JP2005322826A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入射光を光電変換することにより生じた信号電荷を転送し、信号電荷を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像部100と、信号用電極パッド111、電源用電極パッド112および保護回路113を有する周辺回路部110とを備え、保護回路113は、相互に逆方向のダイオード320、330を有し、外部から侵入した静電気を電源用電極パッド112に逃がす。
【選択図】 図1
Description
図9に示されるように、従来の固体撮像装置は、1チップの半導体基板920の主面上に、被写体を撮像する撮像部900と、周辺回路部910とが形成されてなる。
静電気用電極パッド914には、パルスV1、V2、V3あるいはV4の低レベルの電圧と同じ電圧Vssが外部から供給される。
しかしながら、従来の固体撮像装置では、約80〜100μmという大きな幅を有する電極パッドが、約40μmの間隔で半導体基板上に12個も形成される。よって、半導体基板の面積、および固体撮像装置と接続されるフレキシブルシート等の実装基板の面積が大きくなり、カメラに対する小型化の要望に応えることができないという問題がある。例えば、電子内視鏡のカメラに使用されている固体撮像装置においては、図10に示されるように、半導体基板1000の特定の1辺に電極パッド1010を一列に並べ、それらとフレキシブルシート1020の電極パッドとを接続するという構造がとられる。よって、半導体基板の幅は、約1.5mmと大きくなる。
また、前記第1のダイオードは、複数のダイオードが並列に接続されてなり、前記第2領域表面には、島状の複数の前記第3領域が形成されてもよい。
また、前記光電変換手段は、前記半導体基板に形成され、前記半導体基板は、前記光電変換手段が形成される部分において、前記半導体基板上部に形成された第2導電型の第1領域と、前記第1領域表面に形成された第1導電型の第5領域と、前記第5領域表面に形成された第2導電型の第6領域とを有してもよいし、前記半導体基板は、さらに、前記保護回路が形成される部分において、前記第3領域表面に形成された第2導電型の第7領域を有し、前記第6領域および前記第7領域は、それぞれ前記第5領域および前記第3領域に、同一の不純物を同一条件で注入して形成されてもよい。
また、前記固体撮像装置は、さらに、前記保護回路と前記電源用電極パッドとを接続する第1の配線と、前記撮像部と前記電源用電極パッドとを接続する第2の配線とを備え、前記第1の配線および第2の配線は、独立に配線されていてもよいし、前記電源用電極パッドは、第1の電極パッドと、第2の電極パッドとからなり、前記第1の配線は、第1の電極パッドと接続され、前記第2の配線は、第2の電極パッドと接続されてもよい。
図1は、本実施の形態のCCD型固体撮像装置の概略上面図である。
撮像部100には、図示しないが、2次元状に配置され、光電変換した信号電荷を蓄積する複数のフォトダイオードと、フォトダイオードによって生成した信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直CCDと、各垂直CCDによって転送された信号電荷を水平方向に転送する1つまたは複数の水平CCDと、水平CCDによって転送された信号電荷を電気信号に変換し、撮像信号として出力する出力アンプとが設けられている。
周辺回路部110においては、半導体基板であるn型シリコン基板400の上部にp型ウエル領域410が形成され、このp型ウエル領域410の表面には、n型ウエル領域420およびp型不純物拡散領域430が形成される。また、p型ウエル領域410のn型ウエル領域420下方には、保護回路113が電子シャッター動作の影響を受けないように、p+型ウエル領域440が形成される。
110、910 周辺回路部
111、911 信号用電極パッド
112、912 電源用電極パッド
112a 第1の電極パッド
112b 第2の電極パッド
113、913 保護回路
120、920、1000 半導体基板
320、330 ダイオード
400 n型シリコン基板
410 p型ウエル領域
420 n型ウエル領域
430、460、480 p型不純物拡散領域
440 p+型ウエル領域
450 n+型不純物拡散領域
461 p+型不純物拡散領域
470 n型不純物拡散領域
481 n型転送チャネル領域
490 転送電極
610、914 静電気用電極パッド
1010 電極パッド
1020 フレキシブルシート
Claims (14)
- 入射光を信号電荷に光電変換する光電変換手段を有し、前記光電変換手段の信号電荷を転送し、信号電荷を電気信号に変換して撮像信号として出力する撮像部と、
前記撮像部を静電気から保護する保護回路と、
前記撮像部に電源電圧を供給する電源用電極パッドとを備え、
前記保護回路は、前記電源用電極パッドに外部からの静電気を逃がす
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記撮像部は、正電圧および負電圧の電圧レベルを有するパルスにより信号電荷を転送し、
前記電源用電極パッドには、前記パルスの正電圧と同じかそれ以上の電源電圧が供給される
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置は、さらに、信号の入出力用の信号用電極パッドを備え、
前記保護回路は、第1のダイオードを有し、
前記第1のダイオードのカソードは、前記電源用電極パッドと接続され、前記第1のダイオードのアノードは、前記信号用電極パッドと接続される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像装置。 - 前記保護回路は、さらに、第2のダイオードを有し、
前記第2のダイオードのカソードは、前記第1のダイオードのカソードと接続され、前記第2のダイオードのアノードは、グラウンドと接続される
ことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記信号用電極パッドには、信号電荷の転送に用いられるパルスが供給される
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の固体撮像装置。 - 前記保護回路は、第1導電型の半導体基板に形成され、
前記半導体基板は、前記保護回路が形成される部分において、前記半導体基板上部に形成された第1導電型と反対極性の第2導電型の第1領域と、前記第1領域表面に形成され、前記電源用電極パッドと接続された第1導電型の第2領域と、前記第2領域表面に形成され、前記信号用電極パッドと接続された第2導電型の第3領域とを有する
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1のダイオードは、複数のダイオードが並列に接続されてなり、
前記第2領域表面には、島状の複数の前記第3領域が形成される
ことを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置は、前記光電変換手段の信号電荷を強制的に排出させる電子シャッター機能を有し、
前記半導体基板は、さらに、前記保護回路が形成される部分において、前記第1領域内の前記第2領域下方に形成された第2導電型の第4領域を有し、
前記第4領域は、前記第1領域よりも高不純物濃度の領域である
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の固体撮像装置。 - 前記光電変換手段は、前記半導体基板に形成され、
前記半導体基板は、前記光電変換手段が形成される部分において、前記半導体基板上部に形成された第2導電型の第1領域と、前記第1領域表面に形成された第1導電型の第5領域と、前記第5領域表面に形成された第2導電型の第6領域とを有する
ことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記半導体基板は、さらに、前記保護回路が形成される部分において、前記第3領域表面に形成された第2導電型の第7領域を有し、
前記第6領域および前記第7領域は、それぞれ前記第5領域および前記第3領域に、同一の不純物を同一条件で注入して形成される
ことを特徴とする請求項9に記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置は、さらに、
前記保護回路と前記電源用電極パッドとを接続する第1の配線と、
前記撮像部と前記電源用電極パッドとを接続する第2の配線とを備え、
前記第1の配線および第2の配線は、独立に配線されている
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記電源用電極パッドは、第1の電極パッドと、第2の電極パッドとからなり、
前記第1の配線は、第1の電極パッドと接続され、
前記第2の配線は、第2の電極パッドと接続される
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 入射光を光電変換する光電変換手段と、保護回路とを備え、前記光電変換手段の信号電荷を強制的に排出させる電子シャッター機能を有する固体撮像装置の製造方法であって、
第1導電型の半導体基板上部に、第1導電型と反対極性の第2導電型の第1領域を形成する第1領域形成工程と、
前記半導体基板の前記保護回路が形成される部分において、前記第1領域表面に第1導電型の第2領域を形成し、前記第1領域内の前記第2領域下方に、前記第1領域よりも高不純物濃度の第2導電型の第3領域を形成する第2領域形成工程とを含み、
前記第2領域形成工程において、同一マスクを用いて第1導電型の不純物および第2導電型の不純物を注入し、前記第2領域および前記第3領域を形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記固体撮像装置の製造方法は、さらに、
前記半導体基板の前記光電変換手段が形成される部分において、前記第1領域表面に第1導電型の第4領域を形成し、前記第4領域表面に第2導電型の第5領域を形成する第4領域形成工程を含む
ことを特徴とする請求項13に記載の固体撮像装置の製造方法。
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