JPH05267695A - 赤外線撮像装置 - Google Patents
赤外線撮像装置Info
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- JPH05267695A JPH05267695A JP3321317A JP32131791A JPH05267695A JP H05267695 A JPH05267695 A JP H05267695A JP 3321317 A JP3321317 A JP 3321317A JP 32131791 A JP32131791 A JP 32131791A JP H05267695 A JPH05267695 A JP H05267695A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光層における表面リーク電流とＭＩＳスイ
ッチ部における暗電流の両者を低減できるとともに、受
光感度と電極の接続精度が向上した高性能且つ高信頼性
の赤外線撮像装置を得る。 【構成】 禁制体幅の小さいｐ型半導体基板１上に禁制
体幅の大きいｐ型半導体層２を積層し、この禁制体幅の
大きいｐ型半導体層２の表面から禁制体幅の小さいｐ型
半導体基板１にＰＮ接合が届くようにｎ型不純物を拡散
して受光層５を形成するとともに、受光層５の近傍の禁
制体幅の大きいｐ型半導体層２内に高濃度のｎ型不純物
拡散領域４を形成し、更に、受光層５とｎ型不純物拡散
領域４と間の禁制体幅の大きいｐ型半導体層２上に上記
受光層５，ｎ型不純物拡散領域４とともにＭＩＳスイッ
チ９を構成するＭＩＳ電極８を形成する。
ッチ部における暗電流の両者を低減できるとともに、受
光感度と電極の接続精度が向上した高性能且つ高信頼性
の赤外線撮像装置を得る。 【構成】 禁制体幅の小さいｐ型半導体基板１上に禁制
体幅の大きいｐ型半導体層２を積層し、この禁制体幅の
大きいｐ型半導体層２の表面から禁制体幅の小さいｐ型
半導体基板１にＰＮ接合が届くようにｎ型不純物を拡散
して受光層５を形成するとともに、受光層５の近傍の禁
制体幅の大きいｐ型半導体層２内に高濃度のｎ型不純物
拡散領域４を形成し、更に、受光層５とｎ型不純物拡散
領域４と間の禁制体幅の大きいｐ型半導体層２上に上記
受光層５，ｎ型不純物拡散領域４とともにＭＩＳスイッ
チ９を構成するＭＩＳ電極８を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は赤外線撮像装置に関
し、特にモノリシック型の赤外線撮像装置に関するもの
である。
し、特にモノリシック型の赤外線撮像装置に関するもの
である。
【０００２】従来より、一般に各々の別体の基板上に形
成された受光部と信号処理部とをインジウム等の金属バ
ンプで接続した構造、即ち、ハイブリッド型の赤外線撮
像装置が多く用いられている。ところが、このようなハ
イブリッド型の赤外線撮像装置では、製造工程において
それぞれの基板をインジウム等の金属パンプで接続する
というような面倒な工程を必要とし、また、このような
赤外線撮像装置は７７ｋ程度に冷却して使用するのが一
般的であるため、受光部と信号処理部とを構成するそれ
ぞれの基板の材質が異なると、使用時に各基板の熱膨張
係数の差によって上記金属バンプによる接続部が断線す
るというような問題点を生じていた。
成された受光部と信号処理部とをインジウム等の金属バ
ンプで接続した構造、即ち、ハイブリッド型の赤外線撮
像装置が多く用いられている。ところが、このようなハ
イブリッド型の赤外線撮像装置では、製造工程において
それぞれの基板をインジウム等の金属パンプで接続する
というような面倒な工程を必要とし、また、このような
赤外線撮像装置は７７ｋ程度に冷却して使用するのが一
般的であるため、受光部と信号処理部とを構成するそれ
ぞれの基板の材質が異なると、使用時に各基板の熱膨張
係数の差によって上記金属バンプによる接続部が断線す
るというような問題点を生じていた。
【０００３】そこで、近年、このようなハイブリッド型
の赤外線撮像装置の欠点を改善したモノリシック型の赤
外線撮像装置が提案されている。
の赤外線撮像装置の欠点を改善したモノリシック型の赤
外線撮像装置が提案されている。
【０００４】例えば、図７は、特開昭６３−４６７６５
号公報に記載されたハイブリッド型の赤外線撮像装置の
構造を示す断面図であり、この赤外線撮像装置は、図に
示すにように、ＣｄＨｇＴｅ基板１１上に禁制帯幅の小
さい第１のＣｄＨｇＴｅ層１２と禁制帯幅の大きい第２
のＣｄＨｇＴｅ層１３とが順次形成され、上部の第２の
ＣｄＨｇＴｅ層１３が除去された部分の第１のＣｄＨｇ
Ｔｅ層１２には、イオン注入等によってフォトダイオー
ド部１４が形成され、また、上記第２のＣｄＨｇＴｅ層
１３にはイオン注入等によって形成された電荷信号中注
入層２２と、絶縁膜２６を介して形成された電荷転送用
ゲート２３，電荷蓄積用ゲート２４及びＣＣＤ２５とか
らなる信号処理部が形成されている。そして、上記電荷
信号中注入層２２と上記のフォトダイオード部１４とは
インジウム電極２１によって接続されており、禁制体幅
の小さい第１のＣｄＨｇＴｅ層１２に形成されたフォト
ダイオード部１４に赤外線が受光されると、フォトダイ
オード部１４にて信号電荷が発生し、この発生した信号
電荷がインジウム電極２１から上記電荷信号中注入層２
２，電荷転送用ゲート２３，電荷蓄積用ゲート２４及び
ＣＣＤ２５からなる信号処理部に流れるようになってい
る。
号公報に記載されたハイブリッド型の赤外線撮像装置の
構造を示す断面図であり、この赤外線撮像装置は、図に
示すにように、ＣｄＨｇＴｅ基板１１上に禁制帯幅の小
さい第１のＣｄＨｇＴｅ層１２と禁制帯幅の大きい第２
のＣｄＨｇＴｅ層１３とが順次形成され、上部の第２の
ＣｄＨｇＴｅ層１３が除去された部分の第１のＣｄＨｇ
Ｔｅ層１２には、イオン注入等によってフォトダイオー
ド部１４が形成され、また、上記第２のＣｄＨｇＴｅ層
１３にはイオン注入等によって形成された電荷信号中注
入層２２と、絶縁膜２６を介して形成された電荷転送用
ゲート２３，電荷蓄積用ゲート２４及びＣＣＤ２５とか
らなる信号処理部が形成されている。そして、上記電荷
信号中注入層２２と上記のフォトダイオード部１４とは
インジウム電極２１によって接続されており、禁制体幅
の小さい第１のＣｄＨｇＴｅ層１２に形成されたフォト
ダイオード部１４に赤外線が受光されると、フォトダイ
オード部１４にて信号電荷が発生し、この発生した信号
電荷がインジウム電極２１から上記電荷信号中注入層２
２，電荷転送用ゲート２３，電荷蓄積用ゲート２４及び
ＣＣＤ２５からなる信号処理部に流れるようになってい
る。
【０００５】一方、図８は、特開平２−２７２７６６号
公報に記載された、モノリシック型の赤外線撮像装置の
構造を示す断面図であり、この赤外線撮像装置は、図に
示すように、半導体基板１１上に禁制帯幅の大きい第２
のＣｄＨｇＴｅ層１３が形成され、この第２のＣｄＨｇ
Ｔｅ層１３に形成された凹部に禁制帯幅の小さい第１の
ＣｄＨｇＴｅ層１２が埋め込まれ、この第１のＣｄＨｇ
Ｔｅ層１２中にフォトダイオード１４が、上記第２のＣ
ｄＨｇＴｅ層１３中にソースダイオード１８とドレイン
ダイオード１７がそれぞれイオン注入によって形成さ
れ、フォトダイオード１４とドレインダイオード１７と
を接続する接続電極１５とソースダイオード１８とドレ
インダイオード１７とを接続するゲート電極１６とが絶
縁膜１９上に形成されている。そして、上記第２のＣｄ
ＨｇＴｅ層１３の凹部に埋め込むように形成された禁制
帯幅の小さい第１のＣｄＨｇＴｅ層１２中のフォトダイ
オード１４が赤外線を受光すると、フォトダイオード部
１４で信号電荷が発生し、接続電極１５を通してこの発
生した信号電荷が第２のＣｄＨｇＴｅ層１３上に形成さ
れたＭＩＳ型スイッチ２０に到達し、このドレインダイ
オード１７，ソースダイオード１８，及びゲート電極１
６で構成されたＭＩＳ型スイッチのゲートを開くことに
より、ドレインダイオート１７に接続された図示しない
信号出力電極に信号電荷が取り出され、この信号電荷が
図示しない電荷転送装置によって送出されるようになっ
ている。
公報に記載された、モノリシック型の赤外線撮像装置の
構造を示す断面図であり、この赤外線撮像装置は、図に
示すように、半導体基板１１上に禁制帯幅の大きい第２
のＣｄＨｇＴｅ層１３が形成され、この第２のＣｄＨｇ
Ｔｅ層１３に形成された凹部に禁制帯幅の小さい第１の
ＣｄＨｇＴｅ層１２が埋め込まれ、この第１のＣｄＨｇ
Ｔｅ層１２中にフォトダイオード１４が、上記第２のＣ
ｄＨｇＴｅ層１３中にソースダイオード１８とドレイン
ダイオード１７がそれぞれイオン注入によって形成さ
れ、フォトダイオード１４とドレインダイオード１７と
を接続する接続電極１５とソースダイオード１８とドレ
インダイオード１７とを接続するゲート電極１６とが絶
縁膜１９上に形成されている。そして、上記第２のＣｄ
ＨｇＴｅ層１３の凹部に埋め込むように形成された禁制
帯幅の小さい第１のＣｄＨｇＴｅ層１２中のフォトダイ
オード１４が赤外線を受光すると、フォトダイオード部
１４で信号電荷が発生し、接続電極１５を通してこの発
生した信号電荷が第２のＣｄＨｇＴｅ層１３上に形成さ
れたＭＩＳ型スイッチ２０に到達し、このドレインダイ
オード１７，ソースダイオード１８，及びゲート電極１
６で構成されたＭＩＳ型スイッチのゲートを開くことに
より、ドレインダイオート１７に接続された図示しない
信号出力電極に信号電荷が取り出され、この信号電荷が
図示しない電荷転送装置によって送出されるようになっ
ている。
【０００６】そして、これら図７，８に示すモノリシッ
ク型の赤外線撮像装置では、上述したハイブリッド型の
撮像装置の問題点が解消できるとともに、基板の反対側
からから入射する入射光を検出できるため、半導体基板
が透明のものに限定されず、材料選択の自由度が広がる
という利点も備えている。
ク型の赤外線撮像装置では、上述したハイブリッド型の
撮像装置の問題点が解消できるとともに、基板の反対側
からから入射する入射光を検出できるため、半導体基板
が透明のものに限定されず、材料選択の自由度が広がる
という利点も備えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図７，
８に示す従来のモノリッシク型赤外線撮像装置では、何
れの装置においても、１０μｍ帯の赤外線を対する感度
よく受光できるように、禁制体幅が０．１ｅＶの禁制体
幅の小さい半導体層内にフォトダイオート部を形成し、
また、ＭＩＳ型構造における暗電流（漏れ電流）の発生
を抑制するために、ＣＣＤ等を含む信号処理部やＭＩＳ
型スイッチ部等を禁制体幅が大きい半導体層に形成した
構造をとっている。
８に示す従来のモノリッシク型赤外線撮像装置では、何
れの装置においても、１０μｍ帯の赤外線を対する感度
よく受光できるように、禁制体幅が０．１ｅＶの禁制体
幅の小さい半導体層内にフォトダイオート部を形成し、
また、ＭＩＳ型構造における暗電流（漏れ電流）の発生
を抑制するために、ＣＣＤ等を含む信号処理部やＭＩＳ
型スイッチ部等を禁制体幅が大きい半導体層に形成した
構造をとっている。
【０００８】しかしながら、上記図８に示す従来のモノ
リック型赤外線撮像装置ではＭＩＳ型スイッチ部での暗
電流の発生を低減することはできるものの、フォトダイ
オード部１４が禁制帯幅が０．１ｅＶの禁制帯幅の小さ
い半導体層１２内に形成されているため、フォトダイオ
ート部１４を構成するＰＮ接合の終端が禁制帯幅の小さ
い半導体層１２の表面に形成されるため、この部分にお
いて表面リーク電流が発生し、信号電荷を効率よく信号
処理部に取り出すことができないとう問題点があった。
また、この装置では禁制帯幅の小さい半導体層内に形成
されたフォトダイオード部１４とソースダイオード１
３，ドレインダイオード１４及びゲート電極１６からな
るＭＩＳ型スイッチとが接続電極１５によって接続され
ており、フォトダイオード部１４のＰＮ接合部とその近
傍付近がこの接続電極１５によって覆われるため、フォ
トダイオード部１４における開口率が小さく、更に、接
続電極１５及びソースダイオード１３，ドレインダイオ
ード１４，ゲート電極１６からなるＭＩＳ型スイッチの
受光面を占める面積率が大きいため、集積度を増すにつ
れて受光面における受光可能領域が狭くなり、微小光を
正確に検出できなくなるというような問題点があった。
リック型赤外線撮像装置ではＭＩＳ型スイッチ部での暗
電流の発生を低減することはできるものの、フォトダイ
オード部１４が禁制帯幅が０．１ｅＶの禁制帯幅の小さ
い半導体層１２内に形成されているため、フォトダイオ
ート部１４を構成するＰＮ接合の終端が禁制帯幅の小さ
い半導体層１２の表面に形成されるため、この部分にお
いて表面リーク電流が発生し、信号電荷を効率よく信号
処理部に取り出すことができないとう問題点があった。
また、この装置では禁制帯幅の小さい半導体層内に形成
されたフォトダイオード部１４とソースダイオード１
３，ドレインダイオード１４及びゲート電極１６からな
るＭＩＳ型スイッチとが接続電極１５によって接続され
ており、フォトダイオード部１４のＰＮ接合部とその近
傍付近がこの接続電極１５によって覆われるため、フォ
トダイオード部１４における開口率が小さく、更に、接
続電極１５及びソースダイオード１３，ドレインダイオ
ード１４，ゲート電極１６からなるＭＩＳ型スイッチの
受光面を占める面積率が大きいため、集積度を増すにつ
れて受光面における受光可能領域が狭くなり、微小光を
正確に検出できなくなるというような問題点があった。
【０００９】また、上記図７に示すモノリシック型の赤
外線撮像装置では、フォトダイオード部１４におけるＰ
Ｎ接合の終端が禁制帯幅の大きい半導体層１３で覆われ
ているため、上記のように受光部での表面リーク電流を
抑制することはできるものの、禁制帯幅の大きい半導体
層１３に形成された電荷信号注入層２２と禁制帯幅の小
さい半導体層１２に形成されたフォトダイオード部１４
とを柱状の電極２１で接続する必要があるため、フォト
ダイオート部１４の上面の一部をこの電極２１が覆う構
造になり、上記と同様にフォトダイオード部１４におい
て開口率が低下するという問題点があった。また、電極
の接続位置が上下に離れた位置になるため、電極の接続
精度が低下し、装置の信頼性が低下するとういう問題点
があった。
外線撮像装置では、フォトダイオード部１４におけるＰ
Ｎ接合の終端が禁制帯幅の大きい半導体層１３で覆われ
ているため、上記のように受光部での表面リーク電流を
抑制することはできるものの、禁制帯幅の大きい半導体
層１３に形成された電荷信号注入層２２と禁制帯幅の小
さい半導体層１２に形成されたフォトダイオード部１４
とを柱状の電極２１で接続する必要があるため、フォト
ダイオート部１４の上面の一部をこの電極２１が覆う構
造になり、上記と同様にフォトダイオード部１４におい
て開口率が低下するという問題点があった。また、電極
の接続位置が上下に離れた位置になるため、電極の接続
精度が低下し、装置の信頼性が低下するとういう問題点
があった。
【００１０】また、図７、図８に示す何れの装置におい
ても、フォトダイオード部１４の受光面が禁制体幅の小
さい半導体層に形成されているため、ＰＮ接合の近傍に
て生成した信号電荷が受光面の近傍に到達して再結合す
る割合が多く、生成した信号電荷を効率よく処理できな
いという問題点があった。
ても、フォトダイオード部１４の受光面が禁制体幅の小
さい半導体層に形成されているため、ＰＮ接合の近傍に
て生成した信号電荷が受光面の近傍に到達して再結合す
る割合が多く、生成した信号電荷を効率よく処理できな
いという問題点があった。
【００１１】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、受光部における信号電荷の再
結合と受光部における表面リーク電流及び信号処理部に
おける暗電流の生成の何れも抑制することができるとと
もに、受光部における開口率の低下や受光面における受
光可能領域の減少が抑制でき、しかも、電極の接続精度
が向上した高感度で信号電荷を高効率に処理することが
できる高性能且つ高信頼性のモノリシック型の赤外線撮
像装置を提供することを目的とするものである。
るためになされたもので、受光部における信号電荷の再
結合と受光部における表面リーク電流及び信号処理部に
おける暗電流の生成の何れも抑制することができるとと
もに、受光部における開口率の低下や受光面における受
光可能領域の減少が抑制でき、しかも、電極の接続精度
が向上した高感度で信号電荷を高効率に処理することが
できる高性能且つ高信頼性のモノリシック型の赤外線撮
像装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる赤外線
撮像装置は、受光層と受光層で発生する信号を信号処理
回路に伝えるための不純物拡散領域の何れのＰＮ接合の
終端も禁制帯幅の大きい半導体層表面に形成し、更に、
受光層と不純物拡散領域との間の禁制帯幅の大きい半導
体層上にＭＩＳ電極を形成し、このＭＩＳ電極と受光
層，不純物拡散領域とから信号電荷を信号処理回路に転
送するためのＭＩＳスイッチを構成するようにしたもの
である。
撮像装置は、受光層と受光層で発生する信号を信号処理
回路に伝えるための不純物拡散領域の何れのＰＮ接合の
終端も禁制帯幅の大きい半導体層表面に形成し、更に、
受光層と不純物拡散領域との間の禁制帯幅の大きい半導
体層上にＭＩＳ電極を形成し、このＭＩＳ電極と受光
層，不純物拡散領域とから信号電荷を信号処理回路に転
送するためのＭＩＳスイッチを構成するようにしたもの
である。
【００１３】
【作用】この発明においては、受光層の受光面とＰＮ接
合の終端，及びＭＩＳスイッチ用に形成された不純物拡
散領域のＰＮ接合の終端の何れもが禁制帯の大きい半導
体層に形成されるため、受光層での信号電荷の再結合と
表面リーク電流，及びＭＩＳスイッチ部での暗電流の何
れをも低減できるとともに、上記受光層（ソース領域）
と上記不純物拡散領域（ドレイン領域）とこれらの間の
半導体層の上面に形成されたＭＩＳ電極とからＭＩＳス
イッチ部が構成されることから、受光層における開口率
の低下と受光面全体における受光可能領域の減少を抑制
することができ、更に、ＭＩＳ電極が平坦な半導体層上
に敷設された平坦な金属板にて構成されるため、電極の
接続精度を向上することがてきる。
合の終端，及びＭＩＳスイッチ用に形成された不純物拡
散領域のＰＮ接合の終端の何れもが禁制帯の大きい半導
体層に形成されるため、受光層での信号電荷の再結合と
表面リーク電流，及びＭＩＳスイッチ部での暗電流の何
れをも低減できるとともに、上記受光層（ソース領域）
と上記不純物拡散領域（ドレイン領域）とこれらの間の
半導体層の上面に形成されたＭＩＳ電極とからＭＩＳス
イッチ部が構成されることから、受光層における開口率
の低下と受光面全体における受光可能領域の減少を抑制
することができ、更に、ＭＩＳ電極が平坦な半導体層上
に敷設された平坦な金属板にて構成されるため、電極の
接続精度を向上することがてきる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は、この発明の一実施例による赤外線撮像装
置の構造を示す断面図であり、図において、１は膜厚が
約１０μｍ程度の禁制体幅の小さいｐ型半導体基板であ
り、該ｐ型半導体基板１上に膜厚が１〜３μｍの禁制帯
幅の大きいｐ型半導体層２が結晶成長により形成され、
更に、該ｐ型半導体層２の表面からｐ型半導体基板１内
に向けて１０〜２０μｍ画のｎ型領域からなる受光層５
が形成され、この受光層５とは一定の間隔を開けて該ｐ
型半導体層２内には２〜５μｍ画の高濃度のｎ型領域４
が形成されている。そして、ｐ型半導体層２の上面は絶
縁膜６が形成され、上記受光層５と高濃度ｎ型領域４と
の間の絶縁膜６上には、その端部が受光層５と高濃度ｎ
型領域４のそれぞれのＰＮ接合の終端部に重なる幅１〜
２μｍのＭＩＳ電極８が形成されており、また、高濃度
ｎ型領域４の上部の絶縁膜６の一部には開口が設けら
れ、更に、この部分には開口の下の高濃度ｎ型領域４か
ら絶縁膜上に延び、信号処理回路に繋がる電極配線７が
形成されている。
する。図１は、この発明の一実施例による赤外線撮像装
置の構造を示す断面図であり、図において、１は膜厚が
約１０μｍ程度の禁制体幅の小さいｐ型半導体基板であ
り、該ｐ型半導体基板１上に膜厚が１〜３μｍの禁制帯
幅の大きいｐ型半導体層２が結晶成長により形成され、
更に、該ｐ型半導体層２の表面からｐ型半導体基板１内
に向けて１０〜２０μｍ画のｎ型領域からなる受光層５
が形成され、この受光層５とは一定の間隔を開けて該ｐ
型半導体層２内には２〜５μｍ画の高濃度のｎ型領域４
が形成されている。そして、ｐ型半導体層２の上面は絶
縁膜６が形成され、上記受光層５と高濃度ｎ型領域４と
の間の絶縁膜６上には、その端部が受光層５と高濃度ｎ
型領域４のそれぞれのＰＮ接合の終端部に重なる幅１〜
２μｍのＭＩＳ電極８が形成されており、また、高濃度
ｎ型領域４の上部の絶縁膜６の一部には開口が設けら
れ、更に、この部分には開口の下の高濃度ｎ型領域４か
ら絶縁膜上に延び、信号処理回路に繋がる電極配線７が
形成されている。
【００１５】以下、上記赤外線撮像装置の製造工程を説
明する。図５は、上記赤外線撮像装置の製造工程を示す
工程別断面図であり、図において、図１と同一符号は同
一または相当する部分を示し、３０、３２はイオン注入
マスク、３１、３３ははフォトレジストパターンであ
る。
明する。図５は、上記赤外線撮像装置の製造工程を示す
工程別断面図であり、図において、図１と同一符号は同
一または相当する部分を示し、３０、３２はイオン注入
マスク、３１、３３ははフォトレジストパターンであ
る。
【００１６】先ず、Ｃｄx Ｈｇ1-x Ｔｅ（ｘ≒０．２）
からなる厚さ１０μｍ程度の禁制帯幅が０．１ｅＶの禁
制帯幅の小さいｐ型半導体基板１上にＣｄx Ｈｇ1-x Ｔ
ｅ（ｘ＞０．３）からなる厚さ１〜３μｍ程度の禁制帯
幅が１ｅＶの禁制体帯の大きいｐ型半導体結晶層２を結
晶成長した後、ＳｉＯ2 膜を全面に形成し、次いで、こ
の上にフォトレジストを塗布し、通常の写真製版技術に
よりフォトレジストパターン３１を形成した後、このフ
ォトレジストパターン３１をマスクとして、フッ酸等に
よるウエットエッチングにて上記ＳｉＯ2 膜のエッチン
グを行うと、図５(a) に示すように、ＳｉＯ2 膜からな
るイオン注入用マスク３０が形成される。次に、フォト
レジストパターン３１を除去した後、図５(b) に示すよ
うに、全面にボロンイオンを例えば１００ｋＶのエネル
ギーでイオン注入し、半導体基板１を約２００℃で熱処
理してｎ型領域からなる受光層５を形成する。次に、イ
オン注入マスク３０を取り去り、新たに全面にＳｉＯ2
膜を形成し、上記と同様にして図５(c) に示すようにイ
オン注入用マスク３２を形成する。次に、図５(d)に示
すように、上記と同様にして全面にボロンイオンをイオ
ン注入し、半導体基板１を熱処理してキャリア濃度が１
０18ｃｍ-3オーダーの高濃度のｎ型領域４を形成する。
この時、前の工程で形成されたｎ型領域からなる受光層
５は拡散領域が拡がり、ＰＮ接合部が基板１内まで入り
込み、キャリア濃度が１０15ｃｍ-3オーダーまで低下す
る。次に、図５(e) に示すように、イオン注入用マスク
３２を除去し、更に、図５(f) に示すように、基板全面
に新たにＳｉＯ2 膜からなる絶縁膜６を形成する。次
に、この絶縁膜６上に上記と同様にして図示しないフォ
トレジストパターンを形成し、このフォトレジストパタ
ーンをマスクとして絶縁膜６をフッ酸等によるウエット
エッチングにてエッチングし、次いで、フォトレジスト
パターンを除去すると図５(g) に示すように絶縁膜６に
開口部が形成される。次に、全面にＣｒ／Ａｕからなる
電極金属層７ａを形成し、その上にフォトレジストを形
成し、このフォトレジストを通常の写真製版、エッチン
グ技術によりパターニングして、図５(h) に示すよう
に、電極金属層７ａ上にフォトレジストパターン３３を
形成する。次に、このフォトレジストパターン３３をマ
スクとして電極金属層７ａの一部をＡｕエッチング液及
びＨＣｌを用いてウエットエッチングすると、図５(i)
に示すように図示しない信号処理回路部に続く電極配線
７とＭＩＳ電極８が形成される。
からなる厚さ１０μｍ程度の禁制帯幅が０．１ｅＶの禁
制帯幅の小さいｐ型半導体基板１上にＣｄx Ｈｇ1-x Ｔ
ｅ（ｘ＞０．３）からなる厚さ１〜３μｍ程度の禁制帯
幅が１ｅＶの禁制体帯の大きいｐ型半導体結晶層２を結
晶成長した後、ＳｉＯ2 膜を全面に形成し、次いで、こ
の上にフォトレジストを塗布し、通常の写真製版技術に
よりフォトレジストパターン３１を形成した後、このフ
ォトレジストパターン３１をマスクとして、フッ酸等に
よるウエットエッチングにて上記ＳｉＯ2 膜のエッチン
グを行うと、図５(a) に示すように、ＳｉＯ2 膜からな
るイオン注入用マスク３０が形成される。次に、フォト
レジストパターン３１を除去した後、図５(b) に示すよ
うに、全面にボロンイオンを例えば１００ｋＶのエネル
ギーでイオン注入し、半導体基板１を約２００℃で熱処
理してｎ型領域からなる受光層５を形成する。次に、イ
オン注入マスク３０を取り去り、新たに全面にＳｉＯ2
膜を形成し、上記と同様にして図５(c) に示すようにイ
オン注入用マスク３２を形成する。次に、図５(d)に示
すように、上記と同様にして全面にボロンイオンをイオ
ン注入し、半導体基板１を熱処理してキャリア濃度が１
０18ｃｍ-3オーダーの高濃度のｎ型領域４を形成する。
この時、前の工程で形成されたｎ型領域からなる受光層
５は拡散領域が拡がり、ＰＮ接合部が基板１内まで入り
込み、キャリア濃度が１０15ｃｍ-3オーダーまで低下す
る。次に、図５(e) に示すように、イオン注入用マスク
３２を除去し、更に、図５(f) に示すように、基板全面
に新たにＳｉＯ2 膜からなる絶縁膜６を形成する。次
に、この絶縁膜６上に上記と同様にして図示しないフォ
トレジストパターンを形成し、このフォトレジストパタ
ーンをマスクとして絶縁膜６をフッ酸等によるウエット
エッチングにてエッチングし、次いで、フォトレジスト
パターンを除去すると図５(g) に示すように絶縁膜６に
開口部が形成される。次に、全面にＣｒ／Ａｕからなる
電極金属層７ａを形成し、その上にフォトレジストを形
成し、このフォトレジストを通常の写真製版、エッチン
グ技術によりパターニングして、図５(h) に示すよう
に、電極金属層７ａ上にフォトレジストパターン３３を
形成する。次に、このフォトレジストパターン３３をマ
スクとして電極金属層７ａの一部をＡｕエッチング液及
びＨＣｌを用いてウエットエッチングすると、図５(i)
に示すように図示しない信号処理回路部に続く電極配線
７とＭＩＳ電極８が形成される。
【００１７】次に、この赤外線撮像装置の動作を図１及
び図４を用いて説明する。図４は、この赤外線撮像装置
の回路構成を示す図であり、図１と同一符号は同一また
は相当する部分を示す。
び図４を用いて説明する。図４は、この赤外線撮像装置
の回路構成を示す図であり、図１と同一符号は同一また
は相当する部分を示す。
【００１８】先ず、ＭＩＳスイッチ９，電極配線７が形
成された受光面側から絶縁膜６を通って、例えば１０μ
ｍ帯の赤外線が装置内に入射すると、半導体基板１の持
つ禁制帯幅より大きなエネルギーを持った上記赤外線が
半導体基板１内に吸収され、電子−正孔対を生成する。
そして、この生成した電子−正孔対のうち、半導体基板
１内の受光層５のＰＮ接合３の近傍にある空乏層内で生
成した電子−正孔対や、空乏層外で生成したが拡散して
空乏層内に到達した電子−正孔対がこの空乏層内の電界
で電子と正孔に分離され、ＰＮ接合３に起電力を生じさ
せる。次に、ＭＩＳ電極８を＋にバイアスすると、この
ＭＩＳ電極下の禁制帯幅の大きいのｐ型半導体層２の表
面がｎ型に反転し、反転と同時にＰＮ接合３で生じた起
電力の大きさに応じた電荷がこの反転領域、高濃度のｎ
型領域からなる電荷蓄積層４，電極配線７を通って信号
処理回路に流れ出す。そして、この電荷量を信号処理回
路で処理することにより、各受光層（画素）において入
射した赤外線の強度を知ることができる。実際には、各
行のＭＩＳスイッチをＯＮにすると、１行全ての画素の
出力信号が信号処理回路に入り、列毎に時系列分離する
ようになっており、１行目のＭＩＳスイッチをＯＮにし
て１行目の出力信号を読み取り、このＭＩＳスイッチを
ＯＦＦにした後、２行目のＭＩＳスイッチをＯＮにし
て、２行目の出力信号を読む。このようにして全ての行
についての出力信号を読みとることにより、受光面にお
ける赤外線の面内強度分布を知ることができる。
成された受光面側から絶縁膜６を通って、例えば１０μ
ｍ帯の赤外線が装置内に入射すると、半導体基板１の持
つ禁制帯幅より大きなエネルギーを持った上記赤外線が
半導体基板１内に吸収され、電子−正孔対を生成する。
そして、この生成した電子−正孔対のうち、半導体基板
１内の受光層５のＰＮ接合３の近傍にある空乏層内で生
成した電子−正孔対や、空乏層外で生成したが拡散して
空乏層内に到達した電子−正孔対がこの空乏層内の電界
で電子と正孔に分離され、ＰＮ接合３に起電力を生じさ
せる。次に、ＭＩＳ電極８を＋にバイアスすると、この
ＭＩＳ電極下の禁制帯幅の大きいのｐ型半導体層２の表
面がｎ型に反転し、反転と同時にＰＮ接合３で生じた起
電力の大きさに応じた電荷がこの反転領域、高濃度のｎ
型領域からなる電荷蓄積層４，電極配線７を通って信号
処理回路に流れ出す。そして、この電荷量を信号処理回
路で処理することにより、各受光層（画素）において入
射した赤外線の強度を知ることができる。実際には、各
行のＭＩＳスイッチをＯＮにすると、１行全ての画素の
出力信号が信号処理回路に入り、列毎に時系列分離する
ようになっており、１行目のＭＩＳスイッチをＯＮにし
て１行目の出力信号を読み取り、このＭＩＳスイッチを
ＯＦＦにした後、２行目のＭＩＳスイッチをＯＮにし
て、２行目の出力信号を読む。このようにして全ての行
についての出力信号を読みとることにより、受光面にお
ける赤外線の面内強度分布を知ることができる。
【００１９】このような本実施例の赤外線撮像装置で
は、受光層５の底部のＰＮ接合３は禁制体幅が０．１ｅ
Ｖの禁制体幅の小さいｐ型半導体基板１に形成され、受
光層５の受光面とＰＮ接合の終端はともに禁制帯幅が１
ｅＶの禁制帯幅の大きい半導体層２に形成されため、受
光層５は赤外線を対する感度が良好になるとともに受光
面における信号電荷の再結合とＰＮ接合の終端部におけ
る表面リーク電流を減少することができ、更に、この受
光層５で生成した信号電荷を信号処理部に取り出すため
のＭＩＳスイッチ９が、受光層５と禁制帯幅の大きい半
導体層２中に形成された高濃度のｎ型領域４とこれらの
間に形成されたＭＩＳ電極８とから構成されることか
ら、ＭＩＳ電極８にバイアス電位を印加した際のトンネ
ル電流を減少することができ、受光層で生成した多くの
信号電荷は再結合することなく効率よくＭＩＳスイッチ
の下の反転部及び高濃度のｎ型領域を通して電極配線に
流れだして信号処理回路にて処理することができる。ま
た、上記ＭＩＳ電極８は、受光層５と高濃度のｎ型領域
４のそれぞれのＰＮ接合の端部が僅かに重なる程度の幅
の狭いゲート電極で済むため、受光層５のゲート電極で
覆われる部分が小さくなり、受光層５の開口率の減少を
抑制することができる。また、ＭＩＳスイッチ９の受光
面全体に対して占める割合が少なくなるため、受光面内
における受光可能領域の減少を抑制することができる。
また、ＭＩＳ電極８は平坦面上に敷設して形成されるた
め電極の接続精度が向上する。
は、受光層５の底部のＰＮ接合３は禁制体幅が０．１ｅ
Ｖの禁制体幅の小さいｐ型半導体基板１に形成され、受
光層５の受光面とＰＮ接合の終端はともに禁制帯幅が１
ｅＶの禁制帯幅の大きい半導体層２に形成されため、受
光層５は赤外線を対する感度が良好になるとともに受光
面における信号電荷の再結合とＰＮ接合の終端部におけ
る表面リーク電流を減少することができ、更に、この受
光層５で生成した信号電荷を信号処理部に取り出すため
のＭＩＳスイッチ９が、受光層５と禁制帯幅の大きい半
導体層２中に形成された高濃度のｎ型領域４とこれらの
間に形成されたＭＩＳ電極８とから構成されることか
ら、ＭＩＳ電極８にバイアス電位を印加した際のトンネ
ル電流を減少することができ、受光層で生成した多くの
信号電荷は再結合することなく効率よくＭＩＳスイッチ
の下の反転部及び高濃度のｎ型領域を通して電極配線に
流れだして信号処理回路にて処理することができる。ま
た、上記ＭＩＳ電極８は、受光層５と高濃度のｎ型領域
４のそれぞれのＰＮ接合の端部が僅かに重なる程度の幅
の狭いゲート電極で済むため、受光層５のゲート電極で
覆われる部分が小さくなり、受光層５の開口率の減少を
抑制することができる。また、ＭＩＳスイッチ９の受光
面全体に対して占める割合が少なくなるため、受光面内
における受光可能領域の減少を抑制することができる。
また、ＭＩＳ電極８は平坦面上に敷設して形成されるた
め電極の接続精度が向上する。
【００２０】図２は、この発明の第２の実施例による赤
外線撮像装置の画素部の断面を示す図であり、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当する部分を示して
おり、本実施例の赤外線撮像装置は、受光層５の近傍の
ｎ型領域４ａが禁制体幅の小さいｐ型基板に到達するま
で拡散した構造になっており、これは上記実施例のよう
に受光層５と高濃度のｎ型領域４とをそれぞれ別の工程
で形成したものではなく、受光層５とｎ型領域４ａとを
同じ工程で形成したのもであり、この赤外線撮像装置で
は受光層５とそれに隣接するｎ型領域４ａのキャリア濃
度は何れも１０18ｃｍ-3オーダーの高濃度のキャリア濃
度になっている。
外線撮像装置の画素部の断面を示す図であり、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当する部分を示して
おり、本実施例の赤外線撮像装置は、受光層５の近傍の
ｎ型領域４ａが禁制体幅の小さいｐ型基板に到達するま
で拡散した構造になっており、これは上記実施例のよう
に受光層５と高濃度のｎ型領域４とをそれぞれ別の工程
で形成したものではなく、受光層５とｎ型領域４ａとを
同じ工程で形成したのもであり、この赤外線撮像装置で
は受光層５とそれに隣接するｎ型領域４ａのキャリア濃
度は何れも１０18ｃｍ-3オーダーの高濃度のキャリア濃
度になっている。
【００２１】このような本実施例の赤外線撮像装置で
は、上記実施例と同様に受光層５とそれに隣接するｎ型
領域４ａのＰＮ接合の終端は禁制帯幅が１ｅＶの禁制帯
幅の大きい半導体層２の表面に位置しているため、上記
実施例と受光部における表面リーク電流及びＭＩＳスイ
ッチ部９における暗電流を減少することができ、受光層
で生成した信号電荷を効率よく信号処理部に転送するこ
とかできるとともに、開口率の低下や受光可能領域の減
少も抑制することができる。また、本実施例の赤外線撮
像装置は受光層５とそれに隣接するｎ型領域４ａとを同
じ工程で形成されるため、工程を簡略化して製造するこ
とかできる。
は、上記実施例と同様に受光層５とそれに隣接するｎ型
領域４ａのＰＮ接合の終端は禁制帯幅が１ｅＶの禁制帯
幅の大きい半導体層２の表面に位置しているため、上記
実施例と受光部における表面リーク電流及びＭＩＳスイ
ッチ部９における暗電流を減少することができ、受光層
で生成した信号電荷を効率よく信号処理部に転送するこ
とかできるとともに、開口率の低下や受光可能領域の減
少も抑制することができる。また、本実施例の赤外線撮
像装置は受光層５とそれに隣接するｎ型領域４ａとを同
じ工程で形成されるため、工程を簡略化して製造するこ
とかできる。
【００２２】尚、この赤外線撮像装置は、受光層５のキ
ャリア濃度が１０18ｃｍ-3オーダーの高キャリア濃度で
あるため、図１に示す上記実施例の赤外線撮像装置に比
べて、受光層５で生成した電子−正孔対の再結合する割
合が増え、上記実施例の赤外線撮像装置に比べて受光層
５の感度が若干低下する傾向となる。
ャリア濃度が１０18ｃｍ-3オーダーの高キャリア濃度で
あるため、図１に示す上記実施例の赤外線撮像装置に比
べて、受光層５で生成した電子−正孔対の再結合する割
合が増え、上記実施例の赤外線撮像装置に比べて受光層
５の感度が若干低下する傾向となる。
【００２３】図３は、この発明の第３の実施例による赤
外線撮像装置の画素部の断面を示す図であり、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当する部分を示し、
本実施例の赤外線撮像装置は、受光層５を形成する部分
の禁制帯幅の大きいｐ型半導体層２を除去し、この部分
からｎ型不純物をｐ型半導体基板１内に拡散した構造に
なっている。
外線撮像装置の画素部の断面を示す図であり、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当する部分を示し、
本実施例の赤外線撮像装置は、受光層５を形成する部分
の禁制帯幅の大きいｐ型半導体層２を除去し、この部分
からｎ型不純物をｐ型半導体基板１内に拡散した構造に
なっている。
【００２４】図６は図３に示す赤外線撮像装置の製造工
程を示す工程別断面図であり、図において、図５と同一
符号は同一または相当する部分を示している。
程を示す工程別断面図であり、図において、図５と同一
符号は同一または相当する部分を示している。
【００２５】以下、図６を用いてこの赤外線撮像装置の
製造工程を説明する。先ず、ＣｄxＨｇ1-x Ｔｅ（ｘ≒
０．２）からなる厚さ１０μｍ程度の禁制帯幅が０．１
ｅＶの禁制帯幅の小さいｐ型半導体基板１上にＣｄx Ｈ
ｇ1-x Ｔｅ（ｘ＞０．３）からなる厚さ１〜３μｍ程度
の禁制帯幅が１ｅＶの禁制体帯の大きいｐ型半導体結晶
層２を結晶成長した後、このｐ型半導体結晶層２上にフ
ォトレジストを塗布し、通常の写真製版，エッチング技
術によりフォトレジストパターン３５を形成し、図６
(a) に示すように、このパターン３５をマスクしとてＢ
ｒ−メタノール溶液またはイオンエッチング法によっ
て、パターン３５の開口部のｐ型半導体結晶層２を完全
に除去する。次に、上記のフォトレジストパターン３５
を除去した後、図６(b) に示すように、ＳｉＯ2 膜３６
を全面に形成し、更に、このＳｉＯ2膜３６上にフォト
レジストを塗布し、通常の写真製版、エッチング技術に
よりフォトレジストパターン３７を形成する。次に、図
図６(c) に示すように、上記フォトレジストパターン３
７をマスクとして上記ＳｉＯ2 膜３６の一部をフッ酸を
用いたウエットエッチングによって除去した後、フォト
レジストパターン３７を除去、更に、一部が除去されて
開口が形成された上記ＳｉＯ2 膜３６をマスクとして、
ボロンイオンを注入すると図６(d) にに示すように、ｐ
型半導体基板１とｐ型半導体結晶層２内にわたってｎ型
領域の受光層５が形成される。
製造工程を説明する。先ず、ＣｄxＨｇ1-x Ｔｅ（ｘ≒
０．２）からなる厚さ１０μｍ程度の禁制帯幅が０．１
ｅＶの禁制帯幅の小さいｐ型半導体基板１上にＣｄx Ｈ
ｇ1-x Ｔｅ（ｘ＞０．３）からなる厚さ１〜３μｍ程度
の禁制帯幅が１ｅＶの禁制体帯の大きいｐ型半導体結晶
層２を結晶成長した後、このｐ型半導体結晶層２上にフ
ォトレジストを塗布し、通常の写真製版，エッチング技
術によりフォトレジストパターン３５を形成し、図６
(a) に示すように、このパターン３５をマスクしとてＢ
ｒ−メタノール溶液またはイオンエッチング法によっ
て、パターン３５の開口部のｐ型半導体結晶層２を完全
に除去する。次に、上記のフォトレジストパターン３５
を除去した後、図６(b) に示すように、ＳｉＯ2 膜３６
を全面に形成し、更に、このＳｉＯ2膜３６上にフォト
レジストを塗布し、通常の写真製版、エッチング技術に
よりフォトレジストパターン３７を形成する。次に、図
図６(c) に示すように、上記フォトレジストパターン３
７をマスクとして上記ＳｉＯ2 膜３６の一部をフッ酸を
用いたウエットエッチングによって除去した後、フォト
レジストパターン３７を除去、更に、一部が除去されて
開口が形成された上記ＳｉＯ2 膜３６をマスクとして、
ボロンイオンを注入すると図６(d) にに示すように、ｐ
型半導体基板１とｐ型半導体結晶層２内にわたってｎ型
領域の受光層５が形成される。
【００２６】以下、図６(e) 〜図６(k) に示す工程は、
上記第１の実施例の図５(d) 〜図５(i) に示す工程と全
く同様であり、これらの工程から、受光層５に隣接する
位置に高濃度のｎ型領域４が形成され、この受光層５と
高濃度のｎ型領域４との間にＭＩＳ電極８が形成され、
更に、高濃度のｎ型領域４と信号処理回路とを繋ぐ電極
配線７が形成される。
上記第１の実施例の図５(d) 〜図５(i) に示す工程と全
く同様であり、これらの工程から、受光層５に隣接する
位置に高濃度のｎ型領域４が形成され、この受光層５と
高濃度のｎ型領域４との間にＭＩＳ電極８が形成され、
更に、高濃度のｎ型領域４と信号処理回路とを繋ぐ電極
配線７が形成される。
【００２７】このような本実施例の赤外線撮像装置で
は、第１の実施例の半導体装置と同様の効果が得られる
とともに、受光層５のＰＮ接合３の深さを厳密にコント
ロールする必要がなくなるため、製造時の歩留りを向上
することができる。
は、第１の実施例の半導体装置と同様の効果が得られる
とともに、受光層５のＰＮ接合３の深さを厳密にコント
ロールする必要がなくなるため、製造時の歩留りを向上
することができる。
【００２８】尚、上記何れの実施例においても、禁制帯
幅の小さいｐ型半導体基板１の禁制帯幅を０．１ｅＶと
したが、これは０．１±０．０１ｅＶの範囲にあればよ
く、また、禁制帯幅の大きいｐ型半導体結晶層の禁制帯
幅を１ｅＶとしたが、これは０．２ｅＶより大きければ
本発明の効果を得ることがてきる。
幅の小さいｐ型半導体基板１の禁制帯幅を０．１ｅＶと
したが、これは０．１±０．０１ｅＶの範囲にあればよ
く、また、禁制帯幅の大きいｐ型半導体結晶層の禁制帯
幅を１ｅＶとしたが、これは０．２ｅＶより大きければ
本発明の効果を得ることがてきる。
【００２９】また、上記第２の実施例において受光層５
とｎ型領域４ａのキャリア濃度を１０18ｃｍ-3オーダー
にしたが、これよりも低濃度にしてもよく、例えば、上
記第１、第３の実施例における受光層５のキャリア濃度
と同じ１０15ｃｍ-3オーダーにした場合、受光層５で生
成した電子−正孔対が再結合する割合は減少するが、ｎ
型領域４ａが低キャリア濃度になるため、この部分にお
いて信号電荷の処理効率が低下する傾向になる。
とｎ型領域４ａのキャリア濃度を１０18ｃｍ-3オーダー
にしたが、これよりも低濃度にしてもよく、例えば、上
記第１、第３の実施例における受光層５のキャリア濃度
と同じ１０15ｃｍ-3オーダーにした場合、受光層５で生
成した電子−正孔対が再結合する割合は減少するが、ｎ
型領域４ａが低キャリア濃度になるため、この部分にお
いて信号電荷の処理効率が低下する傾向になる。
【００３０】また、上記何れの実施例においても、基板
自体を禁制帯幅の小さいｐ型半導体基板１とし、この上
に禁制帯幅の大きいｐ型半導体結晶層２を形成している
が、例えば、一般的なＣｄＴｅ基板上にエピタキシャル
成長によって禁制帯幅の小さい結晶層と禁制帯幅の大き
い結晶層を順次形成し、この状態で画素及び信号処理部
を形成しても上記実施例と同様の効果を得ることができ
る。
自体を禁制帯幅の小さいｐ型半導体基板１とし、この上
に禁制帯幅の大きいｐ型半導体結晶層２を形成している
が、例えば、一般的なＣｄＴｅ基板上にエピタキシャル
成長によって禁制帯幅の小さい結晶層と禁制帯幅の大き
い結晶層を順次形成し、この状態で画素及び信号処理部
を形成しても上記実施例と同様の効果を得ることができ
る。
【００３１】また、上記何れの実施例においても、ｎ型
領域４，４ａは絶縁膜６と電極配線７とで覆われている
が、この部分への光の入射はノイズの発生の原因になる
可能性があるため、この部分を光を反射する金属膜等で
更に被覆してもよい。
領域４，４ａは絶縁膜６と電極配線７とで覆われている
が、この部分への光の入射はノイズの発生の原因になる
可能性があるため、この部分を光を反射する金属膜等で
更に被覆してもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、受光
層の受光面とＰＮ接合の終端、及び受光層で発生する信
号を信号処理回路に伝えるための不純物拡散領域のＰＮ
接合の終端の何れも禁制帯幅の大きい半導体層表面に形
成し、更に、受光層と不純物拡散領域との間の禁制帯幅
の大きい半導体層上にＭＩＳ電極を形成し、このＭＩＳ
電極と受光層，不純物拡散領域とから信号電荷を信号処
理回路に転送するためのＭＩＳスイッチを構成するよう
にしたので、受光層における信号電荷の表面再結合と表
面リーク電流の生成及びＭＩＳスイッチ部における暗電
流の生成の何れをも抑制できるとともに、受光層の開口
率の低下と受光面全体における受光可能領域の減少が抑
制されて受光層の受光感度を向上することがき、しか
も、このＭＩＳスイッチ部におけるＭＩＳ電極の接続精
度が高く受光層で生成した信号電荷を安定に信号処理回
路に送出するたとができるため、受光感度及び生成した
信号電荷の処理効率が著ししく向上した高性能且つ高信
頼性のモノリシック型赤外線撮像装置を得ることができ
る効果がある。
層の受光面とＰＮ接合の終端、及び受光層で発生する信
号を信号処理回路に伝えるための不純物拡散領域のＰＮ
接合の終端の何れも禁制帯幅の大きい半導体層表面に形
成し、更に、受光層と不純物拡散領域との間の禁制帯幅
の大きい半導体層上にＭＩＳ電極を形成し、このＭＩＳ
電極と受光層，不純物拡散領域とから信号電荷を信号処
理回路に転送するためのＭＩＳスイッチを構成するよう
にしたので、受光層における信号電荷の表面再結合と表
面リーク電流の生成及びＭＩＳスイッチ部における暗電
流の生成の何れをも抑制できるとともに、受光層の開口
率の低下と受光面全体における受光可能領域の減少が抑
制されて受光層の受光感度を向上することがき、しか
も、このＭＩＳスイッチ部におけるＭＩＳ電極の接続精
度が高く受光層で生成した信号電荷を安定に信号処理回
路に送出するたとができるため、受光感度及び生成した
信号電荷の処理効率が著ししく向上した高性能且つ高信
頼性のモノリシック型赤外線撮像装置を得ることができ
る効果がある。
【図１】この発明の一実施例による赤外線撮像装置の構
造を示す断面図。
造を示す断面図。
【図２】この発明の他の実施例による赤外線撮像装置の
構造を示す断面図。
構造を示す断面図。
【図３】この発明の他の実施例による赤外線撮像装置の
構造を示す断面図。
構造を示す断面図。
【図４】図１〜図３に示す赤外線撮像装置の回路構成を
示す図。
示す図。
【図５】図１に示す赤外線撮像装置の製造工程を示す工
程別断面図。
程別断面図。
【図６】図３に示す赤外線撮像装置の製造工程を示す工
程別断面図。
程別断面図。
【図７】従来の赤外線撮像装置の構造を示す断面図。
【図８】従来の赤外線撮像装置の構造を示す断面図。
１ 禁制帯幅の小さいｐ型半導体基板 ２ 禁制帯幅の大きいｐ型半導体層 ３ ＰＮ接合 ４ 高濃度のｎ型領域 ５ ｎ型領域からなる受光層 ６ 絶縁膜 ７ 電極配線 ８ ＭＩＳ用電極 ９ ＭＩＳスイッチ １１ 半導体基板 １２ 禁制帯幅の小さい第１のＣｄＨｇＴｅ層 １３ 禁制帯幅の大きい第２のＣｄＨｇＴｅ層 １４ フォトダイオード １５ 接続電極 １６ ゲート電極 １７ ドレインダイオード １８ ソースダイオード １９ 絶縁膜 ２０ ＭＩＳスイッチ ２１ インジウム電極 ２２ 電荷信号注入層 ２３ 電荷転送用ゲート ２４ 電荷蓄積用ゲート ２５ ＣＣＤ ２６ 絶縁膜 ３０ イオン注入用マスク ３１ フォトレジストパターン ３２ イオン注入用マスク ３３ フォトレジストパターン ３４ フォトレジストパターン ３５ ＳｉＯ2 膜 ３６ フォトレジストパターン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年２月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】例えば、図７は、特開昭６３−４６７６５
号公報に記載されたハイブリッド型の赤外線撮像装置の
構造を示す断面図であり、この赤外線撮像装置は、図に
示すにように、ＣｄＴｅ基板１１上に禁制帯幅の小さい
第１のＣｄＨｇＴｅ層１２と禁制帯幅の大きい第２のＣ
ｄＨｇＴｅ層１３とが順次形成され、上部の第２のＣｄ
ＨｇＴｅ層１３が除去された部分の第１のＣｄＨｇＴｅ
層１２には、イオン注入等によってフォトダイオード部
１４が形成され、また、上記第２のＣｄＨｇＴｅ層１３
にはイオン注入等によって形成された電荷信号中注入層
２２と、絶縁膜２６を介して形成された電荷転送用ゲー
ト２３，電荷蓄積用ゲート２４及びＣＣＤ２５とからな
る信号処理部が形成されている。そして、上記電荷信号
中注入層２２と上記のフォトダイオード部１４とはイン
ジウム電極２１によって接続されており、禁制体幅の小
さい第１のＣｄＨｇＴｅ層１２に形成されたフォトダイ
オード部１４に赤外線が受光されると、フォトダイオー
ド部１４にて信号電荷が発生し、この発生した信号電荷
がインジウム電極２１から上記電荷信号中注入層２２，
電荷転送用ゲート２３，電荷蓄積用ゲート２４及びＣＣ
Ｄ２５からなる信号処理部に流れるようになっている。
号公報に記載されたハイブリッド型の赤外線撮像装置の
構造を示す断面図であり、この赤外線撮像装置は、図に
示すにように、ＣｄＴｅ基板１１上に禁制帯幅の小さい
第１のＣｄＨｇＴｅ層１２と禁制帯幅の大きい第２のＣ
ｄＨｇＴｅ層１３とが順次形成され、上部の第２のＣｄ
ＨｇＴｅ層１３が除去された部分の第１のＣｄＨｇＴｅ
層１２には、イオン注入等によってフォトダイオード部
１４が形成され、また、上記第２のＣｄＨｇＴｅ層１３
にはイオン注入等によって形成された電荷信号中注入層
２２と、絶縁膜２６を介して形成された電荷転送用ゲー
ト２３，電荷蓄積用ゲート２４及びＣＣＤ２５とからな
る信号処理部が形成されている。そして、上記電荷信号
中注入層２２と上記のフォトダイオード部１４とはイン
ジウム電極２１によって接続されており、禁制体幅の小
さい第１のＣｄＨｇＴｅ層１２に形成されたフォトダイ
オード部１４に赤外線が受光されると、フォトダイオー
ド部１４にて信号電荷が発生し、この発生した信号電荷
がインジウム電極２１から上記電荷信号中注入層２２，
電荷転送用ゲート２３，電荷蓄積用ゲート２４及びＣＣ
Ｄ２５からなる信号処理部に流れるようになっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図７，
８に示す従来のモノリッシク型赤外線撮像装置では、何
れの装置においても、１０μｍ帯の赤外線を感度よく受
光できるように、禁制体幅が０．１ｅＶの禁制体幅の小
さい半導体層内にフォトダイオート部を形成し、また、
ＭＩＳ型構造における暗電流（漏れ電流）の発生を抑制
するために、ＣＣＤ等を含む信号処理部やＭＩＳ型スイ
ッチ部等を禁制体幅が大きい半導体層に形成した構造を
とっている。
８に示す従来のモノリッシク型赤外線撮像装置では、何
れの装置においても、１０μｍ帯の赤外線を感度よく受
光できるように、禁制体幅が０．１ｅＶの禁制体幅の小
さい半導体層内にフォトダイオート部を形成し、また、
ＭＩＳ型構造における暗電流（漏れ電流）の発生を抑制
するために、ＣＣＤ等を含む信号処理部やＭＩＳ型スイ
ッチ部等を禁制体幅が大きい半導体層に形成した構造を
とっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】しかしながら、上記図８に示す従来のモノ
リック型赤外線撮像装置ではＭＩＳ型スイッチ部での暗
電流の発生を低減することはできるものの、フォトダイ
オード部１４が禁制帯幅が０．１ｅＶの禁制帯幅の小さ
い半導体層１２内に形成されているため、フォトダイオ
ート部１４を構成するＰＮ接合の終端が禁制帯幅の小さ
い半導体層１２の表面に形成されるため、この部分にお
いて表面リーク電流が発生し、信号電荷を効率よく信号
処理部に取り出すことができないとう問題点があった。
また、この装置では禁制帯幅の小さい半導体層内に形成
されたフォトダイオード部１４とソースダイオード１
８，ドレインダイオード１７及びゲート電極１６からな
るＭＩＳ型スイッチとが接続電極１５によって接続され
ており、フォトダイオード部１４のＰＮ接合部とその近
傍付近がこの接続電極１５によって覆われるため、フォ
トダイオード部１４における開口率が小さく、更に、接
続電極１５及びソースダイオード１８，ドレインダイオ
ード１７，ゲート電極１６からなるＭＩＳ型スイッチの
受光面を占める面積率が大きいため、集積度を増すにつ
れて受光面における受光可能領域が狭くなり、微小光を
正確に検出できなくなるというような問題点があった。
リック型赤外線撮像装置ではＭＩＳ型スイッチ部での暗
電流の発生を低減することはできるものの、フォトダイ
オード部１４が禁制帯幅が０．１ｅＶの禁制帯幅の小さ
い半導体層１２内に形成されているため、フォトダイオ
ート部１４を構成するＰＮ接合の終端が禁制帯幅の小さ
い半導体層１２の表面に形成されるため、この部分にお
いて表面リーク電流が発生し、信号電荷を効率よく信号
処理部に取り出すことができないとう問題点があった。
また、この装置では禁制帯幅の小さい半導体層内に形成
されたフォトダイオード部１４とソースダイオード１
８，ドレインダイオード１７及びゲート電極１６からな
るＭＩＳ型スイッチとが接続電極１５によって接続され
ており、フォトダイオード部１４のＰＮ接合部とその近
傍付近がこの接続電極１５によって覆われるため、フォ
トダイオード部１４における開口率が小さく、更に、接
続電極１５及びソースダイオード１８，ドレインダイオ
ード１７，ゲート電極１６からなるＭＩＳ型スイッチの
受光面を占める面積率が大きいため、集積度を増すにつ
れて受光面における受光可能領域が狭くなり、微小光を
正確に検出できなくなるというような問題点があった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】また、上記図７に示すモノリシック型の赤
外線撮像装置では、フォトダイオード部１４におけるＰ
Ｎ接合の終端が禁制帯幅の大きい半導体層１３で覆われ
ているため、上記のように受光部での表面リーク電流を
抑制することはできるものの、禁制帯幅の大きい半導体
層１３に形成された電荷信号注入層２２と禁制帯幅の小
さい半導体層１２に形成されたフォトダイオード部１４
とを柱状の電極２１で接続する必要があるため、フォト
ダイオート部１４の上面の一部をこの電極２１が覆う構
造になり、上記と同様にフォトダイオード部１４におい
て開口率が低下するという問題点があった。また、電極
の接続位置が上下に離れた位置になるため、電極の接続
精度が低下し、装置の信頼性が低下するという問題点が
あった。
外線撮像装置では、フォトダイオード部１４におけるＰ
Ｎ接合の終端が禁制帯幅の大きい半導体層１３で覆われ
ているため、上記のように受光部での表面リーク電流を
抑制することはできるものの、禁制帯幅の大きい半導体
層１３に形成された電荷信号注入層２２と禁制帯幅の小
さい半導体層１２に形成されたフォトダイオード部１４
とを柱状の電極２１で接続する必要があるため、フォト
ダイオート部１４の上面の一部をこの電極２１が覆う構
造になり、上記と同様にフォトダイオード部１４におい
て開口率が低下するという問題点があった。また、電極
の接続位置が上下に離れた位置になるため、電極の接続
精度が低下し、装置の信頼性が低下するという問題点が
あった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】このような本実施例の赤外線撮像装置で
は、受光層５の底部のＰＮ接合３は禁制体幅が０．１ｅ
Ｖの禁制体幅の小さいｐ型半導体基板１に形成され、受
光層５の受光面とＰＮ接合の終端はともに禁制帯幅が１
ｅＶの禁制帯幅の大きい半導体層２に形成されため、受
光層５は赤外線に対する感度が良好になるとともに受光
面における信号電荷の再結合とＰＮ接合の終端部におけ
る表面リーク電流を減少することができ、更に、この受
光層５で生成した信号電荷を信号処理部に取り出すため
のＭＩＳスイッチ９が、受光層５と禁制帯幅の大きい半
導体層２中に形成された高濃度のｎ型領域４とこれらの
間に形成されたＭＩＳ電極８とから構成されることか
ら、受光層で生成した多くの信号電荷は再結合すること
なく効率よくＭＩＳスイッチの下の反転部及び高濃度の
ｎ型領域を通して電極配線に流れだして信号処理回路に
て処理することができる。また、上記ＭＩＳ電極８は、
受光層５と高濃度のｎ型領域４のそれぞれのＰＮ接合の
端部が僅かに重なる程度の幅の狭いゲート電極で済むた
め、受光層５のゲート電極で覆われる部分が小さくな
り、受光層５の開口率の減少を抑制することができる。
また、ＭＩＳスイッチ９の受光面全体に対して占める割
合が少なくなるため、受光面内における受光可能領域の
減少を抑制することができる。また、ＭＩＳ電極８は平
坦面上に敷設して形成されるため電極の接続精度が向上
する。
は、受光層５の底部のＰＮ接合３は禁制体幅が０．１ｅ
Ｖの禁制体幅の小さいｐ型半導体基板１に形成され、受
光層５の受光面とＰＮ接合の終端はともに禁制帯幅が１
ｅＶの禁制帯幅の大きい半導体層２に形成されため、受
光層５は赤外線に対する感度が良好になるとともに受光
面における信号電荷の再結合とＰＮ接合の終端部におけ
る表面リーク電流を減少することができ、更に、この受
光層５で生成した信号電荷を信号処理部に取り出すため
のＭＩＳスイッチ９が、受光層５と禁制帯幅の大きい半
導体層２中に形成された高濃度のｎ型領域４とこれらの
間に形成されたＭＩＳ電極８とから構成されることか
ら、受光層で生成した多くの信号電荷は再結合すること
なく効率よくＭＩＳスイッチの下の反転部及び高濃度の
ｎ型領域を通して電極配線に流れだして信号処理回路に
て処理することができる。また、上記ＭＩＳ電極８は、
受光層５と高濃度のｎ型領域４のそれぞれのＰＮ接合の
端部が僅かに重なる程度の幅の狭いゲート電極で済むた
め、受光層５のゲート電極で覆われる部分が小さくな
り、受光層５の開口率の減少を抑制することができる。
また、ＭＩＳスイッチ９の受光面全体に対して占める割
合が少なくなるため、受光面内における受光可能領域の
減少を抑制することができる。また、ＭＩＳ電極８は平
坦面上に敷設して形成されるため電極の接続精度が向上
する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】図２は、この発明の第２の実施例による赤
外線撮像装置の画素部の断面を示す図であり、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当する部分を示して
おり、本実施例の赤外線撮像装置は、受光層５の近傍の
ｎ型領域４が禁制体幅の小さいｐ型基板に到達するまで
拡散した構造になっており、これは上記実施例のように
受光層５と高濃度のｎ型領域４とをそれぞれ別の工程で
形成したものではなく、受光層５とｎ型領域４とを同じ
工程で形成したのもであり、この赤外線撮像装置では受
光層５とそれに隣接するｎ型領域４のキャリア濃度は何
れも１０18ｃｍ-3オーダーの高濃度のキャリア濃度にな
っている。
外線撮像装置の画素部の断面を示す図であり、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当する部分を示して
おり、本実施例の赤外線撮像装置は、受光層５の近傍の
ｎ型領域４が禁制体幅の小さいｐ型基板に到達するまで
拡散した構造になっており、これは上記実施例のように
受光層５と高濃度のｎ型領域４とをそれぞれ別の工程で
形成したものではなく、受光層５とｎ型領域４とを同じ
工程で形成したのもであり、この赤外線撮像装置では受
光層５とそれに隣接するｎ型領域４のキャリア濃度は何
れも１０18ｃｍ-3オーダーの高濃度のキャリア濃度にな
っている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】このような本実施例の赤外線撮像装置で
は、上記実施例と同様に受光層５とそれに隣接するｎ型
領域４のＰＮ接合の終端は禁制帯幅が１ｅＶの禁制帯幅
の大きい半導体層２の表面に位置しているため、上記実
施例と受光部における表面リーク電流及びＭＩＳスイッ
チ部９における暗電流を減少することができ、受光層で
生成した信号電荷を効率よく信号処理部に転送すること
かできるとともに、開口率の低下や受光可能領域の減少
も抑制することができる。また、本実施例の赤外線撮像
装置は受光層５とそれに隣接するｎ型領域４とを同じ工
程で形成されるため、工程を簡略化して製造することか
できる。
は、上記実施例と同様に受光層５とそれに隣接するｎ型
領域４のＰＮ接合の終端は禁制帯幅が１ｅＶの禁制帯幅
の大きい半導体層２の表面に位置しているため、上記実
施例と受光部における表面リーク電流及びＭＩＳスイッ
チ部９における暗電流を減少することができ、受光層で
生成した信号電荷を効率よく信号処理部に転送すること
かできるとともに、開口率の低下や受光可能領域の減少
も抑制することができる。また、本実施例の赤外線撮像
装置は受光層５とそれに隣接するｎ型領域４とを同じ工
程で形成されるため、工程を簡略化して製造することか
できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】以下、図６を用いてこの赤外線撮像装置の
製造工程を説明する。先ず、ＣｄxＨｇ1-x Ｔｅ（ｘ≒
０．２）からなる厚さ１０μｍ程度の禁制帯幅が０．１
ｅＶの禁制帯幅の小さいｐ型半導体基板１上にＣｄx Ｈ
ｇ1-x Ｔｅ（ｘ＞０．３）からなる厚さ１〜３μｍ程度
の禁制帯幅が１ｅＶの禁制体帯の大きいｐ型半導体結晶
層２を結晶成長した後、このｐ型半導体結晶層２上にフ
ォトレジストを塗布し、通常の写真製版，エッチング技
術によりフォトレジストパターン３４を形成し、図６
(a) に示すように、このパターン３４をマスクしとてＢ
ｒ−メタノール溶液またはイオンエッチング法によっ
て、パターン３４の開口部のｐ型半導体結晶層２を完全
に除去する。次に、上記のフォトレジストパターン３４
を除去した後、図６(b) に示すように、ＳｉＯ2 膜３５
を全面に形成し、更に、このＳｉＯ2膜３５上にフォト
レジストを塗布し、通常の写真製版、エッチング技術に
よりフォトレジストパターン３６を形成する。次に、図
６(c) に示すように、上記フォトレジストパターン３６
をマスクとして上記ＳｉＯ2 膜３５の一部をフッ酸を用
いたウエットエッチングによって除去した後、フォトレ
ジストパターン３６を除去、更に、一部が除去されて開
口が形成された上記ＳｉＯ2 膜３５をマスクとして、ボ
ロンイオンを注入すると図６(d) にに示すように、ｐ型
半導体基板１とｐ型半導体結晶層２内にわたってｎ型領
域の受光層５が形成される。
製造工程を説明する。先ず、ＣｄxＨｇ1-x Ｔｅ（ｘ≒
０．２）からなる厚さ１０μｍ程度の禁制帯幅が０．１
ｅＶの禁制帯幅の小さいｐ型半導体基板１上にＣｄx Ｈ
ｇ1-x Ｔｅ（ｘ＞０．３）からなる厚さ１〜３μｍ程度
の禁制帯幅が１ｅＶの禁制体帯の大きいｐ型半導体結晶
層２を結晶成長した後、このｐ型半導体結晶層２上にフ
ォトレジストを塗布し、通常の写真製版，エッチング技
術によりフォトレジストパターン３４を形成し、図６
(a) に示すように、このパターン３４をマスクしとてＢ
ｒ−メタノール溶液またはイオンエッチング法によっ
て、パターン３４の開口部のｐ型半導体結晶層２を完全
に除去する。次に、上記のフォトレジストパターン３４
を除去した後、図６(b) に示すように、ＳｉＯ2 膜３５
を全面に形成し、更に、このＳｉＯ2膜３５上にフォト
レジストを塗布し、通常の写真製版、エッチング技術に
よりフォトレジストパターン３６を形成する。次に、図
６(c) に示すように、上記フォトレジストパターン３６
をマスクとして上記ＳｉＯ2 膜３５の一部をフッ酸を用
いたウエットエッチングによって除去した後、フォトレ
ジストパターン３６を除去、更に、一部が除去されて開
口が形成された上記ＳｉＯ2 膜３５をマスクとして、ボ
ロンイオンを注入すると図６(d) にに示すように、ｐ型
半導体基板１とｐ型半導体結晶層２内にわたってｎ型領
域の受光層５が形成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】また、上記何れの実施例においても、ｎ型
領域４は絶縁膜６と電極配線７とで覆われているが、こ
の部分への光の入射はノイズの発生の原因になる可能性
があるため、この部分を光を反射する金属膜等で更に被
覆してもよい。
領域４は絶縁膜６と電極配線７とで覆われているが、こ
の部分への光の入射はノイズの発生の原因になる可能性
があるため、この部分を光を反射する金属膜等で更に被
覆してもよい。
Claims (3)
- 【請求項１】 禁制帯幅の小さい第１導電型の半導体層
と、 該禁制帯幅の小さい第１導電型の半導体層上に積層され
た禁制帯幅の大きい第１導電型の半導体層と、 上記禁制帯幅の大きい第１導電型の半導体層表面から上
記禁制帯幅の小さい第１導電型の半導体層内に届くよう
に第２導電型不純物が拡散して形成された受光層と、 上記受光層に並設するよう、上記禁制帯幅の大きい第１
導電型の半導体層表面から内部に向けて第２導電型不純
物が拡散して形成された第２導電型不純物拡散領域と、 上記受光層と上記第２導電型不純物拡散領域との間の上
記禁制帯幅の大きい第１導電型の半導体層上に形成さ
れ、これら受光層，第２導電型不純物拡散領域とともに
ＭＩＳスイッチを構成するＭＩＳ電極とを備えたことを
特徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の赤外線撮像装置におい
て、 上記受光層と上記第２導電型不純物拡散領域とが同時に
形成されてなることを特徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項３】 禁制帯幅の小さい第１導電型の半導体層
と、 該禁制帯幅の小さい第１導電型の半導体層上に積層され
た禁制帯幅の大きい第１導電型の半導体層と、 上記禁制帯幅の大きい第１導電型の半導体層表面から上
記禁制帯幅の小さい第１導電型の半導体層内に届くよう
に形成された凹部と、 該凹部から該凹部の周囲の半導体層内に第２導電型不純
物が拡散して形成された受光層と、 上記受光層に並設するよう、上記禁制帯幅の大きい第１
導電型の半導体層表面から内部に向けて第２導電型の不
純物が拡散して形成された第２導電型不純物拡散領域
と、 上記受光層と上記第２導電型不純物拡散領域との間の上
記禁制帯幅の大きい第１導電型の半導体層上に形成さ
れ、これら受光層，第２導電型不純物拡散領域とともに
ＭＩＳスイッチを構成するＭＩＳ電極とを備えたことを
特徴とする赤外線撮像装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP3321317A JPH05267695A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 赤外線撮像装置 |
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| GB9217766A GB2261323B (en) | 1991-11-06 | 1992-08-21 | Infra-red imaging device |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321317A JPH05267695A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 赤外線撮像装置 |
Publications (1)
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|---|---|
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Family
ID=18131239
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|---|---|---|---|
| JP3321317A Pending JPH05267695A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 赤外線撮像装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US9496308B2 (en) | 2011-06-09 | 2016-11-15 | Sionyx, Llc | Process module for increasing the response of backside illuminated photosensitive imagers and associated methods |
| CN103946867A (zh) | 2011-07-13 | 2014-07-23 | 西奥尼克斯公司 | 生物计量成像装置和相关方法 |
| US9064764B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-06-23 | Sionyx, Inc. | Pixel isolation elements, devices, and associated methods |
| DE102012216814A1 (de) * | 2012-09-19 | 2014-03-20 | Robert Bosch Gmbh | Infrarot-Fotosensor |
| WO2014151093A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Sionyx, Inc. | Three dimensional imaging utilizing stacked imager devices and associated methods |
| US9209345B2 (en) | 2013-06-29 | 2015-12-08 | Sionyx, Inc. | Shallow trench textured regions and associated methods |
| IL238339B (en) | 2014-08-04 | 2020-05-31 | Sensors Unlimited Inc | A low-noise hybridization detector based on charge transfer |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57107082A (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-03 | Fujitsu Ltd | Detector for infrared ray |
| JPS6376382A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知素子 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4206003A (en) * | 1977-07-05 | 1980-06-03 | Honeywell Inc. | Method of forming a mercury cadmium telluride photodiode |
| JPS6017196B2 (ja) * | 1978-01-23 | 1985-05-01 | 株式会社日立製作所 | 固体撮像素子 |
| JPS5732683A (en) * | 1980-08-06 | 1982-02-22 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS57108363U (ja) * | 1980-12-24 | 1982-07-03 | ||
| US4433343A (en) * | 1981-12-22 | 1984-02-21 | Levine Michael A | Extrinsic infrared detector with dopant site charge-neutralization |
| GB2207802B (en) * | 1982-08-27 | 1989-06-01 | Philips Electronic Associated | Thermal-radiation imaging devices and systems,and the manufacture of such imaging devices |
| US4549195A (en) * | 1983-04-14 | 1985-10-22 | Westinghouse Electric Corp. | Heterojunction semiconductor device |
| JPS61139073A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-26 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線検知器の製造方法 |
| JPS61188976A (ja) * | 1985-02-16 | 1986-08-22 | Fujitsu Ltd | 光起電力型素子 |
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| JPH0770697B2 (ja) * | 1986-08-15 | 1995-07-31 | 日本電気株式会社 | 配列型赤外線検知器 |
| US4725559A (en) * | 1986-10-23 | 1988-02-16 | Chevron Research Company | Process for the fabrication of a gallium arsenide grating solar cell |
| JPS63237484A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
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-
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-
1993
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57107082A (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-03 | Fujitsu Ltd | Detector for infrared ray |
| JPS6376382A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知素子 |
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