JPH0654803B2 - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
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- JPH0654803B2 JPH0654803B2 JP59037828A JP3782884A JPH0654803B2 JP H0654803 B2 JPH0654803 B2 JP H0654803B2 JP 59037828 A JP59037828 A JP 59037828A JP 3782884 A JP3782884 A JP 3782884A JP H0654803 B2 JPH0654803 B2 JP H0654803B2
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Classifications
-
- 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
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Description
【発明の詳細な説明】 (a)．発明の技術分野 本発明は撮像装置等の受光部に用いる受光素子をアレー
構造に配列してなる半導体受光装置に関する。
構造に配列してなる半導体受光装置に関する。
(b)．技術の背景 撮像装置の受光部に用いる受光素子は光起電力型、ＭＩ
Ｓ型等があり、基板上にこれらの個々の素子を配列して
なり、その各が１つの画素を形成する。
Ｓ型等があり、基板上にこれらの個々の素子を配列して
なり、その各が１つの画素を形成する。
このような受光素子は個々の画素として、通常基板上に
被着された半導体層に、光起電力型の場合はダイオー
ド、ＭＩＳ型の場合はＭＩＳ素子によるアレーを構成す
る。近年画素の高集積化、高密度化が要望され、画素の
間隔は小さくなり、各素子間における画像信号の干渉が
問題となっている。
被着された半導体層に、光起電力型の場合はダイオー
ド、ＭＩＳ型の場合はＭＩＳ素子によるアレーを構成す
る。近年画素の高集積化、高密度化が要望され、画素の
間隔は小さくなり、各素子間における画像信号の干渉が
問題となっている。
(c)．従来技術と問題点 第１図に裏面入射型半導体受光装置の従来構造の断面を
示す。図において１は基板、２は半導体層、３は半導体
層２と反対の導電型を有する半導体層、４は空乏層の
端、５は保護膜、６は信号取り出し電極を示す。
示す。図において１は基板、２は半導体層、３は半導体
層２と反対の導電型を有する半導体層、４は空乏層の
端、５は保護膜、６は信号取り出し電極を示す。
基板１として光を透過する材料を選び、その上にｐ型の
エピタキシャル半導体層２を形成し、該層内において画
素毎に島状のｎ型半導体層３を形成しｐｎ接合を構成す
る。
エピタキシャル半導体層２を形成し、該層内において画
素毎に島状のｎ型半導体層３を形成しｐｎ接合を構成す
る。
図において裏面よりｐｎ接合に到達した入射光により、
ｐｎ接合の空乏層内において電子−正孔対を発生し、電
子はｎ側へ、正孔はｐ側へ流れこみ光起電力を生じる。
光起電力は信号取り出し電極６により外部に、例えばシ
フトレジスタに取り出される。ｐｎ接合の空乏層の端４
で発生した信号キャリア（正孔）は拡散して拡がり、隣
接するｐｎ接合に達する結果、画素間でクロストークが
生じ、画素分離が不十分となり、分解能が低下するとい
う欠点がある。特に画素が高密度になると、画素配列の
ピッチが信号キャリヤの拡散長より小さくなり、クロス
トークの影響が大きくなり重大な問題となる。
ｐｎ接合の空乏層内において電子−正孔対を発生し、電
子はｎ側へ、正孔はｐ側へ流れこみ光起電力を生じる。
光起電力は信号取り出し電極６により外部に、例えばシ
フトレジスタに取り出される。ｐｎ接合の空乏層の端４
で発生した信号キャリア（正孔）は拡散して拡がり、隣
接するｐｎ接合に達する結果、画素間でクロストークが
生じ、画素分離が不十分となり、分解能が低下するとい
う欠点がある。特に画素が高密度になると、画素配列の
ピッチが信号キャリヤの拡散長より小さくなり、クロス
トークの影響が大きくなり重大な問題となる。
(d)．発明の目的 本発明の目的は従来技術の有する上記の欠点を除去し、
各画素間において画像信号のクロストークのない高密度
の画素を有し、且つ基板電極の取り出しが容易な高分解
能半導体受光装置を得ることにある。
各画素間において画像信号のクロストークのない高密度
の画素を有し、且つ基板電極の取り出しが容易な高分解
能半導体受光装置を得ることにある。
(e)．発明の構成 上記の目的は、基板上に被着された一導電型の半導体層
に複数の受光素子を配列して設けた半導体受光装置にお
いて，該基板上に配列して設けられた該半導体層からな
る該受光素子の形成領域と，該受光素子の形成領域間を
接続する該半導体層からなる接続部と，該接続部を除く
該受光素子の形成領域の周囲に，該基板上の該半導体層
が除去されたギャップ領域とを有し，該複数の受光素子
の該電極は該接続部により電気的に接続されてなる本発
明による半導体受光装置を得ることによって達成され
る。
に複数の受光素子を配列して設けた半導体受光装置にお
いて，該基板上に配列して設けられた該半導体層からな
る該受光素子の形成領域と，該受光素子の形成領域間を
接続する該半導体層からなる接続部と，該接続部を除く
該受光素子の形成領域の周囲に，該基板上の該半導体層
が除去されたギャップ領域とを有し，該複数の受光素子
の該電極は該接続部により電気的に接続されてなる本発
明による半導体受光装置を得ることによって達成され
る。
本発明は少なくとも受光波長に対して透光性かつ絶縁性
の基板上に設けられた半導体層に形成された受光素子、
例えばｐｎ接合間の半導体層を部分的に除去することに
より、ｐｎ接合間で発生する信号キャリヤをなくし、各
画素間のクロストークをなくしたものである。且つ各ｐ
ｎ接合の基板側の領域は相互に接続部により接続されて
いるため、各ｐｎ接合の共通電極として、基板電位を容
易に得られるようにしたものである。
の基板上に設けられた半導体層に形成された受光素子、
例えばｐｎ接合間の半導体層を部分的に除去することに
より、ｐｎ接合間で発生する信号キャリヤをなくし、各
画素間のクロストークをなくしたものである。且つ各ｐ
ｎ接合の基板側の領域は相互に接続部により接続されて
いるため、各ｐｎ接合の共通電極として、基板電位を容
易に得られるようにしたものである。
(f)．発明の実施例 第２図(a)，(b)は本発明に係る半導体受光装置の平面図
と断面図である。図で第１図と同一番号は同一対象を示
し、７は半導体層のギャップ領域を示す。
と断面図である。図で第１図と同一番号は同一対象を示
し、７は半導体層のギャップ領域を示す。
基板１として、厚さ0.4mmのサファイア基板を用い、こ
の上に半導体層２として、エピタキシャル成長により厚
さ５μｍのｐ型の珪素層を形成する。
の上に半導体層２として、エピタキシャル成長により厚
さ５μｍのｐ型の珪素層を形成する。
つぎに半導体層３としてピッチ２０μｍで２次元に配列
された画素部に燐イオンを打ち込み、厚さ１μｍ、面積
１０μｍ×１０μｍのｎ型珪素層を形成し、ｐｎ接合を
構成する。
された画素部に燐イオンを打ち込み、厚さ１μｍ、面積
１０μｍ×１０μｍのｎ型珪素層を形成し、ｐｎ接合を
構成する。
つぎにリソグラフィ工程を用いて、画素間領域の半導体
層２を部分的にエッチングして除去し、面積２μｍ×１
０μｍを有するギャップ領域７を形成する。絶縁性の保
護膜４として、厚さ５０００Åの二酸化珪素膜を用い、
基板全面に被着してリソグラフィ工程を用いて信号取り
出し電極６の形成部を開口する。
層２を部分的にエッチングして除去し、面積２μｍ×１
０μｍを有するギャップ領域７を形成する。絶縁性の保
護膜４として、厚さ５０００Åの二酸化珪素膜を用い、
基板全面に被着してリソグラフィ工程を用いて信号取り
出し電極６の形成部を開口する。
ｐｎ接合のｎ側の信号取り出し電極６は、厚さ８０００
Åのアルミニウム層を用いて形成する。
Åのアルミニウム層を用いて形成する。
ｐｎ接合のｐ側の各画素共通の基板電極は、図示されて
いないが、半導体層２の上に適宜設ける。
いないが、半導体層２の上に適宜設ける。
以上のような構造により、ｐｎ接合のｐ領域で発生した
信号キャリアの拡散はｐｎ接合間のギャップ領域７で遮
断され、隣接するｐｎ接合間でクロストークを生じな
い。従って従来例ではｐｎ接合の間隔を信号キャリアの
拡散長以下にすることができでかったが、本発明により
それが可能となり、画素の高密度化ができ高分解能半導
体受光装置が得られる。
信号キャリアの拡散はｐｎ接合間のギャップ領域７で遮
断され、隣接するｐｎ接合間でクロストークを生じな
い。従って従来例ではｐｎ接合の間隔を信号キャリアの
拡散長以下にすることができでかったが、本発明により
それが可能となり、画素の高密度化ができ高分解能半導
体受光装置が得られる。
実施例では、本発明を裏面入射型半導体受光装置に適用
したが、表面入射型にも適用可能である。
したが、表面入射型にも適用可能である。
また実施例では受光素子としてｐｎ接合を用いたが、他
の型の受光素子を用いてもよい。
の型の受光素子を用いてもよい。
また実施例では、基板１にサファイアを用いたが、他の
材料、例えば絶縁性珪素等の絶縁性半導体を用いてもよ
い。
材料、例えば絶縁性珪素等の絶縁性半導体を用いてもよ
い。
また実施例では半導体層２として珪素のエピタキシャル
成長層を用いたが、インジウム・砒素・アンチモン，水
銀・カドミウム・テルル、鉛・錫・テルル等他の材料を
用いてもよい。この場合前記の結晶に対応してそれぞ
れ、基板１はエピタキシャル層よりエネルギバンドギャ
ップの広いインジウム・砒素、カドミウム・テルル、鉛
・テルル等を用いる必要がある。
成長層を用いたが、インジウム・砒素・アンチモン，水
銀・カドミウム・テルル、鉛・錫・テルル等他の材料を
用いてもよい。この場合前記の結晶に対応してそれぞ
れ、基板１はエピタキシャル層よりエネルギバンドギャ
ップの広いインジウム・砒素、カドミウム・テルル、鉛
・テルル等を用いる必要がある。
また実施例では、可視受光装置について説明したが、他
の波長領域の装置についても発明の要旨は変わらない。
の波長領域の装置についても発明の要旨は変わらない。
(g)．発明の効果 以上詳細に説明したように本発明によれば、各画素間に
おいて画像信号のクロストークのない高密度の画素を有
し、且つ基板電極の取り出しが容易な高分解能半導体受
光装置を得ることができる。
おいて画像信号のクロストークのない高密度の画素を有
し、且つ基板電極の取り出しが容易な高分解能半導体受
光装置を得ることができる。
第１図は裏面入射型半導体受光装置の従来構造の断面、
第２図は本発明に係る裏面入射型半導体受光装置の平面
図と断面図である。 図において１は基板、２はｐ型半導体層、３はｎ型半導
体層、４は空乏層の端、５は保護膜、６は信号取り出し
電極、７はギャップ領域，８は接続部を示す。
第２図は本発明に係る裏面入射型半導体受光装置の平面
図と断面図である。 図において１は基板、２はｐ型半導体層、３はｎ型半導
体層、４は空乏層の端、５は保護膜、６は信号取り出し
電極、７はギャップ領域，８は接続部を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも受光波長に対して透光性かつ絶
縁性の基板上に被着された一導電型の半導体層に該半導
体層を電極とする複数の受光素子を配列して設けた半導
体受光装置において， 該基板上に配列して設けられた該半導体層からなる該受
光素子の形成領域と， 該受光素子の形成領域間を接続する該半導体層からなる
接続部と， 該接続部を除く該受光素子の形成領域の周囲に，該基板
上の該半導体層が除去されたギャップ領域とを有し， 該複数の受光素子の該電極は該接続部により電気的に接
続されることを特徴とする半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59037828A JPH0654803B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59037828A JPH0654803B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 半導体受光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182764A JPS60182764A (ja) | 1985-09-18 |
| JPH0654803B2 true JPH0654803B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=12508383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59037828A Expired - Lifetime JPH0654803B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654803B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593902A (en) * | 1994-05-23 | 1997-01-14 | Texas Instruments Incorporated | Method of making photodiodes for low dark current operation having geometric enhancement |
| US6037643A (en) * | 1998-02-17 | 2000-03-14 | Hewlett-Packard Company | Photocell layout for high-speed optical navigation microchips |
| JP5073885B2 (ja) * | 1998-04-13 | 2012-11-14 | インテル・コーポレーション | 集積回路において光学的クロックを分散する方法および装置 |
| JP2003086827A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Hamamatsu Photonics Kk | ホトダイオードアレイ、固体撮像装置、及び、放射線検出器 |
| JP4771252B2 (ja) * | 2004-04-30 | 2011-09-14 | 株式会社エムテック | 水中穿刺杆装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501490A (ja) * | 1973-05-12 | 1975-01-09 | ||
| JPS5693379A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-28 | Ricoh Co Ltd | Photodiode |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59037828A patent/JPH0654803B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60182764A (ja) | 1985-09-18 |
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