JP2004247608A - Solid-state image sensor, method of manufacturing the same and method of driving the same - Google Patents

Solid-state image sensor, method of manufacturing the same and method of driving the same Download PDF

Info

Publication number
JP2004247608A
JP2004247608A JP2003037328A JP2003037328A JP2004247608A JP 2004247608 A JP2004247608 A JP 2004247608A JP 2003037328 A JP2003037328 A JP 2003037328A JP 2003037328 A JP2003037328 A JP 2003037328A JP 2004247608 A JP2004247608 A JP 2004247608A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
semiconductor substrate
potential
solid
imaging device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003037328A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Okada
吉弘 岡田
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2003037328A priority Critical patent/JP2004247608A/en
Publication of JP2004247608A publication Critical patent/JP2004247608A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image sensor that can discharge unnecessary electric charges generated in the deep portion of a substrate. <P>SOLUTION: The solid-state image sensor has n-type channel regions 50 formed in the surface of a p-type semiconductor substrate 66, p-type isolating regions 52 formed in the surface of the substrate 66 in a state where the regions 52 are extended in parallel with each other and divide the channel regions 50, and n-type drain regions 54 formed in a state where the regions 54 are extended in parallel with the isolating regions 52. The drain regions 54 are formed deeper than the channel regions 50 in the depthwise direction of the semiconductor substrate 66. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレーム転送方式の固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体光電変換素子を有するCCD固体撮像素子では、過度の露光等によって撮像部において情報電荷が過剰に発生した場合に情報電荷が他の周辺画素に溢れるブルーミング現象を生ずる。このブルーミング現象を抑制するために、過剰に発生した情報電荷を排出するオーバーフロードレイン構造が採用されている。
【0003】
オーバーフロードレイン構造には、過剰な情報電荷を半導体基板の深部に排出する縦型オーバーフロードレイン構造と、過剰な情報電荷を半導体基板の表面領域に設けたドレイン領域に排出する横型オーバーフロードレイン構造とが用いられている。
【0004】
横型オーバーフロードレイン構造は、主にフレーム転送方式のCCD固体撮像素子に用いられる。図8は、フレーム転送方式のCCD固体撮像素子の概略の構成図である。フレーム転送方式のCCD固体撮像素子は、撮像部10i、蓄積部10s、水平転送部10h及び出力部10dを有する。撮像部10iで生成された情報電荷の2次元配列は蓄積部10sに高速で転送される。情報電荷は蓄積部10sに保持されると共に、1行ずつ水平転送部10hへ転送され、さらに、1画素単位で水平転送部10hから出力部10dへ転送される。出力部10dは1画素毎の電荷量を電圧値に変換し、その電圧値の変化がCCD出力とされる。
【0005】
撮像部10i及び蓄積部10sには、水平転送部10hに向かう方向に延在して複数の垂直シフトレジスタが配置される。垂直シフトレジスタは、水平転送部10hに向かって互いに平行に配置された複数のチャネル領域と、チャネル領域に直交に延在して互いに平行に配置された複数の転送電極とを含んで構成される。横型オーバーフロードレイン構造では、隣接するチャネル領域の間に分離領域及びドレイン領域が形成される。
【0006】
図9は、従来の横型オーバーフロードレイン構造を採用したフレーム転送方式のCCD固体撮像素子の撮像部10i又は蓄積部10sの一部を示す模式的な平面図である。垂直シフトレジスタのチャネル領域20は分離領域22によって区画され、分離領域22のほぼ中央位置にドレイン領域24が設けられる。
【0007】
チャネル領域20はP型の半導体基板の表面領域にN型の不純物を添加したNウェルによって構成される。分離領域22は、この半導体基板に対してP型の不純物を注入することによって形成される。ドレイン領域24は、分離領域22の表面からチャネル領域20の延伸方向と平行に高濃度のN型不純物を注入することによって形成される。
【0008】
転送電極26は、半導体基板上に絶縁膜を介して形成され、チャネル領域20と交差する方向に延在して配置される。これら複数の転送電極26は、それぞれが絶縁されて互いに平行に配置される。転送電極26のそれぞれには垂直転送クロックが印加され、チャネル領域20の表面領域に形成されるポテンシャルの井戸の状態が制御されて蓄積された情報電荷が順次転送される。
【0009】
例えば、3相駆動の場合、隣接する3つの転送電極26毎に1つの画素が割り当てられ、転送クロックφ1,φ2,φ3がそれぞれ転送電極26−1,26−2,26−3に印加される。
【0010】
図10は、図9に示すX−X断面の模式的な断面図と、その断面に対応するポテンシャルプロファイルを示す図である。チャネル領域20、分離領域22及びドレイン領域24は、図10(a)に示すように、それぞれP型半導体基板36の表面に形成されたNウェル(NW)30,P拡散層32,N拡散層34から構成される。基板表面には絶縁膜38を介して転送電極26である導電膜40が配置される。チャネル領域20、分離領域22及びドレイン領域24を横切るポテンシャルの状態は、図10(b)のように、分離領域22内のポテンシャル障壁48で分離されたポテンシャル井戸42を有するプロファイルを示す。このポテンシャル井戸42に情報電荷44を蓄積することができる。
【0011】
図11に、CCD固体撮像素子を駆動した場合の時刻t1〜t4における撮像部10iを構成する垂直シフトレジスタ内のポテンシャルの状態を示す。
【0012】
図11(a)は、各時刻における垂直シフトレジスタの転送方向に沿ったポテンシャルを表す。図11(b)は、転送電極26−2の下におけるチャネル領域20を横切る位置でのポテンシャルを示す。図11(c)は、転送電極26−2の下において、チャネル領域20よりも深い基板深部を横切る位置でのポテンシャルを示す。
【0013】
時刻t1では、転送クロックφ2がHレベル(例えば、5V)に立ち上げられ、転送クロックφ1及びφ3は転送クロックφ2よりも低い電位であるLレベル(例えば、0V)に立ち下げられる。これによって、図11(a)のように、転送電極26−2の下に他の転送電極26−1,26−3の下よりも深いポテンシャル井戸100が形成される。また、チャネル領域20の領域では、図11(b)に示すように、チャネル領域20に隣接する分離領域22がドレイン領域24との間にポテンシャル障壁102を形成する。ちなみに、転送電極26−1,26−3の下では、破線で表されたポテンシャル障壁104が形成される。
【0014】
半導体基板36に入射した光により転送電極26−1〜26−3の下で発生した情報電荷は、ポテンシャル障壁102,104によってドレイン領域24への移動が規制され、周辺領域で最も低いポテンシャルを有する転送電極26−2のポテンシャル井戸100に移動して蓄積される。
【0015】
時刻t2では、ドレイン領域24に設けられたドレイン電極(図示しない)にHレベル(例えば、5V)の排出クロックφbが印加される。排出クロックφbが立ち上げられることによって、分離領域22が形成するポテンシャル障壁は変調を受け、チャネル領域20とドレイン領域24との間のポテンシャル障壁が引き下げられる。すなわち、図11(b)のように、転送電極26−2の下ではポテンシャル障壁108が形成される。このポテンシャル障壁108は、チャネル領域20に沿ったバリア電位110よりも低いため、ポテンシャル井戸100に蓄積された情報電荷112のうちポテンシャル障壁108を超えるエネルギー準位にある電荷がドレイン領域24に排出される。
【0016】
例えば、CCD固体撮像素子に過大な光が照射され、チャネル領域20に過剰な情報電荷が発生した場合、チャネル領域20のポテンシャル井戸100の蓄積許容量を超える電荷がドレイン領域24に排出される。このような動作により、過剰な情報電荷が周辺画素に漏れ出して画像を乱すブルーミング現象が抑制される。
【0017】
時刻t3では、ドレイン領域24に印加する電圧を再びLレベル(例えば、0V)に立ち下げ、転送電極26−1〜26−3に対して互いに位相の異なる転送クロックφ1〜φ3を印加する。これにより、転送電極26の下に形成されるポテンシャル井戸をチャネル領域20の延伸方向に移動させ、チャネル領域20を転送経路(図9において例えば下方向)として情報電荷112を転送することができる。時刻t2においてポテンシャル井戸100に蓄積される情報電荷112の蓄積量を制限することによって、転送中に情報電荷112がドレイン領域24に漏れ出すことを防ぐことができる。
【0018】
また、電子シャッタ動作を行うこともできる。時刻t4では、ドレイン領域24に印加する排出クロックφbがHレベル(例えば、5V)に立ち上げられると共に、全ての転送電極26に印加されている垂直転送クロックがLレベル(例えば、0V)に立ち下げられる。これによって、チャネル領域20中のポテンシャルが引き上げられてポテンシャル井戸100が消滅すると共に、チャネル領域20とドレイン領域24との間のポテンシャル障壁102,104が引き下げられる。チャネル領域20に蓄積されていた情報電荷112は、ポテンシャルの勾配に沿って移動し、分離領域22を経由してドレイン領域24へ排出される。この動作により、撮像部10iや蓄積部10sに蓄積されていた情報電荷112を排出することができ、電子シャッタ動作を行うことができる。
【0019】
【特許文献1】
特許第32762086号
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような構成を有する固体撮像素子においては、半導体基板の深部で発生した電荷がチャネル領域20のポテンシャル井戸100に蓄積される。すなわち、半導体基板の深さ方向に対しては、チャネル領域20内で極小となり、基板深部に向かって上昇していくポテンシャルの勾配が形成されている。このため、基板深部で発生した電荷は、ポテンシャルの傾斜に沿ってチャネル領域20内のポテンシャル井戸に流れ込む。
【0021】
図12に、半導体基板として単結晶シリコン基板を用いたCCD固体撮像素子における光の侵入深さの波長依存性を示す。波長が長くなるにつれて光の吸収係数は低下して侵入深さは深くなる。そのため、チャネル領域が形成された表面側から光を入射させた場合、赤外光のような長波長領域の光は半導体基板36の深部まで到達し、そこで電荷を発生させる。その結果、可視光領域の撮像を行うカメラにCCD固体撮像素子を用いた場合、赤外光の入射によって基板深部に発生する電荷はドレイン領域に排出されず、チャネル領域のポテンシャル井戸に蓄積されることとなる。このため、撮像と無関係な赤外領域の影響を受け易くなる。
【0022】
また、カメラが機械的シャッタを持たない場合、情報電荷の転送時も撮像部10iは光に曝されて電荷を発生し続ける。例えば、チャネル領域が形成されていない半導体基板の裏面側から光を入射させる場合、可視光領域に非常に高い輝度を有する素材を撮影する際に、情報電荷の転送時に半導体基板の深部(チャネル領域が形成されていない裏面側)で電荷が発生してポテンシャル井戸に蓄積され続ける。その結果、転送時における光入射の影響が無視できなくなり、撮影画像内にスミアが発生する等の問題を生ずる。
【0023】
本発明は、少なくとも上記従来技術の問題の1つを解決できる横型オーバーフロードレイン構造を有する固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子の駆動方法を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決できる本発明は、半導体基板の表面に形成された一導電型の第1の半導体領域と、前記半導体基板の表面に互いに略平行に延在して形成され、前記第1の半導体領域を区画する逆導電型の複数の分離領域と、前記分離領域内に延在して形成される一導電型の複数のドレイン領域と、前記半導体基板上で前記分離領域及び前記ドレイン領域と交差して配置される転送電極と、を含む固体撮像素子であって、前記ドレイン領域は、前記第1の半導体領域よりも前記半導体基板の深さ方向に深く形成されていることを特徴とする固体撮像素子である。
【0025】
また、上記課題を解決できる本発明の別の態様は、半導体基板の表面に一導電型の不純物を注入して第1の半導体領域を形成する第1の工程と、前記第1の半導体領域内に逆導電型の不純物を所定の間隔を隔てて略平行に注入し、前記第1の半導体領域を区画する複数の分離領域を形成する第2の工程と、前記分離領域内に一導電型の不純物を前記第1の半導体領域よりも前記半導体基板の深さ方向に深く注入し、複数のドレイン領域を形成する第3の工程と、前記半導体基板上に前記分離領域及び前記ドレイン領域と交差して複数の転送電極を形成する第4の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法である。
【0026】
また、上記課題を解決できる本発明の別の態様は、半導体基板の表面に形成された一導電型の第1の半導体領域と、前記半導体基板の表面に互いに略平行に延在して形成され、前記第1の半導体領域を区画する逆導電型の複数の分離領域と、前記分離領域内に延在して形成される一導電型の複数のドレイン領域と、前記半導体基板上で前記分離領域及び前記ドレイン領域と交差して配置される転送電極と、を含む固体撮像素子の駆動方法であって、前記ドレイン領域及び前記半導体基板に与える電位を変化させて、前記半導体基板の深部で発生する電荷を前記ドレイン領域へ排出させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【0027】
ここで、前記第1の半導体領域中にポテンシャル井戸を形成させる電位を前記転送電極に与えると共に、前記ドレイン領域及び前記半導体基板へ与える電位を変化させて、長波長の入射光に対する前記ポテンシャル井戸の蓄積感度を制限することが好適である。
【0028】
また、前記第1の半導体領域中のポテンシャル井戸を消滅させる電位を前記転送電極に与えると共に、前記ドレイン領域及び前記半導体基板へ与える電位を変化させて、前記ポテンシャル井戸に蓄積された電荷及び前記半導体基板の深部で発生する電荷を前記ドレイン領域へ排出させることが好適である。
【0029】
【発明の実施の形態】
<固体撮像素子の構造>
本発明の実施の形態におけるCCD固体撮像素子について図を参照して詳細に説明する。本実施の形態におけるCCD固体撮像素子の全体構成は、図8と同様に、撮像部10i、蓄積部10s、水平転送部10h及び出力部10dから基本的に構成される。
【0030】
図1は、本実施の形態におけるCCD固体撮像素子の撮像部10i又は蓄積部10sの一部を示す模式的な平面図である。撮像部10i及び蓄積部10sは、従来のCCD固体撮像素子と同様に互いに平行に配置された複数の垂直シフトレジスタを備える。
【0031】
垂直シフトレジスタのチャネル領域50は分離領域52によって区画され、分離領域52のほぼ中央位置にドレイン領域54が設けられる。これによって、横型オーバーフロードレイン構造が構成される。
【0032】
転送電極56は、絶縁膜を介して、半導体基板のチャネル領域50が設けられた面上に形成される。転送電極56は、チャネル領域50とほぼ直交する方向に延在して複数配置される。これらの転送電極56は、互いに所定の間隔を持って平行に配置される。
【0033】
撮像時及び情報電荷の転送時には、転送電極56の各々に所定の電位が印加され、チャネル領域50の表面領域に形成されるポテンシャルの井戸の状態が制御され、情報電荷の蓄積及び転送が実行される。
【0034】
例えば、3相駆動の場合、隣接する3つの転送電極56−1,56−2,56−3の組毎に1つの画素が割り当てられ、転送クロックφ1,φ2,φ3がそれぞれ転送電極56−1,56−2,56−3に印加される。
【0035】
図2(a)は、図1に示す平面構造を有する撮像部10i及び蓄積部10sのX−X断面の模式的な断面図である。チャネル領域50、分離領域52及びドレイン領域54は、それぞれP型半導体基板66の表面に形成されたNウェル60,P拡散層62,N拡散層64から構成される。基板表面には絶縁膜68を介して転送電極56となる導電膜70が配置される。
【0036】
P型半導体基板66として単結晶シリコン基板を用いた場合、半導体基板66に含まれるP型の不純物濃度は、1014/cm以上1016/cm以下とすることが好適である。また、Nウェル60に添加されるN型不純物には砒素(As)、燐(P)、アンチモン(Sb)等を用いることができ、Nウェル60内の実効的な不純物濃度は1016/cm以上1018/cm以下とすることが好適であり、さらに1016/cm以上1017/cm以下とすることがより好適である。
【0037】
拡散層62に添加されるP型不純物にはボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)等を用いることができ、P拡散層62内の実効的な不純物濃度は1016/cm以上1018/cm以下とすることが好適であり、さらに1016/cm以上1017/cm以下とすることがより好適である。
【0038】
さらに、N拡散層64に添加されるN型不純物には砒素(As)、燐(P)、アンチモン(Sb)等を用いることができ、N拡散層64内の実効的な不純物濃度は1018/cm以上1020/cm以下とすることが好適であり、さらに1018/cm以上1019/cm以下とすることがより好適である。
【0039】
また、絶縁膜68としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等のシリコン系材料の他、酸化チタン系材料等の高誘電体材料を用いることができる。転送電極56には、金属、多結晶シリコン等の導電性材料を用いることができる。
【0040】
ここで、横型オーバーフロードレイン構造のドレイン領域54となるN拡散層64は、半導体基板66の深部に向かって隣接するチャネル領域50であるNウェル60よりも深く形成される。
【0041】
ドレイン領域54であるN拡散層64の深さの下限は、不要電荷を発生させる波長領域の入射光の侵入深さ、半導体基板66内における電荷の拡散長、各電極に印加可能な駆動電圧等に基づいて決定される。一方、N拡散層64の深さの上限は、N拡散層64を形成する上での不純物の注入工程の困難性等に基づいて制限される。
【0042】
具体的には、半導体基板66として単結晶シリコン基板を用いた場合、チャネル領域50が幅1μm以上10μm以下及び深さ0.5μm以上1.5μm以下であり、分離領域52の幅が0.1μm以上1μm以下、ドレイン領域54の幅が0.1μm以上1μm以下であるとき、ドレイン領域54の深さの下限は0.5μm以上10μm以下であることが好適である。但し、ドレイン領域54の深さについてはチャネル領域50の深さよりも深くなる。
【0043】
例えば、図12に示すように、波長800nmの赤外光が入射強度の1/eまで低下する侵入深さLは約1μmであるため、チャネル領域50が形成された半導体基板66表面側から光が入射された場合に波長800nmの入射光によって半導体基板66の深部で発生する不要電荷を排出するためにはN拡散層64を1μm程度まで深く形成することが好適である。
【0044】
転送電極56となる導電膜70に負電圧を印加した場合、図2(a)のラインAに沿ったポテンシャルの状態は、図2(b)のように、チャネル領域50にポテンシャル井戸72を有するプロファイルを示す。チャネル領域50とドレイン領域54との間の分離領域52内にはポテンシャル障壁78が形成され、チャネル領域50のポテンシャル井戸72とドレイン領域54のドレイン76とを隔てる障壁となる。このポテンシャル井戸72に、光電変換によって生成された情報電荷74を蓄積することができる。
【0045】
さらに、ドレイン領域54に印加する排出クロックφbをHレベル(例えば、5V)に立ち上げることによって、分離領域52内のポテンシャル障壁78が引き下げられる(図中78’)。撮像時に撮像部10iが過剰に露光され、ポテンシャル井戸72の電荷蓄積許容容量を越える過剰な情報電荷が発生した場合、余分な電荷は分離領域52内のポテンシャル障壁78を超えてドレイン領域54に流れ込む。このような横型オーバーフロードレイン構造によって、過剰な電荷はドレイン領域54に排出され、ブルーミング現象を抑制することができる。
【0046】
また、ドレイン領域54に印加する排出クロックφbをHレベル(例えば、5V)に立ち上げると共に、全ての転送電極56に印加される転送クロックφ1〜φ3をLレベル(例えば、0V)に立ち下げることによって、電子シャッタ動作をさせることも可能である。このとき、分離領域52内のポテンシャル障壁78が引き下げられ、チャネル領域50内のポテンシャル井戸72が消滅する。ポテンシャル井戸72に蓄積されていた情報電荷74はポテンシャルの勾配に従って移動し、ドレイン領域54に排出される。この電子シャッタ動作によって、撮像部10i及び蓄積部10sのチャネル領域50のポテンシャル井戸72に蓄積されていた情報電荷74をリセットすることができ、新たな画像の撮像及び転送の準備を行うことができる。
【0047】
さらに、半導体基板66の電位に対してドレイン領域54が高い電位となるように排出クロックφbを印加すると、図2(a)のラインBに沿ったポテンシャルの状態は、図2(c)のように、半導体基板66の深部からドレイン領域54に向かってなだらかなポテンシャル勾配80を有するプロファイルを示す。その結果、半導体基板66の深部で発生した電荷をドレイン領域54に引き込んで排出することができる。
【0048】
<固体撮像素子の駆動方法>
次に、本実施の形態におけるCCD固体撮像素子の駆動方法について詳細に説明する。図3は、時刻t1〜t4における撮像部10iを構成する垂直シフトレジスタ内のポテンシャルの状態を示す図である。
【0049】
図3(a)は、各時刻におけるチャネルに沿ったポテンシャルの変化を表す。図3(b)は、転送電極56−2の下のチャネル領域50の深さを横切る(図2(a)のラインA)ポテンシャルの変化を表す。図3(c)は、転送電極56−2の下のチャネル領域50よりも深い基板深部を横切る(図2(a)のラインB)ポテンシャルの変化を表す。図4は、図3の動作に対応した転送電極56−1〜56−3にそれぞれ印加する転送クロックφ1〜φ3、ドレイン領域54に印加する排出クロックφb及び半導体基板66に印加する基板電位Vsubのタイミング図である。
【0050】
時刻t1では、図4に示すように、転送クロックφ1及びφ3はLレベル(例えば、0V)に立ち下げられ、転送クロックφ2はHレベル(例えば、5V)に立ち上げられる。その結果、転送電極56−2の下のチャネル領域50内に空のポテンシャル井戸150が形成される。チャネル方向に沿っては、図3(a)のように、転送電極56−1及び56−3の下のチャネル領域50に形成される浅いポテンシャルが障壁となって、隣り合うポテンシャル井戸150が隔てられる。また、ラインAに沿ったチャネル領域では、図3(b)のように、チャネル領域50とドレイン領域54とを分離する分離領域52内にポテンシャル障壁152が形成される。ちなみに、転送電極56−1及び56−3の下に形成されるポテンシャル障壁154を併せて破線で示した。
【0051】
撮像部10iは撮像対象からの光によって露光され、転送電極56−1,56−2,56−3の下で光電変換によって電荷が発生する。チャネル領域50内で発生した電荷は、分離領域52内に形成されるポテンシャル障壁152,154によってドレイン領域54への移動が規制され、転送電極56−2内に形成されたポテンシャル井戸150に情報電荷として蓄積される。情報電荷が蓄積されるに従って、ポテンシャル井戸150の電位は次第に浅くなる。
【0052】
時刻t2では、図4に示すように、転送クロックφ1及びφ3がLレベル、転送クロックφ2がHレベルに保持されると共に、ドレイン領域54に印加される排出クロックφbがHレベル(例えば、5V)に立ち上げられ、半導体基板66に印加される基板電位VsubがLレベル(例えば、−2V)に立ち下げられる。
【0053】
排出クロックφbが立ち上げられると、図3(b)に示すように、分離領域52内のポテンシャル障壁が引き下げられる。図3(b)に、分離領域52内に形成されるポテンシャル障壁158を示す。ポテンシャル井戸150に蓄積された情報電荷162のうちポテンシャル障壁158を越える高いエネルギー準位に存在する電荷は、ポテンシャル障壁158を乗り越えてドレイン領域54に排出される。このような横型オーバーフロードレイン構造を有することによって、過剰な情報電荷が周辺画素に漏れ出して画像を乱すブルーミング現象が抑制される。
【0054】
一方、半導体基板66の深部では、図3(c)のように、ドレイン領域54に向かってゆるやかに低下するポテンシャル勾配164が形成される。光照射によって半導体基板66の深部で発生した電荷(電子)は、そのドレイン領域54に向かうポテンシャル勾配164に沿ってドレイン領域54に引き込まれる。
【0055】
チャネル領域50が形成された表面側から光が入射された場合、可視光領域の光はチャネル領域50においてほとんど吸収され、残った赤外光領域の光が半導体基板66の深部まで到達して吸収される。赤外光領域の光の吸収によって半導体基板66の深部で発生する不要な電荷はドレイン領域54に排出される。すなわち、本実施の形態におけるCCD固体撮像素子の構造を採ることによって、図5のラインCに示すように、撮像時の赤外領域の感度を相対的に低下させることができる。
【0056】
逆に、チャネル領域50が形成されていない半導体基板66の裏面側から光が入射された場合、半導体基板66の裏面側(半導体基板66の深部)において可視光領域の光が吸収される。この場合、図6のラインDに示すように、撮像時の可視光領域の相対的感度を調整することができる。
【0057】
相対的感度は、半導体基板66、チャネル領域50及びドレイン領域54の実質的な不純物濃度や転送クロックφ1〜φ3、排出クロックφb及び基板電位Vsubに印加する電圧によって調整することができる。
【0058】
時刻t3では、図4に示すように、ドレイン領域54に印加する電圧が再びLレベル(例えば、0V)に立ち下げられ、転送電極56−1〜56−3に対して互いに位相の異なる転送クロックφ1〜φ3が印加される。これにより、ポテンシャル井戸150に蓄積された情報電荷162がチャネル領域50に沿って転送される(図1において例えば下方向)。本実施の形態のように横型オーバーフロードレイン構造を有することによって、ポテンシャル井戸150に蓄積される情報電荷162の蓄積量が制限されるため、転送中に情報電荷162がドレイン領域54に漏れ出すことを防ぐことができる。
【0059】
さらに、半導体基板66に印加される基板電位VsubをLレベル(例えば、−2V)に保つことによって、図3(c)のように、半導体基板66の深部からドレイン領域54に向かってポテンシャル勾配164が維持される。従って、情報電荷の転送中に半導体基板66の深部で発生した電子はドレイン領域54に排出される。
【0060】
例えば、半導体基板66の裏面側から非常に高い輝度を有する光が入射され、半導体基板66の深部でその光が吸収されることによって不要な電荷が発生した場合、その不要電荷をドレイン領域54に排出することができる。従って、情報電荷の転送中に発生するスミアを抑制することができる。
【0061】
時刻t4では、ドレイン領域54に印加する排出クロックφbがHレベル(例えば、5V)に立ち上げられると共に、転送電極56に印加されている垂直転送クロックがLレベル(例えば、0V)に立ち下げられる。これと共に、基板電位VsubがHレベルに立ち上げられ、これによって、チャネル領域50内のポテンシャル井戸150に蓄積されていた情報電荷162をドレイン領域54に排出し、電子シャッタ動作を行うことができる。
【0062】
<固体撮像素子の製造方法>
次に、本実施の形態におけるCCD固体撮像素子の製造方法について図7を参照して詳細に説明する。以下の説明では、半導体基板66としてP型のシリコン基板を利用した場合について説明を行う。
【0063】
半導体基板66上に絶縁膜68としてシリコン酸化膜を形成した後、さらにポリシリコン膜200、窒化シリコン膜202を積層する。その後、ポリシリコン膜200、窒化シリコン膜202を所定の開口部を有するようにパターンニングして、ポリシリコン膜200及び窒化シリコン膜202が積層されたマスク204を形成する(図7(a))。このマスク204は、後述する不純物のイオン注入工程において利用される。マスク204の一方の側壁206はチャネル領域50を形成するN型不純物のイオン注入の領域を規定し、他方の側壁208は分離領域52を形成するP型不純物のイオン注入の領域を規定する。
【0064】
マスク204が形成された半導体基板66上にレジストを塗布し、所定のマスクを通して露光することによってレジストパターン210を形成する。このレジストパターン210は、分離領域52が形成される領域を覆うように形成される。マスク204及びレジストパターン210をマスクとして、N型不純物をイオン注入し、N型不純物領域212を形成する(図7(b))。
【0065】
N型不純物領域212とP型半導体基板66との境界はマスク204の側壁206の位置と一致する。シリコン基板を使用した場合、N型不純物としては砒素(As)、燐(P)、アンチモン(Sb)等を用いることができる。また、N型不純物領域212内の実効的な不純物濃度は1016/cm以上1018/cm以下とすることが好適であり、さらに1016/cm以上1017/cm以下とすることがより好適である。
【0066】
レジストパターン210を除去した後、熱処理を行うことによってN型不純物領域212に注入されたN型不純物は拡散されて、チャネル領域50であるNウェル60を形成する(図7(c))。拡散により、N型不純物領域212は深さ方向及び水平方向に広がり、マスク204の側壁208の下に境界が位置するようにNウェル60が形成される。
【0067】
次に、Nウェル60が形成された半導体基板66上にレジストを塗布し、所定のマスクパターンを通して露光することによってレジストパターン214を形成する。このレジストパターン214は、Nウェル60が形成された領域を覆う。このレジストパターン214とマスク204とをマスクとして、P型不純物のイオン注入を行い、分離領域52であるP拡散層62を形成する(図7(d))。
【0068】
拡散層62とNウェル60との境界はマスク204の側壁208の位置と一致する。シリコン基板を使用した場合、P型不純物としてはボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)等を用いることができ、P拡散層62内の実効的な不純物濃度は1016/cm以上1018/cm以下とすることが好適であり、さらに1016/cm以上1017/cm以下とすることがより好適である。
【0069】
レジストパターン214を除去した後、半導体基板66上に酸化膜を積層し、この酸化膜に等方性エッチング処理を施すことによって、マスク204の両脇にサイドウォール216が形成される(図7(e))。このサイドウォール216が分離領域52とドレイン領域54の境界を規定するマスクとして利用される。
【0070】
サイドウォール216が形成された後、半導体基板66上にレジストを塗布し、所定のマスクパターンを通して露光することによってレジストパターン218を形成する。このレジストパターン218は、Nウェル60が形成された領域を覆う。レジストパターン218、マスク204及びサイドウォール216をマスクして、N型不純物をイオン注入し、分離領域52の水平方向中央部にドレイン領域54であるN拡散層64を形成する(図7(f))。
【0071】
シリコン基板を使用した場合、N型不純物としては砒素(As)、燐(P)、アンチモン(Sb)等を用いることができ、N拡散層64内の実効的な不純物濃度は1018/cm以上1020/cm以下とすることが好適であり、さらに1018/cm以上1019/cm以下とすることがより好適である。
【0072】
また、N型不純物を注入する際にイオンエネルギーを調整することによって、チャネル領域50となるNウェル60よりも半導体基板66の深部に向かって深くN拡散層64を形成する。
【0073】
最後に、レジストパターン218、マスク204を構成するポリシリコン膜200及び窒化シリコン膜202を除去した後(図7(g))、転送電極や保護膜を形成する。
【0074】
【発明の効果】
本発明によれば、基板深部で発生した不要電荷を排出することが可能な横型オーバーフロードレイン構造を有する固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子の駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における固体撮像素子の撮像部又は蓄積部の垂直シフトレジスタの平面図である。
【図2】本発明の実施の形態における固体撮像素子の撮像部又は蓄積部の垂直シフトレジスタの断面図及びポテンシャルプロファイルを示す図である。
【図3】本発明の実施の形態における垂直シフトレジスタの動作時の電位分布図である。
【図4】本発明の実施の形態における垂直シフトレジスタの動作時のタイミング図である。
【図5】本発明の実施の形態における固体撮像素子の分光感度を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態における固体撮像素子の分光感度を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態における固体撮像素子の垂直シフトレジスタの製造プロセスチャートを示す図である。
【図8】CCD固体撮像素子の構成を示す概略図である。
【図9】従来の固体撮像素子の撮像部又は蓄積部の垂直シフトレジスタの平面図である。
【図10】従来の固体撮像素子の撮像部又は蓄積部の垂直シフトレジスタの断面図及びポテンシャルプロファイルを示す図である。
【図11】従来の垂直シフトレジスタの動作時の電位分布図である。
【図12】単結晶シリコンに対する光の侵入深さの波長依存性を示す図である。
【符号の説明】
10d 出力部、10i 撮像部、10h 水平転送部、10s 蓄積部、20 チャネル領域、22 分離領域、24 ドレイン領域、26 転送電極、30 Nウェル、32 P拡散層、34 N拡散層、36 半導体基板、38絶縁膜、40 導電膜、42 ポテンシャル井戸、44 情報電荷、48 ポテンシャル障壁、50 チャネル領域、52 分離領域、54 ドレイン領域、56 転送電極、60 Nウェル、62 P拡散層、64 N拡散層、66半導体基板、68 絶縁膜、70 導電膜、72 ポテンシャル井戸、74 情報電荷、76 ドレイン、78 ポテンシャル障壁、80 ポテンシャル勾配、100 ポテンシャル井戸、102,104,106,108 ポテンシャル障壁、110 バリア電位、112 情報電荷、150 ポテンシャル井戸、152,154,158 ポテンシャル障壁、162 情報電荷、164 ポテンシャル勾配、200 ポリシリコン膜、202 窒化シリコン膜、204 マスク、206,208 側壁、210,214,218 レジストパターン、212 N型不純物領域、216 サイドウォール。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a frame transfer type solid-state imaging device, a method of manufacturing the solid-state imaging device, and a method of driving the solid-state imaging device.
[0002]
[Prior art]
In a CCD solid-state image pickup device having a semiconductor photoelectric conversion element, when information charge is excessively generated in an image pickup section due to excessive exposure or the like, a blooming phenomenon in which the information charge overflows to other peripheral pixels occurs. In order to suppress the blooming phenomenon, an overflow drain structure for discharging excessively generated information charges is employed.
[0003]
As the overflow drain structure, a vertical overflow drain structure that discharges excess information charges deep into the semiconductor substrate and a horizontal overflow drain structure that discharges excess information charges to a drain region provided in the surface region of the semiconductor substrate are used. Has been.
[0004]
The horizontal overflow drain structure is mainly used for a frame transfer type CCD solid-state imaging device. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a frame transfer type CCD solid-state imaging device. The frame transfer type CCD solid-state imaging device includes an imaging unit 10i, a storage unit 10s, a horizontal transfer unit 10h, and an output unit 10d. The two-dimensional array of information charges generated by the imaging unit 10i is transferred to the storage unit 10s at high speed. The information charges are held in the storage unit 10s, transferred to the horizontal transfer unit 10h one row at a time, and further transferred from the horizontal transfer unit 10h to the output unit 10d in pixel units. The output unit 10d converts the charge amount for each pixel into a voltage value, and the change in the voltage value is output as a CCD output.
[0005]
A plurality of vertical shift registers are arranged in the imaging unit 10i and the storage unit 10s so as to extend in a direction toward the horizontal transfer unit 10h. The vertical shift register is configured to include a plurality of channel regions arranged parallel to each other toward the horizontal transfer unit 10h, and a plurality of transfer electrodes extending orthogonal to the channel region and arranged parallel to each other. . In the horizontal overflow drain structure, an isolation region and a drain region are formed between adjacent channel regions.
[0006]
FIG. 9 is a schematic plan view showing a part of an imaging unit 10i or a storage unit 10s of a frame transfer type CCD solid-state imaging device employing a conventional horizontal overflow drain structure. The channel region 20 of the vertical shift register is defined by an isolation region 22, and a drain region 24 is provided at a substantially central position of the isolation region 22.
[0007]
The channel region 20 is formed by an N well in which an N type impurity is added to a surface region of a P type semiconductor substrate. The isolation region 22 is formed by implanting a P-type impurity into the semiconductor substrate. The drain region 24 is formed by implanting a high-concentration N-type impurity from the surface of the isolation region 22 in parallel with the direction in which the channel region 20 extends.
[0008]
The transfer electrode 26 is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and is arranged to extend in a direction crossing the channel region 20. These transfer electrodes 26 are insulated from each other and arranged in parallel with each other. A vertical transfer clock is applied to each of the transfer electrodes 26, the state of the potential well formed in the surface region of the channel region 20 is controlled, and the stored information charges are sequentially transferred.
[0009]
For example, in the case of three-phase driving, one pixel is assigned to every three adjacent transfer electrodes 26, and transfer clocks φ1, φ2, and φ3 are applied to the transfer electrodes 26-1, 26-2, and 26-3, respectively. .
[0010]
FIG. 10 is a schematic sectional view of the XX section shown in FIG. 9 and a diagram showing a potential profile corresponding to the section. As shown in FIG. 10A, the channel region 20, the isolation region 22, and the drain region 24 are respectively formed with N wells (NW) 30 and P formed on the surface of a P-type semiconductor substrate 36. + Diffusion layer 32, N + It is composed of a diffusion layer 34. On the surface of the substrate, a conductive film 40 as the transfer electrode 26 is disposed via an insulating film 38. The state of the potential across the channel region 20, the isolation region 22, and the drain region 24 indicates a profile having a potential well 42 separated by a potential barrier 48 in the isolation region 22, as shown in FIG. Information charges 44 can be stored in the potential well 42.
[0011]
FIG. 11 shows a potential state in the vertical shift register included in the imaging unit 10i at times t1 to t4 when the CCD solid-state imaging device is driven.
[0012]
FIG. 11A shows the potential of the vertical shift register along the transfer direction at each time. FIG. 11B shows the potential at a position crossing the channel region 20 below the transfer electrode 26-2. FIG. 11C shows a potential at a position crossing a deeper portion of the substrate than the channel region 20 below the transfer electrode 26-2.
[0013]
At time t1, the transfer clock φ2 is raised to H level (for example, 5V), and the transfer clocks φ1 and φ3 are lowered to L level (for example, 0V) which is a lower potential than the transfer clock φ2. As a result, as shown in FIG. 11A, a potential well 100 is formed below the transfer electrode 26-2 and deeper than under the other transfer electrodes 26-1 and 26-3. In the region of the channel region 20, as shown in FIG. 11B, the isolation region 22 adjacent to the channel region 20 forms a potential barrier 102 between itself and the drain region 24. Incidentally, under the transfer electrodes 26-1 and 26-3, a potential barrier 104 indicated by a broken line is formed.
[0014]
The information charges generated below the transfer electrodes 26-1 to 26-3 by the light incident on the semiconductor substrate 36 are restricted from moving to the drain region 24 by the potential barriers 102 and 104, and have the lowest potential in the peripheral region. It moves to the potential well 100 of the transfer electrode 26-2 and is accumulated.
[0015]
At time t2, an H level (for example, 5 V) discharge clock φb is applied to a drain electrode (not shown) provided in the drain region 24. When the discharge clock φb rises, the potential barrier formed by the isolation region 22 is modulated, and the potential barrier between the channel region 20 and the drain region 24 is reduced. That is, as shown in FIG. 11B, a potential barrier 108 is formed below the transfer electrode 26-2. Since the potential barrier 108 is lower than the barrier potential 110 along the channel region 20, of the information charges 112 stored in the potential well 100, charges having an energy level exceeding the potential barrier 108 are discharged to the drain region 24. You.
[0016]
For example, when excessive light is applied to the CCD solid-state imaging device and excessive information charges are generated in the channel region 20, charges exceeding the allowable storage amount of the potential well 100 in the channel region 20 are discharged to the drain region 24. Such an operation suppresses a blooming phenomenon in which an excessive information charge leaks to peripheral pixels and disturbs an image.
[0017]
At time t3, the voltage applied to the drain region 24 falls to L level (for example, 0 V) again, and transfer clocks φ1 to φ3 having different phases from each other are applied to the transfer electrodes 26-1 to 26-3. Thus, the potential well formed below the transfer electrode 26 can be moved in the direction in which the channel region 20 extends, and the information charges 112 can be transferred using the channel region 20 as a transfer path (for example, downward in FIG. 9). By limiting the amount of information charge 112 stored in potential well 100 at time t2, it is possible to prevent information charge 112 from leaking to drain region 24 during transfer.
[0018]
Further, an electronic shutter operation can be performed. At time t4, the discharge clock φb applied to the drain region 24 rises to H level (for example, 5 V), and the vertical transfer clocks applied to all the transfer electrodes 26 rise to L level (for example, 0 V). Can be lowered. As a result, the potential in the channel region 20 is raised, the potential well 100 disappears, and the potential barriers 102 and 104 between the channel region 20 and the drain region 24 are lowered. The information charge 112 accumulated in the channel region 20 moves along the potential gradient and is discharged to the drain region 24 via the separation region 22. With this operation, the information charges 112 stored in the imaging unit 10i and the storage unit 10s can be discharged, and an electronic shutter operation can be performed.
[0019]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 32762086
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
In the solid-state imaging device having the above-described configuration, charges generated in a deep portion of the semiconductor substrate are accumulated in the potential well 100 of the channel region 20. That is, in the depth direction of the semiconductor substrate, there is formed a potential gradient that is minimized in the channel region 20 and rises toward the depth of the substrate. Therefore, the charges generated in the deep part of the substrate flow into the potential well in the channel region 20 along the potential gradient.
[0021]
FIG. 12 shows the wavelength dependence of the light penetration depth in a CCD solid-state imaging device using a single crystal silicon substrate as a semiconductor substrate. As the wavelength increases, the light absorption coefficient decreases and the penetration depth increases. Therefore, when light is incident from the surface side where the channel region is formed, light in a long wavelength region such as infrared light reaches a deep portion of the semiconductor substrate 36 and generates electric charges there. As a result, when a CCD solid-state imaging device is used for a camera that performs imaging in the visible light region, charges generated in a deep portion of the substrate due to incidence of infrared light are not discharged to the drain region but are accumulated in the potential well of the channel region. It will be. For this reason, it is easy to be affected by an infrared region unrelated to imaging.
[0022]
When the camera does not have a mechanical shutter, the imaging unit 10i is exposed to light and continues to generate charges even when information charges are transferred. For example, in the case where light is incident from the back surface side of a semiconductor substrate in which a channel region is not formed, when imaging a material having extremely high luminance in a visible light region, a deep portion of the semiconductor substrate (a channel region Charge is generated on the back side (where no is formed) and continues to be accumulated in the potential well. As a result, the influence of light incident upon transfer cannot be ignored, and problems such as occurrence of smear in a captured image occur.
[0023]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device having a horizontal overflow drain structure, a method of manufacturing the solid-state imaging device, and a method of driving the solid-state imaging device, which can solve at least one of the problems of the related art.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, which can solve the above problems, has a first semiconductor region of one conductivity type formed on a surface of a semiconductor substrate and a first semiconductor region formed to extend substantially parallel to the surface of the semiconductor substrate. A plurality of isolation regions of opposite conductivity type that divide the region, a plurality of drain regions of one conductivity type formed extending in the isolation region, and intersecting the isolation region and the drain region on the semiconductor substrate A solid-state imaging device comprising: a transfer electrode disposed in the solid-state imaging device, wherein the drain region is formed deeper in the depth direction of the semiconductor substrate than the first semiconductor region. An image sensor.
[0025]
Another embodiment of the present invention that can solve the above-described problem is a first step of forming a first semiconductor region by implanting one conductivity type impurity into a surface of a semiconductor substrate; A second step of injecting impurities of the opposite conductivity type substantially in parallel at predetermined intervals to form a plurality of isolation regions for partitioning the first semiconductor region; A third step of implanting impurities deeper in the depth direction of the semiconductor substrate than the first semiconductor region to form a plurality of drain regions; and intersecting the isolation region and the drain region on the semiconductor substrate. And a fourth step of forming a plurality of transfer electrodes by using the method.
[0026]
Another embodiment of the present invention which can solve the above-described problem is a first semiconductor region of one conductivity type formed on a surface of a semiconductor substrate, and a first semiconductor region formed so as to extend substantially parallel to the surface of the semiconductor substrate. A plurality of isolation regions of opposite conductivity type for partitioning the first semiconductor region, a plurality of drain regions of one conductivity type formed to extend in the isolation region, and the isolation region on the semiconductor substrate. And a transfer electrode disposed to intersect with the drain region, wherein the potential is applied to the drain region and the semiconductor substrate, and is generated in a deep portion of the semiconductor substrate. A method for driving a solid-state imaging device, comprising discharging charges to the drain region.
[0027]
Here, a potential for forming a potential well in the first semiconductor region is applied to the transfer electrode, and a potential applied to the drain region and the semiconductor substrate is changed to change the potential of the potential well with respect to incident light having a long wavelength. It is preferred to limit the storage sensitivity.
[0028]
In addition, a potential for extinguishing a potential well in the first semiconductor region is applied to the transfer electrode, and a potential applied to the drain region and the semiconductor substrate is changed to change the electric charge accumulated in the potential well and the semiconductor. It is preferable that charges generated in a deep part of the substrate are discharged to the drain region.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<Structure of solid-state imaging device>
A CCD solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The overall configuration of the CCD solid-state imaging device according to the present embodiment basically includes an imaging unit 10i, a storage unit 10s, a horizontal transfer unit 10h, and an output unit 10d, as in FIG.
[0030]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a part of the imaging unit 10i or the storage unit 10s of the CCD solid-state imaging device according to the present embodiment. The imaging unit 10i and the storage unit 10s include a plurality of vertical shift registers arranged in parallel with each other, similarly to a conventional CCD solid-state imaging device.
[0031]
The channel region 50 of the vertical shift register is defined by an isolation region 52, and a drain region 54 is provided at a substantially central position of the isolation region 52. This forms a horizontal overflow drain structure.
[0032]
The transfer electrode 56 is formed on the surface of the semiconductor substrate on which the channel region 50 is provided via an insulating film. A plurality of transfer electrodes 56 are arranged so as to extend in a direction substantially orthogonal to the channel region 50. These transfer electrodes 56 are arranged in parallel with a predetermined interval from each other.
[0033]
At the time of imaging and transfer of information charges, a predetermined potential is applied to each of the transfer electrodes 56, the state of a potential well formed in the surface region of the channel region 50 is controlled, and accumulation and transfer of information charges are performed. You.
[0034]
For example, in the case of three-phase driving, one pixel is assigned to each set of three adjacent transfer electrodes 56-1, 56-2, and 56-3, and transfer clocks φ1, φ2, and φ3 are respectively set to transfer electrodes 56-1. , 56-2, 56-3.
[0035]
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the imaging unit 10i and the storage unit 10s having the planar structure illustrated in FIG. The channel region 50, the isolation region 52, and the drain region 54 are respectively formed by N wells 60, P formed on the surface of the P-type semiconductor substrate 66. + Diffusion layer 62, N + It is composed of a diffusion layer 64. On the surface of the substrate, a conductive film 70 serving as the transfer electrode 56 is disposed via an insulating film 68.
[0036]
When a single crystal silicon substrate is used as the P-type semiconductor substrate 66, the P-type impurity concentration contained in the semiconductor substrate 66 is 10%. 14 / Cm 3 More than 10 16 / Cm 3 The following is preferable. As the N-type impurity added to the N well 60, arsenic (As), phosphorus (P), antimony (Sb) or the like can be used, and the effective impurity concentration in the N well 60 is 10%. 16 / Cm 3 More than 10 18 / Cm 3 The following is preferable, and 10 16 / Cm 3 More than 10 17 / Cm 3 The following is more preferable.
[0037]
P + As the P-type impurity added to the diffusion layer 62, boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), or the like can be used. The effective impurity concentration in the diffusion layer 62 is 10 16 / Cm 3 More than 10 18 / Cm 3 The following is preferable, and 10 16 / Cm 3 More than 10 17 / Cm 3 The following is more preferable.
[0038]
Furthermore, N + As the N-type impurity added to the diffusion layer 64, arsenic (As), phosphorus (P), antimony (Sb), or the like can be used. + The effective impurity concentration in the diffusion layer 64 is 10 18 / Cm 3 More than 10 20 / Cm 3 The following is preferable, and 10 18 / Cm 3 More than 10 19 / Cm 3 The following is more preferable.
[0039]
As the insulating film 68, a silicon-based material such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film, or a high dielectric material such as a titanium oxide-based material can be used. For the transfer electrode 56, a conductive material such as metal or polycrystalline silicon can be used.
[0040]
Here, N which becomes the drain region 54 of the horizontal overflow drain structure is used. + The diffusion layer 64 is formed deeper than the N well 60 which is the channel region 50 adjacent to the deep portion of the semiconductor substrate 66.
[0041]
N which is the drain region 54 + The lower limit of the depth of the diffusion layer 64 is determined based on the penetration depth of incident light in the wavelength region that generates unnecessary charges, the diffusion length of charges in the semiconductor substrate 66, the drive voltage that can be applied to each electrode, and the like. . On the other hand, N + The upper limit of the depth of the diffusion layer 64 is N + It is limited based on the difficulty of the impurity implantation step in forming the diffusion layer 64 and the like.
[0042]
Specifically, when a single crystal silicon substrate is used as the semiconductor substrate 66, the channel region 50 has a width of 1 μm to 10 μm and a depth of 0.5 μm to 1.5 μm, and the width of the isolation region 52 is 0.1 μm. When the width of the drain region 54 is 0.1 μm or more and 1 μm or less, the lower limit of the depth of the drain region 54 is preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less. However, the depth of the drain region 54 is deeper than the depth of the channel region 50.
[0043]
For example, as shown in FIG. 12, since the penetration depth L at which infrared light having a wavelength of 800 nm decreases to 1 / e of the incident intensity is about 1 μm, light from the surface of the semiconductor substrate 66 where the channel region 50 is formed is emitted. In order to discharge unnecessary charges generated in the deep part of the semiconductor substrate 66 by the incident light having a wavelength of 800 nm when + It is preferable that the diffusion layer 64 is formed to a depth of about 1 μm.
[0044]
When a negative voltage is applied to the conductive film 70 serving as the transfer electrode 56, the potential state along the line A in FIG. 2A has a potential well 72 in the channel region 50 as shown in FIG. Indicates a profile. A potential barrier 78 is formed in the isolation region 52 between the channel region 50 and the drain region 54, and serves as a barrier separating the potential well 72 of the channel region 50 and the drain 76 of the drain region 54. In this potential well 72, information charges 74 generated by photoelectric conversion can be stored.
[0045]
Further, by raising the discharge clock φb applied to the drain region 54 to the H level (for example, 5 V), the potential barrier 78 in the isolation region 52 is lowered (78 ′ in the figure). When the imaging unit 10i is excessively exposed at the time of imaging and an excessive information charge exceeding the allowable charge storage capacity of the potential well 72 is generated, the excess charge flows into the drain region 54 over the potential barrier 78 in the isolation region 52. . With such a horizontal overflow drain structure, excess charges are discharged to the drain region 54, and the blooming phenomenon can be suppressed.
[0046]
Further, the discharge clock φb applied to the drain region 54 is raised to H level (for example, 5 V), and the transfer clocks φ1 to φ3 applied to all the transfer electrodes 56 are lowered to L level (for example, 0 V). Thus, an electronic shutter operation can be performed. At this time, the potential barrier 78 in the isolation region 52 is lowered, and the potential well 72 in the channel region 50 disappears. The information charges 74 stored in the potential well 72 move according to the potential gradient and are discharged to the drain region 54. With this electronic shutter operation, the information charges 74 accumulated in the potential well 72 of the channel region 50 of the imaging unit 10i and the accumulation unit 10s can be reset, and preparation for imaging and transfer of a new image can be performed. .
[0047]
Further, when the discharge clock φb is applied so that the potential of the drain region 54 becomes higher than the potential of the semiconductor substrate 66, the state of the potential along the line B in FIG. 2A becomes as shown in FIG. 5 shows a profile having a gentle potential gradient 80 from the deep portion of the semiconductor substrate 66 toward the drain region 54. As a result, charges generated in the deep portion of the semiconductor substrate 66 can be drawn into the drain region 54 and discharged.
[0048]
<Driving method of solid-state imaging device>
Next, a method of driving the CCD solid-state imaging device according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 3 is a diagram illustrating a potential state in the vertical shift register included in the imaging unit 10i at times t1 to t4.
[0049]
FIG. 3A shows a change in potential along the channel at each time. FIG. 3B shows a change in potential across the depth of the channel region 50 below the transfer electrode 56-2 (line A in FIG. 2A). FIG. 3C shows a change in potential across the substrate deeper than the channel region 50 below the transfer electrode 56-2 (line B in FIG. 2A). 4 shows transfer clocks φ1 to φ3 respectively applied to the transfer electrodes 56-1 to 56-3 corresponding to the operation of FIG. 3, a discharge clock φb applied to the drain region 54, and a substrate potential Vsub applied to the semiconductor substrate 66. It is a timing diagram.
[0050]
At time t1, as shown in FIG. 4, the transfer clocks φ1 and φ3 fall to L level (for example, 0V), and the transfer clock φ2 rises to H level (for example, 5V). As a result, an empty potential well 150 is formed in the channel region 50 below the transfer electrode 56-2. Along the channel direction, as shown in FIG. 3A, a shallow potential formed in the channel region 50 below the transfer electrodes 56-1 and 56-3 serves as a barrier, and the adjacent potential well 150 is separated. Can be In the channel region along the line A, a potential barrier 152 is formed in the separation region 52 separating the channel region 50 and the drain region 54, as shown in FIG. Incidentally, the potential barrier 154 formed below the transfer electrodes 56-1 and 56-3 is also indicated by a broken line.
[0051]
The imaging unit 10i is exposed to light from the imaging target, and generates charges by photoelectric conversion under the transfer electrodes 56-1, 56-2, and 56-3. The charge generated in the channel region 50 is restricted from moving to the drain region 54 by the potential barriers 152 and 154 formed in the isolation region 52, and the information charge is transferred to the potential well 150 formed in the transfer electrode 56-2. Is accumulated as As the information charges are accumulated, the potential of the potential well 150 gradually becomes shallower.
[0052]
At time t2, as shown in FIG. 4, the transfer clocks φ1 and φ3 are held at L level, the transfer clock φ2 is held at H level, and the discharge clock φb applied to the drain region 54 is at H level (for example, 5 V). And the substrate potential Vsub applied to the semiconductor substrate 66 falls to the L level (for example, −2 V).
[0053]
When the discharge clock φb rises, the potential barrier in the isolation region 52 is lowered as shown in FIG. FIG. 3B shows a potential barrier 158 formed in the isolation region 52. Among the information charges 162 stored in the potential well 150, those existing at a high energy level exceeding the potential barrier 158 are discharged to the drain region 54 over the potential barrier 158. By having such a horizontal overflow drain structure, a blooming phenomenon that disturbs an image due to excessive information charges leaking to peripheral pixels is suppressed.
[0054]
On the other hand, in a deep portion of the semiconductor substrate 66, a potential gradient 164 that gradually decreases toward the drain region 54 is formed as shown in FIG. Electric charges (electrons) generated in a deep portion of the semiconductor substrate 66 by light irradiation are drawn into the drain region 54 along a potential gradient 164 toward the drain region 54.
[0055]
When light enters from the surface side where the channel region 50 is formed, light in the visible light region is almost absorbed in the channel region 50, and light in the remaining infrared light region reaches the deep portion of the semiconductor substrate 66 and is absorbed. Is done. Unnecessary charges generated in a deep portion of the semiconductor substrate 66 due to absorption of light in the infrared light region are discharged to the drain region 54. That is, by adopting the structure of the CCD solid-state imaging device in the present embodiment, the sensitivity in the infrared region at the time of imaging can be relatively reduced as shown by the line C in FIG.
[0056]
Conversely, when light enters from the back surface side of the semiconductor substrate 66 where the channel region 50 is not formed, light in the visible light region is absorbed on the back surface side of the semiconductor substrate 66 (deep portion of the semiconductor substrate 66). In this case, as shown by the line D in FIG. 6, the relative sensitivity of the visible light region at the time of imaging can be adjusted.
[0057]
The relative sensitivity can be adjusted by the substantial impurity concentration of the semiconductor substrate 66, the channel region 50, and the drain region 54, and the voltages applied to the transfer clocks φ1 to φ3, the discharge clock φb, and the substrate potential Vsub.
[0058]
At time t3, as shown in FIG. 4, the voltage applied to the drain region 54 falls to L level (for example, 0 V) again, and the transfer clocks having different phases from each other are applied to the transfer electrodes 56-1 to 56-3. φ1 to φ3 are applied. As a result, the information charges 162 accumulated in the potential well 150 are transferred along the channel region 50 (for example, downward in FIG. 1). By having the horizontal overflow drain structure as in this embodiment, the amount of information charges 162 accumulated in the potential well 150 is limited, so that the information charges 162 leak to the drain region 54 during transfer. Can be prevented.
[0059]
Further, by maintaining the substrate potential Vsub applied to the semiconductor substrate 66 at the L level (for example, -2 V), the potential gradient 164 from the deep portion of the semiconductor substrate 66 toward the drain region 54 as shown in FIG. Is maintained. Therefore, electrons generated in the deep portion of the semiconductor substrate 66 during the transfer of the information charge are discharged to the drain region 54.
[0060]
For example, when light having a very high luminance is incident from the back surface side of the semiconductor substrate 66 and unnecessary light is generated by the light being absorbed in a deep part of the semiconductor substrate 66, the unnecessary charge is transferred to the drain region 54. Can be discharged. Therefore, smear generated during the transfer of the information charges can be suppressed.
[0061]
At time t4, the discharge clock φb applied to the drain region 54 is raised to H level (for example, 5 V), and the vertical transfer clock applied to the transfer electrode 56 is lowered to L level (for example, 0 V). . At the same time, the substrate potential Vsub rises to the H level, whereby the information charges 162 accumulated in the potential well 150 in the channel region 50 are discharged to the drain region 54, and the electronic shutter operation can be performed.
[0062]
<Method of manufacturing solid-state imaging device>
Next, a method for manufacturing the CCD solid-state imaging device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. In the following description, a case where a P-type silicon substrate is used as the semiconductor substrate 66 will be described.
[0063]
After forming a silicon oxide film as the insulating film 68 on the semiconductor substrate 66, a polysilicon film 200 and a silicon nitride film 202 are further laminated. Thereafter, the polysilicon film 200 and the silicon nitride film 202 are patterned so as to have a predetermined opening, thereby forming a mask 204 on which the polysilicon film 200 and the silicon nitride film 202 are laminated (FIG. 7A). . The mask 204 is used in a later-described impurity ion implantation step. One side wall 206 of mask 204 defines a region for ion implantation of an N-type impurity forming channel region 50, and the other side wall 208 defines a region for ion implantation of a P-type impurity forming isolation region 52.
[0064]
A resist is applied on the semiconductor substrate 66 on which the mask 204 is formed, and is exposed through a predetermined mask to form a resist pattern 210. The resist pattern 210 is formed so as to cover a region where the separation region 52 is formed. Using the mask 204 and the resist pattern 210 as a mask, N-type impurities are ion-implanted to form an N-type impurity region 212 (FIG. 7B).
[0065]
The boundary between the N-type impurity region 212 and the P-type semiconductor substrate 66 coincides with the position of the side wall 206 of the mask 204. When a silicon substrate is used, arsenic (As), phosphorus (P), antimony (Sb), or the like can be used as the N-type impurity. The effective impurity concentration in the N-type impurity region 212 is 10 16 / Cm 3 More than 10 18 / Cm 3 The following is preferable, and 10 16 / Cm 3 More than 10 17 / Cm 3 The following is more preferable.
[0066]
After removing the resist pattern 210, the N-type impurity implanted into the N-type impurity region 212 is diffused by performing a heat treatment to form the N-well 60 as the channel region 50 (FIG. 7C). Due to the diffusion, the N-type impurity region 212 expands in the depth direction and the horizontal direction, and the N well 60 is formed such that the boundary is located below the side wall 208 of the mask 204.
[0067]
Next, a resist is applied on the semiconductor substrate 66 on which the N well 60 is formed, and is exposed through a predetermined mask pattern to form a resist pattern 214. The resist pattern 214 covers a region where the N well 60 is formed. Using the resist pattern 214 and the mask 204 as a mask, P-type impurity ions are implanted, and the P + The diffusion layer 62 is formed (FIG. 7D).
[0068]
P + The boundary between the diffusion layer 62 and the N well 60 coincides with the position of the side wall 208 of the mask 204. When a silicon substrate is used, boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), or the like can be used as a P-type impurity. + The effective impurity concentration in the diffusion layer 62 is 10 16 / Cm 3 More than 10 18 / Cm 3 The following is preferable, and 10 16 / Cm 3 More than 10 17 / Cm 3 The following is more preferable.
[0069]
After removing the resist pattern 214, an oxide film is laminated on the semiconductor substrate 66, and the oxide film is subjected to isotropic etching to form sidewalls 216 on both sides of the mask 204 (FIG. 7 ( e)). This sidewall 216 is used as a mask for defining the boundary between the isolation region 52 and the drain region 54.
[0070]
After the sidewalls 216 are formed, a resist is applied on the semiconductor substrate 66 and exposed through a predetermined mask pattern to form a resist pattern 218. The resist pattern 218 covers a region where the N well 60 is formed. N-type impurities are ion-implanted by using the resist pattern 218, the mask 204, and the sidewalls 216 as a mask, and the N + The diffusion layer 64 is formed (FIG. 7F).
[0071]
When a silicon substrate is used, arsenic (As), phosphorus (P), antimony (Sb), or the like can be used as the N-type impurity. + The effective impurity concentration in the diffusion layer 64 is 10 18 / Cm 3 More than 10 20 / Cm 3 The following is preferable, and 10 18 / Cm 3 More than 10 19 / Cm 3 The following is more preferable.
[0072]
Further, by adjusting the ion energy at the time of implanting the N-type impurity, N is deeper toward the deeper portion of the semiconductor substrate 66 than the N well 60 serving as the channel region 50. + A diffusion layer 64 is formed.
[0073]
Finally, after removing the resist pattern 218, the polysilicon film 200 and the silicon nitride film 202 constituting the mask 204 (FIG. 7G), a transfer electrode and a protection film are formed.
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device having a horizontal overflow drain structure capable of discharging unnecessary charges generated in a deep portion of a substrate, a method of manufacturing the solid-state imaging device, and a method of driving the solid-state imaging device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a vertical shift register of an imaging unit or a storage unit of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a cross-sectional view and a potential profile of a vertical shift register of an imaging unit or a storage unit of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a potential distribution diagram during operation of the vertical shift register according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a timing chart at the time of operation of the vertical shift register according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating spectral sensitivity of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating the spectral sensitivity of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process chart of the vertical shift register of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of a CCD solid-state imaging device.
FIG. 9 is a plan view of a vertical shift register of an imaging unit or a storage unit of a conventional solid-state imaging device.
FIG. 10 is a diagram illustrating a cross-sectional view and a potential profile of a vertical shift register of an imaging unit or a storage unit of a conventional solid-state imaging device.
FIG. 11 is a potential distribution diagram during operation of a conventional vertical shift register.
FIG. 12 is a diagram showing the wavelength dependence of the penetration depth of light into single crystal silicon.
[Explanation of symbols]
10d output unit, 10i imaging unit, 10h horizontal transfer unit, 10s storage unit, 20 channel region, 22 separation region, 24 drain region, 26 transfer electrode, 30 N well, 32P + Diffusion layer, 34 N + Diffusion layer, 36 semiconductor substrate, 38 insulating film, 40 conductive film, 42 potential well, 44 information charge, 48 potential barrier, 50 channel region, 52 isolation region, 54 drain region, 56 transfer electrode, 60 N well, 62 P + Diffusion layer, 64 N + Diffusion layer, 66 semiconductor substrate, 68 insulating film, 70 conductive film, 72 potential well, 74 information charge, 76 drain, 78 potential barrier, 80 potential gradient, 100 potential well, 102, 104, 106, 108 potential barrier, 110 barrier Potential, 112 information charge, 150 potential well, 152, 154, 158 potential barrier, 162 information charge, 164 potential gradient, 200 polysilicon film, 202 silicon nitride film, 204 mask, 206, 208 sidewall, 210, 214, 218 resist Pattern, 212 N-type impurity region, 216 sidewall.

Claims (5)

半導体基板の表面に形成された一導電型の第1の半導体領域と、前記半導体基板の表面に互いに略平行に延在して形成され、前記第1の半導体領域を区画する逆導電型の複数の分離領域と、前記分離領域内に延在して形成される一導電型の複数のドレイン領域と、前記半導体基板上で前記分離領域及び前記ドレイン領域と交差して配置される転送電極と、を含む固体撮像素子であって、
前記ドレイン領域は、前記第1の半導体領域よりも前記半導体基板の深さ方向に深く形成されていることを特徴とする固体撮像素子。
A first conductivity type first semiconductor region formed on the surface of the semiconductor substrate; and a plurality of opposite conductivity type formed on the surface of the semiconductor substrate so as to extend substantially parallel to each other and partition the first semiconductor region. An isolation region, a plurality of drain regions of one conductivity type formed extending in the isolation region, and a transfer electrode disposed on the semiconductor substrate to intersect with the isolation region and the drain region, A solid-state imaging device comprising:
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the drain region is formed deeper in a depth direction of the semiconductor substrate than the first semiconductor region.
半導体基板の表面に一導電型の不純物を注入して第1の半導体領域を形成する第1の工程と、
前記第1の半導体領域内に逆導電型の不純物を所定の間隔を隔てて略平行に注入し、前記第1の半導体領域を区画する複数の分離領域を形成する第2の工程と、
前記分離領域内に一導電型の不純物を前記第1の半導体領域よりも前記半導体基板の深さ方向に深く注入し、複数のドレイン領域を形成する第3の工程と、
前記半導体基板上に前記分離領域及び前記ドレイン領域と交差して複数の転送電極を形成する第4の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
A first step of forming a first semiconductor region by injecting one conductivity type impurity into the surface of the semiconductor substrate;
A second step of injecting impurities of the opposite conductivity type into the first semiconductor region in a substantially parallel manner at a predetermined interval to form a plurality of isolation regions partitioning the first semiconductor region;
A third step of implanting an impurity of one conductivity type deeper into the isolation region in a depth direction of the semiconductor substrate than the first semiconductor region to form a plurality of drain regions;
A fourth step of forming a plurality of transfer electrodes on the semiconductor substrate so as to intersect with the isolation region and the drain region.
半導体基板の表面に形成された一導電型の第1の半導体領域と、前記半導体基板の表面に互いに略平行に延在して形成され、前記第1の半導体領域を区画する逆導電型の複数の分離領域と、前記分離領域内に延在して形成される一導電型の複数のドレイン領域と、前記半導体基板上で前記分離領域及び前記ドレイン領域と交差して配置される転送電極と、を含む固体撮像素子の駆動方法であって、
前記ドレイン領域及び前記半導体基板に与える電位を変化させて、前記半導体基板の深部で発生する電荷を前記ドレイン領域へ排出させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
A first conductivity type first semiconductor region formed on the surface of the semiconductor substrate; and a plurality of opposite conductivity type formed on the surface of the semiconductor substrate so as to extend substantially parallel to each other and partition the first semiconductor region. An isolation region, a plurality of drain regions of one conductivity type formed extending in the isolation region, and a transfer electrode disposed on the semiconductor substrate to intersect with the isolation region and the drain region, A method for driving a solid-state imaging device including:
A method for driving a solid-state imaging device, comprising: changing a potential applied to the drain region and the semiconductor substrate to discharge charges generated in a deep portion of the semiconductor substrate to the drain region.
請求項3に記載の固体撮像素子の駆動方法において、
前記第1の半導体領域中にポテンシャル井戸を形成させる電位を前記転送電極に与えると共に、前記ドレイン領域及び前記半導体基板へ与える電位を変化させて、長波長の入射光に対する前記ポテンシャル井戸の蓄積感度を制限することを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
The method for driving a solid-state imaging device according to claim 3,
The potential for forming a potential well in the first semiconductor region is applied to the transfer electrode, and the potential applied to the drain region and the semiconductor substrate is changed to reduce the accumulation sensitivity of the potential well to long-wavelength incident light. A driving method for a solid-state imaging device, wherein the driving method is limited.
請求項3に記載の固体撮像素子の駆動方法において、
前記第1の半導体領域中のポテンシャル井戸を消滅させる電位を前記転送電極に与えると共に、前記ドレイン領域及び前記半導体基板へ与える電位を変化させて、前記ポテンシャル井戸に蓄積された電荷及び前記半導体基板の深部で発生する電荷を前記ドレイン領域へ排出させることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
The method for driving a solid-state imaging device according to claim 3,
A potential for extinguishing a potential well in the first semiconductor region is applied to the transfer electrode, and a potential applied to the drain region and the semiconductor substrate is changed so that the electric charge accumulated in the potential well and the potential of the semiconductor substrate A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising discharging a charge generated in a deep portion to the drain region.
JP2003037328A 2003-02-14 2003-02-14 Solid-state image sensor, method of manufacturing the same and method of driving the same Pending JP2004247608A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003037328A JP2004247608A (en) 2003-02-14 2003-02-14 Solid-state image sensor, method of manufacturing the same and method of driving the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003037328A JP2004247608A (en) 2003-02-14 2003-02-14 Solid-state image sensor, method of manufacturing the same and method of driving the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004247608A true JP2004247608A (en) 2004-09-02

Family

ID=33022179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003037328A Pending JP2004247608A (en) 2003-02-14 2003-02-14 Solid-state image sensor, method of manufacturing the same and method of driving the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004247608A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2244296B1 (en) Multilayer image sensor pixel structure for reducing crosstalk
JP2004266159A (en) Solid state imaging device, method for manufacturing the same, and interline transfer type ccd image sensor
JP5579931B2 (en) Solid-state imaging device
JP2008103668A (en) Back irradiation image sensor and imaging device with that image sensor
JP5891624B2 (en) Solid-state imaging device, manufacturing method of solid-state imaging device, and electronic apparatus
US20100140668A1 (en) Shallow trench isolation regions in image sensors
US20100140728A1 (en) Lateral overflow drain and channel stop regions in image sensors
TW201106476A (en) Solid-state image capturing device, method of manufacturing solid-state image capturing device, and image capturing apparatus
JP4289872B2 (en) Solid-state imaging device and driving method thereof
JP2003037262A (en) Solid-state image pickup device, and manufacturing method and driving method therefor
JP2004247608A (en) Solid-state image sensor, method of manufacturing the same and method of driving the same
JP4561328B2 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP4561327B2 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP4115446B2 (en) Manufacturing method of CMOS image sensor
JP2008053673A (en) Solid-state imaging element
JP2004039671A (en) Photoelectric converter and method of controlling the same
JP2000260972A (en) Solid-state image pickup device and its manufacture
JPH04260370A (en) Solid-state image sensing device
JP3105781B2 (en) Solid-state imaging device
JP2008035004A (en) Method of driving solid-state image sensing device
JP4867309B2 (en) Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera
JP2004342784A (en) Solid-state imaging element and method for manufacturing the same
EP2359402B1 (en) Method of fabricating image sensors with lateral overflow drains
JP2001257338A (en) Solid-state image pick-up device
JPH04218966A (en) Solid state pickup device and fabrication and driving thereof