JPS5848464A - 電荷転送装置 - Google Patents

電荷転送装置

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JPS5848464A
JPS5848464A JP56146761A JP14676181A JPS5848464A JP S5848464 A JPS5848464 A JP S5848464A JP 56146761 A JP56146761 A JP 56146761A JP 14676181 A JP14676181 A JP 14676181A JP S5848464 A JPS5848464 A JP S5848464A
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JP
Japan
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electrode
gate
gate electrode
layer
charge
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JP56146761A
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JPH0353775B2 (ja
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Kenzo Yamanari
山成 謙造
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D44/00Charge transfer devices
    • H10D44/40Charge-coupled devices [CCD]
    • H10D44/45Charge-coupled devices [CCD] having field effect produced by insulated gate electrodes 
    • H10D44/452Input structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D44/00Charge transfer devices
    • H10D44/40Charge-coupled devices [CCD]
    • H10D44/45Charge-coupled devices [CCD] having field effect produced by insulated gate electrodes 
    • H10D44/462Buried-channel CCD

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本尭−轄電荷結合装瞳の入力に関する。゛従来の電荷結
合装置の入4ガは゛−−′導電−°半′導体基板上に第
二4電履の拡散領域を設け―この第二導電蓋の拡散領域
にll1iして縞1のゲート電極を設け、この第1のゲ
ー゛ト電*K11m接して第2のゲート電極を散け、さ
らに゛第2のゲート電−にm接して第3のゲート電極を
設けている。そして第2のゲート電極は1層目又は2層
目のみの電極゛で構成さ−れでおり、11造″上のバラ
ツキにi′J)注入電着量が大きくパックく欠点があっ
た。
まず図を用いて従来の電荷転送装置につい′て述べる。
#!1図は′従来の電荷転送装置め入力近i。
平面図の1例であり8鎮2図社その人=″A’に於ゆる
rrw゛図である。Pill苧゛導体基板4上に形′成
され九拡散領埴1はNfi領域で接続部2を通じてアル
オニウム等の配II2に接続され、入力電極として゛外
部から電位が加えられるよ−うになってbる=拡Ikg
I4域1%すなわちN#拡散層に、絶′縁酸化815を
°介゛し隣接してIHlのゲ′−ト”−極゛11があり
、引tA続いて第2のゲート電極21があり、さらに第
3のゲート電極31.32がある。第3のゲート電極3
1.32は接続部30を通じて互いに結線され、岡−電
極として動作するようにじである12は第1のゲート電
極のフル電配綜であ抄、23は#I2ゲート電極のアル
ζ配線である。本図の例では@3のゲート電極31.3
2は電荷転送部のシフトレジスタのり■ツク電位53に
接続されている。電4141.42と電極51.52は
それヤれ接続部40.50で11続されて電荷転送用レ
ジスタの電極を構成しておに、各々り關ツク配線43.
5Bに接続されでいる。本例は2相クロツクを使用して
いる。3は電荷が転送されるチャンネル領域である。8
1図において破線で示した電極21,32.42%52
は最初に形成される1層目のポリシリ電極であに、実線
で示した電極11.31.41.51F1次に形成され
る2層目のポリシリ電極である 次に第2図を参照して本実施例のA−A’の断面構造を
より詳細に説明する。PM牛導体基板4上に絶縁酸化膜
5を介してポリシリコンによる電極11.21.31.
32.41.42.51.52が作られている。電荷転
送部は填込チャンネル構成であり、P型半導体基板4に
N型導電体領域6が形成され、さらに電荷の転送に方向
性を持たせる為に埋込チャンネル中では2層目ゲート電
極41.51の下部にP型導電体領域7を有している。
次に上記電荷転送装置9入力御作を通常よく使用される
電位平衡法によって説明する。第3図(a)は入力部の
断面図であり、(b)〜(d)は電位平衡法による電荷
注入のポテンシャル図である。同(b)、(C)、(d
)はこの順に従って時間経過によるポテンシャルを示し
ている。電荷の注入は入力拡散層1の電位が第1人力グ
ー)Glのポテンシャルより高くなった時ポテンシャル
井戸に流れ込み、又入力拡散層1の電位が第1人力ゲー
トG1のポテンシャルより低くなった時余剰電荷は入力
拡散層1側に流れ出て、第2人力グー)02下に、第1
人力グー)Glと第2人力グー)G2の電極下のポテン
シャル差分だけ転送電荷として残る。この転送電荷がf
A段のシフトレジδりに転送さ些て電荷転送が行われる
。転送電荷量Qは、 Q oC(G lと02の電位差)X(020チャンネ
ル5面積) の関係、にある、、ζこで(GlとG2の電位差)は外
部からの与えられるゲート電圧により制御されるが、(
G2のチャンネール面積)は製造時のバラツキに、左右
される。電荷転送装置に鼾込て電荷注入ta非常に重要
な項目であ少、上記構造のものは第2ゲー)G2の長さ
、つまシ第3図における第2ゲート02のチャンネル凰
に大きく依存する。
第2グー)G2のチャンネル長1は第2ゲートG2の製
造時のエツチング状態のバラツキによるので、ウェット
エツチングにおいてti%に制、御がむずかしい、、又
微細パターン化するにはチャ、ンネル長1唸短い方が良
いが、トを厚くするとバラツキの割合はさらに大きくな
る このように従来構造のものはts2ゲートG2のチ
ャンネル侵1によって注入電荷量が大きく影響を受け、
注入電荷量の制@はむずかしい状態であった。上m1F
i動作方法として電位平衡法を述べたが、ダイオードカ
ットオフ法も第2グー)02下のチャンネル面積に依存
するので電荷注入量がバラツクことは全く同様である。
本発明は上記欠点を改良し、注入電釘量を゛より正確に
制御できる電荷転送装置を提供することにある。   
     ・  ・      □゛  、本発明で+
[2ゲート電極を第1層目電極゛と第2層I電憔で構成
・し、該第2ゲートの゛電極の長さはMl:層目の電極
の同一方向の端の位置によって@足されるも・のである
1、すなわち本発明によれば。
縞−導電型中導体に設けられた第二導電型の拡散tiA
域と、この第ニー導電型の拡散領域に14接して設けら
れえ第1のゲート電極、該第lのゲート電極に1i11
11接して設けられ喪第2のゲート電極、該第2のゲー
ト電極に隣接して設けられた第3のゲート電極からなる
it荷注入手段とを其備した電荷転送装置において、第
2のゲ亡ト電゛極がI+−目電極と2層目電極とで構成
されていることを特徴とする電荷転送装置を得る。特に
第1ゲート電極のうち第1ゲート電極から遠い方の部分
電極とは同時に形成されることが望ましい。
本発1111によると第2ゲートの長さLが第1層目電
極の同一方向の端によって規定されるので、製造時にオ
ーバーエッチやアンダーエッチが起っても長さLは変化
せず、注入転送電荷量のバラツキは少い。特にアナはグ
信号処理に利用される場合は正確に電荷が注入されるこ
とは非常に有益なことである。又高速動作を考えると、
転送方向に直角な方向の巾は20〜50μmと大きくし
ても、転送方向の長さLは短い方が良い。従って、チャ
ンネル長りを短くしていく場合、第2ゲート電極を第1
層又は第2層のみで構成すると、チャンネル長りのバラ
ツキは大きくな)、注入電荷量のバラツキも大きなもの
となる。ヒのように第2ゲート電極を第1層台と第2層
目の電極で構成することは、高速用のチャンネル長りの
短い高性能な電荷転送装置を実現する場合にも大変効果
がある。
次に本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
@4図は本発明を適用し九電荷転送装置の入力近傍の平
面図である。第5図Fi縞4図におけるB〜B″の断面
図で1ある。、!4図、第5図において11.22.3
2.42.52は最初に形成される1層目ポリシリコン
電極で、21.31.41゜51は次に形成される2層
目ポリシリコン電極である。その他O1に!号は1nG
1図と第2図で示したものと同じなので省略する0本実
施例では第2ゲートを2層目ポリシリコン電l121と
1層目ポリシリコン電極22で構成する。特に第1グー
)11とIs2ゲートのうち第1ゲート11よシ遠い方
の電極22とは同じ1層目のポリシリコン電極で形成さ
れている。このようにすると、注入電荷量の決定に大急
な影響を持つ第2ゲートの長さLlは、#11層目ポリ
シリコン電極で作られ九第1ゲート11の右端と第2ゲ
ート22の右端との距離で決資)、これはマスクの出来
上り精度には依存するがゲー)11やゲート22のエツ
チング状態には#1とんど影響されず一定である。なぜ
ならゲート11.22は同一条件で製造され四−条件で
加工エツチングされるからである。そして注入電荷量は
第2ゲートの長さLlが一定に作れるので、十分に制御
され特性の良い電荷注入装置が出来る。
又ペレット間、ウェハー間のバラツキも少く、製造上の
歩留も良くなる。第2ゲート電極21と22の下のゲー
ト酸化膜厚は通常同一の厚さに作りポテンシャル差を無
くしておく方が使い安いが、必ずしも仁の限シではない
M6図は本発明を適用した他の実施例の平面図であL第
7図はM6図におけるc −c’の断面図である。第6
図第7図において電極11.22%41% 51は2N
1目ポリシリコン電極で、電極21.81,42.52
は1層目ポリシリコン電極で作られている。本実施的に
おいても第2グ トを1層目ポリシリコン電極21と2
層目ポリシリコン電極22で構成しており、電極11と
22とは共に2層目ポリシリコンで形成しである。本実
施例においても、M2ゲートのチャンネル長L2は、第
1層目で作られ九第2ゲート電極21の左端と槙3ゲー
ト電wIA31の左端との距離で規定され、本発明の第
1の実施例と同様、注入電荷量のバラツキの少い電荷転
送装置が実現できる。
以上のように、第2ゲートを1層目電極と2層目電極に
よシ構成した本発明は、注入電荷量のバラツキを少く制
御できるので、特性のよい電荷転送装置が実現できる。
本発明の実施例ではレジスタ部に埋込チャンネルを使用
したが、これは本発明に直接かかわるところではなく、
表面チャンネルであっても良い。又本発明は電荷転送装
置の入力部分に関するもので、本発明の入力構造を適用
し九−次元ラインセンサー、2次元エリアセンサー、遅
延線等に適用できることは明白である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電荷転送装置の平面図、!2図Fi第1
図のh−A′にそった断面図、第3図(a)〜(d)は
電位平衡法による電荷注入のポテンシャル図である。 JI4図、第6図は本発明の一実施例の平面図、第5図
は第4図のB −B’にそった断面図、第7図は第6図
のc −c’にそった断面図。 l・・・・・・N型拡散層 3・・・・・・チャンネル
領琥 4・・・・・・P型半導体基板 5・・・・・・
絶線酸化膜 6・・・・・・N型導電体 7・・・・・
・P型導電体 2,12.23%33.43.53・・
・・・・配線層゛1″1.21,22、卒を恥 卒7回 手続補正書(自発) 特許庁長官 殿 1、事件の表示   昭和66年峙 許 願第146ツ
61号2、発−の名称   電荷転送装置 3、補正をする者 事件との関係       出 願 人東京都港区芝五
丁目33番1号 (423)   日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 〒108  東京都港区芝五丁目37番8号 住人三田
ビルa 補正の対象 明細書O「発@oNlItll明」O欄a 補正O白書 (イ)*細書1買第16行回の「後続部8」を「接続s
31」に訂正する。 (ロ)明細書第6頁第1S行sorチャンネル1」を「
チャンネル長1」に訂正する。 V→ 1011書85頁第1s行目の「チャンネル長1
」を「チャンネル長1」に訂正する。 に)明細書第6頁第1’F行@or長1」と「1を」と
を、夫々「長1」および「1を」に訂正す為。 (ホ)@allUEls頁第19行norチャンネル長
l」を「チャンネル長1」に訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)嬉−導電麿牛導体基@に設けら五゛た第二導電蓋
    の拡散領域と、該拡散領域に隣接して設けら゛れ電極に
    llI接して設けられ九第3めゲート電価とを會む電荷
    注入手段とを″具備した電荷転送装′gIIKsPいて
    、・第2のゲー□ト電極が1層′目電櫨と2層目電極と
    で構成されているζどを特徴とする電荷転送装置。 (匂前記菖・1ゲート電極と前記第2ゲーF電薯のうち
    前記篤1ゲート電1がら遣い方の部分は同時に形成され
    九ものであることを特徴とする特許請求の範al111
    項記載の電荷転送装置−−
JP56146761A 1981-09-17 1981-09-17 電荷転送装置 Granted JPS5848464A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56146761A JPS5848464A (ja) 1981-09-17 1981-09-17 電荷転送装置
US06/418,956 US4546368A (en) 1981-09-17 1982-09-16 Charge transfer device having a precisely controlled injection rate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56146761A JPS5848464A (ja) 1981-09-17 1981-09-17 電荷転送装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5848464A true JPS5848464A (ja) 1983-03-22
JPH0353775B2 JPH0353775B2 (ja) 1991-08-16

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ID=15414965

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JP56146761A Granted JPS5848464A (ja) 1981-09-17 1981-09-17 電荷転送装置

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US4546368A (en) 1985-10-08

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