JPH0287573A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0287573A JPH0287573A JP63239207A JP23920788A JPH0287573A JP H0287573 A JPH0287573 A JP H0287573A JP 63239207 A JP63239207 A JP 63239207A JP 23920788 A JP23920788 A JP 23920788A JP H0287573 A JPH0287573 A JP H0287573A
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Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 20
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
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Landscapes
- 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〕
本発明は固体撮像装置に関する。
固体撮像装置は入射光等の光信号を半導体層にて電荷信
号に変換して電気信号として取り出す装置であり、ファ
クシミリやカメラなどに利用されている。
号に変換して電気信号として取り出す装置であり、ファ
クシミリやカメラなどに利用されている。
第２図は従来の固体撮像装置光受光部の一例の断面模式
図である。例えばＮ型半導体基板１にＰ型不純物ウェル
２を設け、その表面にＮ型不純物層３を作り受光部とす
る。入射光によって光電変換された電子は、Ｎ型不純物
層３に近接した半導体基板表面の絶縁膜４を介して設け
られかつ電位ｖ１に固定された出力用ゲート電極５直下
の半導体表面を通ってＮ型領域６の浮遊層へ流れ込む。
図である。例えばＮ型半導体基板１にＰ型不純物ウェル
２を設け、その表面にＮ型不純物層３を作り受光部とす
る。入射光によって光電変換された電子は、Ｎ型不純物
層３に近接した半導体基板表面の絶縁膜４を介して設け
られかつ電位ｖ１に固定された出力用ゲート電極５直下
の半導体表面を通ってＮ型領域６の浮遊層へ流れ込む。
またＮ型領域６の浮遊層をソースとし、電位Ｖ２に固定
されたＮ型領域６をドレイン・リセットクロック信号φ
３を印加するゲート電極を有するリセットトランジスタ
７とＮ型領域６の浮遊層とゲート電極を接続することに
よって内部電荷を電圧信号として外部へ取り出すための
出力トランジスタ８とで構成されている。
されたＮ型領域６をドレイン・リセットクロック信号φ
３を印加するゲート電極を有するリセットトランジスタ
７とＮ型領域６の浮遊層とゲート電極を接続することに
よって内部電荷を電圧信号として外部へ取り出すための
出力トランジスタ８とで構成されている。
この従来の固体撮像装置の駆動方法では、まずリセット
トランジスタ７をオン状態にしてＮ型領域６の浮遊層の
電位を電位■２に設定し、しかるのちリセットトランジ
スタ７をオフ状態にする。
トランジスタ７をオン状態にしてＮ型領域６の浮遊層の
電位を電位■２に設定し、しかるのちリセットトランジ
スタ７をオフ状態にする。
受光部３で光電変換された信号電荷は出力用ゲート電極
５直下の半導体表面を通ってＮ型領域６の浮遊層へ流れ
込む。この電荷量をＱとし、Ｎ型領域６の浮遊層の全容
量をＣとすると電荷が流入する前後のＮ型領域６の浮遊
層の電位差ΔＶはΔＶ＝− と表わすことができる。
５直下の半導体表面を通ってＮ型領域６の浮遊層へ流れ
込む。この電荷量をＱとし、Ｎ型領域６の浮遊層の全容
量をＣとすると電荷が流入する前後のＮ型領域６の浮遊
層の電位差ΔＶはΔＶ＝− と表わすことができる。
従って、この電位差へＶを出力トランジスタ８を介して
出力端子９へ出力すれば、この従来の固体撮像装置は光
信号を電気信号に変換・出力することができる。
出力端子９へ出力すれば、この従来の固体撮像装置は光
信号を電気信号に変換・出力することができる。
ここで、例えば、従来例でＮ型シリコン基板１１に形成
した深さ約５μｍのＰ型不純物ウェル２で固体撮像装置
受光部３を作製した場合、光の波長が５５０ｎｍから６
００ｎｍのときに感度のピークとなり、同じ光量を入射
した場合、光の波長が７５０ ｎｍで出力信号が半分に
なる。
した深さ約５μｍのＰ型不純物ウェル２で固体撮像装置
受光部３を作製した場合、光の波長が５５０ｎｍから６
００ｎｍのときに感度のピークとなり、同じ光量を入射
した場合、光の波長が７５０ ｎｍで出力信号が半分に
なる。
上述した従来の固体撮像装置では光信号の強弱に比例し
た電気信号を出力することができるが、光信号の波長が
違うと感度が大きく違ってくる。
た電気信号を出力することができるが、光信号の波長が
違うと感度が大きく違ってくる。
特に、長波長の光に対する感度の低下が著しいという欠
点がある。
点がある。
本発明の固体撮像装置は、−導電型半導体基板上に形成
された半導体基板と、この半導体基板に形成された逆の
導電型を有する受光部不純物層と、半導体基板内に受光
部不純物層とは離間して形成された半導体基板と逆の導
電型のウェル層と、このウェル層内に形成され、受光部
不純物層よりの信号電荷を検出する出力回路とを有して
いる。
された半導体基板と、この半導体基板に形成された逆の
導電型を有する受光部不純物層と、半導体基板内に受光
部不純物層とは離間して形成された半導体基板と逆の導
電型のウェル層と、このウェル層内に形成され、受光部
不純物層よりの信号電荷を検出する出力回路とを有して
いる。
次に、本発明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主要部を示す半導体チップ
の断面模式図である。例えばＮ型半導体基板１表面にＰ
型不純物層１０を作り受光部とする。Ｐ型不純物層１０
とは離間してＰ型不純物ウェル２が形成され、このＰ型
不純物ウェル２内に複数のＮ空領域ｌＯが形成されてい
る。受光部Ｐ型不純物層１０と電気的に接続されたＰ型
不純物ウェル２内のＮ型領域６の浮遊層をドレインとし
、電位ｖ３に固定されたＮ型領域６をソース。
の断面模式図である。例えばＮ型半導体基板１表面にＰ
型不純物層１０を作り受光部とする。Ｐ型不純物層１０
とは離間してＰ型不純物ウェル２が形成され、このＰ型
不純物ウェル２内に複数のＮ空領域ｌＯが形成されてい
る。受光部Ｐ型不純物層１０と電気的に接続されたＰ型
不純物ウェル２内のＮ型領域６の浮遊層をドレインとし
、電位ｖ３に固定されたＮ型領域６をソース。
リセットクロック信号φ８を印加するゲート電極を有す
るリセットトランジスタ７と、Ｎ型領域６の浮遊層とゲ
ート電極を接続することで内部電荷を電圧信号として外
部へ取り出すための出力トランジスタ８とで構成されて
いる。
るリセットトランジスタ７と、Ｎ型領域６の浮遊層とゲ
ート電極を接続することで内部電荷を電圧信号として外
部へ取り出すための出力トランジスタ８とで構成されて
いる。
本発明の固体撮像装置の駆動方法はまずリセットトラン
ジスタ７をオン状態にしてＮ型領域６の浮遊層の電位を
電位ｖ３に設定する。このときＮ型領域６の浮遊層と電
気的に接続されているＰ型不純物領域１０も電位ｖ２に
設定される。しかるのちリセットトランジスタ７をオフ
状態にする。
ジスタ７をオン状態にしてＮ型領域６の浮遊層の電位を
電位ｖ３に設定する。このときＮ型領域６の浮遊層と電
気的に接続されているＰ型不純物領域１０も電位ｖ２に
設定される。しかるのちリセットトランジスタ７をオフ
状態にする。
受光部で光電変換された正孔はＰ型不純物層１０に集ま
り、電位は高くなる。光電変換された電荷量をＱ、とし
、Ｎ型領域６の浮遊層および受光部不純物層１０の全容
量をＣＩとすると、光入射前後の浮遊層および受光部の
電位差Δｖ１は、と表わすことができる。
り、電位は高くなる。光電変換された電荷量をＱ、とし
、Ｎ型領域６の浮遊層および受光部不純物層１０の全容
量をＣＩとすると、光入射前後の浮遊層および受光部の
電位差Δｖ１は、と表わすことができる。
従ってこの電位差ΔＶを出力トランジスタ８を介して出
力端子９へ出力すれば、この本発明の固体撮像装置は光
信号を電気信号に変換、出力することができる。
力端子９へ出力すれば、この本発明の固体撮像装置は光
信号を電気信号に変換、出力することができる。
このようにして作成される固体撮像装置では、Ｎ型シリ
コン基板１に形成した受光部Ｐ型不純物層１０を約１μ
ｍとすると、光の波長が８００ ｎｍ付近で感度のピー
クとなる。このように従来例に比べて光の波長が長い方
向で高い感度を示す固体撮像装置が実現できる。この理
由は、半導体表面から受光部１０を通して深く入射した
長波長の光により、励起した正孔を信号として受光部１
０に保護できるためである。短い波長の光に対しては従
来と同じ感度を示す。
コン基板１に形成した受光部Ｐ型不純物層１０を約１μ
ｍとすると、光の波長が８００ ｎｍ付近で感度のピー
クとなる。このように従来例に比べて光の波長が長い方
向で高い感度を示す固体撮像装置が実現できる。この理
由は、半導体表面から受光部１０を通して深く入射した
長波長の光により、励起した正孔を信号として受光部１
０に保護できるためである。短い波長の光に対しては従
来と同じ感度を示す。
本発明では、このように高い感度を長波長の光に対して
も実現できる。
も実現できる。
また、本発明の変形として同一基板上にＰウェル内に形
成した受光部と半導体基板に直接形成した受光部の２種
類を作る。このようにして作られる固体撮像装置ではそ
れぞれの受光部で波長による感度が違うため、受光した
光が長波長か短波長か識別することができる。すなわち
、半導体基板に直接形成した受光部よりの信号が大きく
なれば長波長の光が入射したのであり、両方の受光部よ
りの信号が大きければ短波長の光が入射したことになる
。このように本発明を用いれば光波長識別センサとして
利用できる。
成した受光部と半導体基板に直接形成した受光部の２種
類を作る。このようにして作られる固体撮像装置ではそ
れぞれの受光部で波長による感度が違うため、受光した
光が長波長か短波長か識別することができる。すなわち
、半導体基板に直接形成した受光部よりの信号が大きく
なれば長波長の光が入射したのであり、両方の受光部よ
りの信号が大きければ短波長の光が入射したことになる
。このように本発明を用いれば光波長識別センサとして
利用できる。
以上説明したように、本発明は光受光部の構造を変更す
ることによって、長波長の光に対する感度をあげるとい
う効果がある。
ることによって、長波長の光に対する感度をあげるとい
う効果がある。
７・・・・・・リセットトランジスタ、８・・・・・・
出力トランジスタ、９・・・・・・出力端子、１０・・
・・・Ｐ型不純物層。
出力トランジスタ、９・・・・・・出力端子、１０・・
・・・Ｐ型不純物層。
Claims (1)
- 一導電型半導体基板に形成された、半導体基板と逆導電
型を有する受光部不純物層と、該半導体基板に前記受光
部不純物層とは離間して形成された他の導電型のウェル
層と、該ウェル層内に形成され前記受光部不純物層より
の信号電荷を検出する出力回路とを有することを特徴と
する固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63239207A JPH0287573A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63239207A JPH0287573A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0287573A true JPH0287573A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17041331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63239207A Pending JPH0287573A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0287573A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1070262A (ja) * | 1996-05-22 | 1998-03-10 | Eastman Kodak Co | パンチスルーリセットとクロストーク抑制を持つ能動画素センサー |
| JP2005039219A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-02-10 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
| JP2008300879A (ja) * | 1996-05-22 | 2008-12-11 | Eastman Kodak Co | ブルーミング防止及び低クロストークの電子シャッターを有するカラー能動画素センサー |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP63239207A patent/JPH0287573A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1070262A (ja) * | 1996-05-22 | 1998-03-10 | Eastman Kodak Co | パンチスルーリセットとクロストーク抑制を持つ能動画素センサー |
| JP2008300879A (ja) * | 1996-05-22 | 2008-12-11 | Eastman Kodak Co | ブルーミング防止及び低クロストークの電子シャッターを有するカラー能動画素センサー |
| JP2005039219A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-02-10 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
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