JPH043473A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPH043473A JPH043473A JP2103054A JP10305490A JPH043473A JP H043473 A JPH043473 A JP H043473A JP 2103054 A JP2103054 A JP 2103054A JP 10305490 A JP10305490 A JP 10305490A JP H043473 A JPH043473 A JP H043473A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
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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、光電変換装置、特にバイポーラトランジスタ
型光電変換装置に関するものである。
型光電変換装置に関するものである。
［従来の技術］
従来から使用されているバイポーラトランジスタ型光電
変換装置は第５図に示すように構成され、そのＡ−Ａ’
断面図は、第６図に示すように構成されている図におい
て、１はＰ型半導体基板、２はＮ゛埋込層、３はＮ′″
層、４はＮ−エピタキシャル層、５はＰ−層、６はＮ４
層、７はＰ゛層、８は絶縁膜、９ハＰｏ１ｙ−３ｉ電極
、１ｏは配線金属、１１はパッシベーション膜である。
変換装置は第５図に示すように構成され、そのＡ−Ａ’
断面図は、第６図に示すように構成されている図におい
て、１はＰ型半導体基板、２はＮ゛埋込層、３はＮ′″
層、４はＮ−エピタキシャル層、５はＰ−層、６はＮ４
層、７はＰ゛層、８は絶縁膜、９ハＰｏ１ｙ−３ｉ電極
、１ｏは配線金属、１１はパッシベーション膜である。
そして、上記構成のうちＮ゛層６エミッタ、Ｐ−層５及
び２０層７がベース、Ｎ−エピタキシャル層４、Ｎ９埋
込み層２及びＮ３層３がコレクタに相当し、ＮＰＮバイ
ポーラトランジスタ型の構成を有している。そして、コ
レクタには最高電位が与えられ、またベースにはコレク
タに対して逆バイアス状態になるように一定の初期電位
が与えられ、出力はコレクタ・エミッタ間で得るように
なっている。
び２０層７がベース、Ｎ−エピタキシャル層４、Ｎ９埋
込み層２及びＮ３層３がコレクタに相当し、ＮＰＮバイ
ポーラトランジスタ型の構成を有している。そして、コ
レクタには最高電位が与えられ、またベースにはコレク
タに対して逆バイアス状態になるように一定の初期電位
が与えられ、出力はコレクタ・エミッタ間で得るように
なっている。
次に、その動作について説明する。
センサ受光部、主にＮ−エピタキシャル層４に光が照射
されると光エネルギーが吸収され、電子・正孔対が生成
する。生成した電子ベース、コレクタ間の電界により加
速され、コレクタ電極に吸収される。また、正孔はベー
ス、コレクタ間の空乏層容量に蓄積し、ベース電位を引
き上げる。
されると光エネルギーが吸収され、電子・正孔対が生成
する。生成した電子ベース、コレクタ間の電界により加
速され、コレクタ電極に吸収される。また、正孔はベー
ス、コレクタ間の空乏層容量に蓄積し、ベース電位を引
き上げる。
このベース電位の変化Δｖ８は、光電法密度をＩｐ［Ａ
／ ｕｍ２］ 、受光部面積をＡ ［ｕｍ２］ 、ベー
スコレクタ間の空乏層容量をｃｂｃ［Ｆ］とするととな
り、ｒｐに比例して上昇する。従って、ベース電位の変
化に比例した電圧をエミッタ側から読出すことにより、
光量に応じた電気信号を得ることができる。ここで、ベ
ース領域と同型の半導体領域であるＰ゛層７、受光部で
あるＮ−エピタキシャル層４で発生したキャリヤ、特に
ベース領域から離れた位置で発生したキャリヤをそれが
再結合する前に効率良（、もれなくベース、コレクタ間
の容量Ｃｂｃに集収するためのアンテナの役目をはだす
もので（以下、この領域をアンテナ領域と呼５）、これ
は感度の向上及び画素的感度ムラの解消につながるもの
である。
／ ｕｍ２］ 、受光部面積をＡ ［ｕｍ２］ 、ベー
スコレクタ間の空乏層容量をｃｂｃ［Ｆ］とするととな
り、ｒｐに比例して上昇する。従って、ベース電位の変
化に比例した電圧をエミッタ側から読出すことにより、
光量に応じた電気信号を得ることができる。ここで、ベ
ース領域と同型の半導体領域であるＰ゛層７、受光部で
あるＮ−エピタキシャル層４で発生したキャリヤ、特に
ベース領域から離れた位置で発生したキャリヤをそれが
再結合する前に効率良（、もれなくベース、コレクタ間
の容量Ｃｂｃに集収するためのアンテナの役目をはだす
もので（以下、この領域をアンテナ領域と呼５）、これ
は感度の向上及び画素的感度ムラの解消につながるもの
である。
［発明が解決しようとしている課題］
しかしながら前記従来例では、Ｐ゛層７Ｎエピタキシャ
ル層４との間の容量も同様に８積容量として寄与するた
め、アンテナ領域を設けることはキャリヤの利用率は高
くするがＣｂｃを増加させるため、結局感度はあまり改
善させないという問題点があった。特に最近では、解像
度をあげ、かつ一定の感度を維持するために、画素ピッ
チを狭くし、その分縦長にして受光面積を広げた高アス
ペクト比の画素形状のものが要求されるようになってき
ており、そのため高アスペクト比になればなるほど長い
アンテナが必要となり、センサの感度は、２３層７とＮ
−エピタキシャル層４との間に形成される容量の増加に
より更に制限されるようになってきている。
ル層４との間の容量も同様に８積容量として寄与するた
め、アンテナ領域を設けることはキャリヤの利用率は高
くするがＣｂｃを増加させるため、結局感度はあまり改
善させないという問題点があった。特に最近では、解像
度をあげ、かつ一定の感度を維持するために、画素ピッ
チを狭くし、その分縦長にして受光面積を広げた高アス
ペクト比の画素形状のものが要求されるようになってき
ており、そのため高アスペクト比になればなるほど長い
アンテナが必要となり、センサの感度は、２３層７とＮ
−エピタキシャル層４との間に形成される容量の増加に
より更に制限されるようになってきている。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の半導体盪像装置は
、 コレクタ受光領域と、このコレクタ受光領域で光生成し
たキャリヤを集収する同型の半導体領域を有するベース
領域と、エミッタ領域とを備えたバイポーラトランジス
タ型の光電変換装置において、 前記コレクタ受光領域に前記ベース領域とは分離して形
成される前記同型の半導体領域を一又は複数個設け、前
記ベース領域と配線接続させる。
、 コレクタ受光領域と、このコレクタ受光領域で光生成し
たキャリヤを集収する同型の半導体領域を有するベース
領域と、エミッタ領域とを備えたバイポーラトランジス
タ型の光電変換装置において、 前記コレクタ受光領域に前記ベース領域とは分離して形
成される前記同型の半導体領域を一又は複数個設け、前
記ベース領域と配線接続させる。
［作用］
ベース領域と分離して形成される同型の半導体領域は、
コレクタ受光領域で光生成したキャリヤの片方を再結合
する前に一様に収集する。
コレクタ受光領域で光生成したキャリヤの片方を再結合
する前に一様に収集する。
［実施例］
第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す図であり、
第２図は第１図の実施例のＢ−Ｂ’断面図である。両図
において、１はＰ型半導体基板、２はＮ１埋め込み層、
３はＮ３層、４はＮ−エピタキシャル層、５はＰ−層、
６はＮ゛層、７は２０層、８は絶縁膜、９はＰｏ１ｙ−
５ｉ電極、１０は配線金属、１１はパッシベーション膜
である。
第２図は第１図の実施例のＢ−Ｂ’断面図である。両図
において、１はＰ型半導体基板、２はＮ１埋め込み層、
３はＮ３層、４はＮ−エピタキシャル層、５はＰ−層、
６はＮ゛層、７は２０層、８は絶縁膜、９はＰｏ１ｙ−
５ｉ電極、１０は配線金属、１１はパッシベーション膜
である。
本実施例では、アンテナ領域のうち、分離して形成され
るアンテナ領域７．は、ベース領域に対向する画素の端
近くに配置され、接合して形成されたアンテナ領域Ｐ゛
層７を有するベース領域と相互に配線金属１０で接続さ
れている。画素の両端にアンテナが形成されているので
キャリヤが再結合する前にそれを収集することができ、
従って従来より小さな面積のアンテナ領域で同様のキャ
リヤ収集効果を得ることができる。そしてアンテナ領域
の面積を減少した分、Ｃｂｃを小さくすることができる
ので、結果として画素的感度ムラのない高感度な光電変
換装置を実現することができる。
るアンテナ領域７．は、ベース領域に対向する画素の端
近くに配置され、接合して形成されたアンテナ領域Ｐ゛
層７を有するベース領域と相互に配線金属１０で接続さ
れている。画素の両端にアンテナが形成されているので
キャリヤが再結合する前にそれを収集することができ、
従って従来より小さな面積のアンテナ領域で同様のキャ
リヤ収集効果を得ることができる。そしてアンテナ領域
の面積を減少した分、Ｃｂｃを小さくすることができる
ので、結果として画素的感度ムラのない高感度な光電変
換装置を実現することができる。
（他の実施例］
第３図は本発明の第二の実施例の構成を示す図である。
図に示すように、本実施例においては、アンテナ領域７
．．７２および７３は全てベース領域から分離され画素
の片側から手を伸ばした形に形成されてあり、この構成
でも同様の効果が得られる。
．．７２および７３は全てベース領域から分離され画素
の片側から手を伸ばした形に形成されてあり、この構成
でも同様の効果が得られる。
第４図は本発明の第三の実施例の構成を示す図である。
図に示すように、本実施例に乞いて、アンテナ領域７．
，７□および７３は全てベース領域から分離され、画素
の両側から手を伸ばした形に形成されてあり、その配置
は上記２実施例によるアンテナ領域の配置よりもキャリ
ヤの集取効果の一様性に冨み、従って画素内感度ムラの
ない高感度の光電変換装置となる。
，７□および７３は全てベース領域から分離され、画素
の両側から手を伸ばした形に形成されてあり、その配置
は上記２実施例によるアンテナ領域の配置よりもキャリ
ヤの集取効果の一様性に冨み、従って画素内感度ムラの
ない高感度の光電変換装置となる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によると、従来より小面積
のアンテナ領域でキャリヤを高い効率で一様に収集する
ことができ、従って高感度の、かつ画素内の感度の乱れ
のない光電変換装置を得ることができる。
のアンテナ領域でキャリヤを高い効率で一様に収集する
ことができ、従って高感度の、かつ画素内の感度の乱れ
のない光電変換装置を得ることができる。
第１図は本発明の第一の実施例の構成を示す図、第２図
は第１図の実施例のＢ−Ｂ’断面図、第３図は本発明の
第二の実施例の構成を示す図、第４図は本発明の第三の
実施例の構成を示す図、第５図は従来の半導体撮像装置
の平面図、第６図は第５図に示した半導体撮像装置のＡ
−Ａ’断面図である。 図において、１ｉｉＰ型半導体基板、２はＮ２埋め込み
層、３はＮ°層、４はＮ−エピタキシャル層、５はＰ−
層、６はＮ゛層、７はＰ゛層、８は絶縁膜、９はＰｏ１
ｙ−Ｓｉ電極、１ｏは配線金属、１１はパッシベーショ
ン膜である。
は第１図の実施例のＢ−Ｂ’断面図、第３図は本発明の
第二の実施例の構成を示す図、第４図は本発明の第三の
実施例の構成を示す図、第５図は従来の半導体撮像装置
の平面図、第６図は第５図に示した半導体撮像装置のＡ
−Ａ’断面図である。 図において、１ｉｉＰ型半導体基板、２はＮ２埋め込み
層、３はＮ°層、４はＮ−エピタキシャル層、５はＰ−
層、６はＮ゛層、７はＰ゛層、８は絶縁膜、９はＰｏ１
ｙ−Ｓｉ電極、１ｏは配線金属、１１はパッシベーショ
ン膜である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 コレクタ受光領域と、このコレクタ受光領域で光生成
したキャリアを収集する同型の半導体領域を有するベー
ス領域と、エミッタ領域とを備えたバイポーラトランジ
スタ型の光電変換装置において、 前記コレクタ受光領域に前記ベース領域とは分離して形
成される前記同型の半導体領域を一又は複数個設け、前
記ベース領域と配線接続されたことを特徴とする光電変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103054A JPH043473A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103054A JPH043473A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH043473A true JPH043473A (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=14343959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2103054A Pending JPH043473A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH043473A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0908956A2 (en) * | 1997-10-06 | 1999-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and image sensor |
| WO2010092928A1 (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | リニアイメージセンサ |
| US8901628B2 (en) | 2009-02-13 | 2014-12-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Image sensor in which embedded photodiodes are arrayed |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2103054A patent/JPH043473A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0908956A2 (en) * | 1997-10-06 | 1999-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and image sensor |
| EP1688998A2 (en) * | 1997-10-06 | 2006-08-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and image sensor |
| EP1688998A3 (en) * | 1997-10-06 | 2006-11-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and image sensor |
| EP0908956B1 (en) * | 1997-10-06 | 2007-11-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and image sensor |
| WO2010092928A1 (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | リニアイメージセンサ |
| JP2010186935A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Hamamatsu Photonics Kk | リニアイメージセンサ |
| EP2398052A1 (en) * | 2009-02-13 | 2011-12-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Linear image sensor |
| EP2398052A4 (en) * | 2009-02-13 | 2012-09-26 | Hamamatsu Photonics Kk | LINEAR BLIND SENSOR |
| US8901628B2 (en) | 2009-02-13 | 2014-12-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Image sensor in which embedded photodiodes are arrayed |
| US8907386B2 (en) | 2009-02-13 | 2014-12-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Linear image sensor |
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