JPH0473348B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0473348B2 JPH0473348B2 JP58175468A JP17546883A JPH0473348B2 JP H0473348 B2 JPH0473348 B2 JP H0473348B2 JP 58175468 A JP58175468 A JP 58175468A JP 17546883 A JP17546883 A JP 17546883A JP H0473348 B2 JPH0473348 B2 JP H0473348B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge
- charge transfer
- photoelectric conversion
- conversion element
- semiconductor substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高感度化を図つた固体撮像装置に関
するものである。
するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、半導体微細加工技術の進歩により、この
半導体微細加工技術を利用して固体撮像装置が製
造され、従来から撮像管にかわるものとして利用
されている。
半導体微細加工技術を利用して固体撮像装置が製
造され、従来から撮像管にかわるものとして利用
されている。
以下、図面を参照しながら、従来の固体撮像装
置について説明を行なう。
置について説明を行なう。
第１図ａは従来のインターライン転送方式
CCDを用いた固体撮像装置の要部の平面図を示
す。第１図ｂは第１図ａのＡ，A′断面図を示す。
第１図ａ，ｂにおいて、１は半導体基板に構成さ
れ、光信号を信号電荷に変換する光電変換素子、
２は光電変換素子１に蓄えられている信号電荷を
電荷転送素子列３へ転送する電荷転送ゲート、３
は電荷転送ゲート２より転送されたきた信号電荷
を蓄積しながら転送する電荷転送素子列で電荷結
合素子（CCD）で構成されており、４は不要の
信号電荷を吸収する電荷吸収領域、５は光電変換
素子１で過剰となつた信号電荷を電荷吸収領域４
へ転送する過剰電荷転送ゲートである。
CCDを用いた固体撮像装置の要部の平面図を示
す。第１図ｂは第１図ａのＡ，A′断面図を示す。
第１図ａ，ｂにおいて、１は半導体基板に構成さ
れ、光信号を信号電荷に変換する光電変換素子、
２は光電変換素子１に蓄えられている信号電荷を
電荷転送素子列３へ転送する電荷転送ゲート、３
は電荷転送ゲート２より転送されたきた信号電荷
を蓄積しながら転送する電荷転送素子列で電荷結
合素子（CCD）で構成されており、４は不要の
信号電荷を吸収する電荷吸収領域、５は光電変換
素子１で過剰となつた信号電荷を電荷吸収領域４
へ転送する過剰電荷転送ゲートである。
以上のように構成された固体撮像装置について
以下その動作について説明する。
以下その動作について説明する。
まず光電変換素子１で光電変換された信号電荷
は電荷転送ゲート２を通して電荷転送素子列３へ
転送されるまで光電変換素子１に蓄積される。こ
の光電変換素子１に蓄積された信号が、電荷転送
ゲート２を通して電荷転送素子列３へ転送される
以前に光電変換素子１の蓄積可能な最大信号電荷
以上になつた場合、この光電変換素子１の蓄積可
能な最大信号電荷以上の過剰信号電荷は過剰電荷
転送ゲート５を通して電荷吸収領域４へて転送さ
れる。
は電荷転送ゲート２を通して電荷転送素子列３へ
転送されるまで光電変換素子１に蓄積される。こ
の光電変換素子１に蓄積された信号が、電荷転送
ゲート２を通して電荷転送素子列３へ転送される
以前に光電変換素子１の蓄積可能な最大信号電荷
以上になつた場合、この光電変換素子１の蓄積可
能な最大信号電荷以上の過剰信号電荷は過剰電荷
転送ゲート５を通して電荷吸収領域４へて転送さ
れる。
光電変換素子１に蓄積された信号電荷は電荷転
送ゲート２を通して電荷転送素子列３に転送さ
れ、その後、電荷転送素子列３を通して信号出力
部へ転送される。
送ゲート２を通して電荷転送素子列３に転送さ
れ、その後、電荷転送素子列３を通して信号出力
部へ転送される。
一般に上記固体撮像装置では、光電変換素子１
の表面積によつて感度が決まるが、この光電変換
素子１の表面積は、電荷転送ゲート２、電荷転送
素子列３、電荷吸収領域４、過剰電荷転送ゲート
５によつて限定される。
の表面積によつて感度が決まるが、この光電変換
素子１の表面積は、電荷転送ゲート２、電荷転送
素子列３、電荷吸収領域４、過剰電荷転送ゲート
５によつて限定される。
そこで、光電変換素子１の表面積を大きくする
ために電荷転送ゲート２の寸法を小さくすると、
ゲートチヤンネル長を短くすることになり、低い
電圧でパンチスルーを起しやすくなる。又、電荷
転送素子列３の寸法を小さくすることは、電荷転
送素子列３の転送可能電荷量を小さくし、特に狭
チヤンネル効果が現れやすく、転送可能電荷量の
減少だけでなく、転送効果も著しい劣化を招く。
又、電荷吸収領域４の寸法を小さくすることは、
電荷吸収能力の減少を招く。又、過剰電荷転送ゲ
ート５の寸法は、電荷転送ゲート２と同じ理由か
ら小さくできない。
ために電荷転送ゲート２の寸法を小さくすると、
ゲートチヤンネル長を短くすることになり、低い
電圧でパンチスルーを起しやすくなる。又、電荷
転送素子列３の寸法を小さくすることは、電荷転
送素子列３の転送可能電荷量を小さくし、特に狭
チヤンネル効果が現れやすく、転送可能電荷量の
減少だけでなく、転送効果も著しい劣化を招く。
又、電荷吸収領域４の寸法を小さくすることは、
電荷吸収能力の減少を招く。又、過剰電荷転送ゲ
ート５の寸法は、電荷転送ゲート２と同じ理由か
ら小さくできない。
こうした理由から、従来の固体撮像装置におい
ては、現状の構造で感度特性を改善するために、
電荷転送ゲート２、電荷転送素子列３、電荷吸収
領域４、過剰電荷転送ゲート５のどれかの寸法を
小さくし、光電変換素子１の寸法を大きくするこ
とはできないという欠点を有していた。
ては、現状の構造で感度特性を改善するために、
電荷転送ゲート２、電荷転送素子列３、電荷吸収
領域４、過剰電荷転送ゲート５のどれかの寸法を
小さくし、光電変換素子１の寸法を大きくするこ
とはできないという欠点を有していた。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、読み出し手段の寸法
を小さくすることによる特性の劣化を招くことな
く、光電変換素子の寸法を大きくした、高感度な
固体撮像装置を提供するものである。
を小さくすることによる特性の劣化を招くことな
く、光電変換素子の寸法を大きくした、高感度な
固体撮像装置を提供するものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の固体撮像装
置は、半導体基板に構成された光電変換素子の周
辺の半導体基板が傾斜面となつている。この構成
によつて、受光面積一定のもとで固体撮像装置の
表面積を実効的に大きくし、この半導体基板の傾
斜面へ光電変換素子以外の読み出し手段を作り、
受光面積に対する光電変換素子の占める面積を大
きくすることにより、高感度の特性を得ることと
なる。
置は、半導体基板に構成された光電変換素子の周
辺の半導体基板が傾斜面となつている。この構成
によつて、受光面積一定のもとで固体撮像装置の
表面積を実効的に大きくし、この半導体基板の傾
斜面へ光電変換素子以外の読み出し手段を作り、
受光面積に対する光電変換素子の占める面積を大
きくすることにより、高感度の特性を得ることと
なる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
第２図ａは本発明の一実施例における固体撮像
装置の要部の平面図を示す。第２図ｂは第２図ａ
のＡ，A′断面図を示す。第２図ａ，ｂにおいて、
１は半導体基板に構成された、光信号を信号電荷
に変換する光電変換素子、２′は光電変換素子１
に蓄えられている信号電荷は電荷転送素子列３へ
転送する電荷転送ゲート、３は電荷転送ゲート
２′より転送されてきた信号電荷を蓄積しながら
転送する電荷転送素子列で電荷結合素子（CCD）
で構成されており、４は不要な信号電荷を吸収す
る電荷吸収領域、５′は光電変換素子１で過剰と
なつた信号電荷を電荷吸収領域４へ転送する過剰
電荷転送ゲートである。
装置の要部の平面図を示す。第２図ｂは第２図ａ
のＡ，A′断面図を示す。第２図ａ，ｂにおいて、
１は半導体基板に構成された、光信号を信号電荷
に変換する光電変換素子、２′は光電変換素子１
に蓄えられている信号電荷は電荷転送素子列３へ
転送する電荷転送ゲート、３は電荷転送ゲート
２′より転送されてきた信号電荷を蓄積しながら
転送する電荷転送素子列で電荷結合素子（CCD）
で構成されており、４は不要な信号電荷を吸収す
る電荷吸収領域、５′は光電変換素子１で過剰と
なつた信号電荷を電荷吸収領域４へ転送する過剰
電荷転送ゲートである。
ここで、電荷転送ゲート２′と過剰電荷転送ゲ
ート５′とは半導体基板に構成された光電変換素
子１の周辺部の半導体基板の傾斜部分に作られて
いる。
ート５′とは半導体基板に構成された光電変換素
子１の周辺部の半導体基板の傾斜部分に作られて
いる。
以上のように構成された固体撮像装置について
以下その動作について説明する。
以下その動作について説明する。
まず光電変換素子１で光電変換された信号電荷
は、半導体基板の傾斜面に作られた電荷転送ゲー
ト２′を通して電荷転送素子列３へ転送されるま
で光電変換素子１に蓄積される。この蓄積された
信号電荷が、半導体基板の傾斜面に作られた電荷
転送ゲート２′を通して電荷転送素子列３へ転送
される以前に光電変換素子１の蓄積可能な最大信
号電荷以上になつた場合、この光電変換素子１の
蓄積可能な最大信号電荷以上の過剰信号電荷は、
半導体基板の傾斜面に作られたた過剰電荷転送ゲ
ート５′を通して電荷吸収領域４へと転送される。
は、半導体基板の傾斜面に作られた電荷転送ゲー
ト２′を通して電荷転送素子列３へ転送されるま
で光電変換素子１に蓄積される。この蓄積された
信号電荷が、半導体基板の傾斜面に作られた電荷
転送ゲート２′を通して電荷転送素子列３へ転送
される以前に光電変換素子１の蓄積可能な最大信
号電荷以上になつた場合、この光電変換素子１の
蓄積可能な最大信号電荷以上の過剰信号電荷は、
半導体基板の傾斜面に作られたた過剰電荷転送ゲ
ート５′を通して電荷吸収領域４へと転送される。
光電変換素子１に蓄積された信号電荷は、半導
体基板の傾斜面に作られた電荷転送ゲート２を通
して電荷転送素子列３へ転送され、その後電荷転
送素子列３を通して信号出力部へ転送される。
体基板の傾斜面に作られた電荷転送ゲート２を通
して電荷転送素子列３へ転送され、その後電荷転
送素子列３を通して信号出力部へ転送される。
以上のように本実施例によれば、半導体基板に
構成された光電変換素子１の周辺部の半導体基板
の傾斜面を作り、この半導体基板の傾斜面に電荷
転送ゲート２′、及び過剰電荷転送ゲート５′を作
ることにより、低電圧でパンチスルーを起す原因
となる電荷転送ゲート２′及び過剰電荷転送ゲー
ト５′の実効寸法を小さくすることなく、受光面
積に対する光電変換素子１の占める面積を大きく
することができる。また寸法を小さくすることで
狭チヤンネル効果が現れやすく、転送可能電荷量
の減少や、転送効率の著しい劣化を招く電荷転送
素子列３、及び寸法を小さくすることで電荷吸収
能力の減少を招く電荷吸収領域４の寸法縮小を行
うことなく、光電変換素子１の寸法を大きくした
高感度の撮像素子にすることができる。
構成された光電変換素子１の周辺部の半導体基板
の傾斜面を作り、この半導体基板の傾斜面に電荷
転送ゲート２′、及び過剰電荷転送ゲート５′を作
ることにより、低電圧でパンチスルーを起す原因
となる電荷転送ゲート２′及び過剰電荷転送ゲー
ト５′の実効寸法を小さくすることなく、受光面
積に対する光電変換素子１の占める面積を大きく
することができる。また寸法を小さくすることで
狭チヤンネル効果が現れやすく、転送可能電荷量
の減少や、転送効率の著しい劣化を招く電荷転送
素子列３、及び寸法を小さくすることで電荷吸収
能力の減少を招く電荷吸収領域４の寸法縮小を行
うことなく、光電変換素子１の寸法を大きくした
高感度の撮像素子にすることができる。
なお、本発明では、半導体基板に構成された光
電変換素子１の周辺部の半導体基板の傾斜面に電
荷転送ゲート２′及び過剰電荷転送ゲート５′を設
けたが、半導体基板に構成された光電変換素子１
の周辺部の半導体基板の傾斜面に設けるものは、
電荷転送素子列３及び電荷吸収領域４であつても
よい。
電変換素子１の周辺部の半導体基板の傾斜面に電
荷転送ゲート２′及び過剰電荷転送ゲート５′を設
けたが、半導体基板に構成された光電変換素子１
の周辺部の半導体基板の傾斜面に設けるものは、
電荷転送素子列３及び電荷吸収領域４であつても
よい。
発明の効果
以上のように本発明は、半導体基板に構成され
た光電変換素子の周辺部の半導体基板に傾斜面を
作り、この半導体基板の傾斜面を利用することに
より大きな光電変換素子を持つた高感度の撮像素
子にすることができ、その実用的効果は大なるも
のがある。
た光電変換素子の周辺部の半導体基板に傾斜面を
作り、この半導体基板の傾斜面を利用することに
より大きな光電変換素子を持つた高感度の撮像素
子にすることができ、その実用的効果は大なるも
のがある。
第１図ａは従来のインターライン転送方式
CCDを用いた固体撮像装置の要部の平面図、第
１図ｂは第１図ａのＡ，A′断面図、第２図ａは
本発明の一実施例における固体撮像装置の要部の
平面図、第２図ｂは第２図ａのＡ，A′断面図で
ある。 １……光電変換素子列、２′……電荷転送ゲー
ト、３……電荷転送素子列、４……電荷吸収領
域、５′……過剰電荷転送ゲート。
CCDを用いた固体撮像装置の要部の平面図、第
１図ｂは第１図ａのＡ，A′断面図、第２図ａは
本発明の一実施例における固体撮像装置の要部の
平面図、第２図ｂは第２図ａのＡ，A′断面図で
ある。 １……光電変換素子列、２′……電荷転送ゲー
ト、３……電荷転送素子列、４……電荷吸収領
域、５′……過剰電荷転送ゲート。
Claims (1)
- １ 半導体基板に行列状に配列された光電変換素
子と前記光電変換素子に蓄積された信号電荷を読
み出す読み出し手段及び前記信号電荷を転送する
電荷結合素子とを有し、前記光電変換素子周辺
に、前記半導体基板の一部が同半導体基板の主面
に対して傾斜した傾斜部を設け、同傾斜部に前記
読み出し手段のゲート電極をそなえたことを特徴
とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175468A JPS6066580A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175468A JPS6066580A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066580A JPS6066580A (ja) | 1985-04-16 |
| JPH0473348B2 true JPH0473348B2 (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=15996584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175468A Granted JPS6066580A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066580A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2606834B2 (ja) * | 1986-12-27 | 1997-05-07 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2010080666A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 固体撮像素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS559532U (ja) * | 1978-06-30 | 1980-01-22 | ||
| JPS59158681A (ja) * | 1983-03-01 | 1984-09-08 | Junichi Nishizawa | 固体撮像装置 |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58175468A patent/JPS6066580A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6066580A (ja) | 1985-04-16 |
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