JPH0734465B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH0734465B2 JPH0734465B2 JP61189073A JP18907386A JPH0734465B2 JP H0734465 B2 JPH0734465 B2 JP H0734465B2 JP 61189073 A JP61189073 A JP 61189073A JP 18907386 A JP18907386 A JP 18907386A JP H0734465 B2 JPH0734465 B2 JP H0734465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiode
- soi
- solid
- region
- 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.)
- 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
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
-
- 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
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラや監視用カメラ等に用いること
ができる固体撮像装置に関するものである。
ができる固体撮像装置に関するものである。
従来の技術 近年、固体撮像装置は、ビデオテープレコーダ（VTR）
の普及とともに、開発が盛んに進められている。現在ま
でに開発され、商品化されている固体撮像装置には多く
の種類がある。MOS型やCPD型は、CCD型に比較すると、
ダイナミックレンジが広い、残像がないなどの大きな特
徴を持っている。しかしながら、スミア特性においては
あまり満足できる結果が得られていなかった。そこで、
このスミア特性改善のために、受光部のホトダイオード
からの読み出しスイッチを従来のMOSFETから、ソース領
域をホトダイオードに接しかつチャネルとドレイン領域
をフィールド酸化膜上に形成するSOI・TFTに変えること
により、ドレイン領域をシリコン基板から絶縁分離する
という画素構造が考えられている。
の普及とともに、開発が盛んに進められている。現在ま
でに開発され、商品化されている固体撮像装置には多く
の種類がある。MOS型やCPD型は、CCD型に比較すると、
ダイナミックレンジが広い、残像がないなどの大きな特
徴を持っている。しかしながら、スミア特性においては
あまり満足できる結果が得られていなかった。そこで、
このスミア特性改善のために、受光部のホトダイオード
からの読み出しスイッチを従来のMOSFETから、ソース領
域をホトダイオードに接しかつチャネルとドレイン領域
をフィールド酸化膜上に形成するSOI・TFTに変えること
により、ドレイン領域をシリコン基板から絶縁分離する
という画素構造が考えられている。
以下、図面を参照しながら、上述したような従来の固体
撮像装置について説明する。
撮像装置について説明する。
第３図は従来の固体撮像装置の画素構造の平面図を示す
ものである。第３図において、１はホトダイオード、２
はSOI膜、３は読み出しゲート、４は信号線、５はコン
タクトホール、６は粒界、７はレーザビームを示してい
る。この構成ではSOI膜２はホトダイオード１の領域を
シード領域としてレーザビーム照射によりラテラルシー
ドエピタキシーを行って得られている。そしてSOI膜２
の中に読み出しスイッチ用のSOI・TFTが形成されてい
る。
ものである。第３図において、１はホトダイオード、２
はSOI膜、３は読み出しゲート、４は信号線、５はコン
タクトホール、６は粒界、７はレーザビームを示してい
る。この構成ではSOI膜２はホトダイオード１の領域を
シード領域としてレーザビーム照射によりラテラルシー
ドエピタキシーを行って得られている。そしてSOI膜２
の中に読み出しスイッチ用のSOI・TFTが形成されてい
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、ポリシリコン膜
がシード領域からレーザビーム走査方向に単結晶となり
成長するが、レーザビーム照射により再結晶化しても、
シード領域をレーザビーム走査方向に延長した範囲しか
良質のSOI膜はできない。すなわちTFTのチャネルの一部
やドレイン領域となる部分には、多数の粒界７が発生す
る。そのため、SOI・TFTのトランスコンダクトタンス
（gm）が劣化し、またそれを一様に制御することも困難
なので、固体撮像装置の固定パタン雑音の原因となる。
また、粒界を通してのソース・ドレインのドーパントの
拡散によりSOI・FETがソース・ドレイン間でリーク電流
不良を起こすなどの欠点を有していた。
がシード領域からレーザビーム走査方向に単結晶となり
成長するが、レーザビーム照射により再結晶化しても、
シード領域をレーザビーム走査方向に延長した範囲しか
良質のSOI膜はできない。すなわちTFTのチャネルの一部
やドレイン領域となる部分には、多数の粒界７が発生す
る。そのため、SOI・TFTのトランスコンダクトタンス
（gm）が劣化し、またそれを一様に制御することも困難
なので、固体撮像装置の固定パタン雑音の原因となる。
また、粒界を通してのソース・ドレインのドーパントの
拡散によりSOI・FETがソース・ドレイン間でリーク電流
不良を起こすなどの欠点を有していた。
本発明は上記欠点に鑑み、良質のSOI膜中にTFTを形成す
ることができ、スミアの発生がなく、かつSOI・TFTのgm
の違いによる固定パタン雑音の発生のない固体撮像装置
を提供するものである。
ることができ、スミアの発生がなく、かつSOI・TFTのgm
の違いによる固定パタン雑音の発生のない固体撮像装置
を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の固体撮像装置
は、ホトダイオードと、前記ホトダイオードからの信号
を読み出すための読み出しスイッチとなる絶縁膜上の単
結晶に形成されるSOI・FETと、読み出しゲートと、信号
線とをそなえるとともに、前記ホトダイオードが前記読
み出しゲートと前記信号線との交叉点の近傍部に矩形状
に対して切り欠き部を有し、前記ホトダイオード領域を
シードとしてレーザビームにより前記切り欠き部に形成
された単結晶膜内に少なくとも前記SOI・FETのチャネル
部が形成されているものである。
は、ホトダイオードと、前記ホトダイオードからの信号
を読み出すための読み出しスイッチとなる絶縁膜上の単
結晶に形成されるSOI・FETと、読み出しゲートと、信号
線とをそなえるとともに、前記ホトダイオードが前記読
み出しゲートと前記信号線との交叉点の近傍部に矩形状
に対して切り欠き部を有し、前記ホトダイオード領域を
シードとしてレーザビームにより前記切り欠き部に形成
された単結晶膜内に少なくとも前記SOI・FETのチャネル
部が形成されているものである。
作用 この構成によれば、絶縁膜上のホトダイオードの切り欠
き部に形成されたポリシリコンをレーザビームでホトダ
イオードをシード部としてTFTのチャネル部まで一直線
に走査できるため、ラテラルシードエピタキシーによっ
てシード部から単結晶を成長させた良質のSOI膜中の中
央部にTFTのチャネルが形成できる。このため、このSOI
膜中に形成されるTFTのチャネル部には粒界は全くな
く、gmのバラツキもなくなり、固定パタン雑音は除去で
きる。もちろん、ドレインは絶縁膜上に形成されている
ので、スミアは全く発生しない。
き部に形成されたポリシリコンをレーザビームでホトダ
イオードをシード部としてTFTのチャネル部まで一直線
に走査できるため、ラテラルシードエピタキシーによっ
てシード部から単結晶を成長させた良質のSOI膜中の中
央部にTFTのチャネルが形成できる。このため、このSOI
膜中に形成されるTFTのチャネル部には粒界は全くな
く、gmのバラツキもなくなり、固定パタン雑音は除去で
きる。もちろん、ドレインは絶縁膜上に形成されている
ので、スミアは全く発生しない。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の単位画
素の平面図を示すものである。第１図において、１はホ
トダイオード、２はSOI膜、３は読み出しゲート、４は
信号線、５はコンタクトホール、７はレーザビームであ
る。
素の平面図を示すものである。第１図において、１はホ
トダイオード、２はSOI膜、３は読み出しゲート、４は
信号線、５はコンタクトホール、７はレーザビームであ
る。
製作プロセスを簡単に説明すると、まず、0.5μｍ程度
の厚さのLOCOS酸化膜を形成し、ホトダイオード領域１
（つまりシード領域）を定義し、続いて、0.5μｍ程度
の厚さにポリシリコンを全面に堆積する。その状態での
受光部の拡大図を第２図に示す。この状態で、第２図に
示すように、レーザビーム７で走査すると、レーザビー
ムの熱によりポリシリコンは溶融し、再結晶化する。ホ
トダイオード１は種結晶になり、LOCOS酸化膜上にも、
シードからレーザ走査方向に単結晶が成長する。従っ
て、第２図に示す領域Ａには、粒界が全くない良質のSO
I膜が形成できる。その後に、従来のMOSプロセスで第１
図に示すようにパタン形成すると、SOI・TFTのチャネル
部は、第２図の領域Ａの中央部の領域Ｂに形成される。
従って、このような画素構造にすればSOI・TFTのチャネ
ル部には粒界がないためgmの変化は非常に小さく、固定
パタン雑音は発生しない。また、粒界に起因したソース
・ドレイン間のリーク電流不良もない。もちろん、従来
の画素構造と同じく、スミアの発生もない。
の厚さのLOCOS酸化膜を形成し、ホトダイオード領域１
（つまりシード領域）を定義し、続いて、0.5μｍ程度
の厚さにポリシリコンを全面に堆積する。その状態での
受光部の拡大図を第２図に示す。この状態で、第２図に
示すように、レーザビーム７で走査すると、レーザビー
ムの熱によりポリシリコンは溶融し、再結晶化する。ホ
トダイオード１は種結晶になり、LOCOS酸化膜上にも、
シードからレーザ走査方向に単結晶が成長する。従っ
て、第２図に示す領域Ａには、粒界が全くない良質のSO
I膜が形成できる。その後に、従来のMOSプロセスで第１
図に示すようにパタン形成すると、SOI・TFTのチャネル
部は、第２図の領域Ａの中央部の領域Ｂに形成される。
従って、このような画素構造にすればSOI・TFTのチャネ
ル部には粒界がないためgmの変化は非常に小さく、固定
パタン雑音は発生しない。また、粒界に起因したソース
・ドレイン間のリーク電流不良もない。もちろん、従来
の画素構造と同じく、スミアの発生もない。
発明の効果 以上のように本発明は、SOI・TFTのチャネル領域が、シ
ード領域からレーザ走査方向に成長した単結晶薄膜領域
のほぼ中央に形成できる画素構造になっているため、SO
I・TFTのgmの均一性は非常によく、固定パタン雑音の発
生はなく、ソース・ドレイン間のリーク電流不良もな
く、かつドレインがシリコン基板から絶縁分離されて形
成されているので、スミアの発生も全くなくすることが
でき、その実用的効果は大なるものがある。
ード領域からレーザ走査方向に成長した単結晶薄膜領域
のほぼ中央に形成できる画素構造になっているため、SO
I・TFTのgmの均一性は非常によく、固定パタン雑音の発
生はなく、ソース・ドレイン間のリーク電流不良もな
く、かつドレインがシリコン基板から絶縁分離されて形
成されているので、スミアの発生も全くなくすることが
でき、その実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の画素
の構造の平面図、第２図はラテラルシードエピタキシー
による再結晶化での単結晶領域分布図、第３図は従来の
固体撮像装置の画素構造の平面図である。 １……ホトダイオード、２……SOI膜、３……読み出し
ゲート、４……信号線、７……レーザビーム。
の構造の平面図、第２図はラテラルシードエピタキシー
による再結晶化での単結晶領域分布図、第３図は従来の
固体撮像装置の画素構造の平面図である。 １……ホトダイオード、２……SOI膜、３……読み出し
ゲート、４……信号線、７……レーザビーム。
Claims (1)
- 【請求項１】ホトダイオードと、前記ホトダイオードか
らの信号を読み出すための読み出しスイッチとなる絶縁
膜上の単結晶に形成されるSOI・FETと、読み出しゲート
と、信号線とをそなえるとともに、前記ホトダイオード
が前記読み出しゲートと前記信号線との交叉点の近傍部
に矩形状に対して切り欠き部を有し、前記ホトダイオー
ド領域をシードとしてレーザビームにより前記切り欠き
部に形成された単結晶膜内に少なくとも前記SOI・FETの
チャネル部が形成されていることを特徴とする固体撮像
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189073A JPH0734465B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189073A JPH0734465B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344758A JPS6344758A (ja) | 1988-02-25 |
| JPH0734465B2 true JPH0734465B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=16234851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189073A Expired - Lifetime JPH0734465B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734465B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57108363U (ja) * | 1980-12-24 | 1982-07-03 | ||
| JPS60165878A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-29 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像素子 |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189073A patent/JPH0734465B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6344758A (ja) | 1988-02-25 |
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