JPH0475383A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0475383A JPH0475383A JP2189822A JP18982290A JPH0475383A JP H0475383 A JPH0475383 A JP H0475383A JP 2189822 A JP2189822 A JP 2189822A JP 18982290 A JP18982290 A JP 18982290A JP H0475383 A JPH0475383 A JP H0475383A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 11
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- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 3
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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〕
本発明は固体撮像素子に関し、特に電荷結合素子(CC
D)を用いた固体撮像素子に関する。
D)を用いた固体撮像素子に関する。
第3図は従来の固体撮像素子、例えばCCDラインセン
サの光電変換部の断面図である。同図において、2はp
型シリコン基板、3はn型不純物層、6はp゛型不純物
層、7は各領域を分離するp”型チャネルストッパ、9
は埋込チャネルCCD部としてのn−型不純物層、IO
は絶縁膜、11はトランスファゲート電極、12はCC
Dレジスタ電極である。前記n型不純物層3とp°型不
純物層6とその周囲のp型シリコン基板2で光電変換部
1を構成し、n−型不純物層9とトランスファゲート電
極11とCCDレジスタ電極12で電荷転送部(電荷結
合部)8を構成している。
サの光電変換部の断面図である。同図において、2はp
型シリコン基板、3はn型不純物層、6はp゛型不純物
層、7は各領域を分離するp”型チャネルストッパ、9
は埋込チャネルCCD部としてのn−型不純物層、IO
は絶縁膜、11はトランスファゲート電極、12はCC
Dレジスタ電極である。前記n型不純物層3とp°型不
純物層6とその周囲のp型シリコン基板2で光電変換部
1を構成し、n−型不純物層9とトランスファゲート電
極11とCCDレジスタ電極12で電荷転送部(電荷結
合部)8を構成している。
第4図は第3図のCCDラインセンサの動作を説明する
ためのポテンシャル図である。t−j +のとき、n型
不純物層3およびその周囲の空乏層内に入射した光は、
ここで光電変換されて信号電荷となり、光電変換部1に
蓄積される。このときトランスファゲート電極11直下
のポテンシャルは光電変換部1のポテンシャルよりも小
さい。
ためのポテンシャル図である。t−j +のとき、n型
不純物層3およびその周囲の空乏層内に入射した光は、
ここで光電変換されて信号電荷となり、光電変換部1に
蓄積される。このときトランスファゲート電極11直下
のポテンシャルは光電変換部1のポテンシャルよりも小
さい。
t=tzのとき、トランスファゲート電極11直下のポ
テンシャルは光電変換部1のポテンシャルよりも大きく
なり、光電変換部1に蓄積されていた信号電荷はトラン
スファゲート電極11の直下を通って電荷転送部8へ送
り込まれる′。
テンシャルは光電変換部1のポテンシャルよりも大きく
なり、光電変換部1に蓄積されていた信号電荷はトラン
スファゲート電極11の直下を通って電荷転送部8へ送
り込まれる′。
上述した従来の構造では、入射光を光電変換するn型不
純物層3の濃度が低いので、光電変換部1の基板表面か
らの空乏層の幅が広がり、光電変換部の電荷蓄積容量が
小さくなるため、飽和信号電荷量が少ないという問題が
ある。
純物層3の濃度が低いので、光電変換部1の基板表面か
らの空乏層の幅が広がり、光電変換部の電荷蓄積容量が
小さくなるため、飽和信号電荷量が少ないという問題が
ある。
逆に、n型不純物層3を高濃度に形成すると、空乏層の
幅が狭くなり、入射光にょる光電変換電荷を信号電荷と
して捕らえることが困難になる。
幅が狭くなり、入射光にょる光電変換電荷を信号電荷と
して捕らえることが困難になる。
また、n型不純物層3を浅く形成したときには、この不
純物層より深い位置に到達した入射光による充電変換電
荷を信号電荷として捕らえることが困難になり、感度の
劣化をまねく。
純物層より深い位置に到達した入射光による充電変換電
荷を信号電荷として捕らえることが困難になり、感度の
劣化をまねく。
本発明の目的は、感度の劣化および飽和信号電荷量の低
下を防止した固体撮像素子を提供することにある。
下を防止した固体撮像素子を提供することにある。
〔課題を解決するための手段)
本発明の固体撮像素子は、光電変換部を構成するために
半導体基板に設けた不純物層を、下層の中濃度層と、上
層の高濃度層とで2層に構成している。
半導体基板に設けた不純物層を、下層の中濃度層と、上
層の高濃度層とで2層に構成している。
この上層の高濃度層は、電荷転送部に設けた埋込チャネ
ルCCD部としての不純物層と同じ深さに形成している
。
ルCCD部としての不純物層と同じ深さに形成している
。
本発明によれば、光電変換部の不純物層を所要の深さに
形成しかつその上層を高濃度に形成することで、基板内
における入射光に対する感度特性を犠牲にすることなく
、電荷蓄積容量を増大することができる。
形成しかつその上層を高濃度に形成することで、基板内
における入射光に対する感度特性を犠牲にすることなく
、電荷蓄積容量を増大することができる。
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の断面図である。同図におい
て、1は光電変換部であり、ここではp型シリコン基板
2にn型不純物層3を形成している。このn型不純物層
3は下層のn型中濃度層4と、上層のn゛型型部濃度層
5で2層に構成している。また、このn型不純物層3の
表面部にはp゛゛不純物層6と、各領域を分離するp゛
゛チャネルストッパ層7とを形成している。
て、1は光電変換部であり、ここではp型シリコン基板
2にn型不純物層3を形成している。このn型不純物層
3は下層のn型中濃度層4と、上層のn゛型型部濃度層
5で2層に構成している。また、このn型不純物層3の
表面部にはp゛゛不純物層6と、各領域を分離するp゛
゛チャネルストッパ層7とを形成している。
一方、n型不純物層3と隣接する位置には、電荷転送部
(電荷結合部)8が構成され、前記p型シリコン基板2
に埋込チャネルCCD部としてのn−型不純物層9を形
成している。そして、p型シリコン基板2の表面に絶縁
膜10を形成し、この上にトランスファゲート電極11
とCCDレジスタ電8i!12を形成している。
(電荷結合部)8が構成され、前記p型シリコン基板2
に埋込チャネルCCD部としてのn−型不純物層9を形
成している。そして、p型シリコン基板2の表面に絶縁
膜10を形成し、この上にトランスファゲート電極11
とCCDレジスタ電8i!12を形成している。
第2図は第1図の素子の製造工程を示す断面図であり、
特にp型シリコン基板2における各不純物層の製造方法
を示す図である。
特にp型シリコン基板2における各不純物層の製造方法
を示す図である。
先ず、第2図(a)のように、p型シリコン基板2の表
面にn型不純物層3のn型中濃度層4をドーズ量2.2
X10”ell−”のリンイオン注入により深さ1.2
μmに形成する。
面にn型不純物層3のn型中濃度層4をドーズ量2.2
X10”ell−”のリンイオン注入により深さ1.2
μmに形成する。
次に、第2図(b)のように、P型シリコン基板2の表
面に埋込チャネルCCD部となるn−型不純物層9をド
ーズ量1.6X10”cm−”のリンイオン注入により
深さ0.6μmに形成する。このとき、同時にn型不純
物層3の上層側にも同様のイオン注入を行う。これによ
り、n型不純物層3では上層側において前記リンイオン
濃度が加算されてn゛型型部濃度層5形成され、前記n
型中濃度層4とで2層に構成される。
面に埋込チャネルCCD部となるn−型不純物層9をド
ーズ量1.6X10”cm−”のリンイオン注入により
深さ0.6μmに形成する。このとき、同時にn型不純
物層3の上層側にも同様のイオン注入を行う。これによ
り、n型不純物層3では上層側において前記リンイオン
濃度が加算されてn゛型型部濃度層5形成され、前記n
型中濃度層4とで2層に構成される。
以下、図示は省略するが、p+型不純物層6、P +
+1型チヤネルストツパ7、絶縁膜10.トランスファ
ゲート電極11.CCDレジスタ電極12を形成するこ
とで、第1図の構成を得ることができる。
+1型チヤネルストツパ7、絶縁膜10.トランスファ
ゲート電極11.CCDレジスタ電極12を形成するこ
とで、第1図の構成を得ることができる。
この構成によれば、充電変換動作および電荷転送動作は
第3図に示した従来例の場合と同じであるが、ここでは
光電変換部1を構成するn型不純物層3を所要の深さに
形成するとともに、その上層部にn゛型型部濃度層5形
成してその不純物濃度を高めているので、ポテンシャル
井戸の最深部が基板表面近くに位置することになり、空
乏層の容量が増加し、従来と比較して飽和出力電圧が向
上する。また、n型不純物層3は従来と同様の深さに形
成しているため、不純物層よりも深い位置に到達した入
射光による光電変換電荷を信号電荷として捕らえること
も可能である。
第3図に示した従来例の場合と同じであるが、ここでは
光電変換部1を構成するn型不純物層3を所要の深さに
形成するとともに、その上層部にn゛型型部濃度層5形
成してその不純物濃度を高めているので、ポテンシャル
井戸の最深部が基板表面近くに位置することになり、空
乏層の容量が増加し、従来と比較して飽和出力電圧が向
上する。また、n型不純物層3は従来と同様の深さに形
成しているため、不純物層よりも深い位置に到達した入
射光による光電変換電荷を信号電荷として捕らえること
も可能である。
以上説明したように本発明は、光電変換部を構成する不
純物層を、下層の中濃度層と、上層の高濃度層とで2層
に構成しているので、基板内深くで光電変換される入射
光に対する感度特性を犠牲にすることなく、光電変換部
における信号電荷の蓄積容量を増加させることができる
。これにより、所要の分光感度特性を保ちながら、飽和
出力電圧を向上させることができる効果がある。
純物層を、下層の中濃度層と、上層の高濃度層とで2層
に構成しているので、基板内深くで光電変換される入射
光に対する感度特性を犠牲にすることなく、光電変換部
における信号電荷の蓄積容量を増加させることができる
。これにより、所要の分光感度特性を保ちながら、飽和
出力電圧を向上させることができる効果がある。
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図(a)お
よび(b)は第1図の構造を製造する工程の一部を示す
縦断面図、第3図は従来の固体撮像素子の縦断面図、第
4図はCCDの動作を説明するためのポテンシャル図で
ある。 1・・・光電変換部、2・・・p型シリコン基板、3・
・・n型不純物層、4・・・n型中濃度層、5・・・n
゛型高濃度層、6・・・P゛型不純物層、7・・・p”
型チャネルストッパ層、8・・・電荷転送部、9・・・
n−型不純物層、10・・・絶縁膜、11・・・トラン
スファゲート電極、12・・・CCDレジスタ電極。 (a) 第2図 (b) p
よび(b)は第1図の構造を製造する工程の一部を示す
縦断面図、第3図は従来の固体撮像素子の縦断面図、第
4図はCCDの動作を説明するためのポテンシャル図で
ある。 1・・・光電変換部、2・・・p型シリコン基板、3・
・・n型不純物層、4・・・n型中濃度層、5・・・n
゛型高濃度層、6・・・P゛型不純物層、7・・・p”
型チャネルストッパ層、8・・・電荷転送部、9・・・
n−型不純物層、10・・・絶縁膜、11・・・トラン
スファゲート電極、12・・・CCDレジスタ電極。 (a) 第2図 (b) p
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一導電型の半導体基板に逆導電型の不純物層を形成
し、かつこの不純物の表面部に一導電型の不純物層を形
成した光電変換部と、この光電変換部とトランスファー
ゲート電極を介して結合される電荷転送部とを備える固
体撮像素子において、前記光電変換部の逆導電型の不純
物層を、下層の中濃度層と、上層の高濃度層とで2層に
構成したことを特徴とする固体撮像素子。 2、上層の高濃度層は、電荷転送部に設けた埋込チャネ
ルCCD部としての逆導電型の不純物層と同じ深さに形
成してなる特許請求の範囲第1項記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2189822A JP2964571B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2189822A JP2964571B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0475383A true JPH0475383A (ja) | 1992-03-10 |
JP2964571B2 JP2964571B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16247790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2189822A Expired - Fee Related JP2964571B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2964571B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04260369A (ja) * | 1991-02-15 | 1992-09-16 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JPH08288496A (ja) * | 1995-04-20 | 1996-11-01 | Nec Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
US6517213B1 (en) | 1997-03-31 | 2003-02-11 | Idec Izumi Corporation | Indicator device and illumination device |
JP2006108590A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
JP2008252123A (ja) * | 2008-06-18 | 2008-10-16 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
JP2013531879A (ja) * | 2010-05-18 | 2013-08-08 | ウードゥヴェ セミコンダクターズ | 非対称ゲート式マトリクス電荷転送イメージ・センサ |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP2189822A patent/JP2964571B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04260369A (ja) * | 1991-02-15 | 1992-09-16 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JPH08288496A (ja) * | 1995-04-20 | 1996-11-01 | Nec Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
US6517213B1 (en) | 1997-03-31 | 2003-02-11 | Idec Izumi Corporation | Indicator device and illumination device |
JP2006108590A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
JP2008252123A (ja) * | 2008-06-18 | 2008-10-16 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
JP2013531879A (ja) * | 2010-05-18 | 2013-08-08 | ウードゥヴェ セミコンダクターズ | 非対称ゲート式マトリクス電荷転送イメージ・センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2964571B2 (ja) | 1999-10-18 |
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