JPS6037162A - 光検出器 - Google Patents
光検出器Info
- Publication number
- JPS6037162A JPS6037162A JP58145914A JP14591483A JPS6037162A JP S6037162 A JPS6037162 A JP S6037162A JP 58145914 A JP58145914 A JP 58145914A JP 14591483 A JP14591483 A JP 14591483A JP S6037162 A JPS6037162 A JP S6037162A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impurity region
- type impurity
- photodetector
- electric charge
- depth
- 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
- 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
- H10F39/182—Colour 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体イメージセンサ等に用いられる光検出
器の感度の改善に関するものである。
器の感度の改善に関するものである。
従来、この種の実用化されている半導体イメージセンサ
の光検出器としてはｐ−ｎ接合を利用したものが多く用
いられてきた。この従来の光検出器は読み出し用トラン
ジスタと直列に接続され、その検出出力は、例えばＭＯ
Ｓアドレス方式の場合は信号ラインに直接転送され、又
インターライントランスファ方式の場合はＣＣＤ （電
荷結合デバイス）に転送される。
の光検出器としてはｐ−ｎ接合を利用したものが多く用
いられてきた。この従来の光検出器は読み出し用トラン
ジスタと直列に接続され、その検出出力は、例えばＭＯ
Ｓアドレス方式の場合は信号ラインに直接転送され、又
インターライントランスファ方式の場合はＣＣＤ （電
荷結合デバイス）に転送される。
このよう、な従来例を第１図に示す。図中１は、例えば
ｐ形のシリコン基板からなる半導体基板、２．３は第１
．第２のｎ形不純物領域、４はポリシリコンなどによる
ＭＯＳ）ランジスタのゲート電極である。そしてこの従
来例では、１−記ｐ形の半導体基板１と第１のｎ形不純
物領Ｌ３ｉ ２とのｐ−ｎ接合を光検出部として使用し
、文箱２のｎ形不純物領域３を出力信号線として使用し
ている。
ｐ形のシリコン基板からなる半導体基板、２．３は第１
．第２のｎ形不純物領域、４はポリシリコンなどによる
ＭＯＳ）ランジスタのゲート電極である。そしてこの従
来例では、１−記ｐ形の半導体基板１と第１のｎ形不純
物領Ｌ３ｉ ２とのｐ−ｎ接合を光検出部として使用し
、文箱２のｎ形不純物領域３を出力信号線として使用し
ている。
このようなｐ−ｎ接合による光検出器は、可視光におい
て高い量子効率を有しており、良好な光検出器といえる
が、さらに感度をｉｒうめ４かｉね繍吟、微弱光でも、
又小さい光検出器面積でも高い光電流を得るためには改
善が必要である。
て高い量子効率を有しており、良好な光検出器といえる
が、さらに感度をｉｒうめ４かｉね繍吟、微弱光でも、
又小さい光検出器面積でも高い光電流を得るためには改
善が必要である。
本発明は、光検出部となっている不純物領域の接合深さ
を他方の不純物領域より浅く形成することにより、上記
従来の光検出器よりも青色光に対し実効的に高い光検出
能力を有する半導体光検出器を提供することを目的とし
ている。
を他方の不純物領域より浅く形成することにより、上記
従来の光検出器よりも青色光に対し実効的に高い光検出
能力を有する半導体光検出器を提供することを目的とし
ている。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第２図は本発明の一実施例を示し、図中１は、例えばｐ
形シリコン基板からなる半導体基板、１２．１３は第１
．第２のｎ形不純物領域であり、本実施例では、第１の
ｎ形不純物領域１２と半導体基板１とのｐ−ｎ接合が光
検出部となっており、また該第１のｎ形不純物領域１２
の接合深さは、上記第２のｎ形不純物領域１３より浅く
なっている。また４はポリシリコンなどによるＭＯ３Ｉ
−ランジスクのゲート電極である。
形シリコン基板からなる半導体基板、１２．１３は第１
．第２のｎ形不純物領域であり、本実施例では、第１の
ｎ形不純物領域１２と半導体基板１とのｐ−ｎ接合が光
検出部となっており、また該第１のｎ形不純物領域１２
の接合深さは、上記第２のｎ形不純物領域１３より浅く
なっている。また４はポリシリコンなどによるＭＯ３Ｉ
−ランジスクのゲート電極である。
次に本実施例の光検出器の動作原理を第２図について述
べる。本光検出器はいわゆる蓄積電荷方式で使用する。
べる。本光検出器はいわゆる蓄積電荷方式で使用する。
即ち、まず、第１のｎ形不純物領域１２に充電電荷を与
えるため第２のｎ形不純物領域１３をプラス電圧に設定
し、ゲート電極４にプラスのパルス電圧を印加する。こ
の操作によって第１のｎ形不純物領域１２を例えば３〜
５■程度のフローテングミ位に設定することができる。
えるため第２のｎ形不純物領域１３をプラス電圧に設定
し、ゲート電極４にプラスのパルス電圧を印加する。こ
の操作によって第１のｎ形不純物領域１２を例えば３〜
５■程度のフローテングミ位に設定することができる。
次に第１のｎ形不純物領域１２近傍に光を照射すると、
上記充電電荷が放電する。
上記充電電荷が放電する。
ところでこの放電による第”】のｎ形不純物領域１２中
の電荷の減少量は、照射光の強さと時間に比例し、また
可視光はシリコン中に侵入するが、その侵入長は波長に
依存する。例えば波長８００ｎｍでは侵入長は約１０μ
ｍ、７００ｎｍでは約５μｍ１６００ｎｍでは約２．５
μｍ、５００ｎｍでは約１．０μｍ、４００ｎｍでは約
０．２μｍと短波長では急激に侵入し難くなる。そして
このようにして侵入した光エネルギーによって電子、止
孔対が発生し、こ忽 の電子が第１ｎ形不純物領域１２に収簗されるが、短波
長である青色光等をシリコン中に侵入せしめるためには
、上記第１のｎ形不純物領域１２が浅くなければならな
い。
の電荷の減少量は、照射光の強さと時間に比例し、また
可視光はシリコン中に侵入するが、その侵入長は波長に
依存する。例えば波長８００ｎｍでは侵入長は約１０μ
ｍ、７００ｎｍでは約５μｍ１６００ｎｍでは約２．５
μｍ、５００ｎｍでは約１．０μｍ、４００ｎｍでは約
０．２μｍと短波長では急激に侵入し難くなる。そして
このようにして侵入した光エネルギーによって電子、止
孔対が発生し、こ忽 の電子が第１ｎ形不純物領域１２に収簗されるが、短波
長である青色光等をシリコン中に侵入せしめるためには
、上記第１のｎ形不純物領域１２が浅くなければならな
い。
しかし従来は第１図に示したように光検出器の領域２と
光出力信号読み出し線の領域３とは、同一の深さを有し
、両者ともＡｓのイオン注入と熱処理によって０．４μ
ｍ程度の深さに形成されている。このように同−深さと
なるのはトランジスタの寄生抵抗を減らし、回路性能を
上げるため１０”〜１０”ａ ｔｏｍｓ ／ ｃｉの高
濃度イオン注入がされているからであり、光検出部も同
一の製造工程で実現されているからである。
光出力信号読み出し線の領域３とは、同一の深さを有し
、両者ともＡｓのイオン注入と熱処理によって０．４μ
ｍ程度の深さに形成されている。このように同−深さと
なるのはトランジスタの寄生抵抗を減らし、回路性能を
上げるため１０”〜１０”ａ ｔｏｍｓ ／ ｃｉの高
濃度イオン注入がされているからであり、光検出部も同
一の製造工程で実現されているからである。
そこで本実施例では上記の検討結果に基づき、第１．第
２のｎ形不純物領域１２．’１３を独立にイオン注入し
て形成した。即ち第１のｎ形不純物領域工２には低濃度
、例えば１０ ａｔｏｍｓ／ｃれ第１ｎ形不純物領域１
２には２ Ｘ １０”ａ ｔｏｍｓ ／ ｃＪに加速電
圧５０Ｋｅ Ｖの条件下でＡｓを注入し、さらにこれら
をＮ２ 雰囲気下１０００℃で３０分間アニールするこ
とにより、第１のｎ形不純物領域１２を０．２μｍの深
さに、第２のｎ形不純物領域１３を０．４μｍの深さに
実現できた。
２のｎ形不純物領域１２．’１３を独立にイオン注入し
て形成した。即ち第１のｎ形不純物領域工２には低濃度
、例えば１０ ａｔｏｍｓ／ｃれ第１ｎ形不純物領域１
２には２ Ｘ １０”ａ ｔｏｍｓ ／ ｃＪに加速電
圧５０Ｋｅ Ｖの条件下でＡｓを注入し、さらにこれら
をＮ２ 雰囲気下１０００℃で３０分間アニールするこ
とにより、第１のｎ形不純物領域１２を０．２μｍの深
さに、第２のｎ形不純物領域１３を０．４μｍの深さに
実現できた。
このように、本実施例では、第１のｎ形不純物領域１２
の接合深さを第２のｎ形不純物領域１３の１／２の深さ
にしたので、短波長の青色光もシリコン中に侵入し易く
なり、その結果青色感度を従来の光検出器に比べて改善
できた。
の接合深さを第２のｎ形不純物領域１３の１／２の深さ
にしたので、短波長の青色光もシリコン中に侵入し易く
なり、その結果青色感度を従来の光検出器に比べて改善
できた。
なお、上記実施例では、第１．第２不純物領域が、本発
明はこれらをｎ形の半導体基板上に形成した場合も同様
に適用できる。またｐ形半導体基板でなくｐ形つェル構
造中に不純物領域を形成することも同様にして実現でき
る。
明はこれらをｎ形の半導体基板上に形成した場合も同様
に適用できる。またｐ形半導体基板でなくｐ形つェル構
造中に不純物領域を形成することも同様にして実現でき
る。
以上のように、本発明に係る光検出器によれば、光検出
部となっている不純物領域の接合深さを他方の不純物領
域より浅く形成したので、実効的光検出能力を大きく向
上できるすＪ果がある。
部となっている不純物領域の接合深さを他方の不純物領
域より浅く形成したので、実効的光検出能力を大きく向
上できるすＪ果がある。
第１図は従来の光検出器を示す１ｉｌｉ面図、第２図は
本発明の一実施例による光検出器の１ｌＪｉ面図である
。 １・・・半導体基板、１２．１３・・・第１．第２不純
物領域（第１．第２のｎ形不純物領域）。 なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図
本発明の一実施例による光検出器の１ｌＪｉ面図である
。 １・・・半導体基板、１２．１３・・・第１．第２不純
物領域（第１．第２のｎ形不純物領域）。 なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図
Claims (1)
- （１）所定導電形の半導体基板上にこれと逆導電形を有
し金属・絶縁体・半導体トランジスタのソース、ドレイ
ンとなる第１．第２不純物領域が相互に分離して形成さ
れ、該第１．第２不純物領域のいずれか一方はこれに入
射した光を検出する光検出部となっている光検出器にお
いて、上記光検出部となっている不純物領域は他方の不
純物領域よりその接合深さが浅く形成されていることを
特徴とする光検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145914A JPS6037162A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145914A JPS6037162A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 光検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037162A true JPS6037162A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15395992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145914A Pending JPS6037162A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037162A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56162885A (en) * | 1980-05-19 | 1981-12-15 | Victor Co Of Japan Ltd | Solid state image pickup plate |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP58145914A patent/JPS6037162A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56162885A (en) * | 1980-05-19 | 1981-12-15 | Victor Co Of Japan Ltd | Solid state image pickup plate |
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