JP2008016612A - Solid-state image sensing element - Google Patents

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JP2008016612A
JP2008016612A JP2006185776A JP2006185776A JP2008016612A JP 2008016612 A JP2008016612 A JP 2008016612A JP 2006185776 A JP2006185776 A JP 2006185776A JP 2006185776 A JP2006185776 A JP 2006185776A JP 2008016612 A JP2008016612 A JP 2008016612A
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transistor
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well region
impurity
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JP2006185776A
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Inventor
Yoshinori Iida
義典 飯田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image sensing element with a degradation of the S/N involved in the pixel miniaturization suppressed, and capable of improving an on/off characteristic of a selective transistor. <P>SOLUTION: In the solid-state image sensing element having the selective transistor 206 adjacent to an amplifying transistor 205, an interlayer insulating layer 7 is provided between a first well region 2a of the amplifying transistor 205 and a second well region 2b of the selective transistor 206, and an impurity concentration of the second well region 2b is higher than that of the first well region 2a. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像素子に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device.

近年のデジタルカメラ、カメラ搭載型携帯電話等の普及によるデジタル化、及びストレ
ージの大容量化に伴い、小型で高精細な固体撮像素子の需要が増加している。特に、一般
的な半導体製造工程であるCMOSプロセスにより製造可能なCMOS型固体撮像素子(
以下、CMOSセンサという)の需要が高まっている。このようなCMOSセンサは、近
年において、更なる小型化、多画素化の要求が高まっている。これらの要求を達成するた
めに、画素サイズの微細化が重要な課題となっている。
With the recent popularization of digital cameras, camera-equipped mobile phones, and the like and the increase in storage capacity, the demand for small, high-definition solid-state imaging devices is increasing. In particular, a CMOS solid-state image sensor (manufactured by a CMOS process, which is a general semiconductor manufacturing process)
The demand for CMOS sensors is increasing. In recent years, such CMOS sensors have been increasingly demanded for further downsizing and increasing the number of pixels. In order to achieve these requirements, miniaturization of the pixel size has become an important issue.

このような画素サイズの微細化は、光電変換部としてのフォトダイオードの占める面積
の減少を加速させるため、固体撮像素子としてのS/Nの悪化が避けられない。すなわち
、画素の微細化と共に入射光量は低下し、画素部に蓄積される信号電荷量は低下する。こ
の、画素の微細化は、画素を構成する増幅トランジスタのチャネル面積をも縮小させる。
その結果、増幅トランジスタにおいて発生する1/f雑音が増加するという問題がある。
この1/f雑音は、画素の微細化に伴い強度が低下した前記信号電荷に対する大きな雑音
となり、固体撮像素子としてのS/Nの悪化の大きな原因となる。
Such miniaturization of the pixel size accelerates the reduction of the area occupied by the photodiode as the photoelectric conversion unit, and thus the S / N as the solid-state imaging device is inevitably deteriorated. In other words, the amount of incident light decreases with the miniaturization of pixels, and the amount of signal charge accumulated in the pixel portion decreases. This miniaturization of the pixel also reduces the channel area of the amplification transistor constituting the pixel.
As a result, there is a problem that 1 / f noise generated in the amplification transistor increases.
This 1 / f noise becomes a large noise with respect to the signal charge whose strength is reduced as the pixel is miniaturized, and is a major cause of deterioration of S / N as a solid-state imaging device.

一般的に、固体撮像素子には、増幅トランジスタの閾値ばらつきに起因する固定パター
ン雑音及び画素内部の電荷電圧変換(QV変換)構造であるフォローティングフュージョ
ンでのリセット雑音等を除去するためにCDS(Correlated Double
Sampling:相関二重サンプリング)回路が設けられている。これにより、CDS
回路のサンプリング周波数以下の低周波雑音成分は除去される。
In general, a solid-state imaging device has a CDS (removal noise) to remove fixed pattern noise caused by threshold variation of amplification transistors and reset noise in a following fusion that is a charge-voltage conversion (QV conversion) structure inside a pixel. Correlated Double
A Sampling (correlated double sampling) circuit is provided. As a result, CDS
Low frequency noise components below the circuit sampling frequency are removed.

しかしながら、上述した画素の微細化が進むにつれて、増幅トランジスタのチャネル面
積もより縮小化され、CDS回路のサンプリング周波数(fs)よりも高周波数側に存在
する1/f雑音も無視することが出来なくなってきた(図6参照)。
However, as the above-described pixel miniaturization proceeds, the channel area of the amplification transistor is further reduced, and 1 / f noise existing on the higher frequency side than the sampling frequency (fs) of the CDS circuit cannot be ignored. (See FIG. 6).

なお、アナログ・デジタル混成回路を有する半導体集積回路装置の雑音特性(1/f雑
音)を向上させる技術として、トランジスタのソース領域とドレイン領域との間に埋め込
みチャネル層を備える技術が開示されている(例えば、特許文献1)。
特開2002−151599号公報
As a technique for improving noise characteristics (1 / f noise) of a semiconductor integrated circuit device having an analog / digital hybrid circuit, a technique is disclosed in which a buried channel layer is provided between a source region and a drain region of a transistor. (For example, patent document 1).
JP 2002-151599 A

しかしながら、固体撮像素子においては、1/f雑音の除去も重要の課題であり、それ
とともに、選択トランジスタのオフ特性が重視される。
However, in the solid-state imaging device, removal of 1 / f noise is also an important issue, and importance is attached to the off characteristics of the selection transistor.

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、画素の微細化に伴うS/Nの悪化を抑制
し、選択トランジスタのオフ特性を向上することができる固体撮像素子を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of suppressing the deterioration of S / N due to pixel miniaturization and improving the off characteristics of a selection transistor. To do.

本発明の固体撮像素子は、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、光電変換を行
う光電変換画素が複数配置された撮像領域と、前記撮像領域から出力された信号電荷の雑
音を除去するCDS回路と、を備え、前記光電変換画素は、光電変換を行う光電変換素子
と、前記光電変換素子に接続された転送トランジスタと、前記転送トランジスタに接続さ
れたリセットトランジスタ及び増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタに直列接続さ
れた選択トランジスタと、を備え、前記増幅トランジスタは、前記半導体基板内に設けら
れた第1導電型の第1ウェル領域と、前記第1ウェル領域内に設けられた第2導電型の第
1ソース領域及び第1ドレイン領域と、前記第1ウェル領域内の前記第1ソース領域と前
記第1ドレイン領域との間に設けられ、前記第1ソース領域及び前記第1ドレイン領域よ
りも不純物濃度が低い第2導電型の第1チャネル不純物領域と、少なくとも前記第1チャ
ネル不純物領域上に設けられた第1ゲート絶縁膜と、前記第1ゲート絶縁膜を介して前記
第1チャネル不純物領域上に設けられた第1ゲート電極と、を備え、前記選択トランジス
タは、前記半導体基板内に設けられた第1導電型の第2ウェル領域と、前記第2ウェル領
域内に設けられた第2導電型の第2ソース領域及び第2ドレイン領域と、前記第2ウェル
領域内の前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域との間に設けられた第1導電型のチ
ャネル領域と、少なくとも前記チャネル領域上に設けられた第2ゲート絶縁膜と、前記第
2ゲート絶縁膜を介して前記チャネル領域上に設けられた第2ゲート電極と、を備え、前
記第1ウェル領域と前記第2ウェル領域との間の前記半導体基板内には絶縁層が設けられ
、前記絶縁層上には、前記第1ソース領域と前記第2ドレイン領域とを電気的に接続する
接続部が設けられ、前記第1ウェル領域の不純物濃度よりも前記第2ウィル領域の不純物
濃度が高いことを特徴とする。
The solid-state imaging device according to the present invention removes noise of a semiconductor substrate, an imaging region provided on the semiconductor substrate, in which a plurality of photoelectric conversion pixels that perform photoelectric conversion are arranged, and signal charges output from the imaging region. A photoelectric conversion element that performs photoelectric conversion, a transfer transistor connected to the photoelectric conversion element, a reset transistor and an amplification transistor connected to the transfer transistor, and the amplification A selection transistor connected in series to the transistor, wherein the amplification transistor includes a first conductivity type first well region provided in the semiconductor substrate, and a second conductivity provided in the first well region. A first source region and a first drain region of the mold, and between the first source region and the first drain region in the first well region. A first channel impurity region of a second conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first source region and the first drain region, a first gate insulating film provided on at least the first channel impurity region, A first gate electrode provided on the first channel impurity region via the first gate insulating film, and the selection transistor is a second well of the first conductivity type provided in the semiconductor substrate. A region, a second conductivity type second source region and a second drain region provided in the second well region, and between the second source region and the second drain region in the second well region A channel region of the first conductivity type provided in the channel, a second gate insulating film provided at least on the channel region, and a second gate insulating film provided on the channel region via the second gate insulating film. An insulating layer is provided in the semiconductor substrate between the first well region and the second well region, and the first source region and the second electrode are provided on the insulating layer. A connection portion for electrically connecting the drain region is provided, and the impurity concentration of the second Will region is higher than the impurity concentration of the first well region.

本発明によれば、画素の微細化に伴うS/Nの悪化を抑制し、選択トランジスタのオフ
特性を向上することができる固体撮像素子を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device that can suppress the deterioration of S / N due to pixel miniaturization and improve the off characteristics of the selection transistor.

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

図1に本発明の実施形態に係る固体撮像素子のチップ構成の一例を説明する概略平面図
を示す。
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining an example of a chip configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

本実施形態に係る固体撮像素子100は、図1に示すように、撮像領域101と、撮像
領域101の周辺に設けられた、負荷トランジスタ部102、CDS回路部103、V選
択手段104、H選択手段105、AGC(自動ゲイン制御)回路106、ADC(A/
D変換器)107、デジタルアンプ108、TG(タイミングジェネレータ)回路109
が配置されている。
As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 100 according to the present embodiment includes an imaging region 101, a load transistor unit 102, a CDS circuit unit 103, a V selection unit 104, and an H selection provided around the imaging region 101. Means 105, AGC (automatic gain control) circuit 106, ADC (A /
D converter) 107, digital amplifier 108, TG (timing generator) circuit 109
Is arranged.

撮像領域101は、入射した光を電荷に変換する光電変換画素200(図1では図示せ
ず)がアレイ上に複数配列されている。
In the imaging region 101, a plurality of photoelectric conversion pixels 200 (not shown in FIG. 1) that convert incident light into electric charges are arranged on the array.

上述した構成のうち、ADC107は、CDS回路103と一体で構成された、カラム
型のCDS−ADC回路としてもよい。
Among the configurations described above, the ADC 107 may be a column-type CDS-ADC circuit configured integrally with the CDS circuit 103.

また、TG回路109、AGC回路106、ADC回路107、デジタルアンプ108
は各々別のチップ上に形成されていてもよい。
In addition, the TG circuit 109, the AGC circuit 106, the ADC circuit 107, and the digital amplifier 108
May be formed on different chips.

図2は、図1に示す撮像領域101及び負荷トランジスタ部102の具体的な構成の一
部を表す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a part of a specific configuration of the imaging region 101 and the load transistor unit 102 illustrated in FIG. 1.

図2に示すように、撮像領域101内に設けられた光電変換画素200は、光電変換を
行う光電変換素子(以下、単に、PDという)201と、PD201に接続された転送ト
ランジスタ202と、転送トランジスタ202に接続されたフローティングディフュージ
ョン(以下、単に、FDという)203と、FD203を介して転送トランジスタ202
に接続されたリセットトランジスタ204及び増幅トランジスタ205と、増幅トランジ
スタ205に直列接続された選択トランジスタ206とを備えている。
As shown in FIG. 2, a photoelectric conversion pixel 200 provided in the imaging region 101 includes a photoelectric conversion element (hereinafter simply referred to as PD) 201 that performs photoelectric conversion, a transfer transistor 202 connected to the PD 201, and transfer. A floating diffusion (hereinafter simply referred to as FD) 203 connected to the transistor 202 and a transfer transistor 202 via the FD 203
The reset transistor 204 and the amplification transistor 205 connected to each other, and the selection transistor 206 connected in series to the amplification transistor 205 are provided.

詳しくは、PD201は、転送トランジスタ202のドレイン領域に形成されている。
FD203は、転送トランジスタ202のソースと、リセットトランジスタ204のドレ
インと、増幅トランジスタ205のゲートにそれぞれ接続されている。リセットトランジ
スタ204のソースはVddに接続されている。増幅トランジスタ205のドレインはV
ddに、ソースは選択トランジスタ206のドレインに接続されている。選択トランジス
タ206のソースは、垂直信号線207に接続されている。
Specifically, the PD 201 is formed in the drain region of the transfer transistor 202.
The FD 203 is connected to the source of the transfer transistor 202, the drain of the reset transistor 204, and the gate of the amplification transistor 205. The source of the reset transistor 204 is connected to Vdd. The drain of the amplification transistor 205 is V
The source is connected to the drain of the selection transistor 206 at dd. The source of the selection transistor 206 is connected to the vertical signal line 207.

また、垂直信号線207の一端は、負荷トランジスタ部102内の負荷トランジスタ2
08のドレインに接続され、負荷トランジスタ208のソースはグランドに接続されてい
る。また、垂直信号線207のもう一端は撮像領域101の外部のCDS回路103に接
続されている。
One end of the vertical signal line 207 is connected to the load transistor 2 in the load transistor unit 102.
The drain of the load transistor 208 is connected to the ground. The other end of the vertical signal line 207 is connected to the CDS circuit 103 outside the imaging area 101.

垂直信号線207に垂直に接続されている増幅トランジスタ205、負荷トランジスタ
208はソースフォロア回路を構成し、FD203に発生する信号電圧をCDS回路10
3に出力する。
The amplification transistor 205 and the load transistor 208 that are vertically connected to the vertical signal line 207 constitute a source follower circuit, and the signal voltage generated in the FD 203 is supplied to the CDS circuit 10.
3 is output.

増幅トランジスタ205に直列接続された選択トランジスタ206はスイッチとして動
作し、非選択行の増幅トランジスタ205と垂直信号線207とを分離する。
The selection transistor 206 connected in series to the amplification transistor 205 operates as a switch, and separates the amplification transistor 205 and the vertical signal line 207 in the non-selected row.

図2においては、光電変換画素200内部に光電変換(PD201)、信号電荷蓄積(
PD201)、qv変換(FD203)、ソースフォロア回路(増幅トランジスタ205
、負荷トランジスタ208)をそれぞれ形成しているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、必要に応じて複数のPD201、転送トランジスタ202を一つのFD203
に接続することで、その他のリセットトランジスタ204、増幅トランジスタ205、選
択トランジスタ206を共有してもよく、2画素1セル、4画素1セル等の構成をとるこ
とが可能である。また、図2に示す増幅トランジスタ205と選択トランジスタ206と
を入れ替えて構成してもよい。
In FIG. 2, photoelectric conversion (PD 201), signal charge accumulation (
PD201), qv conversion (FD203), source follower circuit (amplification transistor 205)
, The load transistors 208) are formed. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of PDs 201 and transfer transistors 202 are connected to one FD 203 as necessary.
The other reset transistor 204, amplification transistor 205, and selection transistor 206 may be shared, and a configuration of two pixels, one cell, four pixels, one cell, or the like can be adopted. Further, the amplification transistor 205 and the selection transistor 206 shown in FIG.

図3に、本発明の実施形態に係る増幅トランジスタ205と選択トランジスタ206の
断面図を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the amplification transistor 205 and the selection transistor 206 according to the embodiment of the present invention.

本実施形態に係る増幅トランジスタ205、選択トランジスタ206は、図3に示すよ
うに、半導体基板1上に隣接して設けられている。増幅トランジスタ205は、半導体基
板1内に設けられた第1ウェル領域2aと、第1ウェル領域2a内に設けられた第1ソー
ス領域3a及び第1ドレイン領域3bと、第1ウェル領域2a内の第1ソース領域3aと
第1ドレイン領域3bとの間に設けられたチャネル不純物領域4aと、チャネル不純物領
域4a上に設けられたゲート絶縁膜5と、ゲート絶縁膜5を介してチャネル不純物領域4
a上に設けられた第1ゲート電極6aとを備えている。選択トランジスタ206は、第1
ウェル領域2aに隣接して半導体基板1内に設けられた第2ウェル領域2bと、第2ウェ
ル領域2b内に設けられた第2ソース領域3c及び第2ドレイン領域3dと、第2ウェル
領域2b内の第2ソース領域3c及び第2ドレイン領域3dとの間に設けられたチャネル
領域4bと、チャネル領域4b上に設けられたゲート絶縁膜5と、ゲート絶縁膜5を介し
て、チャネル領域4b上に設けられた第2ゲート電極6bとを備えている。
The amplification transistor 205 and the selection transistor 206 according to the present embodiment are provided adjacent to each other on the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. The amplification transistor 205 includes a first well region 2a provided in the semiconductor substrate 1, a first source region 3a and a first drain region 3b provided in the first well region 2a, and a first well region 2a. A channel impurity region 4a provided between the first source region 3a and the first drain region 3b, a gate insulating film 5 provided on the channel impurity region 4a, and the channel impurity region 4 via the gate insulating film 5
a first gate electrode 6a provided on a. The selection transistor 206 includes a first transistor
A second well region 2b provided in the semiconductor substrate 1 adjacent to the well region 2a, a second source region 3c and a second drain region 3d provided in the second well region 2b, and a second well region 2b A channel region 4b provided between the second source region 3c and the second drain region 3d, a gate insulating film 5 provided on the channel region 4b, and the channel region 4b via the gate insulating film 5. And a second gate electrode 6b provided thereon.

第1ウェル領域2aと第2ウェル領域2bとの間の半導体基板1内には層間絶縁層7が
設けられ、第1ウェル領域2aと第2ウェル領域2bとは層方向において電気的に分離さ
れている。また、増幅トランジスタ205の第1ソース領域3aと、選択トランジスタ2
06の第2ドレイン領域3dは、例えば、ゲート絶縁層5を介して、接続配線8により電
気的に接続されている。
An interlayer insulating layer 7 is provided in the semiconductor substrate 1 between the first well region 2a and the second well region 2b, and the first well region 2a and the second well region 2b are electrically separated in the layer direction. ing. In addition, the first source region 3a of the amplification transistor 205 and the selection transistor 2
The second drain region 3d of 06 is electrically connected to the connection wiring 8 through the gate insulating layer 5, for example.

半導体基板1は、p型の半導体シリコン基板で構成されている。   The semiconductor substrate 1 is composed of a p-type semiconductor silicon substrate.

第1ウェル領域2a及び第2ウェル領域2bは、p型の半導体シリコン層(p−wel
l(1)及びp−well(2))で構成されている。これらの領域は、例えば、半導体
基板1の表面からp型の不純物(例えば、ボロン)をイオン注入することで形成すること
ができる。
The first well region 2a and the second well region 2b are formed of a p-type semiconductor silicon layer (p-wel).
l (1) and p-well (2)). These regions can be formed, for example, by ion-implanting p-type impurities (for example, boron) from the surface of the semiconductor substrate 1.

第1ソース領域3a、第1ドレイン領域3b、第2ソース領域3c及び第2ドレイン領
域3dは、それぞれ高濃度のn型の不純物が拡散された高濃度n型不純物拡散層(以下、
n+層という)で構成されている。これらの領域は、例えば、半導体基板1の表面からn
型の不純物(例えば、リン)を高濃度にイオン注入することで形成することができる。
The first source region 3a, the first drain region 3b, the second source region 3c, and the second drain region 3d are each a high-concentration n-type impurity diffusion layer (hereinafter, referred to as a high-concentration n-type impurity diffusion layer).
n + layer). These regions are, for example, n from the surface of the semiconductor substrate 1.
It can be formed by ion-implanting a type impurity (for example, phosphorus) at a high concentration.

チャネル不純物領域4aは、第1ソース領域3a及び第1ドレイン領域3bよりも不純
物濃度が低いn型の不純物拡散層で構成されている。チャネル不純物領域4aは、例えば
、半導体基板1の表面からn型の不純物をイオン注入することで形成することができる。
The channel impurity region 4a is composed of an n-type impurity diffusion layer having an impurity concentration lower than that of the first source region 3a and the first drain region 3b. The channel impurity region 4a can be formed, for example, by ion-implanting n-type impurities from the surface of the semiconductor substrate 1.

チャネル領域4bは、第2ソース領域3cと第2ドレイン領域3dとの間に設けられた
領域、いわゆる第2ウェル領域2bで構成されている。なお、上述したチャネル不純物領
域4aとチャネル領域4bとは、それぞれその言葉を使い分けて説明しているが、チャネ
ル不純物領域4aとは、n型の不純物が拡散されたn型不純物拡散領域のことを示し、チ
ャネル領域4bとは、n型の不純物が拡散されていないp型不純物拡散領域のことを示す
The channel region 4b is composed of a region provided between the second source region 3c and the second drain region 3d, so-called second well region 2b. The channel impurity region 4a and the channel region 4b described above are described using different terms, but the channel impurity region 4a is an n-type impurity diffusion region in which an n-type impurity is diffused. The channel region 4b indicates a p-type impurity diffusion region in which n-type impurities are not diffused.

ゲート絶縁膜5は、例えば、シリコン酸化膜あるいは酸窒化膜で構成されている。ゲー
ト絶縁膜5として酸窒化膜を用いる場合は、半導体基板1上に酸化膜を形成し、更に、酸
化膜上に窒化処理を施すことで形成することができる。
The gate insulating film 5 is made of, for example, a silicon oxide film or an oxynitride film. When an oxynitride film is used as the gate insulating film 5, it can be formed by forming an oxide film on the semiconductor substrate 1 and further nitriding the oxide film.

なお、図3では、ゲート絶縁膜5は、半導体基板1上、すなわち、増幅トランジスタ2
05の第1ソース領域3a、第1ドレイン領域3b、チャネル不純物領域4a、選択トラ
ンジスタ206の第2ソース領域3c、第2ドレイン領域3d、チャネル領域4b及び層
間絶縁層7上に設けられた構成を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく
、少なくともチャネル不純物領域4a上及びチャネル領域4b上に設けられていればよい
In FIG. 3, the gate insulating film 5 is on the semiconductor substrate 1, that is, the amplification transistor 2.
The first source region 3a, the first drain region 3b, the channel impurity region 4a, and the second source region 3c, the second drain region 3d, the channel region 4b, and the interlayer insulating layer 7 of the selection transistor 206 are provided. However, the present invention is not limited to this, and may be provided at least on the channel impurity region 4a and the channel region 4b.

第1ゲート電極6a、第2ゲート電極6bは、例えば、n型の多結晶シリコン層で構成
されている。第1ゲート電極6a及び第2ゲート電極6bは、例えば、LP−CVD法な
どによりn型の多結晶シリコン層成膜後、パターニングして形成することができる。
The first gate electrode 6a and the second gate electrode 6b are composed of, for example, an n-type polycrystalline silicon layer. The first gate electrode 6a and the second gate electrode 6b can be formed by patterning after forming an n-type polycrystalline silicon layer by LP-CVD, for example.

層間絶縁層7は、例えば、埋め込み酸化膜で構成されている。層間絶縁層7は、例えば
、半導体基板1にトレンチエッチングを施し、その後、酸化シリコン層を埋め込み、CM
Pにより平坦化することで形成することができる。
The interlayer insulating layer 7 is made of, for example, a buried oxide film. For example, the interlayer insulating layer 7 is formed by performing trench etching on the semiconductor substrate 1 and then embedding a silicon oxide layer.
It can be formed by flattening with P.

接続配線8は、例えば、Al配線を用いることができる。接続配線8は、図3に示すよ
うに、層間絶縁層7上にゲート絶縁膜5が形成されている場合は、ゲート絶縁膜5に対し
て、第1ソース領域3a及び第2ドレイン領域3dへのコンタクトホールを形成して、A
lなどをスパッタ法などにより形成してパターンニングすることで形成することができる
For the connection wiring 8, for example, an Al wiring can be used. As shown in FIG. 3, when the gate insulating film 5 is formed on the interlayer insulating layer 7, the connection wiring 8 is connected to the first source region 3a and the second drain region 3d with respect to the gate insulating film 5. A contact hole is formed and A
It can be formed by forming l and the like by sputtering and patterning.

第1ウェル領域2aは、チャネル不純物領域4aを形成する関係上、比較的低濃度の不
純物拡散層で構成されていることが好ましい。第1ウェル領域2aの不純物濃度が高濃度
で構成されている場合は、チャネル不純物領域4aに形成されるチャネルが、表面近傍に
ポテンシャルピークを持ってしまい、低雑音化のための埋め込みチャネル化ができなくな
る場合もあり、また、増幅トランジスタのチャネル変調度(α=δΦ/δVg)が低下し
てしまうため好ましくない。
The first well region 2a is preferably composed of a relatively low concentration impurity diffusion layer in order to form the channel impurity region 4a. When the impurity concentration of the first well region 2a is high, the channel formed in the channel impurity region 4a has a potential peak in the vicinity of the surface, and a buried channel for reducing noise is formed. In some cases, the channel modulation cannot be performed, and the channel modulation degree (α = δΦ / δVg) of the amplification transistor is lowered, which is not preferable.

これに対し、第2ウェル領域2bの不純物濃度は、選択トランジスタのオフ特性を重視
して、比較的高濃度で構成されていることが好ましい。第2ウェル領域2bの不純物濃度
が低濃度で構成されている場合は、選択トランジスタのオフ特性が悪くなるので好ましく
ない。
On the other hand, it is preferable that the impurity concentration of the second well region 2b is configured to be relatively high in consideration of the off characteristics of the selection transistor. If the impurity concentration of the second well region 2b is low, it is not preferable because the off characteristics of the selection transistor are deteriorated.

すなわち、選択トランジスタ206の第2ウェル領域2bの不純物濃度は、増幅トラン
ジスタ205の第1ウェル領域2aの不純物濃度より高いほうが好ましい。すなわち、固
体撮像素子として1/f雑音を低減し、かつ、選択トランジスタのオフ特性を向上させる
ためには、半導体基板1の各々隣接した領域に、濃度の異なるウェル領域を形成しなけれ
ばならない。
That is, the impurity concentration of the second well region 2b of the selection transistor 206 is preferably higher than the impurity concentration of the first well region 2a of the amplification transistor 205. That is, in order to reduce 1 / f noise as a solid-state imaging device and to improve the off characteristics of the selection transistor, well regions having different concentrations must be formed in adjacent regions of the semiconductor substrate 1.

しかしながら、半導体基板1上の各々隣接した領域に、不純物濃度が異なる2つのウェ
ル領域をお互いの領域の介在無しに、単に、隣接して形成するのは実質不可能である。例
えば、図4に示すように隣接した第1ウェル領域2aと第2ウェル領域2bとの間に層間
絶縁層7を設けないで、イオン注入等により、それぞれ不純物濃度を変えた第1ウェル領
域2a及び第2ウェル領域2bを形成した場合は、不純物濃度の高い第2ウェル領域2b
から不純物濃度が低い第1ウェル領域2aへの不純物拡散が発生し、第1ウェル領域2a
の濃度が制御できなくなるため好ましくない。
However, it is practically impossible to simply form two well regions having different impurity concentrations adjacent to each other on the semiconductor substrate 1 without intervening each other. For example, as shown in FIG. 4, without providing the interlayer insulating layer 7 between the adjacent first well region 2a and second well region 2b, the first well region 2a in which the impurity concentration is changed by ion implantation or the like. When the second well region 2b is formed, the second well region 2b having a high impurity concentration is used.
Impurity diffusion from the first to the first well region 2a having a low impurity concentration occurs, and the first well region 2a
This is not preferable because the concentration of the liquid cannot be controlled.

以上の構成を満たす増幅トランジスタ205と選択トランジスタ206は、例えば、下
記の条件で構成される。
The amplification transistor 205 and the selection transistor 206 that satisfy the above configuration are configured under the following conditions, for example.

・半導体基板1の不純物濃度・・・2×1015cm−3
・第1ウェル領域2aの不純物濃度・・・5×1016cm−3
・第2ウェル領域2bの不純物濃度・・・5×1017cm−3
・n+層の表面の不純物濃度・・・1×1021cm−3
・チャネル不純物層4aの最大不純物濃度・・・5×1016cm−3
・ゲート絶縁膜5の厚さ・・・5nm
※前記不純物濃度の測定値は、「SIMS」法による。
-Impurity concentration of the semiconductor substrate 1 ... 2x10 15 cm -3 ,
-Impurity concentration of the first well region 2a ... 5 x 10 16 cm -3 ,
-Impurity concentration of second well region 2b ... 5 × 10 17 cm -3
Impurity concentration on the surface of the n + layer: 1 × 10 21 cm −3 ,
The maximum impurity concentration of the channel impurity layer 4a ... 5 × 10 16 cm −3 ,
・ Thickness of gate insulating film 5: 5 nm
* The measured value of the impurity concentration is based on the “SIMS” method.

なお、負荷トランジスタ208についても、増幅トランジスタ205と同様な構成を備
えることがより好ましい。図5に、本実施形態に係る負荷トランジスタ208における断
面図を示す。負荷トランジスタ208は、半導体基板1内に設けられた第3ウェル領域2
cと、第3ウェル領域2c内に設けられた第3ソース領域3e及び第3ドレイン領域3f
と、第3ウェル領域2c内の第3ソース領域3eと第3ドレイン領域3fとの間に設けら
れたチャネル不純物領域4cと、チャネル不純物領域4c上に設けられたゲート絶縁膜5
と、ゲート絶縁膜5を介してチャネル不純物領域4c上に設けられた第3ゲート電極6c
とを備えている。
It is more preferable that the load transistor 208 has a configuration similar to that of the amplification transistor 205. FIG. 5 is a sectional view of the load transistor 208 according to this embodiment. The load transistor 208 includes a third well region 2 provided in the semiconductor substrate 1.
c, a third source region 3e and a third drain region 3f provided in the third well region 2c
A channel impurity region 4c provided between the third source region 3e and the third drain region 3f in the third well region 2c, and a gate insulating film 5 provided on the channel impurity region 4c.
And a third gate electrode 6c provided on the channel impurity region 4c via the gate insulating film 5
And.

半導体基板1は、p型の半導体シリコン基板で構成されている。   The semiconductor substrate 1 is composed of a p-type semiconductor silicon substrate.

第3ウェル領域2cは、p型の半導体シリコン層(p−well(3))で構成されて
いる。この領域は、例えば、半導体基板1の表面からp型の不純物をイオン注入すること
で形成することができる。
The third well region 2c is composed of a p-type semiconductor silicon layer (p-well (3)). This region can be formed, for example, by ion-implanting p-type impurities from the surface of the semiconductor substrate 1.

第3ソース領域3e、第3ドレイン領域3fは、それぞれ高濃度のn型の不純物が拡散
されたn+層で構成されている。これらの領域は、例えば、半導体基板1の表面からn型
の不純物を高濃度にイオン注入することで形成することができる。
The third source region 3e and the third drain region 3f are each composed of an n + layer in which high-concentration n-type impurities are diffused. These regions can be formed, for example, by ion-implanting n-type impurities at a high concentration from the surface of the semiconductor substrate 1.

チャネル不純物領域4cは、第3ソース領域3e及び第3ドレイン領域3fよりも不純
物濃度が低いn型の不純物拡散層で構成されている。チャネル不純物領域4cは、例えば
、半導体基板1の表面からn型の不純物をイオン注入することで形成することができる。
The channel impurity region 4c is composed of an n-type impurity diffusion layer having a lower impurity concentration than the third source region 3e and the third drain region 3f. The channel impurity region 4 c can be formed, for example, by ion-implanting n-type impurities from the surface of the semiconductor substrate 1.

ゲート絶縁膜5は、例えば、シリコン酸化膜あるいは酸窒化膜で構成されている。ゲー
ト絶縁膜5として酸窒化膜を用いる場合は、半導体基板1上に酸化膜を形成し、更に、酸
化膜上に窒化処理を施すことで形成することができる。
The gate insulating film 5 is made of, for example, a silicon oxide film or an oxynitride film. When an oxynitride film is used as the gate insulating film 5, it can be formed by forming an oxide film on the semiconductor substrate 1 and further nitriding the oxide film.

なお、図5では、ゲート絶縁膜5は、半導体基板1上、すなわち、負荷トランジスタ2
08の第3ソース領域3e、第3ドレイン領域3f、チャネル不純物領域4c上に設けら
れた構成を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも、チャネ
ル不純物領域4c上に設けられていればよい。
In FIG. 5, the gate insulating film 5 is on the semiconductor substrate 1, that is, the load transistor 2.
Although the structure is provided on the third source region 3e, the third drain region 3f, and the channel impurity region 4c of 08, the present invention is not limited to this, and at least on the channel impurity region 4c. What is necessary is just to be provided.

第3ゲート電極6cは、例えば、n型の多結晶シリコン層で構成されている。第3ゲー
ト電極6cは、例えば、LP−CVD法などによりn型の多結晶シリコン層成膜後、パタ
ーニングして形成することができる。
The third gate electrode 6c is composed of, for example, an n-type polycrystalline silicon layer. The third gate electrode 6c can be formed by patterning after forming an n-type polycrystalline silicon layer by, for example, LP-CVD.

このように、負荷トランジスタ208にもチャネル不純物領域4cを設けることで、負
荷トランジスタ208内で発生する1/f雑音も抑制することができるため、固体撮像素
子全体的な1/f雑音を低減することができ、S/Nの悪化を抑制することができる。
As described above, by providing the channel impurity region 4c also in the load transistor 208, 1 / f noise generated in the load transistor 208 can be suppressed, so that the 1 / f noise of the entire solid-state imaging device is reduced. And deterioration of S / N can be suppressed.

以上の構成を満たす負荷トランジスタ208は、例えば、下記の条件で構成される。   The load transistor 208 that satisfies the above configuration is configured under the following conditions, for example.

・第3ウェル領域の不純物濃度・・・5×1016cm−3
・N+層の表面の不純物濃度・・・1×1021cm−3
・チャネル層4bの最大不純物濃度・・・5×1016cm−3
・ゲート絶縁膜5の厚さ・・・5nm
※前記不純物濃度の測定値は、「SIMS」法による。
-Impurity concentration of the third well region 5 × 10 16 cm −3
Impurity concentration on the surface of the N + layer: 1 × 10 21 cm −3 ,
-Maximum impurity concentration of the channel layer 4b ... 5 x 10 16 cm -3 ,
・ Thickness of gate insulating film 5: 5 nm
* The measured value of the impurity concentration is based on the “SIMS” method.

また、上述した第1実施形態に係る固体撮像素子は、以下に述べる効果もある。   Moreover, the solid-state imaging device according to the first embodiment described above also has the effects described below.

FD203のqv変換における変換ゲインは、FD203の容量に反比例する。垂直信
号線207におけるS/Nを低減するためには、前述した1/f雑音を低減すると共に、
この変換ゲインを大きくすることで信号電圧を増加させることも重要な要素である。
The conversion gain in the qv conversion of the FD 203 is inversely proportional to the capacity of the FD 203. In order to reduce the S / N in the vertical signal line 207, the above-mentioned 1 / f noise is reduced, and
Increasing the signal voltage by increasing the conversion gain is also an important factor.

FD203は、図2に示すように、転送トランジスタ202のドレイン容量とリセット
トランジスタ204のソース容量により形成される容量である。さらに、FD203でq
v変換された信号電圧を読み出すために、増幅トランジスタ204のゲートに接続されて
いる。
As shown in FIG. 2, the FD 203 is a capacitance formed by the drain capacitance of the transfer transistor 202 and the source capacitance of the reset transistor 204. Furthermore, q in FD203
In order to read the v-converted signal voltage, it is connected to the gate of the amplification transistor 204.

よって、転送トランジスタ202のドレイン容量とリセットトランジスタ204のソー
ス容量により形成される容量を制御することで、FD203は、増幅トランジスタ205
のゲート容量を低減する効果があり、その結果、FD203のqv変換ゲインを大きくし
、信号電圧を増加させ、垂直信号線207のS/Nを改善する効果もある。
Therefore, by controlling the capacitance formed by the drain capacitance of the transfer transistor 202 and the source capacitance of the reset transistor 204, the FD 203 can
As a result, the qv conversion gain of the FD 203 is increased, the signal voltage is increased, and the S / N of the vertical signal line 207 is improved.

(実施例1)
図1乃至図3に示す固体撮像素子をCMOSプロセスにより作製した。この時の図3に
示す増幅トランジスタ205及び選択トランジスタ206は、下記で構成した。
(Example 1)
The solid-state imaging device shown in FIGS. 1 to 3 was manufactured by a CMOS process. The amplification transistor 205 and selection transistor 206 shown in FIG. 3 at this time are configured as follows.

・半導体基板1の不純物濃度・・・2×1015cm−3
・第1ウェル領域2aの不純物濃度・・・5×1016cm−3
・第2ウェル領域2bの不純物濃度・・・5×1017cm−3
・ゲート及びソース領域3a〜3d・・・1×1021cm−3
・チャネル層4aの最大不純物濃度・・・5×1016cm−3
・ゲート絶縁膜3の厚さ・・・5nm
以上の構成を示す固体撮像素子を動作させて、撮像特性を評価した。
-Impurity concentration of the semiconductor substrate 1 ... 2 x 10 15 cm -3
-Impurity concentration of the first well region 2a ... 5 x 10 16 cm -3 ,
-Impurity concentration of second well region 2b ... 5 × 10 17 cm -3
Gate and source regions 3a to 3d ... 1 x 10 21 cm -3 ,
The maximum impurity concentration of the channel layer 4a ... 5 × 10 16 cm −3 ,
・ Thickness of the gate insulating film 3 ... 5 nm
The solid-state imaging device having the above configuration was operated, and imaging characteristics were evaluated.

その結果、増幅トランジスタを埋め込みチャネル型にすることによりS/Nは3dB向
上し、また選択トランジスタのオフ特性は良好であり、所望の撮像特性をえることができ
た。
As a result, by making the amplifying transistor a buried channel type, the S / N was improved by 3 dB, the off characteristics of the selection transistor were good, and desired imaging characteristics could be obtained.

(比較例1)
図1乃至図3に示す固体撮像素子をCMOSプロセスにより作製した。この時の図3に
示す増幅トランジスタ205及び選択トランジスタ206は、下記で構成した。
(Comparative Example 1)
The solid-state imaging device shown in FIGS. 1 to 3 was manufactured by a CMOS process. The amplification transistor 205 and selection transistor 206 shown in FIG. 3 at this time are configured as follows.

・半導体基板1の不純物濃度・・・2×1015cm−3
・第1ウェル領域2aの不純物濃度・・・5×1016cm−3
・第2ウェル領域2bの不純物濃度・・・5×1016cm−3
・ゲート及びソース領域3a〜3d・・・1×1021cm−3
・チャネル層4aの最大不純物濃度・・・5×1016cm−3
・ゲート絶縁膜3の厚さ・・・5nm
以上の構成を示す固体撮像素子を動作させて、撮像特性を評価した。
-Impurity concentration of the semiconductor substrate 1 ... 2 x 10 15 cm -3
-Impurity concentration of the first well region 2a ... 5 x 10 16 cm -3 ,
Impurity concentration of second well region 2b ... 5 × 10 16 cm −3
Gate and source regions 3a to 3d ... 1 x 10 21 cm -3 ,
The maximum impurity concentration of the channel layer 4a ... 5 × 10 16 cm −3 ,
・ Thickness of the gate insulating film 3 ... 5 nm
The solid-state imaging device having the above configuration was operated, and imaging characteristics were evaluated.

その結果、選択行の画素において飽和相当の信号が発生した場合、非選択行の飽和して
いない増幅トランジスタを介した電流が流れてしまい、信号線には飽和(0[V])より
も高い電圧が発生してしまい、結果的に飽和電圧が低下することになりダイナミックレン
ジが低下してしまった。
As a result, when a signal corresponding to saturation is generated in the pixel in the selected row, a current flows through the non-saturated amplification transistor in the non-selected row, and the signal line is higher than saturation (0 [V]). A voltage is generated, resulting in a decrease in saturation voltage and a decrease in dynamic range.

(比較例2)
図1乃至図3に示す固体撮像素子をCMOSプロセスにより作製した。この時の図3に
示す増幅トランジスタ205及び選択トランジスタ206は、下記で構成した。
(Comparative Example 2)
The solid-state imaging device shown in FIGS. 1 to 3 was manufactured by a CMOS process. The amplification transistor 205 and selection transistor 206 shown in FIG. 3 at this time are configured as follows.

・半導体基板1の不純物濃度・・・2×1015cm−3
・第1ウェル領域2aの不純物濃度・・・5×1017cm−3
・第2ウェル領域2bの不純物濃度・・・5×1017cm−3
・ゲート及びソース領域3a〜3d・・・1×1021cm−3
・チャネル層4aの最大不純物濃度・・・5×1016cm−3
・ゲート絶縁膜3の厚さ・・・5nm
以上の構成を示す固体撮像素子を動作させて、撮像特性を評価した。
-Impurity concentration of the semiconductor substrate 1 ... 2 x 10 15 cm -3
-Impurity concentration of the first well region 2a ... 5 x 10 17 cm -3 ,
Impurity concentration of second well region 2b ... 5 × 10 17 cm −3
Gate and source regions 3a to 3d ... 1 x 10 21 cm -3 ,
The maximum impurity concentration of the channel layer 4a ... 5 × 10 16 cm −3 ,
・ Thickness of the gate insulating film 3 ... 5 nm
The solid-state imaging device having the above configuration was operated, and imaging characteristics were evaluated.

その結果、選択トランジスタのオフ特性は十分であり、撮像特性は正常であったが、増
幅トランジスタのチャネルが埋め込みチャネル型にならず、S/Nは向上せず、さらに、
増幅トランジスタのチャネル変調度(α=δΦ/δVg)が低下してしまうことでデバイ
ス感度が低下してしまった。
As a result, the off characteristics of the selection transistor were sufficient and the imaging characteristics were normal, but the channel of the amplification transistor was not a buried channel type, the S / N was not improved,
The device sensitivity is reduced due to a decrease in the channel modulation degree (α = δΦ / δVg) of the amplification transistor.

(その他)
実施例1よりも、第1ウェル領域2aの不純物濃度が高い場合は、増幅トランジスタの
チャネルが埋め込みチャネル型にならず、S/Nは向上せず、さらに、増幅トランジスタ
のチャネル変調度(α=δΦ/δVg)が低下してしまうことでデバイス感度が低下して
しまった。
(Other)
When the impurity concentration of the first well region 2a is higher than that of the first embodiment, the channel of the amplification transistor does not become a buried channel type, the S / N is not improved, and the channel modulation degree (α = The device sensitivity was lowered due to a decrease in (δΦ / δVg).

実施例1よりも、第2ウェル領域2bの不純物濃度が低い場合は、選択トランジスタの
オフ特性が不十分であり、非選択状態である「選択トランジスタゲート電圧=0[V]」
の状態においても選択トランジスタのチャネル電位は0[V]よりも高く、その結果、選
択行の画素において飽和相当の信号が発生した場合、非選択行の飽和していない増幅トラ
ンジスタを介した電流が流れてしまい、信号線には飽和(0[V])よりも高い電圧が発
生してしまい、結果的に飽和電圧が低下することになりダイナミックレンジが低下してし
まった。
When the impurity concentration of the second well region 2b is lower than that of the first embodiment, the off characteristics of the selection transistor are insufficient and “selection transistor gate voltage = 0 [V]”, which is a non-selection state.
Even in this state, the channel potential of the selected transistor is higher than 0 [V]. As a result, when a signal corresponding to saturation is generated in the pixel of the selected row, the current through the unsaturated amplifying transistor in the unselected row is As a result, a voltage higher than saturation (0 [V]) is generated on the signal line. As a result, the saturation voltage is lowered and the dynamic range is lowered.

本発明の実施形態に係る固体撮像素子のチップ構成の一例を説明する概略平面図。1 is a schematic plan view illustrating an example of a chip configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. 図1に示す撮像領域101及び負荷トランジスタ部102の具体的な構成の一部を表す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a part of a specific configuration of an imaging region 101 and a load transistor unit 102 illustrated in FIG. 1. 本発明の実施形態に係る増幅トランジスタと選択トランジスタの断面図。Sectional drawing of the amplification transistor and selection transistor which concern on embodiment of this invention. 図3において層間絶縁層を設けない場合を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the case where an interlayer insulation layer is not provided in FIG. 本発明の実施形態に係る負荷トランジスタの断面図。Sectional drawing of the load transistor which concerns on embodiment of this invention. CDS回路のサンプリング周波数(fs)よりも高周波数側に存在する1/f雑音を説明するための図。The figure for demonstrating the 1 / f noise which exists in the high frequency side rather than the sampling frequency (fs) of a CDS circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2a 第1ウェル領域
2b 第2ウェル領域
3a 第1ソース領域
3b 第1ゲート領域
3c 第2ソース領域
3d 第2ゲート領域
3e 第3ソース領域
3f 第3ゲート領域
4a チャネル不純物領域
4b チャネル領域
4c チャネル不純物領域
5 ゲート絶縁膜
6a 第1ゲート電極
6b 第2ゲート電極
6c 第3ゲート電極
7 層間絶縁層
8 接続配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2a 1st well region 2b 2nd well region 3a 1st source region 3b 1st gate region 3c 2nd source region 3d 2nd gate region 3e 3rd source region 3f 3rd gate region 4a Channel impurity region 4b Channel region 4c Channel impurity region 5 Gate insulating film 6a First gate electrode 6b Second gate electrode 6c Third gate electrode 7 Interlayer insulating layer 8 Connection wiring

Claims (3)

半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、光電変換を行う光電変換画素が複数配置された撮像領域
と、
前記撮像領域から出力された信号電荷の雑音を除去するCDS回路と、を備え、
前記光電変換画素は、
光電変換を行う光電変換素子と、
前記光電変換素子に接続された転送トランジスタと、
前記転送トランジスタに接続されたリセットトランジスタ及び増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタに直列接続された選択トランジスタと、を備え、
前記増幅トランジスタは、
前記半導体基板内に設けられた第1導電型の第1ウェル領域と、
前記第1ウェル領域内に設けられた第2導電型の第1ソース領域及び第1ドレイン領域
と、
前記第1ウェル領域内の前記第1ソース領域と前記第1ドレイン領域との間に設けられ
、前記第1ソース領域及び前記第1ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の第
1チャネル不純物領域と、
少なくとも前記第1チャネル不純物領域上に設けられた第1ゲート絶縁膜と、
前記第1ゲート絶縁膜を介して前記第1チャネル不純物領域上に設けられた第1ゲート
電極と、を備え、
前記選択トランジスタは、
前記半導体基板内に設けられた第1導電型の第2ウェル領域と、
前記第2ウェル領域内に設けられた第2導電型の第2ソース領域及び第2ドレイン領域
と、
前記第2ウェル領域内の前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域との間に設けられ
た第1導電型のチャネル領域と、
少なくとも前記チャネル領域上に設けられた第2ゲート絶縁膜と、
前記第2ゲート絶縁膜を介して前記チャネル領域上に設けられた第2ゲート電極と、を
備え、
前記第1ウェル領域と前記第2ウェル領域との間の前記半導体基板内には絶縁層が設け
られ、前記絶縁層上には、前記第1ソース領域と前記第2ドレイン領域とを電気的に接続
する接続部が設けられ、前記第1ウェル領域の不純物濃度よりも前記第2ウィル領域の不
純物濃度が高いことを特徴とする固体撮像素子。
A semiconductor substrate;
An imaging region provided on the semiconductor substrate and provided with a plurality of photoelectric conversion pixels for performing photoelectric conversion;
A CDS circuit for removing noise of signal charges output from the imaging region,
The photoelectric conversion pixel is
A photoelectric conversion element that performs photoelectric conversion;
A transfer transistor connected to the photoelectric conversion element;
A reset transistor and an amplification transistor connected to the transfer transistor;
A selection transistor connected in series to the amplification transistor,
The amplification transistor is
A first conductivity type first well region provided in the semiconductor substrate;
A first source region and a first drain region of a second conductivity type provided in the first well region;
A second channel of a second conductivity type provided between the first source region and the first drain region in the first well region and having an impurity concentration lower than that of the first source region and the first drain region; An impurity region;
A first gate insulating film provided on at least the first channel impurity region;
A first gate electrode provided on the first channel impurity region via the first gate insulating film,
The selection transistor is:
A second well region of a first conductivity type provided in the semiconductor substrate;
A second source region and a second drain region of a second conductivity type provided in the second well region;
A channel region of a first conductivity type provided between the second source region and the second drain region in the second well region;
A second gate insulating film provided on at least the channel region;
A second gate electrode provided on the channel region via the second gate insulating film,
An insulating layer is provided in the semiconductor substrate between the first well region and the second well region, and the first source region and the second drain region are electrically connected to the insulating layer. A solid-state imaging device comprising a connecting portion to be connected, wherein the impurity concentration of the second Will region is higher than the impurity concentration of the first well region.
前記選択トランジスタ及び前記CDS回路に接続された負荷トランジスタとを備え、
前記負荷トランジスタは、
前記半導体基板内に設けられた第1導電型の第3ウェル領域と、
前記第3ウェル領域内に設けられた第2導電型の第3ソース領域及び第3ドレイン領域
と、
前記第3ウェル領域内の前記第3ソース領域と前記第3ドレイン領域との間に設けられ
、前記第3ソース領域及び前記第3ドレイン領域よりも不純物濃度が低い第2チャネル不
純物領域と、
少なくとも前記第2チャネル不純物領域上に設けられた第3ゲート絶縁膜と、
前記第3ゲート絶縁膜を介して前記第2チャネル不純物領域上に設けられた第3ゲート
電極と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。
A load transistor connected to the selection transistor and the CDS circuit;
The load transistor is
A third well region of a first conductivity type provided in the semiconductor substrate;
A third source region and a third drain region of the second conductivity type provided in the third well region;
A second channel impurity region provided between the third source region and the third drain region in the third well region and having an impurity concentration lower than that of the third source region and the third drain region;
A third gate insulating film provided on at least the second channel impurity region;
The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising: a third gate electrode provided on the second channel impurity region via the third gate insulating film.
前記接続部は、前記ゲート絶縁膜上に設けられた接続配線であることを特徴とする請求
項1又は2に記載の固体撮像素子。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the connection portion is a connection wiring provided on the gate insulating film.
JP2006185776A 2006-07-05 2006-07-05 Solid-state image sensing element Pending JP2008016612A (en)

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