JPH02264473A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH02264473A JPH02264473A JP1086024A JP8602489A JPH02264473A JP H02264473 A JPH02264473 A JP H02264473A JP 1086024 A JP1086024 A JP 1086024A JP 8602489 A JP8602489 A JP 8602489A JP H02264473 A JPH02264473 A JP H02264473A
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- Japan
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- solid
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
- H10F39/8067—Reflectors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、固体撮像素子に関し、特に、裏面入射型の
固体撮像素子に関する。
固体撮像素子に関する。
「従来の技術］
昨今、家庭用カメラ一体型ビデオ、業務用・報道用カメ
ラなどの用途を持つ可視光センサや、監視用カメラ、天
文用・宇宙用カメラなどの用途を持つ赤外線センサとし
て、従来のイメージ管、撮像管などに代わって固体撮像
素子が主に用いられる。
ラなどの用途を持つ可視光センサや、監視用カメラ、天
文用・宇宙用カメラなどの用途を持つ赤外線センサとし
て、従来のイメージ管、撮像管などに代わって固体撮像
素子が主に用いられる。
従来、裏面入射型の赤外線固体撮像素子では、光検出部
にシリコン半導体基板とシリサイドとによるショットキ
接合を用いた光電変換素子が用いられ、電荷転送部に電
荷結合素子（ＣＯＤ）が用いられている。また、これら
が同一のシリコン半導体基板上に集積化して構成されて
いる。
にシリコン半導体基板とシリサイドとによるショットキ
接合を用いた光電変換素子が用いられ、電荷転送部に電
荷結合素子（ＣＯＤ）が用いられている。また、これら
が同一のシリコン半導体基板上に集積化して構成されて
いる。
第２図は、裏面入射型の赤外線固体撮像素子の断面構造
を示した断面構造図である。第２図を参照して、光検出
部と電荷転送部とがシリコン半導体基板１上に並設して
形成されている。光検出部は、Ｐ型シリコン基板１上に
ショットキ接合され、白金シリサイドからなる金属側電
極で構成される光電変換層２とを含む。その光電変換層
２周辺のＰ型シリコン基板１中には、光電変換層２の周
辺での電界集中を緩和し、暗電流を防止するためｎ−型
領域のガードリング３が形成されている。また、光検出
部と電化転送部の境界領域には、トランスファゲートを
構成するｎ＋型ソース領域４とゲート電極５とが形成さ
れている。電荷転送部はＣＣＤを用いた垂直シフトレジ
スタと水平シフトレジスタとを含む。Ｍ２図は、このう
ち電荷転送部として垂直シフトレジスタのＣＣＤ （Ｖ
ＣＣＤ）の断面構造を示す断面構造図である。ＶＣＣＤ
は、Ｐ型基板１中に形成されたＮ型埋込チャネル６と、
Ｎ型埋込チャネル６の上に形成された素子分離および絶
縁用の酸化膜７と、ＶＣＣＤのゲート電極８と、酸化膜
７上に形成されたＰＳＧ （Ｐｈｏｓｐｈｏ ５ｌｉ
ｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜９と、アルミを用いた垂直
走査線１０とを含む。また、従来の固体撮像素子では、
光感度の改善を図るために、素子の表面に素子の保護お
よび絶縁用の酸化膜１１が形成される。その後、光検出
部の光電変換層２の直上部分の酸化膜１１の表面にアル
ミ光反射膜１２が形成されている。
を示した断面構造図である。第２図を参照して、光検出
部と電荷転送部とがシリコン半導体基板１上に並設して
形成されている。光検出部は、Ｐ型シリコン基板１上に
ショットキ接合され、白金シリサイドからなる金属側電
極で構成される光電変換層２とを含む。その光電変換層
２周辺のＰ型シリコン基板１中には、光電変換層２の周
辺での電界集中を緩和し、暗電流を防止するためｎ−型
領域のガードリング３が形成されている。また、光検出
部と電化転送部の境界領域には、トランスファゲートを
構成するｎ＋型ソース領域４とゲート電極５とが形成さ
れている。電荷転送部はＣＣＤを用いた垂直シフトレジ
スタと水平シフトレジスタとを含む。Ｍ２図は、このう
ち電荷転送部として垂直シフトレジスタのＣＣＤ （Ｖ
ＣＣＤ）の断面構造を示す断面構造図である。ＶＣＣＤ
は、Ｐ型基板１中に形成されたＮ型埋込チャネル６と、
Ｎ型埋込チャネル６の上に形成された素子分離および絶
縁用の酸化膜７と、ＶＣＣＤのゲート電極８と、酸化膜
７上に形成されたＰＳＧ （Ｐｈｏｓｐｈｏ ５ｌｉ
ｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜９と、アルミを用いた垂直
走査線１０とを含む。また、従来の固体撮像素子では、
光感度の改善を図るために、素子の表面に素子の保護お
よび絶縁用の酸化膜１１が形成される。その後、光検出
部の光電変換層２の直上部分の酸化膜１１の表面にアル
ミ光反射膜１２が形成されている。
次に動作について説明する。Ｐ型シリコン基板１の裏面
から入射される赤外光は、ショットキ接合の光電変換層
２に到達し、そこで光電変換されて信号電荷を生じる。
から入射される赤外光は、ショットキ接合の光電変換層
２に到達し、そこで光電変換されて信号電荷を生じる。
この光信号電荷がショットキ接合に蓄積される。蓄積さ
れた光信号電荷は、トランスファゲート５を開くことに
よりＶＣＣＤのＮ型埋込チャネル６に移され、このＶＣ
ＣＤにより垂直方向に転送される。次いで、この光信号
電荷は水平シフトレジスタのＣＣＤ （ＨＣＣＤ）によ
って水平方向に転送される。その後、電荷検出部から映
像信号として外部に読出される。こうして赤外光検出部
へ人出した赤外光量に対応した映像信号が得られる。ま
た、アルミ光反射膜１２は、光電変換層２で吸収されず
に透過した赤外光が反射して、光電変換層２に再入射す
るために設けられており、光検出感度の改善を図るもの
である。
れた光信号電荷は、トランスファゲート５を開くことに
よりＶＣＣＤのＮ型埋込チャネル６に移され、このＶＣ
ＣＤにより垂直方向に転送される。次いで、この光信号
電荷は水平シフトレジスタのＣＣＤ （ＨＣＣＤ）によ
って水平方向に転送される。その後、電荷検出部から映
像信号として外部に読出される。こうして赤外光検出部
へ人出した赤外光量に対応した映像信号が得られる。ま
た、アルミ光反射膜１２は、光電変換層２で吸収されず
に透過した赤外光が反射して、光電変換層２に再入射す
るために設けられており、光検出感度の改善を図るもの
である。
［発明が解決しようとする課題］
従来の裏面入射型の赤外線固体撮像素子は以上のように
構成されているので、固体撮像素子に入射した後、光電
変換層２で吸収されずに透過した赤外光が、アルミ光反
射１１１１２で反射される。この場合には、第２図の矢
印す、で示すように、その反射光が、隣接する光電変換
層２に入射してクロストークの原因になる。また、矢印
ｂ２およびす、で示すように、゛その反射光は、アルミ
による垂直走査線１０の上面で再反射されて、光電層２
には再入射せずに外部へ逃逸したり、または、光検出器
以外の領域へ反射される。このために入射赤外光の有効
利用が図れないといった不都合があった。また、矢印ｂ
４に見られるように、所在のはっきりしない入射赤外光
は、アルミ反射膜１２により反射され、その光と対応し
ない光電変換層２に入射される。その入射光によっても
、クロストークが引き起こされる問題点があった。
構成されているので、固体撮像素子に入射した後、光電
変換層２で吸収されずに透過した赤外光が、アルミ光反
射１１１１２で反射される。この場合には、第２図の矢
印す、で示すように、その反射光が、隣接する光電変換
層２に入射してクロストークの原因になる。また、矢印
ｂ２およびす、で示すように、゛その反射光は、アルミ
による垂直走査線１０の上面で再反射されて、光電層２
には再入射せずに外部へ逃逸したり、または、光検出器
以外の領域へ反射される。このために入射赤外光の有効
利用が図れないといった不都合があった。また、矢印ｂ
４に見られるように、所在のはっきりしない入射赤外光
は、アルミ反射膜１２により反射され、その光と対応し
ない光電変換層２に入射される。その入射光によっても
、クロストークが引き起こされる問題点があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、反射光による隣接する光電変換層への干渉を
減じるとともに、光電変換すべき光の変換効率が向上さ
れた固体撮像素子を提供することを目的とする。
たもので、反射光による隣接する光電変換層への干渉を
減じるとともに、光電変換すべき光の変換効率が向上さ
れた固体撮像素子を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明にかかる固体撮像素子は、各々が基板の主表面
上に隣接して形成された光電変換のための複数の光電変
換層と、その複数の光電変換層と対応して設けられ、基
板と光電変換層を介して透過された光を反射するための
複数の反射手段と、その複数の反射手段と対応して設け
られ、反射手段によって反射された光を光電変換層に向
かって集めるための集光手段とを含む。
上に隣接して形成された光電変換のための複数の光電変
換層と、その複数の光電変換層と対応して設けられ、基
板と光電変換層を介して透過された光を反射するための
複数の反射手段と、その複数の反射手段と対応して設け
られ、反射手段によって反射された光を光電変換層に向
かって集めるための集光手段とを含む。
［作用］
この発明における固体撮像素子では、反射手段によって
反射された光を光電層に集光する集光手段が設けられて
いるので、反射光による隣接する光電変換層への干渉が
減じられ、かつ、光電変換すべき光の変換効率の向上が
図れる。
反射された光を光電層に集光する集光手段が設けられて
いるので、反射光による隣接する光電変換層への干渉が
減じられ、かつ、光電変換すべき光の変換効率の向上が
図れる。
［発明の実施例コ
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は、この発明の一実施例を示す裏面入射型の赤外
線固体撮像素子の断面図である。第１図を参照して、第
２図に示した従来の裏面入射型の赤外線固体撮像素子と
比較すると、酸化膜１１とアルミ光反射膜１２が以下の
ように異なる。酸化膜１１は、固体撮像素子を保護およ
び絶縁する。
線固体撮像素子の断面図である。第１図を参照して、第
２図に示した従来の裏面入射型の赤外線固体撮像素子と
比較すると、酸化膜１１とアルミ光反射膜１２が以下の
ように異なる。酸化膜１１は、固体撮像素子を保護およ
び絶縁する。
また、その酸化膜１１には、光検出部を囲む外周沿いに
光電変換層２までは到達しない溝が設けられている。ま
た、光検出部の外周沿いに溝を設けた酸化膜１１上に、
光検出部を囲う蓋状形状をしたアルミ光反射膜１２が形
成される。
光電変換層２までは到達しない溝が設けられている。ま
た、光検出部の外周沿いに溝を設けた酸化膜１１上に、
光検出部を囲う蓋状形状をしたアルミ光反射膜１２が形
成される。
次に、動作について説明する。
この発明の動作は、第２図に示した従来の裏面入射型の
赤外線固体撮像素子の動作原理と基本的に同一である。
赤外線固体撮像素子の動作原理と基本的に同一である。
すなわち、本発明によれば第１図に示したように、赤外
光は、固体撮像素子に入射された後、光電変換層２で吸
収されずに透過する。
光は、固体撮像素子に入射された後、光電変換層２で吸
収されずに透過する。
また、その赤外光は、アルミ光反射膜１２によって正反
射の方向と異なった方向に反射される。しかしながら、
その場合、その反射光は、矢印ａ。
射の方向と異なった方向に反射される。しかしながら、
その場合、その反射光は、矢印ａ。
で示すように再度アルミ光反射膜１２の内壁で反射され
た後、対応する光電変換層２に再入射される。すなわち
、光検出器領域に入射した赤外光は、光電変換層２を透
過したとしても多数回アルミ光反射膜１２の壁面で反射
を繰返して必ず対応する光電変換層２へ再入射すること
になる。また、矢印ａ２に見られるように所在のはっき
りしない赤外光は、アルミ光反射膜１２の外壁で反射さ
れるので、光電変換層２に入射する心配はない。したが
って、従来のように反射光が隣接する光電変換層に入射
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おそれを完全に解
消できる。したがって、入射赤外光の有効利用を効果的
に図ることができる。
た後、対応する光電変換層２に再入射される。すなわち
、光検出器領域に入射した赤外光は、光電変換層２を透
過したとしても多数回アルミ光反射膜１２の壁面で反射
を繰返して必ず対応する光電変換層２へ再入射すること
になる。また、矢印ａ２に見られるように所在のはっき
りしない赤外光は、アルミ光反射膜１２の外壁で反射さ
れるので、光電変換層２に入射する心配はない。したが
って、従来のように反射光が隣接する光電変換層に入射
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おそれを完全に解
消できる。したがって、入射赤外光の有効利用を効果的
に図ることができる。
これに加えて所在のはっきりしない入射赤外光が、アル
ミ光反射膜１２により反射されるので、その光と対応し
ない光電変換層２に入射されることによるクロストーク
の発生が防止される。
ミ光反射膜１２により反射されるので、その光と対応し
ない光電変換層２に入射されることによるクロストーク
の発生が防止される。
なお、本実施例では、アルミ光反射膜１２を構成する物
質としてアルミニウムを用いたが、金などの金属や、金
属珪化物などの反射率の高い物質を用いてもよい。また
、酸化膜１１として、光の透過率の高い物質を使用して
も、同様の効果が得られる。
質としてアルミニウムを用いたが、金などの金属や、金
属珪化物などの反射率の高い物質を用いてもよい。また
、酸化膜１１として、光の透過率の高い物質を使用して
も、同様の効果が得られる。
また、本実施例は、構造的にも簡単で容易に実施できる
などのメリットもある。
などのメリットもある。
［発明の効果］
以上のよう・に、この発明によれば、反射手段による反
射光を集光する集光手段を有するので、反射光の干渉に
よる隣接する光電変換層のクロストークが解消され、か
つ、光電変換すべき光の変換効率の向上が図れる。
射光を集光する集光手段を有するので、反射光の干渉に
よる隣接する光電変換層のクロストークが解消され、か
つ、光電変換すべき光の変換効率の向上が図れる。
第１図は、本発明の一実施例による裏面入射型の赤外線
固体撮像素子を示す断面図、第２図は、従来の裏面入射
型の赤外線固体撮像素子の断面図である。 図において、１はＰ型シリコン基板、２は光電変換層、
５はゲート電極、６はＮ型埋込チャネル、８はゲート電
極、１０はアルミ垂直走査線、１１は酸化膜、１２はア
ルミ光反射膜である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
固体撮像素子を示す断面図、第２図は、従来の裏面入射
型の赤外線固体撮像素子の断面図である。 図において、１はＰ型シリコン基板、２は光電変換層、
５はゲート電極、６はＮ型埋込チャネル、８はゲート電
極、１０はアルミ垂直走査線、１１は酸化膜、１２はア
ルミ光反射膜である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 各々が基板の主表面上に隣接して形成された光電変換の
ための複数の光電層を含み、光電変換すべき光が外部か
ら前記基板を介して前記複数の光電変換層に与えられる
、そのような固体撮像素子であって、 前記複数の光電変換手段と対応して設けられ、前記基板
および前記光電変換層を介して透過された光を反射する
ための複数の反射手段と、 前記複数の反射手段と対応して設けられ、前記反射手段
によって反射された光を対応する前記光電変換層に向か
って集めるための複数の集光手段とを含む、固体撮像素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086024A JPH02264473A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086024A JPH02264473A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264473A true JPH02264473A (ja) | 1990-10-29 |
Family
ID=13875089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1086024A Pending JPH02264473A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02264473A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147333A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Sony Corp | 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置 |
| EP2161751A1 (fr) * | 2008-09-05 | 2010-03-10 | Commissariat à l'Energie Atomique | Capteur d'images cmos a reflexion lumineuse |
| JP2010166094A (ja) * | 2010-04-16 | 2010-07-29 | Sony Corp | 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置 |
| JP2010177704A (ja) * | 2010-04-16 | 2010-08-12 | Sony Corp | 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置 |
| WO2010100897A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | パナソニック株式会社 | 固体撮像素子および撮像装置 |
| CN103779369A (zh) * | 2012-10-22 | 2014-05-07 | 佳能株式会社 | 摄像装置、其制造方法和照相机 |
| JP2014086514A (ja) * | 2012-10-22 | 2014-05-12 | Canon Inc | 撮像装置、その製造方法及びカメラ |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP1086024A patent/JPH02264473A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7960197B2 (en) | 2006-12-08 | 2011-06-14 | Sony Corporation | Method of making a solid-state imaging device |
| JP2008147333A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Sony Corp | 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置 |
| US8405180B2 (en) | 2006-12-08 | 2013-03-26 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of making the same, and imaging apparatus |
| US8039914B2 (en) | 2006-12-08 | 2011-10-18 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of making the same, and imaging apparatus |
| US8735953B2 (en) | 2008-09-05 | 2014-05-27 | Commissariat A L'energie Atomique | Light reflecting CMOS image sensor |
| FR2935839A1 (fr) * | 2008-09-05 | 2010-03-12 | Commissariat Energie Atomique | Capteur d'images cmos a reflexion lumineuse |
| EP2161751A1 (fr) * | 2008-09-05 | 2010-03-10 | Commissariat à l'Energie Atomique | Capteur d'images cmos a reflexion lumineuse |
| WO2010100897A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | パナソニック株式会社 | 固体撮像素子および撮像装置 |
| CN102007592A (zh) * | 2009-03-05 | 2011-04-06 | 松下电器产业株式会社 | 固体摄像元件以及摄像装置 |
| US8860814B2 (en) | 2009-03-05 | 2014-10-14 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Solid-state imaging element and imaging device |
| JP2010177704A (ja) * | 2010-04-16 | 2010-08-12 | Sony Corp | 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置 |
| JP2010166094A (ja) * | 2010-04-16 | 2010-07-29 | Sony Corp | 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置 |
| CN103779369A (zh) * | 2012-10-22 | 2014-05-07 | 佳能株式会社 | 摄像装置、其制造方法和照相机 |
| JP2014086514A (ja) * | 2012-10-22 | 2014-05-12 | Canon Inc | 撮像装置、その製造方法及びカメラ |
| US9659991B2 (en) | 2012-10-22 | 2017-05-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Image capturing apparatus, manufacturing method thereof, and camera |
| US10361231B2 (en) | 2012-10-22 | 2019-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Image capturing apparatus, manufacturing method thereof, and camera |
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