JPS6262554A - 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〉 本発明は固体撮像装置の改良に関し、特にインターライ
ン転送方式ＣＣＤ撮像装置のスミアの抑圧を可能とする
固体撮像装置に関するものである。

〈従来の技術〉 固体撮像装置は従来の撮像管と比べ、小型、軽量、長寿
命、高信頼性、焼き付きがないなど数多くの特長を持つ
が、高輝度の物体に対して、表示上では対象物を貫いて
画面の上下にわたる白い帯となるスミアと呼ばれる現象
を生じるという欠点がある。゛このスミアは、インター
ライン転送方式の場合には、入射した光によ多発生した
電荷の一部が転送チャネルに流入することによっておこ
る。

このスミアを低減するため、本発明者は先にｎ基板上に
形成された浅いｐウェル内に受光部や転送部を形成した
固体撮像装置を特願昭５９−１８１２８５号として提案
している。

第３図は本発明者が先に提案したインターライン転送方
式ＣＣＤ撮像装置の画素の断面を示した図である。

第３図において、ｎ基板１上に９層２が形成されており
、この９層２上には埋め込みチャネルＣＣＤを構成する
ためのｎ一層３および受光部のｐ−ｎ接合ホトダイオー
ドを構成するためのｎ＋層５．ｎ一層４が形成されてい
る。

ｎ一層３とｎ＋層５との間にはｐ層のままの領域（トラ
ンスファゲート領域）７が残されている。

また画素の周辺部分にはｐ層層によるチャネルストップ
６．６が設けられ、画素間を分離している。

ｎ一層３と領域７の上部には絶縁膜８を介してシフトレ
ジスタの電極を構成するポリシリコン電極９が設けられ
、φ９なるパルスが印加される。更にポリシリコン電極
９の上部には遮光のためにＡｔ１０が設けられている。

チャネルストップ６とｎ基板１の間には逆バイアス電圧
１１が印加され、２層２は基板１とＣＣＤシフトレジス
タ及びホトダイオードの間に渡って完全に空乏化してい
る。

上記の如き構成において、φ９に３値のパルスを印加し
、信号電荷の読み出しと、シフトレジスタ内での転送お
よび受光部での信号電荷の蓄積を制御する。

すなわち、φ７がＶＨ（高）になったときに、ホトダイ
オードに蓄積していた信号電荷がトランスファゲート領
域７を通ってシフトレジスタに転送され、φ７がｖｌ（
中）、ｖＬ（低）の間で変化しているときには、シフト
レジスタとホトダイオードはトランスファゲート領域７
によって分離され、それぞれ信号電荷の転送と蓄積を行
う。

この本発明者が先に提案した固体撮像装置によると２層
２のｎ一層３の下部も空乏化しているため、中性領域で
発生する電子の拡散は生じない。

このためＣＣＤＣＣシフトレジスタ信号電荷への混入に
よるスミアが抑圧されることになる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、この構造においても、トランスファゲー
ト領域７に入射した光によシミ荷が発生すると、その一
部はシフトレジスタに流入するため、スミアの抑圧が未
だ不充分であった。

第４図は従来のインターライン転送方式ＣＣＤ撮像装置
のトランスファゲート領域７の深さ方向のポテンシャル
を示した図である。φ７が■、又はＶｌのときには表面
付近に中性領域が残っているため、この部分で発生した
電荷は拡散によって一部シフトレジスタに流入し、スミ
アを生じる。

また第５図は従来のインターライン転送方式ＣＣＤ撮像
装置のトランスファゲート領域をｎ一層により形成した
場合の、トランスファゲート領域の深さ方向のポテンシ
ャルを示したもので、Ｘｍａｘはｎ一層内に形成される
電位の最も高い点、Ｘｍ１ｎはｐ層内に形成される電位
の最も低い点を示している０トランスフアゲート領域で
発生した電荷のうちＸｍｉ　ｎより深い部分で発生した
ものはｎ基板に吸収されるが、表面からＸｍ１ｎまでの
部分で発生した電荷はＸｍａｘ点に到達したあとホトダ
イオード部とシフトレジスタに流入する。このうちシフ
トレジスタ部に流入したものは、スミアとなる。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、スミア
の抑圧機能を高めた固体撮像装置を提供することを目的
としている。

く問題点を解決するための手段〉 よ記の目的を達成するため本発明の固体撮像装置は、イ
ンターライン転送方式ＣＣＤ撮像装置において、受光部
と転送部以外の領域の信号電荷に対するポテンシャルが
、表面から基板へと単調増加するように構成している。

即ち本発明においてはインターライン転送方式の固体撮
像装置のトランスファゲート領域のポテンシャルが、表
面から基板へと単調増加するように構成している。

〈作　用〉 上記のような構成によれば、トランスファゲート領域に
入射した光により発生した電荷は全てｎ基板に吸収され
て、ＣＣＤシフトレジスタに流入しなくなり、スミアの
発生が抑圧される。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明を適用したインターライン転送方式ＣＣ
Ｄ撮像装置のトランスファゲート領域の深さ方向のポテ
ンシャルを示したものである。

本発明を実施した固体撮像装置は、ｎ基板上に形成され
たｐウェル内に、ホトダイオード、ＣＣＤシフトレジス
タ、トランスファゲート領域が形成されておシ、基本的
な構成は、第３図に示したものと同一である。しかしな
がらトランスファゲート領域のｐ型不純物濃度が従来の
ものとは異なっている。即ち、第１図に示すようにφ７
がＶ、又はｖｌのときにも表面付近には中性領域が形成
されず、ポテンシャルは深さ方向に単調増加するように
構成している。このためトランスファゲート領域の部分
で発生した電荷はすべてｎ基板に吸収され、シフトレジ
スタへの流入が防止される。こ（７）ヨウなポテンシャ
ルプロファイルは、例えばｎ基板濃度が２×１０１４ｃ
ｒＩ！−３のとき、ｐウェルの深さを２．０４ｍ１濃度
をｌＸｌ０１５、　ｎ基板逆方向バイアス電圧１８．５
Ｖとすれば実現することができる。

第２図は本発明の他の実施例におけるトランスファゲー
ト領域の深さ方向のポテンシャルを示したものである。

本実施例は、第１図に示した実施例のトランスファゲー
ト領域をｎ一層に置き換えたものとなっている。本実施
例においても、φＶ””Ｌ又はｖｌのときのポテンシャ
ルは深さ方向に単調増加するように構成している。この
ためトランスファゲート領域の部分で発生した電荷はす
べてｎ基板に吸収され、スミアが抑圧される。なおこの
ようなポテンシャルはたとえば ｎ基板濃度　　２Ｘ１０　　ｃｍ ｐウェル濃度　　Ｉ　Ｘ　１０”　ｃｍ−３ｎ一層　’
　　　５Ｘ１０　　ｃｍ ｐｍルウエル　　３．０μｍ ｎ一層　〃１．５μｍ のとき、ｎ基板に２２．６Ｖの逆バイアス電圧を印加す
ることによシ実現することができる。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明によればトランスファゲート領域
のポテンシャルが表面から基板に向って単調増加するよ
うに構成しているため、トランスファゲート領域に入射
した光にょシ発生した電荷はすべてｎ基板に吸収されＣ
ＯＤシフトレジスタに流入しないこととなシ、スミアの
抑圧機能の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明を適用したインタ
ーライン転送方式ＣＣＤ撮像装置のトランスファゲート
領域の深さ方向のポテンシャルを示す図、第３図は従来
のインターライン転送方式ＣＣＤ撮像装置の画素の断面
を示す図、第４図および第５図はそれぞれ従来のインタ
ーライン転送方式ＣＣＤ撮像装置のトランスファゲート
領域の深さ方向のポテンシャルを示す図である。 １・・・ｎ基板、２・・・ｐ層、３・・・ｎ一層（埋め
込みチャネルＣＣＤ）、４−ｎ一層（受光部）、ｓ　、
、、　ｎ＋層（受光部）、６・・・ｐ層層（チャネルス
トップ）、７・・・ｐ層のままの領域（トランスファゲ
ート領域）、１１・・・逆バイアス電圧源。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）第７図 」ＬＬ−一 を 第４図 第　５　＠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受光部と、該受光部で発生した信号電荷を転送する
   ＣＣＤシフトレジスタよりなる転送部とを備えた固体撮
   像装置において、 上記受光部と上記転送部以外の領域の信号電荷に対する
   ポテンシャルが、表面から基板へと単調増加するように
   構成してなることを特徴とする固体撮像装置。