NL8000961A - Halfgeleider beeldopname-eenheid. - Google Patents
Halfgeleider beeldopname-eenheid. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8000961A NL8000961A NL8000961A NL8000961A NL8000961A NL 8000961 A NL8000961 A NL 8000961A NL 8000961 A NL8000961 A NL 8000961A NL 8000961 A NL8000961 A NL 8000961A NL 8000961 A NL8000961 A NL 8000961A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- source
- vertical
- mos transistor
- region
- mos
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 35
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 28
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 11
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 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
- H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
- H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
- H01L31/1136—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor the device being a metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
80 3067/Ti/AA/asm -
Aanvraagster : Hitachi, Ltd. 1-5-1, Marunouchi, Chiyoda-ku,
Tokyo, Japan.
Korte aanduiding : Halfgeleider beeldopname-eenheid.
De uitvinding heeft betrekking op een halfgeleider beeldopname-eenheid (of halfgeleider fotosensor) waarin foto-elektrische om-zettingselementen en aftastketens (aftasters) op een monolitisch halfgeleiderlichaam geïntegreerd zijn.
5 De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een halfge leider beeldopname-eenheid waarbij de de eenheid vormende veld-effecttransistors met geïsoleerde stuuringang (MOS transistors) verbeterd is.
Een halfgeleider beeldopname-eenheid voor gebruik in een tele-10 visiecamera moet een resolutie hebben welke gelijk is aan die van een bij de huidige televisie-apparatuur gebruikte beeldopnamebuis. De halfgeleider beeldopname-eenheid vereist daartoe foto-elektrische omzettingselementen in de orde van 500 (vertikaal)x 400 (horizontaal) beeldelementen, schakelelementen voor X-Y adressering over-15 eenkomend met de respectievelijke foto-e&trische omzettingselementen, en.een horizontale aftastketen en een vertikale aftastketen, die de schakelelementen in- of uitschakelen en elk uit ongeveer 500 trappen bestaan. Dientengevolcpwordt het doorgaans gefabriceerd door gebruik van de M0S-LSI technologie, waarmee naar verhouding gemd<ke-20 lijk een hoge pakkingsdichtheid wordt verkregen. Fig. 1 is een schema ter toelichting van de hoofdpunten van een dergelijk halfgeleider beeldopname-eenheid. Deze figuur toont een horizontale aftastketen 11 voor X- of kolomadressering, een vertikale aftastketen 12 voor Y of rij-adressering, een vertikale schakel MOS transistor (hier-25 na afgekort tot MOST) 13, die door een aftastpuis vanaf de aftastketen 12 wordt in- of uitgeschakeld, verder een fotodiode 14 die op de bronaansldting van verticale MOST 13 is aangesloten, een 800 0 9 61 Ψ > - 2 - t vertikale signaaluitgangslijn 15 waarmede de afvoerelektroden van de vertikale MOSTs 13 gemeenschappelijk zijn verbonden, een horizontale schakel MOST 16, die door een aftastpuls vanaf de horizontale aftasketen 11 in- of uitgeschakeld wordt en die met haar 5 afvoeraansluiting verbonden is met een horizontale signaaluitgangslijn 17 en met haar bronaansluiting verbonden is met de vertikale signaaluitgangslijn 15. De figuur toont verder een voedingsspannings-bron 18 voor de fotodiode (videospanningsbron) die via een weerstand 19 met de horizontale signaaluitgangslijn 17 is verbonden, 10 en verder een signaaluitgangsklem 20. De twee, horizontale en vertikale, aftastketens schakelen de schakel MOSTs 16 en 13 één voor één in of uit om via de weerstand 19 fotostromen vanaf de in twee richtingen opgestelde fotodioden uit te lezen. Omdat de signalen vanaf de fotodioden overeenkomen met een optische voorstelling 15 van een op deze elementen geprojecteerd voorwerp kunnen door de .genoemde bewerking videosignalen afgeleid worden. De kenmerken van de halfgeleider beeldopname-eenheid van deze soort zijn, dat de bron van de schakel MOST gebruikt kan worden voor de foto-elektrische omzetting en dat een MOS schuifregister gebruikt kan worden voor 20 de aftastketen.
Dientengevolge wordt het doorgaans gefabriceerd door gebruik van MOS-LSI technologie, waarmee een hoge integratie naar verhouding eenvoudig is en volgens welke een voorbeeld van een beeldelement in fig. 2 is getoond. Het beeldelement in fig. 2 is beschreven in 25 het Amerikaanse octrooischrift 4148048. Fig. 2 toont een halfgeleider substraat van de N-geleidingssoort 24 voor de integratie van foto-elektrische omzettingselementen, aftastketens etc. een welgebied 24 van een halfgeleidergebied van de P-geleidingssoort gevormd in een oppervlakte gebied van het N-type halfgeleider sub-30 straat, een vertikale schakel MOST 13 met een stuurelektrode 25 waarnaar een vertikale aftastpuls vanaf een vertikale aftastketen 12 wordt gevoerd, de bron 26 van de MOST 13, welke een gebied is van de N-type geleidbaarheid met hoge onzuiverheidsgraad en welke 800 0 961
V
- 3 - een fotodiode 14 vormt in haar PN-overgang met het P-type welgebied. Verder toont de figuur de afvoerelektrode 27 van de MOST 13; welke een gebied van de N-type geleidbaarheid met hoge onzuiverheids-graad is en welke met een geleidingslaag 28 is verbonden welke dient 5 als de vertikale signaaluitgangslijn 15. Een einde van de signaaluitgangsli jn 28 (15) waarmee de afvoerelektroden vaneen aantal schakel MOSTs gemeenschappelijk zijn verbonden, is met een horizontale schakel MOST 16 verbonden, die door een horizontale aftastpuls vanaf een horizontale aftastketen 11 in- of uitgeschakeld wordt en het vanaf 10 de signaaluitgangslijn 28 (15) verwijderde einde van de schakel MOST 16 is met een horizontale signaaluitgangslijn 17 verbonden.
Het welgebied 24 en het substraat 23 worden doorgaans met aardpoten-tiaal (0 V) verbonden (in sommige gevallen wordt de PN-overgang tussen het welgebied en het substraat omgekeerd ingesteld). De ver-15 wijzingscijfers 291, 292, 293 geven isolatiefilms aan, die doorgaans SiOg films zijn.
De door de aftasting tot een videospanning opgeladen foto-dioden wordt in overeenstemming met binnen een rasterperiode hoeveelheid binnengevallen licht ontladen (êV^). Indien de schakel MOSTs 20 13 en 16 bij de volgende aftasting ingeschakeld worden vloeit een laadstroom voor oplading van de ontladen component. Deze laadstroom wordt via een met een videospanningsbron 18 verbonden weerstand 19 uitgelezen en er kan een videosignaal aan een uitgangsklem 20 verkregen worden.
De halfgeleider beeldopname-eenheid kan worden uitgevoerd met 25 het beeldelement als in fig. 2 met het P-type welgebied en het foto-elektrisch omzettingselement en kan daarom het optreden van versluiering voorkomen. Verder, omdat infrarood licht bijna geheel door het substraat geabsorbeerd wordt, treedt geen degradatie van de resolutie en wordt de gevoeligheid voor zichtbaar licht vlakker om 30 het mogelijk te maken dat een naar het voorwerp getrouw videosignaal verkregen wordt.Deze eenheid heeft vele voordelen. Het heeft de beste eigenschappen van beeldopname-eenheden die 800 0 9 61 » ✓ - 4 - tot nu toe voorgesteld en ontwikkeld zijn.
Teneinde deze halfgeleider beeldopname-eenheden praktisch toepasbaar te maken is het gewenst, dat uit oogpunt van rendement de afmeting van de schijf zo klein mogelijk is. Er is echter een 5 zekere hoge pakkingsdichtheid nodig ter uitvoering op de halfgeleider beeldopname-eenheid van bij voorbeeld 500 x 400 beeldelementen op een aftastgebied voor het 2/3 inch lensformaat (6,6 mm x 8,8 mm). Bij de integratie van fotodioden en de schakeltransistors - of hulpketens op een dergelijk klein oppervlak is de nieuwste LSI 10 fabricatietechniek met hoge dichtheid vereist. Actueel is een dergelijke techniek om de stuurelektrode van de MOS transistor een lengte van 3^um te geven voor de halfgeleider beeldopname-eenheid. Het is echter gebleken, dat in geval van toepassing van een dergelijke LSI fabricagetechniek met hoge dichtheid voor de half-15 geleider beeldopname-eenheid de volgende punten als inherente problemen aanwezig zijn: 1/ Vooral voor een kleurenbeeldopname-eenheid, welke een eenheid is welke een lichtbron met korte golflengte etc. toepast, is de lichtgevoeligheid" voor de korte golflengte (ongeveer 400 - 550 nm) 20 van belang. Omdat de absorptiecoëfficiënt van silicium (Si) voor licht met korte golflengte groot is wordt het op de PN-overgang gevallen licht nabij het Si oppervlak fotoelektrisch omgezet waarbij, gegenereerde minderheidsdragers bij het overgangsgedeelte arriveren ten gevolge van de diffussie of een verschuivingsveld 25 gebaseerd op de concentratiegradiënt. Indien dan echter de onzuiver- heidsconcentratie (hierna genaamd oppervlakteonzuiverheidsconcentratie) in^i jzonder in de nabijheid van het Si oppervlak (binnen 0,1 /Urn - 20 3 0,2^um vanaf het oppervlak) ongeveer 2 x 10 /cm overschrijdt, neemt het fotoelektrisch omzettingsrendement af en bedraagt ze 30 slechts 60 - 70$ in vergelijking met die in het geval dat de concentratie lager is dan de voornoemde waarde.
Anderzijds is het bij hoge LSI integratie gebruikelijk dat als de lengte van de stuurelektrode van de MOS transistor korter gemaakt 800 0 9 61 - 5 - wordt, de PN-overgangen van de bron en de afvoer van de MOST de over- gangsdiepte x. smaller worden (doorgaans χ.^Ό,δ^υιη voor stuurelek- trodenlengten van of kleiner dan 3yUm) voor o.a. de voorkoming van verlaging van de doorslagspanning, toename van de oppervlakteweer- 5 standen van bron en de afvoergebieden dat is toe te schrijven aan deze maatregel en voor-gecompenseerd wordt door verhoging van de on- zuiverheidsconcentratie. De vaste oplosbaarheidsgrens van fosfor 21 , 3 in het Si substraat bedraagt ongeveer 1 x 10 / cm , dat van arseen 2i 3 20 3 ongeveer 2 x 10 / cm en dat van boor ongeveer 4 x 10 /cm 10 (alle waarden bij 1000°C) en de Si oppervlakteonzuiverheidsconcentra-ties van de bron-en afvoergebieden overschrijden in de MOST mef het korte kanaal in veel gevallen ongeveer 2 x 10 / cm . Om voornoemde reden kan de MOST in het beeldelement van de halfgeleidereenheid niet volgens deze wijze in het korte kanaal geplaatst worden.
15 2/ Omdat de absorptiecoëfficiënt van Si voor licht met een lange golflengte (ongeveer 600 nm of groter) klein is, ligt de gemiddelde plaats waarbij de fotoelektrische omzetting plaats vindt in een diep gedeelte van het Si substraat. In vergelijking met licht met korte golflengte heeft licht met een lange golflengte een lage reflectie- 20 factor op het Si oppervlak en bereikt het binnenste van de Si substraat wel. Teneinde de balans tussen licht met lange en korte golflengten te verkrijgen wordt daarom de gevoeligheid voor licht met lange golflengte in het bijzonder in een kleurenfotosensor verkleind door toepassing van een infrarood afsnijdend filter of anders- 25 zins. Bij de PN-overgang van bijvoorbeeld x^.f0,5yum als toegepast bij de LSI met hoge integratie als genoemd onder 1/ geldt soms, dat de gevoeligheid voor licht met lange golflengte zeer klein wordt en dat de balans met licht met korte golflengte verloren gaat.
30 De uitvinding heeft ten doel een beeldopname-eenheid te verschaf fen met een hoge integratiedichtheid waarvan de gevoeligheden voor licht met lange- en korte golflengten gebalanceerd zijn.
De uitvinding heeft in het bijzonder tot doel een beeldopname- 800 0 9 61 - 6 - * eenheid te verschaffen waarbij, zonder de gevoeligheid voor licht met korte golflengten te verlagen, een aftast MOST of een MOST van een aftastketen in een kort kanaal geplaatst wordt voor de toepassing van sterk gedoteerde onzuiverheidsgebieden.
5 De uitvinding beoogt verder een beeldopname-eenheid te verschaffen, waarbij, zonder de gevoeligheid voor licht met lange golflengte sterk te verlagen, een schakel MOST in een kort kanaal geplaatst wordt door toepassing van een smal onzuiverheidsgebied.
Teneinde deze kenmerken overeenkomend met een halfgeleider 10 beeldopname-eenheid volgens de uit/inding, te verkrijgen, wordt het brongebied van een vertikale schakel MOS transistor, d.w.z. een onzuiverheidsgebied ter vorming van een fotodiode, voorzien van een diepe overgang en een lage onzuiverheidsconcentratie, en de andere onzuiverheidsgebieden, d.w.z. een afvoergebied van de vertikale 15 schakel MOS transistor, en/of de bron en afvoergebieden van een horizontale schakel MOS transistor, en/of de bron en afvoergebieden van MOSTs voorstellende resp. aftastketens, en/of de bron en afvoergebieden van MOSTs voorstellende enig andere hulpketen welke een hoge inte-gratieketen vereist, worden voorzien van een smalle overgangsdiepte 20 met een hoge onzuiverheidsconcentratie. De halfgeleider beeldopname-eenheid volgens de uitvinding kan dus èen hoge integratie-dichtheid hebben, terwijl de balans tussen haar gevoeligheden voor licht met lange en korte golflengten gehandhaafd blijft.
De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening: 25 Fig. 1 is een schematisch diagram van de grondvorm van een halfgeleider beeldopname-eenheid, fig. 2 is een dwarsdoorsnede welke de opbouw van een beeld-elementgedeelte in een bekende halfgeleider beeldopname-eenheid toont; 30 fig. 3A is een dwardoorsnede, welke de opbouw van een beeld-elementgedeelte in een halfgeleiderbeeldopname-eenheid volgens de uitvinding toont; fig. 3B is een dwarsdoorsnede, welke de opbouw toont van een 800 0 9 61
V
- 7 - MOS transistor welke verschilt van een vertikale schakeltransistor in de halfgeleider beeldopname-eenheid volgens de uitvinding.
De fig. 3A en 3B tonen een uitvoering van een halfgeleider beeldopname-eenheid (of halfgeleider fotosensor) volgens de uit-5 vinding. Fig. 3A toont in dwarsaanzicht de opbouw van een beeldop-namegedeelte, terwijl fig. 3B in dwarsaanzicht de opbouw van een hulp-ketendeel toont.
De figuren tonen een vertikale aftastketen 30, een Si substraat 31 van de N-geleidingssoort, een Si laag 32 van de P-geleidingssoort 10 en sterk gedoteerde onzuiverheidsgebieden 33, 34 en 35 van de N-ge-leidingssoort. Het N -type onzuiverheidsgebied 33 is de bron of afvoer van een MOST met kort kanaal van een signaal verwerkende keten met een horizontale schakel MOST of van een hulpketen zoals een aftastketen (of aftaster). De N+-type onzuiverheidsgebieden 34 en 35 zijn 15 de afvoer en de bron van een schakel MOST voor het uitlezen van een signaal (hoofdzakelijk vertikale schakel-MOST). Het N -type gebied • 35 vormt tezamen met de P-type laag 32 een fotodiode. Het nummer 36 geeft de stuurelektrode van de MOST met kort kanaal van de hulpketen aan, waarbij de stuurelektrode bestaat uit polycrystallijn Si 20 of dergelijke. Het nummer 37 geeft de stuurelektrode van de schakel MOST aan voor het uitlezen van het signaal, (hoofdzakelijk vertikale schakel MOST) waarbij de stuurelektrode bestaat uit polycrystallijn Si of dergelijke. De nummers 381-386 geven isolatiefilms aan welke bestaan uit S1O2 of dergelijke. De nummer 391 en 392 geven verbindinge-25 lagen aan van de hulpketen bestaande uit Al of dergelijke en die met de bron en afvoer zijn verbonden. Het nummer 393 geeft een ver-bindingslaag aan bestaande uit Al of dergélijke en dient als signaal-leesiijn,
De in de fig. 3A en 3B getoonde uitvoering volgens de uitvinding 30 is verkregen door toepassing van MOSTs met kort kanaal in een halfgeleider beeldopname-eenheid waarbij de bronnen en afvoeren 33 en 34 een overgangsdiepte x.^ 0,5,urn en een oppervlakteonzuiverheidscon- 1 / 20 3 centratie van ongeveer 2x10 /cm of hoger (niet hoger dan onge- 80 0 0 9 61 £ r - 8 - veer 40^Vcjals bladweerstand) hebben en daarbij een hoge integratie- *j| · dichtheid bereiken, terwijl in de fotodioden de N -type gebieden 35 20 3 een oppervlakteonzuiverheidsconcentratie van ongeveer 1 x 10 /cm of lager en een overgangsdiepte x_. — 0,7^um hebben en daarbij een 5 geschikte spectrale responsie voor kleurenbeeldopname bereiken over een golflengtegebied van korte golflengten tot lange golflengten.
Een van de redenen waarom het N-type substraat onder de P-type laag in fig. 3A ligt is dat het licht met lange golflengte gedeeltelijk wordt afgesneden ter balancering van de gehele spectrale res-10 onsie. Het effect wordt zodanig verkregen, dat een P-type substraat met lage onzuiverheidsconcentratie wordt voorbeschikt als het substraat 31 en dat het P-type laag 32 een onzuiverheidsconcentratie-gradiënt krijgt door een behandeling als van een diffusieproces na ionenimplantatie. Indien de dikte van de P-type laag 32 ongeveer 15 1,5 - 5^um bedraagt en de onzuiverheidsconcentratie in de orde van 10^ - 10^ /cm ligt wordt de overgangsdiepte x^ van het N+-type gebie 35 0,5 - 1,O^um gemaakt, waarbij een gebalanceerde gevoeligheid voor lange golflengten wordt bereikt.
In fig. 3A is het N+-type gebied 34 getoond met een overaangs-20 diepte x^ gelijk aan die van het N+-type gebied 33 in fig. 3B. Omdat echter de schakel MOST voor uitlezen van het signaal geen sterke overdrachtsgeleiding (g ) vereist, kan de overgangsdiepte gewijzigd m worden door bij voorbeeld de lengte van de stuurelektrode 37 groter te maken en de diepte x. van het N+-type gebied 34 gelijk aan die van + ^ 25 het N -type 35 te maken. De oppervlakteonzuiverheidsconcentratie van het N+-type gebied 34 kan nu ook 2 x 10 /cm of minder gemaakt worden.
In de illustratie en beschrijving van de gegeven uitvoering van de uitvinding kunnen de geleidingssoorten omgekeerd worden, waar-30 bij dezelfde effecten verkregen worden.
Het zij opgemerkt, dat de conditie van de oppervlakteonzuiver-heidsconcentratie van de fotodiode volgens de uitvinding niet alleen van toepassing is voor de halfgeleider kleurenbeeldopname-eenheid so o o r6 r *- - 9 - maar eveneens voor een halfgeleider monochromatische beeldopname-eenheid in het geval waarbij een gevoeligheid voorlicht met korte golflengte vereist is.
De in de uitvoering volgens de uitvinding gebruikte materialen 5 of stoffen kunnen vervangen worden door hun equivalenten. De poly-chrystallijne Si film kan bij voorbeeld vervangen worden door een andere geleidende film van molybdeen of dergelijke of door een com-positiefilm van dergelijke materialen, de SiC^ ^oor een andere isolerende film zoals fosforsilicaatglas (PSG)-film en siliciumnitride-10 film of door een compositiefilm van dergelijke materialen. Bovendien, zelfs indien ósze films door een passiveringsfilm (bij voorbeeld fosforsilicaatglas) bedekt worden, worden de effecten van de uitvinding eveneens bereikt.
Hoewel in het voorgaande gerefereerd werd aan N-kanaal MOS 15 transistors, kan de eenheid uitgevoerd worden met P-kanaal MOS
transistors door de geleidingssoorten en de spanningspolariteiten om te keren.
Zoals boven uiteengezet hebben de gebieden ter vorming van de fotodioden volgens de uitvinding een oppervlakteonzuiverheidsconcen- 20 3 20 tratie van ten hoogste ongeveer 2 x 10 /cm en hebben de gebieden ter vorming van de bronnen en afvoeren van de MOSTs, welke de hoge integratie vereisen en geen fotodiode vormen, een oppervlakteonzii/er- 20 3 heidsconcentratie van ten minste ongeveer 2 x 10 /cm en een overgangsdiepte van ten hoogste 0,5^um, waarbij de sterk gelntegreer-25 de halfgeleide^fceeldopname-eenheid en de hoge gevoeligheid voor licht met korte golflengte kan worden verkregen. In het bijzonder in de halfgeleider kleurenbeeldopname-eenheid wordt de overgangsdiepte van de fotodiode vormende PN-overgangen 0,5 - l,0yUm gemaakt, waarbij de fotosensor met de gebalanceerde gevoeligheid voor 30 lange golflengten kan worden gerealiseerd.
800 0 9 61
Claims (7)
1. Halfgeleider beeldopname-eenheid met in een hoofdoppervlakte- gebied van een monolithisch halfgeleiderlichaam fotodioden die in twee richtingen zijn gerangschikt, vertikale schakel MOS transistors en horizontale schakel MOS transistors die de fotodioden adresseren,
5 MOS transistors, die de vertikale en horizontale aftastketens voor het in- en uitschakelen van de schakel MOS transistors vormen, en MOS transistors die andere hulpketens vormen, waarbij de fotodioden gevormd zijn uit brongebieden van de vertikale schakel MOS transistors en het halfgeleiderlichaam, met het kenmerk, 10 dat het brongebied van elke vertikale aftast MOS transistor een oppervlakteonzuiverheidsconcentratie heeft welke lager is dan en een overgangsdiepte heeft dieper dan die van ten minste één onzuiverheids-gebied van ten eerste een afvoergebied van de vertikale schakel MOS transistor, ten tweede een bron of afvoergebied van elke horizontale 15 schakel MOS transistor, ten derde een bron of afvoergebied van elke MOS transistor van de horizontale aftastketen, ten vierde een bron of afvoergebied van elke MOS transistor van de vertikale aftastketen, en ten vijfde een bron of afvoergebied van elke MOS transistor van de andere hulpketens.
2. Eenheid volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het afvoergebied van elke vertikale schakel MOS transistor in hoofdzaak gelijk is aan het brongebied van elke vertikale schakel MOS transistor voor wat betreft de oppervlakteonzuiverheidsconcen-tratie en de overgang.
3. Eenheid volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat het brongebied van elke vertikale schakel MOS transistor een 2o 3 oppervlakteonzuiverheidsconcentratie van ten minste ? x 10 /cm en een overgangsdiepte van ten minste 0,5^,um heeft,
4. Eenheid volgens conclusie 3, met het kenmerk, 30 dat de bron en afvoergebieden anders dan de brongebieden van de vertikale schakel MOS transistors een oppervlakteonzuiverheidsconcentratie 800 0 9 61 - IT- 20 3 van ten minste 2 x 10 /cm en een overgangsdiepte van ten hoogste 0,5^um hebben.
5. Eenheid volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de overgangsdiepte van het brongebied van elke vertikale schakel 5 MOS transistor in een gebied van 0,5yUm tot 1,0yUm ligt.
800. S 61
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1734079 | 1979-02-19 | ||
| JP54017340A JPS6033340B2 (ja) | 1979-02-19 | 1979-02-19 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8000961A true NL8000961A (nl) | 1980-08-21 |
Family
ID=11941316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8000961A NL8000961A (nl) | 1979-02-19 | 1980-02-15 | Halfgeleider beeldopname-eenheid. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4316205A (nl) |
| JP (1) | JPS6033340B2 (nl) |
| CA (1) | CA1128197A (nl) |
| DE (1) | DE3005766A1 (nl) |
| FR (1) | FR2449377A1 (nl) |
| GB (1) | GB2046015B (nl) |
| NL (1) | NL8000961A (nl) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2943143A1 (de) * | 1979-10-25 | 1981-05-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Infrarotempfindler x-y-ccd-sensor und verfahren zu seiner herstellung |
| JPS5771172A (en) * | 1980-10-22 | 1982-05-01 | Hitachi Ltd | Solid state image pick-up element and manufacture thereof |
| JPS57108363U (nl) * | 1980-12-24 | 1982-07-03 | ||
| JPS57173274A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-25 | Nec Corp | Solid-state image pickup device |
| JPS589361A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-19 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
| JPS5850873A (ja) * | 1981-09-21 | 1983-03-25 | Nec Corp | 高感度固体撮像装置およびその駆動法 |
| JPS59196669A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-08 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPS59211262A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-11-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | 放射線像検出器およびそれを用いた放射線像検出方法 |
| JPS6043857A (ja) * | 1983-08-20 | 1985-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置とその製造方法 |
| JPS59130468A (ja) * | 1983-12-14 | 1984-07-27 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
| JP2594992B2 (ja) * | 1987-12-04 | 1997-03-26 | 株式会社日立製作所 | 固体撮像装置 |
| JP2576766B2 (ja) * | 1993-07-08 | 1997-01-29 | 日本電気株式会社 | 半導体基板の製造方法 |
| JPH07177256A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-14 | Murata Mach Ltd | 付属電話機を備えたファクシミリ装置 |
| US6198148B1 (en) * | 1998-12-08 | 2001-03-06 | United Microelectronics Corp. | Photodiode |
| TW494574B (en) | 1999-12-01 | 2002-07-11 | Innotech Corp | Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and solid state imaging system |
| KR100464949B1 (ko) * | 2000-08-31 | 2005-01-05 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 포토다이오드의 표면 특성을 향상시킬 수 있는 이미지센서 제조 방법 |
| JP4251326B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2009-04-08 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
| FR2935839B1 (fr) * | 2008-09-05 | 2011-08-05 | Commissariat Energie Atomique | Capteur d'images cmos a reflexion lumineuse |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5323224A (en) * | 1976-08-16 | 1978-03-03 | Hitachi Ltd | Solid pickup unit |
| GB1595253A (en) * | 1977-01-24 | 1981-08-12 | Hitachi Ltd | Solid-state imaging devices |
| JPS5396720A (en) * | 1977-02-04 | 1978-08-24 | Hitachi Ltd | Solid image pickup element |
| JPS6017196B2 (ja) * | 1978-01-23 | 1985-05-01 | 株式会社日立製作所 | 固体撮像素子 |
-
1979
- 1979-02-19 JP JP54017340A patent/JPS6033340B2/ja not_active Expired
-
1980
- 1980-02-07 US US06/119,383 patent/US4316205A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-02-15 DE DE19803005766 patent/DE3005766A1/de not_active Ceased
- 1980-02-15 NL NL8000961A patent/NL8000961A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-02-15 FR FR8003362A patent/FR2449377A1/fr active Granted
- 1980-02-18 GB GB8005426A patent/GB2046015B/en not_active Expired
- 1980-02-19 CA CA345,979A patent/CA1128197A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2449377B1 (nl) | 1981-04-17 |
| JPS55110476A (en) | 1980-08-25 |
| JPS6033340B2 (ja) | 1985-08-02 |
| GB2046015B (en) | 1983-05-11 |
| FR2449377A1 (fr) | 1980-09-12 |
| GB2046015A (en) | 1980-11-05 |
| CA1128197A (en) | 1982-07-20 |
| DE3005766A1 (de) | 1980-08-21 |
| US4316205A (en) | 1982-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6632702B2 (en) | Color image sensor and method for fabricating the same | |
| NL8000961A (nl) | Halfgeleider beeldopname-eenheid. | |
| JP3645585B2 (ja) | オーバフロードレイン構造を有する電荷結合素子型固体撮像装置 | |
| US6555842B1 (en) | Active pixel sensor with intra-pixel charge transfer | |
| US7235831B2 (en) | Light-receiving element and photoelectric conversion device | |
| JP4715203B2 (ja) | 光検出器回路 | |
| EP1235277B1 (en) | CMOS image sensor with complete pixel reset without kTC noise generation | |
| EP0854516A2 (en) | Partially pinned photodiode for solid state image sensors | |
| EP0908956B1 (en) | Photoelectric conversion apparatus and image sensor | |
| US6608299B2 (en) | Photoelectric conversion apparatus, driving method thereof, and information processing apparatus | |
| EP0713254B1 (en) | Photoelectric converter | |
| US6803614B2 (en) | Solid-state imaging apparatus and camera using the same apparatus | |
| JPH02100363A (ja) | 固体撮像素子 | |
| US7009647B1 (en) | CMOS imager having a JFET adapted to detect photons and produce an amplified electrical signal | |
| JPH0964329A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH03240379A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH06205303A (ja) | 電荷結合素子形カメラのスミヤ除去方法 | |
| KR0172853B1 (ko) | 씨씨디 고체촬상소자 | |
| JPH07161960A (ja) | 固体撮像素子 | |
| KR0172833B1 (ko) | 고체촬상소자 | |
| JP2884195B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP4892782B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| KR100736524B1 (ko) | 이미지센서 | |
| Meisenzahl et al. | 31 Mp and 39 Mp full-frame CCD image sensors with improved charge capacity and angle response | |
| JPH08139301A (ja) | 固体撮像装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |