JPS6126270B2

JPS6126270B2 -

Info

Publication number: JPS6126270B2
Application number: JP51144800A
Authority: JP
Inventors: Kayao Takemoto; Norio Koike
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-12-03
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1986-06-19
Also published as: JPS5369526A

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の利用分野本発明は、テレビカメラなどに用いる固体撮像
装置に関するものである。

(2) 従来技術の概要とその問点を第１図、第２図
および第３図を用いて説明する。

第１図は典型的な二次元固体撮像装置の構成例
を示す。光ダイオード１とMOS型トランジスタ
２を単位とした画素のアレイをたとえばMOS型
シフトレジスタからなる水平走査回路９および垂
直走査回路１０によりそれぞれMOS型トランジ
スタ３および２を順次導電させることにより順次
走査し、光ダイオード１に蓄積された光により発
生した電荷を信号線６および信号線７を通じて出
力端８より引き出し、画素の受けた画像信号を電
気信号として取り出すものである。信号線７およ
び出力端８は目的に応じ複数になつていることも
ある。

第２図は代表的な画素の断面構造を示す。以下
説明の便宜上、電子を信号電荷とすりＮチヤネル
型撮像装置について述べるが、Ｐチヤネル型の装
置においても以下の説明は導電型ならびに極性を
逆にするのみで全く同様に適用できる。

Ｐ型Si単結晶からなるSi基板１１とｎ型拡散層
１２で光ダイオードを形成し、同時にｎ型拡散層
１２はソースとして、たとえば多結晶Siからなる
ゲート電極１３と、該ダイオード電極１３下で薄
くなつているSiO₂膜１６とドレインとしてのｎ
型拡散層１４と共にMOS型電界効果トランジス
タを形成する。ｎ型拡散層１４には通常その電気
抵抗を低下させるために、Alなどの金属からな
る電極１７を設け、第１図における信号線６とし
て用いる。またSiO₂１６膜は通常画素の外側で
は不要な寄生容量が発生することを抑えるために
厚くする。

光１５が入射すると、ｎ型拡散層１２およびSi
基板１１中で電子−正孔の対を発生し、この内電
子が信号電荷としてｎ型拡散層１２に流入し、ｎ
型拡散層１２とSi基板１１の間のpn接合容量１
８により蓄積される。正の走査パルスがゲート電
極１３に印加されると正電位となつているｎ型拡
散層１４（ドレイン）に引かれ、上記電子はｎ型
拡散層１４に引き出され、第１図により説明した
如く出力端８に導かれる。

ｎ型拡散層１２の電位はの結果正の電位とな
り、次の正の走査パルスが印加されるまで光１５
により発生する電子を蓄積し続け電位が低下す
る。

このような従来の固体撮像装置、特にその心臓
部であるダイオードは構造上、次の４つの欠点が
あり、固体撮像装置に対する切望されているにも
かかわらず、実用化がはばまれている。

その１は、解像力を改善するためには画素を小
さくする必要があり、必然的にｎ型拡散層１２の
面積が小さくなり、その結果接合容量１８が小さ
くなり、蓄えることのできる電子の量、すなわち
信号電荷が少なくなることである。特に信号電荷
をとり出すｎ型拡散層１４の面積は画素の大きさ
にかかわらず、可能な限り小さくなつており、そ
のしわ寄せでさらにｎ型拡散層１２の縮小は著し
く、さらに第１図における信号線６に接続される
ｎ型拡散層１４の数は画素数の増加と共に増し、
各ｎ型拡散層１４が接合容量１９を有し、信号線
６および信号線７の有する寄生容量と加わつた大
きな容量により、出力端８に現われる電気信号は
著しく小さくなり、電気雑音に埋まり検出が不可
能となつてしまう。このため、現状の技術ではテ
レビジヨンの画像程度の解像力は得ることはでき
ない。

接合容量１８を７桁程度改善すればこの問題は
解決できる。接合容量１８はSi基板１１の不純物
濃度を高くすれば大きくなる。しかし同時に接合
容量１９も大きくなり、この方法では解決できな
い。

次の問題は分光特性に関する。Siによる光の吸
収は波長によつて異なる。三原色の赤（波長0.65
μｍ）緑（同0.55μｍ）、青（同0.45μｍ）の吸
収特性をそれぞれＲ，Ｇ，Ｒして第３図に示す。
青い光ＢはSiの表面近傍で電子−正孔対を作り、
赤い光ＲはSiの奥深くまで侵入して電子−正孔対
を作る。Siの表面では再結合を起こし、電子−正
孔対が消滅する確率が高く、その分不感となり、
この結果、Siを用いた光ダイオードは赤い光（長
波長光）に対する感度が高い。さらに、電子−正
孔対の数は、同じ光エネルギー当りでは波長に反
比例し、この結果長波長光はさらに有利となり、
光ダイオードの分光特性は長波長側で感度の高い
歪んだものとなる。したがつて従来の撮像素子よ
り得られる電気信号を再生画像化した場合、原画
の青い部分が黒ずみ、赤い部分が白つぽくなり不
自然なものとなる。

第３の問題は、強い入射光が当つた場合に関す
る。第２図において、光１５が強い場合には接合
容量１８が飽和するのは当然として、第３図で示
したように、Si基板１１の深い部分でも多くの電
子−正孔対を発生し、この内少数キヤリアである
電子が必ずしもｎ型拡散層には向かわず横方向に
も拡散し、隣接するｎ型拡散層に注入する。この
結果光信号が多くの画素間に広がり、再生画像で
は大きな白い輝部となつて画面を漬してしまう
（ブルーミング現象と呼ばれている）。従来の装置
においてはこの現象が顕著に現われる。

第４の問題はカラー撮像に関係する。従来の装
置においては光ダイオードの分光特性を変化させ
ることはできない。そこで３枚の固体撮像装置の
それぞれに３原色のフイルターを重ねているが、
各色の画像の位置合わせが著しく困難であり、か
つ各撮像装置に画像を分配する光学系は高価でか
つ大きなものとなり、固体撮像装置にするカメラ
の小型化という大きな利点が損われている。

当然１枚の撮像装置でカラー信号が得られるこ
とが望ましく、このためｎ型拡散層１２の上に色
フイルターを載せることが考えられるが、高精度
の加工ができる半導体素子に用いられている材料
と異なり、現状では色フイルターの作製自体が困
難なこともあつて、高精度でｎ型拡散層１２の上
に色フイルターを形成することは困難である。

またカラー信号を得るためには各色用の画素が
必要となるため、必然的に画素数が増加する。こ
の結果、第１の問題と同じ理由で従来の固体撮像
装置によりカラー信号を得ることを困難にしてい
る。

(3) 発明の目的本発明の目的は、固体撮像装置の画素の信号電
荷容量を飛躍的に大きくし、分光特性を是正し、
他の画素に入射した光信号の分散（ブルーミン
グ）を抑え、高解像力の固体撮像装置の実現を可
能とし、らに１枚の撮像装置でカラー信号を得る
単板カラー撮像装置を実現する手段を提供するも
のである。以下本発明を実施例により説明する。

なお、本発明の意図するところは画素の改善の
みにあり、以下の説明においては画素のみについ
て行なう。

(4) 実施例以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。

第４図は本発明の１実施例を示す。第２図によ
り示した従来の画素と比較してｎ型拡散層２２の
下にＰ型不純物濃度の高いP⁺埋込層２５を設け
た点が異なる。P⁺埋込層２５はゲート電極２３
の下を除き、ｎ型拡散層２２の側面にあつても同
様な効果を得る。以下の実施例においても同様で
ある。

第４図におけるＡ−A′に沿つた原子に対する
ポテンシヤル図を第５図に曲線３６で示す。図中
３２はｎ型拡散層２２，３５はP⁺埋込層２５，
３１はSi基板２１，３３はｎ型拡散層２２とP⁺
埋込層２５の間に形成される空乏層に相当する。
P⁺埋込層２５の領域３５はSi基板２１の領域３
１よりポテンシヤルが高く、その最高点３４より
内部で発生した電子は矢印３７で示すごとくSi基
板２１の内部に追いやられ、ｎ型拡散層２２に蓄
えられる電子は表面より最高点３４の間で発生し
た電子に限られる。

この結果、まず他の画素に入射した強い光によ
り発生した電子の流入（ブルーミング）の問題は
解決される。

第３図を見れば、最高点３４の位置が光ダイオ
ードの分光特性を決定することがわかる。数量化
すれば、最高点３４の表面からの深さをｘとする
と、入射光により発生する電子の数Ｎは光強度Ｉ
に対しＮ＝Ｉ・η・（１−ｅ^-〓^x） (1) で与えられる。ηは各波長の光で電子−正孔対で
発生する確率で、波長に比例する。αは光の吸収
係数である。赤色光（波長0.65μｍ）、緑色光
（同0.55μｍ）、青色光（同0.45μｍ）に対しそれ
ぞれα＝0.34、0.71、2.41μｍ^-1である。

最高点３４の位置は大むねP⁺埋込層２５の不
純物濃度の最も高い点に一致し、濃度が均一な場
合は大むね中央となる。第３図および(1)式より、
ｘが小さいほど相対に短波長光感度が高くなるこ
とがわかる。

表面における電子−正孔対の再結合が無けれ
ば、ｘ＝３μｍ前後で各波長の光によつて単位エ
ネルギー当り得られる電子の数はほぼ等しくな
る。再結合の割合は加工技術により変化するが、
現状の技術において得られる程度の価の場合、ｘ
＝1.5〜２μｍで分光感度の波長依存性がほぼ無
くなる。

接合容量はｎ型拡散層２２とP⁺埋込み層２５
の境界付近のP⁺埋込層２５の不純物濃度により
定まる。この濃度が高いほど接合容量は大きくな
る。しかし接合の電気耐圧が低下する。実用的に
は10¹⁶〜10¹⁸cm^-3程度、望ましくは１×10¹⁷cm^-3前
後の不純物濃度が適当である。１×10¹⁷cm^-3の場
合、Si基板２１に不純物濃度が10¹⁴cm^-3程度のSi
ウエーハを用いたとすると、このP⁺埋込み層２
５の存在により接合容量は約30倍は改善される。
電気耐圧は15V以上ある。ｎ型拡散層２４とSi基
板２１との間の接合容量には変化はない。

以上の説明でわかる如く、モノクローム（白
黒）の固体撮像装置における３つの問題点は全て
本発明により解決された。以下の説明は単板カラ
ー撮像装置に関するものである。

第６図は本発明の他の実施例を示す。簡略のた
めに光ダイオードのみを示している。ｎ型拡散層
４１，４２，４３の厚さを変え、異る分光特性を
有する種類の光ダイオードを示す。P⁺埋込み層
４４，４５，４６の厚さを変えても同様な効果を
得る。要はP⁺拡散層４４，４５，４６の不純物
濃度の最高点の位置を変えれば良いわけで、効果
はほぼ同じである。この最高点までの距離を同図
に示す如く、それぞれx₁，x₂，x₃とする。

x₁，x₂，x₃の選択は相異なれば任意であり、
赤、緑、青の３原色成分を含む３種の分光特性を
有する限り、出力信号の処理により必ず元の色を
再現できる。

典型的な一例ではx₁＝１μｍ、x₂＝1.5μｍ、
x₃＝４μｍ前後である。ｎ型拡散層４１には主と
して青色光、４２には３原色光がほぼ均等（輝度
信号用）に、４３には赤色光が強めに寄与した電
子が蓄積される。実際にはｎ型拡散層４３が厚い
ために、特に表面付近で発生した電子−正孔対の
正孔がｎ型拡散層４３内で再結合して電子と共に
消滅する効果が顕著となり、赤色光により発生し
た電子の割合が増し、より好ましい構成となる。
ｎ型拡散層４１上に青色フイルターを４３上に赤
色フイルターを置くことができれば、各光ダイオ
ードの分色特性はより好ましいものにすることが
できることは言うまでもない。この時４２上に緑
色フイルターを置いても良い。

分光特性の変化は光ダイオードの上に吸収層を
設けることによつても得られる。第７図はこのよ
うな例を示し、ｎ型拡散層５２の上に多結晶Si電
極５８を吸収層として設けたものである。電極と
いう理由は、SiO₂膜５６の厚さがｎ型拡散層５
２上で0.1μｍ程度の場合、ｎ型拡散層５２と多
結晶Si電極５８の間で前記P⁺埋込層がある場合
と同程度の容量を形成し、信号電荷容量をさらに
増すことができるからである。ゆえに多結晶Siに
は導電性を与えるために、たとえばＰ（リン）な
どを不純物としてドープし、接地あるいは正流電
源に接続して用いる。

多結晶Si電極５８の厚さをｙとすると、これを
通過すると光量Ｉは元の強度I₀よりＩ＝I₀e^-〓^y (2) に減衰する。長波長ど減衰は少なく、短波長光を
除くことに効果があり、長波長光用の光ダイオー
ドに適用する。特に赤色光用光ダイオードに適用
する場合、除く長波長成分が無いためP⁺埋込層
５５は無くても良い。信号電荷容量は充分大き
く、またプルーミングを起こすのは赤色光だから
である。

第８図はこのような多結晶Si電極を適用した本
発明の１実施例を示す。第６図と同様光ダイオー
ドのみを示した。

各光ダイオード７１，７２，７３に蓄えられる
電子の数ＮはＮ＝Ｉηｅ^-〓^y（１−ｅ^-〓^x） (3) で与えられる。(3)式には表面での再結合の寄与は
含まれていない。

前述したごとく、分光特性は任意に選ぶことが
できるが、典型的な例ではｘ＝１μｍで、多結晶
Si電極６６および６７でそれぞれｙ＝0.3μｍ、
２μｍである。この場合、光ダイオード７１，７
２，７３はそれぞれ主として青色光、緑色光、赤
色光により生成された電子を蓄積する。P⁺埋込
層６４の不純物濃度の最高点を変えても（たとえ
ばｘ＝1.5μｍ）良い。またｎ＝拡散層６３の下
にP⁺埋込層を設けても良い。

第９図１〜７は本発明の装置の製法の１実施例
を示す。簡便のため最も複雑となる赤色光用の場
合のみ画素を示し、他は光ダイオードのみ示す。

(1) Ｂ（ボロン）を不純物として１×10¹⁴cm^-3
程度ドープしたSi基板８１に、例えばＢを選択的
にイオン打込みし熱拡散して表面Ｂ濃度が１×
10¹⁷cm^-3程度のP⁺層８２を形成し、引き続き、例
えばSiH₄とH₂ガスに微量なB₂H₄を混入し、熱分
解することにより、Ｂを１×10¹⁷cm^-3程度ドープ
した厚さ約1.5μｍのエピタキシヤル層８３を形
成する。(2) 熱酸化により厚さ１μｍ程度の
SiO₂膜８４を形成し、しかる後SiO₂膜８４の光
ダイオード部およびトランジスタ部に開口をあけ
る。熱酸化によりエピタキシヤル層８３の厚さは
減少し、約1.1μｍの厚さになる。(3) 再び熱酸
化を行ない、厚さ0.1μｍ程度のゲート酸化膜８
５を形成する。引き続きSiH₄の熱分解により厚
さ0.5μｍ程度の多結晶Si層を形成、選択エツチ
ングを施すことによりゲート電極８７となる多結
晶Si層を形成する。(4) HF希釈液によりゲート
電極８７の下以外のゲート酸化膜を除きPOCl₃法
によりＰを不純物をして含む厚さ約１μｍのｎ拡
散層８８を形成する。この拡散において、押込み
拡散をO₂を含む雰囲気で行なうことにより、厚
さ0.1μｍ程度のSiO₂膜８９を同時に形成する。
工程(2)より(4)までは通常のｎチヤネルSiゲート
MOS型集積回路の製作技術と変らない。(5)
SiH₄の熱分解により、厚さ1.7μｍの多結晶Si層
９０を形成する。この時PH₃をガス中に混入する
ことにより、多結晶Si層９０中にＰをドープす
る。引き続き、選択エツチングにより赤色光用光
ダイオード上に多結晶Si層９０を残し、残りは除
く。(6) (5)と同様にしてＰをドープした厚さ0.3
μｍの多結晶Si層９１を形成し、引き続き選択エ
ツチングにより青色光用光ダイオード部など吸収
層の不要な部分を除く。(7) MOSトランジスタ
のドレインとなるｎ拡散層８８上のSiO₂膜８９
にコンタクト用の貫通孔をあけ、Alを蒸着、選
択エツチングすることにより電極９２を形成す
る。

できた装置は第８図で説明した実施例の装置で
ある。P⁺層のＢ濃度が最高の位置は、元のSi基
板８１の表面にあり、エピタキシヤル層８３の表
面より約１μｍの深さとなる。光ダイオード９
３，９４，９５がそれぞれ青色光用、緑色光用、
赤色光用である。

本実施例において、工程(1)におけるエピタキシ
ヤル層８３の成長を２〜2.5μｍとし、青色光用
光ダイオード９３のみを並べ、工程(5)と(6)を省け
ば、第４図で説明した実施例の光ダイオードを得
る。また、工程(1)において、各色用光ダイオード
のためのP⁺層８２の形成を分離し、P⁺拡散、エ
ピタキシヤル成長を３度くり返し、工程４におい
てＰの拡散を、赤色光用光ダイオード部、緑色光
用光ダイオード部、青色光用光ダイオード部およ
びMOS型トランジスタ部の順で選択的に行い、
工程(5)および(6)を省けば第６図で説明した実施例
の光ダイオードを得る。

第１０図は本発明の装置の製法の他の実施例を
示す。本実施例および次の実施例においては最も
複雑な青色光用の場合のみ画素を示し、他は光ダ
イオードのみ示す。

(1) Ｂを不純物として１×10¹⁴cm^-3程度ドープ
したSi基板１０１を熱酸化し、厚さ１μｍ程度の
SiO₂膜１０２を形成し、然る後HF希釈液により
光ダイオード部とMOS型トランジスタ部のS₂O₂
膜を除く。引き続き熱酸化により厚さ0.1μｍ程
度のゲート酸化膜１０３を形成する。(2) SiH₄
の熱分解により厚さ0.5μｍ程度の多結晶Si層を
形成し、赤色光用光ダイオード部とMOS型トラ
ンジスタ部を除き多結晶Si層を除き、多結晶層Si
層１０４ならびに１０５を形成する。引き続き、
イオン打込みにより２×10¹³cm^-2程度の割り合で
Ｂを打ち込み、熱拡散により厚さ２μｍ程度の
P⁺層１０４を形成する。(3) 選択エツチングに
より多結晶Siをエツチングし、ゲート電極１０６
を形成する。この時多結晶Si層１０５は同図の左
側より２μｍ程度後退させ、P⁺層１０４にゲー
ト電極１０６が重ならないようにする。引き続き
POCl₃法によりＰを熱拡散し、ゲート電極１０６
を導電化（n⁺化）すると同時に厚さ１μｍのｎ
拡散層１０７を形成する。ｎ拡散層１０７はゲー
ト電極１０６下付近でのみP⁺層１０４を貫通
し、Ｐ型のSi基板１０１と接する。この拡散にお
いて押込み拡散時に酸化雰囲気で行なうことによ
り、厚さ0.1μｍ程度のSiO₂膜１０８を形成す
る。(4) 前実施例と同様にして、厚さ1.7μｍの
多結晶Si層１０９および厚さ0.3μｍの多結晶Si
層１１０を形成し、最後にAlなどにより電極１
１１を形成する。１１２が赤色光用光ダイオー
ド、１１３が緑色光用光ダイオード、１１４が青
色光用光ダイオードである。ｎ拡散層１０７側面
にもP⁺層があるが、第８図で説明した実施例の
装置と同様な効果を得る。P⁺層１０４の不純物
濃度の最高点はｎ拡散層１０７との境界となる。

本実施例において、工程(2)におけるP⁺層の厚
さを３μｍ程度とし、工程(3)におけるn⁺拡散層
の厚さを1.5〜２μｍとし、工程(4)における多結
晶Si層１０９および１１０を省き、青色光用光ダ
イオード１１４のみを並べ、第４図により説明し
た実施例の光ダイオードを得る。

また工程(2)において、P⁺層１０４の形成を３
段階に分けて行ない、厚さを変え、同様に工程(3)
においてｎ層１０７の形成を３段階に分けて厚さ
を変え、工程(4)における多結晶Si層１０９および
１１０の形成を省き、第６図で説明した実施例の
光ダイオードを得る。

第１１図は本発明の装置の製法の他の実施例を
示す。

(1) Ｂを不純物として１×10¹⁴cm^-3程度ドープ
Si基板１２１を熱酸化し、厚さ１μｍ程度のSiO₂
膜１２２を形成し、選択エツチングにより光ダイ
オード部およびトランジスタ部に開口をあける。
引き続き熱酸化により露出したSi基板１２１上に
厚さ0.1μｍ程度のゲート酸化膜１２３を形成す
る。厚さ0.5μｍ程度の多結晶Siによりゲート電
極１２４を形成し、これをマスクにしてゲート電
極１２４の下のゲート酸化膜１２３を残しHF希
釈液で除去し、引き続きPOCl₃法によりＰを熱拡
散、酸化を行ない厚さ0.8μｍ程度のｎ拡散層１
２５およびSiO₂膜１２６を形成する。以上の工
程は通常のｎチヤネルSiゲートMOS型集積回路
の製法と変るところが無い。(2) 赤色光用光ダイ
オード部とトランジスタ部を厚さ２μｍ程度のレ
ジスト（たとえばシツプレー社のAZ1305など）
で覆う。引き続きB⁺⁺イオン１２８を500keVで打
ち込み、Si基板(2)内の深さ１μｍの所にイオン打
込層１２９を形成する。イオン打込量は４×10¹²
cm^-2程度である。(3) レジスト１２７を除去し
1000℃で30分熱処理すると厚さ0.4μｍ前後のP⁺
層１３０を得る。引き続き厚さ1.7μｍの多結晶
Si層１３１および厚さ0.3μｍの多結晶Si層１３
２を形成し、最後にAlなどからなる電極１３３
を形成する。１３４，１３５，１３６がそれぞれ
赤色光、緑色光、青色光用光ダイオードである。
これらは第８図で説明した実施例の光ダイオード
である。

本実施例において、工程(1)でｎ拡散層１２５の
厚さを1.3μｍとし、工程(2)においてB⁺⁺イオン１
２８の打込みエネルギーを800keVとし、工程(3)
における多結晶Si層１３１および１３２の形成を
省き青色光用光ダイオード１３６のみを並べれ
ば、第４図で説明した実施例の光ダイオードを得
る。

なお、本実施例におけるP⁺層の不純物濃度の
最高点はイオン打込み層１２９の位置である。

(5) まとめ以上説明したごとく、本発明によれば、固体撮
像装置において無用な寄生容量を増すことなく各
画素の光ダイオードの信号容量のみを飛躍的に大
きくし、好ましい分光特性を得、他の画素に入射
した光信号の分散（ブルーミング）を抑えること
が可能となり、高解像力高性能の撮像装置を得る
ことが可能となる。さらに、各画素に好む分光特
性を与えることが可能となり、１枚の撮像装置で
カラー信号を得る単板カラー撮像装置を得ること
が可能となる。

なお、以上の説明において用いてきた寸法なら
びに材質等は必ずしもこれに限定されるものでは
ない。たとえば最も重要なP⁺埋込層の不純物濃
度の最高点の位置は説明中にも述べたように再結
合により変り、再結合は適用する製作技術に依
る。さらに求める分光特性は信号処理技術と関連
し、望ましい分光特性により上記位置は変化し得
る。またたとえばｎ拡散層形成に用いるＰはこれ
がｎ導電型を与える材質ならAsなど何でも良
く、P⁺型についても同様である。SiO₂膜にして
も、これが熱酸化によらず、気相成長法による
SiO₂膜あるいは他の材質、たとえばAl₂O₃や
Si₃N₄などを用いても同様な効果を得る。信号線
はAlに限定されず、他の金属あるいは多結晶Siと
金属の複合層などを用いても良い、また、走査回
路をMOS型シフトレジスタで説明してきたが、
他の走査系を有する装置、例えば電荷移送素子や
プラズマ結合素子などを用いる場合でも、光ダイ
オードを有している限り同様な効果を得られる。
などである。

また、本発明の説明は最も基本的な構成を示す
ものであり、さらに他の手段、たとえば装置の活
性領域（画素や周辺の走査回路、信号線など）に
SiO₂膜などを被覆して電気的安定性を改善する
とか、光に不活性な領域（光ダイオード以外）を
光を遮蔽する金属などの物質で覆うとかいつた通
常の改善手段、あるいは現在形成や微細な加工の
困難なフイルターや透明導電膜をさらに重ねるな
ど当然考えられることが技術の進歩が必要な手段
を本発明の装置に加え、より特性が向上すること
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は固体撮像装置の説明図、第２図は従来
の画素の断面を示す説明図、第３図はSiの光吸収
特性図、第４図から第８図は本発明の実施例の説
明図、第９図から第１１図は本発明の装置の製法
の実施例の説明図である。図中、１；光ダイオード、２，３；MOS型ト
ランジスタ、４，５；走査線、６，７；信号線、
８；出力端、９；水平走査回路、１０；垂直走査
回路、１１，１４，２１，２４，４９，５１，６
１，８１，１０１，１２１；Si基板、１２，２
２，４１，４２，４３，５２，６２，６３，８
２，１０７，１２５；ｎ型拡散層あるいはn⁺拡
散層、１３，２３，５３，８７，１０６，１２
４；ゲート電極、１５；光、１６，２６，４８，
５６，６８，８４，８５，８９，１０２，１０
３，１０８，１２２，１２３，１２６；SiO₂膜
あるいはゲート酸化膜、１７，２７，５７，９
２，１１１，１３３；電極、２５，４４，４５，
４６，５５，６４，８２，１０４，１３０；P⁺
埋込層あるいはP⁺層、１８，１９；接合容量、
３６；ポテンシヤル曲線、５８，６６，６７；多
結晶Si電極、７１，９３，１１４，１３６；青色
光用光ダイオード、７２，９４，１１３，１３
５；緑色光用光ダイオード、７３，９５，１１
２，１３４；赤色光用光ダイオード、８３；エピ
タキシヤル層、９０，９１，１０９，１１０，１
３１，１３２；多結晶Si層、１２７；レジスト、
１２９；イオン打込層である。

Claims

【特許請求の範囲】１第１導電型の半導体基板と、該半導体基板の
一主表面に離散的に配置された上記半導体基板と
逆の導電型を有する複数個の拡散層とからなる複
数個の光ダイオードと、該光ダイオードの光情報
を読み出す上記半導体の上記一主表面に設けられ
た走査手段とからなる固体撮像装置において、少
なくとも１個の上記拡散層の少なくとも下面に選
択的に上記半導体基板と同一の導電型を与える不
純物の濃度の高い高不純物濃度層を設けたことを
特徴とする固体撮像装置。２特許請求の範囲第１項において、前記光ダイ
オードを構成する隣り合う３つの拡散層を単位と
して、この各単位の３つの拡散層の厚さ及びこれ
らの拡散層に対応する前記高不純物濃度層の厚さ
の少なくとも一方をそれぞれ変えたことを特徴と
する固体撮像装置。３特許請求の範囲第１項において、前記光ダイ
オードを構成する拡散層の上に吸収層を設けたこ
とを特徴とする固体撮像装置。４特許請求の範囲第３項において、前記光ダイ
オードを構成する隣り合う３つの拡散層を単位と
して、この各単位の３つの拡散層の上に設けられ
る前記吸収層の厚さをそれぞれ変えたことを特徴
とする固体撮像装置。