JP2816824B2 - Ccd固体撮像素子 - Google Patents
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Description
に係り、特に暗電流及びマイクロホワイト欠点を減少さ
せるCCD固体撮像素子に関する。
化に障害となる幾つかの要素があるが、その中で特に深
刻な問題がマイクロホワイト欠点(micro whi
tedefect)と暗電流である。
温テストで問題となる。というのは、通常このような欠
点の出力は10℃温度上昇で約2倍に増加するからであ
る。各画素の暗時出力は分散する。その分布の自然な裾
野から外れた出力をもつ画素がマイクロホワイト欠点を
もつ画素である。マイクロホワイト欠点は通常の画素よ
りやや暗時の出力が大きいだけであり、実温条件ではほ
とんど見つける事が出来ない。マイクロホワイト欠点の
要因は重金属汚染により形成された発生−再結合中心
(Generation−Recombination
Center、以下GRCという)である。もし画素
内に一つのGRCがあれば、マイクロホワイト欠点にな
ると考えられる。通常、このような欠点は60℃の条件
で、16μV/e- 程度の電荷検出感度で見ると、3〜
4mV程度の出力をもつ。暗電流とマイクロホワイト欠
点の出力はピン構造のフォトダイオードを利用したイン
タライン転送方式のCCD固体撮像素子における数値を
意味する。
として定義される。その値は各画素ごとにばらつくため
ヒストグラムを作ると、暗電流はガウス分布に近い形に
なる(Phillps Journal of Res
earch Vol.48,No.3,1994,pp
159−184,FIG.22参照)。暗電流分布の
自然な裾野は、分布の中心から1mVあたりのところに
存る。この値は各製造ラインの汚染状態などによって異
なる。
の電荷検出回路の感度を高くすれば、出力電圧も増加す
るので、電荷検出素子の感度を高くする場合にはまず最
初にマイクロホワイト欠点が問題となる。マイクロホワ
イト欠点を無くしても、暗電流の分散を低減しなけれ
ば、大きな暗電流をもつ画素がマイクロホワイト欠点と
して観察されることにより、高感度に対応してマイクロ
ホワイト欠点が指数関数的に増加する。しかも、暗電流
の分散だけでなく絶対値も問題となるが、これは均一な
暗電流でも高感度の信号電荷検出を行えば、暗電流のシ
ョットノイズが発生するからである。
国特許第4,074,302号もしくは第4,984,
045号等の技術を実用すれば、現在の10倍以上まで
高感度化し、しかも電荷検出に伴う等価雑音電子数を1
e- 以下まで低減することが可能である。(「IEDM
Tech.Dig.,pp116−119,198
7」、「Extended Abstracts of
20th International Confe
rence on Solid State Devi
ce and Materials.,pp355−3
58」参照)しかし、前記のように高感度の信号電荷検
出を行えば、画面いっぱいのマイクロホワイト欠点と、
かなり目立つショットノイズが観察されるという問題点
があった。これにより、CCD固体撮像素子の高感度信
号電荷検出技術は未だに実用されないでいる。
固体撮像素子のブロック図である。図1によれば、一般
的なフレーム転送方式のCCD固体撮像素子は受光部1
1、蓄積部12、HCCD部13、信号電荷検出及び増
幅部14から構成されている。通常、入射する光に対し
て受光部11は信号電荷を発生させ、発生した信号電荷
を一定時間累積させる。受光部11に累積された信号電
荷は垂直消去期間に同時に蓄積部12へ転送されて蓄積
され、蓄積部12に蓄積された信号電荷はその次の垂直
消去期間まで1ラインずつ抽出されてHCCD部13へ
転送される。蓄積部12に蓄積されていた信号電荷が全
て抽出されると、その間受光部で発生して累積された信
号電荷はさらに蓄積部に移動して前記の動作を繰り返
す。蓄積部12の信号電荷は信号電荷検出及び増幅回路
14で検出されて信号処理される。
CCD固体撮像素子の、1セルに対応する受光部の断面
構造を示す。図2によれば、一般的なフレーム転送方式
のCCD固体撮像素子の受光部11は、n- 型基板11
1にp- 型ウェル112が形成され、このp- 型ウェル
112内にはn型埋込チャネル領域113が形成され
る。n型埋込チャネル領域113の両側にはp+ 型チャ
ネルストップ領域114が形成される。そして、これら
を形成させた基板111上にSiO2 からなる絶縁膜1
15が形成され、絶縁膜115上にはポリシリコン膜か
らなる転送電極116が形成され、転送電極116上に
は保護膜として絶縁層117が形成される。前記構造の
受光部11は、n型埋込チャネル領域113に所定以上
の過剰電子が発生する場合には、過剰の電子が基板11
へ吸収させる垂直のオーバーフロードレイン構造をも
つ。
16を通過した光によってn型埋込チャネル領域113
で信号電荷、即ち電子が発生して集積される。この時、
絶縁膜115と基板111間の界面、即ちSiO2/S
i界面やp-型ウェル112内で発生した電子も同時に
n型埋込チャネル領域113に蓄積されて、入力光が全
く無い場合にもCCD固体撮像素子を通して暗電流が流
れる。しかし、図2に示すように、垂直オーバーフロー
ドレイン構造を有する場合には、p- 型ウェル112が
非常に薄くGRCもほとんど無いため、p- 型ウェル1
12内で発生した電子による暗電流は無視できるほど小
さい。しかし、空乏状態にあるSiO2/Si界面の界
面準位(interfacestate)で発生した電
子は、暗電流に大きな影響を及ぼす。即ち、図2のよう
な構造を有する受光部1では、SiO2 /Si界面はほ
とんど空乏状態にあり、界面準位で発生する電子のほと
んどは受光部11のn型埋込チャネル領域113に蓄積
される。従って、一般的なフレーム方式のCCD固体撮
像素子において、蓄積部12とHCCD部13も、断面
構造は前記受光部11とほぼ同一であるため、CCD固
体撮像素子全体のSiO2 /Si界面で発生した電子に
よって大きな暗電流が引き起こされる。SiO2 /Si
界面は結晶構造が局所的に歪んでいるため、重金属等が
析出(precipitation)し易い場所でもあ
る。従って、ほとんどのマイクロホワイト欠点もSiO
2 /Si界面に存在する。
CD固体撮像素子の構造を示す。図3によれば、一般的
なインタライン転送方式のCCD固体撮像素子はフォト
ダイオードとVCCDとからなる画素部31、HCCD
32、信号電荷検出及び増幅部33で構成される。図3
に示すように、一般的なインタライン転送方式のCCD
固体撮像素子は、図1の一般的なフレーム転送方式のC
CD固体撮像素子とは異なり、蓄積部を含めない。
式のCCD固体撮像素子の画素部に対応する断面構造を
示す。図4によれば、一般的なインタライン転送方式の
CCD固体撮像素子の画素部は、n- 型基板311にp
- 型ウェル312が形成され、p- 型ウェル312内に
n型フォトダイオード313とn型VCCD315が互
いに一定の間隔を置いて形成され、n型フォトダイオー
ド313の表面にはp+ 型ホール蓄積層314が形成さ
れ、隣合うn型フォトダイオード313とn型VCCD
315はp+ 型チャネルストップ領域316によって隔
離されている。そして、基板311上にはゲート絶縁膜
317が形成され、フォトダイオード313の上部を除
いたゲート絶縁膜317上にはポリシリコン膜からなる
転送電極318、絶縁膜319及び遮光膜320が順次
形成され、遮光膜320を含んだゲート絶縁膜317上
には平坦化層321が形成され、フォトダイオード31
3に対応する平坦化層上にはマイクロレンズ322が形
成された構造を有する。
CD固体撮像素子は、フレーム転送方式のCCD固体撮
像素子の受光領域と同じ役割を果たすフォトダイオード
313の表面にp+ 型ホール蓄積層が形成されているの
で、フォトダイオード313の暗電流をかなり低減する
ことができる。しかし、前記の一般的なインタライン転
送方式のCCD固体撮像素子のVCCD及びHCCDの
構造が一般的なフレーム転送方式のCCD固体撮像素子
と同一の構造を有するので、一般的なインタライン転送
方式のCCD固体撮像素子でも同様に、SiO2 /Si
界面で発生した電子による暗電流は依然と存在する。
ワイト欠点が主にSiO2 /Si界面で発生するので、
この界面で発生した電子が信号電荷に混入することをど
うやって防止するかが、高感度電荷検出に重要な鍵とな
る。
術としては、“All GatePinning Te
chnique(IEEE Electron Dev
ice Lett.1(7),pp131−133,1
980/PhilipsJournal of Res
earch Vol.48 No.3 pp159−1
84,1994)”と“Interline Tran
sfer CCDのSurface Pinned P
hotodiode(“IEDM”82Digest.
pp324−327,1982/USP 4,484,
210)”等がある。しかし、前記技術の後者は、すで
に図4で説明しているように、p+ 型ホール蓄積層をS
iO2 /Si界面下に形成することで、n型フォトダイ
オードの表面から電子が発生して拡散することを抑制す
る技術である。この技術の導入でフォトダイオードで発
生する暗電流は1/10以下に低減したが、その分散は
まだ大きい。又、VCCDとHCCDのSiO2 /Si
界面では電子が発生して信号電荷に混入してしまうとい
う問題点があった。そして、前者の技術の場合も、電荷
の転送動作時は、「ピンニング(pinning)」状
態を維持出来ないため、VCCDとHCCDのSiO2
/Si界面で電子が発生して信号電荷に混入するという
問題点があった。
D固体撮像素子の受光部の断面図であり、SiO2 /S
i界面で発生した電子が信号電荷に混入するのを防止す
るための構造をもつ。図5のCCD固体撮像素子の受光
部の断面構造は、図2に示したCCD固体撮像素子の受
光部の断面構造とは異なり、n型埋込チャネル領域51
3上にp型表面チャネル領域518を積層形成した。従
って、転送電極517の下部の電位は図6に示すように
分布するので、暗電流の原因となるSiO2 /Si界面
で発生した電子はp型表面チャネル領域518に転送さ
れて蓄積され、信号電荷はn型埋込チャネル領域513
へ転送されることにより、SiO2 /Si界面で発生し
た電子がn型埋込チャネル領域513の信号電荷に混入
することを防止して、SiO2 /Si界面で発生した電
子による暗電流を低減する効果がある。
フレーム転送方式のCCD固体撮像素子は、次のような
2つの問題点をもっている。第1に、入射光によって発
生した信号電荷が表面チャネル層にも蓄積されるため
に、一定の照度を超えると、暗電流がp型表面チャネル
領域からオーバーフローして埋込チャネル領域の信号電
荷に混入する。第2に、前記構造をもつフレーム転送方
式のCCD映像素子は、チャネルストップ領域とポリシ
リコン膜からなる転送電極の界面、即ちチャネル領域の
SiO2 /Si界面で発生した電子まで完全に受け止め
ることは難しい。通常、チャネルストップ領域における
暗電流の密度がチャネル領域における暗電流の密度より
一層高いことが知られている。従って、高感度の電荷を
検出するためには、前記方法による暗電流の部分的な抑
制より、固体撮像素子の全体においてSiO2 /Si界
面における暗電流を抑制するか、もしくは、SiO2 /
Si界面で発生した電子を完全に除去する技術が必要で
ある。
ためのもので、その目的は暗電流を低減し、暗電流の各
画素ごとの分散を低減してマイクロホワイト欠点を低減
しうる高感度のCCD固体撮像素子を提供することにあ
る。
の本発明は、基板と、基板内に形成され、一定の深さを
有する信号電荷転送用第1導電型の埋込チャネル領域
と、第1チャネル領域に隣接して形成させたチャネルス
トップ用第2導電型の第1高濃度不純物領域と、第1チ
ャネル領域上に形成させた暗電流電荷転送用第2導電型
の第1表面チャネル領域と、第1高濃度不純物領域上に
形成され、前記表面チャネル領域の暗電流電荷を除去す
る第1導電型の第2高濃度不純物領域と、第2高濃度不
純物領域と第1表面チャネル領域との間に形成され、一
定の深さを有する第2導電型の第2導電型の第2表面チ
ャネル領域とを含むことを特徴とするCCD固体撮像素
子である。
と、基板上に形成された第2導電型の低濃度ウェルと、
ウェル内に形成された信号電荷発生用光検出領域と、前
記光検出領域と一定の間隔を置いてウェル内に形成さ
れ、一定の深さを有する信号電荷転送用第1導電型の埋
込チャネル領域と、前記光検出領域上に形成された暗電
流減少用第2導電型の第1高濃度不純物領域と、埋込チ
ャネル領域上に形成された第2導電型の第1表面チャネ
ル領域と、ウェル内に形成された第2導電型の第2高濃
度不純物領域と、第2高濃度不純物領域上に形成された
暗電流掃引用第1導電型の第3高濃度不純物領域と、第
3高濃度不純物領域と第1表面チャネル領域との間のウ
ェル内に形成され、一定の深さを有する第2導電型の第
2表面チャネル領域とを含むことを特徴とするCCD固
体撮像素子である。
に基づいて詳細に説明する。図7は本発明の第1実施の
形態によるCCD固体撮像素子の受光部の断面構造であ
る。図7によれば、n- 型基板711にはp- 型ウェル
712が形成される。p-型ウェル712内にはn型信
号電荷転送用埋込チャネル領域713が形成され、その
n型埋込チャネル領域に隣接してp+ 型チャネルストッ
プ領域715が形成され、それらを形成した基板上にS
iO2 膜からなるゲート絶縁膜718、転送電極71
9、及び絶縁膜720が順次形成された構造である。し
かも、第1実施の形態によるCCD固体撮像素子の受光
部は、n型埋込チャネル領域713とゲート絶縁膜との
界面で発生した暗電流発生用電子がn型埋込チャネル領
域713に移動するのを防止するための第1のp型表面
チャネル領域714がn型埋込チャネル領域713上に
形成されている。また、p+ 型チャネルストップ領域7
15上にはこのチャネルストップ領域715とゲート絶
縁膜718との界面及び第1のp型表面チャネル領域7
14で発生した電子を除去するための暗電流掃引用n+
型ドレイン領域716が形成されている。さらに暗電流
掃引用n+ 型ドレイン領域716と第1のp型表面チャ
ネル領域714を分離し、前記p型表面チャネル領域7
14に形成された電子を暗電流掃引用n+ 型ドレイン領
域716に移動させるための暗電流掃引用第2のp型表
面チャネル領域717がn+ 型ドレイン領域176と第
1のp型表面チャネル領域174との間に形成される。
る断面図、図8(B)は図7の7B−7B′線における
断面図、図8(C)はそれぞれの断面による電位分布図
である。図8(C)のAは7A−7A′線における電位
分布、Bは7B−7B′線における電位分布をそれぞれ
示す。図9(A)は図7の7C−7C′線における断面
図、図9(B)は図7の7C−7C′線における電位分
布図である。
た第1のp型表面チャネル領域714と、n+ 型ドレイ
ン領域716とp型表面チャネル領域714との間に形
成された第2のp型表面チャネル領域717はいずれも
表面チャネル領域であるが、図8(C)に示すように、
7A−7A′線における表面チャネル領域の電位より7
B−7B′線における表面チャネル領域の電位が一層高
い。よって、p型表面チャネル領域717の電位がp型
表面チャネル領域714の電位より低いから、SiO2
/Si界面で発生した電子は、図9(B)に示すよう
に、矢印方向に暗電流掃引用p型ドレイン領域717を
通過して暗電流掃引用n+ 型ドレイン領域716に移動
して除去される。
は、受光部についてのみ説明したが、受光部ばかりでは
なく、蓄積部とHCCD部も全て前記の構造を採用す
る。従って、図9(B)に示すように、固体撮像素子の
全表面領域がSiO2 /Si界面で発生した電子を掃引
する機能を有するので、信号電荷転送用n型埋込チャネ
ル領域を表面領域から完全に隔離する。従って、SiO
2 /Si界面で発生した電子を掃引する機能を有するの
で、信号電荷転送用n型埋込チャネル領域を表面領域か
ら完全に隔離する。これにより、SiO2 /Si界面で
発生した電子が信号電荷に混入せず完全に除去されるの
で、暗電流の発生を防止することができる。尚、第1及
び第2のp型表面チャネル領域及び暗電流掃引用n+ 型
ドレイン領域716は、信号電荷転送用n型埋込チャネ
ル領域713とは分離されているため、暗電流の低減に
一層効果的である。しかも、素子の表面領域に存るGR
Cから発生した電子も除去されるために、再生画面上に
現れるマイクロホワイト欠点も著しく減少する。
よるCCD固体撮像素子は、素子の表面領域全体が暗電
流を掃引する機能をもっているばかりではなく、信号電
荷を転送する埋込チャネル領域を表面領域から完全に隔
離することで暗電流及びマイクロホワイト欠点を低減す
る効果が得られる。
を転送する素子全体に広範囲に適用することができる。
p型暗電流掃引用チャネル領域の濃度を調節すると、暗
電流掃引用ドレイン領域をオーバーフロー領域として用
いることができる。
撮像素子の受光部の断面構造を示す。図10の第2実施
の形態による固体撮像素子において、p- 型ウェル71
2無しで直接p- 型基板711′に前記CCD固体撮像
素子を形成させている。この構造は、p- 型基板71
1′で発生した電荷がn型埋込チャネル領域713に集
積するために、暗電流ではやや不利であるが、長波長の
光(赤色光乃至赤外線)に対する感度を向上させること
ができるという利点がある。長波長光の感度向上と暗電
流の減少効果を両立させようとする場合は、図11に示
す第3実施の形態によるCCD固体撮像素子のようにp
- 型ウェル712上にn- 型ウェル721を追加して形
成する。
CD固体撮像素子の受光部の断面図である。図12の第
4実施の形態によるCCD固体撮像素子は、図7に示し
たものとほぼ同一の構造を有し、n+ 型暗電流掃引用ド
レイン領域716の上部暗電流掃引用ゲート722を形
成させている。723は暗電流掃引用ゲート722と転
送電極719間を絶縁させるための絶縁膜である。前記
のような構造を採用する場合は、暗電流掃引用第2のp
型表面チャネル領域717の濃度の選択幅が広くなる。
また、電子シャッタ機能を実現することができる。即
ち、n- 型基板711の印加電圧によってシャッタオン
する方法より、暗電流の掃引用ゲート722の印加電圧
によってシャッタオンする方法が低い電圧で迅速な応答
を得ることができる。
CD固体撮像素子の断面図であり、図9の第2実施の形
態と同様に第2のp型表面チャネル領域717が暗電流
掃引用ドレイン機能ばかりではなくオーバーフロードレ
イン機能を果たす。そして、n+ 型暗電流掃引用ドレイ
ン領域716の上部の基板上に形成された暗電流掃引用
ゲート722を第4実施の形態と同様にさらに備えてい
る。図14は本発明の第6実施の形態によるCCD映像
素子の断面図であり、n-基板711にp- ウェル71
2及びn- ウェルを設け図10の第3実施の形態と同様
に長波長の光に対する感度向上と暗電流の減少効果が同
時に得られる。また、n+ 型暗電流掃引用ドレイン領域
716の上部の基板上に形成された暗電流掃引用ゲート
722も備えている。
レーム転送方式のCCD固体撮像素子の受光部の断面図
である。第7実施の形態では第1実施の形態とほぼ同一
の構造を有し、第2のp型表面チャネル領域717の代
わりに、p+ 型チャネルストップ715を大きくしてn
+ 型暗電流掃引用ドレイン領域716を下側から囲むよ
うにさせ、その領域716の両側にn型埋込チャネル領
域724を形成した構造となっている。
ンタライン転送方式のCCD固体撮像素子の画素部の断
面図を示す。図16を参照すると、インタライン転送方
式のCCD固体撮像素子の画素部は、n- 型基板811
上に形成されたp- 型ウェル812と、入射光に対する
信号電荷発生用n型フォトダイオード領域813と、こ
の領域813から所定の間隔を置いて形成された信号電
荷転送用n型埋込チャネル領域814と、信号電荷転送
用クロックパルスを印加するポリシリコン膜からなる転
送電極821と、埋込チャネル領域814に入射する光
を遮蔽するための遮光層824と、基板の全面に形成さ
れた平坦化層825と、フォトダイオード領域813に
対応した平坦化層825上に設けられ、フォトダイオー
ド領域813の表面に入射する光を集光させるためのマ
イクロレンズ826とを含む。尚、フォトダイオード領
域813上に形成された暗電流減少用p+ 型ホール蓄積
層815と、n型埋込チャネル領域814上に形成され
た第1のp型表面チャネル領域816と、素子隔離用p
+ 型チャネルストップ領域818と、p+ 型チャネルス
トップ領域818上に形成された暗電流掃引用n+ 型ド
レイン領域819と、第2のp型表面チャネル領域81
7と、暗電流掃引用n+ 型ドレイン領域819上に形成
された暗電流掃引用ゲート822と、この暗電流掃引用
ゲート822を転送ゲート821と遮光膜824とから
絶縁させるための絶縁膜823とをさらに含む。
前記本発明の実施の形態によるフレーム転送方式と同様
に従来の素子で発生する暗電流を除去することができ
る。即ち、従来のインタライン転送方式のCCD固体撮
像素子のVCCDであるn型埋込チャネル領域814で
発生する暗電流を第1のp型表面チャネル領域816を
通して除去し、又、フォトダイオード領域813上のp
+ 型ホール蓄積層815で発生する暗電流も第2のp型
表面チャネル領域817を通して除去することができ
る。
ンタライン転送方式のCCD固体撮像素子の画素部の断
面図であり、第8実施の形態のCCD固体撮像素子とほ
ぼ同一の構造を有している。この例ではn型埋込チャネ
ル領域814の下面にスミア減少用p+ 型埋込ウェル8
17を形成させている。
D固体撮像素子だけでなく、インタライン転送方式のC
CD固体撮像素子のHCCD部の実施の形態の断面を示
す。図18及び図19のHCCDの基本的な構造は図7
とほぼ同一である。HCCD部でも前述したように、S
iO2 /Si界面で発生した電子は第1のp型表面チャ
ネル領域914に止まり、界面を移動した後は暗電流掃
引用第2のp型表面チャネル領域917を通して暗電流
掃引用n+ 型ドレイン領域916へ流れ込む。図18は
暗電流掃引用ゲートが形成しなかった場合、図19は暗
電流掃引用ゲート922を設けた場合の固体撮像素子を
それぞれ示している。
用いるほとんど全てのタイプの素子に適用可能であり、
CCD固体撮像素子のみならず他の素子でも同一の効果
が得られる。例えば、このようなCCD構造をMOSト
ランジスタに適用することができる。
Sトランジスタの断面図である。図20において、10
11はp型基板、1012はn型埋込チャネル領域、1
013、1016はp型表面チャネル領域、1014は
チャネルストップ領域、1015は暗電流掃引用n+ 型
ドレイン領域、1017は読み出し用n+ 型ドレイン領
域、1018はキャパシタ電極、1019は読み出し用
ゲート、1020〜1022は絶縁膜、そして1023
は読み出し線をそれぞれ示す。図20のMOSトランジ
スタは蓄積状態では読み出し用ゲート1019からキャ
パシタ電極1018−暗電流掃引用第2のp型表面チャ
ネル領域1015−暗電流掃引用ゲート(図示せず)へ
電子が移動するように各電極に電圧を印加する。電荷は
キャパシタ電極下のn型埋込チャネル領域1012に蓄
積される。前記MOSトランジスタもCCD固体撮像素
子と同様に電荷の蓄積されるn型埋込チャネル領域10
12がSiO2 /Si界面から完全に分離されているた
め、蓄積電荷に対するノイズ成分を減少させ、書き込み
転換周期を減少させることもできる。
表面領域がSiO2 /Si界面で発生した電子を掃引す
る機能を有するので、信号電荷転送領域をSiO2 /S
i界面から完全に隔離することができる。よって、Si
O2 /Si界面で発生した電子が信号電荷に混入せず完
全に除去されるので、暗電流の発生を防止することがで
きる。しかも、素子の表面領域に存るGRCから発生し
た電子も除去されるので、再生画面上に現れるマイクロ
ホワイト欠点も著しく減少する。本発明のCCD構造
は、埋込チャネル領域を電荷転送、電荷蓄積、入射光検
出に用いる全ての素子に適用することができる。
素子のブロック図である。
子において、受光部の断面構造図である。
撮像素子のブロック図である。
像素子において、1画素セルに対する断面構造図であ
る。
送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
ある。
方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
8B−8B′線における断面構造及びその電位分布図で
ある。
断面構造及びその電位分布図である。
送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
ン転送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
ン転送方式のCCD固体撮像素子の断面構造図である。
転送方式のCCD固体撮像素子に適用されるHCCDの
断面構造図である。
転送方式のCCD固体撮像素子に適用されるHCCDの
断面構造図である。
ンジスタの断面構造図である。
p- 型ウェル、721…n- 型ウェル、713,724
…n型埋込チャネル領域、714…p型表面チャネル領
域、715…p+ 型チャネルストップ領域、716…暗
電流掃引用n+型ドレイン領域、717…暗電流掃引用
p型表面チャネル領域、718…ゲート絶縁膜、719
…転送電極、720,723…絶縁膜、722…暗電流
掃引用ゲート。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板と、 基板内に形成され、一定の深さを有する信号電荷転送用
第1導電型の埋込チャネル領域と、 前記埋込チャネル領域に隣接して形成させたチャネルス
トップ用第2導電型の第1高濃度不純物領域と、 前記埋込チャネル領域上に形成させた暗電流電荷転送用
第2導電型の第1表面チャネル領域と、 前記第1高濃度不純物領域上に形成され、前記第1表面
チャネル領域の暗電流電荷を除去する第1導電型の第2
高濃度不純物領域と、 第2高濃度不純物領域と第1表面チャネル領域との間に
形成され、一定の深さを有する第2導電型の第2表面チ
ャネル領域と、 を含むことを特徴とするCCD固体撮像素子。 - 【請求項2】 基板に形成された第2導電型の低濃度の
ウェルをさらに含むことを特徴とする請求項1記載のC
CD固体撮像素子。 - 【請求項3】 基板に形成された第2導電型の第1低濃
度ウェルと、 第2導電型の第1低濃度ウェル上に形成された第1導電
型の第2低濃度ウェルとをさらに含むことを特徴とする
請求項1記載のCCD固体撮像素子。 - 【請求項4】 前記第2高濃度不純物領域の上に形成さ
れた暗電流掃引用ゲートをさらに含むことを特徴とする
請求項1記載のCCD固体撮像素子。 - 【請求項5】 第1導電型の低濃度基板と、 その基板に形成された第2導電型の低濃度ウェルと、 そのウェル内に形成された信号電荷発生用光検出領域
と、 前記光検出領域と一定の間隔を置いてウェル内に形成さ
れ、一定の深さを有する信号電荷転送用第1導電型の埋
込チャネル領域と、 前記光検出領域上に形成された暗電流減少用第2導電型
の第1高濃度不純物領域と、 前記埋込チャネル領域上に形成された第2導電型の第1
表面チャネル領域と、 前記ウェル内に形成された第2導電型の第2高濃度不純
物領域と、 第2高濃度不純物領域上に形成された暗電流掃引用第1
導電型の第3高濃度不純物領域と、 第3高濃度不純物領域と第1表面チャネル領域との間の
ウェル内に形成され、一定の深さを有する第2導電型の
第2表面チャネル領域と、 を含むことを特徴とするCCD固体撮像素子。 - 【請求項6】 基板上に形成されたゲート絶縁膜と、 光検出領域の上部を除いたゲート絶縁膜上に形成された
転送電極と、 転送電極の上部に形成された絶縁膜と、 絶縁膜上に形成された遮光層と、 基板の全面に形成された平坦化層と、 光検出領域に対応する平坦化層上に形成されたマイクロ
レンズと、 をさらに含むことを特徴とする請求項5記載のCCD固
体撮像素子。 - 【請求項7】 暗電流掃引用第1導電型の第3高濃度不
純物領域の上に形成された暗電流掃引用ゲートをさらに
含むことを特徴とする請求項5記載のCCD固体撮像素
子。 - 【請求項8】 埋込チャネル領域の下面に形成されたス
ミア減少用第2導電型の埋込ウェルをさらに含むことを
特徴とする請求項5記載のCCD固体撮像素子。
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