JPH0430577A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0430577A JPH0430577A JP2135424A JP13542490A JPH0430577A JP H0430577 A JPH0430577 A JP H0430577A JP 2135424 A JP2135424 A JP 2135424A JP 13542490 A JP13542490 A JP 13542490A JP H0430577 A JPH0430577 A JP H0430577A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (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、固体撮像素子に関し、特に光導電膜と信号蓄
積部、信号転送部とを組み合わせた積層型固体撮像素子
に関するものである。
積部、信号転送部とを組み合わせた積層型固体撮像素子
に関するものである。
近年工業監視用ＶＴＲ、あるいは家庭用ＶＴＲの普及に
伴って、小型軽量で使い易いテレビカメラの需要が高ま
っている。特に従来の撮像管にかわって、ＣＣＤ 、
ＭＯＳ 、 ＣＰＤ等の固体撮像素子を用いたテレビカ
メラの研究開発が盛んになってきている。
伴って、小型軽量で使い易いテレビカメラの需要が高ま
っている。特に従来の撮像管にかわって、ＣＣＤ 、
ＭＯＳ 、 ＣＰＤ等の固体撮像素子を用いたテレビカ
メラの研究開発が盛んになってきている。
固体撮像素子は、撮像管に比べ、カメラの小型化。
軽量化、低消費電力化を可能とするなど多くの利点を有
している。
している。
さらに最近では、固体撮像素子を信号読み取り部として
用い、この上に光電変換部として光導電膜を積層させた
積層型固体撮健素子も提案されている。これは光学的開
口率が大きく、高感度であり、プルーミング、スミア抑
制能力がすぐれて−る等の特長を持った固体撮像素子と
して注目されている。
用い、この上に光電変換部として光導電膜を積層させた
積層型固体撮健素子も提案されている。これは光学的開
口率が大きく、高感度であり、プルーミング、スミア抑
制能力がすぐれて−る等の特長を持った固体撮像素子と
して注目されている。
第２図は従来から提案されている、光電変換部に光導電
膜を用いた積層型固体撮像素子の一例であシ、２画素分
の断面図を示す、第２図において、ｐｌＩ基板１上に、
絶縁膜２を介してＣＣＤ電極３としてのぼりシリコン層
が設けられている。４は層間絶縁層、５は電荷蓄積用電
極である。基板１内の１１はｎウェルからなるＣＣＤ部
、１２はｎ−１ｍからなるｒ−ト部、１３はｎ＋領領域
らなる電荷蓄積部、１４はｐ 領域からなるチャネルス
トツノＪ？−である。６は平坦化のための絶縁膜、７，
７１は１画素に対応する画素電極で、所望の画素配置に
応じてプレイ状あるいはエリア状に配置されている。
膜を用いた積層型固体撮像素子の一例であシ、２画素分
の断面図を示す、第２図において、ｐｌＩ基板１上に、
絶縁膜２を介してＣＣＤ電極３としてのぼりシリコン層
が設けられている。４は層間絶縁層、５は電荷蓄積用電
極である。基板１内の１１はｎウェルからなるＣＣＤ部
、１２はｎ−１ｍからなるｒ−ト部、１３はｎ＋領領域
らなる電荷蓄積部、１４はｐ 領域からなるチャネルス
トツノＪ？−である。６は平坦化のための絶縁膜、７，
７１は１画素に対応する画素電極で、所望の画素配置に
応じてプレイ状あるいはエリア状に配置されている。
画素電極は、良好なホールブロッキングを行なうために
、仕事関数の小さいＣｒ、Ｔｉ等の金属で構成される。
、仕事関数の小さいＣｒ、Ｔｉ等の金属で構成される。
８は光電変換部を構成する光導電膜で、一般にイントリ
ンシックな水素化アモルファスシリコン膜からなる。９
は電子ブロッキングのためのｐ＋型水素化アモルファス
シリコンＭｉ、１０ｔ’！窓および共通電極をかねた透
明で導電性のＩＴＯ膜である・ ＩＴＯ膜１膜上０して光導電膜８に入射した光りにより
生成されたホールおよび電子のうち、ホールはＩＴＯ膜
１膜上０出され、電子は光導電膜８内を走行し、電極７
′を通して蓄積される。この電荷ハＣＣＤ電極３へのパ
ルス電圧印加により、転送ゲート部１２を通してＣＣＤ
部１１へ転送され、ＣＣＤにより順次外部へ転送される
。このような構成の積層型固体撮像素子は、１画素とし
て働く画素電極の面積を広くとることができ、したがっ
て光学的開口率を高め、非積層型に比べて感度が向上す
る利点がある。
ンシックな水素化アモルファスシリコン膜からなる。９
は電子ブロッキングのためのｐ＋型水素化アモルファス
シリコンＭｉ、１０ｔ’！窓および共通電極をかねた透
明で導電性のＩＴＯ膜である・ ＩＴＯ膜１膜上０して光導電膜８に入射した光りにより
生成されたホールおよび電子のうち、ホールはＩＴＯ膜
１膜上０出され、電子は光導電膜８内を走行し、電極７
′を通して蓄積される。この電荷ハＣＣＤ電極３へのパ
ルス電圧印加により、転送ゲート部１２を通してＣＣＤ
部１１へ転送され、ＣＣＤにより順次外部へ転送される
。このような構成の積層型固体撮像素子は、１画素とし
て働く画素電極の面積を広くとることができ、したがっ
て光学的開口率を高め、非積層型に比べて感度が向上す
る利点がある。
しかしながら従来の積層型固体撮像素子は、次のような
問題点を有してい友。
問題点を有してい友。
いま、ある画素人には光が入射せず、隣接する他の画素
Ｂには光が入射している場合を想定する。
Ｂには光が入射している場合を想定する。
第１の問題点として、光導電膜８内で発生したキャリア
が画素電極７′へ到達するばかりでなく、隣接する光の
半丸りていない画素Ｂの画素電極７にも到達する。また
第２の問題点として、光生成されたキャリヤが画素電極
７に蓄積されると１画素電極７の電位は画素電極７′の
それよりも低くなり、この結果、画素電極７から７′へ
のキャリヤの移動が起こる。こＯ第１および第２の問題
点は、画素相互間のクロストークとなり、画質の低下を
もたらす。
が画素電極７′へ到達するばかりでなく、隣接する光の
半丸りていない画素Ｂの画素電極７にも到達する。また
第２の問題点として、光生成されたキャリヤが画素電極
７に蓄積されると１画素電極７の電位は画素電極７′の
それよりも低くなり、この結果、画素電極７から７′へ
のキャリヤの移動が起こる。こＯ第１および第２の問題
点は、画素相互間のクロストークとなり、画質の低下を
もたらす。
さらに第３の問題点として、画素電極７および７′間を
通して下地回路へ入射した光Ｌ／により、ここに生成さ
れた光がリーク電流となる。この第３の問題点は、暗電
流の増加につながり、やはシ画質の低下を招く。
通して下地回路へ入射した光Ｌ／により、ここに生成さ
れた光がリーク電流となる。この第３の問題点は、暗電
流の増加につながり、やはシ画質の低下を招く。
本発明の目的は、上記のような従来の積層型固体撮像素
子が有している問題点を解決し、良好ない比を有し、し
たがって良好な画質を得ることができるように改良した
積層型固体撮像素子を提供することである。
子が有している問題点を解決し、良好ない比を有し、し
たがって良好な画質を得ることができるように改良した
積層型固体撮像素子を提供することである。
〔課題を解決するための手段（及び作用）〕本発明によ
る固体操像素子社、複数の信号蓄積部、および信号転送
部を有する半導体基板上に光導電膜を積層し、アレイ状
、あるいはエリア状に画素を形成する構造において、各
画素電極の間に遮光性シ１ットキー電極を設けることに
より１画素間にＩテンシャルパリアを形成し、画素間の
キャリアの走行を防止し、かつ下地回路への光のもれこ
みを防止するようにしたものである。
る固体操像素子社、複数の信号蓄積部、および信号転送
部を有する半導体基板上に光導電膜を積層し、アレイ状
、あるいはエリア状に画素を形成する構造において、各
画素電極の間に遮光性シ１ットキー電極を設けることに
より１画素間にＩテンシャルパリアを形成し、画素間の
キャリアの走行を防止し、かつ下地回路への光のもれこ
みを防止するようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図において、ｐ型半導体基板ｌ上に絶縁膜２を介し
て、ポリシリコン層からなるＣＣＤ電極３が設けられて
いる。４は層間絶縁層、５は電荷蓄積用電極である。基
板１内の１１で示す領域はｎウェルからなるＣＣＤ部、
１２はｎ−領域からなる信号転送部、１３はｎ＋領領域
らなる電荷蓄積部、１４はｐ 領域からなるチャネルス
トッパーである。電荷蓄積用電極５および電荷蓄積部１
３によって信号蓄積部を構成する。６は平坦化のための
絶縁膜、７，７′は１画素に対応する画素電極で。
て、ポリシリコン層からなるＣＣＤ電極３が設けられて
いる。４は層間絶縁層、５は電荷蓄積用電極である。基
板１内の１１で示す領域はｎウェルからなるＣＣＤ部、
１２はｎ−領域からなる信号転送部、１３はｎ＋領領域
らなる電荷蓄積部、１４はｐ 領域からなるチャネルス
トッパーである。電荷蓄積用電極５および電荷蓄積部１
３によって信号蓄積部を構成する。６は平坦化のための
絶縁膜、７，７′は１画素に対応する画素電極で。
所望の画素配置に応じてアレイ状あるいはエリア状に配
置されている。この画素電極は、良好なホ−ルプロッキ
ングを行なうために、仕事関数の小さいＣｒ、Ｔｉ等の
金属で構成される。８ｄ光電変換部としての光導電膜で
、この実施例ではイントリンシックな水素化アモルファ
スシリコン膜からなる。９は電子ブロッキングのための
ｐ＋型水素化アモルファスシリコン膜、１０は窓および
共通電極をかねた透明導電性のＩＴＯ膜である。
置されている。この画素電極は、良好なホ−ルプロッキ
ングを行なうために、仕事関数の小さいＣｒ、Ｔｉ等の
金属で構成される。８ｄ光電変換部としての光導電膜で
、この実施例ではイントリンシックな水素化アモルファ
スシリコン膜からなる。９は電子ブロッキングのための
ｐ＋型水素化アモルファスシリコン膜、１０は窓および
共通電極をかねた透明導電性のＩＴＯ膜である。
さらに１５は、各画素に対応する部分の境界において、
互いに隣接する画素電極７および７′間に設けられた遮
光性のショットキー電極で、電子のブロッキングを良好
に行なわせるために、仕事関数の大きい材料、たとえば
Ｐｔで構成される。
互いに隣接する画素電極７および７′間に設けられた遮
光性のショットキー電極で、電子のブロッキングを良好
に行なわせるために、仕事関数の大きい材料、たとえば
Ｐｔで構成される。
このように構成された本発明の積層型固体撮像素子にお
いて、ＩＴＯ［１０を通して入射した光は、光導電膜８
内でキャリヤを発生する。このうちホールはｐＷｌの水
素化アモルファスシリコン膜９を通してＩＴＯ膜ｌＯか
ら注出され、電子は光導電膜８内を走行して画素電極７
に到達する。電荷蓄積部に蓄積された電荷は、ＣＣＤ電
極３に）４ルス電圧を印加することによりて、ゲート部
１２を通してＣＣＤ部１１へ転送され、 ＣＣＤにより
順次に外部へ転送される。
いて、ＩＴＯ［１０を通して入射した光は、光導電膜８
内でキャリヤを発生する。このうちホールはｐＷｌの水
素化アモルファスシリコン膜９を通してＩＴＯ膜ｌＯか
ら注出され、電子は光導電膜８内を走行して画素電極７
に到達する。電荷蓄積部に蓄積された電荷は、ＣＣＤ電
極３に）４ルス電圧を印加することによりて、ゲート部
１２を通してＣＣＤ部１１へ転送され、 ＣＣＤにより
順次に外部へ転送される。
このとき、透光性ショットキー電極１５は ｐ＋皺層と
ほぼ同電位となり、これＫよって相互に隣接する画素間
に、電子の走行を妨げるポテンシャルバリアが形成され
たことになる。その結果、たとえば画素Ｂ内で発生し九
キャリヤが画素Ａ内に流れ込むこともなくなり、画素電
極７から７′へキャリヤが流れることも防止できる。ま
た画素間の隙間から下地回路へ侵入する光はこの遮光性
ショットキー電極１５によって遮光されるので、下地回
路内でのリーク電流の発生も防止できる。
ほぼ同電位となり、これＫよって相互に隣接する画素間
に、電子の走行を妨げるポテンシャルバリアが形成され
たことになる。その結果、たとえば画素Ｂ内で発生し九
キャリヤが画素Ａ内に流れ込むこともなくなり、画素電
極７から７′へキャリヤが流れることも防止できる。ま
た画素間の隙間から下地回路へ侵入する光はこの遮光性
ショットキー電極１５によって遮光されるので、下地回
路内でのリーク電流の発生も防止できる。
なお上記の実施例では、下地回路としてＣＣＤを用いた
場合について説明したが、Ｍ）Ｓ型あるいはＣＰＤ型の
素子に対しても本発明を適用することができる。また光
導電膜８の構成として、上記の実施例では、ｐ 型水素
化アモルファスシリコン膜を共通電極とした構成を採用
したが、これをｎ型水素化アモルファスシリコン膜に置
き換え、ホール蓄積型とすることもできる。この場合、
各画素電極を仕事関数の大きいＰｔ等の金属で構成し、
これに電子のブロッキングを行なわせるように構成して
もよい。
場合について説明したが、Ｍ）Ｓ型あるいはＣＰＤ型の
素子に対しても本発明を適用することができる。また光
導電膜８の構成として、上記の実施例では、ｐ 型水素
化アモルファスシリコン膜を共通電極とした構成を採用
したが、これをｎ型水素化アモルファスシリコン膜に置
き換え、ホール蓄積型とすることもできる。この場合、
各画素電極を仕事関数の大きいＰｔ等の金属で構成し、
これに電子のブロッキングを行なわせるように構成して
もよい。
またショットキー電極１５を共通電極であるＩＴＯ膜と
同電位に保っか、あるいはこれにバイアス電圧を印加し
、ポテンシャルバリアによる画素間アイソレージ箇ンを
さらに向上させることも可能である。
同電位に保っか、あるいはこれにバイアス電圧を印加し
、ポテンシャルバリアによる画素間アイソレージ箇ンを
さらに向上させることも可能である。
以上説明したように、画素電極間に透光性ショットキー
電極を設けることにより、画素間のリーク電流を防ぐこ
とができる。また下地回路へのリーク光を防止でき、下
地回路内でのリーク電流を防ぐことができる。これらの
作用により、画素間７０ストークの少ない、良好な画質
を持つ固体撮像素子を提供できる。
電極を設けることにより、画素間のリーク電流を防ぐこ
とができる。また下地回路へのリーク光を防止でき、下
地回路内でのリーク電流を防ぐことができる。これらの
作用により、画素間７０ストークの少ない、良好な画質
を持つ固体撮像素子を提供できる。
第１図は本発明の一実施例による固体撮像素子の一部を
示す断面図、第２図は固体撮像素子の部分断面図である
。 １は半導体基板、１１ ｋ′１ＣＣＤ部、１２はｆ−）
１１ｓ、１３ａ電荷蓄積部、１４はチャネルストッ・々
１５はショットキー電極、６は絶縁膜、７゜７′は画素
電極、８は光導電膜、９はｐ＋型水素化アモルファスシ
リコンｌ［，１０はＩＴＯ膜。
示す断面図、第２図は固体撮像素子の部分断面図である
。 １は半導体基板、１１ ｋ′１ＣＣＤ部、１２はｆ−）
１１ｓ、１３ａ電荷蓄積部、１４はチャネルストッ・々
１５はショットキー電極、６は絶縁膜、７゜７′は画素
電極、８は光導電膜、９はｐ＋型水素化アモルファスシ
リコンｌ［，１０はＩＴＯ膜。
Claims (1)
- 複数の画素に対応して信号蓄積部および信号転送部を
設けた半導体基板上に、光導電膜を積層した固体撮像素
子において、前記光導電膜の各画素間の境界に位置する
部分に遮光性ショットキー電極を設けたことを特徴とす
る固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2135424A JPH0430577A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2135424A JPH0430577A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0430577A true JPH0430577A (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=15151413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2135424A Pending JPH0430577A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0430577A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5481124A (en) * | 1993-08-24 | 1996-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Laminated solid-state image pickup device |
| JP2008112907A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Powerchip Semiconductor Corp | イメージセンサー及びその製作方法 |
| JP2008159711A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光検出素子及び放射線検出装置 |
| WO2013001809A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP2135424A patent/JPH0430577A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5481124A (en) * | 1993-08-24 | 1996-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Laminated solid-state image pickup device |
| US5677201A (en) * | 1993-08-24 | 1997-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Laminated solid-state image pickup device and a method for manufacturing the same |
| JP2008112907A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Powerchip Semiconductor Corp | イメージセンサー及びその製作方法 |
| JP2008159711A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光検出素子及び放射線検出装置 |
| WO2013001809A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置 |
| US9263482B2 (en) | 2011-06-30 | 2016-02-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solid-state image pickup device |
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