JPH07114271B2 - 赤外固体撮像装置 - Google Patents
赤外固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH07114271B2 JPH07114271B2 JP62225034A JP22503487A JPH07114271B2 JP H07114271 B2 JPH07114271 B2 JP H07114271B2 JP 62225034 A JP62225034 A JP 62225034A JP 22503487 A JP22503487 A JP 22503487A JP H07114271 B2 JPH07114271 B2 JP H07114271B2
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- Japan
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- infrared
- imaging device
- state imaging
- semiconductor substrate
- solid
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は赤外固体撮像装置に関するものであり、特
に、半導体基板主表面に１次元または２次元に配列され
た赤外検出器を備えた赤外固体撮像装置に関するもので
ある。
に、半導体基板主表面に１次元または２次元に配列され
た赤外検出器を備えた赤外固体撮像装置に関するもので
ある。
［従来の技術］ 赤外検出装置アレイと電荷転送装置等の信号読出装置と
が同一の半導体基板上に集積した、赤外固体撮像装置の
開発が精力的に進められている。特に、シリコンショッ
トキ接合を赤外検出部とした赤外固体撮像装置において
は、実用に耐えられる画素数を持った赤外固体撮像装置
が開発されつつある。
が同一の半導体基板上に集積した、赤外固体撮像装置の
開発が精力的に進められている。特に、シリコンショッ
トキ接合を赤外検出部とした赤外固体撮像装置において
は、実用に耐えられる画素数を持った赤外固体撮像装置
が開発されつつある。
第４図は従来の赤外固体撮像装置の光学系の一例を示す
図である。
図である。
図において、１は赤外レンズ、２は赤外レンズ１を通っ
てきた赤外光のうちの余分な光を遮断するための、か
つ、余分な熱の流入を防ぐためのコールドシールド、３
は赤外レンズ１を通ってきた赤外光を結像させるための
赤外固体撮像装置である。赤外固体撮像装置３は、後述
するように、半導体基板から構成されており、３種類の
赤外検出器4a,4b,4cがその主表面に形成されている。赤
外固体撮像装置３は、一般に低温に冷却して使用され
る。コールドシールド２も低温に冷却され、赤外固体撮
像装置３に熱が流入したり、余分な赤外光が入射するの
を防ぐ。
てきた赤外光のうちの余分な光を遮断するための、か
つ、余分な熱の流入を防ぐためのコールドシールド、３
は赤外レンズ１を通ってきた赤外光を結像させるための
赤外固体撮像装置である。赤外固体撮像装置３は、後述
するように、半導体基板から構成されており、３種類の
赤外検出器4a,4b,4cがその主表面に形成されている。赤
外固体撮像装置３は、一般に低温に冷却して使用され
る。コールドシールド２も低温に冷却され、赤外固体撮
像装置３に熱が流入したり、余分な赤外光が入射するの
を防ぐ。
［発明が解決しようとする問題点］ さて、コールドシールド２の開口は、赤外検出器4a,4b,
4cが検出するのに必要な視野角（5a,5b,5c）を遮らない
最小の大きさであることが望ましい。一方、冷却能力の
制約からコールドシールド２と赤外固体撮像装置３の距
離をあまり大きくとれない。そのため、赤外固体撮像装
置３の中心の赤外検出器4bと端の赤外検出器4a,4cで
は、コールドシールド２の開口を見込む角に無視できな
い差が生じる。また、赤外レンズ１からの入射光量や赤
外レンズ１以外の部分からの輻射光等の強さが異なるた
め、中心部にある赤外検出器4bの出力が、他の赤外検出
器4a,4cに比べ大きくなる。その結果、赤外検出器4a,4
b,4cの出力が不均一になるという問題点があった。な
お、第２図においては、図面が複雑になるのを防止する
ために、コールドシールド２と赤外固体撮像装置３の間
に配置されている赤外フィルタの図示を省略した。
4cが検出するのに必要な視野角（5a,5b,5c）を遮らない
最小の大きさであることが望ましい。一方、冷却能力の
制約からコールドシールド２と赤外固体撮像装置３の距
離をあまり大きくとれない。そのため、赤外固体撮像装
置３の中心の赤外検出器4bと端の赤外検出器4a,4cで
は、コールドシールド２の開口を見込む角に無視できな
い差が生じる。また、赤外レンズ１からの入射光量や赤
外レンズ１以外の部分からの輻射光等の強さが異なるた
め、中心部にある赤外検出器4bの出力が、他の赤外検出
器4a,4cに比べ大きくなる。その結果、赤外検出器4a,4
b,4cの出力が不均一になるという問題点があった。な
お、第２図においては、図面が複雑になるのを防止する
ために、コールドシールド２と赤外固体撮像装置３の間
に配置されている赤外フィルタの図示を省略した。
次に、赤外固体撮像装置３の拡大図を用いて、さらに問
題点を詳細に説明する。
題点を詳細に説明する。
第５図は、第４図で示した赤外固体撮像装置３の拡大図
を示したものである。赤外固体撮像装置３は、半導体基
板たとえばシリコン半導体基板７から構成される。シリ
コン半導体基板７の主表面には、１次元に配列された３
種類の赤外検出器4a,4b,4cがアレイ状に形成されてい
る。半導体基板７の裏面側には、３種類の赤外線フィル
タ6a,6b,6cが配置されており、赤外検出器4a,4b,4cに異
なる分光感度を持たせるようにしている。シリコン等の
半導体基板７は赤外光に対し透明であるので、図示する
ように、半導体基板７の裏面方向から赤外光を入射する
のが一般的である。赤外検出器4a,4b,4cに入射する赤外
光は、必ず赤外フィルタ6a,6b,6cを通らなければならな
いので、赤外検出器4a,4b,4cの視野角は、それぞれ5a,5
b,5cで示される角以下であることが望ましい。しかし、
第４図で示したような構成をとる限り、その実現は難し
く、出力の不均一という前述の問題点を招来する。ま
た、第５図に示すような構成では、赤外フィルタ6a,6b,
6cの端面での、乱反射による迷光８が赤外検出器4a,4b,
4cに入射するのを防ぐことができない。なお、この迷光
は、赤外フィルタを用いない場合でも、コールドシール
ド２と赤外固体撮像装置３の間に、何らかの反射作用を
起こす物体が存在すれば、発生する場合がある。
を示したものである。赤外固体撮像装置３は、半導体基
板たとえばシリコン半導体基板７から構成される。シリ
コン半導体基板７の主表面には、１次元に配列された３
種類の赤外検出器4a,4b,4cがアレイ状に形成されてい
る。半導体基板７の裏面側には、３種類の赤外線フィル
タ6a,6b,6cが配置されており、赤外検出器4a,4b,4cに異
なる分光感度を持たせるようにしている。シリコン等の
半導体基板７は赤外光に対し透明であるので、図示する
ように、半導体基板７の裏面方向から赤外光を入射する
のが一般的である。赤外検出器4a,4b,4cに入射する赤外
光は、必ず赤外フィルタ6a,6b,6cを通らなければならな
いので、赤外検出器4a,4b,4cの視野角は、それぞれ5a,5
b,5cで示される角以下であることが望ましい。しかし、
第４図で示したような構成をとる限り、その実現は難し
く、出力の不均一という前述の問題点を招来する。ま
た、第５図に示すような構成では、赤外フィルタ6a,6b,
6cの端面での、乱反射による迷光８が赤外検出器4a,4b,
4cに入射するのを防ぐことができない。なお、この迷光
は、赤外フィルタを用いない場合でも、コールドシール
ド２と赤外固体撮像装置３の間に、何らかの反射作用を
起こす物体が存在すれば、発生する場合がある。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、赤外検出器の視野を必要最小限に制限するこ
とができ、出力の不均一や迷光等の影響をなくすことが
できる、赤外固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
たもので、赤外検出器の視野を必要最小限に制限するこ
とができ、出力の不均一や迷光等の影響をなくすことが
できる、赤外固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
［問題点を解決するための手段］ この発明は、半導体基板の主表面に１次元または２次元
に配列された赤外検出器を備え、該半導体基板の裏面側
より赤外光が入射する赤外線固体撮像装置に係るもので
ある。そして、少なくとも上記赤外検出器を含まない上
記赤外検出器の周辺の半導体基板中で、上記赤外検出器
の視野角を光学系で決まる視野角以下に制限できる位置
に、赤外光を吸収する高不純物濃度の拡散層を設けたこ
とを特徴とする。
に配列された赤外検出器を備え、該半導体基板の裏面側
より赤外光が入射する赤外線固体撮像装置に係るもので
ある。そして、少なくとも上記赤外検出器を含まない上
記赤外検出器の周辺の半導体基板中で、上記赤外検出器
の視野角を光学系で決まる視野角以下に制限できる位置
に、赤外光を吸収する高不純物濃度の拡散層を設けたこ
とを特徴とする。
［作用］ 赤外検出器の周辺の半導体基板中に高不純物濃度の拡散
層を設け、該拡散層の赤外光吸収作用により、前記赤外
検出器の視野角を制限できるようにしたので、各赤外検
出器間の入射光量の不均一さがなくなる。また、迷光等
の不必要な光が赤外検出器に入るのを防ぐことができ
る。
層を設け、該拡散層の赤外光吸収作用により、前記赤外
検出器の視野角を制限できるようにしたので、各赤外検
出器間の入射光量の不均一さがなくなる。また、迷光等
の不必要な光が赤外検出器に入るのを防ぐことができ
る。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例の断面図である。なお、本
図は、第４図に示した赤外固体撮像装置の光学系の一部
分の拡大図である点、第５図と同じである。したがっ
て、コールドシールドなどは図示されていないが、存在
する。半導体基板たとえばシリコン半導体基板７の主表
面に、３種類の赤外検出器4a,4b,4cが１次元的にアレイ
状に形成されている。半導体基板７の裏面には、３種類
の赤外線フィルタ6a,6b,6cが取付けられており、赤外検
出器4a,4b,4cに異なる分光感度を持たせるようにしてい
る。光学系からの赤外光は、赤外フィルタ6a,6b,6cを通
って、赤外検出器4a,4b,4c上に結像する。
図は、第４図に示した赤外固体撮像装置の光学系の一部
分の拡大図である点、第５図と同じである。したがっ
て、コールドシールドなどは図示されていないが、存在
する。半導体基板たとえばシリコン半導体基板７の主表
面に、３種類の赤外検出器4a,4b,4cが１次元的にアレイ
状に形成されている。半導体基板７の裏面には、３種類
の赤外線フィルタ6a,6b,6cが取付けられており、赤外検
出器4a,4b,4cに異なる分光感度を持たせるようにしてい
る。光学系からの赤外光は、赤外フィルタ6a,6b,6cを通
って、赤外検出器4a,4b,4c上に結像する。
第５図に示した、従来の赤外固体撮像装置と異なる点
は、半導体基板７の表面側であって、赤外検出器4a,4b,
4cの周辺部に、高不純物濃度の拡散層９を形成している
点である。この拡散層９は赤外光吸収作用を示し、赤外
検出器4a,4b,4cの視野角を制限するように働く。この不
純物は、ｎ型のP,As,Sbでもよく、ｐ型のB,Al,Gaでもよ
い。これらの不純物層は、たとえば拡散やイオン注入に
よって形成することができる。
は、半導体基板７の表面側であって、赤外検出器4a,4b,
4cの周辺部に、高不純物濃度の拡散層９を形成している
点である。この拡散層９は赤外光吸収作用を示し、赤外
検出器4a,4b,4cの視野角を制限するように働く。この不
純物は、ｎ型のP,As,Sbでもよく、ｐ型のB,Al,Gaでもよ
い。これらの不純物層は、たとえば拡散やイオン注入に
よって形成することができる。
次に、この高不純物濃度の拡散層９の働きについて説明
する。
する。
このような拡散層は赤外光吸収作用を有するので、不純
物拡散層９に入射した赤外光は吸収され、透過できなく
なる。そのため、赤外検出器4a,4b,4cの視野角はそれぞ
れ5a,5b,5cで示される角に制限され、３種類の赤外検出
器4a,4b,4cはそれぞれ赤外フィルタの表面6a′,6b′,6
c′だけを見ることになり、赤外フィルタの端面で散乱
される赤外光８は該不純物拡散層９に吸収され、赤外検
出器4a,4b,4cに入射しなくなる。
物拡散層９に入射した赤外光は吸収され、透過できなく
なる。そのため、赤外検出器4a,4b,4cの視野角はそれぞ
れ5a,5b,5cで示される角に制限され、３種類の赤外検出
器4a,4b,4cはそれぞれ赤外フィルタの表面6a′,6b′,6
c′だけを見ることになり、赤外フィルタの端面で散乱
される赤外光８は該不純物拡散層９に吸収され、赤外検
出器4a,4b,4cに入射しなくなる。
また、光学系の中心軸上にある赤外検出器4bと、それか
ら外れる赤外検出器4a,4cの間の光学的な位置の差によ
る入射光量の差も、この不純物拡散層９によりなくすこ
とができるようになる。これらの効果は、コールドシー
ルドだけを用いた従来の赤外固体撮像装置では達成でき
ないものである。
ら外れる赤外検出器4a,4cの間の光学的な位置の差によ
る入射光量の差も、この不純物拡散層９によりなくすこ
とができるようになる。これらの効果は、コールドシー
ルドだけを用いた従来の赤外固体撮像装置では達成でき
ないものである。
なお、上記実施例では、赤外検出器が形成されている半
導体基板の表面側に、不純物拡散層を設けた場合につい
て示したが、本発明はこれに限られるものでない。
導体基板の表面側に、不純物拡散層を設けた場合につい
て示したが、本発明はこれに限られるものでない。
第２図は、この発明の他の実施例を示したもので、断面
図で表わしている。赤外検出器４が形成されている半導
体基板７の裏面側に、不純物拡散層９が設けられてい
る。このような構成にすることによっても、上述の実施
例と同様の効果を実現する。
図で表わしている。赤外検出器４が形成されている半導
体基板７の裏面側に、不純物拡散層９が設けられてい
る。このような構成にすることによっても、上述の実施
例と同様の効果を実現する。
第３図はこの発明のさらに他の実施例を示したもので、
断面図で表わされている。半導体基板７の表面側と裏面
側の中間に位置する部分に、不純物拡散層９が埋込まれ
ている。このような構成にすることによっても、前述の
実施例と同様の効果を実現する。
断面図で表わされている。半導体基板７の表面側と裏面
側の中間に位置する部分に、不純物拡散層９が埋込まれ
ている。このような構成にすることによっても、前述の
実施例と同様の効果を実現する。
さらに、第１図、第２図、第３図に示した実施例の態様
を組合わせて、不純物拡散層を形成しても、同様の効果
を実現することは言うまでもない。
を組合わせて、不純物拡散層を形成しても、同様の効果
を実現することは言うまでもない。
なお、上記実施例では、３種類の１次元赤外検出器アレ
イを同一半導体基板上に形成した場合について説明した
が、光学系に比べ半導体基板７が薄く、赤外検出器の画
素ピッチが大きい場合には、２次元の赤外検出器アレイ
であっても、実施例と同様の効果を実現する。
イを同一半導体基板上に形成した場合について説明した
が、光学系に比べ半導体基板７が薄く、赤外検出器の画
素ピッチが大きい場合には、２次元の赤外検出器アレイ
であっても、実施例と同様の効果を実現する。
また、上記実施例では赤外フィルタを付けた赤外固体撮
像装置について説明したが、この発明はこれに限られる
ものでなく、赤外フィルタがない場合であっても実施例
と同様の効果を実現する。
像装置について説明したが、この発明はこれに限られる
ものでなく、赤外フィルタがない場合であっても実施例
と同様の効果を実現する。
さらに、上記実施例で半導体基板にシリコン基板を用い
て説明したが、この発明はこれに限られるものでなく、
他の種類のものであってもよい。
て説明したが、この発明はこれに限られるものでなく、
他の種類のものであってもよい。
［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明によれば、赤外検出器の
周辺の半導体基板中に高不純物濃度の拡散層を設け、該
拡散層の赤外光吸収作用により、前記赤外検出器の視野
角を制限できるように構成したので、赤外検出器の光学
的な位置の差による出力の不均一や、赤外フィルタ等か
らの迷光の赤外検出器への入射による問題点をなくすこ
とができる。その結果、赤外固体撮像装置の光学的な性
能を向上させるという効果を奏する。
周辺の半導体基板中に高不純物濃度の拡散層を設け、該
拡散層の赤外光吸収作用により、前記赤外検出器の視野
角を制限できるように構成したので、赤外検出器の光学
的な位置の差による出力の不均一や、赤外フィルタ等か
らの迷光の赤外検出器への入射による問題点をなくすこ
とができる。その結果、赤外固体撮像装置の光学的な性
能を向上させるという効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例による赤外固体撮像装置の
断面図、第２図はこの発明の他の実施例による赤外固体
撮像装置の断面図、第３図はこの発明のさらに他の実施
例による赤外固体撮像装置の断面図、第４図は従来の赤
外固体撮像装置の光学系の一例を示す図、第５図は従来
の赤外固体撮像装置の拡大断面図である。 図において、３は赤外固体撮像装置、4a,4b,4cは赤外検
出器、７はシリコン半導体基板、９は高不純物濃度の拡
散層である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
断面図、第２図はこの発明の他の実施例による赤外固体
撮像装置の断面図、第３図はこの発明のさらに他の実施
例による赤外固体撮像装置の断面図、第４図は従来の赤
外固体撮像装置の光学系の一例を示す図、第５図は従来
の赤外固体撮像装置の拡大断面図である。 図において、３は赤外固体撮像装置、4a,4b,4cは赤外検
出器、７はシリコン半導体基板、９は高不純物濃度の拡
散層である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板主表面に１次元または２次元に
配列された赤外検出器を備え、該半導体基板の裏面側よ
り赤外光が入射する赤外固体撮像装置において、 少なくとも前記赤外検出器を含まない前記赤外検出器の
周辺の半導体基板中で、前記赤外検出器の視野角を光学
系で決まる視野角以下に制限できる位置に、赤外光を吸
収する高不純物濃度の拡散層を設けたことを特徴とする
赤外固体撮像装置。 - 【請求項２】前記高不純物濃度の拡散層は、前記赤外検
出器が形成されている半導体基板表面もしくは裏面よ
り、不純物を拡散またはイオン注入して得られたもので
ある、特許請求の範囲第１項記載の赤外固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62225034A JPH07114271B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 赤外固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62225034A JPH07114271B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 赤外固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6467962A JPS6467962A (en) | 1989-03-14 |
| JPH07114271B2 true JPH07114271B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=16823020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62225034A Expired - Lifetime JPH07114271B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 赤外固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114271B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5773329A (en) * | 1996-07-24 | 1998-06-30 | International Business Machines Corporation | Polysilicon grown by pulsed rapid thermal annealing |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6343366A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-24 | Fujitsu Ltd | 赤外検知装置 |
-
1987
- 1987-09-08 JP JP62225034A patent/JPH07114271B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6467962A (en) | 1989-03-14 |
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