JPS6014464A - Infrared ray image pickup device - Google Patents
Infrared ray image pickup deviceInfo
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- JPS6014464A JPS6014464A JP58122924A JP12292483A JPS6014464A JP S6014464 A JPS6014464 A JP S6014464A JP 58122924 A JP58122924 A JP 58122924A JP 12292483 A JP12292483 A JP 12292483A JP S6014464 A JPS6014464 A JP S6014464A
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- Japan
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- photoelectric conversion
- filters
- infrared
- shift resistor
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- Pending
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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
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/157—CCD or CID infrared image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、赤外線の光電変換を行う赤外線検出器を1
次元あるい番工2次元に配置し、各々の赤外IYllJ
!検出器からの信号電荷を順次読み出丁走査機構ン設け
た赤外線撮像装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an infrared detector that performs photoelectric conversion of infrared light.
Arranged in two dimensions or two dimensions, each infrared IYllJ
! This invention relates to an infrared imaging device equipped with a scanning mechanism that sequentially reads signal charges from a detector.
近年固体撮像装随の開発は急速に進んでおり、実用に耐
えつるものも次々と開発されている。赤外線分野におい
ても高い解像度を持つ絵素数の大きな固体撮像装置のF
M光が進められており、特に検出部に白金シリサイドと
p型シリコンのショットキー接合を使用した赤外線撮像
装置においては、製造にシリコンのウェハプロセスを使
用できるため、高集積化に適応しており、絵素数の大き
なものが開発されている。In recent years, the development of solid-state imaging devices has progressed rapidly, and devices that can withstand practical use are being developed one after another. F, a solid-state imaging device with a large number of picture elements that has high resolution even in the infrared field
M light is being advanced, and infrared imaging devices that use a Schottky junction of platinum silicide and p-type silicon in the detection section in particular can be manufactured using a silicon wafer process, making them suitable for high integration. , those with a large number of picture primes have been developed.
第1図は赤外線放出素子としてショットキー接合ン使用
した場合の赤外線撮像装置の第1り成因、第2図は第1
図の■−!I線における断面図である。Figure 1 shows the first cause of an infrared imaging device when a Schottky junction is used as an infrared emitting element, and Figure 2 shows the first cause.
■-! It is a sectional view taken along I line.
紀1図に2いて、1は垂直ソフトレジスタ、2は赤外線
検出を行うブを電変換部、3は前記元′rCL変換部2
がら垂直シフトレジスタ1へ信号電荷を移送するトラン
スファトランジスタ、4は水平シフl−レジスタ、5は
出力部である。2 in Figure 1, 1 is a vertical soft register, 2 is an electric converter for detecting infrared rays, and 3 is the original 'rCL converter 2.
4 is a horizontal shift register, and 5 is an output section.
第2図において、6はp型シリコン基板、1は酸化シリ
コン膜、8は垂直シフトレンスフのゲート電極、9はト
ランスファトランジスタのゲート電極、10は赤外廐の
光電変換ン行うショットキー接合の白金シリサイド、1
1はトランスファトランジスタのソースとなるn型領域
、12はショットキー接合のカードリングケ形成するn
m領域である。In FIG. 2, 6 is a p-type silicon substrate, 1 is a silicon oxide film, 8 is a gate electrode of a vertical shift lens, 9 is a gate electrode of a transfer transistor, and 10 is a platinum silicide of a Schottky junction that performs infrared photoelectric conversion. ,1
1 is an n-type region that becomes the source of the transfer transistor, and 12 is an n-type region that forms a Schottky junction card ring.
m area.
次にこのような赤外線撮像装置の動作について説明する
。p型シリコンと白金シリサイドのショットキー接合は
、およそ0.27 e ’Vのショットキー接合障壁高
さ乞持ち、3〜ba1m帯の大気の窓に対し℃使用され
る。ショットキー接合に赤外光が入射すると電子、正孔
対が生成され、このうちショットキー接合を越えるエネ
ルギ−7持つ正孔はショットキーバリー1−ン越え″′
Cp型シリコン基板6VC,注入される。この結果ショ
ットキー接合の白金シソサイド1uには信号電荷(電子
)が蓄積される。この信号電荷はトランスファトランジ
スタ3’rONjることKJ:’;l、n!領領域1y
a″通して垂直シフトンシスタ1へ読み出される。垂直
シフトレジスタ1へ読み出された信号電荷は、垂直シフ
トレジスタ1内ン順次下方へ転送され、水平シフトレジ
スタ4へ移されろ。水平シフトレジスタ4へ移された信
号′成行は第1図で左方向へ順次転送され、出力部5よ
り外部へ読み出される。赤外線撮像装置は上記のよ5K
mll]作するが、光電変換機構について次に詳しく述
べる。Next, the operation of such an infrared imaging device will be explained. A Schottky junction of p-type silicon and platinum silicide has a Schottky junction barrier height of approximately 0.27 e'V and is used for atmospheric windows in the 3-ba1 m range. When infrared light is incident on a Schottky junction, electron and hole pairs are generated, and among these, the hole with an energy of 7 that exceeds the Schottky junction exceeds the Schottky burry 1''
Cp type silicon substrate 6VC is implanted. As a result, signal charges (electrons) are accumulated in the platinum sisoside 1u of the Schottky junction. This signal charge is transferred to the transfer transistor 3'rONj KJ:';l,n! Territory area 1y
a'' to the vertical shift register 1. The signal charges read to the vertical shift register 1 are sequentially transferred downward within the vertical shift register 1 and transferred to the horizontal shift register 4.To the horizontal shift register 4 The transferred signals are sequentially transferred to the left in Fig. 1 and read out from the output section 5.
The photoelectric conversion mechanism will be described in detail next.
ショットキー接合における光電変換はFowl、erの
式として知らねる次式に従う。Photoelectric conversion in a Schottky junction follows the following equation, also known as the Fowl, er equation.
上記第(11式にお〜・て、ηはlに子効率、l)はブ
ランク足μ、λは赤外線の波長、ψmBはショットキー
接合の障壁篩さ、coは光電変換部2の形状、構成など
で決定される定数′t″あり、Cは光速で夕)る。In the above equation (11), η is the efficiency of l, l) is the blank foot μ, λ is the wavelength of infrared rays, ψmB is the barrier sieve of the Schottky junction, co is the shape of the photoelectric conversion unit 2, There is a constant 't' determined by the configuration etc., and C is the speed of light.
一層、赤外線の健生源を黒体と丁れは、分光輝度Bλは
ブランクの下記第(2)式で与えられる。Further, if the source of infrared rays is a black body, the spectral brightness Bλ is given by the blank equation (2) below.
ここでC,、C,は定数であり、Tは絶対温度である。Here, C,, C, is a constant and T is the absolute temperature.
第+11. +21式より信号電荷nBは次のようにめ
られる。No. +11. From the formula +21, the signal charge nB can be calculated as follows.
ここでλ。、λ1はショット4・−接合に入射1゛る赤
外光波長の上限と下限である。lことえば、ショットキ
ー接合のシリコン側から赤外光を入射する場合はλ。は
シリコンのバンドギャップから決まりλ。=1.1μm
であり、λ、はショットキー障壁高さから決ま9.9m
g−0,27e Vのときλ1=4.6μmである。λ
。とλ1の値を適当に選ぶことに、J:9、第(3)式
より信号電荷n、から絶対温度Tヲ求めることは可能で
ある。しかしながら、現実に存在する物体は黒体ではな
く、物体の材質表面状態などにより、固有の輻射能εン
持って〜・る。Here λ. , λ1 are the upper and lower limits of the wavelength of infrared light incident on the shot 4-junction. lFor example, when infrared light is incident from the silicon side of a Schottky junction, λ. is determined from the bandgap of silicon and is λ. =1.1μm
, λ is determined from the Schottky barrier height and is 9.9 m.
When g-0,27eV, λ1=4.6 μm. λ
. By appropriately selecting the value of and λ1, it is possible to obtain the absolute temperature T from the signal charge n using J:9 and equation (3). However, objects that actually exist are not black bodies, and have a unique radioactivity ε depending on the material surface condition of the object.
そのため、分光輝度は第(2)式のBλに輻射能εを乗
じたものとなり、第(3)式も次のように変更される。Therefore, the spectral brightness is obtained by multiplying Bλ in equation (2) by radiation ε, and equation (3) is also changed as follows.
信号電荷n8から物体の絶対温度T?求めるためには輻
射能6の値を知って補正を加えたけれ1ならない。Absolute temperature T of the object from signal charge n8? To find it, you need to know the value of radioactivity 6 and make corrections.
また、表面状態によって輻射能εが異なるため、赤外線
撮像素子の出力を、たとえは輝度表示などt行った場合
、高輝度が高温に必ずしも対応しないということになる
。Further, since the radiation activity ε differs depending on the surface condition, when the output of the infrared image sensor is displayed, for example, in brightness, high brightness does not necessarily correspond to high temperature.
この発明は、上記のような従来の赤外線撮像装置の欠点
を除去するためになされたもので、光電変換部の赤外光
入射面に透過波長域の異1よる2種類以上の狭帯域フィ
ルタを設けることにJ−9、容易に絶対温度の測足が可
能である固体撮像装置aを提供するごとを目的としてい
る。This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventional infrared imaging device as described above, and includes two or more types of narrowband filters with different transmission wavelength ranges on the infrared light incident surface of the photoelectric conversion section. The object of the present invention is to provide a solid-state imaging device a that can easily measure absolute temperature.
以下、この発明について説明する。This invention will be explained below.
第3図はこの発明の一実施例を示″′f′構成図、第4
図は第3図の■−■線における断面図である。Fig. 3 shows an embodiment of the present invention.
The figure is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 3.
この実施例は、ショットキー接合の金属側電極から赤外
tC乞入射する例である。This embodiment is an example in which infrared tC is incident from the metal side electrode of a Schottky junction.
第3図、第4図において、13,14.15はそれぞれ
帯域の異なる狭帯域のフィルタである。フィルタは良(
知られているように、スパックリング法、蒸着法などに
よr)誘電体多層膜をモザイク状あるいはストライブ状
に形成すれは良い。その他ij−第1図、第2図と同じ
である。In FIGS. 3 and 4, 13, 14, and 15 are narrow band filters having different bands, respectively. The filter is good (
As is known, r) the dielectric multilayer film may be formed in a mosaic or stripe shape by a spackle method, a vapor deposition method, or the like. Others ij - Same as FIGS. 1 and 2.
次に動作について説明する。光電変換して得た信号電荷
の取9扱いは従来と同様にトランスファトランジスタ3
ygnして垂直シフトレジスタ1へ移送し、垂直シフト
レジスタ1内Z下方向へ転送して、水平シフトレジスタ
4へ信号電荷を移し、水平シフトレジスタ4内乞第3図
で左方向へ転送し電荷を出力部5J−9ifflみ出す
。Next, the operation will be explained. The signal charge obtained by photoelectric conversion is handled by the transfer transistor 3 in the same way as before.
ygn and transfer it to the vertical shift register 1, transfer it to the Z downward direction in the vertical shift register 1, transfer the signal charge to the horizontal shift register 4, transfer it to the left in the horizontal shift register 4 in Fig. 3, and transfer the charge to the left. is output from the output section 5J-9iffl.
光電変換については、フィルタ13.14. 15ケ通
過した赤外光による(iQ号電荷は第(4)式よりとな
る。ここでΔλは中心波及λリノイルタの半値幅である
。この第(5)式を使って、たとえは第3図の3つの瞬
9合5元′屯変換部2−1.2−2゜2−3の信号から
、物体の絶対温度Tと輻射能εを得ることができる。For photoelectric conversion, filters 13.14. The (iQ) charge due to the infrared light that has passed through the 15 waves is given by Equation (4). Here, Δλ is the half-width of the center-spread λ reno filter. Using this Equation (5), the third The absolute temperature T and radiation ε of the object can be obtained from the signals of the three instantaneous 9/5 element converters 2-1, 2-2, 2-3 shown in the figure.
なお、上記実施例では、ショットキー接合の金属(+1
11電極上にフィルタ13〜15を形成したが、シリコ
ン面から赤外光乞入射する場合には、シリコン面にフィ
ルタ乞形成丁れば良い。また、上記実施例はショットキ
ー接合7光電変換に使用した場合であるが、光電変換部
2に、HgCdTeやInSbなどの半導体を使用した
場合、Si中の不純物準位を利用する外因型シリコンの
光電変換部2の場合なども同様にWI成できることはい
うまでもない。In the above embodiment, the Schottky junction metal (+1
Although the filters 13 to 15 are formed on the electrode 11, when infrared light is incident from the silicon surface, it is sufficient to form the filters on the silicon surface. Furthermore, although the above embodiment is a case where the Schottky junction 7 is used for photoelectric conversion, when a semiconductor such as HgCdTe or InSb is used for the photoelectric conversion section 2, an extrinsic type silicon that utilizes the impurity level in Si may be used. It goes without saying that WI can be similarly achieved in the case of the photoelectric conversion section 2, etc.
以上詳細に説明したように、この発明は光電変換部に入
る赤外光ケフィルタを通過してから入れるようにするこ
とにJ−9、物体の絶対温度Tを容易にめることができ
、また、絶対温度分布を得ることができる。また、チッ
プ上にフィルタを構成することにより、光電変換部とフ
ィルタの合わせ積度が良(なり、信頼性を向上させるこ
とができる。さらに、調査個所が少1よ(なり、安価に
赤外線撮像素子Z提供することかできる等の優れた利点
を有する。As explained in detail above, the present invention allows the infrared light to enter the photoelectric conversion section after passing through the filter, and the absolute temperature T of the object can be easily determined. , the absolute temperature distribution can be obtained. In addition, by configuring the filter on the chip, the combined density of the photoelectric conversion section and the filter can be improved, and reliability can be improved.Furthermore, the number of inspection points can be reduced, making it possible to perform infrared imaging at low cost. It has excellent advantages such as being able to provide element Z.
第1図は従来の赤外線撮像装置の構成図、第2図は第1
図の…−■における断面図、第3図はこの発明による赤
外線撮像装置の一実施例7示す構成図、第4図は第3図
のPJ−IVにおける断面図である。
図中、1は垂直シフトレジスタ、2は光電変換部、3は
トランスファトランジスタ、4ii水平シフトレジスタ
、5は出力部、6&工p凰シリコン基板、Iは酸化シリ
コン膜、8,9はゲート電極、10は白金シリサイド、
11.12に工n型領域、13〜15にフィルタである
。なお、図中のl司−符号は同一または相当部分ン示す
。
代理人 大岩増雄 (外2名)
%”: 1 図
第 3 図
第 4 図
手続補正書(自発)
1、事件の表示 特願昭58−122924号2、発明
の名称 赤外線撮像装置
3、補正をする者
4、代理人
5、補正の対象
明細書の発明の詳細な説明の4[y1
6、補正の内容
(1)明細書第3頁2行の「白金シリサイド」を、[白
金シリサイドIOJ と補正する。
(2)同じく第8頁10行の「調査個所」を、「調整個
所」と補正する。
以」二Figure 1 is a configuration diagram of a conventional infrared imaging device, and Figure 2 is a diagram of a conventional infrared imaging device.
3 is a block diagram showing a seventh embodiment of an infrared imaging device according to the present invention, and FIG. 4 is a sectional view taken along PJ-IV in FIG. 3. In the figure, 1 is a vertical shift register, 2 is a photoelectric conversion section, 3 is a transfer transistor, 4ii is a horizontal shift register, 5 is an output section, 6 is a p-oxide silicon substrate, I is a silicon oxide film, 8 and 9 are gate electrodes, 10 is platinum silicide,
11 and 12 are n-type regions, and 13 to 15 are filters. Note that the numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts. Agent: Masuo Oiwa (2 others) %”: 1 Figure 3 Figure 4 Amendment to figure procedure (voluntary) 1. Indication of the case Japanese Patent Application No. 122924/1982 2. Title of the invention Infrared imaging device 3. Amendment Person 4, Agent 5, Detailed description of the invention in the specification subject to amendment 4[y1 6, Contents of amendment (1) "Platinum silicide" in line 2 on page 3 of the specification is changed to "platinum silicide IOJ" to correct. (2) Similarly, on page 8, line 10, "investigation location" is corrected to "adjustment location". I"2
Claims (1)
、前記光電変換部から信号電荷ン順次読み出丁機構乞備
えた赤外線撮像装置において、前記光電変換部の赤外線
入射側に透過波長域の異なる複数種類の赤外a帯域通過
形のフィルタン形成したこと乞特徴とする赤外線撮像装
置。In an infrared imaging device including an infrared photoelectric conversion section two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate, and a mechanism for sequentially reading out signal charges from the photoelectric conversion section, an infrared light incident side of the photoelectric conversion section has a transmission wavelength range. An infrared imaging device characterized by forming a plurality of different types of infrared a-band pass type filters.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58122924A JPS6014464A (en) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | Infrared ray image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58122924A JPS6014464A (en) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | Infrared ray image pickup device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6014464A true JPS6014464A (en) | 1985-01-25 |
Family
ID=14847972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58122924A Pending JPS6014464A (en) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | Infrared ray image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6014464A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020520467A (en) * | 2017-04-06 | 2020-07-09 | オフィス ナショナル デテュード エ ドゥ ルシェルシュ アエロスパシアル | Apparatus and method for infrared multispectral imaging |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP58122924A patent/JPS6014464A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020520467A (en) * | 2017-04-06 | 2020-07-09 | オフィス ナショナル デテュード エ ドゥ ルシェルシュ アエロスパシアル | Apparatus and method for infrared multispectral imaging |
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