JPS59196667A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JPS59196667A
JPS59196667A JP58070983A JP7098383A JPS59196667A JP S59196667 A JPS59196667 A JP S59196667A JP 58070983 A JP58070983 A JP 58070983A JP 7098383 A JP7098383 A JP 7098383A JP S59196667 A JPS59196667 A JP S59196667A
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JP
Japan
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drain region
type
substrate
region
single crystal
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Pending
Application number
JP58070983A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Suzuki
伸夫 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS59196667A publication Critical patent/JPS59196667A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14887Blooming suppression

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • 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。

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し、特にプルーミング現象及
びスミア現象抑止機能を有する固体撮像装置に係わる。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、固体撮像装置例えばインタライン転送形イメージ
センサとしては、第」図に示すものが知られている。
図中の1は、例えばp型半導体基板である。
この基板1の収部の中央付近には、光入射によシ生成し
た信号d荷を蓄積するだめのn+型の半導体領域(感光
部)2が形成されている。また、前記基板1表面には、
前記1(&先部2(:、近接して垂直シフトレソスタの
一部を(1〜成するi型の埋込み領域3が形成されてい
る。更に、前記基板1表面には、過度な光入力により前
記感光部2に発生した過剰な電荷を排出するn+十型の
オーバーフロードレイン領域(0,F、D領域)4が、
前記感光部2に近接して形成されている。
更にまた、前記基板1吸面には、前記感光部2.0、I
’、D領域4間に位置するようにnj尚5が設けられ、
かつ感光部2を囲むようにp+型のチャネル阻止領域6
が設けられている。前記感光部2等を含む基板1上には
、絶縁膜7が被覆されている。この絶縁膜7内には、夫
々異なる画素の第1層目の転送電極81r82が設けら
れ、更に前記転送電極81と対となる第2層目の転送電
極9が設けられている。なお、転送電極819は前記感
光部2に蓄積された信号電荷を読み出す貌出し部となる
。前記絶縁膜7上には、前記感光部2に対応する部分に
開孔窓10を有する例えばAtからなる光シールド膜1
1が設けられている。この光シールド膜11を含む絶R
膜z上には、保護膜12が設けられている。
しかしながら、上記構造のイメージセンサは、ブルーミ
ング現象を抑止するために基板1衣面にO,F、D領域
4を設けていることから、画素サイズが2/3インチ、
1/2インチ、8rmnと次第に小さくなった場合、水
平方向の高集積化に限度があった。その結果、両糸や信
号電荷の読出し手段を高集積化できず、イメージセンサ
の解像力を満足に向上できないという問題があった。
また、感光部2に入射した入射光のうち長波長成分は基
板1の奥深い所で光電変換されるため、発生した電荷が
1iJ4?する垂直シフトレジスタの埋込み領域に侵入
し、スミア現象をもたらすO このようなことから、従来、第2図に示すイメージセン
サが知られている。図中の21は、例えばn型の半導体
基板である。この基板1表面には、浅いP−ウェル領域
22と深いP−ウェル領域23が夫々形成されている。
前記浅いP−ウェル領域22表面には、既述した層型の
半導体領域(感光部)2が設けられている。
一方、深いP−ウェル領域23表面には、層型の埋込み
領域3及びp+型のチャネル阻止領域6が設けられてい
る。前記P−ウェル領域22゜23上には、内部に第1
層目の転送電極81 。
82、第2層目の転送電極9を所定距離おいて有した絶
縁膜7が設けられている。更に、この絶縁膜7上には、
光シールド膜11、保護膜12が設けられている。
前述した第2図図示のイメージセ/すは、浅いP−ウェ
ル領域22を深いP−ウェル領域23における電位井戸
の差を利用することにより、過剰の電荷を浅いP−ウェ
ル領域22下の基板21側に排除する(ブルーミング現
象抑制機能)とともに、P−ウェル領域22を設けるこ
とによって長波長光を基板21に排除する(スミア現象
抑制機能)。しかしながら、上記イメージセ/すにおい
ては、P−ウェル領域22,23は通常基板21表面へ
の不純物のイオン注入、熱処理によって形成されるため
、深いP−ウェル領域23の形成に際し、イオン注入し
た不純物が熱処理によシ横方向にも拡散し、画素サイズ
が小さくなってきた場合、第2図に示したような浅いP
−ウェル領域22を形成することは困難になってくる。
そうした場合、ブルーミング現象を抑制するような機能
が得られない。したがって、前述した第1図図示の問題
点を解消するには至らなかった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ブルーミン
グ現象、スミア現象を抑止するとともに、解像力を向上
し得る固体撮像装置を提供することを目的とするもので
ある。
〔発明の概要〕
本発明は、第1導電型の半導体基板の表面に過剰な電荷
が排出される第2導成型のドレイン1域を設け、このド
レイン領域を含む前記基板上に半導体単結晶を設け、こ
の単結晶表面に光入射によシ生成された信号電荷を蓄積
する第2導電型の半導体領域を前記ドレイン領域の上方
に位置するように設け、更にこの半導体領域に蓄積され
る信号電荷を順次読み出す読み出し手段を設けることに
よって、ブルーミング現象、スミア現象?抑止できると
ともに、解像力を向上し得るものである。
実施例 以下、本発明の一実施例であるインクライン転送形イメ
ージセンサを第3図(a)〜(C)、第4図及び第5図
に示す製造方法を併記して説明する。
〔1〕まず、例えばp型のSt基板31表面の感光部形
成予定部下に位置する部分に、n型不純物例えば砒素を
イオン注入し、熱処理音節してn千生型のドレイン領域
32を形成した。つづいて、エピタキシャル法によシこ
のドレイン領域32を含む基板31上にp型の単結晶シ
リコン層33を形成した(第3図(−)図示)。次いで
、このシリコン層33表面に、常法により光入射によシ
生成した信号電荷を蓄積するn中型の半導体領域(感光
部)34、この感光部34に近接した垂直シフトレジス
タの一部を構成するn+型の埋込み領域35、p+型の
チャネル阻止領域36及びドレイン領域32と接続する
n中型層(図示せず)を夫々形成した(第3図(b)図
示)。
なお、前記感光部340面積はドレイン領域32の面積
よりも小さい。
〔11〕次に、前記感光部34等を含むシリコン層33
上に常法により第1の絶縁j摸371を介して例えば多
結晶シリコンからなる第1層目の転送′電極381.3
82を設けた。つづいて、第2の絶縁膜372金介して
第2層目の転送電極39を形成した。次いで、この転送
電極39を含む絶縁膜372上に、第3の絶縁膜373
を形成した。以下、上記第1〜第3の絶縁膜371〜3
73を総称して単に絶縁膜4oと呼ぶ。更に、この絶縁
膜4oの前記層型層4ノに対応する部分にコンタクト部
42を形成した後、全面にAtを蒸着した。しかる後、
パターニングを行なって前記感光部34に対応する部分
に開孔窓43を有するとともに、前記コンタクト部42
を介してi型層41に接続する光シールド膜44を形成
した。なお、この光シールド膜44により一定の直流電
流を前記ドレイン領域32に印加される。ひきつづき、
光シールド膜44を含む絶縁膜4θ上に保詭膜としての
リン。
ケイ酸ガラス膜(PSG膜)45を形成し、インタライ
ン転送形のイメージセンサを製造した(第3図(C)、
第4図及び第5図図示)。なお、第4図は第3図(c)
の縮小平面図であり、第4図中の46・・・は垂直シフ
トレノスタを、47・・・は画素を夫々示す。また、第
5図は第4図のX−X線に沿う拡大断面図を示す。
本発明のイメージセンサは、第3図(C)、第4図及び
第5図に示す如く、p型のSt基板31表面にn中子型
のドレイン領域32を設け、このドレイン領域32を含
む基板31上にp型の単結晶シリコン層33を設け、こ
のシリコン層33表面に前自己ドレイン領域32の上方
に位置するようにn中型の感光部34を設け、更にこの
感光部34に近接した前記単結晶層31表面にi型の埋
込み領域35を設けた構造となっている。
こうした構造のイメージセンサにおいて、感光部34で
生成された過剰電Wをドレイン領域32に接続された光
シールド膜44に一定の正電圧を印加することによって
、ドレイン領域32に排除でき、ブルーミング現象、ス
ミア現象の発生を回避できる。第6図は、感光部34の
深さ方向に沿って測定した上記イメージセンサにおける
電位曲線を示す特性図であシ、図中の())は感光部3
4中の電位曲線を、(イ)は単結晶シリコン層33中の
電位曲線を、(ロ)はドレイン領域32中の電位曲線を
、に)はSt基板3ノ中の電位曲線を夫々示す。同図よ
り、感光部34で発生した電荷は、通常電位曲線(7)
に沿って紙面に垂直方向に送られるが、電荷が過剰に々
るとtU電位曲線イ)の電位ピーク点を越えて右方向の
ドレイン領域32に送られるととが0tf7 it’M
できる。また長波長が入ってきた場合でも、発生した1
に荷はドレイン領域に捨てられる。
さらに、第1図図示の従来のイメージセンサの如く、基
板表面に過剰に荷の排出を目的としてO,F、D領域を
設ける必−決がないため、従来と比べ水平方向の高集積
化でき、感光画素をより多く配列してイメージセンサの
解像力を向上できる。
なお、上記実施例において、Si貼板、感光部等の導′
I8型は前述した場合に限らず、反対−h′屯型でもよ
い。
また、上記実施例では固体撮トり装置i’eとしてイン
タライン転送形イメージセンサ(エリア・イメージ・セ
ンサ)の場合について述べだが、これに限らず、リニア
・イメージ・センサにモ適用できる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、ブルーミング現象、
スミア規板を抑止するとともに、解像力を向上し得るイ
ンタライン転送形イメージセンザ等の同体撮像装置を提
供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のインクライン転送形イメージ七ンサの断
面図、第2図は従来の他のインタライン転送形イメージ
センサの断面図、第3(a)〜(c)は本発明の一実施
例を示すインタライン転送形イメージセンサを製造工程
11に示す1所面図、第4図は第3図(c)の縮小平面
図、第5図は第4図のX−X線に沿う拡大断面ト1、第
6図は第3図(C)、第4図及び第5図図示のイメージ
センサの感光部の閉さ方向の一位曲腺を示す特性図であ
る。 31・・・p型のSt基板、32・・・n++型のドレ
イン領域、33・・・p型の単結晶シソフシ層、34・
・・n+型の半導体領域(感光部)、35・・・n+型
の埋込み領域、36・・・p+型のチャネル阻止領域、
371〜373.40・・・絶縁j真1.3B、。 382.39・・・転送電極、41・・・計型層、42
・・・コンタクト部、43・・・開孔1?μ、44・・
・光ンールド膜、45・・・PSG膜、46・・・垂直
シフトレノスタ、47・・・画素。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 0 第2図 0 第3図 第5図 第6図 謀さ− 405−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の半導体基板と、この基板の表面に設けられ
    過剰な電荷が排出される第2導電型のドレイン領域と、
    このドレイン領域を含む前記基板上に設けられた半導体
    単結晶層と、この単結晶層表面に前記ドレイン領域の上
    方に位置するように設けられ、光入射によ)生成された
    信号tE荷を蓄積する第2導電型の半導体領域と、この
    半導体領域に蓄積される信号電荷を順次読み出す読み出
    し手段とを具備することを特徴とする同体撮像装置。
JP58070983A 1983-04-22 1983-04-22 固体撮像装置 Pending JPS59196667A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58070983A JPS59196667A (ja) 1983-04-22 1983-04-22 固体撮像装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58070983A JPS59196667A (ja) 1983-04-22 1983-04-22 固体撮像装置

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Publication Number Publication Date
JPS59196667A true JPS59196667A (ja) 1984-11-08

Family

ID=13447267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58070983A Pending JPS59196667A (ja) 1983-04-22 1983-04-22 固体撮像装置

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JP (1) JPS59196667A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4916501A (en) * 1988-06-24 1990-04-10 Thomson-Csf CCD frame transfer photosensitive matrix with vertical anti-blooming system
US5005062A (en) * 1988-08-10 1991-04-02 U.S. Philips Corporation Image sensor device of the frame transfer type
US5416345A (en) * 1991-03-28 1995-05-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state image sensor with dark-current eliminator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4916501A (en) * 1988-06-24 1990-04-10 Thomson-Csf CCD frame transfer photosensitive matrix with vertical anti-blooming system
US5005062A (en) * 1988-08-10 1991-04-02 U.S. Philips Corporation Image sensor device of the frame transfer type
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