JPH0249595B2 - - Google Patents
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- JPH0249595B2 JPH0249595B2 JP57039435A JP3943582A JPH0249595B2 JP H0249595 B2 JPH0249595 B2 JP H0249595B2 JP 57039435 A JP57039435 A JP 57039435A JP 3943582 A JP3943582 A JP 3943582A JP H0249595 B2 JPH0249595 B2 JP H0249595B2
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- layer
- vertical
- electrode
- electrodes
- ccd
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-
- 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
- H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は高精細画像を提供し得る固体撮像装置
に関する。
に関する。
従来の例えばNTSC方式のごときテレビジヨン
標準方式では、垂直方向走査線512本、飛び越し
走査１フレーム２フイールド構成、画面アスペク
ト比３：４等が定められているため、その撮像手
段である固体撮像装置は、この標準方式に適合す
べく構成されている。
標準方式では、垂直方向走査線512本、飛び越し
走査１フレーム２フイールド構成、画面アスペク
ト比３：４等が定められているため、その撮像手
段である固体撮像装置は、この標準方式に適合す
べく構成されている。
現在この標準方式に適合した例えばインターラ
イン転送方式CCD（以後IT−CCDと称す）におけ
る画素数は500（垂直）×400（水平）程度である。
イン転送方式CCD（以後IT−CCDと称す）におけ
る画素数は500（垂直）×400（水平）程度である。
このようなIT−CCDの撮像動作を第１図を用
いて簡単に説明する。このIT−CCDでは例えば
ホトダイオード（以下PDと称す）で形成された
2N×Ｍ個（例えばＮ＝250、Ｍ＝400）の感光部
P11，P11′，P12，P12′，P13，…，P1N，P1N′，
P21，P21′，P22，P22′，P23，…，P2N，P2N′，…，
PM1，PM1′，PM2，PM2′，PM3，…，PMN，PMN′，
（以下Pi，Pi′で代表する）と、この感光部Pi，
Pi′で光電変換されて蓄積された信号電荷を読出
すための垂直CCD C1，C2，…，CMが互いに水平
方向に交互に配列されている。そして垂直CCD
の信号電荷は、１段毎に水平CCDシフトレジス
タ１に転送され、水平有効期間において水平
CCDシフトレジスタ１内を転送された後順次出
力部２より読出される。
いて簡単に説明する。このIT−CCDでは例えば
ホトダイオード（以下PDと称す）で形成された
2N×Ｍ個（例えばＮ＝250、Ｍ＝400）の感光部
P11，P11′，P12，P12′，P13，…，P1N，P1N′，
P21，P21′，P22，P22′，P23，…，P2N，P2N′，…，
PM1，PM1′，PM2，PM2′，PM3，…，PMN，PMN′，
（以下Pi，Pi′で代表する）と、この感光部Pi，
Pi′で光電変換されて蓄積された信号電荷を読出
すための垂直CCD C1，C2，…，CMが互いに水平
方向に交互に配列されている。そして垂直CCD
の信号電荷は、１段毎に水平CCDシフトレジス
タ１に転送され、水平有効期間において水平
CCDシフトレジスタ１内を転送された後順次出
力部２より読出される。
ここで垂直CCD C1，C2，…，CMにおける垂直
方向の転送段数は感光部Pi，Pi′の垂直方向画素
数の半数のＮ（＝250）である。そして通常のテレ
ビジヨン標準方式においては１フレームは２フイ
ールドより構成され、またインターレス走査を行
つている。従つてIT−CCDでもこれに適合した
撮像動作を行つており、先の２フイールドをＡ，
Ｂフイールドに分け、Ａフイールドでは垂直方向
に連続して設けられた２個のPD P11，P11′，
P12，P12′，P1N，P1N′，P21，P21′，P22，P22′，
…，P2N，P2N′，…，PM1′，PM1′，PM2，PM2′，
…，PMN，PMN′で蓄積された信号電荷を合せて読
出し、Ｂフイールドでは、垂直方向にＡフイール
ドで読出した２個のPD Pi，Pi′に対して空間的
に垂直方向に対して180度位相が異なる連続した
２個のPD P11′，P12，P12′，P13，…，P21′，P22，
P22′，P23，…，PM1′，PM2，PM2′，PM3，…で蓄積
された信号電荷を合せて読出す。このような信号
電荷読出しモードをフイールド蓄積モードと呼
び、この場合、垂直方向においてＡ，Ｂフイール
ドで読出される信号の空間的位相が180度異なる
ため、感光領域全域からは2N×Ｍ個（＝500×
400個）のサンプル点が得られる。
方向の転送段数は感光部Pi，Pi′の垂直方向画素
数の半数のＮ（＝250）である。そして通常のテレ
ビジヨン標準方式においては１フレームは２フイ
ールドより構成され、またインターレス走査を行
つている。従つてIT−CCDでもこれに適合した
撮像動作を行つており、先の２フイールドをＡ，
Ｂフイールドに分け、Ａフイールドでは垂直方向
に連続して設けられた２個のPD P11，P11′，
P12，P12′，P1N，P1N′，P21，P21′，P22，P22′，
…，P2N，P2N′，…，PM1′，PM1′，PM2，PM2′，
…，PMN，PMN′で蓄積された信号電荷を合せて読
出し、Ｂフイールドでは、垂直方向にＡフイール
ドで読出した２個のPD Pi，Pi′に対して空間的
に垂直方向に対して180度位相が異なる連続した
２個のPD P11′，P12，P12′，P13，…，P21′，P22，
P22′，P23，…，PM1′，PM2，PM2′，PM3，…で蓄積
された信号電荷を合せて読出す。このような信号
電荷読出しモードをフイールド蓄積モードと呼
び、この場合、垂直方向においてＡ，Ｂフイール
ドで読出される信号の空間的位相が180度異なる
ため、感光領域全域からは2N×Ｍ個（＝500×
400個）のサンプル点が得られる。
前記フイールド蓄積モードに対して、Ａフイー
ルドにおいてはPD（P11，P12，P13，…，P1N，
P21，P22，P23，…，P2N，…，PM1，PM2，PM3，
…，PMN）において蓄積された信号電荷を読出
し、Ｂフイールドでは垂直方向において１個おき
のPD P11′，P12′，P13′，…，P1N′，P21′，P22′
，
P23′，…，P2N′，…，PM1′，PM2′，PM3′，…，
PMN′の信号電荷を読出すフレーム蓄積モードが
ある。
ルドにおいてはPD（P11，P12，P13，…，P1N，
P21，P22，P23，…，P2N，…，PM1，PM2，PM3，
…，PMN）において蓄積された信号電荷を読出
し、Ｂフイールドでは垂直方向において１個おき
のPD P11′，P12′，P13′，…，P1N′，P21′，P22′
，
P23′，…，P2N′，…，PM1′，PM2′，PM3′，…，
PMN′の信号電荷を読出すフレーム蓄積モードが
ある。
PD Pi，Pi′から垂直CCD C1，C2，…，CMへ
の信号電荷転送は、PD Pi，Pi′と垂直CCD C1，
C2，…，CM間に設けられたフイールドシフトゲ
ート（以下FSGと称す）４にパルス電圧を印加
することによつて行われる。
の信号電荷転送は、PD Pi，Pi′と垂直CCD C1，
C2，…，CM間に設けられたフイールドシフトゲ
ート（以下FSGと称す）４にパルス電圧を印加
することによつて行われる。
ところで最近上記の標準方式によるテレビジヨ
ン放送において、更に高精細画像を提供すること
が考えられており、それによれば垂直方向の走査
線約1000本、画面アスペクト比３：５である。
ン放送において、更に高精細画像を提供すること
が考えられており、それによれば垂直方向の走査
線約1000本、画面アスペクト比３：５である。
このような高精細TV方式に固体撮像装置を適
合させるためには、垂直方向走査線1000本に対応
するように出力されなければならない。
合させるためには、垂直方向走査線1000本に対応
するように出力されなければならない。
従つて上述したようなIT−CCDにおいては、
少なくとも垂直CCD C1，C2，…，CMの垂直方向
転送段数を垂直方向のPD Pi，Pi′数と同じ500段
として、Ａ，Ｂフイールドで同じPD Pi，Pi′で
蓄積された信号電荷を読出す疑似インターレス撮
像を行なえば、実効的に垂直方向走査線1000本を
達成することが可能となる。
少なくとも垂直CCD C1，C2，…，CMの垂直方向
転送段数を垂直方向のPD Pi，Pi′数と同じ500段
として、Ａ，Ｂフイールドで同じPD Pi，Pi′で
蓄積された信号電荷を読出す疑似インターレス撮
像を行なえば、実効的に垂直方向走査線1000本を
達成することが可能となる。
しかるにIT−CCDにおいて上述のように垂直
CCDの垂直方向転送段数とPDの垂直方向の個数
を同数にするに当つては、製造上いくつかの問題
がある。これを第２図を用いて説明する。
CCDの垂直方向転送段数とPDの垂直方向の個数
を同数にするに当つては、製造上いくつかの問題
がある。これを第２図を用いて説明する。
第２図ａは前述のIT−CCDを光照射側からみ
た構成図で、水平方向において感光部であるPD
５−１，…，５−ｉ，…と垂直CCDチヤネル６
−１，６−２，…が交互に配列されている。そし
て垂直CCDチヤネル６−１，６−２，…上には
第１層目の転送電極７−１，…，７−ｉ，…と第
２層目の転送電極８−１，…，８−ｉ，…が形成
されている。ここで点線で示されている部分９−
１，…，９−ｉ，…は第１層目の電極と第２層目
の電極の重なり部分である。
た構成図で、水平方向において感光部であるPD
５−１，…，５−ｉ，…と垂直CCDチヤネル６
−１，６−２，…が交互に配列されている。そし
て垂直CCDチヤネル６−１，６−２，…上には
第１層目の転送電極７−１，…，７−ｉ，…と第
２層目の転送電極８−１，…，８−ｉ，…が形成
されている。ここで点線で示されている部分９−
１，…，９−ｉ，…は第１層目の電極と第２層目
の電極の重なり部分である。
第２図ｂは同図ａのＡ−A′断面図で、この図
に示されるように例えばＰ型シリコン基板１０表
面に埋込みチヤネルN+層１１が形成されており、
このN+層１１上にゲート酸化膜１２が形成され、
さらにその上に絶縁層１３によつて互いに絶縁さ
れて第１層目の転送電極７−１，７−２，７−
３，…と第２層目の転送電極８−１，８−２，８
−３，…が一部重なつて形成されている。この垂
直CCDにおける１段は４電極で構成され、これ
は例えば図中の転送電極７−１，８−２，７−
２，８−３に相当する。そして１つのPD５−ｉ
に接して２つの転送電極、例えば７−１，８−２
が位置している。すなわち垂直CCDの垂直方向
転送段数は、2PDピツチとなつている。
に示されるように例えばＰ型シリコン基板１０表
面に埋込みチヤネルN+層１１が形成されており、
このN+層１１上にゲート酸化膜１２が形成され、
さらにその上に絶縁層１３によつて互いに絶縁さ
れて第１層目の転送電極７−１，７−２，７−
３，…と第２層目の転送電極８−１，８−２，８
−３，…が一部重なつて形成されている。この垂
直CCDにおける１段は４電極で構成され、これ
は例えば図中の転送電極７−１，８−２，７−
２，８−３に相当する。そして１つのPD５−ｉ
に接して２つの転送電極、例えば７−１，８−２
が位置している。すなわち垂直CCDの垂直方向
転送段数は、2PDピツチとなつている。
第２図ｃは同図ａ中のＢ−B′断面図である。
すなわちＰ型半導体基板１０上にPD（５−１，
…，５−ｉ，…であるN+層１４−１，１４−２，
１４−３，１４−４，…が形成されており、これ
らのN+層の間には転送電極７−１，７−２，７
−３，…，８−１，８−２，８−３，…に各々連
続した１層目の転送電極７−１，７−２，７−
３，…と２層目の転送電極８−１，８−２，８−
３，…が絶縁層を介して重なつて形成されてい
る。またこれらの転送電極下のシリコン基板表面
にはチヤネルストツパであるP+層S1，S2，S3，
…が形成されている。
すなわちＰ型半導体基板１０上にPD（５−１，
…，５−ｉ，…であるN+層１４−１，１４−２，
１４−３，１４−４，…が形成されており、これ
らのN+層の間には転送電極７−１，７−２，７
−３，…，８−１，８−２，８−３，…に各々連
続した１層目の転送電極７−１，７−２，７−
３，…と２層目の転送電極８−１，８−２，８−
３，…が絶縁層を介して重なつて形成されてい
る。またこれらの転送電極下のシリコン基板表面
にはチヤネルストツパであるP+層S1，S2，S3，
…が形成されている。
第２図ａ，ｂ，ｃにおいて、垂直方向１画素部
はAPで示され、また１層目電極と２層目電極と
の重なり部はAOで示されている。
はAPで示され、また１層目電極と２層目電極と
の重なり部はAOで示されている。
なお第２図に示した構造の後に垂直CCD部を
光シールドするための電極形成、パツシベーシヨ
ン膜形成等の工程があるが、ここでは省略する。
光シールドするための電極形成、パツシベーシヨ
ン膜形成等の工程があるが、ここでは省略する。
しかして前述のようにこの構造のIT−CCDに
おいて高精細TV用の固体撮像装置として実現す
るために各垂直CCDの転送段数とPDの垂直方向
の数を同数にしようとすると、前述の４つの転送
電極７−１，８−２，７−２，８−３を１つの
PD（すなわち１画素部AP）に接して形成しなけ
ればならないことになる。この場合垂直CCDチ
ヤネル６−１，６−２，…上で同図ｂに示された
構造で高集積化が可能であるとしても、同図ｃで
示したところの１層目電極と２層目電極の重なり
部分AOが１画素部AP中に２箇所必要となる。そ
の結果PDのN+層１４−１，１４−２，１４−
３，１４−４，…上に転送電極が形成されること
による感度劣化が生ずる。一方これを避けるため
に各転送電極を別の層で形成しようとすると、前
記重なり部AO上に４層電極が重なることとなり、
電極形成上上部電極の断線、１画素部APの中間
部の重なり部分に電極を配置することによつて生
じる感光面積の減少、さらに基板表面の平滑性の
著しい低下等が生ずる。
おいて高精細TV用の固体撮像装置として実現す
るために各垂直CCDの転送段数とPDの垂直方向
の数を同数にしようとすると、前述の４つの転送
電極７−１，８−２，７−２，８−３を１つの
PD（すなわち１画素部AP）に接して形成しなけ
ればならないことになる。この場合垂直CCDチ
ヤネル６−１，６−２，…上で同図ｂに示された
構造で高集積化が可能であるとしても、同図ｃで
示したところの１層目電極と２層目電極の重なり
部分AOが１画素部AP中に２箇所必要となる。そ
の結果PDのN+層１４−１，１４−２，１４−
３，１４−４，…上に転送電極が形成されること
による感度劣化が生ずる。一方これを避けるため
に各転送電極を別の層で形成しようとすると、前
記重なり部AO上に４層電極が重なることとなり、
電極形成上上部電極の断線、１画素部APの中間
部の重なり部分に電極を配置することによつて生
じる感光面積の減少、さらに基板表面の平滑性の
著しい低下等が生ずる。
このようにIT−CCDを高精細化するために垂
直CCDの転送段数と垂直方向PD数を同数にする
には、感度劣化、構造の複雑化、基板表面の平滑
性の劣化等種々の問題があつた。
直CCDの転送段数と垂直方向PD数を同数にする
には、感度劣化、構造の複雑化、基板表面の平滑
性の劣化等種々の問題があつた。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、感度
劣化、構造の複雑さ、基板表面の平滑性の劣化等
が生ずることなく、垂直CCDの転送段数と垂直
方向PD数を同じにできる固体撮像装置を提供す
ることを目的とする。
劣化、構造の複雑さ、基板表面の平滑性の劣化等
が生ずることなく、垂直CCDの転送段数と垂直
方向PD数を同じにできる固体撮像装置を提供す
ることを目的とする。
本発明における固体撮像装置においては、第１
層目の電極と第２層目の電極を積層して信号電荷
を蓄積する蓄積領域間を通して水平方向に配設
し、蓄積領域に隣接した垂直電荷転送素子領域で
は第１層目の電極と第２層目の電極との重なりを
なくし、逆に第１層目の電極と第２層目の電極と
の間に間隙部を形成して、この間隙を覆うがごと
く第１層目、第２層目の電極とは互いに絶縁され
た第３層目のを垂直方向に連続して形成し、第
１、第２及び第３層目の電極にパルス信号を印加
することによつて信号電荷の転送を行うようにし
たことが特徴である。
層目の電極と第２層目の電極を積層して信号電荷
を蓄積する蓄積領域間を通して水平方向に配設
し、蓄積領域に隣接した垂直電荷転送素子領域で
は第１層目の電極と第２層目の電極との重なりを
なくし、逆に第１層目の電極と第２層目の電極と
の間に間隙部を形成して、この間隙を覆うがごと
く第１層目、第２層目の電極とは互いに絶縁され
た第３層目のを垂直方向に連続して形成し、第
１、第２及び第３層目の電極にパルス信号を印加
することによつて信号電荷の転送を行うようにし
たことが特徴である。
本発明によれば感度領域面積の減少、基板表面
の平滑性の悪化、構造複雑性の増加なく垂直
CCDの転送段数と垂直方向PD数を同数にするこ
とができるため、高精細TV方式に適合させるこ
とが可能な固体撮像装置とすることができる。
の平滑性の悪化、構造複雑性の増加なく垂直
CCDの転送段数と垂直方向PD数を同数にするこ
とができるため、高精細TV方式に適合させるこ
とが可能な固体撮像装置とすることができる。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第３図は本発明の固体撮像装置による撮像動作
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
ホトダイオード（PD）で形成されたＭ列の感
光部P1，P2，…，PMと、同じくＭ列の垂直CCD
C1，C2，…，CMが図示の如く交互に配列され、
感光部の各列はP11，P11′，P12，P12′，P13′，…，
P1N，P1N′，P21，P21′，P22，P22′，P23，…，
P2N，P2N′，…，PM1，PM1′，PM2，PM2′，PM3，
…，PMN，PMN′の如く2N個のPDが配置されてお
り、また垂直CCDの各々はPDに１対１に対応し
てC11，C11′，C12，C12′，C13，…，C1N，C1N′，
C21，C21′，C22，C22′，C23，…，C2N，C2N′，…，
CM1，CM1′，CM2，CM2′，CM3，…，CMN，CMN′の
如く2N個の転送段を有する。即ち、感光部と垂
直CCDが交互に配列され、かつ垂直CCDの転送
段数と垂直方向PD数は同数とされる。ここでＮ
を例えば250とすると垂直方向のPD数と垂直
CCDの転送段数は、いずれも500となる。
光部P1，P2，…，PMと、同じくＭ列の垂直CCD
C1，C2，…，CMが図示の如く交互に配列され、
感光部の各列はP11，P11′，P12，P12′，P13′，…，
P1N，P1N′，P21，P21′，P22，P22′，P23，…，
P2N，P2N′，…，PM1，PM1′，PM2，PM2′，PM3，
…，PMN，PMN′の如く2N個のPDが配置されてお
り、また垂直CCDの各々はPDに１対１に対応し
てC11，C11′，C12，C12′，C13，…，C1N，C1N′，
C21，C21′，C22，C22′，C23，…，C2N，C2N′，…，
CM1，CM1′，CM2，CM2′，CM3，…，CMN，CMN′の
如く2N個の転送段を有する。即ち、感光部と垂
直CCDが交互に配列され、かつ垂直CCDの転送
段数と垂直方向PD数は同数とされる。ここでＮ
を例えば250とすると垂直方向のPD数と垂直
CCDの転送段数は、いずれも500となる。
このような構成において、まずＡフイールドで
全てのPDに蓄積された信号電荷をFSG４を介し
て垂直CCDに同時に転送し、また垂直CCDを図
示下方に１段ずつ転送すると共に水平CCDシフ
トレジスタ１において図示左方に転送して出力部
２より読出す。次のＢフイールドにおいてもＡフ
イールドと全く同じ動作が実行される。その結果
この疑似インターレス撮像によつて、実行的に垂
直方向画素数は1000となる。
全てのPDに蓄積された信号電荷をFSG４を介し
て垂直CCDに同時に転送し、また垂直CCDを図
示下方に１段ずつ転送すると共に水平CCDシフ
トレジスタ１において図示左方に転送して出力部
２より読出す。次のＢフイールドにおいてもＡフ
イールドと全く同じ動作が実行される。その結果
この疑似インターレス撮像によつて、実行的に垂
直方向画素数は1000となる。
次に、第３図に示したような平面構造をとり得
るための本発明による固体撮像装置構造の一実施
例を第４図を用いて説明する。
るための本発明による固体撮像装置構造の一実施
例を第４図を用いて説明する。
第４図ａは本発明による構造を第２図ａに対応
させて示した図で、第２図ａと同一部品は同一符
号で示されている。
させて示した図で、第２図ａと同一部品は同一符
号で示されている。
水平方向において感光部であるPD５−１，…，
５−ｉ，…と垂直CCDチヤネル６−１，６−２，
…が交互に配列されており、垂直CCDチヤネル
６−１，６−２，…上には第１層目の転送電極２
０−１，…，２０−ｉ，…と第２層目の転送電極
２１−１，…，２１−ｉ，…が、１画素部APの
ほぼ中間部で間隙部２２−１，…，２２−ｉ，…
を有して形成されている。そしてこれら第１層目
及び第２層目の転送電極上に、垂直方向に連続し
たストライブ形状を有する第３層目に電極２３−
１，２３−２，…が形成されている。なおAOは
第１層目の電極と第２層目の電極の重なり部を示
す。
５−ｉ，…と垂直CCDチヤネル６−１，６−２，
…が交互に配列されており、垂直CCDチヤネル
６−１，６−２，…上には第１層目の転送電極２
０−１，…，２０−ｉ，…と第２層目の転送電極
２１−１，…，２１−ｉ，…が、１画素部APの
ほぼ中間部で間隙部２２−１，…，２２−ｉ，…
を有して形成されている。そしてこれら第１層目
及び第２層目の転送電極上に、垂直方向に連続し
たストライブ形状を有する第３層目に電極２３−
１，２３−２，…が形成されている。なおAOは
第１層目の電極と第２層目の電極の重なり部を示
す。
第４図ｂは上記第１層目の転送電極２０−１，
…，２０−ｉ，…と第２層目の転送電極２１−
１，…，２１−ｉ，…だけを、略１画素部分取り
出して示した拡大図である。右上り斜線部が光入
射側からみた第１層目の転送電極２０−１，２０
−２，…、右下り斜線部が第２層目の転送電極２
１−１，２１−２，…、クロス部分が重なり部で
ある。
…，２０−ｉ，…と第２層目の転送電極２１−
１，…，２１−ｉ，…だけを、略１画素部分取り
出して示した拡大図である。右上り斜線部が光入
射側からみた第１層目の転送電極２０−１，２０
−２，…、右下り斜線部が第２層目の転送電極２
１−１，２１−２，…、クロス部分が重なり部で
ある。
第４図ｃは第４図ａのＡ−A′断面図で、第２
図ｂと対応して示した図である。Ｐ型シリコン基
板１０上に埋込みチヤネルであるN+層１１が設
けられ、このN+層１１上にゲート酸化膜１２が
形成されている。そしてこのゲート酸化膜１２上
に第１層目の転送電極２０−１，２０−２，２０
−３，…が形成され、その上に第１の絶縁膜１３
を介して第２層目の転送電極２１−１，２１−
２，…が、第１層目の電極と重なり部AOを有し
て形成されている。そしてさらにその上に第２の
絶縁膜２４を介して垂直方向に連続して第３層目
の電極２３−１が形成されている。ここでこの第
３層目の電極２３−１は、第１層目の電極２０−
１，２０−２，２０−３，…と第２層目の電極２
１−１，２１−２，…が重なつていない部分、す
なわち前述の間隙部においてゲート酸化膜１２を
覆うように形成されている。
図ｂと対応して示した図である。Ｐ型シリコン基
板１０上に埋込みチヤネルであるN+層１１が設
けられ、このN+層１１上にゲート酸化膜１２が
形成されている。そしてこのゲート酸化膜１２上
に第１層目の転送電極２０−１，２０−２，２０
−３，…が形成され、その上に第１の絶縁膜１３
を介して第２層目の転送電極２１−１，２１−
２，…が、第１層目の電極と重なり部AOを有し
て形成されている。そしてさらにその上に第２の
絶縁膜２４を介して垂直方向に連続して第３層目
の電極２３−１が形成されている。ここでこの第
３層目の電極２３−１は、第１層目の電極２０−
１，２０−２，２０−３，…と第２層目の電極２
１−１，２１−２，…が重なつていない部分、す
なわち前述の間隙部においてゲート酸化膜１２を
覆うように形成されている。
そして第１層目の電極２０−１，２０−２，２
０−３，…第２層目の電極２１−１，２１−２，
…及び第３層目の電極２３−１に各々独立な３相
クロツクパルス電圧を印加することにより、連続
した３電極例えば第１層目の電極２０−２、第２
層目の電極２１−１、そして第２層目の電極２１
−１とこれに隣接する第１層目の電極２０−１と
の間の第３層目の電極２３−１によつて、垂直
CCDの１段の転送単位を構成する。
０−３，…第２層目の電極２１−１，２１−２，
…及び第３層目の電極２３−１に各々独立な３相
クロツクパルス電圧を印加することにより、連続
した３電極例えば第１層目の電極２０−２、第２
層目の電極２１−１、そして第２層目の電極２１
−１とこれに隣接する第１層目の電極２０−１と
の間の第３層目の電極２３−１によつて、垂直
CCDの１段の転送単位を構成する。
第４図ｄは第４図ａのＢ−B′断面図で、第２
図ｃと対応させて示した図である。本図で明らか
なようにＢ−B′断面においては、第２図ｃと全
く同様に、第１層目の電極２０−１，２０−２，
２０−３，…と第２層目の電極２１−１，２１−
２，２１−３，…との重なりだけで良い。
図ｃと対応させて示した図である。本図で明らか
なようにＢ−B′断面においては、第２図ｃと全
く同様に、第１層目の電極２０−１，２０−２，
２０−３，…と第２層目の電極２１−１，２１−
２，２１−３，…との重なりだけで良い。
以上述べたように、本発明によれば、垂直
CCD部において第１層目の転送電極と第２層目
の転送電極を一方向で互いに重ねると共に、第１
層目、第２層目の間隙部を覆つて第３層目の電極
を垂直CCDの信号電荷転送方向に連続して設け、
また信号蓄積領域の両側に第１及び第２層目の転
送電極に連続して第１及び第２層目の電極を設
け、第１、第２、第３の各電極に３相クロツクを
印加することによつて信号電荷の転送を行うよう
にしたので、感光領域の面積を減少させることな
く、また４層構造による基板表面の平滑化劣化の
問題もない。従つて簡単な構造でかつ感度劣化な
く高精細TVの固体撮像装置として適用すること
ができる。
CCD部において第１層目の転送電極と第２層目
の転送電極を一方向で互いに重ねると共に、第１
層目、第２層目の間隙部を覆つて第３層目の電極
を垂直CCDの信号電荷転送方向に連続して設け、
また信号蓄積領域の両側に第１及び第２層目の転
送電極に連続して第１及び第２層目の電極を設
け、第１、第２、第３の各電極に３相クロツクを
印加することによつて信号電荷の転送を行うよう
にしたので、感光領域の面積を減少させることな
く、また４層構造による基板表面の平滑化劣化の
問題もない。従つて簡単な構造でかつ感度劣化な
く高精細TVの固体撮像装置として適用すること
ができる。
第５図は本発明の他の実施例を示すもので、図
ａは平面を、図ｂは図ａにおけるＡ−A′断面を
各々示す。この実施例は第４図における第３層目
の電極を、PDに蓄積された信号電荷を垂直CCD
チヤネルへ移動せしめるためのフイールドシフト
ゲートとしても用い得るようにしたものである。
ａは平面を、図ｂは図ａにおけるＡ−A′断面を
各々示す。この実施例は第４図における第３層目
の電極を、PDに蓄積された信号電荷を垂直CCD
チヤネルへ移動せしめるためのフイールドシフト
ゲートとしても用い得るようにしたものである。
すなわち第５図ａにおいて垂直CCDチヤネル
６−１，…とPD５−１，５−２，…との間に前
述の第３層目の電極の延在部２５−１，２５−
２，…を設け、この延在部をフイールドシフトゲ
ートとしている。なお同図ｂにおいて２６−１，
２６−２，…はPDを構成するN+層、２７−１，
２７−２，…は垂直CCDチヤネルを構成するN+
層、２８−１，２８−２，…はチヤネルストツプ
を構成するP+層、２９はゲート酸化膜、３０は
フイールドシフトゲート領域となるＰ型領域を
各々示す。
６−１，…とPD５−１，５−２，…との間に前
述の第３層目の電極の延在部２５−１，２５−
２，…を設け、この延在部をフイールドシフトゲ
ートとしている。なお同図ｂにおいて２６−１，
２６−２，…はPDを構成するN+層、２７−１，
２７−２，…は垂直CCDチヤネルを構成するN+
層、２８−１，２８−２，…はチヤネルストツプ
を構成するP+層、２９はゲート酸化膜、３０は
フイールドシフトゲート領域となるＰ型領域を
各々示す。
この実施例の如く構成すれば、２／３インチ光
学系対応の垂直方向１画素AP長10μm程度の撮像
チツプにおいても、垂直方向に3.3μm程度のフイ
ールドシフトゲート領域をとることができる。な
おフイールドシフトは、３層目の電極に正電圧を
印加することにより達成し、信号電荷の転送は第
１層、第２層及び第３層目の電極に負電圧のクロ
ツクパルスを印加することによつて行われる。
学系対応の垂直方向１画素AP長10μm程度の撮像
チツプにおいても、垂直方向に3.3μm程度のフイ
ールドシフトゲート領域をとることができる。な
おフイールドシフトは、３層目の電極に正電圧を
印加することにより達成し、信号電荷の転送は第
１層、第２層及び第３層目の電極に負電圧のクロ
ツクパルスを印加することによつて行われる。
以上に説明したIT−CCDでは通常垂直CCDは
光シールドされるが、本発明においては前述の第
３層目の電極を例えばモリブデンシリサイド
（MoSi2）の如きシリサイド、もしくはモリブデ
ン（Mo）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム
（Al）等の如き導体電極によつて形成せしめるこ
とにより、この第３層目の電極を光シールド膜と
しても用いることができ、構造をより簡単にする
ことができる。なおこの場合、第３層目の電極材
料層は、表面が光透過しない導体電極で形成され
ておればよいので、単一材料層でなく、複数材料
層としてもよい。
光シールドされるが、本発明においては前述の第
３層目の電極を例えばモリブデンシリサイド
（MoSi2）の如きシリサイド、もしくはモリブデ
ン（Mo）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム
（Al）等の如き導体電極によつて形成せしめるこ
とにより、この第３層目の電極を光シールド膜と
しても用いることができ、構造をより簡単にする
ことができる。なおこの場合、第３層目の電極材
料層は、表面が光透過しない導体電極で形成され
ておればよいので、単一材料層でなく、複数材料
層としてもよい。
なお以上の説明はＰ型シリコン基板を用いて説
明したが、Ｎ型でもよく、また他の半導体基板を
用いることもできる。
明したが、Ｎ型でもよく、また他の半導体基板を
用いることもできる。
また本発明は、光電変換を光導電膜で行い、信
号電荷の読取りをSi単結晶基板を用いた読取走査
回路で行ういわゆる２階建センサにも適用でき
る。
号電荷の読取りをSi単結晶基板を用いた読取走査
回路で行ういわゆる２階建センサにも適用でき
る。
さらに本発明における信号電荷は、光によつて
生ずるものに限られず、例えば加速電子、Ｘ線等
により発生するものであつてもよい。
生ずるものに限られず、例えば加速電子、Ｘ線等
により発生するものであつてもよい。
第１図は従来のIT−CCDの撮像動作を説明す
るための図、第２図ａは第１図のIT−CCDを光
照射側からみた構成図、第２図ｂは第２図ａのＡ
−A′断面図、第２図ｃは第２図ａのＢ−B′断面
図、第３図は本発明によりIT−CCDの撮像動作
を説明するための図、第４図ａは本発明のIT−
CCDの一実施例を光照射側からみた構成図、第
４図ｂは第４図ａの一部の抽出拡大図、第４図ｃ
は第４図ａのＡ−A′断面図、第４図ｄは第４図
ａのＢ−B′断面図、第５図ａは本発明の他の実
施例を光照射側からみた構成図、第５図ｂは第５
図ａのＡ−A′断面図である。 P1，P2，…，PM：感光部、C1，C2，…，CM：
垂直CCD、１：水全CCDシフトレジスタ、２：
出力部、４：フイールドシフトゲート、２０−
１，…，２０−ｉ，…：第１層目の転送電極、２
１−１，…，２１−ｉ，…：第２層目の転送電
極、２２−１，…，２２−ｉ，…：空隙部、２３
−１，２３−２，…：第３層目の転送電極、
AP：１画素領域、AO：重なり部。
るための図、第２図ａは第１図のIT−CCDを光
照射側からみた構成図、第２図ｂは第２図ａのＡ
−A′断面図、第２図ｃは第２図ａのＢ−B′断面
図、第３図は本発明によりIT−CCDの撮像動作
を説明するための図、第４図ａは本発明のIT−
CCDの一実施例を光照射側からみた構成図、第
４図ｂは第４図ａの一部の抽出拡大図、第４図ｃ
は第４図ａのＡ−A′断面図、第４図ｄは第４図
ａのＢ−B′断面図、第５図ａは本発明の他の実
施例を光照射側からみた構成図、第５図ｂは第５
図ａのＡ−A′断面図である。 P1，P2，…，PM：感光部、C1，C2，…，CM：
垂直CCD、１：水全CCDシフトレジスタ、２：
出力部、４：フイールドシフトゲート、２０−
１，…，２０−ｉ，…：第１層目の転送電極、２
１−１，…，２１−ｉ，…：第２層目の転送電
極、２２−１，…，２２−ｉ，…：空隙部、２３
−１，２３−２，…：第３層目の転送電極、
AP：１画素領域、AO：重なり部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光、電子、Ｘ線等の照射により発生した信号
電荷を蓄積する領域の列とこの蓄積領域に隣接し
て前記信号電荷を読出す垂直電荷転送素子とを半
導体基板上に交互に形成した固体撮像装置におい
て、垂直方向の前記蓄積領域間を通つて水平方向
に連続して第１層目の電極と第２層目の電極を積
層して設け、前記垂直電荷転送素子部において前
記第１層目と第２層目の電極を夫々垂直方向にか
つ互いに逆向きに延在させると共に、前記第１層
目と第２層目の電極が重なつていない間〓部を覆
つて第３層目の電極を垂直方向に連続して設ける
ことにより前記蓄積領域の１個と前記第１層目、
第２層目及び第３層目の電極からなる前記電荷転
送素子の１段とを隣接して形成し、前記第１層
目、第２層目及び第３層目の電極に３相クロツク
信号を印加して前記信号電荷を前記垂直電荷転送
素子で転送せしめるようにしたことを特徴とする
固体撮像装置。 ２ 前記蓄積領域に蓄積された信号電荷の前記電
荷転送素子への移動を前記第３層目の電極にパル
ス電圧を印加することによつて行うことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 ３ 前記第３層目の電極は光を透過しない導体材
料層で形成されたものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039435A JPS58157264A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039435A JPS58157264A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157264A JPS58157264A (ja) | 1983-09-19 |
| JPH0249595B2 true JPH0249595B2 (ja) | 1990-10-30 |
Family
ID=12552915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57039435A Granted JPS58157264A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58157264A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0388587U (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-10 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0821705B2 (ja) * | 1986-03-10 | 1996-03-04 | 株式会社日立製作所 | 電荷移送形固体撮像素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL180157C (nl) * | 1975-06-09 | 1987-01-02 | Philips Nv | Halfgeleider beeldopneeminrichting. |
| JPS5818368Y2 (ja) * | 1977-02-22 | 1983-04-14 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP57039435A patent/JPS58157264A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0388587U (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58157264A (ja) | 1983-09-19 |
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