JPS61139061A - Semiconductor photodetector - Google Patents

Semiconductor photodetector

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JPS61139061A
JPS61139061A JP59261440A JP26144084A JPS61139061A JP S61139061 A JPS61139061 A JP S61139061A JP 59261440 A JP59261440 A JP 59261440A JP 26144084 A JP26144084 A JP 26144084A JP S61139061 A JPS61139061 A JP S61139061A
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JP
Japan
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semiconductor
photodiodes
photodiode
region
conductivity type
Prior art date
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Application number
JP59261440A
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Japanese (ja)
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Akinaga Yamamoto
晃永 山本
Sadaji Takimoto
貞治 滝本
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14654Blooming suppression

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To eliminate optical, physical and electrical various crosstalks by forming isolation regions consisting of insulating layers among each photodiode. CONSTITUTION:Carriers generated in a photodiode on the left side are collected to a P-N junction section 14, and detected as optical signals. Likewise, carriers generated in a photodiode on the right side are collected to a P-N junction section 15, and detected as optical signals. Since both photodiodes are isolated completely by an isolation region 16 composed of an insulating layer at that time, carriers generated in the photodiode such as one on the left side do not mix with the P-N junction section 15 on the right side, thus remarkably reducing optical and physical crosstalks. Currents do not flow between both photodiodes through the insulating layer, thus markedly minimizing electrical crosstalks.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光の照射を検出する半導体光検出装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor photodetection device that detects light irradiation.

(従来の技術) 位置検出および分光測定等に同一基板上に複数個のホト
ダイオードをアレー状に配列したホトダイオードアレー
が用いられている。
(Prior Art) A photodiode array in which a plurality of photodiodes are arranged in an array on the same substrate is used for position detection, spectroscopic measurement, and the like.

このようなホトダイオードアレー形式の半導体光検出装
置において、入射光の入射位置の分解を高めるためにホ
トダイオードの集積度を大きくすると種々の問題が生ず
る。
In such a photodiode array type semiconductor photodetecting device, various problems arise when the degree of integration of the photodiodes is increased in order to improve the resolution of the incident position of incident light.

まず第1にあげられることは、隣接したホトダイオード
間に入射した光が素子間で相互干渉を起こす、光学的ク
ロストークである。
The first problem is optical crosstalk, in which light incident between adjacent photodiodes causes mutual interference between the elements.

光学的クロストークを第8図を参照して説明する。Optical crosstalk will be explained with reference to FIG.

第8図はホトダイオードアレー形式の半導体光検出装置
における光学的クロストークを示す装置の断面図である
FIG. 8 is a cross-sectional view of the device illustrating optical crosstalk in a photodiode array type semiconductor photodetection device.

光学的クロストークは、吸収係数の小さい光が半導体装
置のPN接合から離れた深い部分に到達し、内部で電子
・正孔対を発生し、これらのキャリアが拡散によって同
一アレー内の隣接するホトダイオードに到達することに
よって起こる。
Optical crosstalk occurs when light with a small absorption coefficient reaches a deep part of a semiconductor device far from the PN junction, generates electron-hole pairs inside, and these carriers diffuse into adjacent photodiodes in the same array. It happens by reaching .

例えばP+領域12の下の8層10の深い部分で発生し
たキャリアがP+領域13に到達する場合等がそれであ
る。
For example, this is the case when carriers generated in a deep part of the eight layers 10 below the P+ region 12 reach the P+ region 13.

第2にブルーミングと呼ばれる物理的なりロストークが
ある。
Second, there is a physical losstalk called blooming.

第9図を参照してこの物理的なりロストークを説明する
This physical losstalk will be explained with reference to FIG.

物理的クロストークは、強い光照射により図中破線で示
す空乏層に蓄積される電荷が飽和し、素子内を拡散する
ことにより隣接するホトダイオードに到達することによ
って起こる。
Physical crosstalk occurs when the charge accumulated in the depletion layer shown by the broken line in the figure becomes saturated due to strong light irradiation, and then diffuses within the device and reaches the adjacent photodiode.

P+領域12の下の8層10に形成された空乏層内で発
生したキャリアがP+領域13に到達する場合等がそれ
である。
This is the case, for example, when carriers generated in the depletion layer formed in the eight layers 10 below the P+ region 12 reach the P+ region 13.

これらのクロストークは、位置センサにおける位置境界
を不鮮明にし、分析センサにおける隣接す 。
These crosstalks blur the position boundaries at the position sensor and the adjacent boundaries at the analysis sensor.

る二つの信号ピークの区別を不明確にする。blurring the distinction between two signal peaks.

また近年、ホトダイオードアレーと信号続出のための自
己走査回路(シフトレジスタ)を組み合わせたイメージ
センサが広(用いられている。
In recent years, image sensors that combine a photodiode array and a self-scanning circuit (shift register) for continuous signal output have become widely used.

第10図はそのようなイメージセンナの1素子分を示す
断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing one element of such an image sensor.

このようなN基板1を用いたPチャンネルMO3FET
構造のイメージセンサの等価回路を第11図に示す。
P channel MO3FET using such N substrate 1
An equivalent circuit of the image sensor structure is shown in FIG.

N基板1を用いたPチャンネルMOS F ET構造で
は、ソース2の領域のPN接合部を受光面として用いて
いる。
In the P-channel MOS FET structure using the N-substrate 1, the PN junction in the source 2 region is used as a light-receiving surface.

ゲート電極4に負のパルス電圧を加えると、ゲート電極
4の下のシリコン表面にPチャンネルが生じ、このとき
ドレイン3より電荷が供給され、ソース2の拡散接合を
ドレイン3の電圧と等しくしてこのダイオードを充電す
る。
When a negative pulse voltage is applied to the gate electrode 4, a P channel is generated on the silicon surface under the gate electrode 4, and at this time, charge is supplied from the drain 3, making the diffusion junction of the source 2 equal to the voltage of the drain 3. Charge this diode.

ゲート電極4の電圧をオフし、チャンネルが閉じると、
ソース2の電位(蓄積電荷)はそのまま保たれる。
When the voltage of the gate electrode 4 is turned off and the channel is closed,
The potential (accumulated charge) of the source 2 is maintained as it is.

この状態で入射光によりキャリアが励起されると、蓄積
電荷はこのキャリアに放電し、ソース2の電位は低下す
る。次に再び走査パルスがゲート4を介して印加される
と、放電電荷に対する充電電荷がソース2に流れこみ、
外部回路により検出される。以下この動作を繰り返す。
When the carriers are excited by the incident light in this state, the accumulated charges are discharged into the carriers, and the potential of the source 2 decreases. Next, when the scanning pulse is applied again through the gate 4, the charged charge relative to the discharged charge flows into the source 2,
Detected by external circuit. Repeat this operation below.

□ このようなホトダイオードアレーにおいては、アレ
ー内の各素子のポテンシャル電位は常に異なる。シフト
レジスタの走査パルスによって、ある点のホトダイオー
ドのポテンシャル電位が高くなった場合、ポテンシャル
電位の低い隣接するホトダイオードへ電流が流れ込む現
象が起こる。これは、電気的なりロストークでありホト
ダイオード間の距離が短くなった場合、あるいは高抵抗
な基板を用いた場合、特に起こり易くなる。
□ In such a photodiode array, the potential potential of each element in the array is always different. When the potential potential of a photodiode at a certain point becomes high due to the scanning pulse of the shift register, a phenomenon occurs in which current flows into an adjacent photodiode with a low potential potential. This is electrical losstalk and is particularly likely to occur when the distance between the photodiodes becomes short or when a high resistance substrate is used.

電気的なりロストークは、正確な光信号の測定や微弱光
の測定を困難にする。
Electrical losstalk makes accurate optical signal measurements and weak light measurements difficult.

これら、光学的、物理的、電気的なりロストークを総合
して、以下単にクロストークと呼ぶこととする。
These optical, physical, and electrical losstalks will be collectively referred to as crosstalk hereinafter.

このようなりロストークに対して従来第12図に示すよ
うに、隣接する素子間にアルミニウムのような反射膜を
形成し、素子間への光の入射を妨げる対策が採られてき
た。
Conventionally, a countermeasure against such losstalk has been taken, as shown in FIG. 12, by forming a reflective film such as aluminum between adjacent elements to prevent light from entering between the elements.

しかしこの方法では、例えばガラス窓付きのパッケージ
に組み込んだ場合、反射膜5で反射した光がさらにガラ
ス窓で乱反射し、かえって信号の相互干渉が激しくなる
However, in this method, if the device is incorporated into a package with a glass window, for example, the light reflected by the reflective film 5 will be further diffusely reflected by the glass window, and mutual interference of signals will become more intense.

また電気的なりロストークに対しては、何の効果も示さ
ない。
Furthermore, it has no effect on electrical losstalk.

他の方法としては第13図に示すように、拡散により形
成されたP+層6でホトダイオード間を分離する方法が
報告されている。
As another method, as shown in FIG. 13, a method has been reported in which photodiodes are separated by a P+ layer 6 formed by diffusion.

しかしこの方法では、素子間は一応は分離されるものの
、分離領域付近に入射した光により発生したキャリアは
、全てこのP+型の分離領域6に吸収され、信号量の低
下が起こる。
However, in this method, although the elements are separated to some extent, all carriers generated by light incident near the separation region are absorbed by the P+ type separation region 6, resulting in a decrease in signal amount.

また分離領域P+層をホトダイオードに隣接して設けた
場合には、分離P+層とホトダイオード2間での相互作
用が強くなり、ホトダイオードに蓄積された信号電荷が
分離P+層に流れ易くなり電気的なりロストークは増加
する。
Furthermore, when the separation region P+ layer is provided adjacent to the photodiode, the interaction between the separation P+ layer and the photodiode 2 becomes stronger, and the signal charges accumulated in the photodiode easily flow to the separation P+ layer, resulting in electrical problems. Lostalk increases.

分離領域の深さは最低でも5μは必要であるが、拡散で
形成した場合、深さ方向の拡散だけでなく同程度の横方
向への拡散も同時に起こる。
The separation region must have a depth of at least 5 μm, but when it is formed by diffusion, not only the depthwise diffusion but also the same degree of lateral diffusion occur simultaneously.

このため、P+分離領域の幅を10μ以下に制御するこ
とは困難である。さらに、受光面の2層より広がった空
乏層が、分離領域のP+層6に到達すると、耐圧が著し
く低下するため、受光面と分離領域は少な(とも20μ
m程度は必要である。
Therefore, it is difficult to control the width of the P+ isolation region to 10 μm or less. Furthermore, when the depletion layer, which has spread beyond the two layers on the light-receiving surface, reaches the P+ layer 6 in the separation region, the withstand voltage drops significantly.
About m is necessary.

この結果、隣接するホトダイオード間の間隔は50μm
以上になる。これにより、解像度の限界がきめられてし
まう。
As a result, the spacing between adjacent photodiodes is 50 μm.
That's all. This imposes a limit on resolution.

以上のように隣接するホトダイオード間にP十分の分離
領域を形成してもクロストークの防止には効果はあるが
、リーク電流の増加、耐圧の低下、信号の漏洩など、か
えって信号の不明確さが増し、素子の特性は低下するば
かりである。
As described above, forming a separation region of sufficient P between adjacent photodiodes is effective in preventing crosstalk, but it may cause signal ambiguity such as an increase in leakage current, a decrease in withstand voltage, and signal leakage. increases, and the characteristics of the device continue to deteriorate.

このように、従来の技術では各種のクロストークに対す
る有効な方法がなく、的確な対策法が望まれている。
As described above, in the conventional technology, there is no effective method for dealing with various types of crosstalk, and an accurate countermeasure is desired.

(発明の目的) 本発明の目的は、ホトダイオードアレー型の半導体装置
の前記各種のクロストークを著しく低下させることによ
り、高解像性能、高位置分解性能を達成する半導体光検
出装置を提供することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a semiconductor photodetection device that achieves high resolution performance and high position resolution performance by significantly reducing the various types of crosstalk of a photodiode array type semiconductor device. It is in.

(発明の構成) 前記目的を達成するために本発明による半導体光検出装
置は、光検出のための接合部を有する複数のホトダイオ
ードを同一の半導体基板内にアレー状に配列した半導体
光検出装置において、第1の導電型を有する前記半導体
基板内に形成された第2の導電型を有する互いに分離さ
れた複数のホトダイオードと、前記複数のホトダイオー
ドを互いに隔離するように前記半導体基板内に形成され
た絶縁物からなる隔離領域を設けて構成されている。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, a semiconductor photodetection device according to the present invention is a semiconductor photodetection device in which a plurality of photodiodes each having a junction for photodetection are arranged in an array on the same semiconductor substrate. , a plurality of mutually separated photodiodes having a second conductivity type formed in the semiconductor substrate having a first conductivity type; and a plurality of photodiodes formed in the semiconductor substrate so as to isolate the plurality of photodiodes from each other; It is constructed by providing an isolation area made of an insulating material.

すなわち本発明による装置は、隣接するホトダイオード
間に絶縁物からなる分離領域を形成することにより、ク
ロストークを除去することを特徴とするものである。
That is, the device according to the present invention is characterized in that crosstalk is eliminated by forming isolation regions made of an insulator between adjacent photodiodes.

(実施例) 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.

第1図は本発明による半導体光検出装置の第1の実施例
を示す図であって同図(A)は断面図、同図(B)は平
面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a semiconductor photodetection device according to the present invention, in which FIG. 1A is a sectional view and FIG. 1B is a plan view.

N型シリコン基板1oに、受光面(P+領域)12およ
び受光面(P+領域)13が形成され、それぞれの領域
はN型シリコン基板1oとの間にPN接合部14.15
を形成している。
A light-receiving surface (P+ region) 12 and a light-receiving surface (P+ region) 13 are formed on the N-type silicon substrate 1o, and each region has a PN junction 14.15 between it and the N-type silicon substrate 1o.
is formed.

各PN接合部14.15を分離する溝状の分離領域16
.16.16が形成され、溝の表面には二酸化珪素膜1
1が形成されている。
Groove-like isolation region 16 separating each PN junction 14.15
.. 16.16 is formed, and a silicon dioxide film 1 is formed on the surface of the groove.
1 is formed.

17.18はそれぞれ裏面電極と表面電極を形成してい
る。
17 and 18 form a back electrode and a front electrode, respectively.

図中左側のホトダイオード内で発生したキャリアは、P
N接合部14に集められて光信号として検出される。同
様に右側のホトダイオード内で発生したキャリアは、P
N接合部15に集められて光信号として検出される。
The carriers generated in the photodiode on the left side of the figure are P
The light is collected at the N junction 14 and detected as an optical signal. Similarly, the carriers generated in the right photodiode are P
The light is collected at the N junction 15 and detected as an optical signal.

このとき、両ホトダイオード間は絶縁層からなる分離領
域16により完全に分離されるため、例えば左側のホト
ダイオード内で発生したキャリアが右側のPN接合部1
5に混合することはなく、光学的および物理的なりロス
トークは著しく減少する。
At this time, since the two photodiodes are completely separated by the isolation region 16 made of an insulating layer, for example, carriers generated in the left photodiode are transferred to the right PN junction 1.
5, and the optical and physical losstalk is significantly reduced.

また絶縁層を通して、両ホトダイオード間で電流が原乳
ることはないため、電気的なりロストークも著しく減少
する。
Furthermore, since current does not flow between the two photodiodes through the insulating layer, electrical losstalk is significantly reduced.

さらに、分離領域はプラズマエツチングにより形成する
ため、幅を2μm以下に縮小できる。このため、ホトダ
イオード間の間隔を縮小することができ、ホトダイオー
ドアレーの解像性能および分解性能を高めることができ
る。
Furthermore, since the separation region is formed by plasma etching, the width can be reduced to 2 μm or less. Therefore, the spacing between photodiodes can be reduced, and the resolution performance and decomposition performance of the photodiode array can be improved.

次に前記構成の実施例装置の製造工程を第2図を参照し
て説明する。
Next, the manufacturing process of the embodiment device having the above structure will be explained with reference to FIG. 2.

(A)N型シリコン基板10上に熱酸化により、二酸化
珪素H1i!llを約1μm成長させる。
(A) Silicon dioxide H1i! is formed on the N-type silicon substrate 10 by thermal oxidation. ll is grown to about 1 μm.

(B)ホトエツチングにより分離領域となる部分の二酸
化珪素膜を除去し、さらにプラズマエツチング法を用い
てN型シリコン基板の一部を約5μm除去する。
(B) The silicon dioxide film in the portion that will become the isolation region is removed by photo-etching, and then a portion of the N-type silicon substrate is removed by about 5 μm using plasma etching.

(C)再度熱酸化により二酸化珪素膜を約0.5μm成
長させる。
(C) A silicon dioxide film is grown to a thickness of about 0.5 μm by thermal oxidation again.

(D)次いで、ホトエツチングにより受光面となる部分
の二酸化珪素膜を除去し、拡散法によりP型頭域12を
形成した後、熱酸化により二酸化珪素膜を約0.2μm
成長させる。
(D) Next, the silicon dioxide film on the part that will become the light-receiving surface is removed by photo-etching, a P-type head region 12 is formed by a diffusion method, and then the silicon dioxide film is reduced to a thickness of about 0.2 μm by thermal oxidation.
Make it grow.

この後、アルミニウム等の金@膜で所定の電極配線を行
い、工程を終了する。
Thereafter, predetermined electrode wiring is performed using a gold film made of aluminum or the like, and the process is completed.

以上の工程により、隣接するホトダイオード間は絶縁物
からなる分離領域により分離され、前述のように動作す
る。しかしながらこの実施例による装置にも若干の問題
が残されている。
Through the above steps, adjacent photodiodes are separated by isolation regions made of an insulator, and operate as described above. However, some problems remain with the device according to this embodiment.

第3図に示すように、ごくわずかではあるが分離領域1
6よりも深いところで生成したキャリアによる光学的な
りロストークが問題となる。
As shown in Figure 3, the separation area 1 is very small.
Optical loss talk caused by carriers generated at a depth deeper than 6.6 is a problem.

第4図は本発明による半導体光検出装置の第2の実施例
を示す断面図および回路図である。
FIG. 4 is a sectional view and a circuit diagram showing a second embodiment of the semiconductor photodetection device according to the present invention.

この実施例はP型シリコン基板20上にエピタキシャル
成長法によりN型領域10を形成し、そのN型領域10
内に、分離領域16と受光面12を形成したものである
In this embodiment, an N-type region 10 is formed on a P-type silicon substrate 20 by an epitaxial growth method.
A separation region 16 and a light receiving surface 12 are formed therein.

図示のようにP型基板20とN型領域10間には逆バイ
アスをかけて使用する。
As shown in the figure, a reverse bias is applied between the P type substrate 20 and the N type region 10.

このためP型基板20内で発生したキャリアはN型領域
10には拡散せず、すべて裏面の電極19に集められ、
結晶深部で発生したキャリアによる光学的クロストーク
はすべて除去できる。
Therefore, carriers generated within the P-type substrate 20 do not diffuse into the N-type region 10, but are all collected on the electrode 19 on the back surface.
All optical crosstalk caused by carriers generated deep in the crystal can be removed.

第5図は本発明による半導体光検出装置の第3の実施例
を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the semiconductor photodetection device according to the present invention.

この実施例装置はCZ法により製作された10Ωcmの
高抵抗のN−のシリコンウェーハ21を用いたものであ
る。
The apparatus of this embodiment uses an N- silicon wafer 21 having a high resistance of 10 Ωcm and manufactured by the CZ method.

CZ法により作られたシリコン結晶中には通常5〜40
ppmの酸素が溶存している。
Silicon crystals made by the CZ method usually contain 5 to 40
ppm of oxygen is dissolved.

このウェーハ上にエピタキシャル法によりN型領域10
を形成後、800℃のN2  (窒素)ガス中で1〜1
6時間、1050℃の乾燥酸素中で18時間熱処理を行
う。
An N-type region 10 is formed on this wafer by an epitaxial method.
After forming 1 to 1 in N2 (nitrogen) gas at 800℃
Heat treatment is carried out for 18 hours in dry oxygen at 1050° C. for 6 hours.

この工程に゛よりN−基板21中に酸素の凝結に起因し
た微少欠陥ができる。
Through this process, minute defects are created in the N-substrate 21 due to the condensation of oxygen.

これは、インターナルゲッタ法と呼ばれる公知の方法で
ある。
This is a known method called the internal getter method.

この微少欠陥が再結合中心として働くため、N−基板内
で生成したキャリアのライフタイムは極めて短く、N領
域10に拡散する前にすべて消滅する。
Since these minute defects act as recombination centers, the lifetime of carriers generated within the N − substrate is extremely short, and they all disappear before diffusing into the N region 10 .

以上詳しく説明した各実施例の分離領域は、プラズマエ
ツチングした領域に二酸化珪素膜を成長させたものであ
る。この分離領域に種々の変形を施すことができる。
The isolation regions in each of the embodiments described in detail above are formed by growing a silicon dioxide film on a plasma etched region. Various modifications can be made to this separation region.

第6図に示すように、エツチングした領域にCVD法等
により、二酸化珪素膜22を堆積することもできる。
As shown in FIG. 6, a silicon dioxide film 22 can also be deposited on the etched region by CVD or the like.

また、本発明によるホトダイオードアレーと他の回路と
を同一基板内に同時に形成する場合、基板は平坦である
ことが望ましい。
Further, when the photodiode array according to the present invention and other circuits are simultaneously formed on the same substrate, it is desirable that the substrate be flat.

そのため、第7図に示すように、多結晶シリコン等の半
導体材料23を充填する。
Therefore, as shown in FIG. 7, a semiconductor material 23 such as polycrystalline silicon is filled.

この場合半導体材料は、分離領域形成後の熱処理工程に
耐え得るものであれば、導電物であっても絶縁物であっ
てもかまわない。
In this case, the semiconductor material may be a conductive material or an insulating material as long as it can withstand the heat treatment step after forming the isolation region.

また本発明による半導体光検出装置は、P型とN型をそ
れぞれ変えて構成しても同様の効果があることは明白で
ある。
Furthermore, it is clear that the semiconductor photodetector according to the present invention can have the same effect even if it is configured with different P-type and N-type elements.

(発明の効果) 以上詳しく述べたように、本発明による半導体光検出装
置は各ホトダイオード間に、絶縁層からなる分離領域を
設けたので、光学的、物理的、電気的等の各種のクロス
トークを著しく除去できる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, the semiconductor photodetection device according to the present invention has a separation region made of an insulating layer between each photodiode, so that various crosstalk such as optical, physical, electrical, etc. can be significantly removed.

このため、ホトダイオード間の相互干渉がなく、結果と
して、解像性能、分解性能を向上することができる。
Therefore, there is no mutual interference between the photodiodes, and as a result, resolution performance and decomposition performance can be improved.

また、分離領域の幅は2μm以下に縮小することができ
、これによる解像性能の向上も同時に期待できる。
Further, the width of the separation region can be reduced to 2 μm or less, and an improvement in resolution performance can be expected at the same time.

本発明による半導体光検出装置は、単体として位置検出
や分光光度測定に用いることにより、高位置分解性能や
高分解性能を達成できる。
The semiconductor photodetector according to the present invention can achieve high position resolution performance and high resolution performance by using it as a single unit for position detection and spectrophotometry.

また本発明による半導体光検出装置を、自己走査回路と
組み合わせたイメージセンサとして用いることにより、
鮮明な画像を得ることができる。
Furthermore, by using the semiconductor photodetection device according to the present invention as an image sensor combined with a self-scanning circuit,
Clear images can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明よる半導体光検出装置の第1の実施例
を示す断面図および平面図である。 第2図は前記実施例装置の製造工程を示す断面図である
。 第3図は前記実施例装置における問題を説明するための
断面図である。 第4図は、本発明よる半導体光検出装置の第2の実施例
を示す断面図である。 第5図は、本発明よる半導体光検出装置の第3の実施例
を示す断面図である。 第6図および第7図は半導体光検出装置の絶縁領域の変
形例を示す断面図である。 第8図は従来のホトダイオードアレー形式の半導体光検
出装置における光学的クロストークを示す装置の断面図
である。 第9図は従来のホトダイオードアレー形式の半導体光検
出装置における物理的クロストークを示す装置の断面図
である。 第10図は従来のイメージセンサの1素子分を示す断面
図である。 第11図は第10図に示した従来のイメージセンナをN
基板を用いたPチャンネルMO3FETIjl造にした
ときのイメージセンサの等価回路図である。 第12図はクロストークを防止するために素子間に反射
膜を設ける従来例を示す断面図である。 第13図はクロストークを防止するために素子間にP+
層を形成した従来例を示す断面図である。 1・・・N型シリコン基板  2・・・ソース領域3・
・・ドレイン領域    4・・・ゲート電極5・・・
反射膜       6・・・P+分離領域10・・・
N型シリコン基板 11・・・二酸化珪素膜12.13
・・・受光面(P+領域) 14.15・・・PN接合部 16・・・分離領域     17・・・裏面電極18
・・・表面電極 20・・・P型シリコン基板 21・・・N−型シリコン基板 22・・・二酸化珪素膜 23・・・多結晶シリコン層 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士  井 ノ ロ  壽 螢 1 図 (A) CB) リ 6 図 怖 9 図 榔 fθ 図 カ 1f  図
FIG. 1 is a sectional view and a plan view showing a first embodiment of a semiconductor photodetection device according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process of the device of the embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining problems in the apparatus of the embodiment. FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the semiconductor photodetection device according to the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the semiconductor photodetection device according to the present invention. FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views showing modified examples of the insulating region of the semiconductor photodetector. FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional photodiode array type semiconductor photodetecting device showing optical crosstalk. FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional photodiode array type semiconductor photodetecting device showing physical crosstalk. FIG. 10 is a sectional view showing one element of a conventional image sensor. Figure 11 shows the conventional image sensor shown in Figure 10.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of an image sensor constructed using a P-channel MO3FETIjl substrate. FIG. 12 is a sectional view showing a conventional example in which a reflective film is provided between elements to prevent crosstalk. Figure 13 shows P+ between elements to prevent crosstalk.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional example in which layers are formed. 1... N-type silicon substrate 2... Source region 3.
...Drain region 4...Gate electrode 5...
Reflective film 6...P+separation region 10...
N-type silicon substrate 11... silicon dioxide film 12.13
... Light receiving surface (P+ region) 14.15 ... PN junction 16 ... Separation region 17 ... Back electrode 18
...Surface electrode 20...P-type silicon substrate 21...N-type silicon substrate 22...Silicon dioxide film 23...Polycrystalline silicon layer Patent applicant Hamamatsu Photonics Co., Ltd. Agent Patent attorney Ino B Ju firefly 1 Figure (A) CB) Li 6 Figure fear 9 Figure fθ Figure 1f Figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光検出のための接合部を有する複数のホトダイオ
ードを同一の半導体基板内にアレー状に配列した半導体
光検出装置において、第1の導電型を有する前記半導体
基板内に形成された第2の導電型を有する互いに分離さ
れた複数のホトダイオードと、前記複数のホトダイオー
ドを互いに隔離するように前記半導体基板内に形成され
た絶縁物からなる隔離領域を設けて構成したことを特徴
とする半導体光検出装置。
(1) In a semiconductor photodetection device in which a plurality of photodiodes each having a junction for photodetection are arranged in an array in the same semiconductor substrate, a second conductivity type photodiode formed in the semiconductor substrate having a first conductivity type; A semiconductor optical device comprising: a plurality of photodiodes separated from each other having conductivity types; and an isolation region made of an insulator formed in the semiconductor substrate to isolate the photodiodes from each other. Detection device.
(2)前記半導体基板は第2の導電型の半導体ウェーハ
の上にエピタキシャル成長で第1の導電型層を形成した
ものである特許請求の範囲第1項記載の半導体光検出装
置。
(2) The semiconductor photodetecting device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a semiconductor wafer of a second conductivity type and a layer of the first conductivity type formed by epitaxial growth.
(3)前記半導体基板はCZ法により製作された10Ω
cm以上の高抵抗の第1の導電型のウェーハ上にエピタ
キシャル成長させた第1の導電型を有するものである特
許請求の範囲第1項記載の半導体光検出装置。
(3) The semiconductor substrate is 10Ω manufactured by CZ method.
2. The semiconductor photodetector according to claim 1, which has a first conductivity type epitaxially grown on a first conductivity type wafer having a high resistance of cm or more.
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