JPS61265863A - Photoelectric conversion device - Google Patents

Photoelectric conversion device

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JPS61265863A
JPS61265863A JP60107055A JP10705585A JPS61265863A JP S61265863 A JPS61265863 A JP S61265863A JP 60107055 A JP60107055 A JP 60107055A JP 10705585 A JP10705585 A JP 10705585A JP S61265863 A JPS61265863 A JP S61265863A
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JP
Japan
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region
photoelectric conversion
electrode
layer
semiconductor
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Pending
Application number
JP60107055A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyuki Matsumoto
繁幸 松本
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPS61265863A publication Critical patent/JPS61265863A/en
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    • HELECTRICITY
    • 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

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Abstract

PURPOSE:To simplify the manufacturing process of the titled device in a high degree as well as to enable to form the semiconductor of the main electrode region which comes in contact with an isolation region by a method wherein at least the main part of the isolation region, with which each cell of the photoelectric conversion device is electrically isolated, is formed in the structure wherein the main part is buried at the position deeper than the surface where light is received. CONSTITUTION:An N<-> epitaxial layer 7 is formed on an N-silicon substrate 1, the N<+> buried layer 5 which serves as an element isolation region is formed in the layer 7, and photosensors which are electrically insulated each other are arranged. Each photosensor cell is constituted in such a manner that the polysilicon 10 to be used for a capacitor electrode, an electrode 12 and an electrode 12' are formed on an N<-> epitaxial layer 7 pinching the P-base region 8 of a bipolar transistor, an N<+> emitter region 9 and a gate oxide film 11, and an electrode is formed on the back side of the substrate 1 through the intermediary of the N<+> region having high density of impurities. The expansion of the depletion layer 17 generating between the P-base region 8 and the N<-> epitaxial layer 7, which is a collector region, is suppressed by the N<+> buried region 5.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光によって励起されたキャリアを蓄積し、そ
の蓄積電圧によって出力を制御する光電変換装置に係り
、特に高開口率および高集績化を企図した光電変換装置
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a photoelectric conversion device that accumulates carriers excited by light and controls the output based on the accumulated voltage, and particularly relates to a photoelectric conversion device that has a high aperture ratio and a high concentration. The present invention relates to a contemplated photoelectric conversion device.

[従来技術] 第4図(A)は、特開昭80−12759号公報〜特開
昭80−12785号公報に記載されている光電変換装
置の平面図、第4図(B)は、そのI−I線断面図であ
る。
[Prior Art] FIG. 4(A) is a plan view of a photoelectric conversion device described in JP-A-80-12759 to JP-A-80-12785, and FIG. It is a sectional view taken along the line I-I.

両図において、n+シリコン基板101上に光センサセ
ルが形成され配列されており、各光センサセルは5i0
2 、 Si3 N4 、又はポリシリコン等より成る
素子分離領域102によって隣接する光センサセルから
電気的に絶縁されている。
In both figures, optical sensor cells are formed and arranged on an n+ silicon substrate 101, and each optical sensor cell is 5i0
It is electrically insulated from adjacent photosensor cells by an element isolation region 102 made of 2, Si3N4, polysilicon, or the like.

各光センサセルは次のような構成を有する。Each optical sensor cell has the following configuration.

エピタキシャル技術等で形成される不純物濃度の低いn
−領域103上にはpタイプの不純物をドーピングする
ことでp領域104が形成され、p領域104には不純
物拡散技術又はイオン注入技術等によってn+領域10
5が形成されている。p領域104およびn中領域10
5は、各々バイポーラトランジスタのベースおよびエミ
ッタである。
Low impurity concentration n formed by epitaxial technology etc.
A p region 104 is formed on the − region 103 by doping p-type impurities, and an n+ region 104 is formed on the p region 104 by impurity diffusion technology or ion implantation technology.
5 is formed. p region 104 and n middle region 10
5 are the base and emitter of a bipolar transistor, respectively.

このように各領域が形成されたn−領域103上には酸
化膜106が形成され、酸化膜10G上に所定の面積を
有するキャパシタ電極107が形成されている。キャパ
シタ電極107は酸化膜108を挟んでP領域104と
対向し、キャパシタ電極107にパルス電圧を印加する
ことで浮遊状態にされたp領域104の電位を制御する
An oxide film 106 is formed on the n- region 103 in which each region is formed in this way, and a capacitor electrode 107 having a predetermined area is formed on the oxide film 10G. Capacitor electrode 107 faces P region 104 with oxide film 108 in between, and applies a pulse voltage to capacitor electrode 107 to control the potential of p region 104 in a floating state.

その他に、n中領域105に接続されたエミッタ電極1
08、エミッ、り電極108から信号を外部へ読出す配
線109、キャパシタ電極107に接続された配線11
0、基板101の裏面に不純物濃度の高いn十領域11
1 、およびバイポーラトランジスタのコレクタに電位
を与えるための電極112がそれぞれ形成されている。
In addition, the emitter electrode 1 connected to the n medium region 105
08, wiring 109 for reading signals from the emitter electrode 108 to the outside, wiring 11 connected to the capacitor electrode 107
0, n+ region 11 with high impurity concentration on the back surface of the substrate 101
1 and an electrode 112 for applying a potential to the collector of the bipolar transistor.

次に、基本的な動作を説明する。光113はバイポーラ
トランジスタのベースであるp領域104へ入射し、光
量に対応した電荷がp領域104に蓄積される(蓄積動
作)、蓄積された電荷によってベース電位は変化し、そ
の電位変化を浮遊状態にしたエミッタ電極108から読
出すことで、入射光量に対応した電気信号を得ることが
できる(読出し動作)、また、p領域104に蓄積され
た電荷を除去するには、エミッタ電極108を接地し、
キャパシタ電極107に正電圧のパルスを印加する(リ
フレッシュ動作)、この正電圧を印加することでp領域
104はn中領域105に対して順方向にバイアスされ
、蓄積された電荷が除去される。以後上記の蓄積、読出
し、リフレッシュという各動作が繰り返される。
Next, the basic operation will be explained. Light 113 enters the p-region 104, which is the base of the bipolar transistor, and a charge corresponding to the amount of light is accumulated in the p-region 104 (accumulation operation).The base potential changes due to the accumulated charge, and the potential change is reflected in the floating By reading out from the emitter electrode 108 in the state, an electric signal corresponding to the amount of incident light can be obtained (readout operation).Also, in order to remove the charge accumulated in the p region 104, the emitter electrode 108 is grounded. death,
A pulse of positive voltage is applied to capacitor electrode 107 (refresh operation). By applying this positive voltage, p region 104 is forward biased with respect to n medium region 105, and accumulated charges are removed. Thereafter, the above-described storage, readout, and refresh operations are repeated.

要するに、ここで提案されている方式は、光入射により
発生した電荷を、ベースであるp領域104に蓄積し、
その蓄積電荷量によってエミッタ電極108とコレクタ
電極112との間に流れる電流をコントロールするもの
である。したがって、蓄積された電荷を、各セルの増幅
機部により電荷増幅してから読出すわけであり、高出力
、高感度。
In short, the method proposed here accumulates charges generated by light incidence in the p-region 104, which is the base, and
The current flowing between the emitter electrode 108 and the collector electrode 112 is controlled by the amount of accumulated charge. Therefore, the accumulated charge is amplified by the amplifier section of each cell before being read out, resulting in high output and high sensitivity.

さらに低雑音を達成できる。Even lower noise can be achieved.

また、光励起によってベースに蓄積されたホールにより
ベースに発生する電位Vpは、Q/Cで与えられる。こ
こでQはベースに蓄積されたホールのR’lR量、Cは
ベースに接続されている容量である。この式により明白
な様に、高集積化された場合、セル−サイズの縮小と共
にQもCも小さくなることになり、光励起により発生す
る電位Vpは。
Further, the potential Vp generated at the base due to holes accumulated in the base due to photoexcitation is given by Q/C. Here, Q is the R'lR amount of holes accumulated in the base, and C is the capacitance connected to the base. As is clear from this equation, in the case of high integration, both Q and C become smaller as the cell size decreases, and the potential Vp generated by photoexcitation.

はぼ一定に保たれることがわかる。したがって、ここで
提案されている方式は、将来の高解像度化に対しても有
利なものであると言える。
It can be seen that it remains approximately constant. Therefore, it can be said that the method proposed here is advantageous for higher resolution in the future.

[発明が解決しようとする問題点] 一般に光電変換装置では感度の向上および高解像度化の
要請に伴って、セル表面を有効に利用することが望まし
い、しかしながら、この点で従来の光電変換装置は十分
ではなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] In general, in photoelectric conversion devices, it is desirable to effectively utilize the cell surface due to the demand for improved sensitivity and higher resolution.However, in this respect, conventional photoelectric conversion devices It wasn't enough.

上記従来の光電変換装置では、各セルを電気的に分離す
る素子分離領域102が誘電体(たとえばSi02等)
で形成されているために、光電変換動作に何ら寄与せず
、実質的に開口率および光電変換効率を低下させていた
In the conventional photoelectric conversion device described above, the element isolation region 102 that electrically isolates each cell is made of dielectric material (for example, Si02, etc.).
, the aperture ratio and photoelectric conversion efficiency were substantially lowered without contributing to the photoelectric conversion operation.

また、誘電体の壁を形成する工程が複雑である上に、n
−″エピタキシャルN103の側壁部の結晶性を損なう
という問題点を宥していた。
In addition, the process of forming the dielectric wall is complicated, and
-''The problem of impairing the crystallinity of the side wall portion of the epitaxial N103 was solved.

また、誘電体とエピタキシャル単結晶との間でストレス
が発生し、それに起因してリーク電流が発生するという
問題点も有していた。
Another problem is that stress occurs between the dielectric and the epitaxial single crystal, resulting in leakage current.

さらに、誘電体の壁を高く形成しようとするとクラック
が生じ易くなるために、深い素子分離領域を形成するこ
とができず、クロストークの原因となっていた。
Furthermore, if the dielectric walls are made to be high, cracks are likely to occur, making it impossible to form deep element isolation regions, resulting in crosstalk.

また、素子分離領域を誘電体ではなく不純物拡散法によ
る半導体で形成すると、不純物の横広がりが大きいため
に、高集積化の支障となるとともに、位置関係によって
は素子の耐圧劣化を生じる等の問題点を有していた。
Furthermore, if the element isolation region is formed using a semiconductor using an impurity diffusion method instead of a dielectric material, the lateral spread of impurities is large, which hinders high integration, and depending on the positional relationship, problems such as deterioration of the breakdown voltage of the element may occur. It had a point.

[問題点を解決するための手段1 上記従来の問題点を解決するために、本発明による光電
変換装置は、一導電型半導体より成る2個の主電極領域
と反対導電型半導体より成る制御電極領域とから成る半
導体トランジスタを有し、光によって励起されたキャリ
アを前記制御電極領域に蓄積し、該蓄積電圧によって出
力を制御する光電変換セルが複数個配列された光電変換
装置において、 隣接する前記光電変換セルを電気的に分離するための分
離領域は、前記光電変換セルの主電極領域と同じ導電型
で、且つ接合する主電極領域より高濃度の半導体領域か
ら成り、且つ該半導体領域の少なくとも主要部分は前記
半導体トランジスタの受光表面より深い位置に埋込まれ
たことを特徴とする。
[Means for Solving Problems 1] In order to solve the above conventional problems, a photoelectric conversion device according to the present invention has two main electrode regions made of a semiconductor of one conductivity type and a control electrode made of a semiconductor of an opposite conductivity type. A photoelectric conversion device including a plurality of photoelectric conversion cells arranged in a semiconductor transistor comprising a semiconductor transistor region, which accumulates carriers excited by light in the control electrode region, and controls output according to the accumulated voltage; The isolation region for electrically isolating the photoelectric conversion cells is composed of a semiconductor region that has the same conductivity type as the main electrode region of the photoelectric conversion cell and has a higher concentration than the main electrode region to which they are connected, and at least The main portion is buried deeper than the light-receiving surface of the semiconductor transistor.

[作用] このように分離領域を構成することで、製造工程が極め
て簡略化されるとともに、分離領域と接合する主電極領
域の半導体を結晶性を損なうことなく形成でき、より完
全な素子分離を達成できる。
[Function] By configuring the isolation region in this way, the manufacturing process is extremely simplified, and the semiconductor in the main electrode region that connects to the isolation region can be formed without impairing crystallinity, resulting in more complete element isolation. It can be achieved.

さらに、分離領域の少なくとも主要部分が埋込まれるた
めに、受光表面の実質的開口率を増大させることができ
、より高密度に集積することができる。
Furthermore, since at least a major portion of the separation region is buried, the substantial aperture ratio of the light-receiving surface can be increased, allowing for higher density integration.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図(A)は、本発明による光電変換装置の一実施例
の平面図、第1図(B)は、その一つのセルのA−A線
断面図である。
FIG. 1(A) is a plan view of one embodiment of a photoelectric conversion device according to the present invention, and FIG. 1(B) is a sectional view taken along line A--A of one of the cells.

両図において、nシリコン基板1上にn″″″エピタキ
シヤル層7成され、その中に素子分離領域となるn十埋
込み領域5によって相互に電気的に絶縁された光センサ
セルが配列されている。
In both figures, an n″″″ epitaxial layer 7 is formed on an n silicon substrate 1, and optical sensor cells are arranged therein, which are electrically insulated from each other by an n buried region 5 that serves as an element isolation region. .

素子分離領域は、微細化の観点からすると、開口率を下
げ実効的な光電変換効率を低減させる領域であるために
、本実施例では素子の表面には形成せず、埋込み層とし
ている。
From the viewpoint of miniaturization, the element isolation region is a region that lowers the aperture ratio and reduces the effective photoelectric conversion efficiency, so in this example, it is not formed on the surface of the element, but is formed as a buried layer.

各党センサセルは、n−エピタキシャル層7上にバイポ
ーラトランジスタのpベース領域8、n+エミッタ領域
S。
Each sensor cell has a p base region 8 and an n+ emitter region S of a bipolar transistor on an n- epitaxial layer 7.

ゲート酸化[111を挟んで、pベース領域8にパルス
を印加するためのキャパシタ電極である電極用のポリシ
リコン10、n十エミッタ領域9に接続している電極1
2゜ そして、ポリシリコン10に接続した電極12′、基板
1の裏面には不純物濃度の高いn十領域を介してバイポ
ーラトランジスタのコレクタに電位を午えるための電極
、から構成されている。
A polysilicon electrode 10, which is a capacitor electrode for applying a pulse to the p base region 8, and an electrode 1 connected to the n+ emitter region 9 sandwich the gate oxide [111].
2. The electrode 12' is connected to the polysilicon 10, and an electrode for applying a potential to the collector of the bipolar transistor via the n+ region with high impurity concentration on the back surface of the substrate 1.

本実施例の基本動作は、すでに述べたように、まず、負
電位にバイアスされた初期状態のPベース領域8を浮遊
状態とし、光励起により発生した電子−正孔対のうち正
孔をpベース領域8に蓄積する(蓄積動作)、続いて、
エミッタeベース間を順方向にバイアスして、蓄積され
た正孔により発生した蓄積電圧を浮遊状態のエミッタ側
へ読出す (読出し動作)、そして、エミッタ側を接地
し、キャパシタ電極であるポリシリコン10に正電圧の
パルスを印加することで、pベース領域8に蓄積された
正孔をエミッタ側へ除去する (リフレッシュ動作)、
蓄積されていた正孔が除去されることで、リフレッシュ
用の正電圧パルスが立下がった時点でpベース領域8は
負電位にバイアスされた初期状態となる。この初期状態
における空乏層の広がりの様子が破線17で表わされて
いる。
As already mentioned, the basic operation of this embodiment is as follows: First, the P base region 8 in the initial state biased to a negative potential is brought into a floating state, and the holes of the electron-hole pairs generated by photoexcitation are transferred to the P base region 8. Accumulate in area 8 (accumulation operation), then
The emitter-e-base is biased in the forward direction, and the accumulated voltage generated by the accumulated holes is read out to the floating emitter side (readout operation).The emitter side is grounded, and the polysilicon capacitor electrode is By applying a positive voltage pulse to 10, the holes accumulated in the p base region 8 are removed to the emitter side (refresh operation).
By removing the accumulated holes, the p base region 8 enters an initial state biased to a negative potential at the time when the positive voltage pulse for refreshing falls. A broken line 17 shows how the depletion layer spreads in this initial state.

このように、n十埋込み領域5を設けることによって、
pベース領域8とコレクタ領域であるn−エピタキシャ
ル層7との間に発生する空乏層17の広がりを抑制する
ことができ、クロストークを防止できる。なぜならば、
空乏層17内には強い電界が存在してあり、空乏層が接
しない限り、又は接したとしても実効的にセル間にポテ
ンシャル壁が形成されると、空乏層内で発生した電子・
正孔対は再結合することなく各々反対方向(正孔はベー
ス側、電子はコレクタ側)へ引き離されるからである。
In this way, by providing n0 embedded regions 5,
The expansion of the depletion layer 17 generated between the p base region 8 and the n-epitaxial layer 7, which is the collector region, can be suppressed, and crosstalk can be prevented. because,
A strong electric field exists within the depletion layer 17, and as long as the depletion layers do not touch each other, or even if they do, if a potential wall is effectively formed between the cells, the electrons generated within the depletion layer
This is because the hole pairs are separated in opposite directions (holes toward the base and electrons toward the collector) without recombining.

また、分離領域を埋込んだために、実質的な開口率を高
めることができ、さらにセルを高密度に配列することが
できる。
Furthermore, since the isolation region is embedded, the substantial aperture ratio can be increased, and cells can be arranged at high density.

第2図(A)〜(E)は、本実施例の製造工程図である
FIGS. 2(A) to 2(E) are manufacturing process diagrams of this example.

まず、第2図(A)に示されるように、不純物濃度I 
X 1015〜5 X 1017cm−3(1)n型シ
リコン基板lの裏面に、不純物濃度I X 1017〜
I X 102’cm−3のオーミックコンタクト用の
n+十層をP、As又はsbの拡散によって形成する。
First, as shown in FIG. 2(A), the impurity concentration I
X 1015~5 X 1017 cm-3 (1) Impurity concentration IX 1017~ on the back surface of n-type silicon substrate l
An n+10 layer for ohmic contact of I x 102'cm-3 is formed by diffusion of P, As or sb.

次に、基板1上に厚さ6000〜10000人の酸化膜
3をパイロジェネック酸化法、ウェット酸化法、又はス
チーム酸化法により形成する。続いて、素子分離領域を
形成しようとする部分の酸化膜3を選択的に除去して開
口部4を形成する[第2図CB) ] 。
Next, an oxide film 3 having a thickness of 6,000 to 10,000 thick is formed on the substrate 1 by a pyrogenic oxidation method, a wet oxidation method, or a steam oxidation method. Subsequently, the oxide film 3 in the portion where the element isolation region is to be formed is selectively removed to form the opening 4 [FIG. 2 CB].

次に、開口部4からSb又はAsを拡散し、n十領域5
′を形成する[同図(C) ] 。
Next, Sb or As is diffused from the opening 4, and
' [Figure (C)].

n十領域5′を形成するには、sb2 o 3を昇華さ
せたSb雰囲気内で基板1を熱処理する方法、同様にA
s雰囲気中で熱処理する方法、又はAs、 Sbイオン
をイオン注入法によって打込む方法等がある。ここでは
、補助炉でsb2 o 3を800〜800℃に加熱し
て昇華させ、02とN2をキャリアガスとして基板のあ
る炉に導入し、この炉を1100〜1250℃に加熱し
て2〜3時間程度の熱拡散を行い、良い結果が得られた
In order to form the n+ region 5', a method of heat treating the substrate 1 in an Sb atmosphere in which sb2 o 3 is sublimated, and a method similar to that of A
There are methods such as a method of heat treatment in a s atmosphere or a method of implanting As or Sb ions by ion implantation. Here, sb2 o 3 is heated to 800-800 °C in an auxiliary furnace to sublimate it, 02 and N2 are introduced into the furnace with the substrate as carrier gas, and this furnace is heated to 1100-1250 °C to sublimate 2-3 Thermal diffusion was performed for about an hour and good results were obtained.

次に、基板1上の酸化膜3を剥離除去する。続いて、n
中層2上に厚さ3000〜7000人の酸化膜8(たと
えばSi02膜)をCVD法によって形成する。この酸
化膜6はバックコートと呼ばれ、基板1が熱処理される
際の不純物蒸気の発生を防止するものである。
Next, the oxide film 3 on the substrate 1 is peeled off and removed. Next, n
An oxide film 8 (for example, a Si02 film) having a thickness of 3,000 to 7,000 wafers is formed on the middle layer 2 by the CVD method. This oxide film 6 is called a back coat and is used to prevent impurity vapor from being generated when the substrate 1 is heat treated.

続いて、基板1の表面を、温度1000℃、HCIを2
1/sin 、 H2をE101/winの条件で約1
.5分間エツチングした後、たとえばソースガスSiH
2c+z  (100%)を1.2J1/win、ドー
ピングガス(H2希釈PH3、20PPM )を100
 cc流し、成長温度1000℃、 120〜180 
Torr(7)減圧下において。
Subsequently, the surface of the substrate 1 was heated to a temperature of 1000°C and HCI was applied for 2 hours.
1/sin, H2 is approximately 1 under the condition of E101/win
.. After etching for 5 minutes, for example, the source gas SiH
2c+z (100%) at 1.2J1/win, doping gas (H2 diluted PH3, 20PPM) at 100
CC flow, growth temperature 1000℃, 120-180
Under vacuum (7 Torr).

n−エピタキシャルM7 (以下、n一層7とする。)
を形成する。n″″″層7成されると同時に、n+償域
5′からn一層7へ不純物が拡散し、n十埋込み領域5
、すなわち素子分離領域が極めて簡単に形成される。こ
の時の単結晶成長速度は0.51膜m/win 、厚さ
は2〜10gm、そして不純物濃度はI X 1012
〜1016 Cm−3、好マシ<ハ1012〜10L’
am−3である[同図(D) ] 。
n-epitaxial M7 (hereinafter referred to as n-layer 7)
form. At the same time as the n'''' layer 7 is formed, impurities are diffused from the n+ compensation region 5' to the n1 layer 7, and the n0 buried region 5 is formed.
That is, element isolation regions can be formed extremely easily. At this time, the single crystal growth rate was 0.51 m/win, the thickness was 2 to 10 gm, and the impurity concentration was I x 1012
~1016 Cm-3, better <Ha1012~10L'
am-3 [Figure (D)].

なお、n一層7の品質を向上させるためには、基板をま
ず1150〜1250℃の高温処理で表面近傍から酸素
を除去し、その後800℃程度の長時間熱処理により基
板内部にマイクロディフェクトを多数発生させ、デヌー
デットゾーンを有するイントリンシックゲッタリングの
行える基板にしておくことも極めて有効である。
In order to improve the quality of n-layer 7, the substrate is first subjected to high-temperature treatment at 1150 to 1250°C to remove oxygen from near the surface, and then heat-treated at approximately 800°C for a long time to generate many micro-defects inside the substrate. It is also extremely effective to use a substrate that has a denuded zone and can perform intrinsic gettering.

このようにして形成されたn一層7に、イオン注入法等
の方法によりpベース領域8およびn+エミッタ領域9
が形成され、pベース領域8の上にはゲート酸化膜11
を挟んでキャパシタ電極であるポリシリコン10が形成
される。さらに、層間絶縁[13,14を挟んでエミッ
タ電極12、ポリシリコン10に接続した配線12’、
そして素子全体を覆う保護膜15等が形成される[同図
(E)1゜第3図は、本発明の他の実施例の断面図であ
る。同図に示すように、n十領域16がn一層7の表面
に浅く拡散形成され、n+埋込み領域5とともに素子分
離領域を構成している。このように、n中領域IBを設
けることで、隣接する空乏層の接触をより完全に防止す
ることができる。また、浅い拡散で形成できるために、
横方向への広がりが小さく、開口率を低下させることな
く高集積化を達成できる。
A p base region 8 and an n+ emitter region 9 are added to the thus formed n layer 7 by a method such as ion implantation.
is formed, and a gate oxide film 11 is formed on the p base region 8.
Polysilicon 10, which is a capacitor electrode, is formed on both sides. Furthermore, the wiring 12' connected to the emitter electrode 12 and the polysilicon 10 across the interlayer insulation [13, 14],
Then, a protective film 15 and the like covering the entire element is formed [FIG. 3(E) 1°] FIG. 3 is a sectional view of another embodiment of the present invention. As shown in the figure, an n+ region 16 is formed by shallow diffusion on the surface of the n+ layer 7, and forms an element isolation region together with the n+ buried region 5. By providing the n medium region IB in this manner, contact between adjacent depletion layers can be more completely prevented. In addition, because it can be formed by shallow diffusion,
The lateral spread is small, and high integration can be achieved without reducing the aperture ratio.

なお、本実施例では、素子分離領域にn士卒導体を用い
たが、勿論これに限定されるものではなく、PNPバイ
ポーラトランジスタであればp士卒導体を用いればよい
In this embodiment, an n-level conductor is used in the element isolation region, but the invention is of course not limited to this, and a p-level conductor may be used in the case of a PNP bipolar transistor.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明による光電変換装置
は、各セルを電気的に分離する分離領域の少なくとも主
要部分が受光表面より深い位置に埋込まれているために
、製造工程が極めて簡略化されるとともに1分離領域と
接合する主電極領域の半導体を結晶性を損なうことなく
形成でき、クロストークやリーク電流等の少ないより完
全な素子分離を達成できる。
[Effects of the Invention] As explained in detail above, in the photoelectric conversion device according to the present invention, at least the main portion of the isolation region that electrically isolates each cell is embedded at a position deeper than the light receiving surface. The manufacturing process is extremely simplified, and the semiconductor in the main electrode region that is connected to one isolation region can be formed without impairing crystallinity, and more complete device isolation with less crosstalk, leakage current, etc. can be achieved.

また、分離領域の少なくとも主要部分が埋込まれるため
に、受光表面の実質的開口率を増大させることができ、
さらに各セル間の設置距離を小さくできるために、高集
積化に適している。
Furthermore, since at least the main portion of the separation region is buried, the substantial aperture ratio of the light-receiving surface can be increased;
Furthermore, since the installation distance between each cell can be reduced, it is suitable for high integration.

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

第1図(A)は、本発明による光電変換装置の一実施例
の平面図、第1図(B)は、その一つのセルのA−A線
断面図、 第2図(A)〜(E)は、本実施例の製造工程図、第3
図は、本発明の他の実施例の断面図、第4図(A)は、
特開昭80−12759号公報〜特開昭60−1278
5号公報に記載されている光電変換装置の平面図、第4
図(B)は、そのI−I線断面図である。 1m m * nシリコン基板 5・・・n十埋込み領域 7・・11n−エピタキシャル層 8・参〇pベース領域 9拳・・n十エミッタ領域 lO・asポリシリコン(キャパシタ電極)11・―・
ゲート酸化膜 代理人  弁理士 山 下 積 子 弟1図(A) 第1図(B) 第2図 (A) (B) (C) 第2図 (E) 第31!1
FIG. 1(A) is a plan view of one embodiment of a photoelectric conversion device according to the present invention, FIG. 1(B) is a sectional view taken along line A-A of one cell, and FIGS. 2(A) to ( E) is the manufacturing process diagram of this example, No. 3
The figure is a sectional view of another embodiment of the present invention, and FIG.
JP-A-80-12759 to JP-A-60-1278
Plan view of the photoelectric conversion device described in Publication No. 5, No. 4
Figure (B) is a sectional view taken along the line I-I. 1m m*n silicon substrate 5...n 10 buried region 7... 11n- epitaxial layer 8 30p base region 9...n 10 emitter region lO as polysilicon (capacitor electrode) 11...
Gate oxide film agent Patent attorney Seki Yamashita Children Figure 1 (A) Figure 1 (B) Figure 2 (A) (B) (C) Figure 2 (E) Figure 31!1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一導電型半導体より成る2個の主電極領域と反対
導電型半導体より成る制御電極領域とから成る半導体ト
ランジスタを有し、光によつて励起されたキャリアを前
記制御電極領域に蓄積して出力を制御する光電変換セル
が複数個配列された光電変換装置において、 隣接する前記光電変換セルを電気的に分 離するための分離領域は、前記光電変換セルの主電極領
域と同じ導電型で、且つ接合する主電極領域より高濃度
の半導体領域から成り、且つ該半導体領域の少なくとも
主要部分は前記半導体トランジスタの受光表面より深い
位置に埋込まれたことを特徴とする光電変換装置。
(1) It has a semiconductor transistor consisting of two main electrode regions made of a semiconductor of one conductivity type and a control electrode region made of a semiconductor of an opposite conductivity type, and carriers excited by light are accumulated in the control electrode region. In a photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion cells are arranged to control output, a separation region for electrically isolating adjacent photoelectric conversion cells is of the same conductivity type as a main electrode region of the photoelectric conversion cells. A photoelectric conversion device comprising a semiconductor region having a higher concentration than a main electrode region to which the semiconductor transistor is connected, and at least a main portion of the semiconductor region is buried deeper than a light-receiving surface of the semiconductor transistor.
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