JPH02278767A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH02278767A JPH02278767A JP1099208A JP9920889A JPH02278767A JP H02278767 A JPH02278767 A JP H02278767A JP 1099208 A JP1099208 A JP 1099208A JP 9920889 A JP9920889 A JP 9920889A JP H02278767 A JPH02278767 A JP H02278767A
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Links
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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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〕
本発明は基板の貼り合わせにより装置が構成されるフレ
ームトランスファー型の固体撮像装置に関する。
ームトランスファー型の固体撮像装置に関する。
〔発明の概要)
本発明は、基板の裏面に補強用基板が貼り合わされる固
体撮像装置において、転送電極を基板間に配し、基板の
表面で複数の画素領域が形成され、転送電極の取り出し
をその表面で行い、その画素領域の周囲を高濃度不純物
領域で囲んでなるフレームトランスファー型とすること
により、二(knee)効果の低減等を実現するもので
ある。
体撮像装置において、転送電極を基板間に配し、基板の
表面で複数の画素領域が形成され、転送電極の取り出し
をその表面で行い、その画素領域の周囲を高濃度不純物
領域で囲んでなるフレームトランスファー型とすること
により、二(knee)効果の低減等を実現するもので
ある。
一般に、COD (電荷結合デバイス)等の固体撮像装
置は、基板の一方の主面に各画素が配列されて形成され
る構造を有している。第7図は従来の典型的な固体撮像
装置の一例を示しており、シリコン基板101にp型の
ウェル領域102が形成されている。その基板表面上に
形成された遮光膜103の下には転送電極104が形成
され、その転送電極104の下部のウェル領域102に
形成されたn型の不純′+yJ領域が電荷転送部105
とされる。各画素の受光部106は、その電荷転送部1
05とゲート部107を介して連続し、各画素はp型の
不純物領域からなるチャンネルストッパー領域+08に
囲まれる。
置は、基板の一方の主面に各画素が配列されて形成され
る構造を有している。第7図は従来の典型的な固体撮像
装置の一例を示しており、シリコン基板101にp型の
ウェル領域102が形成されている。その基板表面上に
形成された遮光膜103の下には転送電極104が形成
され、その転送電極104の下部のウェル領域102に
形成されたn型の不純′+yJ領域が電荷転送部105
とされる。各画素の受光部106は、その電荷転送部1
05とゲート部107を介して連続し、各画素はp型の
不純物領域からなるチャンネルストッパー領域+08に
囲まれる。
この構造の固体I最像装置は、受光部106に光が入射
した時、その受光部106に電子−正孔のベアが生成さ
れ、その中の電子が電荷転送部105を通って信号電荷
として運び出される。
した時、その受光部106に電子−正孔のベアが生成さ
れ、その中の電子が電荷転送部105を通って信号電荷
として運び出される。
また、シリコン基板等の半導体基板の一方の主面に、そ
れぞれ受光部を有した画素を配列させ、その基板の他方
の主面側に電荷転送部を形成し、その基板を補強するた
めに基板同士の貼り合わせを行う構造の固体撮像装置(
例えば特開昭63−129661号公報参照。)も知ら
れている。
れぞれ受光部を有した画素を配列させ、その基板の他方
の主面側に電荷転送部を形成し、その基板を補強するた
めに基板同士の貼り合わせを行う構造の固体撮像装置(
例えば特開昭63−129661号公報参照。)も知ら
れている。
上述のように、受光部106では、電子のみならず正孔
も発生する。この正孔はチャンネルストッパー領域10
8に吸収され、そのチャンネルストッパー領域108で
は電位降下が生ずる。その結果、受光部106のポテン
シャルの深さが深くなっていき、信号電荷が光強度と共
に微増しかしなくなるようなニー効果が生ずる。
も発生する。この正孔はチャンネルストッパー領域10
8に吸収され、そのチャンネルストッパー領域108で
は電位降下が生ずる。その結果、受光部106のポテン
シャルの深さが深くなっていき、信号電荷が光強度と共
に微増しかしなくなるようなニー効果が生ずる。
そして、このニー効果を緩和するためには、チャンネル
ストンバー領域108を低抵抗化すれば良い。しかし、
チャンネルストッパー領域108の低抵抗化のために、
不純物濃度を高(した場合、不純物が大きく拡散するこ
とになり、結局受光部106の面積が小さくなる。この
ように受光部106の面積が小さくされた場合、信号電
荷量が減少することになり、高密度化や高解像炭化を図
る上で不利になる。
ストンバー領域108を低抵抗化すれば良い。しかし、
チャンネルストッパー領域108の低抵抗化のために、
不純物濃度を高(した場合、不純物が大きく拡散するこ
とになり、結局受光部106の面積が小さくなる。この
ように受光部106の面積が小さくされた場合、信号電
荷量が減少することになり、高密度化や高解像炭化を図
る上で不利になる。
そこで、本発明は、基板同士の貼り合わせ技術を利用し
た固体撮像装置を提供することを目的とし、特にニー効
果の低減等を実現するような固体を最像装置の提供を目
的とする。
た固体撮像装置を提供することを目的とし、特にニー効
果の低減等を実現するような固体を最像装置の提供を目
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、本発明の固体撮像装置は
、フレームトランスファー型の固体撮像装置であって、
基板と、その基板の表面側に形成される複数の画素領域
と、上記基板の裏面に形成され上記画素領域の間に取り
出される転送電極と、上記基板の裏面側に貼り合わされ
る補強用基板とを有し、上記画素領域の周囲を囲むよう
に高濃度不純物領域が形成されてなることを特徴とする
。
、フレームトランスファー型の固体撮像装置であって、
基板と、その基板の表面側に形成される複数の画素領域
と、上記基板の裏面に形成され上記画素領域の間に取り
出される転送電極と、上記基板の裏面側に貼り合わされ
る補強用基板とを有し、上記画素領域の周囲を囲むよう
に高濃度不純物領域が形成されてなることを特徴とする
。
[作用]
上記補強用基板を上記基板のNWJ側に貼り合わせた貼
り合わせ構造とすることで、基板の表面側に複数の画素
領域を形成し、且つ転送電極を基板の裏面側に形成する
構造にできる。このため受光側である表面側には転送電
極が形成されず、受光面積を大きく採れる。上記転送電
極は上記基板と上記補強用基板に挟まれることになるが
、上記画素領域の間に取り出されるために、シャント用
の金属電極等を表面側に配することができ、信号電荷の
高速転送が可能となる。また、そのように画素領域間で
取り出す構造から、その金属電極等の仕事関数によるポ
テンシャル上の悪影響が防止される。そして、上記画素
の周囲に高濃度不純物領域を形成するが、貼り合わせ構
造により開口率を高くできるため、十分に不純物濃度を
高くしても感度の劣化が抑えられ、その高濃度化によっ
て低抵抗化が実現でき、ニー効果を低減できる。
り合わせ構造とすることで、基板の表面側に複数の画素
領域を形成し、且つ転送電極を基板の裏面側に形成する
構造にできる。このため受光側である表面側には転送電
極が形成されず、受光面積を大きく採れる。上記転送電
極は上記基板と上記補強用基板に挟まれることになるが
、上記画素領域の間に取り出されるために、シャント用
の金属電極等を表面側に配することができ、信号電荷の
高速転送が可能となる。また、そのように画素領域間で
取り出す構造から、その金属電極等の仕事関数によるポ
テンシャル上の悪影響が防止される。そして、上記画素
の周囲に高濃度不純物領域を形成するが、貼り合わせ構
造により開口率を高くできるため、十分に不純物濃度を
高くしても感度の劣化が抑えられ、その高濃度化によっ
て低抵抗化が実現でき、ニー効果を低減できる。
[実施例]
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
本実施例の固体撮像装置は、基板同士を貼り合わせたフ
レームトランスファー型CCDの例である。先ず、その
CCDの構造について説明する。
レームトランスファー型CCDの例である。先ず、その
CCDの構造について説明する。
第1図〜第3図に示すように、本実施例のCODは、補
強用基板であるn型のソリコン基板2に、複数の画素領
域3を表面側に配列させたシリコン基板lを貼り合わせ
た構造を有している。
強用基板であるn型のソリコン基板2に、複数の画素領
域3を表面側に配列させたシリコン基板lを貼り合わせ
た構造を有している。
各画素領域3の平面形状は、第5図に示すように、1つ
のセルがほぼ矩形状のパターンにされ、各画素領域3は
マトリクス状に配列されている。
のセルがほぼ矩形状のパターンにされ、各画素領域3は
マトリクス状に配列されている。
それら各画素領域3は、図中■方向として示す転送方向
ではρ゛型の高濃度不純物領域4により分離され、その
転送方向と垂直な図中H方向では、同様にp°型の高濃
度不純物領域4により分離されると共に、そのp°型の
高濃度不純勅令■域4の間に形成されるシリコン酸化膜
5と、さらにそのシリコン酸化膜5の間に形成された転
送電極取り出し部6とによっても分離される。そして、
各画素領域3内で、図中V方向、H方向共にp゛型の高
濃度不純物領域4に囲まれた領域が受光部として機能す
る。またP゛型の高濃度不純物領域4は、その画素領域
3を囲む領域であり、チャンネルストンバーとして機能
する。このp゛型の高濃度不純物領域4は、図中H方向
の各画素領域3の間で基板lの表面から裏面に亘って該
画素領域3の側部を覆い、図中■方向では、各画素領域
3の間で基IFilの表面から埋め込みチャンネル層1
1までの間に形成される。このp°型の高濃度不純物領
域4は十分に高い不純物濃度にされる。このようなp゛
型の高濃度不純物領域4に囲まれた領域を受光部とする
本実施例のCCDは、その受光部の受光面では遮光部や
転送電極等の部材が形成されないために、その受光部自
体を大きな面積にできる。また、換言すると、受光面積
を大きく採れるため、ρ゛型の高濃度不純物領域4の不
純物濃度を十分高くしても受光面積が損なわれることが
ない。従って、前述のようにp゛型の高濃度不純物領域
4の不純物濃度を十分に高くでき、その結果、ニー効果
を低減させることができる。
ではρ゛型の高濃度不純物領域4により分離され、その
転送方向と垂直な図中H方向では、同様にp°型の高濃
度不純物領域4により分離されると共に、そのp°型の
高濃度不純勅令■域4の間に形成されるシリコン酸化膜
5と、さらにそのシリコン酸化膜5の間に形成された転
送電極取り出し部6とによっても分離される。そして、
各画素領域3内で、図中V方向、H方向共にp゛型の高
濃度不純物領域4に囲まれた領域が受光部として機能す
る。またP゛型の高濃度不純物領域4は、その画素領域
3を囲む領域であり、チャンネルストンバーとして機能
する。このp゛型の高濃度不純物領域4は、図中H方向
の各画素領域3の間で基板lの表面から裏面に亘って該
画素領域3の側部を覆い、図中■方向では、各画素領域
3の間で基IFilの表面から埋め込みチャンネル層1
1までの間に形成される。このp°型の高濃度不純物領
域4は十分に高い不純物濃度にされる。このようなp゛
型の高濃度不純物領域4に囲まれた領域を受光部とする
本実施例のCCDは、その受光部の受光面では遮光部や
転送電極等の部材が形成されないために、その受光部自
体を大きな面積にできる。また、換言すると、受光面積
を大きく採れるため、ρ゛型の高濃度不純物領域4の不
純物濃度を十分高くしても受光面積が損なわれることが
ない。従って、前述のようにp゛型の高濃度不純物領域
4の不純物濃度を十分に高くでき、その結果、ニー効果
を低減させることができる。
このような平面形状を有する各画素領域3の深さ方向の
構造は、第1図及び第2図に示すように、表面側1sか
らシリコン酸化膜7.薄いp型の不純物H域8.P型の
ウェル頭載9.n型のウェル領域10が順に形成されて
いる。最も表面側1sに形成されたシリコン酸化膜7は
、基板表面を被覆してなる膜であり、シャント用に基板
表面に形成されるA!電掻層31とnpn)ランジスタ
20の制御電極層21の層間の分離にも用いられる。
構造は、第1図及び第2図に示すように、表面側1sか
らシリコン酸化膜7.薄いp型の不純物H域8.P型の
ウェル頭載9.n型のウェル領域10が順に形成されて
いる。最も表面側1sに形成されたシリコン酸化膜7は
、基板表面を被覆してなる膜であり、シャント用に基板
表面に形成されるA!電掻層31とnpn)ランジスタ
20の制御電極層21の層間の分離にも用いられる。
シリコン酸化膜7の裏面側に形成されるp型の不純’#
6MMB2、低雑音化のために形成されるM域であり
、次のp型のウェル領域9に連続する。このp型のウェ
ル領域9の裏面側にはn型のウェル領域IOが続いて形
成される。このn型のウェル領域10とp型のウェル領
域9の間にポテンシャルの山が形成され、被写体からの
光が入射した場合、n型のウェル領域lO側に光電子が
信号電荷として集められる。また、n型のウェル領域1
0とp型のウェル領域9の深さは、その分光感度によっ
て決定される。
6MMB2、低雑音化のために形成されるM域であり
、次のp型のウェル領域9に連続する。このp型のウェ
ル領域9の裏面側にはn型のウェル領域IOが続いて形
成される。このn型のウェル領域10とp型のウェル領
域9の間にポテンシャルの山が形成され、被写体からの
光が入射した場合、n型のウェル領域lO側に光電子が
信号電荷として集められる。また、n型のウェル領域1
0とp型のウェル領域9の深さは、その分光感度によっ
て決定される。
このn型のウェル領域10の裏面側には、埋め込みチャ
ンネル層11が形成される。この埋め込みチャンネル1
111は、第3図に示すように、■方向に並んだ画素領
域3の間で各列共通に用いられ、各画素領域3の各n型
のウェル領域IOの裏面側で■方向に連続される。従っ
て、本実施例のCCDはフレーム転送可能となる。この
埋め込みチャンネルillの裏面側にはシリコン酸化I
t!J5が形成され、そのシリコン酸化膜5を挟んで基
板裏面側に転送電極32.33が形成される。上記転送
電極32.33は、2層のポリシリコン層からなり、転
送方向に所定間隔で1層目と2N目のポリシリコン層が
交互に配列され、転送方向に垂直な方向を長手方向とし
て各転送列で共通な電極パターンに形成されている。各
転送電極32.33には、次に説明する配線の構成で駆
動信号が供給され、例えばその駆動信号は2相とされる
。上記埋め込みチャンネル層11には、第3図に示すよ
うに、これら転送電極32.33のパターンを反映しな
がら、階段状のポテンシャルからなるストレージ部とト
ランスファ一部を構成するように、n″型の不純物領域
34とn″型の不純物領域35が交互に形成される。こ
れら転送電極32.33の裏面側には、層間絶縁膜36
が形成され、この層間絶縁膜36により各転送電極32
.33が被覆される。転送電極32.33をシリコン基
板lの裏面側lb側に配することで、転送電極を受光面
側に形成するCCDと比較して各画素領域3の受光部の
面積を大きく採れる。上記層間絶縁膜36上には薄いポ
リシリコン層37が全面に形成され、この薄いポリシリ
コン層37の裏面で上記n型のシリコン基板2が補強の
ために貼り合わせられる。その薄いポリシリコン層37
は不要電荷の掃き出し用にも用いられる。
ンネル層11が形成される。この埋め込みチャンネル1
111は、第3図に示すように、■方向に並んだ画素領
域3の間で各列共通に用いられ、各画素領域3の各n型
のウェル領域IOの裏面側で■方向に連続される。従っ
て、本実施例のCCDはフレーム転送可能となる。この
埋め込みチャンネルillの裏面側にはシリコン酸化I
t!J5が形成され、そのシリコン酸化膜5を挟んで基
板裏面側に転送電極32.33が形成される。上記転送
電極32.33は、2層のポリシリコン層からなり、転
送方向に所定間隔で1層目と2N目のポリシリコン層が
交互に配列され、転送方向に垂直な方向を長手方向とし
て各転送列で共通な電極パターンに形成されている。各
転送電極32.33には、次に説明する配線の構成で駆
動信号が供給され、例えばその駆動信号は2相とされる
。上記埋め込みチャンネル層11には、第3図に示すよ
うに、これら転送電極32.33のパターンを反映しな
がら、階段状のポテンシャルからなるストレージ部とト
ランスファ一部を構成するように、n″型の不純物領域
34とn″型の不純物領域35が交互に形成される。こ
れら転送電極32.33の裏面側には、層間絶縁膜36
が形成され、この層間絶縁膜36により各転送電極32
.33が被覆される。転送電極32.33をシリコン基
板lの裏面側lb側に配することで、転送電極を受光面
側に形成するCCDと比較して各画素領域3の受光部の
面積を大きく採れる。上記層間絶縁膜36上には薄いポ
リシリコン層37が全面に形成され、この薄いポリシリ
コン層37の裏面で上記n型のシリコン基板2が補強の
ために貼り合わせられる。その薄いポリシリコン層37
は不要電荷の掃き出し用にも用いられる。
上記転送電極32.33は、シリコン基板lの裏面側1
bに配され、結局、補強用に貼り合わせられたシリコン
基板2とシリコン基板1の間に形成されるが、それら転
送電極32.33の取り出しは基板の表面側Isから行
われる。すなわち、シリコン基板lの表面側lSには、
シャント用の低抵抗なアルミニウム配m層30.31が
形成される。このアルミニウム配線層30.31には微
量のシリコンが含まれる。なお、シャント用には他の金
属配線層を用いることも可能である。これらアルミニウ
ム配線層30.31には、それぞれ信号Φ1.Φ、が供
給され、各画素領域3の間の領域上を■方向を長手方向
として配線される。これらアルミニウム配線層30.3
1は、基板表面を覆うシリコン酸化膜7を開口した開口
部36を介して、ポリシリコン層からなる転送電極取り
出し部6に接続される。この転送電極取り出し部6は、
画素領域3の各列毎の間に設けられたp°型の高濃度不
純物領域4と、その間に形成されるシリコン酸化膜5と
に挟まれた領域で、基板lの表面と裏面を貫通する溝内
に形成された電極の一部である。この電極取り出し部6
は、転送電極32.33の一方と連続して形成され、ア
ルミニウム配線層30.31から電極取り出し部6を介
して転送電極32.33に信号Φ1.Φつの一方が供給
されることになる。このように本実施例のCCDは、貼
り合わせ構造にされるため基板間に形成される転送電極
32.33の取り出しが画素領域3の間で行われ、且つ
その表面側ISでアルミニウム配線!32.33にシャ
ントされるため、転送電極全体の低抵抗化を図ることが
でき、高速転送に有利となる。また、そのアルミニウム
配線N3233も画素領域3の間の分jet ffJI
域で形成されるため、受光面積を小さくすることもない
。さらに、アルミニウム配線層30.31が転送電極取
り出し部6を介して接続されるために、アルミニウム配
線層30.31の仕事関数が転送電極32,33に影響
してポテンシャルが変動するような弊害も防止される。
bに配され、結局、補強用に貼り合わせられたシリコン
基板2とシリコン基板1の間に形成されるが、それら転
送電極32.33の取り出しは基板の表面側Isから行
われる。すなわち、シリコン基板lの表面側lSには、
シャント用の低抵抗なアルミニウム配m層30.31が
形成される。このアルミニウム配線層30.31には微
量のシリコンが含まれる。なお、シャント用には他の金
属配線層を用いることも可能である。これらアルミニウ
ム配線層30.31には、それぞれ信号Φ1.Φ、が供
給され、各画素領域3の間の領域上を■方向を長手方向
として配線される。これらアルミニウム配線層30.3
1は、基板表面を覆うシリコン酸化膜7を開口した開口
部36を介して、ポリシリコン層からなる転送電極取り
出し部6に接続される。この転送電極取り出し部6は、
画素領域3の各列毎の間に設けられたp°型の高濃度不
純物領域4と、その間に形成されるシリコン酸化膜5と
に挟まれた領域で、基板lの表面と裏面を貫通する溝内
に形成された電極の一部である。この電極取り出し部6
は、転送電極32.33の一方と連続して形成され、ア
ルミニウム配線層30.31から電極取り出し部6を介
して転送電極32.33に信号Φ1.Φつの一方が供給
されることになる。このように本実施例のCCDは、貼
り合わせ構造にされるため基板間に形成される転送電極
32.33の取り出しが画素領域3の間で行われ、且つ
その表面側ISでアルミニウム配線!32.33にシャ
ントされるため、転送電極全体の低抵抗化を図ることが
でき、高速転送に有利となる。また、そのアルミニウム
配線N3233も画素領域3の間の分jet ffJI
域で形成されるため、受光面積を小さくすることもない
。さらに、アルミニウム配線層30.31が転送電極取
り出し部6を介して接続されるために、アルミニウム配
線層30.31の仕事関数が転送電極32,33に影響
してポテンシャルが変動するような弊害も防止される。
各画素領域3の裏面側には、上述のような埋め込みチャ
ンネル層11が形成されるが、各画素領域3ではその埋
め込みチャンネル層11に連続して、それぞれnpn型
のバイポーラトランジスタ20が形成される。まず、こ
のバイポーラトランジスタ20のエミンタは、画素領域
3の内の裏面側に形成された埋め込みチャンネル層11
であり、そのヘースはその埋め込みチャンネルJill
に隣接して基板の裏面側にシリコン酸化膜5に沿って形
成されるp゛型の不純物領域22である。このp°型の
不純物領域22は各画素領域3を囲んで形成されるp°
型の高濃度不純物領域4に接続される。このp゛型の高
濃度不純物領域4は、基板lの裏面から表面に亘って形
成されており、基板1の表面で99型のチャンネルスト
ッパー領域23に接続される。p°型のチャンネルスト
ッパー領域23には、基板表面側ISに形成された制御
電極層21から電位が与えられており、この制御電極層
21にベース電位を供給することにより、npn型のバ
イポーラトランジスタ20がコントロールされる。この
npn型のバイポーラトランジスタ20のコレクタは、
p0型の不純物領域22と、そのp゛型の不純物領域2
2の表面側に形成されたp型の不純物領域25とに囲ま
れたn゛型の不純物領域24である。このn゛型の不純
物領域24は裏面側でポリシリコン層26に接続される
。そのポリシリコン層26は、コレクタであるn°型の
不純物領域24と上記薄いポリシリコン層37の間の配
線として用いられる層である。
ンネル層11が形成されるが、各画素領域3ではその埋
め込みチャンネル層11に連続して、それぞれnpn型
のバイポーラトランジスタ20が形成される。まず、こ
のバイポーラトランジスタ20のエミンタは、画素領域
3の内の裏面側に形成された埋め込みチャンネル層11
であり、そのヘースはその埋め込みチャンネルJill
に隣接して基板の裏面側にシリコン酸化膜5に沿って形
成されるp゛型の不純物領域22である。このp°型の
不純物領域22は各画素領域3を囲んで形成されるp°
型の高濃度不純物領域4に接続される。このp゛型の高
濃度不純物領域4は、基板lの裏面から表面に亘って形
成されており、基板1の表面で99型のチャンネルスト
ッパー領域23に接続される。p°型のチャンネルスト
ッパー領域23には、基板表面側ISに形成された制御
電極層21から電位が与えられており、この制御電極層
21にベース電位を供給することにより、npn型のバ
イポーラトランジスタ20がコントロールされる。この
npn型のバイポーラトランジスタ20のコレクタは、
p0型の不純物領域22と、そのp゛型の不純物領域2
2の表面側に形成されたp型の不純物領域25とに囲ま
れたn゛型の不純物領域24である。このn゛型の不純
物領域24は裏面側でポリシリコン層26に接続される
。そのポリシリコン層26は、コレクタであるn°型の
不純物領域24と上記薄いポリシリコン層37の間の配
線として用いられる層である。
これらn゛型の不純物領域24とポリシリコン層37を
接続するために、シリコン酸化膜5.そのシリコン酸化
膜5の裏面側に配される転送電極32、その転送電極3
2の裏面側に配される眉間絶縁膜36を貫通するように
貫通溝27が形成される。その転送電極32の貫通溝2
7の側壁にはシリコン酸化膜28が形成され、このシリ
コン酸化膜2日により転送電極32とポリシリコン層2
6の間が絶縁される。
接続するために、シリコン酸化膜5.そのシリコン酸化
膜5の裏面側に配される転送電極32、その転送電極3
2の裏面側に配される眉間絶縁膜36を貫通するように
貫通溝27が形成される。その転送電極32の貫通溝2
7の側壁にはシリコン酸化膜28が形成され、このシリ
コン酸化膜2日により転送電極32とポリシリコン層2
6の間が絶縁される。
このようなバイポーラトランジスタ20は、オーバーフ
ローのコントロールヤ、電子シャッターとして機能し、
埋め込みチャンネルl1illの不要な電荷をポリシリ
コン層26を介してポリシリコン層37に掃き出すこと
ができる。その掃き出しの制御は、基板の表面に配線さ
れた制御電極層21の電圧による。第4図は各画素にお
ける等価回路を示す。フォトダイオード51の陰極側が
バイポーラトランジスタ52のエミッタに接続し、この
エミッタに光が入射した時の信号電荷が蓄積される。不
要な電荷を掃き出す時では、バイポーラトランジスタ5
2のベースに所要の電圧を与えて、不要な電荷をバイポ
ーラトランジスタ52のコレクタへ掃き出す。これによ
り、バイポーラトランジスタ52は、電子シャッターや
オーバーフロードレインとして機能することになる。
ローのコントロールヤ、電子シャッターとして機能し、
埋め込みチャンネルl1illの不要な電荷をポリシリ
コン層26を介してポリシリコン層37に掃き出すこと
ができる。その掃き出しの制御は、基板の表面に配線さ
れた制御電極層21の電圧による。第4図は各画素にお
ける等価回路を示す。フォトダイオード51の陰極側が
バイポーラトランジスタ52のエミッタに接続し、この
エミッタに光が入射した時の信号電荷が蓄積される。不
要な電荷を掃き出す時では、バイポーラトランジスタ5
2のベースに所要の電圧を与えて、不要な電荷をバイポ
ーラトランジスタ52のコレクタへ掃き出す。これによ
り、バイポーラトランジスタ52は、電子シャッターや
オーバーフロードレインとして機能することになる。
このような構造を有する本実施例のCCDは、シリコン
基板1.2同士の貼り合わせ構造であるために、転送電
極32.33を基板間に配する°ことができる。このた
めに画素領域3の受光面には、転送電極を設ける必要が
なく、受光面積を大きく1采ることかできる。従って、
チャンネルストッパーとじて機能するp゛型の高濃度不
純物領域4を十分に高い不純物濃度にさせることができ
、その結果ニー効果を低減させることができる。
基板1.2同士の貼り合わせ構造であるために、転送電
極32.33を基板間に配する°ことができる。このた
めに画素領域3の受光面には、転送電極を設ける必要が
なく、受光面積を大きく1采ることかできる。従って、
チャンネルストッパーとじて機能するp゛型の高濃度不
純物領域4を十分に高い不純物濃度にさせることができ
、その結果ニー効果を低減させることができる。
また、その高い不純物濃度にできるp゛型の高濃度不純
物領域4は、チャンネルストッパーとして機能するのみ
ならずバイポーラトランジスタ20の制御のための配線
としても機能する。このため高密度化が容易となる。
物領域4は、チャンネルストッパーとして機能するのみ
ならずバイポーラトランジスタ20の制御のための配線
としても機能する。このため高密度化が容易となる。
また、本実施例のCCDでは、転送電極32゜33がシ
リコン基板1.2の貼り合わせ構造のために、基板間に
配設される。しかし、それら転送電極32.33は各画
素領域3の間で基板lの表面側Isに取り出されるため
、表面側にシャント用のアルミニウム配線層30.31
を配することができる。従って、高速転送が可能であり
、また、アルミニウム配線層30.31の仕事関数によ
るポテンシャルの変動の影響を埋め込みチャンネル層1
1に与えることはない。
リコン基板1.2の貼り合わせ構造のために、基板間に
配設される。しかし、それら転送電極32.33は各画
素領域3の間で基板lの表面側Isに取り出されるため
、表面側にシャント用のアルミニウム配線層30.31
を配することができる。従って、高速転送が可能であり
、また、アルミニウム配線層30.31の仕事関数によ
るポテンシャルの変動の影響を埋め込みチャンネル層1
1に与えることはない。
また、本実施例のCCDでは、埋め込みチャンネル層1
1に連続してバイポーラトランジスタ20が形成される
ため、電子シャッター動作やオーバーフローの制御が可
能である。
1に連続してバイポーラトランジスタ20が形成される
ため、電子シャッター動作やオーバーフローの制御が可
能である。
次に、第6図a〜第6図rを参照して本実施例のCCD
の製造方法の一例について説明する。
の製造方法の一例について説明する。
まず、第6図aに示すように、p型のシリコン基板61
上にn型のエピタキシャル層62を形成し、そのn型の
エピタキシャル層62の主面に、n型の不純物を導入し
てn型の不純物領域63を形成する。このn型の不純物
領域63は埋め込みチャンネル層として用いられる。ま
た、n型の不純物領域63の形成と共に、各画素領域毎
にp型の不純物領域64が形成される。このp型の不純
物領域64はnpn型のバイポーラトランジスタのベー
ス領域として機能する。このようなn型の不純物領域6
3とp型の不純物領域64が形成されたn型のエピタキ
シャル層62の主面からエンチングを行って、各画素領
域の列の間を分離するような溝65を形成する。この溝
65は、p型のシリコン基板61まで削って構成され、
いわゆるトレンチ技術によりRYE法によって行われる
。
上にn型のエピタキシャル層62を形成し、そのn型の
エピタキシャル層62の主面に、n型の不純物を導入し
てn型の不純物領域63を形成する。このn型の不純物
領域63は埋め込みチャンネル層として用いられる。ま
た、n型の不純物領域63の形成と共に、各画素領域毎
にp型の不純物領域64が形成される。このp型の不純
物領域64はnpn型のバイポーラトランジスタのベー
ス領域として機能する。このようなn型の不純物領域6
3とp型の不純物領域64が形成されたn型のエピタキ
シャル層62の主面からエンチングを行って、各画素領
域の列の間を分離するような溝65を形成する。この溝
65は、p型のシリコン基板61まで削って構成され、
いわゆるトレンチ技術によりRYE法によって行われる
。
また、溝65は上記p型の不純物領域64に接して形成
される。
される。
次に、第6図すに示すように、各画素領域の列の間を分
離するように形成された溝65の側部及び底部に高濃度
にp型の不純物を導入する。このp型の不純物の導入に
より、分離用の満65の側部及び底部にp゛型の高濃度
不純物領域66が形成される。このp゛型の高濃度不純
物領域66はp型の不純物領域64に接続する。
離するように形成された溝65の側部及び底部に高濃度
にp型の不純物を導入する。このp型の不純物の導入に
より、分離用の満65の側部及び底部にp゛型の高濃度
不純物領域66が形成される。このp゛型の高濃度不純
物領域66はp型の不純物領域64に接続する。
次に、第6図Cに示すように、全面にシリコン酸化膜6
7が形成される。シリコン酸化膜67の形成は、表面酸
化やCVD法により行うことができる。このシリコン酸
化膜67により各画素領域の列毎の分離がなされると共
に、信号電荷の転送のためのチャンネルがMOS構造と
される。
7が形成される。シリコン酸化膜67の形成は、表面酸
化やCVD法により行うことができる。このシリコン酸
化膜67により各画素領域の列毎の分離がなされると共
に、信号電荷の転送のためのチャンネルがMOS構造と
される。
次に、第6図dに示すように、第1層目のポリシリコン
1168が形成され、この第1層目のポリシリコン層6
8は転送方向に所定の間隔を有し且つその垂直な方向を
長手方向とする転送電極のバタ町−ンにパターニングさ
れる。この第1層目のボリシリコン層68は上記溝65
内にも充填され、その充填された部分が転送電極取り出
し部として機能する。その第1層目のポリシリコン層6
8のパターニングの後、そのポリシリコン層68の表面
は酸化される。そして、そのポリシリコン層68をマス
クとして選択的なイオン注入を行い、上記n型の不純物
領域63を階段状のポテンシャルを有するようなストレ
ージ部及びトランスファー部が形成されたものにさせる
。次に、全面に第2層目のポリシリコン層69を形成し
、これを各第1層目のポリシリコン層68の間の領域で
残存するように転送電極のパターンにパターニングする
。
1168が形成され、この第1層目のポリシリコン層6
8は転送方向に所定の間隔を有し且つその垂直な方向を
長手方向とする転送電極のバタ町−ンにパターニングさ
れる。この第1層目のボリシリコン層68は上記溝65
内にも充填され、その充填された部分が転送電極取り出
し部として機能する。その第1層目のポリシリコン層6
8のパターニングの後、そのポリシリコン層68の表面
は酸化される。そして、そのポリシリコン層68をマス
クとして選択的なイオン注入を行い、上記n型の不純物
領域63を階段状のポテンシャルを有するようなストレ
ージ部及びトランスファー部が形成されたものにさせる
。次に、全面に第2層目のポリシリコン層69を形成し
、これを各第1層目のポリシリコン層68の間の領域で
残存するように転送電極のパターンにパターニングする
。
これで2層構造の転送電極がシリコン酸化膜67上に配
されることになる。
されることになる。
次に、眉間絶縁膜70を転送電極となる第1層目及び第
2層目のポリシリコン1168.69上に形成する。こ
の眉間絶縁870は、例えばりフロー可能な膜であり、
C,V D法により形成後、熱処理により平坦化される
。眉間絶縁膜70の形成後、図示を省略するが、眉間絶
縁膜70.第11i目のポリシリコン層68及びシリコ
ン酸化膜67を貫通する貫通溝が形成される。その貫通
溝は内部が酸化され、ポリシリコン層68との間に絶縁
膜が形成される。このような貫通溝が形成された後、全
面にポリシリコン層71が形成され、貫通溝内も充填さ
れる。そして、第6図eに示すように、ポリシリコン層
71上に或いは酸化膜を介してシリコン基板72が補強
用に貼り合わせられる。
2層目のポリシリコン1168.69上に形成する。こ
の眉間絶縁870は、例えばりフロー可能な膜であり、
C,V D法により形成後、熱処理により平坦化される
。眉間絶縁膜70の形成後、図示を省略するが、眉間絶
縁膜70.第11i目のポリシリコン層68及びシリコ
ン酸化膜67を貫通する貫通溝が形成される。その貫通
溝は内部が酸化され、ポリシリコン層68との間に絶縁
膜が形成される。このような貫通溝が形成された後、全
面にポリシリコン層71が形成され、貫通溝内も充填さ
れる。そして、第6図eに示すように、ポリシリコン層
71上に或いは酸化膜を介してシリコン基板72が補強
用に貼り合わせられる。
次に、シリコン基板72が貼り合わせられた面の反対側
の而から、第6図fに示すように、p型のシリコン基板
61を削る。このp型のシリコン基板61を溝65の深
さまで削ることにより、まずp型のシリコン基板は各列
毎に分離され、さらに転送電極となるポリシリコン層6
8.69の取り出し部が基板表面73に露出する。続い
て、各列内の画素領域間の分離を行うためのp゛型の高
1度不純物領域74の形成や制御電極に接続するp゛型
の高濃度不純物領域の形成、さらに低雑音化用の表面蓄
積層としてのp型の不純物領域をイオン注入等によって
行う。次に、バイポーラトランジスタの制御のための制
御電極を形成し、眉間絶縁膜を形成し、コンタクトホー
ルの形成後、シャント用のアルミニウム配線層を形成す
る等の工程を経て素子を完成する。
の而から、第6図fに示すように、p型のシリコン基板
61を削る。このp型のシリコン基板61を溝65の深
さまで削ることにより、まずp型のシリコン基板は各列
毎に分離され、さらに転送電極となるポリシリコン層6
8.69の取り出し部が基板表面73に露出する。続い
て、各列内の画素領域間の分離を行うためのp゛型の高
1度不純物領域74の形成や制御電極に接続するp゛型
の高濃度不純物領域の形成、さらに低雑音化用の表面蓄
積層としてのp型の不純物領域をイオン注入等によって
行う。次に、バイポーラトランジスタの制御のための制
御電極を形成し、眉間絶縁膜を形成し、コンタクトホー
ルの形成後、シャント用のアルミニウム配線層を形成す
る等の工程を経て素子を完成する。
〔発明の効果]
本発明の固体盪像装置は、基板同士の貼り合わせ構造と
され且つ転送電極が基板と補強用基板の間の領域に配設
されるために、基板の表面側に大きく画素を形成するこ
とができる。このため信号電荷量が増大して感度が高く
なる。また、基板の表面側に大きく画素を形成できるた
めに、その画素領域の周りに高濃度の不純物領域を形成
しても画素の面積を損なうことがなく、その不純物領域
を高濃度にできることからニー効果の低減を図ることが
できる。
され且つ転送電極が基板と補強用基板の間の領域に配設
されるために、基板の表面側に大きく画素を形成するこ
とができる。このため信号電荷量が増大して感度が高く
なる。また、基板の表面側に大きく画素を形成できるた
めに、その画素領域の周りに高濃度の不純物領域を形成
しても画素の面積を損なうことがなく、その不純物領域
を高濃度にできることからニー効果の低減を図ることが
できる。
また、転送電極は画素の間から表面側に取り出されてい
るために、アルミニウム配線層等の金属配線層を低抵抗
化のために形成でき、高速転送に有利である。
るために、アルミニウム配線層等の金属配線層を低抵抗
化のために形成でき、高速転送に有利である。
第1図は本発明の固体盪像装置の一例の要部断面の斜視
図、第2図はその一例の電荷転送方向に垂直な面に沿っ
た要部断面図、第3図は上記−例の電荷転送方向に沿っ
た要部断面図、第4図は上記−例における各画素の等価
回路図、第5図は上記−例の要部平面図である。また、
第6図a〜第6図fは上記固体盪像装置の一例の製造方
法の一例を示すそれぞれ工程断面斜視図であり、第7図
は従来の固体場像装置の一例を示す要部断面図である。 1.2・・・シリコン基板 3・・・画素?iU域 4・・・高濃度不純物領域 5・・・シリコン酸化膜 6・・・転送電極取り出し部 9・・・p型のウェル領域 10・・・n型のウェル領域 ll・・・埋め込みチャンネル層 20・・・バイポーラトランジスタ 21・・・制御電極層 30.31・・・アルミニウム配線層 32.33・・・転送電極 36・・・層間絶縁膜 37・・・ポリシリコン層
図、第2図はその一例の電荷転送方向に垂直な面に沿っ
た要部断面図、第3図は上記−例の電荷転送方向に沿っ
た要部断面図、第4図は上記−例における各画素の等価
回路図、第5図は上記−例の要部平面図である。また、
第6図a〜第6図fは上記固体盪像装置の一例の製造方
法の一例を示すそれぞれ工程断面斜視図であり、第7図
は従来の固体場像装置の一例を示す要部断面図である。 1.2・・・シリコン基板 3・・・画素?iU域 4・・・高濃度不純物領域 5・・・シリコン酸化膜 6・・・転送電極取り出し部 9・・・p型のウェル領域 10・・・n型のウェル領域 ll・・・埋め込みチャンネル層 20・・・バイポーラトランジスタ 21・・・制御電極層 30.31・・・アルミニウム配線層 32.33・・・転送電極 36・・・層間絶縁膜 37・・・ポリシリコン層
Claims (1)
- 基板と、その基板の表面側に形成される複数の画素領域
と、上記基板の裏面に形成され且つ上記画素領域の間に
取り出される転送電極と、上記基板の裏面側に貼り合わ
される補強用基板とを有し、上記画素領域の周囲を囲む
ように高濃度不純物領域が形成されてなるフレームトラ
ンスファー型の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1099208A JPH02278767A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1099208A JPH02278767A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02278767A true JPH02278767A (ja) | 1990-11-15 |
Family
ID=14241235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1099208A Pending JPH02278767A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02278767A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009182223A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Fujifilm Corp | 裏面照射型固体撮像素子 |
JP2010147492A (ja) * | 2010-02-01 | 2010-07-01 | Sony Corp | 固体撮像素子と固体撮像装置、固体撮像素子の製造方法 |
JP2015164210A (ja) * | 2015-04-16 | 2015-09-10 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、及び電子機器 |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP1099208A patent/JPH02278767A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009182223A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Fujifilm Corp | 裏面照射型固体撮像素子 |
JP2010147492A (ja) * | 2010-02-01 | 2010-07-01 | Sony Corp | 固体撮像素子と固体撮像装置、固体撮像素子の製造方法 |
JP2015164210A (ja) * | 2015-04-16 | 2015-09-10 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、及び電子機器 |
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