JPH0436582B2 - - Google Patents
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- JPH0436582B2 JPH0436582B2 JP60196167A JP19616785A JPH0436582B2 JP H0436582 B2 JPH0436582 B2 JP H0436582B2 JP 60196167 A JP60196167 A JP 60196167A JP 19616785 A JP19616785 A JP 19616785A JP H0436582 B2 JPH0436582 B2 JP H0436582B2
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は固体撮像装置に関する。
固体撮像装置は入力された光信号を電気信号に
変換する光電変換素子（例えばフオトダイオー
ド）と、信号電荷を転送する電荷転送部とを有し
ている。
変換する光電変換素子（例えばフオトダイオー
ド）と、信号電荷を転送する電荷転送部とを有し
ている。
第７図は従来装置の一例の要部の断面図であ
る。ｐ型基板１の光電変換領域にはｎ型不純物層
２が形成され、その位置にp+型不純物層３がよ
り浅く形成されている。このようにして、光信号
を光電変換するためのp+npフオトダイオードが
構成される。また、半導体基板１上には制御電極
４が絶縁層５を介して設けられ、その下には押込
チヤネルをなすｎ型不純物層６が形成されてい
る。そしてp+npフオトダイオード以外の部分は
光遮へい膜７によつて覆われている。
る。ｐ型基板１の光電変換領域にはｎ型不純物層
２が形成され、その位置にp+型不純物層３がよ
り浅く形成されている。このようにして、光信号
を光電変換するためのp+npフオトダイオードが
構成される。また、半導体基板１上には制御電極
４が絶縁層５を介して設けられ、その下には押込
チヤネルをなすｎ型不純物層６が形成されてい
る。そしてp+npフオトダイオード以外の部分は
光遮へい膜７によつて覆われている。
第８図は第７図に示す従来例のポテンシヤル図
で、第８図中のV2，V6，V8，V9はそれぞれ第７
図中に符号２，６，８，９で示す位置のポテンシ
ヤルに対応している。また、第８図ａは制御電極
４にゼロ電圧を加えた状態を示し、第８図ｂは制
御電極４に高電圧を印加した状態を示す。第８図
ａに示すように、まず信号電荷Q1＋Q2はフオト
ダイオードのｎ型不純物層２に蓄積される。この
状態で制御電極４に高電圧が印加されると、第８
図ｂの如く電荷Q1が埋込チヤネル層（ｎ型不純
物層６）に流れこみ、フオトダイオードのｎ型不
純物層２の端部には電荷Q2が残留する。
で、第８図中のV2，V6，V8，V9はそれぞれ第７
図中に符号２，６，８，９で示す位置のポテンシ
ヤルに対応している。また、第８図ａは制御電極
４にゼロ電圧を加えた状態を示し、第８図ｂは制
御電極４に高電圧を印加した状態を示す。第８図
ａに示すように、まず信号電荷Q1＋Q2はフオト
ダイオードのｎ型不純物層２に蓄積される。この
状態で制御電極４に高電圧が印加されると、第８
図ｂの如く電荷Q1が埋込チヤネル層（ｎ型不純
物層６）に流れこみ、フオトダイオードのｎ型不
純物層２の端部には電荷Q2が残留する。
この残留電荷Q2は第９図に示すように周知の
熱エネルギー分布（ボルツマン分布）をなし、そ
の中で電位V8を越えるのに充分なエネルギーを
有するキヤリアは、拡散過程を経て埋込チヤネル
層６へ長い時間をかけて移動する。この現象は、
埋込チヤネル層６に電荷が存在しないときに顕在
化して偽信号となる。このため、例えば暗い背景
で移動する明るい像を撮像すると、これが残像と
なつて現れる。
熱エネルギー分布（ボルツマン分布）をなし、そ
の中で電位V8を越えるのに充分なエネルギーを
有するキヤリアは、拡散過程を経て埋込チヤネル
層６へ長い時間をかけて移動する。この現象は、
埋込チヤネル層６に電荷が存在しないときに顕在
化して偽信号となる。このため、例えば暗い背景
で移動する明るい像を撮像すると、これが残像と
なつて現れる。
このように従来の低残像固体撮像装置では、フ
オトダイオードにp+np構造を採用することでｎ
型不純物層２の電荷を全て読み出すようにしてい
るが、前述の通り残像現象をなくすことはできな
い。これは、制御電極４の下までフオトダイオー
ドのｎ型不純物層が伸びていることに起因するも
のであるが、従来技術ではこれを避けることがで
きない。なぜなら、ｎ型不純物層２を厚く形成す
るためには、熱拡散工程等の製造工程上の制約か
ら制御電極４をｎ型不純物層２形成のマスクとし
て使用することができず、従つて制御電極４とｎ
型不純物層２のある程度のオーバーラツプが不可
避的に生じてしまうからである。
オトダイオードにp+np構造を採用することでｎ
型不純物層２の電荷を全て読み出すようにしてい
るが、前述の通り残像現象をなくすことはできな
い。これは、制御電極４の下までフオトダイオー
ドのｎ型不純物層が伸びていることに起因するも
のであるが、従来技術ではこれを避けることがで
きない。なぜなら、ｎ型不純物層２を厚く形成す
るためには、熱拡散工程等の製造工程上の制約か
ら制御電極４をｎ型不純物層２形成のマスクとし
て使用することができず、従つて制御電極４とｎ
型不純物層２のある程度のオーバーラツプが不可
避的に生じてしまうからである。
本発明は上記の従来技術の欠点を克服するため
になされたもので、残留電荷による残像が現れな
いようにした固体撮像装置を提供することを目的
とする。
になされたもので、残留電荷による残像が現れな
いようにした固体撮像装置を提供することを目的
とする。
上記の目的を達成するため本発明は、半導体基
板表面の光電変換領域に形成された第１導電型の
高濃度不純物層と、これと同じ位置により深く形
成された第２導電型の不純物層と、キヤリアを読
出すために絶縁層を介して形成された制御電極
と、高濃度不純物層の端部と制御電極下の基板領
域の端部との間に形成された第２導電型の低濃度
不純物層とを備える固体撮像装置を提供するもの
である。
板表面の光電変換領域に形成された第１導電型の
高濃度不純物層と、これと同じ位置により深く形
成された第２導電型の不純物層と、キヤリアを読
出すために絶縁層を介して形成された制御電極
と、高濃度不純物層の端部と制御電極下の基板領
域の端部との間に形成された第２導電型の低濃度
不純物層とを備える固体撮像装置を提供するもの
である。
以下、添附図面の第１図乃至第６図を参照して
本発明のいくつかの実施例を説明する。
本発明のいくつかの実施例を説明する。
第１図は一実施例の要部の断面図である。そし
てこれが第７図の従来例と異なる点は、p+型不
純物層１１の下側に広がるｎ型不純物層１２の横
方向の形成範囲がそれぞれ同一であることと、
p+型不純物層１１の端部と制御電極４下の基板
領域の端部との間に低濃度のｎ型不純物層１３が
形成されていることである。このように第１図の
ものでは、制御電極４とｎ型不純物層１３は全く
オーバーラツプしていない。
てこれが第７図の従来例と異なる点は、p+型不
純物層１１の下側に広がるｎ型不純物層１２の横
方向の形成範囲がそれぞれ同一であることと、
p+型不純物層１１の端部と制御電極４下の基板
領域の端部との間に低濃度のｎ型不純物層１３が
形成されていることである。このように第１図の
ものでは、制御電極４とｎ型不純物層１３は全く
オーバーラツプしていない。
次に、第２図により製造工程の一例を説明す
る。まず、第２図ａのように第１のマスク２０を
介してｎ型不純物（例えばリン）をイオン注入
し、熱拡散によつてｎ型不純物１２を形成する。
次いで、第２図ｂのように第２のマスク２１およ
び制御電極４を半導体基板１上に絶縁層を介して
形成し、これらをマスクにしてｎ型不純物を低濃
度でイオン注入する。次いで、制御電極４を残し
たままで熱拡散工程を経ないで第３のマスク２２
を形成し、これをマスクにしてｐ型不純物（例え
ばボロン）を高濃度でイオン注入する。このよう
にすれば、制御電極４とｎ型不純物層１３がオー
バーラツプすることはない。
る。まず、第２図ａのように第１のマスク２０を
介してｎ型不純物（例えばリン）をイオン注入
し、熱拡散によつてｎ型不純物１２を形成する。
次いで、第２図ｂのように第２のマスク２１およ
び制御電極４を半導体基板１上に絶縁層を介して
形成し、これらをマスクにしてｎ型不純物を低濃
度でイオン注入する。次いで、制御電極４を残し
たままで熱拡散工程を経ないで第３のマスク２２
を形成し、これをマスクにしてｐ型不純物（例え
ばボロン）を高濃度でイオン注入する。このよう
にすれば、制御電極４とｎ型不純物層１３がオー
バーラツプすることはない。
次に第３図により作用を説明する。第３図の通
り、ｎ型不純物層１３の空乏化電位V13はｎ型不
純物層１２のキヤリア空乏電位V12より高い。従
つて、制御電極４がゼロ電位のときに発生した信
号電荷Q3が蓄積され（第３図ａ図示）、制御電極
４が高電位のときに信号電荷Q3は全て埋込チヤ
ネルに読み出される（第３図ｂ図示）。すなわち、
光電変換部に電荷が残留することはない。
り、ｎ型不純物層１３の空乏化電位V13はｎ型不
純物層１２のキヤリア空乏電位V12より高い。従
つて、制御電極４がゼロ電位のときに発生した信
号電荷Q3が蓄積され（第３図ａ図示）、制御電極
４が高電位のときに信号電荷Q3は全て埋込チヤ
ネルに読み出される（第３図ｂ図示）。すなわち、
光電変換部に電荷が残留することはない。
第４図は本発明の第２の実施例を示している。
そしてこれが第１図のものと異なる点は、p+np
フオトダイオードがｎ型基板３０のｐウエル３１
中に設けられていることと、ｎ型不純物層３２′
がp+型不純物層１１の一部にのみ重複して形成
されていることである。第４図の制御電極４に高
電圧を印加すると、電位分布は第５図のようにな
つて信号電荷は全て読み出される。すなわち、光
電変換部に電荷が残留することはない。
そしてこれが第１図のものと異なる点は、p+np
フオトダイオードがｎ型基板３０のｐウエル３１
中に設けられていることと、ｎ型不純物層３２′
がp+型不純物層１１の一部にのみ重複して形成
されていることである。第４図の制御電極４に高
電圧を印加すると、電位分布は第５図のようにな
つて信号電荷は全て読み出される。すなわち、光
電変換部に電荷が残留することはない。
このように第２の実施例では、ｎ型不純物層３
２′がp+型不純物層１１の中に延在しているた
め、延在部分のｐ型不純物層の一部が相殺されて
不純物濃度が実効的に減少する。従つて、p+ｎ
接合における接合容量が相殺された分だけわずか
に小さくなり、この部分の空乏化電位がやや高く
なる。そのため、電位分布が第５図のように段階
状になり、電荷転送時間を短くできるという特徴
がある。
２′がp+型不純物層１１の中に延在しているた
め、延在部分のｐ型不純物層の一部が相殺されて
不純物濃度が実効的に減少する。従つて、p+ｎ
接合における接合容量が相殺された分だけわずか
に小さくなり、この部分の空乏化電位がやや高く
なる。そのため、電位分布が第５図のように段階
状になり、電荷転送時間を短くできるという特徴
がある。
第６図は本発明の第３の実施例を示している。
そしてこれが第１図のものと異なる点は、低濃度
のｎ型不純物層４１が埋込チヤネルのｎ型不純物
層６のところまで延びていることである。但し、
ｎ型不純物層６の不純物濃度はｎ型不純物層４１
のそれより高くなければならない。このようにし
た場合には、埋込チヤネルの電荷容量は減少する
が、残留電荷を存在させることはない。
そしてこれが第１図のものと異なる点は、低濃度
のｎ型不純物層４１が埋込チヤネルのｎ型不純物
層６のところまで延びていることである。但し、
ｎ型不純物層６の不純物濃度はｎ型不純物層４１
のそれより高くなければならない。このようにし
た場合には、埋込チヤネルの電荷容量は減少する
が、残留電荷を存在させることはない。
本発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば半導体基
板、不純物層の導電型は実施例に限定されない。
く、種々の変形が可能である。例えば半導体基
板、不純物層の導電型は実施例に限定されない。
〔発明の効果〕
上記の通り本発明では、制御電極と光電変換部
の不純物層がオーバーラツプしないようにし、あ
るいは光電変換部の不純物層が埋込チヤネルにま
で達するようにし、光電変換部と電荷転送部の間
にポテンシヤルの井戸が現れないようにしたの
で、残留電荷による残像が現れることのない固体
撮像装置を得ることができる。
の不純物層がオーバーラツプしないようにし、あ
るいは光電変換部の不純物層が埋込チヤネルにま
で達するようにし、光電変換部と電荷転送部の間
にポテンシヤルの井戸が現れないようにしたの
で、残留電荷による残像が現れることのない固体
撮像装置を得ることができる。
第１図は本発明の第１の実施例の要部断面図、
第２図はその製造工程別断面図、第３図は第１の
実施例のポテンシヤル図、第４図は本発明の第２
の実施例の要部断面図、第５図はそのポテンシヤ
ル図、第６図は本発明の第２の実施例の要部断面
図、第７図は従来装置の一例の要部断面図、第８
図はそのポテンシヤル図、第９図は残留電荷のエ
ネルギー分布図である。 １……ｐ型基板、４……制御電極、５……絶縁
層、６……埋込チヤネルの不純物層、７……光遮
へい膜。
第２図はその製造工程別断面図、第３図は第１の
実施例のポテンシヤル図、第４図は本発明の第２
の実施例の要部断面図、第５図はそのポテンシヤ
ル図、第６図は本発明の第２の実施例の要部断面
図、第７図は従来装置の一例の要部断面図、第８
図はそのポテンシヤル図、第９図は残留電荷のエ
ネルギー分布図である。 １……ｐ型基板、４……制御電極、５……絶縁
層、６……埋込チヤネルの不純物層、７……光遮
へい膜。
１ 表面濃度が低く、縦方向拡散長の深い第１導
電型の第１のウエル領域と、 前記第１のウエル領域の周縁部にその一部が重
畳するように隣接して延在し、表面濃度が前記第
１のウエル領域の横方向拡散領域の表面濃度より
濃く、かつ縦方向拡散長が前記第１のウエル領域
の縦方向拡散長より浅く形成された第１導電型の
第２のウエル領域と、 これら第１および第２のウエル領域の表面にチ
ヤネルストツプ領域により分離形成され、前記第
１および第２のウエルとの間でpn接合フオトダ
イオードを形成する第２導電型拡散領域と、 前記第２のウエルの外側に、画質に悪影響を与
えない距離だけ離隔して形成されたダイシングラ
イン領域とを備え、 前記チヤネルストツプ領域の一部は前記第２の
ウエルの端部上に形成されたことを特徴とするイ
ンライン型マルチチツプリニアイメージセンサ用
チツプ。
電型の第１のウエル領域と、 前記第１のウエル領域の周縁部にその一部が重
畳するように隣接して延在し、表面濃度が前記第
１のウエル領域の横方向拡散領域の表面濃度より
濃く、かつ縦方向拡散長が前記第１のウエル領域
の縦方向拡散長より浅く形成された第１導電型の
第２のウエル領域と、 これら第１および第２のウエル領域の表面にチ
ヤネルストツプ領域により分離形成され、前記第
１および第２のウエルとの間でpn接合フオトダ
イオードを形成する第２導電型拡散領域と、 前記第２のウエルの外側に、画質に悪影響を与
えない距離だけ離隔して形成されたダイシングラ
イン領域とを備え、 前記チヤネルストツプ領域の一部は前記第２の
ウエルの端部上に形成されたことを特徴とするイ
ンライン型マルチチツプリニアイメージセンサ用
チツプ。
Claims (1)
- 体基板領域の電位の絶対値より小さくなる特許請
求の範囲第１項もしくは第２項に記載の固体撮像
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196167A JPS6255960A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196167A JPS6255960A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255960A JPS6255960A (ja) | 1987-03-11 |
| JPH0436582B2 true JPH0436582B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
ID=16353320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60196167A Granted JPS6255960A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6255960A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02306661A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| US5424574A (en) * | 1992-09-23 | 1995-06-13 | Scientific Imaging Technologies, Inc. | Light shield for a back-side thinned CCD |
| US5401153A (en) * | 1993-11-23 | 1995-03-28 | Yoshizuka Seiki Co., Ltd. | Press for powder metallurgy |
| JP3576033B2 (ja) | 1999-03-31 | 2004-10-13 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60257566A (ja) * | 1984-06-04 | 1985-12-19 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
-
1985
- 1985-09-05 JP JP60196167A patent/JPS6255960A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60257566A (ja) * | 1984-06-04 | 1985-12-19 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6255960A (ja) | 1987-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |