JPH02280377A - 固体撮像装置およびその駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその駆動方法Info
- Publication number
- JPH02280377A JPH02280377A JP1102855A JP10285589A JPH02280377A JP H02280377 A JPH02280377 A JP H02280377A JP 1102855 A JP1102855 A JP 1102855A JP 10285589 A JP10285589 A JP 10285589A JP H02280377 A JPH02280377 A JP H02280377A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- section
- transfer
- type impurity
- impurity region
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 28
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 41
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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、イメージセンサに使用することができる固体
撮像装置に関するものである。
撮像装置に関するものである。
従来の技術
近年、固体撮像装置は、産業用、家庭用を問わず、撮像
管に替わり急速に普及してきた。しかしながら、光が入
射していないときでも発生する電荷が、信号として取り
だされる、いわゆる暗電流については、改善すべき点が
ある。この暗電流に対して、埋め込みホトダイオード構
造が有効であると考えられている。
管に替わり急速に普及してきた。しかしながら、光が入
射していないときでも発生する電荷が、信号として取り
だされる、いわゆる暗電流については、改善すべき点が
ある。この暗電流に対して、埋め込みホトダイオード構
造が有効であると考えられている。
以下、図面に基づいて上記従来の固体撮像装置について
説明する。
説明する。
第８図は、従来の固体撮像装置の感光部および電荷転送
部の断面図である。
部の断面図である。
ｎ型半導体基板１の上のｐ型ウェル２内に、第１のｎ型
不純物領域３と第２のｎ型不純物領域４を設け、ｎ型の
感光部（光電変換部）となるホトダイオードとｎ型の電
荷転送部となるＣＣＤを形成し、深さ方向にｎｐｎとな
る縦型オーバーフロードレイン構造を形成している。ま
た、ホトダイオードの表面、すなわち第１のｎ型不純物
領域３の表面には、暗電流を減少させる埋込みホトダイ
オード構造を形成するために、Ｐ型不純物領域５が形成
され、さらに第２のｎ型不純物領域４および読み出し部
となる第１．第２のｎ型不純物領域３゜４の間のｐ型ウ
ェル２の上（こは絶縁！ｒＩＪ６を介して転送電極７が
形成されている。８はチャネルストッパー領域である。
不純物領域３と第２のｎ型不純物領域４を設け、ｎ型の
感光部（光電変換部）となるホトダイオードとｎ型の電
荷転送部となるＣＣＤを形成し、深さ方向にｎｐｎとな
る縦型オーバーフロードレイン構造を形成している。ま
た、ホトダイオードの表面、すなわち第１のｎ型不純物
領域３の表面には、暗電流を減少させる埋込みホトダイ
オード構造を形成するために、Ｐ型不純物領域５が形成
され、さらに第２のｎ型不純物領域４および読み出し部
となる第１．第２のｎ型不純物領域３゜４の間のｐ型ウ
ェル２の上（こは絶縁！ｒＩＪ６を介して転送電極７が
形成されている。８はチャネルストッパー領域である。
以上のように構成された固体撮像１シこついて、以下そ
の動作を説明する。
の動作を説明する。
まず、感光部としての第１のｎ型不純物領域３に、光が
入射すると、電荷が発生し蓄積される。
入射すると、電荷が発生し蓄積される。
そして、垂直ブランキング期間内に、転送Ｗｔ極７に読
み出しパルスが加えられると、第８図Ａ−Ａ’断面に沿
ったポテンシャルプロファイルは、第９図ａに示した形
状になる。そして、ｐ型ウェル２と絶縁層６の界面に沿
って生じたチャネルを通って、第１のｎ型不純物領域３
に蓄積された電荷は、転送部としての第２のｎ型子鈍物
領ｊｌｔ４に読み出される。
み出しパルスが加えられると、第８図Ａ−Ａ’断面に沿
ったポテンシャルプロファイルは、第９図ａに示した形
状になる。そして、ｐ型ウェル２と絶縁層６の界面に沿
って生じたチャネルを通って、第１のｎ型不純物領域３
に蓄積された電荷は、転送部としての第２のｎ型子鈍物
領ｊｌｔ４に読み出される。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような従来の構成では、蓄積され
た電荷は感光部では、第８図Ｂ−Ｂ’断面のポテンシャ
ルブａ７アイルを示す第９図すから明らかなように、５
ｉ−８ｉＯ，（絶縁層６）界面から離れた第１のｎ型不
純物領域３の内部に蓄積されている。しかし、読み出し
部の断面ポテンシャル形状を示す第９図１より、読み出
し部のチャネルは、５ｉ−８ｉＯ，界面薔こなり、電荷
は、界面付近を通過する。このために界面準位との相互
作用（こよる転送効率の低下および暗電流の増加が生じ
、さらに、ホトダイオードの第１のｎ型不純物領域３（
こ蓄積されている電荷を全て読みだすためには、第９図
Ｃのように、読み出しパルス電圧を高くしなければなら
ないという問題を有していた。
た電荷は感光部では、第８図Ｂ−Ｂ’断面のポテンシャ
ルブａ７アイルを示す第９図すから明らかなように、５
ｉ−８ｉＯ，（絶縁層６）界面から離れた第１のｎ型不
純物領域３の内部に蓄積されている。しかし、読み出し
部の断面ポテンシャル形状を示す第９図１より、読み出
し部のチャネルは、５ｉ−８ｉＯ，界面薔こなり、電荷
は、界面付近を通過する。このために界面準位との相互
作用（こよる転送効率の低下および暗電流の増加が生じ
、さらに、ホトダイオードの第１のｎ型不純物領域３（
こ蓄積されている電荷を全て読みだすためには、第９図
Ｃのように、読み出しパルス電圧を高くしなければなら
ないという問題を有していた。
本発明は上記問題を解決するものであり、読み出しパル
スを低電圧化し、さらに暗電流を減少させることのでき
る固体撮像装置を提供することを目的とするものである
。
スを低電圧化し、さらに暗電流を減少させることのでき
る固体撮像装置を提供することを目的とするものである
。
課題を解決するための手段
上記問題を解決するため本発明の固体撮像装置は、一導
電型の半導体領域の表面に、逆導電型の領域で形成され
た充電変換部と、前記光電変換部で形成された信号電荷
を転送する逆導電型の領域で形成された転送部とを設け
、前記転送部と前記光電変換部とを結合する逆導電型の
領域で形成された読み出し部と、前記読み出し部上に前
記転送部の転送！極とは独立した読み出し電極を設けた
ものである。
電型の半導体領域の表面に、逆導電型の領域で形成され
た充電変換部と、前記光電変換部で形成された信号電荷
を転送する逆導電型の領域で形成された転送部とを設け
、前記転送部と前記光電変換部とを結合する逆導電型の
領域で形成された読み出し部と、前記読み出し部上に前
記転送部の転送！極とは独立した読み出し電極を設けた
ものである。
さらに、第２の発明の固体撮像装置の駆動方法は、上記
第１の発明の固体撮像装置で、転送部が転送期間中は、
光電変換部と転送部が電気的に分離されるような電圧を
、読み出し電極に印加することを特徴とする方法である
。
第１の発明の固体撮像装置で、転送部が転送期間中は、
光電変換部と転送部が電気的に分離されるような電圧を
、読み出し電極に印加することを特徴とする方法である
。
作用
上記第１の発明の構成によって、光電変換部ｌこ蓄積さ
れた電荷は、読み出し電極に読み出しパルスを加えるこ
とにより、読み出し部としての逆導電型領減内の絶縁層
界面から離れた部分を通って（電荷）転送部へと読み出
される。よって界面準位の影響が減少する。
れた電荷は、読み出し電極に読み出しパルスを加えるこ
とにより、読み出し部としての逆導電型領減内の絶縁層
界面から離れた部分を通って（電荷）転送部へと読み出
される。よって界面準位の影響が減少する。
また第２の発明の駆動方法によって、転送部が転送期間
中は、光電変換部と転送部が電気的昏こ分離され、洩れ
信号電荷が阻止され、信号電荷は光１１Ｌ夏換部内に蓄
積される。
中は、光電変換部と転送部が電気的昏こ分離され、洩れ
信号電荷が阻止され、信号電荷は光１１Ｌ夏換部内に蓄
積される。
実施例
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお
従来例の第８図と同一の構成には同一の符号を付して説
明を省略する。
従来例の第８図と同一の構成には同一の符号を付して説
明を省略する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す固体撮像装置の感
光部および電荷転送部の断面図である。
光部および電荷転送部の断面図である。
第１図に示す固体撮像装置は、感光部の第１のｎ型不純
物領域３と電荷転送部の第２のｎ型不純動領域４とを結
合する読み出し部として第３のｎ型不純物領域９を設け
、さらにこの第３のｎ型不純物領域９の上に絶縁層６を
介して転送［極７とは独立した読み出し１！！ｉｌｏを
設けている。第３のｎ型不純物領域９の不純物濃度は、
第１．第２のｎ型不純物領域３．４の不純物濃度より低
くして、感光部と電荷転送部とを隔てるポテンシャル障
壁を形成している。
物領域３と電荷転送部の第２のｎ型不純動領域４とを結
合する読み出し部として第３のｎ型不純物領域９を設け
、さらにこの第３のｎ型不純物領域９の上に絶縁層６を
介して転送［極７とは独立した読み出し１！！ｉｌｏを
設けている。第３のｎ型不純物領域９の不純物濃度は、
第１．第２のｎ型不純物領域３．４の不純物濃度より低
くして、感光部と電荷転送部とを隔てるポテンシャル障
壁を形成している。
以上のように構成された固体撮像装置について、以下そ
の動作を説明する。
の動作を説明する。
まず、感光部としての第１のｎ型不純物領域３に、光が
入射すると、電荷が発生し蓄積される。
入射すると、電荷が発生し蓄積される。
この時、第１図ｘ−ｘ’断面に沿ったポテンシャルプロ
ファイルは、第７図ａのような形状である。
ファイルは、第７図ａのような形状である。
そして、垂直ブランキング期間内昏こ、読み出し電極１
０に読み出しパルスが加えられると、第７図に示したよ
うに、＠ −ｅ ｌ） −＜ ６−４ ｄ −ｅ ６と
変化して行き、ｅの形状となった時に、第１のｎ型不純
物領域３に蓄積された電荷は、読み出し部としての第３
のｎ型不純物領域９を通って完全に転送部としての第２
のｎ型不純物領域４に読み出される。そして、喧荷転送
期闇中は、感光部としての第１のｎ型子鈍物領ＦｌｔＬ
３と転送部としての第２のｎ型不純物領域４を電気的に
分離するような電圧を読み出しｇ極１０に印加しておく
。
０に読み出しパルスが加えられると、第７図に示したよ
うに、＠ −ｅ ｌ） −＜ ６−４ ｄ −ｅ ６と
変化して行き、ｅの形状となった時に、第１のｎ型不純
物領域３に蓄積された電荷は、読み出し部としての第３
のｎ型不純物領域９を通って完全に転送部としての第２
のｎ型不純物領域４に読み出される。そして、喧荷転送
期闇中は、感光部としての第１のｎ型子鈍物領ＦｌｔＬ
３と転送部としての第２のｎ型不純物領域４を電気的に
分離するような電圧を読み出しｇ極１０に印加しておく
。
以上のように笛１の実施例によれば、電荷蓄積部の第１
のｎ型不純物領域３と転送部の第２のｎ型子鈍物領Ｍ４
を、これらと同一の導電型の第３のｎ型不純物領域９で
結合し、さらに読み出し部のこの領域９上に読み出しｍ
極】０を設け、ホトダイオードの表面に、電荷蓄積部３
と異なる導電型のｐ型不純物領域５を設けることにより
、電荷蓄積部の第１のｎ型不純物領域３から転送部の第
２のｎ型不純物領域４に、領Ｍ９の内部のＳＩ Ｓｔ
ａｇ（絶縁層６）界面から離れた部分を通って電荷の読
み出しを行うことが可能となるために、暗電流が減少し
、さらζこ、低電圧化することができる。
のｎ型不純物領域３と転送部の第２のｎ型子鈍物領Ｍ４
を、これらと同一の導電型の第３のｎ型不純物領域９で
結合し、さらに読み出し部のこの領域９上に読み出しｍ
極】０を設け、ホトダイオードの表面に、電荷蓄積部３
と異なる導電型のｐ型不純物領域５を設けることにより
、電荷蓄積部の第１のｎ型不純物領域３から転送部の第
２のｎ型不純物領域４に、領Ｍ９の内部のＳＩ Ｓｔ
ａｇ（絶縁層６）界面から離れた部分を通って電荷の読
み出しを行うことが可能となるために、暗電流が減少し
、さらζこ、低電圧化することができる。
第２図〜第６図奢こそれぞれ本発明の第２〜第６の実施
例である、固体撮像装置の感光部および電荷転送部の断
面図を示す。
例である、固体撮像装置の感光部および電荷転送部の断
面図を示す。
これら第２〜第６の実施例では、第ｊのｎ型不純物領域
３、第３のｎ型不純物領域９およびｐ型不純物領域５の
領域を変更しているが、いずれも第３のｎ型不純物領域
９により各図のｘ−ｘ’断面に沿ったポテンシャル７０
フアイルは第７図＆堪こ示す形状を形成し、第１図の第
１の実施例と同様の効果を得ることができる。
３、第３のｎ型不純物領域９およびｐ型不純物領域５の
領域を変更しているが、いずれも第３のｎ型不純物領域
９により各図のｘ−ｘ’断面に沿ったポテンシャル７０
フアイルは第７図＆堪こ示す形状を形成し、第１図の第
１の実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、第１の実施例では、信号電荷として電子を用いる
固体撮像装置であるが、この装置を構成するｐ型頭域を
ｎ型領域に、ｎ型領域をｐ型頭域に入れ替えて、正孔を
信号電荷とする固体撮像装置であってもよい。
固体撮像装置であるが、この装置を構成するｐ型頭域を
ｎ型領域に、ｎ型領域をｐ型頭域に入れ替えて、正孔を
信号電荷とする固体撮像装置であってもよい。
また、第２、第３、第４、第５ 、第６の実施例でも装
置を構成するＰ型頭域をｎ型領減醤こ、ｎ型領域をＰ型
頭域に入れ替えて、正孔を信号電荷とする固体撮像装置
であってもよいことは言うまでもない。
置を構成するＰ型頭域をｎ型領減醤こ、ｎ型領域をＰ型
頭域に入れ替えて、正孔を信号電荷とする固体撮像装置
であってもよいことは言うまでもない。
発明の効果
以とのよう國本発明昏こよれば、埋め込み構造の光電変
換部と埋め込み式の転送１部をつなぐチャネル部分に、
光電変換部の蓄積部および転送部と同一の導電型半導体
領域を用いて、読み出し部を形成し、さらにこの読み出
し部上に転送電極とは独立した読み出しＩＩ！ｉを設け
ることにより、暗電流を減少し、かつ読み出し電圧を低
下させることができ、その実用的効果は大なるものがあ
る。
換部と埋め込み式の転送１部をつなぐチャネル部分に、
光電変換部の蓄積部および転送部と同一の導電型半導体
領域を用いて、読み出し部を形成し、さらにこの読み出
し部上に転送電極とは独立した読み出しＩＩ！ｉを設け
ることにより、暗電流を減少し、かつ読み出し電圧を低
下させることができ、その実用的効果は大なるものがあ
る。
さら）こ第２の発明によれば、転送部が転送期間中は光
ｍ変換部と転送部が眠気的に分離され、転送期間中の光
ｍ変換部から転送部への信号電荷の洩れを防止すること
ができる。
ｍ変換部と転送部が眠気的に分離され、転送期間中の光
ｍ変換部から転送部への信号電荷の洩れを防止すること
ができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す固体撮像装置の断
面構造図、第２図は本発明の’ｌｓｚの実施例を示す固
体撮像装置の断面構造図、第３図は本発明の第３の実施
例を示す固体撮像袋間の断面構造図、第４図は本発明の
第４の実施例を示す固体撮像装置の断面構造図、第５図
は本発明の第５の実施例を示す固体撮像装置の断面構造
図、第６図は本発明の第６の実施例を示す固体撮像装置
の断面構造図、第７図は本発明の固体撮像装置の動作を
説明するための特性図、第８図は従来の固体撮像装置の
断面構造図、第９図は従来の固体撮像装置の動作を説明
するための特性図である。 １・・・ｎ型半導体基板、２・・・ｐ型ウェル、３・・
・第１のｎ型不純物領域、４・・・＠２のｎ型不純物領
域、５・・・ｐ型不純物領域、６・・・絶縁ｎ、７・・
・転送ｇ極、８・・・チャネルストッパー領域、９・・
・第３のｎ型不純物領域、１０・・・読み出し電極。
面構造図、第２図は本発明の’ｌｓｚの実施例を示す固
体撮像装置の断面構造図、第３図は本発明の第３の実施
例を示す固体撮像袋間の断面構造図、第４図は本発明の
第４の実施例を示す固体撮像装置の断面構造図、第５図
は本発明の第５の実施例を示す固体撮像装置の断面構造
図、第６図は本発明の第６の実施例を示す固体撮像装置
の断面構造図、第７図は本発明の固体撮像装置の動作を
説明するための特性図、第８図は従来の固体撮像装置の
断面構造図、第９図は従来の固体撮像装置の動作を説明
するための特性図である。 １・・・ｎ型半導体基板、２・・・ｐ型ウェル、３・・
・第１のｎ型不純物領域、４・・・＠２のｎ型不純物領
域、５・・・ｐ型不純物領域、６・・・絶縁ｎ、７・・
・転送ｇ極、８・・・チャネルストッパー領域、９・・
・第３のｎ型不純物領域、１０・・・読み出し電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一導電型の半導体領域の表面に、逆導電型の領域で
形成された光電変換部と、前記光電変換部で形成された
信号電荷を転送する逆導電型の領域で形成された転送部
とを設け、前記転送部と前記光電変換部とを結合する逆
導電型の領域で形成された読み出し部と、前記読み出し
部上に前記転送部の転送電極とは独立した読み出し電極
を設けたことを特徴とする固体撮像装置。 ２、一導電型の半導体領域の表面に、逆導電型の領域で
形成された光電変換部と、前記光電変換部で形成された
信号電荷を転送する逆導電型の領域で形成された転送部
とを設け、前記転送部と前記光電変換部とを結合する逆
導電型の領域で形成された読み出し部と、前記読み出し
部上に前記転送部の転送電極とは独立した読み出し電極
を設けた固体撮像装置で、前記転送部が転送期間中は、
前記光電変換部と転送部が電気的に分離されるような電
圧を、前記読み出し電極に印加することを特徴とする固
体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1102855A JPH02280377A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1102855A JPH02280377A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280377A true JPH02280377A (ja) | 1990-11-16 |
Family
ID=14338540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1102855A Pending JPH02280377A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02280377A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5762557A (en) * | 1980-10-02 | 1982-04-15 | Nec Corp | Solid state image pickup device and driving method therefor |
| JPS6065565A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-15 | Toshiba Corp | 固体撮像素子 |
| JPS62155559A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-10 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
-
1989
- 1989-04-20 JP JP1102855A patent/JPH02280377A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5762557A (en) * | 1980-10-02 | 1982-04-15 | Nec Corp | Solid state image pickup device and driving method therefor |
| JPS6065565A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-15 | Toshiba Corp | 固体撮像素子 |
| JPS62155559A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-10 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0173542B1 (en) | A solid-state image sensor | |
| CA1169529A (en) | Solid state imaging apparatus | |
| JPS6262553A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US4748486A (en) | Solid-state image sensor | |
| KR100245245B1 (ko) | 증폭형 광전변환소자 및 이를 사용한 증폭형 고체촬상장치 | |
| JPH09266296A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH06181302A (ja) | Ｃｃｄ映像素子 | |
| JP3052560B2 (ja) | 電荷転送撮像装置およびその製造方法 | |
| JPS59178769A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3042042B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2982206B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH02280377A (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法 | |
| JPS6318387B2 (ja) | ||
| JP2877047B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| US5747788A (en) | Solid state image sensor with reinforced fringe electric field at its charge transfer section | |
| JPH0669089B2 (ja) | 電荷転送装置 | |
| JP2002151673A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP3047965B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH01232761A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS61188965A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0419752B2 (ja) | ||
| JPH05190828A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2848435B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2666684B2 (ja) | 電荷転送撮像装置およびその製造方法 | |
| JPS60244063A (ja) | 固体撮像素子 |