JP2510862B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、従来のCCD,MOS型等の固体撮像素子より
も大きな感度をもち、また非破壊読み出しが可能で且つ
受光画素内に増幅機能を有する増幅型固体撮像素子を備
えた固体撮像装置に関する。
も大きな感度をもち、また非破壊読み出しが可能で且つ
受光画素内に増幅機能を有する増幅型固体撮像素子を備
えた固体撮像装置に関する。
〔従来の技術〕 増幅型固体撮像素子としては、従来SIT,CMD,GCMA等が
知られており、これらの増幅型固体撮像素子において、
MOS容量受光部を有する増幅型固体撮像素子の代表例と
しては、本発明者等が提案したCMD（Charge Modulation
Device）があげられる。その詳細な技術内容について
は、1986年に開催されたInternational Electron Devic
e Meeting（IEDM）の予稿集の第353〜356頁の“A NEW M
OS IMAGE SENSOR OPERATING IN A NON−DESTRUCTIVE RE
ADOUT MODE"と題する論文に示されている。またこのCMD
と周辺回路を形成するCMOSFETを１チップ中に形成する
方法は、同じく本発明者等により特開昭61−84059号に
おいて提案されている。
知られており、これらの増幅型固体撮像素子において、
MOS容量受光部を有する増幅型固体撮像素子の代表例と
しては、本発明者等が提案したCMD（Charge Modulation
Device）があげられる。その詳細な技術内容について
は、1986年に開催されたInternational Electron Devic
e Meeting（IEDM）の予稿集の第353〜356頁の“A NEW M
OS IMAGE SENSOR OPERATING IN A NON−DESTRUCTIVE RE
ADOUT MODE"と題する論文に示されている。またこのCMD
と周辺回路を形成するCMOSFETを１チップ中に形成する
方法は、同じく本発明者等により特開昭61−84059号に
おいて提案されている。
第５図はかかるCMDと周辺回路を形成するCMOSFETから
なる固体撮像装置の一構成例の一部を示す断面図であ
る。図において、１はCMD、２はＰチャネルMOSFET、３
はＮチャネルMOSFETを示している。４はP-基板、５はＮ
型埋込層、６はＰウエル拡散層、７はＮウエル拡散層、
８はＰチャネルMOSFETソース（ドレイン）拡散層、９は
ＰチャネルMOSFETドレイン（ソース）拡散層、10はＮチ
ャネルMOSFETソース（ドレイン）拡散層、11はＮチャネ
ルMOSFETドレイン（ソース）拡散層、12はN-チャネル
層、13はCMDソース（ドレイン）拡散層、14はCMDドレイ
ン（ソース）拡散層、15,16,17はCMD1,PチャネルMOSFET
2,NチャネルMOSFET3の各ゲート絶縁膜、18,19,20はCMD
1,PチャネルMOSFET2,NチャネルMOSFET3の各ゲート電極
である。そしてこの構成例においては、前記CMD1,Pチャ
ネルMOSFET2,NチャネルMOSFET3の各ゲート絶縁膜15,16,
17の膜厚，膜の種類は全て同一のもので構成されてい
る。
なる固体撮像装置の一構成例の一部を示す断面図であ
る。図において、１はCMD、２はＰチャネルMOSFET、３
はＮチャネルMOSFETを示している。４はP-基板、５はＮ
型埋込層、６はＰウエル拡散層、７はＮウエル拡散層、
８はＰチャネルMOSFETソース（ドレイン）拡散層、９は
ＰチャネルMOSFETドレイン（ソース）拡散層、10はＮチ
ャネルMOSFETソース（ドレイン）拡散層、11はＮチャネ
ルMOSFETドレイン（ソース）拡散層、12はN-チャネル
層、13はCMDソース（ドレイン）拡散層、14はCMDドレイ
ン（ソース）拡散層、15,16,17はCMD1,PチャネルMOSFET
2,NチャネルMOSFET3の各ゲート絶縁膜、18,19,20はCMD
1,PチャネルMOSFET2,NチャネルMOSFET3の各ゲート電極
である。そしてこの構成例においては、前記CMD1,Pチャ
ネルMOSFET2,NチャネルMOSFET3の各ゲート絶縁膜15,16,
17の膜厚，膜の種類は全て同一のもので構成されてい
る。
ところでCMDにおいては、光等により発生した正孔
（電荷Qsig）をゲート電極18直下の絶縁膜15とN-チャネ
ル層12の界面に蓄積し、その正孔により表面電圧が
（１）式で示すΔＶだけ上昇する。
（電荷Qsig）をゲート電極18直下の絶縁膜15とN-チャネ
ル層12の界面に蓄積し、その正孔により表面電圧が
（１）式で示すΔＶだけ上昇する。
ΔＶ＝Qsig/COX ……（１） ここでCOXはゲート絶縁層容量である。そしてこの表
面電圧の上昇によりバルクを流れる電子電流が変調さ
れ、この電子電流を読み取ることにより光量が検出され
るようになっている。
面電圧の上昇によりバルクを流れる電子電流が変調さ
れ、この電子電流を読み取ることにより光量が検出され
るようになっている。
ここでゲート絶縁膜15の厚さをtOX、比誘電率をksと
すると表面電位の変化分ΔＶは次のように表される。
すると表面電位の変化分ΔＶは次のように表される。
この（２）式からわかるように、絶縁膜15の厚さtOX
が大きいほど、表面電位の変化分ΔＶが大きくなり、結
局感度が大きくなることがわかる。一方、CMDにおいて
表面電圧の変化の幅は、読み出しバイアスを同一とした
場合一定となるから、これを考慮すると（２）式から、
最大信号量と絶縁膜厚tOXとは反比例の関係があること
がわかる。すなわち絶縁膜厚tOXが大きいほどダイナミ
ックレンジが小さくなることとなる。
が大きいほど、表面電位の変化分ΔＶが大きくなり、結
局感度が大きくなることがわかる。一方、CMDにおいて
表面電圧の変化の幅は、読み出しバイアスを同一とした
場合一定となるから、これを考慮すると（２）式から、
最大信号量と絶縁膜厚tOXとは反比例の関係があること
がわかる。すなわち絶縁膜厚tOXが大きいほどダイナミ
ックレンジが小さくなることとなる。
ところで一般に撮像装置においては、最低ある量のダ
イナミックレンジが要求され、且つその範囲でできるだ
け高い感度を有することが要求される。
イナミックレンジが要求され、且つその範囲でできるだ
け高い感度を有することが要求される。
したがって実際のCMDを用いた固体撮像装置では、CMD
の受光部の暗電流，信号自身のショットノイズ，周辺回
路等に起因するノイズ等の固体撮像装置全体としてのノ
イズに対して、十分なダイナミックレンジを有し、しか
も高い感度を有するようにゲート絶縁膜を最適な膜厚t
optiとする必要がある。例えばより大きなダイナミック
レンジを得るために、この最適な膜厚topti以上にゲー
ト絶縁膜を薄くすると、逆に感度が低下することになり
好ましくない。
の受光部の暗電流，信号自身のショットノイズ，周辺回
路等に起因するノイズ等の固体撮像装置全体としてのノ
イズに対して、十分なダイナミックレンジを有し、しか
も高い感度を有するようにゲート絶縁膜を最適な膜厚t
optiとする必要がある。例えばより大きなダイナミック
レンジを得るために、この最適な膜厚topti以上にゲー
ト絶縁膜を薄くすると、逆に感度が低下することになり
好ましくない。
このようにCMDの受光部のゲート絶縁膜には、感度，
ダイナミックレンジ等で決まる最適な膜厚toptiが存在
し、これは周辺回路等を構成するCMOSFETのゲート絶縁
膜の膜厚tMOSにおける最適値とは一般的には異なる値と
なる。
ダイナミックレンジ等で決まる最適な膜厚toptiが存在
し、これは周辺回路等を構成するCMOSFETのゲート絶縁
膜の膜厚tMOSにおける最適値とは一般的には異なる値と
なる。
第５図に示した従来のCMDを用いた固体撮像装置で
は、受光部を構成するCMD及び周辺回路部を構成するCMO
SFETのゲート絶縁膜の膜厚が同一に形成されているた
め、CMDを用いた固体撮像装置全体としての最適なゲー
ト絶縁膜構造とはなっておらず、十分なダイナミックレ
ンジをもち、しかも高い感度を有するCMDを用いた固体
撮像装置が得られていないという問題点があった。
は、受光部を構成するCMD及び周辺回路部を構成するCMO
SFETのゲート絶縁膜の膜厚が同一に形成されているた
め、CMDを用いた固体撮像装置全体としての最適なゲー
ト絶縁膜構造とはなっておらず、十分なダイナミックレ
ンジをもち、しかも高い感度を有するCMDを用いた固体
撮像装置が得られていないという問題点があった。
本発明は、従来のCMDを用いた固体撮像装置における
上記問題点を解決するためになされたもので、最適化さ
れたゲート絶縁膜構造にして所定のダイナミックレンジ
と感度が得られるようにした高性能のCMDを用いた固体
撮像装置を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するためになされたもので、最適化さ
れたゲート絶縁膜構造にして所定のダイナミックレンジ
と感度が得られるようにした高性能のCMDを用いた固体
撮像装置を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するため本発明は、MOS容量の受光
部を有する増幅型固体撮像素子と読み出し部等の周辺回
路を構成するMOSFETとを備えた固体撮像装置において、
増幅型固体撮像素子の受光部のMOS容量のゲート電極と
半導体基板の間の絶縁膜構造と、MOSFETのゲートの構成
するMOS容量のゲート電極と半導体基板の間の絶縁膜構
造とを異なるように構成するものである。このように構
成することにより、MOS容量の受光部を有する増幅型固
体撮像素子と周辺回路を構成するMOSFETの各ゲート絶縁
膜構造をそれぞれ最適な構造とし、所定の特性をもつ高
性能の固体撮像装置を容易に得ることが可能となる。
部を有する増幅型固体撮像素子と読み出し部等の周辺回
路を構成するMOSFETとを備えた固体撮像装置において、
増幅型固体撮像素子の受光部のMOS容量のゲート電極と
半導体基板の間の絶縁膜構造と、MOSFETのゲートの構成
するMOS容量のゲート電極と半導体基板の間の絶縁膜構
造とを異なるように構成するものである。このように構
成することにより、MOS容量の受光部を有する増幅型固
体撮像素子と周辺回路を構成するMOSFETの各ゲート絶縁
膜構造をそれぞれ最適な構造とし、所定の特性をもつ高
性能の固体撮像装置を容易に得ることが可能となる。
次に、第１図に示した概念図に基づいて本発明を更に
詳細に説明する。第１図において、21は増幅型固体撮像
素子であるCMDであり、22はＰチャネルMOSFET、23はＮ
チャネルMOSFETでCMOSFETを構成している。そしてCMD21
のゲート絶縁膜24の膜厚は最適膜厚toptiとなってお
り、各MOSFET22,23のゲート絶縁膜25,26の膜厚は、前記
CMDのゲート絶縁膜厚toptiとは異なる膜厚tMOSとなって
いる。なお第１図において27,28,29はCMD21,各MOSFET2
2,23の各ゲート電極であり、他の構成部分は、第５図に
示した従来例と同一であるので同一符号を用いて示して
いる。
詳細に説明する。第１図において、21は増幅型固体撮像
素子であるCMDであり、22はＰチャネルMOSFET、23はＮ
チャネルMOSFETでCMOSFETを構成している。そしてCMD21
のゲート絶縁膜24の膜厚は最適膜厚toptiとなってお
り、各MOSFET22,23のゲート絶縁膜25,26の膜厚は、前記
CMDのゲート絶縁膜厚toptiとは異なる膜厚tMOSとなって
いる。なお第１図において27,28,29はCMD21,各MOSFET2
2,23の各ゲート電極であり、他の構成部分は、第５図に
示した従来例と同一であるので同一符号を用いて示して
いる。
以上のように、CMD21のゲート絶縁膜24の膜厚toptiと
CMOSFET22,23のゲート絶縁膜25,26の膜厚tMOSを異なら
せた点を、本発明の構成の特徴点としているものである
が、これらのゲート絶縁膜の膜厚について更に具体的に
述べると、CMOSFETの膜厚tMOSについては、ゲート長が
１〜２μｍ程度の場合には、その値は100〜400Å程度と
なっている。なおこのMOSFETのゲート絶縁膜の膜厚tMOS
は薄くした方がコンダクタンスが大きく望ましいが、一
般的にゲート絶縁膜が薄くなるにしたがって絶縁膜の耐
圧が下がる。そのためこの耐圧とのマージンによりCMOS
FETの膜厚tMOSは上記のような値に設定されている。
CMOSFET22,23のゲート絶縁膜25,26の膜厚tMOSを異なら
せた点を、本発明の構成の特徴点としているものである
が、これらのゲート絶縁膜の膜厚について更に具体的に
述べると、CMOSFETの膜厚tMOSについては、ゲート長が
１〜２μｍ程度の場合には、その値は100〜400Å程度と
なっている。なおこのMOSFETのゲート絶縁膜の膜厚tMOS
は薄くした方がコンダクタンスが大きく望ましいが、一
般的にゲート絶縁膜が薄くなるにしたがって絶縁膜の耐
圧が下がる。そのためこの耐圧とのマージンによりCMOS
FETの膜厚tMOSは上記のような値に設定されている。
一方、CMDのゲート絶縁膜の膜厚toptiについては、ど
のような特徴をもつ受光素子とするかによってその値は
変わり、例えば大きいダイナミックレンジが必要な場合
には、MOSFETのゲート絶縁膜の膜厚tMOSとほぼ同じく20
0〜400Å程度となるが、ある程度のダイナミックレンジ
があってしかも感度も高いものが要求される場合には、
この膜厚toptiは600〜2000Åとなり、また感度を非常に
大きくとりたい場合にはこの膜厚toptiは2000〜10000Å
程度に設定される。
のような特徴をもつ受光素子とするかによってその値は
変わり、例えば大きいダイナミックレンジが必要な場合
には、MOSFETのゲート絶縁膜の膜厚tMOSとほぼ同じく20
0〜400Å程度となるが、ある程度のダイナミックレンジ
があってしかも感度も高いものが要求される場合には、
この膜厚toptiは600〜2000Åとなり、また感度を非常に
大きくとりたい場合にはこの膜厚toptiは2000〜10000Å
程度に設定される。
以下実施例について説明する。第２図は本発明に係る
固体撮像装置の第１実施例の構成を示す断面図であり、
第１図の概念図に示したものと同一構成部分には同一符
号を付して示しており、以下各実施例でも同様である。
固体撮像装置の第１実施例の構成を示す断面図であり、
第１図の概念図に示したものと同一構成部分には同一符
号を付して示しており、以下各実施例でも同様である。
この実施例は、CMD21と周辺回路を形成するＰチャネ
ルMOSFET及びＮチャネルMOSFET22,23の各ゲート絶縁膜3
0,31を同一種類のゲート絶縁膜で形成し、そしてCMD21
のゲート絶縁膜30の膜厚toptiとのCMOSFET22,23のゲー
ト絶縁膜31,32の膜厚tMOSのみを異ならせるように形成
し、所定の特性を得るようにしたものである。
ルMOSFET及びＮチャネルMOSFET22,23の各ゲート絶縁膜3
0,31を同一種類のゲート絶縁膜で形成し、そしてCMD21
のゲート絶縁膜30の膜厚toptiとのCMOSFET22,23のゲー
ト絶縁膜31,32の膜厚tMOSのみを異ならせるように形成
し、所定の特性を得るようにしたものである。
各ゲート絶縁膜30,31,32の形成方法としては、例えば
半導体がSiの場合には、全面ゲート酸化を行い、次いで
ホトリソグラフィー法を用いてCMD21あるいはCMOSFET2
2,23の一方のゲート絶縁膜をエッチングにより除去し、
再度ゲート酸化工程を行う。以上の絶縁膜の形成方法に
より、異なる膜厚topti,tMOSのCMDゲート絶縁膜30、及
びCMOSFETゲート絶縁膜31,32が得られる。
半導体がSiの場合には、全面ゲート酸化を行い、次いで
ホトリソグラフィー法を用いてCMD21あるいはCMOSFET2
2,23の一方のゲート絶縁膜をエッチングにより除去し、
再度ゲート酸化工程を行う。以上の絶縁膜の形成方法に
より、異なる膜厚topti,tMOSのCMDゲート絶縁膜30、及
びCMOSFETゲート絶縁膜31,32が得られる。
この実施例では、CMD21及びCMOSFET22,23の双方のゲ
ート絶縁膜30,31,32を同一種類の絶縁膜で形成するもの
であるから、プロセスが簡単になり容易に製造すること
ができる。
ート絶縁膜30,31,32を同一種類の絶縁膜で形成するもの
であるから、プロセスが簡単になり容易に製造すること
ができる。
第３図は、本発明の第２の実施例の構成を示す断面図
である。この実施例は、CMD21のゲート絶縁膜とＰチャ
ネルMOSFET22及びＮチャネルMOSFET23からなるCMOSFET
のゲート絶縁膜のいずれか一方を、２種類の絶縁膜を重
ね合わせて形成するようにするもので、この図示例では
CMD21のゲート絶縁膜33を２種類の絶縁膜33-1,33-2で形
成したものを示している。
である。この実施例は、CMD21のゲート絶縁膜とＰチャ
ネルMOSFET22及びＮチャネルMOSFET23からなるCMOSFET
のゲート絶縁膜のいずれか一方を、２種類の絶縁膜を重
ね合わせて形成するようにするもので、この図示例では
CMD21のゲート絶縁膜33を２種類の絶縁膜33-1,33-2で形
成したものを示している。
次に半導体をSiとした場合におけるかかるゲート絶縁
膜の形成方法について説明する。まずゲート酸化を行っ
て全面にゲート酸化膜を形成し、その後全面にSi3N4膜
をLPCVD法等で形成する。次いでホトリソグラフィ法を
用いてCMOSFET22,23上のSi3N4膜及びゲート酸化膜を順
次除去した後、再度ゲート酸化を行う。この際CMD21上
のゲート絶縁膜33は最上部にSi3N4膜33-2が形成されて
いるため、再度のゲート酸化によっても構造や膜厚には
変化は生じない。そしてCMOSFET22,23のゲート絶縁膜3
4,35は再度行ったゲート酸化のみで形成されている。以
上のようにして第３図に示した構成の各ゲート絶縁膜3
3,34,35が形成される。
膜の形成方法について説明する。まずゲート酸化を行っ
て全面にゲート酸化膜を形成し、その後全面にSi3N4膜
をLPCVD法等で形成する。次いでホトリソグラフィ法を
用いてCMOSFET22,23上のSi3N4膜及びゲート酸化膜を順
次除去した後、再度ゲート酸化を行う。この際CMD21上
のゲート絶縁膜33は最上部にSi3N4膜33-2が形成されて
いるため、再度のゲート酸化によっても構造や膜厚には
変化は生じない。そしてCMOSFET22,23のゲート絶縁膜3
4,35は再度行ったゲート酸化のみで形成されている。以
上のようにして第３図に示した構成の各ゲート絶縁膜3
3,34,35が形成される。
一般に受光素子では、ゲート上部の多層膜のトータル
としての透過率を上げることが重要であるが、その方法
として、この実施例におけるCMD21のゲート絶縁膜33の
ように多層構成とした各絶縁膜を適宜選択することによ
り、透過率が大幅に上がることが知られている。したが
って本実施例においては、上記のように多層絶縁膜を用
いることによって光感度の上昇が達成され、大きな利点
となっている。
としての透過率を上げることが重要であるが、その方法
として、この実施例におけるCMD21のゲート絶縁膜33の
ように多層構成とした各絶縁膜を適宜選択することによ
り、透過率が大幅に上がることが知られている。したが
って本実施例においては、上記のように多層絶縁膜を用
いることによって光感度の上昇が達成され、大きな利点
となっている。
このような多層絶縁膜の具体例を示すと、ゲート電極
をポリシリコンにより形成し、ゲート絶縁膜としてポリ
シリコンゲート電極側にSi3N4膜を、その下にSiO2膜を
シリコン基板上に形成するような構造において、良好な
透過率を与える一例としては、ポリシリコン膜の膜厚を
約600Å、Si3N4膜の膜厚を600〜900Åとしたものがあげ
られる。なおこの際SiO2膜の膜厚は特定されない。
をポリシリコンにより形成し、ゲート絶縁膜としてポリ
シリコンゲート電極側にSi3N4膜を、その下にSiO2膜を
シリコン基板上に形成するような構造において、良好な
透過率を与える一例としては、ポリシリコン膜の膜厚を
約600Å、Si3N4膜の膜厚を600〜900Åとしたものがあげ
られる。なおこの際SiO2膜の膜厚は特定されない。
またこの実施例においては、CMD21のゲート絶縁膜33
を構成する２種類の絶縁膜33-1,33-2は、それぞれ膜厚
を独立に選択することができ、またCMOSFET22,23のゲー
ト絶縁膜34,35の膜厚も独立に変化させることができ、
全体として３つの膜厚を独立して変えられるから、CMD2
1のゲート絶縁膜33及びCMOSFET22,23のゲート絶縁膜34,
35の所望の厚さへの合わせ態様の自由度が大となり、こ
の点もこの実施例と効果としてあげられる。
を構成する２種類の絶縁膜33-1,33-2は、それぞれ膜厚
を独立に選択することができ、またCMOSFET22,23のゲー
ト絶縁膜34,35の膜厚も独立に変化させることができ、
全体として３つの膜厚を独立して変えられるから、CMD2
1のゲート絶縁膜33及びCMOSFET22,23のゲート絶縁膜34,
35の所望の厚さへの合わせ態様の自由度が大となり、こ
の点もこの実施例と効果としてあげられる。
第４図は、本発明の第３実施例を示す断面図である。
この実施例ではCMD21のゲート絶縁膜36とCMOSFET22,23
のゲート絶縁膜37,38の双方を、それぞれ２種類の異な
る絶縁膜36-1,36-2,37-1,37-2,38-1,38-2を重ね合わせ
て形成するようにしたものである。このような構造の各
ゲート絶縁膜36,37,38の形成方法としては、第２図に示
した第１実施例のように、まず第１の種類の膜厚の異な
る絶縁膜36-1,37-1,38-1を、例えば酸化膜でそれぞれ形
成した後、その上に第２の種類の絶縁膜36-2,37-2,38-2
を、例えばSi3N4膜で形成することによって、CMD21及び
CMOSFET22,23の各ゲート絶縁膜36,37,38を形成すること
ができる。
この実施例ではCMD21のゲート絶縁膜36とCMOSFET22,23
のゲート絶縁膜37,38の双方を、それぞれ２種類の異な
る絶縁膜36-1,36-2,37-1,37-2,38-1,38-2を重ね合わせ
て形成するようにしたものである。このような構造の各
ゲート絶縁膜36,37,38の形成方法としては、第２図に示
した第１実施例のように、まず第１の種類の膜厚の異な
る絶縁膜36-1,37-1,38-1を、例えば酸化膜でそれぞれ形
成した後、その上に第２の種類の絶縁膜36-2,37-2,38-2
を、例えばSi3N4膜で形成することによって、CMD21及び
CMOSFET22,23の各ゲート絶縁膜36,37,38を形成すること
ができる。
この実施例の特徴としては、第１実施例におけるゲー
ト絶縁膜の形成工程に一工程（LPCVD,depo工程）を追加
するだけで、比較的容易にこの２層構成のゲート絶縁膜
を形成することができる。また第２の種類の絶縁膜は、
CMD及びCMOSFET等の保護膜となり装置の安定性、信頼性
等の向上を計ることができる。
ト絶縁膜の形成工程に一工程（LPCVD,depo工程）を追加
するだけで、比較的容易にこの２層構成のゲート絶縁膜
を形成することができる。また第２の種類の絶縁膜は、
CMD及びCMOSFET等の保護膜となり装置の安定性、信頼性
等の向上を計ることができる。
なお、上記各実施例ではMOS容量の受光部を有する増
幅型固体撮像素子としてCMDを用いたものを示したが、
本発明はCMDを用いたものに限らず、他のMOS容量の受光
部を有する増幅型固体撮像素子を用いた固体撮像装置に
適用しても、同様な効果が得られるものである。
幅型固体撮像素子としてCMDを用いたものを示したが、
本発明はCMDを用いたものに限らず、他のMOS容量の受光
部を有する増幅型固体撮像素子を用いた固体撮像装置に
適用しても、同様な効果が得られるものである。
以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれ
ば、CMDのようなMOS容量の受光部を有する増幅型固体撮
像素子を用いた固体撮像装置において、前記増幅型固体
撮像素子と読み出し部等の周辺回路を構成するMOSFETの
両者のゲート絶縁膜構造を適宜選定することにより、両
者の動作を同時に最適化することができ、従来のものよ
りも一層高性能のMOS容量の受光部を有する増幅型固体
撮像素子を用いた固体撮像装置を容易に得ることができ
る。
ば、CMDのようなMOS容量の受光部を有する増幅型固体撮
像素子を用いた固体撮像装置において、前記増幅型固体
撮像素子と読み出し部等の周辺回路を構成するMOSFETの
両者のゲート絶縁膜構造を適宜選定することにより、両
者の動作を同時に最適化することができ、従来のものよ
りも一層高性能のMOS容量の受光部を有する増幅型固体
撮像素子を用いた固体撮像装置を容易に得ることができ
る。
また前記増幅型固体撮像素子のゲート絶縁膜の膜厚を
変えることにより用途に応じた、例えば高ダイナミック
レンジの固体撮像装置、あるいは高感度の固体撮像装置
等、種々の特徴をもった固体撮像装置を提供することが
可能となり、前記増幅型固体撮像素子を用いた固体撮像
装置の用途を大幅に広げることができる等の効果が得ら
れる。
変えることにより用途に応じた、例えば高ダイナミック
レンジの固体撮像装置、あるいは高感度の固体撮像装置
等、種々の特徴をもった固体撮像装置を提供することが
可能となり、前記増幅型固体撮像素子を用いた固体撮像
装置の用途を大幅に広げることができる等の効果が得ら
れる。
第１図は、本発明に係る固体撮像装置の構成の概念を示
す部分断面図、第２図は、本発明の第１実施例の構成を
示す部分断面図、第３図は、本発明の第２実施例の構成
を示す部分断面図、第４図は、本発明の第３実施例の構
成を示す部分断面図、第５図は、従来のCMDを用いた固
体撮像装置の一構成例を示す部分断面図である。 図において、21はCMD、22はＰチャネルMOSFET、23はＮ
チャネルMOSFET、27はCMDゲート電極、28はＰチャネルM
OSFETゲート電極、29はＮチャネルMOSFETゲート電極、2
4,30,33,36はCMDのゲート絶縁膜、25,31,34,37はＰチャ
ネルMOSFETのゲート絶縁膜、26,32,35,38はＮチャネルM
OSFETのゲート絶縁膜を示す。
す部分断面図、第２図は、本発明の第１実施例の構成を
示す部分断面図、第３図は、本発明の第２実施例の構成
を示す部分断面図、第４図は、本発明の第３実施例の構
成を示す部分断面図、第５図は、従来のCMDを用いた固
体撮像装置の一構成例を示す部分断面図である。 図において、21はCMD、22はＰチャネルMOSFET、23はＮ
チャネルMOSFET、27はCMDゲート電極、28はＰチャネルM
OSFETゲート電極、29はＮチャネルMOSFETゲート電極、2
4,30,33,36はCMDのゲート絶縁膜、25,31,34,37はＰチャ
ネルMOSFETのゲート絶縁膜、26,32,35,38はＮチャネルM
OSFETのゲート絶縁膜を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】MOS容量の受光部を有する増幅型固体撮像
素子と読み出し部等の周辺回路を構成するMOSFETとを備
えた固体撮像装置において、増幅型固体撮像素子の受光
部のMOS容量のゲート電極と半導体基板の間の絶縁膜構
造と、MOSFETのゲートを構成するMOS容量のゲート電極
と半導体基板の間の絶縁膜構造とを異ならせたことを特
徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】前記増幅型固体撮像素子とMOSFETのMOS容
量を構成する絶縁膜構造を、絶縁膜の厚さを変えること
により異ならせたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】前記増幅型固体撮像素子とMOSFETのMOS容
量を構成する絶縁膜構造を、いずれか一方のMOS容量を
構成する絶縁膜を２種類以上の異なる絶縁膜からなる多
層膜構造とすることにより、異ならせたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の固体撮像装
置。 - 【請求項４】前記増幅型固体撮像素子とMOSFETのMOS容
量を構成する絶縁膜構造を、該MOS容量を構成する絶縁
膜を２種類以上の異なる絶縁膜からなる多層膜構造とし
且つその膜厚を変えることにより、異ならせたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62093127A JP2510862B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62093127A JP2510862B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63260167A JPS63260167A (ja) | 1988-10-27 |
| JP2510862B2 true JP2510862B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=14073853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62093127A Expired - Fee Related JP2510862B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510862B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07130974A (ja) | 1993-11-02 | 1995-05-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその動作方法 |
| JP2012094672A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Sony Corp | 半導体装置、および、半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057965A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62093127A patent/JP2510862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63260167A (ja) | 1988-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |