JPH06236986A - 赤外線固体撮像素子 - Google Patents
赤外線固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH06236986A JPH06236986A JP5022465A JP2246593A JPH06236986A JP H06236986 A JPH06236986 A JP H06236986A JP 5022465 A JP5022465 A JP 5022465A JP 2246593 A JP2246593 A JP 2246593A JP H06236986 A JPH06236986 A JP H06236986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- conversion layer
- signal line
- metal
- metallic
- Prior art date
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光部面積対画素面積の比率を大きくできる
赤外線固体撮像素子を提供する。 【構成】 光電変換層を透過した赤外線を反射して光電
変換層へ再度入射させる金属反射鏡を表面側に具備する
裏面照射型赤外線検出素子から成る受光部が２次元に配
列され、これら受光部から垂直ＣＣＤと水平ＣＣＤの組
み合わせにより、２次元情報の光信号電荷を時系列信号
として出力する赤外線固体撮像素子において、垂直ＣＣ
Ｄの各ゲート電極等へ駆動信号を供給する信号線をゲー
ト電極と別の金属信号線７で構成し、少なくとも光電変
換層１上を含む領域に設け、金属反射鏡を絶縁膜を介し
て光電変換層１と金属信号線群との間に配置する。金属
反射鏡に光電変換層と金属信号線群とを静電的に遮断で
きる電位を与え、シールド兼反射鏡８とする。
赤外線固体撮像素子を提供する。 【構成】 光電変換層を透過した赤外線を反射して光電
変換層へ再度入射させる金属反射鏡を表面側に具備する
裏面照射型赤外線検出素子から成る受光部が２次元に配
列され、これら受光部から垂直ＣＣＤと水平ＣＣＤの組
み合わせにより、２次元情報の光信号電荷を時系列信号
として出力する赤外線固体撮像素子において、垂直ＣＣ
Ｄの各ゲート電極等へ駆動信号を供給する信号線をゲー
ト電極と別の金属信号線７で構成し、少なくとも光電変
換層１上を含む領域に設け、金属反射鏡を絶縁膜を介し
て光電変換層１と金属信号線群との間に配置する。金属
反射鏡に光電変換層と金属信号線群とを静電的に遮断で
きる電位を与え、シールド兼反射鏡８とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２次元像情報を時系列
電気信号に変換する固体撮像素子に関し、特に裏面照射
型赤外線検出素子を受光部とする赤外線固体撮像素子に
関する。
電気信号に変換する固体撮像素子に関し、特に裏面照射
型赤外線検出素子を受光部とする赤外線固体撮像素子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の赤外線固体撮像素子を図
３〜図５に示す。
３〜図５に示す。
【０００３】図３は最近の代表的なものの平面構造であ
り、画素２×２個分である。図４は図３中のトランスフ
ァゲート部（ソース領域２がトランスファゲート部の一
構成要素である）を含むＢ−Ｂ′で切断した断面構造図
であり、図５は図３中のＣ−Ｃ′切断した断面構造図で
ある。
り、画素２×２個分である。図４は図３中のトランスフ
ァゲート部（ソース領域２がトランスファゲート部の一
構成要素である）を含むＢ−Ｂ′で切断した断面構造図
であり、図５は図３中のＣ−Ｃ′切断した断面構造図で
ある。
【０００４】光電変換層１とこれを透過した赤外線を反
射して光電変換層１へ再度入射させる金属反射鏡１５を
構成要素とする受光部が２次元に配列され、この受光部
の各列に沿うように垂直電荷結合素子（垂直ＣＣＤ）が
設けられている。光電変換層１の周囲はガードリング９
で取り巻かれており、各画素は素子分離領域１０によっ
て分割されている。垂直ＣＣＤのゲート電極と駆動信号
を供給する信号線とは駆動信号が同一のもの同士が一体
となっており、第１層ポリＳｉゲート電極兼信号線１３
および第２層ポリＳｉゲート電極兼信号線１４を構成し
ている。これらは絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に埋設さ
れている。光電変換層１の一部とオーミック接触するソ
ース領域２が第２層ポリＳｉゲート電極と隣接して形成
されており、このソース領域２と垂直ＣＣＤチャネル３
との間の表面までＳｉ基板１１のままの領域がトランス
ファゲートの表面チャネルとして働く。ポリＳｉゲート
電極兼信号線の信号線部分は図５に示すように間隔を開
けて重ねて設けられている。Ｓｉ基板１１をｐ型とする
と、垂直ＣＣＤチャネル３およびガードリング９はｎ
型、ソース領域２はｎ+ 型、素子分離領域１０はｐ+ 型
となる。また、光電変換層１としては白金シリサイド等
の金属あるいは縮退半導体領域などが用いられる。図３
〜図５に示されるように各光電変換層と各ポリＳｉゲー
ト電極兼信号線とは互いに回避する形状で設けられてい
る。
射して光電変換層１へ再度入射させる金属反射鏡１５を
構成要素とする受光部が２次元に配列され、この受光部
の各列に沿うように垂直電荷結合素子（垂直ＣＣＤ）が
設けられている。光電変換層１の周囲はガードリング９
で取り巻かれており、各画素は素子分離領域１０によっ
て分割されている。垂直ＣＣＤのゲート電極と駆動信号
を供給する信号線とは駆動信号が同一のもの同士が一体
となっており、第１層ポリＳｉゲート電極兼信号線１３
および第２層ポリＳｉゲート電極兼信号線１４を構成し
ている。これらは絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に埋設さ
れている。光電変換層１の一部とオーミック接触するソ
ース領域２が第２層ポリＳｉゲート電極と隣接して形成
されており、このソース領域２と垂直ＣＣＤチャネル３
との間の表面までＳｉ基板１１のままの領域がトランス
ファゲートの表面チャネルとして働く。ポリＳｉゲート
電極兼信号線の信号線部分は図５に示すように間隔を開
けて重ねて設けられている。Ｓｉ基板１１をｐ型とする
と、垂直ＣＣＤチャネル３およびガードリング９はｎ
型、ソース領域２はｎ+ 型、素子分離領域１０はｐ+ 型
となる。また、光電変換層１としては白金シリサイド等
の金属あるいは縮退半導体領域などが用いられる。図３
〜図５に示されるように各光電変換層と各ポリＳｉゲー
ト電極兼信号線とは互いに回避する形状で設けられてい
る。
【０００５】図６は特開昭６１−２６２５８号公報にお
いて従来例として紹介された赤外線固体撮像素子であ
る。（ａ）は平面構成図であり、（ｂ）は（ａ）中のＤ
−Ｄ′で切断した断面構造図である。図において光電変
換部１６はショットキバリアダイオードからなり、２次
元に配設されている。各列の光電変換部１６に沿うよう
に垂直ＣＣＤ１７が設けられており、各列の光電変換部
１６と当該列垂直ＣＣＤとの間にトランスファトランジ
スタ１８が設けられている。各垂直ＣＣＤの一方の端部
に水平ＣＣＤ１９が結合されており、その水平ＣＣＤ１
９の一方の端部に出力部２０が設けられている。これら
は、Ｓｉ基板１１（ｐ型）上に形成されており、光電変
換部１６を構成すべき部分上に白金シリサイド膜５１が
形成されている。この白金シリサイド層５１はＳｉ基板
１１（ｐ型）との間にショットキ接合を形成し、光電変
換部１６を構成するショットキバリアダイオードの金属
側電極となる。Ｓｉ基板１１（ｐ型）の白金シリサイド
膜５１形成部分以外の部分に絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２
が形成されており、垂直ＣＣＤが形成されるべき部分上
に対向して絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に垂直ＣＣＤの
ポリＳｉゲート電極２１が埋設されている。白金シリサ
イド膜５１とポリＳｉゲート電極２１との間にトランス
ファトランジスタゲート電極３１が埋設されている。垂
直ＣＣＤポリＳｉゲート電極２１上の絶縁膜（ＳｉＯ2
等）１２表面に、ポリＳｉゲート電極２１に駆動信号を
供給する金属垂直内部配線４１〜４４が互いの間に間隔
をおいて順次設けられている。
いて従来例として紹介された赤外線固体撮像素子であ
る。（ａ）は平面構成図であり、（ｂ）は（ａ）中のＤ
−Ｄ′で切断した断面構造図である。図において光電変
換部１６はショットキバリアダイオードからなり、２次
元に配設されている。各列の光電変換部１６に沿うよう
に垂直ＣＣＤ１７が設けられており、各列の光電変換部
１６と当該列垂直ＣＣＤとの間にトランスファトランジ
スタ１８が設けられている。各垂直ＣＣＤの一方の端部
に水平ＣＣＤ１９が結合されており、その水平ＣＣＤ１
９の一方の端部に出力部２０が設けられている。これら
は、Ｓｉ基板１１（ｐ型）上に形成されており、光電変
換部１６を構成すべき部分上に白金シリサイド膜５１が
形成されている。この白金シリサイド層５１はＳｉ基板
１１（ｐ型）との間にショットキ接合を形成し、光電変
換部１６を構成するショットキバリアダイオードの金属
側電極となる。Ｓｉ基板１１（ｐ型）の白金シリサイド
膜５１形成部分以外の部分に絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２
が形成されており、垂直ＣＣＤが形成されるべき部分上
に対向して絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に垂直ＣＣＤの
ポリＳｉゲート電極２１が埋設されている。白金シリサ
イド膜５１とポリＳｉゲート電極２１との間にトランス
ファトランジスタゲート電極３１が埋設されている。垂
直ＣＣＤポリＳｉゲート電極２１上の絶縁膜（ＳｉＯ2
等）１２表面に、ポリＳｉゲート電極２１に駆動信号を
供給する金属垂直内部配線４１〜４４が互いの間に間隔
をおいて順次設けられている。
【０００６】図７は特開昭６１−２６２５８号公報に記
載の実施例であって、（ａ）は平面構成図、（ｂ）は
（ａ）中のＥ−Ｅ′で切断した断面構造図、（ｃ）はＦ
−Ｆ′で切断した断面構造図である。垂直ＣＣＤの第１
〜第４ポリＳｉゲート電極２１〜２４が光電変換部１６
の列の間の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に埋設されてい
る。４１ａは水平方向の光電変換部１６の行の一方の外
側の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に第１ポリＳｉゲート
電極２１を順次接続するように埋設され第１ポリＳｉゲ
ート電極２１に第１相駆動信号を供給する第１ポリＳｉ
水平内部配線、４２ａは第１ポリＳｉ水平内部配線４１
ａ上の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に第１ポリＳｉ水平
内部配線４１ａとの間に間隔をおいて第２ポリＳｉゲー
ト電極２２を順次接続するように埋設され第２ポリＳｉ
ゲート電極２２に第２相駆動信号を供給する第２ポリＳ
ｉ水平内部配線、４３ａおよび４４ａは水平方向の光電
変換部１６の行の他方の外側の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１
２内に互いの間に間隔をおいて重なり合い第３ポリＳｉ
ゲート電極２３および第４ポリＳｉゲート電極２４を順
次接続するように埋設され第３ポリＳｉゲート電極２３
および第４ポリＳｉゲート電極２４に第３相駆動信号お
よび第４相駆動信号をそれぞれ供給する第３ポリＳｉ水
平内部配線および第４ポリＳｉ水平内部配線である。４
１〜４４はアルミニウム等からなり４本の垂直ＣＣＤ１
７上の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２表面上にそれぞれ配設
され第１〜第４のポリＳｉゲート電極２１〜２４にそれ
ぞれコンタクト６を通して接続された第１〜第４の金属
垂直内部配線である。これらの第１〜第４金属垂直内部
配線４１〜４４はそれぞれ第１〜第４ポリＳｉゲート電
極２１〜２４に第１相〜第４相駆動信号を供給する。こ
の従来例においても図２の従来例同様光電変換部とポリ
Ｓｉ水平内部配線とが互いに回避する形状で設けられて
いる。
載の実施例であって、（ａ）は平面構成図、（ｂ）は
（ａ）中のＥ−Ｅ′で切断した断面構造図、（ｃ）はＦ
−Ｆ′で切断した断面構造図である。垂直ＣＣＤの第１
〜第４ポリＳｉゲート電極２１〜２４が光電変換部１６
の列の間の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に埋設されてい
る。４１ａは水平方向の光電変換部１６の行の一方の外
側の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に第１ポリＳｉゲート
電極２１を順次接続するように埋設され第１ポリＳｉゲ
ート電極２１に第１相駆動信号を供給する第１ポリＳｉ
水平内部配線、４２ａは第１ポリＳｉ水平内部配線４１
ａ上の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に第１ポリＳｉ水平
内部配線４１ａとの間に間隔をおいて第２ポリＳｉゲー
ト電極２２を順次接続するように埋設され第２ポリＳｉ
ゲート電極２２に第２相駆動信号を供給する第２ポリＳ
ｉ水平内部配線、４３ａおよび４４ａは水平方向の光電
変換部１６の行の他方の外側の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１
２内に互いの間に間隔をおいて重なり合い第３ポリＳｉ
ゲート電極２３および第４ポリＳｉゲート電極２４を順
次接続するように埋設され第３ポリＳｉゲート電極２３
および第４ポリＳｉゲート電極２４に第３相駆動信号お
よび第４相駆動信号をそれぞれ供給する第３ポリＳｉ水
平内部配線および第４ポリＳｉ水平内部配線である。４
１〜４４はアルミニウム等からなり４本の垂直ＣＣＤ１
７上の絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２表面上にそれぞれ配設
され第１〜第４のポリＳｉゲート電極２１〜２４にそれ
ぞれコンタクト６を通して接続された第１〜第４の金属
垂直内部配線である。これらの第１〜第４金属垂直内部
配線４１〜４４はそれぞれ第１〜第４ポリＳｉゲート電
極２１〜２４に第１相〜第４相駆動信号を供給する。こ
の従来例においても図２の従来例同様光電変換部とポリ
Ｓｉ水平内部配線とが互いに回避する形状で設けられて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＣＣＤのゲート電極は
半導体基板との間に大きな静電容量を持つため、信号線
の電気抵抗が高いと駆動信号が遅延および変形してしま
い、垂直ＣＣＤが正常な電荷転送を行えなくなってしま
う。前述の図３〜図５の第１の従来例のようにポリＳｉ
で信号線が構成されているものでは、抵抗率の低いもの
でも金属の１０倍ほどになるため、信号線を太くせざる
を得ない。前述の図６の第２の従来例では信号線が金属
垂直内部配線であるため、細くても信号線抵抗を低くで
きるが、駆動信号全ての分の金属垂直内部配線を１本の
垂直ＣＣＤ上に設けるため、それらが収まるだけの垂直
ＣＣＤ幅を確保しなければならない。前述の図７の第３
の従来例では金属垂直内部配線１本につき垂直ＣＣＤ１
本を当てており、コンタクトの無い電極に対してはポリ
Ｓｉ水平内部配線によって駆動信号を供給するため、第
１および第２の従来例の欠点をある程度緩和している。
しかしながら、抵抗率の高いポリＳｉ水平内部配線は金
属に比べれば依然太さを必要とし、これらは受光部を回
避している。電極や信号線に用いるポリＳｉは製造工程
上高温処理を必要とするが、受光部の構成要素である光
電変換層はこの処理温度で劣化してしまうため、従来例
のように光電変換層（受光部）とポリＳｉ信号線とは互
いに回避する形状にせざるをえない。以上により、従来
のこの種の赤外線固体撮像素子では、受光部面積対画素
面積の比率を大きくできないという欠点がある。
半導体基板との間に大きな静電容量を持つため、信号線
の電気抵抗が高いと駆動信号が遅延および変形してしま
い、垂直ＣＣＤが正常な電荷転送を行えなくなってしま
う。前述の図３〜図５の第１の従来例のようにポリＳｉ
で信号線が構成されているものでは、抵抗率の低いもの
でも金属の１０倍ほどになるため、信号線を太くせざる
を得ない。前述の図６の第２の従来例では信号線が金属
垂直内部配線であるため、細くても信号線抵抗を低くで
きるが、駆動信号全ての分の金属垂直内部配線を１本の
垂直ＣＣＤ上に設けるため、それらが収まるだけの垂直
ＣＣＤ幅を確保しなければならない。前述の図７の第３
の従来例では金属垂直内部配線１本につき垂直ＣＣＤ１
本を当てており、コンタクトの無い電極に対してはポリ
Ｓｉ水平内部配線によって駆動信号を供給するため、第
１および第２の従来例の欠点をある程度緩和している。
しかしながら、抵抗率の高いポリＳｉ水平内部配線は金
属に比べれば依然太さを必要とし、これらは受光部を回
避している。電極や信号線に用いるポリＳｉは製造工程
上高温処理を必要とするが、受光部の構成要素である光
電変換層はこの処理温度で劣化してしまうため、従来例
のように光電変換層（受光部）とポリＳｉ信号線とは互
いに回避する形状にせざるをえない。以上により、従来
のこの種の赤外線固体撮像素子では、受光部面積対画素
面積の比率を大きくできないという欠点がある。
【０００８】本発明の目的は、このような欠点を除去し
た赤外線固体撮像素子を提供することにある。
た赤外線固体撮像素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、光電変換層を
透過した赤外線を反射して光電変換層へ再度入射させる
金属反射鏡を表面側に具備する裏面照射型赤外線検出素
子から成る受光部が２次元に配列され、これら受光部か
ら垂直電荷結合素子と水平電荷結合素子の組み合わせに
より、２次元情報の光信号電荷を時系列信号として出力
する赤外線固体撮像素子において、垂直電荷結合素子等
の各ゲート電極へ駆動信号を供給する金属信号線群が少
なくとも前記光電変換層上を含む領域に設けられ、前記
金属反射鏡が、光電変換層と金属信号線群との間に両者
と絶縁膜を介して配置され、光電変換層と金属信号線群
とを静電的に遮断するシールド兼反射鏡であることを特
徴とする。
透過した赤外線を反射して光電変換層へ再度入射させる
金属反射鏡を表面側に具備する裏面照射型赤外線検出素
子から成る受光部が２次元に配列され、これら受光部か
ら垂直電荷結合素子と水平電荷結合素子の組み合わせに
より、２次元情報の光信号電荷を時系列信号として出力
する赤外線固体撮像素子において、垂直電荷結合素子等
の各ゲート電極へ駆動信号を供給する金属信号線群が少
なくとも前記光電変換層上を含む領域に設けられ、前記
金属反射鏡が、光電変換層と金属信号線群との間に両者
と絶縁膜を介して配置され、光電変換層と金属信号線群
とを静電的に遮断するシールド兼反射鏡であることを特
徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の赤外線固体撮像素子では、ゲート電極
に駆動信号を供給する信号線を、垂直ＣＣＤのゲート電
極とは別に金属で形成して配線し、しかも、それら複数
の金属信号線を光電変換層上に、絶縁膜およびシールド
兼反射鏡を介して這わせることにより、受光部を回避さ
せたり、垂直ＣＣＤの幅を金属信号線全てが乗るだけの
ものにする必要が無くなり、受光部面積対画素面積の比
率を大きくすることができる。シールド兼反射鏡は光電
変換層と金属信号線群とを静電的に遮断するので、光電
変換層上の金属信号線群に駆動信号が乗っても、光電変
換層に何等悪影響を与えること無く、正常に動作させる
ことができる。
に駆動信号を供給する信号線を、垂直ＣＣＤのゲート電
極とは別に金属で形成して配線し、しかも、それら複数
の金属信号線を光電変換層上に、絶縁膜およびシールド
兼反射鏡を介して這わせることにより、受光部を回避さ
せたり、垂直ＣＣＤの幅を金属信号線全てが乗るだけの
ものにする必要が無くなり、受光部面積対画素面積の比
率を大きくすることができる。シールド兼反射鏡は光電
変換層と金属信号線群とを静電的に遮断するので、光電
変換層上の金属信号線群に駆動信号が乗っても、光電変
換層に何等悪影響を与えること無く、正常に動作させる
ことができる。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例について図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】一実施例を図１および図２に示す。図１は
平面構造図であり、画素２×２個分である。図２は図１
中のトランスファゲート部（図中、ソース領域２がトラ
ンスファゲート部の一構成要素である）を含むＡ−Ａ′
で切断した断面構造図である。この例は各画素毎に４電
極すなわち１周期分を有する撮像素子である。光電変換
層１を構成要素とする受光部が２次元に配列され、この
受光部の各列に沿うように垂直ＣＣＤが設けられてい
る。光電変換層１の周囲はガードリング９で取り巻かれ
ており、各画素は素子分離領域１０によって分割されて
いる。垂直ＣＣＤの第１層および第２層ポリＳｉゲート
電極４，５に駆動信号を供給する金属信号線７をゲート
電極４，５とは別に金属で形成し、コンタクト６でゲー
ト電極４，５と金属信号線７とを接続している。ゲート
電極４，５は絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に埋設されて
いる。光電変換層１の一部とオーミック接触するソース
領域２が第２層ポリＳｉゲート電極５と隣接して形成さ
れており、このソース領域２と垂直ＣＣＤチャネル３と
の間の表面までＳｉ基板１１のままの領域がトランスフ
ァゲートの表面チャネルとして働く。Ｓｉ基板１１をｐ
型とすると、垂直ＣＣＤチャネル３およびガードリング
９はｎ型、ソース領域２はｎ+ 型、素子分離領域１０は
ｐ+ 型となる。また、光電変換層１としては白金シリサ
イド等の金属あるいは縮退半導体領域などが用いられ
る。シールド兼反射鏡８は平面的にはコンタクト６を設
けるゲート電極４，５上を設け、光電変換層１上を縦方
向にストライプ状に設けてある。断面的には絶縁膜（Ｓ
ｉＯ2 等）１２を介して光電変換層１と金属信号線７と
の間に配置させている。光電変換層１とシールド兼反射
鏡８との距離ｔは、検出波長帯の中心波長をλ0 、絶縁
膜１２の屈折率をｎとすると、ｔ＝ａλ0 ／４ｎ（ただ
し、ａ：奇数）となるｔが適当である。例えば、屈折率
１．４５のＳｉＯ2 膜を絶縁膜１２に用い、検出波長帯
を３〜５μｍとしてλ0 ＝４μｍであるとすると、最も
薄い場合すなわちａ＝１ならば、距離ｔは６８９７オン
グストロームと算出される。従って、光電変換層１上に
ＳｉＯ2 膜を約７０００オングストローム形成した後に
シールド兼反射鏡８を設ければ良いことになる。シール
ド兼反射鏡８からは電極を引き出し、光電変換層１と金
属信号線７群とを静電的に遮蔽できる電位を与えること
により、垂直電荷結合素子の駆動信号による影響を抑え
る。
平面構造図であり、画素２×２個分である。図２は図１
中のトランスファゲート部（図中、ソース領域２がトラ
ンスファゲート部の一構成要素である）を含むＡ−Ａ′
で切断した断面構造図である。この例は各画素毎に４電
極すなわち１周期分を有する撮像素子である。光電変換
層１を構成要素とする受光部が２次元に配列され、この
受光部の各列に沿うように垂直ＣＣＤが設けられてい
る。光電変換層１の周囲はガードリング９で取り巻かれ
ており、各画素は素子分離領域１０によって分割されて
いる。垂直ＣＣＤの第１層および第２層ポリＳｉゲート
電極４，５に駆動信号を供給する金属信号線７をゲート
電極４，５とは別に金属で形成し、コンタクト６でゲー
ト電極４，５と金属信号線７とを接続している。ゲート
電極４，５は絶縁膜（ＳｉＯ2 等）１２内に埋設されて
いる。光電変換層１の一部とオーミック接触するソース
領域２が第２層ポリＳｉゲート電極５と隣接して形成さ
れており、このソース領域２と垂直ＣＣＤチャネル３と
の間の表面までＳｉ基板１１のままの領域がトランスフ
ァゲートの表面チャネルとして働く。Ｓｉ基板１１をｐ
型とすると、垂直ＣＣＤチャネル３およびガードリング
９はｎ型、ソース領域２はｎ+ 型、素子分離領域１０は
ｐ+ 型となる。また、光電変換層１としては白金シリサ
イド等の金属あるいは縮退半導体領域などが用いられ
る。シールド兼反射鏡８は平面的にはコンタクト６を設
けるゲート電極４，５上を設け、光電変換層１上を縦方
向にストライプ状に設けてある。断面的には絶縁膜（Ｓ
ｉＯ2 等）１２を介して光電変換層１と金属信号線７と
の間に配置させている。光電変換層１とシールド兼反射
鏡８との距離ｔは、検出波長帯の中心波長をλ0 、絶縁
膜１２の屈折率をｎとすると、ｔ＝ａλ0 ／４ｎ（ただ
し、ａ：奇数）となるｔが適当である。例えば、屈折率
１．４５のＳｉＯ2 膜を絶縁膜１２に用い、検出波長帯
を３〜５μｍとしてλ0 ＝４μｍであるとすると、最も
薄い場合すなわちａ＝１ならば、距離ｔは６８９７オン
グストロームと算出される。従って、光電変換層１上に
ＳｉＯ2 膜を約７０００オングストローム形成した後に
シールド兼反射鏡８を設ければ良いことになる。シール
ド兼反射鏡８からは電極を引き出し、光電変換層１と金
属信号線７群とを静電的に遮蔽できる電位を与えること
により、垂直電荷結合素子の駆動信号による影響を抑え
る。
【００１３】なお、本実施例ではトランスファゲート電
極が独立ではなくソース領域と隣接する第２層ポリＳｉ
ゲート電極が兼ねているが、トランスファゲート電極が
独立した構造で駆動信号を金属信号線で供給するものも
実現することができる。
極が独立ではなくソース領域と隣接する第２層ポリＳｉ
ゲート電極が兼ねているが、トランスファゲート電極が
独立した構造で駆動信号を金属信号線で供給するものも
実現することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の赤外線固体
撮像素子では、ゲート電極に駆動信号を供給する信号線
を、垂直電荷結合素子のゲート電極とは別に金属で形成
し、シールド兼金属反射鏡を挟んで光電変換層上に配線
するので、信号線のために受光部周囲に割いていた領域
あるいは垂直ＣＣＤ幅が不必要となり、受光部面積対画
素面積の比率を大きくすることができる効果がある。
撮像素子では、ゲート電極に駆動信号を供給する信号線
を、垂直電荷結合素子のゲート電極とは別に金属で形成
し、シールド兼金属反射鏡を挟んで光電変換層上に配線
するので、信号線のために受光部周囲に割いていた領域
あるいは垂直ＣＣＤ幅が不必要となり、受光部面積対画
素面積の比率を大きくすることができる効果がある。
【図１】本発明の赤外線固体撮像素子の一実施例の平面
構造図である。
構造図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ′で切断した断面構造図であ
る。
る。
【図３】第１の従来例の平面構造図である。
【図４】図３中のＢ−Ｂ′で切断した断面構造図であ
る。
る。
【図５】図３中のＣ−Ｃ′で切断した断面構造図であ
る。
る。
【図６】第２の従来例を示す平面構造図および断面構造
図である。
図である。
【図７】第３の従来例を示す平面構造図および断面構造
図である。
図である。
１ 光電変換層 ２ ソース領域 ３ 垂直ＣＣＤチャネル ４ 第１層ポリＳｉゲート電極 ５ 第２層ポリＳｉゲート電極 ６ コンタクト ７ 金属信号線 ８ シールド兼反射鏡 ９ ガードリング １０ 素子分離領域 １１ Ｓｉ基板 １２ 絶縁膜（ＳｉＯ2 等） １３ 第１層ポリＳｉゲート電極兼信号線 １４ 第２層ポリＳｉゲート電極兼信号線 １５ 反射鏡 １６ 光電変換部 １７ 垂直ＣＣＤ １８ トランスファトランジスタ １９ 水平ＣＣＤ ２０ 出力部 ２１，２２，２３，２４ 垂直ＣＣＤの第１〜第４ポリ
Ｓｉゲート電極 ３１ トランスファトランジスタゲート電極 ４１，４２，４３，４４ 第１〜第４金属垂直内部配線 ４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ 第１〜第４ポリＳｉ
水平内部配線 ５１ 白金シリサイド膜
Ｓｉゲート電極 ３１ トランスファトランジスタゲート電極 ４１，４２，４３，４４ 第１〜第４金属垂直内部配線 ４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ 第１〜第４ポリＳｉ
水平内部配線 ５１ 白金シリサイド膜
Claims (3)
- 【請求項１】光電変換層を透過した赤外線を反射して光
電変換層へ再度入射させる金属反射鏡を表面側に具備す
る裏面照射型赤外線検出素子から成る受光部が２次元に
配列され、これら受光部から垂直電荷結合素子と水平電
荷結合素子の組み合わせにより、２次元情報の光信号電
荷を時系列信号として出力する赤外線固体撮像素子にお
いて、 垂直電荷結合素子等の各ゲート電極へ駆動信号を供給す
る金属信号線群が少なくとも前記光電変換層上を含む領
域に設けられ、 前記金属反射鏡が、光電変換層と金属信号線群との間に
両者と絶縁膜を介して配置され、光電変換層と金属信号
線群とを静電的に遮断するシールド兼反射鏡であること
を特徴とする赤外線固体撮像素子。 - 【請求項２】前記光電変換層と前記シールド兼反射鏡と
の距離ｔを、検出波長帯の中心波長をλ0 、前記絶縁膜
の屈折率をｎとした場合に、ｔ＝ａλ0 ／４ｎ（ただ
し、ａ：奇数）としたことを特徴とする請求項１記載の
赤外線固体撮像素子。 - 【請求項３】前記シールド兼反射鏡から電極を引き出
し、前記光電変換層と前記金属信号線群とを静電的に遮
蔽できる電位を与えることを特徴とする請求項１または
２記載の赤外線固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5022465A JPH088346B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 赤外線固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5022465A JPH088346B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 赤外線固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06236986A true JPH06236986A (ja) | 1994-08-23 |
| JPH088346B2 JPH088346B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=12083459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5022465A Expired - Lifetime JPH088346B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 赤外線固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088346B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006120805A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| JP2007173267A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Nec Electronics Corp | 固体撮像装置 |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP5022465A patent/JPH088346B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006120805A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| US7902623B2 (en) | 2004-10-20 | 2011-03-08 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
| US7902622B2 (en) | 2004-10-20 | 2011-03-08 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
| US8324702B2 (en) | 2004-10-20 | 2012-12-04 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
| US8384176B2 (en) | 2004-10-20 | 2013-02-26 | Sony Corporation | Solid-state imaging device |
| JP2007173267A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Nec Electronics Corp | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088346B2 (ja) | 1996-01-29 |
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