JPH0499072A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
- Publication number
- JPH0499072A JPH0499072A JP2207573A JP20757390A JPH0499072A JP H0499072 A JPH0499072 A JP H0499072A JP 2207573 A JP2207573 A JP 2207573A JP 20757390 A JP20757390 A JP 20757390A JP H0499072 A JPH0499072 A JP H0499072A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode region
- photoelectric conversion
- region
- conversion element
- semiconductor layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/24—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors
- H10F30/245—Bipolar phototransistors
Landscapes
- Light Receiving Elements (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］
本発明は光電変換素子に係り、特に第１の主電極領域と
、この第１の主電極領域に形成された制御電極領域と、
この制御電極領域に蓄積されたキャリアに対応する信号
を出力する第２の主電極領域とを有する光電変換素子に
関するものである。
、この第１の主電極領域に形成された制御電極領域と、
この制御電極領域に蓄積されたキャリアに対応する信号
を出力する第２の主電極領域とを有する光電変換素子に
関するものである。
［従来の技術］
近年、キャリアが蓄積される制御電極領域の電位の変化
分を、主電極領域の電位の変化分として出力することで
、光量に応じた電気信号を得ることができる増幅型の光
電変換素子が、高解像度化の要請等から注目されている
。
分を、主電極領域の電位の変化分として出力することで
、光量に応じた電気信号を得ることができる増幅型の光
電変換素子が、高解像度化の要請等から注目されている
。
以下、このような光電変換素子の一構成例の受光部につ
いて説明する。
いて説明する。
第６図は、従来の光電変換素子の受光部の概略的平面図
である。
である。
第７図は、上記第６図のＡ−Ａ ′断面図である。
両図において、１はＰ型半導体基板、２はＮ９型埋込み
層、３はＮ４半導体層、４はＮ−エピタキシャル層、５
はＰ−半導体層、６はＮ″″半導体層、７はＰ゛半導体
層、８は絶縁膜、９はｐｏｔｙ−Ｓｉ電極、１０は配線
金属、１１はパッシベーション膜である。
層、３はＮ４半導体層、４はＮ−エピタキシャル層、５
はＰ−半導体層、６はＮ″″半導体層、７はＰ゛半導体
層、８は絶縁膜、９はｐｏｔｙ−Ｓｉ電極、１０は配線
金属、１１はパッシベーション膜である。
Ｎ゛半導体層６が信号出力側の主電極領域たるエミッタ
、Ｐ−半導体層５及びＰ＋半導体層７が制御電極領域た
るベース、Ｎ−エピタキシャル層４、Ｎ１埋込み層２及
びＮ４半導体層３が他方の主電極領域たるコレクタに相
当し、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタと同様な構成と
なっている。
、Ｐ−半導体層５及びＰ＋半導体層７が制御電極領域た
るベース、Ｎ−エピタキシャル層４、Ｎ１埋込み層２及
びＮ４半導体層３が他方の主電極領域たるコレクタに相
当し、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタと同様な構成と
なっている。
なお、Ｐ００半導層７は主としてキャリアの収集のため
に設けられるものである。
に設けられるものである。
コレクタは最高電位に保たれ、ベースはコレクタに対し
逆バイアス状態になるように初期電位が与えられる。
逆バイアス状態になるように初期電位が与えられる。
ベース領域及びベース・コレクタ間の空乏層において、
入射光により生成した正孔は、ベースに蓄積し、ベース
電位は上昇する。ベース電位の変化Δ■、は、光電流密
度をＩＰ、受光部面積なＡ、ベース・コレクタ容量をＣ
ｂｃ、蓄積時間なｔ８とすると、 Δ■、 ＝ Ａ ′Ｉｐ°ｔｓ Ｃゎ。
入射光により生成した正孔は、ベースに蓄積し、ベース
電位は上昇する。ベース電位の変化Δ■、は、光電流密
度をＩＰ、受光部面積なＡ、ベース・コレクタ容量をＣ
ｂｃ、蓄積時間なｔ８とすると、 Δ■、 ＝ Ａ ′Ｉｐ°ｔｓ Ｃゎ。
となる。このベース電位の変化分を、エミッタ電位の変
化分として出力することで、光量に応じた電気信号を得
ることができる。
化分として出力することで、光量に応じた電気信号を得
ることができる。
［発明が解決しようとしている課題］
しかしながら、上記従来の光電変換素子では、高感度化
するため受光部面積を拡大すると、キャリア収集のため
Ｐ゛ベース長Ｐ゛半導体層７）も長くしなければならず
、その結果ベース・コレクタ容量も増大してしまい、高
感度化が困難となる課題があった。
するため受光部面積を拡大すると、キャリア収集のため
Ｐ゛ベース長Ｐ゛半導体層７）も長くしなければならず
、その結果ベース・コレクタ容量も増大してしまい、高
感度化が困難となる課題があった。
［課題を解決するための手段］
本発明の光電変換素子は、第１の主電極領域と、この第
１の主電極領域に形成された制御電極領域と、この制御
電極領域に蓄積されたキャリアに対応する信号を出力す
る第２の主電極領域とを有する光電変換素子において、 前記制御電極領域が、一導電型の第１の半導体領域と、
この第１の半導体領域と同一導電型で幅が狭く高導電で
あって、前記第１の半導体領域から前記第１の主電極領
域側へそれぞれ異なる方向に延長して形成された複数の
第２の半導体領域とから形成されていることを特徴とす
る。
１の主電極領域に形成された制御電極領域と、この制御
電極領域に蓄積されたキャリアに対応する信号を出力す
る第２の主電極領域とを有する光電変換素子において、 前記制御電極領域が、一導電型の第１の半導体領域と、
この第１の半導体領域と同一導電型で幅が狭く高導電で
あって、前記第１の半導体領域から前記第１の主電極領
域側へそれぞれ異なる方向に延長して形成された複数の
第２の半導体領域とから形成されていることを特徴とす
る。
［作 用］
本発明の光電変換素子は、第１の半導体領域及び第２の
主電極領域を第１の主電極領域に配置し、第１の半導体
領域から複数の第２の半導体領域をそれぞれ異なる方向
に（例えば双方向）に出すことにより、従来よりも第２
の半導体領域の長さを短かくし、制御電極領域と第１の
主電極領域との間の容量を減少させるものである。
主電極領域を第１の主電極領域に配置し、第１の半導体
領域から複数の第２の半導体領域をそれぞれ異なる方向
に（例えば双方向）に出すことにより、従来よりも第２
の半導体領域の長さを短かくし、制御電極領域と第１の
主電極領域との間の容量を減少させるものである。
［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。なお、以下の実施例において、第６図及び第７図
と同一構成部材については、同一符号を付する。
する。なお、以下の実施例において、第６図及び第７図
と同一構成部材については、同一符号を付する。
（実施例１）
第１図は、本発明の光電変換素子の第１実施例の受光部
の概略的平面図である。
の概略的平面図である。
第２図は、上記第１図のＢ−Ｂ ′断面図である。
両図において、１はＰ型半導体基板、２はＮ′″型埋型
埋層、３はＮ゛半導体層、４はＮ−エピタキシャル層、
５はＰ−半導体層、６はＮ゛半導体層、７はＰ゛半導体
層、８は絶縁膜、９はｐｏｌｙ−Ｓｉ電極、１０は配線
金属、１１はパッシベーション膜である。
埋層、３はＮ゛半導体層、４はＮ−エピタキシャル層、
５はＰ−半導体層、６はＮ゛半導体層、７はＰ゛半導体
層、８は絶縁膜、９はｐｏｌｙ−Ｓｉ電極、１０は配線
金属、１１はパッシベーション膜である。
Ｎ０半導体層６が信号出力側の主電極領域たるエミッタ
、Ｐ−半導体層５及びＰ゛半導体層７が制御電極領域た
るベース、Ｎ−エピタキシャル層４、Ｎ′″′″み層２
及びＮ′″′″体層３が他方の主電極領域たるコレクタ
に相当し、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタと同様な構
成となっている。
、Ｐ−半導体層５及びＰ゛半導体層７が制御電極領域た
るベース、Ｎ−エピタキシャル層４、Ｎ′″′″み層２
及びＮ′″′″体層３が他方の主電極領域たるコレクタ
に相当し、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタと同様な構
成となっている。
なお、Ｐ゛半導体層７は主としてキャリアの収集のため
に設けられるものである。
に設けられるものである。
コレクタは最高電位に保たれ、ベースはコレクタに対し
逆バイアス状態とし、ベース・コレクタ間に空乏層を形
成するように初期電位が与えられる。
逆バイアス状態とし、ベース・コレクタ間に空乏層を形
成するように初期電位が与えられる。
入射光により生成した正孔は空乏層中の電界によりベー
スに蓄積され、ベース電位を上昇させ、このベース電位
の変化分をエミッタ電位の変化分として出力する。
スに蓄積され、ベース電位を上昇させ、このベース電位
の変化分をエミッタ電位の変化分として出力する。
ここで、本実施例では、Ｐ−半導体層５は受光部中央に
形成し、このＰ−半導体層５からＰ１１半導層７を双方
向に形成するため、キャリアの収集効率が良くなる。し
たがって、第６図及び第７図に示した光電変換素子の受
光部よりもＰ４４半導層７の長さを短くすることが可能
となり、その結果、ベース・コレクタ容量が小さくなり
、高感度化が可能となる。
形成し、このＰ−半導体層５からＰ１１半導層７を双方
向に形成するため、キャリアの収集効率が良くなる。し
たがって、第６図及び第７図に示した光電変換素子の受
光部よりもＰ４４半導層７の長さを短くすることが可能
となり、その結果、ベース・コレクタ容量が小さくなり
、高感度化が可能となる。
（実施例２）
第３図は、本発明の光電変換素子の第２の実施例の受光
部の概略的平面図である。
部の概略的平面図である。
同図に示すように、本実施例では、エミッタたるＮ′″
半導体層６、ベースの一部たるＰ−半導体層５、コレク
タの一部たるＮ４半導体層３及びＮ−エピタキシャル層
４が同心円状となるように構成されており、光生成キャ
リアを効率良く収集することができる。
半導体層６、ベースの一部たるＰ−半導体層５、コレク
タの一部たるＮ４半導体層３及びＮ−エピタキシャル層
４が同心円状となるように構成されており、光生成キャ
リアを効率良く収集することができる。
Ｐ４４半導層７は、Ｐ−半導体層５から数本形成され、
キャリアの収集、効果を高めている。
キャリアの収集、効果を高めている。
（実施例３）
第４図は、本発明の光電変換素子の第３の実施例の受光
部の概略的平面図である。
部の概略的平面図である。
同図において、本実施例では、エミッタたるＮ゛半導体
層６、ベースの一部たるＰ−半導体層５、コレクタの一
部たるＮ′″半導体層３及びＮ−エピタキシャル層４が
正方形となるように構成されている。Ｐ４４半導層７は
Ｐ−半導体層の角の部分に４つ設けられている。
層６、ベースの一部たるＰ−半導体層５、コレクタの一
部たるＮ′″半導体層３及びＮ−エピタキシャル層４が
正方形となるように構成されている。Ｐ４４半導層７は
Ｐ−半導体層の角の部分に４つ設けられている。
受光面積が拡大しても、Ｐ′″半導体層７の長さを長く
することにより、Ｐ−半導体層５の面積を拡大しな（も
、キャリア収集が可能となる。
することにより、Ｐ−半導体層５の面積を拡大しな（も
、キャリア収集が可能となる。
第５図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。
図である。
同図において、光センサがエリア状に配列された撮像素
子２０１は、垂直走査部２０２及び水平走査部２０３に
よってテレビジョン走査が行なわれる。
子２０１は、垂直走査部２０２及び水平走査部２０３に
よってテレビジョン走査が行なわれる。
水平走査部２０３から出力された信号は、処理回路２０
４を通して標準テレビジョン信号として出力される。
４を通して標準テレビジョン信号として出力される。
垂直および水平走査部２０２及び２０３の駆動パルスφ
■νφＭ＋、φＨ！ｌ φｖｓ＋ φＶ１．φＶ２等は
ドライバ２０５によって供給される。またドライバ２０
５はコントローラ２０６によって制限される。
■νφＭ＋、φＨ！ｌ φｖｓ＋ φＶ１．φＶ２等は
ドライバ２０５によって供給される。またドライバ２０
５はコントローラ２０６によって制限される。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の光電変換素子によれば、
第１の半導体領域及び第２の主電極領域を第１の主電極
領域に配置し、第１の半導体領域から複数の第２の半導
体領域をそれぞれ異なる方向に出すことにより、生成キ
ャリアを効率良く収集できる効果がある。
第１の半導体領域及び第２の主電極領域を第１の主電極
領域に配置し、第１の半導体領域から複数の第２の半導
体領域をそれぞれ異なる方向に出すことにより、生成キ
ャリアを効率良く収集できる効果がある。
また、本発明においては、第２の半導体領域の長さは従
来よりも短かくできるため、第１の主電極領域と制御電
極領域との間の容量は小さくなり、高感度化が可能とな
る。
来よりも短かくできるため、第１の主電極領域と制御電
極領域との間の容量は小さくなり、高感度化が可能とな
る。
第１図は、本発明の光電変換素子の第１実施例の受′光
部の概略的平面図である。 第２図は、上記第１図のＢ−Ｂ ′断面図である。 第３図は、本発明の光電変換素子の第２の実施例の受光
部の概略的平面図である。 第４図は、本発明の光電変換素子の第３の実施例の受光
部の概略的平面図である。 第５図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。 第６図は、従来の光電変換素子の受光部の概略的平面図
である。 第７図は、上記第６図のＡ−Ａ ′断面図である。 １：Ｐ型半導体基板 ２：Ｎ＋埋め込み層 ３：Ｎ′″半導体層 ４：Ｎ−エピタキシャル層 ５二Ｐ−半導体層 ６：Ｎ′″半導体層 ７：Ｐ＋半導体層 ８：絶縁膜 ９ ： ｐｏｌｙ−３Ｌ電極 １０：配線金属 １１：パッシベーション膜
部の概略的平面図である。 第２図は、上記第１図のＢ−Ｂ ′断面図である。 第３図は、本発明の光電変換素子の第２の実施例の受光
部の概略的平面図である。 第４図は、本発明の光電変換素子の第３の実施例の受光
部の概略的平面図である。 第５図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。 第６図は、従来の光電変換素子の受光部の概略的平面図
である。 第７図は、上記第６図のＡ−Ａ ′断面図である。 １：Ｐ型半導体基板 ２：Ｎ＋埋め込み層 ３：Ｎ′″半導体層 ４：Ｎ−エピタキシャル層 ５二Ｐ−半導体層 ６：Ｎ′″半導体層 ７：Ｐ＋半導体層 ８：絶縁膜 ９ ： ｐｏｌｙ−３Ｌ電極 １０：配線金属 １１：パッシベーション膜
Claims (3)
- （１）第１の主電極領域と、この第１の主電極領域に形
成された制御電極領域と、この制御電極領域に蓄積され
たキャリアに対応する信号を出力する第２の主電極領域
とを有する光電変換素子において、 前記制御電極領域が、一導電型の第１の半導体領域と、
この第１の半導体領域と同一導電型で幅が狭く高導電で
あって、前記第１の半導体領域から前記第１の主電極領
域側へそれぞれ異なる方向に延長して形成された複数の
第２の半導体領域とから形成されていることを特徴とす
る光電変換素子。 - （２）前記第１の半導体領域を前記第１の主電極領域の
中央部に配置した請求項１記載の光電変換素子。 - （３）前記第１の主電極領域、前記第１の半導体領域、
前記第２の主電極領域を同心円状に設けたことを特徴と
する請求項１記載の光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207573A JPH0499072A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207573A JPH0499072A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499072A true JPH0499072A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16541992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2207573A Pending JPH0499072A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499072A (ja) |
-
1990
- 1990-08-07 JP JP2207573A patent/JPH0499072A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5510285A (en) | Method for fabricating CCD image sensors | |
| US6150704A (en) | Photoelectric conversion apparatus and image sensor | |
| JPH09199752A (ja) | 光電変換装置及び画像読取装置 | |
| US5101255A (en) | Amorphous photoelectric conversion device with avalanche | |
| JP2002237614A (ja) | 光電変換装置及びその駆動方法並びに情報処理装置 | |
| JPH07226495A (ja) | 減少されたフォトダイオード間のクロストークを有するｃｃｄ画像センサー | |
| WO2021049140A1 (ja) | 裏面入射型撮像素子 | |
| US5162885A (en) | Acoustic charge transport imager | |
| JPH0499072A (ja) | 光電変換素子 | |
| JPS59178769A (ja) | 固体撮像装置 | |
| WO2022230499A1 (ja) | 受光素子およびｘ線撮像素子ならびに電子機器 | |
| JPS5833373A (ja) | 半導体撮像装置 | |
| JP3047965B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0682817B2 (ja) | イメ−ジセンサ | |
| JP7851542B2 (ja) | 受光装置およびｘ線撮像装置ならびに電子機器 | |
| KR20000011819A (ko) | 고체촬상장치 | |
| JPH0499066A (ja) | 光電変換装置 | |
| JPH04239171A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2001085661A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH043473A (ja) | 光電変換装置 | |
| JPS6255961A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0645572A (ja) | マイクロレンズを備えた固体撮像素子 | |
| JPS633456A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3146497B2 (ja) | 受光素子アレイおよびその信号処理回路の実装構造 | |
| JPH0395976A (ja) | 光電変換素子 |