JP2008053673A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明では互いに平行に設けられる複数の第1チャネル領域4と、隣り合う第1チャネル領域4間に設けられるオーバーフロードレイン領域14と、第1チャネル領域4とオーバーフロードレイン領域14の間に設けられる複数の分離領域12と、複数の第1チャネル領域上であって、第1チャネル領域4と交差する方向に互いに平行に設けられる複数の第1転送電極10とを有し、第1チャネル領域4と所定の第1転送電極10とが交差する領域近傍であって、第1チャネル領域4よりも高濃度の第2チャネル領域8が設けられ、第2チャネル領域8に隣り合うオーバーフロードレイン領域14が第2チャネル領域8に向かって突出部18を有する。
【選択図】 図1
Description
下がり、転送電極60−1と60−3下の領域に蓄積されていた情報電荷が転送電極60−1下の領域に転送される。時刻t=t6でφ2がLからHに立ち上がり、転送電極60−1下の領域に蓄積されていた情報電荷が転送電極60−1と60−2下の領域に分配して蓄積される。このような動作を繰り返すことによって、情報電荷が順次転送される。
90に漏れ出すことがない。電子シャッタ時には、半導体基板90に高電位を印加することによって、ポテンシャル分布が実線110から破線112のように変化し、半導体基板90に情報電荷を排出することができる。
(第1実施形態)
<CCD固体撮像素子の構造>
図1に本発明における第1実施形態におけるCCD固体撮像素子の撮像部50と蓄積部52との境界近傍の平面図を示す。また、図2には、撮像部50のX−X´方向の断面図及びポテンシャル分布、図3には、撮像部50のY−Y´方向の断面図及びポテンシャル分布を示す。
<ポテンシャル分布>
本実施形態のCCD固体撮像素子におけるAGP駆動による撮像時のポテンシャル分布について説明する。図2(b)は、X−X´に沿ったポテンシャル分布であり、横軸が第1チャネル領域4が延在する方向の距離、縦軸が各位置でのポテンシャルを表し、下が正電位側、上が負電位側となる。図3(b)は、Y−Y´に沿ったポテンシャル分布、図4(b)はZ−Z´に沿ったポテンシャル分布であり、横軸が第1転送電極10が延在する方向の距離、縦軸が各位置でのポテンシャルを表している。なお、撮像時における各第1転送電極10には、それぞれ同一の負電位(例えば−5.7V)が印加され、オーバーフロードレイン領域14には、低電位(例えば3.5V)が印加されている。
<AGP駆動方法>
本実施形態におけるAGP駆動による、情報電荷の蓄積、排出、転送方法を説明する。図6は、本実施形態のAGP駆動におけるタイミングチャート図であり、図7〜図9は、蓄積駆動、転送駆動時におけるポテンシャル分布の変化の様子を表した模式図である。
ポテンシャル分布を図10に示す。図10は撮像部50における平面図とX−X´方向に沿ったポテンシャル分布である。OFDをLレベルに維持したまま、情報電荷を転送しても、転送先である転送電極10−2下の領域には突出部18が設けられていないため、ポテンシャル障壁22bが維持される。これによって、突出部18を介してオーバーフロードレイン領域14と第2チャネル領域8との間で電荷の移動は起こらず、情報電荷にノイズが重畳することを防止することができる。
時刻t=t4で第1転送電極10−2に印加される電位φ2がHレベルからLレベルに立ち下がる。それによって、第1転送電極10−2と10−3に蓄積されていた情報電荷が第1転送電極10−3に転送される(図8(f))。
合わせ毎に異なる位相(HレベルとLレベル)を有する3相の転送クロックを印加して情報電荷を転送する方法を示したが、本発明においては、これに限られるものではなく、3相以上の多相の転送クロックを印加して情報電荷を転送する方法を用いてもよい。
(第2実施形態)
次に、本発明における他の実施形態のCCD固体撮像素子について説明する。
(第3実施形態)
図12は、第3実施形態におけるCCD固体撮像素子の撮像部50と蓄積部52との境界近傍の模式図を示している。図12には、図11と同様に第1チャネル領域4、第2チャネル領域8、第3チャネル領域15、分離領域12、突出部18を有するオーバーフロードレイン領域14、第1転送電極10−1〜10−3及び第2転送電極10−4〜10−6が示されている。
、隣り合う2つのオーバーフロードレイン領域14に突出部18を介して排出される。
(第4実施形態)
図13は、第4実施形態におけるCCD固体撮像素子の撮像部50の模式図を示している。第4実施形態を示す図13には、第1実施形態を示す図1と同様に第1チャネル領域4、第2チャネル領域8、分離領域12、突出部18を有するオーバーフロードレイン領域14、第1転送電極10−1〜10−3が示されている。ここで、第4実施形態が第1実施形態と異なる点は、オーバーフロードレイン領域14の突出部18が分離領域12と第1チャネル領域4との境界を越えて第1チャネル領域4に張り出して形成されている点である。ここで、突出部18は、第2チャネル領域8とは重ならず、第2チャネル領域8と分離領域12との間隙に形成される第1チャネル領域4上に形成される。
Claims (6)
- 第1導電型の半導体基板の主面に互いに平行に設けられる第2導電型の複数の第1チャネル領域と、
隣り合う前記第1チャネル領域の間に設けられる第2導電型のオーバーフロードレイン領域と、
前記第1チャネル領域と前記オーバーフロードレイン領域の間に設けられる第1導電型の複数の分離領域と、
前記複数の第1チャネル領域上に形成され、前記複数の第1チャネル領域と交差する方向で互いに平行に設けられる複数の第1転送電極と、を有する固体撮像素子において、
前記第1チャネル領域と所定の前記第1転送電極とが交差する領域近傍であって、前記半導体基板の主面に前記第1チャネル領域よりも高濃度の第2導電型の第2チャネル領域が設けられ、
前記第2チャネル領域に隣り合う前記オーバーフロードレイン領域が前記第2チャネル領域に向かって突出部を有することを特徴とする固体撮像素子。 - 請求項1に記載の固体撮像素子において、
前記第2チャネル領域は、前記第1チャネル領域と少なくとも2つの連続する前記第1転送電極とが交差する領域近傍に設けられ、
前記突出部は、隣り合う前記第2チャネル領域の一方に向かって突出し、前記突出部が重畳する前記第1転送電極の数は、前記第2チャネル領域が重畳する前記第1転送電極の数よりも少ないことを特徴とする固体撮像素子。 - 請求項1に記載の固体撮像素子において、
前記第2チャネル領域は、前記第1チャネル領域と少なくとも2つの連続する前記第1転送電極とが交差する領域近傍に設けられ、
前記突出部は、隣り合う前記第2チャネル領域の両方に向かって突出し、前記突出部が重畳する前記第1転送電極の数は、前記第2チャネル領域が重畳する前記第1転送電極の数よりも少ないことを特徴とする固体撮像素子。 - 請求項1に記載の固体撮像素子において、
前記オーバーフロードレイン領域は、1つおきの前記分離領域に形成され、
前記第2チャネル領域は、前記第1チャネル領域と少なくとも2つの連続する前記第1転送電極とが交差する領域近傍に設けられ、
前記突出部は、隣り合う前記第1チャネル領域の両方に向かって突出し、前記突出部が重畳する前記第1転送電極の数は、前記第2チャネル領域が重畳する前記第1転送電極の数よりも少ないことを特徴とする固体撮像素子。 - 請求項2に記載の固体撮像素子において、
前記第2チャネル領域と前記分離領域との間に前記第1チャネル領域が設けられることを特徴とする固体撮像素子。 - 請求項1に記載の固体撮像素子において、
前記突出部は、前記分離領域と前記第1チャネル領域との境界を越えて、前記第1チャネル領域に張り出すことを特徴とする固体撮像素子。
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