JPH06181226A - 信号電荷転送装置およびその製造方法 - Google Patents
信号電荷転送装置およびその製造方法Info
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- JPH06181226A JPH06181226A JP4354989A JP35498992A JPH06181226A JP H06181226 A JPH06181226 A JP H06181226A JP 4354989 A JP4354989 A JP 4354989A JP 35498992 A JP35498992 A JP 35498992A JP H06181226 A JPH06181226 A JP H06181226A
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- transfer device
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- H10D44/041—Manufacture or treatment having insulated gates
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- 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
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- H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
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- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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- H10D44/462—Buried-channel CCD
- H10D44/468—Four-phase CCD
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- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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- 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
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 電極の長さを減少せず、ＣＴＥを増大させる
ことができる信号電荷転送装置およびその製造方法を提
供するものである。 【構成】 第１導電型チャネル領域３０上に所定間隔を
おいて形成される複数の第１電極５０；前記第１電極間
に形成される複数の第２電極８０；前記チャネル領域、
第１電極および第２電極を互いに電気的に隔離させるた
めの絶縁層６０；各第２電極の下側に相当するチャネル
領域内に多段の段差状に形成され、かつ前記チャネル領
域より低い濃度を有する第１導電型の不純物領域７０；
を含む。
ことができる信号電荷転送装置およびその製造方法を提
供するものである。 【構成】 第１導電型チャネル領域３０上に所定間隔を
おいて形成される複数の第１電極５０；前記第１電極間
に形成される複数の第２電極８０；前記チャネル領域、
第１電極および第２電極を互いに電気的に隔離させるた
めの絶縁層６０；各第２電極の下側に相当するチャネル
領域内に多段の段差状に形成され、かつ前記チャネル領
域より低い濃度を有する第１導電型の不純物領域７０；
を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像センサに関し、特
に信号電荷転送装置に関する。
に信号電荷転送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、映像センサの種類としては、ＣＣ
Ｄ映像センサと、密着型映像センサなどがある。これら
の映像センサの概略の動作は次の通りである。映像セン
サは映像に相当する光信号を受光してこれを電気的に信
号に変換した後、その電気的な信号をディスプレイし、
またはプリントすることができるように処理する。信号
電荷転送装置は、その電気的な信号を一方向に転送する
ための装置で、通常前記密着型のイメージセンサまたは
ＣＣＤ映像センサに必須構成要素として含まれている。
Ｄ映像センサと、密着型映像センサなどがある。これら
の映像センサの概略の動作は次の通りである。映像セン
サは映像に相当する光信号を受光してこれを電気的に信
号に変換した後、その電気的な信号をディスプレイし、
またはプリントすることができるように処理する。信号
電荷転送装置は、その電気的な信号を一方向に転送する
ための装置で、通常前記密着型のイメージセンサまたは
ＣＣＤ映像センサに必須構成要素として含まれている。
【０００３】信号電荷転送装置の先行技術の一例とし
て、ＣＣＤ映像センサの信号電荷転送装置を説明する。
ＣＣＤ映像センサは、大別してシリコンのような一つの
半導体基板に形成される複数の光検出器と、垂直信号電
荷転送装置および水平信号電荷転送装置とからなる。光
検出器としては、主にＰ−Ｎ接合のホトダイオードが使
用されており、光検出器として適切な素子を選択すると
可視領域から赤外線領域までの被写体撮影が可能であ
る。
て、ＣＣＤ映像センサの信号電荷転送装置を説明する。
ＣＣＤ映像センサは、大別してシリコンのような一つの
半導体基板に形成される複数の光検出器と、垂直信号電
荷転送装置および水平信号電荷転送装置とからなる。光
検出器としては、主にＰ−Ｎ接合のホトダイオードが使
用されており、光検出器として適切な素子を選択すると
可視領域から赤外線領域までの被写体撮影が可能であ
る。
【０００４】図１は従来のインタライン転送方式のＣＣ
Ｄ映像センサの概略構成を示した構成ブロック図で、規
則配列される複数のホトダイオード１と、ホトダイオー
ド１の列間に配列される垂直信号電荷転送装置２と、垂
直信号電荷転送装置２の出力側に直交するように配列さ
れる水平信号電荷転送装置３と、水平信号電荷転送装置
３から出力される信号電荷を感知した後、これを増幅し
て所定利得の電圧に変換するセンシング増幅器４とから
なる。図１で、点線の矢方向は信号電荷の流れの経路を
示すものである。
Ｄ映像センサの概略構成を示した構成ブロック図で、規
則配列される複数のホトダイオード１と、ホトダイオー
ド１の列間に配列される垂直信号電荷転送装置２と、垂
直信号電荷転送装置２の出力側に直交するように配列さ
れる水平信号電荷転送装置３と、水平信号電荷転送装置
３から出力される信号電荷を感知した後、これを増幅し
て所定利得の電圧に変換するセンシング増幅器４とから
なる。図１で、点線の矢方向は信号電荷の流れの経路を
示すものである。
【０００５】従来のＣＣＤ映像センサの動作を説明す
る。画面の各ピクセルに相当する各ホトダイオード１に
光が入射されると、各ホトダイオード１ではそれに相当
する映像信号電荷が生成される。この映像信号電荷は、
図１では図示されないが、ホトダイオード１および垂直
信号電荷転送装置２上にわたって形成される電極に所定
のクロック信号が印加される時、ホトダイオード１から
垂直信号電荷転送装置２へ移動され、クロック信号によ
り水平信号電荷転送装置３に移動される。
る。画面の各ピクセルに相当する各ホトダイオード１に
光が入射されると、各ホトダイオード１ではそれに相当
する映像信号電荷が生成される。この映像信号電荷は、
図１では図示されないが、ホトダイオード１および垂直
信号電荷転送装置２上にわたって形成される電極に所定
のクロック信号が印加される時、ホトダイオード１から
垂直信号電荷転送装置２へ移動され、クロック信号によ
り水平信号電荷転送装置３に移動される。
【０００６】水平信号電荷転送装置３に移動された映像
信号は、図示されないが、水平信号電荷転送装置３上に
形成される電極に所定のクロック信号が印加される時、
水平信号電荷転送装置３の出力側に移動される。水平信
号電荷転送装置３より出力された映像信号電荷は出力ゲ
ート（図示せず）を介してフローティングディフューゾ
ン領域（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｒｅ
ｇｉｏｎ）（図示せず）に一時貯蔵される。フローティ
ングディフューゾン領域に貯蔵された映像信号電荷は、
センシング増幅器４により感知され、所定増幅度で増幅
された後電圧情報として出力される。
信号は、図示されないが、水平信号電荷転送装置３上に
形成される電極に所定のクロック信号が印加される時、
水平信号電荷転送装置３の出力側に移動される。水平信
号電荷転送装置３より出力された映像信号電荷は出力ゲ
ート（図示せず）を介してフローティングディフューゾ
ン領域（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｒｅ
ｇｉｏｎ）（図示せず）に一時貯蔵される。フローティ
ングディフューゾン領域に貯蔵された映像信号電荷は、
センシング増幅器４により感知され、所定増幅度で増幅
された後電圧情報として出力される。
【０００７】図２は図１のａ−ａ’線による水平信号電
荷転送装置３の構造を示す断面図である。図２によれ
ば、水平信号電荷転送装置３はｎ°型（また第１導電
型）半導体基板５；ｎ°型半導体基板５上に形成される
ｐ型（または第２導電型）ウェル（Ｗｅｌｌ）６；ｐ型
ウェル６上に形成されるｎ°型チャネル領域７；ｎ°型
チャネル領域７の端部に連結されてｐ型ウェル６上に形
成され、ｎ°型チャネル領域７より流入された映像信号
電荷を一時貯蔵するためのｎ+ 型フローティングディフ
ューゾン領域８；ｎ+ 型フローティングディフューゾン
領域８の端部と連結されてｐ型ウェル６上に形成される
ｎ°型リセット領域９；ｎ°型リセット領域９の端部と
連結されてｐ型ウェル６上に形成され、ｎ+ 型フローテ
ィングディフューゾン領域８よりｎ°型リセット領域９
を介して入力される映像信号電荷を放電させるｎ+ 型リ
セットドレイン領域１０；ｎ+ 型チャネル領域７に所定
間隔をおいて形成される複数のｎ- 不純物領域１１；ｎ
- 不純物領域１１上に形成され、クロック信号（Ｈφ
１）が印加される第１電極１２；第１電極１２間に形成
されクロック信号（Ｈφ２）が印加される第２電極１
２；ｎ+ 型チャネル領域７の端部の上側に形成され一定
の直流電圧（ＤＣ）が印加される出力電極１４；ｎ°型
リセット領域９上に形成され、リセットクロック信号
（Ｒφ）が印加されるリセット電極１５；を含む。ここ
で、ｎ°と ｎ+ およびｎ- は不純物イオンの濃度を示
すもので、それらの大きさは、下記式（１）のような順
序を有する。 ｎ+ ＞ｎ°＞ｎ- ・・・・・ （１）
荷転送装置３の構造を示す断面図である。図２によれ
ば、水平信号電荷転送装置３はｎ°型（また第１導電
型）半導体基板５；ｎ°型半導体基板５上に形成される
ｐ型（または第２導電型）ウェル（Ｗｅｌｌ）６；ｐ型
ウェル６上に形成されるｎ°型チャネル領域７；ｎ°型
チャネル領域７の端部に連結されてｐ型ウェル６上に形
成され、ｎ°型チャネル領域７より流入された映像信号
電荷を一時貯蔵するためのｎ+ 型フローティングディフ
ューゾン領域８；ｎ+ 型フローティングディフューゾン
領域８の端部と連結されてｐ型ウェル６上に形成される
ｎ°型リセット領域９；ｎ°型リセット領域９の端部と
連結されてｐ型ウェル６上に形成され、ｎ+ 型フローテ
ィングディフューゾン領域８よりｎ°型リセット領域９
を介して入力される映像信号電荷を放電させるｎ+ 型リ
セットドレイン領域１０；ｎ+ 型チャネル領域７に所定
間隔をおいて形成される複数のｎ- 不純物領域１１；ｎ
- 不純物領域１１上に形成され、クロック信号（Ｈφ
１）が印加される第１電極１２；第１電極１２間に形成
されクロック信号（Ｈφ２）が印加される第２電極１
２；ｎ+ 型チャネル領域７の端部の上側に形成され一定
の直流電圧（ＤＣ）が印加される出力電極１４；ｎ°型
リセット領域９上に形成され、リセットクロック信号
（Ｒφ）が印加されるリセット電極１５；を含む。ここ
で、ｎ°と ｎ+ およびｎ- は不純物イオンの濃度を示
すもので、それらの大きさは、下記式（１）のような順
序を有する。 ｎ+ ＞ｎ°＞ｎ- ・・・・・ （１）
【０００８】図２で図示されないが、図１のセンシング
増幅器４は、ｎ+ 型フローティングディフューゾン領域
８に一時貯蔵された映像信号電荷を感知して所定増幅度
で増幅させる。図２で、符号１６は絶縁層である。図２
のようなＣＣＤ映像センサでは、第１電極および第２電
極の物質は、主に不純物がドープされたポリシリコンが
使用される。
増幅器４は、ｎ+ 型フローティングディフューゾン領域
８に一時貯蔵された映像信号電荷を感知して所定増幅度
で増幅させる。図２で、符号１６は絶縁層である。図２
のようなＣＣＤ映像センサでは、第１電極および第２電
極の物質は、主に不純物がドープされたポリシリコンが
使用される。
【０００９】図２の構成による水平信号電荷転送装置の
動作を電位ダイヤグラムである図３（ａ）乃至（ｃ）を
参照して説明する。図１の垂直信号電荷転送装置１から
水平信号電荷転送装置３へ映像信号電荷が転送された状
態で、水平信号電荷転送装置３の第１，第２クロック信
号（Ｈφ１），（Ｈφ２）が第１電極１２および第２電
極１３に印加されなければ、水平信号電荷転送装置３は
図３（ａ）のような電位ダイヤグラムを有することとな
る。ついで水平信号電荷転送装置３の第１クロック信号
（Ｈφ１）がハイレベル電圧で、第２クロック信号（Ｈ
φ２）がローレベル電圧で第１及び第２電極１２，１３
に印加されると、水平信号電荷転送装置３は図３（ｂ）
のような電位ダイヤグラムを有することとなる。
動作を電位ダイヤグラムである図３（ａ）乃至（ｃ）を
参照して説明する。図１の垂直信号電荷転送装置１から
水平信号電荷転送装置３へ映像信号電荷が転送された状
態で、水平信号電荷転送装置３の第１，第２クロック信
号（Ｈφ１），（Ｈφ２）が第１電極１２および第２電
極１３に印加されなければ、水平信号電荷転送装置３は
図３（ａ）のような電位ダイヤグラムを有することとな
る。ついで水平信号電荷転送装置３の第１クロック信号
（Ｈφ１）がハイレベル電圧で、第２クロック信号（Ｈ
φ２）がローレベル電圧で第１及び第２電極１２，１３
に印加されると、水平信号電荷転送装置３は図３（ｂ）
のような電位ダイヤグラムを有することとなる。
【００１０】水平信号電荷転送装置３の第１クロック信
号（Ｈφ１）がハイレベル電圧で、第２クロック信号
（Ｈφ２）がハイレベル電圧で、第１電極１２および第
２電極に印加されると、水平信号電荷転送装置３は図３
（ｃ）のような電位ダイヤグラムを有することとなる。
このような、第１クロック信号（Ｈφ１）および第２ク
ロック信号（Ｈφ２）がハイまたはロー状態を繰り返し
て第１電極１２および第２電極１３に印加されると映像
信号電荷は出力ゲート電極１４に向かって移動される。
この時、水平信号電荷転送装置３の出力ゲート電極１４
には一定の直流電圧がバイアスされているので、図３
（ａ）乃至図３（ｃ）のように、出力ゲート電極１４の
下側には常に一定の電位が形成されている。この状態
で、上述したように第２クロック信号（Ｈφ２）がロー
レベル状態で、第１クロック信号（Ｈφ１）がハイレベ
ル状態で第１電極１２および第２電極１３に印加される
と、最終の第１電極１２および第２電極１３の下側での
電位は高くなるので、映像信号電荷が出力ゲート１４の
下側の電位障壁を越えてフローティングディフューゾン
領域８に流入される。この場合を図３（ｂ）に示した。
号（Ｈφ１）がハイレベル電圧で、第２クロック信号
（Ｈφ２）がハイレベル電圧で、第１電極１２および第
２電極に印加されると、水平信号電荷転送装置３は図３
（ｃ）のような電位ダイヤグラムを有することとなる。
このような、第１クロック信号（Ｈφ１）および第２ク
ロック信号（Ｈφ２）がハイまたはロー状態を繰り返し
て第１電極１２および第２電極１３に印加されると映像
信号電荷は出力ゲート電極１４に向かって移動される。
この時、水平信号電荷転送装置３の出力ゲート電極１４
には一定の直流電圧がバイアスされているので、図３
（ａ）乃至図３（ｃ）のように、出力ゲート電極１４の
下側には常に一定の電位が形成されている。この状態
で、上述したように第２クロック信号（Ｈφ２）がロー
レベル状態で、第１クロック信号（Ｈφ１）がハイレベ
ル状態で第１電極１２および第２電極１３に印加される
と、最終の第１電極１２および第２電極１３の下側での
電位は高くなるので、映像信号電荷が出力ゲート１４の
下側の電位障壁を越えてフローティングディフューゾン
領域８に流入される。この場合を図３（ｂ）に示した。
【００１１】逆に、第１クロック信号（Ｈφ１）がロー
レベル状態で、第２クロック信号（Ｈφ２）がハイレベ
ル状態で第１電極１２および第２電極１３に印加される
と、最終の第１電極１２および第２電極１３の下側での
電位は低くなるので、映像信号電荷は出力ゲート１４の
下側の電位障壁を越えない。したがって、フローティン
グディフューゾン領域８では映像信号電荷が入力されな
い。この場合を図３（ｃ）に示した。ここで、ｎ- 型不
純物領域１１はＰ型（すなわち、第２導電型）不純物で
あるボロン（ｂｏｒｏｎ）を注入することにより形成さ
れる。すなわち、ｎ°型チャネル領域７にボロンイオン
を注入すれば、その部分のｎ°型濃度はｎ- 型で低下さ
れることとなる。
レベル状態で、第２クロック信号（Ｈφ２）がハイレベ
ル状態で第１電極１２および第２電極１３に印加される
と、最終の第１電極１２および第２電極１３の下側での
電位は低くなるので、映像信号電荷は出力ゲート１４の
下側の電位障壁を越えない。したがって、フローティン
グディフューゾン領域８では映像信号電荷が入力されな
い。この場合を図３（ｃ）に示した。ここで、ｎ- 型不
純物領域１１はＰ型（すなわち、第２導電型）不純物で
あるボロン（ｂｏｒｏｎ）を注入することにより形成さ
れる。すなわち、ｎ°型チャネル領域７にボロンイオン
を注入すれば、その部分のｎ°型濃度はｎ- 型で低下さ
れることとなる。
【００１２】図３（ａ）乃至（ｃ）に示すように、ｎ-
型不純物領域１１により形成された段差状の電位によ
り、映像信号電荷は水平信号電荷転送装置３の出力側に
向かって移動される。通常、水平信号電荷転送装置３の
クロッキング方式としては、図２、図３のように二相ク
ロック方式が使用される。このような水平信号電荷転送
装置３は図示されないが、垂直信号電荷転送装置２の構
造と大部分同じだ。水平および垂直信号電荷転送装置
で、映像信号電荷が損失なく効率的に移動される程度
を、信号電荷転送効率（ＣＴＥ）といい、このＣＴＥが
良いほど良い映像センサということができる。このＣＴ
Ｅは電極長さ（ｌ）に反比例である。
型不純物領域１１により形成された段差状の電位によ
り、映像信号電荷は水平信号電荷転送装置３の出力側に
向かって移動される。通常、水平信号電荷転送装置３の
クロッキング方式としては、図２、図３のように二相ク
ロック方式が使用される。このような水平信号電荷転送
装置３は図示されないが、垂直信号電荷転送装置２の構
造と大部分同じだ。水平および垂直信号電荷転送装置
で、映像信号電荷が損失なく効率的に移動される程度
を、信号電荷転送効率（ＣＴＥ）といい、このＣＴＥが
良いほど良い映像センサということができる。このＣＴ
Ｅは電極長さ（ｌ）に反比例である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
映像センサの信号電荷転送装置によれば、画素（Ｐｉｘ
ｅｌ）数および光学系の大きさが決定されると、水平単
位セルの長さ（Ｌ）が決定され、電極長さ（ｌ）はＬ／
４以下で低下させることができなかった。したがって、
ＣＴＥを増大させるのには限界があった。本発明の目的
は、これらの問題点を解消するためのもので、電極の長
さを減少せず、ＣＴＥを増大させることができる信号電
荷転送装置およびその製造方法を提供するものである。
映像センサの信号電荷転送装置によれば、画素（Ｐｉｘ
ｅｌ）数および光学系の大きさが決定されると、水平単
位セルの長さ（Ｌ）が決定され、電極長さ（ｌ）はＬ／
４以下で低下させることができなかった。したがって、
ＣＴＥを増大させるのには限界があった。本発明の目的
は、これらの問題点を解消するためのもので、電極の長
さを減少せず、ＣＴＥを増大させることができる信号電
荷転送装置およびその製造方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、第１導電型のチャネル領域が設
けられ、第１導電型のチャネル領域上に所定間隔をおい
て複数の第１電極が形成される。第１電極間に複数の第
２電極が形成される。第１電極および第２電極間には、
これらを電気的に隔離させるための絶縁層形成される。
各第２電極の下側に対応するチャネル領域内に多段の段
差状に形成され、かつチャネル領域より低い濃度を有す
る第１導電型の不純物領域が形成される。第１導電型の
不純物領域は、多段の段差状を有するので、その部分で
の電位ダイヤグラムも多段の段差状を有することとな
る。したがって映像信号電荷の移動がより容易であるの
で、ＣＴＥが改善される。
めに、本発明によれば、第１導電型のチャネル領域が設
けられ、第１導電型のチャネル領域上に所定間隔をおい
て複数の第１電極が形成される。第１電極間に複数の第
２電極が形成される。第１電極および第２電極間には、
これらを電気的に隔離させるための絶縁層形成される。
各第２電極の下側に対応するチャネル領域内に多段の段
差状に形成され、かつチャネル領域より低い濃度を有す
る第１導電型の不純物領域が形成される。第１導電型の
不純物領域は、多段の段差状を有するので、その部分で
の電位ダイヤグラムも多段の段差状を有することとな
る。したがって映像信号電荷の移動がより容易であるの
で、ＣＴＥが改善される。
【００１５】
【実施例】本発明による信号電荷転送装置の製造工程を
図４、図５を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示
すように、ｎ°型半導体基板１０にＰ型イオンであるボ
ロンイオン（Ｂ）を注入した後拡散してｎ°型半導体基
板１０上にｐ型ウェル２０を形成し、図４（ｂ）に示す
ように、ｐ型ウェル２０を部分的に、ｎ型イオンである
ヒ素イオンを注入し、これを拡散させｎ°型チャネル領
域３０を形成する。ここで、ｎ°型半導体基板１０の物
質は主に単結晶シリコンが使用される。
図４、図５を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示
すように、ｎ°型半導体基板１０にＰ型イオンであるボ
ロンイオン（Ｂ）を注入した後拡散してｎ°型半導体基
板１０上にｐ型ウェル２０を形成し、図４（ｂ）に示す
ように、ｐ型ウェル２０を部分的に、ｎ型イオンである
ヒ素イオンを注入し、これを拡散させｎ°型チャネル領
域３０を形成する。ここで、ｎ°型半導体基板１０の物
質は主に単結晶シリコンが使用される。
【００１６】ついで、図４（ｃ）に示すように、ｎ°型
チャネル領域３０および露出されたｐ型ウェル２０上
に、第１絶縁層として酸化膜４０と第１ポリシリコン５
０を順次形成する。図４（ｄ）に示すように、第１ポリ
シリコン５０上にフォトエッチング工程およびエッチン
グ工程（いずれもパターニングという）を行うことによ
り、第１電極としての複数の第１ポリシリコンパターン
５０ａを所定間隔をおいて形成する。ついで第１ポリシ
リコンパターン５０ａの表面に第２絶縁層として酸化膜
６０を形成する。その後、第１電極である第１ポリシリ
コンパターン５０ａをマスクとしてｎ°型チャネル領域
３０上にＰ型不純物イオンであるボロンイオン（Ｂ）を
垂直方向に注入してｎ°型チャネル領域３０内に、ｎ°
型チャネル領域３０より低い濃度のｎ- 型不純物領域７
０を形成する。
チャネル領域３０および露出されたｐ型ウェル２０上
に、第１絶縁層として酸化膜４０と第１ポリシリコン５
０を順次形成する。図４（ｄ）に示すように、第１ポリ
シリコン５０上にフォトエッチング工程およびエッチン
グ工程（いずれもパターニングという）を行うことによ
り、第１電極としての複数の第１ポリシリコンパターン
５０ａを所定間隔をおいて形成する。ついで第１ポリシ
リコンパターン５０ａの表面に第２絶縁層として酸化膜
６０を形成する。その後、第１電極である第１ポリシリ
コンパターン５０ａをマスクとしてｎ°型チャネル領域
３０上にＰ型不純物イオンであるボロンイオン（Ｂ）を
垂直方向に注入してｎ°型チャネル領域３０内に、ｎ°
型チャネル領域３０より低い濃度のｎ- 型不純物領域７
０を形成する。
【００１７】図５ａに示すように、第１ポリシリコンパ
ターン５０ａをマスクとしてｎ°型チャネル領域３０に
対して約３０°〜６０°の角度でｎ°型チャネル領域３
０にボロンイオン（Ｂ）を傾斜注入して前記ｎ- 型不純
物領域７０を段差状のｎ- 型不純物領域７０ａを作る。
すなわち、ボロンイオン（Ｂ）を第１ポリシリコンパタ
ーン５０ａをマスクとして傾斜注入すると、ｎ- 型不純
物領域７０の一部分のみボロンイオン（Ｂ）がさらに注
入されるので、その部分はボロンイオン（Ｂ）がさらに
注入されないｎ- 型不純物領域７０ａの他の部分より深
くなる。したがって、ｎ- 型不純物領域７０は２段の段
差状を有するｎ- 型不純物領域７０ａとなる。前述の式
（１）に示すように、ｎ- はｎ°よりも低い濃度を有す
ることであることを意味する。ここで、角度を低めなが
ら、Ｐ型ボロンイオン（Ｂ）の注入を繰り返せば、ボロ
ンイオン（Ｂ）が注入されたｎ°型チャネル領域３０の
部分が低い濃度のｎ- 型と変換するので、結局多段の段
差状を有するｎ-型不純物領域が作ることができる。
ターン５０ａをマスクとしてｎ°型チャネル領域３０に
対して約３０°〜６０°の角度でｎ°型チャネル領域３
０にボロンイオン（Ｂ）を傾斜注入して前記ｎ- 型不純
物領域７０を段差状のｎ- 型不純物領域７０ａを作る。
すなわち、ボロンイオン（Ｂ）を第１ポリシリコンパタ
ーン５０ａをマスクとして傾斜注入すると、ｎ- 型不純
物領域７０の一部分のみボロンイオン（Ｂ）がさらに注
入されるので、その部分はボロンイオン（Ｂ）がさらに
注入されないｎ- 型不純物領域７０ａの他の部分より深
くなる。したがって、ｎ- 型不純物領域７０は２段の段
差状を有するｎ- 型不純物領域７０ａとなる。前述の式
（１）に示すように、ｎ- はｎ°よりも低い濃度を有す
ることであることを意味する。ここで、角度を低めなが
ら、Ｐ型ボロンイオン（Ｂ）の注入を繰り返せば、ボロ
ンイオン（Ｂ）が注入されたｎ°型チャネル領域３０の
部分が低い濃度のｎ- 型と変換するので、結局多段の段
差状を有するｎ-型不純物領域が作ることができる。
【００１８】図５ｂに示すように、全ての表面にわたっ
て、すなわち、第１ポリシリコンパターン５０ａおよび
ｎ- 型不純物領域７０ａ上に第２ポリシリコン８０を形
成した後、図５ｃに示すように、第２ポリシリコン８０
をパターニングして第１ポリシリコンパターン５０ａ間
に第２電極としての第２ポリシリコンパターン８０ａを
複数形成する。したがって、酸化膜４０，６０は第１電
極としての第１ポリシリコンパターン５０ａおよび第２
電極としての第２ポリシリコンパターン８０ａを電気的
に隔離する役割をする。上述した、酸化膜４０，６０と
第１ポリシリコン５０および第２ポリシリコン８０の形
成方法は、ＣＶＤ法が使用される。信号電荷転送のため
の二相クロックのために、２つのクロック信号、すなわ
ち、第１クロック信号（Ｈφ１）と第２クロック信号
（Ｈφ２）とが使用される。ここで、第１電極である第
１ポリシリコンパターン５０ａの長さと、第２電極であ
る第２ポリシリコンパターン８０ａの長さ（ｌ）とは同
一であり、これらのポリシリコンは導電性を有するよう
に所定の導電型の不純物がドープされたものである。
て、すなわち、第１ポリシリコンパターン５０ａおよび
ｎ- 型不純物領域７０ａ上に第２ポリシリコン８０を形
成した後、図５ｃに示すように、第２ポリシリコン８０
をパターニングして第１ポリシリコンパターン５０ａ間
に第２電極としての第２ポリシリコンパターン８０ａを
複数形成する。したがって、酸化膜４０，６０は第１電
極としての第１ポリシリコンパターン５０ａおよび第２
電極としての第２ポリシリコンパターン８０ａを電気的
に隔離する役割をする。上述した、酸化膜４０，６０と
第１ポリシリコン５０および第２ポリシリコン８０の形
成方法は、ＣＶＤ法が使用される。信号電荷転送のため
の二相クロックのために、２つのクロック信号、すなわ
ち、第１クロック信号（Ｈφ１）と第２クロック信号
（Ｈφ２）とが使用される。ここで、第１電極である第
１ポリシリコンパターン５０ａの長さと、第２電極であ
る第２ポリシリコンパターン８０ａの長さ（ｌ）とは同
一であり、これらのポリシリコンは導電性を有するよう
に所定の導電型の不純物がドープされたものである。
【００１９】完成された信号電荷転送装置の断面図であ
る図５ｃによる電位ダイヤグラムを図５（ａ）に示し
た。図５（ａ）を、従来の信号電荷転送装置の電位ダイ
ヤグラムを示している図３（ａ）に比べてみると、多い
段差を有していることがわかる。図５（ａ）は水平信号
電荷転送装置のクロック信号が印加されない状態の電位
ダイヤグラムである。図５（ａ）のような状態で、第１
クロック信号（Ｈφ１）がハイレベル状態で、第２クロ
ック信号（Ｈφ２）がローレベル状態で第１電極である
第１ポリシリコンパターン５０ａおよび第２電極である
第２ポリシリコンパターン８０ａに印加されると、信号
電荷転送装置は図５（ｂ）に示すような電位ダイヤグラ
ムとなる。また、第１クロック信号（Ｈφ１）がローレ
ベル状態で、第２クロック信号（Ｈφ２）がハイレベル
状態で第１ポリシリコンパターン５０ａおよび第２ポリ
シリコンパターン８０ａに印加されると、信号電荷転送
装置は図５（ｃ）に示すような電位ダイヤグラムとな
る。このように、第１クロック信号（Ｈφ１）および第
２クロック信号（Ｈφ２）がハイレベルまたはローレベ
ル状態に、交互に有しているならば、信号電荷転送装置
は図５（ｂ）および（ｃ）の電位ダイヤグラムを交互に
有することとなり、これにより、映像信号電荷は出力側
（図４（ｇ）で右側）に向かって移動される。ここで、
従来の信号電荷転送装置の電位ダイヤグラムである図３
（ａ）乃至（ｃ）と、本発明による信号電荷転送装置の
電位ダイヤグラムである図５（ｂ）乃至（ｃ）を比較す
れば、図５での電位ダイヤグラムが図３の電位ダイヤグ
ラムより多い段差を有していることがわかる。したがっ
て、本発明の信号電荷転送装置で、映像信号電荷はさら
に容易に出力側に向かって転送されることができる。
る図５ｃによる電位ダイヤグラムを図５（ａ）に示し
た。図５（ａ）を、従来の信号電荷転送装置の電位ダイ
ヤグラムを示している図３（ａ）に比べてみると、多い
段差を有していることがわかる。図５（ａ）は水平信号
電荷転送装置のクロック信号が印加されない状態の電位
ダイヤグラムである。図５（ａ）のような状態で、第１
クロック信号（Ｈφ１）がハイレベル状態で、第２クロ
ック信号（Ｈφ２）がローレベル状態で第１電極である
第１ポリシリコンパターン５０ａおよび第２電極である
第２ポリシリコンパターン８０ａに印加されると、信号
電荷転送装置は図５（ｂ）に示すような電位ダイヤグラ
ムとなる。また、第１クロック信号（Ｈφ１）がローレ
ベル状態で、第２クロック信号（Ｈφ２）がハイレベル
状態で第１ポリシリコンパターン５０ａおよび第２ポリ
シリコンパターン８０ａに印加されると、信号電荷転送
装置は図５（ｃ）に示すような電位ダイヤグラムとな
る。このように、第１クロック信号（Ｈφ１）および第
２クロック信号（Ｈφ２）がハイレベルまたはローレベ
ル状態に、交互に有しているならば、信号電荷転送装置
は図５（ｂ）および（ｃ）の電位ダイヤグラムを交互に
有することとなり、これにより、映像信号電荷は出力側
（図４（ｇ）で右側）に向かって移動される。ここで、
従来の信号電荷転送装置の電位ダイヤグラムである図３
（ａ）乃至（ｃ）と、本発明による信号電荷転送装置の
電位ダイヤグラムである図５（ｂ）乃至（ｃ）を比較す
れば、図５での電位ダイヤグラムが図３の電位ダイヤグ
ラムより多い段差を有していることがわかる。したがっ
て、本発明の信号電荷転送装置で、映像信号電荷はさら
に容易に出力側に向かって転送されることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の信号電荷
転送装置によれば、水平単位のセルの長さ（Ｌ）は、従
来の信号電荷転送装置のものと同一であるが、動作時、
従来の信号電荷転送装置に比べて多い段差を有する電位
を形成する。したがって、映像信号電荷の移動はより容
易になり、より高い電荷転送効率（ＣＴＥ）が得ること
ができる。この電荷転送効率は、電極長さ（ｌ）がＬ／
６の時の場合に相当する。したがって、電極長さ（ｌ）
がＬ／４の時の場合に相当する電荷転送効率（ＣＴＥ）
を有する従来の信号電荷転送装置に比べて本発明の信号
電荷転送装置はより高い電荷転送効率を有する。
転送装置によれば、水平単位のセルの長さ（Ｌ）は、従
来の信号電荷転送装置のものと同一であるが、動作時、
従来の信号電荷転送装置に比べて多い段差を有する電位
を形成する。したがって、映像信号電荷の移動はより容
易になり、より高い電荷転送効率（ＣＴＥ）が得ること
ができる。この電荷転送効率は、電極長さ（ｌ）がＬ／
６の時の場合に相当する。したがって、電極長さ（ｌ）
がＬ／４の時の場合に相当する電荷転送効率（ＣＴＥ）
を有する従来の信号電荷転送装置に比べて本発明の信号
電荷転送装置はより高い電荷転送効率を有する。
【図１】従来のＣＣＤ映像センサの構成図である。
【図２】従来のＣＣＤ映像センサの水平信号の電荷転送
装置の構造を示す断面図である。
装置の構造を示す断面図である。
【図３】クロック信号の印加により変化される従来の信
号電荷転送装置の電位ダイヤグラムである。
号電荷転送装置の電位ダイヤグラムである。
【図４】本発明による信号電荷転送装置の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】本発明による信号電荷転送装置の製造工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】クロック信号の印加により変化される本発明の
信号電荷転送装置の電位ダイヤグラムである。
信号電荷転送装置の電位ダイヤグラムである。
１０ ｎ°型半導体基板 ２０ Ｐ型ウェル ３０ ｎ°型チャネル領域 ４０，６０ 酸化膜 ５０ 第１ポリシリコン ５０ａ 第１ポリシリコンパターン ７０，７１ａ ｎ- 型不純物領域 ８０ 第２ポリシリコン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｆ
Claims (10)
- 【請求項１】 第１導電型チャネル領域上に所定間隔を
おいて形成される複数の第１電極；前記第１電極間に形
成される複数の第２電極；前記チャネル領域，第１電極
および第２電極を互いに電気的に隔離させるための絶縁
層；各第２電極の下側に対応するチャネル領域内に多段
の段差状に形成され、かつ前記チャネル領域より低い濃
度を有する第１導電型の不純物領域；を含むことを特徴
とする信号電荷転送装置。 - 【請求項２】 隣接する第１電極および第２電極を１対
とし、奇数番目の対には、第１クロック信号を、偶数番
目の対には第１クロック信号とは反対のレベルを有する
第２クロック信号を印加させることを特徴とする第１項
記載の信号電荷転送装置。 - 【請求項３】 第１電極および第２電極の物質は、所定
の導電型の不純物がドープされたポリシリコンであるこ
とを特徴とする第１項記載の信号電荷転送装置。 - 【請求項４】 絶縁層は、第１電極および第２電極をチ
ャネル領域および不純物領域より電気的に隔離させるた
めの第１絶縁層；第１電極および第２電極を電気的に隔
離させるための第２絶縁層；からなることを特徴とする
第１項記載の信号電荷転送装置。 - 【請求項５】 第１電極および第２電極の長さは、同一
であることを特徴とする第１項記載の信号電荷転送装
置。 - 【請求項６】 チャネル領域として第１導電型の半導体
層を設けるステップ；前記チャネル領域上に第１絶縁層
と第１導電層とを順次形成するステップ；第１導電層を
パターニングして所定間隔を有する複数の第１電極を形
成するステップ；第１電極をマスクとして第１電極間の
チャネル領域に第２導電型の不純物を垂直注入してチャ
ネル領域より低い濃度を有する第１導電型の不純物領域
を形成するステップ；第１電極の表面に第２絶縁層を形
成するステップ；第１電極をマスクとして第１電極間の
チャネル領域に複数の角度に第２導電型の不純物を傾斜
注入してチャネル領域より低い濃度を有する第１導電型
の不純物領域を多段の段差状に形成するステップ；第２
絶縁層と露出された第１絶縁層上に第２導電層を形成
し、これをパターニングして第１電極間に複数の第２電
極を形成するステップ；を含むことを特徴とする信号電
荷転送装置の製造方法。 - 【請求項７】 複数の角度は、９０°以下であることを
特徴とする第６項記載の信号電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記チャネル領域の物質は、ポリシリコ
ンであることを特徴とする第６項記載の信号電荷転送装
置の製造方法。 - 【請求項９】 第１電極および第２電極の物質は、所定
の導電型の不純物がドープされたポリシリコンであるこ
とを特徴とする第６項記載の信号電荷転送装置の製造方
法。 - 【請求項１０】 第２導電型の不純物イオンは、ボロン
（boron） であることを特徴とする第６項記載の信号電
荷転送装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| KR1019910023862A KR940010932B1 (ko) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Ccd영상소자 제조방법 |
| KR23862/1991 | 1991-12-23 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06181226A true JPH06181226A (ja) | 1994-06-28 |
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ID=19325533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35498992A Expired - Fee Related JP3292962B2 (ja) | 1991-12-23 | 1992-12-18 | 信号電荷転送装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5578511A (ja) |
| JP (1) | JP3292962B2 (ja) |
| KR (1) | KR940010932B1 (ja) |
| DE (1) | DE4243066A1 (ja) |
| TW (1) | TW253995B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009089278A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Panasonic Corp | 固体撮像装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100192328B1 (ko) * | 1996-04-03 | 1999-06-15 | 구본준 | 양방향 수평전하 전송소자 |
| JP2965061B2 (ja) * | 1996-04-19 | 1999-10-18 | 日本電気株式会社 | 電荷結合素子およびその製造方法 |
| US5793070A (en) * | 1996-04-24 | 1998-08-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Reduction of trapping effects in charge transfer devices |
| KR100215882B1 (ko) * | 1996-05-16 | 1999-08-16 | 구본준 | 고체촬상소자 제조방법 |
| FR2771217B1 (fr) * | 1997-11-14 | 2000-02-04 | Thomson Csf | Dispositif semiconducteur a transfert de charges |
| KR100359767B1 (ko) * | 1998-07-11 | 2002-11-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 고체촬상소자의 제조 방법 |
| KR100390836B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2003-07-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 포토다이오드의 용량을 증가시키면서 전하운송을 향상시킬수 있는 이미지 센서 제조 방법 |
| KR20030003699A (ko) * | 2001-01-23 | 2003-01-10 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 전하 결합 소자 및 전하 결합 소자 제조 방법 |
| KR100883758B1 (ko) * | 2002-07-19 | 2009-02-12 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 전하운송효율과 암전류 특성을 향상시킨 이미지센서 및 그제조방법 |
| TW589753B (en) * | 2003-06-03 | 2004-06-01 | Winbond Electronics Corp | Resistance random access memory and method for fabricating the same |
| JP2005216899A (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
| JP5428491B2 (ja) * | 2009-04-23 | 2014-02-26 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| US20160146761A1 (en) * | 2013-06-10 | 2016-05-26 | Empire Technology Development Llc | Graded structure films |
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| IE39611B1 (en) * | 1973-08-14 | 1978-11-22 | Siemens Ag | Improvements in or relating to two-phase charge coupled devices |
| DE2341154C2 (de) * | 1973-08-14 | 1975-06-26 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zur Herstellung einer Zweiphasen-Ladungsverschiebeanordnung |
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- 1991-12-23 KR KR1019910023862A patent/KR940010932B1/ko not_active Expired - Fee Related
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- 1992-12-07 TW TW081109797A patent/TW253995B/zh active
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-
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- 1995-12-08 US US08/569,317 patent/US5578511A/en not_active Expired - Lifetime
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| DE4243066A1 (en) | 1993-06-24 |
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