JPS5817785A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS5817785A JPS5817785A JP56115091A JP11509181A JPS5817785A JP S5817785 A JPS5817785 A JP S5817785A JP 56115091 A JP56115091 A JP 56115091A JP 11509181 A JP11509181 A JP 11509181A JP S5817785 A JPS5817785 A JP S5817785A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
゛ 本発明は固体り像＊＊、ｍに−０８（ＭｅｔａｌＯ
ｌｌす８ｅｍｉｃｉｏｎｃｉｕｃｔｏｒ ） 型撮像
素子に関するものでろゐ。 −パ。
ｌｌす８ｅｍｉｃｉｏｎｃｉｕｃｔｏｒ ） 型撮像
素子に関するものでろゐ。 −パ。
この種の撮Ｗ素子にかいては、例えばｐｆｊＩ！シリコ
ン基板の一生面ｌＡｌ１にＪ工°Ｇ Ｆ ｌｉｔ Ｔ
（’ＩｎｅｕｌＢｔｅｄＧａｔｅ’ ＩＦｉｅｌｄ Ｅ
ｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｌ’５ｔｏｒ ）とシテノｄ０
８Ｐｊ！ｆＴ’ｊｌ−設け、このＭＯ８１Ｆ３ＴのＮ“
型ンース領域とＰ型基板との接合によってＰＭ接合ダイ
オニドからなる受光部ｔ−４１１１ｆｔシ、元信号ｔこ
の受光部で電気信号に変換して上記ＭＯＢｙＥτのスイ
ッチング作用′で選択的に送出するようにしている。
′ しかしながら、本発明者が検討した結果、上記の如き撮
徴素子では、受光面（収九面）と電気回路面とが同じで
あって１つの画素内に受光部と回路素子と全組込んでい
るため、１画素当りの収光而−が必然的に小過〈なり、
・しかも解儂魔も充分ではないことが判゛明した。これ
に加えて、ＭＯ８１ＦＭＴ等の回路−手玉をアルミニウ
ム勢の透光膜で覆う工程が必要であり、またその際に使
用するフォトマスクめ合ゼずれで゛透光膜が位置ずれし
易゛い・ごとから、七め合せ余裕を考厘しなければなら
ず、・製作時の作業性や高集積化の面で不利でめること
も判明した。
ン基板の一生面ｌＡｌ１にＪ工°Ｇ Ｆ ｌｉｔ Ｔ
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ｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｌ’５ｔｏｒ ）とシテノｄ０
８Ｐｊ！ｆＴ’ｊｌ−設け、このＭＯ８１Ｆ３ＴのＮ“
型ンース領域とＰ型基板との接合によってＰＭ接合ダイ
オニドからなる受光部ｔ−４１１１ｆｔシ、元信号ｔこ
の受光部で電気信号に変換して上記ＭＯＢｙＥτのスイ
ッチング作用′で選択的に送出するようにしている。
′ しかしながら、本発明者が検討した結果、上記の如き撮
徴素子では、受光面（収九面）と電気回路面とが同じで
あって１つの画素内に受光部と回路素子と全組込んでい
るため、１画素当りの収光而−が必然的に小過〈なり、
・しかも解儂魔も充分ではないことが判゛明した。これ
に加えて、ＭＯ８１ＦＭＴ等の回路−手玉をアルミニウ
ム勢の透光膜で覆う工程が必要であり、またその際に使
用するフォトマスクめ合ゼずれで゛透光膜が位置ずれし
易゛い・ごとから、七め合せ余裕を考厘しなければなら
ず、・製作時の作業性や高集積化の面で不利でめること
も判明した。
゛従って１本発明の目的は、有効収元百槓を大きくする
と共に、製作の作業性及び巣槓１１に同上させることに
ある。 −・ この目的を達成するために１本発明によれば、′受光向
を電気回路面と反対にし、受光部を境め込み型のダイオ
ードで構成している０ −・以下、本発明１ｋＭＯＢ型
撮慣素子に適用した実施例を図面について述べる。
と共に、製作の作業性及び巣槓１１に同上させることに
ある。 −・ この目的を達成するために１本発明によれば、′受光向
を電気回路面と反対にし、受光部を境め込み型のダイオ
ードで構成している０ −・以下、本発明１ｋＭＯＢ型
撮慣素子に適用した実施例を図面について述べる。
第１図及び第２図は本実施例による撮像素子の構造を示
すものである。
すものである。
この撮を素子によれば、シリコンと格子定数が近似して
いてエネルギーギャップが大きく、しかも電気抵抗の高
い透明基板１を使用している。透明基板ｌとしては、サ
ファイア、ＧａＰ等が挙げられるうそしてこの透明基板
１上に、１層目のＰ型シリコンのエピタキシャル層２と
２層目のＰ型シリコンのエピタキシャル層３とが順次成
長ゼしめられ、これらのエピタキシャル層に受光部及び
電気回路素子部が夫々般けられている。即ち、エピタキ
シセル層２と３との間に後述の方法でＭ＋型埋込みＩ−
４か比較的広めに形成ちれ、この埋込み層４とエピタキ
シャル！−２との接合によって受几索子としてのＰＮ接
合ダイオード５が構成もｎ。
いてエネルギーギャップが大きく、しかも電気抵抗の高
い透明基板１を使用している。透明基板ｌとしては、サ
ファイア、ＧａＰ等が挙げられるうそしてこの透明基板
１上に、１層目のＰ型シリコンのエピタキシャル層２と
２層目のＰ型シリコンのエピタキシャル層３とが順次成
長ゼしめられ、これらのエピタキシャル層に受光部及び
電気回路素子部が夫々般けられている。即ち、エピタキ
シセル層２と３との間に後述の方法でＭ＋型埋込みＩ−
４か比較的広めに形成ちれ、この埋込み層４とエピタキ
シャル！−２との接合によって受几索子としてのＰＮ接
合ダイオード５が構成もｎ。
ｌ ＬＩ！＋ 木のかなりの而４］１”占めている。ま
た、エピタキシャル層３シては、スイッチング用のＵ
ＯＳ Ｆ’ＮＴ６．）設けらｒＬ、七のＮ＋型ソース領
域７はエピタキシャル層３の厚み方向和深く形成されて
いて埋込み層４にまで達している。エピタキシャル層３
にはまた１時系列的にスキャニング用の信号が加えられ
るポリシリコン、高融点金属のシリサイド（例えばＭＯ
８１１）等のゲート電極８に機関に。
た、エピタキシャル層３シては、スイッチング用のＵ
ＯＳ Ｆ’ＮＴ６．）設けらｒＬ、七のＮ＋型ソース領
域７はエピタキシャル層３の厚み方向和深く形成されて
いて埋込み層４にまで達している。エピタキシャル層３
にはまた１時系列的にスキャニング用の信号が加えられ
るポリシリコン、高融点金属のシリサイド（例えばＭＯ
８１１）等のゲート電極８に機関に。
ソース領域７と対向してＮ＋型ドレイン領域９が形成も
れ、このドレイン領域にコンタクトされたアルミニウム
の信号取込み線１０によって各画素の信号が取出される
。従って、基板１の側から光１１が画素内に入射すると
、このエネルギーによって発生したキャリアがＰｌｉｉ
１合ダイオードｓ′ｇｒ介して埋込み層４に集ま）、こ
の電気信号がＭＯ８ＩＰｍτ６のゲート電極８に加わる
ゲート電圧で生じるチャネルを介してソース領域７から
ドレイン領＠９へ選択的に送出され、アルミニウム配線
ｌＯから出力として取出もれることになる。各画素は第
１図に示すように同一パターンのものが規則的に配列も
れており、各画素間はエピタキシャル層２及び３を貫通
したＮ 型子イソレーション領域１２によって互いに分
離でれている。なお。
れ、このドレイン領域にコンタクトされたアルミニウム
の信号取込み線１０によって各画素の信号が取出される
。従って、基板１の側から光１１が画素内に入射すると
、このエネルギーによって発生したキャリアがＰｌｉｉ
１合ダイオードｓ′ｇｒ介して埋込み層４に集ま）、こ
の電気信号がＭＯ８ＩＰｍτ６のゲート電極８に加わる
ゲート電圧で生じるチャネルを介してソース領域７から
ドレイン領＠９へ選択的に送出され、アルミニウム配線
ｌＯから出力として取出もれることになる。各画素は第
１図に示すように同一パターンのものが規則的に配列も
れており、各画素間はエピタキシャル層２及び３を貫通
したＮ 型子イソレーション領域１２によって互いに分
離でれている。なお。
１３はゲート酸化膜、１４はりンシリケートガラス膜で
あるが、更に上面にシリコン酸化物のパッジページ曹ン
膜（図示省略）が普着される。
あるが、更に上面にシリコン酸化物のパッジページ曹ン
膜（図示省略）が普着される。
上記の如ぐに構成子れば、受光部を構成するダイオード
５が電気回路系のＭＯ８１Ｆｍｌτ６及び信号取込み！
１１０と社反対側の面に設けられるので。
５が電気回路系のＭＯ８１Ｆｍｌτ６及び信号取込み！
１１０と社反対側の面に設けられるので。
受光部は電気回路Ｓによる面積的な制約を受けることな
く１画素内のか１にシ広い領域に亘って配置する仁とが
でき、その含有効収光面積七大きくとることができる。
く１画素内のか１にシ広い領域に亘って配置する仁とが
でき、その含有効収光面積七大きくとることができる。
従って、出力が充分になると共に、各画素の受光部間の
間隔を縮小して高集積化及び高解俊度を実現することが
できる。また、電気回路部の各素子は受ｆｔ、ｓと９平
面的な配置上の制約を受けることなく任意に余裕を以っ
て設けることができ、微細パターン化に有利である上に
％その製作が容易となる。しかも、、受ｊｔ、ｌｉは電
気回路向とは逆になっているから、これまでのように篇
、気回路部上に透光膜を施丁必要がなくなシ、この面で
も製作の作業性や集積化の闘での同上が大いに期待でき
る。
間隔を縮小して高集積化及び高解俊度を実現することが
できる。また、電気回路部の各素子は受ｆｔ、ｓと９平
面的な配置上の制約を受けることなく任意に余裕を以っ
て設けることができ、微細パターン化に有利である上に
％その製作が容易となる。しかも、、受ｊｔ、ｌｉは電
気回路向とは逆になっているから、これまでのように篇
、気回路部上に透光膜を施丁必要がなくなシ、この面で
も製作の作業性や集積化の闘での同上が大いに期待でき
る。
次に、本実施例による撮ｇ１票子の製造方法を第３図に
ついて説明する。
ついて説明する。
まず第３ム図のように、透明基板１の一主面上に、化学
的気相成長技術（ｏｗｎ）ＫよってＰ型シリコンｔエピ
タキシャル成長名ゼ、１層目のＰ型エピタキシャル層２
を形成する。
的気相成長技術（ｏｗｎ）ＫよってＰ型シリコンｔエピ
タキシャル成長名ゼ、１層目のＰ型エピタキシャル層２
を形成する。
次いで第３Ｂ図のように、エピタキシャル層２上にＯＶ
Ｄで８１ｏ１ｔ’成長名ゼてこれｔ公知のフォトエツチ
ングによりパターニングして所定形状のマスク１５とな
し、これ【用いて拡散係数の小さい不純物、例えば砒素
のイオンビーム１６’に照射する。これによって、上記
した埋込み用４【形成するためＯ′ｆ＃、累打込み領域
１７を形成する。
Ｄで８１ｏ１ｔ’成長名ゼてこれｔ公知のフォトエツチ
ングによりパターニングして所定形状のマスク１５とな
し、これ【用いて拡散係数の小さい不純物、例えば砒素
のイオンビーム１６’に照射する。これによって、上記
した埋込み用４【形成するためＯ′ｆ＃、累打込み領域
１７を形成する。
次いで第３０図のように、新たな５ｔｏ＝３１１１１ｃ
ｖＤで成長もゼてこれｔ公知のフォトエツチングでバタ
ーニングしてアイソレーシヨン・拡散用のマスク１８と
なし、このｉスフ１１１用いて拡散係数の大、きい不純
物、例えばりンのイオンビーム１９を照射する。これに
よって、よ記し究アインＶ −シーン領域１１に対応し
た位置にリン打込み領域２０を形成する。
ｖＤで成長もゼてこれｔ公知のフォトエツチングでバタ
ーニングしてアイソレーシヨン・拡散用のマスク１８と
なし、このｉスフ１１１用いて拡散係数の大、きい不純
物、例えばりンのイオンビーム１９を照射する。これに
よって、よ記し究アインＶ −シーン領域１１に対応し
た位置にリン打込み領域２０を形成する。
次いでｌｌａＤ図のように、ＯＶＨによってＰ型シＩＪ
コン會エピタキシャル層２上に成長爆ぜ、２層目のＰ型
エピタキシャル層３１ｉ−形成する。この際、上記の各
打込み領域１７及び２０の各不純物は両エピタキシャル
層２及び３中に拡散され、砒素打込み領域１７の方は拡
散係数が小さいために基板１には達し表い状態のＮ＋＋
埋込み層重となり、他方リン打込み領域２０は拡散係数
が大きいためにエピタキシャル層２′に貫通して基板１
まで達するＭ＋＋拡散層２１となる。
コン會エピタキシャル層２上に成長爆ぜ、２層目のＰ型
エピタキシャル層３１ｉ−形成する。この際、上記の各
打込み領域１７及び２０の各不純物は両エピタキシャル
層２及び３中に拡散され、砒素打込み領域１７の方は拡
散係数が小さいために基板１には達し表い状態のＮ＋＋
埋込み層重となり、他方リン打込み領域２０は拡散係数
が大きいためにエピタキシャル層２′に貫通して基板１
まで達するＭ＋＋拡散層２１となる。
次いで第３ｍ図のように、エピタキシャル層３０表面ｔ
＃化性雰囲気中で熱処理してゲート酸化１１１１３′に
成長す＜、更にＣｏゲート酸化３１１３上ＫＯＶＤでポ
リシリコン膜２２’を成長１ぜ、しかる後に仁のポリシ
リコン＄２２に公知のリン処理を胞子・ 次いで第３１図のように、ポリシリコン−２２を公知の
フォトエツチングでパターニングして上記したゲート電
極８となし、！！に熱酸化処理でポリシリコンゲート電
極７の表面に薄い８１０．膜２３を形成する。
＃化性雰囲気中で熱処理してゲート酸化１１１１３′に
成長す＜、更にＣｏゲート酸化３１１３上ＫＯＶＤでポ
リシリコン膜２２’を成長１ぜ、しかる後に仁のポリシ
リコン＄２２に公知のリン処理を胞子・ 次いで第３１図のように、ポリシリコン−２２を公知の
フォトエツチングでパターニングして上記したゲート電
極８となし、！！に熱酸化処理でポリシリコンゲート電
極７の表面に薄い８１０．膜２３を形成する。
次いで第３Ｇ図のように：、フォトレジスト２４′に壁
着し、これｔ所定パターンに露ｆｔ、、現菅処理してソ
ース領域及びアイソレーション用の各開口２６．２６１
−形成する。そして、全［４Ｃリンのイオンビーム２７
ｔ−照射し、各開口２５．２６’に介してエピタキシャ
ル層３にリン打込み領域２Ｂ、２９ｔ−夫々形成する。
着し、これｔ所定パターンに露ｆｔ、、現菅処理してソ
ース領域及びアイソレーション用の各開口２６．２６１
−形成する。そして、全［４Ｃリンのイオンビーム２７
ｔ−照射し、各開口２５．２６’に介してエピタキシャ
ル層３にリン打込み領域２Ｂ、２９ｔ−夫々形成する。
次いで第３Ｈ図のように、了ニールによってリン打込み
領域２Ｂ、ｚ９中のリンを引伸ばし拡散して、上記のＮ
型領域４及び２１に達するＭ＋屋拡散領域７及び３０
を夫々形成する。これＫよって、Ｍ Ｗｌｌ込み領域
４と一体のＭ＋＋ソース領域７を形成し、かつＭ＋臘領
領域２１び３０が一体化してなるＮ”ｌｌアインレーシ
冒ノン領域１２形成してエピタキシャル層３會各画素に
分離するＯ 次いで第３工図のようＩＣ，フォトレジスト３１ｒ＊＊
に付は直し、露光、現像部！ＩＫよってドレイン領域用
の開口３２１形成し、この開口を介してリン又は砒素の
イオンビーム３３を打込み、リン打込み領域３４ｔ−形
成する。
領域２Ｂ、ｚ９中のリンを引伸ばし拡散して、上記のＮ
型領域４及び２１に達するＭ＋屋拡散領域７及び３０
を夫々形成する。これＫよって、Ｍ Ｗｌｌ込み領域
４と一体のＭ＋＋ソース領域７を形成し、かつＭ＋臘領
領域２１び３０が一体化してなるＮ”ｌｌアインレーシ
冒ノン領域１２形成してエピタキシャル層３會各画素に
分離するＯ 次いで第３工図のようＩＣ，フォトレジスト３１ｒ＊＊
に付は直し、露光、現像部！ＩＫよってドレイン領域用
の開口３２１形成し、この開口を介してリン又は砒素の
イオンビーム３３を打込み、リン打込み領域３４ｔ−形
成する。
次いで了ニールによって、リン打込み領域３４を引伸ば
し拡散し、第３１図のようＫＭ Ｗドレイン領域９を
形成する。
し拡散し、第３１図のようＫＭ Ｗドレイン領域９を
形成する。
次いで第３に図のように、全面ＫＯＶＤでリンシリケー
トガラス膜１４４−［看し、更に第３Ｌ図のように、公
知のフォトエツチングでガラス膜１４及び下地のゲート
酸化膜９各コンタクトホール會形成し、しかる後に例え
ば真空蒸着技術でアルきニウム膜３５に一形成する。そ
して、このアルミニウムＪ［３５ｔ−フォトエツチング
でパターニングして、上記した信号取込みＩｍ！１０等
の各アルミニウム配ｍｔ−作成する。
トガラス膜１４４−［看し、更に第３Ｌ図のように、公
知のフォトエツチングでガラス膜１４及び下地のゲート
酸化膜９各コンタクトホール會形成し、しかる後に例え
ば真空蒸着技術でアルきニウム膜３５に一形成する。そ
して、このアルミニウムＪ［３５ｔ−フォトエツチング
でパターニングして、上記した信号取込みＩｍ！１０等
の各アルミニウム配ｍｔ−作成する。
上記したように、埋込み及び拡散技術等によって画素の
収光効率の艮い撮嘗累子を高留シで確実に作成すること
ができる〇 以上・本実Ｉｊ１１を例示したが、上述の実施例は本発
明の技術的思想に基いて更に変形が可能である。
収光効率の艮い撮嘗累子を高留シで確実に作成すること
ができる〇 以上・本実Ｉｊ１１を例示したが、上述の実施例は本発
明の技術的思想に基いて更に変形が可能である。
例えば、上述Ｏ埋込み層４のパターンは種々変更できる
し、上述の各半導体領域の導電Ｉｌ會逆タイプに変轡す
ることもできる。
し、上述の各半導体領域の導電Ｉｌ會逆タイプに変轡す
ることもできる。
図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はＭ
Ｏ８型撮菅素子の一部平面図、第２図はそのｍ−Ｘにつ
いての第１図のＸ−Ｘ線拡大断面図、第３ム図〜第３Ｌ
図は第２図の構造の作成方法を工糧願に示す各断面図で
ある。 なお１図１１ｉＫ用いられている符号に＄Ｐいて、１は
透明基板、２及び３ＦｉｐＨ工ピタキシヤル層、４は葺
型埋込み層、５は受光用のＰｌｆ接合ダイオード、６
Ｆ！、スイッチング用のＭＯ８７１’ｒ、７紘ソース領
域、８はゲート電極、９はドレイン領域、１０は信号取
込み線である。 第 １ 図 第 ２ １１ ′ 第３Ａ図 第３８図 ノに
Ｏ８型撮菅素子の一部平面図、第２図はそのｍ−Ｘにつ
いての第１図のＸ−Ｘ線拡大断面図、第３ム図〜第３Ｌ
図は第２図の構造の作成方法を工糧願に示す各断面図で
ある。 なお１図１１ｉＫ用いられている符号に＄Ｐいて、１は
透明基板、２及び３ＦｉｐＨ工ピタキシヤル層、４は葺
型埋込み層、５は受光用のＰｌｆ接合ダイオード、６
Ｆ！、スイッチング用のＭＯ８７１’ｒ、７紘ソース領
域、８はゲート電極、９はドレイン領域、１０は信号取
込み線である。 第 １ 図 第 ２ １１ ′ 第３Ａ図 第３８図 ノに
Claims (1)
- ｔ、Ｆｚｉ導電型の半導体ノーの一−ｉの面Ｗに形成ち
れた第２４盲型の埋込み層によって受光用のｐｕ接合ダ
イオードが構成され、前′、己半導体層の他方の面側に
前記ＰＲ１接合ダイオードと接続されたスイッチング用
等のｉ！気回路素−←バ設＆Ｉられていることｔ％徴と
Ｔる固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56115091A JPS5817785A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56115091A JPS5817785A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5817785A true JPS5817785A (ja) | 1983-02-02 |
Family
ID=14653972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56115091A Pending JPS5817785A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5817785A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168780A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-22 | Agency Of Ind Science & Technol | イメ−ジセンサセル |
| JPH01147861A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-09 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
| US5013670A (en) * | 1986-09-18 | 1991-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter |
| US5162887A (en) * | 1988-10-31 | 1992-11-10 | Texas Instruments Incorporated | Buried junction photodiode |
-
1981
- 1981-07-24 JP JP56115091A patent/JPS5817785A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168780A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-22 | Agency Of Ind Science & Technol | イメ−ジセンサセル |
| US5013670A (en) * | 1986-09-18 | 1991-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter |
| JPH01147861A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-09 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
| US5162887A (en) * | 1988-10-31 | 1992-11-10 | Texas Instruments Incorporated | Buried junction photodiode |
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