JPH04367237A - Ccd solid-state image sensing device - Google Patents
Ccd solid-state image sensing deviceInfo
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- JPH04367237A JPH04367237A JP3143351A JP14335191A JPH04367237A JP H04367237 A JPH04367237 A JP H04367237A JP 3143351 A JP3143351 A JP 3143351A JP 14335191 A JP14335191 A JP 14335191A JP H04367237 A JPH04367237 A JP H04367237A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、CCD固体撮像素子に
関し、特に電荷転送効率の改善を図った水平レジスタ及
びその転送段の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CCD solid-state image pickup device, and more particularly to a structure of a horizontal register and its transfer stage that improves charge transfer efficiency.
【0002】0002
【従来の技術】一般に、CCD固体撮像素子は、図4に
示すように、光電変換を行うフォトセンサ11と垂直レ
ジスタ12とからなる撮像領域13と、垂直レジスタ1
2から転送された信号電荷をテレビジョンの水平走査線
に合わせて出力部14に転送する水平レジスタ15とで
構成されている。2. Description of the Related Art Generally, as shown in FIG. 4, a CCD solid-state imaging device has an imaging area 13 consisting of a photosensor 11 that performs photoelectric conversion and a vertical register 12, and a vertical register 1.
The horizontal register 15 transfers the signal charge transferred from 2 to the output section 14 in accordance with the horizontal scanning line of the television.
【0003】特に、水平レジスタ15は、図5Aに示す
ように、例えばP型のシリコン基板21に形成されたN
型の不純物拡散領域帯にて構成されており、この水平レ
ジスタ15上には、ゲート絶縁膜22を介して1層目及
び2層目の多結晶シリコン層による第1及び第2の転送
電極23及び24が形成され、更にこれら2枚の転送電
極23及び24が夫々1組になって順次水平方向に配列
、形成されている。第1及び第2の転送電極23及び2
4間にはSiO2等からなる層間絶縁膜25が介在され
る。そして、隣接する2枚の転送電極23及び24を組
として1つの転送段が構成され、互いに逆相である2相
の駆動パルスφ1及びφ2をその転送段毎に互い違いに
印加することにより、信号電荷を一方向(矢印の方向)
に順次転送する。In particular, as shown in FIG. 5A, the horizontal register 15 is an
On this horizontal register 15, first and second transfer electrodes 23 made of first and second polycrystalline silicon layers are formed with a gate insulating film 22 interposed therebetween. and 24 are formed, and furthermore, these two transfer electrodes 23 and 24 are formed as a set, and are sequentially arranged and formed in the horizontal direction. First and second transfer electrodes 23 and 2
An interlayer insulating film 25 made of SiO2 or the like is interposed between the two layers. One transfer stage is constructed by combining two adjacent transfer electrodes 23 and 24, and by alternately applying two-phase driving pulses φ1 and φ2 having opposite phases to each transfer stage, a signal is generated. Direction of charge in one direction (direction of arrow)
Transfer sequentially to
【0004】しかし、この場合、各転送段毎に夫々2相
の駆動パルスφ1及びφ2を印加することから、図5B
に示すように、各転送段の転送電極23及び24間にお
ける層間絶縁膜25下においてフリンジング電界が発生
する。このフリンジング電界によって上記層間絶縁膜2
5下にポテンシャルのディップ(電位のポケット)dが
発生し、信号電荷の転送が完全に行われないという現象
が生じる。However, in this case, since two-phase drive pulses φ1 and φ2 are applied to each transfer stage,
As shown in FIG. 2, a fringing electric field is generated under the interlayer insulating film 25 between the transfer electrodes 23 and 24 of each transfer stage. This fringing electric field causes the interlayer insulating film 2 to
A potential dip (potential pocket) d occurs below 5, causing a phenomenon in which signal charge is not completely transferred.
【0005】そこで、上記現象を回避するために、従来
では、図6Aに示すように、水平レジスタ15中、例え
ば第2の転送電極24下にP型の不純物(例えばボロン
(B))を拡散させてP型の不純物拡散領域26を形成
するようにしている。この例によれば、第2の転送電極
24下におけるポテンシャルが第1の転送電極23下の
ポテンシャルよりも浅くなる(この浅くなったポテンシ
ャルを一般にインプラバリアと呼ぶ)ため、図6Bに示
すように、電荷転送方向に沿って下りの傾斜を有する階
段状のポテンシャルが形成される。その結果、各組の転
送電極23及び24間における層間絶縁膜25下におい
てポテンシャルのディップは生じなくなり、しかも、電
荷転送の方向付けが行われるため、信号電荷の転送効率
が向上する。Therefore, in order to avoid the above phenomenon, conventionally, as shown in FIG. 6A, a P-type impurity (for example, boron (B)) is diffused in the horizontal register 15, for example, under the second transfer electrode 24. In this way, a P-type impurity diffusion region 26 is formed. According to this example, the potential under the second transfer electrode 24 becomes shallower than the potential under the first transfer electrode 23 (this shallower potential is generally called an implant barrier), so as shown in FIG. 6B. , a step-like potential having a downward slope along the charge transfer direction is formed. As a result, a potential dip does not occur under the interlayer insulating film 25 between each set of transfer electrodes 23 and 24, and charge transfer is directed, so that signal charge transfer efficiency is improved.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
6で示す従来のCCD固体撮像素子においては、各組毎
に2相の駆動パルスφ1及びφ2が印加されることから
、時間の経過に従って駆動パルスφ1及びφ2間の電位
差が刻一刻と変化し、その電位差が小さくなった際に、
各転送段の電界が弱くなり、それに伴い、電荷転送方向
におけるポテンシャルの傾きがほぼ水平となる部分が発
生し、その水平となった部分で信号電荷の転送が規制さ
れるという不都合が生じる。However, in the conventional CCD solid-state image sensing device shown in FIG. The potential difference between φ1 and φ2 changes moment by moment, and when the potential difference becomes small,
As the electric field in each transfer stage becomes weaker, a portion where the slope of the potential in the charge transfer direction becomes almost horizontal occurs, causing a disadvantage that the transfer of signal charges is restricted in the horizontal portion.
【0007】また、2相の駆動パルスφ1及びφ2の電
位を下げていった場合、その電位がインプラバリアで形
成される電位差の2倍の値より下がると、転送段間の転
送電界が弱くなるため、図6BのAで示す部分において
ポテンシャルのディップが発生し、やはり信号電荷の転
送が妨げられる。また、インプラバリアをあまり小さく
すると、今度は、Bで示す部分においてポテンシャルの
ディップが発生する。この場合、転送電極4及び5に印
加される転送電圧を上げなければならない。[0007] Furthermore, when the potential of the two-phase drive pulses φ1 and φ2 is lowered, if the potential drops below twice the potential difference formed by the implant barrier, the transfer electric field between the transfer stages becomes weaker. Therefore, a dip in potential occurs in the portion indicated by A in FIG. 6B, which again impedes the transfer of signal charges. Furthermore, if the implant barrier is made too small, a potential dip will occur in the portion indicated by B. In this case, the transfer voltage applied to transfer electrodes 4 and 5 must be increased.
【0008】このようなことから、従来のCCD固体撮
像素子においては、転送電圧、即ち2相の駆動パルスφ
1及びφ2の低電圧化が困難になるという不都合がある
。For these reasons, in the conventional CCD solid-state image sensor, the transfer voltage, that is, the two-phase drive pulse φ
There is a disadvantage that it becomes difficult to lower the voltages of 1 and φ2.
【0009】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、各転送段における転
送電界の強さを均一にできると共に、転送段内における
ポテンシャルディップの発生を抑制することができ、転
送電圧の低電圧化、電荷転送の高速化並びに転送段の微
細化を図ることができるCCD固体撮像素子を提供する
ことにある。The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to make the strength of the transfer electric field uniform in each transfer stage, and to prevent potential dips from occurring within the transfer stage. It is an object of the present invention to provide a CCD solid-state image sensor that can reduce the transfer voltage, increase the speed of charge transfer, and miniaturize the transfer stage.
【0010】また、本発明は、従来の転送段の構成を踏
襲しつつ、各転送段における転送電界を強力にできると
共に、転送段内におけるポテンシャルディップの発生を
抑制でき、転送電圧の低電圧化並びに電荷転送の高速化
を図ることができるCCD固体撮像素子を提供すること
にある。Further, while following the configuration of the conventional transfer stage, the present invention can strengthen the transfer electric field in each transfer stage, suppress the occurrence of potential dips within the transfer stage, and reduce the transfer voltage. Another object of the present invention is to provide a CCD solid-state image sensor that can speed up charge transfer.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明のCCD固体撮像
素子は、水平レジスタ2上に順次横方向に配列、形成さ
れた多数枚の転送電極4及び5に夫々互い違いに2相の
駆動パルスφ1及びφ2を供給して、1枚の転送電極4
あるいは5で1個の転送段を構成すると共に、各転送電
極4及び5下における水平レジスタ2の不純物濃度を夫
々電荷転送方向に向かって連続的に変化させて構成する
。[Means for Solving the Problems] The CCD solid-state image sensing device of the present invention provides two-phase driving pulses φ1 alternately to a large number of transfer electrodes 4 and 5 which are sequentially arranged and formed in the horizontal direction on a horizontal register 2. and φ2 to form one transfer electrode 4
Alternatively, one transfer stage may be formed by 5, and the impurity concentration of the horizontal register 2 under each transfer electrode 4 and 5 may be continuously changed in the direction of charge transfer.
【0012】また、本発明のCCD固体撮像素子は、水
平レジスタ2上に順次横方向に配列、形成された多数枚
の転送電極4及び5中、隣接する2枚の転送電極4及び
5を組として、その組毎に夫々互い違いに2相の駆動パ
ルスφ1及びφ2を供給して、1組の転送電極4及び5
で1個の転送段を構成すると共に、上記1組の転送電極
4及び5中、一方の転送電極5下における水平レジスタ
2の不純物濃度を夫々電荷転送方向に向かって連続的に
変化させて構成する。Furthermore, the CCD solid-state image sensor of the present invention has a plurality of transfer electrodes 4 and 5 arranged and formed in the horizontal direction in sequence on the horizontal register 2, in which two adjacent transfer electrodes 4 and 5 are assembled. , two-phase drive pulses φ1 and φ2 are alternately supplied to each set of transfer electrodes 4 and 5.
constitute one transfer stage, and the impurity concentration of the horizontal register 2 under one of the transfer electrodes 5 in the set of transfer electrodes 4 and 5 is continuously changed in the direction of charge transfer. do.
【0013】[0013]
【作用】上述の第1の本発明の構成によれば、1枚の転
送電極4あるいは5で1個の転送段を構成するようにし
たので、層間絶縁膜6の存在に伴うポテンシャルディッ
プの発生を抑制することができると共に、転送段の長さ
を縮小化することができる。また、各転送電極4及び5
下における水平レジスタ2の不純物濃度を夫々電荷転送
方向に向かって連続的に変化させるようにしたので、2
相の駆動パルスφ1及びφ2の電位差に関係なく転送電
界の強さεを均一にでき、しかも転送方向に沿って下り
傾斜とされたポテンシャル形状を維持させることができ
る。これは、転送電圧の低電圧化、電荷転送の高速化並
びに転送段の微細化につながる。[Operation] According to the above-described structure of the first aspect of the present invention, since one transfer stage is formed by one transfer electrode 4 or 5, a potential dip occurs due to the presence of the interlayer insulating film 6. In addition, the length of the transfer stage can be reduced. In addition, each transfer electrode 4 and 5
Since the impurity concentration of the lower horizontal registers 2 is changed continuously in the direction of charge transfer, 2
The strength ε of the transfer electric field can be made uniform regardless of the potential difference between the phase drive pulses φ1 and φ2, and the potential shape having a downward slope along the transfer direction can be maintained. This leads to lower transfer voltages, higher speed charge transfer, and miniaturization of transfer stages.
【0014】また、上述の第2の本発明の構成によれば
、1組の転送電極4及び5で1個の転送段を構成すると
いう従来の構成を踏襲しているため、転送段形成から配
線形成に関し、従来の製造工程をそのまま使用すること
ができる。また、上記1組の転送電極4及び5中、一方
の転送電極5下における水平レジスタ2の不純物濃度を
夫々電荷転送方向に向かって連続的に変化させるように
したので、従来と比して強力な転送電界を形成すること
ができる。これは、転送電圧の低電圧化並びに電荷転送
の高速化につながる。Further, according to the configuration of the second aspect of the present invention described above, since the conventional configuration in which one transfer stage is configured by one set of transfer electrodes 4 and 5 is followed, there is no need to worry about the formation of the transfer stage. Regarding wiring formation, conventional manufacturing processes can be used as they are. In addition, since the impurity concentration of the horizontal resistor 2 under one of the transfer electrodes 5 in the pair of transfer electrodes 4 and 5 is changed continuously in the direction of charge transfer, it is more powerful than the conventional one. A transfer electric field can be created. This leads to lower transfer voltage and faster charge transfer.
【0015】[0015]
【実施例】以下、図1〜図3を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図1Aは、第1実施例に係るCCD固
体撮像素子の要部、特に水平レジスタとその転送段を示
す構成図、図1Bはそのポテンシャル図である。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1A is a block diagram showing the main parts of the CCD solid-state image pickup device according to the first embodiment, particularly a horizontal register and its transfer stage, and FIG. 1B is a potential diagram thereof.
【0016】このCCD固体撮像素子は、図示するよう
に、例えばP型のシリコン基板1に形成されたN型の不
純物拡散領域帯にて水平レジスタ2が構成され、この水
平レジスタ2上に、ゲート絶縁膜3を介して1層目及び
2層目の多結晶シリコン層による第1及び第2の水平転
送電極4及び5が形成され、更にこれら2枚の転送電極
4及び5が夫々1組になって順次水平方向に配列、形成
されて構成されている。尚、第1及び第2の転送電極4
及び5間にはSiO2等からなる層間絶縁膜6が介在さ
れる。As shown in the figure, in this CCD solid-state image sensing device, a horizontal register 2 is constructed of, for example, an N-type impurity diffusion region formed in a P-type silicon substrate 1, and a gate is formed on this horizontal register 2. First and second horizontal transfer electrodes 4 and 5 are formed by first and second polycrystalline silicon layers through an insulating film 3, and these two transfer electrodes 4 and 5 are formed into a set, respectively. They are arranged and formed sequentially in the horizontal direction. Note that the first and second transfer electrodes 4
and 5, an interlayer insulating film 6 made of SiO2 or the like is interposed.
【0017】しかして、本例においては、互いに逆相で
ある2相の駆動パルスφ1及びφ2を夫々転送電極4及
び5毎に互い違いに印加する。即ち例えば第1の駆動パ
ルスφ1を第1の転送電極4に供給し、第2の駆動パル
スφ2を第2の転送電極5に供給する。従って、1枚の
転送電極4あるいは5で1個の転送段が構成される。In this example, two-phase driving pulses φ1 and φ2 having opposite phases are alternately applied to each transfer electrode 4 and 5, respectively. That is, for example, the first drive pulse φ1 is supplied to the first transfer electrode 4, and the second drive pulse φ2 is supplied to the second transfer electrode 5. Therefore, one transfer electrode 4 or 5 constitutes one transfer stage.
【0018】更に、本例においては、水平レジスタ2中
、各転送電極4及び5下における水平レジスタ2の表面
にP型の不純物、例えばボロン(B)をイオン注入して
不純物拡散領域7を形成する。各不純物拡散領域7は、
そのP型不純物濃度が信号電荷の転送方向(矢印で示す
方向)に向かって連続的に薄くなるように形成されてい
る。即ち、水平レジスタ2の不純物濃度からみると、各
転送電極4及び5下のN型の不純物濃度が信号電荷の転
送方向に向かって連続的に濃くなるように形成されてい
る。Furthermore, in this example, impurity diffusion regions 7 are formed by ion-implanting P-type impurities, such as boron (B), into the surface of the horizontal register 2 under each transfer electrode 4 and 5 in the horizontal register 2. do. Each impurity diffusion region 7 is
The P-type impurity concentration is formed so as to decrease continuously in the direction of signal charge transfer (direction indicated by the arrow). That is, when viewed from the impurity concentration of the horizontal register 2, the N-type impurity concentration under each transfer electrode 4 and 5 is formed so as to increase continuously in the direction of signal charge transfer.
【0019】従って、不純物拡散領域7の不純物濃度分
布は、図示するように、1つの転送電極4又は5の一端
aに対応する部分において、内角が最も小さく、次の転
送電極4又は5の一端aに対応する部分において、ほぼ
直角とされたほぼ直角三角形の形状を有し、全体的に鋸
波状の不純物濃度分布を有する。Therefore, as shown in the figure, in the impurity concentration distribution of the impurity diffusion region 7, the interior angle is smallest at the portion corresponding to one end a of one transfer electrode 4 or 5, and the interior angle is smallest at the portion corresponding to one end a of one transfer electrode 4 or 5. The portion corresponding to a has a substantially right-angled triangular shape with a sawtooth impurity concentration distribution as a whole.
【0020】ここで、第1の駆動パルスφ1を高レベル
(5V)、第2の駆動パルスφ2を低レベル(0V)と
した場合、図1Bに示すように、第1の転送電極4にお
ける一端a下のポテンシャルが最も高くなり、次の第1
の転送電極4における一端a下のポテンシャルが最も低
くなり、その間のポテンシャル形状は、信号電荷の転送
方向に沿って下がり傾斜、即ち左下がりの傾斜を有する
。このときの転送電界強度εは、ε=Δφ/2Lとなる
。ここで、Δφはポテンシャル差、Lは転送段の長さを
示す。Here, when the first drive pulse φ1 is set to a high level (5V) and the second drive pulse φ2 is set to a low level (0V), as shown in FIG. 1B, one end of the first transfer electrode 4 The potential under a is the highest, and the next
The potential below one end a of the transfer electrode 4 is the lowest, and the potential shape therebetween has a downward slope along the signal charge transfer direction, that is, a downward slope to the left. The transfer electric field strength ε at this time is ε=Δφ/2L. Here, Δφ represents the potential difference, and L represents the length of the transfer stage.
【0021】このことから、不純物拡散領域7の不純物
濃度分布における最大深さhを調整することにより、転
送電界の強さεを設定することができる。また、1枚の
転送電極4あるいは5で1個の転送段を構成しているた
め、層間絶縁膜6の存在に伴うポテンシャルディップの
発生は生じない。従って、転送電極4及び5間のポテン
シャル形状は、頂点p1から頂点p2に向かう平坦化さ
れた傾斜を有することとなる。From this, by adjusting the maximum depth h in the impurity concentration distribution of the impurity diffusion region 7, the strength ε of the transfer electric field can be set. Further, since one transfer stage is formed by one transfer electrode 4 or 5, a potential dip due to the presence of interlayer insulating film 6 does not occur. Therefore, the potential shape between the transfer electrodes 4 and 5 has a flattened slope from the vertex p1 to the vertex p2.
【0022】また、2相の駆動パルスφ1及びφ2の各
電位が時間の経過に従って変化したとしても、各転送電
極4及び5下のポテンシャルの傾斜角θは常に同じであ
り、転送電界の強さεは均一となる。このことから、不
純物拡散領域7の不純物濃度を自由に設定することがで
きると共に、転送電位、即ち2相の駆動パルスφ1及び
φ2の各電位の低電圧化につながる。尚、上記不純物拡
散領域7は、イオン注入の方向並びにレジストの形状を
適宜選択することにより形成することができる。Furthermore, even if the respective potentials of the two-phase drive pulses φ1 and φ2 change over time, the inclination angle θ of the potential under each transfer electrode 4 and 5 is always the same, and the strength of the transfer electric field ε becomes uniform. From this, the impurity concentration of the impurity diffusion region 7 can be set freely, and the transfer potential, that is, each potential of the two-phase drive pulses φ1 and φ2 can be lowered. Note that the impurity diffusion region 7 can be formed by appropriately selecting the direction of ion implantation and the shape of the resist.
【0023】ところで、従来では、図5及び図6に示す
ように、2枚の転送電極23及び24により1個の転送
段を構成していたため、各転送電極23及び24の最小
ゲート長をLとした場合、1つの転送段の長さは2Lと
なる。この場合、1ビットの長さは4Lとなる。一方、
上記第1実施例の場合は、1枚の転送電極4あるいは5
で1個の転送段を構成するようにしているため、1つの
転送段の長さはLとなり、1ビットの長さは2Lとなる
。その結果、転送段の長さを従来の場合と比して1/2
に縮小化することができる。By the way, in the past, as shown in FIGS. 5 and 6, one transfer stage was constructed by two transfer electrodes 23 and 24, so the minimum gate length of each transfer electrode 23 and 24 was set to L. In this case, the length of one transfer stage is 2L. In this case, the length of 1 bit is 4L. on the other hand,
In the case of the first embodiment, one transfer electrode 4 or 5
Since one transfer stage is constituted by , the length of one transfer stage is L, and the length of 1 bit is 2L. As a result, the length of the transfer stage is reduced to 1/2 compared to the conventional case.
It can be reduced to
【0024】上述のように、上記第1実施例によれば、
1枚の転送電極4あるいは5で1個の転送段を構成する
ようにしたので、層間絶縁膜6の存在に伴うポテンシャ
ルディップの発生を抑制することができると共に、転送
段の長さを縮小化することができる。また、各転送電極
4及び5下における水平レジスタ2の不純物濃度を夫々
電荷転送方向に向かって連続的に変化させるようにした
ので、2相の駆動パルスφ1及びφ2の電位差に関係な
く転送電界の強さεを均一にでき、しかも転送方向に沿
って下り傾斜とされたポテンシャル形状を維持させるこ
とができる。従って、この第1実施例によれば、転送電
圧の低電圧化、電荷転送の高速化並びに転送段の微細化
を図ることができる。このことから、現在、開発途上に
ある超小型CCD固体撮像素子やHDTV対応の高速C
CD固体撮像素子の開発に対して有効なものとなる。As mentioned above, according to the first embodiment,
Since one transfer stage is configured with one transfer electrode 4 or 5, it is possible to suppress the occurrence of a potential dip due to the presence of the interlayer insulating film 6, and to reduce the length of the transfer stage. can do. In addition, since the impurity concentration of the horizontal register 2 under each transfer electrode 4 and 5 is changed continuously in the direction of charge transfer, the transfer electric field is The strength ε can be made uniform, and a potential shape having a downward slope along the transfer direction can be maintained. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to lower the transfer voltage, increase the speed of charge transfer, and miniaturize the transfer stage. For this reason, we are currently developing ultra-compact CCD solid-state image sensors and high-speed CCDs compatible with HDTV.
This will be effective for the development of CD solid-state image sensors.
【0025】上記第1実施例においては、不純物拡散領
域7をP型不純物の拡散により形成するようにしたが、
その他、図2の変形例に示すように、上記不純物拡散領
域7をN型不純物、例えばリン(P)の拡散により形成
するようにしてもよい。この場合、不純物拡散領域7の
不純物濃度分布を、各転送電極4又は5の一端aに対応
する部分においてほぼ直角、次の転送電極4又は5の一
端aに対応する部分において内角が最も小さいとされた
ほぼ直角三角形の形状となるようにする。In the first embodiment, the impurity diffusion region 7 is formed by diffusion of P-type impurities.
Alternatively, as shown in a modified example of FIG. 2, the impurity diffusion region 7 may be formed by diffusing an N-type impurity, for example, phosphorus (P). In this case, the impurity concentration distribution in the impurity diffusion region 7 is set to have an approximately right angle in a portion corresponding to one end a of each transfer electrode 4 or 5, and the smallest internal angle in a portion corresponding to one end a of the next transfer electrode 4 or 5. so that it has an approximately right-angled triangular shape.
【0026】従って、この場合においても、上記第1実
施例と同様に、水平レジスタ2の不純物濃度からみた場
合、N型の不純物濃度が信号電荷の転送方向に向かって
連続的に濃くなる不純物濃度分布となり、そのポテンシ
ャル形状は、上記第1実施例と同じになる。Therefore, in this case as well, as in the first embodiment, when viewed from the impurity concentration of the horizontal register 2, the N-type impurity concentration increases continuously in the direction of signal charge transfer. distribution, and its potential shape is the same as in the first embodiment.
【0027】次に、従来の転送段をそのまま踏襲した第
2実施例について図3を参照しながら説明する。尚、図
1と対応するものについては同符号を記す。Next, a second embodiment that follows the conventional transfer stage will be described with reference to FIG. 3. Components corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0028】この第2実施例に係るCCD固体撮像素子
は、隣接する2枚の転送電極4及び5を組として、その
組毎に夫々互い違いに2相の駆動パルスφ1及びφ2を
供給することにより、1組の転送電極4及び5で1個の
転送段を構成するという従来の転送段(図5及び図6参
照)と同じ構成を有する。The CCD solid-state imaging device according to the second embodiment forms a set of two adjacent transfer electrodes 4 and 5, and supplies two-phase drive pulses φ1 and φ2 alternately to each set. , has the same configuration as the conventional transfer stage (see FIGS. 5 and 6), in which one transfer stage is composed of one set of transfer electrodes 4 and 5.
【0029】しかして、この第2実施例においては、水
平レジスタ2中、第2の転送電極5下における水平レジ
スタ2の表面にP型の不純物、例えばボロン(B)をイ
オン注入して台形状の不純物濃度分布を有する不純物拡
散領域8を形成する。各不純物拡散領域8は、そのP型
不純物濃度が信号電荷の転送方向(矢印で示す方向)に
向かって連続的に薄くなるように形成されている。In this second embodiment, P-type impurities such as boron (B) are ion-implanted into the surface of the horizontal register 2 under the second transfer electrode 5 in the horizontal register 2 to form a trapezoidal shape. An impurity diffusion region 8 having an impurity concentration distribution is formed. Each impurity diffusion region 8 is formed such that its P-type impurity concentration decreases continuously in the direction of signal charge transfer (direction indicated by the arrow).
【0030】即ち、水平レジスタ2の不純物濃度からみ
ると、第2の転送電極5下におけるN型の不純物濃度が
信号電荷の転送方向に向かって連続的に濃くなるように
形成されている。この場合、不純物拡散領域8の不純物
分布における第2の転送電極5の一端a下及び他端b下
の深さh1及びh2を調整することにより、転送電界の
強さεを設定することができ、従来の転送電界よりも強
力な電界を形成することが可能となる。これは、信号電
荷の転送効率の向上につながる。That is, when looking at the impurity concentration of the horizontal register 2, the N-type impurity concentration under the second transfer electrode 5 is formed to increase continuously in the direction of signal charge transfer. In this case, the strength ε of the transfer electric field can be set by adjusting the depths h1 and h2 below one end a and the other end b of the second transfer electrode 5 in the impurity distribution of the impurity diffusion region 8. , it becomes possible to form a stronger electric field than the conventional transfer electric field. This leads to improved signal charge transfer efficiency.
【0031】従って、この第2実施例によれば、1組の
転送電極4及び5で1個の転送段を構成するという従来
の構成を踏襲しているため、転送段形成から配線形成に
関し、従来の製造工程をそのまま使用することができる
。また、上記1組の転送電極4及び5中、第2の転送電
極5下における水平レジスタ2の不純物濃度を夫々電荷
転送方向に向かって連続的に変化させるようにしたので
、従来と比して強力な転送電界を形成することができる
。従って、この第2実施例によれば、従来の転送段の構
成を踏襲しつつ、転送電圧の低電圧化並びに電荷転送の
高速化を図ることができる。Therefore, according to the second embodiment, since the conventional structure in which one transfer stage is formed by one set of transfer electrodes 4 and 5 is followed, the steps from the formation of the transfer stage to the formation of the wiring are Conventional manufacturing processes can be used as is. Furthermore, in the pair of transfer electrodes 4 and 5, the impurity concentration of the horizontal register 2 under the second transfer electrode 5 is changed continuously in the charge transfer direction, so that A strong transfer electric field can be created. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to lower the transfer voltage and increase the speed of charge transfer while following the configuration of the conventional transfer stage.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明に係るCCD固体撮像素子によれ
ば、各転送段における転送電界の強さを均一にできると
共に、転送段内におけるポテンシャルディップの発生を
抑制することができ、転送電圧の低電圧化、電荷転送の
高速化並びに転送段の微細化を図ることができる。また
、本発明に係るCCD固体撮像素子によれば、従来の転
送段の構成を踏襲しつつ、各転送段における転送電界を
強力にできると共に、転送段内におけるポテンシャルデ
ィップの発生を抑制でき、転送電圧の低電圧化並びに電
荷転送の高速化を図ることができる。Effects of the Invention According to the CCD solid-state imaging device of the present invention, the strength of the transfer electric field in each transfer stage can be made uniform, and the occurrence of potential dips in the transfer stage can be suppressed, and the transfer voltage can be reduced. It is possible to reduce the voltage, increase the speed of charge transfer, and miniaturize the transfer stage. Further, according to the CCD solid-state image sensor according to the present invention, while following the configuration of the conventional transfer stage, the transfer electric field in each transfer stage can be made strong, and the occurrence of potential dips within the transfer stage can be suppressed, and the transfer It is possible to reduce the voltage and increase the speed of charge transfer.
【図1】第1実施例に係るCCD固体撮像素子の要部(
水平レジスタとその転送段)を示す構成図及びそのポテ
ンシャル図。[Fig. 1] Main parts of a CCD solid-state image sensor according to a first embodiment (
1 is a configuration diagram showing a horizontal register and its transfer stage) and its potential diagram.
【図2】第1実施例の変形例に係るCCD固体撮像素子
の要部(水平レジスタとその転送段)を示す構成図及び
そのポテンシャル図。FIG. 2 is a configuration diagram showing the main parts (horizontal register and its transfer stage) of a CCD solid-state image sensor according to a modification of the first embodiment, and a potential diagram thereof.
【図3】第2実施例に係るCCD固体撮像素子の要部(
水平レジスタとその転送段)を示す構成図及びそのポテ
ンシャル図。[Fig. 3] Main parts of a CCD solid-state image sensor according to a second embodiment (
1 is a configuration diagram showing a horizontal register and its transfer stage) and its potential diagram.
【図4】CCD固体撮像素子の一般的構成を示す概略平
面図。FIG. 4 is a schematic plan view showing the general configuration of a CCD solid-state image sensor.
【図5】従来例に係るCCD固体撮像素子の要部(水平
レジスタとその転送段)を示す構成図及びそのポテンシ
ャル図。FIG. 5 is a configuration diagram showing the main parts (horizontal register and its transfer stage) of a conventional CCD solid-state image sensor and its potential diagram.
【図6】他の従来例に係るCCD固体撮像素子の要部(
水平レジスタとその転送段)を示す構成図及びそのポテ
ンシャル図。[Fig. 6] Main parts of a CCD solid-state image sensor according to another conventional example (
1 is a configuration diagram showing a horizontal register and its transfer stage) and its potential diagram.
1 シリコン基板 2 水平レジスタ 3 ゲート絶縁膜 4 第1の転送電極 5 第2の転送電極 6 層間絶縁膜 7 不純物拡散領域 1 Silicon substrate 2 Horizontal register 3 Gate insulating film 4 First transfer electrode 5 Second transfer electrode 6 Interlayer insulation film 7 Impurity diffusion region
Claims (2)
形成された多数枚の転送電極に夫々互い違いに2相の駆
動パルスが供給されて、1枚の転送電極で1個の転送段
が構成されると共に、各転送電極下における水平レジス
タの不純物濃度が夫々電荷転送方向に向かって連続的に
変化していることを特徴とするCCD固体撮像素子。Claim 1: Sequentially arranged horizontally on a horizontal register,
Two-phase driving pulses are alternately supplied to each of the formed large number of transfer electrodes, one transfer stage is configured with one transfer electrode, and the impurity concentration of the horizontal register under each transfer electrode is reduced. A CCD solid-state image pickup device characterized in that charges change continuously in the direction of charge transfer.
形成された多数枚の転送電極中、隣接する2枚の転送電
極を組として、その組毎に夫々互い違いに2相の駆動パ
ルスが供給されて、1組の転送電極で1個の転送段が構
成されると共に、上記1組の転送電極中、一方の転送電
極下における水平レジスタの不純物濃度が夫々電荷転送
方向に向かって連続的に変化していることを特徴とする
CCD固体撮像素子。2. Sequentially arranged horizontally on a horizontal register,
Among the many transfer electrodes formed, two adjacent transfer electrodes are set as a set, and two-phase drive pulses are alternately supplied to each set, so that one transfer stage is formed by one set of transfer electrodes. What is claimed is: 1. A CCD solid-state image pickup device characterized in that the impurity concentration of each horizontal register under one of the transfer electrodes in the set of transfer electrodes changes continuously in the charge transfer direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3143351A JPH04367237A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Ccd solid-state image sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3143351A JPH04367237A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Ccd solid-state image sensing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367237A true JPH04367237A (en) | 1992-12-18 |
Family
ID=15336769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3143351A Pending JPH04367237A (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Ccd solid-state image sensing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04367237A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008288373A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Iwate Toshiba Electronics Co Ltd | Solid-state imaging device |
| JP2009170653A (en) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Iwate Toshiba Electronics Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP3143351A patent/JPH04367237A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008288373A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Iwate Toshiba Electronics Co Ltd | Solid-state imaging device |
| US8004589B2 (en) | 2007-05-17 | 2011-08-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging device |
| JP2009170653A (en) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Iwate Toshiba Electronics Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
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