JPS6089967A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPS6089967A JPS6089967A JP58198711A JP19871183A JPS6089967A JP S6089967 A JPS6089967 A JP S6089967A JP 58198711 A JP58198711 A JP 58198711A JP 19871183 A JP19871183 A JP 19871183A JP S6089967 A JPS6089967 A JP S6089967A
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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
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は、光電変換素子に関する。
背景技術とその問題点
従来5例えばインターライン転送方式のCCD撮像素子
の受光部付近の構造として第1図に示すようなものが知
られている。即ち、第1図において、p型シリコン基板
(1)内に91層から成るチャネル・ストッパ(2)、
n層から成る垂直レジスタ(3)、p層から成るオーバ
ーフローコントロールゲート(4)、n層から成るオー
バーフロードレイン(5)がそれぞれ形成されている。
の受光部付近の構造として第1図に示すようなものが知
られている。即ち、第1図において、p型シリコン基板
(1)内に91層から成るチャネル・ストッパ(2)、
n層から成る垂直レジスタ(3)、p層から成るオーバ
ーフローコントロールゲート(4)、n層から成るオー
バーフロードレイン(5)がそれぞれ形成されている。
なお上記チャネル・ストッパ(2)及び垂直レジスタ(
3)は、実際には紙面に垂直な方向に互いに平行に延び
て複数個形成されているが、第1図においてはこれらの
うちのそれぞれ一つのみを示した。また上記オーバーフ
ローコントロールゲート(4)及びオーバーフロードレ
イン(5)は。
3)は、実際には紙面に垂直な方向に互いに平行に延び
て複数個形成されているが、第1図においてはこれらの
うちのそれぞれ一つのみを示した。また上記オーバーフ
ローコントロールゲート(4)及びオーバーフロードレ
イン(5)は。
垂直レジスタ(3)に沿って等間隔に多数形成されてい
る。一方p型シリコン基板(1)の上には。
る。一方p型シリコン基板(1)の上には。
5iO7膜(6)、Si3N4膜(7) 、 DOPO
3(不純物をドープした多結晶シリコン)から成る読み
出しゲート(8)、透明電極としての薄いDOPO3膜
(9)、フォトシールドとしてのAβ膜(10)がそれ
ぞれ形成されている。
3(不純物をドープした多結晶シリコン)から成る読み
出しゲート(8)、透明電極としての薄いDOPO3膜
(9)、フォトシールドとしてのAβ膜(10)がそれ
ぞれ形成されている。
上述のCCD撮像素子においては、へ7!膜(10)の
開口(10a)に対応する部分のDOPO3膜(9)。
開口(10a)に対応する部分のDOPO3膜(9)。
5i02膜(6)及びp型シリコン基板(1)から成る
MO3構造が受光部(11)を構成している。
MO3構造が受光部(11)を構成している。
そして」二記開口(10a)に入射した光(12)によ
ってp型シリコン基板(1)内に生じた信号電荷は。
ってp型シリコン基板(1)内に生じた信号電荷は。
DOPO3膜(9)に所定の電圧を印加することにより
p型シリコン基板(1)の表面(1a)に蓄積された後
、読め出しゲート(8)によって垂直レジスタ(3)に
転送されるようになっている。
p型シリコン基板(1)の表面(1a)に蓄積された後
、読め出しゲート(8)によって垂直レジスタ(3)に
転送されるようになっている。
上述のCCD撮像素子は1次のような欠点を有している
。即ち、透明電極として用いられているDOPO3膜(
9)は短波長光に対する吸収係数が大きいため、特に青
色の光に対する感度が悪い。
。即ち、透明電極として用いられているDOPO3膜(
9)は短波長光に対する吸収係数が大きいため、特に青
色の光に対する感度が悪い。
また入射光量が大き過ぎて過剰な光電荷が生ずる場合に
起きるいわゆるブルーミングを防止するために、オーバ
ーフロードレイン(5)及びオーバーフローコントロー
ルゲート(4)を形成しなければならないので1画素当
たりの占有面積が大きく、従って素子の集積度を上げる
ことができない。
起きるいわゆるブルーミングを防止するために、オーバ
ーフロードレイン(5)及びオーバーフローコントロー
ルゲート(4)を形成しなければならないので1画素当
たりの占有面積が大きく、従って素子の集積度を上げる
ことができない。
発明の目的
本発明は、上述の問題にかんがみ、素子の集積度が高い
CCD撮像素子等の光電変換素子を提供することを目的
とする。
CCD撮像素子等の光電変換素子を提供することを目的
とする。
発明の概要
本発明に係る光電変換素子は、少なくともその一部と半
導体基板との間にショットキー障壁が形成されるように
」二記半導体基板上に光透過性を有する導電性薄膜を設
け、この導電性薄膜を透過して上記半導体基板に入射し
た光によってこの半導体基板中に生じる光電荷の量が過
剰な時にこの過剰な光電荷が上記ショットキー障壁を通
って上記導電性薄膜に導かれるように構成している。こ
のように構成することによって、素子の集積度を高める
ことができる。
導体基板との間にショットキー障壁が形成されるように
」二記半導体基板上に光透過性を有する導電性薄膜を設
け、この導電性薄膜を透過して上記半導体基板に入射し
た光によってこの半導体基板中に生じる光電荷の量が過
剰な時にこの過剰な光電荷が上記ショットキー障壁を通
って上記導電性薄膜に導かれるように構成している。こ
のように構成することによって、素子の集積度を高める
ことができる。
実施例
以下本発明に係る光電変換素子の一実施例としてのイン
ターライン転送方式のCCD撮像素子につき図面を参照
しながら説明する。
ターライン転送方式のCCD撮像素子につき図面を参照
しながら説明する。
第2図において1例えばn型不純物濃度が3.5XIO
”cm−” のp型シリコン基板(1)内に、 4層か
ら成るチャネル・ストッパ(2)及び例えばn型不純物
濃度が2 XIO”cm−’のp層(以下においてはp
ウェルと称する)(13)が形成されている。またこの
pウェル(13)内にはさらに表面濃度が例えばI X
IO”cm−’のn層から成る垂直レジスタ(3)が形
成されている。なお上記チャネル・ストッパ(2)、p
ウェル(13)及び垂直レジスタ(3)は、第1図にお
いて説明したのと同様に。
”cm−” のp型シリコン基板(1)内に、 4層か
ら成るチャネル・ストッパ(2)及び例えばn型不純物
濃度が2 XIO”cm−’のp層(以下においてはp
ウェルと称する)(13)が形成されている。またこの
pウェル(13)内にはさらに表面濃度が例えばI X
IO”cm−’のn層から成る垂直レジスタ(3)が形
成されている。なお上記チャネル・ストッパ(2)、p
ウェル(13)及び垂直レジスタ(3)は、第1図にお
いて説明したのと同様に。
紙面に垂直な方向に互いに平行に延びて複数個形成され
ている。また上記p型シリコン基板(1)内の上記垂直
レジスタ(3)とは異なる部分には。
ている。また上記p型シリコン基板(1)内の上記垂直
レジスタ(3)とは異なる部分には。
例えばn型不純物濃度が5 XIO”cm−”のn層(
14)が形成されている。なお上記n層(14)は、垂
直レジスタ(3)に沿って複数個形成されている。
14)が形成されている。なお上記n層(14)は、垂
直レジスタ(3)に沿って複数個形成されている。
また上記p型シリコン基板(1)の垂直レジスタ(3)
及びn層(14)上の一部には、SiO□膜(6)及び
DOPO3から成る読み出しゲート(8)が形成されて
いる。さらにこの SiO□膜(6)及びn層(14)
の上には2例えば厚さ1000人で光透過性及び導電性
を有する透明電極としてのSnO□ 膜(15)が形成
されている。そしてこの5n02 膜(15)上には、
フォトシールドとしてのII膜(10)が形成されてい
る。なおAl膜(10)の開口(10a)部分のSno
□ 膜(15) 、 Sin□膜(6)及びn層(14
)が受光部(11)を構成している。
及びn層(14)上の一部には、SiO□膜(6)及び
DOPO3から成る読み出しゲート(8)が形成されて
いる。さらにこの SiO□膜(6)及びn層(14)
の上には2例えば厚さ1000人で光透過性及び導電性
を有する透明電極としてのSnO□ 膜(15)が形成
されている。そしてこの5n02 膜(15)上には、
フォトシールドとしてのII膜(10)が形成されてい
る。なおAl膜(10)の開口(10a)部分のSno
□ 膜(15) 、 Sin□膜(6)及びn層(14
)が受光部(11)を構成している。
なお上記5nOz 膜(15)は2例えばSi0g膜(
6)及びn層(14)上にSn膜を被着形成した後。
6)及びn層(14)上にSn膜を被着形成した後。
このSn膜を高温の炉中で酸化させるか、または02+
Arガス雰囲気中でp型シリコン基板(1)を加熱しな
がら、RFスパッタリング法によりSn膜をこのp型シ
リコン基板(1)上に被着形成することによって形成す
ることができる。
Arガス雰囲気中でp型シリコン基板(1)を加熱しな
がら、RFスパッタリング法によりSn膜をこのp型シ
リコン基板(1)上に被着形成することによって形成す
ることができる。
次に上述のように構成されたCCD撮像素子の動作につ
き説明する。
き説明する。
第2図において、まず受光部(11)に入射した光(1
2)によってn層(14)及びこのn層(14)の下部
のp型シリコン基板(1b)に生じた多数の電子から成
る信号電荷を、SnO□ 膜(15)、に所定の電圧を
印加することによって、n層(14)に蓄積する。
2)によってn層(14)及びこのn層(14)の下部
のp型シリコン基板(1b)に生じた多数の電子から成
る信号電荷を、SnO□ 膜(15)、に所定の電圧を
印加することによって、n層(14)に蓄積する。
次に読み出しゲート(8)に所定の電圧を印加すること
によって、SiO□ 膜(6)直下のp型シリコン基板
(1c)内にnチャネルを形成する。このnチャネルを
通して上記信号電荷を」二記垂直レジスタ(3)に転送
することによって、上記信号電荷を上記垂直レジスタ(
3)に読み込む。この後、上記信号電荷を垂直レジスタ
(3)から水平レジスタ(図示セず)に転送し、さらに
この水平レジスタ内を転送させてこの水平レジスタから
上記信号電荷を出力信号として読み出す。なお」二記垂
直レジスタ(3)内を転送される上記信号電荷は、チャ
ネル・ストッパ(2)によって、上記転送中に上記垂直
レジスタ(3)から流出するのが防止されるようになっ
ている。
によって、SiO□ 膜(6)直下のp型シリコン基板
(1c)内にnチャネルを形成する。このnチャネルを
通して上記信号電荷を」二記垂直レジスタ(3)に転送
することによって、上記信号電荷を上記垂直レジスタ(
3)に読み込む。この後、上記信号電荷を垂直レジスタ
(3)から水平レジスタ(図示セず)に転送し、さらに
この水平レジスタ内を転送させてこの水平レジスタから
上記信号電荷を出力信号として読み出す。なお」二記垂
直レジスタ(3)内を転送される上記信号電荷は、チャ
ネル・ストッパ(2)によって、上記転送中に上記垂直
レジスタ(3)から流出するのが防止されるようになっ
ている。
上述の実施例においては、受光部を構成するn層(14
)の上にS n Ot II*(15)を形成している
ので1次に述べる理由によって青色の光に対する感度が
良好である。即ち、このSnug 膜(15)の光の透
過特性は、第3図に示すようになっていて。
)の上にS n Ot II*(15)を形成している
ので1次に述べる理由によって青色の光に対する感度が
良好である。即ち、このSnug 膜(15)の光の透
過特性は、第3図に示すようになっていて。
波長350 1000 nm の光に対する透過率は9
0%以上の高い値を示す。この透過特性から明らかなよ
うに、このSnO□ 膜(15)は、青色の光(波長約
500 nm )に対しても殆ど透明であ。このように
、上述のCC,D撮像素子は、青色の光に対する感度が
極めて良好である。
0%以上の高い値を示す。この透過特性から明らかなよ
うに、このSnO□ 膜(15)は、青色の光(波長約
500 nm )に対しても殆ど透明であ。このように
、上述のCC,D撮像素子は、青色の光に対する感度が
極めて良好である。
また上述の実施例においては、p型シリコン基板(1)
中にオーバーフロードレイン及びオーバーフローコント
ロールゲートを形成していないので、従来のCCD撮像
素子に比べて1画素当たりの占有面積が小さく、従って
、素子の集積度を高くすることができる。なおこの場合
、オーバーフロードレインを形成していないがこれは以
下に述べるようにして既述のブルーミングの発生を防止
することができる。
中にオーバーフロードレイン及びオーバーフローコント
ロールゲートを形成していないので、従来のCCD撮像
素子に比べて1画素当たりの占有面積が小さく、従って
、素子の集積度を高くすることができる。なおこの場合
、オーバーフロードレインを形成していないがこれは以
下に述べるようにして既述のブルーミングの発生を防止
することができる。
即ち、第4A図に示すように、5n02 膜(15)と
n層(14)との間にはショットキー障壁が形成されて
いて、Snow 膜(15)とn層(14)との界面に
おける上記n層(14)のポテンシャルは。
n層(14)との間にはショットキー障壁が形成されて
いて、Snow 膜(15)とn層(14)との界面に
おける上記n層(14)のポテンシャルは。
5n02 膜(15)のポテンシャルよりもφ−1,0
1eνだしり高い。従って、受光部(11)に入射した
光(12)の光量が大きくて発生した信号電荷量が大き
い場合には、過剰な信号電荷が矢印Aで示すようにn層
(14)からSnO□ 膜(15)に流出する結果。
1eνだしり高い。従って、受光部(11)に入射した
光(12)の光量が大きくて発生した信号電荷量が大き
い場合には、過剰な信号電荷が矢印Aで示すようにn層
(14)からSnO□ 膜(15)に流出する結果。
ブルーミングの発生が防止される。このように。
上述の実施例においては、5nO7膜(15)が従来の
CCD撮像素子におけるオーバーフロードレインの役割
を兼用している。
CCD撮像素子におけるオーバーフロードレインの役割
を兼用している。
また上述の実施例においては、n層(14)の不純物濃
度を5 XIO”cm−”に選定して低不純物濃度とし
たので、5not 膜(15)に所定の電圧を印加した
場合、上記n層(14)は完全に空乏化してこの空乏層
に信号電荷が蓄積される。さらに、上記n層(14)の
垂直レジスタ(3)側の部分におけるポテンシャルは第
4B図に示すように、上記n層(14)の中央における
ポテンシャルよりも深くなっている。このため、垂直レ
ジスタ(3)のポテンシャルを第4B図に示すn Ji
(14)のポテンシャルよりも低くした状態で読み出し
ゲート(8)をオンすれば、上記n層(14)の空乏層
に蓄積された上記信号電荷を垂直レジスタ(3)に完全
転送することができる。従って、上述のCCD撮像素子
を例えばカメラに用いた場合、残像の発生を防止するこ
とができる。
度を5 XIO”cm−”に選定して低不純物濃度とし
たので、5not 膜(15)に所定の電圧を印加した
場合、上記n層(14)は完全に空乏化してこの空乏層
に信号電荷が蓄積される。さらに、上記n層(14)の
垂直レジスタ(3)側の部分におけるポテンシャルは第
4B図に示すように、上記n層(14)の中央における
ポテンシャルよりも深くなっている。このため、垂直レ
ジスタ(3)のポテンシャルを第4B図に示すn Ji
(14)のポテンシャルよりも低くした状態で読み出し
ゲート(8)をオンすれば、上記n層(14)の空乏層
に蓄積された上記信号電荷を垂直レジスタ(3)に完全
転送することができる。従って、上述のCCD撮像素子
を例えばカメラに用いた場合、残像の発生を防止するこ
とができる。
さらに上述の実施例においては、受光部(11)の両端
に5i02 膜(6)を形成しているので。
に5i02 膜(6)を形成しているので。
暗電流を減少させることができるという利点もある。な
おSnO□ 膜(15)とn層(14)との間に厚さ3
0人程度の薄い5nOz 膜または5izN4膜を形成
すれば、暗電流をさらに減少させることができる。
おSnO□ 膜(15)とn層(14)との間に厚さ3
0人程度の薄い5nOz 膜または5izN4膜を形成
すれば、暗電流をさらに減少させることができる。
なお上述の実施例においては、光透過性を有する導電性
薄膜の材料としてSnO□ を用いたが。
薄膜の材料としてSnO□ を用いたが。
例えばITO(IngOz 5nOz)+Pt、Ne5
a等の他の材料を用いてもよい。
a等の他の材料を用いてもよい。
発明の効果
本発明に係る光電変換素子によれば、素子の集積度を高
くすることができる。
くすることができる。
第1図は従来のインターライン転送方式のCCD撮像素
子の垂直レジスタ及び受光部の構造を示す断面図、第2
図は本発明に係る光電変換素子の一実施例としてのイン
ターライン転送方式のCC0 D撮像素子の垂直レジスタ及び受光部の構造を示す第1
図と同様な断面図、第3図はSnO□膜の透過特性を示
すグラフ、第4A図及び第4B図はそれぞれ第2図のB
−B線及びC−C線の断面に沿って示すポテンシャル図
である。 なお図面に用いた符勺において。 (1)・・・・・・・・・・・・ p型シリコン基板(
3)・・・・・・・・・・・・ 垂直レジスタ(8)・
・・・・・・・・・・・ 読み出しゲート(9)・・・
・・・・・・・・・ DOPO3膜(11)・・・・・
・・・・・・・ 受光部(13)・・・・・・・・・・
・・ pウェル(14)・・・・・・・・・・・・ n
層(15)・・・・・・・・・・・・SnO,膜である
。 代 理 人 土 屋 勝 常 包 芳 男 杉 浦 俊 貴 1 す) N) へ
子の垂直レジスタ及び受光部の構造を示す断面図、第2
図は本発明に係る光電変換素子の一実施例としてのイン
ターライン転送方式のCC0 D撮像素子の垂直レジスタ及び受光部の構造を示す第1
図と同様な断面図、第3図はSnO□膜の透過特性を示
すグラフ、第4A図及び第4B図はそれぞれ第2図のB
−B線及びC−C線の断面に沿って示すポテンシャル図
である。 なお図面に用いた符勺において。 (1)・・・・・・・・・・・・ p型シリコン基板(
3)・・・・・・・・・・・・ 垂直レジスタ(8)・
・・・・・・・・・・・ 読み出しゲート(9)・・・
・・・・・・・・・ DOPO3膜(11)・・・・・
・・・・・・・ 受光部(13)・・・・・・・・・・
・・ pウェル(14)・・・・・・・・・・・・ n
層(15)・・・・・・・・・・・・SnO,膜である
。 代 理 人 土 屋 勝 常 包 芳 男 杉 浦 俊 貴 1 す) N) へ
Claims (1)
- 少なくともその一部と半導体基板との間にショットキー
障壁が形成されるように上記半導体基板上に光透過性を
有する導電性薄膜を設レノ、この導電性薄膜を透過して
上記半導体基板に入射した光によってこの半導体基板中
に生じる光電荷の量が過剰な時にこの過剰な光電荷力月
二記ショットキー障壁を通って上記導電性薄膜に導かれ
るように構成したことを特徴とする光電変換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58198711A JPS6089967A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58198711A JPS6089967A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 光電変換素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6089967A true JPS6089967A (ja) | 1985-05-20 |
JPH0449787B2 JPH0449787B2 (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=16395736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58198711A Granted JPS6089967A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6089967A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62239575A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-20 | Fujitsu Ltd | 固体撮像装置 |
JPS6420654A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Toshiba Corp | Solid-state image sensing device and manufacture thereof |
JPH01143345A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体集積回路装置 |
EP0410465A2 (en) * | 1989-07-28 | 1991-01-30 | Nec Corporation | Solid state image pickup device having photo-shield plate in contact with photo-electric converting region via Schottky barrier |
JPH06244400A (ja) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
US5349216A (en) * | 1992-06-12 | 1994-09-20 | Gold Star Electron Co., Ltd. | Charge coupled device image sensor |
FR2705495A1 (fr) * | 1993-05-18 | 1994-11-25 | Samsung Electronics Co Ltd | Dispositif de prise d'image à semiconducteur de type CCD ayant une structure à drain de débordement. |
-
1983
- 1983-10-24 JP JP58198711A patent/JPS6089967A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0449787B2 (ja) | 1992-08-12 |
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