JPS6281753A - 信号電荷検出装置 - Google Patents
信号電荷検出装置Info
- Publication number
- JPS6281753A JPS6281753A JP60222121A JP22212185A JPS6281753A JP S6281753 A JPS6281753 A JP S6281753A JP 60222121 A JP60222121 A JP 60222121A JP 22212185 A JP22212185 A JP 22212185A JP S6281753 A JPS6281753 A JP S6281753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- source region
- region
- signal charge
- detection device
- charge detection
- 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
- 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
- H10D44/454—Output structures
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〕
本発明は信号電荷検出装置に関する。
最近ＣＣＤなどを用い′ｆｃ電荷転送装置が多く用いら
れている。例えば半導体撮像装置などでは既に旧来の電
子撮像管の利用分野を犬さく侵食しつつある。しかしな
がら、電荷転送装置の信号電荷量はきわめて微小である
ので、この信号電荷を検出する信号電荷検出装置の機能
の良否が電荷転送装置ｉｉを用いた電子装置の特性を犬
さく左右する。
れている。例えば半導体撮像装置などでは既に旧来の電
子撮像管の利用分野を犬さく侵食しつつある。しかしな
がら、電荷転送装置の信号電荷量はきわめて微小である
ので、この信号電荷を検出する信号電荷検出装置の機能
の良否が電荷転送装置ｉｉを用いた電子装置の特性を犬
さく左右する。
第３図は従来の信号電荷検出装置に用いられるＭＯＳト
ランジスタの一例の平面図である。
ランジスタの一例の平面図である。
第３図に２いて、ＭＯＳトランジスタ１０はリセットト
ランジスタとしての機能を有し、そのソース領域１は、
一般に、フローティグディフュージョン領域と呼ばれて
いる。このソース領域ｌはゲート電極３に印加されるリ
セットドレイン電圧ＶＲＤに保持されるが、電荷転送装
置の出力ゲートＯＧにより電荷が注入されるとその電位
は変化する。このソース領域１の電位変化はソース領域
１に綴紐された、例えば、ソースホロワ回路により検出
される。尚第３図に２いてＴＧは転送りロック信号φが
印加される転送ゲートである。
ランジスタとしての機能を有し、そのソース領域１は、
一般に、フローティグディフュージョン領域と呼ばれて
いる。このソース領域ｌはゲート電極３に印加されるリ
セットドレイン電圧ＶＲＤに保持されるが、電荷転送装
置の出力ゲートＯＧにより電荷が注入されるとその電位
は変化する。このソース領域１の電位変化はソース領域
１に綴紐された、例えば、ソースホロワ回路により検出
される。尚第３図に２いてＴＧは転送りロック信号φが
印加される転送ゲートである。
検出される信号電圧Ｖｏｕｔは、ソース領域１に注入さ
れる電荷をＱ、ソースホロワ回路の利得をＧとすると次
の（１，）式で表わすことができる。
れる電荷をＱ、ソースホロワ回路の利得をＧとすると次
の（１，）式で表わすことができる。
ただしＣＬはソース領域１よりソースホロワ回路までの
配線による容量、ＣＲはＭＯＳトランジスタ１０のゲー
ト・ソース間容量、Ｃｐｊはソース領域１の接合容量、
ＣＭはソース領域１に接続されたソースホロワ回路の最
初のＭＯＳトランジスタの容量である。
配線による容量、ＣＲはＭＯＳトランジスタ１０のゲー
ト・ソース間容量、Ｃｐｊはソース領域１の接合容量、
ＣＭはソース領域１に接続されたソースホロワ回路の最
初のＭＯＳトランジスタの容量である。
通常Ｇは０．９程度と低いので、信号電荷検出装置の検
出感度はコ、ｉ１．ら容ｉＣｔ、、ＣＲ，ＣＦｊ−ＣＭ
に犬きく依存する。
出感度はコ、ｉ１．ら容ｉＣｔ、、ＣＲ，ＣＦｊ−ＣＭ
に犬きく依存する。
第４図及び第５図は第３図に示したＭＯＳトランジスタ
］−Ａ′線及びＢ−Ｂ’線断面図である。
］−Ａ′線及びＢ−Ｂ’線断面図である。
第４図及び第５図において、Ｐ型半導体基板４上にはＮ
型不純物拡散層からなるソース領域１とドレイン領域２
とが形成されており、このソース領域１とドレイン領域
２間の上部にはゲート酸化膜６ａを介してゲート電極３
が形成されている。
型不純物拡散層からなるソース領域１とドレイン領域２
とが形成されており、このソース領域１とドレイン領域
２間の上部にはゲート酸化膜６ａを介してゲート電極３
が形成されている。
、倉してフィールド酸化膜６の下部にはＰ十型のチャネ
ルストッパ領域５が形成されておりソース領域１及びド
レイン領域２に接している。
ルストッパ領域５が形成されておりソース領域１及びド
レイン領域２に接している。
ＭＯＳトランジスタ１０が動作する場合は、ソース領域
１とＰ型半導体基板４には逆バイアスが印加されるため
第５図に示したように接合容量Ｃ！が存在する。又ソー
ス領域１とチャネルストツノ（領域５間にも接合容量Ｃ
２が存在する。すなわち（１）式の接合容−４Ｃｒｊは
このＣｔ とＣ２より形成されている。
１とＰ型半導体基板４には逆バイアスが印加されるため
第５図に示したように接合容量Ｃ！が存在する。又ソー
ス領域１とチャネルストツノ（領域５間にも接合容量Ｃ
２が存在する。すなわち（１）式の接合容−４Ｃｒｊは
このＣｔ とＣ２より形成されている。
上述した従来の信号電荷検出装置におけるＭＯＳトラン
ジスタ１０のソース領域１は、チャネルストッパ領域５
に接している為その接合容量Ｃ２は大さく、信号電荷検
出装置の検出感度を低下させるという問題があった。
ジスタ１０のソース領域１は、チャネルストッパ領域５
に接している為その接合容量Ｃ２は大さく、信号電荷検
出装置の検出感度を低下させるという問題があった。
すなわち、チャネルストッパ領域５Ｕ、一般にＰ型半導
体基板４よりも２桁以上もアクセプター濃度Ｎ＾が高い
もので形成されているため、Ｃｒｊの大部分はこのＣ２
により成っているといっても過言ではない。
体基板４よりも２桁以上もアクセプター濃度Ｎ＾が高い
もので形成されているため、Ｃｒｊの大部分はこのＣ２
により成っているといっても過言ではない。
具体的数値を上げるならば、Ｐｍ半導体基板４（７）
７ クセ７” ター ａｆ、 Ｎｐ、 １＝ １．０×
１０ 個／ｃｇｌ、チャネルストッパ領域５のアクセプ
ター濃度Ｎａｚ ＝１．ＯＸｌ ０１７個／ｃＩ！、ソ
ース領域ｌのドナー１度ＮＤ１＝ １−ＯＸ １０ ”
個／ ｃｉ、 ソースｇ域１とＰ型半導体基板４との
接合面ｆＲ８ｌを１０μｍ×１０μｍ、ソース領域１と
チャネルストツバ領域トの接合面噴Ｓ２を１３ｍＸ２０
μｍ、逆バイアス電圧ＶＢをＩＯＶとし、計算を簡単化
するために階段接合とすると、接合容ｆ４ Ｃ】とＣｚ
は次の（２＋ 、 （３）式により求められる。
７ クセ７” ター ａｆ、 Ｎｐ、 １＝ １．０×
１０ 個／ｃｇｌ、チャネルストッパ領域５のアクセプ
ター濃度Ｎａｚ ＝１．ＯＸｌ ０１７個／ｃＩ！、ソ
ース領域ｌのドナー１度ＮＤ１＝ １−ＯＸ １０ ”
個／ ｃｉ、 ソースｇ域１とＰ型半導体基板４との
接合面ｆＲ８ｌを１０μｍ×１０μｍ、ソース領域１と
チャネルストツバ領域トの接合面噴Ｓ２を１３ｍＸ２０
μｍ、逆バイアス電圧ＶＢをＩＯＶとし、計算を簡単化
するために階段接合とすると、接合容ｆ４ Ｃ】とＣｚ
は次の（２＋ 、 （３）式により求められる。
≧０．００２ＰＦ ・・・・・（２）
≧０．００５３ｐＦ ・・・・・（３）ここでｅｓｉ
け半導体基板の比誘電率、ε０は真空の誘電率、φ１．
φ２はそれぞれの接合の拡散電位である。これよりソー
ス領域１の接合容１ｃｒｊ（Ｃ１＋ Ｃｚ ＝０．ＯＯ
８１ｐＰ ）の内約６５％はチャネルストッパ領域５と
の接合容量Ｃ２であることがわかる。
け半導体基板の比誘電率、ε０は真空の誘電率、φ１．
φ２はそれぞれの接合の拡散電位である。これよりソー
ス領域１の接合容１ｃｒｊ（Ｃ１＋ Ｃｚ ＝０．ＯＯ
８１ｐＰ ）の内約６５％はチャネルストッパ領域５と
の接合容量Ｃ２であることがわかる。
本発明の目的は検出感度の向上した信号電荷検出装置を
提供することにある。
提供することにある。
本発明の信号電荷検出装置は、−導電型半導体基板上に
形成された逆導電壓のソース領域とドレイン領域とこの
ソース領域とドレイン領域間の上部に絶縁膜を介して形
成されたゲート電極とを有するＭＯＳトランジスタをリ
セットトランジスタとして用いる信号電荷検出装置であ
って、前記ソース領域（１チヤネルストツパ領域と離れ
て形成されているものでちる。
形成された逆導電壓のソース領域とドレイン領域とこの
ソース領域とドレイン領域間の上部に絶縁膜を介して形
成されたゲート電極とを有するＭＯＳトランジスタをリ
セットトランジスタとして用いる信号電荷検出装置であ
って、前記ソース領域（１チヤネルストツパ領域と離れ
て形成されているものでちる。
次に、本発明の実抱例について南面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例に用いられるＭＯＳトランジ
スタの平面図、＠２図は第１図のＭＯＳトランジスタの
（、−Ｌ線Ｗｒ面図でめる。
スタの平面図、＠２図は第１図のＭＯＳトランジスタの
（、−Ｌ線Ｗｒ面図でめる。
第１図及び第２図において、ＭＯＳトランジスタ２０は
ソース領域１、ドレイン領域２、ゲート電ｉ３等より構
成されており、渠３図〜Ｍ５図に示した従来の信号シ荷
検出装置に用いられるＭＯＳトランジスタ１０と′Ａな
る所は、ソース領域１がチャネルストッパ領域５の端部
５ａより１〜るには、チャネルストッパ領域５を形成す
る場合のマスクの形状を一部変更丁ればよく特に問題は
ない。
ソース領域１、ドレイン領域２、ゲート電ｉ３等より構
成されており、渠３図〜Ｍ５図に示した従来の信号シ荷
検出装置に用いられるＭＯＳトランジスタ１０と′Ａな
る所は、ソース領域１がチャネルストッパ領域５の端部
５ａより１〜るには、チャネルストッパ領域５を形成す
る場合のマスクの形状を一部変更丁ればよく特に問題は
ない。
このようにソース領域１をチャネルストッパ領域５と離
すことにより第５図で示した従来の接合容量Ｃ２は消滅
し、それに代ってソース領域１の側面とｐ４半導体基板
４との間の接合容量Ｃ３が加わるが、ソース領域１が形
成する接合容量Ｃｐｊ自体は大幅に減少する。
すことにより第５図で示した従来の接合容量Ｃ２は消滅
し、それに代ってソース領域１の側面とｐ４半導体基板
４との間の接合容量Ｃ３が加わるが、ソース領域１が形
成する接合容量Ｃｐｊ自体は大幅に減少する。
具体的数値を上げるならば、Ｃ４は（４）式のように求
められる。
められる。
≧０．０００５６ｐＦ ・・・・・（４）従って本
実施例に詔けるソース領域の接合容量はＣｒｊ＝Ｃｔ＋
Ｃ４＝ ０．００３３６ｐＦ となり、チャネルスト
ッパ領域５が接していた従来のソース領域の接合容量Ｃ
ｒｊ＝０．００８１ ｐＦに比べて１／２．４ に低
減されたものとなる。
実施例に詔けるソース領域の接合容量はＣｒｊ＝Ｃｔ＋
Ｃ４＝ ０．００３３６ｐＦ となり、チャネルスト
ッパ領域５が接していた従来のソース領域の接合容量Ｃ
ｒｊ＝０．００８１ ｐＦに比べて１／２．４ に低
減されたものとなる。
上記実施例ではＰ型半導体基板を用いた場合について説
明したがＮ型半導体基板を用いた場合についても同様の
効果が得られる。
明したがＮ型半導体基板を用いた場合についても同様の
効果が得られる。
以上説明したように本発明は、チャネルストッパ領域と
ソース領域とを離すことにより、ソース領域の形成する
接合容１ｔｃｒｊの値を大幅に低減でさる効果がある。
ソース領域とを離すことにより、ソース領域の形成する
接合容１ｔｃｒｊの値を大幅に低減でさる効果がある。
この為高感度の検出能力を備えた信号電荷検出装置が得
られる。
られる。
第１図は本発明の一実施例に用いられるＭＯＳトランジ
スタの平面図、第２図は第１図のＭＯＳトランジスタの
ｃ −ｃ’線の断面図、第３図は従来の信号電荷検出装
置に用いられるＭＯＳトランジスタの平面図、第４図及
び第５図は第３図のＭＯＳトランジスｈ−Ａ′線及びＢ
−Ｂ’線の断面図である。 １・・・・・・ソース領域、２・−・・−・ドレイン領
域、３・・・・・・ゲート電極、４・−・・・・Ｐ型半
導体基板、５・・・・−・チャネルストッパ領域、６・
・・・−・フィールド酸化膜。 １０．２０・−・・・・ＭＯＳトランジスタ。 代理人 弁理士 内 原 晋 子 ／ 区 卒 ２ 哲
スタの平面図、第２図は第１図のＭＯＳトランジスタの
ｃ −ｃ’線の断面図、第３図は従来の信号電荷検出装
置に用いられるＭＯＳトランジスタの平面図、第４図及
び第５図は第３図のＭＯＳトランジスｈ−Ａ′線及びＢ
−Ｂ’線の断面図である。 １・・・・・・ソース領域、２・−・・−・ドレイン領
域、３・・・・・・ゲート電極、４・−・・・・Ｐ型半
導体基板、５・・・・−・チャネルストッパ領域、６・
・・・−・フィールド酸化膜。 １０．２０・−・・・・ＭＯＳトランジスタ。 代理人 弁理士 内 原 晋 子 ／ 区 卒 ２ 哲
Claims (1)
- 一導電型半導体基板上に形成された逆導電型のソース領
域とドレイン領域と該ソース領域とドレイン領域間の上
部に絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを有するＭ
ＯＳトランジスタをリセットトランジスタとして用いる
信号電荷検出装置において、前記ソース領域はチャネル
ストッパ領域と離れて形成されていることを特徴とする
信号電荷検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222121A JPS6281753A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 信号電荷検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222121A JPS6281753A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 信号電荷検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281753A true JPS6281753A (ja) | 1987-04-15 |
Family
ID=16777488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60222121A Pending JPS6281753A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 信号電荷検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281753A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03263869A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-25 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置 |
| US5444277A (en) * | 1991-07-15 | 1995-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid imaging pick-up element |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP60222121A patent/JPS6281753A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03263869A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-25 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置 |
| US5444277A (en) * | 1991-07-15 | 1995-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid imaging pick-up element |
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