JPH065721B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH065721B2 JPH065721B2 JP60259015A JP25901585A JPH065721B2 JP H065721 B2 JPH065721 B2 JP H065721B2 JP 60259015 A JP60259015 A JP 60259015A JP 25901585 A JP25901585 A JP 25901585A JP H065721 B2 JPH065721 B2 JP H065721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dark current
- cell
- light receiving
- solid
- photoelectric conversion
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
- 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
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は固体撮像素子に関する。
(ロ)従来の技術 一般に固体撮像素子としては、1984年12月17日発行の日
経エレクトロニクスの記事「家庭用ビデオ・カメラの要
求にこたえ、活発な動きを見せる固体撮像素子と撮像
管」に詳しく紹介されているように、ＭＯＳ型、あるい
はフレームトランスファー方式のＣＣＤ型及びインター
ライン方式のＣＣＤ型が存在しており、いずれの場合に
もシリコン基板からなる半導体構成である為に、光検知
電流成分に対して、暗電流成分ノイズが混入する不都合
がある。
経エレクトロニクスの記事「家庭用ビデオ・カメラの要
求にこたえ、活発な動きを見せる固体撮像素子と撮像
管」に詳しく紹介されているように、ＭＯＳ型、あるい
はフレームトランスファー方式のＣＣＤ型及びインター
ライン方式のＣＣＤ型が存在しており、いずれの場合に
もシリコン基板からなる半導体構成である為に、光検知
電流成分に対して、暗電流成分ノイズが混入する不都合
がある。
従って、従来の斯る素子では、第５図に模式的に示す如
く、例えば行列配置された光電変換セルＡ、Ａ、Ａ、…
の内特定の一列を除いたセルＡ、Ａ…を撮像光の受光部
ＩＭとして用い、その特定の一列のセルＡ…を遮光して
暗電流検知部ＯＰＢとして使用していた。即ち、受光部
ＩＭからの暗電流成分ノイズを含む画像信号から暗電流
検知部ＯＰＢからの暗電流成分を差し引いてノイズのな
い真の画像信号を得ようとしていた。
く、例えば行列配置された光電変換セルＡ、Ａ、Ａ、…
の内特定の一列を除いたセルＡ、Ａ…を撮像光の受光部
ＩＭとして用い、その特定の一列のセルＡ…を遮光して
暗電流検知部ＯＰＢとして使用していた。即ち、受光部
ＩＭからの暗電流成分ノイズを含む画像信号から暗電流
検知部ＯＰＢからの暗電流成分を差し引いてノイズのな
い真の画像信号を得ようとしていた。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、通常暗電流検知部ＯＰＢは半導体基板に
構成された受光部ＩＭと同一構造の光電変換セルＡに対
して、その上面にアルミニウムからなる遮光膜が被着さ
れたものであるので、この金属遮光膜の影響で受光部Ｉ
Ｍの光電変換セルＡと暗電流検知部ＯＰＢのそれＡとの
間で暗電流の値が異なってしまう不都合があった。即
ち、これ等両者の暗電流値を相殺しても真の画像信号を
得ることができないのである。
構成された受光部ＩＭと同一構造の光電変換セルＡに対
して、その上面にアルミニウムからなる遮光膜が被着さ
れたものであるので、この金属遮光膜の影響で受光部Ｉ
Ｍの光電変換セルＡと暗電流検知部ＯＰＢのそれＡとの
間で暗電流の値が異なってしまう不都合があった。即
ち、これ等両者の暗電流値を相殺しても真の画像信号を
得ることができないのである。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明の固体撮像素子は、暗電流検知部のセル構造を受
光部のセル構造と異ならせて、両者での発生暗電流値を
一致せしめるものである。
光部のセル構造と異ならせて、両者での発生暗電流値を
一致せしめるものである。
(ホ)作用 本発明の固体撮像素子によれば、セル構造の変更によっ
て、暗電流検知部の界面準位、バルク準位等を受光部の
それに等しく設定でき、この結果は両者の暗電流値を一
致せしめる事ができる。
て、暗電流検知部の界面準位、バルク準位等を受光部の
それに等しく設定でき、この結果は両者の暗電流値を一
致せしめる事ができる。
(ヘ)実施例 第１図は本発明の固体撮像素子の一実施例の模式図を示
している。同図の素子が第５図の従来素子と異なる所は
暗電流検知部ＯＰＢのセルＡ′…の構造を受光部ＩＭの
セルＡ、Ａ、Ａ…の構造と異ならしめたものであり、そ
の対比例を第２図、第３図、及び第４図に夫々示してい
る。
している。同図の素子が第５図の従来素子と異なる所は
暗電流検知部ＯＰＢのセルＡ′…の構造を受光部ＩＭの
セルＡ、Ａ、Ａ…の構造と異ならしめたものであり、そ
の対比例を第２図、第３図、及び第４図に夫々示してい
る。
第２図の場合、インターライン方式のＣＣＤ型、ＭＯＳ
型、チャージスウィーブ型に対応しており、同図(ａ)は
受光部ＩＭのセルＡ、同図(ｂ)は暗電流検知部ＯＰＢの
セルＡ′を夫々示している。チャンネルストップＣＳと
トランスファーゲートＴＧとで囲まれたフォトダイオー
ドＰＤからなる同図(ａ)のセルＡに比べて、同様のフォ
トダイオードＰＤからなる同図(ｂ)のセルＡ′の面積が
大きくなっている。これ等両者の横方向のセルＡ、Ａ′
のピッチが同一である為に、ＣＣＤチャンネルＣＨの巾
が同図(ｂ)の方が小さくなるが、暗電流は光検知電流の
１／40程度となるので、何ら問題はない。
型、チャージスウィーブ型に対応しており、同図(ａ)は
受光部ＩＭのセルＡ、同図(ｂ)は暗電流検知部ＯＰＢの
セルＡ′を夫々示している。チャンネルストップＣＳと
トランスファーゲートＴＧとで囲まれたフォトダイオー
ドＰＤからなる同図(ａ)のセルＡに比べて、同様のフォ
トダイオードＰＤからなる同図(ｂ)のセルＡ′の面積が
大きくなっている。これ等両者の横方向のセルＡ、Ａ′
のピッチが同一である為に、ＣＣＤチャンネルＣＨの巾
が同図(ｂ)の方が小さくなるが、暗電流は光検知電流の
１／40程度となるので、何ら問題はない。
第３図の場合、フレームトランスファー方式のＣＣＤ型
に対応しており、同図(ａ)は受光部ＩＭのセルＡ、同図
(ｂ)は暗電流検知部ＯＰＢのセルＡ′を夫々示してい
る。チャンネルストップＣＳで区画され、第１層ゲート
ＦＧと第２層ゲートＳＧと開口窓Ｓとからなる同図(ａ)
のセルＡに比べて同様の同図(ｂ)のセルＡ′の実質的な
面積、即ち第２層ゲートＳＧの面積が大きくなってい
る。
に対応しており、同図(ａ)は受光部ＩＭのセルＡ、同図
(ｂ)は暗電流検知部ＯＰＢのセルＡ′を夫々示してい
る。チャンネルストップＣＳで区画され、第１層ゲート
ＦＧと第２層ゲートＳＧと開口窓Ｓとからなる同図(ａ)
のセルＡに比べて同様の同図(ｂ)のセルＡ′の実質的な
面積、即ち第２層ゲートＳＧの面積が大きくなってい
る。
第４図の場合もフレームトランスファー方式のＣＣＤ型
に対応しており、同図(ａ)はオーバーフロードレインＯ
Ｆを備える受光部ＩＭのセルＡ、同図(ｂ)はオーバーフ
ローゲートＯＧとオーバーフロードレインＯＦを備える
必要のない暗電流検知部ＯＰＢのセルＡ′を示してお
り、同図(ａ)のセルＡに比べて同図(ｂ)のセルＡ′はオ
ーバーフローゲートＯＧ並びにオーバーフロードレイン
ＯＦを設けない分だけ面積が増大している。
に対応しており、同図(ａ)はオーバーフロードレインＯ
Ｆを備える受光部ＩＭのセルＡ、同図(ｂ)はオーバーフ
ローゲートＯＧとオーバーフロードレインＯＦを備える
必要のない暗電流検知部ＯＰＢのセルＡ′を示してお
り、同図(ａ)のセルＡに比べて同図(ｂ)のセルＡ′はオ
ーバーフローゲートＯＧ並びにオーバーフロードレイン
ＯＦを設けない分だけ面積が増大している。
ここで、暗電流検知部ＯＰＢと受光部ＩＭでの各セル
Ａ、Ａ′に於ける暗電流値が異なる理由を検討すると次
の通りである。
Ａ、Ａ′に於ける暗電流値が異なる理由を検討すると次
の通りである。
この現象は通常アルニール(Alnneal)効果と称され、半
導体素子上のアルミニウム膜の存在により、コンタクト
結合時等のアニール処理の際にアルミニウム膜付近のＨ
２Ｏ分子が分解され、アルミニウムは酸素と反応する。
この事は、水素原子が半導体素子の例えばＳｉ−ＳｉＯ
２界面のダングリングボンドを埋める事が原因と解釈さ
れている。
導体素子上のアルミニウム膜の存在により、コンタクト
結合時等のアニール処理の際にアルミニウム膜付近のＨ
２Ｏ分子が分解され、アルミニウムは酸素と反応する。
この事は、水素原子が半導体素子の例えばＳｉ−ＳｉＯ
２界面のダングリングボンドを埋める事が原因と解釈さ
れている。
従って、アルミニウム膜が被着された暗電流検知部ＯＰ
ＢのセルＡ′では、受光部ＩＭのセルＡより界面準位密
度が小さくなる。従って、例えばセルＡ′の界面準位密
度が７×109／cm2eVであって、セルＡのそれが９×109
／cm2eVであるなら、上述の第２図のフォトダイオード
ＰＤの面積、第３図及び第４図の電荷蓄積にかかわるゲ
ートＳＧの面積について、セルＡとセルＡ′の比率を
７：９の割合に設定される。この結果、セルＡとセル
Ａ′とで発生する暗電流値は等しくなり、もちろんこの
暗電流の温度特性も一致し、斯る固体撮像素子の画像信
号に於ける暗電流成分の補正が正確に行なわれる。
ＢのセルＡ′では、受光部ＩＭのセルＡより界面準位密
度が小さくなる。従って、例えばセルＡ′の界面準位密
度が７×109／cm2eVであって、セルＡのそれが９×109
／cm2eVであるなら、上述の第２図のフォトダイオード
ＰＤの面積、第３図及び第４図の電荷蓄積にかかわるゲ
ートＳＧの面積について、セルＡとセルＡ′の比率を
７：９の割合に設定される。この結果、セルＡとセル
Ａ′とで発生する暗電流値は等しくなり、もちろんこの
暗電流の温度特性も一致し、斯る固体撮像素子の画像信
号に於ける暗電流成分の補正が正確に行なわれる。
（ト）発明の効果 本発明の固体撮像素子は、以上の説明から明らかな如
く、暗電流検知部と受光部との夫々のセルの構造を異な
らしめて、両者の暗電流値を一致せしめるものであるの
で、受光部からの暗電流成分ノイズを含む画像信号から
暗電流検知部からの暗電流値を差し引く事により、暗電
流成分ノイズが完全に除去された真の画像信号を得る事
ができる。従って、本発明素子を用いれば、良質の再生
画像を得る事が可能となる。
く、暗電流検知部と受光部との夫々のセルの構造を異な
らしめて、両者の暗電流値を一致せしめるものであるの
で、受光部からの暗電流成分ノイズを含む画像信号から
暗電流検知部からの暗電流値を差し引く事により、暗電
流成分ノイズが完全に除去された真の画像信号を得る事
ができる。従って、本発明素子を用いれば、良質の再生
画像を得る事が可能となる。
第１図は本発明の固体撮像素子の一実施例を示す模式
図、第２図(ａ)(ｂ)、第３図(ａ)(ｂ)、及び第４図(ａ)
(ｂ)は夫々異なる本発明素子の要部の対比模式図、第５
図は従来素子を示す模式図である。 Ａ、Ａ′…セル、ＩＭ…受光部、ＯＰＢ…暗電流検知
部、ＣＳ…チャンネルストップ、ＰＤ…フォトダイオー
ド、ＣＨ…ＣＣＤチャンネル、ＴＧ…トランスファーゲ
ート、ＯＧ…オーバーフローゲート、ＯＦ…オーバーフ
ロードレイン、Ｓ…開口窓、ＦＧ…第１層ゲート、ＳＧ
…第２層ゲート。
図、第２図(ａ)(ｂ)、第３図(ａ)(ｂ)、及び第４図(ａ)
(ｂ)は夫々異なる本発明素子の要部の対比模式図、第５
図は従来素子を示す模式図である。 Ａ、Ａ′…セル、ＩＭ…受光部、ＯＰＢ…暗電流検知
部、ＣＳ…チャンネルストップ、ＰＤ…フォトダイオー
ド、ＣＨ…ＣＣＤチャンネル、ＴＧ…トランスファーゲ
ート、ＯＧ…オーバーフローゲート、ＯＦ…オーバーフ
ロードレイン、Ｓ…開口窓、ＦＧ…第１層ゲート、ＳＧ
…第２層ゲート。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の光電変換セルを備え、大多数の光電
交換セルを受光部として用いると共に、その他の特定数
の光電変換セル上に金属被膜を被着せしめて暗電流検知
部となした半導体構成の固体撮像素子に於いて、上記暗
電流検知部の光電変換セルで電荷蓄積を成す部分の面積
を上記受光部の光電変換セルで電荷蓄積を成す部分の面
積より広くし、暗電流検知部での発生暗電流値と受光部
での発生暗電流値とを一致せしめた事を特徴とする固体
撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259015A JPH065721B2 (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259015A JPH065721B2 (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62118574A JPS62118574A (ja) | 1987-05-29 |
| JPH065721B2 true JPH065721B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=17328161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60259015A Expired - Lifetime JPH065721B2 (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065721B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4311419B2 (ja) | 2006-08-02 | 2009-08-12 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP5088341B2 (ja) * | 2009-03-23 | 2012-12-05 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5164823A (ja) * | 1974-12-03 | 1976-06-04 | Nippon Electric Co | |
| JPS5928389A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信回路 |
-
1985
- 1985-11-19 JP JP60259015A patent/JPH065721B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62118574A (ja) | 1987-05-29 |
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