JPH05206432A - 赤外線固体撮像素子 - Google Patents
赤外線固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH05206432A JPH05206432A JP4037249A JP3724992A JPH05206432A JP H05206432 A JPH05206432 A JP H05206432A JP 4037249 A JP4037249 A JP 4037249A JP 3724992 A JP3724992 A JP 3724992A JP H05206432 A JPH05206432 A JP H05206432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared
- region
- state imaging
- incident
- semiconductor substrate
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 裏面入射型の赤外線固体撮像素子において、
素子表面側から入射する散乱光などが画像に及ぼす影響
を解消するとともに、素子の空間分解能を向上させる。 【構成】 裏面入射型の赤外線固体撮像素子において、
赤外線検出器上方を覆うＡｌ反射層９ａよりも上方に、
少なくとも不感領域を覆うようにして赤外線吸収層１７
を設ける。
素子表面側から入射する散乱光などが画像に及ぼす影響
を解消するとともに、素子の空間分解能を向上させる。 【構成】 裏面入射型の赤外線固体撮像素子において、
赤外線検出器上方を覆うＡｌ反射層９ａよりも上方に、
少なくとも不感領域を覆うようにして赤外線吸収層１７
を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は赤外線固体撮像素子に
関し、特に基板裏面側から入射する赤外線を電気信号に
変換する裏面入射型の構造を有するものに関するもので
ある。
関し、特に基板裏面側から入射する赤外線を電気信号に
変換する裏面入射型の構造を有するものに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年のシリコンＬＳＩ技術の進歩にとも
ない、半導体基板上に多数の赤外線検出器を１次元また
は２次元アレイ状に配置した光電変換回路と、信号電荷
読み出し用の電荷転送回路とを組み合わせた赤外線固体
撮像素子が開発されている。中でも、赤外線検出器とし
てＰｔＳｉ／ｐ−Ｓｉショットキバリアダイオードを用
い、電荷転送回路としてＣＣＤ(Charge Coupled Devic
e：電荷結合素子) などを用いた３〜５μｍ帯用赤外線
固体撮像素子は、赤外レンズ，駆動回路，クーラーなど
と組合せて赤外線カメラとして既に実用化されている。
ない、半導体基板上に多数の赤外線検出器を１次元また
は２次元アレイ状に配置した光電変換回路と、信号電荷
読み出し用の電荷転送回路とを組み合わせた赤外線固体
撮像素子が開発されている。中でも、赤外線検出器とし
てＰｔＳｉ／ｐ−Ｓｉショットキバリアダイオードを用
い、電荷転送回路としてＣＣＤ(Charge Coupled Devic
e：電荷結合素子) などを用いた３〜５μｍ帯用赤外線
固体撮像素子は、赤外レンズ，駆動回路，クーラーなど
と組合せて赤外線カメラとして既に実用化されている。
【０００３】図３は、基板の裏面側より入射する赤外線
を電気信号に変換する（以下裏面入射型ともいう）従来
の赤外線固体撮像素子の断面図である。図３において、
１は比抵抗１０Ωｃｍ程度のＰ型シリコン基板、２は白
金シリサイド（ＰｔＳｉ）層であり、これらにより形成
されるショットキーバリアダイオードが赤外線検出器を
構成している。また、３は赤外線検出器周辺部でのリー
ク電流を低減するために形成されたＮ型不純物領域から
なるガードリング、４はＮ型不純物領域からなるＣＣＤ
埋め込みチャネル、５は赤外線検出器からＣＣＤへの電
荷転送を制御するトランスファーゲートのＰ型不純物領
域、６はＳｉＯ2 などの酸化膜、７はポリシリコンゲー
ト電極、８はＳｉＯ2 などの層間絶縁膜、９ａは上記層
間絶縁膜８上の上記赤外線検出器を覆う領域に設けられ
たＡｌ反射膜、１０はＳｉＯ2 などの保護膜である。な
おｄは光検出器の白金シリサイド（ＰｔＳｉ）層２から
Ａｌ反射膜９ａ間の距離を示す。
を電気信号に変換する（以下裏面入射型ともいう）従来
の赤外線固体撮像素子の断面図である。図３において、
１は比抵抗１０Ωｃｍ程度のＰ型シリコン基板、２は白
金シリサイド（ＰｔＳｉ）層であり、これらにより形成
されるショットキーバリアダイオードが赤外線検出器を
構成している。また、３は赤外線検出器周辺部でのリー
ク電流を低減するために形成されたＮ型不純物領域から
なるガードリング、４はＮ型不純物領域からなるＣＣＤ
埋め込みチャネル、５は赤外線検出器からＣＣＤへの電
荷転送を制御するトランスファーゲートのＰ型不純物領
域、６はＳｉＯ2 などの酸化膜、７はポリシリコンゲー
ト電極、８はＳｉＯ2 などの層間絶縁膜、９ａは上記層
間絶縁膜８上の上記赤外線検出器を覆う領域に設けられ
たＡｌ反射膜、１０はＳｉＯ2 などの保護膜である。な
おｄは光検出器の白金シリサイド（ＰｔＳｉ）層２から
Ａｌ反射膜９ａ間の距離を示す。
【０００４】次に動作について説明する。基板１裏面す
なわち同図下方より検出器領域へ入射した赤外線は、シ
リコン基板１中を通過してＰｔＳｉ層２に達し、赤外線
の一部はここで光電変換されて信号電荷を発生する。ま
たこの時光電変換に寄与しなかった赤外線は、ＰｔＳｉ
層２および層間絶縁膜８を通過し、検出器上部に形成さ
れたＡｌ反射膜９ａによって反射されて再度ＰｔＳｉ層
２に達し、ここでまた信号電荷を発生する。
なわち同図下方より検出器領域へ入射した赤外線は、シ
リコン基板１中を通過してＰｔＳｉ層２に達し、赤外線
の一部はここで光電変換されて信号電荷を発生する。ま
たこの時光電変換に寄与しなかった赤外線は、ＰｔＳｉ
層２および層間絶縁膜８を通過し、検出器上部に形成さ
れたＡｌ反射膜９ａによって反射されて再度ＰｔＳｉ層
２に達し、ここでまた信号電荷を発生する。
【０００５】ところで上記過程において、Ａｌ反射膜９
ａによって反射された反射赤外線が検出器に再入射した
場合の光電変換効率は、赤外線検出器とＡｌ反射膜９ａ
との距離ｄに依存する。図４を用いて詳述すると、図に
示すように、光学的な共鳴現象のため反射赤外線の光電
変換効率は、ｄ＝λ／４，３λ／４付近で極大（λ／４
付近で最大）となり、ｄ＝λ／２付近で極小となること
がわかる（ここでλは検出する赤外線の中心波長であ
る）。そこで、反射赤外線の光電変換効率を高めるべ
く、図３に示した赤外線固体撮像素子では、検出波長が
３〜５μｍであるから、ｄ＝０．７〜１μｍ（λ／４）
程度に設定されている。
ａによって反射された反射赤外線が検出器に再入射した
場合の光電変換効率は、赤外線検出器とＡｌ反射膜９ａ
との距離ｄに依存する。図４を用いて詳述すると、図に
示すように、光学的な共鳴現象のため反射赤外線の光電
変換効率は、ｄ＝λ／４，３λ／４付近で極大（λ／４
付近で最大）となり、ｄ＝λ／２付近で極小となること
がわかる（ここでλは検出する赤外線の中心波長であ
る）。そこで、反射赤外線の光電変換効率を高めるべ
く、図３に示した赤外線固体撮像素子では、検出波長が
３〜５μｍであるから、ｄ＝０．７〜１μｍ（λ／４）
程度に設定されている。
【０００６】そして以上のようにして光検出器にて発生
した信号電荷は、ＰｔＳｉ層２およびガードリング３中
に蓄積され、ポリシリコンゲート７に正電圧が印加され
てトランスファゲートがＯＮすることにより、Ｐ型不純
物領域５を通してＣＣＤチャネル４へと流れ込む。その
後、信号電荷は、ＣＣＤ動作によってＣＣＤチャネル４
内を転送され、図示しない出力アンプから外部へと取り
出される。なお、基板裏面側から光検出器が形成された
領域以外の領域（不感領域）に入射した赤外線は、表面
側へと素子を通過する。
した信号電荷は、ＰｔＳｉ層２およびガードリング３中
に蓄積され、ポリシリコンゲート７に正電圧が印加され
てトランスファゲートがＯＮすることにより、Ｐ型不純
物領域５を通してＣＣＤチャネル４へと流れ込む。その
後、信号電荷は、ＣＣＤ動作によってＣＣＤチャネル４
内を転送され、図示しない出力アンプから外部へと取り
出される。なお、基板裏面側から光検出器が形成された
領域以外の領域（不感領域）に入射した赤外線は、表面
側へと素子を通過する。
【０００７】ところで、赤外線検出器として上述したよ
うなＰｔＳｉ／ｐ−Ｓｉショットキーバリアダイオード
などを用いた場合には、赤外線検出器で発生する暗電流
を抑えるために素子を７７Ｋ程度の低温に冷却する必要
がある。このため、素子は冷却用クーラーに装着され
る。図５は、裏面入射型の赤外線固体撮像素子をクーラ
ーに装着する場合の実装例を示す構成図である。
うなＰｔＳｉ／ｐ−Ｓｉショットキーバリアダイオード
などを用いた場合には、赤外線検出器で発生する暗電流
を抑えるために素子を７７Ｋ程度の低温に冷却する必要
がある。このため、素子は冷却用クーラーに装着され
る。図５は、裏面入射型の赤外線固体撮像素子をクーラ
ーに装着する場合の実装例を示す構成図である。
【０００８】図５において、１１は赤外線固体撮像素
子、１２はパッケージ、１３は素子冷却用クーラーのヘ
ッド部、１４は素子１１を保護するためのシリコンなど
からなるスペーサー、１５は低温用接着剤、１６は赤外
線入射窓である。
子、１２はパッケージ、１３は素子冷却用クーラーのヘ
ッド部、１４は素子１１を保護するためのシリコンなど
からなるスペーサー、１５は低温用接着剤、１６は赤外
線入射窓である。
【０００９】次に各構成要素の役割について簡単に説明
する。赤外線固体撮像素子１１は、低温用接着剤１５を
用いてパッケージ１２に装着され、このパッケージ１２
には赤外線入射窓１６が開けられており、ここから入射
した赤外線が赤外線固体撮像素子１１の基板裏面に当た
るようになっている。また赤外線固体撮像素子１１とク
ーラーヘッド１３との間には、スペーサー１４が設けら
れており、素子１１とクーラーヘッド１３との熱膨張係
数の違いによって冷却時に生じる熱応力が、直接素子１
１に加わらないような構造となっている。なお素子１
１，スペーサー１４，クーラーヘッド１３の各接着にも
低温用接着剤１５が用いられる。
する。赤外線固体撮像素子１１は、低温用接着剤１５を
用いてパッケージ１２に装着され、このパッケージ１２
には赤外線入射窓１６が開けられており、ここから入射
した赤外線が赤外線固体撮像素子１１の基板裏面に当た
るようになっている。また赤外線固体撮像素子１１とク
ーラーヘッド１３との間には、スペーサー１４が設けら
れており、素子１１とクーラーヘッド１３との熱膨張係
数の違いによって冷却時に生じる熱応力が、直接素子１
１に加わらないような構造となっている。なお素子１
１，スペーサー１４，クーラーヘッド１３の各接着にも
低温用接着剤１５が用いられる。
【００１０】しかるに図３に示した従来の赤外線固体撮
像素子は、光検出器が形成された以外の領域（不感領
域）に入射した赤外線が素子を透過する構造となってい
るため、図５のように撮像素子をクーラーヘッドに装着
すると、不感領域に入射し撮像素子を透過した赤外線
が、素子１１／接着剤界面，接着剤／スペーサー界面，
スペーサーのエッジ部分などで散乱され、この時散乱の
程度は素子表面の状態等に大きく左右され、場合によっ
ては散乱光の光検出基板への再入射により、接着剤の塗
布ムラなどが検出器出力に現われ、画像ムラを生じると
いう問題があった。
像素子は、光検出器が形成された以外の領域（不感領
域）に入射した赤外線が素子を透過する構造となってい
るため、図５のように撮像素子をクーラーヘッドに装着
すると、不感領域に入射し撮像素子を透過した赤外線
が、素子１１／接着剤界面，接着剤／スペーサー界面，
スペーサーのエッジ部分などで散乱され、この時散乱の
程度は素子表面の状態等に大きく左右され、場合によっ
ては散乱光の光検出基板への再入射により、接着剤の塗
布ムラなどが検出器出力に現われ、画像ムラを生じると
いう問題があった。
【００１１】そこで、図６に示すように、不感領域に入
射した赤外線が素子を通過しない構造の赤外線固体撮像
素子が案出されている。すなわち、検出器領域だけでな
く不感領域も含む画素領域全体をＡｌ反射膜９ｂで覆う
ことにより、素子裏面側から不感領域に入射した光も全
て反射させて散乱光を生じないようにしている。このと
き、Ａｌ反射膜９ｂが完全に平坦でない場合や、赤外線
が斜めに入射する場合には、再入射する赤外線が増加し
て見掛け上の光電変換効率は向上するが、不感領域に入
射した赤外線が再入射するものであるため、撮像素子と
しての空間的な分解能は低下することとなる。
射した赤外線が素子を通過しない構造の赤外線固体撮像
素子が案出されている。すなわち、検出器領域だけでな
く不感領域も含む画素領域全体をＡｌ反射膜９ｂで覆う
ことにより、素子裏面側から不感領域に入射した光も全
て反射させて散乱光を生じないようにしている。このと
き、Ａｌ反射膜９ｂが完全に平坦でない場合や、赤外線
が斜めに入射する場合には、再入射する赤外線が増加し
て見掛け上の光電変換効率は向上するが、不感領域に入
射した赤外線が再入射するものであるため、撮像素子と
しての空間的な分解能は低下することとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線固体撮像
素子は以上のように構成されており、不感領域に入射し
た赤外光がクーラーヘッドの接着剤の塗布ムラやスペー
サー周辺部にて散乱されて画像ムラを生じたり、また不
感領域に入射した赤外光が光検出器に再入射して撮像素
子の空間分解能を低下させるという問題点があった。
素子は以上のように構成されており、不感領域に入射し
た赤外光がクーラーヘッドの接着剤の塗布ムラやスペー
サー周辺部にて散乱されて画像ムラを生じたり、また不
感領域に入射した赤外光が光検出器に再入射して撮像素
子の空間分解能を低下させるという問題点があった。
【００１３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、素子表面側から入射する散乱光
をなくし画像ムラを解消するとともに、不感領域に入射
した赤外光の再入射により素子の空間的分解能が低下す
ることのない赤外線固体撮像素子を得ることを目的とす
る。
ためになされたもので、素子表面側から入射する散乱光
をなくし画像ムラを解消するとともに、不感領域に入射
した赤外光の再入射により素子の空間的分解能が低下す
ることのない赤外線固体撮像素子を得ることを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る赤外線固
体撮像素子は、反射膜上側に位置し、不感領域を覆う領
域に赤外線吸収層を設けたものである。
体撮像素子は、反射膜上側に位置し、不感領域を覆う領
域に赤外線吸収層を設けたものである。
【００１５】あるいは、上記反射膜上側、かつ赤外線検
出器から、入射する赤外線の１／２波長あるいはその倍
数程度の距離隔てた所定位置に、第２の反射膜を設けた
ものである。
出器から、入射する赤外線の１／２波長あるいはその倍
数程度の距離隔てた所定位置に、第２の反射膜を設けた
ものである。
【００１６】
【作用】この発明においては、反射膜よりも上方で、不
感領域を覆う領域に赤外線吸収層が設けられているた
め、不感領域を通過した赤外光はここで吸収され光検出
器に再入射することがない。
感領域を覆う領域に赤外線吸収層が設けられているた
め、不感領域を通過した赤外光はここで吸収され光検出
器に再入射することがない。
【００１７】あるいは、反射膜上側、かつ赤外線検出器
から、入射する赤外線の１／２波長あるいはその倍数程
度の距離隔てた所定位置に、第２の反射膜が設けられて
いるため、赤外線が不感領域を通過して第２の反射膜に
より反射され光検出器に入射しても光学共鳴により光検
出器での光電変換は殆ど起こらない。
から、入射する赤外線の１／２波長あるいはその倍数程
度の距離隔てた所定位置に、第２の反射膜が設けられて
いるため、赤外線が不感領域を通過して第２の反射膜に
より反射され光検出器に入射しても光学共鳴により光検
出器での光電変換は殆ど起こらない。
【００１８】
【実施例】以下、この発明の一実施例による裏面入射型
赤外線固体撮像素子を図について説明する。図１におい
て図３と同一符号は同一または相当部分を示し、１７は
例えば高濃度にリンドープされたポリシリコンなどから
なる赤外吸収層、１８は保護膜１０と赤外吸収層１７と
の界面での赤外線反射を防ぐために設けられたＳｉＯ2
などからなる無反射コート層である。
赤外線固体撮像素子を図について説明する。図１におい
て図３と同一符号は同一または相当部分を示し、１７は
例えば高濃度にリンドープされたポリシリコンなどから
なる赤外吸収層、１８は保護膜１０と赤外吸収層１７と
の界面での赤外線反射を防ぐために設けられたＳｉＯ2
などからなる無反射コート層である。
【００１９】次に動作について説明する。まず素子の基
板裏面側から検出器へと赤外線が入射した場合の動作
は、従来の赤外線固体撮像素子の場合と同様であるた
め、ここではその説明は省略する。一方、基板裏面側か
ら不感領域に入射した赤外線は、素子を通過して赤外吸
収層１７に達しここで吸収されるため、クーラーヘッド
の接着剤の塗布ムラやスペーサー周辺部にて散乱されて
検出器へ再入射することがなく、従って画像ムラ等の問
題は起こらない。このとき、無反射コート層１８の存在
によって、赤外吸収層１７と無反射コート層１８との界
面、および無反射コート層１８と保護膜１０との界面で
の赤外線反射は生じない。さらに、素子表面側から入射
する赤外線に対しては、赤外吸収層１７が遮蔽層として
作用することとなり、仮に何らかの理由により素子表面
から赤外光が入射（迷光という）してもこれが光電変換
されることはない。
板裏面側から検出器へと赤外線が入射した場合の動作
は、従来の赤外線固体撮像素子の場合と同様であるた
め、ここではその説明は省略する。一方、基板裏面側か
ら不感領域に入射した赤外線は、素子を通過して赤外吸
収層１７に達しここで吸収されるため、クーラーヘッド
の接着剤の塗布ムラやスペーサー周辺部にて散乱されて
検出器へ再入射することがなく、従って画像ムラ等の問
題は起こらない。このとき、無反射コート層１８の存在
によって、赤外吸収層１７と無反射コート層１８との界
面、および無反射コート層１８と保護膜１０との界面で
の赤外線反射は生じない。さらに、素子表面側から入射
する赤外線に対しては、赤外吸収層１７が遮蔽層として
作用することとなり、仮に何らかの理由により素子表面
から赤外光が入射（迷光という）してもこれが光電変換
されることはない。
【００２０】なお上記実施例では赤外吸収層１７の下方
に無反射コート層１８を形成したが、赤外吸収層１７と
保護膜１０との材質の組合せ方によって、これら２部材
間の屈折率の比が所定範囲内にある場合、これら界面で
の赤外線反射が殆ど起こらない場合があり、この場合は
無反射コート層１８を形成する必要はなく、保護膜１０
上に赤外吸収層１７を直接形成してもよい。
に無反射コート層１８を形成したが、赤外吸収層１７と
保護膜１０との材質の組合せ方によって、これら２部材
間の屈折率の比が所定範囲内にある場合、これら界面で
の赤外線反射が殆ど起こらない場合があり、この場合は
無反射コート層１８を形成する必要はなく、保護膜１０
上に赤外吸収層１７を直接形成してもよい。
【００２１】このように本実施例によれば、保護膜１０
上に無反射コート１８，赤外吸収層１７を順次積層して
設けたから、光検出器が形成されていない不感領域を通
過した赤外線は赤外吸収層１７にて吸収されるようにな
り、素子をクーラーヘッドに取付けても赤外線が散乱し
て光検出器に再入射することがなく、赤外線の散乱によ
る画像ムラを防止することができる。
上に無反射コート１８，赤外吸収層１７を順次積層して
設けたから、光検出器が形成されていない不感領域を通
過した赤外線は赤外吸収層１７にて吸収されるようにな
り、素子をクーラーヘッドに取付けても赤外線が散乱し
て光検出器に再入射することがなく、赤外線の散乱によ
る画像ムラを防止することができる。
【００２２】次に本発明の第２の実施例を図２を用いて
説明する。この実施例では光検出器上方を覆うように
（第１の）Ａｌ反射膜９ａを設けるとともに、保護膜１
０上に画素全域を覆う第２のＡｌ反射膜１９を形成し、
不感領域を通過した赤外光を第２のＡｌ反射膜１９にて
反射させ、光学共鳴を利用して光電変換効率を低下させ
るようにしたものである。
説明する。この実施例では光検出器上方を覆うように
（第１の）Ａｌ反射膜９ａを設けるとともに、保護膜１
０上に画素全域を覆う第２のＡｌ反射膜１９を形成し、
不感領域を通過した赤外光を第２のＡｌ反射膜１９にて
反射させ、光学共鳴を利用して光電変換効率を低下させ
るようにしたものである。
【００２３】詳述すると図において、１９は保護膜１０
上に、光検出器からの距離Ｄがλ／２付近になるように
形成された第２のＡｌ反射膜であり、２０はこの第２の
Ａｌ反射膜１９上に形成された保護層である。なお、こ
のときも第１反射膜９ａは上記で説明したように、光電
変換効率が最大となる位置、すなわち赤外線検出器から
λ／４付近の位置に形成される。
上に、光検出器からの距離Ｄがλ／２付近になるように
形成された第２のＡｌ反射膜であり、２０はこの第２の
Ａｌ反射膜１９上に形成された保護層である。なお、こ
のときも第１反射膜９ａは上記で説明したように、光電
変換効率が最大となる位置、すなわち赤外線検出器から
λ／４付近の位置に形成される。
【００２４】次に動作について説明する。上記実施例と
同様に素子の基板裏面側から検出器へと赤外線が入射し
た場合の動作は、従来の赤外線固体撮像素子の場合と同
様であるため、ここではその説明は省略する。一方、基
板裏面側から不感領域に入射した赤外線は、素子を通過
して第２のＡｌ反射膜１９で反射され、その一部が検出
器へ再入射する。このとき、検出器と第２のＡｌ反射膜
１９との距離Ｄがλ／２であるため、この時の光電変換
効率は図４で説明したように光学共鳴のため極小である
ため、反射光が検出器に再入射しても光電変換はほとん
ど起こらず、撮像素子としての空間的な分解能は向上す
る。さらに、素子表面側から入射する赤外線に対して
は、第２の反射膜１９が遮蔽層として作用するため迷光
対策となる。
同様に素子の基板裏面側から検出器へと赤外線が入射し
た場合の動作は、従来の赤外線固体撮像素子の場合と同
様であるため、ここではその説明は省略する。一方、基
板裏面側から不感領域に入射した赤外線は、素子を通過
して第２のＡｌ反射膜１９で反射され、その一部が検出
器へ再入射する。このとき、検出器と第２のＡｌ反射膜
１９との距離Ｄがλ／２であるため、この時の光電変換
効率は図４で説明したように光学共鳴のため極小である
ため、反射光が検出器に再入射しても光電変換はほとん
ど起こらず、撮像素子としての空間的な分解能は向上す
る。さらに、素子表面側から入射する赤外線に対して
は、第２の反射膜１９が遮蔽層として作用するため迷光
対策となる。
【００２５】また、第１の反射膜９ｂは検出器領域のみ
を覆うように形成されており、不感領域を通過した赤外
光の殆どは第２のＡｌ反射膜１９にて反射されるため、
光電変換される赤外光は、受光部のみを通過したものが
大部分となるため、素子の空間的分解能は従来に比べ向
上する。また第２のＡｌ反射膜１９の位置は光検出器か
らλ／２の整数倍の距離に配置してもよいが、装置のコ
ンパクト化の点からλ／２の距離に設けるのが望まし
い。
を覆うように形成されており、不感領域を通過した赤外
光の殆どは第２のＡｌ反射膜１９にて反射されるため、
光電変換される赤外光は、受光部のみを通過したものが
大部分となるため、素子の空間的分解能は従来に比べ向
上する。また第２のＡｌ反射膜１９の位置は光検出器か
らλ／２の整数倍の距離に配置してもよいが、装置のコ
ンパクト化の点からλ／２の距離に設けるのが望まし
い。
【００２６】なお上記各実施例においては、赤外吸収層
１７もしくは第２の反射膜１９が画素領域の全域を覆う
ように形成されたものを示したが、これは画素領域のう
ち少なくとも光検出器が形成されていない不感領域の上
部にこれらの層１７，１９を形成すればよいものであ
り、この場合も同様の効果を奏する。
１７もしくは第２の反射膜１９が画素領域の全域を覆う
ように形成されたものを示したが、これは画素領域のう
ち少なくとも光検出器が形成されていない不感領域の上
部にこれらの層１７，１９を形成すればよいものであ
り、この場合も同様の効果を奏する。
【００２７】また、上記赤外線固体撮像素子が対象とす
る赤外線波長は、３〜５μｍ帯にのみ制限されるもので
はなく、例えば１０μｍ帯でもよい。この場合、ＩｒＳ
ｉまたはＳｉＧｅ／ＰｔＳｉなどを赤外線検出器に用
い、赤外吸収層のリン濃度を変更するなどの手段を講ず
ればよい。
る赤外線波長は、３〜５μｍ帯にのみ制限されるもので
はなく、例えば１０μｍ帯でもよい。この場合、ＩｒＳ
ｉまたはＳｉＧｅ／ＰｔＳｉなどを赤外線検出器に用
い、赤外吸収層のリン濃度を変更するなどの手段を講ず
ればよい。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る赤外線固
体撮像素子によれば、反射膜上側に位置し、不感領域を
覆う領域に赤外線吸収層を設けたので、基板裏面側から
不感領域へと入射した赤外線は赤外吸収層により吸収さ
れて光検出器に再入射することがなく、画像ムラをなく
すことができるという効果がある。
体撮像素子によれば、反射膜上側に位置し、不感領域を
覆う領域に赤外線吸収層を設けたので、基板裏面側から
不感領域へと入射した赤外線は赤外吸収層により吸収さ
れて光検出器に再入射することがなく、画像ムラをなく
すことができるという効果がある。
【００２９】あるいは、反射膜上側、かつ赤外線検出器
から、入射する赤外線の１／２波長あるいはその倍数程
度の距離隔てた所定位置に、第２の反射膜が設けたの
で、基板裏面側から不感領域へと入射した赤外線が第２
の反射膜により反射されて光検出器に入射しても、光学
共鳴により光検出器での光電変換は殆ど起こらず、撮像
素子としての空間分解能を向上させることができるとい
う効果がある。
から、入射する赤外線の１／２波長あるいはその倍数程
度の距離隔てた所定位置に、第２の反射膜が設けたの
で、基板裏面側から不感領域へと入射した赤外線が第２
の反射膜により反射されて光検出器に入射しても、光学
共鳴により光検出器での光電変換は殆ど起こらず、撮像
素子としての空間分解能を向上させることができるとい
う効果がある。
【図１】この発明の一実施例による赤外線固体撮像素子
を示す断面図。
を示す断面図。
【図２】この発明の第２の実施例による赤外線固体撮像
素子を示す断面図。
素子を示す断面図。
【図３】従来の裏面入射型赤外線固体撮像素子を示す断
面図。
面図。
【図４】上記裏面入射型赤外線固体撮像素子において、
検出器−反射膜間距離（ｄ）と反射赤外線の光電変換効
率との関係を示す図。
検出器−反射膜間距離（ｄ）と反射赤外線の光電変換効
率との関係を示す図。
【図５】裏面入射型赤外線固体撮像素子をクーラーに装
着する場合の実装方法の一例を示す構成図。
着する場合の実装方法の一例を示す構成図。
【図６】従来の裏面入射型赤外線固体撮像素子の他の例
を示す断面図。
を示す断面図。
１ Ｐ型シリコン基板 ２ 白金シリサイド層 ３ ガードリング ４ ＣＣＤチャネル ５ Ｐ型不純物領域 ６ 酸化膜 ７ ポリシリコンゲート ８ 層間絶縁膜 ９ Ａｌ反射膜（第１の反射膜） １０ 保護膜 １７ 赤外吸収層 １８ 無反射コート層 １９ Ａｌ反射膜（第２の反射膜） ２０ 保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】 赤外線を透過させる半導体基板と、該半
導体基板の表面の受光領域に設けられた赤外線検出器
と、上記受光領域以外の不感領域に設けられ、前記検出
器により検出された光電荷を読み出す電荷読み出し器
と、上記受光領域上方を覆う反射膜とを備え、上記半導
体基板裏面側より入射する赤外線を電気信号に変換する
赤外線固体撮像素子において、 上記反射膜上側に位置し、上記不感領域を覆う領域に赤
外吸収層を備えたことを特徴とする赤外線固体撮像素
子。 - 【請求項２】 赤外線を透過させる半導体基板と、該半
導体基板の表面の受光領域に設けられた赤外線検出器
と、上記受光領域以外の不感領域に設けられ、前記検出
器により検出された光電荷を読み出す電荷読み出し器
と、上記受光領域上方を覆う反射膜とを備え、上記半導
体基板裏面側より入射する赤外線を電気信号に変換する
赤外線固体撮像素子において、 上記反射膜よりも上方で、かつ上記赤外線検出器から、
上記入射する赤外線の約１／２波長あるいはその倍数の
距離隔てた所定位置に、第２の反射膜を備えたことを特
徴とする赤外線固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4037249A JPH05206432A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 赤外線固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4037249A JPH05206432A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 赤外線固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206432A true JPH05206432A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=12492364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4037249A Pending JPH05206432A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 赤外線固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05206432A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031471A1 (fr) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif a semi-conducteur de prise d'image infrarouge |
| JP2007013147A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd | 背面照射型半導体デバイス |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP4037249A patent/JPH05206432A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031471A1 (fr) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif a semi-conducteur de prise d'image infrarouge |
| JP2007013147A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd | 背面照射型半導体デバイス |
| JP2010251765A (ja) * | 2005-06-30 | 2010-11-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd | 背面照射型半導体デバイス |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100386484B1 (ko) | 개구율이 높아지도록 실드를 구비한 열형 적외선 검출기 | |
| JP2797941B2 (ja) | 光電変換素子とその駆動方法 | |
| WO2010131534A1 (en) | Solid-state image sensing apparatus | |
| JP2995960B2 (ja) | 赤外線ｃｃｄ | |
| JP4858210B2 (ja) | 撮像素子 | |
| JP4779304B2 (ja) | 固体撮像素子、カメラモジュール及び電子機器モジュール | |
| JPH05110049A (ja) | 赤外線固体撮像素子及びその製造方法 | |
| US4929994A (en) | Solid-state imaging device with multiple dielectric layers | |
| JP2000164839A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH08148665A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH05206432A (ja) | 赤外線固体撮像素子 | |
| JPH0715987B2 (ja) | ショットキ障壁型赤外線イメージセンサ | |
| JPH0424964A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2008218787A (ja) | 撮像素子 | |
| JPH02264473A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2596167B2 (ja) | イメージセンサ | |
| JP3303571B2 (ja) | 赤外線検出器及び赤外線検出器アレイ | |
| JPS62299067A (ja) | 赤外線検出装置 | |
| KR970002123B1 (ko) | 적외선 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| JP2701523B2 (ja) | 赤外線固体撮像素子 | |
| JPH0472664A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2836299B2 (ja) | 赤外線固体撮像素子 | |
| JP2011040774A (ja) | 固体撮像素子、カメラモジュール及び電子機器モジュール | |
| JP2510999B2 (ja) | 赤外線固体撮像装置 | |
| JPH0473313B2 (ja) |