JPH04280680A - S0lid-state image pickup device - Google Patents
S0lid-state image pickup deviceInfo
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- JPH04280680A JPH04280680A JP3069338A JP6933891A JPH04280680A JP H04280680 A JPH04280680 A JP H04280680A JP 3069338 A JP3069338 A JP 3069338A JP 6933891 A JP6933891 A JP 6933891A JP H04280680 A JPH04280680 A JP H04280680A
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- contact hole
- output
- polysilicon
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- Pending
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特に固体撮像装置におけるFDA(FloatingD
iffusion Amplifier)構成の出力部
の構造に関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to a solid-state imaging device.
In particular, FDA (FloatingD
The present invention relates to the structure of the output section of the Amplifier (Amplifier) configuration.
【0002】0002
【従来の技術】固体撮像装置の一例として、例えばイン
ターライン転送方式のCCD固体撮像装置の構成を図2
に示す。同図において、水平及び垂直方向にて画素単位
で2次元的に配列されて入射光量に応じた信号電荷を蓄
積する複数個のフォトセンサ部1と、これらフォトセン
サ部1から垂直列毎に読み出された信号電荷を垂直方向
に転送する垂直シフトレジスタ(垂直転送部)2とによ
って撮像部3が構成されている。この撮像部3において
、フォトセンサ部1は例えばフォトダイオードからなり
、垂直シフトレジスタ2はCCD(Charge Co
upled Device) によって構成される。垂
直シフトレジスタ2に移された信号電荷は、水平ブラン
キング期間の一部にて1走査線に相当する部分ずつ順に
水平シフトレジスタ(水平転送部)4へ移される。1走
査線分の信号電荷は、水平シフトレジスタ4によって順
次水平方向に転送される。水平シフトレジスタ4の最終
端には、転送されてきた信号電荷を検出して電気信号に
変換する出力部5が配されている。2. Description of the Related Art As an example of a solid-state imaging device, FIG.
Shown below. In the figure, there are a plurality of photosensor sections 1 that are two-dimensionally arranged in pixel units in the horizontal and vertical directions and accumulate signal charges according to the amount of incident light, and a plurality of photosensor sections 1 that are read out in each vertical column from these photosensor sections 1. An imaging section 3 includes a vertical shift register (vertical transfer section) 2 that vertically transfers the output signal charges. In this imaging section 3, the photosensor section 1 is composed of, for example, a photodiode, and the vertical shift register 2 is a CCD (Charge Co., Ltd.).
Upled Device). The signal charges transferred to the vertical shift register 2 are sequentially transferred to the horizontal shift register (horizontal transfer section) 4 in portions corresponding to one scanning line during a part of the horizontal blanking period. The signal charges for one scanning line are sequentially transferred in the horizontal direction by the horizontal shift register 4. At the final end of the horizontal shift register 4, an output section 5 is arranged that detects the transferred signal charge and converts it into an electrical signal.
【0003】この出力部5としては、図3の平面構造図
に示す如きFDA構成のものが知られている。このFD
A構成の出力部5は、CCDと同一チップ上に出力MO
Sトランジスタ6が形成され、この出力MOSトランジ
スタ6のゲート電極7が水平シフトレジスタ4の最終段
の水平出力ゲート(HOG)8に隣接して設けられたF
D(浮遊拡散)領域9に接続された構造となっている。
その動作は、リセットゲート10にリセットパルスを印
加することにより、FD領域9の電位をリセットドレイ
ン11に印加されている電圧でリセットし、次にリセッ
トゲート10をオフにした状態で信号電荷を水平出力ゲ
ート(HOG)8を介してFD領域9に注入し、この信
号電位の変化を検出し、出力MOSトランジスタ6で増
幅して導出することになる。As this output section 5, one having an FDA configuration as shown in a plan view of FIG. 3 is known. This FD
The output section 5 of the A configuration has an output MO on the same chip as the CCD.
An S transistor 6 is formed, and a gate electrode 7 of this output MOS transistor 6 is connected to an F transistor provided adjacent to a horizontal output gate (HOG) 8 at the final stage of the horizontal shift register 4.
It has a structure connected to a D (floating diffusion) region 9. The operation is as follows: By applying a reset pulse to the reset gate 10, the potential of the FD region 9 is reset by the voltage applied to the reset drain 11, and then, with the reset gate 10 turned off, the signal charge is horizontally The signal is injected into the FD region 9 through the output gate (HOG) 8, the change in signal potential is detected, and the output MOS transistor 6 amplifies and outputs the signal.
【0004】従来、この種の出力部5においては、図4
(図3のA‐A′線断面)に示すように、フィールド酸
化膜(SiO2)12やゲート酸化膜(SiO2)13
を形成した後にリン(P)を含有するポリシリコン(P
−doped−polySi)14によって出力MOS
トランジスタ6のゲート電極7とFD領域9間の信号線
の配線をなし、さらにN型のソース(FD領域)9やド
レイン11にリンを注入してN+ 領域15を形成し、
PSG(Phosho−Silicate Glass
) 等による層間絶縁膜16を付した後、コンタクトホ
ール17を穿設し、例えばアルミニウム18によってコ
ンタクト(電気的接続)をとるようにしていた。Conventionally, in this type of output section 5, as shown in FIG.
As shown in the cross section along line A-A' in FIG. 3, field oxide film (SiO2) 12 and gate oxide film (SiO2) 13
After forming polysilicon (P) containing phosphorus (P),
-doped-polySi)14 output MOS
Wire a signal line between the gate electrode 7 of the transistor 6 and the FD region 9, and further form an N+ region 15 by injecting phosphorus into the N-type source (FD region) 9 and drain 11.
PSG (Phosho-Silicate Glass)
), etc., and then a contact hole 17 is formed to make a contact (electrical connection) with aluminum 18, for example.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
従来の出力部5におけるコンタクト部は、N+ 領域1
5を形成する際のマスク、コンタクトホール17を穿設
する際のマスク及びアルミニウム18でコンタクトをと
る際のマスクの3つのマスクを用いて形成されることか
ら、各々のマスクずれ、線幅等の加工誤差によるマージ
ン分だけ大きく設計する必要があり、またN+ 領域1
5を形成するリンは横方向の拡散が大きいことから、N
+ 領域15の表面積が大きくならざるをえなく、これ
らがFD領域9の小型化、高感度化の妨げとなっていた
。そこで、本発明は、出力部におけるFD領域の小型化
、それに伴う高感度化・高出力化を可能とした固体撮像
装置を提供することを目的とする。[Problems to be Solved by the Invention] However, the contact portion in the conventional output section 5 having the above configuration is limited to the N+ region 1.
Since the formation is performed using three masks: a mask for forming the contact hole 17, a mask for forming the contact hole 17, and a mask for making contact with the aluminum 18, each mask misalignment, line width, etc. It is necessary to design a larger margin for processing errors, and the N+ area 1
Since phosphorus forming 5 has a large lateral diffusion, N
+ The surface area of the region 15 has to become large, which hinders miniaturization and high sensitivity of the FD region 9. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that enables miniaturization of the FD area in the output section and correspondingly higher sensitivity and higher output.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、その出力部において、FD(浮遊拡散)領域を有
する半導体基板上に、コンタクトホールが穿設された絶
縁層を介してドーパントを含有するポリシリコンによっ
て信号線の配線をなし、このポリシリコン中に含まれる
ドーパントをコンタクトホールを介してFD領域に拡散
させた構成となっている。[Means for Solving the Problems] A solid-state imaging device according to the present invention contains a dopant in an output portion of a semiconductor substrate having a FD (floating diffusion) region through an insulating layer in which a contact hole is formed. The signal line wiring is made of polysilicon, and the dopant contained in the polysilicon is diffused into the FD region through a contact hole.
【0007】[0007]
【作用】本発明による固体撮像装置においては、信号線
の配線をなすポリシリコン中のドーパントを、コンタク
トホールを介してFD領域に拡散させることで、高濃度
不純物領域を形成してこの高濃度不純物領域と信号線と
のコンタクトをとる。このように、コンタクトホールに
セルフ・アラインメントで高濃度不純物領域を形成する
ことで、FD領域を小型化でき、これに伴う容量低減に
よって高感度化・高出力化が図れる。[Operation] In the solid-state imaging device according to the present invention, a high concentration impurity region is formed by diffusing the dopant in the polysilicon forming the signal line wiring into the FD region through the contact hole. Make contact with the area and the signal line. In this way, by forming a high concentration impurity region in a contact hole in a self-aligned manner, the FD region can be made smaller, and the accompanying capacitance can be reduced to achieve higher sensitivity and higher output.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明による固体撮像装置におけ
る出力部の断面構造図であり、図3のA‐A′線断面を
示す。図において、半導体基板19の表面側には、図3
に示す水平シフトレジスタ4の最終段の水平出力ゲート
8に隣接するN型のFD領域9が形成される。半導体基
板19上には、フィールド酸化膜(SiO2)12やゲ
ート酸化膜(SiO2)13が形成され、フィールド酸
化膜12にはFD領域9の略中央部の上方にマスク(図
示せず)を用いてコンタクトホール17が穿設される。
このコンタクトホール17の部分と出力MOSトランジ
スタ6のゲート電極7の間において、例えばヒ素(As
)をドーパントとして含有するポリシリコン(As−d
oped−polySi)20によって信号線の配線が
行われる。コンタクトホール17部分においては、熱処
理によってポリシリコン20中のヒ素をコンタクトホー
ル17を介してFD領域9に拡散させてN+ 領域21
を形成してFD領域9とポリシリコン20による信号線
とのコンタクトをとる。そして、PSG等による層間絶
縁膜16が付される。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional structural diagram of an output section in a solid-state imaging device according to the present invention, and shows a cross section taken along the line AA' in FIG. In the figure, on the front side of the semiconductor substrate 19, there is a
An N-type FD region 9 is formed adjacent to the final stage horizontal output gate 8 of the horizontal shift register 4 shown in FIG. A field oxide film (SiO2) 12 and a gate oxide film (SiO2) 13 are formed on the semiconductor substrate 19, and the field oxide film 12 is formed using a mask (not shown) above the approximate center of the FD region 9. A contact hole 17 is then formed. Between this contact hole 17 and the gate electrode 7 of the output MOS transistor 6, for example, arsenic (As)
) as a dopant (As-d
Wiring of signal lines is performed using oped-polySi) 20. In the contact hole 17 portion, arsenic in the polysilicon 20 is diffused into the FD region 9 through the contact hole 17 by heat treatment, and an N+ region 21 is formed.
is formed to make contact between the FD region 9 and the signal line made of polysilicon 20. Then, an interlayer insulating film 16 made of PSG or the like is applied.
【0009】上述したように、CCD固体撮像装置の出
力部5において、出力MOSトランジスタ6のゲート電
極7への信号配線をなすポリシリコン20とFD領域9
とのコンタクト部をいわゆる埋込みコンタクト(bur
ied contact)構造とし、ポリシリコン20
中に含まれるヒ素をコンタクトホール17を介してFD
領域9に拡散させてN+ 領域21をセルフ・アライン
メント(self−alignment)で形成するこ
とにより、3つのマスクを用いていた従来例のように、
マスクずれや線幅等の加工誤差によるマージン分だけ大
きく設計する必要がないことから、その分だけコンタク
ト部を小さくできるので、FD領域9を小型化でき、こ
れに伴う容量低減によって高感度化・高出力化が図れる
ことになる。また、ゲート電極7への信号配線を、ヒ素
を含有するポリシリコン20を用いて行い、このポリシ
リコン20中のヒ素の拡散によってN+ 領域21を形
成したことにより、ヒ素は横方向の拡散が小さいことか
ら、N+ 領域21の表面積を小さくできるため、FD
領域9をさらに小型化できることになる。As described above, in the output section 5 of the CCD solid-state imaging device, the polysilicon 20 and the FD region 9 which form the signal wiring to the gate electrode 7 of the output MOS transistor 6 are connected to each other.
The contact part with the so-called buried contact (bur
ied contact) structure, polysilicon 20
The arsenic contained therein is transferred to the FD through the contact hole 17.
By diffusing into region 9 and forming N+ region 21 by self-alignment, as in the conventional example using three masks,
Since there is no need to design a larger margin due to processing errors such as mask misalignment and line width, the contact area can be made smaller by that amount, so the FD area 9 can be made smaller, and the resulting reduction in capacitance allows for higher sensitivity and higher sensitivity. High output can be achieved. Furthermore, since the signal wiring to the gate electrode 7 is formed using polysilicon 20 containing arsenic, and the N+ region 21 is formed by diffusion of arsenic in this polysilicon 20, the lateral diffusion of arsenic is small. Therefore, since the surface area of the N+ region 21 can be reduced, the FD
This means that the area 9 can be further miniaturized.
【0010】0010
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像装置の出力部において、FD領域を有する半導
体基板上に、コンタクトホールが穿設された絶縁層を介
してドーパントを含有するポリシリコンによって信号線
の配線をなし、このポリシリコン中のドーパントをコン
タクトホールを介してFD領域に拡散させて高濃度不純
物領域を形成することにより、コンタクトホールにセル
フ・アラインメントで高濃度不純物領域を形成すること
ができるので、FD領域を小型化でき、これに伴う容量
低減によって高感度化・高出力化に寄与できる効果があ
る。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
In the output section of the solid-state imaging device, a signal line is wired using polysilicon containing a dopant through an insulating layer in which a contact hole is formed on a semiconductor substrate having an FD region, and the dopant in this polysilicon is By forming a high concentration impurity region by diffusing it into the FD region through the contact hole, the high concentration impurity region can be formed in the contact hole with self-alignment. The reduction in capacitance has the effect of contributing to higher sensitivity and higher output.
【図1】本発明によるCCD固体撮像装置における出力
部を示す断面構造図であり、図3のA‐A′線断面を示
す。FIG. 1 is a cross-sectional structural diagram showing an output section in a CCD solid-state imaging device according to the present invention, and shows a cross section taken along line AA' in FIG.
【図2】インターライン転送方式のCCD固体撮像装置
の一例の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an example of an interline transfer type CCD solid-state imaging device.
【図3】CCD固体撮像装置における出力部の平面構造
図である。FIG. 3 is a plan view of the structure of an output section in the CCD solid-state imaging device.
【図4】従来の出力部を示す断面構造図であり、図3の
A‐A′線断面を示す。4 is a cross-sectional structural diagram showing a conventional output section, showing a cross section taken along line AA' in FIG. 3. FIG.
1 フォトセンサ部 2 垂直シフトレジスタ 4 水平シフトレジスタ 5 出力部 6 出力MOSトランジスタ 8 水平出力ゲート 9 FD(浮遊拡散)領域 12 フィールド酸化膜 13 ゲート酸化膜 17 コンタクトホール 20 ヒ素を含有するポリシリコン 1 Photo sensor part 2 Vertical shift register 4 Horizontal shift register 5 Output section 6 Output MOS transistor 8 Horizontal output gate 9 FD (floating diffusion) area 12 Field oxide film 13 Gate oxide film 17 Contact hole 20 Polysilicon containing arsenic
Claims (1)
拡散領域を有する半導体基板上に、前記浮遊拡散領域の
上方にコンタクトホールが穿設された絶縁層を介してド
ーパントを含有するポリシリコンによって信号線の配線
をなし、前記ポリシリコン中のドーパントを前記コンタ
クトホールを介して前記浮遊拡散領域に拡散させたこと
を特徴とする固体撮像装置。1. In an output section of a solid-state imaging device, a signal is generated by polysilicon containing a dopant on a semiconductor substrate having a floating diffusion region through an insulating layer in which a contact hole is formed above the floating diffusion region. What is claimed is: 1. A solid-state imaging device, characterized in that the dopant in the polysilicon is diffused into the floating diffusion region through the contact hole.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069338A JPH04280680A (en) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | S0lid-state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069338A JPH04280680A (en) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | S0lid-state image pickup device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280680A true JPH04280680A (en) | 1992-10-06 |
Family
ID=13399669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3069338A Pending JPH04280680A (en) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | S0lid-state image pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280680A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005236013A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Canon Inc | Solid-state imaging device |
| JP2007234787A (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sony Corp | Solid-state image sensor |
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| CN111987117A (en) * | 2020-09-01 | 2020-11-24 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | Output node structure of CCD image sensor and manufacturing process thereof |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP3069338A patent/JPH04280680A/en active Pending
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