JPH0730144A - イメージセンサ配列用低容量感光素子 - Google Patents
イメージセンサ配列用低容量感光素子Info
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- JPH0730144A JPH0730144A JP6135278A JP13527894A JPH0730144A JP H0730144 A JPH0730144 A JP H0730144A JP 6135278 A JP6135278 A JP 6135278A JP 13527894 A JP13527894 A JP 13527894A JP H0730144 A JPH0730144 A JP H0730144A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フォトサイトの総実効領域を維持しつつ、コ
ンデンサとして機能することが可能な各フォトダイオー
ドの実効領域を縮小できる感光装置を提供する。 【構成】 表面上に所定領域のフォトサイトを規定し、
フォトサイトが光に露光されるときに電子−正孔の組を
形成するように構成される感光部材と、フォトサイトに
配置され、全フォトサイトよりも少ない領域を包含する
コレクション層とを備える。
ンデンサとして機能することが可能な各フォトダイオー
ドの実効領域を縮小できる感光装置を提供する。 【構成】 表面上に所定領域のフォトサイトを規定し、
フォトサイトが光に露光されるときに電子−正孔の組を
形成するように構成される感光部材と、フォトサイトに
配置され、全フォトサイトよりも少ない領域を包含する
コレクション層とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラスタ入力走査装置
（raster input scanner）に用いられるイメージセンサ
配列（image sensor arrays ）に関し、特に意図してい
ない容量及び信号出力上のそのような容量の付随的効果
を最少にする感光素子（photosensitiveelements ）に
関する。
（raster input scanner）に用いられるイメージセンサ
配列（image sensor arrays ）に関し、特に意図してい
ない容量及び信号出力上のそのような容量の付随的効果
を最少にする感光素子（photosensitiveelements ）に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、イメージセンサ配列は、イメー
ジを有している書類をラスタ走査しそして各フォトサイ
ト（photosite ）によって視野された微視的イメージ領
域（microscopic image areas ）をイメージ信号電荷に
変換するフォトサイトの直線的配列を備えている。統合
期間に続いて、イメージ信号電荷は、増幅され、そして
連続的に発動された多重化トランジスタを介して共通出
力線（common output line）またはバス（bus ）へ転送
される。走査処理では、バイアス及びリセット電荷は、
各走査周期の間に所定の時系列で印加される。フォトサ
イトからイメージ信号電荷を転送するために二段式転送
回路を用いる配列では、バイアス電荷が電荷注入型トラ
ンジスタ及び二段式転送回路の第１トランジスタを介し
て各フォトサイトに印加される。リセット電荷は、リセ
ット電荷注入型トランジスタ及び二段式転送回路の第２
トランジスタを介して印加される。高精密機器において
考慮されなければならない重要な設計変数（design var
iable ）は、配列における個々のフォトダイオードの付
随的容量であるということがセンサ配列の応用において
見出された。フォトダイオードが光に露光されたとき
に、電子−正孔の組（electron-hole pairs ）は、所与
の区域（region）に生成される。しかしながら、これら
電子−正孔の組は、フォトダイオード内の「接合容量」
を帯電（charge）する。所与の情況におけるフォトダイ
オードの容量の程度は、シリコンの局所物理的ドーピン
グに依存して変化し、そしてこの可変容量は、全システ
ムに影響を及ぼしうる。また、移動電荷のエネルギーの
正規分布は、あらゆる所与の時間でコンデンサ上の電荷
における不確かさ（雑音）の原因となり、そしてこれも
システムに影響を及ぼす。配列におけるフォトダイオー
ドの容量は、従って雑音及び電圧偏差の重要な発生源と
して作用し、システムＳ／Ｎ比（信号／雑音比）を縮小
する。
ジを有している書類をラスタ走査しそして各フォトサイ
ト（photosite ）によって視野された微視的イメージ領
域（microscopic image areas ）をイメージ信号電荷に
変換するフォトサイトの直線的配列を備えている。統合
期間に続いて、イメージ信号電荷は、増幅され、そして
連続的に発動された多重化トランジスタを介して共通出
力線（common output line）またはバス（bus ）へ転送
される。走査処理では、バイアス及びリセット電荷は、
各走査周期の間に所定の時系列で印加される。フォトサ
イトからイメージ信号電荷を転送するために二段式転送
回路を用いる配列では、バイアス電荷が電荷注入型トラ
ンジスタ及び二段式転送回路の第１トランジスタを介し
て各フォトサイトに印加される。リセット電荷は、リセ
ット電荷注入型トランジスタ及び二段式転送回路の第２
トランジスタを介して印加される。高精密機器において
考慮されなければならない重要な設計変数（design var
iable ）は、配列における個々のフォトダイオードの付
随的容量であるということがセンサ配列の応用において
見出された。フォトダイオードが光に露光されたとき
に、電子−正孔の組（electron-hole pairs ）は、所与
の区域（region）に生成される。しかしながら、これら
電子−正孔の組は、フォトダイオード内の「接合容量」
を帯電（charge）する。所与の情況におけるフォトダイ
オードの容量の程度は、シリコンの局所物理的ドーピン
グに依存して変化し、そしてこの可変容量は、全システ
ムに影響を及ぼしうる。また、移動電荷のエネルギーの
正規分布は、あらゆる所与の時間でコンデンサ上の電荷
における不確かさ（雑音）の原因となり、そしてこれも
システムに影響を及ぼす。配列におけるフォトダイオー
ドの容量は、従って雑音及び電圧偏差の重要な発生源と
して作用し、システムＳ／Ｎ比（信号／雑音比）を縮小
する。
【０００３】フォトダイオードにおける接合容量の問題
は、従来技術の設計における基本回路の多数の、相対的
に複雑な変更に導く。ＵＳ−Ａ４，４９９，３８４は、
単一の配列における基板上に形成された複数の受光素子
を有するイメージセンサ機器を開示する。各素子は、直
列かつ反対方向に接続されたフォトダイオード及び阻止
ダイオード（blocking diode）を含む。この参考文献の
図１０において、並列予備コンデンサは、フォトダイオ
ードの実効接合容量を、対応する反対に指向されたダイ
オードの実効接合容量よりも実質的に大きくさせるべ
く、フォトダイオードに関して用いられる。ＵＳ−Ａ
４，７６３，１９７は、複数の多重フォトダイオードを
含んでいる電荷検出回路を開示する。フォトダイオード
のそれぞれに対応しているダミー（擬似）コンデンサが
備えられ、各ダミーコンデンサは、対応するフォトダイ
オードと実質的に同一の容量を有している。分離マルチ
プレクサ（separate multiplexers ）は、フォトダイオ
ード及びダミーコンデンサに接続される。差動増幅器
は、光検出信号を発生すべく両方のマルチプレクサに接
続される。ＵＳ−Ａ４，８３９，７３５は、スイッチ及
び容量素子を有する直列回路が各フォトダイオードに並
行して接続されるイメージセンサを開示する。スイッチ
は、その間にフォトダイオード内で電荷が発生した電荷
累積期間について閉じられ、そしてビデオ信号が容量素
子上の電荷量により取得される。
は、従来技術の設計における基本回路の多数の、相対的
に複雑な変更に導く。ＵＳ−Ａ４，４９９，３８４は、
単一の配列における基板上に形成された複数の受光素子
を有するイメージセンサ機器を開示する。各素子は、直
列かつ反対方向に接続されたフォトダイオード及び阻止
ダイオード（blocking diode）を含む。この参考文献の
図１０において、並列予備コンデンサは、フォトダイオ
ードの実効接合容量を、対応する反対に指向されたダイ
オードの実効接合容量よりも実質的に大きくさせるべ
く、フォトダイオードに関して用いられる。ＵＳ−Ａ
４，７６３，１９７は、複数の多重フォトダイオードを
含んでいる電荷検出回路を開示する。フォトダイオード
のそれぞれに対応しているダミー（擬似）コンデンサが
備えられ、各ダミーコンデンサは、対応するフォトダイ
オードと実質的に同一の容量を有している。分離マルチ
プレクサ（separate multiplexers ）は、フォトダイオ
ード及びダミーコンデンサに接続される。差動増幅器
は、光検出信号を発生すべく両方のマルチプレクサに接
続される。ＵＳ−Ａ４，８３９，７３５は、スイッチ及
び容量素子を有する直列回路が各フォトダイオードに並
行して接続されるイメージセンサを開示する。スイッチ
は、その間にフォトダイオード内で電荷が発生した電荷
累積期間について閉じられ、そしてビデオ信号が容量素
子上の電荷量により取得される。
【０００４】ＵＳ−Ａ４，９１６，３０７は、各光セン
サが、それに対応付けられた、並列コンデンサ、及び対
応する並列コンデンサを含んでいる光学的構造のそれと
同一構造を有する光遮蔽された模擬センサ（optically
shielded mimic sensor ）を有する、センサ配列を開示
する。それは、模擬センサの並列コンデンサで部分的に
構成されうるコンデンサを有している時定数回路も提供
する。
サが、それに対応付けられた、並列コンデンサ、及び対
応する並列コンデンサを含んでいる光学的構造のそれと
同一構造を有する光遮蔽された模擬センサ（optically
shielded mimic sensor ）を有する、センサ配列を開示
する。それは、模擬センサの並列コンデンサで部分的に
構成されうるコンデンサを有している時定数回路も提供
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術においては、ラスタ入力走査装置のコンテキ
スト（context ）におけるフォトダイオードの全領域
は、ダイオードの感光部分の所望の解像度（resolutio
n）によって主に決定され、光学的縮小を有していない
４００−ＳＰＩ走査装置では、あらゆるフォトダイオー
ドの実効領域は、必要に応じて、１／４００インチ画素
サイズで表されるという問題点があった。本発明の目的
は、上記従来技術における問題点に鑑み、フォトサイト
の総実効領域を維持しつつ、コンデンサとして機能する
ことが可能な各フォトダイオードの実効領域を縮小でき
る感光装置、特にイメージセンサ配列用低容量感光素子
を提供することである。
た従来技術においては、ラスタ入力走査装置のコンテキ
スト（context ）におけるフォトダイオードの全領域
は、ダイオードの感光部分の所望の解像度（resolutio
n）によって主に決定され、光学的縮小を有していない
４００−ＳＰＩ走査装置では、あらゆるフォトダイオー
ドの実効領域は、必要に応じて、１／４００インチ画素
サイズで表されるという問題点があった。本発明の目的
は、上記従来技術における問題点に鑑み、フォトサイト
の総実効領域を維持しつつ、コンデンサとして機能する
ことが可能な各フォトダイオードの実効領域を縮小でき
る感光装置、特にイメージセンサ配列用低容量感光素子
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した本発明の目的
は、表面上に所定領域のフォトサイトを規定し、フォト
サイトが光に露光されるときに電子−正孔の組を形成す
るように構成される感光部材と、フォトサイトに配置さ
れ、全フォトサイトよりも少ない領域を包含するコレク
ション層とを備えている感光装置によって達成される。
本発明において、感光部材は、それに対応付けられた拡
散距離を有し、コレクション層は、フォトサイト上のい
かなる点の拡散距離内のフォトサイトの区域を包含する
ように構成されてもよい。本発明において、感光部材
は、フォトサイト上に閉じられたループを規定し、少な
くともループの部分がフォトサイトの境界に隣接するよ
うに構成されてもよい。
は、表面上に所定領域のフォトサイトを規定し、フォト
サイトが光に露光されるときに電子−正孔の組を形成す
るように構成される感光部材と、フォトサイトに配置さ
れ、全フォトサイトよりも少ない領域を包含するコレク
ション層とを備えている感光装置によって達成される。
本発明において、感光部材は、それに対応付けられた拡
散距離を有し、コレクション層は、フォトサイト上のい
かなる点の拡散距離内のフォトサイトの区域を包含する
ように構成されてもよい。本発明において、感光部材
は、フォトサイト上に閉じられたループを規定し、少な
くともループの部分がフォトサイトの境界に隣接するよ
うに構成されてもよい。
【０００７】
【作用】本発明の感光装置では、表面上に所定領域のフ
ォトサイトを規定する感光部材は、フォトサイトが光に
露光されるときに電子−正孔の組を形成し、フォトサイ
トに配置されるコレクション層は、全フォトサイトより
も少ない領域を包含する。
ォトサイトを規定する感光部材は、フォトサイトが光に
露光されるときに電子−正孔の組を形成し、フォトサイ
トに配置されるコレクション層は、全フォトサイトより
も少ない領域を包含する。
【０００８】
【実施例】以下、添付した図面を参照して、本発明の実
施例を詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施
例に用いられうるようなフォトダイオード１４の断面図
である。フォトダイオード１４は、バルク基板（bulk s
ubstrate）１００、ｐ−型にドーピングされたエピタキ
シャル層１０２、及びｎ＋型にドーピングされた層１０
４を備えている。典型的なラスタ入力走査装置の応用で
は、エピタキシャル層１０２の厚さは、約８μｍ（マイ
クロメーター）から１５μｍの間であり、層１０４の厚
さは、おおよそ０．３μｍである。図１に示すように、
層１０４は、光に露光されるエピタキシャル層１０２の
表面上に配置される。しかしながら、そのようなフォト
ダイオードの典型的な実施例とは違って、層１０４は、
フォトダイオード１４の全表面の一部分の上にのみ配置
される。即ち、フォトサイトを形成しているフォトダイ
オード１４の全領域のうち、この領域の一部分だけが層
１０４によって包含される。感光機器の技術分野で知ら
れているように、層１０４の目的は、単結晶シリコンと
光の相互作用によって生成された電荷を収集することで
あり、それによりイメージ処理装置の一部として転送さ
れうる電荷が形成される。ｎ＋層１０４（以下、コレク
ション層と称する）とｐ−エピタキシャル層１０２の両
方で生成された電荷は、これら二つの層の間に形成され
た接合コンデンサ上に実際に収集され、そしてこの接合
コンデンサは、コレクション層１０４と同一の寸法を有
する。典型的に、１０４のようなコレクション層は、エ
ピタキシャル層１０２を全体的に覆う。エピタキシャル
層の特性は、光の露光されたときに電子−正孔の組を形
成することが可能であることに加えて、それが再結合す
る前にエピタキシャル層を通って電子−正孔の組が動く
平均距離として規定される、相対的に長い「拡散距離」
である。エピタキシャル層で形成された電子は、電荷の
形で検出されるためにコレクション層へ移動しなければ
ならないので、この拡散距離は、重要な考えである。従
って、コレクション層１０４は、エピタキシャル層１０
２によって形成された全フォトサイトの領域よりも非常
に小さくできる間に、コレクション層１０４は、コレク
ション層１０４の「下方」ではないエピタキシャル層１
０２の領域で電子が形成されたときでさえも、エピタキ
シャル層で形成された電子を吸収することができるべく
全フォトサイト上の十分な量の領域を包含しなければな
らない。同時に、それと光の相互作用によるフォトダイ
オード１４の帯電（charging：充電）は、コレクション
層１０４とエピタキシャル層１０２の間の接合で電荷の
分離を生成する。逆極電荷（opposite-pole charges ）
の存在は、部分的に帯電したフォトダイオード１4 を上
述した全システムに対して有害な結果を伴なうコンデン
サとして作用させる、接合容量を生成する。従って、エ
ピタキシャル層１０２とコレクション層１０４の間のイ
ンタフェースの領域を縮小することによって、具体的に
はコレクション層１０４を縮ることによって、容量の程
度を縮小する。
施例を詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施
例に用いられうるようなフォトダイオード１４の断面図
である。フォトダイオード１４は、バルク基板（bulk s
ubstrate）１００、ｐ−型にドーピングされたエピタキ
シャル層１０２、及びｎ＋型にドーピングされた層１０
４を備えている。典型的なラスタ入力走査装置の応用で
は、エピタキシャル層１０２の厚さは、約８μｍ（マイ
クロメーター）から１５μｍの間であり、層１０４の厚
さは、おおよそ０．３μｍである。図１に示すように、
層１０４は、光に露光されるエピタキシャル層１０２の
表面上に配置される。しかしながら、そのようなフォト
ダイオードの典型的な実施例とは違って、層１０４は、
フォトダイオード１４の全表面の一部分の上にのみ配置
される。即ち、フォトサイトを形成しているフォトダイ
オード１４の全領域のうち、この領域の一部分だけが層
１０４によって包含される。感光機器の技術分野で知ら
れているように、層１０４の目的は、単結晶シリコンと
光の相互作用によって生成された電荷を収集することで
あり、それによりイメージ処理装置の一部として転送さ
れうる電荷が形成される。ｎ＋層１０４（以下、コレク
ション層と称する）とｐ−エピタキシャル層１０２の両
方で生成された電荷は、これら二つの層の間に形成され
た接合コンデンサ上に実際に収集され、そしてこの接合
コンデンサは、コレクション層１０４と同一の寸法を有
する。典型的に、１０４のようなコレクション層は、エ
ピタキシャル層１０２を全体的に覆う。エピタキシャル
層の特性は、光の露光されたときに電子−正孔の組を形
成することが可能であることに加えて、それが再結合す
る前にエピタキシャル層を通って電子−正孔の組が動く
平均距離として規定される、相対的に長い「拡散距離」
である。エピタキシャル層で形成された電子は、電荷の
形で検出されるためにコレクション層へ移動しなければ
ならないので、この拡散距離は、重要な考えである。従
って、コレクション層１０４は、エピタキシャル層１０
２によって形成された全フォトサイトの領域よりも非常
に小さくできる間に、コレクション層１０４は、コレク
ション層１０４の「下方」ではないエピタキシャル層１
０２の領域で電子が形成されたときでさえも、エピタキ
シャル層で形成された電子を吸収することができるべく
全フォトサイト上の十分な量の領域を包含しなければな
らない。同時に、それと光の相互作用によるフォトダイ
オード１４の帯電（charging：充電）は、コレクション
層１０４とエピタキシャル層１０２の間の接合で電荷の
分離を生成する。逆極電荷（opposite-pole charges ）
の存在は、部分的に帯電したフォトダイオード１4 を上
述した全システムに対して有害な結果を伴なうコンデン
サとして作用させる、接合容量を生成する。従って、エ
ピタキシャル層１０２とコレクション層１０４の間のイ
ンタフェースの領域を縮小することによって、具体的に
はコレクション層１０４を縮ることによって、容量の程
度を縮小する。
【０００９】反対にドーピングされた層間の接合容量
は、二つの重要な構成要素を有する：領域容量、即ち、
図１の視点で水平でありかつ全フォトサイトの領域に対
するコレクション層１０４の相対的領域に依存するイン
タフェース間の容量と、非常に薄いコレクション層が供
給されたときでさえも重要である周辺または側壁容量と
である。この周辺容量は、図１の視点で垂直に、コレク
ション層１０４の端部（エッジ）に沿って生成される。
両方のそのような容量は、フォトダイオードを設計する
ときに考慮されなければならない。コレクション層１０
４は、エピタキシャル層１０２の残りと同じ高さである
代わりに、側壁接触を最少にすべくエピタキシャル層１
０２の平坦な表面の頂上に広く敷きつめうることが考え
られるが、しかし、コレクション層のエッジでフリンジ
フィールド（fringe field）によってもたらされるある
種の周辺容量がまだ存在しうる。好ましい実施例の実際
の場合では、コレクション層１０４を形成するダイオー
ド注入が存在しないところでは、約０．２μｍから０．
２５μｍで（Ｓｉが酸化物によって置換された）シルコ
ンの量を縮小するフィールド酸化物が成長する。コレク
ション層は、ほんの約０．３μｍの深さ（空乏層を考慮
しない）なので、フォトダイオードのエッジは、フィー
ルド酸化物まで突き出る。
は、二つの重要な構成要素を有する：領域容量、即ち、
図１の視点で水平でありかつ全フォトサイトの領域に対
するコレクション層１０４の相対的領域に依存するイン
タフェース間の容量と、非常に薄いコレクション層が供
給されたときでさえも重要である周辺または側壁容量と
である。この周辺容量は、図１の視点で垂直に、コレク
ション層１０４の端部（エッジ）に沿って生成される。
両方のそのような容量は、フォトダイオードを設計する
ときに考慮されなければならない。コレクション層１０
４は、エピタキシャル層１０２の残りと同じ高さである
代わりに、側壁接触を最少にすべくエピタキシャル層１
０２の平坦な表面の頂上に広く敷きつめうることが考え
られるが、しかし、コレクション層のエッジでフリンジ
フィールド（fringe field）によってもたらされるある
種の周辺容量がまだ存在しうる。好ましい実施例の実際
の場合では、コレクション層１０４を形成するダイオー
ド注入が存在しないところでは、約０．２μｍから０．
２５μｍで（Ｓｉが酸化物によって置換された）シルコ
ンの量を縮小するフィールド酸化物が成長する。コレク
ション層は、ほんの約０．３μｍの深さ（空乏層を考慮
しない）なので、フォトダイオードのエッジは、フィー
ルド酸化物まで突き出る。
【００１０】図２から図１０は、イメージセンサ配列の
フォトサイト上にコレクション層１０４を形成すべく必
要な拡散を生成するための種々の可能性を示す。また、
各図に示されているものは、個々のフォトサイトの輪郭
を描くべくフォトダイオード配列上に上敷きされうる、
不透明マスク１１０の境界である。各場合において示さ
れているように、コレクション層１０４によって包含さ
れた領域は、フォトサイトの総領域よりも非常に小さ
い。種々の提案された構成で、フォトサイトの領域の回
りに拡散を分散する努力がなされることに注目された
い、それによりフォトサイト内のあらゆる所与の点が、
好ましくは所与の拡散の距離内である。理想的に、これ
の所与の長さは、エピタキシャル層１０２の拡散距離に
対して（ほとんど再結合がないように）より小さくすべ
きである。そのような場合、拡散を越えるがしかしまだ
フォトダイオード内である領域において形成された電子
−正孔の組は、それでも拡散層へ連続的に移動するらし
いので、それゆえに、コレクション層が全フォトサイト
よりも領域において小さいという事実は、収集された電
荷の量において重大な損害を生成しない。棒（bar ）を
有しているかまたはフォトサイトの回りにループ（環）
を形成している構成は、満足な性能を与えることにおい
て最も有用であると信じられる。フォトサイト内に含ま
れたループを形成している拡散の特定の場合では、ルー
プは、その周辺内に形成された電子を連続的に収集する
であろう。拡散の多重領域における拡散の構成は、フォ
トサイト内に規定され、異なる領域は、図示されていな
い固体導体によって接続される、ということも理解され
ることである。
フォトサイト上にコレクション層１０４を形成すべく必
要な拡散を生成するための種々の可能性を示す。また、
各図に示されているものは、個々のフォトサイトの輪郭
を描くべくフォトダイオード配列上に上敷きされうる、
不透明マスク１１０の境界である。各場合において示さ
れているように、コレクション層１０４によって包含さ
れた領域は、フォトサイトの総領域よりも非常に小さ
い。種々の提案された構成で、フォトサイトの領域の回
りに拡散を分散する努力がなされることに注目された
い、それによりフォトサイト内のあらゆる所与の点が、
好ましくは所与の拡散の距離内である。理想的に、これ
の所与の長さは、エピタキシャル層１０２の拡散距離に
対して（ほとんど再結合がないように）より小さくすべ
きである。そのような場合、拡散を越えるがしかしまだ
フォトダイオード内である領域において形成された電子
−正孔の組は、それでも拡散層へ連続的に移動するらし
いので、それゆえに、コレクション層が全フォトサイト
よりも領域において小さいという事実は、収集された電
荷の量において重大な損害を生成しない。棒（bar ）を
有しているかまたはフォトサイトの回りにループ（環）
を形成している構成は、満足な性能を与えることにおい
て最も有用であると信じられる。フォトサイト内に含ま
れたループを形成している拡散の特定の場合では、ルー
プは、その周辺内に形成された電子を連続的に収集する
であろう。拡散の多重領域における拡散の構成は、フォ
トサイト内に規定され、異なる領域は、図示されていな
い固体導体によって接続される、ということも理解され
ることである。
【００１１】本発明の好ましい実施例において、個々の
フォトダイオード１４の容量は、帯電したフォトダイオ
ード１４のｐ−ｎ接合で生成された実効コンデンサの
（電荷プレート間のような）接合領域を縮小することに
よって縮小される。この実効領域を縮小する一つの方法
は、もちろん、単にフォトダイオードを小さくすること
である。しかしながら、ラスタ入力走査装置のコンテキ
スト（context ）におけるフォトダイオードの全領域
は、ダイオードの感光部分の所望の解像度（resolutio
n）によって主に決定される。光学的縮小を有していな
い４００−ＳＰＩ走査装置では、あらゆるフォトダイオ
ードの実効領域は、必要に応じて、１／４００インチ画
素サイズによって表される。しかしながら、本発明によ
れば、コンデンサとして機能することが可能な各フォト
ダイオードの実効領域が縮小される間に、フォトサイト
の総実効領域は、維持されうる。本発明によれば、フォ
トサイト（光に露光されること可能なフォトダイオード
の表面）が所定の領域である間に、フォトサイトに配置
されたコレクション層は、全フォトサイトよりも小さい
領域を包含すべく構成されうるので、フォトダイオード
における接合の物理的大きさを縮め、かつ接合容量を減
少する。
フォトダイオード１４の容量は、帯電したフォトダイオ
ード１４のｐ−ｎ接合で生成された実効コンデンサの
（電荷プレート間のような）接合領域を縮小することに
よって縮小される。この実効領域を縮小する一つの方法
は、もちろん、単にフォトダイオードを小さくすること
である。しかしながら、ラスタ入力走査装置のコンテキ
スト（context ）におけるフォトダイオードの全領域
は、ダイオードの感光部分の所望の解像度（resolutio
n）によって主に決定される。光学的縮小を有していな
い４００−ＳＰＩ走査装置では、あらゆるフォトダイオ
ードの実効領域は、必要に応じて、１／４００インチ画
素サイズによって表される。しかしながら、本発明によ
れば、コンデンサとして機能することが可能な各フォト
ダイオードの実効領域が縮小される間に、フォトサイト
の総実効領域は、維持されうる。本発明によれば、フォ
トサイト（光に露光されること可能なフォトダイオード
の表面）が所定の領域である間に、フォトサイトに配置
されたコレクション層は、全フォトサイトよりも小さい
領域を包含すべく構成されうるので、フォトダイオード
における接合の物理的大きさを縮め、かつ接合容量を減
少する。
【００１２】本発明は、示された構成を参照して記載さ
れたが、それは、示された詳細な点に限定されないが、
しかし、特許請求の範囲に記載された範囲内に含まれる
そのような変更や変形を網羅すべく意図される。
れたが、それは、示された詳細な点に限定されないが、
しかし、特許請求の範囲に記載された範囲内に含まれる
そのような変更や変形を網羅すべく意図される。
【００１３】
【発明の効果】本発明の感光装置は、表面上に所定領域
のフォトサイトを規定し、フォトサイトが光に露光され
るときに電子−正孔の組を形成するように構成される感
光部材と、フォトサイトに配置され、全フォトサイトよ
りも少ない領域を包含するコレクション層とを備えてい
るので、コンデンサとして機能することが可能な各フォ
トダイオードの実効領域を縮小しつつ、フォトサイトの
総実効領域を維持することができる。更に、フォトサイ
トが所定の領域であるときに、フォトサイトに配置され
たコレクション層は、全フォトサイトよりも小さい領域
を包含すべく構成されうるので、フォトダイオードにお
ける接合の物理的大きさを縮め、かつ接合容量を減少す
ることができる。
のフォトサイトを規定し、フォトサイトが光に露光され
るときに電子−正孔の組を形成するように構成される感
光部材と、フォトサイトに配置され、全フォトサイトよ
りも少ない領域を包含するコレクション層とを備えてい
るので、コンデンサとして機能することが可能な各フォ
トダイオードの実効領域を縮小しつつ、フォトサイトの
総実効領域を維持することができる。更に、フォトサイ
トが所定の領域であるときに、フォトサイトに配置され
たコレクション層は、全フォトサイトよりも小さい領域
を包含すべく構成されうるので、フォトダイオードにお
ける接合の物理的大きさを縮め、かつ接合容量を減少す
ることができる。
【図１】本発明によるフォトダイオード内の個々の層を
示している断面、立面図である。
示している断面、立面図である。
【図２】本発明によるフォトダイオードについてのコレ
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
【図３】本発明によるフォトダイオードについてのコレ
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
【図４】本発明によるフォトダイオードについてのコレ
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
【図５】本発明によるフォトダイオードについてのコレ
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
【図６】本発明によるフォトダイオードについてのコレ
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
【図７】本発明によるフォトダイオードについてのコレ
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
【図８】本発明によるフォトダイオードについてのコレ
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
【図９】本発明によるフォトダイオードについてのコレ
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
クション層を形成している拡散領域の一連の可能な形状
を示す図の一部である。
【図１０】本発明によるフォトダイオードについてのコ
レクション層を形成している拡散領域の一連の可能な形
状を示す図の一部である。
レクション層を形成している拡散領域の一連の可能な形
状を示す図の一部である。
１４ フォトダイオード １００ バルク基板 １０２ ｐ−型にドーピングされたエピタキシャル層 １０４ ｎ＋型にドーピングされたコレクション層 １１０ 不透明マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャグディッシ シー タンドン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート カークバイ トレイル 43
Claims (3)
- 【請求項１】 表面上に所定領域のフォトサイトを規定
し、該フォトサイトが光に露光されるときに電子−正孔
の組を形成するように構成される感光部材と、前記フォ
トサイトに配置され、全フォトサイトよりも少ない領域
を包含するコレクション層とを備えていることを特徴と
する感光装置。 - 【請求項２】 前記感光部材は、それに対応付けられた
拡散距離を有し、前記コレクション層は、前記フォトサ
イト上のいかなる点の拡散距離内の該フォトサイトの区
域を包含することを特徴とする請求項１に記載の感光装
置。 - 【請求項３】 前記感光部材は、前記フォトサイト上に
閉じられたループを規定し、少なくとも前記ループの部
分が前記フォトサイトの境界に隣接することを特徴とす
る請求項１に記載の感光装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8263593A | 1993-06-28 | 1993-06-28 | |
| US08/082635 | 1993-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730144A true JPH0730144A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=22172406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6135278A Withdrawn JPH0730144A (ja) | 1993-06-28 | 1994-06-17 | イメージセンサ配列用低容量感光素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0631327A2 (ja) |
| JP (1) | JPH0730144A (ja) |
| CA (1) | CA2126580A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6005619A (en) | 1997-10-06 | 1999-12-21 | Photobit Corporation | Quantum efficiency improvements in active pixel sensors |
| WO2003065418A2 (en) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Picometrix, Inc. | Planar avalanche photodiode |
| EP1355360B1 (en) | 2002-04-18 | 2006-11-15 | STMicroelectronics Limited | Semiconductor structure |
| US7671271B2 (en) | 2006-03-08 | 2010-03-02 | National Science And Technology Dev. Agency | Thin film solar cell and its fabrication process |
| WO2019115876A1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | Emberion Oy | Photosensitive field-effect transistor |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP6135278A patent/JPH0730144A/ja not_active Withdrawn
- 1994-06-23 CA CA002126580A patent/CA2126580A1/en not_active Abandoned
- 1994-06-27 EP EP94304658A patent/EP0631327A2/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0631327A2 (en) | 1994-12-28 |
| CA2126580A1 (en) | 1994-12-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |