JP2002198507A - Solid-state image pickup element - Google Patents

Solid-state image pickup element

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JP2002198507A
JP2002198507A JP2000394514A JP2000394514A JP2002198507A JP 2002198507 A JP2002198507 A JP 2002198507A JP 2000394514 A JP2000394514 A JP 2000394514A JP 2000394514 A JP2000394514 A JP 2000394514A JP 2002198507 A JP2002198507 A JP 2002198507A
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JP
Japan
Prior art keywords
type semiconductor
solid
imaging device
state imaging
transfer register
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000394514A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Hamada
順一 濱田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JP2002198507A publication Critical patent/JP2002198507A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup element which can prevent color mixture between the horizontal picture elements of an image pickup signal. SOLUTION: P-type well areas 205 underlying vertical transfer register sections 80 are formed at deep positions in an N-type semiconductor substrate 60 in the thickness direction of the substrate 60. The deep P-type well areas 205 are formed to inhibit the horizontal movement of charges stored in a sensor section 70 through N-areas underlying the register sections 80. The well areas 205 are formed by implanting boron ions into the substrate 60 with high energy. The well areas 205 reach the vicinities of P-type well layers 201 and inhibit the horizontal movement of charges in the underlying layers of the register sections 80. Consequently, the color mixture between the horizontal picture elements of the image pickup signal can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マトリクス状に配
置された画素センサ部の信号電荷を垂直転送レジスタ部
と水平転送レジスタ部によって転送し、撮像信号として
出力する固体撮像素子に関し、特に撮像信号の水平方向
の画素間に生じる混色を防止する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device which transfers signal charges of a pixel sensor section arranged in a matrix by a vertical transfer register section and a horizontal transfer register section and outputs the signal charge as an image pickup signal. The present invention relates to a technique for preventing color mixture occurring between pixels in the horizontal direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、固体撮像素子のセンサ部と転送
レジスタの配置を説明するための概略平面図である。こ
のCCD固体撮像素子は、半導体基板10上に、それぞ
れ撮像画素を構成する複数のセンサ部20をマトリクス
状に配列するとともに、各センサ部20の垂直方向の配
列に沿って複数の垂直(V)転送レジスタ部30を設
け、さらに、各垂直レジスタ部30の一方の端部の外側
に水平(H)転送レジスタ部40を設けたものである。
各センサ部20は、例えばフォトダイオードの構成を有
しており、受光面から入射した光をその光量に応じた信
号電荷に変換する。垂直転送レジスタ部30では、この
センサ部20に蓄積された信号電荷を後述する読出しゲ
ート部を通して取り込んで垂直方向に転送し、水平転送
レジスタ部40では、垂直転送レジスタ部30からの信
号電荷を水平方向に転送し、画像信号として出力部50
より出力する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the arrangement of a sensor section and a transfer register of a solid-state image sensor. In the CCD solid-state imaging device, a plurality of sensor units 20 each constituting an imaging pixel are arranged in a matrix on a semiconductor substrate 10 and a plurality of vertical (V) lines are arranged along the vertical arrangement of the sensor units 20. A transfer register section 30 is provided, and a horizontal (H) transfer register section 40 is provided outside one end of each vertical register section 30.
Each sensor unit 20 has, for example, a configuration of a photodiode, and converts light incident from the light receiving surface into a signal charge corresponding to the light amount. The vertical transfer register section 30 takes in the signal charges accumulated in the sensor section 20 through a read gate section described later and transfers the signal charges in the vertical direction. The horizontal transfer register section 40 transfers the signal charges from the vertical transfer register section 30 horizontally. To the output unit 50 as an image signal.
Output more.

【0003】図4は、図3に示す固体撮像素子の内部構
造を示す部分断面図である。この図4において、N−型
の半導体基板10の深部には、全面にP−型のウエル層
101が形成されており、このP−型ウエル層101に
よって半導体基板10の深部に信号電荷の漏洩を阻止す
るためのポテンシャルバリアによるオーバフローバリア
(OFB)が形成される。このオーバフローバリアによ
って各センサ部20に一定量の信号電荷が蓄積され、さ
らに信号電荷の蓄積量が一定値以上になると、このオー
バフローバリアを超えて基板10側に排出される。
FIG. 4 is a partial sectional view showing the internal structure of the solid-state imaging device shown in FIG. In FIG. 4, a P-type well layer 101 is formed on the entire surface of a deep portion of the N-type semiconductor substrate 10, and leakage of signal charges into the deep portion of the semiconductor substrate 10 is caused by the P-type well layer 101. An overflow barrier (OFB) is formed by a potential barrier for preventing the above. A certain amount of signal charge is accumulated in each sensor unit 20 by the overflow barrier, and when the accumulated amount of the signal charge exceeds a certain value, the signal charge is discharged to the substrate 10 through the overflow barrier.

【0004】また、センサ部20は、基板10の表面に
設けられた高濃度のP+型領域102よりなる受光部
と、その下層に設けられたN型領域103よりなる電荷
蓄積部とからフォトダイオードを構成したものである。
また、垂直転送レジスタ部30は、基板10の表面に設
けられたN型領域104と、その下層に設けられたP−
型ウエル領域105とから構成されている。また、セン
サ部20と垂直転送レジスタ部30との間には、P型領
域106からなる読み出しゲート部が設けられており、
垂直転送レジスタ部30及びセンサ部20の外側には、
P型領域107からなるチャネルストップ領域が設けら
れている。
[0004] The sensor section 20 comprises a light-receiving section composed of a high-concentration P + type region 102 provided on the surface of the substrate 10 and a charge storage section composed of an N-type region 103 provided thereunder. It is what constituted.
The vertical transfer register section 30 includes an N-type region 104 provided on the surface of the substrate 10 and a P-type region provided thereunder.
And a mold well region 105. Further, between the sensor unit 20 and the vertical transfer register unit 30, a read gate unit including a P-type region 106 is provided.
Outside the vertical transfer register unit 30 and the sensor unit 20,
A channel stop region including a P-type region 107 is provided.

【0005】図5は、このような従来の固体撮像素子に
おけるエネルギポテンシャル構造を示す説明図である。
この図5において、横軸は半導体基板10の深さを示
し、縦軸はポテンシャルを示している。また、曲線A2
はセンサ部20のポテンシャル曲線を示し、曲線B2は
垂直転送レジスタ部30のポテンシャル曲線を示してい
る。図示のように、センサ部20と垂直転送レジスタ部
30のポテンシャル曲線A2、B2は、いずれもオーバ
フローバリア(OFB)の位置で高くなり、信号電荷の
漏洩を阻止する構成となっている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an energy potential structure in such a conventional solid-state imaging device.
5, the horizontal axis represents the depth of the semiconductor substrate 10, and the vertical axis represents the potential. Also, curve A2
Indicates a potential curve of the sensor unit 20, and a curve B2 indicates a potential curve of the vertical transfer register unit 30. As shown in the figure, the potential curves A2 and B2 of the sensor unit 20 and the vertical transfer register unit 30 are both increased at the position of the overflow barrier (OFB), so that signal charges are prevented from leaking.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の固体撮像素子において、大光量を受光した場
合、図5に示すように、オーバフローバリア(OFB)
の上層側近傍部(図中bで示す領域)において、センサ
部20と垂直転送レジスタ部30のポテンシャル曲線A
2、B2がほぼ一致しているため、センサ部20内の電
荷が垂直転送レジスタ部30の下層を通り、水平転送方
向に隣接するセンサ部に移動する現象が生じることにな
る。すなわち、これは水平転送方向への電荷の移動とな
り、撮像信号の水平方向の画素間に混色が生じるという
問題が生じる。
However, in the above-mentioned conventional solid-state imaging device, when a large amount of light is received, an overflow barrier (OFB) is required as shown in FIG.
In the vicinity of the upper layer (the area indicated by b in the figure), the potential curve A of the sensor unit 20 and the vertical transfer register unit 30
Since B2 and B2 are substantially the same, a phenomenon occurs in which the charges in the sensor unit 20 pass through the lower layer of the vertical transfer register unit 30 and move to the adjacent sensor unit in the horizontal transfer direction. That is, this results in the movement of charges in the horizontal transfer direction, which causes a problem that color mixing occurs between pixels in the horizontal direction of the imaging signal.

【0007】そこで本発明の目的は、撮像信号の水平方
向の画素間に生じる混色を防止できる固体撮像素子を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid-state image sensor capable of preventing color mixture occurring between pixels of an image signal in a horizontal direction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、マトリクス状に配置された画素センサ部の信
号電荷を垂直転送レジスタ部及び水平転送レジスタ部に
よって転送し、撮像信号として出力する固体撮像素子に
おいて、第1型半導体基板中に設けられ、前記画素セン
サ部に蓄積される信号電荷のオーバフローバリアを構成
する第2型半導体ウエル層と、前記第1型半導体基板の
上層に設けられ、前記画素センサ部を構成する第2型半
導体受光領域、及び第1型半導体電荷蓄積領域と、前記
第1型半導体基板の上層に前記画素センサ部に垂直転送
方向に沿って設けれられ、前記垂直転送レジスタ部を構
成する第1型半導体転送領域、及び第2型半導体ウエル
領域と、前記第1型半導体基板の画素センサ部と垂直転
送レジスタ部との中間に設けられ、信号電荷の読み出し
ゲートを構成する第2型半導体領域とを有し、前記第2
型半導体ウエル領域を第1型半導体基板の板厚方向に深
く形成したことにより、前記オーバフローバリアの上層
側近傍部において前記垂直転送レジスタ部のエネルギポ
テンシャルが前記画素センサ部のエネルギポテンシャル
よりも大きくなるようにしたことを特徴とする。
According to the present invention, in order to achieve the above object, signal charges of a pixel sensor section arranged in a matrix are transferred by a vertical transfer register section and a horizontal transfer register section and output as an image pickup signal. In the solid-state imaging device, a second-type semiconductor well layer provided in the first-type semiconductor substrate and constituting an overflow barrier for signal charges accumulated in the pixel sensor unit; and an upper layer of the first-type semiconductor substrate A second type semiconductor light receiving region and a first type semiconductor charge accumulation region constituting the pixel sensor unit, and a first type semiconductor charge accumulation region, the pixel type sensor substrate being provided on the first type semiconductor substrate in a vertical transfer direction to the pixel sensor unit; A first type semiconductor transfer region and a second type semiconductor well region constituting a vertical transfer register portion; and a pixel sensor portion and a vertical transfer register portion of the first type semiconductor substrate. Provided between, and a second type semiconductor region constituting the read gate signal charge, the second
Since the type semiconductor well region is formed deep in the thickness direction of the first type semiconductor substrate, the energy potential of the vertical transfer register section becomes larger than the energy potential of the pixel sensor section in the vicinity of the upper layer side of the overflow barrier. It is characterized by doing so.

【0009】本発明の固体撮像素子では、オーバフロー
バリアの上層側近傍部において前記垂直転送レジスタ部
のエネルギポテンシャルが画素センサ部のエネルギポテ
ンシャルよりも大きくなるようにしたから、画素センサ
部の蓄積電荷が大きくなった場合でも、この蓄積電荷が
垂直転送レジスタ部の下層で水平方向に隣接する画素セ
ンサ部に移動することを阻止することができる。したが
って、このような電荷の水平方向の移動を阻止でき、撮
像信号の水平方向の画素間に生じる混色を防止すること
が可能となる。
In the solid-state imaging device according to the present invention, the energy potential of the vertical transfer register section is made larger than the energy potential of the pixel sensor section in the vicinity of the upper layer side of the overflow barrier. Even when the size of the accumulated charge increases, it is possible to prevent the accumulated charge from moving to the pixel sensor unit adjacent to the horizontal direction below the vertical transfer register unit. Therefore, it is possible to prevent such movement of the charges in the horizontal direction, and it is possible to prevent color mixing that occurs between pixels in the horizontal direction of the imaging signal.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明による固体撮像素子
の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施
の形態による固体撮像素子の内部構造を示す部分断面図
である。なお、本形態における固体撮像素子の全体構成
としては、例えば図3に示すものと同様であるものとす
る。図1において、N−型の半導体基板60の深部に
は、全面にP−型のウエル層201が形成されており、
このP−型ウエル層201によって半導体基板60の深
部に信号電荷の漏洩を阻止するためのポテンシャルバリ
アによるオーバフローバリア(OFB)が形成される。
このオーバフローバリアによって各センサ部70に一定
量の信号電荷が蓄積され、さらに信号電荷の蓄積量が一
定値以上になると、このオーバフローバリアを超えて基
板60側に排出される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the solid-state imaging device according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a partial sectional view showing the internal structure of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention. The overall configuration of the solid-state imaging device according to this embodiment is, for example, the same as that shown in FIG. In FIG. 1, a P-type well layer 201 is formed on the entire surface of a deep portion of an N- type semiconductor substrate 60,
The P− type well layer 201 forms an overflow barrier (OFB) in a deep portion of the semiconductor substrate 60 by a potential barrier for preventing leakage of signal charges.
A certain amount of signal charge is accumulated in each sensor unit 70 by the overflow barrier, and when the accumulated amount of the signal charge exceeds a certain value, the signal charge is discharged to the substrate 60 side through the overflow barrier.

【0011】また、センサ部70は、基板60の表面に
設けられた高濃度のP+型領域202よりなる受光部
と、その下層に設けられたN型領域203よりなる電荷
蓄積部とからフォトダイオードを構成したものである。
また、垂直転送レジスタ部80は、基板60の表面に設
けられたN型領域204と、その下層に設けられたP−
型ウエル領域205とから構成されている。また、セン
サ部70と垂直転送レジスタ部80との間には、P型領
域206からなる読み出しゲート部が設けられており、
垂直転送レジスタ部80及びセンサ部70の外側には、
P型領域207からなるチャネルストップ領域が設けら
れている。
The sensor section 70 includes a light-receiving section composed of a high-concentration P + type area 202 provided on the surface of the substrate 60 and a charge storage section composed of an N-type area 203 provided thereunder. It is what constituted.
The vertical transfer register section 80 includes an N-type region 204 provided on the surface of the substrate 60 and a P-type region provided thereunder.
And a mold well region 205. Further, between the sensor unit 70 and the vertical transfer register unit 80, a read gate unit including a P-type region 206 is provided.
Outside the vertical transfer register section 80 and the sensor section 70,
A channel stop region including a P-type region 207 is provided.

【0012】そして、本例の固体撮像素子では、上述し
た垂直転送レジスタ部80の下層のP−型ウエル領域2
05が図4に示す従来例のP−型ウエル領域105に比
べて、半導体基板60の板厚方向に、より深い位置まで
形成されている。すなわち、本例では、このような深い
P−型ウエル領域205によって、センサ部70の蓄積
電荷が垂直転送レジスタ部80の下層のN領域を通って
水平方向(図中矢線H方向)に移動するのを阻止する構
造となっている。このようなP−型ウエル領域205
は、N−型半導体基板60に例えばボロンのイオン注入
を行ない、熱拡散を行なうことによって形成されるもの
である。そして、本例では、従来と同様のイオン注入に
よって従来の同様のN型領域204とP−型ウエル領域
205の浅い部分205Aを形成した後、高エネルギで
ボロンのイオン注入を行なうことにより、P−型ウエル
領域205の深い部分205Bを形成するようにしてい
る。このP−型ウエル領域205の深い部分205B
は、P−型ウエル層201の近傍位置まで達しており、
垂直転送レジスタ部80の下層の電荷の水平方向(図中
矢線H方向)の移動を阻止するものである。
In the solid-state image pickup device of this embodiment, the P-type well region 2 in the lower layer of the vertical transfer
Reference numeral 05 is formed to a position deeper in the thickness direction of the semiconductor substrate 60 than the P-type well region 105 of the conventional example shown in FIG. That is, in this example, the accumulated charge of the sensor unit 70 moves in the horizontal direction (the direction of the arrow H in the drawing) through the N region below the vertical transfer register unit 80 due to such a deep P − type well region 205. It has a structure to prevent this. Such a P-type well region 205
Is formed by implanting, for example, boron ions into the N − type semiconductor substrate 60 and performing thermal diffusion. Then, in this example, after forming a similar shallow portion 205A of the N-type region 204 and the P − -type well region 205 by the same ion implantation as in the related art, boron ions are implanted at a high energy, thereby -A deep portion 205B of the mold well region 205 is formed. Deep portion 205B of this P-type well region 205
Reaches a position near the P-type well layer 201,
This is to prevent the electric charge in the lower layer of the vertical transfer register section 80 from moving in the horizontal direction (the direction of the arrow H in the figure).

【0013】図2は、本例の固体撮像素子におけるエネ
ルギポテンシャル構造を示す説明図である。この図2に
おいて、横軸は半導体基板60の深さを示し、縦軸はポ
テンシャルを示している。また、曲線A1はセンサ部7
0のポテンシャル曲線を示し、曲線B1は垂直転送レジ
スタ部80のポテンシャル曲線を示している。図示のよ
うに、センサ部70と垂直転送レジスタ部80のポテン
シャル曲線A1、B1は、いずれもオーバフローバリア
(OFB)の位置で高くなり、信号電荷の漏洩を阻止す
る構成となっている。また、垂直転送レジスタ部80の
ポテンシャル曲線B1は、上述のようにP−型ウエル領
域205を深い位置まで形成したことにより、オーバフ
ローバリア(OFB)の上層側近傍位置(図中aで示す
領域)において、センサ部70のポテンシャル曲線A1
より高く位置している。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an energy potential structure in the solid-state imaging device of this embodiment. 2, the horizontal axis indicates the depth of the semiconductor substrate 60, and the vertical axis indicates the potential. Further, the curve A1 corresponds to the sensor unit 7
0 indicates a potential curve, and curve B1 indicates a potential curve of the vertical transfer register unit 80. As shown in the figure, the potential curves A1 and B1 of the sensor unit 70 and the vertical transfer register unit 80 are both increased at the position of the overflow barrier (OFB), thereby preventing leakage of signal charges. In addition, the potential curve B1 of the vertical transfer register section 80 is obtained by forming the P − -type well region 205 to a deep position as described above, so that the position near the upper layer side of the overflow barrier (OFB) (region indicated by a in the drawing) , The potential curve A1 of the sensor unit 70
Is located higher.

【0014】これにより、センサ部70の受光量が大き
くなった場合でも、センサ部70内の電荷が垂直転送レ
ジスタ部80の下層を通って水平転送方向に隣接するセ
ンサ部に移動する現象を阻止できる。したがって、この
ような水平転送方向への電荷の移動を阻止することによ
り、撮像信号の水平方向の画素間に混色が生じるという
問題を防止することが可能となる。
Accordingly, even when the amount of light received by the sensor unit 70 increases, the phenomenon that the charges in the sensor unit 70 move through the lower layer of the vertical transfer register unit 80 to the adjacent sensor unit in the horizontal transfer direction is prevented. it can. Therefore, by preventing such charge transfer in the horizontal transfer direction, it is possible to prevent a problem that color mixing occurs between pixels in the horizontal direction of the imaging signal.

【0015】なお、以上の例では、P−型ウエル領域2
05をボロンのイオン注入によって形成するようにした
が、他の不純物添加法によってP−型ウエル領域を形成
する場合についても、同様に本発明を適用し得るもので
ある。
In the above example, the P− type well region 2
Although 05 is formed by boron ion implantation, the present invention can be similarly applied to a case where a P-type well region is formed by another impurity doping method.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように本発明の固体撮像素
子では、第1型半導体基板中に設けられ、画素センサ部
に蓄積される信号電荷のオーバフローバリアを構成する
第2型半導体ウエル層と、第1型半導体基板の上層に設
けられ、画素センサ部を構成する第2型半導体受光領
域、及び第1型半導体電荷蓄積領域と、第1型半導体基
板の上層に画素センサ部に垂直転送方向に沿って設けれ
られ、垂直転送レジスタ部を構成する第1型半導体転送
領域、及び第2型半導体ウエル領域と、第1型半導体基
板の画素センサ部と垂直転送レジスタ部との中間に設け
られ、信号電荷の読み出しゲートを構成する第2型半導
体領域とを有し、第2型半導体ウエル領域を第1型半導
体基板の板厚方向に深く形成したことにより、オーバフ
ローバリアの上層側近傍部において垂直転送レジスタ部
のエネルギポテンシャルが画素センサ部のエネルギポテ
ンシャルよりも大きくなるようにした。
As described above, in the solid-state imaging device according to the present invention, the second-type semiconductor well layer provided in the first-type semiconductor substrate and forming an overflow barrier for signal charges accumulated in the pixel sensor portion is provided. A second type semiconductor light receiving region and a first type semiconductor charge storage region which are provided in an upper layer of the first type semiconductor substrate and constitute a pixel sensor portion; And a first type semiconductor transfer region and a second type semiconductor well region constituting the vertical transfer register portion, and provided between the pixel sensor portion and the vertical transfer register portion of the first type semiconductor substrate. And a second type semiconductor region constituting a signal charge readout gate, wherein the second type semiconductor well region is formed deep in the plate thickness direction of the first type semiconductor substrate, so that an upper layer side of the overflow barrier is formed. Energy potential of the vertical transfer register portion in the near portion is set to be greater than the energy potential of the pixel sensor portions.

【0017】したがって、本発明の固体撮像素子によれ
ば、オーバフローバリアの上層側近傍部において垂直転
送レジスタ部のエネルギポテンシャルが画素センサ部の
エネルギポテンシャルよりも大きくなるようにしたか
ら、画素センサ部の蓄積電荷が大きくなった場合でも、
この蓄積電荷が垂直転送レジスタ部の下層で水平方向に
隣接する画素センサ部に移動することを阻止することが
でき、撮像信号の水平方向の画素間に生じる混色を防止
できる効果がある。
Therefore, according to the solid-state imaging device of the present invention, the energy potential of the vertical transfer register section is made larger than the energy potential of the pixel sensor section near the upper layer side of the overflow barrier. Even if the accumulated charge increases,
It is possible to prevent the accumulated charges from moving to a horizontally adjacent pixel sensor section below the vertical transfer register section, and thus it is possible to prevent color mixing that occurs between pixels in the horizontal direction of the image pickup signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における固体撮像素子の内
部構造を示す部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating an internal structure of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す固体撮像素子におけるエネルギポテ
ンシャル構造を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an energy potential structure in the solid-state imaging device shown in FIG.

【図3】固体撮像素子のセンサ部と転送レジスタの配置
を説明するための概略平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view for explaining an arrangement of a sensor unit and a transfer register of the solid-state imaging device.

【図4】図3に示す固体撮像素子の内部構造を示す部分
断面図である。
FIG. 4 is a partial sectional view showing an internal structure of the solid-state imaging device shown in FIG.

【図5】図4に示す固体撮像素子におけるエネルギポテ
ンシャル構造を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an energy potential structure in the solid-state imaging device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

60……N−型半導体基板、70……センサ部、80…
…垂直転送レジスタ部、201……P−型ウエル層、2
02……P+型領域、203、204……N型領域、2
05……P−型ウエル領域、206、207……P型領
域。
60 N-type semiconductor substrate 70 Sensor part 80
... vertical transfer register section, 201-P-type well layer, 2
02 ... P + type region, 203, 204 ... N type region, 2
05: P-type well region, 206, 207: P-type region.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリクス状に配置された画素センサ部
の信号電荷を垂直転送レジスタ部及び水平転送レジスタ
部によって転送し、撮像信号として出力する固体撮像素
子において、 第1型半導体基板中に設けられ、前記画素センサ部に蓄
積される信号電荷のオーバフローバリアを構成する第2
型半導体ウエル層と、 前記第1型半導体基板の上層に設けられ、前記画素セン
サ部を構成する第2型半導体受光領域、及び第1型半導
体電荷蓄積領域と、 前記第1型半導体基板の上層に前記画素センサ部に垂直
転送方向に沿って設けれられ、前記垂直転送レジスタ部
を構成する第1型半導体転送領域、及び第2型半導体ウ
エル領域と、 前記第1型半導体基板の画素センサ部と垂直転送レジス
タ部との中間に設けられ、信号電荷の読み出しゲートを
構成する第2型半導体領域とを有し、 前記第2型半導体ウエル領域を第1型半導体基板の板厚
方向に深く形成したことにより、 前記オーバフローバリアの上層側近傍部において前記垂
直転送レジスタ部のエネルギポテンシャルが前記画素セ
ンサ部のエネルギポテンシャルよりも大きくなるように
した、 ことを特徴とする固体撮像素子。
1. A solid-state imaging device that transfers signal charges of a pixel sensor unit arranged in a matrix by a vertical transfer register unit and a horizontal transfer register unit and outputs the signal charges as an image signal. A second barrier constituting an overflow barrier for signal charges stored in the pixel sensor unit.
A type semiconductor well layer, a second type semiconductor light receiving region and a first type semiconductor charge storage region provided on the first type semiconductor substrate and constituting the pixel sensor unit, and an upper layer of the first type semiconductor substrate A first-type semiconductor transfer region and a second-type semiconductor well region provided in the pixel sensor unit along a vertical transfer direction and constituting the vertical transfer register unit; and a pixel sensor unit of the first-type semiconductor substrate. And a second-type semiconductor region provided between the first and second vertical transfer register portions and forming a signal charge readout gate. The second-type semiconductor well region is formed deep in the thickness direction of the first-type semiconductor substrate. By doing so, the energy potential of the vertical transfer register section becomes higher than the energy potential of the pixel sensor section in the vicinity of the upper layer side of the overflow barrier. A solid-state imaging device, wherein the, the.
【請求項2】 前記第1型半導体はN型半導体であり、
前記第2型半導体はP型半導体であることを特徴とする
請求項1記載の固体撮像素子。
2. The first type semiconductor is an N type semiconductor,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second type semiconductor is a P-type semiconductor.
【請求項3】 前記第2型半導体ウエル領域のための不
純物を前記第1型半導体基板の板厚方向に深い位置に添
加することにより、前記第2型半導体ウエル領域を形成
したことを特徴とする請求項2記載の固体撮像素子。
3. The second type semiconductor well region is formed by adding an impurity for the second type semiconductor well region to a position deep in a thickness direction of the first type semiconductor substrate. The solid-state imaging device according to claim 2.
【請求項4】 前記不純物はイオン注入によって添加す
ることを特徴とする請求項3記載の固体撮像素子。
4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein said impurity is added by ion implantation.
【請求項5】 前記不純物はボロンであり、高エネルギ
のボロンイオンを注入することにより、P型半導体ウエ
ル領域を深く形成したことを特徴とする請求項4記載の
固体撮像素子。
5. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein said impurity is boron, and a P-type semiconductor well region is formed deep by implanting high-energy boron ions.
【請求項6】 前記第2型半導体ウエル領域が前記第2
型半導体ウエル層の近傍部まで達していることを特徴と
する請求項1記載の固体撮像素子。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second type semiconductor well region is formed of said second type semiconductor well region.
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device reaches a portion near the semiconductor well layer.
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