体ＮＯ，２はシリ
コンダイオキサイド（ＳｉＯｚ）である。誘電体の種類
によって誘電体膜厚依存性が異なるのは屈折率の違いに
起因している。誘電体の膜厚によっては光学的共鳴機構
を設けたために、かえって赤外線吸収率を低下させてし
まう場合があることがわかる。
れたショットキ電極における赤外線吸収率の誘電体膜厚
依存性を表しており、“ＷＩＴＨＡＬ−ＭＩＲＲＯＲ“
が光学的共鳴機構を有する場合、”ＷＩＴＨＯＵＴ
ＡＬ−ＭＩＲＲＯＲ” が有していない場合である。入
射赤外線の波長が４μｍ１白金モノシリサイド（ＰｔＳ
ｉ）から成るショットキ電極の厚さか、最適値と云われ
る２０Ａの場合を扱っている。誘電体Ｎｏ、ｌはシリコ
ンモノオキサイド（Ｓｉｎ） 、誘電体ＮＯ，２はシリ
コンダイオキサイド（ＳｉＯｚ）である。誘電体の種類
によって誘電体膜厚依存性が異なるのは屈折率の違いに
起因している。誘電体の膜厚によっては光学的共鳴機構
を設けたために、かえって赤外線吸収率を低下させてし
まう場合があることがわかる。
通常、ショットキ障壁型赤外線センサにおけるショット
キ電極の厚さは赤外線の波長に比べると、無視し得る程
薄いので、ショットキ電極が単独の場合には赤外線に対
する光学的特性に波長依存性はほとんど無い。従って、
光学的共鳴機構を有する場合の赤外線吸収率の波長依存
性は誘電体の膜厚にほぼ支配さｎる。第２図（ｂ）にお
いて、誘電体Ｎｏ、１の場合に、波長４μｍのとき６０
００＾程度の膜厚で吸収率がピークを示すということは
、波長の１／６７程度の膜厚で吸収率がピークとなると
いうことであり、波長４μｍのとき９５００Ａ程度の膜
厚で吸収率がデイツプを示すということは、波長の１／
４２程度の膜厚で吸収率がデイ、ブとなるということで
ある。換言すると、誘電体Ｎｏ、１の膜厚の約６７倍の
波長で吸収率がピークを示し、膜厚の約４．２倍の波長
で吸収率がデイツプを示すということである。
キ電極の厚さは赤外線の波長に比べると、無視し得る程
薄いので、ショットキ電極が単独の場合には赤外線に対
する光学的特性に波長依存性はほとんど無い。従って、
光学的共鳴機構を有する場合の赤外線吸収率の波長依存
性は誘電体の膜厚にほぼ支配さｎる。第２図（ｂ）にお
いて、誘電体Ｎｏ、１の場合に、波長４μｍのとき６０
００＾程度の膜厚で吸収率がピークを示すということは
、波長の１／６７程度の膜厚で吸収率がピークとなると
いうことであり、波長４μｍのとき９５００Ａ程度の膜
厚で吸収率がデイツプを示すということは、波長の１／
４２程度の膜厚で吸収率がデイ、ブとなるということで
ある。換言すると、誘電体Ｎｏ、１の膜厚の約６７倍の
波長で吸収率がピークを示し、膜厚の約４．２倍の波長
で吸収率がデイツプを示すということである。
例えば、波長４μｍ付近の赤外線の吸収率を高めるため
に、６０００Ａ程度の厚さの誘電体Ｎｏ、１を用いた光
学的共鳴機構を設けると、波長２〜３μｍの中間付近の
赤外線の吸収率を低下させてしまう。
に、６０００Ａ程度の厚さの誘電体Ｎｏ、１を用いた光
学的共鳴機構を設けると、波長２〜３μｍの中間付近の
赤外線の吸収率を低下させてしまう。
逆に１波長２μｍ付近の赤外線の吸収率を高めるために
、３０００Ａ程度の厚さの誘電体Ｎｏ、ｌを用いた光学
的共鳴機構を設けた場合でも、波長４μｍ付近の赤外線
の吸収率はそｎｆ設けない場合より向上している。しか
し、今度は波長１〜１．５μｍの中間付近の赤外線の吸
収率を低下させてしまう。
、３０００Ａ程度の厚さの誘電体Ｎｏ、ｌを用いた光学
的共鳴機構を設けた場合でも、波長４μｍ付近の赤外線
の吸収率はそｎｆ設けない場合より向上している。しか
し、今度は波長１〜１．５μｍの中間付近の赤外線の吸
収率を低下させてしまう。
以上述べたように、従来の裏面照射型のショットキ障壁
型赤外線イメージセンサに用いられてきた光学的共鳴機
構には、ごく限らｎた波長帯の感度を向上できる効果が
あるだけで、特に該波長帯よジ短波長側に、光学的共鳴
機構を設けない場合より感度を低下させてしまう波長帯
を有するという欠点がある。そのため、広い波長帯に感
度が必要な場合には光学的共鳴機構全利用できないとい
う問題があった。
型赤外線イメージセンサに用いられてきた光学的共鳴機
構には、ごく限らｎた波長帯の感度を向上できる効果が
あるだけで、特に該波長帯よジ短波長側に、光学的共鳴
機構を設けない場合より感度を低下させてしまう波長帯
を有するという欠点がある。そのため、広い波長帯に感
度が必要な場合には光学的共鳴機構全利用できないとい
う問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
前述した従来のショットキ障壁型赤外線イメージセンサ
が持つ問題点を解決するために本発明が提供スるショッ
トキ障壁型赤外線イメージセンサは、ショットキ障壁型
赤外線センサアレイの各センサが裏面照射型で、かつ、
Ｓｉ基板／ショットキ電極／誘電体膜／金属メツシュフ
ィルタの積層構造から成る光学的共鳴機構を有している
。
が持つ問題点を解決するために本発明が提供スるショッ
トキ障壁型赤外線イメージセンサは、ショットキ障壁型
赤外線センサアレイの各センサが裏面照射型で、かつ、
Ｓｉ基板／ショットキ電極／誘電体膜／金属メツシュフ
ィルタの積層構造から成る光学的共鳴機構を有している
。
金属メツシュフィルタの一例として、文献から引用した
ものを第３図に示す（Ｋ、 ８ａｋａｉ 、 Ｔ、 Ｆ
ｕ−ｋｕｉ 、 Ｙ＋Ｔｓｕｎａｗａｋｉ ａｎｄ Ｈ
＋Ｙｏｓｈｉｎａｇａ 。
ものを第３図に示す（Ｋ、 ８ａｋａｉ 、 Ｔ、 Ｆ
ｕ−ｋｕｉ 、 Ｙ＋Ｔｓｕｎａｗａｋｉ ａｎｄ Ｈ
＋Ｙｏｓｈｉｎａｇａ 。
ゝゝＭｅｔａｌｌｉｃ Ｍｅｓｈ Ｂａｎｄｐａｓｓ
Ｆｉｌｔｅｒｓ ａｎｄＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅＦ
ａｒ Ｉｎｆｒａｒｅｄ、” Ｊａｐ、Ｊ、Ａｐｐｌ
、Ｐｈｙｓ、ｖｏｌ。
Ｆｉｌｔｅｒｓ ａｎｄＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅＦ
ａｒ Ｉｎｆｒａｒｅｄ、” Ｊａｐ、Ｊ、Ａｐｐｌ
、Ｐｈｙｓ、ｖｏｌ。
８、ｎｏ、８．Ｉ）ｐ、１０４６−１０５５．１９６９
）ａ材質はニッケルである。第３図の（ａ）は構造、
（ｂ）は反射率特性、（Ｃ）は透過率特性である。第３
図（ａ）かられかるように、この金属メツシュフィルタ
は一枚の金属シートからくりぬいたような構造をしてい
る。
）ａ材質はニッケルである。第３図の（ａ）は構造、
（ｂ）は反射率特性、（Ｃ）は透過率特性である。第３
図（ａ）かられかるように、この金属メツシュフィルタ
は一枚の金属シートからくりぬいたような構造をしてい
る。
反射率特性および透過率特性は格子定数ｇ ２０で線幅
ａ １９を規格化したａ／ｇ’ｔパラメータとし、格子
定数ｇ ２０で波長λを規格化したλ／ｇｅ横軸として
いる。第３図（ｂ）によると、金属メツシュフィルタの
反射率は、ａ／ｇ＝０．２５の場合にλ／ｇ＝３付近か
ら、ａ ／ ｇ ＝ ０．３の場合にλ／ｇ＝２付近か
ら、ａ ／ ｇ ＝ ０．４の場合にλ／ｇ＝１．８付
近から、そｉｌ、それ短波長側で低下し、どの場合にも
λ／ｇ＝１〜１．２程度で極めて低くなっている。第３
図（Ｃ）によると、λ／ｇ＝１〜１．２程度で反射率が
低いのは、透過率が１００係近いレベルにまで増加する
ためである。１７ｇく１ の短波長に対しては回折され
る成分が多くなるため、反射率は多少上がるものの数１
０％どまりとなシ、透過率も数１０チ程度に低下する。
ａ １９を規格化したａ／ｇ’ｔパラメータとし、格子
定数ｇ ２０で波長λを規格化したλ／ｇｅ横軸として
いる。第３図（ｂ）によると、金属メツシュフィルタの
反射率は、ａ／ｇ＝０．２５の場合にλ／ｇ＝３付近か
ら、ａ ／ ｇ ＝ ０．３の場合にλ／ｇ＝２付近か
ら、ａ ／ ｇ ＝ ０．４の場合にλ／ｇ＝１．８付
近から、そｉｌ、それ短波長側で低下し、どの場合にも
λ／ｇ＝１〜１．２程度で極めて低くなっている。第３
図（Ｃ）によると、λ／ｇ＝１〜１．２程度で反射率が
低いのは、透過率が１００係近いレベルにまで増加する
ためである。１７ｇく１ の短波長に対しては回折され
る成分が多くなるため、反射率は多少上がるものの数１
０％どまりとなシ、透過率も数１０チ程度に低下する。
以上のような光学的特性を金属メツシュフィルタが有し
ているので、本発明のショットキ障壁型赤外線イメージ
センサが有する光学的共鳴機構は、金属メツシュフィル
タの構造パラメータａ／ｇが、ａ／ｇ＝０．２５の場合
にλ／ｇ＝３付近から、ａ／ｇ＝０．３の場合にλ／ｇ
＝２付近から、ａ／ｇ＝ｏ、４の場合にλ／ｇ＝１．８
付近から、それぞれ長波長側で従来の場合における光学
的共鳴機構と同様に作用し、λ／ｇ＝１〜１．２程度の
波長では光学的共鳴機構を有していない場合とほぼ同様
に作用する。
ているので、本発明のショットキ障壁型赤外線イメージ
センサが有する光学的共鳴機構は、金属メツシュフィル
タの構造パラメータａ／ｇが、ａ／ｇ＝０．２５の場合
にλ／ｇ＝３付近から、ａ／ｇ＝０．３の場合にλ／ｇ
＝２付近から、ａ／ｇ＝ｏ、４の場合にλ／ｇ＝１．８
付近から、それぞれ長波長側で従来の場合における光学
的共鳴機構と同様に作用し、λ／ｇ＝１〜１．２程度の
波長では光学的共鳴機構を有していない場合とほぼ同様
に作用する。
そして、その他の波長では干渉効果が中間的なものにな
る。従って、従来の構造の場合にショットキ電極の位置
に定在波の９腹“の部分が当たっていた波長帯において
反射率が高く、その波長よシ短波長側で、かつ、従来の
構造の場合にショットキ電極の位置に定在波の２節“の
部分が当たっていた波長帯において透過率あるいは回折
の割合いが高くなるように金属メツシュフィルタを設計
しておくことによって、前者の波長帯において高感度化
でき、しか庵後者の波長帯においても光学的共鳴様機ヲ
有していない場合と同程度の感度を確保できる。
る。従って、従来の構造の場合にショットキ電極の位置
に定在波の９腹“の部分が当たっていた波長帯において
反射率が高く、その波長よシ短波長側で、かつ、従来の
構造の場合にショットキ電極の位置に定在波の２節“の
部分が当たっていた波長帯において透過率あるいは回折
の割合いが高くなるように金属メツシュフィルタを設計
しておくことによって、前者の波長帯において高感度化
でき、しか庵後者の波長帯においても光学的共鳴様機ヲ
有していない場合と同程度の感度を確保できる。
次に本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は、本発明の一実施例のショットキ障壁型赤外線
イメージセンサにおける単位画素の縦断面構造である。
イメージセンサにおける単位画素の縦断面構造である。
本実施例の電子走査回路はＣＯＤから成りたっている。
電子走査回路としては、他に、ＭＯ８スイ、チの組合わ
せから成るものもあり、それを用いて本発明のショット
キ障壁型赤外線イメージセンサを構成することも可能で
ある。
せから成るものもあり、それを用いて本発明のショット
キ障壁型赤外線イメージセンサを構成することも可能で
ある。
また、ここで述べる単位画素は一次元、二次元イメージ
センサに共通である。
センサに共通である。
本実施例の構造について述べる。本実施例はｐ型Ｓ！基
板１上に構成されている。ｐ型８ｉ基板１表面上にＰｔ
Ｓｉから成るショットキ電極２が設けられている。該シ
ョットキ電極２のエツジ部分には、電界集中を緩和し、
ブレークダウン電圧の低下と暗電流の増加を防ぐ目的で
、ｎ型ガードリング３が形成されている。該ショットキ
電極２のエツジ部分の一部に、該ショットキ電極２とオ
ーミック接触するｎ型高濃度不純物添加層４が設けられ
ており、これと対向させてｎ型層５か形成されている。
板１上に構成されている。ｐ型８ｉ基板１表面上にＰｔ
Ｓｉから成るショットキ電極２が設けられている。該シ
ョットキ電極２のエツジ部分には、電界集中を緩和し、
ブレークダウン電圧の低下と暗電流の増加を防ぐ目的で
、ｎ型ガードリング３が形成されている。該ショットキ
電極２のエツジ部分の一部に、該ショットキ電極２とオ
ーミック接触するｎ型高濃度不純物添加層４が設けられ
ており、これと対向させてｎ型層５か形成されている。
ショットキ電極２の周囲のＳｉ基板上は熱酸化膜（Ｓｉ
０２ ）６で覆われている。該熱酸化膜６を挾んでｎ型
高濃度不純物添加層４のエツジ部分からｎ型層５に至る
部分と対向する位置にボＩＪ８ｉ電極７が形成さｎてお
ジ、該ポリｓｉ＠極７も熱酸化膜で覆われている。ここ
まで形成さ詐た素子の表面は化学的気相成長法（ＣＶＤ
法）による８ｉＵ、８ｉ’０２等から成る誘電体膜８で
榎われている。その表面上のショットキ電極２と対向す
る位置に金属メツシーフィルタ９が設けられている。ｐ
型８ｉ基板ｌの裏面には反射防止膜ＩＯが施されている
。
０２ ）６で覆われている。該熱酸化膜６を挾んでｎ型
高濃度不純物添加層４のエツジ部分からｎ型層５に至る
部分と対向する位置にボＩＪ８ｉ電極７が形成さｎてお
ジ、該ポリｓｉ＠極７も熱酸化膜で覆われている。ここ
まで形成さ詐た素子の表面は化学的気相成長法（ＣＶＤ
法）による８ｉＵ、８ｉ’０２等から成る誘電体膜８で
榎われている。その表面上のショットキ電極２と対向す
る位置に金属メツシーフィルタ９が設けられている。ｐ
型８ｉ基板ｌの裏面には反射防止膜ＩＯが施されている
。
単位画素は、反射防止膜１０（部分）、ｐ型８ｉ基板ｌ
（部分）、ショットキ電極２．ｎ型ガードリンク３．ｎ
型高濃度不純物添加層４（部分）。
（部分）、ショットキ電極２．ｎ型ガードリンク３．ｎ
型高濃度不純物添加層４（部分）。
誘電体膜８（部分）、金属メツシュフィルタ９から構成
される受光部１１と、ｐ型Ｓｉ基板１（部分）、ｎ型高
濃度不純物添加層４（部分Ｌｎ型層５（部分）、熱酸化
膜６（部分）、ポリＳｉ１！極７（部分）から構成され
る表面チャネル型のトランスファケート部１２と、ｎ型
層５（部分）。
される受光部１１と、ｐ型Ｓｉ基板１（部分）、ｎ型高
濃度不純物添加層４（部分Ｌｎ型層５（部分）、熱酸化
膜６（部分）、ポリＳｉ１！極７（部分）から構成され
る表面チャネル型のトランスファケート部１２と、ｎ型
層５（部分）。
熱酸化膜６（部分）、ボ１Ｊ８ｉ電極７（部分）から構
成されるバルクチャネル型のＣＯＤレジスタ部１３とか
ら成立っている。基板の裏面から入射した赤外＆１４は
ショットキ電極２内で光電変換される。これによって、
発生した信号電荷はトランスファゲート１２を介してＣ
ＣＤレジ７２部１３に転送され、さらに他の画素のＣＣ
Ｄレジスタ間を転送されて時系列信号として外部に読み
出される。
成されるバルクチャネル型のＣＯＤレジスタ部１３とか
ら成立っている。基板の裏面から入射した赤外＆１４は
ショットキ電極２内で光電変換される。これによって、
発生した信号電荷はトランスファゲート１２を介してＣ
ＣＤレジ７２部１３に転送され、さらに他の画素のＣＣ
Ｄレジスタ間を転送されて時系列信号として外部に読み
出される。
ここで、本実施例における光学的共鳴機構について述べ
る。本実施例の光学的共鳴機構は、ｐ型Ｓｉ基板ｌ／シ
ョットキ電極（ＰｔＳｉ）２／誘電体膜８／金属メツシ
ュフィルタ９から構成されている。ＰｔＳｉの膜厚が２
ＯＡの場合金側にする。
る。本実施例の光学的共鳴機構は、ｐ型Ｓｉ基板ｌ／シ
ョットキ電極（ＰｔＳｉ）２／誘電体膜８／金属メツシ
ュフィルタ９から構成されている。ＰｔＳｉの膜厚が２
ＯＡの場合金側にする。
このとき、誘電体膜８の厚さはＳｉＯの場合にとする。
これで、誘電体＠８の表面側からの反射率が高い場合に
、ＰｔＳｉにおける赤外線の吸収は波長４μｍ付近で大
きく、波長２〜３μｍの中間付近で小さくなるのは、前
述の通りである。ここで、金属メツシュフィルタ９の線
幅ａ’ｔ ｏ、 ｓμｍ１格子定数ｇを２μｍにする。
、ＰｔＳｉにおける赤外線の吸収は波長４μｍ付近で大
きく、波長２〜３μｍの中間付近で小さくなるのは、前
述の通りである。ここで、金属メツシュフィルタ９の線
幅ａ’ｔ ｏ、 ｓμｍ１格子定数ｇを２μｍにする。
従って、パラメータａ／ｇは０．４である。アルミニウ
ムなどの金属膜では１μｍ以上の膜厚があれば、上述の
波長帯の赤外線に対する反射率が充分高くなるので、金
楓メ、シーフィルタ９の厚さも１μｍ以上；ｈｎはよい
。
ムなどの金属膜では１μｍ以上の膜厚があれば、上述の
波長帯の赤外線に対する反射率が充分高くなるので、金
楓メ、シーフィルタ９の厚さも１μｍ以上；ｈｎはよい
。
さて、このように構成された光学的共鳴機構においては
、波長４μｍの赤外線に対して金属メツシュフィルタ９
の２７ｇが２となり、第３図（ｂ）の反射率特性によれ
ば、充分高い反射率を示すので。
、波長４μｍの赤外線に対して金属メツシュフィルタ９
の２７ｇが２となり、第３図（ｂ）の反射率特性によれ
ば、充分高い反射率を示すので。
第２図（ｂ）かられかるように、ＰｔＳｉにおける吸収
率は干渉効果によって、光学的共鳴機構が無い場合より
向上する。また、誘電体膜８の表面側からの反射率が高
い場合にＰｔ８ｉにおける赤外線の吸収が小さくなる波
長２〜３μｍの中間付近の赤外線に対して金属メツシュ
フィルタ９の２７ｇは１．２〜１．３程度となり、第３
図（ｂ）の反射率特性によｎば、低い反射率しか有して
いないので、ＰｔＳｉにおける吸収率は光学的共鳴機構
が無い場合程度確保される。
率は干渉効果によって、光学的共鳴機構が無い場合より
向上する。また、誘電体膜８の表面側からの反射率が高
い場合にＰｔ８ｉにおける赤外線の吸収が小さくなる波
長２〜３μｍの中間付近の赤外線に対して金属メツシュ
フィルタ９の２７ｇは１．２〜１．３程度となり、第３
図（ｂ）の反射率特性によｎば、低い反射率しか有して
いないので、ＰｔＳｉにおける吸収率は光学的共鳴機構
が無い場合程度確保される。
従って、本発明のショットキ障壁型赤外憩イメージセン
サは、ある特定波長帯において感度が向上されており、
しかも該波長帯よシ短波長側に光学的共鳴機構を設けな
い場合より感度を低下させてしまう波長帯も無い。
サは、ある特定波長帯において感度が向上されており、
しかも該波長帯よシ短波長側に光学的共鳴機構を設けな
い場合より感度を低下させてしまう波長帯も無い。
以上、説明したように、本発明は、従来の裏面照射型で
光学的共鳴機構を有するショットキ障壁型赤外線イメー
ジセンサと同様に、ある特定の波長帯で高感度化でき、
しかも、従来のものに見られた、該波長帯よシ短波長側
に、光学的共鳴機構を有していない場合より低感度化し
てしまう波長帯があるという欠点が取除かれている。
光学的共鳴機構を有するショットキ障壁型赤外線イメー
ジセンサと同様に、ある特定の波長帯で高感度化でき、
しかも、従来のものに見られた、該波長帯よシ短波長側
に、光学的共鳴機構を有していない場合より低感度化し
てしまう波長帯があるという欠点が取除かれている。
従って、本発明によｒば、従来のものよυ広い波長帯に
渡って、より微弱な赤外像を撮像できる効果がある。
渡って、より微弱な赤外像を撮像できる効果がある。
第１図は、本発明の一実施例のショットキ障壁型赤外線
イメージセンサにおける単位画素の縦断面構造図である
。 第２図は、従来の裏面照射型のショットキ障壁型赤外線
イメージセンサに設けられていた光学的共鳴機構につい
て説明するための図である。同図（ａ）は構造および内
部での光の経路の概略金示す図である。同図（ｂ）はシ
ュミレーションにより求められた裏面照射型のショット
キ障壁型赤外線センナのショットキ電極における赤外線
吸収率の誘電体膜厚依存性を表している。この図におい
て、“ＷＩＴＨＡＬ−ＭＩＲＲＯＲ” ｉＬ光学的共ｍ
機構’Ｆｃ有する場合、’ＷＩＴＨＯＵＴ ＡＬ−ＭＩ
ＲＲＯＲ，”が有していない場合である。入射赤外線の
波長が４μｍ、白金モノシリサイド（ＰｔＳｉ ）から
成るショットキ電極の厚さが２ＯＡの場合を扱っている
。 誘電体Ｎｏ、ｌはシリコンダイオキサイド（Ｓｉｎ）、
誘電体ＮＯ，２はシリコンダイオキサイド（８ｉ０ｚ）
である。 第３図は、金属メツシュフィルタについて説明するため
の図である。金属メツシュフィルタの一例を示したもの
で、同図（ａ）が構造、同図（ｂ）が反射率特性、同図
（Ｃ）が透過率特性である。 ｌ・・・・・・ｐ型８ｉ基板、２・・・・・・ショット
キ電極（Ｐｔ８ｉ）、３・・・・・・ｎ型ガードリング
、４・旧−ｆｉ １１高濃度不純物添加層、５・・・・
・・ｎ型層、６・・・・・・熱酸化膜（８ｉ０ｚ）、７
・・・・・・ポリＳｉ電極、８・・・・・・誘電体膜、
９°゛′°゛金属メ、シュフィルタ、１０・・・・・・
反射防止膜、１１・・・・・・受光部、１２・・・・・
・トランスファゲート部、１３・・・・・・ＣＣＤレジ
スタ部、１４・・・・・・赤外線、１５・・・・・・８
ｉ基板、１６・・・・・・ショットキ電極、１７・・・
・・・金属反射膜、１９・・・・・・金属メツシュフィ
ルタの線幅、２０・−°・・・金属メツシュフィルタの
格子定数。 代理人 弁理士 内 原 晋
イメージセンサにおける単位画素の縦断面構造図である
。 第２図は、従来の裏面照射型のショットキ障壁型赤外線
イメージセンサに設けられていた光学的共鳴機構につい
て説明するための図である。同図（ａ）は構造および内
部での光の経路の概略金示す図である。同図（ｂ）はシ
ュミレーションにより求められた裏面照射型のショット
キ障壁型赤外線センナのショットキ電極における赤外線
吸収率の誘電体膜厚依存性を表している。この図におい
て、“ＷＩＴＨＡＬ−ＭＩＲＲＯＲ” ｉＬ光学的共ｍ
機構’Ｆｃ有する場合、’ＷＩＴＨＯＵＴ ＡＬ−ＭＩ
ＲＲＯＲ，”が有していない場合である。入射赤外線の
波長が４μｍ、白金モノシリサイド（ＰｔＳｉ ）から
成るショットキ電極の厚さが２ＯＡの場合を扱っている
。 誘電体Ｎｏ、ｌはシリコンダイオキサイド（Ｓｉｎ）、
誘電体ＮＯ，２はシリコンダイオキサイド（８ｉ０ｚ）
である。 第３図は、金属メツシュフィルタについて説明するため
の図である。金属メツシュフィルタの一例を示したもの
で、同図（ａ）が構造、同図（ｂ）が反射率特性、同図
（Ｃ）が透過率特性である。 ｌ・・・・・・ｐ型８ｉ基板、２・・・・・・ショット
キ電極（Ｐｔ８ｉ）、３・・・・・・ｎ型ガードリング
、４・旧−ｆｉ １１高濃度不純物添加層、５・・・・
・・ｎ型層、６・・・・・・熱酸化膜（８ｉ０ｚ）、７
・・・・・・ポリＳｉ電極、８・・・・・・誘電体膜、
９°゛′°゛金属メ、シュフィルタ、１０・・・・・・
反射防止膜、１１・・・・・・受光部、１２・・・・・
・トランスファゲート部、１３・・・・・・ＣＣＤレジ
スタ部、１４・・・・・・赤外線、１５・・・・・・８
ｉ基板、１６・・・・・・ショットキ電極、１７・・・
・・・金属反射膜、１９・・・・・・金属メツシュフィ
ルタの線幅、２０・−°・・・金属メツシュフィルタの
格子定数。 代理人 弁理士 内 原 晋
Claims (1)
- シリコン基板上に１次元あるいは２次元に配置された
ショットキ障壁型赤外線センサアレイと、該ショットキ
障壁型赤外線センサアレイにおいて光電変換によって発
生した電荷を時系列信号として外部に読み出す電子走査
回路とを具備したショットキ障壁型赤外線イメージセン
サにおいて、前記ショットキ障壁型赤外線センサアレイ
の各センサが裏面照射型で、かつ、シリコン基板／ショ
ットキ電極／誘電体膜／金属メッシュフィルタの積層構
造から成る光学的共鳴機構を有することを特徴とするシ
ョットキ障壁型赤外線イメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63011961A JPH0715987B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | ショットキ障壁型赤外線イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63011961A JPH0715987B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | ショットキ障壁型赤外線イメージセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01187858A true JPH01187858A (ja) | 1989-07-27 |
| JPH0715987B2 JPH0715987B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=11792212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63011961A Expired - Lifetime JPH0715987B2 (ja) | 1988-01-21 | 1988-01-21 | ショットキ障壁型赤外線イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715987B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747863A (en) * | 1996-07-08 | 1998-05-05 | Nikon Corporation | Infrared solid-state image pickup device and infrared solid-state image pickup apparatus equipped with this device |
| JP2002033469A (ja) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| US7582503B2 (en) | 2002-03-19 | 2009-09-01 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US7834916B2 (en) | 2002-04-05 | 2010-11-16 | Sony Corporation | Video content editing support system and method |
| JP2012079979A (ja) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Sony Corp | 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器 |
| CN106057955A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-26 | 北京理工大学 | 一种增强量子效率的PtSi红外探测器及其制备方法 |
| CN106098802A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-09 | 北京理工大学 | 一种局域表面等离子增强的PtSi红外探测器及其制备方法 |
| CN106340560A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-18 | 北京理工大学 | 一种提高量子效率的PtSi红外探测器 |
| CN115172506A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-11 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种中红外探测器及其制备方法 |
-
1988
- 1988-01-21 JP JP63011961A patent/JPH0715987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747863A (en) * | 1996-07-08 | 1998-05-05 | Nikon Corporation | Infrared solid-state image pickup device and infrared solid-state image pickup apparatus equipped with this device |
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| US7030919B2 (en) | 2000-07-17 | 2006-04-18 | Nec Electronics Corporation | Solid state image pick-up device |
| US8416330B2 (en) | 2000-07-17 | 2013-04-09 | Renesas Electronics Corporation | Solid state imaging device for imaging an object placed thereon |
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| US8035105B2 (en) | 2002-03-19 | 2011-10-11 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US10263033B2 (en) | 2002-03-19 | 2019-04-16 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US7755090B2 (en) | 2002-03-19 | 2010-07-13 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US7638355B2 (en) | 2002-03-19 | 2009-12-29 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US7582503B2 (en) | 2002-03-19 | 2009-09-01 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US8623691B2 (en) | 2002-03-19 | 2014-01-07 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US8969879B2 (en) | 2002-03-19 | 2015-03-03 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US9859324B2 (en) | 2002-03-19 | 2018-01-02 | Sony Corporation | Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device |
| US7834916B2 (en) | 2002-04-05 | 2010-11-16 | Sony Corporation | Video content editing support system and method |
| US9136420B2 (en) | 2010-10-04 | 2015-09-15 | Sony Corporation | Solid-state imaging device with photoelectric conversion section, method of manufacturing the same, and electronic device with photoelectric conversion section |
| JP2012079979A (ja) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Sony Corp | 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器 |
| CN106098802A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-09 | 北京理工大学 | 一种局域表面等离子增强的PtSi红外探测器及其制备方法 |
| CN106057955A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-26 | 北京理工大学 | 一种增强量子效率的PtSi红外探测器及其制备方法 |
| CN106340560A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-18 | 北京理工大学 | 一种提高量子效率的PtSi红外探测器 |
| CN115172506A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-11 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种中红外探测器及其制备方法 |
| CN115172506B (zh) * | 2022-07-25 | 2023-09-12 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种中红外探测器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0715987B2 (ja) | 1995-02-22 |
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