JP2002270807A - Cmos image sensor - Google Patents

Cmos image sensor

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JP2002270807A
JP2002270807A JP2001064544A JP2001064544A JP2002270807A JP 2002270807 A JP2002270807 A JP 2002270807A JP 2001064544 A JP2001064544 A JP 2001064544A JP 2001064544 A JP2001064544 A JP 2001064544A JP 2002270807 A JP2002270807 A JP 2002270807A
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image sensor
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amplifier
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CMOS image sensor having low noises and high accuracy by realizing a structure, in which the substrate bias effect of a transistor for an amplifier is inhibited, in a small region. SOLUTION: In the CMOS image sensor in which a plurality of pixels 120 with photodiodes 9 and MOSFETs 28 for the amplifier for amplifying charges generated by photoelectric conversion in the photodiodes 9 are arrayed linearly or in an array shape, the first high-concentration impurity regions 28S having a reverse conductivity type to wells 124 for the MOSFETs 28 and constituting sources for the MOSFETs 28 and the second high-concentration impurity regions 121 having the same conductivity type as those of the wells 124 are formed in the wells 124, and the first high-concentration impurity regions 28S and the second high-concentration impurity regions 121 are brought into contact and arranged on a boundary section 135.

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CMOSイメージセ
ンサに係わり、特に画素を構成するフォトダイオードの
出力を増幅するアンプの占める面積を抑制しながら低雑
音化するのに好適なCMOSイメージセンサの素子構造
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CMOS image sensor, and more particularly to an element structure of a CMOS image sensor suitable for reducing noise while suppressing an area occupied by an amplifier for amplifying an output of a photodiode constituting a pixel. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体の光電変換素子すなわち半導体の光
イメージセンサとして、大きく分けてCCD方式とCM
OSセンサ方式の2種類のイメージセンサがある。CC
D方式イメージセンサ(以下、単にCCDともいう)は
現在広く実用に供されているが、光電変換部と光電変換
を駆動する駆動部(すなわち周辺回路部)とは、半導体
素子構造が異なるので、別々の半導体集積回路の製造工
程(プロセス)によって製造されている。
2. Description of the Related Art As a solid-state photoelectric conversion element, that is, a semiconductor optical image sensor, a CCD type and a CM are roughly divided.
There are two types of image sensors of the OS sensor type. CC
Although a D-type image sensor (hereinafter, also simply referred to as a CCD) is widely and practically used at present, a photoelectric conversion unit and a driving unit for driving photoelectric conversion (that is, a peripheral circuit unit) have different semiconductor element structures. It is manufactured by separate semiconductor integrated circuit manufacturing steps (processes).

【0003】一方、CMOSセンサ方式のイメージセン
サ(以下、単にCMOSイメージセンサともいう)にお
いては、光電変換部及び駆動部は、通常のCMOS−L
SIプロセスとほとんど同じ工程によって製造すること
ができるので、CMOS−LSI用の製造ラインをその
まま使えること、同一基板上に光電変換部と駆動部を混
在して作製することができるので、小型化されたイメー
ジセンサを低コストで製造できるというメリットがあ
る。
On the other hand, in an image sensor of a CMOS sensor system (hereinafter, also simply referred to as a CMOS image sensor), a photoelectric conversion unit and a driving unit include a normal CMOS-L.
Since it can be manufactured by almost the same process as the SI process, the manufacturing line for CMOS-LSI can be used as it is, and the photoelectric conversion unit and the drive unit can be mixed and manufactured on the same substrate, so that the size is reduced. There is an advantage that an image sensor can be manufactured at low cost.

【0004】他方、CMOSイメージセンサにはCCD
に比べて固定パターン雑音が大きいという問題があるこ
とが知られている。これに対しては、光電変換部の出力
信号をノイズキャンセラである相関二重サンプリング回
路(Correlate Double Sampli
ng 回路、以下、単にCDS回路ともいう)を通すこ
とによって、ノイズを低減している。
On the other hand, a CCD is used as a CMOS image sensor.
It is known that there is a problem that fixed pattern noise is large as compared with. On the other hand, a correlated double sampling circuit (Correlate Double Sampli) serving as a noise canceller is used to convert the output signal of the photoelectric conversion unit.
The noise is reduced by passing the signal through an ng circuit (hereinafter, also simply referred to as a CDS circuit).

【0005】以下、添付図面を参照して、従来例のCM
OSイメージセンサを具体的に説明する。図1は、従来
例のCMOSイメージセンサの基本構成を示す図であ
る。図1には、表示の簡便さのために2行2列分の画素
構成を有するCMOSイメージセンサ1が表示されてい
る。従って、実際には、例えばエリアセンサにおいて
は、縦横にそれぞれ所定数の画素100Aが配列されて
おり(すなわち、画素100Aの所定数の行と列が形成
されている)、また、例えばラインセンサにおいては、
所定数の画素100Aが1行、あるいは1列だけ配列さ
れている。
Hereinafter, a conventional CM will be described with reference to the accompanying drawings.
The OS image sensor will be specifically described. FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a conventional CMOS image sensor. FIG. 1 shows a CMOS image sensor 1 having a pixel configuration of 2 rows and 2 columns for simplicity of display. Therefore, in practice, for example, in an area sensor, a predetermined number of pixels 100A are arranged vertically and horizontally (that is, a predetermined number of rows and columns of the pixels 100A are formed). Is
A predetermined number of pixels 100A are arranged in one row or one column.

【0006】各画素100Aは、行選択トランジスタ
6、リセット用トランジスタ7、アンプ用トランジスタ
8及びフォトダイオード9より構成されている。フォト
ダイオード9のP側は接地されており、フォトダイオー
ド9のN側は、リセット用トランジスタ7のソース電極
(単に、ソースともいう)及びアンプ用トランジスタ8
のゲート電極(単に、ゲートともいう)に接続されてい
る。
Each pixel 100A includes a row selection transistor 6, a reset transistor 7, an amplifier transistor 8, and a photodiode 9. The P side of the photodiode 9 is grounded, and the N side of the photodiode 9 is connected to the source electrode (also simply referred to as the source) of the reset transistor 7 and the amplifier transistor 8.
(Hereinafter, simply referred to as a gate).

【0007】リセット用トランジスタ7のドレイン電極
(単に、ドレインともいう)は、行選択トランジスタ6
のドレイン及び基準電圧供給線17に接続されている。
行選択トランジスタ6のソースは、アンプ用トランジス
タ8のドレインに接続されている。基準電圧供給線17
は、図示しない基準電圧電源に接続されており、所定の
電圧が供給されている。なお、後述するトランジスタも
含めて、各トランジスタのゲート、ドレイン、ソース
は、図中において、それぞれ、G,D,Sと表示されて
いる。
The drain electrode (also simply referred to as the drain) of the reset transistor 7 is connected to the row selection transistor 6.
And the reference voltage supply line 17.
The source of the row selection transistor 6 is connected to the drain of the amplifier transistor 8. Reference voltage supply line 17
Are connected to a reference voltage power supply (not shown), and are supplied with a predetermined voltage. Note that the gate, drain, and source of each transistor, including the transistor described below, are indicated as G, D, and S in the figure, respectively.

【0008】各画素100Aを駆動し、各画素100A
(の素子)からの出力信号を取り出し、図示しない信号
処理回路に出力するために、垂直シフトレジスタ5、負
荷トランジスタ2、ノイズキャンセラ11、信号読み出
し用トランジスタ14及び水平シフトレジスタ13が配
置されている。垂直シフトレジスタ5には、所定行数の
行信号出力線15及びリセット信号出力線16が接続さ
れている。行信号出力線15は、行選択トランジスタ6
のゲートに接続されている。リセット信号出力線16
は、リセット用トランジスタ7のゲートに接続されてい
る。
Each pixel 100A is driven, and each pixel 100A is driven.
A vertical shift register 5, a load transistor 2, a noise canceller 11, a signal readout transistor 14, and a horizontal shift register 13 are arranged to extract an output signal from (element of) and output the signal to a signal processing circuit (not shown). A predetermined number of row signal output lines 15 and reset signal output lines 16 are connected to the vertical shift register 5. The row signal output line 15 is connected to the row selection transistor 6
Connected to the gate. Reset signal output line 16
Are connected to the gate of the reset transistor 7.

【0009】各画素列毎に負荷トランジスタ2が配置さ
れている。図示しない基準電圧電源に接続され、所定の
基準電圧が供給されている基準電圧供給線3に、負荷ト
ランジスタ2のドレインが接続されている。負荷トラン
ジスタ2のゲートは、負荷トランジスタ駆動線4に接続
されている。負荷トランジスタ2のソースは列信号出力
線10に接続されている。列信号出力線10は、各画素
列毎に配置されている。列信号出力線10は、各画素ア
ンプ用トランジスタ8のソースに接続されており、後述
するノイズキャンセラ11に接続されている。
A load transistor 2 is arranged for each pixel column. The drain of the load transistor 2 is connected to a reference voltage supply line 3 connected to a reference voltage power supply (not shown) and supplied with a predetermined reference voltage. The gate of the load transistor 2 is connected to the load transistor drive line 4. The source of the load transistor 2 is connected to the column signal output line 10. The column signal output line 10 is arranged for each pixel column. The column signal output line 10 is connected to the source of each pixel amplifier transistor 8 and is connected to a noise canceller 11 described later.

【0010】信号読出し用トランジスタ14のドレイン
はノイズキャンセラ11に、ソースは信号出力線12
に、ゲートは水平シフトレジスタ13に、それぞれ接続
されている。
The signal reading transistor 14 has a drain connected to the noise canceller 11 and a source connected to the signal output line 12.
The gates are connected to the horizontal shift register 13, respectively.

【0011】次に、画素100Aの基本動作について説
明する。まず、(1)垂直シフトレジスタ5より、ある
行のリセット信号出力線16を通してリセット用トラン
ジスタ7のゲートに、ある所定レベルの電圧Vdを印加
して、これによりリセット用トランジスタ7をオンす
る。基準電圧供給線17には、電源電圧Vddが供給さ
れている。行選択トランジスタはオフである。
Next, the basic operation of the pixel 100A will be described. First, (1) a voltage Vd of a predetermined level is applied from the vertical shift register 5 to the gate of the reset transistor 7 through the reset signal output line 16 of a certain row, thereby turning on the reset transistor 7. The power supply voltage Vdd is supplied to the reference voltage supply line 17. The row select transistor is off.

【0012】ここで、リセット用トランジスタ7のしき
い値電圧がVthrstとすると、フォトダイオード9
のN型端子には、Vp(=電源電圧Vdd−リセット用
トランジスタのしきい値電圧Vthrst)の電圧がか
かる。この電圧がフォトダイオード9の初期電圧とな
る。
Here, assuming that the threshold voltage of the reset transistor 7 is Vthrst, the photodiode 9
A voltage of Vp (= power supply voltage Vdd−threshold voltage Vthrst of the resetting transistor) is applied to the N-type terminal. This voltage becomes the initial voltage of the photodiode 9.

【0013】次に、(2)リセット信号出力線16に印
加した電圧をローレベルに切り替え、リセット用トラン
ジスタ7をオフにする。この状態で、光がフォトダイオ
ード9に入射すると、フォトダイオード9には、光電効
果により光の量に比例した電子ホール対が発生する。ホ
ールはグランドの方へ逃げていき、電子がフォトダイオ
ード9のN型へ行って、フォトダイオード9のN型端子
電圧(すなわちアンプ用トランジスタ8のゲート電圧)
がVsigだけ低下して、(Vp−Vsig)となる。
Next, (2) the voltage applied to the reset signal output line 16 is switched to a low level, and the reset transistor 7 is turned off. When light is incident on the photodiode 9 in this state, the photodiode 9 generates a pair of electron holes in proportion to the amount of light due to a photoelectric effect. The hole escapes toward the ground, and electrons go to the N-type of the photodiode 9 and the N-type terminal voltage of the photodiode 9 (ie, the gate voltage of the amplifier transistor 8).
Decreases by Vsig to become (Vp-Vsig).

【0014】その後、(3)垂直シフトレジスタ5から
行信号出力線15を通して所定の電圧を行選択トランジ
スタ6のゲートに印加して、行選択用トランジスタ6を
オンする。この結果、基準電圧供給線17を通して、行
選択トランジスタ6のドレインに電圧が印加されている
ので、行選択トランジスタ6のソースを通して、アンプ
用トランジスタ8のドレインに電圧がかかり、アンプ用
トランジスタ8がオンする。
Thereafter, (3) a predetermined voltage is applied from the vertical shift register 5 to the gate of the row selection transistor 6 through the row signal output line 15 to turn on the row selection transistor 6. As a result, since a voltage is applied to the drain of the row selection transistor 6 through the reference voltage supply line 17, a voltage is applied to the drain of the amplification transistor 8 through the source of the row selection transistor 6, and the amplification transistor 8 is turned on. I do.

【0015】ここで、アンプ用トランジスタ8はソース
フォロア回路になっており、列信号出力線10の電位V
as(=アンプ用トランジスタ8のソース電位)は、
「ゲート電位(=フォトダイオード9のN型端子電位:
Vp−Vsig)−アンプ用トランジスタ8のしきい値
電圧(ここで、しきい値電圧をVthampとする)」
となる。電位Vas(=Vp−Vsig−Vtham
p)は、列信号出力線10を通してノイズキャンセラ1
1に記憶される。
Here, the amplifier transistor 8 is a source follower circuit, and the potential V of the column signal output line 10 is
as (= source potential of the amplifier transistor 8)
"Gate potential (= N-type terminal potential of photodiode 9:
Vp-Vsig) -threshold voltage of amplifier transistor 8 (here, the threshold voltage is Vthamp) "
Becomes Potential Vas (= Vp−Vsig−Vtham)
p) is the noise canceller 1 through the column signal output line 10.
1 is stored.

【0016】次に、(4)再び、リセット用トランジス
タ7をオンにする。すると、フォトダイオード9のN型
端子はリセットされて、電位Vpとなり、行選択トラン
ジスタ6がオンしているから、画素100Aの出力、即
ち列信号出力線10の電位Vasは(Vp−Vtham
p)となる。ノイズキャンセラ11は、この値から、先
に記憶した値を差引いて、Vsigを取り出し、信号出
力線12に出力する。次に、(5)行選択トランジスタ
6をオフして、最初の状態に戻り、(2)からの動作を
繰り返すことにより、各画素100Aより、光に応じた
電気信号が取り出される。
Next, (4) the reset transistor 7 is turned on again. Then, the N-type terminal of the photodiode 9 is reset to the potential Vp and the row selection transistor 6 is turned on.
p). The noise canceller 11 subtracts the previously stored value from this value, extracts Vsig, and outputs it to the signal output line 12. Next, (5) the row selection transistor 6 is turned off, the operation returns to the initial state, and the operation from (2) is repeated, whereby an electric signal corresponding to light is extracted from each pixel 100A.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ノイズキャ
ンセラから信号Vsigを得るとき、アンプ用トランジ
スタのしきい値電圧は変化しないということで、上述の
説明を行った。しかし現実には、ソースフォロア回路に
おいては、トランジスタのウエルの電圧が一定で、ソー
スの電位が変化するために、しきい値電圧は基板バイア
ス効果を受けて変化する。
By the way, as described above, when the signal Vsig is obtained from the noise canceller, the threshold voltage of the amplifier transistor does not change. However, in reality, in the source follower circuit, since the voltage of the well of the transistor is constant and the potential of the source changes, the threshold voltage changes due to the substrate bias effect.

【0018】基板バイアス効果は、ソースとウエルの電
位差が変化するときのしきい値電圧の変化として、次の
ような式で表わされる。 ΔVth=(2εs*q*N*ΔVsb)1/2/(εox/Tox) ………(1)式 ここで、ΔVth:しきい値の変化、εs:シリコンの
誘電率、q:電子の電荷、N:ウエルの不純物濃度、Δ
Vsb:ソースと基板間の電位差の変化、Tox:ゲー
ト酸化膜厚、εox:シリコン酸化膜の誘電率、をそれ
ぞれ示す。
The substrate bias effect is expressed by the following equation as a change in the threshold voltage when the potential difference between the source and the well changes. ΔVth = (2εs * q * N * ΔVsb) 1/2 / (εox / Tox) (1) where ΔVth: threshold change, εs: dielectric constant of silicon, q: electron charge , N: well impurity concentration, Δ
Vsb: change in potential difference between the source and the substrate; Tox: gate oxide film thickness; εox: dielectric constant of the silicon oxide film.

【0019】通常、ΔVsbは0Vで固定であるが、ソ
ースフォロア回路の場合には、ソース電位が変動するた
めに、基板バイアス効果が発生する。基板バイアス効果
があると、(1)アンプ用トランジスタ(以下、単にア
ンプともいう)の増幅率が0.8程度と低くなる、
(2)増幅率が各画素のアンプ毎にばらつき、これが雑
音になる、という問題がある。例えば、Tox=9n
m、N=1×1017cm-3、ΔVsb=1V、シリコン
の比誘電率を11.8、シリコン酸化膜の比誘電率を
3.98として、基板バイアスによる効果(しきい値電
圧のソース基板間電圧依存性)を計算すると、次のよう
になる。
Normally, ΔVsb is fixed at 0 V. However, in the case of a source follower circuit, the source potential fluctuates, so that a substrate bias effect occurs. When there is a substrate bias effect, (1) the amplification factor of an amplifier transistor (hereinafter, also simply referred to as an amplifier) is reduced to about 0.8,
(2) There is a problem that the amplification factor varies for each amplifier of each pixel, and this becomes noise. For example, Tox = 9n
m, N = 1 × 10 17 cm −3 , ΔVsb = 1 V, relative permittivity of silicon is 11.8, relative permittivity of silicon oxide film is 3.98, and the effect of substrate bias (source of threshold voltage) Calculating the inter-substrate voltage dependence) is as follows.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】出力信号Vsigが2.5Vから1.5V
に変化すると、上の表より、基板バイアス効果によるし
きい値電圧Vthの変化分ΔVthは、753mV−5
84mV=151mVとなる。基板バイアス効果による
アンプ用トランジスタのしきい値電圧の変化分が、全て
の画素のアンプ用トランジスタについて同じであれば問
題はないが、実際にはしきい値電圧がばらつくのと同じ
原因でこの変化分もばらつく。
The output signal Vsig is 2.5 V to 1.5 V
From the above table, the change ΔVth in the threshold voltage Vth due to the substrate bias effect is 753 mV−5.
84 mV = 151 mV. There is no problem if the amount of change in the threshold voltage of the amplifier transistor due to the substrate bias effect is the same for all the amplifier transistors of all pixels, but in practice this change is due to the same cause as the threshold voltage variation. Minutes vary.

【0022】例えばToxのプロセスに起因した妥当な
バラツキは1.5%程度と考えられるが、Toxが1.
5%ばらつくとすると、ΔVthも1.5%、つまり1
51×0.015=2.25mVがバラツキとなる。こ
のバラツキはノイズとして作用する。信号のダイナミッ
クレンジが1.15Vとすると、ノイズが2.25mV
の場合、S/N比は54.1dBとなるが、これはCC
DにおけるS/N比(55dBから60dB)よりも低
くなる。
For example, it is considered that a reasonable variation caused by the Tox process is about 1.5%.
Assuming that it varies by 5%, ΔVth is also 1.5%, that is, 1
51 × 0.015 = 2.25 mV varies. This variation acts as noise. Assuming that the dynamic range of the signal is 1.15 V, the noise is 2.25 mV.
, The S / N ratio is 54.1 dB, which is the CC
D becomes lower than the S / N ratio (55 dB to 60 dB).

【0023】このような基板バイアス効果を避けるため
に、本願出願人は、特願平11−341819号公報に
おいて、画素のアンプ用トランジスタを構成するMOS
FETのウエルを、画素の他の素子と分離し、アンプの
ソースと接続する方法を開示した。
In order to avoid such a substrate bias effect, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application No. 11-341819 a MOS transistor constituting an amplifier transistor of a pixel.
A method has been disclosed in which the well of the FET is separated from the other elements of the pixel and connected to the source of the amplifier.

【0024】以下、その内容の概略を改善した従来例と
して説明する。図2は、改善された従来例のCMOSイ
メージセンサの構成を示す図であり、図3は、改善され
た従来例のCMOSイメージセンサの素子構造を示す断
面構成図である。図2の改善された従来例において、画
素100Bは、リセット用トランジスタ7、アンプ用ト
ランジスタ8、行選択トランジスタ6及びフォトダイオ
ード9から構成され、これらの各端子間の接続は、アン
プ用トランジスタ8のソースがウエル101と接続され
ている以外は、従来例のCMOSイメージセンサ1を構
成する画素100Aと同一である。
Hereinafter, a description will be given as a conventional example in which the outline of the contents is improved. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an improved conventional CMOS image sensor, and FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing an element structure of the improved conventional CMOS image sensor. 2, the pixel 100B includes a reset transistor 7, an amplifier transistor 8, a row selection transistor 6, and a photodiode 9. The connection between these terminals is made by the amplifier transistor 8. Except that the source is connected to the well 101, it is the same as the pixel 100A constituting the conventional CMOS image sensor 1.

【0025】図2に示すように、アンプ用トランジスタ
8のウエル101をソースとつなぐと、ウエル101の
電位がソース電位と一緒に動くので、基板バイアス効果
は発生しない。しかし、アンプ用トランジスタ8のウエ
ル101を、他の行選択トランジスタ6及びリセット用
トランジスタ7のウエルと電気的に分離して、フローテ
ィングにする必要がある。
As shown in FIG. 2, when the well 101 of the amplifier transistor 8 is connected to the source, the potential of the well 101 moves together with the source potential, so that the substrate bias effect does not occur. However, the well 101 of the amplifier transistor 8 needs to be electrically separated from the wells of the other row selection transistors 6 and the reset transistor 7 to be in a floating state.

【0026】図3により、以下、フローティング構造を
説明する。図3に示すように、N−型の基板102に
は、P型のウエル103とP型のウエル104が、距離
Lだけ分離されてそれぞれ形成されている。P型ウエル
103には、フォトダイオード9のN型端子(N+拡散
層)及び接地されるP型端子(P+拡散層)、行選択ト
ランジスタ6のソース(N+拡散層)及びドレイン(N
+拡散層)、及びリセット用トランジスタ7のソース
(N+拡散層)及びドレイン(N+拡散層)が形成され
ている。
The floating structure will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 3, a P-type well 103 and a P-type well 104 are formed on an N− type substrate 102 at a distance L from each other. The P-type well 103 includes an N-type terminal (N + diffusion layer) of the photodiode 9 and a grounded P-type terminal (P + diffusion layer), a source (N + diffusion layer) and a drain (N +
+ Diffusion layer) and the source (N + diffusion layer) and drain (N + diffusion layer) of the reset transistor 7.

【0027】P型ウエル104には、アンプ用トランジ
スタ8のソースとなる高濃度のN+拡散層(以下,単に
ソースともいう)8S及びドレインとなる高濃度のN+
拡散層(以下,単にドレインともいう)8D及びソース
8Sをウエル104に接続するためのP+拡散層101
が形成され、ソースとウエル104は同電位になるよう
に配線されている。ソース8S及びウエル104は列信
号出力線10に接続されている。
The P-type well 104 has a high-concentration N + diffusion layer (hereinafter, also simply referred to as a source) 8S serving as a source of the amplifier transistor 8 and a high-concentration N + serving as a drain.
P + diffusion layer 101 for connecting diffusion layer (hereinafter also simply referred to as drain) 8D and source 8S to well 104
Are formed, and the source and the well 104 are wired so as to have the same potential. The source 8S and the well 104 are connected to the column signal output line 10.

【0028】次に、ウエル104の詳細を説明する。図
4は、図3に示されるアンプ用トランジスタの周辺の詳
細断面構成図であり、図5は、図3に示されるA部の拡
大断面図である。アンプ用ウエル104は他の素子のウ
エル103とはN型の領域により、距離Lだけ分離され
ている(図3)。
Next, details of the well 104 will be described. 4 is a detailed cross-sectional configuration diagram of the periphery of the amplifier transistor shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion A shown in FIG. The amplifier well 104 is separated from the other element wells 103 by a distance L by an N-type region (FIG. 3).

【0029】アンプ用ウエル104の表面に、ドレイン
のN+拡散層8D、ソースのN+拡散層8S、分離され
たアンプ用ウエル104への接続用にP+拡散層101
が設けられている。N+拡散層8D、N+拡散層8S、
P+拡散層101の周囲には、フィールド酸化膜111
A,111B,111Cが形成されている(N+拡散層
8D、N+拡散層8S、P+拡散層101は、フィール
ド酸化膜111A,111B,111Cをセルフアライ
ンのマスクにして作製する)。
On the surface of the amplifier well 104, a drain N + diffusion layer 8D, a source N + diffusion layer 8S, and a P + diffusion layer 101 for connection to the separated amplifier well 104.
Is provided. N + diffusion layer 8D, N + diffusion layer 8S,
Field oxide film 111 is formed around P + diffusion layer 101.
A, 111B, and 111C are formed (the N + diffusion layer 8D, the N + diffusion layer 8S, and the P + diffusion layer 101 are formed using the field oxide films 111A, 111B, and 111C as a self-aligned mask).

【0030】ソース8Sとドレイン8Dとの間の上方
に、ゲート酸化膜110を介してゲート電極8Gが形成
されている。P+拡散層101、ソース8S、ドレイン
8D、フィールド酸化膜111A,111B,111C
およびゲート電極8Gの周囲は第1絶縁膜108で覆わ
れている。
A gate electrode 8G is formed above the source 8S and the drain 8D via a gate oxide film 110. P + diffusion layer 101, source 8S, drain 8D, field oxide films 111A, 111B, 111C
The periphery of the gate electrode 8G is covered with the first insulating film 108.

【0031】P+拡散層101、ソース8S、ドレイン
8D、およびゲート電極8Gの上部の第1絶縁層108
には、導電性のコンタクト107、コンタクト107
S、コンタクト107G、コンタクト107Dがそれぞ
れ形成されており、P+拡散層101はコンタクト10
7を介し、ソース8Sはコンタクト107Sを介してメ
タル配線106Sに接続され、ゲート電極8Gはコンタ
クト107Gを介してメタル配線106Gに接続され、
ドレイン8Dはコンタクト107Dを介してメタル配線
106Dに接続している。
First insulating layer 108 above P + diffusion layer 101, source 8S, drain 8D, and gate electrode 8G
Has a conductive contact 107 and a contact 107
S, a contact 107G, and a contact 107D are formed respectively.
7, the source 8S is connected to the metal wiring 106S via the contact 107S, the gate electrode 8G is connected to the metal wiring 106G via the contact 107G,
The drain 8D is connected to the metal wiring 106D via the contact 107D.

【0032】第1絶縁層108およびメタル配線106
S、106G,106D上には、第2の絶縁層が形成さ
れている。ここで、コンタクト107とフィールド酸化
膜111Bとの距離ΔLco、また、コンタクト107
Sとフィールド酸化膜111Bとの距離ΔLcoは、コ
ンタクト107,107Sを形成するときに用いるステ
ッパの位置ずれにより、コンタクトがフィールド酸化膜
111Bに接近して形成されるのを防ぐための余裕度で
決まる。
First insulating layer 108 and metal wiring 106
A second insulating layer is formed on S, 106G, and 106D. Here, the distance ΔLco between the contact 107 and the field oxide film 111B,
The distance ΔLco between S and the field oxide film 111B is determined by a margin for preventing a contact from being formed close to the field oxide film 111B due to a displacement of a stepper used when forming the contacts 107 and 107S. .

【0033】図5には、図4のA部の拡大図が示される
が、コンタクト107Sがフィールド酸化膜111Bに
近接して形成される場合には、ソース8Sのフィールド
酸化膜111B側は濃度が薄いため、そこのコンタクト
107Sの部分がウエル104とショート個所112で
ショートすることを示しており、これを防止するのに、
距離ΔLcoの余裕度が必要なのである。この余裕度
は、0.35μmルールではΔLco=0.2μm程度
である。また、フィールド酸化膜111Bの幅には、形
成できる最小の幅ΔLfがあり、ルール化されており、
0.35μmルールでは0.6μm程度である。
FIG. 5 is an enlarged view of the portion A of FIG. 4. When the contact 107S is formed close to the field oxide film 111B, the concentration of the source 8S on the field oxide film 111B side is reduced. Since the contact 107S is thin, the portion of the contact 107S is short-circuited with the well 104 at the short portion 112.
This is because a margin of the distance ΔLco is required. This margin is about ΔLco = 0.2 μm in the 0.35 μm rule. In addition, the width of the field oxide film 111B has a minimum width ΔLf that can be formed, and is ruled.
In the 0.35 μm rule, it is about 0.6 μm.

【0034】ところで、近年の高精細CMOSイメージ
センサにおける画素面積は、例えば7.5μmx7.5
μm以下の小さいものとなっている。上述の改善された
従来例に示すように、アンプ用トランジスタであるMO
SFETのソースとウエルとを接続する方法は、アンプ
特性を改善するには効果的ではあるが、コンタクトの数
が増えて、その結果アンプ用トランジスタの画素に占め
る面積割合が増加し、その分フォトダイオードの面積割
合が減少し、CMOSイメージセンサの感度が下がって
しまうという課題があった。また、コンタクトとフィー
ルド酸化膜までの距離には、所定の余裕度が必要であ
り、さらに、ソースとウエルに接続するP+拡散層の間
にフィールド酸化膜を設けており、アンプ用トランジス
タの占める面積をそれ以上減らせられないという課題が
あった。
The pixel area of a recent high-definition CMOS image sensor is, for example, 7.5 μm × 7.5.
It is as small as less than μm. As shown in the above-mentioned improved conventional example, the amplifier transistor MO
Although the method of connecting the source of the SFET and the well is effective in improving the amplifier characteristics, the number of contacts is increased, and as a result, the area ratio of the amplifier transistor to the pixel is increased. There is a problem that the area ratio of the diode is reduced and the sensitivity of the CMOS image sensor is reduced. A certain margin is required for the distance between the contact and the field oxide film. Further, a field oxide film is provided between the P + diffusion layer connected to the source and the well, and the area occupied by the amplifier transistor There was a problem that it could not be reduced any more.

【0035】そこで本発明は、上記課題を解決し、CM
OSイメージセンサにおいて、画素を構成するアンプ用
トランジスタの基板バイアス効果を抑制する構造を小さ
いアンプ用トランジスタ領域内で実現できるようにし、
それにより雑音の少ない高精細のCMOSイメージセン
サを提供することを目的とするものである。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and
In an OS image sensor, a structure for suppressing a substrate bias effect of an amplifier transistor forming a pixel can be realized in a small amplifier transistor region,
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-definition CMOS image sensor with less noise.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明のCMOSイメージセンサは、フ
ォトダイオードと前記フォトダイオードにおいて光電変
換により生成された電荷を増幅するアンプ用MOSFE
Tとを有する画素を複数個ライン状またはアレイ状に配
列したCMOSイメージセンサにおいて、前記アンプ用
MOSFETのウエル内に、前記ウエルと逆の導電型を
有して前記アンプ用MOSFETのソースを構成する第
1の高濃度不純物領域と、前記ウエルと同じ導電型を有
する第2の高濃度不純物領域とを形成し、かつ前記第1
の高濃度不純物領域と前記第2の高濃度不純物領域とを
境界部で接して配置したことを特徴とするCMOSイメ
ージセンサである。
As a means for achieving the above object, a CMOS image sensor according to the present invention comprises a photodiode and an amplifier MOSFE for amplifying a charge generated by photoelectric conversion in the photodiode.
In a CMOS image sensor in which a plurality of pixels having T are arranged in a line or array, a source of the amplifier MOSFET is formed in the well of the amplifier MOSFET with a conductivity type opposite to that of the well. No.
Forming a first high-concentration impurity region and a second high-concentration impurity region having the same conductivity type as the well;
Wherein the high-concentration impurity region and the second high-concentration impurity region are arranged in contact with each other at a boundary portion.

【0037】また、第2の発明は、第1の発明におい
て、前記ソースに接続するメタル配線用のコンタクト
を、前記境界部と直接接するように配置したことを特徴
とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a metal wiring contact connected to the source is arranged so as to be in direct contact with the boundary.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。
なお、説明の簡便のため、従来例の構成と同一の構成に
ついては、同一の参照符号を付しその説明を省略してい
る。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
For the sake of simplicity, the same components as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

【0039】<実施例>図6は、本発明によるCMOS
イメージセンサの素子構造の実施例を示す断面図であ
る。ここでは、図3に示す改善された従来例のアンプ用
ウエル(以下、単にウエルともいう)104に形成され
たアンプ用トランジスタ8に代えて、本発明に係わるア
ンプ用ウエル124に形成されたアンプ用トランジスタ
28が示されており、画素120の他の素子部分は、図
3に示す内容と同一である。本発明に係わるCMOSイ
メージセンサの画素120の図示しない等価回路は、画
素100Bの等価回路と同一である。
<Embodiment> FIG. 6 shows a CMOS according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of an element structure of an image sensor. Here, an amplifier formed in an amplifier well 124 according to the present invention is replaced with an amplifier transistor 8 formed in an improved conventional well 104 (hereinafter also simply referred to as a well) 104 shown in FIG. A transistor 28 is shown, and the other element portions of the pixel 120 are the same as those shown in FIG. The equivalent circuit (not shown) of the pixel 120 of the CMOS image sensor according to the present invention is the same as the equivalent circuit of the pixel 100B.

【0040】図6、図3に示すように、アンプ用トラン
ジスタ28の形成されるウエル124は、N−基板10
2において、フォトダイオード9等の形成されるウエル
103とは、距離Lだけ分離されて、形成されている
(図3参照)。P−型ウエル103には、フォトダイオ
ード9のN型端子(N+拡散層)及び接地されるP型端
子(P+拡散層)、行選択トランジスタ6のソース(N
+拡散層)及びドレイン(N+拡散層)、及びリセット
用トランジスタ7のソース(N+拡散層)及びドレイン
(N+拡散層)が形成されている(図3参照)。
As shown in FIGS. 6 and 3, the well 124 in which the amplifier transistor 28 is formed is
In FIG. 2, it is formed separated from the well 103 where the photodiode 9 and the like are formed by a distance L (see FIG. 3). The P-type well 103 includes an N-type terminal (N + diffusion layer) of the photodiode 9, a P-type terminal (P + diffusion layer) grounded, and a source (N
A + diffusion layer) and a drain (N + diffusion layer), and a source (N + diffusion layer) and a drain (N + diffusion layer) of the resetting transistor 7 are formed (see FIG. 3).

【0041】P−型ウエル124には、アンプ用トラン
ジスタ28のソース28S(N+拡散層)及びドレイン
28D(N+拡散層)、及びソース28Sをウエル12
4に接続するためにソース28Sと境界部135で隣接
接触する領域121(P+拡散層)が形成され、ソース
28Sとウエル124は同電位にされている。フィール
ド酸化膜131Aが領域121に、フィールド酸化膜1
31Bがドレイン28Dにそれぞれ隣接して形成されて
いる。
The source 28S (N + diffusion layer) and the drain 28D (N + diffusion layer) of the amplifier transistor 28 and the source 28S are
A region 121 (P + diffusion layer) is formed in contact with the source 28S at the boundary 135 so as to be adjacent to the source 28S, and the source 28S and the well 124 are set to the same potential. The field oxide film 131A is formed in the region 121 and the field oxide film 1 is formed.
31B are formed adjacent to the drains 28D, respectively.

【0042】ソース28Sとドレイン28Dの間の上方
には、ゲート酸化膜130を介してゲート電極28Gが
形成されている。領域121、ソース28S,ドレイン
28D、フィールド酸化膜131A、131B、および
ゲート電極28G、ゲート酸化膜130の周囲は、第1
絶縁層128で覆われており、領域121、ソース28
S,ドレイン28D、およびゲート電極28Gの一部上
方の第1絶縁層128が除去され、そこに導電性のコン
タクト127、127G,127Dがそれぞれ形成さ
れ、これにメタル配線126、126G、126Dが接
続している。メタル配線126,126G,126Dお
よび第1絶縁層128上には、所定厚さの第2絶縁層が
形成されている。
A gate electrode 28G is formed above the source 28S and the drain 28D via a gate oxide film 130. The periphery of the region 121, the source 28S, the drain 28D, the field oxide films 131A and 131B, the gate electrode 28G, and the gate oxide film 130 is the first region.
The region 121 and the source 28 are covered with an insulating layer 128.
The first insulating layer 128 above a part of the S, the drain 28D, and the gate electrode 28G is removed, and conductive contacts 127, 127G, 127D are formed thereon, and the metal wirings 126, 126G, 126D are connected thereto. are doing. A second insulating layer having a predetermined thickness is formed on the metal wirings 126, 126G, 126D and the first insulating layer 128.

【0043】コンタクト127の位置は領域121とソ
ース28Gが接触している境界である。コンタクト12
7はソース28G、領域121に接続し、メタル配線1
26を通して、列信号出力線10に接続している。コン
タクト127Gの位置はゲート電極28G上であり、ゲ
ート電極28G、に接続し、メタル配線126Gを通し
て、フォトダイオード9のN型端子などに接続してい
る。
The position of the contact 127 is the boundary between the region 121 and the source 28G. Contact 12
7 is connected to the source 28G and the region 121, and the metal wiring 1
26, it is connected to the column signal output line 10. The position of the contact 127G is on the gate electrode 28G, is connected to the gate electrode 28G, and is connected to the N-type terminal of the photodiode 9 through the metal wiring 126G.

【0044】コンタクト127Dの位置はドレイン28
D上であり、ドレイン28Dに接続し、メタル配線12
6Dを通じて行選択トランジスタ6のソースに接続して
いる。ここで、コンタクト127とフィールド酸化膜1
31A(コンタクト127Dとフィールド酸化膜131
Bも同様)との距離は、ステッパの位置ずれを考慮した
余裕度ΔLcoしかとっていないが、これでコンタクト
とウエルとのショートを防止できる。。
The contact 127D is located at the drain 28
D, connected to the drain 28D, and the metal wiring 12
It is connected to the source of the row selection transistor 6 through 6D. Here, the contact 127 and the field oxide film 1
31A (contact 127D and field oxide film 131)
B) is the same as the allowance ΔLco in consideration of the displacement of the stepper, but this can prevent a short circuit between the contact and the well. .

【0045】領域121(P+拡散層)とソース28G
(N+拡散層)は、境界部135で接触しているが、こ
れは、イオン注入装置を用いて、N型のイオンとしてヒ
素を、P型のイオンとしてBF2を用い、互いが部分的
にオーバーラップするようにイオン注入して作製する。
この作製法では、質量はヒ素の方が大きいので、不純物
濃度のピークはBF2の不純物濃度のピークよりも基板
表面にくることが多い。そこで、境界部135は図示の
ように例えば階段状となり、上側の部分がN型となり、
その下がP型となる構造をとる。なお、このように領域
121とソース28Sを境界部135においてオーバー
ラップさせるのは、確実に領域121とソース28Sを
接触接続させるためである。なお、境界部135は単に
上下方向の平面状でも、斜めの平面状等、いずれの形状
であっても、領域121とソース28Sの境界を形成し
ておれば良い。
Region 121 (P + diffusion layer) and source 28G
The (N + diffusion layers) are in contact at the boundary 135, which are arsenic as N-type ions, BF 2 as P-type ions, and partially It is manufactured by ion implantation so as to overlap.
In the production method, the mass so towards the arsenic is large, a peak of the impurity concentration is often come to the substrate surface than the peak of the impurity concentration of BF 2. Therefore, the boundary portion 135 has, for example, a stepped shape as shown in the drawing, and the upper portion becomes N-shaped,
The lower part has a P-type structure. The reason why the region 121 and the source 28S overlap each other at the boundary portion 135 is to ensure that the region 121 and the source 28S are brought into contact with each other. Note that the boundary 135 may have any shape, such as a vertical plane or an oblique plane, as long as the boundary between the region 121 and the source 28S is formed.

【0046】このように本実施例のCMOSイメージセ
ンサでは、改善された従来例のCMOSイメージセンサ
とは異なり、アンプ用トランジスタについて、ソースと
なるN+拡散層とウエル接続のための領域となるP+拡
散層が接触しており、従ってN+拡散層とP+拡散層を
分離するためのフィールド酸化膜を必要とせず、フィー
ルド酸化膜ΔLfの分とその両側の余裕度ΔLcoの分
だけ小さい領域で形成できる。接触するN+拡散層とP
+拡散層をコンタクト127の長さと、余裕度ΔLco
の2倍の長さの領域に構成すればよい。
As described above, in the CMOS image sensor of the present embodiment, unlike the improved conventional CMOS image sensor, the P + diffusion layer serving as an area for well connection with the N + diffusion layer serving as a source for an amplifying transistor. Since the layers are in contact with each other, a field oxide film for separating the N + diffusion layer and the P + diffusion layer is not required, and the region can be formed in a region smaller by the field oxide film ΔLf and the margin ΔLco on both sides thereof. N + diffusion layer in contact with P
+ Diffusion layer with the length of the contact 127 and the margin ΔLco
In this case, the area may be twice as long as.

【0047】なお、P+拡散層とN+拡散層を接触させ
ると、PN接合ができる。PN接合は順バイアス(P型
の電位>N型の電位)では電流が流れ、逆バイアスでは
ほとんど電流が流れない。しかし逆バイアスを大きくす
ると、ブレークダウンが起こり、電流が流れるようにな
る。P型拡散層とN型拡散層の濃度を濃くしていくと、
このブレークダウン電圧は小さくなっていき、P+、N
+と呼ばれる濃度10 20cm-3以上の濃度ではほとんど
0Vになる。これを、図7に示す。
The P + diffusion layer and the N + diffusion layer are brought into contact with each other.
Then, a PN junction is formed. PN junction is forward biased (P-type
Current> N-type potential), current flows,
Almost no current flows. But increase the reverse bias
When this happens, a breakdown occurs and current flows.
You. As the concentration of the P-type diffusion layer and the N-type diffusion layer is increased,
This breakdown voltage decreases, and P +, N
Concentration 10 called + 20cm-3Almost no concentration above
It becomes 0V. This is shown in FIG.

【0048】図7は、本発明によるCMOSイメージセ
ンサにおけるP+拡散層/N+拡散層(PN接合)の電
流−電圧特性を示すグラフ図である。測定には、ヒュー
レット・パッカード(現アジレント・テクノロジー)社
製の半導体パラメータアナライザ4145Aを用いた。
図7において、横軸はPN接合への印加電圧を、縦軸は
そのときの電流を表し、P型拡散層とN型拡散層の濃度
を1×1020cm-3とした場合であり、ブレークダウン
電圧がほぼ0Vになっている様子が分かる。
FIG. 7 is a graph showing current-voltage characteristics of a P + diffusion layer / N + diffusion layer (PN junction) in a CMOS image sensor according to the present invention. For the measurement, a semiconductor parameter analyzer 4145A manufactured by Hewlett-Packard (currently Agilent Technologies) was used.
In FIG. 7, the horizontal axis represents the voltage applied to the PN junction, the vertical axis represents the current at that time, and the concentration of the P-type diffusion layer and the N-type diffusion layer is 1 × 10 20 cm −3 , It can be seen that the breakdown voltage is almost 0V.

【0049】このように、P+拡散層とN+拡散層を接
触させることで、互いに接続するメタル配線を通さずに
アンプ用トランジスタのソースとアンプ用ウエルの電気
的接続が可能となり、同電位にすることができる。従っ
て、基板バイアス効果を抑制し、雑音を低減できるし、
アンプ用トランジスタの形成領域も小さくできるまたコ
ンタクトをP+拡散層とN+拡散層の境界部に形成する
と、コンタクトはP+拡散層、N+拡散層の両方に導通
をとれるので、より確実にアンプ用トランジスタのソー
スとウエルを同電位にすることができる。
As described above, by bringing the P + diffusion layer and the N + diffusion layer into contact with each other, the source of the amplifier transistor and the amplifier well can be electrically connected without passing through the metal wiring connected to each other, and the potentials are made the same. be able to. Therefore, the substrate bias effect can be suppressed, noise can be reduced,
If the contact area is formed at the boundary between the P + diffusion layer and the N + diffusion layer, the contact can be conducted to both the P + diffusion layer and the N + diffusion layer. The source and the well can be set to the same potential.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のCMOS
イメージセンサは、請求項1および2記載によれば、ア
ンプ用MOSFETのウエル内に、前記ウエルと逆の導
電型を有して前記アンプ用MOSFETのソースを構成
する第1の高濃度不純物領域と、前記ウエルと同じ導電
型を有する第2の高濃度不純物領域とを形成し、かつ前
記第1の高濃度不純物領域と前記第2の高濃度不純物領
域とを境界部で接して配置したことにより、画素を構成
するアンプ用トランジスタの基板バイアス効果を抑制す
る構造を小さいアンプ用トランジスタ領域内で実現でき
るようにし、それにより雑音の少ない高精細のCMOS
イメージセンサを提供することができるという効果があ
る。
As described above, according to the CMOS of the present invention,
The image sensor according to claim 1, wherein a first high-concentration impurity region having a conductivity type opposite to that of the well and constituting a source of the amplifier MOSFET is provided in a well of the amplifier MOSFET. Forming a second high-concentration impurity region having the same conductivity type as the well, and arranging the first high-concentration impurity region and the second high-concentration impurity region in contact with each other at a boundary portion. A structure that suppresses a substrate bias effect of an amplifier transistor constituting a pixel can be realized in a small amplifier transistor region, thereby achieving a high-definition CMOS with less noise.
There is an effect that an image sensor can be provided.

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

【図1】従来例のCMOSイメージセンサの基本構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a conventional CMOS image sensor.

【図2】改善された従来例のCMOSイメージセンサの
構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an improved conventional CMOS image sensor.

【図3】改善された従来例のCMOSイメージセンサの
素子構造を示す断面構成図である。
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing an element structure of an improved conventional CMOS image sensor.

【図4】図3に示されるアンプ用トランジスタの周辺の
詳細断面構成図である。
4 is a detailed cross-sectional configuration diagram around the amplifier transistor shown in FIG. 3;

【図5】図3に示されるA部の拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view of a portion A shown in FIG.

【図6】本発明によるCMOSイメージセンサの素子構
造の実施例を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an embodiment of an element structure of a CMOS image sensor according to the present invention.

【図7】本発明によるCMOSイメージセンサにおける
P+拡散層/N+拡散層の電流−電圧特性を示すグラフ
図である。
FIG. 7 is a graph showing current-voltage characteristics of a P + diffusion layer / N + diffusion layer in a CMOS image sensor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…CMOSイメージセンサ、2…負荷トランジスタ、
3…基準電圧供給線、4…負荷トランジスタ駆動線、5
…垂直シフトレジスタ、6…行選択トランジスタ、7…
リセット用トランジスタ、8…アンプ用トランジスタ、
8D…N+拡散層(ドレイン)、8G…ゲート電極、8
S…N+拡散層(ソース)、9…フォトダイオード、1
0…列信号出力線、11…ノイズキャンセラ、12…信
号出力線、13…水平シフトレジスタ、14…信号読出
し用トランジスタ、15…行信号出力線、16…リセッ
ト信号出力線、17…基準電圧供給線、28…アンプ用
トランジスタ、28D…N+拡散層、28G…ゲート電
極、28S…N+拡散層、100A、100B…画素、
101…P+拡散層、102…N−基板、103…P−
ウエル、104…(アンプ用)P−ウエル、105…N
型層、106D,106G,106S…メタル配線、1
07,107D,107G,107S…コンタクト、1
08…第1絶縁膜、109…第2絶縁膜、110…ゲー
ト酸化膜、111,111A,111B,111C…フ
ィールド酸化膜、112…ショート個所、120…画
素、121…P+ウエル、122…N−基板、124…
(アンプ用)P−ウエル、126,126D,106G
…メタル配線、127,127D,127G…コンタク
ト、128…第1絶縁膜、129…第2絶縁膜、130
…ゲート酸化膜、131A,131B…フィールド酸化
膜、135…境界部。
1. CMOS image sensor 2. Load transistor
3: Reference voltage supply line, 4: Load transistor drive line, 5
... vertical shift register, 6 ... row selection transistor, 7 ...
Reset transistor, 8 ... amplifier transistor,
8D: N + diffusion layer (drain), 8G: gate electrode, 8
S: N + diffusion layer (source), 9: photodiode, 1
0 ... column signal output line, 11 ... noise canceller, 12 ... signal output line, 13 ... horizontal shift register, 14 ... signal reading transistor, 15 ... row signal output line, 16 ... reset signal output line, 17 ... reference voltage supply line , 28... Amplifier transistor, 28 D... N + diffusion layer, 28 G... Gate electrode, 28 S. N + diffusion layer, 100 A, 100 B.
101 ... P + diffusion layer, 102 ... N-substrate, 103 ... P-
Well, 104 ... (for amplifier) P-well, 105 ... N
Mold layer, 106D, 106G, 106S: metal wiring, 1
07, 107D, 107G, 107S ... contact, 1
08: first insulating film, 109: second insulating film, 110: gate oxide film, 111, 111A, 111B, 111C: field oxide film, 112: short part, 120: pixel, 121: P + well, 122: N- Substrate, 124 ...
(For amplifier) P-well, 126, 126D, 106G
... Metal wiring, 127, 127D, 127G ... Contact, 128 ... First insulating film, 129 ... Second insulating film, 130
... gate oxide films, 131A and 131B ... field oxide films, 135 ... boundary portions.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フォトダイオードと前記フォトダイオード
において光電変換により生成された電荷を増幅するアン
プ用MOSFETとを有する画素を複数個ライン状また
はアレイ状に配列したCMOSイメージセンサにおい
て、 前記アンプ用MOSFETのウエル内に、前記ウエルと
逆の導電型を有して前記アンプ用MOSFETのソース
を構成する第1の高濃度不純物領域と、前記ウエルと同
じ導電型を有する第2の高濃度不純物領域とを形成し、
かつ前記第1の高濃度不純物領域と前記第2の高濃度不
純物領域とを境界部で接して配置したことを特徴とする
CMOSイメージセンサ。
A CMOS image sensor in which a plurality of pixels each having a photodiode and an amplifier MOSFET for amplifying an electric charge generated by photoelectric conversion in the photodiode are arranged in a line or array. A first high-concentration impurity region having a conductivity type opposite to that of the well and constituting the source of the amplifier MOSFET, and a second high-concentration impurity region having the same conductivity type as the well are formed in the well. Forming
A CMOS image sensor, wherein the first high-concentration impurity region and the second high-concentration impurity region are arranged so as to be in contact with each other at a boundary.
【請求項2】請求項1に記載のCMOSイメージセンサ
において、前記ソースに接続するメタル配線用のコンタ
クトを、前記境界部と直接接するように配置したことを
特徴とするCMOSイメージセンサ。
2. The CMOS image sensor according to claim 1, wherein a metal wiring contact connected to said source is arranged so as to directly contact said boundary.
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