JPS61102771A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS61102771A JPS61102771A JP59226354A JP22635484A JPS61102771A JP S61102771 A JPS61102771 A JP S61102771A JP 59226354 A JP59226354 A JP 59226354A JP 22635484 A JP22635484 A JP 22635484A JP S61102771 A JPS61102771 A JP S61102771A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drain
- depletion layer
- principle
- vertical
- substrate
- 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
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)
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】
童業上の利用分野
本発明は固体撮像装置に関するものである。
従来例の構成例とその問題点
最近、ＭａＳ形、ＣＣＤ形、ＣＰＤ形などの固体撮像装
置の開発が進み、解像度、感度などの点から見て撮像管
に匹敵するものが実用化されている。たとえば、ブルー
ミングについては固体撮像装置の光電変換部を基板と反
対導電型のウェル内に形成し、基板に所定の電圧を印加
して、生じたブルーミング電荷を基板に排出することに
より実用土問題のないレベルに低減され゛ている。
置の開発が進み、解像度、感度などの点から見て撮像管
に匹敵するものが実用化されている。たとえば、ブルー
ミングについては固体撮像装置の光電変換部を基板と反
対導電型のウェル内に形成し、基板に所定の電圧を印加
して、生じたブルーミング電荷を基板に排出することに
より実用土問題のないレベルに低減され゛ている。
この場合に採用されたウェル構造はＭＯＳ形、ＣＣＤ形
（Ｉ Ｌ−ＣＣＤ形）、ＣＰｖ形においてはそれぞれ第
１図（ａ） 、 （ｈ） ｔ （ｃ） Ｋ示した構造を
使用している。
（Ｉ Ｌ−ＣＣＤ形）、ＣＰｖ形においてはそれぞれ第
１図（ａ） 、 （ｈ） ｔ （ｃ） Ｋ示した構造を
使用している。
第１図において、１はｎ型基板、２はＰウェル３はフォ
トダイオード、４はドレイン、６はアルミ遮光膜、６は
ＬＯＣＯ５酸化膜、７はＮＳＧ喚、８．９けチャンネル
ストッパー、１Ｑはアルミ信号線、１１は垂直転送ＣＯ
Ｄ、１２は垂直伝送線である。（ａ）のＭＯＳ形ではＰ
ウェル２は所定の基板電圧でＶｉ空乏化されない濃度を
使っている。（ｂ）のＩＬｏ−ＣＣＤ形ではフォトダイ
オード３の下のＰウェル２は所定の基板電圧で空乏化さ
れるが、垂直転送部１１の下は空乏化されないウェル構
造を採用している。（Ｃ）のＣＰＤ型では所定の基板電
圧で空乏化されるウェル濃度を採用している。これらは
いずれも飽和元以上で生じるブルーミング電荷の低減あ
るいは除去に対し有効な構造となっている。しかしなが
ら、飽和光以下で生じるスメアについては、ウェル構造
を用いることにより一定の低減効果はあるものの、その
構造上限界があり、実用上問題となっている。
トダイオード、４はドレイン、６はアルミ遮光膜、６は
ＬＯＣＯ５酸化膜、７はＮＳＧ喚、８．９けチャンネル
ストッパー、１Ｑはアルミ信号線、１１は垂直転送ＣＯ
Ｄ、１２は垂直伝送線である。（ａ）のＭＯＳ形ではＰ
ウェル２は所定の基板電圧でＶｉ空乏化されない濃度を
使っている。（ｂ）のＩＬｏ−ＣＣＤ形ではフォトダイ
オード３の下のＰウェル２は所定の基板電圧で空乏化さ
れるが、垂直転送部１１の下は空乏化されないウェル構
造を採用している。（Ｃ）のＣＰＤ型では所定の基板電
圧で空乏化されるウェル濃度を採用している。これらは
いずれも飽和元以上で生じるブルーミング電荷の低減あ
るいは除去に対し有効な構造となっている。しかしなが
ら、飽和光以下で生じるスメアについては、ウェル構造
を用いることにより一定の低減効果はあるものの、その
構造上限界があり、実用上問題となっている。
（ａ）のＭＯＳ形ではチャンネルストッパー８のドレイ
ン近傍に斜め光入射で生じた電荷ｅ−や、基板深部で生
じた電荷ｅ−は、ウェルが空乏化していないことなどに
より、基板１に効果的に排出されることができず、矢印
で示すように拡散しドレイン４の空乏層に蓄積され、結
局スメア電荷となってし１う。
ン近傍に斜め光入射で生じた電荷ｅ−や、基板深部で生
じた電荷ｅ−は、ウェルが空乏化していないことなどに
より、基板１に効果的に排出されることができず、矢印
で示すように拡散しドレイン４の空乏層に蓄積され、結
局スメア電荷となってし１う。
（（９）のＩＬ−ＣＣＤ形の場合も、斜め光入射で生じ
た電荷のｅ−や基板１に生じた電荷ｅ−が矢印で示すよ
うに拡散し、垂直転送部１１の空乏層に蓄積されスメア
電荷となってし棟う。（Ｃ）のＣＰＤ形の場合において
も（−）のＭＯＳ形と同様に、斜め光入射で生じた電荷
ｅ−や、基板深部で生じた電荷ｅ−が矢印で示すように
拡散してドレイン４の空乏層に捕えられ、スメアとなっ
てしまう。
た電荷のｅ−や基板１に生じた電荷ｅ−が矢印で示すよ
うに拡散し、垂直転送部１１の空乏層に蓄積されスメア
電荷となってし棟う。（Ｃ）のＣＰＤ形の場合において
も（−）のＭＯＳ形と同様に、斜め光入射で生じた電荷
ｅ−や、基板深部で生じた電荷ｅ−が矢印で示すように
拡散してドレイン４の空乏層に捕えられ、スメアとなっ
てしまう。
以上のように、従来の固体撮１象装置に訃いては、原理
的にスメア電荷を生じさせない様にすることけできなか
った。
的にスメア電荷を生じさせない様にすることけできなか
った。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、従来の固体ｒＲｆ象素子に生
じるスメア電荷を原理的に発生するのを除去するか、あ
るいは大巾に低減できるような構造を備えた固体撮像装
置を提供すること（である。
じるスメア電荷を原理的に発生するのを除去するか、あ
るいは大巾に低減できるような構造を備えた固体撮像装
置を提供すること（である。
発明の構成
この目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、
行列状に配列された光電変換素子部と、前記光電変換素
子部で光電変換された光信号電荷を時系列的に読み出す
垂直及び水平の転送部とを備えるとともに、前記垂直転
送部がＳＯＩ構造を有する基板上に形成されて構成され
ている。
行列状に配列された光電変換素子部と、前記光電変換素
子部で光電変換された光信号電荷を時系列的に読み出す
垂直及び水平の転送部とを備えるとともに、前記垂直転
送部がＳＯＩ構造を有する基板上に形成されて構成され
ている。
実施例の説明
以下、本発明の実施例について、ＣＰＤ形を例にとって
、図面を参照しながら説明する。第２図は本発明の一実
施例の断面構造を示す。ｎチャンネルの場合について述
べる。
、図面を参照しながら説明する。第２図は本発明の一実
施例の断面構造を示す。ｎチャンネルの場合について述
べる。
第２図において、１はｎ型基板、２ｆ′ｉＰウエル、３
はＰウェル上に形成されたフォトダイオード、４けドレ
イン、５はアルミ遮光膜、６は素子間分離のＬＯＣＯ３
厚膜、７はＮＳＧ膜、１２は垂直伝送線のＡＩ電極、１
３はＳｉＯ２膜、１４Ｖｉ垂直ＭＯＳトランジスタのポ
リ７リコンゲート、１６はＳＧ膜である。
はＰウェル上に形成されたフォトダイオード、４けドレ
イン、５はアルミ遮光膜、６は素子間分離のＬＯＣＯ３
厚膜、７はＮＳＧ膜、１２は垂直伝送線のＡＩ電極、１
３はＳｉＯ２膜、１４Ｖｉ垂直ＭＯＳトランジスタのポ
リ７リコンゲート、１６はＳＧ膜である。
図から分かるように、ドレイン４はＳｉ○２膜１３膜上
３形成され、いわゆるＳ ＯＩ （Ｓｅｍｉ ｃｏｎｄ
ｕｃｔｏｒｏｎ Ｉｎ５ａｌａｔｏｒ構造が形成されて
いる。この構造は、先ずｎ型シリコン基板１の表面を酸
化した後、生成した５ｉＱ２膜を選択エッチして、島状
にＳ ｉＯ２＠１３を残す。Ｓ ｉ０２膜１３の上から
シリコン基板１の表面にポリシリコンを被着した後アニ
ールにより単結晶化させる。
３形成され、いわゆるＳ ＯＩ （Ｓｅｍｉ ｃｏｎｄ
ｕｃｔｏｒｏｎ Ｉｎ５ａｌａｔｏｒ構造が形成されて
いる。この構造は、先ずｎ型シリコン基板１の表面を酸
化した後、生成した５ｉＱ２膜を選択エッチして、島状
にＳ ｉＯ２＠１３を残す。Ｓ ｉ０２膜１３の上から
シリコン基板１の表面にポリシリコンを被着した後アニ
ールにより単結晶化させる。
単結晶層の中にドレイン４、フォートダイオード３など
？形成する。
？形成する。
Ｓ １０２ 膜１３上Ｖこ形成されたドレイン部４は
ｎ形不純物が全面的に拡散されているので、空乏層下の
ノリコノとドレイン４ ｔ’ｒｂ千の空乏層が形成さｔ
するだけである。従って、従来のＳＯＩを用いないドレ
インでは必ず空乏層が不可避的に形成されるのに対し本
構造のドレイン４は、ゲート電極１４とドレイン４との
間の若干の空乏１ｉｌｉ１ヲ除いて、全く空乏層を無く
することができ、スメア電荷ｅ−を原理的に集積しない
作用を実現できる。また、ドレイン４下のＳ １０２膜
１３は基板１の深部で生じたスメア電荷ｅ−をドレイン
４から完全に分前できて、矢印の方向に動いてドレイン
４に到達するのを避けることができる。いずれにしても
従来のドレイン構造の持つスメア蓄積作用を事実上、原
理的に無くすることができ、固体撮（象素子の最大欠点
の一つであるスメアを生じなくすることができるう また、ドレイン部の空乏層を無くすることができるため
、垂直伝送線客用をも大巾に低減でき、垂直部から生じ
るノイズを大巾に低減することも同時に可能となる。
ｎ形不純物が全面的に拡散されているので、空乏層下の
ノリコノとドレイン４ ｔ’ｒｂ千の空乏層が形成さｔ
するだけである。従って、従来のＳＯＩを用いないドレ
インでは必ず空乏層が不可避的に形成されるのに対し本
構造のドレイン４は、ゲート電極１４とドレイン４との
間の若干の空乏１ｉｌｉ１ヲ除いて、全く空乏層を無く
することができ、スメア電荷ｅ−を原理的に集積しない
作用を実現できる。また、ドレイン４下のＳ １０２膜
１３は基板１の深部で生じたスメア電荷ｅ−をドレイン
４から完全に分前できて、矢印の方向に動いてドレイン
４に到達するのを避けることができる。いずれにしても
従来のドレイン構造の持つスメア蓄積作用を事実上、原
理的に無くすることができ、固体撮（象素子の最大欠点
の一つであるスメアを生じなくすることができるう また、ドレイン部の空乏層を無くすることができるため
、垂直伝送線客用をも大巾に低減でき、垂直部から生じ
るノイズを大巾に低減することも同時に可能となる。
また、ＩＬ−ＣＯＤ構成において、垂直ＣＯＤをＳ○工
上に形成することにより、基板深部から拡散により垂直
ＣＯＤに蓄積されるスメア電荷を完全になくすることが
できる。ＭＯＳ形に適用すること（′こよってもスメア
を原理的に無くすことが可能となる。
上に形成することにより、基板深部から拡散により垂直
ＣＯＤに蓄積されるスメア電荷を完全になくすることが
できる。ＭＯＳ形に適用すること（′こよってもスメア
を原理的に無くすことが可能となる。
発明の効果
以上の様に本発明は固体撮浄素子における最大の欠点で
あるスメアを原理的に完全に除去、あるいは大巾に低減
する事が可能となり、その実用的効果は大なるものがあ
る。
あるスメアを原理的に完全に除去、あるいは大巾に低減
する事が可能となり、その実用的効果は大なるものがあ
る。
第１図（ａ） ｔ （ｂ） 、 （Ｃ）はそれぞれ従来
のＭＯＳ形、ＣＣＤ形、ＣＰＤ形固体撮障装置の断面構
造を示す断面構造図、第２図は本発明の一実施例を示す
１面構造図でおる。 １・・・ｎ型基板、２・・・・Ｐウェル、３・・・・・
・フォトダイオード、４・・・ ・ドレイン、５・・・
・・・アルミ遮光膜、６・・・・ＬＯＣＯ３酸化膜、７
・・・・・・ＮＳＧ膜、１２ ・・・垂直伝送線のＡＩ
電極、１３・・・・・・ＳｉＯ３摸、１４・・・・・・
垂直ＭＯ３トラ７ジスタのゲート電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名菓
１ 図
のＭＯＳ形、ＣＣＤ形、ＣＰＤ形固体撮障装置の断面構
造を示す断面構造図、第２図は本発明の一実施例を示す
１面構造図でおる。 １・・・ｎ型基板、２・・・・Ｐウェル、３・・・・・
・フォトダイオード、４・・・ ・ドレイン、５・・・
・・・アルミ遮光膜、６・・・・ＬＯＣＯ３酸化膜、７
・・・・・・ＮＳＧ膜、１２ ・・・垂直伝送線のＡＩ
電極、１３・・・・・・ＳｉＯ３摸、１４・・・・・・
垂直ＭＯ３トラ７ジスタのゲート電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名菓
１ 図
Claims (1)
- ｍ行ｎ列の行列状に配列された光電変換素子部と、前
記光電変換素子部で光電変換された光信号電荷を時系列
的に読み出す垂直及び水平の転送部を備え、前記垂直転
送部が絶縁層の表面に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 |
|---|---|---|---|
| JP59226354A JPS61102771A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226354A JPS61102771A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61102771A true JPS61102771A (ja) | 1986-05-21 |
Family
ID=16843838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59226354A Pending JPS61102771A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61102771A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296553A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electronics Corp | 受光素子 |
| JPH0236568A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 半導体装置及びこれを用いたイメージセンサの駆動装置 |
-
1984
- 1984-10-26 JP JP59226354A patent/JPS61102771A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296553A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electronics Corp | 受光素子 |
| JPH0236568A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 半導体装置及びこれを用いたイメージセンサの駆動装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5819080A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPS58138187A (ja) | 固体イメ−ジセンサ | |
| JPS61102771A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2964571B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2919697B2 (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
| JPH0449787B2 (ja) | ||
| JP2848435B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH05275670A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPS60120555A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH05243546A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH02304976A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH08227989A (ja) | 固体撮像素子 | |
| Akimoto et al. | A 1/3-in 410000-pixel CCD image sensor with feedback field-plate amplifier | |
| JPH0415666B2 (ja) | ||
| JPS62269355A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPS60173978A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0318058A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPS63155759A (ja) | イメ−ジセンサ | |
| JPH0570947B2 (ja) | ||
| JPH04158575A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0715983B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH02218160A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPS62296555A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH03196569A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH0715986B2 (ja) | 固体撮像素子 |