JPS60224264A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
- Publication number
- JPS60224264A JPS60224264A JP59078558A JP7855884A JPS60224264A JP S60224264 A JPS60224264 A JP S60224264A JP 59078558 A JP59078558 A JP 59078558A JP 7855884 A JP7855884 A JP 7855884A JP S60224264 A JPS60224264 A JP S60224264A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor region
- integrated circuit
- circuit device
- semiconductor
- conductive layer
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D44/00—Charge transfer devices
- H10D44/40—Charge-coupled devices [CCD]
- H10D44/45—Charge-coupled devices [CCD] having field effect produced by insulated gate electrodes
- H10D44/454—Output structures
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明は、半導体集積回路装置に適用して有効な技術に
関するものであり、特に、電荷結合素子(以下、CCD
という)を備えた半導体集積回路装置に適用して有効な
技術に関するものである。
関するものであり、特に、電荷結合素子(以下、CCD
という)を備えた半導体集積回路装置に適用して有効な
技術に関するものである。
[背景技術]
一次元CCDホトセンサは、ホトダイオードに発生した
電荷をCODシフトレジスタを介して転送し、該転送さ
れた電荷をその出力段のゲート電極を介して拡散層で形
成される容量素子に充電し、その際の電圧変化分をアン
プにより増幅し出力信号として外部に出力する出力方式
を採用している(たとえば、朝食書店1981年発行「
集積回路応用ハンドブック」P93〜95、菅野卓雄編
集)。
電荷をCODシフトレジスタを介して転送し、該転送さ
れた電荷をその出力段のゲート電極を介して拡散層で形
成される容量素子に充電し、その際の電圧変化分をアン
プにより増幅し出力信号として外部に出力する出力方式
を採用している(たとえば、朝食書店1981年発行「
集積回路応用ハンドブック」P93〜95、菅野卓雄編
集)。
前記出力信号の信頼性、すなわち、情報の読み出し動作
の信頼性を向上するためには、充電される容量値Cを小
さくし、転送された電荷量Qに対して出力信号となる電
圧Vを大きくする必要がある(V=Q/C)。
の信頼性を向上するためには、充電される容量値Cを小
さくし、転送された電荷量Qに対して出力信号となる電
圧Vを大きくする必要がある(V=Q/C)。
しかしながら、かかる技術における本発明者の検討の結
果、容量値を小さくするために拡散層サイズを縮小する
と、CODシフトレジスタ出力段のゲート電極下部に形
成されるチャネル幅が縮小し、転送されてくる電荷を容
量素子に充電するのに要する時間が増大し、−次元CO
Dホトセンサの動作時間の高速化を図ることができない
という問題点を見い出した。
果、容量値を小さくするために拡散層サイズを縮小する
と、CODシフトレジスタ出力段のゲート電極下部に形
成されるチャネル幅が縮小し、転送されてくる電荷を容
量素子に充電するのに要する時間が増大し、−次元CO
Dホトセンサの動作時間の高速化を図ることができない
という問題点を見い出した。
[発明の目的]
本発明の目的は、CODを備えた半導体集積回路装置の
情報の読み出し動作における信頼性を向上することが可
能な技術手段を提供することにある。
情報の読み出し動作における信頼性を向上することが可
能な技術手段を提供することにある。
本発明の他の目的は、CODを備えた半導体集積回路装
置の動作時間の高速化を図ることが可能な技術手段を提
供することにある。
置の動作時間の高速化を図ることが可能な技術手段を提
供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
[発明の概要]
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、CODシフトレジスタの出力段の拡散層をコ
の字状に囲むように出力段のゲート電極を構成すること
により、前記拡散層サイズを縮小しても充分なチャネル
幅を得ことができるので、転送された電荷量に対して出
力信号となる電圧を大きくし、転送されてくる電荷を容
量素子に充電するのに要する時間を短縮することができ
るので、−次元CCDホトセンサの動作時間の高速化を
図ることができる。
の字状に囲むように出力段のゲート電極を構成すること
により、前記拡散層サイズを縮小しても充分なチャネル
幅を得ことができるので、転送された電荷量に対して出
力信号となる電圧を大きくし、転送されてくる電荷を容
量素子に充電するのに要する時間を短縮することができ
るので、−次元CCDホトセンサの動作時間の高速化を
図ることができる。
以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
。
。
第1図は、本発明の一実施例を説明するための一次元C
ODホトセンサを備えた半導体集積回路装置の概略平面
図である。
ODホトセンサを備えた半導体集積回路装置の概略平面
図である。
なお、全図において、同一機能を有するものは同一符号
を付け、そのくり返しの説明は省略する。
を付け、そのくり返しの説明は省略する。
第1図において、lは一次元CCDホトセンサを備えた
半導体集積回路装置である。2は半導体集積回路装置1
の周辺部に配置されて設けられた外部端子である。3は
半導体集積回路装置1の中央部に設けられたホトダイオ
ードであり、光信号を電気信号に変換するためのもので
ある。4は半導体集積回路装置1のホトダイオード3の
両側部に設けられたCODシフトレジスタであり、ホト
ダイオード3からの電気信号(電荷)を順次転送するた
めのものである。5は半導体集積回路装置1のCCDシ
フトレジスタ4の出力部近傍に設けられたアンプであり
、CCDシフトレジスタ4の出力段に転送された情報と
なる電圧を増幅するためのものである。
半導体集積回路装置である。2は半導体集積回路装置1
の周辺部に配置されて設けられた外部端子である。3は
半導体集積回路装置1の中央部に設けられたホトダイオ
ードであり、光信号を電気信号に変換するためのもので
ある。4は半導体集積回路装置1のホトダイオード3の
両側部に設けられたCODシフトレジスタであり、ホト
ダイオード3からの電気信号(電荷)を順次転送するた
めのものである。5は半導体集積回路装置1のCCDシ
フトレジスタ4の出力部近傍に設けられたアンプであり
、CCDシフトレジスタ4の出力段に転送された情報と
なる電圧を増幅するためのものである。
次に、本実施例の具体的な構成について説明する。
第2図は、本発明の一実施例を説明するための二次元C
CDホトセンサを備えた半導体集積回路装置のCODシ
フトレジスタの出力段を示す要部平面図であり、第3図
は、第2図の■−■切断線における断面図である。なお
、第2図において、その図面を見易くするために、各導
電層間に設けられるべき絶縁層は図示しない。
CDホトセンサを備えた半導体集積回路装置のCODシ
フトレジスタの出力段を示す要部平面図であり、第3図
は、第2図の■−■切断線における断面図である。なお
、第2図において、その図面を見易くするために、各導
電層間に設けられるべき絶縁層は図示しない。
第2図及び第3図において、6はp型の半導体基板であ
り、半導体集積回路装置lを構成するためのものである
。7は半導体素子形成領域間の半導体基板6主面上部に
設けられたフィールド絶縁膜であり、半導体素子間を電
気的に分離するためのものである。8は半導体素子形成
領域の半導体基板6主面上部に設けられた絶縁膜であり
、主として、COD、絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ(以下、MISFETという)のゲート絶縁膜を構成
するためのものである。9は半導体素子形成領域の所定
の半導体基板6主面部に設けられたn−型の半導体領域
であり、主として、CODの転送効率を向上するための
ものである。IOAは半導体領域9上部に絶縁膜8を介
し所定ピッチで配置して設けられた導電層であり、ホト
ダイオード3からの電荷を転送する転送ゲート構成をす
るためのもので、CODシフトレジスタを構成するため
のものである。IOBは半導体領域9上部に絶l縁膜8
を介して設けられた導電層であり、CODシフトレジス
タの出力段でリセット用のMISFETを構成するため
のものである。これらの導電層10A、IOBは、製造
工程における第1層目の導電層により形成される。11
は導電層10A、IOBを覆うように設けられた絶縁膜
であり、その上部に設けられる導電層との電気的な分離
をするためのものである。12Aは半導体領域9上部に
絶縁膜8,11を介し導電層10A間に所定ピッチで配
置して設けられた導電層であり、ホトダイオード3から
の電荷を転送するための転送ゲートを構成するためのも
ので、CODシフトレジスタを構成するためのものであ
る。12Bは半導体領域9上部に絶縁膜8,11を介し
後述する転送された電荷を蓄積する半導体領域をコの字
状に囲むようにして設けられた導電層であり、ホトダイ
オード3からの電荷を転送するためのもので、CODシ
フトレジスタの出力段ゲートを構成するためのものであ
る。この導電層12Bは、コの字状に構成されているの
で、半導体領域9に形成されるチャネル幅を大きくする
(ゲートコンダクタンスを大きくする)ことができ、C
ODシフトレジスタの出力段の容量素子に充電する動作
速度を向上することができる。これらの導電層12A。
り、半導体集積回路装置lを構成するためのものである
。7は半導体素子形成領域間の半導体基板6主面上部に
設けられたフィールド絶縁膜であり、半導体素子間を電
気的に分離するためのものである。8は半導体素子形成
領域の半導体基板6主面上部に設けられた絶縁膜であり
、主として、COD、絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ(以下、MISFETという)のゲート絶縁膜を構成
するためのものである。9は半導体素子形成領域の所定
の半導体基板6主面部に設けられたn−型の半導体領域
であり、主として、CODの転送効率を向上するための
ものである。IOAは半導体領域9上部に絶縁膜8を介
し所定ピッチで配置して設けられた導電層であり、ホト
ダイオード3からの電荷を転送する転送ゲート構成をす
るためのもので、CODシフトレジスタを構成するため
のものである。IOBは半導体領域9上部に絶l縁膜8
を介して設けられた導電層であり、CODシフトレジス
タの出力段でリセット用のMISFETを構成するため
のものである。これらの導電層10A、IOBは、製造
工程における第1層目の導電層により形成される。11
は導電層10A、IOBを覆うように設けられた絶縁膜
であり、その上部に設けられる導電層との電気的な分離
をするためのものである。12Aは半導体領域9上部に
絶縁膜8,11を介し導電層10A間に所定ピッチで配
置して設けられた導電層であり、ホトダイオード3から
の電荷を転送するための転送ゲートを構成するためのも
ので、CODシフトレジスタを構成するためのものであ
る。12Bは半導体領域9上部に絶縁膜8,11を介し
後述する転送された電荷を蓄積する半導体領域をコの字
状に囲むようにして設けられた導電層であり、ホトダイ
オード3からの電荷を転送するためのもので、CODシ
フトレジスタの出力段ゲートを構成するためのものであ
る。この導電層12Bは、コの字状に構成されているの
で、半導体領域9に形成されるチャネル幅を大きくする
(ゲートコンダクタンスを大きくする)ことができ、C
ODシフトレジスタの出力段の容量素子に充電する動作
速度を向上することができる。これらの導電層12A。
12Bは、製造工程における第2WJ目の導電層により
形成される。13A、13Bは導電層10Bのそれぞれ
の側部の絶縁膜8を介した半導体基板6主面部に設けら
れたn+型の半導体領域であり、ソース領域、ドレイン
領域として使用されるもので、MISFETを構成する
ためのものである。
形成される。13A、13Bは導電層10Bのそれぞれ
の側部の絶縁膜8を介した半導体基板6主面部に設けら
れたn+型の半導体領域であり、ソース領域、ドレイン
領域として使用されるもので、MISFETを構成する
ためのものである。
半導体領域13Aは、半導体基板6とのpn接合部で出
力段の容量素子を構成するためのもので、該容量素子に
は、転送ゲートとなる導電層10A。
力段の容量素子を構成するためのもので、該容量素子に
は、転送ゲートとなる導電層10A。
12Aより転送されてくる電荷を出力段ゲートとなる導
電層12Bにより形成されるチャネル領域を介して充電
されるようになっている。
電層12Bにより形成されるチャネル領域を介して充電
されるようになっている。
そして、半導体領域13Aは、そのサイズ(例えば、半
導体領域9の幅寸法に対する寸法)が縮小されており、
その容量値が小さく、転送された電荷量に対する出力信
号となる電圧が大きいので、出力信号の信頼性、すなわ
ち、情報の読み出し動作の信頼性を向上するようになっ
ている。14はCOD、MISFET等の半導体素子を
覆うように設けられた絶縁膜であり、その上部に設けら
れるべき導電層との電気的な分離をするためのものであ
る。15Aは半導体領域13A上部の絶縁膜8.14を
選択的に除去して設けられた接続孔、15Bは半導体領
域13B上部の絶縁膜8,14を選択的に除去して設け
られた接続孔であり、絶縁膜14上部に設けられる導電
層との電気的な接続をするためのものである。16Aは
一端が接続孔15Aを介して半導体領域13Aに他端が
アンプ5に電気的に接続された導電層、16Bは一端が
接続孔15Bを介して半導体領域13Bに他端が電源端
子(例えば、12 [V] )に電気的に接続された導
電層であり、それらを電気的に接続するためのものであ
る。これらの導電層16A、16Bは、製造工程におけ
る第3層目の導電層により形成される。なお、前記導電
層10A、IOB。
導体領域9の幅寸法に対する寸法)が縮小されており、
その容量値が小さく、転送された電荷量に対する出力信
号となる電圧が大きいので、出力信号の信頼性、すなわ
ち、情報の読み出し動作の信頼性を向上するようになっ
ている。14はCOD、MISFET等の半導体素子を
覆うように設けられた絶縁膜であり、その上部に設けら
れるべき導電層との電気的な分離をするためのものであ
る。15Aは半導体領域13A上部の絶縁膜8.14を
選択的に除去して設けられた接続孔、15Bは半導体領
域13B上部の絶縁膜8,14を選択的に除去して設け
られた接続孔であり、絶縁膜14上部に設けられる導電
層との電気的な接続をするためのものである。16Aは
一端が接続孔15Aを介して半導体領域13Aに他端が
アンプ5に電気的に接続された導電層、16Bは一端が
接続孔15Bを介して半導体領域13Bに他端が電源端
子(例えば、12 [V] )に電気的に接続された導
電層であり、それらを電気的に接続するためのものであ
る。これらの導電層16A、16Bは、製造工程におけ
る第3層目の導電層により形成される。なお、前記導電
層10A、IOB。
12A、12Bは1例えば、多結晶シリコン膜により形
成し、前記導電層16A、16Bは、例えば、アルミニ
ウム膜により形成すればよい。
成し、前記導電層16A、16Bは、例えば、アルミニ
ウム膜により形成すればよい。
[効果]
以上説明したように、本願において開示された新規な技
術手段によれば、以下に述べるような効果を得ことがで
きる。
術手段によれば、以下に述べるような効果を得ことがで
きる。
(1) 、CODシフトレジスタの出力段の拡散層をコ
の字状に囲むように出力段のゲート電極を構成すること
により、充分なチャネル幅を得ことができるので、転送
されてくる電荷を容量素子に充電するのに要する時間を
短縮することができる。
の字状に囲むように出力段のゲート電極を構成すること
により、充分なチャネル幅を得ことができるので、転送
されてくる電荷を容量素子に充電するのに要する時間を
短縮することができる。
(2)、前記(1)により、転送されてくる電荷を容量
素子に充電するのに要する時間を短縮することができる
ので、−次元CODホトセンサの動作詩間の高速化を図
ることができる。
素子に充電するのに要する時間を短縮することができる
ので、−次元CODホトセンサの動作詩間の高速化を図
ることができる。
(3)、容量素子となる半導体領域のサイズを縮小する
ことにより、転送される電荷量に対する出力信号となる
電圧を大きくすることができるので。
ことにより、転送される電荷量に対する出力信号となる
電圧を大きくすることができるので。
情報の読み出し動作における信頼性を向上することがで
きる。
きる。
(4)、前記(1)乃至(3)により、容量素子となる
半導体領域のサイズを縮小しても充分なチャネル幅を得
ことができ、転送された電荷量に対して出力信号となる
電圧を大きくし、転送されてくる電荷を容量素子に充電
するのに要する時間を短縮することができるので、−次
元CCDホトセンサの情報の読み出し動作における信頼
性を向上することができ、かつ、動作時間の高速化を図
ることができる。
半導体領域のサイズを縮小しても充分なチャネル幅を得
ことができ、転送された電荷量に対して出力信号となる
電圧を大きくし、転送されてくる電荷を容量素子に充電
するのに要する時間を短縮することができるので、−次
元CCDホトセンサの情報の読み出し動作における信頼
性を向上することができ、かつ、動作時間の高速化を図
ることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例にもとす
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において1
種々変形し得ることは勿論である。
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において1
種々変形し得ることは勿論である。
例えば、前記出力段のゲート電極となる導電層を高融点
金属層、高融点金属とシリコンとの化合物であるシリサ
イド層で形成しでもよい。
金属層、高融点金属とシリコンとの化合物であるシリサ
イド層で形成しでもよい。
また、CODを備えた半導体集積回路装置に限定される
ことなく、MISFETを備えた半導体集積回路装置に
おいて、MISFETのゲート電極をコの字状に構成し
てもよい。
ことなく、MISFETを備えた半導体集積回路装置に
おいて、MISFETのゲート電極をコの字状に構成し
てもよい。
第1図は1本発明の一実施例を説明するための一次元C
CDホトセンサを備えた半導体集積回路装置の概略平面
図、 第2図は1本発明の一実施例を説明するための一次元C
CDホトセンサを備えた半導体集積回路装置のCCDシ
フトレジスタの出力段を示す要部平面図。 第3図は、第2図の■−■切断線における断面図である
。 図中、1・・・半導体集積回路装置、2・・・外部端子
8・・・ホトダイオード、4・・・CCDシフトレジス
タ、5・・・アンプ、6・・・半導体基板、7・・・フ
ィールド絶縁膜、8,11,14・・・絶縁膜、9,1
3A、13 B ・・・半導体領域、10A、IOB、
12A、12B、16A、16B・・・導電層、15A
、15B・・・接続孔である。 代理人 弁理士 高橋明夫 第 1 図
CDホトセンサを備えた半導体集積回路装置の概略平面
図、 第2図は1本発明の一実施例を説明するための一次元C
CDホトセンサを備えた半導体集積回路装置のCCDシ
フトレジスタの出力段を示す要部平面図。 第3図は、第2図の■−■切断線における断面図である
。 図中、1・・・半導体集積回路装置、2・・・外部端子
8・・・ホトダイオード、4・・・CCDシフトレジス
タ、5・・・アンプ、6・・・半導体基板、7・・・フ
ィールド絶縁膜、8,11,14・・・絶縁膜、9,1
3A、13 B ・・・半導体領域、10A、IOB、
12A、12B、16A、16B・・・導電層、15A
、15B・・・接続孔である。 代理人 弁理士 高橋明夫 第 1 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、他の領域と電気的に分離されて設けられた第1導電
型の第1の半導体領域と、該第1の半導体領域の所定主
面部に設けられた第2導電型の第2の半導体領域と、該
第2の半導体領域を囲むように絶縁膜を介して前記第1
の半導体領域の主面上部に設けられた導電層とを具備し
てなることを特徴とする半導体集積回路装置。 2、前記導電層は、コの字状に構成されてなることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装
置。 3、前記第1の半導体領域は、前記導電層下部のその主
面部に、前記第2の半導体領域と同一導電型でそれより
も低い不純物濃度を有し、かつ、第2の半導体領域に電
気的に接続された第3の半導体領域を具備してなること
を特徴とする特許請求の範囲第1項及び第2項記載の半
導体集積回路装置。 4、前記導電層は、電荷結合素子からなるシフトレジス
タの出力段の梗−ト電極を構成し、前記第2の半導体領
域は、前記シフトレジスタにおいて転送されてくる電荷
を蓄積するための容量素子を構成してなることを特徴と
する特許請求の範囲第1項乃至第3項記載の半導体集積
回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078558A JPS60224264A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078558A JPS60224264A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60224264A true JPS60224264A (ja) | 1985-11-08 |
Family
ID=13665231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078558A Pending JPS60224264A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60224264A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422503A (en) * | 1992-12-22 | 1995-06-06 | Thomson-Csf Semiconducteurs Specifiques | CCD shift register with improved reading device |
| JPH07176726A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-14 | Sony Corp | 電荷転送装置 |
| CN112331688A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-05 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种同时实现大信号处理和高频转移的ccd结构 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59078558A patent/JPS60224264A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422503A (en) * | 1992-12-22 | 1995-06-06 | Thomson-Csf Semiconducteurs Specifiques | CCD shift register with improved reading device |
| JPH07176726A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-14 | Sony Corp | 電荷転送装置 |
| CN112331688A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-05 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种同时实现大信号处理和高频转移的ccd结构 |
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