JPH0666920B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH0666920B2 JPH0666920B2 JP57164637A JP16463782A JPH0666920B2 JP H0666920 B2 JPH0666920 B2 JP H0666920B2 JP 57164637 A JP57164637 A JP 57164637A JP 16463782 A JP16463782 A JP 16463782A JP H0666920 B2 JPH0666920 B2 JP H0666920B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
- H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
- H01J29/36—Photoelectric screens; Charge-storage screens
- H01J29/39—Charge-storage screens
- H01J29/45—Charge-storage screens exhibiting internal electric effects caused by electromagnetic radiation, e.g. photoconductive screen, photodielectric screen, photovoltaic screen
- H01J29/451—Charge-storage screens exhibiting internal electric effects caused by electromagnetic radiation, e.g. photoconductive screen, photodielectric screen, photovoltaic screen with photosensitive junctions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光導電膜と走査回路基板を組みあわせた構成の
固体撮像装置の改良に関するものであり、より詳細に言
うならば、主に光導電膜の動作電圧を低下させた場合に
発生する解像度劣化を防止した撮像装置に関するもので
ある。
固体撮像装置の改良に関するものであり、より詳細に言
うならば、主に光導電膜の動作電圧を低下させた場合に
発生する解像度劣化を防止した撮像装置に関するもので
ある。
従来例の構成とその問題点 従来、信号走査機能を有する基板上に光導電膜を積層し
た構成の固体撮像装置(以下積層型固体撮像装置と呼
ぶ)においても、電源電圧の制限以外にブルーミング現
象と残像現象の抑制や走査回路の耐圧からの制限のため
に、光導電膜の動作電圧の低下は、必要不可欠となって
おり、このため、前述したp−i−n構造のa−Siや、
i層よりなるa−SiやZnxCd1−xSe−ZnyCd1−yTe
(In) などの光導電膜が用いられる。
た構成の固体撮像装置(以下積層型固体撮像装置と呼
ぶ)においても、電源電圧の制限以外にブルーミング現
象と残像現象の抑制や走査回路の耐圧からの制限のため
に、光導電膜の動作電圧の低下は、必要不可欠となって
おり、このため、前述したp−i−n構造のa−Siや、
i層よりなるa−SiやZnxCd1−xSe−ZnyCd1−yTe
(In) などの光導電膜が用いられる。
このように、撮像管ターゲットや積層型固体撮像装置に
おいては光導電膜の動作電圧の低下が強く望まれてい
る。ところが従来、光導電膜の印加電圧を下げて動作さ
せた場合、感度低下や焼きつけ現象はないにもかかわら
ず、解像度の低下が顕著であった。
おいては光導電膜の動作電圧の低下が強く望まれてい
る。ところが従来、光導電膜の印加電圧を下げて動作さ
せた場合、感度低下や焼きつけ現象はないにもかかわら
ず、解像度の低下が顕著であった。
発明の目的 本発明はこのような光導電膜の動作電圧を低下させても
解像度の劣化が生じない撮像装置を提供することを目的
とするものである。
解像度の劣化が生じない撮像装置を提供することを目的
とするものである。
発明の構成 本発明は、半導体基板に、ダイオード領域と信号走査回
路を構成する信号電荷転送段が形成され、前記ダイオー
ド領域と接し前記転送段上に絶縁膜を介して形成された
第1の電極と、前記第1の電極上に形成された光導電膜
と、前記光導電膜上に形成された第2の電極とを有し、
前記光導電膜およびダイオードに蓄積した信号電荷を前
記転送段を移動させて転送する撮像装置において、前記
光導電膜上の前記第1の電極と対向した位置に略周期的
に絶縁物あるいは前記光導電膜の膜厚をより厚くした高
抵抗層が形成され、効果的に信号電荷を絶縁物あるいは
高抵抗層の形成された光導電膜に閉じ込め、前記光導電
膜中に発生した信号電荷の隣接するダイドード領域への
流れを少なくする撮像装置を提供する。
路を構成する信号電荷転送段が形成され、前記ダイオー
ド領域と接し前記転送段上に絶縁膜を介して形成された
第1の電極と、前記第1の電極上に形成された光導電膜
と、前記光導電膜上に形成された第2の電極とを有し、
前記光導電膜およびダイオードに蓄積した信号電荷を前
記転送段を移動させて転送する撮像装置において、前記
光導電膜上の前記第1の電極と対向した位置に略周期的
に絶縁物あるいは前記光導電膜の膜厚をより厚くした高
抵抗層が形成され、効果的に信号電荷を絶縁物あるいは
高抵抗層の形成された光導電膜に閉じ込め、前記光導電
膜中に発生した信号電荷の隣接するダイドード領域への
流れを少なくする撮像装置を提供する。
実施例の説明 次に本発明にかかる実施例を図面にもとずいて説明す
る。
る。
第1図は、信号走査回路にCCDが用いられた積層型固体
撮像装置の1セルを複数個形成した場合の平面図であ
り、第2図は第1図に示された固体撮像装置のA−B方
向の断面構造を示した図である。第3図は、第1図に示
された固体撮像装置の駆動パルス波形である。
撮像装置の1セルを複数個形成した場合の平面図であ
り、第2図は第1図に示された固体撮像装置のA−B方
向の断面構造を示した図である。第3図は、第1図に示
された固体撮像装置の駆動パルス波形である。
第1図および第2図に示された固体撮像装置の動作をま
ず説明する。時間t1において信号読み込みパルスが印加
されると、光導電膜およびダイオードに蓄積していた信
号電荷は、CCD転送段12a,12bに移動し、ダイオード11a
〜11cおよび光導電膜は、ある値まで充電される。透明
電極に印加されるパルスは、転送パルスで信号電荷が転
送段に移動することを阻止するためのもので、リセット
期間以外のダイオード電位を、容量結合により、高い電
位に保つ働きをする。転送段に移動した電荷は、その
後、15.75KHzの周波数で転送される。第1図の構成の場
合、電荷転送段には、電位阻止領域30a〜30dと、蓄積領
域31a〜31cが設けてあり、2相駆動で転送可能である。
ダイオードおよび光導電膜は1フレーム(33.3ms)光信
号を蓄積した後、再び充電される。以上がフィールドA
の信号読み込み動作であり、フィールドBは、1フィー
ルド期間(16.67ms)の後、フィールドAと同様にリセ
ットされる。
ず説明する。時間t1において信号読み込みパルスが印加
されると、光導電膜およびダイオードに蓄積していた信
号電荷は、CCD転送段12a,12bに移動し、ダイオード11a
〜11cおよび光導電膜は、ある値まで充電される。透明
電極に印加されるパルスは、転送パルスで信号電荷が転
送段に移動することを阻止するためのもので、リセット
期間以外のダイオード電位を、容量結合により、高い電
位に保つ働きをする。転送段に移動した電荷は、その
後、15.75KHzの周波数で転送される。第1図の構成の場
合、電荷転送段には、電位阻止領域30a〜30dと、蓄積領
域31a〜31cが設けてあり、2相駆動で転送可能である。
ダイオードおよび光導電膜は1フレーム(33.3ms)光信
号を蓄積した後、再び充電される。以上がフィールドA
の信号読み込み動作であり、フィールドBは、1フィー
ルド期間(16.67ms)の後、フィールドAと同様にリセ
ットされる。
以上が第1図に示された固体撮像装置の動作の説明であ
る。次に、上述した固体撮像装置の製造方法を説明す
る。
る。次に、上述した固体撮像装置の製造方法を説明す
る。
p型半導体基板10にn+領域を形成してダイオード11とす
る。12はCCD転送段を構成するn−ウェルであり、上記
ダイオード11とゲート酸化膜13とゲート電極14とで、MO
SFETを構成している。15は光導電膜16の一方の電極であ
り、ダイオード11の一部を除いて信号走査回路とは、り
ん硅酸ガラス等の低融点ガラス17で絶縁されている。光
導電膜16は、a−Si:Hからなりグロー放電あるいはスパ
ッタリング蒸着によりn−i−p構造またはi層単層構
造で形成されるが、n−i−p構造またはi層単層構造
のいずれの場合も、炭素または窒素または酸素とSiとの
化合物とすることもある。電極15上の光導電膜16上の電
極15と対向した位置には後述する絶縁体層のある部分が
略周期的に形成され、光導電膜16上の一部領域には、数
十Åから数百ÅのSiO2からなる絶縁体層18が形成され、
光導電膜16と絶縁膜18上にスパッタリング蒸着によりIn
2O3(Sn)が形成され透明電極19とし、光20は透明電極1
9側から入射される。
る。12はCCD転送段を構成するn−ウェルであり、上記
ダイオード11とゲート酸化膜13とゲート電極14とで、MO
SFETを構成している。15は光導電膜16の一方の電極であ
り、ダイオード11の一部を除いて信号走査回路とは、り
ん硅酸ガラス等の低融点ガラス17で絶縁されている。光
導電膜16は、a−Si:Hからなりグロー放電あるいはスパ
ッタリング蒸着によりn−i−p構造またはi層単層構
造で形成されるが、n−i−p構造またはi層単層構造
のいずれの場合も、炭素または窒素または酸素とSiとの
化合物とすることもある。電極15上の光導電膜16上の電
極15と対向した位置には後述する絶縁体層のある部分が
略周期的に形成され、光導電膜16上の一部領域には、数
十Åから数百ÅのSiO2からなる絶縁体層18が形成され、
光導電膜16と絶縁膜18上にスパッタリング蒸着によりIn
2O3(Sn)が形成され透明電極19とし、光20は透明電極1
9側から入射される。
上記のように構成した積層型固体撮像装置の光導電膜中
の光入射により生成したキャリアの挙動を第4図を用い
て説明する。なかでも本実施例の場合信号電荷は電子で
あるから主に電子の挙動を説明する。第4図は、簡単の
ために光導電膜16はi層単層の場合について1セルの縦
方向の模式的なバンドモデル図である。第4図(a)は
暗状態で光導電膜にバイアスが印加されたときを表わし
ており、前述した絶縁体層18のある部分(以後領域Aと
呼ぶ)を実線により、絶縁体層18のない部分(以後領域
Bと呼ぶ)を点線により示している。第4図(b)はA
領域とB領域の関係を示した平面図である。この図から
明らかなように、絶縁層の介在により領域Aのポテンシ
ャルは領域Bよりも低く設定される。光入射がある場合
には電極15上以外でかつ領域Bで生成した電荷は、電界
によりi層と低融点ガラスからなる絶縁体層17の界面に
到達する。これらの電荷の一部は光導電膜16と低融点ガ
ラス17の界面準位などにトラップされ、この界面のポテ
ンシャルをおし上げる。その結果第4図(c)に示すよ
うに領域Bをはさまれる関係にある二つの領域Aは光導
電膜の膜厚方向全体にわたって、領域Bにより形成され
る電位障壁によって分離される。
の光入射により生成したキャリアの挙動を第4図を用い
て説明する。なかでも本実施例の場合信号電荷は電子で
あるから主に電子の挙動を説明する。第4図は、簡単の
ために光導電膜16はi層単層の場合について1セルの縦
方向の模式的なバンドモデル図である。第4図(a)は
暗状態で光導電膜にバイアスが印加されたときを表わし
ており、前述した絶縁体層18のある部分(以後領域Aと
呼ぶ)を実線により、絶縁体層18のない部分(以後領域
Bと呼ぶ)を点線により示している。第4図(b)はA
領域とB領域の関係を示した平面図である。この図から
明らかなように、絶縁層の介在により領域Aのポテンシ
ャルは領域Bよりも低く設定される。光入射がある場合
には電極15上以外でかつ領域Bで生成した電荷は、電界
によりi層と低融点ガラスからなる絶縁体層17の界面に
到達する。これらの電荷の一部は光導電膜16と低融点ガ
ラス17の界面準位などにトラップされ、この界面のポテ
ンシャルをおし上げる。その結果第4図(c)に示すよ
うに領域Bをはさまれる関係にある二つの領域Aは光導
電膜の膜厚方向全体にわたって、領域Bにより形成され
る電位障壁によって分離される。
第4図(d)は、絶縁体層18のない従来の固体撮像装置
の場合について示したもので、i層と絶縁体層17の界面
近くには電位障壁が存在するが、透明電極19の光電変換
作用にとり最も重要な領域での電位障壁は非常に小さ
い。第4図(c)および(d)の状態をよりわかりやす
く説明するために、光導電膜16の横方向の電位分布を示
したものが第5図であり、第5図(a)は本実施例の場
合を、第5図(b)は従来例を示したものである。第5
図(a)より、本発明を用いると効果的に信号電荷を領
域Aに閉じ込めることが可能であり、横方向すなわち隣
接するダイオード領域への電荷40の流れが少なくなり、
解像度を劣化させることがない効果が得られることがわ
かる。また電子40は領域Aの中を正孔41は領域Bの中を
流れる確率が増える。このため電子と正孔の再結合確率
が減少し、光導電膜の動作電圧をより低下させることが
可能となる。
の場合について示したもので、i層と絶縁体層17の界面
近くには電位障壁が存在するが、透明電極19の光電変換
作用にとり最も重要な領域での電位障壁は非常に小さ
い。第4図(c)および(d)の状態をよりわかりやす
く説明するために、光導電膜16の横方向の電位分布を示
したものが第5図であり、第5図(a)は本実施例の場
合を、第5図(b)は従来例を示したものである。第5
図(a)より、本発明を用いると効果的に信号電荷を領
域Aに閉じ込めることが可能であり、横方向すなわち隣
接するダイオード領域への電荷40の流れが少なくなり、
解像度を劣化させることがない効果が得られることがわ
かる。また電子40は領域Aの中を正孔41は領域Bの中を
流れる確率が増える。このため電子と正孔の再結合確率
が減少し、光導電膜の動作電圧をより低下させることが
可能となる。
上述した実施例では、光導電膜16としてa−Siのi層単
層としたが、n−i−pの順に下から積層された構造の
a−Siを用いても全く同様な効果が得られる。
層としたが、n−i−pの順に下から積層された構造の
a−Siを用いても全く同様な効果が得られる。
n−i−p構造で、p層を炭素あるいは窒素あるいは酸
素とシリコンとの化合物とし高抵抗層とした場合、A領
域の部分の膜厚をB領域部分の膜厚よりも厚くし、前述
の実施例と同様第4図(a),(b),(c)の動作を
行わせることが可能となる。すなわち、p層の膜厚の厚
い部分の抵抗は薄い部分よりも高くなり、A領域とB領
域を形成することができる。第6図を用いてさらに説明
する。
素とシリコンとの化合物とし高抵抗層とした場合、A領
域の部分の膜厚をB領域部分の膜厚よりも厚くし、前述
の実施例と同様第4図(a),(b),(c)の動作を
行わせることが可能となる。すなわち、p層の膜厚の厚
い部分の抵抗は薄い部分よりも高くなり、A領域とB領
域を形成することができる。第6図を用いてさらに説明
する。
第6図は第4図と同様なバンドモデル図であり、第4図
(b)の実線で示したA領域(p層の厚い部分)は信号
電荷閉じ込め領域であり、B領域はp層の膜厚のより薄
い部分である。
(b)の実線で示したA領域(p層の厚い部分)は信号
電荷閉じ込め領域であり、B領域はp層の膜厚のより薄
い部分である。
ここで、透明電極19側の電位はAおよびB領域で同一で
あるから、第6図で点線で示すように、より高抵抗のA
領域部分の光導電膜には絶縁物を形成した場合と同様な
電位障壁が形成される。上述した光導膜の膜厚を部分的
に変える構成は、i層単層の光導電膜でも可能である
が、この場合にはA領域とB領域の膜厚差をn−i−p
構造に比べ十分大きくしなければ、効果的な電位障壁が
形成されにくい。
あるから、第6図で点線で示すように、より高抵抗のA
領域部分の光導電膜には絶縁物を形成した場合と同様な
電位障壁が形成される。上述した光導膜の膜厚を部分的
に変える構成は、i層単層の光導電膜でも可能である
が、この場合にはA領域とB領域の膜厚差をn−i−p
構造に比べ十分大きくしなければ、効果的な電位障壁が
形成されにくい。
ところで、絶縁物あるいは高抵抗層を光導電膜上に形成
する方法は、他の動作電圧の低い光導電膜、例えばZnx
Cd1−xSe−ZnyCdyTe(In) に適用しても同様な効果が得られる。また、第2図に示
された実施例では、1絵素に一つのA領域とその周辺に
存在するB領域の場合を示しているが1絵素領域内に複
数の独立したA領域が存在しても良く、位置あわせ等の
必要性は特にない。
する方法は、他の動作電圧の低い光導電膜、例えばZnx
Cd1−xSe−ZnyCdyTe(In) に適用しても同様な効果が得られる。また、第2図に示
された実施例では、1絵素に一つのA領域とその周辺に
存在するB領域の場合を示しているが1絵素領域内に複
数の独立したA領域が存在しても良く、位置あわせ等の
必要性は特にない。
以上述べた実施例においては、光導電膜と走査回路を組
みあわせた固体撮像装置の中でも、特に走査回路として
CCDを用いた構成の固体撮像装置について記したが、本
発明は光導電膜部分についてのものであるから、走査回
路としてBBDやMOSアドレス機能を有するものを用いても
同様な効果が得られることは言うまでもない。
みあわせた固体撮像装置の中でも、特に走査回路として
CCDを用いた構成の固体撮像装置について記したが、本
発明は光導電膜部分についてのものであるから、走査回
路としてBBDやMOSアドレス機能を有するものを用いても
同様な効果が得られることは言うまでもない。
発明の効果 本発明の撮像装置は光導電膜の動作電圧を低下させた場
合に生ずる解像度の劣化が防止可能であり、その産業上
の意義は極めて大きい。
合に生ずる解像度の劣化が防止可能であり、その産業上
の意義は極めて大きい。
第1図は走査回路がCCDで形成された光導電膜を積層し
た構成の固体撮像装置の複数単位を平す平面図、第2図
は、第1図に示された固体撮像装置の1絵素の断面図、
第3図(a)〜(c)は第1図に示された固体撮像装置
を駆動するためのパルス波形図、第4図(a)〜
(d),第5図(a)、(b),および第6図は、本発
明の実施例を説明するための図である。 10……p型半導体基板、11……ダイオード、12……nウ
ェル、13……ゲート酸化膜、14……ゲート電極、15……
電極、16……光導電膜、17……りん硅酸ガラス、18……
高抵抗層、19……透明電極、20……入射光。
た構成の固体撮像装置の複数単位を平す平面図、第2図
は、第1図に示された固体撮像装置の1絵素の断面図、
第3図(a)〜(c)は第1図に示された固体撮像装置
を駆動するためのパルス波形図、第4図(a)〜
(d),第5図(a)、(b),および第6図は、本発
明の実施例を説明するための図である。 10……p型半導体基板、11……ダイオード、12……nウ
ェル、13……ゲート酸化膜、14……ゲート電極、15……
電極、16……光導電膜、17……りん硅酸ガラス、18……
高抵抗層、19……透明電極、20……入射光。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近村 隆夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 矢野 航作 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 太田 善夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤原 慎司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−27772(JP,A) 特公 昭50−6286(JP,B1)
Claims (1)
- 【請求項1】半導体基板に、ダイオード領域と信号走査
回路を構成する信号電荷転送段が形成され、前記ダイオ
ード領域と接し前記転送段上に絶縁膜を介して形成され
た第1の電極と、前記第1の電極上に形成された光導電
膜と、前記光導電膜上に形成された第2の電極とを有
し、前記光導電膜およびダイオードに蓄積した信号電荷
を前記転送段を移動させて転送する撮像装置において、
前記光導電膜上の前記第1の電極と対向した位置に略周
期的に絶縁物あるいは前記光導電膜の膜厚をより厚くし
た高抵抗層が形成され、前記光導電膜中に発生した信号
電荷の隣接する前記ダイオード領域への流れを少なくす
ることを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57164637A JPH0666920B2 (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57164637A JPH0666920B2 (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5954146A JPS5954146A (ja) | 1984-03-28 |
| JPH0666920B2 true JPH0666920B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=15796972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57164637A Expired - Lifetime JPH0666920B2 (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666920B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8994591B2 (en) | 1996-09-09 | 2015-03-31 | Tracbeam Llc | Locating a mobile station and applications therefor |
| US9060341B2 (en) | 1996-09-09 | 2015-06-16 | Tracbeam, Llc | System and method for hybriding wireless location techniques |
| US9134398B2 (en) | 1996-09-09 | 2015-09-15 | Tracbeam Llc | Wireless location using network centric location estimators |
| US9538493B2 (en) | 2010-08-23 | 2017-01-03 | Finetrak, Llc | Locating a mobile station and applications therefor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4994405A (en) * | 1989-11-21 | 1991-02-19 | Eastman Kodak Company | Area image sensor with transparent electrodes |
-
1982
- 1982-09-20 JP JP57164637A patent/JPH0666920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8994591B2 (en) | 1996-09-09 | 2015-03-31 | Tracbeam Llc | Locating a mobile station and applications therefor |
| US9060341B2 (en) | 1996-09-09 | 2015-06-16 | Tracbeam, Llc | System and method for hybriding wireless location techniques |
| US9134398B2 (en) | 1996-09-09 | 2015-09-15 | Tracbeam Llc | Wireless location using network centric location estimators |
| US9237543B2 (en) | 1996-09-09 | 2016-01-12 | Tracbeam, Llc | Wireless location using signal fingerprinting and other location estimators |
| US9277525B2 (en) | 1996-09-09 | 2016-03-01 | Tracbeam, Llc | Wireless location using location estimators |
| US9538493B2 (en) | 2010-08-23 | 2017-01-03 | Finetrak, Llc | Locating a mobile station and applications therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5954146A (ja) | 1984-03-28 |
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