JPH07105484B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH07105484B2 JPH07105484B2 JP58159315A JP15931583A JPH07105484B2 JP H07105484 B2 JPH07105484 B2 JP H07105484B2 JP 58159315 A JP58159315 A JP 58159315A JP 15931583 A JP15931583 A JP 15931583A JP H07105484 B2 JPH07105484 B2 JP H07105484B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffusion layer
- light receiving
- diffusion
- type
- accumulating
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、デレビジヨンカメラなどに用いられる固体撮
像装置に係り、特に縦形オーバーフロードレイン構造
（以下、VOD構造と言う）を有する固体撮像装置に関す
る。
像装置に係り、特に縦形オーバーフロードレイン構造
（以下、VOD構造と言う）を有する固体撮像装置に関す
る。
半導体基板上に二次元配列された受光蓄積部（感光画素
部）で入射光を信号電荷に変換して蓄積し、この蓄積電
荷を順次読み出すことにより画像信号を得る固体撮像装
置において、入射光が強い場合に発生する過剰電荷を半
導体基板に捨てるためのVOD構造を用いるものがある。
部）で入射光を信号電荷に変換して蓄積し、この蓄積電
荷を順次読み出すことにより画像信号を得る固体撮像装
置において、入射光が強い場合に発生する過剰電荷を半
導体基板に捨てるためのVOD構造を用いるものがある。
第１図は、従来のVOD構造を有する固体撮像装置の断面
構造の一部を示している。１はたとえばＮ形の半導体基
板であり、その表面には受光蓄積部２となるＮ形拡散領
域およびこの近傍に信号電荷読み出し部（垂直レジス
タ）３となるＮ形拡散領域が形成されている。４は上記
受光蓄積部２から電荷読み出し部３への電荷転送を制御
するための転送ゲート電極、５は酸化シリコン膜、６は
たとえばアルミニウム膜からなる遮光膜、７はその開口
部である。さらに、前記半導体基板１の表面には、前記
電荷読み出し部３を囲むようにＰ＋形の第１の拡散層８
が形成されると共に前記受光蓄積部２を囲むようにＰ−
形の第２の拡散層９が形成されている。
構造の一部を示している。１はたとえばＮ形の半導体基
板であり、その表面には受光蓄積部２となるＮ形拡散領
域およびこの近傍に信号電荷読み出し部（垂直レジス
タ）３となるＮ形拡散領域が形成されている。４は上記
受光蓄積部２から電荷読み出し部３への電荷転送を制御
するための転送ゲート電極、５は酸化シリコン膜、６は
たとえばアルミニウム膜からなる遮光膜、７はその開口
部である。さらに、前記半導体基板１の表面には、前記
電荷読み出し部３を囲むようにＰ＋形の第１の拡散層８
が形成されると共に前記受光蓄積部２を囲むようにＰ−
形の第２の拡散層９が形成されている。
而して、外部から開口部７を通つて入射した光は光電変
換され、発生した信号電荷は受光蓄積部２に蓄積され
る。そして、ある時間蓄積された信号電荷は、転送ゲー
ト電極４に所定電圧が印加されたときに電荷読み出し部
３に転送される。もし、入射光が強い場合には、受光蓄
積部２から溢れる過剰電荷が発生して電荷読み出し部３
に洩れ込んで誤動作の原因となる。そこで、前記第２の
拡散層９の不純物濃度を充分下げておき、かつ拡散深さ
を充分浅くしておくことによつて、過剰電荷を半導体基
板１に捨てるためにVOD構造が採用されている。なお、
第１の拡散層８は、電荷読み出し部３から信号電荷が半
導体基板１に洩れることを防ぐために、第２の拡散層９
よりも充分深く形成されている。
換され、発生した信号電荷は受光蓄積部２に蓄積され
る。そして、ある時間蓄積された信号電荷は、転送ゲー
ト電極４に所定電圧が印加されたときに電荷読み出し部
３に転送される。もし、入射光が強い場合には、受光蓄
積部２から溢れる過剰電荷が発生して電荷読み出し部３
に洩れ込んで誤動作の原因となる。そこで、前記第２の
拡散層９の不純物濃度を充分下げておき、かつ拡散深さ
を充分浅くしておくことによつて、過剰電荷を半導体基
板１に捨てるためにVOD構造が採用されている。なお、
第１の拡散層８は、電荷読み出し部３から信号電荷が半
導体基板１に洩れることを防ぐために、第２の拡散層９
よりも充分深く形成されている。
ところで、撮像装置の高解像度化に伴なつて装置の高集
積化により受光蓄積部２とか電荷読み出し部３などの素
子を微細化する場合、第１の拡散層８を前述したように
充分深く形成しようとすると、その横拡散が大きいので
隣り合う第１の拡散層8,8相互が一体となつてしまい、
前述したように過剰電荷を半導体基板１に捨てるVOD動
作に悪影響を及ぼし、さらには上記VOD動作を不可能に
してしまうおそれがある。
積化により受光蓄積部２とか電荷読み出し部３などの素
子を微細化する場合、第１の拡散層８を前述したように
充分深く形成しようとすると、その横拡散が大きいので
隣り合う第１の拡散層8,8相互が一体となつてしまい、
前述したように過剰電荷を半導体基板１に捨てるVOD動
作に悪影響を及ぼし、さらには上記VOD動作を不可能に
してしまうおそれがある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、過剰電荷
を半導体基板に捨てる動作に悪影響を及ぼさないように
素子の微細化が可能な固体撮像装置を提供するものであ
る。
を半導体基板に捨てる動作に悪影響を及ぼさないように
素子の微細化が可能な固体撮像装置を提供するものであ
る。
即ち、本発明の固体撮像装置は、半導体基板の表面で電
荷読み出し部を囲むように形成され、上記基板とは反対
導電形で不純物濃度が高い第１の拡散層と、同じく半導
体表板の表面で受光蓄積部を囲むようにもしくは受光蓄
積部および電荷読み出し部を囲むように形成され、前記
基板とは反対導電形で不純物濃度が低く、前記第１の拡
散層より拡散深さが深い第２の拡散層とを具備すること
を特徴とするものである。
荷読み出し部を囲むように形成され、上記基板とは反対
導電形で不純物濃度が高い第１の拡散層と、同じく半導
体表板の表面で受光蓄積部を囲むようにもしくは受光蓄
積部および電荷読み出し部を囲むように形成され、前記
基板とは反対導電形で不純物濃度が低く、前記第１の拡
散層より拡散深さが深い第２の拡散層とを具備すること
を特徴とするものである。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第２図は、固体撮像装置の断面構造の一部を示してお
り、第１図を参照して前述した従来の固体撮像装置に比
べて、素子の微細化が行なわれている点および第１の拡
散層28の拡散深さが第２の拡散層29より浅くあるいはそ
れと同等になるように形成されている点が異なり、その
他は同じであるので第１図中と同一部分には同一符号を
付している。なお、上記第１の拡散層28の熱拡散時間を
第２の拡散層29のそれよりも短くすることにより、ある
いはそれぞれ同一の熱工程で拡散を行なう（つまり、そ
れぞれの熱拡散時間を同じにする）ことにより、前述し
たように拡散深さを設定制御することができる。また、
素子が微細化されることにより、各拡散層28,29の横方
向寸法は従来例よりも縮小化されているが、第２の拡散
層29の拡散深さを従来例と同程度に形成している。この
ことは、入射光のうち波長の長い光の光電変換は基板１
内の比較的深い部分で行なわれるため、それを可能と
し、波長の長い入射光に対する撮像感度を落とさないよ
うにしている。また、第１の拡散層28は、従来例に比べ
てかなり浅くなつているので電荷読み出し部３の信号電
荷が半導体基板１に洩れ込み易くなるか、これを防止す
るために第１の拡散層28は不純物濃度が従来例に比べて
充分高いP++形拡散層が用いられている。
り、第１図を参照して前述した従来の固体撮像装置に比
べて、素子の微細化が行なわれている点および第１の拡
散層28の拡散深さが第２の拡散層29より浅くあるいはそ
れと同等になるように形成されている点が異なり、その
他は同じであるので第１図中と同一部分には同一符号を
付している。なお、上記第１の拡散層28の熱拡散時間を
第２の拡散層29のそれよりも短くすることにより、ある
いはそれぞれ同一の熱工程で拡散を行なう（つまり、そ
れぞれの熱拡散時間を同じにする）ことにより、前述し
たように拡散深さを設定制御することができる。また、
素子が微細化されることにより、各拡散層28,29の横方
向寸法は従来例よりも縮小化されているが、第２の拡散
層29の拡散深さを従来例と同程度に形成している。この
ことは、入射光のうち波長の長い光の光電変換は基板１
内の比較的深い部分で行なわれるため、それを可能と
し、波長の長い入射光に対する撮像感度を落とさないよ
うにしている。また、第１の拡散層28は、従来例に比べ
てかなり浅くなつているので電荷読み出し部３の信号電
荷が半導体基板１に洩れ込み易くなるか、これを防止す
るために第１の拡散層28は不純物濃度が従来例に比べて
充分高いP++形拡散層が用いられている。
上記構成の固体撮像装置においては、光電変換，信号電
荷の蓄積，蓄積電荷の読み出しなどの動作は従来例と同
様に行なわれる。この場合、素子が微細化されている
が、第１の拡散層28は浅く形成されているので隣り合う
第１の拡散層28,29相互が一体になることもない。した
がつて、入射光が強い場合に発生する過剰電子は、不純
物濃度の低い第２の拡散層29を通じて半導体基板１に捨
てられる。また、第１の拡散層28は、浅いけれども不純
物濃度が充分高いので、電荷読み出し部３から信号電荷
が半導体基板１に洩れることは防止されている。
荷の蓄積，蓄積電荷の読み出しなどの動作は従来例と同
様に行なわれる。この場合、素子が微細化されている
が、第１の拡散層28は浅く形成されているので隣り合う
第１の拡散層28,29相互が一体になることもない。した
がつて、入射光が強い場合に発生する過剰電子は、不純
物濃度の低い第２の拡散層29を通じて半導体基板１に捨
てられる。また、第１の拡散層28は、浅いけれども不純
物濃度が充分高いので、電荷読み出し部３から信号電荷
が半導体基板１に洩れることは防止されている。
なお、上記実施例において、第１の拡散層28より拡散深
さの深い第２の拡散層29の隣り合う同志が素子の微細化
に伴つて一体になつて微細化を制約するかの如く思われ
るが、第２の拡散層29の隣り合う同志が一体になること
は動作上何ら支障が生じない。そこで、第３図に示すよ
うに、受光蓄積部２だけでなく電荷読み出し部３をも囲
むように共通の第２の拡散層39を形成するようにしても
よく、このように形成する場合には製造プロセスが簡単
になる。
さの深い第２の拡散層29の隣り合う同志が素子の微細化
に伴つて一体になつて微細化を制約するかの如く思われ
るが、第２の拡散層29の隣り合う同志が一体になること
は動作上何ら支障が生じない。そこで、第３図に示すよ
うに、受光蓄積部２だけでなく電荷読み出し部３をも囲
むように共通の第２の拡散層39を形成するようにしても
よく、このように形成する場合には製造プロセスが簡単
になる。
上述したように本発明の固体撮像装置によれば、過剰電
荷を半導体基板に捨てる動作に悪影響を及ぼさないよう
に素子の微細化が可能となり、高解像度のビデオカメラ
などに用いる固体撮像装置を実現することができる。
荷を半導体基板に捨てる動作に悪影響を及ぼさないよう
に素子の微細化が可能となり、高解像度のビデオカメラ
などに用いる固体撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は従来の固体撮像装置を概略的に示す断面図、第
２図は本発明に係る固体撮像装置の一実施例を概略的に
示す断面図、第３図は他の実施例を概略的に示す断面図
である。 １……半導体基板、２……受光蓄積部、３……電荷読み
出し部、28……第１の拡散層、29,39……第２の拡散
層。
２図は本発明に係る固体撮像装置の一実施例を概略的に
示す断面図、第３図は他の実施例を概略的に示す断面図
である。 １……半導体基板、２……受光蓄積部、３……電荷読み
出し部、28……第１の拡散層、29,39……第２の拡散
層。
Claims (2)
- 【請求項１】第１導電型の半導体基板の表面に二次元状
に配列されて形成された第１導電型の受光蓄積部と、こ
の受光蓄積部の近傍に形成された第１導電型の電荷読み
出し部と、この電荷読み出し部のみを囲むように形成さ
れた第２導電型の第１の拡散層と、前記受光蓄積部のみ
を囲むように形成され、前記受光蓄積部の過剰電荷を前
記半導体基板に捨てるための第２導電型の第２の拡散層
とを有する縦形オーバーフロードレイン構造の固体撮像
装置において、 前記第１の拡散層は、前記第２の拡散層よりも不純物濃
度が高く、前記第２の拡散層よりも拡散深さが浅いこと
を特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】第１導電型の半導体基板の表面に二次元状
に配列されて形成された第１導電型の受光蓄積部と、こ
の受光蓄積部の近傍に形成された第１導電型の電荷読み
出し部と、この電荷読み出し部のみを囲むように形成さ
れた第２導電型の第１の拡散層と、前記受光蓄積部を囲
むように形成され、前記受光蓄積部の過剰電荷を前記半
導体基板に捨てるための第２導電型の第２の拡散層とを
有する縦形オーバーフロードレイン構造の固体撮像装置
において、 前記第２の拡散層は、前記受光蓄積部及び前記電荷読み
出し部を囲むように形成され、前記第１の拡散層は、前
記第２の拡散層よりも不純物濃度が高く、前記第２の拡
散層よりも拡散深さが浅いことを特徴とする固体撮像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159315A JPH07105484B2 (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58159315A JPH07105484B2 (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6051379A JPS6051379A (ja) | 1985-03-22 |
| JPH07105484B2 true JPH07105484B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=15691107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58159315A Expired - Lifetime JPH07105484B2 (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105484B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57162364A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid state image pickup device |
| JPS5919480A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-01-31 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58159315A patent/JPH07105484B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6051379A (ja) | 1985-03-22 |
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