JP2000349273A - Ｃｃｄ受光素子 - Google Patents
Ｃｃｄ受光素子Info
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- JP2000349273A JP2000349273A JP11154541A JP15454199A JP2000349273A JP 2000349273 A JP2000349273 A JP 2000349273A JP 11154541 A JP11154541 A JP 11154541A JP 15454199 A JP15454199 A JP 15454199A JP 2000349273 A JP2000349273 A JP 2000349273A
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- Japan
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- gate
- charge
- polysilicon layer
- section
- ions
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＣＤ受光素子を小型で薄く構成しても、フ
ォトセンサ部へのＮイオンの打込みに際し、打込んだＮ
イオンが電荷読出しゲートのポリシリコン層を突き抜け
ないようにしたＣＣＤ受光素子の実現を課題とする。 【解決手段】 電荷読出しゲート２を形成する第１のポ
リシリコン層と、電荷転送ゲートの転送部７を形成する
第２のポリシリコン層とに異なった工程で形成したポリ
シリコン層を用いる。
ォトセンサ部へのＮイオンの打込みに際し、打込んだＮ
イオンが電荷読出しゲートのポリシリコン層を突き抜け
ないようにしたＣＣＤ受光素子の実現を課題とする。 【解決手段】 電荷読出しゲート２を形成する第１のポ
リシリコン層と、電荷転送ゲートの転送部７を形成する
第２のポリシリコン層とに異なった工程で形成したポリ
シリコン層を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ受光素子に
関し、特に小型化を図ったＣＣＤ受光素子に関する。
関し、特に小型化を図ったＣＣＤ受光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ（Charge Coupled Device ：電荷
結合素子）を用いたＣＣＤ受光素子は光学的信号を電荷
信号に変換する光電変換機能を受け持つフォトセンサ部
と、フォトセンサ部で変換された電荷信号を読出す読出
しゲートと、読出された電荷信号を転送し出力端から電
気信号として読み出す走査機能を果たす電荷転送ゲート
とを有している。
結合素子）を用いたＣＣＤ受光素子は光学的信号を電荷
信号に変換する光電変換機能を受け持つフォトセンサ部
と、フォトセンサ部で変換された電荷信号を読出す読出
しゲートと、読出された電荷信号を転送し出力端から電
気信号として読み出す走査機能を果たす電荷転送ゲート
とを有している。
【０００３】このようなＣＣＤ受光素子において、小型
化を図る目的で、電荷転送ゲートのポリシリコン層の膜
厚を薄くするようにしており、この電荷転送ゲートのポ
リシリコン層と同一のプロセス形成される電荷読出しゲ
ートのポリシリコン層の膜厚も薄くなってしまってい
た。
化を図る目的で、電荷転送ゲートのポリシリコン層の膜
厚を薄くするようにしており、この電荷転送ゲートのポ
リシリコン層と同一のプロセス形成される電荷読出しゲ
ートのポリシリコン層の膜厚も薄くなってしまってい
た。
【０００４】一方、フォトセンサ部へは、この電荷読出
しゲートのポリシリコン層をマスクにしてＮイオンの打
込み（インプラ：N ion implantation）を行うが、電荷
転送ゲートのポリシリコン層の膜厚が薄くなると、Ｎイ
オンの打込みが電荷転送ゲートのポリシリコン層を突き
抜けて読出し層に入ってしまい、フォトセンサ部と電荷
読出し部とのバリア差がなくなってしまい、蓄積電荷量
の減少を引き起こすことになる。
しゲートのポリシリコン層をマスクにしてＮイオンの打
込み（インプラ：N ion implantation）を行うが、電荷
転送ゲートのポリシリコン層の膜厚が薄くなると、Ｎイ
オンの打込みが電荷転送ゲートのポリシリコン層を突き
抜けて読出し層に入ってしまい、フォトセンサ部と電荷
読出し部とのバリア差がなくなってしまい、蓄積電荷量
の減少を引き起こすことになる。
【０００５】これを、解決する方法として、別にマスク
を使用してフォトセンサ部へのＮイオンの打込みを行っ
ている。しかし、電荷読出しゲートのポリシリコン層を
マスクにする場合とは異なって、打込み時にマスクずれ
の影響を受けやすいプロセスになっている。
を使用してフォトセンサ部へのＮイオンの打込みを行っ
ている。しかし、電荷読出しゲートのポリシリコン層を
マスクにする場合とは異なって、打込み時にマスクずれ
の影響を受けやすいプロセスになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
線形ＣＣＤ受光素子のフォトセンサ部へのＮイオンの打
込みを電荷読出しゲートのポリシリコン層をマスクにし
て行っているが、近年、小型化を図る目的で、電荷転送
ゲートのポリシリコン層の膜厚を薄くする傾向にある。
しかし、電荷転送ゲートのポリシリコン層の膜厚をあま
りに薄くすると、打込みんだＮイオンが電荷転送ゲート
のポリシリコン層を突き抜け、読出し層に打込まれて、
フォトセンサ部と電荷読出し部とのバリア差がなくな
り、蓄積電荷量の減少を引き起こし、ＣＣＤ受光素子の
特性が劣化するなどの問題があった。これを避けるため
に、別にマスクを設けることも考えられるが、この方法
では、マスクずれの影響を受けやすい。本発明はこの点
を、比較的簡単な方法で改善して、ＣＣＤ受光素子を小
型で薄く構成しても、フォトセンサ部へのＮイオンの打
込みに際し、打込んだＮイオンが電荷読出しゲートのポ
リシリコン層を突き抜けないようにしたＣＣＤ受光素子
の実現を課題とする。
線形ＣＣＤ受光素子のフォトセンサ部へのＮイオンの打
込みを電荷読出しゲートのポリシリコン層をマスクにし
て行っているが、近年、小型化を図る目的で、電荷転送
ゲートのポリシリコン層の膜厚を薄くする傾向にある。
しかし、電荷転送ゲートのポリシリコン層の膜厚をあま
りに薄くすると、打込みんだＮイオンが電荷転送ゲート
のポリシリコン層を突き抜け、読出し層に打込まれて、
フォトセンサ部と電荷読出し部とのバリア差がなくな
り、蓄積電荷量の減少を引き起こし、ＣＣＤ受光素子の
特性が劣化するなどの問題があった。これを避けるため
に、別にマスクを設けることも考えられるが、この方法
では、マスクずれの影響を受けやすい。本発明はこの点
を、比較的簡単な方法で改善して、ＣＣＤ受光素子を小
型で薄く構成しても、フォトセンサ部へのＮイオンの打
込みに際し、打込んだＮイオンが電荷読出しゲートのポ
リシリコン層を突き抜けないようにしたＣＣＤ受光素子
の実現を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、受光した光量に応じた電荷を発生するフ
ォトセンサ部と、このフォトセンサ部で発生した電荷を
読出す電荷読出しゲートと、この電荷読出しゲートで読
出した電荷を転送する電荷転送ゲートとを有するＣＣＤ
受光素子において、前記電荷読出しゲートを形成する第
１のポリシリコン層と、前記電荷転送ゲートを形成する
第２のポリシリコン層とに異なった工程で形成したポリ
シリコン層を用いることを特徴とする。
め、本発明は、受光した光量に応じた電荷を発生するフ
ォトセンサ部と、このフォトセンサ部で発生した電荷を
読出す電荷読出しゲートと、この電荷読出しゲートで読
出した電荷を転送する電荷転送ゲートとを有するＣＣＤ
受光素子において、前記電荷読出しゲートを形成する第
１のポリシリコン層と、前記電荷転送ゲートを形成する
第２のポリシリコン層とに異なった工程で形成したポリ
シリコン層を用いることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるＣＣＤ受光
素子を、添付図面を参照にして詳細に説明する。
素子を、添付図面を参照にして詳細に説明する。
【０００９】図１に本発明のＣＣＤ受光素子の単位画素
（ユニットセル）の平面図を、図２に図１の単位画素で
のＡ−Ａでの概略断面図を示す。また、本発明との比較
のために、図３および図５に、従来のＣＣＤ受光素子の
単位画素の平面図を、図４および図６には図３および図
５の単位画素でのＡ−Ａでの概略断面図をそれぞれ示
す。
（ユニットセル）の平面図を、図２に図１の単位画素で
のＡ−Ａでの概略断面図を示す。また、本発明との比較
のために、図３および図５に、従来のＣＣＤ受光素子の
単位画素の平面図を、図４および図６には図３および図
５の単位画素でのＡ−Ａでの概略断面図をそれぞれ示
す。
【００１０】図１〜図６において、符号１はフォトセン
サ部、符号２は電荷読み出しゲート（ＲＯＧ:Read Out
Gate）、符号３はチャネルストップ、符号４は水平レジ
スタ、符号５および５−１、５−２は水平バスライン、
符号６は電荷転送ゲートの転送部（Ｔｒ：Transfer）、
符号７は電荷転送ゲートの蓄積部（Ｓｔ：Storage ）で
ある。線形ＣＣＤ受光素子（リニアセンサ）では、これ
らの単位画素が平面図で見て左右の横方向に複数並列に
配置されて線形受光素子を構成している。
サ部、符号２は電荷読み出しゲート（ＲＯＧ:Read Out
Gate）、符号３はチャネルストップ、符号４は水平レジ
スタ、符号５および５−１、５−２は水平バスライン、
符号６は電荷転送ゲートの転送部（Ｔｒ：Transfer）、
符号７は電荷転送ゲートの蓄積部（Ｓｔ：Storage ）で
ある。線形ＣＣＤ受光素子（リニアセンサ）では、これ
らの単位画素が平面図で見て左右の横方向に複数並列に
配置されて線形受光素子を構成している。
【００１１】従来の線形ＣＣＤ受光素子では、単位画素
は図３に示すような平面パターンを構成しており、基本
的に２組のポリシリコン層で形成する構成を取ってい
た。この構成で、電荷読み出しゲート２と電荷転送ゲー
トの蓄積部７は、１ｓｔ Ｐｏｌｙで示される同一のポ
リシリコン層を用いて形成されていた。とくに小型化を
考えていない従来の場合は、この状態で、図４のよう
に、このポリシリコン層を十分厚く取れれば、電荷読み
出しゲート２をマスクにしてＮイオン打込みによりフォ
トセンサ部１を形成することができる。
は図３に示すような平面パターンを構成しており、基本
的に２組のポリシリコン層で形成する構成を取ってい
た。この構成で、電荷読み出しゲート２と電荷転送ゲー
トの蓄積部７は、１ｓｔ Ｐｏｌｙで示される同一のポ
リシリコン層を用いて形成されていた。とくに小型化を
考えていない従来の場合は、この状態で、図４のよう
に、このポリシリコン層を十分厚く取れれば、電荷読み
出しゲート２をマスクにしてＮイオン打込みによりフォ
トセンサ部１を形成することができる。
【００１２】しかし、チップサイズの小型化により、線
形受光素子の単位画素の大きさも当然小さくなってくる
とこれが難しくなる。ことにカラー対応の３ライン以上
の線形受光素子では、各色のフォトセンサ部１を余り離
して設けるわけにはいけないので、各々のライン間隔も
小さくなり、中央に位置する画素の水平バスライン５の
幅は大変厳しくなってくる。
形受光素子の単位画素の大きさも当然小さくなってくる
とこれが難しくなる。ことにカラー対応の３ライン以上
の線形受光素子では、各色のフォトセンサ部１を余り離
して設けるわけにはいけないので、各々のライン間隔も
小さくなり、中央に位置する画素の水平バスライン５の
幅は大変厳しくなってくる。
【００１３】このため、レジスタ用のバスラインとし
て、図３に示したように、画素間に水平バスラインのφ
１（５−１）とφ２（５−２）分を並列に配線すること
ができなくなり、どちらか一方の配線を電荷読み出しゲ
ート２を飛び越して、図５に示すようにフォトセンサ部
１のチャネルストップ３上を通って外部でコンタクトを
取る方法を採用しなければならない。
て、図３に示したように、画素間に水平バスラインのφ
１（５−１）とφ２（５−２）分を並列に配線すること
ができなくなり、どちらか一方の配線を電荷読み出しゲ
ート２を飛び越して、図５に示すようにフォトセンサ部
１のチャネルストップ３上を通って外部でコンタクトを
取る方法を採用しなければならない。
【００１４】この場合に、従来どうりに２組のポリシリ
コン層で形成するとすると、コンタクトを共用する目的
で電荷読み出しゲート２と同一のポリシリコン層（１ｓ
ｔＰｏｌｙ）を使用した電荷転送ゲートの蓄積部７は、
電荷読み出しゲート２と異なる電荷転送ゲートの転送部
６のポリシリコン層（２ｎｄ Ｐｏｌｙ）と、ポリシリ
コン層同士のコンタクト（ポリ−ポリコンタクト）を採
用しなければならないなどという問題が生まれる。
コン層で形成するとすると、コンタクトを共用する目的
で電荷読み出しゲート２と同一のポリシリコン層（１ｓ
ｔＰｏｌｙ）を使用した電荷転送ゲートの蓄積部７は、
電荷読み出しゲート２と異なる電荷転送ゲートの転送部
６のポリシリコン層（２ｎｄ Ｐｏｌｙ）と、ポリシリ
コン層同士のコンタクト（ポリ−ポリコンタクト）を採
用しなければならないなどという問題が生まれる。
【００１５】本発明の線形ＣＣＤ受光素子では、単位画
素を図１および図２に示すような構成にしている。すな
わち、まず電荷読み出しゲート２を、フォトセンサ部１
へのＮイオン打込みの際に、イオンが突き抜けない十分
な厚みのポリシリコン層（１ｓｔ Ｐｏｌｙ）で作成す
る。その後、電荷転送ゲートの転送部６と蓄積部７を素
子の小型化に対応した大きさと厚みのポリシリコン層
（２ｎｄ Ｐｏｌｙ、３ｒｄ Ｐｏｌｙ）で３組のポリ
シリコン層を用いて形成する。
素を図１および図２に示すような構成にしている。すな
わち、まず電荷読み出しゲート２を、フォトセンサ部１
へのＮイオン打込みの際に、イオンが突き抜けない十分
な厚みのポリシリコン層（１ｓｔ Ｐｏｌｙ）で作成す
る。その後、電荷転送ゲートの転送部６と蓄積部７を素
子の小型化に対応した大きさと厚みのポリシリコン層
（２ｎｄ Ｐｏｌｙ、３ｒｄ Ｐｏｌｙ）で３組のポリ
シリコン層を用いて形成する。
【００１６】このように、電荷読み出しゲート２と電荷
転送ゲートの転送部６と蓄積部７とを、それぞれ異なっ
たポリシリコン層で形成するため、図３の場合のような
配線上の制約がなくなり、電荷転送ゲートの転送部６と
蓄積部７とも各々のコンタクトをフォトセンサ部１相互
間から離れた外部に取ることが可能になる。これによ
り、線形ＣＣＤ受光素子で問題になっていたバスライン
の配線が容易になり、ポリ−ポリコンタクトを取らなく
ても良く、また、電荷転送ゲートの転送部６と蓄積部７
のそれぞれから外部にコンタクトが取れるので、電荷転
送の駆動能力を高めることができる。また、電荷読み出
しゲート２を構成するポリシリコン層（１ｓｔ Ｐｏｌ
ｙ）の厚みを調整することによって、打込みイオンの突
抜け量を調整することも可能になる。
転送ゲートの転送部６と蓄積部７とを、それぞれ異なっ
たポリシリコン層で形成するため、図３の場合のような
配線上の制約がなくなり、電荷転送ゲートの転送部６と
蓄積部７とも各々のコンタクトをフォトセンサ部１相互
間から離れた外部に取ることが可能になる。これによ
り、線形ＣＣＤ受光素子で問題になっていたバスライン
の配線が容易になり、ポリ−ポリコンタクトを取らなく
ても良く、また、電荷転送ゲートの転送部６と蓄積部７
のそれぞれから外部にコンタクトが取れるので、電荷転
送の駆動能力を高めることができる。また、電荷読み出
しゲート２を構成するポリシリコン層（１ｓｔ Ｐｏｌ
ｙ）の厚みを調整することによって、打込みイオンの突
抜け量を調整することも可能になる。
【００１７】以上説明したように、本発明では、電荷読
み出しゲート２と電荷転送ゲート６、７とを異なったポ
リシリコン層で形成するようにしたので、電荷読み出し
ゲート２のポリシリコン層の厚みを充分厚くとることが
でき、図５に示した従来の場合のように、Ｎイオン打込
みのマスクに用いる電荷読み出しゲート２の膜厚が薄す
ぎてイオンが突き抜けるような問題は発生しなくなる。
み出しゲート２と電荷転送ゲート６、７とを異なったポ
リシリコン層で形成するようにしたので、電荷読み出し
ゲート２のポリシリコン層の厚みを充分厚くとることが
でき、図５に示した従来の場合のように、Ｎイオン打込
みのマスクに用いる電荷読み出しゲート２の膜厚が薄す
ぎてイオンが突き抜けるような問題は発生しなくなる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明は、受光した光量に応じた電荷を発生するフォトセ
ンサ部と、このフォトセンサ部で発生した電荷を読出す
電荷読出しゲートと、この電荷読出しゲートで読出した
電荷を転送する電荷転送ゲートとを有するＣＣＤ受光素
子において、電荷読出しゲートを形成する第１のポリシ
リコン層と、電荷転送ゲートを形成する第２のポリシリ
コン層とに異なった工程で形成したポリシリコン層を用
いることを特徴とする。これにより、電荷読出しゲート
と電荷転送ゲートとに異なったポリシリコン層を用いて
いるので、その厚みを異ならせることができると共に、
電荷転送ゲートの配線に対する制約を少なくすることが
でき、ＣＣＤ受光素子を小型に形成することが可能にな
る。
発明は、受光した光量に応じた電荷を発生するフォトセ
ンサ部と、このフォトセンサ部で発生した電荷を読出す
電荷読出しゲートと、この電荷読出しゲートで読出した
電荷を転送する電荷転送ゲートとを有するＣＣＤ受光素
子において、電荷読出しゲートを形成する第１のポリシ
リコン層と、電荷転送ゲートを形成する第２のポリシリ
コン層とに異なった工程で形成したポリシリコン層を用
いることを特徴とする。これにより、電荷読出しゲート
と電荷転送ゲートとに異なったポリシリコン層を用いて
いるので、その厚みを異ならせることができると共に、
電荷転送ゲートの配線に対する制約を少なくすることが
でき、ＣＣＤ受光素子を小型に形成することが可能にな
る。
【００１９】本発明の請求項２の発明は、第１のポリシ
リコン層の厚みを、第２のポリシリコン層の厚みよりも
厚く構成する。これにより、電荷読出しゲートを形成す
る第１のポリシリコン層の厚みを厚くすることで、電荷
読出しゲートをマスクとしてフォトセンサ部にＮイオン
を打込む際に電荷読出しゲート下に打込んだイオンが突
き抜けてセンサ特性が劣化することを防止することがで
き、かつ、ＣＣＤ受光素子を小型に形成することができ
る。
リコン層の厚みを、第２のポリシリコン層の厚みよりも
厚く構成する。これにより、電荷読出しゲートを形成す
る第１のポリシリコン層の厚みを厚くすることで、電荷
読出しゲートをマスクとしてフォトセンサ部にＮイオン
を打込む際に電荷読出しゲート下に打込んだイオンが突
き抜けてセンサ特性が劣化することを防止することがで
き、かつ、ＣＣＤ受光素子を小型に形成することができ
る。
【図１】本発明のＣＣＤ受光素子の単位画素の平面図。
【図２】図１に示す本発明のＣＣＤ受光素子の単位画素
のＡ−Ａでの概略断面図。
のＡ−Ａでの概略断面図。
【図３】従来の線形ＣＣＤ受光素子の一例の単位画素の
平面図。
平面図。
【図４】図３に示す従来のＣＣＤ受光素子の単位画素の
Ａ−Ａでの概略断面図。
Ａ−Ａでの概略断面図。
【図５】従来の線形ＣＣＤ受光素子の他の例の単位画素
の平面図。
の平面図。
【図６】図５に示す従来のＣＣＤ受光素子の単位画素の
Ａ−Ａでの概略断面図。
Ａ−Ａでの概略断面図。
１…フォトセンサ部、２…電荷読み出しゲート（ＲＯ
Ｇ）、３…チャネルストップ、４…水平レジスタ、５、
５−１、５−２…水平バスライン、６…電荷転送ゲート
の転送部（Ｔｒ）、７…電荷転送ゲートの蓄積部。
Ｇ）、３…チャネルストップ、４…水平レジスタ、５、
５−１、５−２…水平バスライン、６…電荷転送ゲート
の転送部（Ｔｒ）、７…電荷転送ゲートの蓄積部。
Claims (2)
- 【請求項１】 受光した光量に応じた電荷を発生するフ
ォトセンサ部と、このフォトセンサ部で発生した電荷を
読出す電荷読出しゲートと、この電荷読出しゲートで読
出した電荷を転送する電荷転送ゲートとを有するＣＣＤ
受光素子において、 前記電荷読出しゲートを形成する第１のポリシリコン層
と、前記電荷転送ゲートを形成する第２のポリシリコン
層とに異なった工程で形成したポリシリコン層を用いる
ことを特徴とするＣＣＤ受光素子。 - 【請求項２】 前記第１のポリシリコン層の厚みを、前
記第２のポリシリコン層の厚みよりも厚く構成すること
を特徴とする請求項１に記載のＣＣＤ受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11154541A JP2000349273A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | Ｃｃｄ受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11154541A JP2000349273A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | Ｃｃｄ受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000349273A true JP2000349273A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15586523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11154541A Pending JP2000349273A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | Ｃｃｄ受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000349273A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006086527A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Samsung Electronics Co Ltd | イメージセンサおよびその形成方法 |
-
1999
- 1999-06-02 JP JP11154541A patent/JP2000349273A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006086527A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Samsung Electronics Co Ltd | イメージセンサおよびその形成方法 |
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