JPS62290175A - 電荷転送デバイス - Google Patents
電荷転送デバイスInfo
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- JPS62290175A JPS62290175A JP61131778A JP13177886A JPS62290175A JP S62290175 A JPS62290175 A JP S62290175A JP 61131778 A JP61131778 A JP 61131778A JP 13177886 A JP13177886 A JP 13177886A JP S62290175 A JPS62290175 A JP S62290175A
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Landscapes
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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】
3、発明の詳細な説明
技術分デ?
未発11は電荷転送デバイスに関し、特に転送電荷量を
多くできる埋め込みチャネル型電荷転送デバイス(1:
[:D)に関する。
多くできる埋め込みチャネル型電荷転送デバイス(1:
[:D)に関する。
背景技術
埋め込みチャネル型CODは、半導体基板の表面に逆伝
導型の誘導チャネルが形成され、このチャネルの中で可
動電荷の蓄積および転送が行われる。チャネルに対応し
て基板の表面に複数の電極が配列され、これらの電極に
駆動クロックを印加することによりチャネルの中で可動
電荷の転送が行われる。
導型の誘導チャネルが形成され、このチャネルの中で可
動電荷の蓄積および転送が行われる。チャネルに対応し
て基板の表面に複数の電極が配列され、これらの電極に
駆動クロックを印加することによりチャネルの中で可動
電荷の転送が行われる。
従来、これらの電極の面は半導体基板の一方の主表面に
平行に配置されており、このため電極に対応して形成さ
れる電荷転送用のチャネルも基板の主表面に平行に形成
されていた。
平行に配置されており、このため電極に対応して形成さ
れる電荷転送用のチャネルも基板の主表面に平行に形成
されていた。
したがって、撮像素子として用いる場合の解像度を向上
させるため微細化構造にすると、電極面が狭くなり、こ
れに応じてチャネルも狭くなるため、転送電荷量が減少
する欠点があった。
させるため微細化構造にすると、電極面が狭くなり、こ
れに応じてチャネルも狭くなるため、転送電荷量が減少
する欠点があった。
また、電極が基板の主表面に平行に形成されているため
、撮像素子として用いる場合に入射光がII!:極によ
り遮られるので、感度が低下する欠点があった。
、撮像素子として用いる場合に入射光がII!:極によ
り遮られるので、感度が低下する欠点があった。
目的
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、微細化構
造とした場合にも大きな転送電荷量を得ることができ、
かつ感度の高い埋め込みチャネル型電荷転送デバイスを
提供することを[1的とする。
造とした場合にも大きな転送電荷量を得ることができ、
かつ感度の高い埋め込みチャネル型電荷転送デバイスを
提供することを[1的とする。
発明の開示
本発明によれば、半導体基板と、半導体基板に形成され
た逆伝導型の埋め込みチャネルと、埋め込みチャネルに
対応して配こされた複数の電極を有し、電極に駆動パル
スを印加することにより電荷を転送する電荷転送デバイ
スは、複数の電極が基板の主面に設けられた溝部に埋め
込まれて配置され、チャネルが電極に平行に形成される
ものである。
た逆伝導型の埋め込みチャネルと、埋め込みチャネルに
対応して配こされた複数の電極を有し、電極に駆動パル
スを印加することにより電荷を転送する電荷転送デバイ
スは、複数の電極が基板の主面に設けられた溝部に埋め
込まれて配置され、チャネルが電極に平行に形成される
ものである。
実施例の説明
次に添付図面を参照して本発明による電荷転送デバイス
の実施例を詳細に説明する。
の実施例を詳細に説明する。
第1図には本発明による電荷転送デバイスの一実施例が
示されている。
示されている。
p型基板2の表面に複数の溝4b、4c、4d、4e・
・・が形成され、p型基板2の表面および溝4b、 4
c、4d、4e・・・の内表面にはS r 02の絶縁
層6が形成されている。[4b、4C14d、4e・・
・には電極8b、8c、8d、8 e−=が装着されて
いる。電極8b、8c、8d、8e・・・はそれぞれ基
板2の表面に垂直に、かつ電荷の転送方向に長く形成さ
れ、〃いに平行に配置されている。
・・が形成され、p型基板2の表面および溝4b、 4
c、4d、4e・・・の内表面にはS r 02の絶縁
層6が形成されている。[4b、4C14d、4e・・
・には電極8b、8c、8d、8 e−=が装着されて
いる。電極8b、8c、8d、8e・・・はそれぞれ基
板2の表面に垂直に、かつ電荷の転送方向に長く形成さ
れ、〃いに平行に配置されている。
第1図のデバイスの平面図が第2図に示されている。第
2図では第1図に示された部分にさらに電極8aを加え
た状態が示されている。
2図では第1図に示された部分にさらに電極8aを加え
た状態が示されている。
第2図に示すように、電極8a、8c、8a・・・はク
ロックパルス源φl、電極8b、8d・・・はクロック
パルス源φ2に、それぞれ接続され、クロックパルス源
φlおよびφ1は交Wにハイレベルとなるクロックパル
スが印加される。
ロックパルス源φl、電極8b、8d・・・はクロック
パルス源φ2に、それぞれ接続され、クロックパルス源
φlおよびφ1は交Wにハイレベルとなるクロックパル
スが印加される。
電極8a、8b、8C18d、8e・・・のそれぞれの
間には8C58d、8e・・・の長手方向に伸び、各セ
ルは領域I■■■を有している0例えば電極8aと電極
8bの間においては、領域IIIは電極8aの電極8b
側に絶縁層6を介して隣接されたn型チャネルであり、
領域Iはn−領域、領域■はn領域である。領域■■は
電極8bの電極8a側に絶縁層6を介して隣接されたn
型チャネルであり、領域■はn−領域、領域■はn領域
である。領域■と領域■とは第2図に示すようにその一
部が接触して設けられている。
間には8C58d、8e・・・の長手方向に伸び、各セ
ルは領域I■■■を有している0例えば電極8aと電極
8bの間においては、領域IIIは電極8aの電極8b
側に絶縁層6を介して隣接されたn型チャネルであり、
領域Iはn−領域、領域■はn領域である。領域■■は
電極8bの電極8a側に絶縁層6を介して隣接されたn
型チャネルであり、領域■はn−領域、領域■はn領域
である。領域■と領域■とは第2図に示すようにその一
部が接触して設けられている。
第2図のA−A線、B−B線、C−C線、D−D線断面
におけるポテンシャルが第3図(a)〜(d)に示され
ている。
におけるポテンシャルが第3図(a)〜(d)に示され
ている。
第3図(a)においてa、bは、電極8aにクロックパ
ルス源φlからローレベルの電圧VL (=0)、電極
8bにクロックパルス源φ2からハイレベルの電圧VH
が印加されているときの^−A線、 B−B線における
ポテンシャルをそれぞれ示す、また、第3図(b)c7
)c、dは、同じ時(7)C−C線、11−D線におけ
るポテンシャルをそれぞれ示す。
ルス源φlからローレベルの電圧VL (=0)、電極
8bにクロックパルス源φ2からハイレベルの電圧VH
が印加されているときの^−A線、 B−B線における
ポテンシャルをそれぞれ示す、また、第3図(b)c7
)c、dは、同じ時(7)C−C線、11−D線におけ
るポテンシャルをそれぞれ示す。
in 3M (M ”l (h )frz ll−+
4、スヒ; L−/F r*−pt +s ++。
4、スヒ; L−/F r*−pt +s ++。
スφ1 =VL 、 φ2=VH(7)ときには、領域
IIIにはローレベルの電圧VLが印加されているから
、ポテンシャルが小さい、領域Hのポテンシャルは不純
物濃度の差により領域工よりも大きい。
IIIにはローレベルの電圧VLが印加されているから
、ポテンシャルが小さい、領域Hのポテンシャルは不純
物濃度の差により領域工よりも大きい。
一方このとき領域■■にはハイレベルの電圧VHが印加
されているから、ポテンシャルが大きい。
されているから、ポテンシャルが大きい。
領域■のポテンシャルは不純物濃度の差により領域■よ
りも大きい、したがってポテンシャルはI<n<I[[
<IV の順となる。
りも大きい、したがってポテンシャルはI<n<I[[
<IV の順となる。
第3図(C)のa、bは、電極8aにクロックパルス源
φlからハイレベルの電圧VH,電極8bにクロックパ
ルス源φ2からローレベルの電圧VL(−〇)が印加さ
れているときのA−A i、B−B線におけるポテンシ
ャルをそれぞれ示す、また、第3図(d)のC1,dは
、同じ時(1)C−C線、D−rJ線ニオけるポテンシ
ャルを示す。
φlからハイレベルの電圧VH,電極8bにクロックパ
ルス源φ2からローレベルの電圧VL(−〇)が印加さ
れているときのA−A i、B−B線におけるポテンシ
ャルをそれぞれ示す、また、第3図(d)のC1,dは
、同じ時(1)C−C線、D−rJ線ニオけるポテンシ
ャルを示す。
第3図(c)(d)かられかるように、クロックパルス
φ1=VH、φ2 =VL ノ、!:きには、領域II
Iにはハイレベルの電圧VHが印加されているから、ポ
テンシャルが大きい、このとき領域mlVにはローレベ
ルの電圧VLが印加されているから、ポテンシャルが小
さい。
φ1=VH、φ2 =VL ノ、!:きには、領域II
Iにはハイレベルの電圧VHが印加されているから、ポ
テンシャルが大きい、このとき領域mlVにはローレベ
ルの電圧VLが印加されているから、ポテンシャルが小
さい。
したがってポテンシャルは
m<rv<t<n
の順となる。
以上のような各領域のポテンシャルの変化によって、電
荷が第2図の矢印方向に転送される。
荷が第2図の矢印方向に転送される。
本実施例によれば、電極8a、8b、8c、8d、8
e−・が基板2の表面に垂直に形成され、チャネルもこ
れに応じて基板2の表面に垂直に形成されている。した
がって、デバイスを微細化して基板2の表面積が小さく
なった場合にも、電極8a、8b、8c、8d、8e・
・・の面を大きくでき、これに対応するチャネルの幅も
大きくできるから、転送電荷量を大きくすることができ
、ダイナミックレンジを大きくできる。
e−・が基板2の表面に垂直に形成され、チャネルもこ
れに応じて基板2の表面に垂直に形成されている。した
がって、デバイスを微細化して基板2の表面積が小さく
なった場合にも、電極8a、8b、8c、8d、8e・
・・の面を大きくでき、これに対応するチャネルの幅も
大きくできるから、転送電荷量を大きくすることができ
、ダイナミックレンジを大きくできる。
また、従来の、転送電極が基板の表面に平行に配置され
ているもののように、チャネルへの入射光が電極により
遮られることがないから、高い感度が得られる。
ているもののように、チャネルへの入射光が電極により
遮られることがないから、高い感度が得られる。
上記の実施例は、電極8a、 8b、8c、8d、8e
・・−が基板2の表面に垂直に装着されているが、基板
2の表面に設けた溝4a、4b、 4c、4d、4e・
・・に電極8a、8b、8C18d、8 e ・−・を
埋め込み、電極8a、8b、8c、8d、8e・・・に
隣接してチャネルを設けるものであれば、電極8a、8
b、 8c、8d、8 e ・−の方向および形状は任
意に選択できる。
・・−が基板2の表面に垂直に装着されているが、基板
2の表面に設けた溝4a、4b、 4c、4d、4e・
・・に電極8a、8b、8C18d、8 e ・−・を
埋め込み、電極8a、8b、8c、8d、8e・・・に
隣接してチャネルを設けるものであれば、電極8a、8
b、 8c、8d、8 e ・−の方向および形状は任
意に選択できる。
また、上記実施例は2相駆動の例について説明したが、
本発明は3相駆動、4相駆動あるいはl相バーチャルフ
エイズ、2相パーチヤルフエイズの場合にも適用できる
。また、これらの場合に、例えばn型基板にp型ウェル
を形成しp型中エル上にn型チャネルを形成したデバイ
スにおいて、p型ウェルの一部の厚さを異なるものとし
、n型基板を電極としてn型基板からp A¥ウェルを
介して駆動パルスを印加することが考えられるが、この
ようなデバイスにも適用できる。さらに、駆動パルスを
回加する雪掻と1710112合ダイオードを用いるデ
バイスにも適用できる。
本発明は3相駆動、4相駆動あるいはl相バーチャルフ
エイズ、2相パーチヤルフエイズの場合にも適用できる
。また、これらの場合に、例えばn型基板にp型ウェル
を形成しp型中エル上にn型チャネルを形成したデバイ
スにおいて、p型ウェルの一部の厚さを異なるものとし
、n型基板を電極としてn型基板からp A¥ウェルを
介して駆動パルスを印加することが考えられるが、この
ようなデバイスにも適用できる。さらに、駆動パルスを
回加する雪掻と1710112合ダイオードを用いるデ
バイスにも適用できる。
第1図、第2図の電荷転送デバイスの製造工程の一実施
例が第4図(a)〜(e)に示されている。
例が第4図(a)〜(e)に示されている。
まず、第4図(a)に示されるような、ドーピング密度
2 ! 1015/ cm” (1) p型の単結晶基
&2が使用される。このp型基板2の表面に、リン(P
)またはヒ素(As)をエネルギ200keV、線:1
)2 X 1012/C履2で打ち込む、これによりn
型チャネル10が形成される。
2 ! 1015/ cm” (1) p型の単結晶基
&2が使用される。このp型基板2の表面に、リン(P
)またはヒ素(As)をエネルギ200keV、線:1
)2 X 1012/C履2で打ち込む、これによりn
型チャネル10が形成される。
次に、フォトレジスト(図示せず)を載せ、第4図(b
)に示すように、溝4a、4b、4c・・・をプラズマ
エツチングまたはI’llE (リアクティブ、イオ
ン、エツチング)などにより形成する。
)に示すように、溝4a、4b、4c・・・をプラズマ
エツチングまたはI’llE (リアクティブ、イオ
ン、エツチング)などにより形成する。
さらに、第4図(C)に示すように、1つおきの溝4a
、4cの内面をS + 02等のマスク材(図示せず)
で覆い、BSCまたはポロンナイトライドを固相拡散さ
せて第4図(C)に示すようにマスクで覆われていない
溝4bの内面に隣接する部分をp型領域12とし、さら
に、ノ、(板表面からホウ素(B)を打ち込み、基板表
面をp型領域14にする。
、4cの内面をS + 02等のマスク材(図示せず)
で覆い、BSCまたはポロンナイトライドを固相拡散さ
せて第4図(C)に示すようにマスクで覆われていない
溝4bの内面に隣接する部分をp型領域12とし、さら
に、ノ、(板表面からホウ素(B)を打ち込み、基板表
面をp型領域14にする。
次に、第4図(d)に示すように、得られた基板表面お
よび溝4a、4b、 4c・・・の内面に、酸化法によ
ってS + 02の絶縁層6を所望の厚さに形成する。
よび溝4a、4b、 4c・・・の内面に、酸化法によ
ってS + 02の絶縁層6を所望の厚さに形成する。
さらに、基板表面に多結晶シリコン層を形成し、フォト
レジストを用いてプラズマエツチングし、第4図(e)
に示すように溝4a、4b、4c・・・の内部に電極8
d、8b、8cを形成する。
レジストを用いてプラズマエツチングし、第4図(e)
に示すように溝4a、4b、4c・・・の内部に電極8
d、8b、8cを形成する。
このようにして、第1図および第2図に示すような電荷
転送デバイスが製造される。なお、各不純物の打ち込み
後には熱処理が行われ、打ち込み不純物がシリコン内に
適切な深さまで拡散して正しいポテンシャル分布状態が
形成される。
転送デバイスが製造される。なお、各不純物の打ち込み
後には熱処理が行われ、打ち込み不純物がシリコン内に
適切な深さまで拡散して正しいポテンシャル分布状態が
形成される。
なお、上記の実施例において、n型シリコン基板を材料
としてp型チャネルのCCDを製作する場合には各極性
を逆にすればよい、また、アンチモン化インジウムやテ
ルル化水銀カドミウムなどの[−V、II−IT化合物
を含む半導体を使用してもよい。
としてp型チャネルのCCDを製作する場合には各極性
を逆にすればよい、また、アンチモン化インジウムやテ
ルル化水銀カドミウムなどの[−V、II−IT化合物
を含む半導体を使用してもよい。
効 果
本発明によれば、)、(板表面の溝内に電極を配こし、
この電極に平行にチャネルを形成しているから、)^板
表面に平行に電極を配置するものと異なり、微細化構造
とした場合にもチャネル幅を大きくすることができる。
この電極に平行にチャネルを形成しているから、)^板
表面に平行に電極を配置するものと異なり、微細化構造
とした場合にもチャネル幅を大きくすることができる。
したがって、転送電荷量を多くでさ、ダイナミックレン
ジを大きくすることができる。
ジを大きくすることができる。
また基板表面に電極が配置されていないから、イメージ
センサとして用いる場合に、高い感度を得ることができ
る。
センサとして用いる場合に、高い感度を得ることができ
る。
第1図は本発明による電荷転送デバイスの一実施例の斜
視図、 第2図は第1図のデバイスのモ面図、 第3図(a)〜(d)は第1図、第2図のデバイスのポ
テンシャルを示す図、 第4図は第1図、第2図のデバイスの製造工程の一例を
示す図である。 主要部分の符号の説1!1 2・・・・・・・基板 4a、4b、4c、4d、4e 、 &W6 、、、、
、、絶縁層 8a、8b、8c、8d、8e 、電極10、、、、、
、、nチャネル 12、+4 、 、 、 、 、 P型領域特許出願人
富士写真フィルム株式会社代 理 人 書取 孝雄 丸山 隆夫 第1図 第3図 (a) (c) (b) (d) 第4図
視図、 第2図は第1図のデバイスのモ面図、 第3図(a)〜(d)は第1図、第2図のデバイスのポ
テンシャルを示す図、 第4図は第1図、第2図のデバイスの製造工程の一例を
示す図である。 主要部分の符号の説1!1 2・・・・・・・基板 4a、4b、4c、4d、4e 、 &W6 、、、、
、、絶縁層 8a、8b、8c、8d、8e 、電極10、、、、、
、、nチャネル 12、+4 、 、 、 、 、 P型領域特許出願人
富士写真フィルム株式会社代 理 人 書取 孝雄 丸山 隆夫 第1図 第3図 (a) (c) (b) (d) 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基板と、 該半導体基板に形成された逆伝導型の埋め込みチャネル
と、 該埋め込みチャネルに対応して配置された複数の電極を
有し、 該電極に駆動パルスを印加することにより電荷を転送す
る電荷転送デバイスにおいて、該デバイスは、 前記複数の電極が前記基板の主面に設けられた溝部に埋
め込まれて配置され、前記チャネルが該電極に平行に形
成されることを特徴とする電荷転送デバイス。 2、特許請求の範囲第1項記載のデバイスにおいて、前
記複数の電極は、前記基板の主面に垂直に形成され、前
記チャネルも前記基板の主面に垂直に形成されることを
特徴とする電荷転送デバイス。 3、特許請求の範囲第1項記載のデバイスにおいて、前
記複数の電極は前記基板の主面に垂直に平行に配置され
、前記チャネルは、該複数の電極のうち隣接する一対の
電極に対応して形成され、該一対の電極のうち一方の電
極に対応して他の電極側に形成された部分と、該一対の
電極のうち他方の電極に対応して前記一方の電極側に形
成された部分とからなり、該2つの部分が連続して形成
され、前記一対の電極に2層の駆動パルスを印加するこ
とにより電荷を転送することを特徴とする電荷転送デバ
イス。 4、特許請求の範囲第1項記載のデバイスにおいて、該
デバイスは、前記電極に前記チャネルが対応して形成さ
れている部分の該電極の反対側に他のチャネルが対応し
て形成されていることを特徴とする電荷転送デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61131778A JPH0714050B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 電荷転送デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61131778A JPH0714050B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 電荷転送デバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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WO2004109235A3 (de) * | 2003-06-11 | 2005-08-25 | Daimler Chrysler Ag | Optisches sensorelement und sensoranordnung |
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1986
- 1986-06-09 JP JP61131778A patent/JPH0714050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH02226734A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
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