JP2006108443A - Ccd solid-state image pickup element - Google Patents

Ccd solid-state image pickup element Download PDF

Info

Publication number
JP2006108443A
JP2006108443A JP2004294013A JP2004294013A JP2006108443A JP 2006108443 A JP2006108443 A JP 2006108443A JP 2004294013 A JP2004294013 A JP 2004294013A JP 2004294013 A JP2004294013 A JP 2004294013A JP 2006108443 A JP2006108443 A JP 2006108443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impurity region
region
read
transfer register
vertical transfer
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
JP2004294013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Oki
洋昭 大木
Hiroyuki Yoshida
宏之 吉田
Masao Kimura
匡雄 木村
Shinji Iwamoto
真司 岩本
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2004294013A priority Critical patent/JP2006108443A/en
Publication of JP2006108443A publication Critical patent/JP2006108443A/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 CCD solid-state image pickup element capable of simultaneously realizing the reduction of a read-out voltage and the improvement of blooming resistance. <P>SOLUTION: The CCD solid-state image pickup element is provided with a plurality of light-receiving sensors 3, a vertical transfer register 4, and a read-out gate 7 formed between the light-receiving sensor 3 and the vertical transfer register 4. A first impurity region 25 for setting the read-out voltage is formed to the surface of a semiconductor region of the read-out gate 7. A second impurity region 26 for improving the blooming resistance is formed at a position deeper than the first impurity region 25 apart from the light-receiving sensor 3 by a required distance in the semiconductor region of the read-out gate 7. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、CCD固体撮像素子に関し、特に読出し電圧低減とブルーミング耐性向上の両立に関する。   The present invention relates to a CCD solid-state imaging device, and more particularly, to both reduction of readout voltage and improvement of blooming resistance.

インターライン転送(IT)方式のCCD固体撮像素子は、撮像領域に画素となる複数の受光センサと、各受光センサ列に対応する複数のCCD構造の垂直転送レジスタと、各受光センサ及び垂直転送レジスタ間の読出しゲート部とが配置され、さらに水平転送レジスタなどを有して構成される。このCCD固体撮像素子では、受光量に応じて光電変換された信号電荷が受光センサに蓄積され、所定のタイミングで読出しゲート部を介して信号電荷が垂直転送レジスタへ読み出され、転送電極に印加される駆動パルスに基いて転送動作が行われる。受光センサでは、受光量が大きくなると、余剰の電荷をオーバーフローバリアを越えて半導体基板側へ排出するようになされる。   An interline transfer (IT) type CCD solid-state imaging device includes a plurality of light receiving sensors serving as pixels in an imaging region, a plurality of CCD structure vertical transfer registers corresponding to each light receiving sensor array, and each light receiving sensor and vertical transfer register. And a readout gate section between them, and further includes a horizontal transfer register and the like. In this CCD solid-state imaging device, the signal charge photoelectrically converted according to the amount of received light is accumulated in the light receiving sensor, and the signal charge is read to the vertical transfer register via the read gate unit at a predetermined timing and applied to the transfer electrode. The transfer operation is performed based on the drive pulse. In the light receiving sensor, when the amount of received light increases, excess charge is discharged to the semiconductor substrate side through the overflow barrier.

このようなCCD固体撮像素子においては、受光量が大きくなり受光センサでの蓄積電荷量が大きくなると、この蓄積電荷の一部が不正に読出しゲート部を越えて垂直転送レジスタへ漏れ込むブルーミング現象が生じることが知られている。このブルーミング現象は、受光センサの蓄積電荷量が大きくなると、この受光センサの電位に影響されてオーバーフローバリアも影響を受けて変動し、読出しゲート部とオーバーフローバリアとのポテンシャル差が小さくなるために発生する。   In such a CCD solid-state imaging device, when the amount of received light increases and the amount of accumulated charge in the light receiving sensor increases, a blooming phenomenon in which a part of this accumulated charge illegally leaks into the vertical transfer register beyond the read gate portion. It is known to occur. This blooming phenomenon occurs because when the amount of accumulated charge in the light receiving sensor increases, the overflow barrier is affected and fluctuates due to the potential of the light receiving sensor, and the potential difference between the readout gate section and the overflow barrier decreases. To do.

ブルーミングを防止するための対策の1つとして、読出しゲート部直下の半導体基板の一定深さ領域に、ポテンシャルを浅くするように不純物濃度の高いブルーミングストッパ部を形成した固体撮像素子が提案されている(特許文献1参照)。
特開2002−368204号公報
As one of the measures for preventing blooming, a solid-state imaging device has been proposed in which a blooming stopper portion having a high impurity concentration is formed in a certain depth region of a semiconductor substrate immediately below a read gate portion so as to reduce the potential. (See Patent Document 1).
JP 2002-368204 A

ところで、読出しゲート部のゲート電極は、通常垂直転送レジスタの転送電極と共通に形成されている。このゲート電極の読出しゲートとしての領域では、決められた電圧範囲において、読出し電圧とブルーミング耐性が要求される。一方、CCD固体撮像素子では、画素セルの微細化と共に、読出し電圧の低減と、受光センサに蓄積する電荷量の増大時の耐ブルーミング性が今まで以上に要求されてきている。これまでの、読出しゲート部の読出し電圧、すなわち閾値電圧Vthを決めるための不純物導入では、双方の動作マージンの両立が困難であった。   By the way, the gate electrode of the read gate portion is usually formed in common with the transfer electrode of the vertical transfer register. In the region of the gate electrode as a read gate, a read voltage and blooming resistance are required in a predetermined voltage range. On the other hand, in the CCD solid-state imaging device, with the miniaturization of pixel cells, a reduction in readout voltage and a blooming resistance when an amount of electric charge accumulated in the light receiving sensor is increased are required more than ever. Until now, it has been difficult to achieve both operation margins by introducing impurities for determining the read voltage of the read gate portion, that is, the threshold voltage Vth.

本発明は、上述の点に鑑み、読出し電圧低減とブルーミング耐性向上の両立を可能にしたCCD固体撮像素子を提供するものである。   In view of the above-described points, the present invention provides a CCD solid-state imaging device capable of both reducing read voltage and improving blooming resistance.

本発明に係るCCD固体撮像素子は、複数の受光センサと、垂直転送レジスタと、前記受光センサと前記垂直転送レジスタとの間に形成された読出しゲート部とを備え、読出しゲート部の半導体領域表面に読出し電圧を設定するための第1の不純物領域が形成され、読出しゲート部の半導体領域において、受光センサから所要距離だけ離れて且つ第1の不純物領域より深い位置に、ブルーミング耐性向上のための第2の不純物領域が形成されて成ることを特徴とする。   A CCD solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of light receiving sensors, a vertical transfer register, and a read gate portion formed between the light receiving sensor and the vertical transfer register, and a semiconductor region surface of the read gate portion A first impurity region for setting a read voltage is formed in the semiconductor region of the read gate portion at a position away from the light receiving sensor by a required distance and deeper than the first impurity region to improve blooming resistance. A second impurity region is formed.

第2の不純物領域は、第1の不純物領域と同じ幅で且つ垂直転送レジスタ側にずれて形成され、さらに、垂直転送レジスタの転送チャネル領域より深い位置に形成されることが望ましい。
第2の不純物領域は、第1の不純物領域の濃度以下の濃度であることが望ましい。
The second impurity region is preferably formed to have the same width as the first impurity region and to be shifted to the vertical transfer register side, and to be formed at a position deeper than the transfer channel region of the vertical transfer register.
It is desirable that the second impurity region has a concentration equal to or lower than that of the first impurity region.

CCD固体撮像素子では、ブルーミング時(いわゆる受光蓄積時)のポテンシャルバリア(いわゆる鞍部に対応したポテンシャル)の形成位置と、読出し時のポテンシャル(いわゆる鞍部に対応したポテンシャル)が形成される位置とがずれ、ブルーミング時のポテンシャルバリアの形成位置は、垂直転送レジスタ側に寄っている。
本発明のCCD固体撮像素子では、読出しゲート部の半導体基板表面に形成した第1の不純物領域により、読出し電圧を制御できる。また、読出しゲート部の半導体領域の第1の不純物領域より深い位置で且つ受光センサから離れて垂直転送レジスタ側に寄った位置に、第2の不純物領域が形成されるので、受光蓄積時の読出しゲート部下のポテンシャルバリアが浅くなり、ブルーミング防止に対処できる。
In a CCD solid-state imaging device, a position where a potential barrier (potential corresponding to a so-called buttock) is formed at the time of blooming (so-called light-receiving and accumulation) and a position where a potential (potential corresponding to a so-called buttock) is formed at the time of reading are shifted. The position of potential barrier formation during blooming is close to the vertical transfer register side.
In the CCD solid-state imaging device of the present invention, the readout voltage can be controlled by the first impurity region formed on the semiconductor substrate surface of the readout gate portion. In addition, since the second impurity region is formed at a position deeper than the first impurity region of the semiconductor region of the read gate portion and away from the light receiving sensor and close to the vertical transfer register side, reading during light receiving accumulation is performed. The potential barrier under the gate becomes shallow, and it can cope with blooming prevention.

本発明に係るCCD固体撮像素子によれば、第1及び第2の不純物領域を設けることにより、読出し電圧の上昇度を抑制し、かつブルーミング耐性を向上することができる。すなわち、読出し電圧と、ブルーミング耐性のそれぞれの動作マージンを、第1及び第2の不純物領域及びによって、それぞれ制御することができる。   According to the CCD solid-state imaging device according to the present invention, by providing the first and second impurity regions, it is possible to suppress an increase in read voltage and improve blooming resistance. That is, the read voltage and the operation margin for blooming resistance can be controlled by the first and second impurity regions, respectively.

また、第2の不純物領域を垂直転送レジスタの転送チャネル領域より深い位置に形成することにより、垂直転送レジスタの駆動時に垂直転送レジスタのポテンシャルに影響を与えることがなく、信号電荷の垂直転送を良好にする。
第2の不純物領域の濃度を、第1の不純物領域の濃度以下の低い濃度にすることにより、上述の読出し電圧の上昇の抑制と、ブルーミング耐性の向上を可能にする。
In addition, by forming the second impurity region deeper than the transfer channel region of the vertical transfer register, the vertical transfer register can be driven efficiently without affecting the potential of the vertical transfer register when driving the vertical transfer register. To.
By making the concentration of the second impurity region lower than the concentration of the first impurity region, it is possible to suppress the above-described increase in the read voltage and improve blooming resistance.

従って、画素セルの微細化に伴う、読出し電圧の低減と、耐ブルーミング性の向上を両立させるこが可能になる。   Therefore, it is possible to achieve both a reduction in reading voltage and an improvement in blooming resistance accompanying the miniaturization of pixel cells.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1〜図2に、本発明に係るCCD固体撮像素子の一実施の形態を示す。本例はインターライン転送(IT)方式のCCD固体撮像素子に適用した場合である。
本実施の形態に係るCCD固体撮像素子1は、図1に示すように、撮像領域2内に画素となる複数の受光センサ3がマトリックス状に配列されると共に、各受光センサ列に対応して信号電荷を垂直方向へ転送するCCD構造の垂直転送レジスタ4が配置され、さらに各垂直転送レジスタ4に接続されて信号電荷を水平方向へ転送するCCD構造の水平転送レジスタ5が配置され、この水平転送レジスタ5の終段に電荷電圧変換して出力する出力部6が接続されて成る。このCCD固体撮像素子1では、撮像領域2で受光した光を各受光センサ3で信号電荷に変換して蓄積し、この各受光センサ3の信号電荷を読出しゲート部を介して垂直転送レジスタ4へ読み出して垂直方向へ転送する。また、垂直転送レジスタ4から1ライン毎に水平転送レジスタ5に読み出した信号電荷は、水平方向へ転送して出力部6により電圧信号に変換して撮像信号として出力する。
1 to 2 show an embodiment of a CCD solid-state imaging device according to the present invention. In this example, the present invention is applied to an interline transfer (IT) type CCD solid-state imaging device.
As shown in FIG. 1, in the CCD solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, a plurality of light receiving sensors 3 serving as pixels are arranged in a matrix in the imaging region 2 and correspond to each light receiving sensor array. A CCD structure vertical transfer register 4 for transferring signal charges in the vertical direction is arranged, and a CCD structure horizontal transfer register 5 for transferring signal charges in the horizontal direction connected to each vertical transfer register 4 is arranged. An output unit 6 is connected to the final stage of the transfer register 5 for charge-voltage conversion and output. In this CCD solid-state imaging device 1, the light received in the imaging region 2 is converted into signal charges by each light receiving sensor 3 and accumulated, and the signal charges of each light receiving sensor 3 are read out to the vertical transfer register 4 via the gate part. Read and transfer vertically. The signal charge read from the vertical transfer register 4 to the horizontal transfer register 5 for each line is transferred in the horizontal direction, converted into a voltage signal by the output unit 6, and output as an imaging signal.

図2は、図1の単位画素の断面構造を示す。本実施の形態においては、第1導電型、例えばn型のシリコン半導体基板11に第2導電型の例えばp型の第1の半導体ウェル領域12が形成され、この第1のp型半導体ウェル領域12の受光センサ3を形成する領域にn型の電荷蓄積領域13及びその表面にp+アキューミュレーション層14が形成されて受光センサ3となるフォトダイオードPDが形成される。この受光センサ3はHADセンサ(Hole Accumulation Diodeセンサ)と呼ばれる。一方、第1のp型半導体ウェル領域12の垂直転送レジスタ4を形成する領域には、第2のp型半導体ウェル領域15が形成され、第2のp型半導体ウェル領域15上にn型転送チャネル領域16が形成される。このn型転送チャネル領域16上にゲート絶縁膜17を介して例えば多結晶シリコンによる転送電極18が形成される。n型転送チャネル領域16、ゲート絶縁膜17及び転送電極17により、垂直転送レジスタ4が構成される。   FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the unit pixel of FIG. In the present embodiment, a first semiconductor well region 12 of a second conductivity type, for example, p-type, is formed in a first conductivity type, for example, an n-type silicon semiconductor substrate 11, and this first p-type semiconductor well region is formed. The n-type charge accumulation region 13 is formed in the region where the 12 light-receiving sensors 3 are formed, and the p + accumulation layer 14 is formed on the surface thereof to form the photodiode PD serving as the light-receiving sensor 3. This light receiving sensor 3 is called a HAD sensor (Hole Accumulation Diode sensor). On the other hand, a second p-type semiconductor well region 15 is formed in a region of the first p-type semiconductor well region 12 where the vertical transfer register 4 is formed, and an n-type transfer is performed on the second p-type semiconductor well region 15. A channel region 16 is formed. A transfer electrode 18 made of, for example, polycrystalline silicon is formed on the n-type transfer channel region 16 via a gate insulating film 17. The n-type transfer channel region 16, the gate insulating film 17 and the transfer electrode 17 constitute a vertical transfer register 4.

転送電極18は、読出しゲート部7及びp+チャネルストップ領域19上に延長して形成される。すなわち、転送電極18は、読出しゲート部7のゲート電極22と共通に形成される。受光センサ3を除いて垂直転送レジスタ4を含む他部全面上に層間絶縁膜21を介して、図示せざるも遮光層が形成され、平坦化膜を介してカラーフィルタが形成され、カラーフィルタ上にオンチップマイクロレンズが形成される。   The transfer electrode 18 is formed to extend on the read gate portion 7 and the p + channel stop region 19. That is, the transfer electrode 18 is formed in common with the gate electrode 22 of the read gate unit 7. A light shielding layer (not shown) is formed on the entire surface of the other part including the vertical transfer register 4 except for the light receiving sensor 3 via an interlayer insulating film 21, and a color filter is formed via a planarizing film. On-chip microlenses are formed.

本発明者らは、ブルーミング時に読出しゲート部7下の半導体基板であるp型半導体ウェル領域12に形成されるポテンシャルバリア(いわゆるポテンシャルの鞍部)の形成ポイントと、受光センサ3から垂直転送レジスタ4へ信号電荷を読み出す際に、読出しゲート部7下のp型半導体ウェル領域12に形成されるポテンシャル(いわゆるポテンシャルの鞍部)の形成ポイントとがずれていることを見出した。すなわち、読出しゲート部7におけるブルーミング時のポテンシャルバリアは、基板表面から一定の深さ位置で、且つ受光センサ3から離れるように中心より垂直転送レジスタ4側に寄った位置に形成される。これに対して読出しゲート部7における電荷読出し時におけるポテンシャルは、基板表面から一定の深さ位置で、且つ中心より受光センサ側に寄った位置に形成される。このブルーミング時の読出しゲート部下のポテンシャルバリアは、受光蓄積時の読出しゲート部下のポテンシャルバリアに対応するものである。   The inventors have formed a potential barrier (a so-called potential ridge) formed in the p-type semiconductor well region 12 which is a semiconductor substrate under the readout gate portion 7 during blooming, and from the light receiving sensor 3 to the vertical transfer register 4. It has been found that when the signal charge is read out, the formation point of the potential formed in the p-type semiconductor well region 12 below the read gate portion 7 (so-called potential ridge) is shifted. That is, the potential barrier at the time of blooming in the read gate unit 7 is formed at a certain depth position from the substrate surface and at a position closer to the vertical transfer register 4 side from the center so as to be away from the light receiving sensor 3. On the other hand, the potential at the time of reading out charges in the readout gate section 7 is formed at a certain depth from the substrate surface and at a position closer to the light receiving sensor side than the center. The potential barrier under the readout gate during blooming corresponds to the potential barrier under the readout gate during accumulation of received light.

本実施の形態においては、特に上記の検証に基づき、図2に示すように、読出しゲート部7のゲート電極22直下のp型半導体ウェル領域12の表面に、読出しゲート部全域にわたって読出し電圧、いわゆる閾値電圧Vthを設定するための第1のp型不純物領域25を形成する。また、読出しゲート部7下のp型半導体ウェル領域12の一定の深さ位置で且つ中心より垂直転送レジスタ4側に寄った位置、すなわちブルーミング時に形成されるポテンシャルバリアに対応する位置、もしくはその近傍の位置に、ポテンシャルを浅くしてブルーミング耐性を向上させるための第2のp型不純物領域26を形成する。   In the present embodiment, in particular, based on the above verification, as shown in FIG. 2, the read voltage across the entire read gate portion, that is, the so-called read voltage on the surface of the p-type semiconductor well region 12 immediately below the gate electrode 22 of the read gate portion 7. A first p-type impurity region 25 for setting the threshold voltage Vth is formed. Further, the p-type semiconductor well region 12 below the read gate portion 7 is located at a certain depth and closer to the vertical transfer register 4 side from the center, that is, a position corresponding to or near the potential barrier formed during blooming. A second p-type impurity region 26 for reducing the potential and improving the blooming resistance is formed at the position.

第2のp型不純物領域26は、第1のp型不純物領域25と同じ幅dで垂直転送レジスタ4のn型転送チャネル領域16より深い位置に形成することが望ましい。すなわち、第2のp型不純物領域26は、フォトダイオードPDから所要距離sだけ離れるようにして、第1のp型半導体ウェル領域12と第2のp型半導体ウェル領域15に跨がって形成される。第2のp型不純物領域26の濃度は、第1のp型不純物領域25の濃度以下の低い濃度に設定することができる。   The second p-type impurity region 26 is desirably formed at a position deeper than the n-type transfer channel region 16 of the vertical transfer register 4 with the same width d as the first p-type impurity region 25. That is, the second p-type impurity region 26 is formed across the first p-type semiconductor well region 12 and the second p-type semiconductor well region 15 so as to be separated from the photodiode PD by a required distance s. Is done. The concentration of the second p-type impurity region 26 can be set to a low concentration lower than the concentration of the first p-type impurity region 25.

具体的な条件として、第2のp型不純物領域26の水平方向の位置は、読出しゲート長の1/2以上の距離sだけ垂直転送レジスタ4側にオフセットさせる。第2のp型不純物領域26の深さ方向の位置は、n型転送チャネル領域16より深い位置、例えば不純物がボロン(B)であれば、半導体基板表面から0.2μm以上の深さ位置がよい。第1及び第2のp型不純物領域25及び26は、イオン注入により形成することができる。この際の第1及び第2のp型不純物領域25及び26の打ち込みエネルギーと不純物濃度の関係は、次のように設定することができる。打ち込みエネルギー比としては、第1のp型不純物領域:第2のp型不純物領域を、およそ1:5〜1:2にすることができる。不純物濃度比としては、第1のp型不純物領域:第2のp型不純物領域を、およそ1:1〜3:1にすることができる。   As a specific condition, the horizontal position of the second p-type impurity region 26 is offset to the vertical transfer register 4 side by a distance s that is ½ or more of the read gate length. The position of the second p-type impurity region 26 in the depth direction is a position deeper than the n-type transfer channel region 16, for example, if the impurity is boron (B), a depth position of 0.2 μm or more from the semiconductor substrate surface. Good. The first and second p-type impurity regions 25 and 26 can be formed by ion implantation. At this time, the relationship between the implantation energy of the first and second p-type impurity regions 25 and 26 and the impurity concentration can be set as follows. As the implantation energy ratio, the ratio of the first p-type impurity region to the second p-type impurity region can be about 1: 5 to 1: 2. As the impurity concentration ratio, the ratio of the first p-type impurity region to the second p-type impurity region can be about 1: 1 to 3: 1.

図3は、第2のp型不純物領域26の有無による動作時のAーA線上のポテンシャル分布を示す。このポテンシャル分布図で示すように、第2のp型不純物領域26が形成されないときは、受光蓄積時における読出しゲート部下のポテンシャルバリアφb1が深くなりブルーミングが発生し易くなる(破線31参照)。これに対して、本実施の形態の第2のp型不純物領域26が形成されるときは、受光蓄積時における読出しゲート部下のポテンシャルバリアφb2 がφb1 より浅くなり、ブルーミングの発生を抑制することができる(実線32参照)。   FIG. 3 shows a potential distribution on the AA line during operation with or without the second p-type impurity region 26. As shown in this potential distribution diagram, when the second p-type impurity region 26 is not formed, the potential barrier φb1 under the read gate portion during light reception accumulation becomes deep and blooming is likely to occur (see broken line 31). On the other hand, when the second p-type impurity region 26 of the present embodiment is formed, the potential barrier φb2 below the read gate portion at the time of receiving and accumulating becomes shallower than φb1, thereby suppressing the occurrence of blooming. Yes (see solid line 32).

一方、第2の不純物領域26が垂直転送レジスタ4側に寄って形成されるので、読出し時には、読出しゲート部下のポテンシャル(いわゆる鞍部)φb3 が第2のp型不純物領域26に影響されず、第1のp型不純物領域により設定された所要の読出し電圧で読出し可能なポテンシャル深さになる(実線33参照)。   On the other hand, since the second impurity region 26 is formed closer to the vertical transfer register 4 side, the potential (so-called ridge portion) φb3 below the read gate portion is not affected by the second p-type impurity region 26 at the time of reading. The potential depth can be read at a required read voltage set by one p-type impurity region (see solid line 33).

このように、本実施の形態によれば、第2のp型不純物領域26を設けることにより、読出し電圧の上昇度を抑制し、かつブルーミング耐性を向上することができる。すなわち、読出し電圧と、ブルーミング耐性のそれぞれの動作マージンを、第1及び第2のp型不純物領域25及び26によって、それぞれ制御することができる。つまり、1つの読出しゲートでの制御性を向上することができる。シミュレーション結果では、例えばブルーミング耐性向上にために、第1のp型不純物領域25のみの構成で、p型不純物領域25の濃度を上げた場合、ブルーミング耐性が1V上昇するが、読出し電圧が2V上昇する。これに対して、第1及び第2の不純物領域25及び26を有した構成の場合、ブルーミング耐性が2V上昇させるが、読出し電圧は1V以下の上昇に抑制できる結果が得られている。   As described above, according to the present embodiment, by providing the second p-type impurity region 26, it is possible to suppress an increase in the read voltage and improve blooming resistance. That is, the read voltage and the operation margin for blooming resistance can be controlled by the first and second p-type impurity regions 25 and 26, respectively. That is, the controllability with one read gate can be improved. In the simulation result, for example, in order to improve the blooming resistance, when the concentration of the p-type impurity region 25 is increased with the configuration of only the first p-type impurity region 25, the blooming resistance increases by 1V, but the read voltage increases by 2V. To do. On the other hand, in the configuration having the first and second impurity regions 25 and 26, the blooming resistance is increased by 2V, but the read voltage can be suppressed to an increase of 1V or less.

また、第2のp型不純物領域26をn型転送チャネル領域16より深い位置に形成することにより、垂直転送レジスタ4の駆動時に垂直転送レジスタ4のポテンシャルに影響を与えることがなく、信号電荷の垂直転送を良好にする。
第2の不純物領域26の濃度を、第1の不純物領域25の濃度以下の低い濃度にすることにより、上述した読出し電圧の上昇を抑制し、かつブルーミング耐性の向上を可能にする。
Further, by forming the second p-type impurity region 26 at a position deeper than the n-type transfer channel region 16, the potential of the vertical transfer register 4 is not affected when the vertical transfer register 4 is driven, and the signal charge is reduced. Improve vertical transfer.
By setting the concentration of the second impurity region 26 to a concentration lower than the concentration of the first impurity region 25, the above-described increase in the read voltage can be suppressed and blooming resistance can be improved.

従って、本実施の形態では、画素セルの微細化に伴う、読出し電圧の低減と、耐ブルーミング性の向上を両立させるこが可能になる。   Therefore, in the present embodiment, it is possible to achieve both the reduction of the read voltage and the improvement of the blooming resistance accompanying the miniaturization of the pixel cell.

上例では、本発明をインターライン転送(IT)方式のCCD固体撮像素子に適用したが、その他、フレームインターライン転送(FIT)方式のCCD固体撮像素子に適用することもできる。   In the above example, the present invention is applied to an interline transfer (IT) type CCD solid-state image pickup device. However, the present invention can also be applied to a frame interline transfer (FIT) type CCD solid-state image pickup device.

本発明に係るCCD固体撮像素子の一実施の形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the CCD solid-state image sensor which concerns on this invention. 本発明に係るCCD固体撮像素子の一実施の形態を示す単位画素部分の断面図である。It is sectional drawing of the unit pixel part which shows one Embodiment of the CCD solid-state image sensor concerning this invention. 本発明の説明に供する読出しゲート部下を含むAーA線上のポテンシャル分布図である。FIG. 5 is a potential distribution diagram on the AA line including a portion under a readout gate for explaining the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・CCD固体撮像素子、2・・撮像領域、3・・受光センサ、4・・垂直転送レジスタ、5・・水平転送レジスタ、6・・出力部、7・・読出しゲート部、11・・半導体基板、12・・第1の半導体ウェル領域、13・・電荷蓄積領域、14・・アキューミュレーション層、PD・・フォトダイオード、15・・第2の半導体ウェル領域、16・・転送チャネル領域、17・・ゲート絶縁膜、18・・転送電極、21・・層間絶縁膜、22・・読出しゲート電極、19・・チャネルストップ領域、25・・第1の不純物領域、26・・第2の不純物領域
1 .... CCD solid-state imaging device, 2 .... imaging area, 3 .... light receiving sensor, 4 .... vertical transfer register, 5 .... horizontal transfer register, 6 .... output unit, 7 .... read gate unit, ... Semiconductor substrate, 12 .... first semiconductor well region, 13 .... charge storage region, 14 .... accumulation layer, PD ... photodiode, 15 .... second semiconductor well region, 16 .... transfer channel ..., Gate insulating film, 18... Transfer electrode, 21.. Interlayer insulating film, 22 .. readout gate electrode, 19... Channel stop region, 25... First impurity region, 26. Impurity region

Claims (3)

複数の受光センサと、垂直転送レジスタと、前記受光センサと前記垂直転送レジスタとの間に形成された読出しゲート部とを備え、
前記読出しゲート部の半導体領域表面に読出し電圧を設定するための第1の不純物領域が形成され、
前記読出しゲート部の半導体領域において、前記受光センサから所要距離だけ離れて、且つ前記第1の不純物領域より深い位置に、ブルーミング耐性向上のための第2の不純物領域が形成されて成る
ことを特徴とするCCD固体撮像素子。
A plurality of light receiving sensors, a vertical transfer register, and a read gate portion formed between the light receiving sensor and the vertical transfer register;
A first impurity region for setting a read voltage is formed on a surface of the semiconductor region of the read gate portion;
In the semiconductor region of the read gate portion, a second impurity region for improving blooming resistance is formed at a position away from the light receiving sensor by a required distance and deeper than the first impurity region. CCD solid-state imaging device.
前記第2の不純物領域は、前記第1の不純物領域と同じ幅で且つ前記垂直転送レジスタ側にずれて形成され、
さらに、前記第2の不純物領域は、前記垂直転送レジスタの転送チャネル領域より深い位置に形成されて成る
ことを特徴とする請求項1記載のCCD固体撮像素子。
The second impurity region has the same width as the first impurity region and is shifted to the vertical transfer register side,
The CCD solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the second impurity region is formed at a position deeper than a transfer channel region of the vertical transfer register.
前記第2の不純物領域は、前記第1の不純物領域の濃度以下の濃度である
ことを特徴とする請求項1記載のCCD固体撮像素子。
The CCD solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second impurity region has a concentration equal to or lower than the concentration of the first impurity region.
JP2004294013A 2004-10-06 2004-10-06 Ccd solid-state image pickup element Pending JP2006108443A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004294013A JP2006108443A (en) 2004-10-06 2004-10-06 Ccd solid-state image pickup element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004294013A JP2006108443A (en) 2004-10-06 2004-10-06 Ccd solid-state image pickup element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006108443A true JP2006108443A (en) 2006-04-20

Family

ID=36377796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004294013A Pending JP2006108443A (en) 2004-10-06 2004-10-06 Ccd solid-state image pickup element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006108443A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11019291B2 (en) Solid-state imaging device and imaging system
JP3702854B2 (en) Solid-state image sensor
US20100237390A1 (en) Solid-state image capturing element and electronic information device
KR101159032B1 (en) Solid-state imaging device
US8217431B2 (en) Solid-state image pickup device for preventing cross-talk between adjacent pixels and manufacturing method thereof
US20210305298A1 (en) Transistors having increased effective channel width
US20050168604A1 (en) Solid-state image pickup device and module type solid-state image pickup device
JP2009510777A (en) Photodetector and N-type layer structure for improved collection
CN102576717B (en) Solid-state image pickup device
US20230207587A1 (en) Transistors having increased effective channel width
US20110140177A1 (en) Solid-state imaging device and method of controlling the same
JP2008192813A (en) Ccd (charge coupled device) solid-state image sensor
JP3062010B2 (en) Solid-state imaging device
JP2005109021A (en) Solid state imaging device
JP2006108443A (en) Ccd solid-state image pickup element
JP2007208052A (en) Solid-state image pickup device
JP2897689B2 (en) Solid-state imaging device
JP2005026717A (en) Solid imaging device
JP4867309B2 (en) Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera
JP2007123680A (en) Solid state image sensor
JP2007184467A (en) Solid-state imaging element
JP4882207B2 (en) Solid-state image sensor
JPH0774336A (en) Solid-state image sensing device
JP3087718B2 (en) Solid-state imaging device
JP2621774B2 (en) Solid-state imaging device