JPS60183767A - 光検出半導体装置 - Google Patents
光検出半導体装置Info
- Publication number
- JPS60183767A JPS60183767A JP59040761A JP4076184A JPS60183767A JP S60183767 A JPS60183767 A JP S60183767A JP 59040761 A JP59040761 A JP 59040761A JP 4076184 A JP4076184 A JP 4076184A JP S60183767 A JPS60183767 A JP S60183767A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor layer
- metal layer
- semiconductor
- electrodes
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/157—CCD or CID infrared image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving 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】
〔発りJの技術分野〕
この発明は光が照射されると、電荷を発生し、この電荷
を一旦半専体層因に蓄積できる全く新規な構造を有した
光検出半辱体装I)fVC関するものである。
を一旦半専体層因に蓄積できる全く新規な構造を有した
光検出半辱体装I)fVC関するものである。
光学情報を電気1言号Vc斐換する光検出装置としては
、例えばインターライントランスファ方式を使用したシ
ョットキー形のOCD光検出半導体装置が知られている
。第1図はこの光検出装置における一つの画素部分を構
成する光検出部の断面図であり、図において、(11H
p形シリコン基板(3〕と白金シリサイド(4)のシリ
コンショットキー構造7:l)らなる光検出部で、赤外
線が照射されることにより白金シリサイド(4)内に光
電荷が発生されるものである。+21fl配線用At(
Jに接続されたポリシリコン電極+61及びこのポリシ
リコン電極(6)直下に位置するP形シリコン基板(3
)か4構成される電荷蓄積部で、ポリシリコ/電極(6
)にクロック電圧が与えられることにより、ポリシリコ
ン電極(6)@下のP形シリコン基板(3r K u積
された′電荷が隣接する同様構成の電荷蓄積部(図示せ
ず)VC転送されるものである。(7)は上記光検出部
ill K発生した光′電荷を上記4荷蓄積部(2)へ
電荷転送するためのゲートとなるホトゲートである。
、例えばインターライントランスファ方式を使用したシ
ョットキー形のOCD光検出半導体装置が知られている
。第1図はこの光検出装置における一つの画素部分を構
成する光検出部の断面図であり、図において、(11H
p形シリコン基板(3〕と白金シリサイド(4)のシリ
コンショットキー構造7:l)らなる光検出部で、赤外
線が照射されることにより白金シリサイド(4)内に光
電荷が発生されるものである。+21fl配線用At(
Jに接続されたポリシリコン電極+61及びこのポリシ
リコン電極(6)直下に位置するP形シリコン基板(3
)か4構成される電荷蓄積部で、ポリシリコ/電極(6
)にクロック電圧が与えられることにより、ポリシリコ
ン電極(6)@下のP形シリコン基板(3r K u積
された′電荷が隣接する同様構成の電荷蓄積部(図示せ
ず)VC転送されるものである。(7)は上記光検出部
ill K発生した光′電荷を上記4荷蓄積部(2)へ
電荷転送するためのゲートとなるホトゲートである。
しかるに、このように構成された画素部分をヤトリクス
状に複数配設された光検出半導体装置においては、照射
される赤外線を検知できない電荷蓄積部(2)が一つの
画素内に一つ必ず必要となり、光照射される部分、つま
り上記したものにおいては光検知部(1)、電荷蓄積部
(2)及びホトゲート(7)の全面に対して、光を実際
に検知し光電荷を発生させる部分、つ1り上記したもの
においては光検知部+11におけるショットキ構造の部
分(以下開口率と称す) try 25%程度と低いも
のであった。
状に複数配設された光検出半導体装置においては、照射
される赤外線を検知できない電荷蓄積部(2)が一つの
画素内に一つ必ず必要となり、光照射される部分、つま
り上記したものにおいては光検知部(1)、電荷蓄積部
(2)及びホトゲート(7)の全面に対して、光を実際
に検知し光電荷を発生させる部分、つ1り上記したもの
においては光検知部+11におけるショットキ構造の部
分(以下開口率と称す) try 25%程度と低いも
のであった。
一方、開口率の高い、光学情報を゛電気1言号に変換す
る光検出半導体装置としては、フレームトランスファ方
式を使用したCODが知られている。
る光検出半導体装置としては、フレームトランスファ方
式を使用したCODが知られている。
第2図は、この光恢出半醇体装1i1Vcおける複数の
画素部分を構成する光検出部の断面構造の一例を示すも
のであり、5caD(表面00D)の断面図である。
画素部分を構成する光検出部の断面構造の一例を示すも
のであり、5caD(表面00D)の断面図である。
このCCjrj ld P形シリコン基板(8)の−主
面に薄いゲート酸化膜(91を形成し、その上に絶縁1
換を介して互いに重なる部分をMする複数のポリシリコ
ン電極1101を配列してなり、これら電極(10)上
方、あるいけ下方から照射される光の量に応じて、誘起
される光電荷をポリシリコン電極(101K順次クロッ
ク電圧を与えることによって、ポリシリコ/電極(10
j下でとらえ、そして転送し、アナログ店号として収り
出すものである。
面に薄いゲート酸化膜(91を形成し、その上に絶縁1
換を介して互いに重なる部分をMする複数のポリシリコ
ン電極1101を配列してなり、これら電極(10)上
方、あるいけ下方から照射される光の量に応じて、誘起
される光電荷をポリシリコン電極(101K順次クロッ
ク電圧を与えることによって、ポリシリコ/電極(10
j下でとらえ、そして転送し、アナログ店号として収り
出すものである。
しかるに、このように構成されたものにおいてけ、光検
出部に照射される光をほとんど全面で検出できるため、
開口率は高いものの、赤外線等の長波長の光検出がほと
んどできないという欠点を有しているものであった。つ
まり、光のエネルギーH波長の長いものほど小さいため
、赤外線等の長波長の元エネルギーではシリコン層18
)中で電荷を発生ずるためには不充分だからである。
出部に照射される光をほとんど全面で検出できるため、
開口率は高いものの、赤外線等の長波長の光検出がほと
んどできないという欠点を有しているものであった。つ
まり、光のエネルギーH波長の長いものほど小さいため
、赤外線等の長波長の元エネルギーではシリコン層18
)中で電荷を発生ずるためには不充分だからである。
このような状況vcおいて、近年、長波長の光、特に浮
作#!に対しても充分に検知でき、開口率の高い光検出
半導体装置の出現が要望されているものである。
作#!に対しても充分に検知でき、開口率の高い光検出
半導体装置の出現が要望されているものである。
この発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、半
導体層と金属層とをショットキー接触させるとともに、
この半導体層の、金属層が位置する逆側上Vc這極を備
えたものとするとともに、半導体層に電荷を蓄積するよ
うにし、第1図に示したもののように、光検知部とけ別
に電荷蓄積部を設ける必要をなくして開口率が高められ
、しかも光検知をショットキ構造の部分で行なうため、
赤外線等の長波長の光に対しても行なえる全く新規な構
造を有する光検出半導体装置全提案するものである。
導体層と金属層とをショットキー接触させるとともに、
この半導体層の、金属層が位置する逆側上Vc這極を備
えたものとするとともに、半導体層に電荷を蓄積するよ
うにし、第1図に示したもののように、光検知部とけ別
に電荷蓄積部を設ける必要をなくして開口率が高められ
、しかも光検知をショットキ構造の部分で行なうため、
赤外線等の長波長の光に対しても行なえる全く新規な構
造を有する光検出半導体装置全提案するものである。
第3図及び第4図はこの発明の一実施例であるフレーム
トランスファ方式の光検出半導体装ftk示し、第3図
は画素部分、つまり光検出s”i裡故有した狭部断面図
、第4図は平面図である。なお、この光検出半導体装1
1は、65〜85に程度の極低温で使用するものである
。
トランスファ方式の光検出半導体装ftk示し、第3図
は画素部分、つまり光検出s”i裡故有した狭部断面図
、第4図は平面図である。なお、この光検出半導体装1
1は、65〜85に程度の極低温で使用するものである
。
第3図において、(11)は結晶面<111> 、比抵
抗10〔Ω・am)のn形シリコンからなる半ノ#体基
板、(121はこの半導体基板の結晶面411>刀)ら
なる−主面上面に形成され光が照射されると光を発生す
る単結晶の白金シリサイドからなる金属層で、上記半導
体基板(11)を600〔℃〕程度に熱した状態で分子
線エピタキシー法(MBE) VCより半導体基板fi
+の一主面に白金を蒸着して形成されたものである。
抗10〔Ω・am)のn形シリコンからなる半ノ#体基
板、(121はこの半導体基板の結晶面411>刀)ら
なる−主面上面に形成され光が照射されると光を発生す
る単結晶の白金シリサイドからなる金属層で、上記半導
体基板(11)を600〔℃〕程度に熱した状態で分子
線エピタキシー法(MBE) VCより半導体基板fi
+の一主面に白金を蒸着して形成されたものである。
(131はこの金属層の上面にショットキー接触して形
成されたn形のシリコン単結晶からなる−4電形の半導
体層で、上記半ノ4体基板(11)を500[℃)程度
K 熱した状態で分子線エピタキシー法により上記全1
国層α21上面にシリコンを1〜2μm程度にエピタキ
シャル成長させ、その後イオン注入とアニールによって
n形のシリコン単結晶を形成したものでアル。+141
1’tこの半ノ(1体層上面に形成されたシリコン酸化
膜からなる絶縁層で、半導体層(13)上VCプラズマ
OVD法により半、祁体基板(11)温就500’C程
夏で1000〜200OA程I(の膜厚になるよりに形
成したものである。(15a)、 (15b) tri
所定のパターンに基づいて上記絶縁膜(14)上に形成
されたポリシリコンからなる1極で、絶縁層(14)が
形成された状態のものを50σCの酸素雰囲気中、続い
て水素雰囲気中でアニールした後、プラズマCVD法に
より、半導体基板(■ll温度45寛 シリコンを蒸着し、その後通包のシリコンLSIウェハ
プロセス技術を使用してパターンを形成したものである
。
成されたn形のシリコン単結晶からなる−4電形の半導
体層で、上記半ノ4体基板(11)を500[℃)程度
K 熱した状態で分子線エピタキシー法により上記全1
国層α21上面にシリコンを1〜2μm程度にエピタキ
シャル成長させ、その後イオン注入とアニールによって
n形のシリコン単結晶を形成したものでアル。+141
1’tこの半ノ(1体層上面に形成されたシリコン酸化
膜からなる絶縁層で、半導体層(13)上VCプラズマ
OVD法により半、祁体基板(11)温就500’C程
夏で1000〜200OA程I(の膜厚になるよりに形
成したものである。(15a)、 (15b) tri
所定のパターンに基づいて上記絶縁膜(14)上に形成
されたポリシリコンからなる1極で、絶縁層(14)が
形成された状態のものを50σCの酸素雰囲気中、続い
て水素雰囲気中でアニールした後、プラズマCVD法に
より、半導体基板(■ll温度45寛 シリコンを蒸着し、その後通包のシリコンLSIウェハ
プロセス技術を使用してパターンを形成したものである
。
そして、第4図に示すように、電i&(1主)又は(1
5b)、この電極直下の半部体層03i,金I萬層(1
21及び半導体基板(11)からなる一つの画素部分、
つまり光検出部がm行n列のマトリクス状にmXn個配
設されて光検出手段o71;r:構成するとともに、同
様に光検出部がm行n列のマトリクス状にm X n個
配設され、光シールドされた′電荷蓄積手段(18)が
促成されているものである。なお、奇行にi設さtl.
た各光検出部の′電極(15a.)又は(15b)に連
続的に構成されており、光検出手段+171の°光検出
部における重接(15a.) Vcnクロック屯圧φl
が、′重積0bb)にはクロック亀圧φlと真補の関係
にあり、一部重復するタロツク亀圧φ2がそれぞれ印加
され5,d荷蓄債手段(18)の光検出部における′電
極(15a)にはクロック亀圧φ3が、電極(15b)
Kけクロック′闇圧φ3と真補の関係にあり、一部M
複するクロツタ電圧φ4がそれぞね、印加されるもので
ある。光検出部の各行間にけ分離1偵M.に1が半尋体
偵[13i内に形成されているものである。なお、第4
図において、(+91はレジスタ、φ5及びφ6にこの
レジスタを駆動するためのクロツタ電圧、(1)は読み
出し部である。
5b)、この電極直下の半部体層03i,金I萬層(1
21及び半導体基板(11)からなる一つの画素部分、
つまり光検出部がm行n列のマトリクス状にmXn個配
設されて光検出手段o71;r:構成するとともに、同
様に光検出部がm行n列のマトリクス状にm X n個
配設され、光シールドされた′電荷蓄積手段(18)が
促成されているものである。なお、奇行にi設さtl.
た各光検出部の′電極(15a.)又は(15b)に連
続的に構成されており、光検出手段+171の°光検出
部における重接(15a.) Vcnクロック屯圧φl
が、′重積0bb)にはクロック亀圧φlと真補の関係
にあり、一部重復するタロツク亀圧φ2がそれぞれ印加
され5,d荷蓄債手段(18)の光検出部における′電
極(15a)にはクロック亀圧φ3が、電極(15b)
Kけクロック′闇圧φ3と真補の関係にあり、一部M
複するクロツタ電圧φ4がそれぞね、印加されるもので
ある。光検出部の各行間にけ分離1偵M.に1が半尋体
偵[13i内に形成されているものである。なお、第4
図において、(+91はレジスタ、φ5及びφ6にこの
レジスタを駆動するためのクロツタ電圧、(1)は読み
出し部である。
次に、この様に構成されたフレームトランスファ方式の
光検出半ノ(1体装置の動作について説11する。捷ず
、一つの画素お15分を構成する光検出部における光検
出及び電荷布積の機溝について述べると、tm (15
a)又1−1 (15b)に金1tル層(121と半)
さ体rryn (+3+との界面まで半)11体層(1
31内において空乏層が拡がるマイナス1圧vGである
第1の電圧が印加されると、金ルul茜1121 、半
)+λ体層03ノ,絶縁層(14)及び′電体(1塊)
において、第5図しζ示すようなバンド状態となる。こ
のような状態において、[it極(]5a) 、L方か
ら赤外線が照射さハると、ポリシリコン及びシリコンは
赤外線も透過するものであるとともVC絶1縁層(14
)に[非常に薄く形成されているため、電極(]加)。
光検出半ノ(1体装置の動作について説11する。捷ず
、一つの画素お15分を構成する光検出部における光検
出及び電荷布積の機溝について述べると、tm (15
a)又1−1 (15b)に金1tル層(121と半)
さ体rryn (+3+との界面まで半)11体層(1
31内において空乏層が拡がるマイナス1圧vGである
第1の電圧が印加されると、金ルul茜1121 、半
)+λ体層03ノ,絶縁層(14)及び′電体(1塊)
において、第5図しζ示すようなバンド状態となる。こ
のような状態において、[it極(]5a) 、L方か
ら赤外線が照射さハると、ポリシリコン及びシリコンは
赤外線も透過するものであるとともVC絶1縁層(14
)に[非常に薄く形成されているため、電極(]加)。
絶fYり層(14)及び半ノ稈体層(13)を透過して
金1iJ也!+N f+2・に赤外線が到達することに
なる。すると、この赤外壱ハ金属層(121に吸収さね
、光rK荷すなわちホットホールを発生すること[iる
。このホラ!・ホールのうぢ半)rz体ii4 113
jと金+11i層(12)のショットキーバリアの篩さ
fr11日を越えるエネルギーをもつものけ半ノ座体層
(131中に注入さil、i% +fiTの絶縁1模(
14)直下π′延萄として蓄積されるととKfrる。
金1iJ也!+N f+2・に赤外線が到達することに
なる。すると、この赤外壱ハ金属層(121に吸収さね
、光rK荷すなわちホットホールを発生すること[iる
。このホラ!・ホールのうぢ半)rz体ii4 113
jと金+11i層(12)のショットキーバリアの篩さ
fr11日を越えるエネルギーをもつものけ半ノ座体層
(131中に注入さil、i% +fiTの絶縁1模(
14)直下π′延萄として蓄積されるととKfrる。
そして、この光検出部全方したフレームトランスファ方
式の光検出半導体装置のlの作に次のようになるもので
ある。まず、第1の光検出状fdにおいて、クロック亀
圧φ1により、1匡極(32うa)[+iq記V.)の
低圧が印加され、クロツタ電圧φ2により′電極(x5
b)に汀O′低圧が印加されて第6図(a)に点線にて
示すような空乏層の広がりが生じる。このような状態を
所定時11f継続すると、赤外,74−の1)α射J7
iに応じて金属層(12)に発生したポットホールが、
半導体層(13)と金属71畳(]21との界Lhjま
で料理した空乏層により重接(15I3.)直下の半J
1メ体層(131茂而にk 4’i(されろ。
式の光検出半導体装置のlの作に次のようになるもので
ある。まず、第1の光検出状fdにおいて、クロック亀
圧φ1により、1匡極(32うa)[+iq記V.)の
低圧が印加され、クロツタ電圧φ2により′電極(x5
b)に汀O′低圧が印加されて第6図(a)に点線にて
示すような空乏層の広がりが生じる。このような状態を
所定時11f継続すると、赤外,74−の1)α射J7
iに応じて金属層(12)に発生したポットホールが、
半導体層(13)と金属71畳(]21との界Lhjま
で料理した空乏層により重接(15I3.)直下の半J
1メ体層(131茂而にk 4’i(されろ。
このようにして4L荷蓄積が終ると、第6図(b)に示
すようにクロツタ電圧φlによりia極(ユ5a )に
O (%圧を印加し、クロック亀圧φ2しこより1区I
勇(15b) VC空乏層の広がりが半ノ(4体層(+
31と金属層(121の界11i1tで届かない程度の
電圧、すなわちJ二iS+2第1の1(+;圧より絶対
植の低い第2の′電圧を印加すると、空乏層の拡がりは
第6図(blに点線にて示す,!:う匠なりIIL極(
肪a)の直下の半,iμ体層(13)表1ijに蓄漬さ
rlていたル荷が矢印(I6)方向に転送さね、it
称(15b) +tM. ’1’の “□半導体+14
(13)表面VCl2送される。次に、タロツク゛屯圧
φIVCより電極(1塊)に前記第2の電圧を印IAJ
L、、クロック−4L圧φ2VCよりjFi l感(
15b)の印加重圧を〇にすると、第0凶(C)に点柳
にて示すように望乏層/バ拡がり、電荷に再び矢印(1
61刀同VC転送され、電極(bb)直下の半JtV体
+(”J (13]茂曲がら1■画(15a)直下の半
得体層表面Vc1版送されるのである。ここで、光市旬
が矢印(161方向に1版送されるのけ、蓄積されてい
る11i倚に対し、矢印(11;・側の化1歩によって
形成さハる空乏層が、+fiJ記矢印(16)の方向と
は反対側の11j徐により形成さねる空乏層よりも近い
部分に拡かるため矢印(161方向VC’t(3荷が引
かれるものである。
すようにクロツタ電圧φlによりia極(ユ5a )に
O (%圧を印加し、クロック亀圧φ2しこより1区I
勇(15b) VC空乏層の広がりが半ノ(4体層(+
31と金属層(121の界11i1tで届かない程度の
電圧、すなわちJ二iS+2第1の1(+;圧より絶対
植の低い第2の′電圧を印加すると、空乏層の拡がりは
第6図(blに点線にて示す,!:う匠なりIIL極(
肪a)の直下の半,iμ体層(13)表1ijに蓄漬さ
rlていたル荷が矢印(I6)方向に転送さね、it
称(15b) +tM. ’1’の “□半導体+14
(13)表面VCl2送される。次に、タロツク゛屯圧
φIVCより電極(1塊)に前記第2の電圧を印IAJ
L、、クロック−4L圧φ2VCよりjFi l感(
15b)の印加重圧を〇にすると、第0凶(C)に点柳
にて示すように望乏層/バ拡がり、電荷に再び矢印(1
61刀同VC転送され、電極(bb)直下の半JtV体
+(”J (13]茂曲がら1■画(15a)直下の半
得体層表面Vc1版送されるのである。ここで、光市旬
が矢印(161方向に1版送されるのけ、蓄積されてい
る11i倚に対し、矢印(11;・側の化1歩によって
形成さハる空乏層が、+fiJ記矢印(16)の方向と
は反対側の11j徐により形成さねる空乏層よりも近い
部分に拡かるため矢印(161方向VC’t(3荷が引
かれるものである。
このように、タロツク′出圧φ1とφ2の印加’iIよ
圧により、車前転送け・134図に示す光検出手段11
7Ncおいて行なわね、るとともに、タロツク″市圧φ
lとφ2Vc向期したクロック+1■圧φ3とφ4Vc
より第4図に示す?IL萄蓄積蓄積手段81においても
光検出手段(17)における714’af i送と同様
に重両転送され、光検出手段(171における全ての光
検)、IJ部[蓄積されに′電荷は、クロック電圧(φ
l〜φ4)により、光シールドされた゛亀前布積手段(
18)における光検出手段(17)の光検知61督て対
応しノこ光快知部にケ11時間で一旦蓄積七fLωより
1行ずつレジスタ(1!J)VC送らrl、ると七もr
1クロック′I杭圧φ5.φaVC上ってril、 i
奇はり読み出しあい刀に+yl を欠送らノア、続み出
されることになるもので矛)る。この′亀1ヒ〕盲;−
fj′c+段(181のすべでの行/バ1ヨ、c÷出き
れる間、光・険出手板(171でに1クロツク箪圧φ1
により”+j;極(15a) vcO’電圧か)4」加
されるとともにり;1ツク戚圧φ2によt) ’、47
7 (ljb) IF Va ii圧が印:r)uさJ
l、−C次の一区荷蓄積ンバ開始され、;載荷蓄積手段
(181全てのhが読み出さt’した後、再び上昌己で
述べたとhil 4>J(Vr 1で光検出手段(17
;から屯1’J S 4@+段(18+ ”−一υ、電
荷カニ転送され、その後レジスタj+:+)を介して′
重荷1iTと読み出し都いλにより読み出さ力ることに
なる。
圧により、車前転送け・134図に示す光検出手段11
7Ncおいて行なわね、るとともに、タロツク″市圧φ
lとφ2Vc向期したクロック+1■圧φ3とφ4Vc
より第4図に示す?IL萄蓄積蓄積手段81においても
光検出手段(17)における714’af i送と同様
に重両転送され、光検出手段(171における全ての光
検)、IJ部[蓄積されに′電荷は、クロック電圧(φ
l〜φ4)により、光シールドされた゛亀前布積手段(
18)における光検出手段(17)の光検知61督て対
応しノこ光快知部にケ11時間で一旦蓄積七fLωより
1行ずつレジスタ(1!J)VC送らrl、ると七もr
1クロック′I杭圧φ5.φaVC上ってril、 i
奇はり読み出しあい刀に+yl を欠送らノア、続み出
されることになるもので矛)る。この′亀1ヒ〕盲;−
fj′c+段(181のすべでの行/バ1ヨ、c÷出き
れる間、光・険出手板(171でに1クロツク箪圧φ1
により”+j;極(15a) vcO’電圧か)4」加
されるとともにり;1ツク戚圧φ2によt) ’、47
7 (ljb) IF Va ii圧が印:r)uさJ
l、−C次の一区荷蓄積ンバ開始され、;載荷蓄積手段
(181全てのhが読み出さt’した後、再び上昌己で
述べたとhil 4>J(Vr 1で光検出手段(17
;から屯1’J S 4@+段(18+ ”−一υ、電
荷カニ転送され、その後レジスタj+:+)を介して′
重荷1iTと読み出し都いλにより読み出さ力ることに
なる。
このようなりジノ作全11ifj仄A軌り返すことによ
り、う′C4検知手段(17+に照射さγ17ζ光を順
次^売み川すこと番′(なるものである。
り、う′C4検知手段(17+に照射さγ17ζ光を順
次^売み川すこと番′(なるものである。
このよう[構成さi゛+た光検出半導体装置において、
その光検出手段0ηにおいては、光が照射されて有効に
利用できない部分は分離領域ンDのみであり、分離唄域
シυの幅四金3%mとし、一画素の幅脅を30/1mと
した場合に開口率が約90%となり、開口率を非常に4
+めることができるものである。しかも、光検出手段(
+71から重両布積手段1181に厄前を転送するVC
要する時間は、光検出手段(11に電荷を蓄積するため
の時間に比し非常に短かく、しかも光検出手段07]か
ら1「前布積手段118)Vc屯電荷転送する瓦 隙のクロック電圧ψ1とφ2の第2の電位は光検出手段
1171 vc (荷を蓄積する際のクロック電圧φl
と比 φ2の第1の電位より低く、空乏層が半)1′一体ll
4(+3+と金属層(121との界面オで拡がらないよ
うにしであるため、光検出手段071の光検出部に蓄積
された重荷は隣接する光検出部に蓄積された電荷等によ
り干渉を受けることがなく、光検出手段Q71VC蓄積
された1゛コ荷は正価に読み出される・ものである。
その光検出手段0ηにおいては、光が照射されて有効に
利用できない部分は分離領域ンDのみであり、分離唄域
シυの幅四金3%mとし、一画素の幅脅を30/1mと
した場合に開口率が約90%となり、開口率を非常に4
+めることができるものである。しかも、光検出手段(
+71から重両布積手段1181に厄前を転送するVC
要する時間は、光検出手段(11に電荷を蓄積するため
の時間に比し非常に短かく、しかも光検出手段07]か
ら1「前布積手段118)Vc屯電荷転送する瓦 隙のクロック電圧ψ1とφ2の第2の電位は光検出手段
1171 vc (荷を蓄積する際のクロック電圧φl
と比 φ2の第1の電位より低く、空乏層が半)1′一体ll
4(+3+と金属層(121との界面オで拡がらないよ
うにしであるため、光検出手段071の光検出部に蓄積
された重荷は隣接する光検出部に蓄積された電荷等によ
り干渉を受けることがなく、光検出手段Q71VC蓄積
された1゛コ荷は正価に読み出される・ものである。
だが、光検出手段Uηから直前蓄積手段(+81に1荷
を転送する時間が光検出手段071に電荷を蓄積する1
時位にしても良いものである。
を転送する時間が光検出手段071に電荷を蓄積する1
時位にしても良いものである。
また、上記実施例で汀、光を「+1.極(15)の上方
から照射したが、半導体基板(Il+下方から照射して
も艮く、その際、半専体范板圓の厚さをfil!1節す
わば、半導体基板(1■)部分で短波長の光を吸収し、
長波後の光(例えは赤外線)たけ全金+(r4層+12
1 K到すさせ □るようにでき、短波長の元金さえぎ
るためのフィルターはほとんど不必女となる、という効
果を有するものである。
から照射したが、半導体基板(Il+下方から照射して
も艮く、その際、半専体范板圓の厚さをfil!1節す
わば、半導体基板(1■)部分で短波長の光を吸収し、
長波後の光(例えは赤外線)たけ全金+(r4層+12
1 K到すさせ □るようにでき、短波長の元金さえぎ
るためのフィルターはほとんど不必女となる、という効
果を有するものである。
才だ、上記実施例では半)Q体基板(11)の」二に金
11+4層(121を形成し、半μネ体基板[11)と
してn形シリコン基板としたが、これに限られるもので
はなく、要は、光検出半導体装置の機械的な力による破
損防止のため剛質の基板であり、かつその基板の−I−
,VC光が照射されると光電荷を発生されることがでさ
□る金属Jf4(121を形成でき、史に光′電荷の
蓄積あるい ゛げ転送を妨げない物質であれば良いもの
である。
11+4層(121を形成し、半μネ体基板[11)と
してn形シリコン基板としたが、これに限られるもので
はなく、要は、光検出半導体装置の機械的な力による破
損防止のため剛質の基板であり、かつその基板の−I−
,VC光が照射されると光電荷を発生されることがでさ
□る金属Jf4(121を形成でき、史に光′電荷の
蓄積あるい ゛げ転送を妨げない物質であれば良いもの
である。
また、上記J6飽例では、n形シリコンからなる半導体
Ir4 t+31を分子aエピタキシー法によって形成
したが、その方法に限るものではなく、史にげ空乏層の
拡がりが金属層112・との界面に1で届く程鼓のノ早
さにイlIt 助したn形シリコン半碑体基板金使用し
、金属層021となる白金シリサイド、pj ll−t
このn形シリコン半B%体、!4¥板と山雀の化合によ
って形成すれは1μく、この場合には半導体力9似(1
1)全用いなくても1qいものである◇ 史に」二記実施例では、金174 +(6121を白金
シリサイドとしたが、pds土、 MoSi 、 Ti
Si 、 TrSi等のシリザイド捷たけ他の金属でも
良く、要に光が照射さ′11ると、)Y:、車前を発生
する金属であわば艮いものである。
Ir4 t+31を分子aエピタキシー法によって形成
したが、その方法に限るものではなく、史にげ空乏層の
拡がりが金属層112・との界面に1で届く程鼓のノ早
さにイlIt 助したn形シリコン半碑体基板金使用し
、金属層021となる白金シリサイド、pj ll−t
このn形シリコン半B%体、!4¥板と山雀の化合によ
って形成すれは1μく、この場合には半導体力9似(1
1)全用いなくても1qいものである◇ 史に」二記実施例では、金174 +(6121を白金
シリサイドとしたが、pds土、 MoSi 、 Ti
Si 、 TrSi等のシリザイド捷たけ他の金属でも
良く、要に光が照射さ′11ると、)Y:、車前を発生
する金属であわば艮いものである。
ところで、L1尼太にハクlで(d、光検出半導体袋は
としてフレームトランスファ方式の2相0(!D [つ
いて悦Iノシたが、これに限らね、るものでないことは
言うまでも斤いことである。νlえは、上記バ殉例にお
ける光検出手段の一つの光検出部、つまり半導体基根1
111 、金lAl1/1(12喝、半導体層(13)
及び電極(15a)又l−11(15b)から17僅成
されるものを、光イφ出半、゛)ス体装置としたもので
あっても良いものである。このものにおいても、電極(
15a)又は(x5b)に照射さね−る光のM無及び強
さにより−F:れに応じた光44’n(が発生され、こ
の発生された光1L前が半導体114に蓄積されるため
、照射される光を検出できるものであり、しかも開口率
を大きくとれる効果を有するものである。
としてフレームトランスファ方式の2相0(!D [つ
いて悦Iノシたが、これに限らね、るものでないことは
言うまでも斤いことである。νlえは、上記バ殉例にお
ける光検出手段の一つの光検出部、つまり半導体基根1
111 、金lAl1/1(12喝、半導体層(13)
及び電極(15a)又l−11(15b)から17僅成
されるものを、光イφ出半、゛)ス体装置としたもので
あっても良いものである。このものにおいても、電極(
15a)又は(x5b)に照射さね−る光のM無及び強
さにより−F:れに応じた光44’n(が発生され、こ
の発生された光1L前が半導体114に蓄積されるため
、照射される光を検出できるものであり、しかも開口率
を大きくとれる効果を有するものである。
この発明は以上に述べたとおり、光が照射されると、九
′電荷を発生する金ki4ノb’tと、この金属I脅の
上面にショットキー接触して形成された一醇篭型の半1
44体層と、この半ノ1コ体層土に絶縁層全弁して設け
られ、全1F為層に発生された九電倚を半導体層に蓄積
するために少なくとも金属層と半゛α体層との界面1で
半導体層全空乏化する渠lの′低位が与えられる電極と
を備えたものとしたので、照射される光として光エネル
ギーが小さい長−波長である赤外線ケも検知できるとと
もに、検知した光に応じた光′電荷を半ノ嵐体層に蓄積
できるものであり、その結果、元検知部とは別に′電荷
蓄積部を設ける必要が1<、開口率t−1められるとい
う効果を有するものである。
′電荷を発生する金ki4ノb’tと、この金属I脅の
上面にショットキー接触して形成された一醇篭型の半1
44体層と、この半ノ1コ体層土に絶縁層全弁して設け
られ、全1F為層に発生された九電倚を半導体層に蓄積
するために少なくとも金属層と半゛α体層との界面1で
半導体層全空乏化する渠lの′低位が与えられる電極と
を備えたものとしたので、照射される光として光エネル
ギーが小さい長−波長である赤外線ケも検知できるとと
もに、検知した光に応じた光′電荷を半ノ嵐体層に蓄積
できるものであり、その結果、元検知部とは別に′電荷
蓄積部を設ける必要が1<、開口率t−1められるとい
う効果を有するものである。
l麻1図は従来のインターライントランスファ方式を使
用したショットキー形CODの光検出半導体装置(・て
:A;ける一つの光検出部忙示す10「面図、第2−図
は従来のフレームトランスファ方式ヶ便1月したCOD
の光検出半導体装置乞示すに部1指面図、第3図及び第
4図はこの@すJの一実施1クリであるフレームトラン
スファ方式の光検出半導体装置を2ドし、第3図は要部
断面図、第4図は平面1・凶、第5図に第4図における
一画素部分のバンド図、4↓\図(a)〜(C1は1区
荷転送f:説岬1するための第3図a当の1折面図であ
る。 図vCJ l/1−C1+12’lj:金属層、(13
1rj:半導体層、(141tl絶縁層、(15a)、
(15b) fd電極である。 外お、各図中、同−符りは同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第2図 第:3図 第4図 2θ 1/ Z/ 第5図 /J/4 /J /2 2O2 〔0) ) ト − −テー◇
用したショットキー形CODの光検出半導体装置(・て
:A;ける一つの光検出部忙示す10「面図、第2−図
は従来のフレームトランスファ方式ヶ便1月したCOD
の光検出半導体装置乞示すに部1指面図、第3図及び第
4図はこの@すJの一実施1クリであるフレームトラン
スファ方式の光検出半導体装置を2ドし、第3図は要部
断面図、第4図は平面1・凶、第5図に第4図における
一画素部分のバンド図、4↓\図(a)〜(C1は1区
荷転送f:説岬1するための第3図a当の1折面図であ
る。 図vCJ l/1−C1+12’lj:金属層、(13
1rj:半導体層、(141tl絶縁層、(15a)、
(15b) fd電極である。 外お、各図中、同−符りは同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第2図 第:3図 第4図 2θ 1/ Z/ 第5図 /J/4 /J /2 2O2 〔0) ) ト − −テー◇
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 fil 光が照射されると光電荷を発生する釡属層、こ
の金属層の上面にショットキー接触して形成された一′
導電形の半導体Wt、この半専体層上I/CM5縁層を
介して設けられ、上記金属層に発生された光゛重荷を1
肥土襲体1曽に蓄積するために少なくとも上記全1成層
と半導体層との界面まで上記半導体層を空乏化する第1
の電圧が与えられる電極を備えた光検出半導体装置。 (2)電極は複数個からなり、1つあるいに複数比 個置きに真補の関係となるfJlの屯倣からなるクロッ
ク電圧が印加されることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の光検出部4.4体装置。 (3) 各電倦T/′i重荷を蓄積する際vc第1の電
圧が与えられると゛ともに、半導体層に蓄積された重荷
を各電極間に移送する際に上記第1の電圧より絶対値の
低い第2の電圧が与えられることを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載の光検出半導体装置0 (4) 金属層は半導体層が形成された逆の而に設けら
れたシリコン基板との化合によって形成されるシリサイ
ド金属であることを特徴とする特許請求の範囲第1項な
いし第3項のいずれかに記載の光検出半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59040761A JPS60183767A (ja) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | 光検出半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59040761A JPS60183767A (ja) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | 光検出半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60183767A true JPS60183767A (ja) | 1985-09-19 |
Family
ID=12589601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59040761A Pending JPS60183767A (ja) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | 光検出半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60183767A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011032101A (ja) * | 2006-06-21 | 2011-02-17 | Hitachi Chem Co Ltd | テープの巻き取り方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55102280A (en) * | 1979-01-30 | 1980-08-05 | Fujitsu Ltd | Infrared charge transfer device |
-
1984
- 1984-03-01 JP JP59040761A patent/JPS60183767A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55102280A (en) * | 1979-01-30 | 1980-08-05 | Fujitsu Ltd | Infrared charge transfer device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011032101A (ja) * | 2006-06-21 | 2011-02-17 | Hitachi Chem Co Ltd | テープの巻き取り方法 |
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