JPH04286160A - Photodetector and manufacture thereof - Google Patents
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- JPH04286160A JPH04286160A JP3049926A JP4992691A JPH04286160A JP H04286160 A JPH04286160 A JP H04286160A JP 3049926 A JP3049926 A JP 3049926A JP 4992691 A JP4992691 A JP 4992691A JP H04286160 A JPH04286160 A JP H04286160A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、光を検知して光電変換
を行うハイブリッド型の光検知器に関する。近年、光検
知器(イメージセンサ)は高画質化、多画素化が進んで
おり、受光部の画素の高集積化が要求される。そのため
、各画素及び各信号処理部のピッチを小さくする必要が
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid photodetector that detects light and performs photoelectric conversion. In recent years, photodetectors (image sensors) have been increasing in image quality and increasing the number of pixels, and there is a demand for highly integrated pixels in the light receiving section. Therefore, it is necessary to reduce the pitch of each pixel and each signal processing section.
【0002】0002
【従来の技術】図6に、従来の光検知器の側部断面図を
示す。図6において、光検知器50は、受光部51と信
号処理部52から構成される。受光部51は、P型の半
導体基板(例えば、HgCdTe水銀カドミウムテルル
)53にイオン注入、熱拡散によりn+ 型の画素領域
54が近接して所定数形成される。また、この表面には
例えば硫化亜鉛(ZnS)の絶縁膜55が形成され、該
画素領域54上で開口部56が形成される。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a side sectional view of a conventional photodetector. In FIG. 6, the photodetector 50 includes a light receiving section 51 and a signal processing section 52. In the light receiving section 51, a predetermined number of n+ type pixel regions 54 are formed in close proximity to a P type semiconductor substrate (for example, HgCdTe, mercury, cadmium telluride) 53 by ion implantation and thermal diffusion. Further, an insulating film 55 of, for example, zinc sulfide (ZnS) is formed on this surface, and an opening 56 is formed above the pixel region 54 .
【0003】一方、信号処理部52は、P型のシリコン
基板57に、前記画素領域54に対応したn+ 領域5
8をイオン注入、熱拡散により形成し、PN接合の入力
ダイオードを構成する。この表面には、絶縁膜(SiO
2)59が形成され、n+ 領域58上で開口部60が
形成される。また、n+ 領域58間の絶縁膜59上に
は、入力ゲート(IG)、蓄積ゲート(SG)、転送ゲ
ート(TG)及び移送ゲート(φ)の電極がそれぞれ形
成される。そして、開口部56,60で表出された画素
領域54及びn+ 領域(入力ダイオード)58間を結
合電極61により電気的に接続する。On the other hand, the signal processing section 52 includes an n+ region 5 corresponding to the pixel region 54 on a P-type silicon substrate 57.
8 is formed by ion implantation and thermal diffusion to constitute a PN junction input diode. This surface is coated with an insulating film (SiO
2) 59 is formed and an opening 60 is formed over n+ region 58; Further, on the insulating film 59 between the n+ regions 58, electrodes of an input gate (IG), a storage gate (SG), a transfer gate (TG), and a transfer gate (φ) are formed, respectively. Then, the pixel region 54 exposed through the openings 56 and 60 and the n+ region (input diode) 58 are electrically connected by a coupling electrode 61.
【0004】このような光検知器50は、受光部51に
赤外線が照射されると、電子−正孔対が発生し、このう
ちの電子が画素領域54に集まり、結合電極61を介し
て信号処理部52のn+ 領域58に集合する。n+
領域58に集合した電荷を、入力ゲート(IG)及び蓄
積ゲート(SG)に信号を与えることにより蓄積部62
に蓄積する。そして、転送ゲート(TG)及び移送ゲー
ト(φ)に信号を与えて該蓄積部62に蓄積された電荷
を移送部63に移送させ、電気信号(撮像信号)として
出力するものである。In such a photodetector 50, when the light receiving section 51 is irradiated with infrared rays, electron-hole pairs are generated, the electrons of which are collected in the pixel region 54, and are sent as a signal via the coupling electrode 61. They gather in the n+ region 58 of the processing section 52. n+
The charges collected in the region 58 are stored in the storage section 62 by applying signals to the input gate (IG) and the storage gate (SG).
Accumulate in. Then, a signal is applied to the transfer gate (TG) and the transfer gate (φ) to transfer the charge accumulated in the storage section 62 to the transfer section 63, and output it as an electric signal (imaging signal).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、光検知器の
ハイブリッド化により、画素ピッチを小さくすると、信
号処理部52におけるn+ 領域(入力ダイオード)、
入力ゲート(IG)、蓄積部62を小さくしなければな
らない。従って、電荷の蓄積時間を小さくしたり、水平
、垂直のアドレス線で一つの画素を選択するラインアド
レス型の信号処理を行っている。このラインアドレス型
の場合は、ラインアドレス用のゲート(図示せず)が信
号処理部52の絶縁膜59に形成される。しかし、蓄積
部62等を小さくすると、蓄積される電荷量が減少して
光信号の利用効率が悪くなり、ひいてはSN比の低下を
生じるという問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when the pixel pitch is reduced by hybridization of the photodetector, the n+ region (input diode) in the signal processing section 52,
The input gate (IG) and storage section 62 must be made smaller. Therefore, the charge accumulation time is shortened, and line address type signal processing is performed in which one pixel is selected using horizontal and vertical address lines. In the case of this line address type, a line address gate (not shown) is formed in the insulating film 59 of the signal processing section 52. However, if the storage section 62 or the like is made smaller, the amount of accumulated charge decreases, resulting in poor utilization efficiency of optical signals, which in turn causes a problem in that the S/N ratio decreases.
【0006】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、信号電荷の蓄積量を相対的に減少させずに高集
積化を図る光検知器を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a photodetector that can be highly integrated without relatively reducing the amount of accumulated signal charges.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題は、光の照射に
より光電変換を行う受光部と、該受光部で発生した電荷
を蓄積領域に蓄積し、移送領域に転送して信号を出力す
る信号処理部と、からなる光検知器において、前記受光
部は、所定の半導体基板の一方面から反対面にかけて、
光電変換により所定極性の前記電荷が集合される所定数
の画素領域が形成されると共に、該反対面の該画素領域
間に、該電荷を前記信号処理部の蓄積領域に蓄積させる
ための所定数のPN接合領域が形成されると共に、前記
画素領域と該PN接合領域との間に入力ゲートが形成さ
れ、また、前記受光部は、前記反対面におけるエネルギ
帯の禁止帯幅を、前記一方面の禁止帯幅より大に形成さ
れることにより解決される。[Means for Solving the Problem] The above problem is to provide a light receiving section that performs photoelectric conversion by irradiating light, and a signal that accumulates the charges generated in the light receiving section in an accumulation region, transfers them to a transfer region, and outputs a signal. In the photodetector comprising a processing section, the light receiving section extends from one side to the opposite side of a predetermined semiconductor substrate,
A predetermined number of pixel regions in which the charges of a predetermined polarity are collected are formed by photoelectric conversion, and a predetermined number of pixel regions are formed between the pixel regions on the opposite surface for accumulating the charges in the accumulation region of the signal processing section. A PN junction region is formed, and an input gate is formed between the pixel region and the PN junction region, and the light receiving section converts the forbidden band width of the energy band on the opposite surface to the one surface. This can be solved by forming the forbidden band width to be larger than the forbidden band width.
【0008】そこで、図1に、本発明方法の原理説明図
を示す。図1の光検知器の製造方法において、前記受光
部を、第1の工程では、所定の基板上に、該基板との界
面で禁止帯幅が大となる所定材料の受光層を形成する。
第2の工程では、該受光層の一方面に、該受光層と異種
導伝型の画素領域を形成する。第3の工程では、該電荷
分離領域より該受光層の反対面にかけて、周囲を該電荷
分離領域と同種導伝型の領域を形成しつつ穿孔して、該
領域を該画素領域と一体化する。第4の工程では、該反
対面に、該画素領域との間で構成するPN接合領域を形
成し、該PN接合領域上に前記信号処理部と結合するた
めの結合電極を形成する。そして、第5の工程では前記
画素領域と該PN接合領域との間に入力ゲートを形成す
るものである。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the method of the present invention. In the method for manufacturing the photodetector shown in FIG. 1, in the first step of the light receiving section, a light receiving layer of a predetermined material having a large forbidden band width at the interface with the substrate is formed on a predetermined substrate. In the second step, a pixel region having a conductivity type different from that of the light-receiving layer is formed on one side of the light-receiving layer. In the third step, holes are formed from the charge separation region to the opposite surface of the light-receiving layer while forming a region of the same conductivity type as the charge separation region, thereby integrating the region with the pixel region. . In the fourth step, a PN junction region configured between the pixel region and the pixel region is formed on the opposite surface, and a coupling electrode for coupling with the signal processing section is formed on the PN junction region. Then, in the fifth step, an input gate is formed between the pixel region and the PN junction region.
【0009】[0009]
【作用】上述のように、受光部は、一方面から反対面に
かけて画素領域が形成され、反対面に信号処理部の蓄積
領域に電荷を入力させるための入力ゲートの役割をなす
PN接合領域が形成される。すなわち、従来信号処理部
に形成されていた入力ゲートを、受光部の画素領域の間
でPN接合領域として形成し、その間に入力ゲートを形
成している。これにより、画素領域のピッチを狭くする
に際して各信号処理系を狭くする場合、入力ゲート分の
スペースを蓄積領域に充てることが可能となる。従って
、信号電荷の蓄積を相対的に減少させることなく高集積
化を図ることが可能となる。[Function] As mentioned above, the light receiving section has a pixel region formed from one side to the opposite side, and a PN junction region on the opposite side that serves as an input gate for inputting electric charge to the accumulation region of the signal processing section. It is formed. That is, the input gate, which was conventionally formed in the signal processing section, is formed as a PN junction region between the pixel regions of the light receiving section, and the input gate is formed between them. As a result, when each signal processing system is narrowed in order to narrow the pitch of the pixel regions, it becomes possible to allocate the space for the input gate to the storage region. Therefore, it is possible to achieve high integration without relatively reducing the accumulation of signal charges.
【0010】また、受光部の反射面におけるエネルギ帯
の禁止帯幅を、一方面の禁止帯幅より大に形成している
。これにより、所定波長の光は、受光部の反対面には到
達せず、光の影響が及ぶのを防止することが可能となる
。Furthermore, the forbidden band width of the energy band on the reflective surface of the light receiving section is formed to be larger than the forbidden band width on one surface. Thereby, the light of the predetermined wavelength does not reach the opposite surface of the light receiving section, making it possible to prevent the influence of the light from reaching the surface.
【0011】次に、このような光検知器において、所定
の基板上に受光層(半導体基板)を形成する際に、該基
板と受光層の材料を選択することにより、受光層の界面
側の禁止帯幅を大としている。これにより、前述のよう
に後に形成されるPN接合領域への照射光の影響を防止
することが可能となる。また、受光部を構成する受光層
の一方面から反対面に画素領域を形成するにあたり、一
方面に形成した異種導伝型の領域よりイオンミリング等
で穿孔する。この場合、受光層の穿孔部の周囲は穿孔時
のダメージにより、該画素領域と同種導伝型となって、
一方面から反対面に、容易に画素領域を形成することが
可能となるものである。Next, in such a photodetector, when forming a light-receiving layer (semiconductor substrate) on a predetermined substrate, the interface side of the light-receiving layer can be adjusted by selecting materials for the substrate and the light-receiving layer. The prohibited band width is widened. This makes it possible to prevent the irradiation light from affecting the PN junction region that will be formed later, as described above. Further, when forming a pixel region from one side to the opposite side of the light-receiving layer constituting the light-receiving section, holes are formed by ion milling or the like from the regions of different conductivity types formed on one side. In this case, the area around the perforation in the light-receiving layer becomes of the same type of conductivity as the pixel area due to damage during the perforation.
This makes it possible to easily form a pixel region from one side to the opposite side.
【0012】0012
【実施例】図2に、本発明の一実施例の側部断面図を示
す。図2の光検知器は、いわゆるインタライン型のもの
を示している。ここで、インタライン型とは、電荷を全
画素同時に垂直CCD(電荷結合素子)に転送した後に
水平1ライン毎に水平CCDに転送することにより、各
画素を直列に読み出すものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 shows a side sectional view of an embodiment of the present invention. The photodetector shown in FIG. 2 is of a so-called interline type. Here, the interline type is one in which charges are transferred to a vertical CCD (charge-coupled device) for all pixels at the same time and then transferred to a horizontal CCD for each horizontal line, thereby reading out each pixel in series.
【0013】図2において、光検知器1は、受光部2と
信号処理部3が複数の結合電極4により接続されたもの
である。受光部にはP型のHgCdTeの半導体基板5
における一方面5aより反対面5bにかけて、n+ 型
の画素領域6が形成される。この画素領域6は反対面5
bより一方面5aの面積が広く形成され、一方面5aの
画素領域6の下方であって、反対面5abの画素領域6
に近折してn+ 型のドレイン領域7が形成される。す
なわち、n+ 型の画素領域6、P型の半導体基板5及
びn+ 型のドレイン領域7によりMOSトランジスタ
のPN接合領域を形成する。また、受光部2の反対面5
bには、例えばZnS(硫化亜鉛)の絶縁膜8が形成さ
れ、前記ドレイン領域7部分に開口部9が形成される。
そして、絶縁膜8上の画素領域6とドレイン領域7との
間のPN接合領域部分に、例えばアルミニウムの入力ゲ
ート(IG)が設けられる。In FIG. 2, a photodetector 1 has a light receiving section 2 and a signal processing section 3 connected by a plurality of coupling electrodes 4. As shown in FIG. A P-type HgCdTe semiconductor substrate 5 is provided in the light receiving section.
An n+ type pixel region 6 is formed from one surface 5a to the opposite surface 5b. This pixel area 6 is on the opposite side 5
The area of one surface 5a is formed larger than that of pixel region 6 on the opposite surface 5ab, which is below the pixel region 6 on one surface 5a.
An n+ type drain region 7 is formed by refraction. That is, the n+ type pixel region 6, the P type semiconductor substrate 5, and the n+ type drain region 7 form a PN junction region of the MOS transistor. In addition, the opposite surface 5 of the light receiving section 2
An insulating film 8 made of, for example, ZnS (zinc sulfide) is formed in the region b, and an opening 9 is formed in the drain region 7 portion. Then, an input gate (IG) made of, for example, aluminum is provided in the PN junction region between the pixel region 6 and the drain region 7 on the insulating film 8.
【0014】一方、P型のシリコン(Si)の半導体基
板10にはn+ 型のドレイン領域11が形成される。
このドレイン領域11間に蓄積部12及び移送部13が
位置する。また、半導体基板10上には、例えばSiO
2(酸化シリコン)の絶縁膜14が形成され、ドレイン
領域11上に開口部15が形成される。この絶縁膜14
上の、蓄積部12部分に蓄積ゲート(SG)が形成され
、移送部13部分に移送ゲート(φ)が形成され、蓄積
部12と移送部13間部分に転送ゲート(TG)が形成
される。この蓄積ゲート(SG)、移送ゲート(φ)及
び転送ゲート(TG)は、例えばポリシリコン電極によ
り形成される。そして、ドレイン領域7,11間が結合
電極4により接続される。On the other hand, an n + -type drain region 11 is formed in a P-type silicon (Si) semiconductor substrate 10 . A storage section 12 and a transfer section 13 are located between this drain region 11 . Further, on the semiconductor substrate 10, for example, SiO
An insulating film 14 of 2 (silicon oxide) is formed, and an opening 15 is formed on the drain region 11. This insulating film 14
Above, a storage gate (SG) is formed in the storage part 12 part, a transfer gate (φ) is formed in the transfer part 13 part, and a transfer gate (TG) is formed in the part between the storage part 12 and the transfer part 13. . The storage gate (SG), transfer gate (φ), and transfer gate (TG) are formed of, for example, polysilicon electrodes. Then, the drain regions 7 and 11 are connected by a coupling electrode 4.
【0015】ここで、図3に、図2の受光部を説明する
ための図を示す。受光部2の半導体基板5は、反対面5
bにおけるエネルギ帯の禁止帯幅が一方面5aの禁止帯
幅より大に形成される。すなわち、反対面5bがエネル
ギギャップ電圧EC が高く形成されるものである。こ
の場合、半導体基板5は、一方面5a側の禁止帯幅を所
定の感光波長に合わせた値に予め設定される。FIG. 3 shows a diagram for explaining the light receiving section of FIG. 2. The semiconductor substrate 5 of the light receiving section 2 has an opposite surface 5
The forbidden band width of the energy band at b is formed to be larger than the forbidden band width of the one side 5a. That is, the opposite surface 5b is formed to have a high energy gap voltage EC. In this case, the semiconductor substrate 5 has a bandgap width on one side 5a set in advance to a value matching a predetermined photosensitive wavelength.
【0016】このような光検知器1は、受光部2に赤外
線が照射されると、一方面5aの画素領域6を透過し、
半導体基板5のP−HgCdTe部分で光電変換されて
電子−正孔対の電荷が発生する。この電荷のうち電子が
画素領域6に集合する。そこで、入力ゲート(IG)に
信号を与えると、MOSトランジスタの働きにより画素
領域6の電子が増幅されてドレイン領域7に移動し、結
合電極4を介して信号処理部3のドレイン領域11に集
合する。この時、蓄積ゲート(SG)に信号を与えると
、該電荷が蓄積部12に蓄積される。そして、転送ゲー
ト(TG)及び転送ゲート(φ)に信号を与えることに
より、蓄積部12内の電荷が移送部13に転送され、読
み出しが行われて撮像信号として出力される。In such a photodetector 1, when the light receiving section 2 is irradiated with infrared rays, it passes through the pixel area 6 on one side 5a,
Photoelectric conversion is performed in the P-HgCdTe portion of the semiconductor substrate 5, and charges of electron-hole pairs are generated. Of this charge, electrons gather in the pixel region 6. Therefore, when a signal is applied to the input gate (IG), electrons in the pixel region 6 are amplified by the action of the MOS transistor, move to the drain region 7, and collect in the drain region 11 of the signal processing section 3 via the coupling electrode 4. do. At this time, when a signal is applied to the storage gate (SG), the charges are stored in the storage section 12. Then, by applying signals to the transfer gate (TG) and the transfer gate (φ), the charges in the storage section 12 are transferred to the transfer section 13, read out, and output as an image pickup signal.
【0017】このように、上記光検知器1は、入力ゲー
ト(IG)及び従来の入力ダイオードとしての役割をな
すPN接合領域を受光部2に形成することにより、画素
領域6のピッチを小さくしても信号処理部3における蓄
積部12を大きく形成することができる。従って、蓄積
ゲート(SG)を大きくして電荷の蓄積時間を増大する
ことができ、光の利用効率が向上するとともに、SN比
を向上させることができる。In this way, the photodetector 1 can reduce the pitch of the pixel regions 6 by forming a PN junction region in the light receiving section 2, which functions as an input gate (IG) and a conventional input diode. However, the storage section 12 in the signal processing section 3 can be made large. Therefore, it is possible to increase the charge storage time by increasing the storage gate (SG), thereby improving the light utilization efficiency and the S/N ratio.
【0018】また、受光部2の反対面5bにおけるエネ
ルギ帯の禁止帯幅を一方面の禁止帯幅より大きくするこ
とにより、所定の感光波長の光は一方面5aのみで吸収
され、反対面5bのPN接合領域に悪影響を及ぼすのを
防止することができるものである。Furthermore, by making the forbidden width of the energy band on the opposite surface 5b of the light receiving section 2 larger than the forbidden width of the energy band on one surface, light of a predetermined photosensitive wavelength is absorbed only on one surface 5a, and the light of the opposite surface 5b is absorbed. It is possible to prevent an adverse effect on the PN junction region of.
【0019】なお、半導体基板5は、上記Hg1−x
Cdx Teの他に、Gax Alx−1 As(ガリ
ウム・アルミニウム・ヒ素)、Pb1−x Snx T
e(鉛・錫・テルル)等を用いてもよい。すなわち、I
II −V族、II−VI族、IV−VI族の化合物又
は混晶半導体であればよい。Note that the semiconductor substrate 5 has the above-mentioned Hg1-x
In addition to Cdx Te, Gax Alx-1 As (gallium aluminum arsenic), Pb1-x Snx T
e (lead, tin, tellurium), etc. may also be used. That is, I
Any compound or mixed crystal semiconductor of the II-V group, II-VI group, IV-VI group may be used.
【0020】次に、図4に、本発明方法の製造工程図の
一例を示す。図4において、まず、CdTe(カドミウ
ム・テルル)又はCdZnTe(カドミウム・亜鉛・テ
ルル)の基板20上に、P型のHgCdTeの受光層(
半導体基板5)を、エピタキシャル成長により例えば2
0μmの厚さで形成する(図4(A))。この時、基板
20のCdTeからCd(カドミウム)がHgCdTe
エピタキシャル層側に供給され、HgCdTeの組成が
一方面5a側で禁止帯幅が狭く、界面で大となる。Next, FIG. 4 shows an example of a manufacturing process diagram of the method of the present invention. In FIG. 4, first, a P-type HgCdTe light-receiving layer (
For example, the semiconductor substrate 5) is grown by epitaxial growth.
It is formed with a thickness of 0 μm (FIG. 4(A)). At this time, Cd (cadmium) from CdTe of the substrate 20 becomes HgCdTe.
The HgCdTe composition is supplied to the epitaxial layer side, and the forbidden band width is narrow on the one side 5a side and wide at the interface.
【0021】続いて、受光層5の表面(一方面5a)の
所定のピッチの部分にボロンのイオン注入を行いn+
領域の画素領域6を一方面5a側に形成する(図4(B
))。そして、イオンミリング、プラズマエッチング又
はスパッタリングにより界面(反対面5b)まで該n+
領域6より孔21を形成する(図4(C))。この時
、穿孔時のダメージにより該孔21の周囲がイオン化に
よりn型化して、同種導伝型として一体化する。Next, boron ions are implanted into the surface (one side 5a) of the light-receiving layer 5 at a predetermined pitch.
The pixel region 6 of the region is formed on one side 5a (see FIG. 4(B)
)). Then, the n+
A hole 21 is formed from the region 6 (FIG. 4(C)). At this time, the area around the hole 21 becomes n-type due to ionization due to damage during drilling, and is integrated as the same conductivity type.
【0022】つぎに、受光層5の表面(一方面5a)を
蒸着により、例えばZnS層22を形成させて不活性化
し、該ZnS層22上に、例えばGaAs(ガリウム・
ヒ素)のような赤外光に透明な支持基板23をエポキシ
系接着剤24に接着する(図4(D))。そこで、基板
20をエッチング又は研磨により除去する(図4(E)
)。そして、ボロンのイオン注入により画素領域6のソ
ース領域6b及びドレイン領域7を形成してPN接合領
域を形成し、表面(反対面5b)を不活性化してZnS
の絶縁膜8を形成する(図4(F))。この絶縁膜8の
ドレイン領域7上をエッチング等により開口部9を形成
し、該開口部9上にインジウム等の結合電極4の一部4
aを形成する(図4(F))。また、絶縁膜8上のドレ
イン領域7と画素領域6の中間部分にアルミニウムを蒸
着等により形成して入力ゲート(IG)を形成する(図
4(F))。そして、図示しないが、基板23、接着剤
24を研磨等で除去する。Next, the surface (one side 5a) of the light-receiving layer 5 is inactivated by forming, for example, a ZnS layer 22 by vapor deposition, and on the ZnS layer 22, for example, GaAs (Gallium.
A support substrate 23 transparent to infrared light such as arsenic (arsenic) is bonded to an epoxy adhesive 24 (FIG. 4(D)). Therefore, the substrate 20 is removed by etching or polishing (FIG. 4(E)).
). Then, the source region 6b and drain region 7 of the pixel region 6 are formed by boron ion implantation to form a PN junction region, and the surface (opposite surface 5b) is inactivated and ZnS
An insulating film 8 is formed (FIG. 4(F)). An opening 9 is formed on the drain region 7 of this insulating film 8 by etching or the like, and a portion 4 of the coupling electrode 4 made of indium or the like is formed on the opening 9.
a (Fig. 4(F)). Furthermore, an input gate (IG) is formed by forming aluminum by vapor deposition or the like in the intermediate portion between the drain region 7 and the pixel region 6 on the insulating film 8 (FIG. 4(F)). Although not shown, the substrate 23 and adhesive 24 are removed by polishing or the like.
【0023】一方、信号処理部3は、図示しないが通常
の方法により入力ゲートを除いて形成され、ドレイン領
域11上にインジウムの結合電極4の他部4bが形成さ
れる。そして、受光部2側の電極4aと信号処理部3側
の電極4bとを圧着、熱溶着により結合させるものであ
る。On the other hand, although not shown, the signal processing section 3 is formed by a conventional method except for the input gate, and the other portion 4b of the indium coupling electrode 4 is formed on the drain region 11. Then, the electrode 4a on the light receiving section 2 side and the electrode 4b on the signal processing section 3 side are coupled by pressure bonding or thermal welding.
【0024】このように、容易に受光部2におけるエネ
ルギ帯の禁止帯幅に変化を設けることができ、画素領域
6を形成することができる。In this manner, the forbidden band width of the energy band in the light receiving section 2 can be easily varied, and the pixel region 6 can be formed.
【0025】次に、図5に、本発明の他の実施例の側部
断面図を示す。なお、図2と同一の構成部分には同一の
符号を付して説明を省略すると共に、製造方法も図4と
同様であり説明を省略する。図5において、光検知器1
aはラインアドレス型のもので、図2における入力ゲー
ト(IG)の部分をスイッチングゲート(G)としてシ
フトレジスタ接続し、入力ゲート(IG)を信号処理部
3側に形成したものである。Next, FIG. 5 shows a side sectional view of another embodiment of the present invention. Note that the same components as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and explanations are omitted, and the manufacturing method is also the same as in FIG. 4, so explanations are omitted. In FIG. 5, photodetector 1
A is a line address type, in which the input gate (IG) in FIG. 2 is connected as a shift register as a switching gate (G), and the input gate (IG) is formed on the signal processing section 3 side.
【0026】従来のラインアドレス型の光検知装置の図
示されてはいないが、スイッチングゲート(G)は信号
処理部3側に形成されていたもので、本発明では該スイ
ッチングゲート(G)を受光部2側に形成して、高集積
化した場合の蓄積部12における信号電荷の蓄積を相対
的に維持したものである。Although not shown in the conventional line address type photodetecting device, the switching gate (G) is formed on the signal processing section 3 side, and in the present invention, the switching gate (G) is used to receive light. It is formed on the part 2 side to relatively maintain the accumulation of signal charges in the storage part 12 in the case of high integration.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、受光部側
の反対面に入力ゲートとして作用するPN接合領域を形
成し、また、材料の選定により受光部の反対面における
エネルギ帯の禁止帯幅を一方面より大にすることにより
、受光部に形成したPN接合領域に影響を与えずに信号
処理部の蓄積領域を大きくすることができ、信号電荷の
蓄積を相対的に減少させずに、また、SN比を劣化させ
ずに高集積化を図ることができる。As described above, according to the present invention, a PN junction region acting as an input gate is formed on the surface opposite to the light-receiving section, and an energy band on the surface opposite to the light-receiving section is inhibited by selecting the material. By making the band width larger than that on one side, the accumulation area of the signal processing section can be increased without affecting the PN junction region formed in the light receiving section, and the accumulation of signal charges is not relatively reduced. Furthermore, high integration can be achieved without deteriorating the SN ratio.
【図1】本発明方法の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the method of the present invention.
【図2】本発明の一実施例の側部断面図である。FIG. 2 is a side cross-sectional view of one embodiment of the invention.
【図3】図2の受光部を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the light receiving section of FIG. 2;
【図4】本発明方法の製造工程図である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the method of the present invention.
【図5】本発明の他の実施例の側部断面図である。FIG. 5 is a side cross-sectional view of another embodiment of the invention.
【図6】従来の光検知器の側部断面図である。FIG. 6 is a side cross-sectional view of a conventional photodetector.
1,1a 光検知器 2 受光部 3 信号処理部 4 結合電極 5,10 半導体基板 6 画素領域 7,11 ドレイン領域 12 蓄積部 13 移相部 1, 1a Photodetector 2 Light receiving part 3 Signal processing section 4 Coupling electrode 5,10 Semiconductor substrate 6 Pixel area 7,11 Drain region 12 Accumulation section 13 Phase shift section
Claims (3)
(2)と、該受光部(2)で発生した電荷を蓄積領域(
12)に蓄積し、移送領域(13)に転送して信号を出
力する信号処理部(3)と、からなる光検知器において
、前記受光部(2)は、所定の半導体基板(5)の一方
面(5a)から反対面(5b)にかけて、光電変換によ
り所定極性の前記電荷が集合される所定数の画素領域(
6)が形成されると共に、該反対面(5b)の該画素領
域(6)間に、該電荷を前記信号処理部(3)の蓄積領
域(12)に蓄積させるための所定数のPN接合領域(
7)が形成されると共に、前記画素領域(6)と該PN
接合領域(7)との間に入力ゲード(IG)が形成され
ることを特徴とする光検知器。1. A light receiving section (2) that performs photoelectric conversion by irradiation with light, and an accumulation region (2) for storing charges generated in the light receiving section (2).
12), and a signal processing section (3) that outputs a signal by transferring it to a transfer region (13). From one surface (5a) to the opposite surface (5b), a predetermined number of pixel regions (
6) is formed, and a predetermined number of PN junctions are formed between the pixel regions (6) on the opposite surface (5b) for accumulating the charges in the accumulation region (12) of the signal processing section (3). region(
7) is formed, and the pixel region (6) and the PN
A photodetector characterized in that an input gate (IG) is formed between the junction region (7).
b)におけるエネルギ帯の禁止帯幅を、前記一方面(5
a)の禁止帯幅より大に形成されることを特徴とする請
求項1記載の光検知器。2. The light receiving section (2) is arranged on the opposite surface (5).
The forbidden band width of the energy band in b) is determined from the one side (5
2. The photodetector according to claim 1, wherein the photodetector has a width larger than the forbidden band width in a).
(2)と、該受光部(2)で発生した電荷を蓄積領域(
12)に蓄積し、移送領域(13)に転送して信号を出
力する信号処理部(3)と、からなる光検知器の製造方
法において、前記受光部(2)を、所定の基板(20)
上に、該基板(20)との界面で禁止帯幅が大となる所
定材料の受光層(5)を形成する工程と、該受光層(5
)の一方面(5a)に、該受光層(5)と異種導伝型の
画素領域(6)を形成する工程と、該画素領域(6)よ
り該受光層(5)の反対面(5b)にかけて、周囲を該
画素領域(6)と同種導伝型の領域を形成しつつ穿孔し
て、該領域を該画素領域(6)と一体化する工程と、該
反射面(5b)に、該画素領域(6)との間で構成する
PN接合領域(7)を形成し、該PN接合領域(7)上
に前記信号処理部(3)と結合するための結合電極(4
a)を形成する工程と、該画素領域(6)と該PN接合
領域(7)との間に入力ゲート(IG)を形成する工程
と、を含む工程により形成することを特徴とする光検知
器の製造方法。3. A light receiving section (2) that performs photoelectric conversion by irradiation with light, and an accumulation region (2) for storing charges generated in the light receiving section (2).
12), and a signal processing section (3) that outputs a signal by transferring it to a transfer region (13). )
a step of forming a light-receiving layer (5) of a predetermined material having a large forbidden band width at the interface with the substrate (20);
), a step of forming a pixel region (6) of a conductivity type different from the light-receiving layer (5) on one surface (5a) of the light-receiving layer (5); ) to form a region of the same conductivity type as the pixel region (6) around the pixel region (6) and integrate the region with the pixel region (6); A PN junction region (7) is formed between the pixel region (6), and a coupling electrode (4) is provided on the PN junction region (7) for coupling with the signal processing section (3).
a); and forming an input gate (IG) between the pixel region (6) and the PN junction region (7). How to make the utensils.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049926A JPH04286160A (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Photodetector and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049926A JPH04286160A (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Photodetector and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04286160A true JPH04286160A (en) | 1992-10-12 |
Family
ID=12844623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3049926A Withdrawn JPH04286160A (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Photodetector and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04286160A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003096427A1 (en) * | 2002-05-10 | 2003-11-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Rear surface irradiation photodiode array and method for producing the same |
| US6933489B2 (en) | 2002-05-10 | 2005-08-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Back illuminated photodiode array and method of manufacturing the same |
| JP2016026412A (en) * | 2015-11-02 | 2016-02-12 | 株式会社ニコン | Imaging element |
| JP2024016214A (en) * | 2020-06-16 | 2024-02-06 | 株式会社ニコン | Image sensor |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP3049926A patent/JPH04286160A/en not_active Withdrawn
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