JP2578615B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JP2578615B2 JP2578615B2 JP62262230A JP26223087A JP2578615B2 JP 2578615 B2 JP2578615 B2 JP 2578615B2 JP 62262230 A JP62262230 A JP 62262230A JP 26223087 A JP26223087 A JP 26223087A JP 2578615 B2 JP2578615 B2 JP 2578615B2
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- Japan
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- reset
- gate electrode
- imaging device
- state imaging
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は固体撮像装置、特に振り分けノイズを低減し
た固体撮像装置に関する。
た固体撮像装置に関する。
（ロ）従来の技術 従来の固体撮像装置を第３図および第４図を参照して
説明する。Ｐ型の半導体基板（１）表面にはN-−Ｎ型の
埋め込みチャンネル層（２）が形成され、基板（１）上
の酸化膜（図示せず）上には複数の転送ゲート電極
（３）（３）が形成されている。これらの転送ゲート電
極（３）にはクロックφH1,φH2が印加され、埋め込み
チャンネル層（２）を用いて電荷の転送を行う。
説明する。Ｐ型の半導体基板（１）表面にはN-−Ｎ型の
埋め込みチャンネル層（２）が形成され、基板（１）上
の酸化膜（図示せず）上には複数の転送ゲート電極
（３）（３）が形成されている。これらの転送ゲート電
極（３）にはクロックφH1,φH2が印加され、埋め込み
チャンネル層（２）を用いて電荷の転送を行う。
転送された電荷は埋め込みチャンネル層（２）の端部
に設けられた一定電圧VOGが加えられている出力ゲート
電極（４）下のチャンネルを通り、電荷検出領域（フロ
ティングディフュージョン領域）（５）へ転送される。
電荷検出領域（５）とリセットドレイン領域（６）は離
間して設けられ、リセットゲート電極（７）とでリセッ
トMOSトランジスタを構成しており、電荷検出領域
（５）の電荷のリセットを行う。電荷検出領域（５）に
流入した電荷は２段カスケード接続したソースフォロワ
ー回路（８）で検出し、出力電圧をVOUT端子より取り出
す。
に設けられた一定電圧VOGが加えられている出力ゲート
電極（４）下のチャンネルを通り、電荷検出領域（フロ
ティングディフュージョン領域）（５）へ転送される。
電荷検出領域（５）とリセットドレイン領域（６）は離
間して設けられ、リセットゲート電極（７）とでリセッ
トMOSトランジスタを構成しており、電荷検出領域
（５）の電荷のリセットを行う。電荷検出領域（５）に
流入した電荷は２段カスケード接続したソースフォロワ
ー回路（８）で検出し、出力電圧をVOUT端子より取り出
す。
次に固体撮像装置の動作について説明する。第４図
（Ａ）に示す如く、クロックφH1を“H"、クロックφH2
を“L"にすると埋め込みチャンネル層（２）の端部に電
荷が転送される。このときリセットMOSトランジスタもO
Nして電荷検出領域（５）の電荷はリセットドレイン領
域（６）から排出される。次に第４図（Ｂ）に示す如
く、クロックφH1を“L"、クロックφH2を“H"にする
と、転送された電荷は出力ゲート電極（４）下のチャン
ネルを通り電荷検出領域（５）に流入する。この電荷検
出領域（５）に流入された電荷をソースフォロワー回路
（８）で読み出す。
（Ａ）に示す如く、クロックφH1を“H"、クロックφH2
を“L"にすると埋め込みチャンネル層（２）の端部に電
荷が転送される。このときリセットMOSトランジスタもO
Nして電荷検出領域（５）の電荷はリセットドレイン領
域（６）から排出される。次に第４図（Ｂ）に示す如
く、クロックφH1を“L"、クロックφH2を“H"にする
と、転送された電荷は出力ゲート電極（４）下のチャン
ネルを通り電荷検出領域（５）に流入する。この電荷検
出領域（５）に流入された電荷をソースフォロワー回路
（８）で読み出す。
なお斯る先行技術としては特開昭59−217367号公報
（H01L 29/76）等が知られている。
（H01L 29/76）等が知られている。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら斯上した従来の固体撮像装置では、リセ
ットMOSトランジスタのリセットゲート電極（７）下が
均一な不純物濃度のＮチャンネル領域となっているの
で、このチャンネル領域の電荷がリセットゲート電極
（７）を“L"にすると電荷検出領域（５）とリセットド
レイン領域（６）とに非定量的に振り分けられる。この
ため信号に対応した電荷の他に振り分けられた電荷が加
えられ、振り分けノイズとして画像を劣化させる問題点
を有していた。
ットMOSトランジスタのリセットゲート電極（７）下が
均一な不純物濃度のＮチャンネル領域となっているの
で、このチャンネル領域の電荷がリセットゲート電極
（７）を“L"にすると電荷検出領域（５）とリセットド
レイン領域（６）とに非定量的に振り分けられる。この
ため信号に対応した電荷の他に振り分けられた電荷が加
えられ、振り分けノイズとして画像を劣化させる問題点
を有していた。
（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は斯上した問題点に鑑みてなされ、リセットMO
Sトランジスタのリセットゲート電極下のチャンネル領
域に濃度勾配を形成することにより、従来の問題点を大
幅に改善した固体撮像装置を提供するものである。
Sトランジスタのリセットゲート電極下のチャンネル領
域に濃度勾配を形成することにより、従来の問題点を大
幅に改善した固体撮像装置を提供するものである。
（ホ）作用 本発明に依れば、リセットMOSトランジスタのリセッ
トゲート電極下のチャンネル領域に濃度勾配を形成する
ことにより、リセットMOSトランジスタのチャンネル領
域の電荷を定量的に電荷検出領域とリセットドレイン領
域とに振り分けられるので、この振り分けノイズを低減
できる。
トゲート電極下のチャンネル領域に濃度勾配を形成する
ことにより、リセットMOSトランジスタのチャンネル領
域の電荷を定量的に電荷検出領域とリセットドレイン領
域とに振り分けられるので、この振り分けノイズを低減
できる。
（ヘ）実施例 本発明に依る固体撮像装置を第１図および第２図を参
照して説明する。なお第３図と同一構成要素には同一符
号を付してある。
照して説明する。なお第３図と同一構成要素には同一符
号を付してある。
第１図において、（１）はＰ型の半導体基板、（２）
はN-−Ｎ型の埋め込みチャンネル層、（３）（３）は基
板表面の絶縁膜上に設けた複数の転送ゲート電極、
（５）は電荷検出領域、（７）はリセットゲート電極、
（６）はリセットドレイン領域であり、電荷検出領域
（５）、リセットゲート電極（７）およびリセットドレ
イン領域（６）とでリセットMOSトランジスタを形成し
ている。
はN-−Ｎ型の埋め込みチャンネル層、（３）（３）は基
板表面の絶縁膜上に設けた複数の転送ゲート電極、
（５）は電荷検出領域、（７）はリセットゲート電極、
（６）はリセットドレイン領域であり、電荷検出領域
（５）、リセットゲート電極（７）およびリセットドレ
イン領域（６）とでリセットMOSトランジスタを形成し
ている。
動作は従来のものと同じであるのでここでは説明を省
略する。
略する。
本発明の特徴はリセットMOSトランジスタのリセット
ゲート電極（７）下のチャンネル領域（10）に濃度勾配
を形成することにある。具体的には第１図および第２図
（Ａ）に示す如く、電荷検出領域（５）側よりN++−N+
−Ｎと濃度勾配を左下がりとする構造、第２図（Ｂ）に
示す如く、電荷検出領域（５）側よりＮ−N+−N++と濃
度勾配を右下がりとする構造および第２図（Ｃ）に示す
如く、電荷検出領域（５）側よりN+−Ｎ−N+と山型にす
る構造とがある。この濃度勾配はN,N+,N++の３回に分け
てイオン注入を行えば良く、濃度勾配を更になめらかに
するにはチャンネル領域へのイオン注入を多数回行うと
良い。
ゲート電極（７）下のチャンネル領域（10）に濃度勾配
を形成することにある。具体的には第１図および第２図
（Ａ）に示す如く、電荷検出領域（５）側よりN++−N+
−Ｎと濃度勾配を左下がりとする構造、第２図（Ｂ）に
示す如く、電荷検出領域（５）側よりＮ−N+−N++と濃
度勾配を右下がりとする構造および第２図（Ｃ）に示す
如く、電荷検出領域（５）側よりN+−Ｎ−N+と山型にす
る構造とがある。この濃度勾配はN,N+,N++の３回に分け
てイオン注入を行えば良く、濃度勾配を更になめらかに
するにはチャンネル領域へのイオン注入を多数回行うと
良い。
先ず第２図（Ａ）に示すN++−N+−Ｎの濃度勾配で
は、左下がりのポテンシャルとなるので、リセットMOS
トランジスタのチャンネル領域の電荷は略全て電荷検出
領域（５）に流入し、ソースフォロワー回路の出力信号
からチャンネル領域の電荷分を補正すれば、振り分けノ
イズを低減できる。
は、左下がりのポテンシャルとなるので、リセットMOS
トランジスタのチャンネル領域の電荷は略全て電荷検出
領域（５）に流入し、ソースフォロワー回路の出力信号
からチャンネル領域の電荷分を補正すれば、振り分けノ
イズを低減できる。
次に第２図（Ｂ）に示すＮ−N+−N++の濃度勾配で
は、右下がりのポテンシャルとなるので、リセットMOS
トランジスタのチャンネル領域の電荷は略全てリセット
ドレイン領域（６）に流入し、ソースフォロワー回路の
出力信号には振り分けノイズは含まれない。
は、右下がりのポテンシャルとなるので、リセットMOS
トランジスタのチャンネル領域の電荷は略全てリセット
ドレイン領域（６）に流入し、ソースフォロワー回路の
出力信号には振り分けノイズは含まれない。
更に第２図（Ｃ）に示すN+−Ｎ−N+の濃度勾配では、
山型のポテンシャルとなるので、リセットMOSトランジ
スタのチャンネル領域の電荷は半々で電荷検出領域
（５）とリセットドレイン領域（６）に流入し、ソース
フォロワー回路の出力信号からチャンネル領域の半分の
電荷を補正をすれば、振り分けノイズを低減できる。
山型のポテンシャルとなるので、リセットMOSトランジ
スタのチャンネル領域の電荷は半々で電荷検出領域
（５）とリセットドレイン領域（６）に流入し、ソース
フォロワー回路の出力信号からチャンネル領域の半分の
電荷を補正をすれば、振り分けノイズを低減できる。
（ト）発明の効果 本発明に依れば、リセットMOSトランジスタのチャン
ネル領域に濃度勾配を設けることにより、チャンネル領
域の電荷の電荷検出領域（５）とリセットドレイン領域
（６）への振り分けが定量化でき、電荷検出領域（５）
へ流入する電荷量に応じた補正をソースフォロワー回路
の出力信号に行えば、容易に振り分けノイズを低減でき
る利点を有する。
ネル領域に濃度勾配を設けることにより、チャンネル領
域の電荷の電荷検出領域（５）とリセットドレイン領域
（６）への振り分けが定量化でき、電荷検出領域（５）
へ流入する電荷量に応じた補正をソースフォロワー回路
の出力信号に行えば、容易に振り分けノイズを低減でき
る利点を有する。
第１図は本発明に依る固体撮像装置を説明する断面図、
第２図は本発明の動作原理を説明するポテンシャル図、
第３図は従来の固体撮像装置を説明する断面図、第４図
は従来の固体撮像装置の動作を説明するポテンシャル図
である。 （１）はＰ型半導体基板、（２）は埋め込みチャンネル
層、（３）（３）は転送ゲート電極、（４）は出力ゲー
ト電極、（５）は電荷検出領域、（６）はリセットドレ
イン領域、（７）はリセットゲート電極、（８）はソー
スフォロワー回路、（10）はチャンネル領域である。
第２図は本発明の動作原理を説明するポテンシャル図、
第３図は従来の固体撮像装置を説明する断面図、第４図
は従来の固体撮像装置の動作を説明するポテンシャル図
である。 （１）はＰ型半導体基板、（２）は埋め込みチャンネル
層、（３）（３）は転送ゲート電極、（４）は出力ゲー
ト電極、（５）は電荷検出領域、（６）はリセットドレ
イン領域、（７）はリセットゲート電極、（８）はソー
スフォロワー回路、（10）はチャンネル領域である。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板表面上に絶縁膜を介して設けら
れた転送ゲート電極および出力ゲート電極と、前記出力
ゲート電極に隣接して設けられた電荷検出領域と、前記
電荷検出領域のリセットを行うリセットトランジスタと
を備えた固体撮像装置において、前記リセットトランジ
スタのリセットゲート電極下のチャンネル領域に濃度勾
配を形成し、前記リセットトランジスタをオフする際に
前記チャンネル領域内に残された電荷を前記電荷検出領
域及び前記リセットトランジスタのドレインへ定量的に
振り分けると共に、前記電荷検出領域から取り出される
出力から振り分けられた定量電荷分を補正することを特
徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62262230A JP2578615B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62262230A JP2578615B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01103872A JPH01103872A (ja) | 1989-04-20 |
| JP2578615B2 true JP2578615B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=17372883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62262230A Expired - Lifetime JP2578615B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2578615B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7719037B2 (en) | 2006-05-31 | 2010-05-18 | Nec Electronics Corporation | Image sensor having reset transistor |
| US8013365B2 (en) * | 2008-03-13 | 2011-09-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor configured to provide reduced leakage current |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3070146B2 (ja) * | 1991-06-19 | 2000-07-24 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62229879A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-10-08 | Victor Co Of Japan Ltd | 電荷転送素子 |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62262230A patent/JP2578615B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7719037B2 (en) | 2006-05-31 | 2010-05-18 | Nec Electronics Corporation | Image sensor having reset transistor |
| US8013365B2 (en) * | 2008-03-13 | 2011-09-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor configured to provide reduced leakage current |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01103872A (ja) | 1989-04-20 |
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