JP3158284B2 - 電荷転送装置及び固体撮像装置 - Google Patents
電荷転送装置及び固体撮像装置Info
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- JP3158284B2 JP3158284B2 JP41431090A JP41431090A JP3158284B2 JP 3158284 B2 JP3158284 B2 JP 3158284B2 JP 41431090 A JP41431090 A JP 41431090A JP 41431090 A JP41431090 A JP 41431090A JP 3158284 B2 JP3158284 B2 JP 3158284B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送装置及び固体
撮像装置に関し、特に電荷転送装置における転送電極部
の構造およびこの電荷転送装置を水平転送部として用い
た固体撮像装置に関する。
撮像装置に関し、特に電荷転送装置における転送電極部
の構造およびこの電荷転送装置を水平転送部として用い
た固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置の一例として、例えばイン
ターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装置の構成を図３
に示す。同図において、垂直及び水平方向に画素単位で
２次元配列されて入射光量に応じた信号電荷を蓄積する
複数個の感光部１と、これら感光部１から垂直列毎に読
み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直シフトレ
ジスタ（垂直転送部）２とによって撮像部３が構成され
ている。感光部１で光電変換された全画素の信号電荷は
垂直列毎に、垂直ブランキング期間の一部で瞬時に垂直
シフトレジスタ２に読み出される。
ターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装置の構成を図３
に示す。同図において、垂直及び水平方向に画素単位で
２次元配列されて入射光量に応じた信号電荷を蓄積する
複数個の感光部１と、これら感光部１から垂直列毎に読
み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直シフトレ
ジスタ（垂直転送部）２とによって撮像部３が構成され
ている。感光部１で光電変換された全画素の信号電荷は
垂直列毎に、垂直ブランキング期間の一部で瞬時に垂直
シフトレジスタ２に読み出される。
【０００３】垂直シフトレジスタ２に移された信号電荷
は、水平ブランキング期間の一部にて１走査線に相当す
る部分ずつ順に水平シフトレジスタ（水平転送部）４へ
移される。１走査線分の信号電荷は、水平シフトレジス
タ４によって順次水平方向に転送される。水平シフトレ
ジスタ４の最終端には、ＦＤＡ(Floating DiffusionAmp
lifier)等からなる出力回路部５が設けられている。こ
の出力回路部５は、感光部１で光電変換して得られた信
号電荷を電圧に変換して出力する。
は、水平ブランキング期間の一部にて１走査線に相当す
る部分ずつ順に水平シフトレジスタ（水平転送部）４へ
移される。１走査線分の信号電荷は、水平シフトレジス
タ４によって順次水平方向に転送される。水平シフトレ
ジスタ４の最終端には、ＦＤＡ(Floating DiffusionAmp
lifier)等からなる出力回路部５が設けられている。こ
の出力回路部５は、感光部１で光電変換して得られた信
号電荷を電圧に変換して出力する。
【０００４】このＣＣＤ固体撮像装置における水平シフ
トレジスタ４の転送電極部の断面構造を図４に示す。同
図から明らかなように、水平シフトレジスタ４における
複数の転送電極６は各々、第１層目のポリシリコン(1Po
ly) からなる蓄積（ＳＴ）ゲート電極７と、第２層目の
ポリシリコン(2Poly) からなる転送（ＴＲ）ゲート電極
８の対による２層構造となっている。これら電極対に
は、２相の転送クロックＨφ1,Ｈφ2 が各々同相で印加
されて２相駆動されるようになっている。
トレジスタ４の転送電極部の断面構造を図４に示す。同
図から明らかなように、水平シフトレジスタ４における
複数の転送電極６は各々、第１層目のポリシリコン(1Po
ly) からなる蓄積（ＳＴ）ゲート電極７と、第２層目の
ポリシリコン(2Poly) からなる転送（ＴＲ）ゲート電極
８の対による２層構造となっている。これら電極対に
は、２相の転送クロックＨφ1,Ｈφ2 が各々同相で印加
されて２相駆動されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかる水平シフトレジ
スタ４の転送電極部において、対をなす蓄積ゲート電極
７及び転送ゲート電極８間は、両電極７，８が同相の転
送クロックで駆動されることから短絡状態にあっても良
いのであるが、実際には、隣接する電極対との間での絶
縁をなす関係上、 1Polyの蓄積ゲート電極７の全体が数
千Å程度の膜厚のシリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁
膜９によって覆われている。
スタ４の転送電極部において、対をなす蓄積ゲート電極
７及び転送ゲート電極８間は、両電極７，８が同相の転
送クロックで駆動されることから短絡状態にあっても良
いのであるが、実際には、隣接する電極対との間での絶
縁をなす関係上、 1Polyの蓄積ゲート電極７の全体が数
千Å程度の膜厚のシリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁
膜９によって覆われている。
【０００６】これにより、対をなす蓄積ゲート電極７及
び転送ゲート電極８間に絶縁膜９が介在することになる
ため、図５のポテンシャル図に示すように、両電極７，
８間のａ部分にポテンシャルディップが発生し、このａ
部分に信号電荷が残留することにより、転送効率の劣化
を来すことになる。
び転送ゲート電極８間に絶縁膜９が介在することになる
ため、図５のポテンシャル図に示すように、両電極７，
８間のａ部分にポテンシャルディップが発生し、このａ
部分に信号電荷が残留することにより、転送効率の劣化
を来すことになる。
【０００７】そこで、本発明は、２相駆動の転送部にお
いて、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間に
発生するポテンシャルディップを減少させることによ
り、転送効率の改善を可能とした電荷転送装置及びこれ
を水平転送レジスタとして用いた固体撮像装置を提供す
ることを目的とする。
いて、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間に
発生するポテンシャルディップを減少させることによ
り、転送効率の改善を可能とした電荷転送装置及びこれ
を水平転送レジスタとして用いた固体撮像装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による電荷転送装置は、蓄積ゲート電極及び
転送ゲート電極の電極対からなる複数の転送電極を有し
かつ電極対に同相の転送クロックを印加しつつ複数の転
送電極を２相駆動することによって信号電荷を転送する
転送部を具備し、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲー
ト電極間の絶縁膜の膜厚を、隣接する電極対間における
蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よ
りも薄膜化した構成となっている。
に、本発明による電荷転送装置は、蓄積ゲート電極及び
転送ゲート電極の電極対からなる複数の転送電極を有し
かつ電極対に同相の転送クロックを印加しつつ複数の転
送電極を２相駆動することによって信号電荷を転送する
転送部を具備し、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲー
ト電極間の絶縁膜の膜厚を、隣接する電極対間における
蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よ
りも薄膜化した構成となっている。
【０００９】また、本発明による固体撮像装置は、垂直
及び水平方向に画素単位で２次元配列された複数個の感
光部と、これら感光部から垂直列毎に読み出された信号
電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、蓄積ゲート電
極及び転送ゲート電極の電極対からなる複数の転送電極
を有しかつ電極対に同相の転送クロックを印加しつつ複
数の転送電極を２相駆動することによって垂直転送部か
らの信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを具備
し、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の絶
縁膜の膜厚を、隣接する電極対間における蓄積ゲート電
極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よりも薄膜化し
た構成となっている。
及び水平方向に画素単位で２次元配列された複数個の感
光部と、これら感光部から垂直列毎に読み出された信号
電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、蓄積ゲート電
極及び転送ゲート電極の電極対からなる複数の転送電極
を有しかつ電極対に同相の転送クロックを印加しつつ複
数の転送電極を２相駆動することによって垂直転送部か
らの信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とを具備
し、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の絶
縁膜の膜厚を、隣接する電極対間における蓄積ゲート電
極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よりも薄膜化し
た構成となっている。
【００１０】
【作用】上記構成の電荷転送装置において、転送部の対
をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の
膜厚が、隣接する電極対間における蓄積ゲート電極及び
転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よりも薄いことによ
り、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間に発
生するポテンシャルディップが減少する。これにより、
このポテンシャルディップに残留する信号電荷の量が大
幅に減り、転送部の転送効率が改善される。
をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の
膜厚が、隣接する電極対間における蓄積ゲート電極及び
転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よりも薄いことによ
り、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間に発
生するポテンシャルディップが減少する。これにより、
このポテンシャルディップに残留する信号電荷の量が大
幅に減り、転送部の転送効率が改善される。
【００１１】上記構成の固体撮像装置において、水平転
送部の対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の
絶縁膜の膜厚が、隣接する電極対間における蓄積ゲート
電極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よりも薄いこ
とにより、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極
間に発生するポテンシャルディップが減少する。これに
より、このポテンシャルディップに残留する信号電荷の
量が大幅に減り、水平転送部の転送効率が改善される。
送部の対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の
絶縁膜の膜厚が、隣接する電極対間における蓄積ゲート
電極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よりも薄いこ
とにより、対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極
間に発生するポテンシャルディップが減少する。これに
より、このポテンシャルディップに残留する信号電荷の
量が大幅に減り、水平転送部の転送効率が改善される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す水平シフ
トレジスタの転送電極部の断面図である。
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す水平シフ
トレジスタの転送電極部の断面図である。
【００１３】図１において、シリコン基板１１の表面に
は、シリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１２を介し
て耐圧向上のためのシリコンナイトライドＳｉ3 Ｎ4 よ
りなる耐圧膜１３が設けられ、その上にさらにシリコン
酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１４が積層されている。
この絶縁膜１４上には、第１層目のポリシリコン(1Pol
y) からなる蓄積（ＳＴ）ゲート電極７が配され、さら
にシリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１５，１６を
介して第２のポリコン(2Poly) からなる転送（ＴＲ）ゲ
ート電極８が配され、これら電極対によって２層構造の
転送電極６が構成されている。
は、シリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１２を介し
て耐圧向上のためのシリコンナイトライドＳｉ3 Ｎ4 よ
りなる耐圧膜１３が設けられ、その上にさらにシリコン
酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１４が積層されている。
この絶縁膜１４上には、第１層目のポリシリコン(1Pol
y) からなる蓄積（ＳＴ）ゲート電極７が配され、さら
にシリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１５，１６を
介して第２のポリコン(2Poly) からなる転送（ＴＲ）ゲ
ート電極８が配され、これら電極対によって２層構造の
転送電極６が構成されている。
【００１４】蓄積ゲート電極７及び転送ゲート電極８の
電極対には、２相の転送クロックＨφ1,Ｈφ2 が各々同
相で印加されて２相駆動されるようになっている。蓄積
ゲート電極７と転送ゲート電極８との間の絶縁膜１５，
１６のうち、対をなす両電極７，８間の絶縁膜１５の膜
厚が、隣接する電極対間における蓄積ゲート電極７と転
送ゲート電極８との間の絶縁膜１６の膜厚よりも薄く、
数十〜数百Å程度に薄膜化されている。
電極対には、２相の転送クロックＨφ1,Ｈφ2 が各々同
相で印加されて２相駆動されるようになっている。蓄積
ゲート電極７と転送ゲート電極８との間の絶縁膜１５，
１６のうち、対をなす両電極７，８間の絶縁膜１５の膜
厚が、隣接する電極対間における蓄積ゲート電極７と転
送ゲート電極８との間の絶縁膜１６の膜厚よりも薄く、
数十〜数百Å程度に薄膜化されている。
【００１５】対をなす両電極７，８には同相の転送クロ
ックが印加されることから、両電極７，８間は短絡状態
にあっても良いのであるが、隣接する電極対間では異相
の転送クロックが印加されるため、隣接する電極対間に
おける蓄積ゲート電極７と転送ゲート電極８との間の絶
縁膜１６としては、耐圧が大である必要があり、よって
数千Å程度の膜厚が設定される。
ックが印加されることから、両電極７，８間は短絡状態
にあっても良いのであるが、隣接する電極対間では異相
の転送クロックが印加されるため、隣接する電極対間に
おける蓄積ゲート電極７と転送ゲート電極８との間の絶
縁膜１６としては、耐圧が大である必要があり、よって
数千Å程度の膜厚が設定される。
【００１６】このように、対をなす蓄積ゲート電極７及
び転送ゲート電極８間の絶縁膜１５の膜厚を、隣接する
電極対間における絶縁膜１６の膜厚よりも充分に薄い、
数十〜数百Å程度に薄膜化することにより、図２のポテ
ンシャル図に示すように、両電極７，８間にポテンシャ
ルディップが発生しないため、このポテンシャルディッ
プに起因して蓄積ゲート電極７に残留する信号電荷の量
が大幅に減り、水平シフトレジスタの転送効率の改善が
図れることになる。
び転送ゲート電極８間の絶縁膜１５の膜厚を、隣接する
電極対間における絶縁膜１６の膜厚よりも充分に薄い、
数十〜数百Å程度に薄膜化することにより、図２のポテ
ンシャル図に示すように、両電極７，８間にポテンシャ
ルディップが発生しないため、このポテンシャルディッ
プに起因して蓄積ゲート電極７に残留する信号電荷の量
が大幅に減り、水平シフトレジスタの転送効率の改善が
図れることになる。
【００１７】次に、本発明の特徴部分である絶縁膜１５
の形成方法について説明する。
の形成方法について説明する。
【００１８】シリコン基板１１の最表面の絶縁膜１４上
に、 1Polyの蓄積ゲート電極７を配し、その表面全体に
シリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１６を形成する
までの工程は従来と同じである。絶縁膜１６を形成した
後、その蓄積ゲート電極７と対をなす転送ゲート電極８
側の絶縁膜１６のみをエッチングによって除去する。こ
のとき、当該転送ゲート電極８下に位置する絶縁膜１４
も同時に除去されることになる。この後、エッチングに
より除去された部分に、シリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりな
る絶縁膜１５を数十〜数百Å程度に薄膜化して形成す
る。そして、最終的に、転送ゲート電極８を設ける。
に、 1Polyの蓄積ゲート電極７を配し、その表面全体に
シリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりなる絶縁膜１６を形成する
までの工程は従来と同じである。絶縁膜１６を形成した
後、その蓄積ゲート電極７と対をなす転送ゲート電極８
側の絶縁膜１６のみをエッチングによって除去する。こ
のとき、当該転送ゲート電極８下に位置する絶縁膜１４
も同時に除去されることになる。この後、エッチングに
より除去された部分に、シリコン酸化膜ＳｉＯ2 よりな
る絶縁膜１５を数十〜数百Å程度に薄膜化して形成す
る。そして、最終的に、転送ゲート電極８を設ける。
【００１９】ところで、先述したように、対をなす両電
極７，８には同相の転送クロックが印加されることか
ら、両電極７，８間は短絡状態にあっても良い訳であ
り、そのため蓄積ゲート電極７と対をなす転送ゲート電
極８側の絶縁膜１６をエッチングによって除去した後、
直接転送ゲート電極８を設けることも可能である。この
場合、エッチングにより絶縁膜１４も同時に除去されて
しまうことから、転送ゲート電極８がシリコンナイトラ
イドＳｉ3 Ｎ4 よりなる耐圧膜１３に直接接触すること
になるため、ポテンシャルシフトが発生するという不具
合が生ずることになる。
極７，８には同相の転送クロックが印加されることか
ら、両電極７，８間は短絡状態にあっても良い訳であ
り、そのため蓄積ゲート電極７と対をなす転送ゲート電
極８側の絶縁膜１６をエッチングによって除去した後、
直接転送ゲート電極８を設けることも可能である。この
場合、エッチングにより絶縁膜１４も同時に除去されて
しまうことから、転送ゲート電極８がシリコンナイトラ
イドＳｉ3 Ｎ4 よりなる耐圧膜１３に直接接触すること
になるため、ポテンシャルシフトが発生するという不具
合が生ずることになる。
【００２０】ところが、本発明においては、転送ゲート
電極８と耐圧膜１３の間に薄い絶縁膜１５を介在せしめ
たことにより、転送ゲート電極８が耐圧膜１３と直接接
触することがないため、ポテンシャルシフトを生ずるこ
となく、水平シフトレジスタの転送効率を改善できるこ
とになる。
電極８と耐圧膜１３の間に薄い絶縁膜１５を介在せしめ
たことにより、転送ゲート電極８が耐圧膜１３と直接接
触することがないため、ポテンシャルシフトを生ずるこ
となく、水平シフトレジスタの転送効率を改善できるこ
とになる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、２相駆動の転送部において、対をなす蓄積ゲート電
極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚を、隣接する電
極対間における蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の
絶縁膜の膜厚よりも薄膜化した構成となっているので、
対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間に発生す
るポテンシャルディップが減少し、これに伴い転送部の
転送効率を改善できる効果がある。
は、２相駆動の転送部において、対をなす蓄積ゲート電
極及び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚を、隣接する電
極対間における蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の
絶縁膜の膜厚よりも薄膜化した構成となっているので、
対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間に発生す
るポテンシャルディップが減少し、これに伴い転送部の
転送効率を改善できる効果がある。
【図１】本発明による固体撮像装置における水平シフト
レジスタの転送電極部の構造の一実施例を示す断面図で
ある。
レジスタの転送電極部の構造の一実施例を示す断面図で
ある。
【図２】図１における転送電極部のポテンシャル図であ
る。
る。
【図３】インターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装置
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
【図４】水平シフトレジスタの転送電極部の従来の構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図５】図４における転送電極部のポテンシャル図であ
る。
る。
１…感光部、２…垂直シフトレジスタ、３…撮像部、４
…水平シフトレジスタ、７…蓄積ゲート電極、８…転送
ゲート電極、１１…シリコン基板、１２，１４〜１６…
絶縁膜、１３…耐圧膜
…水平シフトレジスタ、７…蓄積ゲート電極、８…転送
ゲート電極、１１…シリコン基板、１２，１４〜１６…
絶縁膜、１３…耐圧膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/339 H01L 27/148 H01L 29/762 H04N 5/335
Claims (2)
- 【請求項１】 蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極の電
極対からなる複数の転送電極を有しかつ前記電極対に同
相の転送クロックを印加しつつ前記複数の転送電極を２
相駆動することによって信号電荷を転送する転送部を具
備し、 対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の絶縁膜
の膜厚を、隣接する電極対間における蓄積ゲート電極及
び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よりも薄膜化したこ
とを特徴とする電荷転送装置。 - 【請求項２】 垂直及び水平方向に画素単位で２次元配
列された複数個の感光部と、前記複数個の感光部から垂
直列毎に読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂
直転送部と、蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極の電極
対からなる複数の転送電極を有しかつ前記電極対に同相
の転送クロックを印加しつつ前記複数の転送電極を２相
駆動することによって前記垂直転送部からの信号電荷を
水平方向に転送する水平転送部とを具備し、 対をなす蓄積ゲート電極及び転送ゲート電極間の絶縁膜
の膜厚を、隣接する電極対間における蓄積ゲート電極及
び転送ゲート電極間の絶縁膜の膜厚よりも薄膜化したこ
とを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41431090A JP3158284B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 電荷転送装置及び固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41431090A JP3158284B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 電荷転送装置及び固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223373A JPH04223373A (ja) | 1992-08-13 |
| JP3158284B2 true JP3158284B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=18522804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41431090A Expired - Fee Related JP3158284B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 電荷転送装置及び固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3158284B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007142030A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP41431090A patent/JP3158284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04223373A (ja) | 1992-08-13 |
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