JPH03185763A - Photoelectric conversion device - Google Patents

Photoelectric conversion device

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JPH03185763A
JPH03185763A JP1324577A JP32457789A JPH03185763A JP H03185763 A JPH03185763 A JP H03185763A JP 1324577 A JP1324577 A JP 1324577A JP 32457789 A JP32457789 A JP 32457789A JP H03185763 A JPH03185763 A JP H03185763A
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JP
Japan
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photodiode
capacitor
photoelectric conversion
conversion device
amorphous material
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Application number
JP1324577A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Yamada
克彦 山田
Ihachirou Gofuku
伊八郎 五福
Shigetoshi Sugawa
成利 須川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To lessen a photoelectric conversion device in after image caused by that it is formed of amorphous material by a method wherein a capacitor larger than a photodiode in electric capacity is connected to the photodiode of amorphous material in parallel. CONSTITUTION:A photodiode 1 of amorphous material is connected in parallel to a capacitor 2 formed of material lowe than the amorphous material concerned in capture level density. In this case, charge Q induced by optical pumping can be separately stored in the capacitance Cp of the photodiode 1 comparatively larger than the capacitor 2 in capture level density and the capacitance Ca of the capacitor 2 of material small in capture level density. By this setup, an after-image phenomenon can effectively be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光電変換装置に関し、特に非晶質材料により
形成したフォトダイオードを光電変換素子として使用し
、雑音特性の改良された電荷蓄積型光電変換装置に関す
るものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a photoelectric conversion device, and in particular to a charge storage type device that uses a photodiode formed of an amorphous material as a photoelectric conversion element and has improved noise characteristics. The present invention relates to a photoelectric conversion device.

[従来の技術] 近年、光電変換素子として、非晶質材料を用いたものが
研究開発されている。光電変換素子に使用される非晶質
材料としては、非晶質シリコン(以下a−5iと称する
)、非晶質セレン、非晶質ゲルマニウム等が知られてい
る。中でもa−Stは、光吸収係数が大きく分光感度が
人間の視感度に近いなど優れた光学的性質を有すること
や、低温プロセス作成が可能なこと、大面積に成膜が可
能であることなどから、光電変換素子用非晶質材料とし
て特に注目されている。
[Prior Art] In recent years, photoelectric conversion elements using amorphous materials have been researched and developed. Known amorphous materials used in photoelectric conversion elements include amorphous silicon (hereinafter referred to as a-5i), amorphous selenium, amorphous germanium, and the like. Among them, a-St has excellent optical properties such as a large light absorption coefficient and spectral sensitivity close to human visual sensitivity, the ability to create a low-temperature process, and the ability to form a film over a large area. Therefore, it is attracting particular attention as an amorphous material for photoelectric conversion elements.

また、従来、光電変換素子として、フォトダイオードが
知られている。フォトダイオードは、構造が簡易で微細
加工に適しているとい゛う長所を有している。従来のフ
ォトダイオードとしては、その層構成や材料の組合せに
より、pn型フォトダイオード、pin型フォトダイオ
ード、アバランシェフォトダイオードなどが知られてい
るが、さらに、MIS接合、ショットキー接合、ヘテロ
結合等によって構成することが可能であり、これらにつ
いても盛んに研究がなされている。
Furthermore, photodiodes are conventionally known as photoelectric conversion elements. Photodiodes have the advantage of having a simple structure and being suitable for microfabrication. Conventional photodiodes are known as pn-type photodiodes, pin-type photodiodes, avalanche photodiodes, etc., depending on their layer configurations and material combinations. It is possible to configure various configurations, and these are also being actively researched.

フォトダイオードは、逆方向にバイアス電圧を印加した
場合に逆方向電流が光照射量に比例して変化することを
利用して光信号を電気信号に変換する光電変換素子の1
種であるが、光信号が照射されたときに光電荷を内部に
蓄積する容量としての性質も合わせ持つ。この容量とし
ての性質を利用したフォトダイオードが、一般に電荷蓄
積型のフォトダイオードと呼ばれるものである。電荷蓄
積型のフォトダイオードは、光励起した電荷を一定の時
間蓄積した後出力させることにより、高出力・高S/N
比を得ることができるため、従来光電変換素子として広
く用いられている。
A photodiode is a type of photoelectric conversion element that converts an optical signal into an electrical signal by utilizing the fact that when a bias voltage is applied in the reverse direction, the reverse current changes in proportion to the amount of light irradiation.
Although it is a seed, it also has the property of being a capacitor that accumulates photoelectric charges inside when it is irradiated with an optical signal. A photodiode that utilizes this capacitive property is generally called a charge storage type photodiode. Charge storage type photodiodes produce high output and high S/N by accumulating photo-excited charges for a certain period of time and then outputting them.
It has been widely used as a conventional photoelectric conversion element because it can obtain a high ratio.

第4図は、電荷蓄積型フォトダイオードを光電変換素子
として用いた光電変換装置の光電変換部を示す等価回路
図である。図において、1は電荷蓄積型フォトダイオー
ドである。出力回路とは、フォトダイオード1に光信号
を照射することにより発生した光電流を電気信号に変換
して出力するための回路である。また、リセット回路と
は、フォトダイオードlに蓄積された電荷を転送した後
に転送しきれずに残った電荷を消去するための回路、す
なわち、フォトダイオードの出力端を強制的に固定電位
にするための回路である。このリセット回路は、例えば
バイポーラトランジスタやMISトランジスタ等により
作成されている。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing a photoelectric conversion section of a photoelectric conversion device using a charge storage type photodiode as a photoelectric conversion element. In the figure, 1 is a charge storage type photodiode. The output circuit is a circuit for converting a photocurrent generated by irradiating the photodiode 1 with an optical signal into an electrical signal and outputting the electrical signal. In addition, a reset circuit is a circuit for erasing the charge that remains after transferring the charge accumulated in the photodiode l, that is, a circuit that forcibly sets the output terminal of the photodiode to a fixed potential. It is a circuit. This reset circuit is made of, for example, a bipolar transistor or an MIS transistor.

このような光電変換装置において、フォトダイオードは
、光を照射されることにより発生した電子正孔対の一方
または両方を蓄積する蓄積動作と電荷をリセットして初
期状態に戻すリセット動作とを交互に行なう。
In such a photoelectric conversion device, the photodiode alternately performs an accumulation operation in which one or both of electron-hole pairs generated by being irradiated with light and a reset operation in which the charge is reset and returned to the initial state. Let's do it.

このような従来の光線変換装置における雑音の発生原因
としては、信号ラインの配線容量やリセットスイッチに
MISトランジスタを用いた場合の電極一基板容量のた
めに、ラインに残っている雑音電荷を読み出してしまう
ことによる雑音、すなわちリセットスイッチの開閉に伴
なう雑音と、フォトダイオードの受光部以外に入射した
光による発生電荷が信号ラインに混入することによる雑
音、すなわちスミア現象による雑音とがあり、それぞれ
の原因に応じた解決策が施されていた。
The causes of noise in such conventional light beam conversion devices include the wiring capacitance of the signal line and the electrode-to-substrate capacitance when an MIS transistor is used for the reset switch, which makes it difficult to read out the noise charge remaining in the line. There are two types of noise: noise caused by the opening and closing of the reset switch, and noise caused by the electric charge generated by light incident on areas other than the photodiode's light receiving part getting mixed into the signal line, that is, noise caused by the smear phenomenon. Solutions were implemented depending on the cause.

[発明が解決しようとする課題] しかし、本発明者らの知見によれば非晶質材料により形
成したフォトダイオードにおいては、上述の原因による
雑音の他に、次のような原因心よる雑音も発生している
ことが判明した。即ち、非晶質材料には、その原子の結
合状態に起因する欠陥準位密度(捕獲準位密度)が存在
し、このため非晶質を材料とするフォトダイオードは、
本来のダイオードの接合容量以外に捕獲準位にも光励起
上よる電荷を蓄積する。しかしながら1.捕獲準位に蓄
積された電荷は、短時間のリセット動作では完全にリセ
ットすることができない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, according to the findings of the present inventors, in a photodiode formed of an amorphous material, in addition to the noise caused by the above-mentioned causes, the following causes are also caused. It turned out that this was occurring. In other words, an amorphous material has a defect level density (capture level density) due to the bonding state of its atoms, and therefore a photodiode made of an amorphous material has a
In addition to the original junction capacitance of the diode, charges due to photoexcitation are also accumulated in the trap level. However, 1. The charges accumulated in the trap level cannot be completely reset by a short reset operation.

フォトダイオードが出力として転送し残した電荷を完全
にリセットできなかった場合、次回の蓄積動作にリセッ
ト残りの電荷が加算されるため、いわゆる残像が発生す
る。
If the charge remaining after being transferred as an output by the photodiode cannot be completely reset, the charge remaining after the reset is added to the next accumulation operation, resulting in a so-called afterimage.

一例として第5図(a)に示すようなpn型a−3iフ
オトダイオードの9層側から光が入射し蓄積動作中はp
層が浮遊状態となる構成を考えてみる。第5図(a)で
510は基体、511はITO電極、512はP型a−
St、513はn型a−3t、514はCr電極である
。第5図(b)はa−Stの電子エネルギーを示したバ
ンドポテンシャル図であり、そのバンドギャップ中に概
念的にテイル準位、欠陥準位密度などが存在することを
示している。9層中では光励起による正孔が蓄積される
だけでなく、同時に発生する電子の一部も蓄積される。
As an example, light enters from the 9th layer side of a pn type a-3i photodiode as shown in Fig. 5(a), and during storage operation, p
Consider a configuration in which the layers are in a floating state. In FIG. 5(a), 510 is a substrate, 511 is an ITO electrode, and 512 is a P-type a-
St, 513 is an n-type a-3t electrode, and 514 is a Cr electrode. FIG. 5(b) is a band potential diagram showing the electron energy of a-St, and shows that tail levels, defect level density, etc. conceptually exist in the band gap. In the 9 layers, not only holes due to photoexcitation are accumulated, but also some of the electrons generated at the same time are accumulated.

n層側でも同様な現象が起こるが、電子と正孔の関係は
逆になる。また、光はp層側から入射するた、めに、n
層側で励起される電子・正孔の数はp層側と比べて少な
い。
A similar phenomenon occurs on the n-layer side, but the relationship between electrons and holes is reversed. Also, since light enters from the p-layer side, n
The number of electrons and holes excited on the layer side is smaller than on the p-layer side.

蓄積後にリセット動作を行なうと9層の電極位置は強制
的に固定電位の熱平衡状態に戻されるので、第5図(b
)に示すように、伝導帯および伝導帯のテイルの電子5
01、価電子帯および価電子帯のテイルの正孔502お
よび浅い捕獲準位の電子は消去される。
If a reset operation is performed after accumulation, the electrode positions of the 9th layer are forcibly returned to a thermal equilibrium state with a fixed potential.
), the electrons in the conduction band and the tail of the conduction band 5
01, the holes 502 in the valence band and the tail of the valence band and the electrons in the shallow trap levels are erased.

また、欠陥準位(捕獲単位)に捕らえられた電子が、こ
の準位より伝導帯に戻り消去されるには一定のライフタ
イムが必要であり、このライフタイムが通常のキャリア
移動の時間よりも著しく遅いため、a−Stにより形成
されたフォトダイオードでは、結晶シリコンにより形成
されたフォトダイオードには無い新たな遅い時定数成分
が加わる。つまり、リセット時間が短かいと、a −3
i中の捕獲準位の電子503がリセットしきれないまま
次の蓄積動作に人ってしまうため、この捕獲準位に捕獲
されている電子が次回の蓄積動作中に信号電荷として寄
与してしまい、残像の原因となる。
In addition, a certain lifetime is required for an electron captured in a defect level (capture unit) to return to the conduction band from this level and be erased, and this lifetime is longer than the time for normal carrier movement. Because it is extremely slow, a photodiode made of a-St has an additional slow time constant component that is not present in a photodiode made of crystalline silicon. In other words, if the reset time is short, a −3
Since the electrons 503 in the capture level in i are transferred to the next accumulation operation without being fully reset, the electrons captured in this capture level contribute as signal charges during the next accumulation operation. , causing an afterimage.

本発明は、このような、非晶質材料により形成したこと
に起因する残像を低減することを目的とする。
An object of the present invention is to reduce such afterimages caused by formation of an amorphous material.

[課題を解決するための手段] 本発明の光電変換装置は、非晶質材料により形成された
フォトダイオードと、 該非晶質材料よりも捕獲準位密度が少ない絶縁材料によ
り形成され、かつ、該フォトダイオードと同じ若しくは
該フォトダイオードよりも大きい電気容量を有するコン
デン・すと、 を少なくとも具備し、 該フォトダイオードと該コンデンサとが並列に接続され
たことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A photoelectric conversion device of the present invention includes a photodiode formed of an amorphous material, an insulating material having a lower trap level density than the amorphous material, and a photodiode formed of an amorphous material. The photodiode is characterized in that it includes at least a capacitor having a capacitance equal to or larger than that of the photodiode, and the photodiode and the capacitor are connected in parallel.

[作用] 本発明によれば、フォトダイオードとコンデンサとを並
列に接続したので、上述のごとき残像を低減することが
可能となる。
[Function] According to the present invention, since the photodiode and the capacitor are connected in parallel, it is possible to reduce the afterimage described above.

以下、その理由について、詳細に説明する。The reason for this will be explained in detail below.

残像を減少させるには、捕獲準位に蓄積される電荷の量
を減らせばよい、このために本発明は、第1図に示した
ように、非晶質材料により形成されたフォトダイオード
と該非晶質材料より捕獲単位密度の少ない材料を用いた
コンデンサとを並列に接続するものである。第1図にお
いて、1はフォトセンサを示し、2はコンデンサを示す
、この方法により、光励起によって発生した電荷Qを、
捕獲準位密度をコンデンサより比較的多く含むフォトダ
イオードの容量C2と捕獲準位密度が少ない材料を用い
た容量C1に分割して蓄積することが可能となる。この
場合C2に蓄積される電荷Q、は、 で表され、このことはC1を付加したことにより残像量
が 1/ (as +c、) だけ減少することを意味している。第2図は、残像量と
C,/C,との関係を示す図である。3g2図によれば
、例、えばC1がC,と同じ容量の場合には残像はC1
が無いときの!/2であり、CaがC,の2倍の容量の
場合には残像はC1が無いときの173になることを示
している。非晶質シリコンを用いたフォトダイオードは
前述のごとく結晶シリコンを用いたフォトダイオードよ
りも著しく残像量が多いため、残像量を1/2以下に低
減することは、フォトセンサ性能の効果的な改善となる
0本発明による残像低減効果は、C1がC,に比べて十
分大きいとき即ちC,>C,の時に十分効果を発揮する
In order to reduce the afterimage, it is sufficient to reduce the amount of charge accumulated in the trap level. To this end, the present invention combines a photodiode formed of an amorphous material and a non-crystalline material, as shown in FIG. A capacitor made of a material with a lower capture unit density than a crystalline material is connected in parallel. In FIG. 1, 1 indicates a photosensor and 2 indicates a capacitor. By this method, the charge Q generated by photoexcitation is
It is possible to divide the trap level density into the photodiode capacitor C2, which contains a relatively higher density than the capacitor, and the capacitor C1, which uses a material with a lower trap level density, for storage. In this case, the charge Q accumulated in C2 is expressed as follows, which means that the amount of afterimage is reduced by 1/(as +c,) by adding C1. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of afterimage and C, /C. According to the 3g2 diagram, for example, if C1 has the same capacity as C, the afterimage will be C1.
When there is no! /2, indicating that when Ca has twice the capacity of C, the afterimage will be 173 when C1 is not present. As mentioned above, photodiodes using amorphous silicon have significantly more afterimages than photodiodes using crystalline silicon, so reducing the amount of afterimages to less than half is an effective way to improve photosensor performance. The afterimage reduction effect according to the present invention is sufficiently effective when C1 is sufficiently larger than C, that is, when C,>C.

なお、フォトダイオードとMISトランジスタを同一基
板上に作成し、さらに基板に垂直な方向に配置すること
によって、素子面積の大面積化することなく上述の残像
を低減させることが可能となる。
Note that by forming the photodiode and the MIS transistor on the same substrate and arranging them in a direction perpendicular to the substrate, it is possible to reduce the above-mentioned afterimage without increasing the device area.

[実施例] 本発明の一実施例として、フォトダイオードとしてpi
n型フォトダイオードを使用し、リセット回路内のリセ
ットスイッチとしてMO3型スイッチングトランジスタ
を使用したラインセンサの場合について説明する。
[Example] As an example of the present invention, pi is used as a photodiode.
A case of a line sensor using an n-type photodiode and an MO3 type switching transistor as a reset switch in a reset circuit will be described.

第3図(a)〜(e)は、本実施例のラインセンサの上
記pinダイオードおよびMO3型スイッチングトラン
ジスタを形成する部分の製造工程を示す概略的断面図で
あり、第3図(e)が完成図である。
FIGS. 3(a) to 3(e) are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the portion forming the pin diode and MO3 type switching transistor of the line sensor of this example, and FIG. 3(e) is This is a completed drawing.

以下、本実施例に係るラインセンサの製造工程について
、′s3図(a)〜(e)を用いて説明する。
Hereinafter, the manufacturing process of the line sensor according to this embodiment will be explained using FIGS. 3(a) to 3(e).

■S、O,基板301上に、半導体層302として、本
出願人が特願許62−73629号公報および特願昭6
2−73630号公報により技術開示した大粒径の多結
晶シリコンを堆積した。
■S, O, as a semiconductor layer 302 on the substrate 301
Polycrystalline silicon with large grain size was deposited as disclosed in Japanese Patent No. 2-73630.

ここで、半導体層302として大粒径の多結晶シリコン
を堆積したのは、大面積のラインセンサに性能のよいト
ランジスタを作成するためである。なお、半導体層30
2はP型半導体とし、また、堆積に際しては、ソースガ
スとして5i2HzCItx、キャリアガスとしてH2
、エツチングガスとしてHCl2、ドーピングガスとし
てB2H8をそれぞれ使用した。
The reason why polycrystalline silicon with a large grain size is deposited as the semiconductor layer 302 is to create a transistor with good performance in a large-area line sensor. Note that the semiconductor layer 30
2 is a P-type semiconductor, and during deposition, 5i2HzCItx is used as a source gas and H2 is used as a carrier gas.
, HCl2 was used as an etching gas, and B2H8 was used as a doping gas.

なお、半導体層302としては、単結晶材料あるいは非
晶質材料を用いることができる。単結晶材料としてはレ
ーザーアニールで再結晶したものや、S、O2上のS 
i H4パターンをシードした単結晶成長方法にて成長
させた単結晶siを平坦化したもの等を用いることがで
き、非晶質材料としてはa−3tをはじめa−5iGe
、a−5iC,a−3ICGe%a−5e等を使用する
ことができる。
Note that as the semiconductor layer 302, a single crystal material or an amorphous material can be used. Single crystal materials include those recrystallized by laser annealing, S, and S on O2.
A flattened single crystal Si grown by a single crystal growth method seeded with an iH4 pattern can be used, and amorphous materials include a-3T and a-5iGe.
, a-5iC, a-3ICGe%a-5e, etc. can be used.

■半導体層302上の所望の領域に、Pを含んだ低抵抗
多結晶シリコン電極303 (a)、303 (b)を
パターニングし、さらに熱拡散によりPを拡散して、n
型の半導体領域302(a)を形成した。
(2) Pattern low-resistance polycrystalline silicon electrodes 303 (a) and 303 (b) containing P in desired regions on the semiconductor layer 302, and then diffuse P by thermal diffusion to form n
A mold semiconductor region 302(a) was formed.

以上により、スイッチングトランジスタ領域とコンデン
サの下部電極303 (a)とが形成された(第3図(
a))。
Through the above steps, the switching transistor region and the lower electrode 303 (a) of the capacitor were formed (Fig. 3(a)).
a)).

■ゲート酸化膜とコンデンサの絶縁膜を形成するために
、、a−3iよりも捕獲準位密度が少ない材料として、
S i O,膜304をCVD法を用いて1000λ堆
積した(第3図(b))。
■In order to form the gate oxide film and the capacitor insulating film, as a material with lower trap level density than a-3i,
A SiO film 304 was deposited to a thickness of 1000λ using the CVD method (FIG. 3(b)).

■コンデンサの上電極兼フォトダイオードの下電極とし
てのA42層305をスパッタ法で作成した。
(2) An A42 layer 305, which serves as the upper electrode of the capacitor and the lower electrode of the photodiode, was created by sputtering.

■コンデンサ領域とスイッチングトランジスタ領域の間
のSin、@304にコンタクトポール306を開孔し
た(第3図(C))。
(2) A contact pole 306 was opened at Sin@304 between the capacitor region and the switching transistor region (FIG. 3(C)).

■Ai層305上の領域に、CVD法によりドーピング
ガスを交換しながら、n型非晶質シリコン層307 (
a)を100人、i型非晶質シリコン層307(b)を
8000人、p型非晶質シリコン層307 (c)を2
00λ、それぞれ堆積してpinフォトダイオードを作
成した。
■N-type amorphous silicon layer 307 (
a) for 100 people, i-type amorphous silicon layer 307 (b) for 8000 people, and p-type amorphous silicon layer 307 (c) for 2 people.
00λ, respectively, to create a pin photodiode.

■フォトダイオードのスイッチングトランジスタ側の側
面に、絶縁層としてS、o、層30Bを形成した(第3
図(d))。
■S, o, layer 30B was formed as an insulating layer on the side surface of the photodiode on the switching transistor side (third
Figure (d)).

■p型非晶質シリコン層307上に、フォトダイオード
の上部透明電極として、ITO層309をスパッタ法じ
て形成した。
(2) An ITO layer 309 was formed on the p-type amorphous silicon layer 307 by sputtering as the upper transparent electrode of the photodiode.

[相]最後に、スイッチングトランジスタのゲート部を
形成する低抵抗多結晶シリコン電極310を作成した(
第3図(e))。
[Phase] Finally, a low resistance polycrystalline silicon electrode 310 that forms the gate part of the switching transistor was created (
Figure 3(e)).

このようにして作製したラインセンサでは、コンタクト
ホール306によりコンデンサの下部電極303 (a
)とフォトダイオードの上部透明電1i309を接続し
て、非晶質シリコンpinフォトダイオードと絶縁材料
にS、o2を使用したコンデンサとを基板表面に垂直に
配置し、かつ、並列接続としたため心、フォトダイオー
ド部とコンデンサ部の面積は等しくなる。このため、フ
ォトダイオード部の単位面積あたりの容量−13,2[
pF/c11 コンデンサ部の単位面積あたりの容量 3、’l  x 8.85x 10−”1000人 =  34.5  [pF/cm’1 となり、残像は13.2/(13,2◆34.5)−1
73,6に減少する。
In the line sensor manufactured in this way, the contact hole 306 is connected to the lower electrode 303 (a
) and the upper transparent conductor 1i309 of the photodiode, and the amorphous silicon pin photodiode and the capacitor using S, O2 as the insulating material were arranged perpendicularly to the substrate surface and connected in parallel. The photodiode section and the capacitor section have the same area. Therefore, the capacitance per unit area of the photodiode section is −13,2[
pF/c11 Capacitance per unit area of capacitor section 3,'l x 8.85x 10-"1000 people = 34.5 [pF/cm'1, and afterimage is 13.2/(13,2◆34.5 )-1
It decreases to 73.6.

なお、上述の製造工程の説明において示した各層の膜厚
は一例であって、センサの材料や用途によって任意に変
更することができる。
Note that the film thickness of each layer shown in the above description of the manufacturing process is an example, and can be arbitrarily changed depending on the material and purpose of the sensor.

また、本実施例において、素子の面積の増大を防ぐため
フォトダイオードとコンデンサとを基板表面に垂直に配
置した。このような制限がなければ横方向に配置するこ
とも可能である。
Furthermore, in this example, the photodiode and capacitor were arranged perpendicularly to the substrate surface in order to prevent an increase in the area of the element. If there were no such restrictions, it would also be possible to arrange them laterally.

さらに、スイッチングトランジスタは、本実施例では絶
縁膜上形成しているが、一般に用いられているバルク型
結晶中に形成してもよい。
Furthermore, although the switching transistor is formed on an insulating film in this embodiment, it may be formed in a generally used bulk crystal.

これらを組み合わせて積層する構成、即ちバルク中のス
イッチトランジスタ、その上のコンデンサ、更にその上
のフォトダイオードとすれば高密度化が一層推進される
If these are combined and laminated, ie, a switch transistor in the bulk, a capacitor thereon, and a photodiode thereon, higher density will be further promoted.

コンデンサに固定電圧を印加する電極305は、本実施
例ではフォトダイオードの固定電圧を印加する電極と共
通になっているが、両者を別々に形成しても、本発明の
効果には何ら影響しない。
The electrode 305 that applies a fixed voltage to the capacitor is in common with the electrode that applies a fixed voltage to the photodiode in this embodiment, but even if they are formed separately, the effects of the present invention are not affected in any way. .

コンデンサを形成するための絶縁膜304は、本実施例
ではトランジスタ302と同一のものを使用しているが
、両者を別々に形成しても、本発明の効果には何ら影響
しない、また、コンデンサの絶縁膜は、捕獲単位密度が
少ないものであれば5i02に限るものではなく、Si
N。
Although the insulating film 304 used to form the capacitor is the same as the transistor 302 in this embodiment, the effect of the present invention is not affected even if the two are formed separately. The insulating film is not limited to 5i02 as long as it has a low capture unit density, but it can also be made of Si.
N.

5iON等でよく、比較的誘電率の高い絶縁膜であれば
よい。
5iON or the like, and any insulating film with a relatively high dielectric constant may be used.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、残像現象を効果
的に減少させることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the afterimage phenomenon can be effectively reduced.

さらに、電荷が蓄積できる容量が増加するため、フォト
ダイオードに印加された逆バイアス電圧を固定して考え
ると、容量の増加分だけ高照度側にダイナ主ツクレンジ
が拡大する効果も併せ持つ。
Furthermore, since the capacitance in which charge can be stored increases, assuming that the reverse bias voltage applied to the photodiode is fixed, this also has the effect of expanding the dynamo's main range toward the high illumination side by the increased capacitance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の光電変換装置の等価回路を示す回路図
、第2図は本発明による付加容量の大きさと残像の改善
率を表わすグラフ、第3図(a)〜(e)は本発明の一
実施例としてのフォセンサの光電変換部の工程を説明す
るための概略的断面図、第4図は従来の光電変換装置の
等価回路を示す回路図、第5図(a)、(b)はそれぞ
れ従来のpn型a−3iフオトダイオードの模式的側面
図及びリセット後のキャリアエネルギーの分布図である
。 1・・・非晶質を材料としたフォトダイオード、2・・
・捕N1!位密度の少ない材料を用いた容量、501・
・・リセットで消去された電子、502・・・リセット
で消去された正孔、503・・・リセットしきれず残っ
た捕獲準位密度中の電子。 第 図 第 図 Co/Cp 第 3 図 第 図 第 図(a) 第 図(b) キャリアエネルギー密度
Fig. 1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the photoelectric conversion device of the present invention, Fig. 2 is a graph showing the size of the additional capacitance and the improvement rate of afterimage according to the present invention, and Figs. A schematic cross-sectional view for explaining the process of a photoelectric conversion section of a photo sensor as an embodiment of the invention, FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a conventional photoelectric conversion device, and FIGS. 5(a) and (b) ) are a schematic side view of a conventional pn type a-3i photodiode and a carrier energy distribution diagram after reset, respectively. 1... Photodiode made of amorphous material, 2...
・Capture N1! Capacity using materials with low potential density, 501.
. . . Electrons erased by reset, 502 . . . Holes erased by reset, 503 . . . Electrons in the trap level density that remained after being reset. Figure Co/Cp Figure 3 Figure Figure Figure (a) Figure (b) Carrier energy density

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)非晶質材料により形成されたフォトダイオードと
、 該非晶質材料よりも捕獲準位密度が少ない絶縁材料によ
り形成され、かつ、該フォトダイオードと同じ若しくは
該フォトダイオードよりも大きい電気容量を有するコン
デンサと、を少なくとも具備し、該フォトダイオードと
該コンデンサとが並列に接続されたことを特徴とする光
電変換装置
(1) A photodiode formed of an amorphous material, and an insulating material having a lower trap level density than the amorphous material, and having the same or larger electric capacity than the photodiode. A photoelectric conversion device comprising at least a capacitor having a photodiode and a capacitor, the photodiode and the capacitor being connected in parallel.
(2)前記非晶質材料として非晶質シリコンを用いたこ
とを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置
(2) The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein amorphous silicon is used as the amorphous material.
(3)前記フォトダイオードがpin構造を有すること
を特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置
(3) The photoelectric conversion device according to claim 1 or 2, wherein the photodiode has a pin structure.
(4)前記フォトダイオードと前記コンデンサとが同一
の基体上に作成されたことを特徴とする請求項1〜3に
記載の光電変換装置
(4) The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the photodiode and the capacitor are formed on the same substrate.
(5)前記フォトダイオードと前記コンデンサとが前記
基体の表面に垂直な方向に配置されたことを特徴とする
請求項4に記載の光電変換装置
(5) The photoelectric conversion device according to claim 4, wherein the photodiode and the capacitor are arranged in a direction perpendicular to the surface of the base.
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