JP2822393B2 - 固体撮像装置及びその駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその駆動方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
- H01L31/14—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices
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- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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- H01L27/148—Charge coupled imagers
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、信号電荷の掃き捨てが基板へ行われる固体
撮像装置及びその駆動方法に関する。
撮像装置及びその駆動方法に関する。
本発明は、受光部の表面から深さ方向への構造が、順
に第２導電型の表面半導体領域、第１導電型の第１の半
導体領域、第２導電型の半導体領域、第１導電型の第２
の半導体領域からなる構造とされ、上記第２の半導体領
域は、上記第２導電型の半導体領域の底部に設けられた
第１導電型の低濃度半導体領域と、上記低濃度半導体領
域の底部に設けられた第１導電型の高濃度半導体領域か
らなる固体撮像装置において、上記第１導電型の高濃度
半導体領域の深さをシャッター電圧印加時の空乏層の領
域内にすることにより、シャッター電圧の低電圧化やニ
ー（knee）特性の改善等を実現するものである。
に第２導電型の表面半導体領域、第１導電型の第１の半
導体領域、第２導電型の半導体領域、第１導電型の第２
の半導体領域からなる構造とされ、上記第２の半導体領
域は、上記第２導電型の半導体領域の底部に設けられた
第１導電型の低濃度半導体領域と、上記低濃度半導体領
域の底部に設けられた第１導電型の高濃度半導体領域か
らなる固体撮像装置において、上記第１導電型の高濃度
半導体領域の深さをシャッター電圧印加時の空乏層の領
域内にすることにより、シャッター電圧の低電圧化やニ
ー（knee）特性の改善等を実現するものである。
CCD等の固体撮像装置の受光部として、ｎ型半導体基
板にｐ型のウェル領域を形成し、そのｐ型のウェル領域
に受光部表面の発生電流を抑えるためのｐ型の表面半導
体領域と、ダイオードを構成するn+型の半導体領域を形
成した構造のものが知られており、このような構造の固
体撮像装置は、例えば「日経マイクロデバイス」、1987
年10月号、第60頁〜第67頁（日経マグロウヒル社発行）
にも紹介されている。
板にｐ型のウェル領域を形成し、そのｐ型のウェル領域
に受光部表面の発生電流を抑えるためのｐ型の表面半導
体領域と、ダイオードを構成するn+型の半導体領域を形
成した構造のものが知られており、このような構造の固
体撮像装置は、例えば「日経マイクロデバイス」、1987
年10月号、第60頁〜第67頁（日経マグロウヒル社発行）
にも紹介されている。
また、受光部の過剰電荷を掃き捨てる技術としては、
ラテラル（横）にオーバーフロードレインを設ける技術
があり、特開昭61−18172号公報に記載されるように、
その受光部の深さ方向のポテンシャルを工夫した関連技
術もある。
ラテラル（横）にオーバーフロードレインを設ける技術
があり、特開昭61−18172号公報に記載されるように、
その受光部の深さ方向のポテンシャルを工夫した関連技
術もある。
ところで、受光部を表面から順にpnpn構造とするもの
では、３値レベルでの制御やブルーミングのマージンを
とるために、ｎ型の半導体基板の不純物濃度を１×1014
（cm-3）程度にしなくてはならない。
では、３値レベルでの制御やブルーミングのマージンを
とるために、ｎ型の半導体基板の不純物濃度を１×1014
（cm-3）程度にしなくてはならない。
ここで、ｎ型半導体基板とｐ型のウェル領域の間の接
合が逆バイアスとされていることから、上述の半導体基
板の不純物濃度では、空乏層が約30μｍ程度も拡がっ
て、そのシャッター電圧が50V（DC値）程度に大きくな
ってしまう。その結果、信頼性の劣化や、シャッター段
差の発生等の弊害が問題となっている。また、飽和する
光の照度以上では蓄積電荷量が増加しないことが望まし
いが、上述の構造の受光部では、それが十分なものとは
言えず、ニー（knee）特性の改善が求められている。
合が逆バイアスとされていることから、上述の半導体基
板の不純物濃度では、空乏層が約30μｍ程度も拡がっ
て、そのシャッター電圧が50V（DC値）程度に大きくな
ってしまう。その結果、信頼性の劣化や、シャッター段
差の発生等の弊害が問題となっている。また、飽和する
光の照度以上では蓄積電荷量が増加しないことが望まし
いが、上述の構造の受光部では、それが十分なものとは
言えず、ニー（knee）特性の改善が求められている。
そこで、本発明は上述の課題に鑑み、シャッター電圧
の低電圧化やニー特性の改善等を実現する固体撮像装置
及びその駆動方法を提供することを目的とする。
の低電圧化やニー特性の改善等を実現する固体撮像装置
及びその駆動方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 上述の目的を達成するために、本発明は、受光部の表
面から深さ方向への構造が、順に第２導電型の表面半導
体領域、第１導電型の第１の半導体領域、第２導電型の
半導体領域、第１導電型の第２の半導体領域からなる構
造とされ、上記第２の半導体領域が上記第２導電型の半
導体領域の底部に設けられた第１導電型の低濃度半導体
領域と、上記低濃度半導体領域の底部に設けられた第１
導電型の高濃度半導体領域からなり、上記表面半導体領
域には所定の電圧が印加され、上記第１導電型の第２の
半導体領域には所要の電圧が印加されて電子シャッター
動作を行うようになされ、シャッター電圧印加時の上記
第２導電型の半導体領域と上記第１導電型の低濃度半導
体領域の接合の空乏層の領域内に上記第１導電型の高濃
度半導体領域が設けられるようにしたものである。
面から深さ方向への構造が、順に第２導電型の表面半導
体領域、第１導電型の第１の半導体領域、第２導電型の
半導体領域、第１導電型の第２の半導体領域からなる構
造とされ、上記第２の半導体領域が上記第２導電型の半
導体領域の底部に設けられた第１導電型の低濃度半導体
領域と、上記低濃度半導体領域の底部に設けられた第１
導電型の高濃度半導体領域からなり、上記表面半導体領
域には所定の電圧が印加され、上記第１導電型の第２の
半導体領域には所要の電圧が印加されて電子シャッター
動作を行うようになされ、シャッター電圧印加時の上記
第２導電型の半導体領域と上記第１導電型の低濃度半導
体領域の接合の空乏層の領域内に上記第１導電型の高濃
度半導体領域が設けられるようにしたものである。
ここで、上記第１の導電型の第２の半導体領域は半導
体基板であっても良く、第１導電型をｎ型とした場合で
は、上記第２の半導体領域n++型半導体基板上にｎ型半
導体領域が設けられる構造になる。
体基板であっても良く、第１導電型をｎ型とした場合で
は、上記第２の半導体領域n++型半導体基板上にｎ型半
導体領域が設けられる構造になる。
また、本発明は、受光部の表面から深さ方向への構造
が、順に第２導電型の表面半導体領域、第１導電型の第
１の半導体領域、第２導電型の半導体領域、第１導電型
の第２の半導体領域からなる構造とされ、上記第２の半
導体領域は、上記第２導電型の半導体領域の底部に設け
られた第１導電型の低濃度半導体領域と、上記低濃度半
導体領域の底部に設けられた第１導電型の高濃度半導体
領域からなる固定撮像装置の駆動方法において、上記表
面半導体領域には所定の電圧を印加し、上記第１導電型
の第２の半導体領域に所定のシャッター電圧を印加する
際に、上記第２導電型の半導体領域と上記第１導電型の
低濃度半導体領域の接合の空乏層の領域内に設けられた
上記第１導電型の高濃度半導体領域で空乏層の伸びを抑
制しながら電子シャッター動作を行うようにしたもので
ある。
が、順に第２導電型の表面半導体領域、第１導電型の第
１の半導体領域、第２導電型の半導体領域、第１導電型
の第２の半導体領域からなる構造とされ、上記第２の半
導体領域は、上記第２導電型の半導体領域の底部に設け
られた第１導電型の低濃度半導体領域と、上記低濃度半
導体領域の底部に設けられた第１導電型の高濃度半導体
領域からなる固定撮像装置の駆動方法において、上記表
面半導体領域には所定の電圧を印加し、上記第１導電型
の第２の半導体領域に所定のシャッター電圧を印加する
際に、上記第２導電型の半導体領域と上記第１導電型の
低濃度半導体領域の接合の空乏層の領域内に設けられた
上記第１導電型の高濃度半導体領域で空乏層の伸びを抑
制しながら電子シャッター動作を行うようにしたもので
ある。
本発明に係る固体撮像装置及びその駆動方法は、逆バ
イアスとされる第２導電型の半導体領域と第１導電型の
低濃度半導体領域の接合の空乏層を第１導電型の高濃度
半導体領域によってその拡がりを抑えることで、より小
さい電位差での縦方向の電荷の排除が可能となる。
イアスとされる第２導電型の半導体領域と第１導電型の
低濃度半導体領域の接合の空乏層を第１導電型の高濃度
半導体領域によってその拡がりを抑えることで、より小
さい電位差での縦方向の電荷の排除が可能となる。
これを第１図を参照しながら、そのポテンシャルの１
次元モデルによって検討する。
次元モデルによって検討する。
いま、第１図の１次元モデルは、表面からxj1の距離
までp+型の表面半導体領域（NA +）であり、xj1からxj2
まではn+型の第１の半導体領域（ND +）であり、xj2から
xj3まではｐ型の半導体領域（NA）である。そしてそのx
j3から深さＷまではｎ型の低濃度半導体領域（ND）であ
り、この深さＷより深い部分はn++型の高濃度半導体領
域（ND ++）となっている。そして、濃度の関係は、NA +
≫ND +,ND ++≫NDであるとする。また、n+型の第１の半導
体領域のポテンシャルの底部の電位をVM,深さをx2と
し、ｐ型の半導体領域のポテンシャルのピークの電位を
VB,深さをx3とする。さらに、n++型の高濃度半導体領域
には基板電圧Vsubが印加され、p+型の半導体領域は接地
レベルに固定されているものとする。
までp+型の表面半導体領域（NA +）であり、xj1からxj2
まではn+型の第１の半導体領域（ND +）であり、xj2から
xj3まではｐ型の半導体領域（NA）である。そしてそのx
j3から深さＷまではｎ型の低濃度半導体領域（ND）であ
り、この深さＷより深い部分はn++型の高濃度半導体領
域（ND ++）となっている。そして、濃度の関係は、NA +
≫ND +,ND ++≫NDであるとする。また、n+型の第１の半導
体領域のポテンシャルの底部の電位をVM,深さをx2と
し、ｐ型の半導体領域のポテンシャルのピークの電位を
VB,深さをx3とする。さらに、n++型の高濃度半導体領域
には基板電圧Vsubが印加され、p+型の半導体領域は接地
レベルに固定されているものとする。
ここで、各境界条件より、 式より となる。
第式を変形して、 が得られる。
次に、VMを算出する。まず、簡単のためλ，αを、 と設定する。第式を第式に代入して、 が得られる。この第式を の２次方程式として解くと、 この第式で、VMが存在するためには、複号中の−符
号を採る。そして、第式を辺々自乗して、 となる。
号を採る。そして、第式を辺々自乗して、 となる。
ところで、シャッター電圧印加時には、VM＝VBとなる
と仮定すると、第式を変形して、 VB＝λ２（xj2−xj1）２ … この第式を第式に代入して、 この第式より、高濃度半導体領域の深さＷを小さく
することにより、シャッター電圧Vsub(shutter)を小さ
くできることが判る。
と仮定すると、第式を変形して、 VB＝λ２（xj2−xj1）２ … この第式を第式に代入して、 この第式より、高濃度半導体領域の深さＷを小さく
することにより、シャッター電圧Vsub(shutter)を小さ
くできることが判る。
また、ｐ型の半導体領域のポテンシャルのピークの電
位VBの値は、第式からも判るように、蓄積電荷量に依
存せずに一定となる。従って、ラテラルオーバーフロー
ドレイン構造の固体撮像装置と同様にニー特性が改善さ
れることになる。
位VBの値は、第式からも判るように、蓄積電荷量に依
存せずに一定となる。従って、ラテラルオーバーフロー
ドレイン構造の固体撮像装置と同様にニー特性が改善さ
れることになる。
ここで、シャッター電圧Vsub(shutter)の一例につい
て計算してみると、ND +＝５×1015（cm-3）,NA＝１×10
17（cm-3）,xj3＝3.5μm,xj2＝2.5μm,W＝６μm,xj1＝
0.3μｍの各値を第式に代入して、 Vsub(shutter)≒18（Ｖ） が得られることになる。
て計算してみると、ND +＝５×1015（cm-3）,NA＝１×10
17（cm-3）,xj3＝3.5μm,xj2＝2.5μm,W＝６μm,xj1＝
0.3μｍの各値を第式に代入して、 Vsub(shutter)≒18（Ｖ） が得られることになる。
以上の考察は、深さＷで空乏層が強制的に終端するこ
とを条件としているが、少なくともシャッター電圧印加
時に拡がる空乏層の領域内に第１導電型の高濃度半導体
領域を設けることで、実質的に、シャッター電圧V
sub(shutter)を小さくできる傾向が得られ、低いシャッ
ター電圧での電子シャッター動作が可能となる。
とを条件としているが、少なくともシャッター電圧印加
時に拡がる空乏層の領域内に第１導電型の高濃度半導体
領域を設けることで、実質的に、シャッター電圧V
sub(shutter)を小さくできる傾向が得られ、低いシャッ
ター電圧での電子シャッター動作が可能となる。
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。
る。
本実施例の固体撮像装置は、インターライン型のCCD
の例であり、基板がｎ型の低濃度半導体領域とn++型の
高濃度半導体領域とからなるために、そのシャッター電
圧の低電圧化等を実現するものである。
の例であり、基板がｎ型の低濃度半導体領域とn++型の
高濃度半導体領域とからなるために、そのシャッター電
圧の低電圧化等を実現するものである。
まず、その構造は、第２図に示すように、第１導電型
の第２の半導体領域であるｎ型の半導体基板が、ｎ型の
低濃度半導体領域２とその底部に設けられたn++型の高
濃度半導体基板１とからなる構成とされている。このｎ
型の低濃度半導体領域２上には第２導電型の半導体領域
であるＰ型のウェル領域３が形成されている。
の第２の半導体領域であるｎ型の半導体基板が、ｎ型の
低濃度半導体領域２とその底部に設けられたn++型の高
濃度半導体基板１とからなる構成とされている。このｎ
型の低濃度半導体領域２上には第２導電型の半導体領域
であるＰ型のウェル領域３が形成されている。
受光部６は、そのｐ型のウェル領域３に囲まれてな
り、表面には、第２導電型の表面半導体領域であるp+型
の正孔蓄積層５が形成され、その正孔蓄積層５の底部に
n+型の半導体領域４が形成されている。従って、受光部
６の構造は、表面から順に、p+型の正孔蓄積層5,n+型の
半導体領域4,p型のウェル領域3,n型の低濃度半導体領域
2,n++型の高濃度半導体基板１からなる構造になってい
る。一例として、ｎ型の低濃度半導体領域２の不純物濃
度は、1014（cm-3）程度であり、n++型の高濃度半導体
基板１は、その約100倍の1016（cm-3）程度の不純物濃
度にされる。また、n++型の高濃度半導体基板１とｎ型
の低濃度半導体領域２の界面の深さＷは、約７μｍ程
度,p型のウェル領域３とｎ型の低濃度半導体領域２の接
合深さxj3は３μｍ程度である。上記低濃度半導体領域
と高濃度半導体領域からなる基板構造は、ｎ型若しくは
ｐ型の高濃度若しくは補償のイオン注入から形成するこ
ともでき、或いはn++型の高濃度半導体基板１にｎ型の
エピタキシャル層を積層させても良い。
り、表面には、第２導電型の表面半導体領域であるp+型
の正孔蓄積層５が形成され、その正孔蓄積層５の底部に
n+型の半導体領域４が形成されている。従って、受光部
６の構造は、表面から順に、p+型の正孔蓄積層5,n+型の
半導体領域4,p型のウェル領域3,n型の低濃度半導体領域
2,n++型の高濃度半導体基板１からなる構造になってい
る。一例として、ｎ型の低濃度半導体領域２の不純物濃
度は、1014（cm-3）程度であり、n++型の高濃度半導体
基板１は、その約100倍の1016（cm-3）程度の不純物濃
度にされる。また、n++型の高濃度半導体基板１とｎ型
の低濃度半導体領域２の界面の深さＷは、約７μｍ程
度,p型のウェル領域３とｎ型の低濃度半導体領域２の接
合深さxj3は３μｍ程度である。上記低濃度半導体領域
と高濃度半導体領域からなる基板構造は、ｎ型若しくは
ｐ型の高濃度若しくは補償のイオン注入から形成するこ
ともでき、或いはn++型の高濃度半導体基板１にｎ型の
エピタキシャル層を積層させても良い。
上記ｐ型のウェル領域３には、上記n+型の半導体領域
４と表面上離間してn+型の電荷転送部11が形成されてお
り、その底部には第２のｐ型のウェル12が形成されてい
る。これらn+型の電荷転送部11とn+型の半導体領域４の
間の領域は、読み出し部13となり、絶縁膜14を介して積
層されたポリシリコン層15の電圧によって該読み出し部
13にチャンネルが形成される。上記受光部６上には、転
送電極となる上記ポリシリコン層15は形成されず、遮光
層としてのAl層16も形成されずに、複写体からの光が入
射することになる。また、n+型の電荷転送部11や受光部
６の表面側部には、チャンネルストッパー領域17,17も
形成されている。
４と表面上離間してn+型の電荷転送部11が形成されてお
り、その底部には第２のｐ型のウェル12が形成されてい
る。これらn+型の電荷転送部11とn+型の半導体領域４の
間の領域は、読み出し部13となり、絶縁膜14を介して積
層されたポリシリコン層15の電圧によって該読み出し部
13にチャンネルが形成される。上記受光部６上には、転
送電極となる上記ポリシリコン層15は形成されず、遮光
層としてのAl層16も形成されずに、複写体からの光が入
射することになる。また、n+型の電荷転送部11や受光部
６の表面側部には、チャンネルストッパー領域17,17も
形成されている。
ここで、受光部の構造についてさらに説明すると、表
面のp+型の正孔蓄積層５には接地電圧VSSが供給され
て、最も底部のn++型の高濃度半導体基板１には可変な
基板電圧Vsubが供給される。そして、これらp+型の正孔
蓄積層５〜n++型の高濃度半導体基板１の間のポテンシ
ャルの曲線は、第１図に示す如き曲線を示し、上記ｐ型
のウェル領域３にポテンシャルバリアVBが形成されるこ
とから、そのポテンシャルバリアVBの深さより浅い領域
のポテンシャルの底部VMのところへ信号電荷が蓄積され
て行く。そして、電子シャッター動作時には、より高い
電圧が上記n++型の高濃度半導体基板１に印加されて、
信号電荷が基板へ掃き捨てられることになる。この時、
本実施例の固体撮像装置においては、上記n++型の高濃
度半導体基板１によって、ｐ型のウェル領域３とｎ型の
低濃度半導体領域２間の接合の空乏層の拡がりが抑えら
れるため、低電圧でのシャッター動作が可能となる。
面のp+型の正孔蓄積層５には接地電圧VSSが供給され
て、最も底部のn++型の高濃度半導体基板１には可変な
基板電圧Vsubが供給される。そして、これらp+型の正孔
蓄積層５〜n++型の高濃度半導体基板１の間のポテンシ
ャルの曲線は、第１図に示す如き曲線を示し、上記ｐ型
のウェル領域３にポテンシャルバリアVBが形成されるこ
とから、そのポテンシャルバリアVBの深さより浅い領域
のポテンシャルの底部VMのところへ信号電荷が蓄積され
て行く。そして、電子シャッター動作時には、より高い
電圧が上記n++型の高濃度半導体基板１に印加されて、
信号電荷が基板へ掃き捨てられることになる。この時、
本実施例の固体撮像装置においては、上記n++型の高濃
度半導体基板１によって、ｐ型のウェル領域３とｎ型の
低濃度半導体領域２間の接合の空乏層の拡がりが抑えら
れるため、低電圧でのシャッター動作が可能となる。
第３図はシャッター電圧の特性を示す図であり、横軸
は基板電圧Vsubであり、縦軸はシャッター動作を行うの
に必要な電圧ΔVsubである。従来のpnpn構造の固体撮像
装置では、破線Ｂのように基板電圧Vsubの増加に従っ
て、ΔVsub増加し、高い電圧でなければ十分なシャッタ
ー動作ができないでいた。しかし、本実施例の固体撮像
装置（pnpnn++構造）では、実線Ａのように、基板電圧V
subが増加しても、高い電圧は必要とならず、低い電圧
でのシャッター動作が行なえることが判る。
は基板電圧Vsubであり、縦軸はシャッター動作を行うの
に必要な電圧ΔVsubである。従来のpnpn構造の固体撮像
装置では、破線Ｂのように基板電圧Vsubの増加に従っ
て、ΔVsub増加し、高い電圧でなければ十分なシャッタ
ー動作ができないでいた。しかし、本実施例の固体撮像
装置（pnpnn++構造）では、実線Ａのように、基板電圧V
subが増加しても、高い電圧は必要とならず、低い電圧
でのシャッター動作が行なえることが判る。
また、ニー特性についても、第４図に示すように、従
来の固体撮像装置では、破線Ｄのように光量が飽和値を
超えたところで蓄積電荷量が増大して行く。しかし、本
実施例の固体撮像装置では、実線Ｃのように蓄積電荷量
の増大が抑えられ、ブルーミングの抑制に有効となる。
来の固体撮像装置では、破線Ｄのように光量が飽和値を
超えたところで蓄積電荷量が増大して行く。しかし、本
実施例の固体撮像装置では、実線Ｃのように蓄積電荷量
の増大が抑えられ、ブルーミングの抑制に有効となる。
なお、本発明の固体撮像装置は、上記実施例に限定さ
れず、その要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能
である。
れず、その要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能
である。
本発明に係る固体撮像装置及びその駆動方法は、受光
部の表面から深さ方向への構造が、順に第２導電型の表
面半導体領域、第１導電型の第１の半導体領域、第２導
電型の半導体領域、第１導電型の第２の半導体領域から
なる構造とされ、上記第２の半導体領域は、上記第２導
電型の半導体領域の底部に設けられた第１導電型の低濃
度半導体領域と、上記低濃度半導体領域の底部に設けら
れた第１導電型の高濃度半導体領域からなる固体撮像装
置の上記表面半導体領域に所定の電圧を印加し、上記第
１導電型の第２の半導体領域に所定のシャッター電圧を
印加する際に、上記第２導電型の半導体領域と上記第１
導電型の低濃度半導体領域の接合の空乏層の領域内に設
けられた上記第１導電型の高濃度半導体領域で空乏層の
伸びを抑制しながら電子シャッター動作を行うようにし
ているので、シャッター電圧の低電圧化を実現し、ニー
特性の改善を図ることができる。
部の表面から深さ方向への構造が、順に第２導電型の表
面半導体領域、第１導電型の第１の半導体領域、第２導
電型の半導体領域、第１導電型の第２の半導体領域から
なる構造とされ、上記第２の半導体領域は、上記第２導
電型の半導体領域の底部に設けられた第１導電型の低濃
度半導体領域と、上記低濃度半導体領域の底部に設けら
れた第１導電型の高濃度半導体領域からなる固体撮像装
置の上記表面半導体領域に所定の電圧を印加し、上記第
１導電型の第２の半導体領域に所定のシャッター電圧を
印加する際に、上記第２導電型の半導体領域と上記第１
導電型の低濃度半導体領域の接合の空乏層の領域内に設
けられた上記第１導電型の高濃度半導体領域で空乏層の
伸びを抑制しながら電子シャッター動作を行うようにし
ているので、シャッター電圧の低電圧化を実現し、ニー
特性の改善を図ることができる。
第１図は本発明の固体撮像装置の受光部の深さ方向のポ
テンシャル分布図、第２図は本発明の固体撮像装置の一
例の要部断面図、第３図はシャッター電圧の変化につい
て従来の固体撮像装置と本発明の固体撮像装置の一例を
比較した特性図、第４図はニー特性について従来の固体
撮像装置と本発明の固体撮像装置の一例を比較した特性
図である。 １……n++型の高濃度半導体基板 ２……ｎ型の低濃度半導体領域 ３……ｐ型のウェル領域 ４……n+型の半導体領域 ５……正孔蓄積層 ６……受光部
テンシャル分布図、第２図は本発明の固体撮像装置の一
例の要部断面図、第３図はシャッター電圧の変化につい
て従来の固体撮像装置と本発明の固体撮像装置の一例を
比較した特性図、第４図はニー特性について従来の固体
撮像装置と本発明の固体撮像装置の一例を比較した特性
図である。 １……n++型の高濃度半導体基板 ２……ｎ型の低濃度半導体領域 ３……ｐ型のウェル領域 ４……n+型の半導体領域 ５……正孔蓄積層 ６……受光部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯部 雅朗 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 松井 拓道 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−155559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−158981（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−125975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−182768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−125975（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/339 H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768
Claims (2)
- 【請求項１】受光部の表面から深さ方向への構造が、順
に第２導電型の表面半導体領域、第１導電型の第１の半
導体領域、第２導電型の半導体領域、第１導電型の第２
の半導体領域からなる構造とされ、 上記第２の半導体領域は、上記第２導電型の半導体領域
の底部に設けられた第１導電型の低濃度半導体領域と、
上記低濃度半導体領域の底部に設けられた第１導電型の
高濃度半導体領域からなり、 上記表面半導体領域には所定の電圧が印加され、 上記第１導電型の第２の半導体領域には所要の電圧が印
加されて電子シャッター動作を行うようになされ、シャ
ッター電圧印加時の上記第２導電型の半導体領域と上記
第１導電型の低濃度半導体領域の接合の空乏層の領域内
に上記第１導電型の高濃度半導体領域が設けられたこと
を特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】受光部の表面から深さ方向への構造が、順
に第２導電型の表面半導体領域、第１導電型の第１の半
導体領域、第２導電型の半導体領域、第１導電型の第２
の半導体領域からなる構造とされ、 上記第２の半導体領域は、上記第２導電型の半導体領域
の底部に設けられた第１導電型の低濃度半導体領域と、
上記低濃度半導体領域の底部に設けられた第１導電型の
高濃度半導体領域からなる固定撮像装置の駆動方法にお
いて、 上記表面半導体領域には所定の電圧を印加し、 上記第１導電型の第２の半導体領域に所定のシャッター
電圧を印加する際に、上記第２導電型の半導体領域と上
記第１導電型の低濃度半導体領域の接合の空乏層の領域
内に設けられた上記第１導電型の高濃度半導体領域で空
乏層の伸びを抑制しながら電子シャッター動作を行うこ
とを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191470A JP2822393B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
| US07/383,179 US5014132A (en) | 1988-07-30 | 1989-07-21 | CCD imager |
| EP89114023A EP0353665B1 (en) | 1988-07-30 | 1989-07-28 | CCD imager |
| KR1019890010698A KR0174257B1 (ko) | 1988-07-30 | 1989-07-28 | Ccd 영상소자 |
| DE68918023T DE68918023T2 (de) | 1988-07-30 | 1989-07-28 | CCD-Bilderzeugungsvorrichtung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191470A JP2822393B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240956A JPH0240956A (ja) | 1990-02-09 |
| JP2822393B2 true JP2822393B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=16275190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191470A Expired - Lifetime JP2822393B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5014132A (ja) |
| EP (1) | EP0353665B1 (ja) |
| JP (1) | JP2822393B2 (ja) |
| KR (1) | KR0174257B1 (ja) |
| DE (1) | DE68918023T2 (ja) |
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| US5262661A (en) * | 1990-06-25 | 1993-11-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state image pickup device, having increased charge storage and improved electronic shutter operation |
| EP0557098B1 (en) * | 1992-02-20 | 1998-04-29 | Matsushita Electronics Corporation | Solid-State Image Pick-up Device and Method of manufacturing the same |
| KR960002645B1 (ko) * | 1992-04-03 | 1996-02-24 | 엘지반도체주식회사 | 전하 전송장치 및 고체 촬상장치 |
| KR0130959B1 (ko) * | 1992-06-03 | 1998-04-14 | 쓰지 하루오 | 고체촬상장치 및 그 제조방법 |
| US5386108A (en) * | 1992-06-25 | 1995-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device for amplifying and outputting photoelectrically converted signal, and a method thereof |
| JP3456000B2 (ja) * | 1993-05-17 | 2003-10-14 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| KR970007711B1 (ko) * | 1993-05-18 | 1997-05-15 | 삼성전자 주식회사 | 오버-플로우 드레인(ofd)구조를 가지는 전하결합소자형 고체촬상장치 |
| JP3062010B2 (ja) * | 1994-07-28 | 2000-07-10 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
| KR0162691B1 (ko) * | 1995-06-03 | 1998-12-01 | 문정환 | 고체 촬상소자의 수광부 구조 및 그 제조방법 |
| US5940049A (en) * | 1995-10-23 | 1999-08-17 | Polycom, Inc. | Remote interactive projector with image enhancement |
| US6351001B1 (en) | 1996-04-17 | 2002-02-26 | Eastman Kodak Company | CCD image sensor |
| JP2006108379A (ja) | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその駆動方法 |
| JP5717329B2 (ja) * | 2009-10-09 | 2015-05-13 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827712B2 (ja) * | 1975-12-25 | 1983-06-10 | 株式会社東芝 | コタイサツゾウソウチ |
| US4247862B1 (en) * | 1977-08-26 | 1995-12-26 | Intel Corp | Ionzation resistant mos structure |
| US4229754A (en) * | 1978-12-26 | 1980-10-21 | Rockwell International Corporation | CCD Imager with multi-spectral capability |
| US4348690A (en) * | 1981-04-30 | 1982-09-07 | Rca Corporation | Semiconductor imagers |
| JPS58125975A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS58125976A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS59153381A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-01 | Junichi Nishizawa | ２次元固体撮像装置 |
| JP2610010B2 (ja) * | 1984-02-29 | 1997-05-14 | ソニー株式会社 | 縦形オーバーフローイメージセンサー |
| JPS6118172A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-27 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| JPS6177360A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPS62155559A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-10 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| JPH01500471A (ja) * | 1986-07-24 | 1989-02-16 | イーストマン・コダック・カンパニー | ホトダイオードを用いたイメージセンサのための電子シャッタ |
| JP2517882B2 (ja) * | 1986-12-23 | 1996-07-24 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
| US4875100A (en) * | 1986-10-23 | 1989-10-17 | Sony Corporation | Electronic shutter for a CCD image sensor |
| US4912560A (en) * | 1988-01-29 | 1990-03-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state image sensing device |
-
1988
- 1988-07-30 JP JP63191470A patent/JP2822393B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-21 US US07/383,179 patent/US5014132A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-28 DE DE68918023T patent/DE68918023T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-28 KR KR1019890010698A patent/KR0174257B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1989-07-28 EP EP89114023A patent/EP0353665B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| KR0174257B1 (ko) | 1999-02-01 |
| EP0353665B1 (en) | 1994-09-07 |
| JPH0240956A (ja) | 1990-02-09 |
| EP0353665A3 (en) | 1991-04-10 |
| DE68918023T2 (de) | 1994-12-22 |
| DE68918023D1 (de) | 1994-10-13 |
| US5014132A (en) | 1991-05-07 |
| EP0353665A2 (en) | 1990-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |