JPH0628307B2 - 固 体 撮 像 装 置 - Google Patents
固 体 撮 像 装 置Info
- Publication number
- JPH0628307B2 JPH0628307B2 JP59179621A JP17962184A JPH0628307B2 JP H0628307 B2 JPH0628307 B2 JP H0628307B2 JP 59179621 A JP59179621 A JP 59179621A JP 17962184 A JP17962184 A JP 17962184A JP H0628307 B2 JPH0628307 B2 JP H0628307B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impurity region
- pixel
- region
- conductivity type
- solid
- 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
- H10F39/158—Charge-coupled device [CCD] image sensors having arrangements for blooming suppression
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、入射光に対応した信号電荷を発生する画素
を、半導体基板表面領域に設けら固体撮像装置に関す
る。
を、半導体基板表面領域に設けら固体撮像装置に関す
る。
この種の固体撮像装置においては、暗電流出力を低減化
させることが、感度等の性能を向上させる上で不可欠と
なっている。暗電流は、拡散電流と、画素近傍の空乏層
内で発生する発生再結合電流とからなる。特に画素表面
は、発生再結合中心の密度が大きいため、画素表面近傍
の空乏層内で発生する発生再結合電流は、他の成分に比
べて大きい。
させることが、感度等の性能を向上させる上で不可欠と
なっている。暗電流は、拡散電流と、画素近傍の空乏層
内で発生する発生再結合電流とからなる。特に画素表面
は、発生再結合中心の密度が大きいため、画素表面近傍
の空乏層内で発生する発生再結合電流は、他の成分に比
べて大きい。
第３図は従来のＰＮ接合構造の画素部の断面図を示す。
第３図において１はＰ型シリコン基板、２は電気的分離
を行なうための高濃度Ｐ+型のチャネルストップ領域、
３は画素部のＮ型領域、は画素部に生じる空乏層の境界
を示す線、５は暗電流として発生した電子である。なお
第３図においてはシリコン基板上の絶縁膜、保護膜は省
略してある。第３図に示した構造における暗電流では、
画素表面の空乏層内で発生する発生再結合電流成分５が
支配的である。
第３図において１はＰ型シリコン基板、２は電気的分離
を行なうための高濃度Ｐ+型のチャネルストップ領域、
３は画素部のＮ型領域、は画素部に生じる空乏層の境界
を示す線、５は暗電流として発生した電子である。なお
第３図においてはシリコン基板上の絶縁膜、保護膜は省
略してある。第３図に示した構造における暗電流では、
画素表面の空乏層内で発生する発生再結合電流成分５が
支配的である。
上記発生再結合電流成分５を抑えるために、BPD（Burie
d Photo Diode）構造と呼ばれる画素がある。第４図は
このBPD構造画素の断面図である。ここで第３図と対応
する部分には同一符号を付す。第４図において、６はチ
ャネルストップ領域２と周辺部分が重なるＰ+型領域、
７はＮ型領域、８，９は暗電流として発生した電子を示
す。
d Photo Diode）構造と呼ばれる画素がある。第４図は
このBPD構造画素の断面図である。ここで第３図と対応
する部分には同一符号を付す。第４図において、６はチ
ャネルストップ領域２と周辺部分が重なるＰ+型領域、
７はＮ型領域、８，９は暗電流として発生した電子を示
す。
第５図は第４図のＡ−Ａ′線上の断面における電位分布
図である。第４図の領域１，６，７の不純物濃度、層の
厚さを適当に設定することにより、第５図に示した電位
分布を形成することができる。この第５図に示すように
画素表面近傍は一定電位に保たれ、画素表面には多数キ
ャリアが充満し、空乏層４は表面まで達していない。従
って表面の空乏層内で発生する発生再結合電流が抑制さ
れ、暗電流が減少する。
図である。第４図の領域１，６，７の不純物濃度、層の
厚さを適当に設定することにより、第５図に示した電位
分布を形成することができる。この第５図に示すように
画素表面近傍は一定電位に保たれ、画素表面には多数キ
ャリアが充満し、空乏層４は表面まで達していない。従
って表面の空乏層内で発生する発生再結合電流が抑制さ
れ、暗電流が減少する。
第６図はBPD構造画素と同様に、画素表面に領域１に対
する多数キャリアを充満させることにより、暗電流を抑
制した画素の断面図である。図中１０はＮ型領域、１１
は負電圧を印加したゲート電極である。このゲート電極
１１に充分負の電圧を印加することにより、Ｎ型領域１
０の表面が反転し、領域１に対する多数キャリアが充満
する。
する多数キャリアを充満させることにより、暗電流を抑
制した画素の断面図である。図中１０はＮ型領域、１１
は負電圧を印加したゲート電極である。このゲート電極
１１に充分負の電圧を印加することにより、Ｎ型領域１
０の表面が反転し、領域１に対する多数キャリアが充満
する。
しかしながら第４図に示した画素では、暗電流成分とし
て、主に画素底面の空乏層内の発生再結合電流８と拡散
電流９が存在する。その暗電流出力は、第３図のＰＮ接
合型画素に比べると小さくなっているが、実用上をさら
に減少させることがしばしば必要となるものである。
て、主に画素底面の空乏層内の発生再結合電流８と拡散
電流９が存在する。その暗電流出力は、第３図のＰＮ接
合型画素に比べると小さくなっているが、実用上をさら
に減少させることがしばしば必要となるものである。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、画素底部の
拡散電流を抑えることにより、従来の画素に比べて暗電
流の少ない画素を有した固体撮像装置を提供しようとす
るものである。
拡散電流を抑えることにより、従来の画素に比べて暗電
流の少ない画素を有した固体撮像装置を提供しようとす
るものである。
本発明は画素の下に、逆バイアスした接合を設けること
により、画素底面から画素に流入する拡散電流を抑える
ことができるようにしたものである。
により、画素底面から画素に流入する拡散電流を抑える
ことができるようにしたものである。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第１
図は同実施例の断面図であるが、これは第４図のBPD構
造画素と略対応するので、対応個所には同一符号を付し
て説明を省略し、特徴とする点の説明を行なう。第１図
において１２はＮ型半導体基板、１３はＰ型不純物領域
で、Ｎ型半導体基板１２は正にバイアスされ、Ｐ型不純
物領域１３は接地されているので、基板１２は領域１３
に対して逆バイアスされたことになる。
図は同実施例の断面図であるが、これは第４図のBPD構
造画素と略対応するので、対応個所には同一符号を付し
て説明を省略し、特徴とする点の説明を行なう。第１図
において１２はＮ型半導体基板、１３はＰ型不純物領域
で、Ｎ型半導体基板１２は正にバイアスされ、Ｐ型不純
物領域１３は接地されているので、基板１２は領域１３
に対して逆バイアスされたことになる。
このような構造では、画素の下部に基板１２と領域１３
の逆バイアス接合があるため、拡散電流９が抑制され、
従って暗電流が減少するものである。
の逆バイアス接合があるため、拡散電流９が抑制され、
従って暗電流が減少するものである。
第２図は本発明の他の実施例である。この構成において
画素部は、第６図に示した構造と対応し、基板部は、第
１図に示した構造と対応するので、対応部分には同一符
号を付して構成の説明を省略する。
画素部は、第６図に示した構造と対応し、基板部は、第
１図に示した構造と対応するので、対応部分には同一符
号を付して構成の説明を省略する。
このような構造においても、画素下部にＮ型半導体基板
１２とＰ型不純物領域１３の逆バイアス接合があるた
め、拡散電流９が抑えられ、従って暗電流が減少するも
のである。
１２とＰ型不純物領域１３の逆バイアス接合があるた
め、拡散電流９が抑えられ、従って暗電流が減少するも
のである。
なお本発明は実施例のみに限らず、種々の応用が可能で
ある。例えば本発明は、実施例のＰ型とＮ型を逆転した
構成にも適用できる。
ある。例えば本発明は、実施例のＰ型とＮ型を逆転した
構成にも適用できる。
以上説明した如く本発明によれば、画素の下方に、逆バ
イアスした接合を設けることにより、画素底面から画素
に流入する拡散電流を抑えられるので、暗電流の少ない
画素が得られる。また本発明では、画素の第２の不純物
領域と結晶欠陥の多いチャネルストップ領域とを離しか
つ第２の不純物領域と第１の不純物領域との接合で発生
する空乏層とチャネルストップ領域とを離した構成とす
ることにより、チャネルストップ領域からの発生再結合
電流が、画素に流入される現象を防ぎ、したがってこの
点でも暗電流の増加を更に抑えることができる固体撮像
装置が提供できるものである。
イアスした接合を設けることにより、画素底面から画素
に流入する拡散電流を抑えられるので、暗電流の少ない
画素が得られる。また本発明では、画素の第２の不純物
領域と結晶欠陥の多いチャネルストップ領域とを離しか
つ第２の不純物領域と第１の不純物領域との接合で発生
する空乏層とチャネルストップ領域とを離した構成とす
ることにより、チャネルストップ領域からの発生再結合
電流が、画素に流入される現象を防ぎ、したがってこの
点でも暗電流の増加を更に抑えることができる固体撮像
装置が提供できるものである。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、第３図，第４図は従来の
固体撮像装置の画素部を示す断面図、第５図は第４図の
Ａ−Ａ′線に沿う電位分布図、第６図は従来の他の固体
撮像装置の画素部を示す断面図である。 ２……Ｐ+型チャンネルストップ領域、６……Ｐ+型不純
物領域、７……Ｎ型不純物領域、１０……Ｎ型不純物領
域、１１……ゲート電極、１２……Ｎ型シリコン基板、
１３……Ｐ型不純物領域。
明の他の実施例を示す断面図、第３図，第４図は従来の
固体撮像装置の画素部を示す断面図、第５図は第４図の
Ａ−Ａ′線に沿う電位分布図、第６図は従来の他の固体
撮像装置の画素部を示す断面図である。 ２……Ｐ+型チャンネルストップ領域、６……Ｐ+型不純
物領域、７……Ｎ型不純物領域、１０……Ｎ型不純物領
域、１１……ゲート電極、１２……Ｎ型シリコン基板、
１３……Ｐ型不純物領域。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 29/796
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板とは逆導電型でかつ前記半導体
基板に対して逆バイアスされる第１の不純物領域を前記
半導体基板上に設け、前記第１の不純物領域上に、第１
の不純物領域とは逆導電型の第２の不純物領域を有しか
つ入射光に対応した信号電荷を発生する画素と、第１の
不純物領域と同導電型でかつ第１の不純物領域より高濃
度のチャネルストップ領域とを設け、前記画素の表面
に、前記第１の不純物領域に対する多数キャリアを充満
してなり、前記第２の不純物領域とチャネルストップ領
域とが離れていてかつ前記第１の不純物領域と第２の不
純物領域との接合で生じる空乏層と前記チャネルストッ
プ領域とが離れた構成としたことを特徴とする固体撮像
装置。 - 【請求項２】前記画素が、前記第１の不純物領域とは逆
導電型の第２の不純物領域と、該第２の不純物領域とは
逆導電型で該第２の不純物領域上の表面を覆うようにし
て設けられた第３の不純物領域とからなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】前記画素が、前記第１の不純物領域とは逆
導電型の第２の不純物領域と、該第２の不純物領域上に
絶縁膜を介して配置され前記第２の不純物領域表面に前
記第１の不純物領域に対する多数キャリアを充満する電
圧が印加された電極とからなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59179621A JPH0628307B2 (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 固 体 撮 像 装 置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59179621A JPH0628307B2 (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 固 体 撮 像 装 置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6158267A JPS6158267A (ja) | 1986-03-25 |
| JPH0628307B2 true JPH0628307B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=16068957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59179621A Expired - Lifetime JPH0628307B2 (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 固 体 撮 像 装 置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628307B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57173273A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-25 | Nec Corp | Solid-state image pickup device |
-
1984
- 1984-08-29 JP JP59179621A patent/JPH0628307B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6158267A (ja) | 1986-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |