JPH0516669B2 - - Google Patents
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- JPH0516669B2 JPH0516669B2 JP61163463A JP16346386A JPH0516669B2 JP H0516669 B2 JPH0516669 B2 JP H0516669B2 JP 61163463 A JP61163463 A JP 61163463A JP 16346386 A JP16346386 A JP 16346386A JP H0516669 B2 JPH0516669 B2 JP H0516669B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impurity region
- solid
- imaging device
- conductivity type
- state imaging
- 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.)
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-
- 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
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は固体撮像装置に関する。
（従来の技術）
固体撮像装置はフアクシミリ、OCR等の各種
分野に用いられていたが、特に近年は感光画素数
の増大に伴いカメラの撮像管に代わるものとして
の用途が多くなりつつある。
分野に用いられていたが、特に近年は感光画素数
の増大に伴いカメラの撮像管に代わるものとして
の用途が多くなりつつある。
従来の固体撮像装置を第７図ａ，ｂに示す。第
７図ａはこの固体撮像装置の平面図で第７図ｂは
ｂ−ｂ線断面図である。ｐ型の半導体基板１
表面に島状のｎ型の不純物領域２が形成されてい
る。ｐ型の半導体基板１とｎ型の不純物領域２の
pn接合により光電変換素子が形成されている。
またｐ型の半導体基板１表面には、移送チヤネル
１６と、電荷転送チヤネルであるｎ型の不純物領
域４が形成されている。島状のｎ型の不純物領域
２は互いに高濃度のｐ型のp+不純物領域３によ
り分離されている。半導体基板１の不純物領域
４、移送チヤネル１６上には、絶縁層６を介して
電荷転送電極５が設けられている。
７図ａはこの固体撮像装置の平面図で第７図ｂは
ｂ−ｂ線断面図である。ｐ型の半導体基板１
表面に島状のｎ型の不純物領域２が形成されてい
る。ｐ型の半導体基板１とｎ型の不純物領域２の
pn接合により光電変換素子が形成されている。
またｐ型の半導体基板１表面には、移送チヤネル
１６と、電荷転送チヤネルであるｎ型の不純物領
域４が形成されている。島状のｎ型の不純物領域
２は互いに高濃度のｐ型のp+不純物領域３によ
り分離されている。半導体基板１の不純物領域
４、移送チヤネル１６上には、絶縁層６を介して
電荷転送電極５が設けられている。
ｎ型の不純物領域２に光が入射するとＰ型の半
導体基板１とｎ型の不純物領域２とのpn接合面
に信号電荷が発生し、電荷転送電極５の電位がＬ
レベルの場合にはこの発生した信号電荷９，１０
は第７図ｃに示すようにｎ型不純物領域２に蓄積
される。ここでレベル８は素子分離用のp+不純
物領域３の電位レベルであり、レベル７は電荷転
送電極５がＬレベルの場合の移送チヤネル１６の
レベルであり、レベル１１は信号電荷９，１０を
蓄積することにより下がつたｎ不純物領域２のレ
ベルである。
導体基板１とｎ型の不純物領域２とのpn接合面
に信号電荷が発生し、電荷転送電極５の電位がＬ
レベルの場合にはこの発生した信号電荷９，１０
は第７図ｃに示すようにｎ型不純物領域２に蓄積
される。ここでレベル８は素子分離用のp+不純
物領域３の電位レベルであり、レベル７は電荷転
送電極５がＬレベルの場合の移送チヤネル１６の
レベルであり、レベル１１は信号電荷９，１０を
蓄積することにより下がつたｎ不純物領域２のレ
ベルである。
次に電荷転送電極５がＨレベルになると、レベ
ル７は第７図ｄに示すようにレベル１５に上がる
ため、このレベル１５より低い信号電荷１０は移
送チヤネル１６を通つてｎ不純物領域４に移送さ
れ蓄積される。ｎ不純物領域２はレベル１２に上
がり電荷９が残留することになる。
ル７は第７図ｄに示すようにレベル１５に上がる
ため、このレベル１５より低い信号電荷１０は移
送チヤネル１６を通つてｎ不純物領域４に移送さ
れ蓄積される。ｎ不純物領域２はレベル１２に上
がり電荷９が残留することになる。
（発明が解決しようとする問題点）
電荷移送直後においてはｎ不純物領域２のレベ
ル１２と素子分離用のｎ不純物領域３のレベル８
との電位差によりｎ不純物領域２は強く逆バイア
スされる。そして信号電荷が蓄積されるに従つて
逆バイアスは低下する。従つてｎ不純物領域２と
それを取り囲むp+不純物領域３とによつて形成
される空乏層の幅Ｗは蓄積される信号電荷が増加
すると狭くなり、この接合容量は大きくなる。一
般に空乏層の幅Ｗは逆バイアス電圧の1/2乗に比
例し、第８図に示す様な特性曲線を描く。ｎ不純
物領域２の不純物濃度が高いと電荷移送後にｎ不
純物領域２に残留する電荷９が多くなり、その熱
的分布に従つて、電荷が徐々に転送チヤネルであ
るｎ不純物領域４に移動する周知の熱的電荷放出
が強く起こり、固体撮像装置における残像現象を
もたらすという問題がある。
ル１２と素子分離用のｎ不純物領域３のレベル８
との電位差によりｎ不純物領域２は強く逆バイア
スされる。そして信号電荷が蓄積されるに従つて
逆バイアスは低下する。従つてｎ不純物領域２と
それを取り囲むp+不純物領域３とによつて形成
される空乏層の幅Ｗは蓄積される信号電荷が増加
すると狭くなり、この接合容量は大きくなる。一
般に空乏層の幅Ｗは逆バイアス電圧の1/2乗に比
例し、第８図に示す様な特性曲線を描く。ｎ不純
物領域２の不純物濃度が高いと電荷移送後にｎ不
純物領域２に残留する電荷９が多くなり、その熱
的分布に従つて、電荷が徐々に転送チヤネルであ
るｎ不純物領域４に移動する周知の熱的電荷放出
が強く起こり、固体撮像装置における残像現象を
もたらすという問題がある。
そのため、ｎ不純物領域２の不純物濃度は通
常、素子分離層であるp+不純物領域３に対し、
十分に低く形成される。これにより、空乏層は主
にｎ不純物領域２内に形成される。第７図ａの１
３，１４は電荷蓄積状態と、移送直後状態のｎ不
純物領域２内の空乏層の端を示す。
常、素子分離層であるp+不純物領域３に対し、
十分に低く形成される。これにより、空乏層は主
にｎ不純物領域２内に形成される。第７図ａの１
３，１４は電荷蓄積状態と、移送直後状態のｎ不
純物領域２内の空乏層の端を示す。
一方ｎ不純物領域２の不純物強度が低いと空乏
層の幅Ｗは広くなり、接合容量が低下するので、
電荷蓄積容量は小さくなる。従つて必要な蓄積容
積を確保するためにはｎ不純物領域２の不純物濃
度をあまり低くすることができず、ある程度の残
像現象を許容せねばならないという問題があつ
た。
層の幅Ｗは広くなり、接合容量が低下するので、
電荷蓄積容量は小さくなる。従つて必要な蓄積容
積を確保するためにはｎ不純物領域２の不純物濃
度をあまり低くすることができず、ある程度の残
像現象を許容せねばならないという問題があつ
た。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
電荷蓄積容量が多きく、かつ残像の少ない固体撮
像装置を提供することを目的とする。
電荷蓄積容量が多きく、かつ残像の少ない固体撮
像装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記目的は第１導電型の半導体基板上に形成さ
れた第２導電型不純物領域を有し、入射光量に応
じた信号電荷を発生する複数の光電変換素子と、
これら光電変換素子及び分離する第１導電型の不
純物領域と、前記光電変換素子で発生された信号
電荷を転送する電荷転送部とを備えた固体撮像装
置において、前記光電変換素子の第２導電型の不
純物領域は、前記第１導電型不純物領域との接合
面近傍において不純物濃度が高く、この接合面か
ら離れるに従つて不純物濃度が低くなることを特
徴とする固体撮像装置によつて達成される。
れた第２導電型不純物領域を有し、入射光量に応
じた信号電荷を発生する複数の光電変換素子と、
これら光電変換素子及び分離する第１導電型の不
純物領域と、前記光電変換素子で発生された信号
電荷を転送する電荷転送部とを備えた固体撮像装
置において、前記光電変換素子の第２導電型の不
純物領域は、前記第１導電型不純物領域との接合
面近傍において不純物濃度が高く、この接合面か
ら離れるに従つて不純物濃度が低くなることを特
徴とする固体撮像装置によつて達成される。
（作用）
本発明による固体撮像装置は上述の如く構成さ
れているで、電荷移送に伴なう高い逆バイアス状
態においては、第２導電型の不純物領域の高濃度
部分が空乏化し、電荷蓄積時の低い逆バイアス状
態においては前記高濃度部分が非空乏状態となる
ことにより、電荷移送時の接合容量が小さく、電
子蓄積時の接合容量が大幅に大きくなる。
れているで、電荷移送に伴なう高い逆バイアス状
態においては、第２導電型の不純物領域の高濃度
部分が空乏化し、電荷蓄積時の低い逆バイアス状
態においては前記高濃度部分が非空乏状態となる
ことにより、電荷移送時の接合容量が小さく、電
子蓄積時の接合容量が大幅に大きくなる。
（実施例）
本発明の第１の実施例による固体撮像装置を第
１図に示す。第１ａはこの固体撮像装置の平面図
で第１図ｂはｂ−ｂ線断面図である。ｐ型の
半導体基板１の表面に島状のｎ型で低濃度のn-
不純物領域１７が形成されている。ｐ型の半導体
基板１とn-不純物領域１７のpn接合により光電
変換素子が形成されている。またｐ型の半導体基
板１表面には、移送チヤネル１６と、電荷転送チ
ヤネルであるｎ不純物領域４が形成されている。
島状のn-不純物領域１７は互いに高濃度のｐ型
のp+不純物領域３により分離されている。半導
体基板１の不純物領域４、移送チヤネル１６上に
は、絶縁層６を介して電荷転送電極５が設けられ
ている。
１図に示す。第１ａはこの固体撮像装置の平面図
で第１図ｂはｂ−ｂ線断面図である。ｐ型の
半導体基板１の表面に島状のｎ型で低濃度のn-
不純物領域１７が形成されている。ｐ型の半導体
基板１とn-不純物領域１７のpn接合により光電
変換素子が形成されている。またｐ型の半導体基
板１表面には、移送チヤネル１６と、電荷転送チ
ヤネルであるｎ不純物領域４が形成されている。
島状のn-不純物領域１７は互いに高濃度のｐ型
のp+不純物領域３により分離されている。半導
体基板１の不純物領域４、移送チヤネル１６上に
は、絶縁層６を介して電荷転送電極５が設けられ
ている。
本実施例による固体撮像装置はさらにn-不純
物領域１７とp+不純物領域３との間に高濃度の
n+不純物領域１８を備えている点に特徴がある。
すなわちp+不純物領域３との接合面近くは高濃
度のn+不純物領域１８があり、このn+不純物領
域１８は低濃度のn-不純物領域１７を囲んでい
る。これらn-不純物領域１７、n+不純物領域１
８、p+不純物領域３の不純物濃度分布を第１図
ｃに示す。高濃度のp+不純物領域３（濃度分布
１９）に対して同じく高濃度のn+不純物領域１
８（濃度分布２２）が接合しており、この接合面
からはなれるにしたがい、低濃度のn-不純物領
域１７（濃度分布２１）が存在している。
物領域１７とp+不純物領域３との間に高濃度の
n+不純物領域１８を備えている点に特徴がある。
すなわちp+不純物領域３との接合面近くは高濃
度のn+不純物領域１８があり、このn+不純物領
域１８は低濃度のn-不純物領域１７を囲んでい
る。これらn-不純物領域１７、n+不純物領域１
８、p+不純物領域３の不純物濃度分布を第１図
ｃに示す。高濃度のp+不純物領域３（濃度分布
１９）に対して同じく高濃度のn+不純物領域１
８（濃度分布２２）が接合しており、この接合面
からはなれるにしたがい、低濃度のn-不純物領
域１７（濃度分布２１）が存在している。
次に本実施例の動作を第１図ｄ，ｅの電位分布
図を用いて説明する。第１図はｄは電荷蓄積状態
の電位分布図で第１図ｅは電荷転送状態の電位分
布図である。n-不純物領域１７、n+不純物領域
１８に光が入射すると半導体基板１とn-不純物
領域１７、n+不純物領域１８とのpn接合面に信
号電荷が発生し、電荷転送電極５の電位がＬレベ
ルの場合にはこの発生した信号電荷２２，２３は
第１図ｄに示すようにn-不純物領域１７、n+不
純物領域１８に蓄積される。ここでレベル８は素
子分離用のp+不純物領域３の電位レベルであり、
レベル７は電荷転送電極５がＬレベルの場合の移
送チヤネル１６のレベルである。
図を用いて説明する。第１図はｄは電荷蓄積状態
の電位分布図で第１図ｅは電荷転送状態の電位分
布図である。n-不純物領域１７、n+不純物領域
１８に光が入射すると半導体基板１とn-不純物
領域１７、n+不純物領域１８とのpn接合面に信
号電荷が発生し、電荷転送電極５の電位がＬレベ
ルの場合にはこの発生した信号電荷２２，２３は
第１図ｄに示すようにn-不純物領域１７、n+不
純物領域１８に蓄積される。ここでレベル８は素
子分離用のp+不純物領域３の電位レベルであり、
レベル７は電荷転送電極５がＬレベルの場合の移
送チヤネル１６のレベルである。
次に蓄積された電荷を移送するために電荷転送
電極５がＨレベルになるとレベル７が変化し、電
荷２２，２３は移送チヤネル１６を通つてｎ不純
物領域４へ移動し、n-不純物領域１７、n+不純
物領域１８は強い逆バイアス状態となる。この逆
バイアスによつて、p+不純物領域３からn+不純
物領域１８に空乏層が広がり、所定電圧に至つて
完全に空乏化される。n+不純物領域１８が完全
に空乏化されるとn-不純物領域１７に空乏層が
急激に広がる。このときn-不純物領域１７は低
濃度であるため約√D1 D2（ND1はn-不純物領
域１７の不純物濃度、ND2はn+不純物領域１８の
不純物濃度）に比例してバイアス電圧に対する空
乏層の広がりは大きくなる。従つて少しの逆バイ
アス電圧の増加でn-不純物領域１７、n+不純物
領域１８は完全に空乏化され、残留電荷は殆んど
なくなつてしまう。この状態の電位分布図を第１
図ｅに示す。レベル２４，２５はn-不純物領域
１７、n+不純物領域１８の電位レベル、２６は
移送された信号電荷を示す。このように残留電荷
がなくなることによつて従来あつた熱エネルギー
分布に基づく電荷放出がなくなるから、いわゆる
残像現象（電荷移送の遅延）はなくなる。さらに
蓄積電荷量が増加してn-不純物領域１７、n+不
純物領域１８とp+不純物領域３の間の逆バイア
ス電圧が低くなると空乏層は急激にその幅が狭く
なり、pn接合容量が増加する。従つてこのpn接
合容量によつて定まる最大蓄積電荷量は増大す
る。
電極５がＨレベルになるとレベル７が変化し、電
荷２２，２３は移送チヤネル１６を通つてｎ不純
物領域４へ移動し、n-不純物領域１７、n+不純
物領域１８は強い逆バイアス状態となる。この逆
バイアスによつて、p+不純物領域３からn+不純
物領域１８に空乏層が広がり、所定電圧に至つて
完全に空乏化される。n+不純物領域１８が完全
に空乏化されるとn-不純物領域１７に空乏層が
急激に広がる。このときn-不純物領域１７は低
濃度であるため約√D1 D2（ND1はn-不純物領
域１７の不純物濃度、ND2はn+不純物領域１８の
不純物濃度）に比例してバイアス電圧に対する空
乏層の広がりは大きくなる。従つて少しの逆バイ
アス電圧の増加でn-不純物領域１７、n+不純物
領域１８は完全に空乏化され、残留電荷は殆んど
なくなつてしまう。この状態の電位分布図を第１
図ｅに示す。レベル２４，２５はn-不純物領域
１７、n+不純物領域１８の電位レベル、２６は
移送された信号電荷を示す。このように残留電荷
がなくなることによつて従来あつた熱エネルギー
分布に基づく電荷放出がなくなるから、いわゆる
残像現象（電荷移送の遅延）はなくなる。さらに
蓄積電荷量が増加してn-不純物領域１７、n+不
純物領域１８とp+不純物領域３の間の逆バイア
ス電圧が低くなると空乏層は急激にその幅が狭く
なり、pn接合容量が増加する。従つてこのpn接
合容量によつて定まる最大蓄積電荷量は増大す
る。
この原理をわかりやすく示すために、簡単化し
たモデルを第２図に示す。２７は高濃度のp+不
純物領域、２８は高濃度のn+不純物の領域、２
９は低濃度のn-不純物領域で各濃度NA、ND1、
ND2はその領域内で一様であるとする。５０はp+
不純物領域２７とｎ型不純物領域２８，２９は逆
バイアス電圧を印加するための電圧源である。逆
バイアス電位差φTが小さい場合、空乏層は斜線
で示した領域３０に示すごとくpn接合面からp+
不純物領域２７とn+不純物領域２８に広がり、
n-不純物領域２９には及ばない。今、NA≫ND1
とすれば、空乏層の巾w1はw1＝〔2εSi／eND1・φT〕1/
2 となる。ここでεSiはシリコン半導体の誘導率、ｅ
は単位電荷量である。従つて接合容量C1はC1＝
εSi／w1＝〔eεSiND1／2φT〕1/2となる。今N+不純物
領層２８ の厚みをＷとすればw1Ｗ、即ちφTφC（φCは
w1＝ＷとなるφT）でこの関係が成り立つ。次に
φT＞φCではn+不純物領域２８は完全に空乏化し、
n-不純物領域２９まで広がる。n-不純物領域２
９内に広がつた空乏層巾をw2とすれば w1＋w2〔2εsiφT／eND2−W2・ND1／ND2〕1/2 （ただしND1≫ND2） と表わすことができる。このとき接合容量Ｃは Ｃ＝εSi／w1＋w2√D2 D1・〔2φT／εsieND2− 2φC／εsieND1〕-1/2 となる。ここでφC１／２ eND1／εsi・W2で表わす
こ とができる。
たモデルを第２図に示す。２７は高濃度のp+不
純物領域、２８は高濃度のn+不純物の領域、２
９は低濃度のn-不純物領域で各濃度NA、ND1、
ND2はその領域内で一様であるとする。５０はp+
不純物領域２７とｎ型不純物領域２８，２９は逆
バイアス電圧を印加するための電圧源である。逆
バイアス電位差φTが小さい場合、空乏層は斜線
で示した領域３０に示すごとくpn接合面からp+
不純物領域２７とn+不純物領域２８に広がり、
n-不純物領域２９には及ばない。今、NA≫ND1
とすれば、空乏層の巾w1はw1＝〔2εSi／eND1・φT〕1/
2 となる。ここでεSiはシリコン半導体の誘導率、ｅ
は単位電荷量である。従つて接合容量C1はC1＝
εSi／w1＝〔eεSiND1／2φT〕1/2となる。今N+不純物
領層２８ の厚みをＷとすればw1Ｗ、即ちφTφC（φCは
w1＝ＷとなるφT）でこの関係が成り立つ。次に
φT＞φCではn+不純物領域２８は完全に空乏化し、
n-不純物領域２９まで広がる。n-不純物領域２
９内に広がつた空乏層巾をw2とすれば w1＋w2〔2εsiφT／eND2−W2・ND1／ND2〕1/2 （ただしND1≫ND2） と表わすことができる。このとき接合容量Ｃは Ｃ＝εSi／w1＋w2√D2 D1・〔2φT／εsieND2− 2φC／εsieND1〕-1/2 となる。ここでφC１／２ eND1／εsi・W2で表わす
こ とができる。
電源電圧VB＝φT−φBに対する空乏層幅と接合
容量Ｃの関係を第３図に示す。ここでφBはビル
トイン電位である。実曲線３４は接合容量、破線
曲線３３は空乏層の幅を示す。第３図からわかる
ようにバイアス電位差φT＜φCにおける接合容量
は大きく、φCより十分大きくなると急激に減少
する。従つて、最大電荷蓄積状態においては、
φT＜φCであり、電荷移送状態ではφTをφCより十
分大きく設定することにより、残象を無くし、か
つ最大電荷蓄積容量を増大させることができる。
容量Ｃの関係を第３図に示す。ここでφBはビル
トイン電位である。実曲線３４は接合容量、破線
曲線３３は空乏層の幅を示す。第３図からわかる
ようにバイアス電位差φT＜φCにおける接合容量
は大きく、φCより十分大きくなると急激に減少
する。従つて、最大電荷蓄積状態においては、
φT＜φCであり、電荷移送状態ではφTをφCより十
分大きく設定することにより、残象を無くし、か
つ最大電荷蓄積容量を増大させることができる。
本実施例の場合も上述の原理における設定と同
様に電荷移送状態においてφTをφCより大きく設
定することにより残象を無くし、且つ電荷蓄積容
量を増大させることができる。
様に電荷移送状態においてφTをφCより大きく設
定することにより残象を無くし、且つ電荷蓄積容
量を増大させることができる。
本発明の第２の実施例による固体撮像装置を第
４図に示す。第４図ａは平面図で、第４図ｂは
ｂ−ｂ線断面図である。本実施例ではn+不純
物領域１８を、n-不純物領域１７とp+不純物領
域３の接合面の一部に設けている。本実施例にあ
つても第１の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
４図に示す。第４図ａは平面図で、第４図ｂは
ｂ−ｂ線断面図である。本実施例ではn+不純
物領域１８を、n-不純物領域１７とp+不純物領
域３の接合面の一部に設けている。本実施例にあ
つても第１の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
本発明の第３の実施例による固体撮像装置を第
５図に示す。第５図ａは平面図で、第４図ｂは
−線断面図である。本実施例では、高濃度の
p+不純物領域３に代わつて低濃度のn-不純物領
域３９で素子分離している。n+不純物領域１８
は第２の実施例と同様に接合面の一部に設けられ
ている。このn+不純物領域１８に対する部分の
みがp+不純物領域３７となつており、一部分に
p+n+接合領域が存在している。本実施例によつ
ても第１および第２の実施例と同様の効果を得る
ことができる。
５図に示す。第５図ａは平面図で、第４図ｂは
−線断面図である。本実施例では、高濃度の
p+不純物領域３に代わつて低濃度のn-不純物領
域３９で素子分離している。n+不純物領域１８
は第２の実施例と同様に接合面の一部に設けられ
ている。このn+不純物領域１８に対する部分の
みがp+不純物領域３７となつており、一部分に
p+n+接合領域が存在している。本実施例によつ
ても第１および第２の実施例と同様の効果を得る
ことができる。
本発明の第４の実施例による同体撮像装置を第
６図に示す。第６図ａは平面図であり第６図ｂは
ｂ−ｂ線断面図である。本実施例では高濃度
のn+不純物領域４０が高濃度のP+不純物領域３
と重畳して形成されている点に特徴がある。この
場合n+不純物領域４０のp+不純物領域３にオー
バーラツプした部分５７はオーバーラツプしない
部分５８より実質的に薄いn+不純物領域となり
低電圧で空乏化する。従つて部分５８が極めて小
さくても十分効果がある。
６図に示す。第６図ａは平面図であり第６図ｂは
ｂ−ｂ線断面図である。本実施例では高濃度
のn+不純物領域４０が高濃度のP+不純物領域３
と重畳して形成されている点に特徴がある。この
場合n+不純物領域４０のp+不純物領域３にオー
バーラツプした部分５７はオーバーラツプしない
部分５８より実質的に薄いn+不純物領域となり
低電圧で空乏化する。従つて部分５８が極めて小
さくても十分効果がある。
第６図ｃは本実施例の電荷移送時の電位分布図
で不純物領域５７から５８に至る電位分布がレベ
ル５１，５２，５３として示されている。この例
では５２で示す部分による蓄積容量に加え５１で
示す部分による蓄積容量が空乏化電位を高めるこ
となく付加されることになり、本実施例の効果を
顕著に引き出すことができる。なお、n+不純物
領域４０とp+不純物領域３の重なりが上下逆で
あつても同等の効果をもたらすことはいうまでも
ない。
で不純物領域５７から５８に至る電位分布がレベ
ル５１，５２，５３として示されている。この例
では５２で示す部分による蓄積容量に加え５１で
示す部分による蓄積容量が空乏化電位を高めるこ
となく付加されることになり、本実施例の効果を
顕著に引き出すことができる。なお、n+不純物
領域４０とp+不純物領域３の重なりが上下逆で
あつても同等の効果をもたらすことはいうまでも
ない。
本実施例によれば接合面積が大きいため蓄積容
量を大きくすることができる。また、本実施例に
よればn+不純物領域４０を形成する際にp+不純
物領域３とのきびしい相対位置精度が要求されな
いという利点がある。これはn+不純物領域４０
がp+不純物領域３側にそれてもn-不純物領域１
７側にずれても第６図ａ，ｂと同様の形状となる
からである。
量を大きくすることができる。また、本実施例に
よればn+不純物領域４０を形成する際にp+不純
物領域３とのきびしい相対位置精度が要求されな
いという利点がある。これはn+不純物領域４０
がp+不純物領域３側にそれてもn-不純物領域１
７側にずれても第６図ａ，ｂと同様の形状となる
からである。
なお、第２、第３の実施例と同様n+不純物領
域４０を接合面の一部に設けるようにしてもよ
い。
域４０を接合面の一部に設けるようにしてもよ
い。
上記実施例では不純物濃度がn-不純物領域と
n+不純物領域とで急激に変化したが、接合面近
傍が高濃度で徐々に低濃度に変化するように形成
してもよい。
n+不純物領域とで急激に変化したが、接合面近
傍が高濃度で徐々に低濃度に変化するように形成
してもよい。
（発明の効果）
以上の通り本発明のよれば、電荷蓄積容量が大
きく、かつ残像を少なくすることができる。
きく、かつ残像を少なくすることができる。
第１図ａ，ｂは本発明の第１の実施例による固
体撮像装置の平面図、およびｂ−ｂ線断面
図、第１図ｃは同固体撮像装置の不純物濃度を示
す図、第１図ｄ，ｅは同固体撮像装置の電位分布
図、第２図、第３図は同固体撮像装置の動作原理
を説明するための図、第４図ａ，ｂは本発明の第
２の実施例による固体撮像装置の平面図、ｂ−
ｂ線断面図、第５図ａ，ｂは本発明の第３の実
施例による固体撮像装置の平面図、−線断面
図、第６図ａ，ｂは本発明の第４の実施例による
固体撮像装置の平面図、−線断面図、第６図
ｃは同固体撮像装置の電位分布図、第７図ａ，ｂ
は従来の固体撮像装置の平面図、およびｂ−
ｂ線断面図、第７図ｃ，ｄは同固体撮像装置の電
位分布図、第８図は同固体撮像装置の動作原理を
説明するための図である。 １……半導体基板、２……ｎ不純物領域、３…
…p+不純物領域、４……ｎ不純物領域、５……
転送電極、６……絶縁層、１７……n-不純物領
域、１８……n+不純物領域、３７……p+不純物
領域、３９……p-不純物領域、４０……n+不純
物領域。
体撮像装置の平面図、およびｂ−ｂ線断面
図、第１図ｃは同固体撮像装置の不純物濃度を示
す図、第１図ｄ，ｅは同固体撮像装置の電位分布
図、第２図、第３図は同固体撮像装置の動作原理
を説明するための図、第４図ａ，ｂは本発明の第
２の実施例による固体撮像装置の平面図、ｂ−
ｂ線断面図、第５図ａ，ｂは本発明の第３の実
施例による固体撮像装置の平面図、−線断面
図、第６図ａ，ｂは本発明の第４の実施例による
固体撮像装置の平面図、−線断面図、第６図
ｃは同固体撮像装置の電位分布図、第７図ａ，ｂ
は従来の固体撮像装置の平面図、およびｂ−
ｂ線断面図、第７図ｃ，ｄは同固体撮像装置の電
位分布図、第８図は同固体撮像装置の動作原理を
説明するための図である。 １……半導体基板、２……ｎ不純物領域、３…
…p+不純物領域、４……ｎ不純物領域、５……
転送電極、６……絶縁層、１７……n-不純物領
域、１８……n+不純物領域、３７……p+不純物
領域、３９……p-不純物領域、４０……n+不純
物領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１導電型の半導体基板上に形成された第２
導電型の不純物領域を有し、入射光量に応じた信
号電荷を発生する複数の光電変換素子と、これら
光電変換素子間を分離する、前記半導体基板より
も高濃度の第１導電型の不純物領域と、前記光電
変換素子で発生された信号電荷を転送する電荷転
送部とを備え、 前記光電変換素子の第２導電型の不純物領域
は、前記第１導電型不純物領域との接合近傍にお
いて不純物濃度が高いことを特徴とする固体撮像
装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置に
おいて、前記第２導電型の不純物領域は、前記接
合面において、前記第１導電型の不純物領域と重
なり合つていることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61163463A JPS6318665A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 固体撮像装置 |
| US07/071,665 US4907050A (en) | 1986-07-11 | 1987-07-09 | Solid-state image pickup device |
| DE3750595T DE3750595T2 (de) | 1986-07-11 | 1987-07-10 | Festkörperbildaufnahmeanordnung. |
| EP87109999A EP0253330B1 (en) | 1986-07-11 | 1987-07-10 | Solid-state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61163463A JPS6318665A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318665A JPS6318665A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0516669B2 true JPH0516669B2 (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=15774352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61163463A Granted JPS6318665A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 固体撮像装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4907050A (ja) |
| EP (1) | EP0253330B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6318665A (ja) |
| DE (1) | DE3750595T2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07112054B2 (ja) * | 1988-03-08 | 1995-11-29 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| JPH0766961B2 (ja) * | 1988-10-07 | 1995-07-19 | 三菱電機株式会社 | 固体撮像素子 |
| JP2575907B2 (ja) * | 1989-12-28 | 1997-01-29 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置とその製造方法 |
| US5130774A (en) * | 1990-07-12 | 1992-07-14 | Eastman Kodak Company | Antiblooming structure for solid-state image sensor |
| JPH0828497B2 (ja) * | 1990-07-19 | 1996-03-21 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| US5291044A (en) * | 1990-12-12 | 1994-03-01 | Eastman Kodak Company | Image sensor with continuous time photodiode |
| JP2849249B2 (ja) * | 1991-10-22 | 1999-01-20 | 三菱電機株式会社 | 赤外イメージセンサ及びその製造方法 |
| EP0544260A1 (en) * | 1991-11-25 | 1993-06-02 | Eastman Kodak Company | Antiblooming structure for CCD image sensor |
| US5705836A (en) * | 1995-05-22 | 1998-01-06 | Dalsa, Inc. | Efficient charge transfer structure in large pitch charge coupled device |
| US6346722B1 (en) | 1998-06-26 | 2002-02-12 | Nec Corporation | Solid state imaging device and method for manufacturing the same |
| US6310366B1 (en) * | 1999-06-16 | 2001-10-30 | Micron Technology, Inc. | Retrograde well structure for a CMOS imager |
| JP2005302909A (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2017045879A (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
| JP2019114797A (ja) * | 2019-02-20 | 2019-07-11 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4484210A (en) * | 1980-09-05 | 1984-11-20 | Nippon Electric Co., Ltd. | Solid-state imaging device having a reduced image lag |
| JPS5887882A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | Hitachi Ltd | フオトセンサ− |
| JPS5928772A (ja) * | 1982-08-11 | 1984-02-15 | Sony Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
| JPS6156583A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-22 | Sharp Corp | 固体撮像装置 |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP61163463A patent/JPS6318665A/ja active Granted
-
1987
- 1987-07-09 US US07/071,665 patent/US4907050A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-10 DE DE3750595T patent/DE3750595T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-07-10 EP EP87109999A patent/EP0253330B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0253330A3 (en) | 1991-03-13 |
| DE3750595D1 (de) | 1994-11-03 |
| DE3750595T2 (de) | 1995-03-23 |
| EP0253330A2 (en) | 1988-01-20 |
| US4907050A (en) | 1990-03-06 |
| EP0253330B1 (en) | 1994-09-28 |
| JPS6318665A (ja) | 1988-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |