JPH02237068A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH02237068A JPH02237068A JP1057033A JP5703389A JPH02237068A JP H02237068 A JPH02237068 A JP H02237068A JP 1057033 A JP1057033 A JP 1057033A JP 5703389 A JP5703389 A JP 5703389A JP H02237068 A JPH02237068 A JP H02237068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiode
- vertical ccd
- solid
- type region
- signal charges
- Prior art date
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- Pending
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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
本発明はビデオカメラ等に利用できる固体撮像装置に関
するものである。
するものである。
従来の技術
近年、固体撮像装置はビデオカメラ等に広く実用化され
ている。その固体撮像装置の高画質化が進むにつれ、一
種の雑音電荷が原因となり発生するスミア・残像等の特
性が問題となっている。
ている。その固体撮像装置の高画質化が進むにつれ、一
種の雑音電荷が原因となり発生するスミア・残像等の特
性が問題となっている。
以下、従来の固体撮像装置について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第２図は従来の技術による固体撮像装置の光電変換部（
以下、ホトダイオードと記す）と垂直シフトレジスタ部
（以下、垂ｉｉ！ＣＣＤと記す）の断面図であり、１は
Ｎ型シリコン基板上に形成されたＮ型エビタキシャル層
、２はＰ型ウェル、３はホトダイオード部、４は垂直Ｃ
ＣＤ部、５はＮ一型領域、６はＰ＋型領域、７はＮ＋型
領域、８はＰ＋型領域、９はＰ＋十型領域、１ｏはゲー
ト酸化膜、１１はポリシリコン電極、１２はポリシリコ
ン酸化膜、１５は層間膜、１６はアルミ遮光膜である。
以下、ホトダイオードと記す）と垂直シフトレジスタ部
（以下、垂ｉｉ！ＣＣＤと記す）の断面図であり、１は
Ｎ型シリコン基板上に形成されたＮ型エビタキシャル層
、２はＰ型ウェル、３はホトダイオード部、４は垂直Ｃ
ＣＤ部、５はＮ一型領域、６はＰ＋型領域、７はＮ＋型
領域、８はＰ＋型領域、９はＰ＋十型領域、１ｏはゲー
ト酸化膜、１１はポリシリコン電極、１２はポリシリコ
ン酸化膜、１５は層間膜、１６はアルミ遮光膜である。
以上のように構成された固体撮像装置について、以下説
明する。
明する。
固尊撮像装置はホトダイオード部３，垂直ＣＣＤ部４か
ら構成されている。ホトダイオードを形成しているＮ一
型領域５で光電変換により信号電荷を発生し、ポリシリ
コン電極に例えばＩＯＶ程度の電圧を印加してＰ十型領
域８のポテンシャルを下げ、信号電荷を垂直ＣＣＤであ
る埋め込み型転送部のＮ＋領域８に移す。Ｐ＋十領域９
は隣接したホトダイオードからの信号電荷の入り込みを
防止する。垂ｉ！ＣＣＤ部４に移動した信号電荷はポリ
シリコン電極１１に例えば＋ＩＯＶ， −１０Ｖ程度の
電圧を交互に印加することにより垂直方向に転送される
。アルミ遮光膜１６は垂直ＣＣＤ部４の上部にあり、信
号電荷転送中に光が入り込むことを防止する。そして、
信号電荷は水平ＣＣＤにより転送され、撮像装置として
出力する。
ら構成されている。ホトダイオードを形成しているＮ一
型領域５で光電変換により信号電荷を発生し、ポリシリ
コン電極に例えばＩＯＶ程度の電圧を印加してＰ十型領
域８のポテンシャルを下げ、信号電荷を垂直ＣＣＤであ
る埋め込み型転送部のＮ＋領域８に移す。Ｐ＋十領域９
は隣接したホトダイオードからの信号電荷の入り込みを
防止する。垂ｉ！ＣＣＤ部４に移動した信号電荷はポリ
シリコン電極１１に例えば＋ＩＯＶ， −１０Ｖ程度の
電圧を交互に印加することにより垂直方向に転送される
。アルミ遮光膜１６は垂直ＣＣＤ部４の上部にあり、信
号電荷転送中に光が入り込むことを防止する。そして、
信号電荷は水平ＣＣＤにより転送され、撮像装置として
出力する。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記従来の構造では、ホトダイオード部
で反射した光がポリシリコン電極とアルミ遮光膜間にあ
る眉間膜を介して入り込み、アルミ遮光膜裏面で再び反
射されて、転送中の垂直ＣＣＤ部で電子一正孔の対生成
を発生させたり、アルミ遮光膜を透過した光が直接垂直
ＣＣＤ部に入りこみ対生成による雑音電荷を発生させる
ことがスミアの原因となる。また、垂直ＣＣＤの電荷転
送中にホトダイオードからの信号電荷の漏れ込みを防止
するために、垂直ＣＣＤとホトダイオード間にＰ＋十型
領域９を形成し、ポテンシャルを高《して電気的分離を
おこなっている。一方、ホトダイオードから垂直ＣＣＤ
部への信号電荷の読み出しは、ポリシリコン電極に高い
電圧を印加して上記Ｐ＋型領域８のポテンシャルを下げ
ることにより実施している。電荷転送中の垂直ＣＣＤ部
とホトダイオードの電気的分離能力を向上させる手段と
しては、Ｐ十型領域８の濃度を濃くしてポテンシャルを
高くすることにより容易に実現できる。
で反射した光がポリシリコン電極とアルミ遮光膜間にあ
る眉間膜を介して入り込み、アルミ遮光膜裏面で再び反
射されて、転送中の垂直ＣＣＤ部で電子一正孔の対生成
を発生させたり、アルミ遮光膜を透過した光が直接垂直
ＣＣＤ部に入りこみ対生成による雑音電荷を発生させる
ことがスミアの原因となる。また、垂直ＣＣＤの電荷転
送中にホトダイオードからの信号電荷の漏れ込みを防止
するために、垂直ＣＣＤとホトダイオード間にＰ＋十型
領域９を形成し、ポテンシャルを高《して電気的分離を
おこなっている。一方、ホトダイオードから垂直ＣＣＤ
部への信号電荷の読み出しは、ポリシリコン電極に高い
電圧を印加して上記Ｐ＋型領域８のポテンシャルを下げ
ることにより実施している。電荷転送中の垂直ＣＣＤ部
とホトダイオードの電気的分離能力を向上させる手段と
しては、Ｐ十型領域８の濃度を濃くしてポテンシャルを
高くすることにより容易に実現できる。
しかしながら、Ｐ十型領域８のポテンシャルを高《する
と、信号電荷の読みだし時にそのポテンシャルの高さが
障壁となリホトダイオード中の信号電荷を所定の電圧で
完全に垂直ＣＣＤ部に移すことが困難となる。
と、信号電荷の読みだし時にそのポテンシャルの高さが
障壁となリホトダイオード中の信号電荷を所定の電圧で
完全に垂直ＣＣＤ部に移すことが困難となる。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、スミアが
なく、ホトダイオード中の信号電荷を全て読みだし、残
像のない固体撮像装置を提供することを目的とする。
なく、ホトダイオード中の信号電荷を全て読みだし、残
像のない固体撮像装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
この課題を解決するために本発明の固体撮像装置は、ポ
リシリコンの電極形成後、ポリシリコン電極の酸化によ
り絶縁膜を形成し、垂直ＣＯＤ上部及びその側部にのみ
窒化シリコン膜を成長し、高融点金属からなる２つの電
極を各々ホトダイオードぱと隣接したホトダイオード側
に設けて、ポリシリコン電極とは独立に同高融点金属に
電圧を印加することにより構成されている。
リシリコンの電極形成後、ポリシリコン電極の酸化によ
り絶縁膜を形成し、垂直ＣＯＤ上部及びその側部にのみ
窒化シリコン膜を成長し、高融点金属からなる２つの電
極を各々ホトダイオードぱと隣接したホトダイオード側
に設けて、ポリシリコン電極とは独立に同高融点金属に
電圧を印加することにより構成されている。
作用
この構成によりポリシリコン電極と独立に高融点金属か
らなる電極に電圧を印加することが可能となり、ホトダ
イオードから垂直ＣＣＤ部に信号電荷を移す時は、信号
電荷のある側の高融点金属電極に正の高い電圧を、隣接
したホトダイオード側にある高融点金属電極に負の低い
電圧を印加することにより、読みだし側のポテンシャル
を下げ、隣接したホトダイオード側のポテンシャルを上
げることにより必要とする信号電荷のみを全て垂直ＣＣ
Ｄ部に移すことが可能となる。垂ＩＣＣＤで信号電荷を
転送する時は両方の高融点電極に負の低い電圧を印加し
て垂直ＣＣＤ部両端のポテンシャルを上げ、ホトダイオ
ードからの信号電荷の漏れ込みを防止し、ポリシリコン
電極に二種類の電圧を印加して信号電荷を転送する。上
記高融点金属電極は垂直ＣＣＤ部の上部及び側部にあり
、アルミ遮光膜の下にある層間膜を介しての光の入りこ
みに対して遮光の作用をもち、スミアを低減することが
できる。
らなる電極に電圧を印加することが可能となり、ホトダ
イオードから垂直ＣＣＤ部に信号電荷を移す時は、信号
電荷のある側の高融点金属電極に正の高い電圧を、隣接
したホトダイオード側にある高融点金属電極に負の低い
電圧を印加することにより、読みだし側のポテンシャル
を下げ、隣接したホトダイオード側のポテンシャルを上
げることにより必要とする信号電荷のみを全て垂直ＣＣ
Ｄ部に移すことが可能となる。垂ＩＣＣＤで信号電荷を
転送する時は両方の高融点電極に負の低い電圧を印加し
て垂直ＣＣＤ部両端のポテンシャルを上げ、ホトダイオ
ードからの信号電荷の漏れ込みを防止し、ポリシリコン
電極に二種類の電圧を印加して信号電荷を転送する。上
記高融点金属電極は垂直ＣＣＤ部の上部及び側部にあり
、アルミ遮光膜の下にある層間膜を介しての光の入りこ
みに対して遮光の作用をもち、スミアを低減することが
できる。
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の断面
図を示すものである。第１図において、１はＮ型シリコ
ン基板上に形成されたＮ型エビタキシャル層、２はＰ型
ウエル、３はホトダイオード部、４は垂直ＣＣＤ部、５
はＮ一型領域、６はＰ十型領域、７はＮ十型領域、８は
Ｐ十型領域、９はＰ＋÷型領域、１０はゲート酸化膜、
１１はポリシリコン電極、１２はポリシリコン酸化膜、
１３は窒化シリコン膜、１４は高融点金属電極、１５は
層間膜、１６はアルミ遮光膜である。
図を示すものである。第１図において、１はＮ型シリコ
ン基板上に形成されたＮ型エビタキシャル層、２はＰ型
ウエル、３はホトダイオード部、４は垂直ＣＣＤ部、５
はＮ一型領域、６はＰ十型領域、７はＮ十型領域、８は
Ｐ十型領域、９はＰ＋÷型領域、１０はゲート酸化膜、
１１はポリシリコン電極、１２はポリシリコン酸化膜、
１３は窒化シリコン膜、１４は高融点金属電極、１５は
層間膜、１６はアルミ遮光膜である。
以上のように構成された本発明の固体撮像装置について
、以下その動作を説明する。
、以下その動作を説明する。
まず、Ｎ型エビタキシャル層１にＰ型ウエル２を注入・
ドライブインにより形成する。ホトダイオード３となる
Ｎ一型領域５、垂直ＣＣＤ部４となるＮ＋型領域７、２
重ウエルとなるＰ十型領域、読みだし部のポテンシャル
制御となるＰ十型領域８、隣接したホトダイオードと電
気的分離を行うＰ＋十型領域９を同様に形成する。シリ
コン基板表面にゲート酸化膜ｌＯをＩＯＯＯＡ、連続し
てポリシリコンを５００ＯＡ成長させ、ドライエッチで
ポリシリコンをパターニングして電極１１を作る。ポリ
シリコン電極を約２０００Ａ酸化１２した後、減圧ＣＶ
Ｄ法により窒化シリコン膜を成長させ，垂直ＣＣＤ上部
及び側部以外の窒化シリコン膜を除去し１３、５０００
Ａのタングステンボリサイドからなる高融点金属電極１
４を設ける。
ドライブインにより形成する。ホトダイオード３となる
Ｎ一型領域５、垂直ＣＣＤ部４となるＮ＋型領域７、２
重ウエルとなるＰ十型領域、読みだし部のポテンシャル
制御となるＰ十型領域８、隣接したホトダイオードと電
気的分離を行うＰ＋十型領域９を同様に形成する。シリ
コン基板表面にゲート酸化膜ｌＯをＩＯＯＯＡ、連続し
てポリシリコンを５００ＯＡ成長させ、ドライエッチで
ポリシリコンをパターニングして電極１１を作る。ポリ
シリコン電極を約２０００Ａ酸化１２した後、減圧ＣＶ
Ｄ法により窒化シリコン膜を成長させ，垂直ＣＣＤ上部
及び側部以外の窒化シリコン膜を除去し１３、５０００
Ａのタングステンボリサイドからなる高融点金属電極１
４を設ける。
ここで，タングステンボリサイド電極の下には窒化シリ
コン膜はなく、一方は酸化膜を介してホトダイオード３
となるＮ一型領域５とＰ十型領域８の界面に位置し、他
方はＰ＋４−型領域９の中心に位置するように設計し、
タングステンポリサイド電極により垂直ＣＣＤの両端の
ポテンシャルの高さの制御が低電圧で可能となる。
コン膜はなく、一方は酸化膜を介してホトダイオード３
となるＮ一型領域５とＰ十型領域８の界面に位置し、他
方はＰ＋４−型領域９の中心に位置するように設計し、
タングステンポリサイド電極により垂直ＣＣＤの両端の
ポテンシャルの高さの制御が低電圧で可能となる。
実際の固体撮像装置の動作は以下に示す方法により実施
した。ホトダイオードに信号電荷が蓄積した後、読みだ
し側のポリシリコン電極に約１０Ｖ、読みだし側のタン
グステンボリサイド電極に約１０Ｖ、チャンネルストッ
パー側のタングステンボリサイド電極に約−１０ｖの電
圧を印加して、ホトダイオードの信号電荷を全て垂直Ｃ
ＣＤ部に移す。その後、垂直ＣＣＤの転送電極であるポ
リシリコン電極に約ＯＶ、−１０ｖの電圧をパルス状に
印加して、信号電荷を転送する。このとき、両方のタン
グステンボリサイド電極には−１■の電圧を与えて、両
側のホトダイオードからの信号電荷の漏れ込みを防いで
いる。
した。ホトダイオードに信号電荷が蓄積した後、読みだ
し側のポリシリコン電極に約１０Ｖ、読みだし側のタン
グステンボリサイド電極に約１０Ｖ、チャンネルストッ
パー側のタングステンボリサイド電極に約−１０ｖの電
圧を印加して、ホトダイオードの信号電荷を全て垂直Ｃ
ＣＤ部に移す。その後、垂直ＣＣＤの転送電極であるポ
リシリコン電極に約ＯＶ、−１０ｖの電圧をパルス状に
印加して、信号電荷を転送する。このとき、両方のタン
グステンボリサイド電極には−１■の電圧を与えて、両
側のホトダイオードからの信号電荷の漏れ込みを防いで
いる。
発明の効果
本発明は垂直ＣＣＤ部の上部及び側部に少なくとも二分
割し、垂直ＣＣＤのポリシリコン電極以上の幅をもつ高
融点金属からなる電極を垂直方向に配置し、ポリシリコ
ン電極と独立に高融点金属電極に電圧を印加することに
より、信号電荷を全て乗直ＣＣＤ部に移し残像がなく、
かつ、スミアの発生がない固体撮像装霞を実現するもの
である。
割し、垂直ＣＣＤのポリシリコン電極以上の幅をもつ高
融点金属からなる電極を垂直方向に配置し、ポリシリコ
ン電極と独立に高融点金属電極に電圧を印加することに
より、信号電荷を全て乗直ＣＣＤ部に移し残像がなく、
かつ、スミアの発生がない固体撮像装霞を実現するもの
である。
第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の断面
図、第２図は従来の固体撮像装置の断面図である。 １・・・・・・Ｎ型シリコン基板上に形成されたＮ型エ
ビタキシャル層、２・・・・・・Ｐ型ウエル、３・・・
・・・ホトダイオード部、４・・・・・・垂直ＣＣＤ部
、５・・・・・・Ｎ−型領域、６・・・・・・Ｐ＋型領
域、７・・・・・・Ｎ＋型領域、８・・・・・・Ｐ＋型
領域、９・・・・・・Ｐ＋“型領域、ｌＯ・・・・・・
ゲ−ト酸化膜、１１・・・・・・ポリシリコン電極、１
２・・・・・・ポリシリコン酸化膜、１３・・・・・・
窒化シリコン膜、１４・・・・・・高融点金属電極、１
５・・・・・・層間膜、１６・・・・・・アルミ遮光膜
である。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名／−Ｎ里エ
ヒ゜グ千７ペル眉 ２−Ｐ竺ツエル ／−Ｎ臣エピタ午Ｖイノレ眉 ２・−Ｐ製クニ》レ ３−ホ上グイ才一ド郡 ｑ−ｒ”“！傾斌 １０−−ゲート酸イヒｌＩ臭 １／−−ゴソシリフン１＋厭 ｌ２−・゛不０ソシリコン酸化侵 ｌ６・−アルミ蓬光倶 光
図、第２図は従来の固体撮像装置の断面図である。 １・・・・・・Ｎ型シリコン基板上に形成されたＮ型エ
ビタキシャル層、２・・・・・・Ｐ型ウエル、３・・・
・・・ホトダイオード部、４・・・・・・垂直ＣＣＤ部
、５・・・・・・Ｎ−型領域、６・・・・・・Ｐ＋型領
域、７・・・・・・Ｎ＋型領域、８・・・・・・Ｐ＋型
領域、９・・・・・・Ｐ＋“型領域、ｌＯ・・・・・・
ゲ−ト酸化膜、１１・・・・・・ポリシリコン電極、１
２・・・・・・ポリシリコン酸化膜、１３・・・・・・
窒化シリコン膜、１４・・・・・・高融点金属電極、１
５・・・・・・層間膜、１６・・・・・・アルミ遮光膜
である。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名／−Ｎ里エ
ヒ゜グ千７ペル眉 ２−Ｐ竺ツエル ／−Ｎ臣エピタ午Ｖイノレ眉 ２・−Ｐ製クニ》レ ３−ホ上グイ才一ド郡 ｑ−ｒ”“！傾斌 １０−−ゲート酸イヒｌＩ臭 １／−−ゴソシリフン１＋厭 ｌ２−・゛不０ソシリコン酸化侵 ｌ６・−アルミ蓬光倶 光
Claims (1)
- マトリックス状に配された複数の光電変換部と前記光
電変換部に発生した信号電荷を垂直方向に転送する複数
の垂直シフトレジスタとをそなえ、前記垂直シフトレジ
スタの電極上部及び側部に少なくとも二つに分割した高
融点金属からなる電極を垂直方向に配置し、前記光電変
換部から前記垂直シフトレジスタに信号電荷を読み出す
時と前記垂直シフトレジスタで信号電荷を転送する時に
、前記垂直シフトレジスタの電極と独立に前記高融点金
属からなる電極に電圧を印加することを特徴とする固体
撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057033A JPH02237068A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057033A JPH02237068A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237068A true JPH02237068A (ja) | 1990-09-19 |
Family
ID=13044130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1057033A Pending JPH02237068A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02237068A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5514888A (en) * | 1992-05-22 | 1996-05-07 | Matsushita Electronics Corp. | On-chip screen type solid state image sensor and manufacturing method thereof |
| US5585653A (en) * | 1993-07-30 | 1996-12-17 | Nec Corporation | Solid-state photoelectric imaging device with reduced smearing |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP1057033A patent/JPH02237068A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5514888A (en) * | 1992-05-22 | 1996-05-07 | Matsushita Electronics Corp. | On-chip screen type solid state image sensor and manufacturing method thereof |
| US5585653A (en) * | 1993-07-30 | 1996-12-17 | Nec Corporation | Solid-state photoelectric imaging device with reduced smearing |
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