WO2004061965A1 - 裏面照射型撮像素子 - Google Patents

裏面照射型撮像素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2004061965A1
WO2004061965A1 PCT/JP2003/016862 JP0316862W WO2004061965A1 WO 2004061965 A1 WO2004061965 A1 WO 2004061965A1 JP 0316862 W JP0316862 W JP 0316862W WO 2004061965 A1 WO2004061965 A1 WO 2004061965A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
charge
signal
imaging device
processing unit
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/016862
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takeharu Etoh
Hideki Muto
Original Assignee
Takeharu Etoh
Hideki Muto
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takeharu Etoh, Hideki Muto filed Critical Takeharu Etoh
Priority to AU2003292663A priority Critical patent/AU2003292663A1/en
Priority to KR1020057012634A priority patent/KR100982741B1/ko
Priority to EP03768294A priority patent/EP1583149A4/en
Priority to US10/541,411 priority patent/US7345268B2/en
Publication of WO2004061965A1 publication Critical patent/WO2004061965A1/ja

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • 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
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures
    • 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
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14806—Structural or functional details thereof
    • 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
    • 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
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14831—Area CCD imagers
    • 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
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14831—Area CCD imagers
    • H01L27/14843—Interline transfer
    • 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
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14875—Infrared CCD or CID imagers
    • 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
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14887—Blooming suppression

Definitions

  • the present invention relates to a backside illumination type imaging device.
  • the present invention relates to a backside illuminated imaging device suitable for imaging for measurement use in the fields of science and technology.
  • Landscape technology
  • a photoelectric conversion unit when the incident light is visible light is provided on the back side of the chip, and a part that performs some processing on signal charges such as an A / D converter or a signal storage unit
  • back-illuminated imaging device can obtain an aperture ratio close to 100%, extremely high sensitivity can be realized. Therefore, back-illuminated imaging devices are often used in applications requiring high sensitivity, such as in the fields of astronomy and electron microscopes.
  • a high-sensitivity back-illuminated imaging device is also suitable for high-speed imaging, in which the exposure time per image is short.
  • a major problem in back-illuminated imaging devices is the incorporation of signal charges into the charge processing section. Specifically, due to diffusion or wraparound, signal charges such as photoelectrons generated in the conversion unit are mixed into a portion of the charge processing unit where the signal charges should not flow. The mixed signal charges hinder the function of the charge processing unit.
  • the chip thickness must be as thin as possible. This is because, when the chip is thick, signal charges mixed between adjacent pixels are mixed with each other while charges generated according to the incident line reach the functional region, and noise due to crystal defects in the chip is mixed with the signal charges. Because it enters. Since the chip is thin in this way, light with high transmittance (low B and low coefficient) reaches the functional area on the front side, generating unwanted unwanted charges in the functional area. . This charge also prevents the function of the element provided in the functional area. Harm.
  • the present inventors have developed an in-situ storage image sensor (ISIS) having a pixel peripheral recording type image sensor having a linear signal accumulation unit in or near a pixel.
  • ISIS in-situ storage image sensor
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2001-3445441 Takeji Eto et al., "A CCD Image Sensor of 100,000 Frames / Sec for A continuous shooting of 103 frames (A CCE Image Sensor of 1M frames / s ror Continuous Image Capturing of 103 Frames; '' ⁇ Digest of Technical Papers, 2002 4 5 vol., P.
  • An object of the present invention is to prevent signal charges from being mixed in a back-side illuminated imaging device and prevent unnecessary charges from being generated due to light transmission.
  • the term “incident ray” refers to a flow of energy or particles to be detected that enters the image sensor, and includes electromagnetic waves, electrons, and ions including light such as ultraviolet light, visible light, and infrared light. Includes the flow of charged particles, such as,, and holes, and radiation, including X-rays, as well as,,, and neutrons.
  • the present invention provides a conversion unit, which is provided on an incident surface side on which an incident line is incident, converts the incident line into a signal charge, and is provided for each of a plurality of pixels forming a two-dimensional array; A charge collection unit that extends from the surface to the surface opposite to the incident surface, and collects signal charges generated in the conversion unit; and a signal collection unit that is provided on the surface and processes the signal charges collected by the charge collection unit.
  • a back surface comprising: a charge processing unit; and a suppression region provided between the conversion unit and the charge processing unit, and configured to suppress inflow of the signal charge from the conversion unit to the charge processing unit.
  • An irradiation type imaging device is provided.
  • the suppression area is provided between the conversion unit and the charge conversion unit, the signal generated by the conversion processing unit
  • the load can be prevented from flowing into the charge processing unit instead of the charge collection unit due to diffusion or wraparound. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of noise or the like due to the mixing of the signal charges into the charge processing unit.
  • the conversion unit, the charge collection unit, the charge processing unit, and the suppression region are made of a semiconductor material, the conversion unit has a first conductivity type, and the charge collection unit has a first conductivity type. And the suppression region has the first conductivity type, but has a higher concentration of the conductivity type impurity than the conversion unit, and the signal charge processing unit is embedded therein; and
  • the signal charge collecting unit includes a charge blocking layer penetrating therethrough.
  • the first conductivity type When the signal charge is an electron, the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type. If the signal charge is a hole, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type.
  • the suppression region has a second conductivity type, is interposed between the conversion unit and the charge blocking layer, and is continuous with the charge collection unit and an end on the incident surface side. It further comprises a layer.
  • the signal charges generated in the conversion unit are collected in the charge collection layer once, and the signal charges in the second suppression unit move in the horizontal direction and are collected in the charge collection unit. Therefore, the provision of the charge collection layer can more effectively prevent signal charges from being mixed into the charge processing section.
  • the charge processing unit is an A / D converter that converts the signal charge from an analog signal to a digital signal.
  • the present invention can also be applied to a pixel peripheral recording type imaging device. That is, the charge processing unit may be a signal charge storage unit that is provided inside or near each pixel and stores the signal charge. It has both high sensitivity, a feature of the backside illumination type, and extremely high shooting speed, a feature of the pixel peripheral recording type, and can prevent the generation of noise due to signal charges entering the signal charge storage section. .
  • the incident line When the incident line is light, the incident line is disposed on the incident surface, and transmits light from the incident surface to the charge processing unit, and blocks light having a wavelength that generates charges of the same kind as the signal charges in the charge processing unit.
  • An optical filter may be further provided. It is possible to prevent light from directly reaching the charge processing unit and generating unnecessary charges, which may cause deterioration in image quality. Further, the present invention provides an electron microscope and a photographing apparatus including the back-illuminated imaging device. provide. .
  • the suppression region is provided between the conversion unit and the charge processing unit, the signal charges generated in the conversion unit flow into the charge processing unit instead of the charge collection unit due to diffusion or sneaking. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of noise or the like due to the mixing of such signal charges into the charge processing section.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a transmission electron microscope provided with a back-illuminated imaging device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic front view of the back-illuminated imaging device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Fig. 2. .
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an A / D converter included in the backside illumination type imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2 showing a back-illuminated imaging device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 2 showing a back-illuminated imaging device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2 showing a back-illuminated imaging device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 2, showing a back-illuminated imaging device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a back side illuminated imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 2 showing a back-illuminated imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows a high-speed camera equipped with a back-illuminated imaging device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic front view showing a back-illuminated imaging device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV—XV in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI of FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII—XVII in FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XV-X of FIG. 13 showing a back-illuminated imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a back-illuminated imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing a back-illuminated imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a transmission electron microscope 2 including a back-illuminated imaging device 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the transmission electron microscope 2 irradiates a sample 5 with an electron stream 4 (incident line) from an electron gun 3 and forms an image of the transmitted electron stream 4 on a back-side illuminated imaging device 1.
  • 6A to 6C are magnetic field lenses.
  • the inside of the transmission electron microscope 2 in which the electron gun 3, the sample 5, the back-side illuminated imaging device 1, and the magnetic lenses 6A to 6C are arranged is maintained at a required degree of vacuum by the vacuum pump 7. .
  • a fluorescent film 9 on which the electron flow 4 transmitted through the sample 5 is incident is disposed on the back surface or the incident surface 8 side of the back-illuminated imaging device 1, and this fluorescent film 9 and the incident surface 8 is optically connected by a fiber-glass 10.
  • the fluorescent film 9 emits light at a luminance corresponding to the intensity of the incident electron flow 4, and the light 11 emitted from the fluorescent film 9 enters the incident surface 8.
  • a plurality of pixels 13 are two-dimensionally arranged on the incident surface 8 of the back-illuminated imaging device 1.
  • nine (3 rows x 3 columns) Although only the pixel 13 is illustrated,> the number of rows and the number of columns of the pixel 13 may be two or more.
  • a p-type conversion layer 21 is provided on the incident surface 8 side of the chip 14. Further, on the surface 22 side of the chip 14 with respect to the conversion layer 21, a p + -type charge blocking layer 23 is provided.
  • An n ⁇ type charge collecting section 24 for collecting signal charges generated in the conversion layer 21 is provided for each pixel 13.
  • One end of the charge collecting portion 24 is located in the conversion layer 21 and extends from the conversion layer 21 to the surface 22 of the chip 14.
  • an n-type input region 25 is provided at the other end of the charge collecting portion 24 located on the surface 22 side of the chip 14.
  • the charge collecting portion 24 extends through the charge blocking layer 23, and the input region 25 is embedded in the charge blocking layer 23.
  • peripheral circuits 26 charge processing units including an A / D converter are provided for each pixel 13. These peripheral circuits 26 are embedded in the charge blocking layer 23. 3 and 4, reference numeral 27 denotes an electrode of the peripheral circuit 26, and reference numeral 28 denotes an electrode for transmitting signal charges from the input region 25 to the peripheral circuit 26.
  • the serial A / D converter 31 included in the peripheral circuit 26 includes a comparator 32 and a counter 33.
  • the comparator 3 2 with voltage V in is the signal charges from the I Npudzuto area 2 5 is input, is input comparison voltage V ref, the output of the comparator 3 2 is outputted to the counter evening 3 3 .
  • the output of the counter 33 is output to the controller 34 (see Fig. 1) as an image signal.
  • the controller 34 includes various elements including a memory, an image processing circuit, and the like, and the captured image is output from the controller 34 to the display device 35.
  • a / D converter 3 1 is provided for each pixel 1 3 As described above, Risedzu preparative signal and the comparison voltage V r ef output from the controller 3 4 is common to all the pixels 1 3 .
  • Converting layer 2 1 of the backside illuminated imaging device 1, a charge blocking layer 2 3, the charge collector 2 4, and Inpudzuto region 2 5 an impurity concentration respectively 1 X 1 0 1 0 ⁇ : the LX 1 0 15 cm- 3 p- type impurity concentration 1 X 1 0 1 5 ⁇ : LX 1 0 1 6 cm- 3 of p + -type impurity concentration 1 X 1 0 1 3 ⁇ : LX 1 0 1 6 cm- 3 of n-type impurities Concentration: 1 ⁇ 10 16 : L xl 0 2 () cm 3 A semiconductor material mainly composed of n + -type silicon. In this case, p— It can be manufactured by performing ion diffusion of boron and phosphorus using a photoresist as a mask, and then performing thermal diffusion.
  • the fluorescent film 9 When the electron flow 4 transmitted through the sample 5 enters the fluorescent film 9, the fluorescent film 9 emits light.
  • the light 11 generated by the fluorescent film 9 is incident on the back-illuminated imaging device 1 via the fiber glass 10.
  • the light 11 incident from the incident surface 8 reaches the conversion layer 21 and generates a pair of an electron and a hole.
  • the electrons have negative charges, so they collect in the n-type charge collecting portion 24 and further accumulate in the n-type input region 25.
  • the holes are continuously discharged out of the chip through the p-type conversion layer 21.
  • the electrons accumulated in the input area 25, that is, signal charges, are output to the peripheral circuit 26, and after various processes including conversion of analog signals to digital signals by the A / D converter 31 are performed. Are output to the controller 34 as image signals.
  • the P-type conversion layer 21 and the peripheral circuit 26 are separated from each other by a p + -type charge blocking layer 23. Therefore, it is possible to prevent electrons generated in the conversion layer 21 from directly reaching the peripheral circuit 26 by diffusion or wraparound without passing through the charge collection section 24 and the input region 25. Therefore, it is possible to prevent noise from occurring in the peripheral circuit 26 due to mixing of signal charges.
  • the charge blocking layer 23 also has a function of electrically separating adjacent peripheral circuits 26 from each other.
  • the back-illuminated imaging device 1 according to the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 and 7 includes an n-type charge collection layer 29.
  • the charge collection layer 29 is interposed between the conversion layer 21 and the charge blocking layer 23 and is continuous with the end of the charge collection unit 24 on the incident surface 8 side.
  • the charges generated in the conversion layer 21 collect in the charge collection layer 29 at any time.
  • the charges collected in the charge collection layer 29 move in the horizontal direction and are collected by the charge collection unit 24. Therefore, by providing the charge collection layer 29, it is possible to more effectively prevent signal charges from being mixed into the peripheral circuit 26.
  • the back-illuminated imaging device 1 of the second embodiment is manufactured, for example, as follows.
  • a 2 to 8 im low thick n-layer is formed from the surface of the p-type substrate by high-energy ion implantation or thermal diffusion.
  • a P + layer is formed at a position about 2 to 8 m from the surface by the same method, and a peripheral circuit 26 is formed on the surface by ion implantation.
  • the magnetic lens 6A to 6C weaken the current intensity by setting it, etc., and then make it incident on the incident surface 8.
  • the n-type continuous charge collection unit 24 is provided between the conversion layer 21 and the charge blocking layer 23.
  • the charge collection layer 29 is interposed. By collecting the secondary electrons generated in the conversion layer 21 in the charge collection layer 29 and collecting them in the charge collection section 24, mixing of signal charges into the peripheral circuit 26 is prevented. be able to.
  • the fifth embodiment of the present invention shown in FIGS. 12 to 17 is an example in which the present invention is applied to a pixel peripheral recording type image sensor (In-Situ Storage Image Sensor: ISIS).
  • ISIS In-Situ Storage Image Sensor
  • the video camera 100 includes a lens 104 that forms visible light 103 on the incident surface 102, a pump 105 that amplifies an analog image signal output from the back-illuminated image sensor 101, and a digital signal that converts the amplified image signal.
  • An A / D converter 106 for conversion and a main memory 107 for storing digital image signals are provided.
  • the image processing device 108 processes the image signal read from the main memory 107 and displays it on the display device 109.
  • the controller 110 controls the operation of the entire video camera including the image sensor 101, the amplifier 105, and the AZD converter 106.
  • FIG. 13 is a view of the back-illuminated imaging device 101 as viewed from the incident surface 102 (see FIGS. 15 to 17).
  • FIG. 13 for simplicity, only 12 pixels (4 rows ⁇ 3 columns) 121 are shown, but the number of rows and columns of pixels may be two or more. Further, FIG. 13 does not show an optical filter 130, a conversion layer 131, and a charge collecting unit 134 (see FIGS. 15 to 17) described later.
  • An input region 122 is provided for each pixel 121.
  • the input area 122 and the pixels 121 including the input area 122 are arranged such that the row direction and the column direction are orthogonal to each other.
  • a signal recording CCD 123 extending diagonally downward and left in the figure is provided for each input area 122.
  • a CCD vertical readout CCD 124) extending in the vertical direction (column direction) in the figure is provided, one for each column of each input region 122.
  • a drain line 126 is provided adjacent to each of the vertical readout CCDs 124.
  • a CCD (horizontal readout CCD 125) extending in the horizontal direction (row direction) in the figure is provided.
  • each signal recording CCD 123 is connected to a corresponding input area 122 via an input gate (not shown), and the other end is connected to the vertical readout CCD 124.
  • the other end of the signal recording CCD 123 one end of which is connected to the input area 122 constituting the same column, joins the vertical readout CCD 124 corresponding to that column.
  • all the signal recording CCDs 123 connected to the input area 122 constituting the same column join the same vertical readout CCD 124.
  • the element 1 to which the signal recording CCD 123 joins 1 An element 124a one upstream of 23a is connected to a drain line 126 via a drain port 127.
  • the lower end of each CCD 124 for vertical reading is connected to the CCD 125 for horizontal reading.
  • the signal charge is discharged from the element 123a numbered "1" to the drain line 126 via the drain gate 127, and the element 123a numbered "26".
  • the signal charge corresponding to the latest 27th image is input from the input area 122.
  • the signal charges corresponding to the second to 26th images are sent one by one to the element 123a on the downstream side. Therefore, signal charges corresponding to the second to 27th images are recorded on the signal recording CCD 123. This continuous overwriting process continues during shooting.
  • the operation of reading out the stored signal charges is generally as follows. (1) The charge transfer in the signal recording CCD 123 is stopped, the charge transfer is performed only on the vertical read CCD 124 as shown by the arrow Y2, and the signal charge is sent to the horizontal read CCD 125. By this operation, the CCD 124 for vertical reading becomes empty. (2) The charge is transferred from the CCD 123 for signal recording to the CCD 124 for vertical reading, and the CCD 124 for vertical reading is filled.
  • the signal recording CCD 123 does not extend obliquely downward, the signal recording CCD 123 connected to one input area 122 interferes with the input area 122 immediately below the input area 122. However, the signal recording CCD 123 cannot be made sufficiently long. In order to make the signal recording CCD 123 long enough, the input area 122 is gradually shifted to the right as What is necessary is just to make it possible to extend the CCD 123 directly below. In this case, the center point of the input region 122 forming the pixel axis is a rhombus without forming a square lattice or a rectangular lattice. In order to eliminate such a rhombic lattice, the position of the input region 122 may be slightly shifted upward. When the resulting layout is rotated slightly clockwise, the layout shown in FIG. 12 is obtained. This is the reason why the signal recording CCD 123 is skewed with respect to the pixel axis.
  • signal charges corresponding to 26 images are accumulated in the signal recording CCD 123 and the vertical reading CCD 124 for simplicity.
  • the number of these elements 123a and 124a is increased, the number of images that can be continuously shot can be increased. For example, if 103 elements are provided around each pixel, an image shot at a shooting speed of 1 million frames / second can be played back as a 10-second moving image at a playback speed of 10 z-seconds.
  • an optical filter 130 is disposed on the incident surface 102 of the chip 128. Further, a p_ type conversion layer 131 is provided on the incident surface 102 side of the chip 128, and a P + type charge blocking layer 133 is provided on the surface 132 side of the chip 128 than the conversion layer 131.
  • An n ⁇ type charge collecting unit 134 for collecting signal charges generated in the conversion layer 131 is provided for each pixel 121.
  • One end of the charge collecting section 134 is located in the conversion layer 131 and extends from the conversion layer 131 to the surface 132 of the chip 128.
  • An n-type input region 122 is provided at the other end of the charge collecting portion 134 located on the surface 132 side of the chip 128.
  • the charge collecting portion 134 extends through the charge blocking layer 133, and the input region 122 is embedded in the charge blocking layer 133.
  • a signal recording CCD 123 is provided in a region on the surface 132 side of the charge blocking layer 133. These signal recording CCDs 123 are embedded in the charge element layer 133.
  • reference numeral 135 denotes an electrode for driving the signal recording CCD 123
  • reference numeral 136 denotes an electrode for transmitting signal charges from the input area 122 to the signal recording CCD 123.
  • the signal recording CCD 123 is driven by four phases, as shown in FIG. 17, four elements 35 are provided for each element 123a.
  • the conversion layer 131, the charge collecting portion 134, the input region 122, and the charge blocking layer 133 of the back-side illuminated imaging device 101 are, for example, respectively p-type having an impurity concentration of 1 ⁇ 10 10 to LX 10 15 cm— 3 , for example.
  • the light 137 incident from the incident surface 102 through the optical filter 130 reaches the conversion layer 131 to generate a pair of an electron and a hole.
  • the holes are p Through the conversion layer 131 of the mold, it is issued continuously discharged out Chidzupu. Electrons accumulated in the input region 122, that is, the signal charges are outputted to the corresponding signal recording CCD 123.
  • the p ⁇ -type conversion layer 131 and the n-type signal recording CCD 123 are separated from each other by a p + -type charge blocking layer 133. Therefore, it is possible to prevent the electrons generated in the conversion layer 131 from directly reaching the signal recording CCD 123 by diffusion or wraparound without passing through the charge collection unit 13 and the input region 122. Therefore, it is possible to prevent noise from being generated in the signal recording CCD 123 due to mixing of signal charges.
  • the charge blocking layer 133 also functions as a channel stop for electrically separating the adjacent signal recording CCDs 123 from each other.
  • Table 1 shows the relationship between the chip thickness and the transmittance calculated from the wavelength of the incident light and the absorption coefficient for a single-crystal silicon wafer used in the manufacture of ordinary CCD type imaging devices.
  • a chip with a thickness of about 20 mm is used in the thinnest case.
  • the light transmittance be 1/10000 or less.
  • the ratio (transmittance) of the light incident from the incident surface 102 to the signal recording CCD 123 on the front surface 132 is 1/10000, each time one image is taken, 1/100 of the original signal charge is taken. 10,000 signals are added to the signal charge. Therefore, while taking 100 images, 1/10000 X100 (images)
  • the transmittance of 600 nm of the light passing through the silicon single crystal having a thickness of 20 m is 6. a 692 x 10- 5, the transmittance of light of 65 onm passing through the silicon single crystal having a thickness of 3 it is a 7. 59x10- 5. Therefore, in these cases, the above-mentioned condition of the transmittance of 1/10000 or less is satisfied.
  • the transmittance of light of 650 nm passing through a silicon single crystal having a thickness of 20 zm is 0.000179
  • the transmittance of light having a wavelength of 70 Onm passing through a silicon single crystal having a thickness of 30 m is 0.001393. It is.
  • the above condition of the transmittance of 1/10000 or less is not satisfied.
  • the transmittance of 0.001933 is multiplied by 100 to be 0.13933. Therefore, 13.93% unnecessary during 100 shots Is added to the signal charge.
  • the optical filter 130 should substantially block light having a wavelength of 700 to 100 nm, specifically, It is preferable that the transmittance of these lights is 1% or less. However, when the number of continuous shots is less than 100, the transmittance of the light of the optical filter 130 may be 1% or more. Light transmittance must be less than 1%. In addition, it takes a certain amount of time from the stop of continuous shooting until the shirt (not shown) is closed and the light from the optical system does not enter the back-illuminated image sensor 101, during which time a large amount of light enters I do.
  • the light transmittance of the optical filter 130 needs to be set in consideration of the time from the stop of the continuous imaging to the stop of the incidence on the incident surface 102.
  • an optical filter 130 By providing an optical filter 130 with an appropriately set light transmittance, it is possible to prevent light from reaching the signal recording CCD 123 directly, generating unnecessary charges and causing a deterioration in image quality. can do.
  • the back-illuminated imaging device 101 according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIGS. 18 to 20 includes an n-type charge collection layer 138.
  • the charge collection layer 1338 is interposed between the conversion layer 131 and the charge blocking layer 133, and is continuous with the end of the charge collection section 134 on the incident surface 102 side.
  • the charges generated in the conversion layer 13 1 are collected in the charge collection layer 13 8 at once.
  • the charges collected in the charge collection layer 1338 move in the horizontal direction and are collected by the charge collection unit 1334. Therefore, the provision of the charge collection layer 1338 can more effectively prevent signal charges from being mixed into the signal recording CCD 122.
  • the back-illuminated imaging device 101 of the sixth embodiment is manufactured, for example, as follows.
  • a high-energy ion implantation or thermal diffusion from the surface side of the p-type coagulation forms a thick n-layer with a low degree of 2 to 8 ⁇ m.
  • a p + layer is formed at about 2 to 8 zm from the surface by the same method, and a peripheral circuit is formed by ion implantation on the surface side.
  • Other configurations and operations of the sixth embodiment are as follows. Same as 5th embodiment, same Are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the incident radiation may be electromagnetic waves other than light beams, flows of charged particles such as ion holes other than electron beams, and radiation including X-rays, ⁇ -rays, ⁇ -rays, and neutron rays in addition to X-rays.
  • the incident ray is radiation
  • a scintillator may be arranged on the incident surface side of the image sensor, and a light beam that generates the scintillator according to the intensity of the radiation may be incident on the image sensor.
  • the imaging device it is preferable to select a material that emits green or blue light, that is, a material that generates light having a relatively short wavelength, as a material for the scintillation. Also, if color photography is required, the thickness of the chip must be increased so that the red light does not reach the recording CCD or the vertical reading CCD. Furthermore, when performing high-resolution image analysis, it is sufficient to use green to yellow light, which has the highest energy of natural light, and block red to near-infrared light to reduce chromatic aberration.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

　裏面照射型撮像素子は、変換層２３、電荷収集部２４、及び抑制領域２３，２９を備える。変換層２３は、入射線が入射する入射面１０２側に設けられ、入射線を信号電荷に変換し、かつ２次元配列を構成する複数の画素のそれぞれについて設けられている。電荷収集部２４は、変換層２３から入射面８とは反対の表面２２側へ延び、変換層２３で生じた信号電荷を収集する。抑制領域２３，２９は、変換層２３と周辺回路２６の間に設けられ、変換層２１から周辺回路２６への信号電荷の流入を抑制する。

Description

明 細 技術分野
本発明は、 裏面照射型撮像素子に関する。特に、 本発明は、 科学及び技術の分 野での計測用途の撮影に適した裏面照射型撮像素子に関する。 景技術
チップの 等が配龌された面 （表面） とは反対側の面 （裏面） から、 可視光 等の入射線を入射させる裏面照射型撮像素子が知られている （例えば、 特開平 9 - 3 3 1 0 5 2号公報参照） o この裏面照射型撮像素子では、 各画素の変換部
(例えば入射線が可視光線である場合には光電変換部） がチップの裏面側に設け られ、 A/D変換器や信号蓄積部のような信号電荷に何らかの処理を行う部分
(電荷処理部） がチヅプの表面側に設けられる。
裏面照射型撮像素子は 1 0 0 %に近い開口率を得ることができるので、 非常に 高い感度を実現することができる。従って、 天文学、 電子顕微鏡の分野等の高感 度が必要となる用途では、 裏面照射型撮像素子が使用されることが多い。 また、 画像 1枚あたりの露光時間が短くなる高速度撮影にも、 高感度を有する裏面照射 型撮像素子が適している。
裏面照射型撮像素子における主たる問題としては、 電荷処理部への信号電荷の 混入がある。 詳細には、 拡散や回り込みにより、 変換部で発生した光電子等の信 号電荷が電荷処理部の本来その信号電荷が流入すべきでない部分に混入する。 こ の混入した信号電荷は、 電荷処理部の機能を阻害する。
裏面照射型撮像素子における他の問題としては、 光の透過がある。裏面照射型 撮像素子では、 チップの厚さを極力薄くする必要がある。 これはチヅプが厚いと 入射線に応じて発生した電荷が機能領域に到達する間に、 隣接する画素間で信号 電荷が互いに混入したり、 チヅプ内の結晶欠陥に起因するノィズが信号電荷に混 入するからである。 このようにチップの厚さが薄いため、 透過性の強い （B及収係 数の小さい） 長波長側の光が表面側の機能領域まで達し、 機能領域内で好ましく ない不要の電荷を発生させる。 この電荷も機能領域に設けられた要素の機能を阻 害する。
本発明者らは、 画素内又はその近傍に直線状の信号蓄積部を備える画素周辺記 録型撮像素子 （In- situ Storage Image Sensor: I S I S ) を開発した。 例えば、 以下の文献がある。 特開 2 0 0 1— 3 4 5 4 4 1号公報；江藤剛治他、 「1 0 3 枚連続撮影のための 1 0 0万枚/秒の C C D撮像素子（A CCE Image Sensor of 1M frames/s ror Continuous Image Capturing of 103 Frames; 」ヽ 技術論文要 約 （Digest of Technical Papers) 、 2 0 0 2年 I E E E固体回路国際会議 (2002 IEEE International Solid-State Circuits Conference) 、 2 0 0 2年、 第 4 5卷、 p . 4 6— 4 7 ；江藤剛治、 外 4名、 「斜行直線 C C D型画素周辺記 録領域を持つ 1 0 0万枚/秒の撮像素子」、 映像情報メディァ学会誌、 社団法人 映像情報メディア学会、 2 0 0 2年、 第 5 6卷、 第 3号、 p . 4 8 3— 4 8 6。 この画素周辺記録型撮像素子に裏面照射構造を採用した場合、 前述の信号電荷の 混入と光の透過に起因する問題が特に顕著となる。 発明の開示
本発明は、 裏面照射型撮像素子における信号電荷の混入防止及び光の透過に起 因する不要な電荷の発生防止を課題とする。
本明細書において、 「入射線」 という語は、 撮像素子に対して入射する検出対 象となるエネルギ又は粒子の流れをいい、 紫外線、 可視光線、 及び赤外線等の光 を含む電磁波、 電子、 イオン、 及び正孔のような荷電粒子の流れ、 並びに X線に 加えひ線、 ァ線、 ?線、 及び中性子線を含む放射線を包含する。
本発明は、 入射線が入射する入射面側に設けられ、 前記入射線を信号電荷に変 換し、 かつ 2次元配列を構成する複数の画素のそれぞれについて設けられた変換 部と、 前記変換部から前記入射面とは反対の表面側へ延び、 前記変換部で生じた 信号電荷を収集する電荷収集部と、 前記表面側に設けられ、 前記電荷収集部で収 集された信号電荷を処理する電荷処理部と.、 前記変換部と前記電荷処理部の間に 設けられ、 前記変換部から前記電荷処理部への前記信号電荷の流入を抑制する抑 制領域とを備えることを特徴とする裏面照射型撮像素子を提供する。
変換部と電荷変換部の間に抑制領域を備えるので、 変換処理部で発生した信号 霉荷が、 拡散や回り込みによって電荷収集部ではなく電荷処理部に流入するのを 防止することができる。従って、 かかる信号電荷の電荷処理部への混入に起因す るノィズの発生等を防止することができる。
具体的には、 前記変換部、 前記電荷収集部、 前記電荷処理部、 及び前記抑制領 域は、 半導体材料からなり、 前記変換部は第 1の導電型を有し、 前記電荷収集部 は第 2の導電型を有し、 かつ前記抑制領域は、 前記第 1の導電型を有するが導電 型不純物の濃度が前記変換部よりも高く、 前記信号電荷処理部がその中に埋め込 まれ、 かつ信号電荷収集部が貫通している電荷阻止層を備える。
信号電荷が電子の場合、 第 1の導電型が p型で第 2の導電型は n型である。信 号電荷が正孔の場合、 第 1の導電型が n型で第 2の導電型は p型である。
好ましくは、 前記抑制領域は、 第 2の導電型を有し、 前記変換部と前記電荷阻 止層との間に介在し、 かつ前記電荷収集部と入射面側の端部と連続する電荷収集 層をさらに備える。
変換部で発生した信号電荷はいつたん電荷収集層に信号電荷が集まり、 第 2の 抑制部の信号電荷が水平方向に移動して電荷収集部に収集される。従って、 電荷 収集層を設けることで、 電荷処理部への信号電荷の混入をより効果的に防止する ことができる。
電荷処理部の機能及び構造は特に限定されない。例えば、 前記電荷処理部は、 前記信号電荷をアナ口グ信号からデジ夕ル信号に変換する A/D変換器である。 本発明は画素周辺記録型撮像素子にも適用することができる。 すなわち、 前記 電荷処理部は、 各画素内部又はその近傍に設けられ、 前記信号電荷を蓄積する信 号電荷蓄積部であってもよい。裏面照射型の特徴である高感度と、 画素周辺記録 型の特徴である非常に高い撮影速度とを併せ持ち、 かつ信号電荷が信号電荷蓄積 部に混入することによるノイズの発生を防止することができる。
前記入射線は光である場合、 前記入射面に配置され、 かつ前記入射面から前記 電荷処理部に透過して前記電荷処理部で前記信号電荷と同種の電荷を発生させる 波長の光を遮断する光学フィル夕をさらに備えてもよい。電荷処理部に直接光が 到達して不要な電荷を発生し、 画質低下の原因となるのを防止することができる。 また、 本発明は、 前記裏面照射型撮像素子を備える電子顕微鏡及び撮影装置を 提供する。 .
本発明の裏面照射型撮像素子では、 変換部と電荷処理部の間に抑制領域を備え るので、 変換部で発生した信号電荷が、 拡散や回り込みによって電荷収集部では なく電荷処理部に流入するのを防止することができる。従って、 かかる信号電荷 の電荷処理部への混入に起因するノィズの発生等を防止することができる。 図面の簡単な説明
本発明の他の目的及び特徴は、 添付図面を参照した好適な実施形態に関する以 下の説明により明らかとなる。
図 1は、 本発明の第 1実施形態に係る裏面照射型撮像素子を備える透過型電子 電子顕微鏡を示す概略図。
図 2は、 本発明の第 1実施形態に係る裏面照射型撮像素子の概略的な正面図。 図 3は、 図 2の III一 III線での断面図。
図 4は、 図 2の IV— IV線での断面図。 .
図 5は、 第 1実施形態に係る裏面照射型撮像素子が備える A/D変換器の概略 図。
図 6は、 本発明の第 2実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 2の III一 III線での断面図。
図 7は、 本発明の第 2実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 2の IV- IV 線での断面図。
図 8は、 本発明の第 3実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 2の III一 III線での断面図。
図 9は、 本発明の第 3実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 2の IV-IV 線での断面図。
図 1 0は、 本発明の第 4実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 2の 111
— III線での断面図。
図 1 1は、 本発明の第 4実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 2の IV- IV線での断面図。
図 1 2は、 本発明の第 5実施形態に係る裏面照射型撮像素子を備える高速カメ ラを示す概略図。
図 1 3は、 本発明の第 5実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す概略的な正 面図。
図 1 4は、 図 1 3の部分拡大図。
図 1 5は、 図 1 3の XV— XV線での断面図。
図 1 6は、 図 1 3の XVI—XVI線での断面図。
図 1 7は、 図 1 3の XVII— XVII線での断面図。
図 1 8は、 本発明の第 6実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 1 3の XV —X線での断面図。
図 1 9は、 本発明の第 6実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 1 3の
XVI— XVI線での断面図。
図 2 0は、 本発明の第 6実施形態に係る裏面照射型撮像素子を示す図 1 3の
XVII— XVII線での断面図。 発明を実施するための最良の形態
(第 1実施形態）
図 1は、 本発明の第 1実施形態に係る裏面照射型撮像素子 1を備える透過型電 子顕微鏡 2を示す。 この透過型電子顕微鏡 2は、 電子銃 3から試料 5に電子流 4 (入射線） を照射し、 透過した電子流 4を裏面照射型撮像素子 1に結像させる。 6 A〜6 Cは磁界レンズである。 電子銃 3、 試料 5、 裏面照射型撮像素子 1、 及 び磁界レンズ 6 A〜 6 Cが配置されている透過型電子顕微鏡 2の内部は真空ポン プ 7により所要の真空度に維持されている。
図 2から図 4をさらに参照すると、 裏面照射型撮像素子 1の裏面ないしは入射 面 8側には試料 5を透過した電子流 4が入射する蛍光膜 9が配置され、 この蛍光 膜 9と入射面 8はファイバ一ガラス 1 0により光学的に連結されている。入射す る電子流 4の強度に応じた輝度で蛍光膜 9が発光し、 この蛍光膜 9の発する光 1 1が入射面 8に入射する。
図 2に示すように、 裏面照射型撮像素子 1の入射面 8には、 複数の画素 1 3が 2次元に配列されている。 図 2では、 単純化のために、 9個 （3行 X 3列） の 画素 1 3のみを図示しているが > 画素 1 3の行数及び列数はそれぞれ 2以上であ ればよい。
図 3及び図 4に示すように、 チップ 1 4の入射面 8側には p—型の変換層 2 1 が設けられている。 また、 変換層 2 1よりもチヅプ 1 4の表面 2 2側には、 p + 型の電荷阻止層 2 3が設けられている。
変換層 2 1で生じた信号電荷を収集するための n—型の電荷収集部 2 4が各画 素 1 3毎に設けられている。 この電荷収集部 2 4の一端は変換層 2 1内に位置し、 変換層 2 1からチヅプ 1 4の表面 2 2側へ延びている。 チヅプ 1 4の表面 2 2側 に位置する電荷収集部 2 4の他端には n型のィンプヅト領域 2 5が設けられてい る。 電荷収集部 2 4は電荷阻止層 2 3を貫通して延びており、 ィンプヅト領域 2 5は電荷阻止層 2 3に埋め込まれている。
電荷阻止層 2 3の表面 2 2側の領域には、 A/D変換器を含む種々の周辺回路 2 6 (電荷処理部） が各画素 1 3毎に設けられている。 これらの周辺回路 2 6は 電荷阻止層 2 3に埋め込まれている。 図 3及び図 4において、 2 7は周辺回路 2 6の電極、 2 8はインプット領域 2 5から周辺回路 2 6に信号電荷を送るための 電極である。 図 5に概略的に示すように、 周辺回路 2 6が備えるシリアル型の A /D変換器 3 1は比較器 3 2と、 カウン夕 3 3を備えている。 比較器 3 2にはィ ンプヅト領域 2 5から信号電荷である電圧 Vi nが入力されると共に、 比較用電 圧 Vrefが入力され、 比較器 3 2の出力はカウン夕 3 3に出力される。 カウン夕 3 3の出力は画像信号としてコントローラ 3 4 (図 1参照） に出力される。 コント ローラ 3 4はメモリ、 画像処理回路等を含む種々の要素を備え、 コントローラ 3 4から表示装置 3 5に撮影した画像が出力される。前述のように A/D変換器 3 1は各画素 1 3毎に設けられているが、 コントローラ 3 4から出力されるリセヅ ト信号及び比較用電圧 Vr efは全画素 1 3に共通である。
裏面照射型撮像素子 1の変換層 2 1、 電荷阻止層 2 3、 電荷収集部 2 4、 及び ィンプヅト領域 2 5は例えばそれぞれ不純物濃度 1 X 1 0 1 0〜： L X 1 0 15 c m— 3の p—型、 不純物濃度 1 X 1 0 1 5〜： L X 1 0 1 6 c m— 3の p +型、 不純物濃度 1 X 1 0 1 3〜： L X 1 0 1 6 c m— 3の n型、 不純物濃度 1 x 1 0 1 6〜： L x l 0 2 () c m 一3の n+型のシリコンを主体とするような半導体材料からなる。 この場合、 p— 型の SI反にフォトレジストをマスクとしてボロンとリンのイオン注入を行った後、 熱拡散を行うことにより製造することができる。
試料 5を透過した電子流 4が蛍光膜 9に入射すると、 蛍光膜 9が発光する。 蛍 光膜 9で発生した光 1 1はファイバ一ガラス 1 0を介して裏面照射型撮像素子 1 に入射する。入射面 8から入射した光 1 1は、 変換層 2 1に到達して電子と正孔 の対を発生させる。 このうち電子は負の電荷を有しているので、 n—型の電荷収 集部 2 4に集まり、 さらに n型のインプヅト領域 2 5に集積する。 正孔は p一型 の変換層 2 1を通って、 チップ外に連続的に排出される。 インプヅト領域 2 5に 集積した電子、 すなわち信号電荷は周辺回路 2 6に出力され、 A/D変換器 3 1 によるアナ口グ信号からデジ夕ル信号への変換を含む種々の処理がなされた後、 画像信号としてコントローラ 3 4へ出力される。
P一型の変換層 2 1と周辺回路 2 6とは p +型の電荷阻止層 2 3により互いに 隔てられている。従って、 変換層 2 1で発生した電子が、 拡散や回り込みにより 電荷収集部 2 4及びィンプット領域 2 5を介することなく直接周辺回路 2 6に到 達するのを防止することができる。 よって、 信号電荷の混入による周辺回路 2 6 でのノイズ発生等を防止することができる。 電荷阻止層 2 3は隣接する周辺回路 2 6間を電気的に互いに隔てる機能も有している。
(第 2実施形態）
図 6及び図 7に示す本発明の第 2実施形態に係る裏面照射型撮像素子 1は、 n —型の電荷収集層 2 9を備えている。 この電荷収集層 2 9は変換層 2 1と電荷阻 止層 2 3との間に介在し、 電荷収集部 2 4の入射面 8側の端部と連続している。 変換層 2 1で発生した電荷はいつたん電荷収集層 2 9に集まる。 電荷収集層 2 9 に集まった電荷は水平方向に移動して電荷収集部 2 4に収集される。従って、 電 荷収集層 2 9を設けることで、 周辺回路 2 6への信号電荷の混入をより効果的に 防止することができる。
第 2実施形態の裏面照射型撮像素子 1は例えば以下のように製作する。 p一型 の基板の表面側から高エネルギーのイオン注入又は熱拡散により 2〜 8 im低度 の厚い n—層を形成する。 次に、 同様の方法で表面から 2〜 8 m程度のところ に P +層を形成し、 さらにその表面側にイオン注入により周辺回路 2 6を形成す る ο
- 第 2実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様であるので、 同一 の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(第 3実施形態）
図 8及び図 9に示す本発明の第 3実施形態の裏面照射型撮像素子 1は、 蛍光膜
9とファイバ一ガラス 1 0 (図 3、 図 4、 図 6、 及び図 7 ) を備えておらず、 試 料 5を透過した電子流 4が入射面 8に直接入射する。 電子流 4が変換層 2 iに到 達すると発生する 2次電子が信号電荷となる。 この信号電荷は電荷収集部 2 4に 集積し、 インプット領域 2 5を介して周辺回路 2 6に送られる。 変換層 2 1と周 辺回路 2 6との間には電荷阻止層 2 3が介在するので、 変換層 2 1で発生した 2 次電子が直積周辺回路 2 6に到達するのを防止することができる。
この第 3実施形態のような電子流直入型の裏面照射型撮像素子では、 高工ネル ギの電子流に直接曝されるので、 素子寿命が短くなる傾向がある。従って、 磁気 レンズ 6 A〜6 C (図 1参照） の設定等により電流強度を弱めた後に、 入射面 8 に入射させることが好ましい。
第 3実施形態のその他の構成及び作用は第 1実施形態と同様であるので、 同一 の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(第 4実施形態）
図 1 0及び図 1 1に示す本発明の第 4実施形態の裏面照射型撮像素子 1では、 変換層 2 1と電荷阻止層 2 3との間に電荷収集部 2 4と連続する n—型の電荷収 集層 2 9が介在している。 変換層 2 1で生じた 2次電子を電荷収集層 2 9で集め て電荷収集部 2 4に収集することにとより、 周辺回路 2 6への信号電荷の混入を. より効果的に防止することができる。
第 4実施形態のその他の構成及び作用は第 3実施形態と同様であるので、 同一 の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(第 5実施形態）
図 1 2から図 1 7に示す本発明の第 5 形態は、 画素周辺記録型撮像素子 (In- situ Storage Image Sensor ： ISIS) に本発明を適用した例である。
図 1 2を参照すると、 第 5実施形態の裏面照射型撮像素子 1 0 1を備 る高速 ビデオカメラ 100は、 入射面 102に可視光線 103を結像させるレンズ 10 4、 裏面照射型撮像素子 101から出力されたアナログの画像信号を増幅するァ ンプ 105、 増幅された画像信号をデジタル信号に変換する A/D変換器 106、 及びデジタルの画像信号を記憶するメインメモリ 107を備える。画像処理装置 108はメインメモリ 107から読み出した画像信号を処理して表示装置 109 に表示する。 コントローラ 110は、 撮像素子 101、 アンプ 105、 及び AZ D変換器 106を含むビデオカメラ全体の動作を制御する。
図 13は裏面照射型撮像素子 101を入射面 102 (図 15から図 17参照） から見た図である。 図 13では、 単純化のために、 12個 （ 4行 X 3列) の画 素 121のみを図示しているが、 画素の行数及び列数はそれぞれ 2以上であれば よい。 また、 図 13では後述する光学フィルタ 130、 変換層 131、 及び電荷 収集部 134 (図 15から図 17参照） は図示していない。
図 13を参照して裏面照射型の I S I Sの構造を説明すると、 画素 121毎に インプヅ ト領域 122が設けられている。 インプット領域 122及びそれを含む 画素 121は行方向と列方向が互いに直交するように配置されている。 各インプ ヅ ト領域 122毎に図において左斜め下へ向けて延びる信号記録用 CCD 123 が設けられている。 また、 各インプヅト領域 122の列毎に 1本ずつ図において 垂直方向 （列方向） に延びる CCD (垂直読み出し用 CCD 124)が設けられ ている。 さらに、 各垂直読み出し用 CCD 124に隣接してドレ一ン線 126が 設けられている。 さらにまた、 図において水平方向 （行方向).に延びる CCD (水平読み出し用 CCD 125)が設けられている。
各信号記録用 CCD 123は、 一端が図示しないインプヅトゲートを介して対 応するィンプヅト領域 122に接続され、 他端が垂直読み出し用 CCD 124に 接続されている。 同一の列を構成するィンプヅト領域 122に一端が接続されて いる信号記録用 CCD 123の他端は、 その列に対応する垂直読み出し用 CCD 124に合流している。換言すると、 同一の列を構成するインプヅト領域 122 に接続されたすベての信号記録用 CCD 123が同一の垂直読み出し用 CCD 1 24に合流している。垂直読み出し用 CCD 124が備える信号記録要素ないし はエレメント 124aのうち、 信号記録用 CCD 123が合流するエレメント 1 23 aの一つ上流側のエレメント 124 aは、 ドレ一ンゲ一.ト 127を介してド レーン線 126に接続されている。各垂直読み出し用 CCD 124の図において 下端は、 水平読み出し用 C CD 125に接続されている。
第 5実施形態の裏面照射型撮像素子 101では、 撮影中に連続上書きが実行さ れる。 図 14を参照すると、 矢印 Y1で示すように、 撮影中はインプット領域 1 22から信号記録用 CCD123のエレメント 123aに信号電荷が順次転送さ れる。 ある瞬間に "1"から "26"までの番号を付した各エレメント 123a に信号電荷が蓄積されているとすると、 各エレメント 123 aに付した番号が小 さい程古い画像に対応する信号電荷であることを示し、 この番号が大きい程新し い画像に対応する信号電荷であることを示す。 図 14で示す状態の次の瞬間には、 番号 "1"を付したエレメント 123 aからドレーンゲート 127を介してドレ —ン線 126に信号電荷が排出され、 番号 "26"を付したエレメント 123a にィンプヅト領域 122から最新の 27番目の画像に対応する信号電荷が入力さ れる。 また、 2番目から 26番目までの画像に対応する信号電荷は 1個ずつ下流 側のエレメント 123 aに送られる。 従って、 2番目から 27番目までの画像に 対応する信号電荷が信号記録用 CCD 123に記録される。撮影中は、 この連続 上書き過程が継続する。
撮影対象とする現象の生起が確認されると連続上書きが停止される。 記憶され た信号電荷の読み出し操作は概ね以下の通りである。 （ 1 ) 信号記録用 CCD 1 23での電荷転送を停止し、 矢印 Y 2で示すように垂直読み出し用 CCD 124 上でのみ電荷転送を行い、 信号電荷を水平読み出し用 CCD 125送る。 この操 作により垂直読み出し用 CCD 124は空になる。 （2)信号記録用 CCD 12 3から垂直読み出し用 C C D 124上で電荷転送を行い、 垂直読み出し用 C C D 124を満杯にする。
図 12において信号記録用 CCD 123が斜め下に向けて延びていないと、一 つのィンプヅト領域 122に接続された信号記録用 CCD123はそのィンプヅ ト領域 122の一つ下側のインプヅト領域 122と干渉し、 信号記録用 CCD 1 23を十分に長くすることができない。信号記録用 CCD 123.を十分に長くす るには、 下側に行く程インプヅト領域 122を少しずつ右にずらして信号記録用 CCD 123を真下に延ばせるようにすればよい。 この場合、 画素軸をなすイン プット領域 122の中心点は、 正方格子又は長方形格子を構成せず菱形となる。 かかる菱形格子を解消するには、 インプヅト領域 122の位置を少しずつ上にず らせばよい。 この結果得られたレイァゥトを時計回りに少し回転させると図 12 のレイアウトとなる。 これが信号記録用 CCD 123を画素軸に対して斜行させ ている理由である。
図 12及び図 13では、 単純化のために信号記録用 C CD 123及び垂直読み 出し用 CCD 124には 26枚の画像に対応する信号電荷が蓄積される。 しかし、 これらのエレメント 123 a, 124 aの数を増やせば、 連続撮影可能な画像枚 数を増大することができる。例えば、 各画素周辺に 103個のエレメントを設け れば、 100万枚/秒の撮影速度で撮影した画像を 10枚 z秒の再生速度で 10 秒の動画として再生することができる。
図 15から図 17を参照すると、 チヅプ 128の入射面 102には光学フィル 夕 130が配置されている。 また、 チヅプ 128の入射面 102側には p_型の 変換層 131が設けら、 変換層 131よりもチヅプ 128の表面 132側には、 P+型の電荷阻止層 133が設けられている。
変換層 131で生じた信号電荷を収集するための n—型の電荷収集部 134が 各画素 121毎に設けられている。 この電荷収集部 134の一端は変換層 131 内に位置し、 変換層 131からチップ 128の表面 132側へ延びている。 チヅ プ 128の表面 132側に位置する電荷収集部 134の他端には n型のィンプヅ ト領域 122が設けられている。 電荷収集部 134は電荷阻止層 133を貫通し て延びており、 ィンプヅト領域 122は電荷阻止層 133に埋め込まれている。 電荷阻止層 133の表面 132側の領域には信号記録用 CCD 123が設けら れている。 これらの信号記録用 CCD 123は電荷素子層 133に埋めこまれて いる。 図 15から図 17において、 135は信号記録用 CCD 123を駆動する ための電極、 136はインプヅト領域 122から信号記録用 CCD 123に信号 電荷を送るための電極である。 本実施形態では、 信号記録用 CCD 123は 4相 駆動であるので、 図 17に示すように、 各エレメント 123 a毎に 4個の ® l 35が設けられている。 裏面照射型撮像素子 101の変換層 131、 電荷収集部 134、 インプヅト領 域 122は、 及び電荷阻止層 133は例えば例えばそれぞれ不純物濃度 1 X 1 010〜： L X 1015 cm— 3の p—型、 不純物濃度 1 X 1015〜 1 x 1016 cnT3 の P+型、 不純物濃度 1 X 1013~1 X 1016cm— 3の n型、 不純物濃度 l x 1016〜1 X 1020cnT3の 11+型のシリコンを主体とするような半導" 料 からなる。 この場合、 p—型の ¾|反にフォトレジストをマスクとしてボロンとリ ンのイオン注入を行った後、 熱拡散を行うことにより製造することができる。 光学フィル夕 130を介して入射面 102から入射した光 137は、 変換層 1 31に到達して電子と正孔の対を発生させる。 このうち電子は負の電荷を有して いるので、 n—型の電荷収集部 134に集まり、 さらに n型のインプット領域 1 22に集積する。 正孔は p—型の変換層 131を通って、 チヅプ外に連続的に排 出される。 インプット領域 122に集積した電子、 すなわち信号電荷は対応する 信号記録用 CCD 123に出力される。
p -型の変換層 131と n型の信号記録用 C CD 123とは p+型の電荷阻止 層 133により互いに隔てられている。従って、 変換層 131で発生した電子が、 拡散や回り込みにより電荷収集部 13 及びィンプット領域 122を介すること なく直接信号記録用 CCD 123に到達するのを防止することができる。 よって、 信号電荷の混入による信号記録用 CCD 123でのノイズ発生等を防止すること ができる。 電荷阻止層 133は隣接する信号記録用 CCD 123間を電気的に互 いに隔てるチャネルストップとしても機能している。
次に、 光学フィル夕 130について説明する。 表 1は通常の CCD型撮像素子 の製造に使用されるシリコン単結晶ウェハ一についての入射光の波長と吸収係数 から計算したチップの厚さと透過率の関係を示している。裏面照射型では最も薄 い場合には 20〃m程度の厚さのチップが使用される。 表 1
Figure imgf000015_0001
裏面照射の画素周辺記録型撮像素子では、 光の透過率を 1/10000以下に することが望ましい。例えば前述のように信号記録用 CCD 123と垂直読み出 し用 CCD124に 100枚分の画像に対応する信号電荷を蓄積できる場合、 1 枚の画像が撮影れされると、 その画像の信号電荷は最大 99枚の画像が撮影され るまで保持される。 光が信号記録用 CCD 123や垂直読み出し用 CCD 124 に到達すると電荷を発生する。入射面 102から入射した光が表面 132側の信 号記録用 CCD 123まで通過する割合（透過率） が 1/10000であると、 1枚の画像を撮影する毎に本来の信号電荷の 1/10000の信号が信号電荷に 加えられる。従って、 100枚分撮影する間に 1/10000 X100 (枚）
= 1/00、 すなわち 1%の不要な信号が本来の信号電荷に加えられる。 この割 合が数％を越えると非常に見苦しいスミアという現象が発生する。
表 1より、 厚さ 20 mのシリコン単結晶を通過する 600 nmの光の透過率 は 6. 692 x 10— 5であり、 厚さ 3 のシリコン単結晶を通過する 65 Onmの光の透過率は 7. 59x10— 5である。従って、 これらの場合には、 前述の 1/10000以下という透過率についての条件を満たす。 一方、 厚さ 2 0 zmのシリコン単結晶を通過する 650 nmの光の透過率は 0. 00179で あり、 厚さ 30 mのシリコン単結晶を通過する 70 Onmの光の透過率は 0. 001393である。 これらの場合には、 前述の 1/10000以下という透過 率についての条件を満たさない。例えば、 厚さが 3 O mのシリコン単結晶に 7 00 nmの光が入射する場合、 透過率である 0. 00193を 100倍すると 0. 19393となる。従って、 100枚分撮影する間には、 13. 93%もの不要 な電荷が信号電荷に加えられる。
以上の検討より、 チップの厚さが 3 0 mの場合には、 光学フィル夕 1 3 0は 7 0 0〜1 0 0 O nmの波長の光を実質的に遮断すること、 具体的にはこれらの 光の透過率が 1 %以下であることが好ましい。 ただし、 連続撮影枚数が 1 0 0枚 に満たない場合に、 光学フィル夕 1 3 0のこれらの光の透過率は 1 %以上であつ てもよく、 逆に 1 0 0枚を上回る場合には光の透過率は 1 %未満である必要があ る。 また、 連続撮影停止から図示しないシャツ夕が閉鎖されて光学系からの裏面 照射型撮像素子 1 0 1への光が入射なくなるまでには、 ある程度の時間を要し、 この間に多量の光が入射する。具体的には、 撮影速度が 1 M枚/秒の場合、 撮影 時の入射光量の 1 0 4倍程度の光が入射面 1 0 2に入手する。従って、 光学フィ ル夕 1 3 0の光の透過率は、 この連続撮影停止から入射面 1 0 2への入射停止ま での時間を考慮して設定する必要がある。
光の透過率を適切に設定した光学フィル夕 1 3 0を設けことにより、 信号記録 用 C C D 1 2 3に直接光が到達して不要な電荷を発生し、 画質低下の原因となる のを防止することができる。
(第 6実施形態）
図 1 8から図 2 0に示す本発明の第 6実施形態に係る裏面照射型撮像素子 1 0 1は、 、 n—型の電荷収集層 1 3 8を備えている。 この電荷収集層 1 3 8は変換 層 1 3 1と電荷阻止層 1 3 3との間に介在し、 電荷収集部 1 3 4の入射面 1 0 2 側の端部と連続している。 変換層 1 3 1で発生した電荷はいつたん電荷収集層 1 3 8に集まる。 電荷収集層 1 3 8に集まった電荷は水平方向に移動して電荷収集 部 1 3 4に収集される。従って、 電荷収集層 1 3 8を設けることで、 信号記録用 C C D 1 2 3への信号電荷の混入をより効果的に防止することができる。
第 6実施形態の裏面照射型撮像素子 1 0 1は例えば以下のように製作する。 p —型の凝反の表面側から高エネルギーのイオン注入又は熱拡散により 2〜8〃m 低度の厚い n—層を形成する。次に、 同様の方法で表面から 2〜8 zm程度のと ころに p +層を形成し、 さらにその表面側にィォン注入により周辺回路を形成す 第 6実施形態のその他の構成及び作用は第 5実施形態と同様であるので、 同一 の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本発明は、 前記実施形態に限定されず、 種々の変形が可能である。例えば、 入 射線は、 光線以外の電磁波、 電子線以外のイオン正孔のような荷電粒子の流れ、 並びに X線に加え :線、 ァ線、 ^線、 及び中性子線を含む放射線であってもよい。 入射線が放射線の場合には、 撮像素子の入射面側にシンチレ一夕を配置し、 放射 線の強度に応じてシンチレ一夕が発生する光線を撮像素子に入射させればよい。 この場合、 撮像素子の寿命の観点から、 シンチレ一夕の材料として緑色や青色の 光、 すなわち比較的波長の短い光を発生するものを選択することが好ましい。 ま た、 カラー撮影が必要な場合には、 チヅプの厚さを厚くし、 赤い光も記録用 C C Dや垂直読み出し用 C C Dの届かないようにする必要がある。 さらに、 高解像度 の画像解析を行う場合、 自然光で最もエネルギーの高い緑色から黄色の光を用い、 かつ赤色から近赤外の光を遮断して色収差を低減して撮影すればよい。
添付図面を参照して本発明を完全に説明したが、 当業者にとって種々の変更及 び変形が可能である。従って、 そのような変更及び変形は本発明の意図及び範囲 から離れない限り、 本発明に含まれると解釈されなければならない。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 入射線が入射する入射面側に設けられ、 前記入射線を信号電荷に変換し、 かつ 2次元配列を構成する複数の画素のそれぞれについて設けられた変換部と、 前記変換部から前記入射面とは反対の表面側へ延び、 前記変換部で生じた信号 電荷を収集する電荷収集部と、
前記表面側に設けられ、 前記電荷収集部で収集された信号電荷を処理する電荷 処理部と、
前記変換部と前記電荷処理部の間に設けられ、 前記変換部から前記電荷処理部 への前記信号電荷の流入を抑制する抑制領域と
を備えることを特徴とする裏面照射型撮像素子。
2 . 前記変換部、 前記電荷収集部、 前記電荷処理部、 及び前記抑制領域は、 半 導体材料からなり、
前記変換部は第 1の導電型を有し、
前記電荷収集部は第 2の導電型を有し、 かつ
前記抑制領域は、 前記第 1の導電型を有するが導電型不純物の濃度が前記変換 部よりも高く、 前記信号電荷処理部がその中に埋め込まれ、 かつ信号電荷収集部 が貫通している電荷阻止層を備える
ことを特徴とする裏面照射型撮像素子。
3 . 前記抑制領域は、 第 2の導電型を有し、 前記変換部と前記電荷阻止層との 間に介在し、 かつ前記電荷収集部と入射面側の端部と連続する電荷収集層をさら に備えることを特徴とする裏面照射型撮像素子。
4 . 前記電荷処理部は、 前記信号電荷をアナログ信号からデジタル信号に変換 する A /D変換器であることを特徴とする、 請求項 1から請求項 3のいずれか 1 項に記載の裏面照射型撮像素子。
5 . 前記電荷処理部は、 各画素内部又はその近傍に設けられ、 前記信号電荷を 蓄積する信号電荷蓄積部であることを特徴とする、 請求項 1から請求項 3のいず れか 1項に記載の裏面照射型撮像素子。
6 . 前記入射線は光であり、 かつ 前記入射面に配置され、 かつ前記入射面から前記電荷処理部に透過して前記電 荷処理部で前記信号電荷と同種の電荷を発生させる波長の光を遮断する光学フィ ル夕をさらに備えることを特徴とする、 請求項 1から請求項 5のいずれか 1項に
7 . 請求項 1から請求項 6のいずれか 1項に記載の裏面照射型撮像素子を備え ることを特徴とする電子顕微鏡。 .
8 . 請求項 1から請求項 6のいずれか 1項に記載の裏面照射型撮像素子を備え ることを特徴とする撮影装置。
PCT/JP2003/016862 2003-01-06 2003-12-26 裏面照射型撮像素子 WO2004061965A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003292663A AU2003292663A1 (en) 2003-01-06 2003-12-26 Back-illuminated imaging device
KR1020057012634A KR100982741B1 (ko) 2003-01-06 2003-12-26 이면조사형 촬상소자
EP03768294A EP1583149A4 (en) 2003-01-06 2003-12-26 REAR-LIGHTED ILLUSTRATION DEVICE
US10/541,411 US7345268B2 (en) 2003-01-06 2003-12-26 Back-illuminated image device having signal charges suppressing region

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003000117 2003-01-06
JP2003-117 2003-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004061965A1 true WO2004061965A1 (ja) 2004-07-22

Family

ID=32708761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/016862 WO2004061965A1 (ja) 2003-01-06 2003-12-26 裏面照射型撮像素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7345268B2 (ja)
EP (1) EP1583149A4 (ja)
KR (1) KR100982741B1 (ja)
CN (1) CN100511691C (ja)
AU (1) AU2003292663A1 (ja)
WO (1) WO2004061965A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1796170A1 (en) * 2004-09-21 2007-06-13 Corporation Shimadzu Rear plane irradiation type image pickup element
US7858937B2 (en) 2006-05-30 2010-12-28 Shimadzu Corporation Mass spectrometer

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080079108A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for Improving Sensitivity of Backside Illuminated Image Sensors
TWI479887B (zh) * 2007-05-24 2015-04-01 Sony Corp 背向照明固態成像裝置及照相機
US8464952B2 (en) * 2009-11-18 2013-06-18 Hand Held Products, Inc. Optical reader having improved back-illuminated image sensor
US11050956B2 (en) * 2019-03-29 2021-06-29 Pixart Imaging Inc. Image sensor and method for increasing signal-noise-ratio thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108465A (ja) * 1982-12-14 1984-06-22 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像素子
JPH0982932A (ja) * 1995-09-20 1997-03-28 Hitachi Ltd 固体撮像素子
US5907767A (en) * 1996-06-11 1999-05-25 Nec Corporation Backside-illuminated charge-coupled device imager and method for making the same
JP2000324400A (ja) * 1999-05-13 2000-11-24 Hitachi Ltd 電子線像撮像装置及び電子顕微鏡
JP2001210812A (ja) * 2000-01-27 2001-08-03 Canon Inc 固体撮像装置及びそれを備えた固体撮像システム
JP2001345441A (ja) * 2000-03-28 2001-12-14 Hideki Muto 高速撮像素子及び高速撮影装置
US20020060741A1 (en) * 2000-10-27 2002-05-23 Nikon Corporation Image capturing apparatus, method for capturing image and camera

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3864722A (en) * 1973-05-02 1975-02-04 Rca Corp Radiation sensing arrays
US4656519A (en) * 1985-10-04 1987-04-07 Rca Corporation Back-illuminated CCD imagers of interline transfer type
US4774557A (en) * 1986-05-15 1988-09-27 General Electric Company Back-illuminated semiconductor imager with charge transfer devices in front surface well structure
JPH0982832A (ja) 1995-09-20 1997-03-28 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体パッケージの製造方法
JP3916823B2 (ja) * 1999-04-07 2007-05-23 シャープ株式会社 アクティブマトリクス基板およびその製造方法、並びにフラットパネル型イメージセンサ
EP1109229A3 (en) * 1999-12-14 2008-03-26 Fillfactory N.V. Buried, fully depletable, high fill factor photodiodes
EP1278246B1 (en) 2000-03-28 2004-06-23 Link Research Corporation Fast imaging device and fast photographing device
JP3530466B2 (ja) 2000-07-17 2004-05-24 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 固体撮像装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108465A (ja) * 1982-12-14 1984-06-22 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像素子
JPH0982932A (ja) * 1995-09-20 1997-03-28 Hitachi Ltd 固体撮像素子
US5907767A (en) * 1996-06-11 1999-05-25 Nec Corporation Backside-illuminated charge-coupled device imager and method for making the same
JP2000324400A (ja) * 1999-05-13 2000-11-24 Hitachi Ltd 電子線像撮像装置及び電子顕微鏡
JP2001210812A (ja) * 2000-01-27 2001-08-03 Canon Inc 固体撮像装置及びそれを備えた固体撮像システム
JP2001345441A (ja) * 2000-03-28 2001-12-14 Hideki Muto 高速撮像素子及び高速撮影装置
US20020060741A1 (en) * 2000-10-27 2002-05-23 Nikon Corporation Image capturing apparatus, method for capturing image and camera

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1583149A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1796170A1 (en) * 2004-09-21 2007-06-13 Corporation Shimadzu Rear plane irradiation type image pickup element
US7518170B2 (en) 2004-09-21 2009-04-14 Takeharu Etoh Back illuminated imaging device
EP1796170A4 (en) * 2004-09-21 2010-05-05 Shimadzu Corp RESERVE LEVELS irradiation IMAGE CAPTURE ELEMENT
US7858937B2 (en) 2006-05-30 2010-12-28 Shimadzu Corporation Mass spectrometer

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050088155A (ko) 2005-09-01
CN1748313A (zh) 2006-03-15
US7345268B2 (en) 2008-03-18
AU2003292663A1 (en) 2004-07-29
KR100982741B1 (ko) 2010-09-16
US20060255240A1 (en) 2006-11-16
EP1583149A4 (en) 2010-04-14
CN100511691C (zh) 2009-07-08
EP1583149A1 (en) 2005-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11849081B2 (en) Solid state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus
US10074682B2 (en) Phase difference detection in pixels
JP6188679B2 (ja) 固体撮像装置
JP5023808B2 (ja) 固体撮像装置およびカメラ
WO2015170628A1 (ja) 固体撮像装置および電子機器
JP2008227250A (ja) 複合型固体撮像素子
JP2009182223A (ja) 裏面照射型固体撮像素子
JP2008227253A (ja) 裏面照射型固体撮像素子
TWI363420B (en) Solid state imaging device and imaging apparatus
JP4394437B2 (ja) 裏面照射型撮像素子
Bosiers et al. Technical challenges and recent progress in CCD imagers
JP2008294176A (ja) 固体撮像装置およびカメラ
Xuong et al. First use of a high-sensitivity active pixel sensor array as a detector for electron microscopy
WO2004061965A1 (ja) 裏面照射型撮像素子
JP2008034836A (ja) 固体撮像素子
EP1796170B1 (en) Rear plane irradiation type image pickup element
JP5453968B2 (ja) 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP4753673B2 (ja) 裏面照射型撮像素子
JP4793397B2 (ja) 放射線画像検出器
Arai et al. Simulation based design for back-side illuminated ultrahigh-speed CCDs
JP2002124659A (ja) 固体撮像装置
CN117223112A (zh) 光接收元件、x射线成像元件和电子设备
JP2020155754A (ja) 高速撮像手段
JP2010129735A (ja) 固体撮像素子
WO2005096385A1 (ja) 撮像素子およびそれを用いた撮像素子用装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020057012634

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003768294

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20038A97540

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020057012634

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003768294

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006255240

Country of ref document: US

Ref document number: 10541411

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10541411

Country of ref document: US