JPS6318666A - 光電変換装置及びその製造方法 - Google Patents
光電変換装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS6318666A JPS6318666A JP61162127A JP16212786A JPS6318666A JP S6318666 A JPS6318666 A JP S6318666A JP 61162127 A JP61162127 A JP 61162127A JP 16212786 A JP16212786 A JP 16212786A JP S6318666 A JPS6318666 A JP S6318666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- electrode
- photoelectric conversion
- capacitor
- potential
- 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
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 50
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 35
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 34
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 34
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 31
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 20
- 239000010408 film Substances 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000723438 Cercidiphyllum japonicum Species 0.000 description 1
- 229910007277 Si3 N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005091 Si3N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 230000001007 puffing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/103—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN homojunction type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
- H01L31/02164—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/11—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors
- H01L31/1105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors the device being a bipolar phototransistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
「産業上の利用分野」
本発明は、キャパシタを介して電位が制御される光電荷
蓄積領域を有する光電変換装置に関する。
蓄積領域を有する光電変換装置に関する。
［従来技術Ｊ
第１２図（Ａ）は、特願昭５８−１２０７５１号〜特願
昭５８−１２０７５７号に記載されている光電変換装置
の概略的平面図、第１２図ＣＢ）は、そのＡ−Ａ ′線
断面図、第１２図（Ｃ）は、その等価回路図である。
昭５８−１２０７５７号に記載されている光電変換装置
の概略的平面図、第１２図ＣＢ）は、そのＡ−Ａ ′線
断面図、第１２図（Ｃ）は、その等価回路図である。
各図において、光センサセルは、次のような構造を有し
ている。
ている。
ｎ型シリコン基＆１の上に、
Ｓｉ０２等の絶縁膜２および３；
となり合う光センサセルとの間を電気的に絶縁するだめ
の素子分：ａ領域４； 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５； バイポーラトランジスタのベースとなるＰ領域６； バイポーラトランジスタのエミッタとなるｎ＋領域７； ｎ＋領域７とコンタクト部１９で接続し、Ａ！等の導電
材料で形成され、信号を外部へ読出すための配線８； ｐ領域６に絶縁膜３をはさんで対向し、浮遊状態になさ
れたｐ領域６の電位を制御するためのキャパシタ電極９
； キャパシタ電８ｉ９に接続された配線ｌＯ；基板ｌの裏
面にオーミックコンタクトをとるために形成されたｎ中
領域１１゜ そして、バイポーラトランジスタのコレクタ電位を与え
るための電８ｉ１２； がそれぞれ形成され、上記光センサセルを構成している
。
の素子分：ａ領域４； 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５； バイポーラトランジスタのベースとなるＰ領域６； バイポーラトランジスタのエミッタとなるｎ＋領域７； ｎ＋領域７とコンタクト部１９で接続し、Ａ！等の導電
材料で形成され、信号を外部へ読出すための配線８； ｐ領域６に絶縁膜３をはさんで対向し、浮遊状態になさ
れたｐ領域６の電位を制御するためのキャパシタ電極９
； キャパシタ電８ｉ９に接続された配線ｌＯ；基板ｌの裏
面にオーミックコンタクトをとるために形成されたｎ中
領域１１゜ そして、バイポーラトランジスタのコレクタ電位を与え
るための電８ｉ１２； がそれぞれ形成され、上記光センサセルを構成している
。
第１２図（Ｃ）に示す等価回路において、コンデンサＣ
ｏ！１３は、電極９、絶縁Ｉ８！３、ｐ領域６のＭＯＳ
４Ｗ造より構成され、又バイポーラトランジスタ１４は
、エミッタとしてのｎ十領誠７．ベースとしてのＰ領域
６、コレクタとしてのｎ−領域５および領域１の各部分
より構成されている。
ｏ！１３は、電極９、絶縁Ｉ８！３、ｐ領域６のＭＯＳ
４Ｗ造より構成され、又バイポーラトランジスタ１４は
、エミッタとしてのｎ十領誠７．ベースとしてのＰ領域
６、コレクタとしてのｎ−領域５および領域１の各部分
より構成されている。
基本動作は、蓄積、読出し、およびリフレッシュ動作よ
り成る。
り成る。
まず負電位のｐベース領域６を浮遊状ｆＥ、とし、光励
起により発生した電子・ホール対のうちホールをｐベー
ス領域６に蓄積する（Ｍａ！ａ作）。
起により発生した電子・ホール対のうちホールをｐベー
ス領域６に蓄積する（Ｍａ！ａ作）。
続いて、キャパシタ’Ｆｆｆ、 Ｆｉ９に読出し用正電
圧パルス毫印加してｐベース領域６の電位を上昇させ、
エミッタ・ベース間を順方向にバイアスして、蓄積され
たホールにより発生した蓄量電圧を浮遊状態のエミッタ
電極８へ読出す（読出し動作）。
圧パルス毫印加してｐベース領域６の電位を上昇させ、
エミッタ・ベース間を順方向にバイアスして、蓄積され
たホールにより発生した蓄量電圧を浮遊状態のエミッタ
電極８へ読出す（読出し動作）。
また、エミッタ電８ｉ８を接地し、キャパシタ電極９に
リフレッシュ用正電圧パルスを印加することで、ｐベー
ス領域６に蓄積されたホールをエミッタ側へ除去する
（リフレッシュ動作）、蓄積されていたホールが除去さ
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６は負電位の初期状！Ｅとなる。
リフレッシュ用正電圧パルスを印加することで、ｐベー
ス領域６に蓄積されたホールをエミッタ側へ除去する
（リフレッシュ動作）、蓄積されていたホールが除去さ
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６は負電位の初期状！Ｅとなる。
以後、蓄積、読出し、リフレッシュという各動作が繰返
される。
される。
し発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記従来の光電変換装置では、受光面上
に、エミッタ電極８やキャパシタ電極９が形成されてい
るために、光センサセルを微細化したときに開口率が低
下するという問題点を有していた。
に、エミッタ電極８やキャパシタ電極９が形成されてい
るために、光センサセルを微細化したときに開口率が低
下するという問題点を有していた。
［問題点を解決するための手段］。
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主電極領域と反対導電型巣導体
より成る制御電極領域とから成る半導体トランジスタと
、浮遊状態にした前記制御電極領域の電位を制御するた
めのキャパシタとを有し、該キャパシタを介して前記制
御電極領域の電位を制御することによって、光によって
発生したキャリアを前記制御電極領域に蓄積し、該蓄積
電圧を読出し、蓄積キャリアをリフレッシュするという
各動作を行う光電変換装置において、 少なくとも、光によって上記キャリアを発生する光電変
換領域の下方に、前記制御電極領域の電位を制御するた
めの前記キャパシタが形成された多層構造を有すること
を特徴とする特 ［作用コ このように、制御電極領域の電位を制御するためのキャ
パシタが光電変換領域の下方に設けられていることで、
受光面上の遮光部分が従来より減少し、開口率が向上す
る。
変換装置は、 一導電型半導体より成る主電極領域と反対導電型巣導体
より成る制御電極領域とから成る半導体トランジスタと
、浮遊状態にした前記制御電極領域の電位を制御するた
めのキャパシタとを有し、該キャパシタを介して前記制
御電極領域の電位を制御することによって、光によって
発生したキャリアを前記制御電極領域に蓄積し、該蓄積
電圧を読出し、蓄積キャリアをリフレッシュするという
各動作を行う光電変換装置において、 少なくとも、光によって上記キャリアを発生する光電変
換領域の下方に、前記制御電極領域の電位を制御するた
めの前記キャパシタが形成された多層構造を有すること
を特徴とする特 ［作用コ このように、制御電極領域の電位を制御するためのキャ
パシタが光電変換領域の下方に設けられていることで、
受光面上の遮光部分が従来より減少し、開口率が向上す
る。
［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。
ｉ１図（Ａ）は、木開明による光′￥１変換装置の一実
施例の概略的断面図、第１図（Ｂ）は、その等価回路図
である。ただし、第１２図に示す従来例と同一機能を有
する部分には同一番号が付されている。
施例の概略的断面図、第１図（Ｂ）は、その等価回路図
である。ただし、第１２図に示す従来例と同一機能を有
する部分には同一番号が付されている。
第１図において、ｎ基板１上にｎ−エピタキシャル層５
が形成され、そこに素子分屋領域４に囲まれてＰベース
領域６が形成されている。さらにｐベース領域６には、
ｎ十エミッタ領域７が形成され、エミッタ′ｒＬ極８に
接続されている。
が形成され、そこに素子分屋領域４に囲まれてＰベース
領域６が形成されている。さらにｐベース領域６には、
ｎ十エミッタ領域７が形成され、エミッタ′ｒＬ極８に
接続されている。
このように各領域が形成されたＱ−エピタキシャル層５
上に絶縁層３が形成され、その上にキャパシタ電８ｉ９
がｐペース領域６と対向１〜で形成されている。
上に絶縁層３が形成され、その上にキャパシタ電８ｉ９
がｐペース領域６と対向１〜で形成されている。
このようなバイポーラトランジスタを下層とし、その上
に５ｉ０２等の絶縁層２が形成され、絶縁層２の四部に
、後述する単結晶成長法を用いて単結晶シリコンを成長
させる。その成長の中心となるのが、ここではＳｉ３
Ｎ ４ ’Ｊから成る十分に機側形成されたの異種材料
２０である。
に５ｉ０２等の絶縁層２が形成され、絶縁層２の四部に
、後述する単結晶成長法を用いて単結晶シリコンを成長
させる。その成長の中心となるのが、ここではＳｉ３
Ｎ ４ ’Ｊから成る十分に機側形成されたの異種材料
２０である。
単結晶成長法によって形成された単結晶シリコン層に、
イオン注入法又は拡散法等によってｐ領域１４、ｎ−領
域１６およびｎ中領域１７を形成する。
イオン注入法又は拡散法等によってｐ領域１４、ｎ−領
域１６およびｎ中領域１７を形成する。
ｐ領域１４およびｎ−領域１６によって光電変換部とな
るｐｎダイオードが構成されている。
るｐｎダイオードが構成されている。
ｐｎダイオードのｐ領域１４は配線１５によってへイポ
ーラトンラジスタのｐ ｇＪＭＢと接続され、またｎ−
領域１６はオーミックコンタクト層であるｎ＋領域１７
を介して電極１８に接続されている。そして、ｐｎタイ
オード上はパフシヘーション膜２１によって覆われてい
る。
ーラトンラジスタのｐ ｇＪＭＢと接続され、またｎ−
領域１６はオーミックコンタクト層であるｎ＋領域１７
を介して電極１８に接続されている。そして、ｐｎタイ
オード上はパフシヘーション膜２１によって覆われてい
る。
このような構成を有する本実施例において、電極１８と
コレクタ電極１２とを接続すれば、従来例と等価となる
。すなわち、電極１８とコレクタ電極１２とは正の同電
位であるから、ｐｍ城Ｉ４およびｐベース領域６は、ｎ
−領域１６および５と各々逆バイアス状態にある。した
がって、光がｐｎダイオードに入射することで電子・正
孔対が励起され、浮遊状県のｐ領域１４およびＰベース
領域６に電子・正孔対のうちの正孔が蓄積する （蓄積
動作）、さらに、既に述へたように、エミッタ電極８を
浮遊状悪としキャパシタ電極９に読出し用正電圧を印加
することで脱出し動作を、またエミッタ電８ｉ８を接地
しキャパシタ電極８にリフレッシュ用正電圧を印加する
ことでリフレッシュ動作を各々行う。
コレクタ電極１２とを接続すれば、従来例と等価となる
。すなわち、電極１８とコレクタ電極１２とは正の同電
位であるから、ｐｍ城Ｉ４およびｐベース領域６は、ｎ
−領域１６および５と各々逆バイアス状態にある。した
がって、光がｐｎダイオードに入射することで電子・正
孔対が励起され、浮遊状県のｐ領域１４およびＰベース
領域６に電子・正孔対のうちの正孔が蓄積する （蓄積
動作）、さらに、既に述へたように、エミッタ電極８を
浮遊状悪としキャパシタ電極９に読出し用正電圧を印加
することで脱出し動作を、またエミッタ電８ｉ８を接地
しキャパシタ電極８にリフレッシュ用正電圧を印加する
ことでリフレッシュ動作を各々行う。
また、電極１８を読出し動作時にはコレクタ電極１２と
同電位に、それ以外の時は接Ｊ１！！電位あるいは適当
な電位にしておくことで、過剰なＭｕ重電荷自動的に除
去することができる。すなわち、強い光が入射してｐ領
域１４およびｐベース領域６の１１を位が上り過ぎた場
合にｐｎダイオードが順バイアス状ふとなるように電極
１８の電位を設定しておくことで、ｐ領域１４およびｐ
ベース領域６の過剰な蓄楚正孔を除去することができ、
特にエリアセンサを構成した場合にスメアやブルーミン
グ防止の効果がある。
同電位に、それ以外の時は接Ｊ１！！電位あるいは適当
な電位にしておくことで、過剰なＭｕ重電荷自動的に除
去することができる。すなわち、強い光が入射してｐ領
域１４およびｐベース領域６の１１を位が上り過ぎた場
合にｐｎダイオードが順バイアス状ふとなるように電極
１８の電位を設定しておくことで、ｐ領域１４およびｐ
ベース領域６の過剰な蓄楚正孔を除去することができ、
特にエリアセンサを構成した場合にスメアやブルーミン
グ防止の効果がある。
いずれにしても本実施例では、光電変換部が上層に設け
られ、しかもベース電位を制御するための午ヤバシタ電
極３が下層に形成されているために、センサセルの開口
率が向上する。
られ、しかもベース電位を制御するための午ヤバシタ電
極３が下層に形成されているために、センサセルの開口
率が向上する。
また、センサセル間が絶縁層２によって分離されている
ために、隣接セルへの光励起キャリアの漏れがなくなる
。
ために、隣接セルへの光励起キャリアの漏れがなくなる
。
第２図（Ａ）は、本発明の第二実施例の概略的断面図、
第２図（Ｂ）は、その７価回路図である。
第２図（Ｂ）は、その７価回路図である。
同図（Ａ）に示すように、ｎ型基板ｌにｐ領域６および
２２が形成され、史にｐ領域ｃ内にＤ十領域２４が形成
されている。ｐｆｔ′Ｉ域８および２２はｐチャネルＭ
ＯＳ ）ランジスタのソース・ドレイン領域であり、ｐ
領域６およびｎ中領域２４によってｐｎタイオードが構
成されている。
２２が形成され、史にｐ領域ｃ内にＤ十領域２４が形成
されている。ｐｆｔ′Ｉ域８および２２はｐチャネルＭ
ＯＳ ）ランジスタのソース・ドレイン領域であり、ｐ
領域６およびｎ中領域２４によってｐｎタイオードが構
成されている。
さらに、絶縁膜３を挟んでゲート電極２３が形成され、
ｐｎダイオードのｎ十領域２４とＭＯＳ トランジスタ
のＰ領域２２とが配線２５によって接続されている。
ｐｎダイオードのｎ十領域２４とＭＯＳ トランジスタ
のＰ領域２２とが配線２５によって接続されている。
このように構成されたｐｎダイオードおよびＭＯＳトラ
ンジスタを１層とし、その上にキャパシタ電８ｉ３およ
び絶縁層２を介して光電変換部を有するバイポーラトラ
ンジスタが形成されている。
ンジスタを１層とし、その上にキャパシタ電８ｉ３およ
び絶縁層２を介して光電変換部を有するバイポーラトラ
ンジスタが形成されている。
絶縁層２の四部に形成された単結晶シリコンについては
後述するとして、この単結晶シリコンにベースとなるｐ
領域１４、コレクタとなるｎ領域６、オーミックコンタ
クト層となるｎ十領域１７およびエミッタとなるｎ＋領
誠７が形成されている。本実施例では、キャパシタ電極
３はｐ領域１４の下方に設けられ、ベースであるｐ領域
１４の電位制御を行う、また、ｐ’ａ域１４はｐｇＡ域
８と配線１５で接続され、ｎ基板１はコレクタ電極１８
に接続されている。
後述するとして、この単結晶シリコンにベースとなるｐ
領域１４、コレクタとなるｎ領域６、オーミックコンタ
クト層となるｎ十領域１７およびエミッタとなるｎ＋領
誠７が形成されている。本実施例では、キャパシタ電極
３はｐ領域１４の下方に設けられ、ベースであるｐ領域
１４の電位制御を行う、また、ｐ’ａ域１４はｐｇＡ域
８と配線１５で接続され、ｎ基板１はコレクタ電極１８
に接続されている。
このように本実施例では、光電変換部が全て上層に形成
されているために、従来のように１−エピタキシャル層
５および素子分蕩領域４が不要となり、下層の形成工程
が大きく等略化される。
されているために、従来のように１−エピタキシャル層
５および素子分蕩領域４が不要となり、下層の形成工程
が大きく等略化される。
次に、本実施例の動作を第３図を参照しながら説’Ｊｌ
する。
する。
第３図は、本実施例の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
チャートである。
まず、キャパシタ電極８、ゲート電極２３および電８ｉ
２５を接地電位として、ＰｇｉＭ１４に入射光によって
発生した正孔を蓄積する。その際、強い光によって過剰
な正孔が蓄積されると、Ｐ領域１４と同を位であるｐ領
域６がｎ＋領域２４に対して順バイアス状態となり、接
地電位の電極２５を通して過剰電荷が除去される。 Ｍ
ＯＳ トランジスタは、ゲート電極２３が接地電位の時
はＯＦＦ状態にある。
２５を接地電位として、ＰｇｉＭ１４に入射光によって
発生した正孔を蓄積する。その際、強い光によって過剰
な正孔が蓄積されると、Ｐ領域１４と同を位であるｐ領
域６がｎ＋領域２４に対して順バイアス状態となり、接
地電位の電極２５を通して過剰電荷が除去される。 Ｍ
ＯＳ トランジスタは、ゲート電極２３が接地電位の時
はＯＦＦ状態にある。
蓄８を動作が終了すると、エミッタ電極８が浮遊状態に
されるとともに、電極２５に正電圧Ｖｃｃが印加され、
ｐｎダイオードを通しての蓄ａ？を荷の流出が阻止され
る。続いて、キャパシタ電極９に読出し用正電圧パルス
が印加されることによって、ｐ領域１４の電位が上昇し
、エミッタ′１！極８に入射光に対応した電圧が現われ
る （読出し動作）。
されるとともに、電極２５に正電圧Ｖｃｃが印加され、
ｐｎダイオードを通しての蓄ａ？を荷の流出が阻止され
る。続いて、キャパシタ電極９に読出し用正電圧パルス
が印加されることによって、ｐ領域１４の電位が上昇し
、エミッタ′１！極８に入射光に対応した電圧が現われ
る （読出し動作）。
信号の読出しが終了すると、エミッタ電極８および電極
２５を接Ｊ′ｔ！電位に戻し、ゲート電極２３に負電圧
パルスを印加する。これによってｐチャネルＭＯ３トラ
ンジスタがＯＮ状態となり、Ｐベース領域１４の蓄積電
位の高低に拘らず、ｐベース領域１４の電位は一足値と
なる。続いて、キャパシタ電極９にリフレッシュ用正電
圧パルスを印加し、ｐベース領域１４の残留電荷を接地
したエミッタ電極８から除去する （リフレッシュ動作
）、このように。
２５を接Ｊ′ｔ！電位に戻し、ゲート電極２３に負電圧
パルスを印加する。これによってｐチャネルＭＯ３トラ
ンジスタがＯＮ状態となり、Ｐベース領域１４の蓄積電
位の高低に拘らず、ｐベース領域１４の電位は一足値と
なる。続いて、キャパシタ電極９にリフレッシュ用正電
圧パルスを印加し、ｐベース領域１４の残留電荷を接地
したエミッタ電極８から除去する （リフレッシュ動作
）、このように。
ｐベース領域１４を一定電位にした後、リフレッシュパ
ルスを印加することによって、残留゛電荷を迅速に消滅
させることができ、高速動作が可能となる。
ルスを印加することによって、残留゛電荷を迅速に消滅
させることができ、高速動作が可能となる。
次に、絶縁層２の四部に単結晶シリコンを成長させる単
結晶成長法について詳述する。
結晶成長法について詳述する。
まず、堆積面上に選択的に堆積膜を形成する選択堆積法
について述べる０選択堆積法とは、表面エネルギ、付着
係数、脱離係数、表面拡散速度等という薄膜形成過程で
の核形成を左右する因子の材料間での差を利用して、基
板上に選択的に薄膜を形成する方法である。
について述べる０選択堆積法とは、表面エネルギ、付着
係数、脱離係数、表面拡散速度等という薄膜形成過程で
の核形成を左右する因子の材料間での差を利用して、基
板上に選択的に薄膜を形成する方法である。
第４図（Ａ）および（Ｂ）は選択堆積法の説明図である
。まず同図（Ａ）に示すように、基板１０１上に、基板
１０１と上記因子の異なる材料から成る薄膜１０２を所
望部分に形成する。そして、適当な堆積条件によって適
当な材料から成る薄膜の堆積を行うと、＠、膜１０３は
８！５１！１０２上にのみ成長し、基板１０１上には成
長しないという現象を生じさせることができる。この現
象を利用することで、自己整合的に成形された８Ｉ膜１
０３をＪｉ！２．長させることができ、従来のようなレ
ジストを用いたりソゲラフイエ程の省略が可能となる。
。まず同図（Ａ）に示すように、基板１０１上に、基板
１０１と上記因子の異なる材料から成る薄膜１０２を所
望部分に形成する。そして、適当な堆積条件によって適
当な材料から成る薄膜の堆積を行うと、＠、膜１０３は
８！５１！１０２上にのみ成長し、基板１０１上には成
長しないという現象を生じさせることができる。この現
象を利用することで、自己整合的に成形された８Ｉ膜１
０３をＪｉ！２．長させることができ、従来のようなレ
ジストを用いたりソゲラフイエ程の省略が可能となる。
このような選択形成法による堆積を行うことができる材
料としては、たとえば基板１０１としてＳｉ０２ 、
ｔ”ｌ！１０２ としてＳｉ、 ＧａＡｓ、窒化シリコ
ン、そして堆積させる％Ｊｉ１９ｔｏ３ としてＳｉ、
Ｗ、ＧａＡｓ、 ＩｎＰ ’Ｊがある。
料としては、たとえば基板１０１としてＳｉ０２ 、
ｔ”ｌ！１０２ としてＳｉ、 ＧａＡｓ、窒化シリコ
ン、そして堆積させる％Ｊｉ１９ｔｏ３ としてＳｉ、
Ｗ、ＧａＡｓ、 ＩｎＰ ’Ｊがある。
第５図は、５ｉ０２の堆積面と窒化シリコンの堆積面と
の核形成密度の経時変化を示すグラフである。
の核形成密度の経時変化を示すグラフである。
同グラフが示すように、堆積を開始して間もなく５ｉ０
２上での核形成密度は１０３ｃｍ−２以下で飽和し、２
０分後でもその値はほとんど変化しない。
２上での核形成密度は１０３ｃｍ−２以下で飽和し、２
０分後でもその値はほとんど変化しない。
それに対して窒化シリコン（Ｓｉ３ Ｎ ４ ）上では
、〜４ Ｘ １０” ｃｍ−２で一旦飽和し、それから
１０分はど変化しないが、それ以降は急激に増大する。
、〜４ Ｘ １０” ｃｍ−２で一旦飽和し、それから
１０分はど変化しないが、それ以降は急激に増大する。
なお、この測定例では、ＳＨＩ：１４ガスをＨ２ガスで
希訳し、圧力１７５ Ｔｏｒｒ、温度１０００℃の条件
下でＣＶＤ法により堆積した場合を示している。他にＳ
ｉＨ４、ＳｉＨ２Ｇ＋２ 、５ｉＨＣ］ ３ 、 Ｓｉ
Ｆ ４等を反応ガスとして用いて、圧力、温度等を：Ａ
整することで同様の作用を得ることができる。また、真
空蒸着でも可能である。
希訳し、圧力１７５ Ｔｏｒｒ、温度１０００℃の条件
下でＣＶＤ法により堆積した場合を示している。他にＳ
ｉＨ４、ＳｉＨ２Ｇ＋２ 、５ｉＨＣ］ ３ 、 Ｓｉ
Ｆ ４等を反応ガスとして用いて、圧力、温度等を：Ａ
整することで同様の作用を得ることができる。また、真
空蒸着でも可能である。
この場合、Ｓｉ０２上の核形成はほとんど問題とならな
いが、反応ガス中にＨＧＩガスを添加することで、Ｓ】
０２上での核形成を更に抑制し、５ｉ０２上でのＳｉの
堆積を背黒にすることができる。
いが、反応ガス中にＨＧＩガスを添加することで、Ｓ】
０２上での核形成を更に抑制し、５ｉ０２上でのＳｉの
堆積を背黒にすることができる。
このような現象は、Ｓｉｎ ２および窒化シリコンの材
料表面のＳｉに対する吸着係数、脱離係数１表面拡散係
数等の差によるところが大きいが、Ｓｉ原子自身によっ
て５ｉ０２が反応し、蒸気圧が高い一酸化シリコンが生
成されることで５ｉ０２［ｇｌ身がエツチングされ、窒
化シリコン上ではこのようなエツチング現象は生じない
ということも選択堆積を生じさせる原因となっていると
考えられる（Ｔ、Ｙｏｎｅｈａｒａ、Ｓ、Ｙｏｓｈｉｏ
ｋａ、Ｓ、Ｍｉ７ａｚａｖａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ７ｓｉｃｓ ５３．６８３９．１９
８２） 。
料表面のＳｉに対する吸着係数、脱離係数１表面拡散係
数等の差によるところが大きいが、Ｓｉ原子自身によっ
て５ｉ０２が反応し、蒸気圧が高い一酸化シリコンが生
成されることで５ｉ０２［ｇｌ身がエツチングされ、窒
化シリコン上ではこのようなエツチング現象は生じない
ということも選択堆積を生じさせる原因となっていると
考えられる（Ｔ、Ｙｏｎｅｈａｒａ、Ｓ、Ｙｏｓｈｉｏ
ｋａ、Ｓ、Ｍｉ７ａｚａｖａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ７ｓｉｃｓ ５３．６８３９．１９
８２） 。
このように堆積面の材料としてＳｉＯ２および窒化シリ
コンを選択し、堆積材料としてシリコンを選択すれば、
同グラフに示すように十分に大きな核形成密度差を得る
ことができる。なお、ここでは堆積面の材料として５ｉ
０２が望ましいが、これに限らすＳｉＯｘであっても核
形成密度差を得ることができる。
コンを選択し、堆積材料としてシリコンを選択すれば、
同グラフに示すように十分に大きな核形成密度差を得る
ことができる。なお、ここでは堆積面の材料として５ｉ
０２が望ましいが、これに限らすＳｉＯｘであっても核
形成密度差を得ることができる。
勿論、これらの材料に限疋されるものではなく、核形成
に度の差が同グラフで示すように核の密度で１０３倍以
上であれば十分であり、後に例示するような材料によっ
ても堆ａ膜の十分な選択形成を行うことができる。
に度の差が同グラフで示すように核の密度で１０３倍以
上であれば十分であり、後に例示するような材料によっ
ても堆ａ膜の十分な選択形成を行うことができる。
この抜形１１ｉ［度差を得る他の方法としては、ＳｊＯ
２上に局所的にＳｉやＮ等をイオン注入して過剰にＳｉ
やＮ等を有する領域を形成してもよい。
２上に局所的にＳｉやＮ等をイオン注入して過剰にＳｉ
やＮ等を有する領域を形成してもよい。
このような選択堆桔法を利用し、堆積面の材料より核形
成密度の十分大きい異種材料を単一の核だけが成長する
ように十分微細に形成することによって、その微細な異
種材料の存在する箇所だけに単結晶を選択的に成長させ
ることができる。
成密度の十分大きい異種材料を単一の核だけが成長する
ように十分微細に形成することによって、その微細な異
種材料の存在する箇所だけに単結晶を選択的に成長させ
ることができる。
なお、単結晶の選択的成長は、堆積面表面の電子状態、
特にダングリングボンドの状態によって決定されるため
に、核形成密度の低い材料（たとえばＳｉＯ２）はバル
ク材料である必要はなく、任意の材料や基板等の表面の
みに形成されて上記堆積面を成していればよい。
特にダングリングボンドの状態によって決定されるため
に、核形成密度の低い材料（たとえばＳｉＯ２）はバル
ク材料である必要はなく、任意の材料や基板等の表面の
みに形成されて上記堆積面を成していればよい。
第６図（ＡＪ〜（Ｄ）は、単結晶形成方法の一例を示す
形成工程図であり、第７図（Ａ）および（Ｂ）は、第６
図（Ａ）および（Ｉｔ）における基板の斜視図である。
形成工程図であり、第７図（Ａ）および（Ｂ）は、第６
図（Ａ）および（Ｉｔ）における基板の斜視図である。
まず、第６図（Ａ）および第２図（Ａ）に示すように、
基板１０４上に、選択堆積を可能にする核形成密度の小
さい薄ｌＦ２１０５を形成し、その上に核形成密度の大
きい異種材料を薄く堆積させ、リングラフィ等によって
パターニングすることで異種材料１０６を十分微細に形
成する。ただし、基板１０４の大きさ、結晶構造および
組成は任意のものでよく、機能素子が形成された基板で
あってもよい。
基板１０４上に、選択堆積を可能にする核形成密度の小
さい薄ｌＦ２１０５を形成し、その上に核形成密度の大
きい異種材料を薄く堆積させ、リングラフィ等によって
パターニングすることで異種材料１０６を十分微細に形
成する。ただし、基板１０４の大きさ、結晶構造および
組成は任意のものでよく、機能素子が形成された基板で
あってもよい。
また、異種材料１０８とは、上述したように、ＳｌやＮ
′３を薄膜１０５にイオン注入して形成される過剰にＳ
ｉやＮ等を有する変質領域も含めるものとする。
′３を薄膜１０５にイオン注入して形成される過剰にＳ
ｉやＮ等を有する変質領域も含めるものとする。
次に、適当な堆積条件によって異種材料１０Ｂだけに薄
膜材料の単一の核が形成される。すなわち、異種材料１
０８は、単一の核のみが形成される程度に十分微細に形
成する必要がある。異種材料１０Ｂの大きさは、材料の
種類によって異なるが、数ミクロン以下であればよい、
更に、核は単結晶構造を保ちながら成長し、第６図（Ｂ
）に示すように島状の単結晶Ｔｉ１０７となる。島状の
単結晶粒１０７が形成されるためには、すでに述べたよ
うに、薄＋ｐ１０５上で全く核形成が起こらないように
条件を決めることが必要である。
膜材料の単一の核が形成される。すなわち、異種材料１
０８は、単一の核のみが形成される程度に十分微細に形
成する必要がある。異種材料１０Ｂの大きさは、材料の
種類によって異なるが、数ミクロン以下であればよい、
更に、核は単結晶構造を保ちながら成長し、第６図（Ｂ
）に示すように島状の単結晶Ｔｉ１０７となる。島状の
単結晶粒１０７が形成されるためには、すでに述べたよ
うに、薄＋ｐ１０５上で全く核形成が起こらないように
条件を決めることが必要である。
島状の単結晶粒１０７は単結晶構造を保らながら異種材
料１０６を中心して更に成長し、同図（Ｃ）に示すよう
に薄１Ｎ２１０５全体を復う。
料１０６を中心して更に成長し、同図（Ｃ）に示すよう
に薄１Ｎ２１０５全体を復う。
続いて、エツチング又は研磨によって単結晶粒１０７を
平坦化し、第６図（Ｄ）および第７図（Ｂ）に示すよう
に、所望の素子を形成することができる単結晶層１０８
が薄膜１０５上に形成される。
平坦化し、第６図（Ｄ）および第７図（Ｂ）に示すよう
に、所望の素子を形成することができる単結晶層１０８
が薄膜１０５上に形成される。
このように堆積面の材料である薄膜１０５が基板１０４
上に形成されているために、支持体となる基板１０４は
任意の材料を使用することができ、更に基板１０４にｌ
ｊｌ ＩＥ素子等が形成されたものであっても、その上
に容易に４！結晶層を形成することができる。
上に形成されているために、支持体となる基板１０４は
任意の材料を使用することができ、更に基板１０４にｌ
ｊｌ ＩＥ素子等が形成されたものであっても、その上
に容易に４！結晶層を形成することができる。
なお、上記実施例では、堆積面の材料を薄膜１０５で形
成したが、選択堆積を可能にする核形成密度の小さい材
料から成る基板をそのまま用いて、単結晶層を同様に形
成してもよい。
成したが、選択堆積を可能にする核形成密度の小さい材
料から成る基板をそのまま用いて、単結晶層を同様に形
成してもよい。
（ＪＩＬ体例）
次に、上記例における単結晶層の具体的形成方法を説明
する。
する。
５ｉ０２を薄膜１０５の堆積面材料とする。勿論、石英
基板を用いてもよいし、金属、半導体、磁性体、圧電体
、絶縁体等の任意の基板上に、スパッタ法、ＣＶＤ法、
真空蒸着法等を用いて基板表面にＳｉ０２層を形成して
もよい、また、堆積面材料としては５１０２が望ましい
が、 ＳｉＯｘとしてＸの値を変化させたものでもよい
。
基板を用いてもよいし、金属、半導体、磁性体、圧電体
、絶縁体等の任意の基板上に、スパッタ法、ＣＶＤ法、
真空蒸着法等を用いて基板表面にＳｉ０２層を形成して
もよい、また、堆積面材料としては５１０２が望ましい
が、 ＳｉＯｘとしてＸの値を変化させたものでもよい
。
こうして形成されたＳｉ０２層１０５上に減圧気相成長
法によって窒化シリコン層（ここではＳｉ３ Ｎ ４層
）又は多結晶シリコン層を異種材料として堆積させ、通
常のりソグラフィ技術又はＸ線、電子線若しくはイオン
線を用いたりソグラフィ技術で窒化シリコン層又は多結
晶シリコン層をパターニングし、数ミクロン以下、望ま
しくは〜ｌｐｍ以下の微小な異種材料１０６を形成する
。
法によって窒化シリコン層（ここではＳｉ３ Ｎ ４層
）又は多結晶シリコン層を異種材料として堆積させ、通
常のりソグラフィ技術又はＸ線、電子線若しくはイオン
線を用いたりソグラフィ技術で窒化シリコン層又は多結
晶シリコン層をパターニングし、数ミクロン以下、望ま
しくは〜ｌｐｍ以下の微小な異種材料１０６を形成する
。
続いて、ＨＣＩ とＨ２と、ＳｉＨ２Ｃｌ３ 、 Ｓｉ
Ｃｌ２、Ｓｉｎ Ｃ＋３ 、 ＳｉＦ ４若しくはＳｉ
Ｈ４との混合ガスを用いて上記基板ｌｌ上にＳｉを選択
的に成長させる。
Ｃｌ２、Ｓｉｎ Ｃ＋３ 、 ＳｉＦ ４若しくはＳｉ
Ｈ４との混合ガスを用いて上記基板ｌｌ上にＳｉを選択
的に成長させる。
その原の基板温度は７００〜１１００℃、圧力は約１０
０Ｔｏｒｒである。
０Ｔｏｒｒである。
数十分程度の時間で、５１０２上の窒化シリコン又は多
結晶シリコンの微細な異種材料１０６を中心として、単
結晶のＳｉの粒１０７が成長し、最適の成長条件とする
ことで、その大きさは数十７ｔｍ以上に成長する。
結晶シリコンの微細な異種材料１０６を中心として、単
結晶のＳｉの粒１０７が成長し、最適の成長条件とする
ことで、その大きさは数十７ｔｍ以上に成長する。
続いて、ＳｉとＳｉ０２との間にエツチング速度差があ
る反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）によって、Ｓｌの
みをエツチングして平坦化することで、粒径制御された
多結晶シリコン層が形成され、更に粒界部分を除去して
島状の単結晶シリコン層１０８が形成される。なお、！
′ｒ！結晶粒１０７の表面の凹凸が大きい場合は、機械
的研磨を行った後にニー７チングを行う。
る反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）によって、Ｓｌの
みをエツチングして平坦化することで、粒径制御された
多結晶シリコン層が形成され、更に粒界部分を除去して
島状の単結晶シリコン層１０８が形成される。なお、！
′ｒ！結晶粒１０７の表面の凹凸が大きい場合は、機械
的研磨を行った後にニー７チングを行う。
このようにして形成された大きさ数十ｐｍ以上で粒界を
含まない単結晶シリコン層１０８に、電界効果トランジ
スタを形成すると、単結晶シリコンウェハに形成したも
のに劣らない特性を示した。
含まない単結晶シリコン層１０８に、電界効果トランジ
スタを形成すると、単結晶シリコンウェハに形成したも
のに劣らない特性を示した。
また、隣接する単結晶シリコンＰ：！：ｉｏｅとは５ｉ
０２によって電λ的に分離されているために、相補型電
界効果トランジスタ（Ｃ−ＭＯＳ）を構成しても、相互
の干渉がない、また、素子の活性層の厚さが、Ｓｉウェ
ハを用いた場合より薄いために、放射線を照射された時
に発生するウェハ内の電荷による誤動作がなくなる。更
に、寄生容量が低下するために、素子の高速化が図れる
。また、任意の基板が使用できるために、Ｓｉウェハを
用いるよりも、大面積基板上に単結晶層を低コストで形
成することかでさる。更に、他の半導体、圧電体、誘電
体等の基板上にも単結晶層を形成できるために、多機能
の三次元来精回路を実現することができる。
０２によって電λ的に分離されているために、相補型電
界効果トランジスタ（Ｃ−ＭＯＳ）を構成しても、相互
の干渉がない、また、素子の活性層の厚さが、Ｓｉウェ
ハを用いた場合より薄いために、放射線を照射された時
に発生するウェハ内の電荷による誤動作がなくなる。更
に、寄生容量が低下するために、素子の高速化が図れる
。また、任意の基板が使用できるために、Ｓｉウェハを
用いるよりも、大面積基板上に単結晶層を低コストで形
成することかでさる。更に、他の半導体、圧電体、誘電
体等の基板上にも単結晶層を形成できるために、多機能
の三次元来精回路を実現することができる。
（窒化シリコンの組成）
これまで述べてきたような堆積面材料と異種材料との十
分な核形成密度差を得るには、Ｓｉ３ Ｎ ４に限定さ
れるものではなく、窒化シリコンの！ｌ成を変化させた
ものでもよい。
分な核形成密度差を得るには、Ｓｉ３ Ｎ ４に限定さ
れるものではなく、窒化シリコンの！ｌ成を変化させた
ものでもよい。
ＲＦプラズマ中でＳ ｉ Ｈ４ガスとＮＨ３ガスとを分
解させて低温で窒化シリコン膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ法では、ＳｉＨ４ガスとＮＨ３ガスとの流量比を変化
させることで、堆積する窒化シリコン膜のＳｔとＮの組
成比を大幅に変化させることができる。
解させて低温で窒化シリコン膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ法では、ＳｉＨ４ガスとＮＨ３ガスとの流量比を変化
させることで、堆積する窒化シリコン膜のＳｔとＮの組
成比を大幅に変化させることができる。
第８図は、ＳｉＨ４とＮＨ３の流量比と形成された窒化
シリコン膜中のＳｉおよびＮの組成比との関係を示した
グラフである。
シリコン膜中のＳｉおよびＮの組成比との関係を示した
グラフである。
この時の堆積条件は、ＲＦ出力１７５Ｗ、基板温度３８
０℃であり、５ｔＨ４ガス流量を３００ｃｃ／ｍｉｎに
固足し、ＮＨ，ガスの流量を変化させた。同グラフに示
すようにＮＨ３／ＳｉＨ４のガスｙｉ、ｉ比を４〜１０
へ変化させると、窒化シリコン膜中のＳ ｉ ／ Ｎ比
は１．１〜０．５８に変化することがオージェ電子分光
法によって明らかとなった。
０℃であり、５ｔＨ４ガス流量を３００ｃｃ／ｍｉｎに
固足し、ＮＨ，ガスの流量を変化させた。同グラフに示
すようにＮＨ３／ＳｉＨ４のガスｙｉ、ｉ比を４〜１０
へ変化させると、窒化シリコン膜中のＳ ｉ ／ Ｎ比
は１．１〜０．５８に変化することがオージェ電子分光
法によって明らかとなった。
また、減圧ＣＶＤ法で５ｉ８２０１２ガスとＮＨ３ガス
とを導入し、０ 、３Ｔｏ ｒ ｒの減圧下、温度約８
００℃の条件で形成した窒化シリコン膜の組成は、はぼ
化学量論比であるＳｉ３ Ｎ ４ （Ｓｉ／Ｎ 〜０
．７５）に近いものであった。
とを導入し、０ 、３Ｔｏ ｒ ｒの減圧下、温度約８
００℃の条件で形成した窒化シリコン膜の組成は、はぼ
化学量論比であるＳｉ３ Ｎ ４ （Ｓｉ／Ｎ 〜０
．７５）に近いものであった。
また、ＳｔをアンモニアあるいはＮ２中で約１２００℃
で熱処理すること（熱窒化法）で形成される窒化シリコ
ン膜は、その形成方法が熱平員下で行われるために、更
に化学量論比に近い組成を得ることができる。
で熱処理すること（熱窒化法）で形成される窒化シリコ
ン膜は、その形成方法が熱平員下で行われるために、更
に化学量論比に近い組成を得ることができる。
以上の様に桂々の方法で形成した窒化シリコンをＳｔの
核形成密度が５ｉ０２より高い堆積面材料として用いて
上記Ｓｔの核を成長させると、その、！［ｌ酸比により
核形成に度に差が生じる。
核形成密度が５ｉ０２より高い堆積面材料として用いて
上記Ｓｔの核を成長させると、その、！［ｌ酸比により
核形成に度に差が生じる。
７ＦＳ９図は、Ｓｉ／Ｎ紺成比と核形成密度との関係を
示すグラフである。同グラフに示すように４窒化シリコ
ン膜の組成を変化させることで、その上に成長するＳｉ
の核形成密度は大幅に変化する。この時の核形成条件は
、５ｉＣＩ４ガスを１７５Ｔｏｒｒに減圧し、１０００
℃テ！−１２ と反応させてＳｉを生成させる。
示すグラフである。同グラフに示すように４窒化シリコ
ン膜の組成を変化させることで、その上に成長するＳｉ
の核形成密度は大幅に変化する。この時の核形成条件は
、５ｉＣＩ４ガスを１７５Ｔｏｒｒに減圧し、１０００
℃テ！−１２ と反応させてＳｉを生成させる。
このように窒化シリコンの組成によって核形成密度が変
化する現象は、単一・の核を成長させる程度に十分ａ細
に形成される異種材料としての窒化シリコンの大きさに
影響を与える。すなわち、核形成密度が大きい組成を有
する窒化シリコンは、非常に微細に形成しない限り、単
一の核を形成することができない。
化する現象は、単一・の核を成長させる程度に十分ａ細
に形成される異種材料としての窒化シリコンの大きさに
影響を与える。すなわち、核形成密度が大きい組成を有
する窒化シリコンは、非常に微細に形成しない限り、単
一の核を形成することができない。
したがって、核形成密度と、単一の核が選択できる最適
な窒化シリコンの大きさとを選択する必要がある。たと
えば〜１０５ｃｍ−２の核形成密度を得る堆積条件では
、窒化シリコンの大きさは約４ｇｍ以下であれば屯−の
核を選択できる。
な窒化シリコンの大きさとを選択する必要がある。たと
えば〜１０５ｃｍ−２の核形成密度を得る堆積条件では
、窒化シリコンの大きさは約４ｇｍ以下であれば屯−の
核を選択できる。
（イオン注入による異種材料の形Ｊ＆）Ｓｉに対して俵
形ｒ＆密度差を実現する方法として、核形成密度の低い
堆積面材料である５ｉ０２の表面に局所的にＳｉ 、Ｎ
、Ｐ、Ｂ、Ｆ、Ａｒ。
形ｒ＆密度差を実現する方法として、核形成密度の低い
堆積面材料である５ｉ０２の表面に局所的にＳｉ 、Ｎ
、Ｐ、Ｂ、Ｆ、Ａｒ。
Ｈｅ、Ｃ，Ａｓ、Ｇａ、Ｇｅ等をイオン注入して５ｉ０
２の堆積面に変質領域を形成し、この変質領域を核形成
密度の高い堆積面材料としても良い。
２の堆積面に変質領域を形成し、この変質領域を核形成
密度の高い堆積面材料としても良い。
例えば、Ｓｉ０２表面をレジストで多い、所望の箇所を
露光、現像、溶解させてＳｉ０２表面を部分的に表出さ
せる。
露光、現像、溶解させてＳｉ０２表面を部分的に表出さ
せる。
続いて、Ｓ ｉ Ｆ４ガスをソースガスとして用い、Ｓ
ｉイオンを１０ｋｅＶでｌＸ１ｌＸ１０１６−ＩＸ１０
１８”の１５度で５ｉｏ２表面に打込む、これによる投
影飛程は１１４人であり、Ｓｉ０２表面ではＳｉＣ度が
〜１０２２ｃ ｍ−３に達する。
ｉイオンを１０ｋｅＶでｌＸ１ｌＸ１０１６−ＩＸ１０
１８”の１５度で５ｉｏ２表面に打込む、これによる投
影飛程は１１４人であり、Ｓｉ０２表面ではＳｉＣ度が
〜１０２２ｃ ｍ−３に達する。
５ｉ０２はもともと非晶質であるために、Ｓｉイオンを
注入した領域も非晶質である。
注入した領域も非晶質である。
なお、変質ｆ１１誠を形成するには、レジストをマスク
としてイオン注入を行うこともできるが、集束イオンビ
ーム技術を用いて、レジストマスクを使用せずに絞られ
たＳｉイオンをＳｉ０２表［Ｉ′Ｉ］に注入してもよい
。
としてイオン注入を行うこともできるが、集束イオンビ
ーム技術を用いて、レジストマスクを使用せずに絞られ
たＳｉイオンをＳｉ０２表［Ｉ′Ｉ］に注入してもよい
。
こうしてイオン注入を行った後、レジストを剥離するこ
とで、Ｓｉ０２面にＳｉが過剰な変質領域が形成される
。このような変質領域が形成されたＳｉ０２堆積面にＳ
ｉを気相ＩｊＣ長させる。
とで、Ｓｉ０２面にＳｉが過剰な変質領域が形成される
。このような変質領域が形成されたＳｉ０２堆積面にＳ
ｉを気相ＩｊＣ長させる。
第１Ｏ図は、Ｓｉイオンの注入量と抜形に＆、密度との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
同グラフに示すように、Ｓｉ十十人入量多い程、核形成
密度が増大することがわかる。
密度が増大することがわかる。
したがって、変質領域を十分微細に形成することで、こ
の変質領域を異種材料としてＳｉのｍ −の核を成長さ
せることができ、上述したように単結晶を成長させるこ
とができる。
の変質領域を異種材料としてＳｉのｍ −の核を成長さ
せることができ、上述したように単結晶を成長させるこ
とができる。
なお、変質領域を単一の核が成長する程度に十分微細に
形成することは、レジストのパターニングや、集束イオ
ンビームのビームを絞ることによって容易に達成される
。
形成することは、レジストのパターニングや、集束イオ
ンビームのビームを絞ることによって容易に達成される
。
（ＣＶＤ以外のＳｉ堆積方法）
Ｓｉの選択核形成によって単結晶を成長させるには、Ｃ
ＶＤ法だけではなく、Ｓｉを真空中（＜ １０−６７ｏ
ｒυで電子銃により蒸発させ、加熱した基板に堆積させ
る方法も用いられる。特に、超高真空中（＜ １０−９
Ｔｏｒｒ）でｆ着を行うＭＢＥ（にｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法では、基板温度９００℃
以上でＳｉビームと５ｉ０２が反応を始め、５ｉ０２上
でのＳｉの核形成は皆無になるコトが知られティる〔丁
、Ｙｏｎｅｈａｒａ、Ｓ、Ｙｏｓｈｉｏｋａ ａｎｄＳ
、Ｍｉ７ａｚａｗａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｂｙｓ Ｉｃｓ ５３゜１０、
ｐ８８３９．１９８３）。
ＶＤ法だけではなく、Ｓｉを真空中（＜ １０−６７ｏ
ｒυで電子銃により蒸発させ、加熱した基板に堆積させ
る方法も用いられる。特に、超高真空中（＜ １０−９
Ｔｏｒｒ）でｆ着を行うＭＢＥ（にｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法では、基板温度９００℃
以上でＳｉビームと５ｉ０２が反応を始め、５ｉ０２上
でのＳｉの核形成は皆無になるコトが知られティる〔丁
、Ｙｏｎｅｈａｒａ、Ｓ、Ｙｏｓｈｉｏｋａ ａｎｄＳ
、Ｍｉ７ａｚａｗａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｂｙｓ Ｉｃｓ ５３゜１０、
ｐ８８３９．１９８３）。
この現象を利用してＳ ｆ ０２上に点在させた微小な
窒化シリコンに完全な這択性をもってＳｉの単一の核を
形成し、そこに単結晶Ｓｉを成長させることができた。
窒化シリコンに完全な這択性をもってＳｉの単一の核を
形成し、そこに単結晶Ｓｉを成長させることができた。
この時の堆積条件は、真空度１０−” Ｔｏｒｒ以下、
Ｓｉビーム強度９．７×１０１４ａｔｏｓｓ ７ｃｍ２
ｍ ｓｅｃ 、基板温度９００℃〜１０００℃であっ
た。
Ｓｉビーム強度９．７×１０１４ａｔｏｓｓ ７ｃｍ２
ｍ ｓｅｃ 、基板温度９００℃〜１０００℃であっ
た。
この場合、 ５ｉ０２ ＋Ｓｉ→２ＳｉＯ↑という反応
により、ＳｉＯという７１Ａ気圧の著しく高い反応生成
物が形成され、この蒸発による５ｉ０２目身のＳｉによ
るエツチングが生起している。
により、ＳｉＯという７１Ａ気圧の著しく高い反応生成
物が形成され、この蒸発による５ｉ０２目身のＳｉによ
るエツチングが生起している。
これに対して、窒化シリコン上では上記エツチング現象
は起こらず、核形成、そして堆積が生じている。
は起こらず、核形成、そして堆積が生じている。
したがって、核形成密度の高い堆積面材料としては、窒
化シリコン以外に、タンタル酸化物（Ｔａ ２０ ｓ
） 、窒化シリコン酸化物（ＳｉＯＮ）等を使用しても
同様の効果を得ることができる。すなわち、これらの材
料を微小形成して上記異種材料とすることで、同様に単
結晶を成長させることができる。
化シリコン以外に、タンタル酸化物（Ｔａ ２０ ｓ
） 、窒化シリコン酸化物（ＳｉＯＮ）等を使用しても
同様の効果を得ることができる。すなわち、これらの材
料を微小形成して上記異種材料とすることで、同様に単
結晶を成長させることができる。
以上詳細に説明した単結晶成長法によって、上記各実施
例に示す絶縁層２の凹部の単結晶ンリコンが形成される
。
例に示す絶縁層２の凹部の単結晶ンリコンが形成される
。
第１１図（Ａ）〜ＣＣ）は、各実施例における単結晶シ
リコンの形成工程図である。
リコンの形成工程図である。
同図（Ａ）において、Ｓｉ０２の絶縁層２にエツチング
により凹部を形成し、そこに異種材料２０（ここではＳ
ｉ３ Ｎ ４ ）を微小に形成する。
により凹部を形成し、そこに異種材料２０（ここではＳ
ｉ３ Ｎ ４ ）を微小に形成する。
次に、ｐ型不純物ガスを混ぜて単結晶シリコンを成長さ
せ、同図ＣＢ）に示すようにｐ型単結品シリコンで四部
を埋め、平坦化してｐ領域１４を形成する。
せ、同図ＣＢ）に示すようにｐ型単結品シリコンで四部
を埋め、平坦化してｐ領域１４を形成する。
次に、同図（Ｇ）に示すように、ｐ領域１４の表面に酸
化膜をＪｖ成した後、イオン注入法によってｎ−領域１
６およびｎ＋領域１７を各々形成する。
化膜をＪｖ成した後、イオン注入法によってｎ−領域１
６およびｎ＋領域１７を各々形成する。
［発１］の効果］
以上詳細に説１７１ したように、本発明による光電変
換装置は、制御電極領域の電位を制御するためのキャパ
シタが光電変換領域の下方に設けられていることで、受
光面上の遮光部分が従来より減少し、開口率が向上する
。
換装置は、制御電極領域の電位を制御するためのキャパ
シタが光電変換領域の下方に設けられていることで、受
光面上の遮光部分が従来より減少し、開口率が向上する
。
第１図（Ａ）は５本発明による光電変換装置の一実施例
の概略的断面図、第１図（Ｂ）は、その等価回路図、 第２図（ＡＪは、本発明の第二実施例の概略的断面図、
第２ＩＮＣＢ）は、その等価回路図。 第３図は、本実施例の動作を説明するためのタイミング
チャート、 第４図ＣＡ）およびＣＢ）は選択堆積法の説明図、第５
図は、Ｓｉ０２の１１１積面と窒化シリコンの堆積面と
の核形成密度の経時変化を示すグラフ、第６図（Ａ）〜
（［１）は、単結晶形成方法の一例を示す形成工程図。 第７図（Ａ）および（Ｂ）は、第６図（Ａ）および（Ｄ
）における基板の斜視図、 第８図は、Ｓ ｆ Ｈ４とＮＨ３の流−賃比と形成され
た窒化シリコン膜中のＳｉおよびＮの組成比との関係を
示したグラフ、 第９図は、Ｓｉ／ＮＭ１成比と核形成密度との関係を示
すグラフ、 第１０図は、Ｓｉイオンの注入量と核形成密度との関係
を示すグラフ、 第１１図（Ａ）〜＜Ｃ）は、各実施例における単結晶シ
リコンの形成工程図、 第１２図（Ａ）は、特願昭５８−１２０７５１号〜特願
昭５８−１２０７５７号に記載されている光電変換装置
の概略的平面図、第１２図（Ｂ）は、そのＡ−Ａ ′線
断面図、第１２図（Ｃ）は、その等価回路図である。 ２．３・・・絶縁層 ５・・争ｎ−領域６Φ・・ｐベー
ス領域７・・・ｎ十エミ７タ領域９・働・キャパシタ電
極 １４・拳・ｐ領域１６・・ｅｌ−領域 代理人 弁理士 山 下 穣 子 箱１図 （Ａ） （Ｂ） 第２図 （Ａ） （Ｂ） 第３図 第４図 （Ａ） 第５図 時間（９） Ｍ６図 （Ａン （Ｂ） （Ｃ） （Ｄ） １叩 第７図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 ＮＨ３／５ｔＨｑ流量比 第１０図 ＋ｏ１６ ＋ｏ１７ ＋ｏ１８Ｓｉ”；＆ ／
′１ｉ（１ｏｎｓ ／ ｃｍ２）第１１図 （Ａ） （Ｃ） 第１２図 （Ａ）
の概略的断面図、第１図（Ｂ）は、その等価回路図、 第２図（ＡＪは、本発明の第二実施例の概略的断面図、
第２ＩＮＣＢ）は、その等価回路図。 第３図は、本実施例の動作を説明するためのタイミング
チャート、 第４図ＣＡ）およびＣＢ）は選択堆積法の説明図、第５
図は、Ｓｉ０２の１１１積面と窒化シリコンの堆積面と
の核形成密度の経時変化を示すグラフ、第６図（Ａ）〜
（［１）は、単結晶形成方法の一例を示す形成工程図。 第７図（Ａ）および（Ｂ）は、第６図（Ａ）および（Ｄ
）における基板の斜視図、 第８図は、Ｓ ｆ Ｈ４とＮＨ３の流−賃比と形成され
た窒化シリコン膜中のＳｉおよびＮの組成比との関係を
示したグラフ、 第９図は、Ｓｉ／ＮＭ１成比と核形成密度との関係を示
すグラフ、 第１０図は、Ｓｉイオンの注入量と核形成密度との関係
を示すグラフ、 第１１図（Ａ）〜＜Ｃ）は、各実施例における単結晶シ
リコンの形成工程図、 第１２図（Ａ）は、特願昭５８−１２０７５１号〜特願
昭５８−１２０７５７号に記載されている光電変換装置
の概略的平面図、第１２図（Ｂ）は、そのＡ−Ａ ′線
断面図、第１２図（Ｃ）は、その等価回路図である。 ２．３・・・絶縁層 ５・・争ｎ−領域６Φ・・ｐベー
ス領域７・・・ｎ十エミ７タ領域９・働・キャパシタ電
極 １４・拳・ｐ領域１６・・ｅｌ−領域 代理人 弁理士 山 下 穣 子 箱１図 （Ａ） （Ｂ） 第２図 （Ａ） （Ｂ） 第３図 第４図 （Ａ） 第５図 時間（９） Ｍ６図 （Ａン （Ｂ） （Ｃ） （Ｄ） １叩 第７図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 ＮＨ３／５ｔＨｑ流量比 第１０図 ＋ｏ１６ ＋ｏ１７ ＋ｏ１８Ｓｉ”；＆ ／
′１ｉ（１ｏｎｓ ／ ｃｍ２）第１１図 （Ａ） （Ｃ） 第１２図 （Ａ）
Claims (4)
- （１）一導電型半導体より成る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
スタと、浮遊状態にした前記制御電極領域の電位を制御
するためのキャパシタとを有し、該キャパシタを介して
前記制御電極領域の電位を制御することによって、光に
よって発生したキャリアを前記制御電極領域に蓄積し、
該蓄積電圧を読出し、蓄積キャリアをリフレッシュする
という各動作を行う光電変換装置において、少なくとも
、光によって上記キャリアを 発生する光電変換領域の下方に、前記制御電極領域の電
位を制御するための前記キャパシタが形成された多層構
造を有することを特徴とする光電変換装置。 - （２）上記光電変換領域は、絶縁層上に形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換
装置。 - （３）上記光電変換領域は、上記制御電極領域と同じ導
電型の第一半導体領域と上記主電極領域と同じ導電型の
第二半導体領域とから成るダイオード構造を有し、該光
電変換領域を上層とし、その下層として上記半導体トラ
ンジスタおよびキャパシタが形成され、該半導体トラン
ジスタの制御電極領域と前記光電変換領域の第一半導体
領域とが電気的に接続されていることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の光電変換装置。 - （４）上記光電変換領域は上記半導体トランジスタを有
し、該光電変換領域の最下部が制御電極領域であり、該
制御電極領域の下に絶縁層を介して電極を設けることで
上記キャパシタが形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の光電変換装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162127A JPH0812905B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光電変換装置及びその製造方法 |
| GB8715368A GB2192487B (en) | 1986-07-11 | 1987-06-30 | Photoelectric conversion device |
| DE19873722761 DE3722761A1 (de) | 1986-07-11 | 1987-07-09 | Photoelektrische wandlereinrichtung |
| FR878709837A FR2601506B1 (fr) | 1986-07-11 | 1987-07-10 | Dispositif de conversion photo-electrique |
| US07/662,320 US5086326A (en) | 1986-07-11 | 1991-02-22 | Photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162127A JPH0812905B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光電変換装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318666A true JPS6318666A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0812905B2 JPH0812905B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=15748554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61162127A Expired - Fee Related JPH0812905B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光電変換装置及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5086326A (ja) |
| JP (1) | JPH0812905B2 (ja) |
| DE (1) | DE3722761A1 (ja) |
| FR (1) | FR2601506B1 (ja) |
| GB (1) | GB2192487B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410175A (en) * | 1989-08-31 | 1995-04-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | Monolithic IC having pin photodiode and an electrically active element accommodated on the same semi-conductor substrate |
| JPH04261071A (ja) * | 1991-01-11 | 1992-09-17 | Canon Inc | 光電変換装置 |
| USH1435H (en) * | 1991-10-21 | 1995-05-02 | Cherne Richard D | SOI CMOS device having body extension for providing sidewall channel stop and bodytie |
| US5557114A (en) * | 1995-01-12 | 1996-09-17 | International Business Machines Corporation | Optical fet |
| US6037643A (en) * | 1998-02-17 | 2000-03-14 | Hewlett-Packard Company | Photocell layout for high-speed optical navigation microchips |
| JP4310076B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2009-08-05 | キヤノン株式会社 | 結晶性薄膜の製造方法 |
| JP4497844B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2010-07-07 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP2005328275A (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Canon Inc | 固体撮像装置および撮像システム |
| JP5188221B2 (ja) | 2008-03-14 | 2013-04-24 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP2010016056A (ja) | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Canon Inc | 光電変換装置 |
| JP5661260B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2015-01-28 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
| JP5489570B2 (ja) * | 2009-07-27 | 2014-05-14 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及び撮像システム |
| JP5767465B2 (ja) | 2010-12-15 | 2015-08-19 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ |
| JP2015177034A (ja) | 2014-03-14 | 2015-10-05 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置、その製造方法、及びカメラ |
| JP6552479B2 (ja) | 2016-12-28 | 2019-07-31 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及び撮像システム |
| JP6953263B2 (ja) | 2017-10-05 | 2021-10-27 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置および撮像システム |
| JP7108421B2 (ja) | 2018-02-15 | 2022-07-28 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び撮像システム |
| JP7134781B2 (ja) | 2018-08-17 | 2022-09-12 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及び撮像システム |
| US11503234B2 (en) | 2019-02-27 | 2022-11-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device, imaging system, radioactive ray imaging system, and movable object |
| JP2022025594A (ja) | 2020-07-29 | 2022-02-10 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
| JP7534902B2 (ja) | 2020-09-23 | 2024-08-15 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、撮像装置、半導体装置及び光電変換システム |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850030B2 (ja) * | 1979-03-08 | 1983-11-08 | 日本放送協会 | 光電変換装置およびそれを用いた固体撮像板 |
| JPS55128884A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor photodetector |
| US4471371A (en) * | 1981-01-06 | 1984-09-11 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Thin film image pickup element |
| DE3146981A1 (de) * | 1981-11-26 | 1983-06-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Fototransistor in mos-duennschichttechnik, verfahren zu seiner herstellung und verfahren zu seinem betrieb. |
| US4686554A (en) * | 1983-07-02 | 1987-08-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter |
| JPS60130160A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-11 | Hitachi Ltd | 半導体記憶装置 |
| US4763183A (en) * | 1984-08-01 | 1988-08-09 | American Telephone And Telegraph Co., At&T Bell Laboratories | Semiconductor-on-insulator (SOI) devices and SOI IC fabrication method |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP61162127A patent/JPH0812905B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-06-30 GB GB8715368A patent/GB2192487B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-09 DE DE19873722761 patent/DE3722761A1/de active Granted
- 1987-07-10 FR FR878709837A patent/FR2601506B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-22 US US07/662,320 patent/US5086326A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8715368D0 (en) | 1987-08-05 |
| GB2192487B (en) | 1990-09-05 |
| DE3722761A1 (de) | 1988-01-21 |
| DE3722761C2 (ja) | 1992-08-27 |
| GB2192487A (en) | 1988-01-13 |
| JPH0812905B2 (ja) | 1996-02-07 |
| FR2601506B1 (fr) | 1992-03-13 |
| FR2601506A1 (fr) | 1988-01-15 |
| US5086326A (en) | 1992-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6318666A (ja) | 光電変換装置及びその製造方法 | |
| JPS6318667A (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
| JP2516604B2 (ja) | 相補性ｍｏｓ集積回路装置の製造方法 | |
| US4800527A (en) | Semiconductor memory device | |
| US5130778A (en) | Semiconductor article and preparation thereof | |
| JP2505767B2 (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
| JP2505754B2 (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
| CA1296816C (en) | Process for producing a semiconductor article | |
| US5155058A (en) | Method of making semiconductor memory device | |
| US5070034A (en) | Process for producing a semiconductor memory device | |
| JP2695413B2 (ja) | 結晶基材の製造方法 | |
| JP2651144B2 (ja) | 結晶基材の製造方法 | |
| JPS63119254A (ja) | 半導体メモリ装置 | |
| JPS63260170A (ja) | 光電変換装置 | |
| JP2515301B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2601475B2 (ja) | 光電変換装置の作製方法 | |
| JP2651145B2 (ja) | 半導体基材の製造方法 | |
| JPS63239978A (ja) | 画像入力用光センサ | |
| JPS63239979A (ja) | フオトセンサ及びその製造方法 | |
| JPS63234512A (ja) | 電子回路装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |