JPS61229355A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS61229355A JPS61229355A JP60070245A JP7024585A JPS61229355A JP S61229355 A JPS61229355 A JP S61229355A JP 60070245 A JP60070245 A JP 60070245A JP 7024585 A JP7024585 A JP 7024585A JP S61229355 A JPS61229355 A JP S61229355A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- region
- type
- channel
- charge
- 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)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
産業上の利用分野
本発明は固体撮像装置に係わり、特にそのスミア−特性
の改善に関するものである。
の改善に関するものである。
従来の技術
第３図は従来の固体撮像装置としての縦形０ＦＤ（０ｖ
ｅｒ ＦＩＯＷ Ｄｒａｉｎ ）構造を有するＩＬ−Ｃ
ＯＤの単位画素の断面構造を示す概略図である。
ｅｒ ＦＩＯＷ Ｄｒａｉｎ ）構造を有するＩＬ−Ｃ
ＯＤの単位画素の断面構造を示す概略図である。
とこで１はＮ形基板、２はＰ影領域（１）、３はＰ影領
域（２）、４はフォトダイオード、６はＣＯＤの転送領
域、６はゲート酸化膜、７はポリＳ１電極、８はフィー
ルド酸化膜、９はチャンネルストップ、１ｏは層間絶縁
膜、１１は遮光膜である。従来例では、２のＰ影領域（
１）はフォトダイオード４が信号電荷で満杯になったと
き、１のＮ基板にパンチスルーで過剰な信号電荷が流れ
出すように適切な不純物濃度と厚みがとられている。そ
して３のＰ影領域（２）は、２のＰ影領域（１）に比較
して、不純物濃度が濃く、厚みも厚くなっている。この
ため、フォトダイオード直下は空乏化し、過剰信号電荷
はに基板側に抜き出すことができ、フォトダイオード以
外の部分は空乏化されない。また、長波長の入射光が基
板深部に達し、発生させる信号電荷が転送領域に侵入す
るのをＰ影領域（２）のポテンシャルバリアーで阻止さ
せようとしている。（例えば特開昭５７−５５６７２号
公報、特開昭６８−１２５９６２号公報、特開昭５８−
１２５９７６号公報）しかし、強い入射光が入射した場
合、基板深部で発生する電荷が大量となり、この電荷が
転送領域に流入するのを完全に阻止することはできない
。このように、正規の信号電荷を転送中の転送領域に外
部から新たな電荷が侵入してくると、撮像画面上に弱い
白線となってあられれるスミア−という現象を起こす。
域（２）、４はフォトダイオード、６はＣＯＤの転送領
域、６はゲート酸化膜、７はポリＳ１電極、８はフィー
ルド酸化膜、９はチャンネルストップ、１ｏは層間絶縁
膜、１１は遮光膜である。従来例では、２のＰ影領域（
１）はフォトダイオード４が信号電荷で満杯になったと
き、１のＮ基板にパンチスルーで過剰な信号電荷が流れ
出すように適切な不純物濃度と厚みがとられている。そ
して３のＰ影領域（２）は、２のＰ影領域（１）に比較
して、不純物濃度が濃く、厚みも厚くなっている。この
ため、フォトダイオード直下は空乏化し、過剰信号電荷
はに基板側に抜き出すことができ、フォトダイオード以
外の部分は空乏化されない。また、長波長の入射光が基
板深部に達し、発生させる信号電荷が転送領域に侵入す
るのをＰ影領域（２）のポテンシャルバリアーで阻止さ
せようとしている。（例えば特開昭５７−５５６７２号
公報、特開昭６８−１２５９６２号公報、特開昭５８−
１２５９７６号公報）しかし、強い入射光が入射した場
合、基板深部で発生する電荷が大量となり、この電荷が
転送領域に流入するのを完全に阻止することはできない
。このように、正規の信号電荷を転送中の転送領域に外
部から新たな電荷が侵入してくると、撮像画面上に弱い
白線となってあられれるスミア−という現象を起こす。
発明が解決しようとする問題点
このような従来の縦形ＯＦＤ構造では、Ｐ影領域（２）
のポテンシャルバリアーで、基板深部で発生したスミア
−電荷の侵入を完全に阻止することはできず、実用上必
要とされる値対信号比００Ｏｏ１％に対し０．１〜０．
０１％のオーダーである。
のポテンシャルバリアーで、基板深部で発生したスミア
−電荷の侵入を完全に阻止することはできず、実用上必
要とされる値対信号比００Ｏｏ１％に対し０．１〜０．
０１％のオーダーである。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、固体撮像装
置のスミア−特性の改善を図る新規なる構造を提供する
ことを目的としている。
置のスミア−特性の改善を図る新規なる構造を提供する
ことを目的としている。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、フォトダイオード
と走査フィンとの間に、スミア−電荷のドレインとなり
うる不純物領域を設け、基板に電気的に接続したもので
ある。
と走査フィンとの間に、スミア−電荷のドレインとなり
うる不純物領域を設け、基板に電気的に接続したもので
ある。
作用
本発明は上記した構成により、長波長光の入射により基
板深部で発生したスミア−電荷が走査ラインに侵入する
のを、基板電位をコントロールすることＫより、上記ス
ミア−・ドレインに取り込み阻止する。
板深部で発生したスミア−電荷が走査ラインに侵入する
のを、基板電位をコントロールすることＫより、上記ス
ミア−・ドレインに取り込み阻止する。
実施例
本発明の一実施例における固体撮像装置を第１図に示す
。ここでＮ、形基板１２に、ボロンのイオン注入や、Ｓ
ｌのエピタキシャル成長等によりＰ影領域１３を形成し
、このＰ影領域中に以下のｃａｎを形成して行く。１４
はｎ形不純物拡散層よりなるフォトダイオード領域、１
６はｎ形不純物拡散層よりなる埋め込みＣＣＤの転送チ
ャネル、１６はゲート酸化膜、１７はフォトダイオード
１４からＣＯＤの転送段１６への読み出しゲートとＣＣ
ＤＣＣＤチャネル１５送ゲートを兼ねるポリＳ１電極、
１８は厚いフィールド酸化膜、１９はチャネルストップ
、２ｏはｐｓＣｔやＮＳＧ等で形成される層間絶縁膜、
２１はムｌやＭｏ等の光遮蔽効果の高い薄膜で形成され
る遮光膜である。さらに、フォトダイオード１４の周囲
の基層側には、ｎ形の不純物拡散層よりなるｎ形ドレイ
ン領域２２が形成されＮ形基板１２と電気的に接続され
ている。
。ここでＮ、形基板１２に、ボロンのイオン注入や、Ｓ
ｌのエピタキシャル成長等によりＰ影領域１３を形成し
、このＰ影領域中に以下のｃａｎを形成して行く。１４
はｎ形不純物拡散層よりなるフォトダイオード領域、１
６はｎ形不純物拡散層よりなる埋め込みＣＣＤの転送チ
ャネル、１６はゲート酸化膜、１７はフォトダイオード
１４からＣＯＤの転送段１６への読み出しゲートとＣＣ
ＤＣＣＤチャネル１５送ゲートを兼ねるポリＳ１電極、
１８は厚いフィールド酸化膜、１９はチャネルストップ
、２ｏはｐｓＣｔやＮＳＧ等で形成される層間絶縁膜、
２１はムｌやＭｏ等の光遮蔽効果の高い薄膜で形成され
る遮光膜である。さらに、フォトダイオード１４の周囲
の基層側には、ｎ形の不純物拡散層よりなるｎ形ドレイ
ン領域２２が形成されＮ形基板１２と電気的に接続され
ている。
ｎ形ドレイン領域２２とフォトダイオード１４゜ＣＧＤ
チャネＡ／１５の間においては、フォトダイオード１４
が信号電荷で満杯になったとき、ＣＣＤチャネ／ｌ／１
５との間ではバンチスルーせず、フォトダイオード１４
との間でのみパンチスルーモードとなりフォトダイオー
ド１４の過剰電荷をドレイン領域２２を通してＮ形基板
１２に掃き出すように、フォトダイオード１４やＣＣＤ
チャネル１５、ｎ形ドレイン２２．Ｐ影領域１３の不純
物濃度や相互の距離を最適設計する。
チャネＡ／１５の間においては、フォトダイオード１４
が信号電荷で満杯になったとき、ＣＣＤチャネ／ｌ／１
５との間ではバンチスルーせず、フォトダイオード１４
との間でのみパンチスルーモードとなりフォトダイオー
ド１４の過剰電荷をドレイン領域２２を通してＮ形基板
１２に掃き出すように、フォトダイオード１４やＣＣＤ
チャネル１５、ｎ形ドレイン２２．Ｐ影領域１３の不純
物濃度や相互の距離を最適設計する。
ここで動作を簡単に説明する。第１図の実施例はＸ Ｌ
−Ｉ Ｃｆｌ型の２次元固体撮像装置であるからτＶ
の標準走査方式に従って光積分された入射光はフォトダ
イオード１４に蓄積され、読み出しパルスを読み出しゲ
ート１７に印加することにより、ｃａｎチャネ／Ｌ’１
５に転送され、その後垂直転送され、水平走査回路を経
由して画像信号として外部に取り出される。一方Ｎ形基
板１２には、Ｐ影領域１３に対して正の電圧Ｖｇｕｂが
印加され、強い入射光によりフォトダイオード１４が信
号電荷で満杯になったとき、過剰電荷をｎ形ドレイン２
２を経由してＮ形基板１２に掃き出したり、Ｐ影領域深
部に入射した長波長光により発生した電荷が、キャリア
の拡散により周囲のＣＣＤチャネル１６に侵入するのを
阻止する。第２図は、第１図における水平方向断面１−
Ｉ線上の電位分布を示したものである。強い入射光３ｏ
により発生したフォトダイオード１４周辺のスミア−電
荷３２は、曲線３５の電位分布が示すように、ドレイン
２２０所で高くなっている電位に吸い込まれる。
−Ｉ Ｃｆｌ型の２次元固体撮像装置であるからτＶ
の標準走査方式に従って光積分された入射光はフォトダ
イオード１４に蓄積され、読み出しパルスを読み出しゲ
ート１７に印加することにより、ｃａｎチャネ／Ｌ’１
５に転送され、その後垂直転送され、水平走査回路を経
由して画像信号として外部に取り出される。一方Ｎ形基
板１２には、Ｐ影領域１３に対して正の電圧Ｖｇｕｂが
印加され、強い入射光によりフォトダイオード１４が信
号電荷で満杯になったとき、過剰電荷をｎ形ドレイン２
２を経由してＮ形基板１２に掃き出したり、Ｐ影領域深
部に入射した長波長光により発生した電荷が、キャリア
の拡散により周囲のＣＣＤチャネル１６に侵入するのを
阻止する。第２図は、第１図における水平方向断面１−
Ｉ線上の電位分布を示したものである。強い入射光３ｏ
により発生したフォトダイオード１４周辺のスミア−電
荷３２は、曲線３５の電位分布が示すように、ドレイン
２２０所で高くなっている電位に吸い込まれる。
上記実施例と同様の効果は、受光部をＭＯＳキャパシタ
で構成したものにおいても、その周囲をｎ形ドレインで
囲むことにより得られる。
で構成したものにおいても、その周囲をｎ形ドレインで
囲むことにより得られる。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、７オトダイオードの周
囲の一部又は全部をｎ形のドレインで囲むことにより、 （１）Ｐ形基板領域深部に入射した長波長光により発生
した電荷が周囲の走査ラインに侵入するのをｎ形ドレイ
ンに吸い込み阻止でき、また（２）強い入射光によりフ
ォトダイオードからあふれ出す過剰信号電荷をｎ形ドレ
インを通してＮ基板に掃き出す。
囲の一部又は全部をｎ形のドレインで囲むことにより、 （１）Ｐ形基板領域深部に入射した長波長光により発生
した電荷が周囲の走査ラインに侵入するのをｎ形ドレイ
ンに吸い込み阻止でき、また（２）強い入射光によりフ
ォトダイオードからあふれ出す過剰信号電荷をｎ形ドレ
インを通してＮ基板に掃き出す。
以上のことより、スミア−、プルーミングを阻止するこ
とができ、撮像画面の大幅な画質の向上が図れる。
とができ、撮像画面の大幅な画質の向上が図れる。
１２・・・・・・Ｎ形基板、１３・・・・・・Ｐ影領域
、１４・・・・・・フォトダイオード、１６・・・・・
・ＣＯＤチャネル、２２・・・・・・ｎ形ドレイン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ３θ 第３図 ／Ｎ基歓
、１４・・・・・・フォトダイオード、１６・・・・・
・ＣＯＤチャネル、２２・・・・・・ｎ形ドレイン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ３θ 第３図 ／Ｎ基歓
Claims (1)
- 一導電形の第１の半導体基板上に形成された反対導電形
の第２の半導体基板上に、前記第１の半導体基板と同一
の導電形のダイオード領域と前記ダイオード領域に蓄積
された信号電荷を走査する走査ラインを有し、前記ダイ
オード領域の周囲の一部又は全部を前記第１の半導体基
板と同一の導電形の領域で囲み、かつ第１の半導体基板
と電気的に接し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 |
|---|---|---|---|
| JP60070245A JPS61229355A (ja) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60070245A JPS61229355A (ja) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61229355A true JPS61229355A (ja) | 1986-10-13 |
Family
ID=13425985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60070245A Pending JPS61229355A (ja) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61229355A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142858A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPH02199869A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-08 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPH02218162A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-08-30 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| EP0696820A1 (en) * | 1994-08-08 | 1996-02-14 | Matsushita Electronics Corporation | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same |
| JP2002329854A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-15 | Fujitsu Ltd | 固体撮像装置 |
| JP2005183922A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-07-07 | Seiko Epson Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| JP2006229105A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5766666A (en) * | 1980-10-13 | 1982-04-22 | Matsushita Electronics Corp | Solid state image pickup device |
| JPS60154579A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-08-14 | エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-04-03 JP JP60070245A patent/JPS61229355A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5766666A (en) * | 1980-10-13 | 1982-04-22 | Matsushita Electronics Corp | Solid state image pickup device |
| JPS60154579A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-08-14 | エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン | 半導体装置 |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH02199869A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-08 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPH02218162A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-08-30 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| EP0696820A1 (en) * | 1994-08-08 | 1996-02-14 | Matsushita Electronics Corporation | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same |
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| JP2005183922A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-07-07 | Seiko Epson Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| JP2006229105A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
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