JP4394437B2 - 裏面照射型撮像素子 - Google Patents
裏面照射型撮像素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4394437B2 JP4394437B2 JP2003433512A JP2003433512A JP4394437B2 JP 4394437 B2 JP4394437 B2 JP 4394437B2 JP 2003433512 A JP2003433512 A JP 2003433512A JP 2003433512 A JP2003433512 A JP 2003433512A JP 4394437 B2 JP4394437 B2 JP 4394437B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge
- signal
- incident
- processing unit
- unit
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 55
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 36
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 25
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 24
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 24
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 5
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 57
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 25
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 16
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- ABEXEQSGABRUHS-UHFFFAOYSA-N 16-methylheptadecyl 16-methylheptadecanoate Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC(C)C ABEXEQSGABRUHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000764238 Isis Species 0.000 description 3
- 238000005417 image-selected in vivo spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000012739 integrated shape imaging system Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1464—Back illuminated imager structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る裏面照射型撮像素子1を備える透過型電子顕微鏡2を示す。この透過型電子顕微鏡2は、電子銃3から試料5に電子流4(入射線)を照射し、透過した電子流4を裏面照射型撮像素子1に結像させる。6A〜6Cは磁界レンズである。電子銃3、試料5、裏面照射型撮像素子1、及び磁界レンズ6A〜6Cが配置されている透過型電子顕微鏡2の内部は真空ポンプ7により所要の真空度に維持されている。
図6及び図7に示す本発明の第2実施形態に係る裏面照射型撮像素子1は、n−型の電荷収集層29を備えている。この電荷収集層29は変換層21と電荷阻止層23との間に介在し、電荷収集部24の入射面8側の端部と連続している。変換層21で発生した電荷はいったん電荷収集層29に集まる。電荷収集層29に集まった電荷は水平方向に移動して電荷収集部24に収集される。従って、電荷収集層29を設けることで、周辺回路26への信号電荷の混入をより効果的に防止することができる。
図8及び図9に示す本発明の第3実施形態の裏面照射型撮像素子1は、蛍光膜9とファイバーガラス10(図3、図4、図6、及び図7)を備えておらず、試料5を透過した電子流4が入射面8に直接入射する。電子流4が変換層21に到達すると発生する2次電子が信号電荷となる。この信号電荷は電荷収集部24に集積し、インプット領域25を介して周辺回路26に送られる。変換層21と周辺回路26との間には電荷阻止層23が介在するので、変換層21で発生した2次電子が直積周辺回路26に到達するのを防止することができる。
図10及び図11に示す本発明の第4実施形態の裏面照射型撮像素子1では、変換層21と電荷阻止層23との間に電荷収集部24と連続するn−型の電荷収集層29が介在している。変換層21で生じた2次電子を電荷収集層29で集めて電荷収集部24に収集することにとより、周辺回路26への信号電荷の混入をより効果的に防止することができる。
図12から図17に示す本発明の第5実施形態は、画素周辺記録型撮像素子(In-situ Storage Image Sensor : ISIS)に本発明を適用した例である。
図18から図20に示す本発明の第6実施形態に係る裏面照射型撮像素子101は、n−型の電荷収集層138を備えている。この電荷収集層138は変換層131と電荷阻止層133との間に介在し、電荷収集部134の入射面102側の端部と連続している。変換層131で発生した電荷はいったん電荷収集層138に集まる。電荷収集層138に集まった電荷は水平方向に移動して電荷収集部134に収集される。従って、電荷収集層138を設けることで、信号記録用CCD123への信号電荷の混入をより効果的に防止することができる。
2 透過型電子顕微鏡
3 電子銃
4 電子線
5 試料
6A,6B,6C 磁界レンズ
7 真空ポンプ
8 入射面
9 蛍光膜
10 ファイバーガラス
11 光
13 画素
14 チップ
21 変換層
22 表面
23 電荷阻止層
24 電荷収集部
25 インプット領域
26 周辺回路
27,28 電極
29 電荷収集層
31 A/D変換器
32 比較器
33 カウンタ
34 コントローラ
35 表示装置
100 高速ビデオカメラ
101 裏面照射型撮像素子
102 入射面
103 可視光線
104 レンズ
105 アンプ
106 A/D変換器
107 メインメモリ
108 画像処理装置
109 表示装置
110 コントローラ
121 画素
122 インプット領域
123 信号記録用CCD
124 垂直読み出し用CCD
125 水平読み出し用CCD
126 ドレーン線
127 ドレーンゲート
128 チップ
130 光学フィルタ
131 変換層
132 表面
133 電荷阻止層
134 電荷収集部
135,136 電極
137 光
138 電荷収集層
Claims (7)
- 入射線が入射する入射面側に設けられ、前記入射線を信号電荷に変換し、かつ2次元配列を構成する複数の画素のそれぞれについて設けられた半導体材料からなる変換部と、
前記変換部から前記入射面とは反対の表面側へ延び、前記変換部で生じた信号電荷を収集する半導体材料からなる電荷収集部と、
前記表面側に設けられ、前記電荷収集部で収集された信号電荷を処理する半導体材料からなる電荷処理部と、
前記変換部と前記電荷処理部の間に設けられ、前記変換部から前記電荷処理部への前記信号電荷の流入を抑制する半導体材料からなる抑制領域と
を備え、
前記変換部は第1の導電型を有し、
前記電荷収集部は第2の導電型を有し、
前記抑制領域は、前記第1の導電型を有するが導電型不純物の濃度が前記変換部よりも高く、前記電荷処理部がその中に埋め込まれ、かつ前記電荷収集部が貫通している電荷阻止層と、第2の導電型を有し、前記変換部と前記電荷阻止層との間に介在し、かつ前記電荷収集部の入射面側の端部と連続する電荷収集層とを備えることを特徴とする裏面照射型撮像素子。 - 前記電荷処理部は、前記信号電荷をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換器であることを特徴とする、請求項1に記載の裏面照射型撮像素子。
- 前記電荷処理部は、各画素内部又はその近傍に設けられ、前記信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積部であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の裏面照射型撮像素子。
- 前記信号電荷蓄積部はそれぞれ前記信号電荷を蓄積する複数個の信号記録要素を備えることを特徴とする、請求項3に記載の裏面照射型撮像素子。
- 前記入射線は光であり、かつ
前記入射面に配置され、かつ前記入射面から前記電荷処理部に透過して前記電荷処理部で前記信号電荷と同種の電荷を発生させる波長の光を遮断する光学フィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の裏面照射型撮像素子。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の裏面照射型撮像素子を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
- 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の裏面照射型撮像素子を備えることを特徴とする撮影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003433512A JP4394437B2 (ja) | 2003-01-06 | 2003-12-26 | 裏面照射型撮像素子 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003000117 | 2003-01-06 | ||
JP2003433512A JP4394437B2 (ja) | 2003-01-06 | 2003-12-26 | 裏面照射型撮像素子 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004235621A JP2004235621A (ja) | 2004-08-19 |
JP2004235621A5 JP2004235621A5 (ja) | 2009-07-02 |
JP4394437B2 true JP4394437B2 (ja) | 2010-01-06 |
Family
ID=32964556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003433512A Expired - Fee Related JP4394437B2 (ja) | 2003-01-06 | 2003-12-26 | 裏面照射型撮像素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4394437B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4753673B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2011-08-24 | 剛治 江藤 | 裏面照射型撮像素子 |
KR20070062982A (ko) * | 2004-09-21 | 2007-06-18 | 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼 | 이면 조사형 촬상소자 |
JP2007242252A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
WO2007138679A1 (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
JP2009164385A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Fujifilm Corp | 裏面照射型撮像素子 |
JP5480535B2 (ja) * | 2009-06-05 | 2014-04-23 | 日本放送協会 | 裏面照射型固体撮像装置及びこれを含む撮影装置 |
KR101621241B1 (ko) | 2009-10-07 | 2016-05-16 | 삼성전자 주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
JP6118094B2 (ja) * | 2012-12-12 | 2017-04-19 | 日本放送協会 | 画素周辺記録型撮像素子 |
-
2003
- 2003-12-26 JP JP2003433512A patent/JP4394437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004235621A (ja) | 2004-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11849081B2 (en) | Solid state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus | |
US10074682B2 (en) | Phase difference detection in pixels | |
US8729478B2 (en) | Dual screen radiographic detector with improved spatial sampling | |
JP6188679B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP5023808B2 (ja) | 固体撮像装置およびカメラ | |
US6838651B1 (en) | High sensitivity snap shot CMOS image sensor | |
JP2004297089A (ja) | ブルーミング防止及び低クロストークの電子シャッターを有するカラー能動画素センサー | |
JP2008227250A (ja) | 複合型固体撮像素子 | |
JP2009182223A (ja) | 裏面照射型固体撮像素子 | |
TWI235606B (en) | Solid state image pick up device | |
KR20060104936A (ko) | 고체 촬상 장치 | |
JP4394437B2 (ja) | 裏面照射型撮像素子 | |
Janesick | Lux transfer: Complementary metal oxide semiconductors versus charge-coupled devices | |
JP2008294176A (ja) | 固体撮像装置およびカメラ | |
KR100982741B1 (ko) | 이면조사형 촬상소자 | |
JP2008034836A (ja) | 固体撮像素子 | |
EP1796170B1 (en) | Rear plane irradiation type image pickup element | |
JP4753673B2 (ja) | 裏面照射型撮像素子 | |
JP5453968B2 (ja) | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 | |
JP4365247B2 (ja) | 光電変換膜積層型固体撮像素子 | |
JP4793397B2 (ja) | 放射線画像検出器 | |
Arai et al. | Simulation based design for back-side illuminated ultrahigh-speed CCDs | |
JP2007088502A (ja) | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法 | |
JP2020155754A (ja) | 高速撮像手段 | |
JP2008066352A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090520 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20090520 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20090610 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090807 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090915 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091015 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4394437 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131023 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |