JPH0945886A - Amplifying semiconductor image pickup device - Google Patents

Amplifying semiconductor image pickup device

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JPH0945886A
JPH0945886A JP7196847A JP19684795A JPH0945886A JP H0945886 A JPH0945886 A JP H0945886A JP 7196847 A JP7196847 A JP 7196847A JP 19684795 A JP19684795 A JP 19684795A JP H0945886 A JPH0945886 A JP H0945886A
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JP
Japan
Prior art keywords
type semiconductor
layer
light
thickness
silicon substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7196847A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kudo
裕章 工藤
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0945886A publication Critical patent/JPH0945886A/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a gate electrode and others thick enough so as to prevent an amplifying semiconductor image pickup device from deteriorating in smear characteristics by a method wherein light rays are made to enter the rear of a substrate, and the substrate is made small in thickness. SOLUTION: In an amplifying semiconductor image pickup device, the rear of a silicon substrate 1 is made to serve as a light incident plane 1a, so that light rays enters the rear of the silicon substrate 1. Provided that a distance between the rear-side end of a depletion layer induced by a PN junction formed between the P-type silicon substrate 1 and an N<-> -type well layer 2 and the light incident plane 1a is represented by d1 , and a depth of light penetration to the wavelength of light rays entering the light incident plane 1a is represented by d2 , the thickness W of the silicon substrate 1 is so set as to satisfy a formula, d1 <=d2 . Therefore, a gate electrode 7 can be formed of thick film of polysilicon or metal, so that a gate electrode line can be lessened in sheet resistance and improved in drive frequency. An amplifying semiconductor image pickup device of this constitution can be prevented from deteriorating in smear characteristics due to the diffusion of photoelectric conversion carrier.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CMD型の増幅型
半導体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMD type amplification type semiconductor image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、固体撮像素子としては、CCD[C
harge Coupled Device]やMOS[Metal Oxide Semicond
uctor]型の半導体撮像装置が一般に使用されている。し
かし、これらはいずれも蓄積された光電変換キャリアを
破壊読み出しによりそのまま信号電荷として出力するも
のであるため、固体撮像素子の小型高画素化により感度
が低下し信号のS/N比も悪化するという欠点があっ
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, CCD [C
harge Coupled Device] and MOS [Metal Oxide Semicond
[uctor] type semiconductor image pickup devices are generally used. However, in all of these, the accumulated photoelectric conversion carriers are directly output as signal charges by destructive reading, so that the sensitivity is lowered and the S / N ratio of the signal is deteriorated due to the miniaturization and increase in the number of pixels of the solid-state imaging device. There was a flaw.

【0003】そこで、固体撮像素子の小型高画素化に対
しても高感度と高S/N比を得ることができるCMD[C
harge Modulating Device]型の増幅型半導体撮像装置が
従来から提案されている(例えば1986年テレビジョ
ン学会全国大会「ゲート蓄積型MOSフォトトランジス
タ・イメージセンサ」中村力他)。このような従来の増
幅型半導体撮像装置の一例を図18に示す。この増幅型
半導体撮像装置は、p型のシリコン基板1上にn-型の
ウエル層2が埋め込みチャンネルとして形成されると共
に、このウエル層2の表層部に高濃度n+型のソース領
域3とこのソース領域3を取り囲む同心円状のドレイン
領域4とが形成されている。また、これらソース領域3
とドレイン領域4との間のゲート領域5の表面には、S
iO2の絶縁膜6を介してゲート電極7が環状に形成さ
れると共に、これらソース領域3とドレイン領域4の表
面には、絶縁膜6の開口部を介してソース電極8とドレ
イン電極9が形成されている。
Therefore, CMD [C which can obtain high sensitivity and high S / N ratio even when the size of the solid-state image sensor is increased and the number of pixels is increased.
[Harge Modulating Device] type amplification type semiconductor imaging device has been proposed in the past (for example, 1986 National Conference of the Television Society "Gate storage type MOS phototransistor image sensor" Nakamura Riki et al.). FIG. 18 shows an example of such a conventional amplification type semiconductor imaging device. In this amplification type semiconductor imaging device, an n type well layer 2 is formed as a buried channel on a p type silicon substrate 1, and a high concentration n + type source region 3 is formed on the surface layer portion of the well layer 2. A concentric drain region 4 surrounding the source region 3 is formed. In addition, these source regions 3
S on the surface of the gate region 5 between the drain region 4 and the drain region 4.
A gate electrode 7 is formed in a ring shape via an insulating film 6 of iO 2 , and a source electrode 8 and a drain electrode 9 are formed on the surfaces of the source region 3 and the drain region 4 through an opening of the insulating film 6. Has been formed.

【0004】上記増幅型半導体撮像装置は、ソース電極
8を接地して、ドレイン電極9を正バイアスとすると共
に、シリコン基板1を負バイアスとする。そして、ゲー
ト電極7を負バイアスとして、シリコン基板1の表面側
から光を照射すると、この光がゲート電極7や絶縁膜6
を透過してp型のシリコン基板1とn型のウエル層2と
のpn接合による空乏層に達し、ここで光電変換キャリ
アを発生させる。この光電変換キャリアのうちの電子
は、その発生位置に応じてソース領域3またはドレイン
領域4に流出するが、正孔は、ゲート電極7の下層のゲ
ート領域5と絶縁膜6との界面に電荷として蓄積され反
転層を生じさせるので、ソース領域3とドレイン領域4
との間のポテンシャルバリア(電位障壁)が低下する。
したがって、この増幅型半導体撮像装置は、ソース領域
3とドレイン領域4との間に流れるソース電流を入射光
量に応じて変調増幅して出力することができ、しかも、
ゲート電極7のゲート電位を正孔蓄積電位に保つことに
より、信号の非破壊読み出しが可能となるため、高感度
および高S/N比を得ることができるようになる。
In the amplification type semiconductor image pickup device, the source electrode 8 is grounded, the drain electrode 9 is positively biased, and the silicon substrate 1 is negatively biased. Then, when light is irradiated from the surface side of the silicon substrate 1 with the gate electrode 7 as a negative bias, the light is emitted from the gate electrode 7 and the insulating film 6.
Through to reach the depletion layer formed by the pn junction between the p-type silicon substrate 1 and the n-type well layer 2, and photoelectric conversion carriers are generated there. The electrons of the photoelectric conversion carriers flow out to the source region 3 or the drain region 4 depending on the generation position thereof, but the holes are charged at the interface between the gate region 5 below the gate electrode 7 and the insulating film 6. Source region 3 and drain region 4 since they are accumulated as an inversion layer.
The potential barrier between and decreases.
Therefore, this amplification type semiconductor imaging device can modulate and amplify the source current flowing between the source region 3 and the drain region 4 according to the amount of incident light and output the source current.
By keeping the gate potential of the gate electrode 7 at the hole accumulation potential, nondestructive read-out of signals becomes possible, so that high sensitivity and high S / N ratio can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
増幅型半導体撮像装置のように、光をシリコン基板1の
表面側から照射する場合には、ゲート電極7や絶縁膜6
などの光透過率を高めるために、これらの膜厚を薄く形
成する必要があり、特にゲート電極7の膜厚を極めて薄
く(0.1μm程度以下)形成しなければならない。そ
して、ゲート電極7の膜厚がこのように薄くなると、ゲ
ート電極ラインのシート抵抗が高くなって時定数が増加
するために駆動パルス波形の歪みが大きくなり、高速で
ゲート電極7を制御することが困難になるので、従来の
増幅型半導体撮像装置は、駆動周波数の向上が制限され
るという問題があった。
However, when the light is irradiated from the front surface side of the silicon substrate 1 as in the conventional amplification type semiconductor image pickup device, the gate electrode 7 and the insulating film 6 are formed.
In order to increase the light transmittance of the above, it is necessary to form these films thin, and in particular, the gate electrode 7 must be formed extremely thin (about 0.1 μm or less). When the film thickness of the gate electrode 7 is thin as described above, the sheet resistance of the gate electrode line is increased and the time constant is increased, so that the distortion of the drive pulse waveform is increased and the gate electrode 7 is controlled at high speed. Therefore, the conventional amplification type semiconductor imaging device has a problem that the improvement of the driving frequency is limited.

【0006】増幅型半導体撮像装置は、一般に2次元の
マトリクス状に形成された各画素をXYアドレスにより
走査して信号を順次読み出すようにしているので、画素
数を増加させて高画素化を図ると、駆動周波数を数MHz
程度まで上昇させる必要がある。このため、従来の増幅
型半導体撮像装置では、入射光が透過するゲート領域5
上のゲート電極7の膜厚のみを極めて薄く形成し、他の
ゲート電極ラインの膜厚は厚く形成したり、または、別
の電極ラインをコンタクト結合させるなどの複雑な製造
プロセスを用いてシート抵抗の低減を図り駆動周波数を
向上させていた。
In an amplification type semiconductor image pickup device, generally, each pixel formed in a two-dimensional matrix is scanned by an XY address so that signals are sequentially read out. Therefore, the number of pixels is increased to increase the number of pixels. And the drive frequency is several MHz
It is necessary to raise to a certain degree. Therefore, in the conventional amplification type semiconductor image pickup device, the gate region 5 through which the incident light is transmitted is transmitted.
Only the upper gate electrode 7 is formed to be extremely thin and the other gate electrode lines are formed to be thick, or the sheet resistance is formed by using a complicated manufacturing process such as contact bonding of another electrode line. And the drive frequency was improved.

【0007】また、この増幅型半導体撮像装置に照射さ
れた光は、各画素ごとにゲート電極7や絶縁膜6などを
透過するので、これらゲート電極7や絶縁膜6などの画
素ごとの分光光学特性を均一にする必要が生じる。しか
し、この分光光学特性は、電極材料や絶縁膜材料の屈折
率および吸収係数などの光学的性質にばらつきが生じた
り、膜厚が不均一になることにより大きく変動するの
で、従来の増幅型半導体撮像装置は、精密な製造プロセ
スを用いてこれらの膜厚などを高精度に管理する必要が
あるという問題もあった。しかも、ゲート電極7や絶縁
膜6などはパターン形成によって凹凸が生じるので、照
射光が透過する際にこれらの凹凸面で光が散乱し光損失
が多くなるという問題もあった。
Further, since the light applied to the amplification type semiconductor image pickup device passes through the gate electrode 7 and the insulating film 6 for each pixel, the spectroscopic optics for each pixel such as the gate electrode 7 and the insulating film 6 is transmitted. It becomes necessary to make the characteristics uniform. However, since the spectroscopic optical characteristics fluctuate greatly due to variations in optical properties such as the refractive index and absorption coefficient of the electrode material and the insulating film material and the nonuniform film thickness, the conventional amplification type semiconductor The image pickup device also has a problem that it is necessary to control the film thickness and the like with high precision by using a precise manufacturing process. Moreover, since the gate electrode 7, the insulating film 6 and the like have irregularities due to the pattern formation, there is a problem that when the irradiation light is transmitted, light is scattered on these irregularities and light loss is increased.

【0008】さらに、図19に示すように、ゲート電極
7上にマイクロレンズ15を形成することにより、照射
光を集光して入射させるようにする場合や、図20に示
すように、各画素領域全体を覆うように分光フィルタ2
0を形成することにより、カラー対応化を図る場合に
は、ゲート電極7などの凹凸面によりこれらマイクロレ
ンズ15や分光フィルタ20の光学的特性を均一に形成
することが困難になるという問題もあった。
Further, as shown in FIG. 19, a microlens 15 is formed on the gate electrode 7 so that the irradiation light is condensed and made incident, or as shown in FIG. Spectral filter 2 to cover the entire area
In the case of achieving color compatibility by forming 0, there is a problem that it becomes difficult to uniformly form the optical characteristics of the microlens 15 and the spectral filter 20 due to the uneven surface of the gate electrode 7 and the like. It was

【0009】また、CCD型の半導体撮像装置では、上
記問題を回避するために、電極などが形成された表面側
を避けて、基板の裏面側から光を入射するようにしたも
のがあった。しかし、CCD型の半導体撮像装置は、受
光部であるホトダイオード部と電荷転送部であるCCD
部とを光学的に分離してCCD部を遮光する必要があ
る。そして、このCCD部を遮光するために基板の裏面
側に遮光膜を形成するので、この遮光膜の凹凸によっ
て、マイクロレンズ15や分光フィルタ20などを設け
る場合に光学的特性を均一に形成することが困難になる
という問題が依然解消し得なかった。
Further, in some CCD type semiconductor image pickup devices, in order to avoid the above problem, light is incident from the back surface side of the substrate while avoiding the front surface side on which electrodes and the like are formed. However, the CCD type semiconductor image pickup device has a photodiode section which is a light receiving section and a CCD section which is a charge transfer section.
It is necessary to optically separate the CCD unit and the CCD unit from light. Since a light-shielding film is formed on the back surface side of the substrate to shield the CCD portion, unevenness of the light-shielding film should form uniform optical characteristics when the microlens 15 and the spectral filter 20 are provided. The problem that it becomes difficult has not been solved yet.

【0010】しかも、従来の増幅型半導体撮像装置でシ
リコン基板1の裏面側から光を入射させた場合には、こ
のシリコン基板1の層厚が厚いために、入射した光がp
n接合の空乏層に達する前の中性化領域で光電変換され
るので、光電変換キャリアがゲート領域5に蓄積される
までの間に拡散し、隣接する画素などに影響を与えてス
ミア特性を悪化させるという問題が発生する。また、こ
のようにシリコン基板1の層厚が厚い場合には、シリコ
ン基板1への光侵入深さが浅い短波長領域の光の感度が
低下するという問題も発生していた。
Moreover, when light is incident from the back side of the silicon substrate 1 in the conventional amplification type semiconductor image pickup device, the incident light is p because the layer thickness of the silicon substrate 1 is large.
Since photoelectric conversion is performed in the neutralization region before reaching the depletion layer of the n-junction, photoelectric conversion carriers diffuse before being accumulated in the gate region 5 and affect adjacent pixels to improve smear characteristics. The problem of exacerbation occurs. Further, when the layer thickness of the silicon substrate 1 is large as described above, there is a problem that the sensitivity of light in a short wavelength region where the depth of light penetration into the silicon substrate 1 is shallow is lowered.

【0011】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、照射光を基板の裏面側から入射させるとともに、基
板の層厚を薄く形成することにより、ゲート電極などを
十分に厚く形成でき、スミア特性の悪化なども防止する
ことができる増幅型半導体撮像装置を提供することを目
的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. The gate electrode and the like can be formed sufficiently thick by making the irradiation light incident from the back surface side of the substrate and forming the layer thickness of the substrate thin. An object of the present invention is to provide an amplification type semiconductor imaging device capable of preventing deterioration of smear characteristics.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の増幅型半導体撮
像装置は、第1導電型の半導体基板上に第2導電型半導
体層の半導体ウエル層が形成されると共に、該半導体ウ
エル層の表層部に高濃度第1導電型半導体層のソース領
域とドレイン領域がそれぞれ形成され、該ソース領域と
ドレイン領域の間のゲート領域の表面に絶縁膜を介して
ゲート電極が形成された増幅型半導体撮像装置におい
て、該半導体基板の裏面を光入射面とすると共に、該半
導体基板の層厚が、該半導体基板と該半導体ウエル層と
のpn接合により生じる空乏層の裏面側の端と該半導体
基板の裏面との間の距離をd1とし、該光入射面に入射
される光の波長に対する光侵入深さをd2とした場合
に、d1≦d2の条件を満たす厚さに形成された、そのこ
とにより上記目的が達成される。
In the amplification type semiconductor imaging device of the present invention, a semiconductor well layer of a second conductivity type semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a surface layer of the semiconductor well layer. -Type semiconductor image pickup in which a source region and a drain region of the high-concentration first conductivity type semiconductor layer are formed in the respective regions, and a gate electrode is formed on the surface of the gate region between the source region and the drain region via an insulating film In the device, the back surface of the semiconductor substrate is used as a light incident surface, and the layer thickness of the semiconductor substrate is such that a back surface side end of a depletion layer generated by a pn junction between the semiconductor substrate and the semiconductor well layer and the semiconductor substrate. When the distance from the back surface is d1 and the light penetration depth with respect to the wavelength of the light incident on the light entrance surface is d2, the thickness is formed to satisfy the condition of d1≤d2. The above purpose is achieved Be done.

【0013】また、好ましくは、第1導電型の半導体基
板上に第2導電型半導体層の半導体ウエル層が形成され
ると共に、該半導体ウエル層の表層部に高濃度第1導電
型半導体層のソース領域とドレイン領域がそれぞれ形成
され、該ソース領域とドレイン領域の間のゲート領域の
表面に絶縁膜を介してゲート電極が形成された増幅型半
導体撮像装置において、該半導体基板の裏面を光入射面
とすると共に、該半導体基板の層厚が、該半導体ウエル
層とのpn接合により生じる空乏層が該半導体基板の裏
面まで達する厚さに形成される。
Preferably, the semiconductor well layer of the second conductivity type semiconductor layer is formed on the first conductivity type semiconductor substrate, and the high-concentration first conductivity type semiconductor layer is formed on the surface layer portion of the semiconductor well layer. In an amplification type semiconductor imaging device in which a source region and a drain region are respectively formed, and a gate electrode is formed on the surface of the gate region between the source region and the drain region via an insulating film, light is incident on the back surface of the semiconductor substrate. The surface of the semiconductor substrate is formed so that the depletion layer formed by the pn junction with the semiconductor well layer reaches the back surface of the semiconductor substrate.

【0014】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における増幅型半導体撮像装置が、第1導電
型の半導体基板上に第2導電型半導体層の半導体ウエル
層が形成されると共に、該半導体ウエル層の表層部に高
濃度第1導電型半導体層のソース領域とドレイン領域が
それぞれ形成され、該ソース領域とドレイン領域の間の
該半導体ウエル層の表面に絶縁膜を介して第1ゲート電
極と第2ゲート電極とが隣り合って形成され、かつ、該
半導体ウエル層の表層部における該第2ゲート電極に覆
われる領域内または該第2ゲート電極を介して該第1ゲ
ート電極とは反対側の領域内に高濃度第2導電型半導体
層のリセットドレイン領域が形成されたものである。
Further, preferably, the amplification type semiconductor imaging device in the amplification type semiconductor imaging device of the present invention is such that the semiconductor well layer of the second conductivity type semiconductor layer is formed on the first conductivity type semiconductor substrate, and A source region and a drain region of the high-concentration first conductivity type semiconductor layer are respectively formed in the surface layer portion of the semiconductor well layer, and a first gate is formed on the surface of the semiconductor well layer between the source region and the drain region via an insulating film. An electrode and a second gate electrode are formed adjacent to each other, and the first gate electrode is in a region covered by the second gate electrode in the surface layer portion of the semiconductor well layer or through the second gate electrode. The reset drain region of the high-concentration second conductivity type semiconductor layer is formed in the region on the opposite side.

【0015】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板の層厚が、少なくとも前
記ゲート領域または前記第1ゲート電極の下層のゲート
領域に対応する範囲のみ所定の厚さに形成される。
Further, preferably, the layer thickness of the semiconductor substrate in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention is formed to have a predetermined thickness at least in a range corresponding to the gate region or the gate region below the first gate electrode. To be done.

【0016】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板の裏面の光入射面に、該
光入射面に入射される光の波長に対して反射を抑制する
誘電体反射防止膜が形成される。
Further, preferably, in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention, on the light incident surface of the back surface of the semiconductor substrate, a dielectric antireflection film for suppressing reflection with respect to the wavelength of light incident on the light incident surface. Is formed.

【0017】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板の裏面の光入射面に、該
光入射面に入射される光の特定の波長領域のみを透過さ
せる誘電体バンドパスフィルタまたは有機物カラーフィ
ルタが形成される。
Further, preferably, in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention, a dielectric bandpass filter for transmitting only a specific wavelength region of the light incident on the light incident surface to the light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate. Alternatively, an organic color filter is formed.

【0018】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板の裏面の光入射面に、該
光入射面に入射される光の波長に対して集光作用を有す
るマイクロレンズアレイが形成される。
Further, preferably, in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention, a microlens array having a condensing effect on the wavelength of the light incident on the light incident surface is provided on the light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate. It is formed.

【0019】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板の裏面の光入射面に、該
光入射面に入射される光の波長に対して集光作用を有す
るフレネルレンズアレイが形成される。
Further, preferably, a Fresnel lens array having a condensing effect on the wavelength of light incident on the light incident surface is provided on the light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention. It is formed.

【0020】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板の表面側の前記電極また
は絶縁膜が、前記半導体基板の裏面の光入射面に入射さ
れる光の波長に対して高反射率を有する金属反射膜また
は誘電体反射膜によって形成される。
Further, preferably, in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention, the electrode or the insulating film on the front surface side of the semiconductor substrate is higher than the wavelength of light incident on the light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate. It is formed of a metal reflection film or a dielectric reflection film having a reflectance.

【0021】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板の表面側の前記絶縁膜お
よび電極の上層に、該半導体基板を補強する強化保護層
が形成される。
Further, preferably, a reinforcing protective layer for reinforcing the semiconductor substrate is formed on the insulating film and the electrode on the surface side of the semiconductor substrate in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention.

【0022】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板の表面側の前記絶縁膜お
よび電極の上層に、該半導体基板を補強する別の基板が
張り合わされる。
Further, preferably, another substrate for reinforcing the semiconductor substrate is attached to the upper layer of the insulating film and the electrode on the front surface side of the semiconductor substrate in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention.

【0023】さらに、好ましくは、本発明の増幅型半導
体撮像装置における半導体基板を裏面側から薄膜化する
ことにより該半導体基板の層厚を所定の厚さに形成して
製造する。
Further, preferably, the semiconductor substrate in the amplification type semiconductor image pickup device of the present invention is thinned from the back surface side so that the semiconductor substrate is formed to have a predetermined layer thickness.

【0024】以下、その作用について説明する。The operation will be described below.

【0025】上記構成により、照射光を半導体基板の裏
面から入射するので、この入射光がゲート電極などを通
過することがなくなる。したがって、光透過率を向上さ
せるためにゲート電極の膜厚を薄くしたり、画素ごとの
光透過率を一定にするために膜厚などの均一化を精密に
管理する必要がなくなるだけでなく、このゲート電極な
どの凹凸によって光が散乱して光損失が多くなることも
なくなる。
With the above structure, since the irradiation light is incident from the back surface of the semiconductor substrate, the incident light does not pass through the gate electrode or the like. Therefore, not only does it become unnecessary to reduce the film thickness of the gate electrode in order to improve the light transmittance, or to precisely control the uniformity of the film thickness in order to make the light transmittance of each pixel constant, The unevenness of the gate electrode or the like prevents the light from scattering and increasing the light loss.

【0026】しかも、半導体基板の裏面から入射した光
は、少なくとも光侵入深さd2までは侵入することがで
き、空乏層の裏面側の端と半導体基板の裏面との間の距
離d1よりも長い距離を侵入するので、この入射光を確
実に空乏層で光電変換させることができる。したがっ
て、半導体基板の裏面側から光を入射させることによ
り、短波長領域の感度が低下したり、光電変換キャリア
の拡散によりスミア特性が悪化するおそれがなくなる。
Moreover, the light incident from the back surface of the semiconductor substrate can penetrate at least to the light penetration depth d2 and is longer than the distance d1 between the back surface side end of the depletion layer and the back surface of the semiconductor substrate. Since the light penetrates the distance, this incident light can be surely photoelectrically converted in the depletion layer. Therefore, the incidence of light from the rear surface side of the semiconductor substrate eliminates the possibility that the sensitivity in the short wavelength region will decrease and that the smear characteristics will deteriorate due to the diffusion of photoelectric conversion carriers.

【0027】また、上記構成により、空乏層が半導体基
板の裏面に達するまで、この半導体基板の層厚がさらに
薄く形成されるので、光電変換キャリアの拡散によるス
ミア特性の悪化をより一層確実に防止することができる
ようになる。
Further, according to the above structure, the layer thickness of the semiconductor substrate is further reduced until the depletion layer reaches the back surface of the semiconductor substrate, so that the smear characteristic deterioration due to the diffusion of photoelectric conversion carriers can be prevented more reliably. You will be able to.

【0028】さらに、上記構成により、第1ゲート電極
の下層に蓄積される蓄積キャリアを第2ゲート電極の制
御によってリセットドレイン領域に排出することができ
る。
Further, with the above structure, the accumulated carriers accumulated in the lower layer of the first gate electrode can be discharged to the reset drain region by controlling the second gate electrode.

【0029】さらに、上記構成により、光の入射部の層
厚のみを薄くするので、半導体基板の薄膜化による強度
の低下をある程度抑制することができる。
Further, with the above structure, only the layer thickness of the light incident portion is thinned, so that the reduction in strength due to the thinning of the semiconductor substrate can be suppressed to some extent.

【0030】さらに、上記構成により、光入射面に誘電
体反射防止膜が形成されるので、照射光を無駄なく半導
体基板内に入射することができる。
Further, according to the above structure, since the dielectric antireflection film is formed on the light incident surface, the irradiation light can be incident on the semiconductor substrate without waste.

【0031】さらに、上記構成により、半導体基板の裏
面の平坦な光入射面に誘電体バンドパスフィルタまたは
有機物カラーフィルタを形成できるので、これらの光学
的特性を均一化することが容易となる。
Further, with the above structure, since the dielectric bandpass filter or the organic color filter can be formed on the flat light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate, it becomes easy to make the optical characteristics uniform.

【0032】さらに、上記構成により、半導体基板の裏
面の平坦な光入射面にマイクロレンズアレイを形成でき
るので、この光学的特性を均一化することが容易とな
る。
Further, with the above structure, since the microlens array can be formed on the flat light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate, it becomes easy to make the optical characteristics uniform.

【0033】さらに、上記構成により、半導体基板の裏
面の平坦な光入射面にフレネルレンズアレイを形成でき
るので、この光学的特性を均一化することが容易とな
る。
Further, with the above structure, since the Fresnel lens array can be formed on the flat light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate, it becomes easy to make the optical characteristics uniform.

【0034】さらに、上記構成により、電極や絶縁膜が
金属反射膜または誘電体反射膜によって形成されるの
で、半導体基板の裏面の光入射面から入射した光を表面
側で反射して再度半導体基板内に入射させることがで
き、光電変換効率を向上させることができる。
Further, according to the above structure, since the electrodes and the insulating film are formed by the metal reflection film or the dielectric reflection film, the light incident from the light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate is reflected on the front surface side and again the semiconductor substrate. The light can be made incident inside, and the photoelectric conversion efficiency can be improved.

【0035】さらに、上記構成により、半導体基板の表
面側に強化保護層を形成して、薄膜化した半導体基板を
補強することができる。
Further, with the above structure, a reinforcing protective layer can be formed on the surface side of the semiconductor substrate to reinforce the thinned semiconductor substrate.

【0036】さらに、上記構成により、半導体基板の表
面側に別の基板を形成して、薄膜化した半導体基板を補
強することができる。
Further, with the above structure, another substrate can be formed on the front surface side of the semiconductor substrate to reinforce the thinned semiconductor substrate.

【0037】さらに、上記構成により、半導体基板を裏
面側から薄膜化するので、この半導体基板の層厚を容易
に薄く形成することができる。
Further, with the above structure, the semiconductor substrate is thinned from the back surface side, so that the layer thickness of this semiconductor substrate can be easily made thin.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【0039】図1〜図7は本発明の第1実施形態を示す
ものであって、図1は増幅型半導体撮像装置の構成を模
式的に示す縦断面、図2は増幅型半導体撮像装置の製造
プロセスを説明するための縦断面図、図3は図2の増幅
型半導体撮像装置に支持基板を張り合わせたときの縦断
面図、図4は図3の増幅型半導体撮像装置のシリコン基
板を薄膜化したときの縦断面図、図5は図4の増幅型半
導体撮像装置に可視光透過性ガラス板を接着したときの
縦断面図、図6は図5の増幅型半導体撮像装置から支持
基板を取り除いたときの縦断面図、図7は増幅型半導体
撮像装置のポテンシャル分布図である。なお、図18〜
図20に示した従来例と同様の機能を有する構成部材に
は同じ番号を付記する。
1 to 7 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing the structure of an amplification type semiconductor image pickup device, and FIG. 2 is a view of the amplification type semiconductor image pickup device. 3 is a vertical cross-sectional view for explaining the manufacturing process, FIG. 3 is a vertical cross-sectional view when a supporting substrate is attached to the amplification type semiconductor image pickup device of FIG. 2, and FIG. 4 is a thin film of the silicon substrate of the amplification type semiconductor image pickup device of FIG. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view when the visible light transmitting glass plate is adhered to the amplification type semiconductor imaging device of FIG. 4, and FIG. 6 is a support substrate from the amplification type semiconductor imaging device of FIG. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view when removed, and FIG. 7 is a potential distribution diagram of the amplification type semiconductor imaging device. In addition, FIG.
Components having the same functions as those of the conventional example shown in FIG. 20 are designated by the same reference numerals.

【0040】本実施形態の増幅型半導体撮像装置の1画
素分の構造を図1に示す。この増幅型半導体撮像装置
は、キャリア濃度が約1.0×1014/cm3のp型の
シリコン基板1上にキャリア濃度が約1.0×1016
cm3のn-型のウエル層2が形成されている。ウエル層
2は、エピタキシャル成長またはイオン注入法によって
0.5μm〜3μm程度の厚さに形成される。このウエ
ル層2の表層部には、高濃度p+型のソース領域3とこ
のソース領域3を取り囲む同心円状のドレイン領域4と
が形成されている。これらのソース領域3とドレイン領
域4は、ゲート長2.5μm程度のゲート領域5の間隔
を開けて、イオン注入法によりそれぞれ接合深さ0.3
μm程度に形成される。また、ウエル層2の表面には、
SiO2の絶縁膜6が35nm程度の厚さに形成されて
いる。そして、ソース領域3とドレイン領域4との間の
ゲート領域5を覆うこの絶縁膜6上には、ポリシリコン
膜またはアルミニウム金属膜によるゲート電極7が環状
に0.1μm〜0.5μm程度の厚さに形成されてい
る。さらに、ソース領域3とドレイン領域4を覆う絶縁
膜6には、それぞれ一部に開口部が形成され、ソース電
極8とドレイン電極9とが形成されている。
The structure of one pixel of the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment is shown in FIG. The amplification type semiconductor imaging device, carrier concentration of about 1.0 × 10 14 / cm p-type carrier concentration on the silicon substrate 1 of 3 approximately 1.0 × 10 16 /
A cm 3 n type well layer 2 is formed. The well layer 2 is formed to a thickness of about 0.5 μm to 3 μm by epitaxial growth or ion implantation. In the surface layer portion of the well layer 2, a high-concentration p + type source region 3 and a concentric drain region 4 surrounding the source region 3 are formed. The source region 3 and the drain region 4 have a junction depth of 0.3 by an ion implantation method with an interval of the gate region 5 having a gate length of about 2.5 μm.
It is formed to a thickness of about μm. Also, on the surface of the well layer 2,
An insulating film 6 of SiO 2 is formed with a thickness of about 35 nm. On the insulating film 6 covering the gate region 5 between the source region 3 and the drain region 4, a gate electrode 7 made of a polysilicon film or an aluminum metal film is annularly formed to a thickness of about 0.1 μm to 0.5 μm. Is formed. Further, the insulating film 6 covering the source region 3 and the drain region 4 is partially formed with an opening, and a source electrode 8 and a drain electrode 9 are formed.

【0041】上記増幅型半導体撮像装置は、シリコン基
板1の裏面を光入射面1aとして、この裏面側から光を
入射するようになっている。また、シリコン基板1の層
厚Wは、p型のシリコン基板1とn-型のウエル層2と
のpn接合により生じる空乏層の裏面側(p型側)の端
と光入射面1aとの間の距離をd1とし、この光入射面
1aに入射される光の波長に対する光侵入深さをd2と
した場合に、d1≦d2の条件を満たす厚さに形成されて
いる。pn接合の両側に生じる空乏層の厚さは、シリコ
ン基板1とウエル層2のそれぞれのキャリア濃度とゲー
ト電圧と半導体の諸定数によって定まり、ここで示す増
幅型半導体撮像装置の場合には、ゲート電圧を5Vとす
ると(基準電圧を0Vとする。以下も同じ)、約11.
5μmとなる。そして、光侵入深さd2は、入射光の波
長λとシリコン基板1の吸収係数αによって定まり、こ
こで示す可視光領域の増幅型半導体撮像装置の場合に
は、波長λを0.8μmとし吸収係数αを1.0×10
3cm-1とすると、約10μmとなる。したがって、距
離d1は光侵入深さd2以下としなければならないので、
シリコン基板1の層厚Wは、この光侵入深さd2の約1
0μmと空乏層の厚さの約11.5μmとの和である約
21.5μm以下とする。
In the amplification type semiconductor image pickup device, the back surface of the silicon substrate 1 is used as a light incident surface 1a, and light is incident from the back surface side. In addition, the layer thickness W of the silicon substrate 1 is set such that the edge of the depletion layer on the back surface side (p-type side) formed by the pn junction between the p-type silicon substrate 1 and the n type well layer 2 and the light incident surface 1 a. When the distance between them is d1 and the light penetration depth with respect to the wavelength of the light incident on the light incident surface 1a is d2, the thickness is formed to satisfy the condition of d1≤d2. The thickness of the depletion layer formed on both sides of the pn junction is determined by the carrier concentration of each of the silicon substrate 1 and the well layer 2, the gate voltage, and various semiconductor constants. In the case of the amplification type semiconductor imaging device shown here, If the voltage is set to 5V (the reference voltage is set to 0V, the same applies below), about 11.
5 μm. The light penetration depth d2 is determined by the wavelength λ of the incident light and the absorption coefficient α of the silicon substrate 1. In the case of the amplification type semiconductor image pickup device in the visible light region shown here, the wavelength λ is set to 0.8 μm and absorption is performed. Coefficient α is 1.0 × 10
When it is 3 cm -1 , it becomes about 10 μm. Therefore, the distance d1 must be less than the light penetration depth d2.
The layer thickness W of the silicon substrate 1 is about 1 of this light penetration depth d2.
It is set to about 21.5 μm or less, which is the sum of 0 μm and the depletion layer thickness of about 11.5 μm.

【0042】上記シリコン基板1の層厚Wは、空乏層が
このシリコン基板1の裏面まで達するような厚さに形成
してもよい。したがって、この場合のシリコン基板1の
層厚Wは、空乏層の厚さである約11.5μm以下とす
る。
The layer thickness W of the silicon substrate 1 may be formed so that the depletion layer reaches the back surface of the silicon substrate 1. Therefore, the layer thickness W of the silicon substrate 1 in this case is about 11.5 μm or less, which is the thickness of the depletion layer.

【0043】シリコン基板1の層厚Wを上記のように約
21.5μm以下または約11.5μm以下に薄膜化す
るための増幅型半導体撮像装置の製造方法を説明する。
まず、図2に示すように、シリコン基板1上にウエル層
2とソース領域3およびドレイン領域4を形成すると共
に、絶縁膜6とゲート電極7、ソース電極8およびドレ
イン電極9を形成する。ただし、このときのシリコン基
板1の層厚W0は、シリコンウエハ自体の十分な厚さを
有する。この増幅型半導体撮像装置は、図3に示すよう
に、シリコン基板1の表面側の電極6〜8などの上に、
レジスト10を介して支持基板11が張り合わせられ
る。支持基板11は、他のシリコン基板やガラス基板な
どの十分な層厚を有する基板である。
A method of manufacturing an amplification type semiconductor image pickup device for reducing the thickness W of the silicon substrate 1 to about 21.5 μm or less or about 11.5 μm or less as described above will be described.
First, as shown in FIG. 2, a well layer 2, a source region 3 and a drain region 4 are formed on a silicon substrate 1, and an insulating film 6, a gate electrode 7, a source electrode 8 and a drain electrode 9 are formed. However, the layer thickness W0 of the silicon substrate 1 at this time has a sufficient thickness of the silicon wafer itself. As shown in FIG. 3, this amplification type semiconductor imaging device has electrodes 6 to 8 on the front surface side of the silicon substrate 1 and the like.
The support substrate 11 is bonded to the resist 10 via the resist 10. The support substrate 11 is a substrate having a sufficient layer thickness such as another silicon substrate or a glass substrate.

【0044】支持基板11を張り合わせた増幅型半導体
撮像装置は、図4に示すように、シリコン基板1の層厚
Wが上記約21.5μm以下または約11.5μm以下
となるまで裏面側から薄膜化する。この薄膜化は、シリ
コン基板1の裏面を研磨剤によって研削することにより
可能となる。例えば100オングストローム径のSiO
2を水酸化ナトリウム水溶液にコロイド状に浮遊させた
ものを研磨剤として使用することにより、シリコン基板
1の裏面を鏡面研磨して光入射面1aを形成することが
できる。また、ダイヤモンドスラリーやAl23または
SiCなどの研磨剤を用いることもできる。さらに、こ
の薄膜化は、シリコン基板1の裏面をリアクティブイオ
ンエッチング技術によってエッチングするものであって
もよい。リアクティブイオンエッチング技術では、ハロ
ゲン系ガス(Br,F,Cl2など)を反応ガスとして
使用することにより、シリコン基板1の裏面を均一にエ
ッチング除去し薄膜化を行うことができる。なお、現状
の基板薄膜化技術でも、シリコン基板1の層厚Wを約1
0μm程度まで薄膜化することが可能であり、上記約2
1.5μm以下または約11.5μm以下の薄膜化は十
分に達成できるが、将来的には、精度向上により、2μ
m〜3μm程度の薄膜化も可能となる。
As shown in FIG. 4, the amplification type semiconductor image pickup device in which the support substrate 11 is adhered is a thin film from the back surface side until the layer thickness W of the silicon substrate 1 becomes about 21.5 μm or less or about 11.5 μm or less. Turn into. This thinning is possible by grinding the back surface of the silicon substrate 1 with an abrasive. For example, SiO of 100 angstrom diameter
By using 2 as a polishing agent in which 2 is suspended in an aqueous solution of sodium hydroxide in a colloidal form, the back surface of the silicon substrate 1 can be mirror-polished to form the light incident surface 1a. Further, a diamond slurry or an abrasive such as Al 2 O 3 or SiC can be used. Further, this thinning may be performed by etching the back surface of the silicon substrate 1 by a reactive ion etching technique. In the reactive ion etching technique, a halogen-based gas (Br, F, Cl 2 or the like) is used as a reaction gas, whereby the back surface of the silicon substrate 1 can be uniformly removed by etching to form a thin film. Even with the current substrate thinning technology, the layer thickness W of the silicon substrate 1 is about 1
It is possible to reduce the film thickness to about 0 μm.
A film thickness of 1.5 μm or less or about 11.5 μm or less can be sufficiently achieved, but in the future, due to improvement in accuracy, 2 μm
It is also possible to reduce the thickness to about 3 to 3 μm.

【0045】上記増幅型半導体撮像装置は、図5に示す
ように、薄膜化を行ったシリコン基板1の裏面の光入射
面1aに可視光透過性エポキシ樹脂12を介して可視光
透過性ガラス板13を接着する。可視光透過性ガラス板
13は、この増幅型半導体撮像装置が撮像する可視光領
域の光を透過するガラス板であり、光を入射する光入射
面1aを保護するためと、薄膜化したシリコン基板1を
補強するために接着される。また、可視光透過性エポキ
シ樹脂12は、可視光領域の光を透過する透光性の熱硬
化性の接着剤である。この可視光透過性ガラス板13が
接着された増幅型半導体撮像装置は、チップダイシング
によって素子ごとに分割してから、レジストリムーバに
よってレジスト10を溶解し、図6に示すように、支持
基板11を取り除く。そして、分割された各素子は、従
来と同様にマウントおよびワイヤーボンディングを施す
ことによりパッケージに実装して固体撮像素子とする。
ただし、従来とは逆に、シリコン基板1の裏面の光入射
面1aがパッケージの窓部に向けて実装される。
As shown in FIG. 5, the amplification type semiconductor image pickup device has a visible light transmissive glass plate on the light incident surface 1a on the back surface of the thinned silicon substrate 1 via a visible light transmissive epoxy resin 12. Glue 13 The visible light transmissive glass plate 13 is a glass plate that transmits light in the visible light region imaged by this amplification type semiconductor imaging device, and protects the light incident surface 1a on which light is incident, and also a thinned silicon substrate. Bonded to reinforce 1. The visible light transmissive epoxy resin 12 is a translucent thermosetting adhesive that transmits light in the visible light region. The amplification type semiconductor imaging device to which the visible light transmitting glass plate 13 is adhered is divided into each element by chip dicing, and then the resist mover is dissolved by the registry mover, and the supporting substrate 11 is removed as shown in FIG. remove. Then, each of the divided elements is mounted and packaged by performing mounting and wire bonding in the same manner as in the related art to form a solid-state imaging element.
However, contrary to the conventional case, the light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1 is mounted toward the window portion of the package.

【0046】上記構成の増幅型半導体撮像装置は、ゲー
ト電極7に5V程度の高電圧を印加した状態で、シリコ
ン基板1の裏面の光入射面1aから光を入射すると、p
n接合の空乏層で光電変換キャリアが発生しゲート領域
5に信号電荷(電子)として蓄積される。したがって、
このゲート領域5のポテンシャル分布は、図7に示すよ
うに、信号電荷が蓄積されることによりの状態から
の状態に上昇する。そして、この図において、シリコン
基板1は、ウエル層2と絶縁膜6との境界から21.1
μm以下、即ち空乏層の端から10μm以下の深さ、ま
たは、ウエル層2と絶縁膜6との境界から11.5μm
以下、即ち空乏層の端まで薄膜化される。
In the amplification type semiconductor image pickup device having the above structure, when light is incident from the light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1 with a high voltage of about 5 V applied to the gate electrode 7, p
Photoelectric conversion carriers are generated in the depletion layer of the n-junction and are accumulated in the gate region 5 as signal charges (electrons). Therefore,
As shown in FIG. 7, the potential distribution of the gate region 5 rises from the state due to the accumulation of signal charges. Further, in this figure, the silicon substrate 1 is located at 21.1 from the boundary between the well layer 2 and the insulating film 6.
μm or less, that is, a depth of 10 μm or less from the end of the depletion layer, or 11.5 μm from the boundary between the well layer 2 and the insulating film 6.
The following, that is, the end of the depletion layer is thinned.

【0047】上記増幅型半導体撮像装置は、照射光をシ
リコン基板1の裏面の光入射面1aから入射するので、
表面側のゲート電極7を薄く形成する必要がなくなる。
したがって、このゲート電極7として、膜厚の厚いポリ
シリコン膜または金属膜を使用することが可能となるの
で、ゲート電極ラインのシート抵抗を低減し、駆動周波
数の向上を図ることができるようになる。しかも、この
ゲート電極7や絶縁膜6などの光透過率を画素ごとに一
定にするために、製造プロセスでの膜厚管理などを必要
以上に高精度化しなくてもよくなる。さらに、これらゲ
ート電極7や絶縁膜6などのパターンの凹凸によって光
が散乱することがなくなり、光損失を低減できるように
なる。
In the amplification type semiconductor image pickup device, since the irradiation light is incident from the light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1,
There is no need to form the gate electrode 7 on the front surface thin.
Therefore, a thick polysilicon film or a metal film can be used as the gate electrode 7, so that the sheet resistance of the gate electrode line can be reduced and the drive frequency can be improved. . Moreover, in order to keep the light transmittance of the gate electrode 7 and the insulating film 6 constant for each pixel, it is not necessary to make the film thickness control in the manufacturing process more accurate than necessary. Furthermore, light is not scattered due to the unevenness of the pattern of the gate electrode 7 and the insulating film 6 and the light loss can be reduced.

【0048】また、シリコン基板1の層厚Wを薄膜化す
るので、入射光をpn接合の空乏層で確実に光電変換さ
せることができる。したがって、シリコン基板1の裏面
の光入射面1aから光を入射した場合に従来生じていた
短波長領域の感度低下の欠点も解消することができる。
しかも、層厚Wが薄膜化すると、入射光が光電変換され
て蓄積されるまでの間の光電変換キャリアの拡散によっ
てスミア特性が悪化することもほとんどなくなる。特
に、空乏層がシリコン基板1の裏面に達するように層厚
Wを約11.5μm以下まで薄膜化した場合には、この
入射光の拡散によるスミア特性の悪化を確実に防止する
ことができる。
Further, since the layer thickness W of the silicon substrate 1 is made thin, incident light can be surely photoelectrically converted in the depletion layer of the pn junction. Therefore, it is possible to eliminate the defect that the sensitivity is lowered in the short wavelength region, which has been conventionally caused when light is incident from the light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1.
Moreover, when the layer thickness W is reduced, the smear characteristic hardly deteriorates due to the diffusion of the photoelectric conversion carriers until the incident light is photoelectrically converted and accumulated. In particular, when the layer thickness W is reduced to about 11.5 μm or less so that the depletion layer reaches the back surface of the silicon substrate 1, deterioration of smear characteristics due to the diffusion of incident light can be reliably prevented.

【0049】なお、シリコン基板1の裏面の光入射面1
aにWSiなどの遮光膜をパターン形成すれば、上記ス
ミア特性やブルーミングをさらに改善することができ
る。しかも、光入射面1aは、ゲート電極7などが形成
されない平坦面であるため、容易にこの遮光膜を精度よ
くパターン形成することができる。
The light incident surface 1 on the back surface of the silicon substrate 1
The smear characteristics and blooming can be further improved by patterning a light-shielding film such as WSi on a. Moreover, since the light incident surface 1a is a flat surface on which the gate electrode 7 and the like are not formed, it is possible to easily form the light shielding film in a precise pattern.

【0050】図8および図9は本発明の第2実施形態を
示すものであって、図8は増幅型半導体撮像装置の構成
を模式的に示す縦断面、図9は増幅型半導体撮像装置の
他の構成を模式的に示す縦断面である。なお、図1に示
した第1実施形態と同様の機能を有する構成部材には同
じ番号を付記する。
8 and 9 show a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of an amplification type semiconductor image pickup device, and FIG. 9 shows an amplification type semiconductor image pickup device. It is a longitudinal section showing other composition typically. Note that constituent members having the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0051】本実施形態の増幅型半導体撮像装置の1画
素分の構造を図8に示す。この増幅型半導体撮像装置
は、図1に示した第1実施形態と同様に、シリコン基板
1上にウエル層2とソース領域3およびドレイン領域4
が形成されると共に、絶縁膜6とゲート電極7、ソース
電極8およびドレイン電極9が形成されている。ただ
し、シリコン基板1は、キャリア濃度が約5.0×10
13/cm3のp型シリコンとし、ウエル層2は、キャリ
ア濃度が約1.0×1013/cm3のn-型のシリコン層
をエピタキシャル成長により0.5μm〜3μm程度の
厚さに形成したものとする。また、ゲート電極7は、ポ
リシリコン膜を0.1μm〜0.5μm程度の厚さに形
成したものとする。なお、図1に示した第1実施形態と
同様に、ソース領域3とドレイン領域4は、ゲート領域
5としてゲート長2.5μm程度の間隔を開けて、イオ
ン注入法によりそれぞれ接合深さ0.3μm程度に形成
され、SiO2の絶縁膜6は、35nm程度の厚さに形
成される。したがって、シリコン基板1とウエル層2の
pn接合の両側に生じる空乏層の厚さは、ゲート電圧を
5Vとすると約11.5μmとなる。
The structure of one pixel of the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment is shown in FIG. This amplification type semiconductor image pickup device has a well layer 2, a source region 3 and a drain region 4 on a silicon substrate 1 as in the first embodiment shown in FIG.
And the insulating film 6, the gate electrode 7, the source electrode 8 and the drain electrode 9 are formed. However, the carrier concentration of the silicon substrate 1 is about 5.0 × 10.
And 13 / cm 3 of p-type silicon, well layer 2, n of the carrier concentration of about 1.0 × 10 13 / cm 3 - was formed to a thickness of about 0.5μm~3μm by type epitaxial silicon layer I shall. The gate electrode 7 is formed by forming a polysilicon film to a thickness of about 0.1 μm to 0.5 μm. As in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the source region 3 and the drain region 4 are formed as gate regions 5 with a gate length of about 2.5 μm and a junction depth of 0. The insulating film 6 of SiO2 is formed to have a thickness of about 3 .mu.m, and has a thickness of about 35 nm. Therefore, the thickness of the depletion layer formed on both sides of the pn junction between the silicon substrate 1 and the well layer 2 is about 11.5 μm when the gate voltage is 5V.

【0052】上記増幅型半導体撮像装置も、シリコン基
板1の裏面側から光を入射するようになっている。しか
し、シリコン基板1の全体の層厚W1は、十分に厚いも
のとし、ゲート電極7の下層のゲート領域5に対応する
裏面のみを光入射面1aとして薄膜化している。この光
入射面1aの層厚Wは、第1実施形態の場合と同様に、
光侵入深さと空乏層の厚さとの和以下または空乏層の厚
さ以下とする。即ち、これら光侵入深さと空乏層の厚さ
も第1実施形態の場合と同じなので、約21.5μm以
下または約11.5μm以下とする。このような薄膜化
は、まず第1実施形態で説明した研磨工程により層厚W
1が50μm程度となるまでシリコン基板1の裏面を研
削し、次にこの裏面に約5μm程度の厚さのレジストマ
スクを所定パターンで形成すると共に、ハロゲン系ガス
を用いたリアクティブイオンエッチング技術による選択
エッチクングを行うことにより、光入射面1aの部分の
層厚Wのみをさらに約21.5μm以下または約11.
5μm以下にすることで可能となる。
The above-mentioned amplification type semiconductor image pickup device also receives light from the back side of the silicon substrate 1. However, the total layer thickness W1 of the silicon substrate 1 is sufficiently thick, and only the back surface corresponding to the gate region 5 below the gate electrode 7 is thinned as the light incident surface 1a. The layer thickness W of the light incident surface 1a is the same as in the case of the first embodiment.
The depth is equal to or less than the sum of the depth of light penetration and the thickness of the depletion layer or less than the thickness of the depletion layer. That is, since the depth of light penetration and the thickness of the depletion layer are the same as in the first embodiment, they are set to about 21.5 μm or less or about 11.5 μm or less. Such thinning is performed by first forming the layer thickness W by the polishing process described in the first embodiment.
The back surface of the silicon substrate 1 is ground until 1 becomes about 50 μm, then a resist mask having a thickness of about 5 μm is formed on the back surface in a predetermined pattern, and the reactive ion etching technique using a halogen-based gas is used. By performing selective etching, only the layer thickness W of the light incident surface 1a is further reduced to about 21.5 μm or less or about 11.
It becomes possible by setting it to 5 μm or less.

【0053】上記増幅型半導体撮像装置は、第1実施形
態の場合と同様の効果に加えて、シリコン基板1の強度
をある程度維持できるので、ハンドリングが容易になる
という利点を有する。また、ゲート領域5に対応する光
入射面1a以外の部分からの光の入射を排除できるの
で、不要な光電変換キャリアの発生によって生じるブル
ーミングやスミア特性も確実に低減することができる。
In addition to the same effects as in the first embodiment, the above-mentioned amplification type semiconductor image pickup device has an advantage that the strength of the silicon substrate 1 can be maintained to some extent, so that the handling becomes easy. Further, since it is possible to eliminate the incidence of light from the portion other than the light incident surface 1a corresponding to the gate region 5, blooming and smear characteristics caused by the generation of unnecessary photoelectric conversion carriers can be surely reduced.

【0054】図9に示す増幅型半導体撮像装置は、シリ
コン基板1の裏面の光入射面1aを画素領域全体に広げ
たものであり、この領域全体の層厚Wを約21.5μm
以下または約11.5μm以下まで薄膜化している。こ
のような薄膜化は、上記レジストマスクのパターンを変
更することにより容易に実現可能となる。そして、この
増幅型半導体撮像装置も、図8に示したものと同様の効
果を得ることができる。
In the amplification type semiconductor imaging device shown in FIG. 9, the light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1 is spread over the entire pixel region, and the layer thickness W of this entire region is about 21.5 μm.
The thickness is reduced to below or about 11.5 μm. Such thinning can be easily realized by changing the pattern of the resist mask. Then, this amplification type semiconductor image pickup device can also obtain the same effect as that shown in FIG.

【0055】図10は本発明の第3実施形態を示すもの
であって、増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す
縦断面である。なお、図1に示した第1実施形態と同様
の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of an amplification type semiconductor image pickup device. Note that constituent members having the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0056】本実施形態の増幅型半導体撮像装置の1画
素分の構造を図10に示す。この増幅型半導体撮像装置
は、図8に示した第2実施形態と同様に、シリコン基板
1上にウエル層2とソース領域3およびドレイン領域4
が形成されると共に、絶縁膜6とゲート電極7、ソース
電極8およびドレイン電極9が形成されている。ただ
し、ウエル層2は、キャリア濃度が約1.0×1013
cm3のn-型のシリコン層をエピタキシャル成長または
イオン注入法により0.5μm〜5.0μm程度の厚さ
に形成したものとし、ゲート電極7は、ポリシリコン膜
を50nm〜70nm程度の厚さに形成したものとす
る。なお、図8に示した第2実施形態と同様に、シリコ
ン基板1は、キャリア濃度が約5.0×1013/cm3
のp型シリコンとし、ソース領域3とドレイン領域4
は、ゲート領域5としてゲート長2.5μm程度の間隔
を開けて、イオン注入法によりそれぞれ接合深さ0.3
μm程度に形成され、SiO2の絶縁膜6は、35nm
程度の厚さに形成される。したがって、シリコン基板1
とウエル層2のpn接合の両側に生じる空乏層の厚さ
は、ゲート電圧を5Vとすると約11.5μmとなる。
FIG. 10 shows the structure of one pixel of the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment. This amplification type semiconductor image pickup device has a well layer 2, a source region 3 and a drain region 4 on a silicon substrate 1 as in the second embodiment shown in FIG.
And the insulating film 6, the gate electrode 7, the source electrode 8 and the drain electrode 9 are formed. However, the well layer 2 has a carrier concentration of about 1.0 × 10 13 /
It is assumed that an n -type silicon layer of cm 3 is formed by epitaxial growth or an ion implantation method to a thickness of about 0.5 μm to 5.0 μm, and the gate electrode 7 is a polysilicon film having a thickness of about 50 nm to 70 nm. It is assumed to have been formed. Note that, as in the second embodiment shown in FIG. 8, the silicon substrate 1 has a carrier concentration of about 5.0 × 10 13 / cm 3.
Source region 3 and drain region 4
Are formed as gate regions 5 with a gate length of about 2.5 μm and a junction depth of 0.3 by ion implantation.
The insulating film 6 made of SiO 2 has a thickness of 35 nm.
It is formed to a thickness of about. Therefore, the silicon substrate 1
The thickness of the depletion layer formed on both sides of the pn junction of the well layer 2 is about 11.5 μm when the gate voltage is 5V.

【0057】本実施形態の増幅型半導体撮像装置は、図
1に示した第1実施形態の場合と同様に、研磨工程やリ
アクティブイオンエッチング技術によってシリコン基板
1の全体の層厚Wを光侵入深さと空乏層の厚さとの和以
下または空乏層の厚さ以下とする。即ち、これら光侵入
深さと空乏層の厚さも第1実施形態の場合と同じなの
で、約21.5μm以下または約11.5μm以下とす
る。また、この増幅型半導体撮像装置は、薄膜化したシ
リコン基板1の裏面を光入射面1aとして、この光入射
面1aに反射防止膜14を形成している。反射防止膜1
4は、SiO2、ZnOおよびTiO2などの誘電体薄膜
を多層コーティングしたものである。例えば、設計波長
λを550nmとした場合、表1に示す誘電体薄膜を電
子ビーム蒸着法により順次多層に形成することにより、
As in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the amplification type semiconductor image pickup device of the present embodiment allows the entire layer thickness W of the silicon substrate 1 to optically penetrate by the polishing process and the reactive ion etching technique. The depth is less than or equal to the sum of the thickness of the depletion layer or less than or equal to the thickness of the depletion layer. That is, since the depth of light penetration and the thickness of the depletion layer are the same as in the first embodiment, they are set to about 21.5 μm or less or about 11.5 μm or less. Further, in this amplification type semiconductor imaging device, the back surface of the thinned silicon substrate 1 is used as the light incident surface 1a, and the antireflection film 14 is formed on the light incident surface 1a. Antireflection film 1
4 is a multi-layer coating of dielectric thin films such as SiO 2 , ZnO and TiO 2 . For example, when the design wavelength λ is set to 550 nm, the dielectric thin films shown in Table 1 are sequentially formed into multiple layers by the electron beam evaporation method,

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】可視光領域内での反射率が0.2%以下の
反射防止膜14を形成することができ、照射される光の
光入射面1aでの光反射をほぼ完全になくすことができ
るようになる。なお、このような反射防止膜14は、レ
ジストリムーバなどの有機溶剤に対し不溶であり、図5
に示した可視光透過性エポキシ樹脂12などのエポキシ
樹脂とも反応しないので、第1実施形態の場合と同様
に、支持基板11を用いてシリコン基板1の薄膜化を行
ったり、光入射面1aに可視光透過性ガラス板13を接
着することも可能となる。
The antireflection film 14 having a reflectance of 0.2% or less in the visible light region can be formed, and the light reflection on the light incident surface 1a of the irradiated light can be almost completely eliminated. Like It should be noted that such an antireflection film 14 is insoluble in an organic solvent such as a registry mover.
Since it does not react with the epoxy resin such as the visible light transmissive epoxy resin 12 shown in FIG. 1, the silicon substrate 1 is thinned using the support substrate 11 or the light incident surface 1a is formed by using the support substrate 11 as in the first embodiment. It is also possible to adhere the visible light transmitting glass plate 13.

【0060】上記増幅型半導体撮像装置は、第1実施形
態の場合と同様の効果に加えて、光入射面1aに照射さ
れる光を反射防止膜14を介してほぼ100%入射させ
ることができるので、反射による光損失を極めて小さく
し、光電変換効率を向上させることができるようにな
る。また、このような反射防止膜14は、シリコン基板
1の裏面の平坦な光入射面1a上に形成するので、光学
的特性の均一なものを容易に形成することができる。
In the amplification type semiconductor image pickup device, in addition to the effect similar to that of the first embodiment, almost 100% of the light irradiated to the light incident surface 1a can be made incident through the antireflection film 14. Therefore, the light loss due to reflection can be made extremely small and the photoelectric conversion efficiency can be improved. Further, since such an antireflection film 14 is formed on the flat light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1, it is possible to easily form a film having uniform optical characteristics.

【0061】なお、カラー対応の増幅型半導体撮像装置
では、図10に示す各画素領域ごとに必要なカラー成分
のバンドパスフィルタを反射防止膜14に代えて形成す
る。バンドパスフィルタは、必要なカラー成分の波長領
域のみの光を透過するフィルタであり、例えばRGB信
号やMCYG補色信号の各色に対応したものとなる。ま
た、このバンドパスフィルタは、誘電体バンドパスフィ
ルタや有機物カラーフィルタによって構成される。この
ようなバンドパスフィルタは、従来のようにゲート電極
7などが形成されたシリコン基板1の表面側とは異な
り、このシリコン基板1の裏面の平坦な光入射面1a上
に形成するので、光学的特性の均一なものを容易に形成
することができるようになる。
In the color type amplification type semiconductor image pickup device, a bandpass filter for a necessary color component is formed in place of the antireflection film 14 for each pixel area shown in FIG. The bandpass filter is a filter that transmits light only in the wavelength region of the required color component, and corresponds to each color of the RGB signal and the MCYG complementary color signal, for example. The bandpass filter is composed of a dielectric bandpass filter or an organic color filter. Such a bandpass filter is formed on the flat light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1 unlike the conventional surface side of the silicon substrate 1 on which the gate electrode 7 and the like are formed. It becomes possible to easily form a film having uniform physical properties.

【0062】図11は本発明の第4実施形態を示すもの
であって、増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す
縦断面である。なお、図1に示した第1実施形態と同様
の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of an amplification type semiconductor image pickup device. Note that constituent members having the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0063】本実施形態の増幅型半導体撮像装置の1画
素分の構造を図11に示す。この増幅型半導体撮像装置
は、図10に示した第3実施形態と同様に、シリコン基
板1上にウエル層2とソース領域3およびドレイン領域
4が形成されると共に、絶縁膜6とゲート電極7、ソー
ス電極8およびドレイン電極9が形成されている。な
お、シリコン基板1は、キャリア濃度が約5.0×10
13/cm3のp型シリコンとし、ウエル層2は、キャリ
ア濃度が約1.0×1013/cm3のn-型のシリコン層
をエピタキシャル成長またはイオン注入法により0.5
μm〜5.0μm程度の厚さに形成したものとし、ソー
ス領域3とドレイン領域4は、ゲート領域5としてゲー
ト長2.5μm程度の間隔を開けて、イオン注入法によ
りそれぞれ接合深さ0.3μm程度に形成される。ま
た、SiO2の絶縁膜6は、35nm程度の厚さに形成
され、ゲート電極7は、ポリシリコン膜を50nm〜7
0nm程度の厚さに形成したものとする。したがって、
シリコン基板1とウエル層2のpn接合の両側に生じる
空乏層の厚さは、ゲート電圧を5Vとすると約11.5
μmとなる。
The structure of one pixel of the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment is shown in FIG. In this amplification type semiconductor image pickup device, the well layer 2, the source region 3 and the drain region 4 are formed on the silicon substrate 1 as well as the insulating film 6 and the gate electrode 7 as in the third embodiment shown in FIG. A source electrode 8 and a drain electrode 9 are formed. The silicon substrate 1 has a carrier concentration of about 5.0 × 10 5.
13 / cm 3 of a p-type silicon, well layer 2, n of the carrier concentration of about 1.0 × 10 13 / cm 3 - -type silicon layer by epitaxial growth or ion implantation 0.5
It is assumed that the source region 3 and the drain region 4 are formed as a gate region 5 with a gate length of about 2.5 μm and a junction depth of 0. The thickness is about 3 μm. The SiO 2 insulating film 6 is formed to a thickness of about 35 nm, and the gate electrode 7 is a polysilicon film of 50 nm to 7 nm.
It is assumed that it is formed to a thickness of about 0 nm. Therefore,
The thickness of the depletion layer formed on both sides of the pn junction between the silicon substrate 1 and the well layer 2 is about 11.5 when the gate voltage is 5V.
μm.

【0064】本実施形態の増幅型半導体撮像装置は、図
1に示した第1実施形態の場合と同様に、研磨工程やリ
アクティブイオンエッチング技術によってシリコン基板
1の全体の層厚Wを光侵入深さと空乏層の厚さとの和以
下または空乏層の厚さ以下とする。即ち、これら光侵入
深さと空乏層の厚さも第1実施形態の場合と同じなの
で、約21.5μm以下または約11.5μm以下とす
る。また、この増幅型半導体撮像装置は、薄膜化したシ
リコン基板1の裏面を光入射面1aとし、この光入射面
1aに多数のマイクロレンズ15をマイクロレンズアレ
イとして形成している。マイクロレンズ15は、レジス
トリムーバなどの有機溶剤に対し不溶であり、図5に示
した可視光透過性エポキシ樹脂12などのエポキシ樹脂
とも反応しない材質のものを用いることにより、第1実
施形態の場合と同様に、支持基板11を用いて薄膜化を
行ったり、光入射面1aに可視光透過性ガラス板13を
接着できるようにすることが好ましい。マイクロレンズ
アレイは、モードインデックスレンズやジオデシックレ
ンズを用いて形成することができる。モードインデック
スレンズの代表例としては、シリコン基板1の裏面の光
入射面1a上に複合円錐面開口マスクまたは複数の円形
開口平板マスクを組み合わせたシャドウマスクを形成
し、屈折率n=1.6のAl23または屈折率n=2.
4のTiO2をスパッタリング法または蒸着法により所
定の膜厚分布を有するレンズ層として堆積させるものが
ある。
As in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment uses the polishing step and the reactive ion etching technique to optically penetrate the entire layer thickness W of the silicon substrate 1. The depth is less than or equal to the sum of the thickness of the depletion layer or less than or equal to the thickness of the depletion layer. That is, since the depth of light penetration and the thickness of the depletion layer are the same as in the first embodiment, they are set to about 21.5 μm or less or about 11.5 μm or less. Further, in this amplification type semiconductor imaging device, the back surface of the thinned silicon substrate 1 is used as a light incident surface 1a, and a large number of microlenses 15 are formed as a microlens array on the light incident surface 1a. In the case of the first embodiment, the microlens 15 is made of a material that is insoluble in an organic solvent such as a registry mover and does not react with an epoxy resin such as the visible light transmitting epoxy resin 12 shown in FIG. Similarly, it is preferable that the support substrate 11 is used for thinning or the visible light transmitting glass plate 13 can be bonded to the light incident surface 1a. The microlens array can be formed using a mode index lens or a geodesic lens. As a typical example of the mode index lens, a complex conical surface aperture mask or a shadow mask in which a plurality of circular aperture plate masks are combined is formed on the light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1, and the refractive index n = 1.6. Al 2 O 3 or refractive index n = 2.
There is one in which TiO 2 of No. 4 is deposited as a lens layer having a predetermined film thickness distribution by a sputtering method or an evaporation method.

【0065】上記増幅型半導体撮像装置は、第1実施形
態の場合と同様の効果に加えて、光入射面1aに照射さ
れる光が各マイクロレンズ15によってゲート領域5に
集光するので、迷光をなくすと共に光電変換効率を向上
させることができるようになる。また、このマイクロレ
ンズ15のマイクロレンズアレイは、シリコン基板1の
裏面の平坦な光入射面1a上に形成するので、シリコン
基板1の表面側のようにゲート電極7などの凹凸の影響
を受けることがなくなり、光学的特性の揃った均一なも
のを容易かつ歩留り良く形成することができる。
In the amplification type semiconductor image pickup device, in addition to the effect similar to that of the first embodiment, the light irradiated to the light incident surface 1a is condensed on the gate region 5 by each microlens 15, so that stray light is generated. And the photoelectric conversion efficiency can be improved. Further, since the microlens array of the microlens 15 is formed on the flat light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1, the microlens array is affected by the unevenness of the gate electrode 7 and the like like the front surface side of the silicon substrate 1. It is possible to form a uniform product having uniform optical characteristics easily and with good yield.

【0066】図12は本発明の第5実施形態を示すもの
であって、増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す
縦断面である。なお、図1に示した第1実施形態と同様
の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of an amplification type semiconductor image pickup device. Note that constituent members having the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0067】本実施形態の増幅型半導体撮像装置の1画
素分の構造を図12に示す。この増幅型半導体撮像装置
は、図10に示した第3実施形態や図11に示した第4
実施形態と同様に、シリコン基板1上にウエル層2とソ
ース領域3およびドレイン領域4が形成されると共に、
絶縁膜6とゲート電極7、ソース電極8およびドレイン
電極9が形成されている。ただし、ウエル層2は、キャ
リア濃度が約1.0×1013/cm3のn-型のシリコン
層をエピタキシャル成長またはイオン注入法により0.
5μm〜3.0μm程度の厚さに形成したものする。な
お、シリコン基板1は、キャリア濃度が約5.0×10
13/cm3のp型シリコンとし、ソース領域3とドレイ
ン領域4は、ゲート領域5としてゲート長2.5μm程
度の間隔を開けて、イオン注入法によりそれぞれ接合深
さ0.3μm程度に形成される。また、SiO2の絶縁
膜6は、35nm程度の厚さに形成される。したがっ
て、シリコン基板1とウエル層2のpn接合の両側に生
じる空乏層の厚さは、ゲート電圧を5Vとすると約1
1.5μmとなる。
The structure of one pixel of the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment is shown in FIG. This amplification type semiconductor imaging device is similar to the third embodiment shown in FIG. 10 and the fourth embodiment shown in FIG.
Similar to the embodiment, the well layer 2, the source region 3 and the drain region 4 are formed on the silicon substrate 1, and
An insulating film 6, a gate electrode 7, a source electrode 8 and a drain electrode 9 are formed. However, as the well layer 2, an n -type silicon layer having a carrier concentration of about 1.0 × 10 13 / cm 3 was formed by epitaxial growth or ion implantation.
It is formed to have a thickness of about 5 μm to 3.0 μm. The silicon substrate 1 has a carrier concentration of about 5.0 × 10 5.
And 13 / cm 3 of p-type silicon, the source region 3 and the drain region 4, an interval of about a gate length 2.5μm as a gate region 5, is formed in each junction depth 0.3μm about by ion implantation It The insulating film 6 of SiO 2 is formed to have a thickness of about 35 nm. Therefore, the thickness of the depletion layer formed on both sides of the pn junction between the silicon substrate 1 and the well layer 2 is about 1 when the gate voltage is 5V.
It becomes 1.5 μm.

【0068】また、本実施形態の増幅型半導体撮像装置
は、ゲート電極7を、ポリシリコン膜に代えて、可視光
に対して高反射率を有するアルミニウム金属膜などの高
反射金属膜によって形成している。そして、図1に示し
た第1実施形態の場合と同様に、研磨工程やリアクティ
ブイオンエッチング技術によってシリコン基板1の全体
の層厚Wを光侵入深さと空乏層の厚さとの和以下または
空乏層の厚さ以下とする。即ち、これら光侵入深さと空
乏層の厚さも第1実施形態の場合と同じなので、約2
1.5μm以下または約11.5μm以下とする。
Further, in the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment, the gate electrode 7 is formed of a highly reflective metal film such as an aluminum metal film having a high reflectance with respect to visible light, instead of the polysilicon film. ing. Then, as in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the total layer thickness W of the silicon substrate 1 is less than or equal to the sum of the light penetration depth and the thickness of the depletion layer or depleted by the polishing process or the reactive ion etching technique. It should be less than the layer thickness. That is, since the depth of light penetration and the thickness of the depletion layer are the same as in the first embodiment, about 2
The thickness is 1.5 μm or less or about 11.5 μm or less.

【0069】上記増幅型半導体撮像装置は、光入射面1
aから入射した光がゲート領域5を通過しても光電変換
されずにシリコン基板1の表面側のゲート電極7まで達
した場合に、このゲート電極7の高反射金属膜で反射さ
れて再びゲート領域5に戻るので、第1実施形態の場合
と同様の効果に加えて、さらに光電変換効率を向上させ
ることができる。また、このように入射光がゲート領域
5を往復するので、光電変換効率が同じでよければ、シ
リコン基板1の層厚Wをさらに薄膜化でき、利用する光
の波長に対する光侵入深さの半分まで層厚Wを薄膜化す
ることが可能となる。さらに、このようなシリコン基板
1の層厚Wの薄膜化に伴い、ウエル層2の厚さも薄くで
きるので、エピタキシャル成長によって形成する層厚を
薄くして結晶性の制御を容易にしたり、イオン注入法に
よる不純物の注入深さを浅くして不純物濃度分布の制御
を容易にすることができ、製造プロセスの歩留りを向上
させることもできるようになる。
The amplification type semiconductor image pickup device has the light incident surface 1
When the light incident from a reaches the gate electrode 7 on the front surface side of the silicon substrate 1 without being photoelectrically converted even if it passes through the gate region 5, it is reflected by the highly reflective metal film of the gate electrode 7 and gated again. Since it returns to the region 5, the photoelectric conversion efficiency can be further improved in addition to the effect similar to that of the first embodiment. Further, since the incident light reciprocates in the gate region 5 as described above, if the photoelectric conversion efficiency is the same, the layer thickness W of the silicon substrate 1 can be further reduced, and the light penetration depth is half the light penetration wavelength. It is possible to make the layer thickness W thin. Further, as the layer thickness W of the silicon substrate 1 becomes thinner, the thickness of the well layer 2 can also be made thinner, so that the layer thickness formed by epitaxial growth can be made thinner to facilitate the control of crystallinity and the ion implantation method. The impurity implantation depth can be made shallower to facilitate the control of the impurity concentration distribution, and the yield of the manufacturing process can be improved.

【0070】図13は本発明の第6実施形態を示すもの
であって、増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す
縦断面である。なお、図1に示した第1実施形態と同様
の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
FIG. 13 shows a sixth embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of an amplification type semiconductor image pickup device. Note that constituent members having the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0071】本実施形態の増幅型半導体撮像装置の1画
素分の構造を図13に示す。この増幅型半導体撮像装置
は、図10に示した第3実施形態や図11に示した第4
実施形態と同様に、シリコン基板1上にウエル層2とソ
ース領域3およびドレイン領域4が形成されると共に、
絶縁膜6とゲート電極7、ソース電極8およびドレイン
電極9が形成されている。ただし、ゲート電極7は、ポ
リシリコン膜またはアルミニウム金属膜を50nm〜7
0nm程度の厚さに形成したものとする。なお、シリコ
ン基板1は、キャリア濃度が約5.0×1013/cm3
のp型シリコンとし、ウエル層2は、キャリア濃度が約
1.0×1013/cm3のn-型のシリコン層をエピタキ
シャル成長またはイオン注入法により0.5μm〜5.
0μm程度の厚さに形成したものとし、ソース領域3と
ドレイン領域4は、ゲート領域5としてゲート長2.5
μm程度の間隔を開けて、イオン注入法によりそれぞれ
接合深さ0.3μm程度に形成される。また、SiO2
の絶縁膜6は、35nm程度の厚さに形成される。した
がって、シリコン基板1とウエル層2のpn接合の両側
に生じる空乏層の厚さは、ゲート電圧を5Vとすると約
11.5μmとなる。
The structure of one pixel of the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment is shown in FIG. This amplification type semiconductor imaging device is similar to the third embodiment shown in FIG. 10 and the fourth embodiment shown in FIG.
Similar to the embodiment, the well layer 2, the source region 3 and the drain region 4 are formed on the silicon substrate 1, and
An insulating film 6, a gate electrode 7, a source electrode 8 and a drain electrode 9 are formed. However, as the gate electrode 7, a polysilicon film or an aluminum metal film is formed in a thickness of 50 nm to 7 nm.
It is assumed that it is formed to a thickness of about 0 nm. The silicon substrate 1 has a carrier concentration of about 5.0 × 10 13 / cm 3.
The well layer 2 is made of n - type silicon layer having a carrier concentration of about 1.0 × 10 13 / cm 3 by epitaxial growth or ion implantation, and the well layer 2 has a thickness of 0.5 μm to 5.
The source region 3 and the drain region 4 are formed as a gate region 5 with a gate length of 2.5.
A junction depth of about 0.3 μm is formed by ion implantation with an interval of about μm. In addition, SiO 2
The insulating film 6 is formed with a thickness of about 35 nm. Therefore, the thickness of the depletion layer formed on both sides of the pn junction between the silicon substrate 1 and the well layer 2 is about 11.5 μm when the gate voltage is 5V.

【0072】本実施形態の増幅型半導体撮像装置は、図
1に示した第1実施形態の場合と同様に、研磨工程やリ
アクティブイオンエッチング技術によってシリコン基板
1の全体の層厚Wを光侵入深さと空乏層の厚さとの和以
下または空乏層の厚さ以下とする。即ち、これら光侵入
深さと空乏層の厚さも第1実施形態の場合と同じなの
で、約21.5μm以下または約11.5μm以下とす
る。また、この増幅型半導体撮像装置は、薄膜化したシ
リコン基板1の裏面を光入射面1aとし、この光入射面
1aに多数のフレネルレンズ16をフレネルレンズアレ
イとして形成している。フレネルレンズ16としては、
二次元導波路内(x,z平面)をz方向に伝搬する平行
光と点(0,f)に収束する光のx軸上(半導体基板平
面)での位相差は、 Φ(x)=k0・n・{f−√(x2+f2)} ここで、k0=2π/λ n:実効屈折率 であるので、x軸上での、Φ(x)の位相変調を与える
素子は焦点距離fのレンズとなる。ここで、フレネルレ
ンズの厚さをLとし、レンズ領域の実行屈折率の周囲領
域のそれに対する差をΔnとすれば、Lが薄い場合の位
相シフトはLとΔnの積であるので、フレネルレンズ
は、厚さの分布が、 L(x)=Lmax[Φ(x)/(2π+1)] Δn=const または、屈折率の分布が、 Δn(x)=Δnmax[Φ(x)/(2π+1)] L=const により実現できる。
As in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment uses the polishing step and the reactive ion etching technique to optically penetrate the entire layer thickness W of the silicon substrate 1. The depth is less than or equal to the sum of the thickness of the depletion layer or less than or equal to the thickness of the depletion layer. That is, since the depth of light penetration and the thickness of the depletion layer are the same as in the first embodiment, they are set to about 21.5 μm or less or about 11.5 μm or less. Further, in this amplification type semiconductor imaging device, the back surface of the thinned silicon substrate 1 is used as a light incident surface 1a, and a large number of Fresnel lenses 16 are formed as a Fresnel lens array on this light incident surface 1a. As the Fresnel lens 16,
The phase difference on the x-axis (semiconductor substrate plane) between the parallel light propagating in the z direction in the two-dimensional waveguide (x, z plane) and the light converging at the point (0, f) is Φ (x) = k 0 · n · {f−√ (x 2 + f 2 )} Here, since k 0 = 2π / λ n: effective refractive index, an element that gives phase modulation of Φ (x) on the x-axis Is a lens having a focal length f. Here, if the thickness of the Fresnel lens is L and the difference between the effective refractive index of the lens region and that of the surrounding region is Δn, the phase shift when L is thin is the product of L and Δn. Is the thickness distribution L (x) = L max [Φ (x) / (2π + 1)] Δn = const or the refractive index distribution is Δn (x) = Δn max [Φ (x) / ( 2π + 1)] L = const.

【0073】また、このようなフレネルレンズ16から
なるフレネルレンズアレイは、シリコン基板1の裏面の
光入射面1a上にレジスト膜を形成すると共に、このレ
ジスト膜に電子ビーム法またはフォトリソグラフィ法に
よって上式のフレネルレンズ形状に応じた露光量分布を
形成することにより、このレジスト膜に各フレネルレン
ズ16を作り込み、イオンビームエッチング法によりシ
リコン基板1の光入射面1aに転写することにより形成
できる。
In the Fresnel lens array including the Fresnel lens 16 as described above, a resist film is formed on the light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1, and the resist film is formed by an electron beam method or a photolithography method. By forming an exposure dose distribution according to the Fresnel lens shape of the formula, each Fresnel lens 16 is formed in this resist film and transferred to the light incident surface 1a of the silicon substrate 1 by the ion beam etching method.

【0074】上記増幅型半導体撮像装置は、第1実施形
態の場合と同様の効果に加えて、光入射面1aに照射さ
れる光が各フレネルレンズ16によってゲート領域5に
集光するので、迷光をなくすと共に光電変換効率を向上
させることができるようになる。また、このフレネルレ
ンズ16のフレネルレンズアレイは、シリコン基板1の
裏面の平坦な光入射面1a上に形成するので、シリコン
基板1の表面側のようにゲート電極7などの凹凸の影響
を受けることがなくなる。さらに、フレネルレンズ16
の光学的特性は、マスクパターンとエッチングによるパ
ターンニングによって一義的に定まるので、第4実施形
態に示したマイクロレンズ15のようにレンズの曲率を
熱処理工程によって得る必要がなくなり、この熱処理工
程の不安定さに起因する光学的特性のバラツキが発生す
るようなこともなくなる。したがって、このフレネルレ
ンズ16は、マイクロレンズ15に比較しても、光学的
特性の揃った均一なものを容易かつ歩留り良く形成する
ことができる。
In the amplification type semiconductor image pickup device, in addition to the effect similar to that of the first embodiment, the light irradiated to the light incident surface 1a is condensed on the gate region 5 by each Fresnel lens 16, so that stray light is generated. And the photoelectric conversion efficiency can be improved. Further, since the Fresnel lens array of the Fresnel lens 16 is formed on the flat light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1, it is affected by the unevenness of the gate electrode 7 etc. like the front surface side of the silicon substrate 1. Disappears. Furthermore, Fresnel lens 16
Since the optical characteristics of the lens are uniquely determined by the mask pattern and the patterning by etching, it is not necessary to obtain the curvature of the lens by the heat treatment step as in the microlens 15 shown in the fourth embodiment, and this heat treatment step is not necessary. The occurrence of variations in optical characteristics due to stability is eliminated. Therefore, compared with the microlens 15, the Fresnel lens 16 can easily form a uniform lens having uniform optical characteristics with high yield.

【0075】図14〜図17は本発明の第7実施形態を
示すものであって、図14は増幅型半導体撮像装置の構
成を模式的に示す縦断面、図15は信号電荷蓄積時のポ
テンシャル分布図、図16は信号読み出し時のポテンシ
ャル分布図、図17は信号電荷排出時のポテンシャル分
布図である。なお、図1に示した第1実施形態と同様の
機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
14 to 17 show a seventh embodiment of the present invention. FIG. 14 is a vertical cross section schematically showing the structure of an amplification type semiconductor image pickup device, and FIG. 15 is a potential at the time of signal charge accumulation. FIG. 16 is a distribution diagram when a signal is read, and FIG. 16 is a potential distribution diagram when a signal charge is discharged. Note that constituent members having the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0076】本実施形態の増幅型半導体撮像装置の1画
素分の構造を図14に示す。この増幅型半導体撮像装置
は、キャリア濃度が約1.0×1014/cm3のp型の
シリコン基板1上にキャリア濃度が約3.0×1016
cm3のn-型のウエル層2が約0.8程度の厚さに形成
されている。このウエル層2の表層部に高濃度p+型の
ソース領域が形成されると共に、このソース領域を囲む
ように第1のゲート領域5として第1のゲート領域を覆
うように絶縁膜6が形成され、その上にn+ポリシリコ
ン膜による第1のゲート電極19が環状に60nm程度
の厚さに形成されている。さらに、第1のゲート領域
と、取り囲むように高濃度p+型のドレイン領域及び第
1のゲート領域に接するように、第2のゲート領域が形
成される。第2のゲート領域としてはn-型のウエル層
2の表層部に高濃度n+のリセットドレイン領域17が
形成されるとともに、リセットドレイン領域17を覆う
と共に第1のゲート領域部とリセットドレイン領域間で
ポテンシャルバリアが形成されるだけの幅ΔL(ΔL≧
1.0μm)を確保して、絶縁膜6上にn+ポリシリコ
ン膜による第2のゲート電極18が4500nm程度の
厚さにより形成される。したがって、本実施形態では、
シリコン基板1とウエル層2のpn接合の両側に生じる
空乏層の厚さが約8.95μmとなる。
The structure of one pixel of the amplification type semiconductor image pickup device of this embodiment is shown in FIG. This amplification type semiconductor imaging device has a carrier concentration of about 3.0 × 10 16 / on a p-type silicon substrate 1 having a carrier concentration of about 1.0 × 10 14 / cm 3.
A cm 3 n type well layer 2 is formed with a thickness of about 0.8. A high-concentration p + type source region is formed in the surface layer portion of the well layer 2, and an insulating film 6 is formed as a first gate region 5 so as to surround the source region and cover the first gate region. A first gate electrode 19 made of an n + polysilicon film is annularly formed thereon with a thickness of about 60 nm. Further, a second gate region is formed so as to be in contact with the first gate region, the high-concentration p + type drain region and the first gate region so as to surround the first gate region. As the second gate region, the high-concentration n + reset drain region 17 is formed on the surface layer portion of the n type well layer 2, and the reset drain region 17 is covered and the first gate region portion and the reset drain region are formed. The width ΔL (ΔL ≧
1.0 μm) is secured, and the second gate electrode 18 made of an n + polysilicon film is formed on the insulating film 6 with a thickness of about 4500 nm. Therefore, in this embodiment,
The depletion layer formed on both sides of the pn junction between the silicon substrate 1 and the well layer 2 has a thickness of about 8.95 μm.

【0077】本実施形態の増幅型半導体撮像装置は、図
1に示した第1実施形態の場合と同様に、研磨工程やリ
アクティブイオンエッチング技術によってシリコン基板
1の全体の層厚Wを光侵入深さと空乏層の厚さとの和以
下または空乏層の厚さ以下とする。ただし、光侵入深さ
は第1実施形態の場合と同じ約10μmであるが、空乏
層の厚さは約8.95μmとなるので、層厚Wは、これ
らの和である約18.95μm以下または空乏層の厚さ
による約8.95μm以下とする。また、この増幅型半
導体撮像装置は、薄膜化したシリコン基板1の裏面を光
入射面1aとする。
As in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, the amplification type semiconductor image pickup device of the present embodiment allows the entire layer thickness W of the silicon substrate 1 to optically penetrate by the polishing process and the reactive ion etching technique. The depth is less than or equal to the sum of the thickness of the depletion layer or less than or equal to the thickness of the depletion layer. However, the depth of light penetration is about 10 μm as in the first embodiment, but the thickness of the depletion layer is about 8.95 μm, so the layer thickness W is about 18.95 μm or less, which is the sum of these. Alternatively, it is about 8.95 μm or less depending on the thickness of the depletion layer. Further, in this amplification type semiconductor imaging device, the back surface of the thinned silicon substrate 1 is used as the light incident surface 1a.

【0078】上記増幅型半導体撮像装置はシリコン基板
1の厚さによらず形成可能であるが、特にシリコン基板
1が薄い場合にこの基板に電位を与えるための配線の接
続が難しいため、このような配線を必要としない点で本
装置の構造は優れている。
The above-mentioned amplification type semiconductor image pickup device can be formed regardless of the thickness of the silicon substrate 1. However, since it is difficult to connect the wiring for applying a potential to this substrate especially when the silicon substrate 1 is thin, The structure of this device is excellent in that no special wiring is required.

【0079】上記増幅型半導体撮像装置の信号電荷蓄積
時と信号読み出し時と信号電荷排出時の動作を図15〜
図17のポテンシャル分布に基づいて詳細に説明する。
なお、これらの図15〜図17では、図14bに示した
ゲート領域5のA−A断面を右側に示し、第2ゲート電
極18によるポテンシャルバリアの領域のB−B断面を
左側に示している。
The operations of the amplification type semiconductor image pickup device at the time of signal charge storage, signal read and signal charge discharge will be described with reference to FIGS.
Details will be described based on the potential distribution in FIG.
15 to 17, the AA cross section of the gate region 5 shown in FIG. 14b is shown on the right side, and the BB cross section of the potential barrier region by the second gate electrode 18 is shown on the left side. .

【0080】信号電荷蓄積時には、図15に示すよう
に、第1ゲート電極19に高電圧(5V程度)の電圧V
GA(H)を印加し、第2ゲート電極18に中電圧(−1
V程度)の電圧VGB(M)を印加する。この状態で、シ
リコン基板1の裏面の光入射面1aから光が入射する
と、pn接合の空乏層で光電変換により電子と正孔の対
の光電変換キャリアが発生する。このうちの正孔は、直
ちにドレイン領域4に流出するが、電子は、第1ゲート
電極19の下層のゲート領域5に蓄積される。したがっ
て、このゲート領域5のポテンシャル分布は、図示右側
に示すように信号電荷(電子)が蓄積されることにより
の状態からの状態に上昇する。ただし、この場合に
も、信号電荷が蓄積されたの状態のボトムポテンシャ
ルは、図示左側に示す第2ゲート電極18下のボトムポ
テンシャルとの間に電位差ΔφABを有するので、この電
位差ΔφABが十分に大きい間は信号電荷がゲート領域5
に留まる。しかし、信号電荷の蓄積が過剰になり電位差
ΔφABが小さくなると、この信号電荷がポテンシャルバ
リアを超えてリセットドレイン領域17に流出するよう
になる。したがって、強い光の照射により信号電荷が過
剰に蓄積されると、オーバーフローによってこの過剰な
信号電荷を放出できるので、ブルーミングの抑制が可能
となる。
At the time of accumulating the signal charges, as shown in FIG. 15, a high voltage (about 5 V) voltage V is applied to the first gate electrode 19.
GA (H) is applied to the second gate electrode 18 at a medium voltage (-1
A voltage VGB (M) of about V) is applied. In this state, when light enters from the light incident surface 1a on the back surface of the silicon substrate 1, photoelectric conversion carriers of electron-hole pairs are generated by photoelectric conversion in the depletion layer of the pn junction. The holes among them immediately flow out to the drain region 4, while the electrons are accumulated in the gate region 5 below the first gate electrode 19. Therefore, the potential distribution of the gate region 5 rises from the state due to the accumulation of signal charges (electrons) as shown on the right side of the drawing. However, also in this case, since the bottom potential in the state where the signal charges are accumulated has a potential difference ΔφAB between the bottom potential and the bottom potential under the second gate electrode 18 shown on the left side in the figure, this potential difference ΔφAB is sufficiently large. The signal charge is in the gate region 5 between
Stay in. However, when the accumulation of signal charges becomes excessive and the potential difference ΔφAB becomes small, the signal charges exceed the potential barrier and flow out to the reset drain region 17. Therefore, when the signal charges are excessively accumulated due to the irradiation of strong light, the excess signal charges can be released by overflow, so that blooming can be suppressed.

【0081】次に、信号読み出し時には、図16に示す
ように、選択画素の第1ゲート電極19に低電圧(−3
V程度)の電圧VGA(L)を印加する。すると、図示右
側に示すゲート領域5のポテンシャル分布が引き上げら
れて、信号電荷が蓄積されていない場合にはの状態と
なり、光電変換キャリアが蓄積されている場合にはの
状態となる。また、このときには、第2ゲート電極18
にも低電圧(−5V程度)の電圧VGB(L)を印加する
ので、図示左側に示す第2ゲート電極18下のポテンシ
ャル分布も引き上げられて、信号電荷が蓄積されたの
状態のボトムポテンシャルとの間に電位差ΔφABのポテ
ンシャルバリアが形成され、この信号電荷がリセットド
レイン領域17に流出するのを阻止する。そして、この
ときの信号電荷の蓄積の有無によるウエル層2の表面ポ
テンシャルの変化をソース電極8の電位変化として読み
出せば、入射光量に応じた出力信号を得ることができ
る。
Next, at the time of reading a signal, as shown in FIG. 16, a low voltage (-3) is applied to the first gate electrode 19 of the selected pixel.
A voltage VGA (L) of about V) is applied. Then, the potential distribution of the gate region 5 shown on the right side of the drawing is raised, and the state becomes when the signal charges are not accumulated, and becomes the state when the photoelectric conversion carriers are accumulated. At this time, the second gate electrode 18
Since the low voltage (about -5 V) VGB (L) is also applied to it, the potential distribution under the second gate electrode 18 shown on the left side of the drawing is also raised, and the bottom potential in the state where the signal charges are accumulated is obtained. A potential barrier having a potential difference ΔφAB is formed between the two, and this signal charge is prevented from flowing out to the reset drain region 17. Then, if the change in the surface potential of the well layer 2 due to the presence or absence of the accumulation of signal charges at this time is read as the change in the potential of the source electrode 8, an output signal according to the amount of incident light can be obtained.

【0082】ここで、図15に示した信号電荷が蓄積さ
れたの状態のウエル層2の表面ポテンシャルをΔφA
(Sto)とし、図16に示した信号電荷が蓄積されていな
いの状態のウエル層2の表面ポテンシャルをΔφA(De
t)とすると、信号電荷蓄積時の全画素および信号読み出
し時の非選択画素の第1ゲート電極19に印加される高
電圧の電圧VGA(H)と、信号読み出し時の選択画素の
第1ゲート電極19に印加される低電圧の電圧VGA
(L)とは、常にΔφA(Det)>ΔφA(Sto)の関係が成立
するような電圧に選定される。したがって、図14に示
すソース電極8が複数画素に共通に接続されていても、
選択画素についてのウエル層2の表面ポテンシャルをこ
のソース電極8から確実に検出することができる。
Here, the surface potential of the well layer 2 in the state where the signal charges shown in FIG.
(Sto), the surface potential of the well layer 2 shown in FIG. 16 in the state where the signal charges are not accumulated is ΔφA (De
t), a high-voltage voltage VGA (H) applied to the first gate electrodes 19 of all pixels at the time of signal charge accumulation and non-selected pixels at the time of signal readout, and the first gate of the selected pixel at the time of signal readout. Low voltage VGA applied to electrode 19
(L) is selected as a voltage such that the relationship of ΔφA (Det)> ΔφA (Sto) is always established. Therefore, even if the source electrode 8 shown in FIG. 14 is commonly connected to a plurality of pixels,
The surface potential of the well layer 2 for the selected pixel can be reliably detected from the source electrode 8.

【0083】さらに、信号電荷排出時には、図17に示
すように、第1ゲート電極19に低電圧として例えば信
号読み出し時の選択画素と同じ電圧VGA(L)を印加
し、第2ゲート電極18に高電圧(5V程度)の電圧V
GB(H)を印加する。すると、図示左側に示す第2ゲー
ト電極18下のボトムポテンシャルは、図示右側に示す
ゲート領域5の信号電荷が蓄積されていないの状態の
ボトムポテンシャルよりも十分に低くなる(電位差−Δ
φAB)ので、このゲート領域5に蓄積された信号電荷は
全て第2ゲート電極18下の領域を通ってリセットドレ
イン領域17に排出される。即ち、信号読み出し時には
蓄積された信号電荷を非破壊読み出しするので、この信
号電荷排出時の動作で各画素の画像情報をリセットする
ことにより、信号電荷の蓄積期間ごとに改めて入射光量
に応じた信号電荷の蓄積を行うことができるようにな
る。また、信号電荷の蓄積期間中にこの信号電荷排出時
の動作を実行すれば、実質的な蓄積期間を短縮すること
ができるので、いわゆる電子シャッタ動作を行うことが
できる。
Further, at the time of discharging the signal charges, as shown in FIG. 17, the same voltage VGA (L) as that of the selected pixel at the time of signal reading is applied to the first gate electrode 19 as a low voltage, and the second gate electrode 18 is applied. High voltage (about 5V) voltage V
Apply GB (H). Then, the bottom potential under the second gate electrode 18 shown on the left side in the figure becomes sufficiently lower than the bottom potential in the state shown in the right side in the figure in which the signal charges in the gate region 5 are not accumulated (potential difference −Δ).
φAB), all the signal charges accumulated in the gate region 5 are discharged to the reset drain region 17 through the region below the second gate electrode 18. That is, since the accumulated signal charge is nondestructively read during signal reading, the image information of each pixel is reset by the operation when discharging the signal charge, so that the signal corresponding to the incident light amount is re-established for each signal charge accumulation period. It becomes possible to accumulate charges. Further, if the operation at the time of discharging the signal charges is executed during the accumulation period of the signal charges, the substantial accumulation period can be shortened, so that a so-called electronic shutter operation can be performed.

【0084】上記増幅型半導体撮像装置は、第1実施形
態の場合と同様の効果に加えて、ゲート領域5に蓄積さ
れた信号電荷を第2ゲート電極18の制御によりリセッ
トドレイン領域17に排出して画素の画像情報をリセッ
トするための実用的な構造を提供する。
In addition to the same effect as in the first embodiment, the amplification type semiconductor image pickup device discharges the signal charge accumulated in the gate region 5 to the reset drain region 17 by controlling the second gate electrode 18. To provide a practical structure for resetting the image information of a pixel.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、照射光を
半導体基板の裏面から入射するので、半導体基板の表面
のゲート電極を厚く形成して駆動周波数を向上させるこ
とが容易となる。また、ゲート電極などの凹凸により光
が散乱して光損失が多くなったり、画素ごとの入射光量
が不均一になることもなくなる。さらに、マイクロレン
ズやフレネルレンズおよび分光フィルタなどを半導体基
板の裏面の平坦な光入射面に形成できるので、これらの
光学的特性を容易に均一化できる。
As described above, according to the present invention, since the irradiation light is incident from the back surface of the semiconductor substrate, it becomes easy to form a thick gate electrode on the front surface of the semiconductor substrate to improve the driving frequency. Further, light is not scattered due to unevenness of the gate electrode or the like, and light loss is not increased, and the amount of incident light for each pixel is not uneven. Furthermore, since a microlens, a Fresnel lens, a spectral filter, etc. can be formed on the flat light-incident surface of the back surface of the semiconductor substrate, these optical characteristics can be easily made uniform.

【0086】また、半導体基板を薄膜化することによ
り、光電変換キャリアの拡散によるスミア特性の悪化を
防止すると共に、入射光を確実に空乏層で光電変換させ
ることにより、短波長領域の感度が低下するようなこと
がなくなる。
Further, by thinning the semiconductor substrate, deterioration of smear characteristics due to diffusion of photoelectric conversion carriers is prevented, and incident light is surely photoelectrically converted in the depletion layer, whereby sensitivity in the short wavelength region is lowered. There is nothing to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態を示すものであって、増
幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す縦断面であ
る。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view schematically showing the configuration of an amplification type semiconductor imaging device.

【図2】本発明の第1実施形態を示すものであって、増
幅型半導体撮像装置の製造プロセスを説明するための縦
断面図である。
FIG. 2 shows the first embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the amplification type semiconductor imaging device.

【図3】本発明の第1実施形態を示すものであって、図
2の増幅型半導体撮像装置に支持基板を張り合わせたと
きの縦断面図である。
3 shows the first embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view when a supporting substrate is attached to the amplification type semiconductor imaging device of FIG.

【図4】本発明の第1実施形態を示すものであって、図
3の増幅型半導体撮像装置のシリコン基板を薄膜化した
ときの縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the first embodiment of the present invention when the amplification type semiconductor image pickup device of FIG. 3 is thinned into a silicon substrate.

【図5】本発明の第1実施形態を示すものであって、図
4の増幅型半導体撮像装置に可視光透過性ガラス板を接
着したときの縦断面図である。
5 shows the first embodiment of the present invention, and is a vertical cross-sectional view when a visible light transmitting glass plate is bonded to the amplification type semiconductor imaging device of FIG.

【図6】本発明の第1実施形態を示すものであって、図
5の増幅型半導体撮像装置から支持基板を取り除いたと
きの縦断面図である。
6 is a vertical cross-sectional view showing the first embodiment of the present invention when a supporting substrate is removed from the amplification type semiconductor imaging device of FIG. 5. FIG.

【図7】本発明の第1実施形態を示すものであって、増
幅型半導体撮像装置のポテンシャル分布図である。
FIG. 7 shows the first embodiment of the present invention and is a potential distribution diagram of an amplification type semiconductor imaging device.

【図8】本発明の第2実施形態を示すものであって、増
幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す縦断面図であ
る。
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view schematically showing the configuration of an amplification type semiconductor imaging device.

【図9】本発明の第2実施形態を示すものであって、増
幅型半導体撮像装置の他の構成を模式的に示す縦断面図
である。
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention and is a vertical cross-sectional view schematically showing another configuration of the amplification type semiconductor imaging device.

【図10】本発明の第3実施形態を示すものであって、
増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す縦断面図で
ある。
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention,
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of an amplification type semiconductor imaging device typically.

【図11】本発明の第4実施形態を示すものであって、
増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す縦断面図で
ある。
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention,
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of an amplification type semiconductor imaging device typically.

【図12】本発明の第5実施形態を示すものであって、
増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す縦断面図で
ある。
FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention,
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of an amplification type semiconductor imaging device typically.

【図13】本発明の第6実施形態を示すものであって、
増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す縦断面図で
ある。
FIG. 13 shows a sixth embodiment of the present invention,
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of an amplification type semiconductor imaging device typically.

【図14】本発明の第7実施形態を示すものであって、
aは増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す平面
図、bはそのA’−A’縦断面図である。
FIG. 14 shows a seventh embodiment of the present invention,
a is a plan view schematically showing the configuration of an amplification type semiconductor imaging device, and b is a vertical sectional view taken along the line A'-A '.

【図15】本発明の第7実施形態を示すものであって、
信号電荷蓄積時のポテンシャル分布図である。
FIG. 15 shows a seventh embodiment of the present invention,
It is a potential distribution diagram at the time of signal charge accumulation.

【図16】本発明の第7実施形態を示すものであって、
信号読み出し時のポテンシャル分布図である。
FIG. 16 shows a seventh embodiment of the present invention,
It is a potential distribution diagram at the time of signal reading.

【図17】本発明の第7実施形態を示すものであって、
信号電荷排出時のポテンシャル分布図である。
FIG. 17 shows a seventh embodiment of the present invention,
It is a potential distribution diagram at the time of discharging a signal charge.

【図18】従来例を示すものであって、増幅型半導体撮
像装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
FIG. 18 is a vertical cross-sectional view showing a conventional example and schematically showing the configuration of an amplification type semiconductor imaging device.

【図19】従来例を示すものであって、マイクロレンズ
を設けた増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す縦
断面図である。
FIG. 19 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an amplification type semiconductor imaging device provided with a microlens, showing a conventional example.

【図20】従来例を示すものであって、分光フィルタを
設けた増幅型半導体撮像装置の構成を模式的に示す縦断
面図である。
FIG. 20 is a vertical cross-sectional view showing a conventional example and schematically showing the configuration of an amplification type semiconductor imaging device provided with a spectral filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 1a 光入射面 2 ウエル層 3 ソース領域 4 ドレイン領域 5 ゲート領域 6 絶縁膜 7 ゲート電極 14 反射防止膜 13 可視光透過性ガラス板 15 マイクロレンズ 16 フレネルレンズ 17 リセットドレイン領域 18 第2ゲート電極 19 第1ゲート電極 1 Silicon substrate 1a Light incident surface 2 Well layer 3 Source region 4 Drain region 5 Gate region 6 Insulating film 7 Gate electrode 14 Antireflection film 13 Visible light transmissive glass plate 15 Microlens 16 Fresnel lens 17 Reset drain region 18 Second gate Electrode 19 First gate electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板上に第2導電型
半導体層の半導体ウエル層が形成されると共に、該半導
体ウエル層の表層部に高濃度第1導電型半導体層のソー
ス領域とドレイン領域がそれぞれ形成され、該ソース領
域とドレイン領域の間のゲート領域の表面に絶縁膜を介
してゲート電極が形成された増幅型半導体撮像装置にお
いて、 該半導体基板の裏面を光入射面とすると共に、該半導体
基板の層厚が、 該半導体基板と該半導体ウエル層とのpn接合により生
じる空乏層の裏面側の端と該半導体基板の裏面との間の
距離をd1とし、 該光入射面に入射される光の波長に対する光侵入深さを
d2とした場合に、 d1≦d2 の条件を満たす厚さに形成された増幅型半導体撮像装
置。
1. A semiconductor well layer of a second conductivity type semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a source region of a high concentration first conductivity type semiconductor layer is formed on a surface layer portion of the semiconductor well layer. In an amplification type semiconductor imaging device in which a drain region is formed and a gate electrode is formed on an upper surface of a gate region between the source region and the drain region via an insulating film, a back surface of the semiconductor substrate is used as a light incident surface. At the same time, the layer thickness of the semiconductor substrate is such that the distance between the rear surface side end of the depletion layer generated by the pn junction between the semiconductor substrate and the semiconductor well layer and the rear surface of the semiconductor substrate is d1. An amplification type semiconductor imaging device formed to have a thickness satisfying a condition of d1≤d2, where d2 is a light penetration depth with respect to a wavelength of light incident on the.
【請求項2】 第1導電型の半導体基板上に第2導電型
半導体層の半導体ウエル層が形成されると共に、該半導
体ウエル層の表層部に高濃度第1導電型半導体層のソー
ス領域とドレイン領域がそれぞれ形成され、該ソース領
域とドレイン領域の間のゲート領域の表面に絶縁膜を介
してゲート電極が形成された増幅型半導体撮像装置にお
いて、 該半導体基板の裏面を光入射面とすると共に、該半導体
基板の層厚が、該半導体ウエル層とのpn接合により生
じる空乏層が該半導体基板の裏面まで達する厚さに形成
された増幅型半導体撮像装置。
2. A semiconductor well layer of a second conductivity type semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate of the first conductivity type, and a source region of the high-concentration first conductivity type semiconductor layer is formed on a surface layer portion of the semiconductor well layer. In an amplification type semiconductor imaging device in which a drain region is formed and a gate electrode is formed on an upper surface of a gate region between the source region and the drain region via an insulating film, a back surface of the semiconductor substrate is used as a light incident surface. At the same time, the amplification type semiconductor imaging device is formed such that the layer thickness of the semiconductor substrate is such that a depletion layer generated by a pn junction with the semiconductor well layer reaches the back surface of the semiconductor substrate.
【請求項3】 前記半導体基板の表面側の前記電極また
は絶縁膜が、前記半導体基板の裏面の光入射面に入射さ
れる光の波長に対して高反射率を有する金属反射膜また
は誘電体反射膜によって形成された請求項1または2記
載の増幅型半導体撮像装置。
3. The metal reflection film or the dielectric reflection film, wherein the electrode or the insulating film on the front surface side of the semiconductor substrate has a high reflectance with respect to the wavelength of light incident on the light incident surface on the back surface of the semiconductor substrate. The amplification type semiconductor image pickup device according to claim 1, which is formed of a film.
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003504856A (en) * 1999-07-02 2003-02-04 ディジラッド・コーポレーション Indirect back contact for semiconductor devices
WO2004107447A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-09 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensing apparatus and method of manufacturing the same
JP2005501423A (en) * 2001-08-31 2005-01-13 アトメル グルノーブル ソシエテ アノニム Method of manufacturing a color image sensor having a pad and a support substrate to which the pad is soldered
JP2007221134A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Photo-sensor and pixel array using backside illumination and method of forming photo-sensor
JP2008135780A (en) * 2008-02-08 2008-06-12 Sony Corp Method of manufacturing x-y address type solid state imaging element
JP2008135721A (en) * 2006-10-31 2008-06-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
JP2008172580A (en) * 2007-01-12 2008-07-24 Toshiba Corp Solid-state imaging element, and solid-state imaging apparatus
JP2008177587A (en) * 2008-02-08 2008-07-31 Sony Corp X-y address type solid state imaging element
JP2008530801A (en) * 2005-02-11 2008-08-07 サーノフ コーポレーション Back-illuminated imaging device and manufacturing method thereof
JP2009008537A (en) * 2007-06-28 2009-01-15 Fujifilm Corp Range image device and imaging device
JP2009014459A (en) * 2007-07-03 2009-01-22 Hamamatsu Photonics Kk Backside-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device
US7547927B2 (en) 2001-07-11 2009-06-16 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US7582503B2 (en) 2002-03-19 2009-09-01 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
KR100919964B1 (en) * 2001-08-31 2009-10-01 아트멜 그르노블 에스아 Color image sensor on transparent substrate and method for making same
JP2010040621A (en) * 2008-08-01 2010-02-18 Toshiba Corp Solid-state imaging device, and method of manufacturing the same
US7701029B2 (en) 2002-05-20 2010-04-20 Sony Corporation Solid-state image pickup device
JP2011142330A (en) * 2011-02-09 2011-07-21 Sony Corp Solid-state image sensor, camera module and electronic equipment module
JP2012129552A (en) * 2012-03-16 2012-07-05 Sony Corp Solid state image element
US8264673B2 (en) 2007-07-03 2012-09-11 Hamamatsu Photonics K.K. Back-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device
US8486804B2 (en) 2006-10-31 2013-07-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
JP2013179334A (en) * 2007-06-29 2013-09-09 Intellectual Venturesii Llc Method of operating backside illumination image sensor
CN108321162A (en) * 2018-02-05 2018-07-24 湖南师范大学 Improve the bipolar structure optical grid pixel device and preparation method thereof of blue light quick response

Cited By (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003504856A (en) * 1999-07-02 2003-02-04 ディジラッド・コーポレーション Indirect back contact for semiconductor devices
US9443897B2 (en) 2001-07-11 2016-09-13 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US8552483B2 (en) 2001-07-11 2013-10-08 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US7547927B2 (en) 2001-07-11 2009-06-16 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US8471317B2 (en) 2001-07-11 2013-06-25 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US8604575B2 (en) 2001-07-11 2013-12-10 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US8994083B2 (en) 2001-07-11 2015-03-31 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US8623690B2 (en) 2001-07-11 2014-01-07 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US8519460B2 (en) 2001-07-11 2013-08-27 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US9455293B2 (en) 2001-07-11 2016-09-27 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
US7592644B2 (en) 2001-07-11 2009-09-22 Sony Corporation X-Y address type solid state image pickup device and method of producing the same
JP2005501423A (en) * 2001-08-31 2005-01-13 アトメル グルノーブル ソシエテ アノニム Method of manufacturing a color image sensor having a pad and a support substrate to which the pad is soldered
KR100919964B1 (en) * 2001-08-31 2009-10-01 아트멜 그르노블 에스아 Color image sensor on transparent substrate and method for making same
JP4733347B2 (en) * 2001-08-31 2011-07-27 イー2ブイ セミコンダクターズ Method of manufacturing color image sensor having pad and support substrate to which pad is soldered
US7638355B2 (en) 2002-03-19 2009-12-29 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US8362486B2 (en) 2002-03-19 2013-01-29 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US7582503B2 (en) 2002-03-19 2009-09-01 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US8623691B2 (en) 2002-03-19 2014-01-07 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US9530816B2 (en) 2002-03-19 2016-12-27 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US8969879B2 (en) 2002-03-19 2015-03-03 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US8035105B2 (en) 2002-03-19 2011-10-11 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US10263033B2 (en) 2002-03-19 2019-04-16 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US9859324B2 (en) 2002-03-19 2018-01-02 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US7755090B2 (en) 2002-03-19 2010-07-13 Sony Corporation Solid state image pickup device and method of producing solid state image pickup device
US7701029B2 (en) 2002-05-20 2010-04-20 Sony Corporation Solid-state image pickup device
US8084837B2 (en) 2002-05-20 2011-12-27 Sony Corporation Solid-state image pickup device
US8384178B2 (en) 2002-05-20 2013-02-26 Sony Corporation Solid-state image pickup device
US8466499B2 (en) 2002-05-20 2013-06-18 Sony Corporation Solid-state image pickup device
JP4497844B2 (en) * 2003-05-30 2010-07-07 キヤノン株式会社 Method for manufacturing solid-state imaging device
US7732238B2 (en) 2003-05-30 2010-06-08 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing an image sensing apparatus in which two members are bonded together
KR100755597B1 (en) * 2003-05-30 2007-09-06 캐논 가부시끼가이샤 Solid­state image sensing apparatus and method of manufacturing the same
CN100454563C (en) * 2003-05-30 2009-01-21 佳能株式会社 Solid-state image sensing apparatus and method of manufacturing the same
JP2004356536A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Canon Inc Solid state imaging apparatus and its fabricating process
WO2004107447A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-09 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensing apparatus and method of manufacturing the same
JP2008530801A (en) * 2005-02-11 2008-08-07 サーノフ コーポレーション Back-illuminated imaging device and manufacturing method thereof
JP2007221134A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Photo-sensor and pixel array using backside illumination and method of forming photo-sensor
US8486804B2 (en) 2006-10-31 2013-07-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
JP2008135721A (en) * 2006-10-31 2008-06-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device
JP2008172580A (en) * 2007-01-12 2008-07-24 Toshiba Corp Solid-state imaging element, and solid-state imaging apparatus
JP2009008537A (en) * 2007-06-28 2009-01-15 Fujifilm Corp Range image device and imaging device
JP2013179334A (en) * 2007-06-29 2013-09-09 Intellectual Venturesii Llc Method of operating backside illumination image sensor
US8477292B2 (en) 2007-07-03 2013-07-02 Hamamatsu Photonics K.K. Back-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device
US8264673B2 (en) 2007-07-03 2012-09-11 Hamamatsu Photonics K.K. Back-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device
US8665422B2 (en) 2007-07-03 2014-03-04 Hamamatsu Photonics K.K Back-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device
JP2009014459A (en) * 2007-07-03 2009-01-22 Hamamatsu Photonics Kk Backside-illuminated distance measuring sensor and distance measuring device
JP2008135780A (en) * 2008-02-08 2008-06-12 Sony Corp Method of manufacturing x-y address type solid state imaging element
JP2008177587A (en) * 2008-02-08 2008-07-31 Sony Corp X-y address type solid state imaging element
JP2010040621A (en) * 2008-08-01 2010-02-18 Toshiba Corp Solid-state imaging device, and method of manufacturing the same
JP2011142330A (en) * 2011-02-09 2011-07-21 Sony Corp Solid-state image sensor, camera module and electronic equipment module
JP2012129552A (en) * 2012-03-16 2012-07-05 Sony Corp Solid state image element
CN108321162A (en) * 2018-02-05 2018-07-24 湖南师范大学 Improve the bipolar structure optical grid pixel device and preparation method thereof of blue light quick response

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