JPH02168669A - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

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JPH02168669A
JPH02168669A JP63288262A JP28826288A JPH02168669A JP H02168669 A JPH02168669 A JP H02168669A JP 63288262 A JP63288262 A JP 63288262A JP 28826288 A JP28826288 A JP 28826288A JP H02168669 A JPH02168669 A JP H02168669A
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JP
Japan
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light
photoelectric conversion
reflected
incident
solid
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Application number
JP63288262A
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English (en)
Inventor
Hirofumi Yagi
宏文 八木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、固体撮像素子、特に裏面入射型の固体撮像
素子に関し、さらに詳しくは、クロストークを抑制でき
て、しかも光感度を向上し得るようにした裏面入射型の
固体撮像素子の改良に係るものである。
〔従来の技術〕
光学的な画像を電気的な信号に変換するための装置構成
には、一般に固体撮像素子が使用されており、この種の
固体撮像素子としては、従来から半導体基板および金属
珪化物からなるショットキ接合を用いた複数の光電変換
素子と、電荷転送素子(COD)とを、同一の半導体基
板上に集積化して構成される裏面入射型の赤外線固体撮
像素子がある。
こSで、この従来例による裏面入射型の赤外線固体撮像
素子における光電変換素子回りの配置構成の概要を第4
図に示し、また、同第4図V−V線部での模式的に表わ
した断面構成を第5図に示す。
すなわち、まず、第4図に示す従来例での光電変換素子
回りの配置構成において、符号lは光電変換素子として
の白金珪化物を用いて相互に隣接するように配置された
複数のショットキバリアダイオード光検出器であり、2
は赤外光検出によって光電変換素子で生じた各信号電荷
を、図示しない電荷転送素子に送るためのトランスファ
ーゲートを示し、また、3はこれらの各光検出器1間に
あって信号電荷を垂直方向に転送する垂直CCDのチャ
ネル、4は同上アルミを用いた垂直走査線である。つい
で、第5図に示す同上断面構成において、5はシリコン
半導体基板であり、また、6は素子間分離用の酸化珪素
膜、7は絶縁用の酸化珪素膜をそれぞれに示し、さらに
、8は各光検出器l上に対向して設けられるアルミを用
いた光反射膜である。
次に、前記構成による赤外線固体撮像素子の動作につい
て簡単に述べる。
p型シリコン基板5の下部、つまり裏面から入射される
赤外光は、ショットキバリアダイオード光検出器lに到
達し、そこで光電変換されて信号電荷を生じ、この信号
電荷がショットキ接合に蓄積される。そして、この蓄積
された信号電荷は、トランスファーゲート2を開くこと
により垂直CCDのチャネル3に移され、かつこの垂直
CODによって垂直方向に転送される。ついで、この信
号電荷は、水平CODによって水平方向に転送された後
、電荷検出部から映像信号として外部に読み出される。
すなわち、このようにして、この素子構成では、赤外光
検出部に入射される赤外光量に対応した映像信号が得ら
れるのである。
また、この赤外光の検出に際して、アルミを用いた光反
射膜8は、ショットキバリアダイオード光検出器lで吸
収されずに透過した赤外光を、再度、光検出器lに入射
させるように反射して、光検出感度の改善を図るのであ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前記のように構成される従来の裏面入射
型の赤外線固体撮像素子においては、固体撮像素子に入
射した後、そのショットキバリアダイオード光検出器1
で吸収されずに透過した赤外光が、アルミを用いた光反
射膜8で反射される場合にあって、例えば、矢印b1で
示すように、その反射光が、隣接する光検出器1に入射
されてクロストークの原因になったり、あるいはまた、
矢印b2に見られるように、その反射光が、同様にアル
ミを用いた垂直走査線4の上面4aで再反射されて、光
検出器lには再入射されずに外部へ逃逸することがあり
、このために入射赤外光の有効利用を図れなくなると云
う不都合があった。
この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、アルミ光反
射膜で反射される赤外光を隣接する光検出器に入射させ
ないようにして、クロストークを低減させ、併せて入射
赤外光の有効利用を図って光感度を向上させ得るように
した。この種の固体撮像素子、こSでは裏面入射型の赤
外線固体撮像素子を提供することである。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、この発明に係る固体撮像素
子は、電荷転送素子の一部を形成する垂直走査線をして
、光反射膜からの反射光を再反射させて、対応する各光
電変換素子に再入射し得る断面形状に形成させたもので
ある。
すなわち、この発明は、光入射により信号電荷を発生し
て蓄積する相互に隣接さねた複数の光電変換素子、およ
び各光電変換素子に対向して形成された光反射膜と、こ
れらの光電変換素子群に蓄積された信号電荷を順次に読
み出す電荷転送素子とを、少なくとも同一半導体基板上
に集積化した裏面入射型の固体撮像素子において、前記
各光電変換素子間を区分するようにして設けられ、電荷
転送素子の一部となる垂直走査線を、前記光反射膜から
の反射光を再反射させて、対応する各光電変換素子に再
入射し得る断面形状に形成させたことを特徴とする固体
撮像素子である。
〔作   用〕 従って、この発明においては、固体撮像素子に入射され
る赤外光を光電変換素子により検出して信号電荷を発生
するが、一方、この光電変換素子に吸収されずに透過し
た赤外光が、光反射膜によって正反射以外の異方向に反
射されると、その反射光は、垂直走査線に与えられてい
る断面形状により再反射されて、対応する光電変換素子
に再入射されることになり、これによって、従来例構成
でのように、隣接する光電変換素子に入射されてクロス
トークの原因になったり、再入射されずに外部へ逃逸し
たりするような惧れを改善できるもので、結果的に入射
光の存効利用を図り得るのである。
〔実 施 例〕
以下、この発明に係る固体撮像素子の各別の実施例につ
き、第1図ないし第3図を参照して詳細に説明する。
第1図、第2図および第3図はこの発明の第1、第2お
よび第3実施例を適用した裏面入射型の赤外線固体撮像
素子における光電変換素子回りの概要構成を模式的に示
したそれぞれに断面図であり、これらの第1図ないし第
3図に示す各実施例構成において、前記第4図および第
5図に示す従来例構成と同一符号は同一または相当部分
を表わしている。
すなわち、これらの第1図、第2図および第3図に示す
各実施例での光電変換素子回りの配置構成においても、
符号lは光電変換素子としての白金珪化物を用いて相互
に隣接するように配置された複数のショットキバリアダ
イオード光検出器であり、また、4Iは第1実施例での
アルミを用いた垂直走査線、42は同様に第2実施例で
のアルミを用いた垂直走査線、43は同様に第3実施例
でのアルミを用いた垂直走査線である。さらに、5はシ
リコン半導体基板であり、6は素子間分離のための、こ
Xでは光電変換素子となる隣接された各光検出器1.1
の相互間を分離するための酸化珪素膜、7は絶縁用の酸
化珪素膜をそれぞれに示し、8はこれらの各光検出器l
上に対向して設けられるアルミを用いた光反射膜である
こ)で、これらの各実施例構成の場合、第1実施例での
アルミを用いた垂直走査線41については、隣接する光
検出器1.1の相互間を分離する酸化珪素膜6上にあっ
て、本来の垂直CCDの走査の役割りを果すと共に、こ
れらの隣接する光検出器1.1間を区分し、かつ透過光
を反射する光反射膜8からの反射光を再反射して対応す
る各光検出器1,1に再入射させるべく、それぞれの側
に平面的な反射面41a、41aを有して直立型式の仕
切り壁状をなす断面形状に形成されており、また、第2
実施例でのアルミを用いた垂直走査線42についても同
様に、それぞれの側に外側へ弯曲した曲面的な反射面4
2a、42aを有し、かつ内部に絶縁膜9を介して逆U
字弧面型式の仕切り壁状をなす断面形状に形成されてお
り、さらに、第3実施例でのアルミを用いた垂直走査線
43についても同様に、それぞれの側に内側へ弯曲した
曲面的な反射面43a。
43aを有し、かつこれらの反射面43a、43aを外
側から光透過率の高い絶縁膜10により塞ぐようにした
γ字弧面型式の仕切り壁状をなす断面形状に形成されて
いる。
そして、これらの各実施例構成においても、こ)ではそ
の平面配置を省略したが、前記した従来例構成の場合と
同様に、赤外光検出によって光電変換素子で生じた信号
電荷を、電荷転送素子に送るためのトランスファーゲー
ト2と、この信号電荷を垂直方向に転送する垂直CCD
のチャネル3とがそれぞれに設けられている。
従って、これらの第1.第2および第3の各実施例構成
における動作についても、前記した従来例構成の場合と
全く同様であって、シリコン半導体基板5の裏面から入
射される赤外光は、ショットキバリアダイオード光検出
器1に到達して光電変換され、このようにして発生され
る光信号電荷は、ショットキ接合に蓄積された上で、ト
ランスファーゲート2を開くことによって垂直CCDの
チャネル3に移され、この垂直CCDにより垂直方向に
転送されると共に、水平CCDにより水平方向に転送さ
れた後、電荷検出部から映像信号として外部に読み出さ
れるのであり、このようにして、赤外光検出部に入射さ
れる赤外光量に対応した映像信号が得られるのである。
しかして、前記赤外光の光検出に際して、第1図に示し
た第1実施例構成の場合には、固体撮像素子に入射され
た後、ショットキバリアダイオード光検出器lで吸収さ
れずに透過した赤外光は、アルミを用いた光反射膜8に
よって、正反射以外の異方向に反射されると、その反射
光は、矢印a。
で示すように、垂直走査線41の反射面41aで再反射
されて、これを対応する光検出器lに再入射させること
が可能になるもので、前記した従来例構成でのように、
反射光が隣接する光検出器Iに再入射されてクロストー
クの原因になったり、あるいは再入射されずに外部へ逃
逸したりするような惧れを完全に解消できて、入射赤外
光の有効利用を効果的に図り得るのであり、この作用、
効果はまた、第2図および第3図に示した第2および第
3実施例構成の場合においても、矢印a2およびa3に
見られるように、その垂直走査線42および43の反射
面42aおよび43aによって、こ\でも全く同様に果
し得るもので、かつまた、特に第3実施例構成の場合に
は、分離酸化珪素膜6を通した矢印a4に示す入射赤外
光についても、これを直接、垂直走査線43の反射面4
3aで反射させて、対応する光検出器lに入射させ得る
のである。
なお、前記各実施例構成において、垂直走査線を形成す
る材料としては、金属とか金属珪化物などのように、比
較的低抵抗でかつ光反射率の高い物質を用いるようにす
ればよく、また、第2および第3実施例での垂直走査線
内部および外部の絶縁膜としては、光の透過率が高い物
質を用いるようにすればよいもので、これらの場合にも
、同様な作用、効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、この発明によれば、光入射により
信号電荷を発生して蓄積する相互に隣接された複数の光
電変換素子、および各光電変換素子に対向して形成され
た光反射膜と、これらの光電変換素子群に蓄積された信
号電荷を順次に読み出す電荷転送素子とを、少なくとも
同一半導体基板上に集積化した裏面入射型の固体撮像素
子において、各光電変換素子間を区分するようにして設
けられ、かつ電荷転送素子の一部となる垂直走査線を、
光反射膜からの反射光を再反射させて、対応する各光電
変換素子に再入射し得る断面形状に形成させたので、光
電変換素子に吸収されずに透通し、かつ光反射膜で正反
射以外の異方向に反射された反射光を、この垂直走査線
に形成させた断面形状により再反射させて、これを対応
する光電変換素子に再入射させることができ、これによ
って、従来例構成でのように、反射光が隣接する光電変
換素子に入射されてクロストークの原因になったり、あ
るいは、再入射されずに外部へ逃逸したりするような慣
れを良好かつ効果的に改善し得て、入射光の有効利用、
ひいては素子自体の光感度を格段に向上でき、しかも構
造的にも比較的簡単で容易に実施し得るなどの優れた特
長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図はこの発明の第1、第2お
よび第3実施例を適用した裏面入射型の赤外線固体撮像
素子における光電変換素子回りの概要構成を模式的に示
したそれぞれに断面図であり、また、第4図は従来例に
よる同上裏面入射型の赤外線固体撮像素子における光電
変換素子回りの配置構成の概要を示す平面図、第5図は
同上第4図V−VIIA部における構成を模式的に示し
た断面図である。 !・・・・光検出器(光電変換素子)、2・・・・トラ
ンスファーゲート、3・・・・垂直CCDのチャネル、
41,42.43−−−−垂直走査線、41a、42a
、43a =垂直走査線の反射面、5・・・・シリコン
半導体基板、6.7・・・・酸化珪素膜、8・・・・光
反射膜、9.10・・・・絶縁膜。 代理人  大  岩  増  雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光入射により信号電荷を発生して蓄積する相互に隣接さ
    れた複数の光電変換素子、および各光電変換素子に対向
    して形成された光反射膜と、これらの光電変換素子群に
    蓄積された信号電荷を順次に読み出す電荷転送素子とを
    、少なくとも同一半導体基板上に集積化した裏面入射型
    の固体撮像素子において、前記各充電変換素子間を区分
    するようにして設けられ、電荷転送素子の一部となる垂
    直走査線を、前記光反射膜からの反射光を再反射させて
    、対応する各光電変換素子に再入射し得る断面形状に形
    成させたことを特徴とする固体撮像素子。
JP63288262A 1988-09-14 1988-11-14 固体撮像素子 Pending JPH02168669A (ja)

Priority Applications (1)

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JP63288262A JPH02168669A (ja) 1988-09-14 1988-11-14 固体撮像素子

Applications Claiming Priority (3)

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JP63-230809 1988-09-14
JP23080988 1988-09-14
JP63288262A JPH02168669A (ja) 1988-09-14 1988-11-14 固体撮像素子

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110275A1 (ja) * 2009-03-27 2010-09-30 浜松ホトニクス株式会社 裏面入射型固体撮像素子
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