JPH065835A - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
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- JPH065835A JPH065835A JP4159110A JP15911092A JPH065835A JP H065835 A JPH065835 A JP H065835A JP 4159110 A JP4159110 A JP 4159110A JP 15911092 A JP15911092 A JP 15911092A JP H065835 A JPH065835 A JP H065835A
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 浮遊拡散層を備えたＣＣＤ電荷転送装置にお
いて、出力部での転送効率を大幅に向上させる。 【構成】 １はＮ型シリコン基板、２はＰウェル層、
３，３′，３″はＮ型埋込層、５〜９は転送電極、１
０，１１はバリア領域、１２は出力ゲート電極、１３は
リセット電極、１４は浮遊拡散層、１５はリセットドレ
イン、１６は出力アンプである。チャネルの絞り込み部
分におけるＮ型埋込層が、転送方向に沿って順に不純物
濃度が高くなった３つの領域３，３′，３″で形成され
ており、チャネル幅が一定の場合には転送方向に沿って
電位が深くなるように設定されている。
いて、出力部での転送効率を大幅に向上させる。 【構成】 １はＮ型シリコン基板、２はＰウェル層、
３，３′，３″はＮ型埋込層、５〜９は転送電極、１
０，１１はバリア領域、１２は出力ゲート電極、１３は
リセット電極、１４は浮遊拡散層、１５はリセットドレ
イン、１６は出力アンプである。チャネルの絞り込み部
分におけるＮ型埋込層が、転送方向に沿って順に不純物
濃度が高くなった３つの領域３，３′，３″で形成され
ており、チャネル幅が一定の場合には転送方向に沿って
電位が深くなるように設定されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電荷転送装置、特に浮遊
拡散層を有する電荷検出部を備えたＣＣＤ電荷転送装置
に関する。
拡散層を有する電荷検出部を備えたＣＣＤ電荷転送装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はＣＣＤ電荷転送装置の出力部の平
面構成を示す。４は転送チャネル、５〜９は転送電極、
１０，１１はバリア領域、１２は出力ゲート電極、１３
はリセット電極、１４は浮遊拡散層、１５はリセットド
レイン、１６は出力アンプである。以下に出力動作を簡
単に説明する。転送チャネル４を転送されてきた信号電
荷は一定の周期で、所定の電位に固定された出力ゲート
電極１２下を通って浮遊拡散層１４に転送される。信号
電荷の大小に応じて変化する浮遊拡散層の電位を出力ア
ンプ１６によって外部に検出する。信号電荷は電荷転送
と同一の周期で、リセット電極１３を導通状態にするこ
とによって、リセットドレイン１５に排出されると同時
に基準電位ＶRDに設定される。
面構成を示す。４は転送チャネル、５〜９は転送電極、
１０，１１はバリア領域、１２は出力ゲート電極、１３
はリセット電極、１４は浮遊拡散層、１５はリセットド
レイン、１６は出力アンプである。以下に出力動作を簡
単に説明する。転送チャネル４を転送されてきた信号電
荷は一定の周期で、所定の電位に固定された出力ゲート
電極１２下を通って浮遊拡散層１４に転送される。信号
電荷の大小に応じて変化する浮遊拡散層の電位を出力ア
ンプ１６によって外部に検出する。信号電荷は電荷転送
と同一の周期で、リセット電極１３を導通状態にするこ
とによって、リセットドレイン１５に排出されると同時
に基準電位ＶRDに設定される。
【０００３】図４は従来のＣＣＤ電荷転送装置における
図３のＡ−Ａ′に沿った断面構造を示す。１はＮ型シリ
コン基板、２はＰウェル層、３はＮ型埋込層を示す。図
３と同一の構成要素には同一番号を付している。
図３のＡ−Ａ′に沿った断面構造を示す。１はＮ型シリ
コン基板、２はＰウェル層、３はＮ型埋込層を示す。図
３と同一の構成要素には同一番号を付している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３および図４に示し
たＣＣＤ電荷転送装置を２次元イメージセンサの水平シ
フトレジスタに適用する場合には、転送電荷量を確保す
るために転送チャネル幅を２０〜３０μｍ程度とするの
が一般的である。一方、浮遊拡散層は検出感度向上のた
めに面積をできるだけ小さくして容量を低減することが
望ましく、その幅は８μｍ以下程度に設計する。このた
め、出力部付近ではチャネル幅の絞り込みが必要とな
る。
たＣＣＤ電荷転送装置を２次元イメージセンサの水平シ
フトレジスタに適用する場合には、転送電荷量を確保す
るために転送チャネル幅を２０〜３０μｍ程度とするの
が一般的である。一方、浮遊拡散層は検出感度向上のた
めに面積をできるだけ小さくして容量を低減することが
望ましく、その幅は８μｍ以下程度に設計する。このた
め、出力部付近ではチャネル幅の絞り込みが必要とな
る。
【０００５】また、図４に示すように、通常はＰウェル
層２およびＮ型埋込層３の不純物濃度は転送方向に沿っ
て一定である。
層２およびＮ型埋込層３の不純物濃度は転送方向に沿っ
て一定である。
【０００６】これらのことから、転送チャネルの絞り込
み部分では狭チャネル効果のために転送方向に向かって
電位が浅くなり、特に高速動作が要求される撮像装置で
はこの部分で転送効率が低下して再生画像が著しく劣化
するという問題が生じる。
み部分では狭チャネル効果のために転送方向に向かって
電位が浅くなり、特に高速動作が要求される撮像装置で
はこの部分で転送効率が低下して再生画像が著しく劣化
するという問題が生じる。
【０００７】本発明の目的は、上述のような従来の欠点
を除去した新しい電荷転送装置を提供することにある。
を除去した新しい電荷転送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、浮遊拡
散層に隣接する転送チャネル部において、転送方向に沿
って電位が深くなるような不純物濃度分布を有すること
を特徴とする電荷転送装置が得られる。
散層に隣接する転送チャネル部において、転送方向に沿
って電位が深くなるような不純物濃度分布を有すること
を特徴とする電荷転送装置が得られる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明による電荷転送装置の第１実施
例を説明するための、図３Ａ−Ａ′に沿った断面構造図
およびＮ型埋込層の不純物濃度分布を示す模式図であ
る。本実施例では、チャネルの絞り込み部分におけるＮ
型埋込層が、転送方向に沿って順に不純物濃度が高くな
った３つの領域３，３′，３″で形成されており、チャ
ネル幅が一定の場合には転送方向に沿って電位が深くな
るように設定されている。これにより、チャネル幅の絞
り込みに伴う転送方向に逆らった電位勾配を緩和し、転
送効率を改善することが可能となる。
例を説明するための、図３Ａ−Ａ′に沿った断面構造図
およびＮ型埋込層の不純物濃度分布を示す模式図であ
る。本実施例では、チャネルの絞り込み部分におけるＮ
型埋込層が、転送方向に沿って順に不純物濃度が高くな
った３つの領域３，３′，３″で形成されており、チャ
ネル幅が一定の場合には転送方向に沿って電位が深くな
るように設定されている。これにより、チャネル幅の絞
り込みに伴う転送方向に逆らった電位勾配を緩和し、転
送効率を改善することが可能となる。
【００１０】図２は本発明による電荷転送装置の第２実
施例を説明するための、図３Ａ−Ａ′に沿った断面構造
図およびＮ型埋込層の不純物濃度分布を示す模式図であ
る。本実施例では、チャネルの絞り込み部分におけるＰ
ウェル層が、転送方向に沿って徐々に不純物濃度が低く
なるように形成されており、第１の実施例と同様にチャ
ネル幅が一定の場合には転送方向に沿って電位が深くな
るように設定されている。このため、チャネル幅の絞り
込みに伴う転送方向に逆らった電位勾配を緩和し、転送
効率の向上を図ることが可能となる。
施例を説明するための、図３Ａ−Ａ′に沿った断面構造
図およびＮ型埋込層の不純物濃度分布を示す模式図であ
る。本実施例では、チャネルの絞り込み部分におけるＰ
ウェル層が、転送方向に沿って徐々に不純物濃度が低く
なるように形成されており、第１の実施例と同様にチャ
ネル幅が一定の場合には転送方向に沿って電位が深くな
るように設定されている。このため、チャネル幅の絞り
込みに伴う転送方向に逆らった電位勾配を緩和し、転送
効率の向上を図ることが可能となる。
【００１１】第１実施例においては、Ｎ型埋込層が不純
物濃度の異なる３つの領域で形成された例を示したが、
不純物濃度の異なる３つ以上の領域あるいは不純物濃度
が徐々に変化するような領域によって形成することも可
能である。また、第２実施例においては、転送方向に沿
って徐々に不純物濃度が低くなるように形成されたＰウ
ェル層の例を示したが、段階的に不純物濃度が変化する
複数の領域で形成することも可能である。さらに、第１
実施例と第２実施例を組み合わせて、Ｎ型埋込層および
Ｐウェル層の両方の不純物濃度を変化させることによっ
ても本発明を実現できる。
物濃度の異なる３つの領域で形成された例を示したが、
不純物濃度の異なる３つ以上の領域あるいは不純物濃度
が徐々に変化するような領域によって形成することも可
能である。また、第２実施例においては、転送方向に沿
って徐々に不純物濃度が低くなるように形成されたＰウ
ェル層の例を示したが、段階的に不純物濃度が変化する
複数の領域で形成することも可能である。さらに、第１
実施例と第２実施例を組み合わせて、Ｎ型埋込層および
Ｐウェル層の両方の不純物濃度を変化させることによっ
ても本発明を実現できる。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように本発明では、浮遊拡散
層に隣接した転送チャネルの絞り込み部分において、転
送方向に沿って電位が深くなるように不純物濃度分布を
設定することにより、狭チャネル効果による転送方向に
逆らった電位勾配を緩和することができるため、従来に
比べて大幅な転送効率の向上を実現し極めて良好な再生
画像を得ることが可能となる。
層に隣接した転送チャネルの絞り込み部分において、転
送方向に沿って電位が深くなるように不純物濃度分布を
設定することにより、狭チャネル効果による転送方向に
逆らった電位勾配を緩和することができるため、従来に
比べて大幅な転送効率の向上を実現し極めて良好な再生
画像を得ることが可能となる。
【図１】本発明の第１実施例を示すＣＣＤ電荷転送装置
の断面構造図およびＮ型埋込層の不純物濃度分布の模式
図である。
の断面構造図およびＮ型埋込層の不純物濃度分布の模式
図である。
【図２】本発明の第２実施例を示すＣＣＤ電荷転送装置
の断面構造図およびＰウェル層の不純物濃度分布の模式
図である。
の断面構造図およびＰウェル層の不純物濃度分布の模式
図である。
【図３】ＣＣＤ電荷転送装置の出力部の平面構成図であ
る。
る。
【図４】従来例を示すＣＣＤ電荷転送装置の断面構造図
である。
である。
１ Ｎ型シリコン基板 ２ Ｐウェル層 ３，３′，３″ Ｎ型埋込層 ４ 転送チャネル ５〜９ 転送電極 １０，１１ バリア領域 １２ 出力ゲート電極 １３ リセット電極 １４ 浮遊拡散層 １５ リセットドレイン １６ 出力アンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 浮遊拡散層に隣接する転送チャネル部に
おいて、転送方向に沿って電位が深くなるような不純物
濃度分布を有することを特徴とする電荷転送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159110A JP2888266B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159110A JP2888266B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 電荷転送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065835A true JPH065835A (ja) | 1994-01-14 |
| JP2888266B2 JP2888266B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=15686465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4159110A Expired - Fee Related JP2888266B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2888266B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08181303A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Nec Corp | 電荷転送装置 |
| JP2006203103A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 電荷結合装置及び固体撮像装置 |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159110A patent/JP2888266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08181303A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Nec Corp | 電荷転送装置 |
| JP2006203103A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 電荷結合装置及び固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2888266B2 (ja) | 1999-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990120 |
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