JPH073867B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH073867B2 JPH073867B2 JP60271859A JP27185985A JPH073867B2 JP H073867 B2 JPH073867 B2 JP H073867B2 JP 60271859 A JP60271859 A JP 60271859A JP 27185985 A JP27185985 A JP 27185985A JP H073867 B2 JPH073867 B2 JP H073867B2
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- JP
- Japan
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- substrate
- layer
- imaging device
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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)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置に関するものである。
従来の技術 従来、Ｐウェル型固体撮像装置は、第２図に示す構造で
あった。第２図ｂは、受光部を模式的に示したものであ
り、第２図ａは、第２図ｂのＢ−Ｂ′方向の不純物濃度
分布を示したものである。第２図ｂにおいて、５はＮ型
シリコン基板で、23はＰ型層、24はＮ型領域である。実
効的な受光領域は、Ｐ型層23とＮ型領域24で形成され
る。実動作として、Ｐ型層23は0Vに接地され、Ｎ型シリ
コン基板５とＮ型領域24は、Ｐ型層23に対して逆バイア
スされている。
あった。第２図ｂは、受光部を模式的に示したものであ
り、第２図ａは、第２図ｂのＢ−Ｂ′方向の不純物濃度
分布を示したものである。第２図ｂにおいて、５はＮ型
シリコン基板で、23はＰ型層、24はＮ型領域である。実
効的な受光領域は、Ｐ型層23とＮ型領域24で形成され
る。実動作として、Ｐ型層23は0Vに接地され、Ｎ型シリ
コン基板５とＮ型領域24は、Ｐ型層23に対して逆バイア
スされている。
そして、第２図の従来の固体撮像装置の構成で必要なブ
ルーミング抑制を行なうためには、Ｐ型層23を完全に空
乏化しなければならない。そのためには、特にＮ型シリ
コン基板５に加える電圧（以下、基板電圧と呼ぶ）は重
要である。少なくとも基板電圧は、通常の駆動電圧（20
V以下）にする必要がある。
ルーミング抑制を行なうためには、Ｐ型層23を完全に空
乏化しなければならない。そのためには、特にＮ型シリ
コン基板５に加える電圧（以下、基板電圧と呼ぶ）は重
要である。少なくとも基板電圧は、通常の駆動電圧（20
V以下）にする必要がある。
前記、基板電圧を決める要因は、Ｐ型層23の不純物分布
（濃度，深さ）およびＮ型シリコン基板５の濃度であ
る。そして、それらの関係は、プロセスの安定性から、
Ｎ型シリコン基板５は低濃度のものが用いられ、撮像装
置の分光特性の要求から、Ｐ型層23は、拡散長は深く、
低濃度のものが必要であった。
（濃度，深さ）およびＮ型シリコン基板５の濃度であ
る。そして、それらの関係は、プロセスの安定性から、
Ｎ型シリコン基板５は低濃度のものが用いられ、撮像装
置の分光特性の要求から、Ｐ型層23は、拡散長は深く、
低濃度のものが必要であった。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の構造では、撮像装置の光学的特性とプ
ロセス安定性を同時に満たそうとすると基板電圧は必然
的に高くなる。基板電圧を低くするには、基板の不純物
濃度を上げるかあるいはＰ型層の不純物濃度を下げるか
拡散長を短くする必要がある。しかし、前者は、プロセ
ス変動に敏感になり、後者は、光学的特性が劣化すると
いう問題があった。
ロセス安定性を同時に満たそうとすると基板電圧は必然
的に高くなる。基板電圧を低くするには、基板の不純物
濃度を上げるかあるいはＰ型層の不純物濃度を下げるか
拡散長を短くする必要がある。しかし、前者は、プロセ
ス変動に敏感になり、後者は、光学的特性が劣化すると
いう問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するもので、光学的特
性を劣化させることなく、基板電圧の低電圧化が図れし
かもプロセス安定性をも同時に実現することを目的とす
るものである。
性を劣化させることなく、基板電圧の低電圧化が図れし
かもプロセス安定性をも同時に実現することを目的とす
るものである。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、一導電型を有す
る高不純物濃度の半導体基板の表面に、前記半導体基板
と同一導電型を有するとともに前記半導体基板よりも低
不純物濃度のエピタキシャル層と、前記半導体基板と反
対導電型の第１の半導体層が順次形成され、前記反対導
電型の半導体層の表面に前記半導体基板と同一導電型の
第２の半導体層が形成され、前記半導体基板と前記エピ
タキシャル層とで基板部が形成され、前記第１の半導体
層と前記第２の半導体層とで受光部が形成されているも
のである。
る高不純物濃度の半導体基板の表面に、前記半導体基板
と同一導電型を有するとともに前記半導体基板よりも低
不純物濃度のエピタキシャル層と、前記半導体基板と反
対導電型の第１の半導体層が順次形成され、前記反対導
電型の半導体層の表面に前記半導体基板と同一導電型の
第２の半導体層が形成され、前記半導体基板と前記エピ
タキシャル層とで基板部が形成され、前記第１の半導体
層と前記第２の半導体層とで受光部が形成されているも
のである。
作用 この構造により、半導体基板と反対導電型のＰ型層を完
全に空乏化するに必要な基板側の空乏層幅の広がりを高
濃度不純物基板によって制限することにより、空乏化に
必要な基板印加電圧の低電圧化を図ることとなる。
全に空乏化するに必要な基板側の空乏層幅の広がりを高
濃度不純物基板によって制限することにより、空乏化に
必要な基板印加電圧の低電圧化を図ることとなる。
実施例 第１図a,bはそれぞれ本発明の一実施例によるＰウェル
型固体撮像装置受光部の深さ方向不純物濃度分布と模式
的断面図ｂである。
型固体撮像装置受光部の深さ方向不純物濃度分布と模式
的断面図ｂである。
第１図ｂにおいて、１は高濃度Ｎ型シリコン基板、２は
低濃度Ｎ型エピタキシヤル層、３は低濃度Ｐ型層、４は
Ｎ型領域である。第１図ａは、第１図ｂのＡ−Ａ′の断
面における深さ方向の不純物濃度分布を示したものであ
る。表面側から、N/P/N-/N+構造となっている。ブルー
ミング抑制の基本動作は、従来型と同一で、低濃度Ｐ型
層３を0Vに接地し、高濃度Ｎ型シリコン基板１に正電圧
を印加して、低濃度Ｐ型層３を完全空乏化することによ
り行なわれる。ブルーミング抑制時には、Ｐ型層３を完
全空乏化するに必要なＮ型基板の不純物量が満足される
までＮ型基板側の空乏層は広がる。本発明によるN/P/N-
/N+構造によれば、Ｎ型基板側の空乏層幅は、Ｎ+基板で
制限され、第１図ａに示すＸAまでとなる。一方、従来
型（N/P/N-構造）では、第１図ａに参考のため示したＸ
Bまで広がる。その結果、基板電圧は、従来型に比べ低
電圧にすることができる。
低濃度Ｎ型エピタキシヤル層、３は低濃度Ｐ型層、４は
Ｎ型領域である。第１図ａは、第１図ｂのＡ−Ａ′の断
面における深さ方向の不純物濃度分布を示したものであ
る。表面側から、N/P/N-/N+構造となっている。ブルー
ミング抑制の基本動作は、従来型と同一で、低濃度Ｐ型
層３を0Vに接地し、高濃度Ｎ型シリコン基板１に正電圧
を印加して、低濃度Ｐ型層３を完全空乏化することによ
り行なわれる。ブルーミング抑制時には、Ｐ型層３を完
全空乏化するに必要なＮ型基板の不純物量が満足される
までＮ型基板側の空乏層は広がる。本発明によるN/P/N-
/N+構造によれば、Ｎ型基板側の空乏層幅は、Ｎ+基板で
制限され、第１図ａに示すＸAまでとなる。一方、従来
型（N/P/N-構造）では、第１図ａに参考のため示したＸ
Bまで広がる。その結果、基板電圧は、従来型に比べ低
電圧にすることができる。
また、本発明の第１図ａにおいて、Ｐ型層やＮ-エピタ
キシヤル層の不純物分布が変動しても、Ｎ型基板側の空
乏層端ＸAの変動は、従来型のＸBに比べて小さいため、
プロセス変動に対しても強い構造となっている。
キシヤル層の不純物分布が変動しても、Ｎ型基板側の空
乏層端ＸAの変動は、従来型のＸBに比べて小さいため、
プロセス変動に対しても強い構造となっている。
なお、実施例では、Ｐウェル型固体撮像装置について述
べたが、Ｐ型基板を用いたＮウェル型固体撮像装置にお
いても同様な効果が得られることは明白である。
べたが、Ｐ型基板を用いたＮウェル型固体撮像装置にお
いても同様な効果が得られることは明白である。
発明の効果 以上のように本発明によれば、固体撮像装置の光学特性
の劣化およびプロセスの安定化を損うことなく、基板電
圧の低電圧化が図れ、かつ、プロセス変動に対しても強
いなどきわめて有効な効果が得られる。
の劣化およびプロセスの安定化を損うことなく、基板電
圧の低電圧化が図れ、かつ、プロセス変動に対しても強
いなどきわめて有効な効果が得られる。
第１図a,bは、本発明の一実施例によるＰウェル型固体
撮像装置受光部の不純物分布図および断面模式図、第２
図a,bは従来のＰウェル型固体撮像装置受光部の不純物
分布図および断面模式図である。 １……高濃度Ｎ型シリコン基板、２……低濃度Ｎ型エピ
タキシヤル層、3,23……低濃度Ｐ型層、4,24……Ｎ型領
域、５……低濃度Ｎ型シリコン基板。
撮像装置受光部の不純物分布図および断面模式図、第２
図a,bは従来のＰウェル型固体撮像装置受光部の不純物
分布図および断面模式図である。 １……高濃度Ｎ型シリコン基板、２……低濃度Ｎ型エピ
タキシヤル層、3,23……低濃度Ｐ型層、4,24……Ｎ型領
域、５……低濃度Ｎ型シリコン基板。
Claims (1)
- 【請求項１】一導電型を有する高不純物濃度の半導体基
板の表面に、前記半導体基板と同一導電型を有するとと
もに前記半導体基板よりも低不純物濃度のエピタキシャ
ル層と、前記半導体基板と反対導電型の第１の半導体層
が順次形成され、前記反対導電型の半導体層の表面に前
記半導体基板と同一導電型の第２の半導体層が形成さ
れ、前記半導体基板と前記エピタキシャル層とで基板部
が形成され、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層
とで受光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 |
|---|---|---|---|
| JP60271859A JPH073867B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60271859A JPH073867B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62131567A JPS62131567A (ja) | 1987-06-13 |
| JPH073867B2 true JPH073867B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=17505880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60271859A Expired - Lifetime JPH073867B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073867B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58193B2 (ja) * | 1978-08-08 | 1983-01-05 | 日本電信電話株式会社 | 半導体光検波装置 |
| JPS58125976A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
-
1985
- 1985-12-03 JP JP60271859A patent/JPH073867B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62131567A (ja) | 1987-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |