JPS586165A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS586165A JPS586165A JP56104886A JP10488681A JPS586165A JP S586165 A JPS586165 A JP S586165A JP 56104886 A JP56104886 A JP 56104886A JP 10488681 A JP10488681 A JP 10488681A JP S586165 A JPS586165 A JP S586165A
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- JP
- Japan
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- electrode
- amorphous silicon
- state imaging
- imaging device
- solid
- Prior art date
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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
- 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
- H10F30/22—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 one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/223—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 one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PIN barrier
- H10F30/2235—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 one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PIN barrier the devices comprising Group IV amorphous materials
-
- 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
- H10F39/191—Photoconductor image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up 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】
本発明は、固体撮像装置に関するものであり、更に詳し
くは走査回路上に光検出部を設けた積層型固体撮像装置
に関するものである。
くは走査回路上に光検出部を設けた積層型固体撮像装置
に関するものである。
従来の固体撮像装置は、マトリックス状に配置されたフ
ォトダイオードの如き光検出部と、更にこの光検出部で
検出された信号を順次選択する走査回路とから構成され
ている。
ォトダイオードの如き光検出部と、更にこの光検出部で
検出された信号を順次選択する走査回路とから構成され
ている。
例えば光検出部のマトリックスとＸＹ定走査ための電界
効果、トランジスタ回路を組合せたもの（以下ＸＹマト
リックス型という。例えば特公昭４５−３０７６８号公
報に記載されている。）、同じく光検出部のマトリック
スとバケットブリゲートデバイス（ＢＢＤ ） 、チャ
ージカップルドデバイス（ＣＩＣＤ）あるいは呼び水転
送（ＯＦＴ ’）型電荷転送部を組合せたもの（これら
は、例えば特開昭４６−１２２１号、同４７−２６０９
１号公報及び「電子材料」誌、１９８０年３月号、第６
頁以降に記載されている。）などがある。しかしながら
、これら公知の固体撮像装置においては光検出部とこの
光検出部で検出した信号を順次選択する回路（上記ＸＹ
マトリックス回路１電荷転送回路及びこれらの回路に電
荷を送り込むスイッチ素子としての電界効果トランジス
タなどを包含する）とが同一平面上に二次元的に配置さ
れているので装置の単位面積当りの光利用効率が極めて
低いという欠点があった。
効果、トランジスタ回路を組合せたもの（以下ＸＹマト
リックス型という。例えば特公昭４５−３０７６８号公
報に記載されている。）、同じく光検出部のマトリック
スとバケットブリゲートデバイス（ＢＢＤ ） 、チャ
ージカップルドデバイス（ＣＩＣＤ）あるいは呼び水転
送（ＯＦＴ ’）型電荷転送部を組合せたもの（これら
は、例えば特開昭４６−１２２１号、同４７−２６０９
１号公報及び「電子材料」誌、１９８０年３月号、第６
頁以降に記載されている。）などがある。しかしながら
、これら公知の固体撮像装置においては光検出部とこの
光検出部で検出した信号を順次選択する回路（上記ＸＹ
マトリックス回路１電荷転送回路及びこれらの回路に電
荷を送り込むスイッチ素子としての電界効果トランジス
タなどを包含する）とが同一平面上に二次元的に配置さ
れているので装置の単位面積当りの光利用効率が極めて
低いという欠点があった。
近年に至り、上記の固体撮像装置の光検出部に代えて光
導電体を上記走査回路に積層して多層構造とすることに
よって光利用効率を高めたものが開発されている。例え
ば電界効果型トランジスターを用いたＸＹマトリックス
型の走査回路の上に光導電体を積層した固体撮像装置が
特開昭４９−９１１１６号公報に、あるいＩｆｉＢＢＤ
型、ＣＣＤ型の走査回路の上にｎ−ｗ族化合物半導体の
へテロ接合を用いた多結晶蒸着膜を設けな固体撮像装置
が特開昭５５−２７７７２号公報にそれぞれ示されてい
る。
導電体を上記走査回路に積層して多層構造とすることに
よって光利用効率を高めたものが開発されている。例え
ば電界効果型トランジスターを用いたＸＹマトリックス
型の走査回路の上に光導電体を積層した固体撮像装置が
特開昭４９−９１１１６号公報に、あるいＩｆｉＢＢＤ
型、ＣＣＤ型の走査回路の上にｎ−ｗ族化合物半導体の
へテロ接合を用いた多結晶蒸着膜を設けな固体撮像装置
が特開昭５５−２７７７２号公報にそれぞれ示されてい
る。
他方、太陽電池あるいは電子写真感光体用の半導体とし
て非晶質シリコンの利用の試みが積極的に行なわれてい
る。ここで言う非晶質シリコン膜とは原子配列が周期性
をもたないもので原子配列において長周期をもつ結晶シ
リコンとは異なっている。従って従来の非晶質シリコン
はこの周期性をもたないことに起因する構造欠陥のため
非常に悪い光電特性しか示さなかった。ところが非晶質
シリコンのエネルギーギャップ内の電子、正孔の局在準
位（ｇａｐ ５ｔａｔｅ）を減少させる元素即ち水素及
び／又はフッ素を含む非晶質シリコンは、比較的高い抵
抗率（１０８〜９ΩｃＩＩＬ）で大きな光電導度を示す
という特徴が生じることが見い出された。しかも重要な
事は、かかる非晶質シリコンは結晶シリコンと同様不純
物ドーピングによる電導度制御が可能なことが明ら力Ｓ
に巻（１９７５年） １１９３頁からに記載されている
。）例えばり、Ｆｉ、Ｃａｒｌｓｏｎ ａｎｄ Ｑ、Ｒ
，ｗｒｏｎｓｋｉ著：’ＡｐｐＩＩｅｄ ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｉ、ｅｔｔｅｒｓ ” ２８巻、（１９７６年）、
６７１頁からに記載の如き、光起電力素子への応用を中
心に基礎分野、応用分野で大変注目されるに至っている
。
て非晶質シリコンの利用の試みが積極的に行なわれてい
る。ここで言う非晶質シリコン膜とは原子配列が周期性
をもたないもので原子配列において長周期をもつ結晶シ
リコンとは異なっている。従って従来の非晶質シリコン
はこの周期性をもたないことに起因する構造欠陥のため
非常に悪い光電特性しか示さなかった。ところが非晶質
シリコンのエネルギーギャップ内の電子、正孔の局在準
位（ｇａｐ ５ｔａｔｅ）を減少させる元素即ち水素及
び／又はフッ素を含む非晶質シリコンは、比較的高い抵
抗率（１０８〜９ΩｃＩＩＬ）で大きな光電導度を示す
という特徴が生じることが見い出された。しかも重要な
事は、かかる非晶質シリコンは結晶シリコンと同様不純
物ドーピングによる電導度制御が可能なことが明ら力Ｓ
に巻（１９７５年） １１９３頁からに記載されている
。）例えばり、Ｆｉ、Ｃａｒｌｓｏｎ ａｎｄ Ｑ、Ｒ
，ｗｒｏｎｓｋｉ著：’ＡｐｐＩＩｅｄ ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｉ、ｅｔｔｅｒｓ ” ２８巻、（１９７６年）、
６７１頁からに記載の如き、光起電力素子への応用を中
心に基礎分野、応用分野で大変注目されるに至っている
。
そこで前記した多層構造の固体撮像装置に用いられる光
導電体としてかかる非晶質シリコンを用いる試みが特開
昭５５−３９４０４号公報によって開示されている。か
かる固体撮像装置はマトリックス状に配置されたＭＯＳ
型の電界効果トランジスターと組合わされたＸＹマトリ
ックス型あるいは電荷転送型の走査回路の電界効果トラ
ンジスターのソース電極あるいはドレイン電極に電気的
に接続されるように単層の非晶質シリコン層を設は更に
その上に透明電極を設けた構造である。
導電体としてかかる非晶質シリコンを用いる試みが特開
昭５５−３９４０４号公報によって開示されている。か
かる固体撮像装置はマトリックス状に配置されたＭＯＳ
型の電界効果トランジスターと組合わされたＸＹマトリ
ックス型あるいは電荷転送型の走査回路の電界効果トラ
ンジスターのソース電極あるいはドレイン電極に電気的
に接続されるように単層の非晶質シリコン層を設は更に
その上に透明電極を設けた構造である。
しかしながら、本発明者等は上述の如き走査回路上に光
検出部としてシリコンを主体とする非晶質材料層を積層
した積層型固体撮像装置について鋭意研究を重ねたとこ
ろ、珪化水素ガス、水素ガス等からなるケミカルベーパ
ーをグロー放電することにより得られた従来の水素化非
晶質シリコンは青色光に対する感度を十分得ることがで
きないことを見い出した。又、一般に光検出部の入射光
側には透明電極が用いられるがこの透明電極に於いても
青色光が吸収され光検出部の青感度はさらに低下し、特
に透明電極として多結晶シリコンを用いた場合には青感
度は著しく低下する。
検出部としてシリコンを主体とする非晶質材料層を積層
した積層型固体撮像装置について鋭意研究を重ねたとこ
ろ、珪化水素ガス、水素ガス等からなるケミカルベーパ
ーをグロー放電することにより得られた従来の水素化非
晶質シリコンは青色光に対する感度を十分得ることがで
きないことを見い出した。又、一般に光検出部の入射光
側には透明電極が用いられるがこの透明電極に於いても
青色光が吸収され光検出部の青感度はさらに低下し、特
に透明電極として多結晶シリコンを用いた場合には青感
度は著しく低下する。
低感度の青信号だけを増幅する方法が考えられるが、増
幅時に雑音をも増幅してしまう結果Ｓ／Ｎの低下をもた
らすことになる。他方青感度に合わせて赤感度、緑感度
を低下させる手段をとることも考えられるが、これて’
Ｌ’ｆ−撮像装置の感度が青感度に引きずられて低くな
ってしまう。
幅時に雑音をも増幅してしまう結果Ｓ／Ｎの低下をもた
らすことになる。他方青感度に合わせて赤感度、緑感度
を低下させる手段をとることも考えられるが、これて’
Ｌ’ｆ−撮像装置の感度が青感度に引きずられて低くな
ってしまう。
従って本発明の目的は、青色光に、対して十分な感度を
有する光検出部を備えた積層型固体撮像装置を提供する
ことにある。
有する光検出部を備えた積層型固体撮像装置を提供する
ことにある。
又、本発明の他の目的は可視光全域にわたって高い感度
を有する光検出部を備えた積層型固体撮像装置を提供す
ることにある。
を有する光検出部を備えた積層型固体撮像装置を提供す
ることにある。
かかる目的は窒素を６〜３７原子チ含んだ水素化非晶質
シリコンを光検出部に使用することにより達成される。
シリコンを光検出部に使用することにより達成される。
本発明者等は水素化非晶質シリコンに窒素原子を多量に
含有させることにより光導電特性を著しく向上させるこ
とができることを以下に記載される実験を行なうことに
より見い出した。
含有させることにより光導電特性を著しく向上させるこ
とができることを以下に記載される実験を行なうことに
より見い出した。
実験に用いられた試料は次の様にして作製された。
グロー放電反応室中に設置された石英基板又はＳｉ基板
に垂直ｇ０．８ＫＧの磁場を印加し、次にＨ２を１０ｍ
０ｌチ含有したｓｌｎ、ガスに対しＮＨ３ガスを６〜９
５ｔｙｘＯ１％の範囲で含有したケミカルペーパーを反
応室中に一定の流量で導入しつつ、周波数１３．５６Ｍ
Ｈ，ｔ１電力２０Ｗの放電条件でグロー放電を行ない前
記基板上に窒素を含有した水素化非晶質シリコンを作製
した。基板温度は２５０〜３００ ’Ｏｓ典型的には３
００°Ｃが用いられた。
に垂直ｇ０．８ＫＧの磁場を印加し、次にＨ２を１０ｍ
０ｌチ含有したｓｌｎ、ガスに対しＮＨ３ガスを６〜９
５ｔｙｘＯ１％の範囲で含有したケミカルペーパーを反
応室中に一定の流量で導入しつつ、周波数１３．５６Ｍ
Ｈ，ｔ１電力２０Ｗの放電条件でグロー放電を行ない前
記基板上に窒素を含有した水素化非晶質シリコンを作製
した。基板温度は２５０〜３００ ’Ｏｓ典型的には３
００°Ｃが用いられた。
次に上述の様にして得られた窒素を含有した水素化非晶
質シリコンの光学的・電気的特性を示す。
質シリコンの光学的・電気的特性を示す。
第１図は吸光係数のフォトンエネルギー依存性を表示す
るものである。５ＩＨ４ガスに対しＮＨ３ガスを２６ｍ
ｏ１％含有したＮＨ３＋Ｓ ｉＨ，十Ｈ２ガスにより析
出された非晶質シリコンは窒素を含有していない非晶質
シリコンと比較すると高エネルギー側ヘシフトしている
のがわかる。
るものである。５ＩＨ４ガスに対しＮＨ３ガスを２６ｍ
ｏ１％含有したＮＨ３＋Ｓ ｉＨ，十Ｈ２ガスにより析
出された非晶質シリコンは窒素を含有していない非晶質
シリコンと比較すると高エネルギー側ヘシフトしている
のがわかる。
第２図は吸光係数とフォトンエネルギーｈνの関係から
５１丁−ｈν（αＦｉ吸光係数）の式を用いることによ
り求めた光学ギャップのＮＩ（３ガスの５ＩＨ４ガスに
対するｍｃ）ｌ濃度依存性を示したものである。この図
から明らかなように窒素含有量が増大するとともに光学
ギャップが広がることがわかる。例えばＮＨ３のｍｏ１
３濃度が２６％の時には２．ＯｅＶになる。従って短波
長、青感度も増大させることが可能であることが理解さ
れる。
５１丁−ｈν（αＦｉ吸光係数）の式を用いることによ
り求めた光学ギャップのＮＩ（３ガスの５ＩＨ４ガスに
対するｍｃ）ｌ濃度依存性を示したものである。この図
から明らかなように窒素含有量が増大するとともに光学
ギャップが広がることがわかる。例えばＮＨ３のｍｏ１
３濃度が２６％の時には２．ＯｅＶになる。従って短波
長、青感度も増大させることが可能であることが理解さ
れる。
第３図は光電導度（ＡＭＩ照射光、フォトンエネルギー
２ ｅＶの光照射時）、室温電導度及び活性化エネルギ
ーのＮＨ３ガスの濃度依存性を示す。光電導度及び室濡
電導度は窒素含有量が増加するとともに増大し、ＮＨ３
が２６ｆｎｏ１％で最大値をとって、のち減少する傾向
がある。
２ ｅＶの光照射時）、室温電導度及び活性化エネルギ
ーのＮＨ３ガスの濃度依存性を示す。光電導度及び室濡
電導度は窒素含有量が増加するとともに増大し、ＮＨ３
が２６ｆｎｏ１％で最大値をとって、のち減少する傾向
がある。
特に光電導度はＮＩ（３のｔｐｔｏｌｌ濃度が２６％の
場合１．６Ｘ１０−３（Ω・ｃＩＩＬ）−１テあり、／
：／Ｆ’−７’（’）場合と比較して２桁以上の改善で
ある。
場合１．６Ｘ１０−３（Ω・ｃＩＩＬ）−１テあり、／
：／Ｆ’−７’（’）場合と比較して２桁以上の改善で
ある。
なお、活性化エネルギーはＮＨ３のｍｏｌ濃度か２６チ
まで増大してもさほどの変化はみとめられなかった。
まで増大してもさほどの変化はみとめられなかった。
第４図は、光電導度のフォトンエネルギー依存性を示し
たものであり、Ｍ１１３ガスを２６ｔｎｏ１％含有した
非晶質シリコンはノンドープのものと比較してフォトン
エネルギーが２，２ｅ■以下では約２桁、ノンドープの
場合感度が低下するフォトンエネルギー２．２ ｅＶ以
上の高エネルギー側ではそれ以上の大幅な改善がなされ
ていることがわかる。
たものであり、Ｍ１１３ガスを２６ｔｎｏ１％含有した
非晶質シリコンはノンドープのものと比較してフォトン
エネルギーが２，２ｅ■以下では約２桁、ノンドープの
場合感度が低下するフォトンエネルギー２．２ ｅＶ以
上の高エネルギー側ではそれ以上の大幅な改善がなされ
ていることがわかる。
第１表は、本発明者等が行なった実験結果を表にしたも
のであり、オージェ分析により求めた窒素含有水素化非
晶質シリコンの窒素原子の含有率を合わせて記した。さ
らに参考のためにＮＨ３の濃度が２３０ｔｎ０１％であ
る場合のプラズマＣＶＤ５ＩＮのデータを記した。
のであり、オージェ分析により求めた窒素含有水素化非
晶質シリコンの窒素原子の含有率を合わせて記した。さ
らに参考のためにＮＨ３の濃度が２３０ｔｎ０１％であ
る場合のプラズマＣＶＤ５ＩＮのデータを記した。
以上述べた実験結果から光電導度が十分得られ、かつ又
光学ギャップが可視光領域に適合しつるものとして洲、
ガスの５ｉＨ４ガスに対スルｔｎｏ１％が６〜６０％で
あるケミカルペーパーから析出した窒素含有水素化非晶
質シリコン、即（組成比で窒素を６〜３７原子チ含有し
た水素化非晶質シリコンが光検出部を形成する材料とし
て好適なものであることがわかる。
光学ギャップが可視光領域に適合しつるものとして洲、
ガスの５ｉＨ４ガスに対スルｔｎｏ１％が６〜６０％で
あるケミカルペーパーから析出した窒素含有水素化非晶
質シリコン、即（組成比で窒素を６〜３７原子チ含有し
た水素化非晶質シリコンが光検出部を形成する材料とし
て好適なものであることがわかる。
以上で説明したような高い光電変換率特に青色光の効率
が高い材料を光検出部に用いることにより、従来の固体
撮像装置の性能を著しく向上せしめることができる。
が高い材料を光検出部に用いることにより、従来の固体
撮像装置の性能を著しく向上せしめることができる。
第５図に窒素を含有した非晶質シリコンを光検出部に使
用した場合の本発明の固体撮像装置の好ましい実施例を
示す。
用した場合の本発明の固体撮像装置の好ましい実施例を
示す。
ｐ型半導体基板１０け♂型頭域１１によりダイオードが
、形成されている。１２けｐ型頭域で、ＣＣＤ動作の場
合にｎ十型領域Ｉ３からのい。以下はｐ十型領域１３の
あるＥＢＤ動作で説明を行なう。１４は第１ゲート′電
極でありｎ＋型領領域１１の重なり部分を有している。
、形成されている。１２けｐ型頭域で、ＣＣＤ動作の場
合にｎ十型領域Ｉ３からのい。以下はｐ十型領域１３の
あるＥＢＤ動作で説明を行なう。１４は第１ゲート′電
極でありｎ＋型領領域１１の重なり部分を有している。
１５は半導体基板１０と第１ゲート電極１４との開の絶
縁体膜でゲート酸化膜である。１６は第１電極１７と半
導体基板１０及び第１ゲート電極１４とを電気的に分離
するための絶縁体層である。１７は第１電極でｎ生型領
域１１と電気的に接続したダイオードの電極である。
縁体膜でゲート酸化膜である。１６は第１電極１７と半
導体基板１０及び第１ゲート電極１４とを電気的に分離
するための絶縁体層である。１７は第１電極でｎ生型領
域１１と電気的に接続したダイオードの電極である。
１８はＮＨ３を２６ ｍｏ／！％含有したＳｉＨ４＋Ｈ
２ガスにＢ２Ｈ６を微量混入したケミカルペーパーをグ
ロー放電することにより形成した光導電層である。ここ
でＢ２Ｈ６を混入した理由はＢ２Ｈ６を混入しない場合
室濡電導度が１０（Ω・ｃｍ ）−’程度と比較的高い
値を示すのでこのため暗電流が多く流れＳ／Ｎを劣化さ
せるおそれがある。このためＢを微量混入することによ
り光導電層をｉ型にし暗抵抗を高めＳ／Ｎを向上させる
必要がある。なお、Ｂの微量混入は窒素を含む水素化非
晶質シリコンの光電導度を１〜２桁低下するが実用上は
支障はない。この光導電層１８上部には透明電極１９が
設けられており、この透明電極１９には電源２０により
電圧が印加されている。
２ガスにＢ２Ｈ６を微量混入したケミカルペーパーをグ
ロー放電することにより形成した光導電層である。ここ
でＢ２Ｈ６を混入した理由はＢ２Ｈ６を混入しない場合
室濡電導度が１０（Ω・ｃｍ ）−’程度と比較的高い
値を示すのでこのため暗電流が多く流れＳ／Ｎを劣化さ
せるおそれがある。このためＢを微量混入することによ
り光導電層をｉ型にし暗抵抗を高めＳ／Ｎを向上させる
必要がある。なお、Ｂの微量混入は窒素を含む水素化非
晶質シリコンの光電導度を１〜２桁低下するが実用上は
支障はない。この光導電層１８上部には透明電極１９が
設けられており、この透明電極１９には電源２０により
電圧が印加されている。
なお、暗抵抗を高める方法として前述したＢ混入以外に
ノンドープ非晶質シリコン層を第１電極１７、光導電層
１８の間に設けてもよい。
ノンドープ非晶質シリコン層を第１電極１７、光導電層
１８の間に設けてもよい。
前記光導電層１８の膜厚は０．１〜１０μ好ましくは０
．３〜３μであることが望ましい。
．３〜３μであることが望ましい。
本発明の他の実施例としては光検出部をｐ −ｎ型或い
はｐ −ｉ −ｎ型のフォトダイオードとしたものがあ
る。
はｐ −ｉ −ｎ型のフォトダイオードとしたものがあ
る。
なお、非晶質シリコンのｐｎ型制御を行なうためには、
５ＩＨ４等のシランガス等からなるケミカルペーパーに
ｎ型の場合ｐＨ３をｐ型の場合Ｂ２Ｈ６を混入すればよ
いことはよく知られていることである。
５ＩＨ４等のシランガス等からなるケミカルペーパーに
ｎ型の場合ｐＨ３をｐ型の場合Ｂ２Ｈ６を混入すればよ
いことはよく知られていることである。
このように構成された本発、明の固体撮像装置の光検出
部に入射光２３を照射すると、光導電層１８は光を吸収
し電子−正孔対を生成し、それぞれ電極１７．１９に到
達して電極１７の電位を低下させる。この電位低下は入
射光量に比例し、１フイ一ルド期間蓄積される。
部に入射光２３を照射すると、光導電層１８は光を吸収
し電子−正孔対を生成し、それぞれ電極１７．１９に到
達して電極１７の電位を低下させる。この電位低下は入
射光量に比例し、１フイ一ルド期間蓄積される。
次に、第１ゲート電極１４に読み取り信号電圧を印加す
るとその下の半導体の表面電位は上昇し、その結果ｎ十
型領域１１からｎ＋型領領域１３電子の移送が行なわれ
る。そのためｎ＋型領領域１１電位は再び元にもどる。
るとその下の半導体の表面電位は上昇し、その結果ｎ十
型領域１１からｎ＋型領領域１３電子の移送が行なわれ
る。そのためｎ＋型領領域１１電位は再び元にもどる。
従ってｎ生型領域１３に移動した電荷の総量は入射光の
照度に比例する。
照度に比例する。
以上は光検知部と第１ゲート電極１４による固体素子の
一単位についての説明であるが、ｎ生型領域１３に読込
まれた光電変換信号の電荷転送はこれまでに知られてい
る方法によって行なわれる。
一単位についての説明であるが、ｎ生型領域１３に読込
まれた光電変換信号の電荷転送はこれまでに知られてい
る方法によって行なわれる。
例えば次に示す如き自己走査によって電荷転送を行なう
ことが可能である。第６図は第５図に示した固体素子の
一単位を一次元に配置した場合の平面図であり、破線で
かこまれた部分２４は上記一単位を示している。隣り合
う単位に含まれる第１ゲート電極１４．２６との間に第
２ゲート電極２５．２７が付設されている。公知のパル
ス印加操作で第１ゲート電極１４で読み込まれた電荷は
転送パルスを加えることにより電荷転送の形で第２ゲー
ト電極２５の下に移動する。さらに第２ゲート電極２５
の下に移動した電荷は同様に原理に基づいて第１ゲート
電極２６、第２ゲート電極２７と次々に転送され出力段
まで転送される。すなわち光検出部で光電変換された信
号を２相のクロック信号で出力段に送り出すことができ
るのである。
ことが可能である。第６図は第５図に示した固体素子の
一単位を一次元に配置した場合の平面図であり、破線で
かこまれた部分２４は上記一単位を示している。隣り合
う単位に含まれる第１ゲート電極１４．２６との間に第
２ゲート電極２５．２７が付設されている。公知のパル
ス印加操作で第１ゲート電極１４で読み込まれた電荷は
転送パルスを加えることにより電荷転送の形で第２ゲー
ト電極２５の下に移動する。さらに第２ゲート電極２５
の下に移動した電荷は同様に原理に基づいて第１ゲート
電極２６、第２ゲート電極２７と次々に転送され出力段
まで転送される。すなわち光検出部で光電変換された信
号を２相のクロック信号で出力段に送り出すことができ
るのである。
以上の説明においては、ＣＯＤおよびＢＢＤ等の電荷転
送型Ｑ走査回路について述べたが、走査回路として例え
ば特開′昭４９−９１１１６号公報に記載の如きＸＹマ
トリックス型のものを用いてもよいことは勿論である。
送型Ｑ走査回路について述べたが、走査回路として例え
ば特開′昭４９−９１１１６号公報に記載の如きＸＹマ
トリックス型のものを用いてもよいことは勿論である。
更に上記の如き電界効果型トランジスター回路に代えて
例えば［ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＢ
Ｅ Ｊ Ｔｈｅ Ｉｎ５ｔ −１ｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｌ
ｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
ｉｎ −ｇｉｎｅｅｒｓ 、 Ｉｎｃ発行、１９６４
年、１２月、ＶＯＩ５２、屋１２の第１４７９頁〜第１
４８６頁に示される如きガラス支持体上に設けられる薄
膜型電界効果型ランシスター回路なども使用することが
でき、更に公知の半導体スイッチング回路を用いて走査
回路を構成することができる。
例えば［ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＢ
Ｅ Ｊ Ｔｈｅ Ｉｎ５ｔ −１ｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｌ
ｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
ｉｎ −ｇｉｎｅｅｒｓ 、 Ｉｎｃ発行、１９６４
年、１２月、ＶＯＩ５２、屋１２の第１４７９頁〜第１
４８６頁に示される如きガラス支持体上に設けられる薄
膜型電界効果型ランシスター回路なども使用することが
でき、更に公知の半導体スイッチング回路を用いて走査
回路を構成することができる。
以上詳細に説明したように本発明の固体撮像装置の光検
出部は窒素を含有した水素化非晶質シリコンを含有して
いるので、青感度が良く、またＳ／Ｎがよく、さらに高
感度な撮像を行なうことができる。
出部は窒素を含有した水素化非晶質シリコンを含有して
いるので、青感度が良く、またＳ／Ｎがよく、さらに高
感度な撮像を行なうことができる。
第１図は吸光係数のフォトンエネルギー依存性を示すグ
ラフ、第２図は光学ギャップのＮＨ３ｍｏｌ濃度依存性
を示すグラフ、第３図は室濡電導度、光電導度及び活性
化エネルギーのＮＨ３ｆｎＯｌ濃度依存性を示すグラフ
、第４図は光’［ＩｆＩのフォトンエネルギー依存性を
示すグラフ、第５図は本発明の固体撮像装置の一単位の
断面構造を表わす図、第６図は第５図に示した一単位を
一次元的配置したときの平面図である。 １０・・・・・・半導体基板１１．１３・・・・・・ｎ
生型領域１２・・・・・・ｐ十型領域１４．２６・・・
・・・第１ゲート電極１５・・・・・・絶 縁 層
１６・・・・・・絶縁体層１７・・・・・・第１電極
１８・・・・・・光導電層１９・・・・・・透明電極
２０・・・・・・電 源２３・・・・・・入 射 光
２４・・・・−・固体素子単位２５ 、２７・・・
・・・第２ゲート電極第１ｒＩ！Ｊ 特開昭５’ｌ−６１６５（６） 第２図 ＮＮＨ３ｈ４５ｉＨ４ 第３閏 Ｎ開、／〜５ｉＨ４ １１４図 り １１ ｒｎ−ｙｘ’ｅｖギｌ−（ｔＬｖ）
ラフ、第２図は光学ギャップのＮＨ３ｍｏｌ濃度依存性
を示すグラフ、第３図は室濡電導度、光電導度及び活性
化エネルギーのＮＨ３ｆｎＯｌ濃度依存性を示すグラフ
、第４図は光’［ＩｆＩのフォトンエネルギー依存性を
示すグラフ、第５図は本発明の固体撮像装置の一単位の
断面構造を表わす図、第６図は第５図に示した一単位を
一次元的配置したときの平面図である。 １０・・・・・・半導体基板１１．１３・・・・・・ｎ
生型領域１２・・・・・・ｐ十型領域１４．２６・・・
・・・第１ゲート電極１５・・・・・・絶 縁 層
１６・・・・・・絶縁体層１７・・・・・・第１電極
１８・・・・・・光導電層１９・・・・・・透明電極
２０・・・・・・電 源２３・・・・・・入 射 光
２４・・・・−・固体素子単位２５ 、２７・・・
・・・第２ゲート電極第１ｒＩ！Ｊ 特開昭５’ｌ−６１６５（６） 第２図 ＮＮＨ３ｈ４５ｉＨ４ 第３閏 Ｎ開、／〜５ｉＨ４ １１４図 り １１ ｒｎ−ｙｘ’ｅｖギｌ−（ｔＬｖ）
Claims (1)
- 上部に光検出部を備え、該光検出部によって検出された
信号を画素毎に順次選択する走査手段を備えた半導体基
板からなる固体撮像装置において、前記光検出部が窒素
を６〜３７原子チ含む水素化非晶質シリコンを含有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56104886A JPS586165A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 固体撮像装置 |
| US06/394,499 US4523214A (en) | 1981-07-03 | 1982-07-02 | Solid state image pickup device utilizing microcrystalline and amorphous silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56104886A JPS586165A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586165A true JPS586165A (ja) | 1983-01-13 |
Family
ID=14392657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56104886A Pending JPS586165A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586165A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60216777A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サ−ボ装置 |
-
1981
- 1981-07-03 JP JP56104886A patent/JPS586165A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60216777A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サ−ボ装置 |
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