JPH03227027A - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
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- JPH03227027A JPH03227027A JP2023175A JP2317590A JPH03227027A JP H03227027 A JPH03227027 A JP H03227027A JP 2023175 A JP2023175 A JP 2023175A JP 2317590 A JP2317590 A JP 2317590A JP H03227027 A JPH03227027 A JP H03227027A
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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
本発明は電荷転送装置に関するもので、とりわけ電荷転
送装置を用いた固体撮像装置に有効である。
送装置を用いた固体撮像装置に有効である。
従来の技術
電荷結合素子（ＣＯＤ）に代表される電荷転送装置を用
いた固体撮像装置はその低雑音特性等の優位性により近
年その実用化が著しい。
いた固体撮像装置はその低雑音特性等の優位性により近
年その実用化が著しい。
以下、図面を参照しながら従来の固体撮像装置に用いら
れている電荷転送装置の構造について説明する。
れている電荷転送装置の構造について説明する。
第３図ｆａｔに従来の電荷転送装置の構造を示す。
２はｐ型基板、１はいわゆる埋め込みチャンネルＣＣＤ
のチャンネル部となるｎ層、３〜５は転送電極、７は５
ｉ０２等の絶縁層、８〜１０は各転送電極への電圧印加
端子である。第３図（ｂ）は第３図（ａｌのＡ−Ａ’線
に沿った０層１．ｐ層２の不純物濃度分布で１５は特に
０層１の不純物分布である。第３図（Ｃ１は第３図（ａ
）の０層１を空乏化した状態におけるＡ−Ａ’線に沿っ
た電位分布である。
のチャンネル部となるｎ層、３〜５は転送電極、７は５
ｉ０２等の絶縁層、８〜１０は各転送電極への電圧印加
端子である。第３図（ｂ）は第３図（ａｌのＡ−Ａ’線
に沿った０層１．ｐ層２の不純物濃度分布で１５は特に
０層１の不純物分布である。第３図（Ｃ１は第３図（ａ
）の０層１を空乏化した状態におけるＡ−Ａ’線に沿っ
た電位分布である。
発明が解決しようとする課題
このような従来の電荷転送装置では、以下のような欠点
があった。０層１の不純物分布１６はＳｉ表面で最も濃
度が高く基板内部になるほど濃度が低下する。このよう
な不純物分布の場合表面近くの濃度が高いためにその箇
所での基板表面に垂直方向の電界が高くなり、すなわち
そこでの電位勾配２０が急になる。そのため電位が極大
となる箇所２１は表面から浅い所に形成される。この電
位極大箇所２１に転送電荷が蓄積される。
があった。０層１の不純物分布１６はＳｉ表面で最も濃
度が高く基板内部になるほど濃度が低下する。このよう
な不純物分布の場合表面近くの濃度が高いためにその箇
所での基板表面に垂直方向の電界が高くなり、すなわち
そこでの電位勾配２０が急になる。そのため電位が極大
となる箇所２１は表面から浅い所に形成される。この電
位極大箇所２１に転送電荷が蓄積される。
ところが一般には、この電位極大箇所２１が浅い場合、
いわゆるフリンジ電界が弱く、低い転送効率しか得られ
ないことがある。しかし従来のように表面から浅いほど
不純物濃度が高い分布では電位極大箇所２１を深くする
には０層１の深さそのものを深くしなければならない。
いわゆるフリンジ電界が弱く、低い転送効率しか得られ
ないことがある。しかし従来のように表面から浅いほど
不純物濃度が高い分布では電位極大箇所２１を深くする
には０層１の深さそのものを深くしなければならない。
しかし同じ濃度でそうすると電位極大箇所の電位（以下
極大電位と略記）２２が大きくなり、動作上の不都合を
もたらす。したがって極大電位２２の電位を保ちながら
深くするには０層１の濃度を低くしなければならない。
極大電位と略記）２２が大きくなり、動作上の不都合を
もたらす。したがって極大電位２２の電位を保ちながら
深くするには０層１の濃度を低くしなければならない。
しかし埋め込みチャンネルＣＣＤの最大転送電荷量は０
層１の濃度を超えることはできないため０層１の濃度低
下は最大転送電荷量の低下をもたらす。
層１の濃度を超えることはできないため０層１の濃度低
下は最大転送電荷量の低下をもたらす。
本発明は上記欠点に鑑み、電荷転送装置における高い転
送効率と大きな転送電荷量を両立できる方法を提供する
ものである。
送効率と大きな転送電荷量を両立できる方法を提供する
ものである。
課題を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明の電荷転送装置で
は、埋め込みチャンネル部の不純物分布が半導体基板の
表面よりも内部に極大部をもつ。
は、埋め込みチャンネル部の不純物分布が半導体基板の
表面よりも内部に極大部をもつ。
作用
上記構成によって、同一濃度の埋め込みチャンネル部で
あってもその電位極大部が半導体基板表面から深い領域
に形成され、高い転送効率と大きな転送電荷量が両立す
る電荷転送装置が実現できる。
あってもその電位極大部が半導体基板表面から深い領域
に形成され、高い転送効率と大きな転送電荷量が両立す
る電荷転送装置が実現できる。
実施例
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。
る。
第１図に本発明の第一の実施例を示す。第１図（ａｌは
埋め込みチャンネルＣＣＤ構造の一般的な断面構造を示
す。同図（ｂｌは同図（ａｌのＢ−Ｂ’線に沿った０層
３１，９層３２の不純物濃度分布で、４５は特に０層３
１の不純物分布である。同図（Ｃ１は同図（ａｌの０層
３１を空乏化した状態における、Ｂ−Ｂ’線に沿った電
位分布である。
埋め込みチャンネルＣＣＤ構造の一般的な断面構造を示
す。同図（ｂｌは同図（ａｌのＢ−Ｂ’線に沿った０層
３１，９層３２の不純物濃度分布で、４５は特に０層３
１の不純物分布である。同図（Ｃ１は同図（ａｌの０層
３１を空乏化した状態における、Ｂ−Ｂ’線に沿った電
位分布である。
従来構造と異なるのは不純物分布３１が表面よりも内部
に極大部を有することである。この構造によって、不純
物分布の場合表面近（の濃度が低いためにその箇所での
表面に垂直な電界が低くなり、そこでの電位勾配５０が
ゆるやかになる。そのため電位が極大となる箇所５１は
表面から深い所に形成される。この電位極大箇所５１に
転送電荷が蓄積される。この電位極大箇所５１が深いた
めにいわゆるフリンジ電界が強く、高い転送効率が得易
い。しかも従来と異なり表面から浅い領域では不純物濃
度が低いため、５ｉ０２膜３７内での電位変化５５が従
来よりも小さい。このため電位極大箇所５１の極大電位
５２が従来よりも小さくなり、極大電位５２を高くする
ことなく０層３１の不純物分布４５の濃度を高くするこ
とができる。これにより転送電荷量を増加することがで
きる。
に極大部を有することである。この構造によって、不純
物分布の場合表面近（の濃度が低いためにその箇所での
表面に垂直な電界が低くなり、そこでの電位勾配５０が
ゆるやかになる。そのため電位が極大となる箇所５１は
表面から深い所に形成される。この電位極大箇所５１に
転送電荷が蓄積される。この電位極大箇所５１が深いた
めにいわゆるフリンジ電界が強く、高い転送効率が得易
い。しかも従来と異なり表面から浅い領域では不純物濃
度が低いため、５ｉ０２膜３７内での電位変化５５が従
来よりも小さい。このため電位極大箇所５１の極大電位
５２が従来よりも小さくなり、極大電位５２を高くする
ことなく０層３１の不純物分布４５の濃度を高くするこ
とができる。これにより転送電荷量を増加することがで
きる。
次に本発明の第二の実施例について説明する。
第二の実施例の特徴は第１図（ｂｌの不純物分布４５を
実現する製造方法にある。
実現する製造方法にある。
例えば表面から０．１μ程度以上に不純物濃度極大部を
有する不純物分布を形成するには燐イオンの場合１００
ＫｅＶ程度以上、砒素イオンの場合は２００ＫｅＶ程度
以上の加速エネルギーでイオン注入を行なえばよい。
有する不純物分布を形成するには燐イオンの場合１００
ＫｅＶ程度以上、砒素イオンの場合は２００ＫｅＶ程度
以上の加速エネルギーでイオン注入を行なえばよい。
次に、本発明の第三の実施例を第２図を用いて説明する
。本実施例では砒素（または燐）イオン注入とホウ素イ
オン注入を組合せており、ｎ層不純物分布６０とｐ層不
純物分布６１とで不純物分布６２を形成する。この時ｐ
層不純物分布６１の形成にはホウ素イオン注入時の加速
エネルギーの調整によって不純物分布６１の不純物濃度
極大部が不純物分布６０の不純物濃度極大部よりも深い
所に形成する。こうすることによって不純物分布６２の
ｎ領域の分布の基板深部側の裾を短くできるため、ｎ層
の空乏化状態に置ける極大電位の不必要な増加をさらに
避けることができる。
。本実施例では砒素（または燐）イオン注入とホウ素イ
オン注入を組合せており、ｎ層不純物分布６０とｐ層不
純物分布６１とで不純物分布６２を形成する。この時ｐ
層不純物分布６１の形成にはホウ素イオン注入時の加速
エネルギーの調整によって不純物分布６１の不純物濃度
極大部が不純物分布６０の不純物濃度極大部よりも深い
所に形成する。こうすることによって不純物分布６２の
ｎ領域の分布の基板深部側の裾を短くできるため、ｎ層
の空乏化状態に置ける極大電位の不必要な増加をさらに
避けることができる。
発明の効果
以上のように埋め込みチャンネルＣＣＤのチャンネル層
の不純物分布が基板内部に不純物濃度極大部を有する構
造にすることによって、高い転送効率と大きな転送電荷
量を両立することができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
の不純物分布が基板内部に不純物濃度極大部を有する構
造にすることによって、高い転送効率と大きな転送電荷
量を両立することができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
特にＣＣＤ型撮像装置では、高い転送効率と大きな転送
電荷量はそれぞれ、撮像装置の特性として、解像度特性
７色再現特性とダイナミックレンジに強く反映される。
電荷量はそれぞれ、撮像装置の特性として、解像度特性
７色再現特性とダイナミックレンジに強く反映される。
このため画素寸法の縮小化にともなうＣＣＤの縮小化に
よる上記特性劣化を避けることができる。
よる上記特性劣化を避けることができる。
なお、ここの説明はｐ型基板に設けられた例であったが
ｎ型基板内に形成されたｐ層に設けられた場合も同様の
効果があることはもちろんである。
ｎ型基板内に形成されたｐ層に設けられた場合も同様の
効果があることはもちろんである。
また、導電型の極性を逆にして、印加電圧の極性を逆に
しても同様の効果があることももちろんである。
しても同様の効果があることももちろんである。
布を説明するための図、第２図は本発明の他の実施例を
説明するための不純物分布図、第３図は従と電位分布を
説明するための図である ２、３２・・・・・・ｐ型基板、１，３１・・・・・・
ｎ層、３．４，５，３３．３４．３５・・・・・・転送
電極、７・・・・・・絶縁層、８，９，１０，３８，３
９．４０・・・・・・電圧印加端子、１５・・・・・・
従来技術のｎ層の不純物分布、２１．５１・・・・・・
ｎ層電位極大箇所、２２゜５２・・・・・・ｎ層電位極
大箇所の電位、５５・・・・・・絶縁層内の電位変化、
６０・・・・・・ｎ層不純物分布、６１・・・・・・ｐ
層不純物分布、６２・・・・・・不純物分布、３７・・
・・・・ＳｉＯ２膜。
説明するための不純物分布図、第３図は従と電位分布を
説明するための図である ２、３２・・・・・・ｐ型基板、１，３１・・・・・・
ｎ層、３．４，５，３３．３４．３５・・・・・・転送
電極、７・・・・・・絶縁層、８，９，１０，３８，３
９．４０・・・・・・電圧印加端子、１５・・・・・・
従来技術のｎ層の不純物分布、２１．５１・・・・・・
ｎ層電位極大箇所、２２゜５２・・・・・・ｎ層電位極
大箇所の電位、５５・・・・・・絶縁層内の電位変化、
６０・・・・・・ｎ層不純物分布、６１・・・・・・ｐ
層不純物分布、６２・・・・・・不純物分布、３７・・
・・・・ＳｉＯ２膜。
Claims (1)
- 一導電型の第１の半導体領域と、前記第１の半導体領域
上に形成された前記第１の半導体領域と逆導電型の第２
の半導体領域と、前記第２の半導体領域上に絶縁膜を介
して形成された転送電極を備え、前記第２の半導体領域
の不純物濃度が前記第２の半導体領域表面より内部で極
大値を持つことを特徴とする電荷転送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023175A JPH03227027A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023175A JPH03227027A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 電荷転送装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000378333A Division JP2001230403A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | 電荷転送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03227027A true JPH03227027A (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=12103298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023175A Pending JPH03227027A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03227027A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06151807A (ja) * | 1992-11-16 | 1994-05-31 | Matsushita Electron Corp | 電荷転送装置及びその製造方法 |
| WO2006070598A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 半導体装置及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5057780A (ja) * | 1973-09-24 | 1975-05-20 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2023175A patent/JPH03227027A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5057780A (ja) * | 1973-09-24 | 1975-05-20 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06151807A (ja) * | 1992-11-16 | 1994-05-31 | Matsushita Electron Corp | 電荷転送装置及びその製造方法 |
| WO2006070598A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 半導体装置及びその製造方法 |
| US7948048B2 (en) | 2004-12-28 | 2011-05-24 | Panasonic Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
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