JP2005072613A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力部2、4はそれぞれ信号電荷検出部16、18、トランジスター20、22、第1および第2の電荷掃き捨て部24、25を含み、第1および第2の信号電荷検出部16、18、各トランジスターのソース32、ドレイン34、ゲート30、各電荷掃き捨て部24、25のゲート40、ならびに電荷掃き捨て領域38の形状は、位置ずれによる特性差の発生を防止すべく対応するものどうしが、合同に形成されている。
【選択図】図1
Description
図2に示した固体撮像素子102は、シリコンから成る半導体基板104の受光領域105上に多数の光電変換素子106を相互に間隔をおきマトリクス状に配列して構成されている。そして光電変換素子106の各列ごとにCCD(Charge Coupled Device)構造の垂直電荷転送レジスター108が、光電変換素子106の列方向(矢印V)に延設され、垂直電荷転送レジスター108の一端部側に同じくCCD構造の水平電荷転送レジスター110が、光電変換素子106の行方向(矢印H)に延設されている。水平電荷転送レジスター110の一方の端部には出力部112が形成されている。
第1および第2の出力部124、126は、それぞれ第1および第2の信号電荷検出部128、130、第1および第2のトランジスター132、134、ならびに第1および第2の電荷掃き捨て部136、138により構成されている。
第1および第2の水平電荷転送レジスター120、122は、たとえばp型の半導体基板の表面部に形成されたたとえばn型の領域から成る転送路140と、その上に、電荷転送方向に配列された転送電極(図示せず)とを含んで構成され、転送路140は、図4に示したように、端部においてしだいに幅が狭くなるように形成されている。第1および第2の信号電荷検出部128、130はこの転送路140の先端部に近接して、半導体基板表面部のたとえばn型領域として形成されている。
また、電荷掃き捨てゲート152は、第1および第2の水平電荷転送レジスター120、122における電荷転送に同期して制御され、不要となった第1および第2の信号電荷検出部128、130の信号電荷が、電荷掃き捨てゲート152を通じて電荷掃き捨て領域150へと破棄される。
図5の(A)に示したように、ゲート142を形成するためのマスクが右にずれた場合、第1のトランジスター132のゲート142も右に変位して形成され、その結果、第1のトランジスター132のドレイン146は面積が狭くなり、一方、第1のトランジスター132のソース144は面積が広くなる。
これに対して、図5の(B)に示したように、第2のトランジスター134では、ゲート142が右に変位する結果、第2のトランジスター134のドレイン146は面積が広くなり、一方、第2のトランジスター134のソース144は面積が狭くなる。
そして、第1および第2の信号電荷検出部128、130、ならびに第1および第2の電荷掃き捨て部136、138に関してもマスクのずれによって同様の現象が発生し、第1および第2の出力部124、126から出力される信号レベルに差が生じる。
図1は本発明による固体撮像素子の一例の要部を示す部分平面図である。
ここで説明する実施の形態例としての固体撮像素子は、光電変換素子や電荷転送レジスターの配列などの点で図3に示した固体撮像素子とおおむね同様の構成を有している。すなわち、本実施の形態例の固体撮像素子は、シリコンから成る半導体基板上に多数の光電変換素子を相互に間隔をおきマトリクス状に配列して構成され、光電変換素子の各列ごとに垂直電荷転送レジスターが、光電変換素子の列方向に延設され、垂直電荷転送レジスターの一端部側に水平電荷転送レジスターが配置されている。
図1に示したように、本実施の形態例の固体撮像素子6は、第1および第2の水平電荷転送レジスター8、10を含み、第1および第2の水平電荷転送レジスター8、10は半導体基板12上の同一仮想直線上に、電荷転送方向を同直線に一致させるとともに一端部を対向させて延設されている。
したがって、第1および第2のトランジスター20、22の特性は、ゲート30の位置ずれにより変化はするものの、その変化の仕方は第1および第2のトランジスター20、22においてほぼ同じであり、したがって、第1および第2のトランジスター20、22から出力される信号のレベルに差は生じない。
また、本実施の形態例では光電変換素子はマトリクス状に配列されているとしたが、本発明は、リニアイメージセンサーなどのように光電変換素子が直線的に配列されおり、光電変換素子が生成した信号電荷を2つ、あるいは2つ以上の電荷転送レジスターにより転送する場合にも適用可能である。
Claims (1)
- 行列状に配列された光電変換素子と、
前記光電変換素子から信号電荷を受け取り、電圧を出力する第1及び第2の出力部とを有し、
前記第1の出力部は第1方向に転送されてきた信号電荷を受け取り、
前記第2の出力部は前記第1方向と異なる第2方向に転送されてきた信号電荷を受け取り、
前記第1の出力部は前記信号電荷を増幅して出力する第1のトランジスターを含み、
前記第2の出力部は前記信号電荷を増幅して出力する第2のトランジスターを含み、
前記第1のトランジスターのソース、ドレイン、ならびにゲートと、前記第2のトランジスターのソース、ドレイン、ならびにゲートとは対応するものどうしの形状が平面視において合同に形成され、かつ、前記第1のトランジスターのソース、ドレイン、ならびにゲートの位置関係と、前記第2のトランジスターのソース、ドレイン、ならびにゲートの位置関係とが同一となるように形成されている、
ことを特徴とする固体撮像素子。
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