JPS58123760A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS58123760A JPS58123760A JP57007185A JP718582A JPS58123760A JP S58123760 A JPS58123760 A JP S58123760A JP 57007185 A JP57007185 A JP 57007185A JP 718582 A JP718582 A JP 718582A JP S58123760 A JPS58123760 A JP S58123760A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14875—Infrared CCD or CID imagers
Landscapes
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（６）発明の技術分野
本発明は一次元あるいは二次元の固体撮像装置に関し、
特に受光素子を構成する感光部すなわち画素がシシツシ
キーパリャ構成となっているものに関する。
特に受光素子を構成する感光部すなわち画素がシシツシ
キーパリャ構成となっているものに関する。
（Ａ） 技術の背景
固体撮像装置、特に赤外線用の一次元あるいは二次元撮
像装置のうちで、受光素子を、例えばシリコン（Ｓｉ）
基板の一生面上に例えばプラチナ（Ｐｔ）あるいは金（
ムＵ）を被着させることによって構成したいわゆるシ冒
ツ）キーパリヤ型光上ンサがある。この種の光センナす
なわち撮像装置は、例えばＪＯｌｔｒＭｌ ｏｆ ｇｏ
ｌｉｄ −５ｔｔｌｅ □１ｒｅｕ！ｉｓ Ｙｏｎ、
、 ｇＱ−１１、Ｐｋｈｌ−ＩＰｅｂｒｔｉａｒｙ、
１９７６ｅ Ｐ、 １８９〜１４６に発表されたもので
、このうち−次元上ンサを例にとって見れば、該センサ
すなわち固体撮像装置の要部断面図は第１図に見られる
ようなものとなる。
像装置のうちで、受光素子を、例えばシリコン（Ｓｉ）
基板の一生面上に例えばプラチナ（Ｐｔ）あるいは金（
ムＵ）を被着させることによって構成したいわゆるシ冒
ツ）キーパリヤ型光上ンサがある。この種の光センナす
なわち撮像装置は、例えばＪＯｌｔｒＭｌ ｏｆ ｇｏ
ｌｉｄ −５ｔｔｌｅ □１ｒｅｕ！ｉｓ Ｙｏｎ、
、 ｇＱ−１１、Ｐｋｈｌ−ＩＰｅｂｒｔｉａｒｙ、
１９７６ｅ Ｐ、 １８９〜１４６に発表されたもので
、このうち−次元上ンサを例にとって見れば、該センサ
すなわち固体撮像装置の要部断面図は第１図に見られる
ようなものとなる。
この第ｔｖＪにおいて、たとえばｐＷｊの半導体基板（
例えば８り１の一生面上の所定の場所には上述したよう
にｐｔあるいは割を材料とするシ冒ットキーー素電極２
が被着接触されており、低温例えば７７″にでは該画素
電極！直下の半導体面には例えば盲とｐ型８ｉとの組合
わせではＯｊ！釦マ程度のショットキーバリヤができる
ため、その附近には空乏層８が形成される。
例えば８り１の一生面上の所定の場所には上述したよう
にｐｔあるいは割を材料とするシ冒ットキーー素電極２
が被着接触されており、低温例えば７７″にでは該画素
電極！直下の半導体面には例えば盲とｐ型８ｉとの組合
わせではＯｊ！釦マ程度のショットキーバリヤができる
ため、その附近には空乏層８が形成される。
ここで基板１の裏面１ａ１１から矢印イ方向に赤外線を
入射せしめると、該赤外線は例えばＰ型のシリコン基板
中を透過して、上記ショットキーバリヤ部分に入射する
。かくすればシロットキーバリ７部分で行われる光電変
換によって、電子と正孔の対がショットキー画素電極２
中で作られるのであるが、このうち正孔は空乏層８を横
切？て矢印へ方向に流れ去り、その結果画素電極２中で
は電子が残されて累積されてくる。
入射せしめると、該赤外線は例えばＰ型のシリコン基板
中を透過して、上記ショットキーバリヤ部分に入射する
。かくすればシロットキーバリ７部分で行われる光電変
換によって、電子と正孔の対がショットキー画素電極２
中で作られるのであるが、このうち正孔は空乏層８を横
切？て矢印へ方向に流れ去り、その結果画素電極２中で
は電子が残されて累積されてくる。
ところが上記画素電極２は該電＠２に隣接して形成され
ている基板と逆導電型の襲＋型不純物ドープ層６と電気
的に接続されているので、前記の画素電極２中で増加し
た電子（負電荷）は上記不純物ドープ層６中に流れ込む
のであるが、この電子は、等価的には不純物ドープ層Ｓ
と基板１との間に形成される空乏層９が有する空乏層容
量−と、酵空乏層９につながって生じている前記シ冒ッ
トキーパリア部の空乏層容量ＣＩに蓄積されることにな
る。
ている基板と逆導電型の襲＋型不純物ドープ層６と電気
的に接続されているので、前記の画素電極２中で増加し
た電子（負電荷）は上記不純物ドープ層６中に流れ込む
のであるが、この電子は、等価的には不純物ドープ層Ｓ
と基板１との間に形成される空乏層９が有する空乏層容
量−と、酵空乏層９につながって生じている前記シ冒ッ
トキーパリア部の空乏層容量ＣＩに蓄積されることにな
る。
この蓄積された電子は、移送ゲート６に、端子１３を介
して正の電圧ｖテカ印′：加されると、該移送ゲート６
直下にチャンネルが生じるので、矢印二方向に流れ、電
荷転送装置（以下ＯＣＤと称する）の転送電極７直下の
空乏層１０または電位の井戸中に流入し、端子１４を介
して印加される転送電圧糾によって、上記００Ｄの長手
方向、すなわち第１図では断面に垂直な方向に転送され
て読み出される０ （Ｃ） 従来技術と問題点 ところでこのようなシロットキー画素電極２を有する固
体撮像装置では、それに用いられるシ冒ツシキー画素電
極２の厚さがたかだか１００人程度にすぎないために、
当該シ冒ツシキーパリア部に矢印イのように入射した光
（赤外ＩＩ）はたやすくシ曹ットキー璽素電極２を矢印
田で示したように透過する。ただし第１ｗＪ中の８は例
えば二酸化シリコン（８１０１）のような口縁膜である
。
して正の電圧ｖテカ印′：加されると、該移送ゲート６
直下にチャンネルが生じるので、矢印二方向に流れ、電
荷転送装置（以下ＯＣＤと称する）の転送電極７直下の
空乏層１０または電位の井戸中に流入し、端子１４を介
して印加される転送電圧糾によって、上記００Ｄの長手
方向、すなわち第１図では断面に垂直な方向に転送され
て読み出される０ （Ｃ） 従来技術と問題点 ところでこのようなシロットキー画素電極２を有する固
体撮像装置では、それに用いられるシ冒ツシキー画素電
極２の厚さがたかだか１００人程度にすぎないために、
当該シ冒ツシキーパリア部に矢印イのように入射した光
（赤外ＩＩ）はたやすくシ曹ットキー璽素電極２を矢印
田で示したように透過する。ただし第１ｗＪ中の８は例
えば二酸化シリコン（８１０１）のような口縁膜である
。
この透過光量は入射光量の３０−にも達するので前記光
電変換を生ぜしめる上から見れば入射光が充分に活用さ
れていないということ、ならびに電□）。
電変換を生ぜしめる上から見れば入射光が充分に活用さ
れていないということ、ならびに電□）。
荷容量が少ないということなどの欠点があった。
（４発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鐙みてなされたものでシリコ
ン基板１の裏面からシ曹ットキーパリャ部に入射して透
過する光を再びシ曹ット中−パリヤ部に戻して入射光の
効率的な利用をし、感度を高め、かつ蓄積電荷容量が大
きいシ曹ツシキーパリャ型の固体撮像装置を提供するこ
とを目的とするものである。
ン基板１の裏面からシ曹ットキーパリャ部に入射して透
過する光を再びシ曹ット中−パリヤ部に戻して入射光の
効率的な利用をし、感度を高め、かつ蓄積電荷容量が大
きいシ曹ツシキーパリャ型の固体撮像装置を提供するこ
とを目的とするものである。
（−） 発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、半導体基板の一主面
上に該基板と接触するシ璽ットキーー素電極を設け、験
画素電極の上面に絶ｍｓを介して前記主面と反対の基板
面から入射して上記シ曹ットキーー素電極を透過した光
を反射し、しかも一定電位に固定された金属反射膜を形
成したことを特徴とする固体撮像装置を提供することに
よって達成される。
上に該基板と接触するシ璽ットキーー素電極を設け、験
画素電極の上面に絶ｍｓを介して前記主面と反対の基板
面から入射して上記シ曹ットキーー素電極を透過した光
を反射し、しかも一定電位に固定された金属反射膜を形
成したことを特徴とする固体撮像装置を提供することに
よって達成される。
ω 発明の実施例
以下本発明の一実施例について図面を用いて詳述する。
第２図は本発明に係るシ曹ットキーパリャ型ノ固体撮像
装電の構造を示す要部断面図であって、第１図と同等部
位には同一符号を付す。
装電の構造を示す要部断面図であって、第１図と同等部
位には同一符号を付す。
この本発明の固体撮像装置が第１図の従来のものと異な
るところは、シ曹ット午−−素電極２の上面に絶縁１１
Ｂを介して別の金属反射膜４が配設されている点であっ
て、矢印イ方向に赤外線が裏面入射し、シ１ツシキーパ
リγ部で電子正孔対を作った後に該赤外線の３０襲程度
が当該シロットキーパリャ部を透過しても、そこには反
射鏡としての役割を演する金属反射膜４が存在している
ために、当該透過赤外線は再びシ璽ツ）キーバリヤ部に
反射されて入射し、新たな電子正孔対を作る。
るところは、シ曹ット午−−素電極２の上面に絶縁１１
Ｂを介して別の金属反射膜４が配設されている点であっ
て、矢印イ方向に赤外線が裏面入射し、シ１ツシキーパ
リγ部で電子正孔対を作った後に該赤外線の３０襲程度
が当該シロットキーパリャ部を透過しても、そこには反
射鏡としての役割を演する金属反射膜４が存在している
ために、当該透過赤外線は再びシ璽ツ）キーバリヤ部に
反射されて入射し、新たな電子正孔対を作る。
そしてこのうちの正孔はやはり矢印ハに沿って基板１の
バルク方向に空乏層８を横切って抜は出るのであ゛るが
電子はショットキー画素電極２中に残される。
バルク方向に空乏層８を横切って抜は出るのであ゛るが
電子はショットキー画素電極２中に残される。
しかしシ冒ットキー璽素電極２はやはりｃ型の不純物ド
ープ層６とつながっているために、上記電子は当該不純
物ドープ層中６に流れ込む。
ープ層６とつながっているために、上記電子は当該不純
物ドープ層中６に流れ込む。
ところでこの揚台においてもやはりシ目ットキーパリャ
部周辺の静電容量は電荷蓄積容量として働くのであるが
、前記金属反射膜４とシ曹ットキ−画素電極２との間に
は第２図中においてＣとして示しただけの静電容量が余
分に形成されておりこの新しい容量Ｃ！もまた電荷蓄積
効果を生じるものとなる。なおこのために金属反射膜４
の電位は固定（第２図では接地電位）とされている必要
がある。
部周辺の静電容量は電荷蓄積容量として働くのであるが
、前記金属反射膜４とシ曹ットキ−画素電極２との間に
は第２図中においてＣとして示しただけの静電容量が余
分に形成されておりこの新しい容量Ｃ！もまた電荷蓄積
効果を生じるものとなる。なおこのために金属反射膜４
の電位は固定（第２図では接地電位）とされている必要
がある。
すなわち金属反射膜４を配設したことによって裏面入射
して来た赤外線は光電変換を起こさせる上で１００−利
用できることになり、その上に電荷蓄積効果が一層向上
する結果となる。
して来た赤外線は光電変換を起こさせる上で１００−利
用できることになり、その上に電荷蓄積効果が一層向上
する結果となる。
このように容量ｑが付は加わったために一層大きな量の
蓄積がなされるようになった電荷は、端子１３を介して
移送電極６に電圧■が印加されるとやはり該移送電極６
の直下に生じるチャンネル中を矢印二方向に移送されて
ＯＯＤの転送電極直下の空乏層１０中に流入し、ＯＯＤ
の長手方向に転送されて読み出されるのであるが、上記
のように赤外線が１００％利用されるようになる上に電
荷蓄積容量が増加しているために、この第２図の固体撮
像装置は高感度のものとなり、しかも飽和露光（ｆ）発
明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明に係る固体撮像装
置は、わずかな構造上の教養を行なっただけで赤外線の
検出感度を非常に高めることができるので、実用上多大
の効果が期待できる。
蓄積がなされるようになった電荷は、端子１３を介して
移送電極６に電圧■が印加されるとやはり該移送電極６
の直下に生じるチャンネル中を矢印二方向に移送されて
ＯＯＤの転送電極直下の空乏層１０中に流入し、ＯＯＤ
の長手方向に転送されて読み出されるのであるが、上記
のように赤外線が１００％利用されるようになる上に電
荷蓄積容量が増加しているために、この第２図の固体撮
像装置は高感度のものとなり、しかも飽和露光（ｆ）発
明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明に係る固体撮像装
置は、わずかな構造上の教養を行なっただけで赤外線の
検出感度を非常に高めることができるので、実用上多大
の効果が期待できる。
第１図は従来のシ璽ットキーパリャ型の固体撮像装置の
構造を示す図、第２図は本発明に係るシ璽ットキーパリ
ャ型固体撮像装置の構造を示す図である＠ 図面において、１は半導体基板、２はシ冒ットキー画素
電極、８は絶縁膜、４は金属反射膜、５は不純物ドープ
層、６は移送電極、７はＣＯＤの転送電極、８はシ璽ッ
トキーパリャ部の空乏層、９は不純物ドープ層周囲の空
乏層、１０はＣＯＤの転送電極直下の空乏層をそれぞ：
・、れ示す。
構造を示す図、第２図は本発明に係るシ璽ットキーパリ
ャ型固体撮像装置の構造を示す図である＠ 図面において、１は半導体基板、２はシ冒ットキー画素
電極、８は絶縁膜、４は金属反射膜、５は不純物ドープ
層、６は移送電極、７はＣＯＤの転送電極、８はシ璽ッ
トキーパリャ部の空乏層、９は不純物ドープ層周囲の空
乏層、１０はＣＯＤの転送電極直下の空乏層をそれぞ：
・、れ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板の一生面上に該基板と接触するシ冒ットキー
画素電極を設け、該画素電極の上面に絶縁膜を介して前
記主面と反対の基板面から入射して上記シ冒ツシキーー
素電極を透過した光を反射する金属反射膜を形成し、か
つ当該金属反射膜の俸 電位を一定とすることを特徴とする固定撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57007185A JPS58123760A (ja) | 1982-01-19 | 1982-01-19 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57007185A JPS58123760A (ja) | 1982-01-19 | 1982-01-19 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58123760A true JPS58123760A (ja) | 1983-07-23 |
Family
ID=11658996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57007185A Pending JPS58123760A (ja) | 1982-01-19 | 1982-01-19 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58123760A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60198858A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像素子 |
| JPS6124272A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-01 | Nec Corp | 赤外線検出固体撮像素子の製造方法 |
| US5416344A (en) * | 1992-07-29 | 1995-05-16 | Nikon Corporation | Solid state imaging device and method for producing the same |
-
1982
- 1982-01-19 JP JP57007185A patent/JPS58123760A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60198858A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像素子 |
| JPS6124272A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-01 | Nec Corp | 赤外線検出固体撮像素子の製造方法 |
| US5416344A (en) * | 1992-07-29 | 1995-05-16 | Nikon Corporation | Solid state imaging device and method for producing the same |
| US5670382A (en) * | 1992-07-29 | 1997-09-23 | Nikon Corporation | Method for producing a solid state imaging device |
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