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
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- 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
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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 |
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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 |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPH0812905B2 (ja) |
DE (1) | DE3722761A1 (ja) |
FR (1) | FR2601506B1 (ja) |
GB (1) | GB2192487B (ja) |
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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
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