JPS614378A - 固体撮像装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は電荷転送装置を用いた固体撮像装置に関するも
のである。

（従来技術とその問題点） 固体撮像装置は、小型軽量、低消費電力、高信頼性を特
徴として、近年、多方面にわたって開発が進められてい
る。

第１図は本出願人による特願昭５５−５１２７１および
特願昭５５−１３０５１７によって発明されたインター
ライン転送方式電荷転送撮像装置の概略−であり、複数
列の電荷転送装置から成る垂直シフトレジスタ群１０と
、各垂直シフトレジスタの片側に隣接して配置された光
電変換部１１と、光電変換部から垂直シフトレジスタへ
の信号電荷転送を制御するトランスファゲート領域１２
と、各垂直シフトレジスタの一端に電気的に結合した水
平シフトレジスタ１３と、水平シフトレジスタの一端に
設けられた電荷検出部１４から構成されている。

第２図は第１図に示す撮像装置におけるＩ−１線上の断
面を模式的に示したものである。半導体基板１５上にこ
の基板とは反対導電型を有する半導体層１６を形成し、
この半導体ｊ＠の主面に絶縁層１７を介して垂直シフト
レジスタの電荷転送電極【８゜電荷転送電極１８で被゛
われたトランスファゲート領域１９．半導体層１６と異
なった導電型層２０で構成される光電変換部が形成され
ており、光電変換部は隣接スる垂直シフトレジスタと例
えば半導体領域１６の不純物濃度より高い不純物層をも
つチャネルストップ領域２１によって分離されている。

また光電変換部以外は例えば金属Ｊ−２２で光遮蔽され
ている。

このようなインターライン転送方式による撮像装置の動
作は、第１図において１元゛屯賀換部１１で入射光量に
応じて蓄積した信号ｖＬ＃を垂直ブランキング期間ｌこ
、垂直転送パルス波高値を通常の転送時より萬くするこ
とによりトランスファゲートｉ　　　　　　　　　領域
１２を介してそれぞれ対応する垂直シフトレジスタｌＯ
へ転送する。垂直シフトレジスタへ信号電荷を転送した
後、垂直転送パルスの波高値は通常転送パルスの波高値
に戻されトランスファゲート領域１セのスイッチは閉じ
られる。そのため光電変換部１１は次の周期の信号電荷
を蓄積する。一方。

各垂直シフトレジスタ１０へ転送された信号電荷は並列
に垂直方向に転送され、各垂直レジスタの一水平ライン
毎に水平シフトレジスタ１３へ転送される。水平シフト
レジスタへ送られた電荷は次の垂直シフトレジスタから
信号が転送されて来る間に水平方向に信号電荷を転送し
、電荷検出部Ｉ４から信号として外部は取り出される。

このような従来のインターライン転送電荷転送撮像装置
では、一般にシェーディングと呼ばれる現象が生じてい
た。この現象は、第２図に示すトランスファゲート領域
の電極構造に起因するものである。すなわち、トランス
ファゲート成極が垂直シフトレジスタと一体で、且つ絶
縁層を介して半導体層１６上に形成されているために、
光電変換部から垂直シフトレジスタへの信号電荷転送の
転送パルスが垂直シフトレジスタの転送電極に印加され
た際に、半導体層１６との容量結合により基準電位であ
る前記半導体層１６の電位に変動が生じる。

この電位変動の時定数は半導体層１６の電位を固定する
電極取り出し部（周辺部）と、撮像装置の中心部とで異
なるため、光電変換部のセット電圧（逆バイアス電圧）
に差が生じる。この現象が前述したシェーディングの原
因となっていた。

（発明の目的） 本発明の目的は上記の欠点を無くした高品質な電荷転送
撮像装置を提供することにある。

（発、明の構成） 本発明によれば、−導電型を有する半導体基板上に該基
板とは反対導電型を有する半導体層を形成し、前記半導
体層上に光電変換部と、前記光電変換部とはチャネルス
トップ領域によって電気的に分離された電荷転送装置か
ら成るシフトレジスタと、前記チャネルストップ領域上
に前記光電変換部から前記シフトレジスタへの信号電荷
の転送を制御するトランスファゲート領域とを有する固
体撮像装置において、前記トランスファゲート領域を除
く前記チャネルストップ領域と前記シフトレジスタを被
う構造を有する前記シフトレジスタを機能せしめる転送
電極と、前記転送電極上に電気的に分離され、且つ前記
トランスファゲート領域を被うように形成されたトラン
スファゲート電極とを備えたことを特徴とする固体撮像
装置が得られる。

（冥施例） 以下、本発明について図面を用いて説明する。

第３図は従来例の第１図に対応する本発明の構成図であ
り、同図で第１図と同一番号のものは同一構成要素を示
している。本発明の基本動作は従来例々はば同一である
。

第４図１ａ）　、　（ｂｔはそれぞれ第３図の璽−Ｉａ
上。

ＩＶ−ＩＴ銀線上断面模式図で、従来例の第２図に対応
している。同図で第２図と同一番号のものは同一構成要
素を示している。第４図（ａ）　、　（１）ｌに示す実
施例と第２図に示した従来例との違いは、垂直シフトレ
ジスタの転送電極１８がトランスファゲート領域１９を
被っていないこと、ならびに、トランスファゲート領域
を含むチャネルストップ領域外の上に前記の転送電極と
電気的に分離したトランスファゲート電極が設けられて
おり、且つ、このトランスファゲート領域では半導体層
１６と絶縁層１７を介して、またトランスファゲート領
域以外のチャネルストップ領域５上では垂直シフトレジ
スタの転送電極１８上に絶縁層を介して形成されている
ことである。

（発明の効果） 上述のような構造をとることにより、半導体層１６と絶
縁層を介して対向するトランスファゲート電極の面積が
減少し、よって結合容量が減少し、垂直ブランキング期
間に光電変換部から垂直シフトレジスタへ信号電荷を転
送するためにトランスファゲート電極にパルスが印加さ
れた際の半導体層１６の基準電位の変動を低減すること
が可能である。

ａ　　　、　　　ｕｌＡ゛ｋ　−Ｊ”　ｖ　ｔｃ・ＪＣ
ＱＩＪＨｃ、Ｈ°７’／−７’４ングのない高品質な電
荷転送撮像装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインターライン転送方式による撮像装置
の構成図、第２図は第１図の■−■線上の断面図、第３
図は本発明のインターライン転送方式による撮像装置の
構成図、第４図（ａｌ　、　ｆｂｌはそれぞれ第３図の
１−１線上、　ＩＶ−ＩＶ線上の断面図である。 図において、ｌＯは垂直シフトレジスタ、１１は光電変
換部、１２　、１９はトランスファゲート領域、１３は
水平シフトレジスタ、１４は電荷検出部、１５は半導体
基板、１６は半導体基板１５と反対導電型を有する半導
体層、１７は絶縁層、１８は垂直シフトレジスタの転送
電極、２０は半導体層１６と反対導電型を有し光電変換
部を構成する半導体層、２１　、２５はチャネルストッ
プ領域、２２は金属膚、２３は半導体層１６と反対導電
型を有し垂直シフトレジスタを構成する半導体層、２４
はトランスファゲート電極である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一導電型を有する半導体基板上に該基板とは反対導電
   型を有する半導体層を形成し、前記半導体層上に光電変
   換部と、前記光電変換部とはチャネルストップ領域によ
   って電気的に分離された電荷転送装置から成るシフトレ
   ジスタと、前記チャネルストップ領域上に前記光電変換
   部から前記シフトレジスタへの信号電荷の転送を制御す
   るトランスファゲート領域とを有する固体撮像装置にお
   いて、前記トランスファゲート領域を除く前記チャネル
   ストップ領域と前記シフトレジスタを被う構造を有する
   前記シフトレジスタを機能せしめる転送電極と、前記転
   送電極上に電気的に分離され、且つ前記トランスファゲ
   ート領域を被うように形成されたトランスファゲート電
   極とを備えたことを特徴とする固体撮像装置。