JPH03263869A - 固体撮像装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置、特に最終段にあって水平転送
部からの電荷を一時蓄積し、その電荷量を検出する電荷
検出部を改良した固体撮像装置に関する。

従来の技術 近年、固体撮像装置の実用化に伴って性能向上の要求が
多くなっているが、Ｓ／Ｎ比を高くする要求もその一つ
で、そのためには高感度化が必要となってきた。

以下に従来の固体撮像装置について説明する。

第２図は固体撮像装置の構成を示すブロック図、第３図
は従来の固体撮像装置の電荷検出部の要部断面図、第４
図（ａ）〜（ｄ）は電荷検出部の断面と対応させた電位
図である。

第２図に示すように固体撮像装置は光電変換部１、読み
出し部２、垂直転送部３、水平転送部４および電荷検出
部５から構成されている。光電変換部１へ入射した光は
電荷に変換され、その変換された電荷は読み出し部２で
読み出されて垂直転送部３へ送られる。垂直転送部３を
転送されてきた電荷は順次水平転送部４を転送されて電
荷検出部５を通って出力される。

次に、第３図において、１１はｐ型シリコン基板、１２
は酸化シリコン膜、１３はｐ中型領域。

１４はＮ型領域である。

以上のように構成された電荷検出部について、以下その
動作を第４図（ａ）〜（ｄ）に沿って説明する。

第４図（ａ）において、１１はｐ型シリコン基板、１４
は電荷検出部を構成するｎ型領域、２１は電荷転送ゲー
ト、２２は出力ゲート、２３はリセットトランジスタゲ
ート、２４はリセットトランジスタのｎ型ドレイン領域
である。

まず、第４図（ｂ）に示すように、電荷２５が電荷転送
ゲート２１の下のｐ型シリコン基板１１内に運ばれてく
る。

次に、第４図（Ｃ）に示すように、電荷転送ゲート２１
の電位が低くなり、電荷転送ゲート２１の下のｐ型シリ
コン基板１１内に存在する電荷２５が出力ゲート２２の
下のｐ型シリコン基板１１内を通り、ｎ型領域１４に運
ばれて、ここで−時的に蓄えられる。

さらに、第４図（ｄ）に示すように、ｎ型領域１４に蓄
えられた電荷２５は、リセットトランジスタゲート２３
の電位を高くすることにより、リセットトランジスタの
ドレイン領域２４に運ばれる。

これらの動作の中で、電荷検出部の役割は、第４図（Ｃ
）における電荷２５がｎ型領域１４に蓄えられたとき、
その蓄えられた電荷量を電位の信号として検出すること
にある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の従来の構成では、第３図に示すよう
にｎ型領域１４とｐ生型領域１３が直接接しており、ｎ
型領域１４に電圧を加えたとき、空乏層はあまり広がら
ないため容量が大きくなるので、高感度化に適しないと
いう課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するもので、高感度化に適し
た電荷検出部を有する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 上記目的を達成するために本発明の固体撮像装置は、そ
の電荷検出部のｎ型領域をｐ＋型領領域接しない構成を
有している。

作用 この構成によって、電荷検出部のｎ型領域に電圧を印加
したとき、ｐｎ接合の空乏層幅が増大し、容量を減少さ
せることができる。

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。固体撮像装置の構成は従来と同じであり、第２
図で説明したのでここでは省略する。

第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の電荷
検出部の要部断面図である。第３図に示す従来例と同−
電断には同一符号を付し、詳細説明は省略する。１５は
ｐ＋型領領域１３ｎ型領域１４の間の低濃度のｐ型領域
である。

従来の電荷検出部は、第３図に示すようにｐ＋型領領域
１３ｎ型領域１４が接しているが、このときｎ型領域１
４に電圧を加えたときの空乏層の広がりをｂとする。一
方、第１図に示す本発明の電荷検出部では、ｐ＋型領領
域１３ｎ型領域１４の間低濃度のｎ型領域１５が存在す
る。

このとき、ｎ型領域１４に電圧を加えると、低濃度のｎ
型領域１５が存在するので空乏層の広がりａは、ｎ型領
域１４とｐ生型領域１３の間の距離をＸとすれば、ａξ
ｂ＋ｘとなり、ａはｂよりも大きくなる。

このことから容量は、第３図に示す従来例と比較して約
ｂ　／　ｂ　十ｘに減少することになる。したがって電
荷量の変化に対する電位の変化は、第３図に示す従来例
と比較して、約ｂ　＋　ｘ　／　ｂ倍となる。

以上のように本実施例によれば、電荷検出部を構成する
ｎ型領域１４を酸化シリコン膜１２の下のｐ＋型領領域
１３接しないように小さくし、ｎ型領域１４とｐ＋型領
領域１３間に低濃度のｎ型領域１５を設けることにより
、容量を減少させることができ、感度を高くすることが
できる。

なお、実施例ではｐ型シリコン基板を用いた例を示した
が、ｎ型シリコン基板に形成されたｐ型ウェルでも同様
の効果が得られることは明白である。

発明の効果 以上のように本発明は、固体撮像装置の電荷検出部のｎ
型領域とｐ＋型領領域中間に低濃度ｎ型領域を設けたも
のであり、これにより、ｐｎ接合容量を減少させ、高感
度の固体撮像装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の電荷
検出部の要部断面図、第２図は同固体撮像装置の構成を
示すブロック図、第３図は従来の固体撮像装置の電荷検
出部の要部断面図、第４図（ａ）〜（ｄ）は電荷検出部
の断面と対応させた電位図である。 １１・・・・・・ｐ型シリコン基板（半導体基板）、１
３・・・・・・ｐ生型領域（第１拡散領域〉、１４・・
・・・・ｎ型領域（第２拡散領域〉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上に光電変換部と、その光電変換部から電
   荷を読み出す読み出し部と、読み出された電荷を転送す
   る垂直転送部および水平転送部と、その水平転送部から
   の電荷を一時蓄積しその電荷量を電位信号として検出す
   る電荷検出部とを形成した固体撮像装置において、前記
   電荷検出部が前記半導体基板と同一導電型で高濃度の不
   純物を拡散した二つの第１拡散領域と、その二つの第１
   の拡散領域に挟まれた領域に第１の拡散領域と接するこ
   となく設けられた前記半導体基板とは反対導電型の第２
   の拡散領域とからなる固体撮像装置。