JPS6239058A - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

Info

Publication number
JPS6239058A
JPS6239058A JP60179653A JP17965385A JPS6239058A JP S6239058 A JPS6239058 A JP S6239058A JP 60179653 A JP60179653 A JP 60179653A JP 17965385 A JP17965385 A JP 17965385A JP S6239058 A JPS6239058 A JP S6239058A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transfer
width
gate
transfer direction
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.)
Granted
Application number
JP60179653A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0712079B2 (ja
Inventor
Masaaki Kimata
雅章 木股
Naoki Yuya
直毅 油谷
Masahiko Denda
伝田 匡彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP60179653A priority Critical patent/JPH0712079B2/ja
Priority to KR1019860000272A priority patent/KR900001227B1/ko
Priority to DE8686304878T priority patent/DE3672922D1/de
Priority to EP86304878A priority patent/EP0212803B1/en
Publication of JPS6239058A publication Critical patent/JPS6239058A/ja
Priority to US07/442,461 priority patent/US5060038A/en
Publication of JPH0712079B2 publication Critical patent/JPH0712079B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • 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 
    • 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
    • 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
    • H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は電荷転送素子を信号読出しに用いる固体W1
m素子の信号電荷の転送効率を高めるためのトランスフ
ァゲートの構造の改良に関する。
[従来の技((i] 第2図は、C3[) (Charge 3weep  
[)evice :電荷掃き寄せ素子)方式の固体!I
撮像素子の1画素の平面構造を示す図であり、たとえば
1985年。
インターナショナル ソリッドステート サーキット 
コンファレンス(1nternatlonal  5o
lid−S Fate  Ctrcuits Conr
erene)のテクニカルダイジェスト(Techni
cal  Dtoest )の1001〜101 Ei
 (M、 K 1sata at at、)まタハテ)
/ ヒシ=1 ン学会技術報告No、TEVS101−
6゜ED841 (本設ばか)に開示されている。第2
図において、固体撮像素子は、与えられた光信号を信号
電荷に変換するフォトダイオード1と、フォトダイオー
ド1からの信号を選択的に読出すための表面チャネルを
有するトランスファゲート4と、トランスファゲート4
からの信号電荷を転送するための通路となる埋込チャネ
ルで形成される転送チャネル3とを含む。トランスファ
ゲート4および転送チャネル3の電荷転送動作はコンタ
クトホール6を介して走査115からゲート電極2へ与
えられる電圧レベルにより1御される。すなわち固体撮
像素子は、1画素が1個のフォトダイオードと1個のゲ
ートから構成される。ゲート電極2は転送チャネル3お
よびトランスファゲート4へ同一の電圧を与える。
第3図は第2図におけるA−A ”線に沿った断面にお
けるポテンシャルを模式的に示した図であり、第3図(
a )は信号電荷蓄積状態時のポテンシャル配置を示し
、第3図(b )は信号続出状態におけるポテンシャル
の状態を示している。第3図(a )において、■はフ
ォトダイオード1の部分に対応し、■はトランスファゲ
ート部分に対応し、■は転送素子(C8D)部分に対応
する。以下、第2図および第3図(a)、(b)を参照
して動作について説明する。
まず信号電荷蓄積状態について説明する。この状態にお
いては、ゲートN極2へ与えられる電位は″゛HHパレ
ベル゛L”レベルの間をtltlしている。トランス7
7ゲー1−N極とC8Dゲート11極はゲート電極2を
共用しているので、ゲート電極2に与えられる電位に応
じて、トランスファゲート下のポテンシャルはφT  
(H)とφ、(L)。
C8Dゲート下のポテンシャルゲートはφ、(1−1>
とφ、(L)との間を往復している。ここで、トランス
ファゲートは表面チャネル、CSOは埋込チャネルで構
成されているので、C8Dに形成されるポテンシャル井
戸はトランスフアゲ−1−におけるそれよりも深くなる
。
次に信号読出状態について説明する。このとき1ゲート
電極2へ与えられる電位は゛H゛レベル」;りもさらに
高いHH”レベルとなる。これによりトランスファゲー
ト、CSO下のポテンシャル井戸は第3図(a)に示さ
れる蓄積状態よりざらに深くなり、フォトダイオード1
に蓄積された信号電荷Qs+cはC8Dへ読出される。
読出された信号電荷はC8Dの転送チャネルに治って転
送されて順次読出される。
(発明が解決しようとする問題点] 第4図は第2図におけるB−8”線に沿った断面構造を
示す図である。第4図において、第1導電型の半導体基
板7上に、電荷転送チャネルとなる埋込チャネルを形成
するための第2導電型の不純物領域8が設けられる。ま
た隣接する素子間を電気的に分離するために、たとえば
イオン注入法を用いて形成される第1導電型の高い不純
物濃度を有する素子分離用の不純物拡散層つと、たとえ
ば選択酸化法を用いて形成される素子9獣酸化膜10と
が設けられる。第4図に示されるように高い不純物濃度
を有する素子間分離の不純物領域9からの不純物はチャ
ネル頭118へも拡散している。
これはたとえば選択酸化法を用いた場合、不純物領[9
を形成した後に素子間分離用の醗化央10を形成するが
、この酸化1i110の形成時における熱51!X理時
に不Ill物領戚9から転送チャネル8へ不純物が拡散
することによると考えられる。この場合、C8Dのチャ
ネル幅が狭くなると、不純物領域9からの影響によりチ
ャネル8の実質的な不純物i11度が減少し、それによ
り転送チャネルにおけるポテンシャル井戸が浅くなる現
象(いわゆる狭チャネル効果)が生じる。
第5図は第2図のc−C−1における断面におけるポテ
ンシャルを模式的に示した図である。第5図から示され
るように、トランスファゲート4に接続される転送チャ
ネル部分■においては、第4図における高い不純物濃度
を有する不純物領域9は片側にのみ形成されるだけであ
り、トランスファゲート4に接続される部分以外の狭チ
ャネル効果の方が強くなる。この結果、トランスファゲ
ート4に接続される転送チャネル部分■においてポテン
シャル井戸の谷ができ、ここに電荷Q8が蓄積される。
上述のような構成においては、転送チャネル3内に電荷
Qaが残った状態で信号電荷が転送されるため、電荷転
送が不完全転送となり、転送効率が劣化するという問題
点があった。
また、残留’R?fiQ Bが揺らぐことにより発生す
る雑音も問題となることが予想される。
それゆえ、この発明は上述のような問題点を解消し、転
送チャネル内にポテンシャルの谷ができることを防ぎ、
信号N荷の完全転送を行なうことができる固体撮像素子
を提供することである。
[問題点を解決するための手段1 この発明に1おける固体撮像素子は、トランスファゲー
トの信号電荷転送方向の幅をたとえばフォトダイオード
である充電変換素子の電荷転送方向の幅と等しくまたは
それよりも広くしたちのである。
[作用コ トランスファゲートの幅を広くすることにより、チャネ
ル転送方向で均一に狭ヂVネルダJ東を抑制することが
てき、転送チャネル内にポテンシャルの谷ができること
を防止することができる。
(発明の実施例1 第1図はこの発明の一実施例である固体撮像素子の1画
素の平面構造を示す図であり、第2図の+、を来例に灼
応するものである。第2図と対応する部分については同
一の参照番号が付されて(くる。
第1図から見られろようにこの発明の特徴として、トラ
ンス77ゲートの電荷転送方向の幅W・がたとえば]−
]h’r−ダイオーである光電変換素子]の電荷転送方
向の幅Wp と等しくなるようにされている。一般に隣
接する光電変換素子(たとえば、フォ1−ダイオード)
1を電気的に分離するためのアイソレーションの幅W1
はwl<<wPであるので、C8Dのチャネル3のほと
んどがトランスファゲート4と接した構成となっている
。
次にこの発明の作用について説明する。信号の蓄積およ
び読出動作は従来と全く同一である。しかし、この発明
におけるトランスファゲートの構造においては、上述の
ようにWp−wT>>wlとなフているので、第4図に
示される狭チャネル効果は緩和され、その効果は転送チ
ャネル3内で転送方向に沿ってほぼ一様になる。アイソ
レーションW、の部分は他の部分と異なった状態となる
が、この長8 W +は惨めで短いことと2つのゲート
(隣接する転送素子間のグー1−1!極)の接合部に対
応するのでフリンジ電界が作用するため第5図に示され
るようなポテンシャルの谷は形成されない。これにより
llI荷の完全転送が行なわれることになり転送効率は
高くなり、かつ雑音も減少する。
なお上記実施例においては、素子間9鰭用の酸化膜を選
択酸化法を用いて形成する場合について説明したが、他
の方法による酸化膜を形成する方式においても上記実施
例と全く同様の効果を得ることができる。
また上記実施例においては、固体m像素子としてC8D
方式を用いたものについて説明したが、従来のI L−
COD (インターラインCCO>方式においても、1
画素・1ゲートの構成のものであれば同様に適用可能で
ある。
また光II変換素子としてフォトダイオードを用いて説
明したが、MIS(金属−絶縁体一半導体)構造、ショ
ッ1−キバリャダイオード等を用いる構成の固体撮像素
子においても同様の効果を得ることができる。
またさらに上記実施例においては1−ランスファゲート
の幅WTと充電変換素子の暢WPが等しい場合について
説明したが、W丁>WPの場合も同様の効果を得ること
ができる。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、トランスファゲート
の電荷転送方向の幅を光電変換素子の電荷転送方向の幅
と同一またはそれ以上としたので転送ヂャネル内にポテ
ンシャルの谷ができることを防止することができ、転送
効率が高くかつ911音の低い固体Wa徴素子を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である固体撮像素子の1画
素の平面構造を示す図である。第2図は従来の固体撮像
素子の1画素の平面構造を示す図である。第3図は第2
図の画素の動作を説明するためのポテンシャルを模式的
に示す図であり、第3図(a )は信号蓄積時、第3図
(b )は信号読出時のポテンシャルをそれぞれ示す。 第4図は狭チャネル効果を説明するための第2図のB−
B −!!沿った断面構造を示す図であるい第5図は第
2図のC−C−線に沿った断面におけるポテンシャルを
慣式的に示す図である。 図において、1は光電変換素子、2はゲート電極、3は
C3Dチヤネル、4はトランスファゲート、5は走査線
〈アルミ配1m>、6はフンタクト孔である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代  理  人      大  責  増  雄第1
図 1 ニ フォト′yイオート 2: ゲニト電杢に 3:C3r)チXネ)し 4: トランスカーケート S:了Jt/ミ配腺(足4ト吟) 6ニコン7クト孔 第4図 第S図 一\/Z7−−−− 手続補正書(自発) 特許庁長官殿                   
 しヘー”!、小事件表示   特願昭60−1796
53号2、発明の名称 固体撮像素子 3、補正をする者 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 明細、1(をつぎのと” ” +1’+Iする。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数個の光電変換素子と、前記複数個の光電変換素子の
    各々に対して設けられ対応する光電変換素子からの信号
    電荷を選択的に読出すトランスファゲートと、前記トラ
    スファゲートからの信号電荷を受けて予め定められた方
    向へ転送する転送手段とを備える固体撮像素子であつて
    、 前記トランスファゲートの前記転送方向の幅が前記光電
    変換素子の前記転送方向の幅と等しいかまたはそれより
    広くされていることを特徴とする固体撮像素子。
JP60179653A 1985-08-13 1985-08-13 固体撮像素子 Expired - Lifetime JPH0712079B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60179653A JPH0712079B2 (ja) 1985-08-13 1985-08-13 固体撮像素子
KR1019860000272A KR900001227B1 (ko) 1985-08-13 1986-01-17 고체 촬상 소자
DE8686304878T DE3672922D1 (de) 1985-08-13 1986-06-24 Festkoerperbildsensor.
EP86304878A EP0212803B1 (en) 1985-08-13 1986-06-24 Solid-state image sensor
US07/442,461 US5060038A (en) 1985-08-13 1989-11-30 Charge sweep solid-state image sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60179653A JPH0712079B2 (ja) 1985-08-13 1985-08-13 固体撮像素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6239058A true JPS6239058A (ja) 1987-02-20
JPH0712079B2 JPH0712079B2 (ja) 1995-02-08

Family

ID=16069534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60179653A Expired - Lifetime JPH0712079B2 (ja) 1985-08-13 1985-08-13 固体撮像素子

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5060038A (ja)
EP (1) EP0212803B1 (ja)
JP (1) JPH0712079B2 (ja)
KR (1) KR900001227B1 (ja)
DE (1) DE3672922D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6617625B2 (en) 2000-06-26 2003-09-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid state imager

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2653550B2 (ja) * 1990-11-14 1997-09-17 三菱電機株式会社 固体撮像素子
JP3173851B2 (ja) * 1992-04-13 2001-06-04 三菱電機株式会社 Csd方式の固体撮像装置
KR0136934B1 (ko) * 1994-02-23 1998-04-24 문정환 선형 고체영상소자
JP2894235B2 (ja) * 1995-03-31 1999-05-24 日本電気株式会社 固体撮像装置
KR100541712B1 (ko) * 1996-01-18 2006-06-13 매그나칩 반도체 유한회사 선형ccd촬상소자

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5552278A (en) * 1978-10-13 1980-04-16 Fujitsu Ltd Solid image pickup device
JPS56131972A (en) * 1980-03-19 1981-10-15 Fujitsu Ltd Photoelectric conversion device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3995302A (en) * 1973-05-07 1976-11-30 Fairchild Camera And Instrument Corporation Transfer gate-less photosensor configuration
JPS5937629B2 (ja) * 1975-01-30 1984-09-11 ソニー株式会社 固体撮像体
US4117514A (en) * 1977-02-14 1978-09-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid state imaging device
JPS53125791A (en) * 1977-04-08 1978-11-02 Toshiba Corp Solidstate pick up unit
JPS5685981A (en) * 1979-12-15 1981-07-13 Sharp Corp Solid image pickup apparatus
JPS58210663A (ja) * 1982-06-01 1983-12-07 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像装置
JPS5931056A (ja) * 1982-08-13 1984-02-18 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像素子
US4548671A (en) * 1984-07-23 1985-10-22 Rca Corporation Method of making a charge-coupled device imager which includes an array of Schottky-barrier detectors

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5552278A (en) * 1978-10-13 1980-04-16 Fujitsu Ltd Solid image pickup device
JPS56131972A (en) * 1980-03-19 1981-10-15 Fujitsu Ltd Photoelectric conversion device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6617625B2 (en) 2000-06-26 2003-09-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid state imager

Also Published As

Publication number Publication date
EP0212803B1 (en) 1990-07-25
EP0212803A1 (en) 1987-03-04
KR870002720A (ko) 1987-04-06
KR900001227B1 (ko) 1990-03-05
DE3672922D1 (de) 1990-08-30
US5060038A (en) 1991-10-22
JPH0712079B2 (ja) 1995-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7705381B2 (en) Solid-state image sensing device and camera system using the same
CN101981919B (zh) 具有降低了的模糊和颜色混合的固态图像传感器
US6774453B2 (en) Semiconductor device, image pickup device using the same, and photoelectric conversion device
JPH0523505B2 (ja)
JPS6157181A (ja) 固体撮像装置
KR0174257B1 (ko) Ccd 영상소자
JP3070146B2 (ja) 固体撮像装置
JP2964571B2 (ja) 固体撮像素子
KR900001227B1 (ko) 고체 촬상 소자
JPH02278874A (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
JPS6239061A (ja) 固体撮像素子
JPS58161367A (ja) 電荷結合素子及びそれを用いた固体撮像素子
JPS6074475A (ja) 固体撮像素子
US5747788A (en) Solid state image sensor with reinforced fringe electric field at its charge transfer section
JPH06275809A (ja) 固体撮像素子
JPS60244068A (ja) 埋込みチヤネル電荷結合素子
JPH0424872B2 (ja)
JPS5850874A (ja) 固体撮像装置およびその駆動法
JPH0774336A (ja) 固体撮像素子
JPS6239056A (ja) 固体撮像装置
JPH05145056A (ja) 固体撮像素子
JPH03101164A (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
JPH0536963A (ja) 固体撮像装置
JPS6085559A (ja) 半導体装置
JPS6216566A (ja) 固体撮像装置