JPS60182764A - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
- Publication number
- JPS60182764A JPS60182764A JP59037828A JP3782884A JPS60182764A JP S60182764 A JPS60182764 A JP S60182764A JP 59037828 A JP59037828 A JP 59037828A JP 3782884 A JP3782884 A JP 3782884A JP S60182764 A JPS60182764 A JP S60182764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- light receiving
- junction
- substrate
- receiving device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 4
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- -1 phosphorus ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (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】
（ａ）９発明の技術分野
本発明は撮像装置等の受光部に用いる受光素子をアレー
構造に配列してなる半導体受光装置に関する。
構造に配列してなる半導体受光装置に関する。
（ｂ）、技術の背景
撮像装置の受光部に用いる受光素子は光起電力型、ＭＩ
Ｓ型等があり、基板上にこれらの個々の素子を配列して
なり、その各が１つの画素を形成する。
Ｓ型等があり、基板上にこれらの個々の素子を配列して
なり、その各が１つの画素を形成する。
このような受光素子は個々の画素として、通常基板上に
被着された半導体層に、光起電力型の場合はダイオード
、ＭＩＳ型の場合はＭＩＳ素子によるアレーを構成する
。近年画素の高集積化、高密度化が要望され、画素の間
隔は小さくなり、各素子間における画像信号の干渉が問
題となっている。
被着された半導体層に、光起電力型の場合はダイオード
、ＭＩＳ型の場合はＭＩＳ素子によるアレーを構成する
。近年画素の高集積化、高密度化が要望され、画素の間
隔は小さくなり、各素子間における画像信号の干渉が問
題となっている。
（Ｃ）、従来技術と問題点
第１図に裏面入射型半導体受光装置の従来構造の断面を
示す。図においてｌは基板、２は半導体層、３は半導体
層２と反対の導電型を有する半導体層、４は空乏層の端
、５は保護膜、６は信号取り出し電極を示す。
示す。図においてｌは基板、２は半導体層、３は半導体
層２と反対の導電型を有する半導体層、４は空乏層の端
、５は保護膜、６は信号取り出し電極を示す。
基板１として光を透過する材料を選び、その上にｐ型の
エピタキシャル半導体層２を形成し、該層内において画
素毎に島状のｎ型半導体層３を形成しｐｎ接合を構成す
る。
エピタキシャル半導体層２を形成し、該層内において画
素毎に島状のｎ型半導体層３を形成しｐｎ接合を構成す
る。
図において裏面よりｐｎ接合に到達した入射光により、
ｐｎ接合の空乏層内において電子−正孔対を発生し、電
子はｎ側へ、正孔はｐ側へ流れこみ光起電力を生じる。
ｐｎ接合の空乏層内において電子−正孔対を発生し、電
子はｎ側へ、正孔はｐ側へ流れこみ光起電力を生じる。
光起電力は信号取り出し電極６により外部に、例えばシ
フトレジスタに取り出される。ｐｎ接合の空乏層の端４
で発生した信号キャリア（正孔）は拡散して拡がり、隣
接するｐｎ接合に達する結果、画素間でクロストークが
生じ、画素分離が不十分となり、分解能が低下するとい
う欠点がある。特に画素が高密度になると、画素配列の
ピンチが信号キャリヤの拡散長より小さくなり、クロス
トークの影響が大きくなり重大な問題となる。
フトレジスタに取り出される。ｐｎ接合の空乏層の端４
で発生した信号キャリア（正孔）は拡散して拡がり、隣
接するｐｎ接合に達する結果、画素間でクロストークが
生じ、画素分離が不十分となり、分解能が低下するとい
う欠点がある。特に画素が高密度になると、画素配列の
ピンチが信号キャリヤの拡散長より小さくなり、クロス
トークの影響が大きくなり重大な問題となる。
（ｄ）３発明の目的
本発明の目的は従来技術の有する上記の欠点を除去し、
各画素間において画像信号のクロストークのない高密度
の画素を有し、且つ基板電極の取り出しが容易な高分解
能半導体受光装置を得ることにある。
各画素間において画像信号のクロストークのない高密度
の画素を有し、且つ基板電極の取り出しが容易な高分解
能半導体受光装置を得ることにある。
（ｅ）０発明の構成
上記の目的は、基板上に被着された半導体層に受光素子
を配列して設け、該受光素子間領域の半導体層を部分的
に除去してなる本発明による半導体受光装置を得ること
によって達成される。
を配列して設け、該受光素子間領域の半導体層を部分的
に除去してなる本発明による半導体受光装置を得ること
によって達成される。
本発明は半導体層に形成された受光素子、例えばｐｎ接
合間の半導体層を部分的に除去することにより、ｐｎ接
合間で発生する信号キャリヤをなくし、各画素間のクロ
ストークをなくしたものである。且つ各ｐｎ接合の基板
側の領域は相互に接続されているため、各ｐｎ接合の共
通電極として、基板電位を容易に得られるようにしたも
のである。
合間の半導体層を部分的に除去することにより、ｐｎ接
合間で発生する信号キャリヤをなくし、各画素間のクロ
ストークをなくしたものである。且つ各ｐｎ接合の基板
側の領域は相互に接続されているため、各ｐｎ接合の共
通電極として、基板電位を容易に得られるようにしたも
のである。
（ｆ）１発明の実施例
第２図（ａｌ、 （ｂｌは本発明に係る半導体受光装置
の平面図と断面図である。図で第１図と同一番号は同一
対象を示し、７は半導体層のギャップ領域を示す。
の平面図と断面図である。図で第１図と同一番号は同一
対象を示し、７は半導体層のギャップ領域を示す。
基板１として、厚さ０．４ｍｍのサファイア基板を用い
、この上に半導体層２として、エピタキシャル成長によ
り厚さ５μｍのｐ型の珪素層を形成する。
、この上に半導体層２として、エピタキシャル成長によ
り厚さ５μｍのｐ型の珪素層を形成する。
つぎに半導体層３としてピッチ２０μｍで２次元に配列
された画素部に燐イオンを打ち込み、厚さ１μｍ、面積
１０μｍ×１０μｍのｎ型珪素層を形成し、ｐｎ接合を
構成する。
された画素部に燐イオンを打ち込み、厚さ１μｍ、面積
１０μｍ×１０μｍのｎ型珪素層を形成し、ｐｎ接合を
構成する。
つぎにリソグラフィ工程を用いて、画素間領域の半導体
層２を部分的にエツチングして除去し、面積２μｍ×１
０μｍを有するギャップ領域７を形成する。 絶縁性の
保護膜４として、厚さ５０００人の二酸化珪素膜を用い
、基板全面に被着してリソグラフィ工程を用いて信号取
り出し電極６の形成部を開口する。
層２を部分的にエツチングして除去し、面積２μｍ×１
０μｍを有するギャップ領域７を形成する。 絶縁性の
保護膜４として、厚さ５０００人の二酸化珪素膜を用い
、基板全面に被着してリソグラフィ工程を用いて信号取
り出し電極６の形成部を開口する。
ｐｎ接合のｎ側の信号取り出し電極６は、厚さ８０００
人のアルミニウム層を用いて形成する。
人のアルミニウム層を用いて形成する。
ｐｎ接合のｐ側の各画素共通の基板電極は、図示されて
いないが、半導体層２の上に適宜設ける。
いないが、半導体層２の上に適宜設ける。
以上のような構造により、ｐｎ接合のｐ領域で発生した
信号キャリアの拡散はｐｎ接合間のギャップ領域７で遮
断され、隣接するｐｎ接合間でクロストークを生じない
。従って従来例ではｐｎ接合の間隔を信号キャリアの拡
散長以下にすることができでかったが、本発明によりそ
れが可能となり、画素の高密度化ができ高分解能半導体
受光装置が得られる。
信号キャリアの拡散はｐｎ接合間のギャップ領域７で遮
断され、隣接するｐｎ接合間でクロストークを生じない
。従って従来例ではｐｎ接合の間隔を信号キャリアの拡
散長以下にすることができでかったが、本発明によりそ
れが可能となり、画素の高密度化ができ高分解能半導体
受光装置が得られる。
実施例では、本発明を裏面入射型半導体受光装置に適用
したが、表面入射型にも適用可能である。
したが、表面入射型にも適用可能である。
また実施例では受光素子としてｐｎ接合を用いたが、他
の型の受光素子を用いてもよい。
の型の受光素子を用いてもよい。
また実施例では、基板１にサファイアを用いたが、他の
材料、例えば珪素等の半導体を用いてもよい。
材料、例えば珪素等の半導体を用いてもよい。
マタ実施例では半導体層２として珪素のエピタキシャル
成長層を用いたが、インジウム・砒素・アンチモン、水
銀・カドミウム・テルル、鉛・錫・テルル等地の材料を
用いてもよい。この場合前記の結晶に対応してそれぞれ
、基板１はエピタキシャル層よりエネルギハンドギャッ
プの広いインジウム・砒素、カドミウム・テルル、鉛・
テルル等を用いる必要がある。
成長層を用いたが、インジウム・砒素・アンチモン、水
銀・カドミウム・テルル、鉛・錫・テルル等地の材料を
用いてもよい。この場合前記の結晶に対応してそれぞれ
、基板１はエピタキシャル層よりエネルギハンドギャッ
プの広いインジウム・砒素、カドミウム・テルル、鉛・
テルル等を用いる必要がある。
また実施例では、可視受光装置について説明したが、他
の波長領域の装置についても発明の要旨は変わらない。
の波長領域の装置についても発明の要旨は変わらない。
（ｇ）１発明の効果
以上詳細に説明したように本発明によれば、各画素間に
おいて画像信号のクロストークのない高密度の画素を有
し、且つ基板電極の取り出しが容易な高分解能半導体受
光装置を得ることができる。
おいて画像信号のクロストークのない高密度の画素を有
し、且つ基板電極の取り出しが容易な高分解能半導体受
光装置を得ることができる。
第１図は裏面入射型半導体受光装置の従来構造の断面、
第２図は本発明に係る裏面入射型半導体受光装置の平面
図と断面図である。 図において１は基板、２はｎ型半導体層、３はｎ型半導
体層、４は空乏層の端、５は保護膜、６は信号取り出し
電極、７はギャップ領域を示す。 幻１．２゜ 草２ｚ
第２図は本発明に係る裏面入射型半導体受光装置の平面
図と断面図である。 図において１は基板、２はｎ型半導体層、３はｎ型半導
体層、４は空乏層の端、５は保護膜、６は信号取り出し
電極、７はギャップ領域を示す。 幻１．２゜ 草２ｚ
Claims (1)
- 基板上に被着された半導体層に受光素子を配列して設け
、該受光素子間領域の半導体層を部分的に除去してなる
ことを特徴とする半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59037828A JPH0654803B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59037828A JPH0654803B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 半導体受光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182764A true JPS60182764A (ja) | 1985-09-18 |
| JPH0654803B2 JPH0654803B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=12508383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59037828A Expired - Lifetime JPH0654803B2 (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654803B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593902A (en) * | 1994-05-23 | 1997-01-14 | Texas Instruments Incorporated | Method of making photodiodes for low dark current operation having geometric enhancement |
| US6037643A (en) * | 1998-02-17 | 2000-03-14 | Hewlett-Packard Company | Photocell layout for high-speed optical navigation microchips |
| JP2002511656A (ja) * | 1998-04-13 | 2002-04-16 | インテル・コーポレーション | 集積回路において光学的クロックを分散する方法および装置 |
| JP2003086827A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Hamamatsu Photonics Kk | ホトダイオードアレイ、固体撮像装置、及び、放射線検出器 |
| JP2005336998A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-12-08 | Kesanori Watanabe | 水中穿刺杆装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501490A (ja) * | 1973-05-12 | 1975-01-09 | ||
| JPS5693379A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-28 | Ricoh Co Ltd | Photodiode |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59037828A patent/JPH0654803B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501490A (ja) * | 1973-05-12 | 1975-01-09 | ||
| JPS5693379A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-28 | Ricoh Co Ltd | Photodiode |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593902A (en) * | 1994-05-23 | 1997-01-14 | Texas Instruments Incorporated | Method of making photodiodes for low dark current operation having geometric enhancement |
| US6037643A (en) * | 1998-02-17 | 2000-03-14 | Hewlett-Packard Company | Photocell layout for high-speed optical navigation microchips |
| JP2002511656A (ja) * | 1998-04-13 | 2002-04-16 | インテル・コーポレーション | 集積回路において光学的クロックを分散する方法および装置 |
| JP2003086827A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Hamamatsu Photonics Kk | ホトダイオードアレイ、固体撮像装置、及び、放射線検出器 |
| JP2005336998A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-12-08 | Kesanori Watanabe | 水中穿刺杆装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0654803B2 (ja) | 1994-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5051797A (en) | Charge-coupled device (CCD) imager and method of operation | |
| US6710370B2 (en) | Image sensor with performance enhancing structures | |
| US7576371B1 (en) | Structures and methods to improve the crosstalk between adjacent pixels of back-illuminated photodiode arrays | |
| US5070380A (en) | Transfer gate for photodiode to CCD image sensor | |
| US6169318B1 (en) | CMOS imager with improved sensitivity | |
| US8274127B2 (en) | Photodiode array for image pickup device | |
| JP2005259829A (ja) | 裏面入射型受光素子アレイ | |
| JPH0828493B2 (ja) | 光検知器 | |
| JPS60182764A (ja) | 半導体受光装置 | |
| CA1060566A (en) | Photogeneration channel in front illuminated solid state silicon imaging devices | |
| JPH04246860A (ja) | 光電変換装置 | |
| JP2959460B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS6343366A (ja) | 赤外検知装置 | |
| JPS6154314B2 (ja) | ||
| US4860074A (en) | Alternating gradient photodetector | |
| US5066994A (en) | Image sensor | |
| JPS60182765A (ja) | 半導体受光装置 | |
| JPH07105522B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS5833373A (ja) | 半導体撮像装置 | |
| JPS63273365A (ja) | 赤外線検出デバイス | |
| JPH01216581A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH03203273A (ja) | ｐｉｎホトダイオード | |
| KR950010532B1 (ko) | Ccd의 구조 | |
| JPH02159761A (ja) | 赤外線検知装置 | |
| JPH05343727A (ja) | 赤外線検出器および製造方法 |