JP2597600B2 - 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
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、CCD走査基板に光電変換部として光導電膜
を積層した固体撮像装置の改良に関する。
を積層した固体撮像装置の改良に関する。
（従来の技術） モノリシック型のCCD撮像装置は通常、第11図のよう
な要部構造となっている。３がn-型埋込みチャネルでこ
の上にゲート絶縁膜５を介して転送ゲート6,7が形成さ
れて垂直CCDが構成されている。この垂直CCDに隣接して
各画素の光電変換部となめるフォトダイオード23が配列
形成されている。２はp+型チャネルストッパである。こ
のCCD撮像装置の１画素部分のパターンは第13A図〜第13
C図の通りである。第13A図は、フォトダイオード23と埋
込みチャネル３の間の信号電荷転送部１−ａを斜線で示
し、第13B図は埋込みチャネル３を斜線で示し、第13C図
は光電変換部の開口部18を斜線で示している。これらの
図から分るようにモノリシック型CCD撮像装置では、埋
込みチャネル３とフォトダイオード23とが同一半導体基
板上に形成されるため、開口部18の面積比率が小さい。
このため画素セルの横方向のサイズを縮小しようとする
と、第14A図〜第14C図に示すように埋込みチャネル３の
チャネル幅が減少し、フォトダイオード23の面積が縮小
する。これは、撮像装置としての感度低下、信号電荷の
転送容量の低下をもたらす。
な要部構造となっている。３がn-型埋込みチャネルでこ
の上にゲート絶縁膜５を介して転送ゲート6,7が形成さ
れて垂直CCDが構成されている。この垂直CCDに隣接して
各画素の光電変換部となめるフォトダイオード23が配列
形成されている。２はp+型チャネルストッパである。こ
のCCD撮像装置の１画素部分のパターンは第13A図〜第13
C図の通りである。第13A図は、フォトダイオード23と埋
込みチャネル３の間の信号電荷転送部１−ａを斜線で示
し、第13B図は埋込みチャネル３を斜線で示し、第13C図
は光電変換部の開口部18を斜線で示している。これらの
図から分るようにモノリシック型CCD撮像装置では、埋
込みチャネル３とフォトダイオード23とが同一半導体基
板上に形成されるため、開口部18の面積比率が小さい。
このため画素セルの横方向のサイズを縮小しようとする
と、第14A図〜第14C図に示すように埋込みチャネル３の
チャネル幅が減少し、フォトダイオード23の面積が縮小
する。これは、撮像装置としての感度低下、信号電荷の
転送容量の低下をもたらす。
これに対し、CCD走査基板に光導電膜を積層形成した
固体撮像装置は、信号電荷転送部と光電変換部が別々に
なるので、高画素密度の撮像装置の実現に有利な構造と
なっている。
固体撮像装置は、信号電荷転送部と光電変換部が別々に
なるので、高画素密度の撮像装置の実現に有利な構造と
なっている。
第12図は、その様な積層型CCD撮像装置の要部構造を
示す。ｐ型Si基板１にn-型埋込みチャネル３が形成さ
れ、この上にゲート絶縁膜５を介して転送ゲート電極6,
7が形成されて、垂直CCDが形成されている。この垂直CC
Dの埋込みチャネルに隣接して、各画素の信号電荷を埋
込みチャネル３に読み出すためのn-型ソース層４が配列
形成されている。n-型ソース層は、フォトダイオードと
しては用いないので面積は小さいものでよい。この様な
CCD走査基板上を第１の絶縁膜８で覆い、これにコンタ
クトホール９を開けて各ソース層４にコンタクトする中
継電極11を形成する。更にこの上を第２の絶縁膜12で覆
い、これにコンタクトホール13を開けて各画素電極14を
形成する。そしてこの上に光導電膜としてアンドープａ
−Si:H膜15を堆積し、更に正孔阻止層としてｐ型ａ−Si
C:H膜16を堆積してその上に透明電極17を形成してい
る。
示す。ｐ型Si基板１にn-型埋込みチャネル３が形成さ
れ、この上にゲート絶縁膜５を介して転送ゲート電極6,
7が形成されて、垂直CCDが形成されている。この垂直CC
Dの埋込みチャネルに隣接して、各画素の信号電荷を埋
込みチャネル３に読み出すためのn-型ソース層４が配列
形成されている。n-型ソース層は、フォトダイオードと
しては用いないので面積は小さいものでよい。この様な
CCD走査基板上を第１の絶縁膜８で覆い、これにコンタ
クトホール９を開けて各ソース層４にコンタクトする中
継電極11を形成する。更にこの上を第２の絶縁膜12で覆
い、これにコンタクトホール13を開けて各画素電極14を
形成する。そしてこの上に光導電膜としてアンドープａ
−Si:H膜15を堆積し、更に正孔阻止層としてｐ型ａ−Si
C:H膜16を堆積してその上に透明電極17を形成してい
る。
第15A図〜第15C図は、この積層型CCD撮像装置の単位
画素領域のパターンを第13A図〜第13C図に対応させて示
している。画素電極14で決まる開口部19の面積はモノリ
シック型に比べて非常に大きい。この構造では、光導電
膜で光電変換を行なうのでCCD走査基板上で信号電荷の
転送を行なうCCD部分以外は小さい面積にすることがで
きる。従って例えば、第16A図〜第16C図に示すように、
チャネルストッパ２の面積を削って埋込みチャネル３の
面積をできる限り大きくするようなレイアウトをとるこ
とができる。これにより、モノリシック型CCD撮像装置
に比べ信号電荷の転送量を1.5〜２倍にすることも容易
である。
画素領域のパターンを第13A図〜第13C図に対応させて示
している。画素電極14で決まる開口部19の面積はモノリ
シック型に比べて非常に大きい。この構造では、光導電
膜で光電変換を行なうのでCCD走査基板上で信号電荷の
転送を行なうCCD部分以外は小さい面積にすることがで
きる。従って例えば、第16A図〜第16C図に示すように、
チャネルストッパ２の面積を削って埋込みチャネル３の
面積をできる限り大きくするようなレイアウトをとるこ
とができる。これにより、モノリシック型CCD撮像装置
に比べ信号電荷の転送量を1.5〜２倍にすることも容易
である。
しかしながらこの積層型CCD撮像装置で、第17A図〜第
17C図に示すように横方向の画素サイズを縮小すると、
図から明らかなように埋込みチャネル３の幅の変化が激
しくなり、信号電荷の転送に支障を来たす。その理由
を、以下に少し詳しく説明する。
17C図に示すように横方向の画素サイズを縮小すると、
図から明らかなように埋込みチャネル３の幅の変化が激
しくなり、信号電荷の転送に支障を来たす。その理由
を、以下に少し詳しく説明する。
第18図は、埋込みチャネルMOSトランジスタのマスク
上でのチャネル幅とチャネル・ポテンシャル（ゲート電
圧零）の関係を測定した結果を示している。第19図はそ
のMOSトランジスタ構造であり、第11図或いは第12図と
対応する部分はそれらと同一符号を付してある。第18図
から明らかなように、埋込みチャネルのチャネル・ポテ
ンシャルはチャネル幅の減少に伴って低下し、チャネル
幅１μｍ以下での領域では殆ど埋込みチャネルとはいい
難い状態となる。これはいわゆる狭チャネル効果と呼ば
れる。この結果によると、第17A図〜第17C図に示したよ
うな埋込みチャネルの積層型CCDでは、チャネル幅の小
さい部分でチャネル・ポテンシャルが低い状態になって
いる。そうすると、転送電極配置が例えば第20図のよう
な場合、そのＣ−Ｃ′断面でのポテンシャル分布は第21
図のようになる。即ち、第２層転送ゲート電極７−ａか
ら第１層転送ゲート電極６下に電荷転送を行なう場合は
一点鎖線の分布となり、第１層転送ゲート電極６から第
２層転送ゲート電極７−ｂ下に転送する場合は破線のよ
うになる。この状態ではポテンシャルの障壁により電荷
転送に取り残しが生じ、正常な再生画像を得ることがで
きなくなる。第22図のような電極配置では、ポテンシャ
ル分布は第23図のようになる。この場合も同様に不完全
転送が生じる。この様な不完全転送を防止するために
は、第24図に示すように第１層転送ゲート電極６の端部
をチャネル幅が変化する境界に合わせて配置することが
必要になる。これにより、ポテンシャル分布は第25図の
ようになり、上述の転送電荷の取り残しを防止すること
ができる。ところがこの様な電極配置とすると、一転送
ゲート電極内でポテンシャル段差を形成する２相駆動の
場合と同様、逆方向への電荷転送はできなくなる。これ
は例えば、垂直CCDの水平CCD側と逆の端部にオーバーフ
ロー・ドレインを設け、読み出し時の転送方向と逆方向
の転送動作により不要電荷の掃出しを行なうことを不可
能になる。
上でのチャネル幅とチャネル・ポテンシャル（ゲート電
圧零）の関係を測定した結果を示している。第19図はそ
のMOSトランジスタ構造であり、第11図或いは第12図と
対応する部分はそれらと同一符号を付してある。第18図
から明らかなように、埋込みチャネルのチャネル・ポテ
ンシャルはチャネル幅の減少に伴って低下し、チャネル
幅１μｍ以下での領域では殆ど埋込みチャネルとはいい
難い状態となる。これはいわゆる狭チャネル効果と呼ば
れる。この結果によると、第17A図〜第17C図に示したよ
うな埋込みチャネルの積層型CCDでは、チャネル幅の小
さい部分でチャネル・ポテンシャルが低い状態になって
いる。そうすると、転送電極配置が例えば第20図のよう
な場合、そのＣ−Ｃ′断面でのポテンシャル分布は第21
図のようになる。即ち、第２層転送ゲート電極７−ａか
ら第１層転送ゲート電極６下に電荷転送を行なう場合は
一点鎖線の分布となり、第１層転送ゲート電極６から第
２層転送ゲート電極７−ｂ下に転送する場合は破線のよ
うになる。この状態ではポテンシャルの障壁により電荷
転送に取り残しが生じ、正常な再生画像を得ることがで
きなくなる。第22図のような電極配置では、ポテンシャ
ル分布は第23図のようになる。この場合も同様に不完全
転送が生じる。この様な不完全転送を防止するために
は、第24図に示すように第１層転送ゲート電極６の端部
をチャネル幅が変化する境界に合わせて配置することが
必要になる。これにより、ポテンシャル分布は第25図の
ようになり、上述の転送電荷の取り残しを防止すること
ができる。ところがこの様な電極配置とすると、一転送
ゲート電極内でポテンシャル段差を形成する２相駆動の
場合と同様、逆方向への電荷転送はできなくなる。これ
は例えば、垂直CCDの水平CCD側と逆の端部にオーバーフ
ロー・ドレインを設け、読み出し時の転送方向と逆方向
の転送動作により不要電荷の掃出しを行なうことを不可
能になる。
（発明が解決しようとする問題点） 以上のように従来の積層型CCD撮像装置では、画素セ
ル・サイズの縮小に伴って狭チャネル効果が顕著にな
り、特に一転送ゲート電極内でのチャネル・ポテンシャ
ルに段差が形成され、双方向の電荷転送ができなくな
る、という問題があった。
ル・サイズの縮小に伴って狭チャネル効果が顕著にな
り、特に一転送ゲート電極内でのチャネル・ポテンシャ
ルに段差が形成され、双方向の電荷転送ができなくな
る、という問題があった。
本発明は、この様な問題を解決した積層型の固体撮像
装置を提供することを目的とする。
装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は前述のようなCCD走査基板に光導電膜を積層
して構成される固体撮像装置において、各画素の読み出
しソース層の配列を、水平方向に隣接するものが垂直方
向に1/2画素ピッチずれたパターンとし、かつ埋込みチ
ャネルをチャネル幅がほぼ一定の蛇行パターンとし、ま
たソース層配列の1/2画素ピッチのずれを中継電極の配
列パターンとこれに対する画素電極のコンタクト位置を
選んで修正することにより、画素電極の配列パターンを
正方格子状とし、さらにソース層から埋込みチャネルへ
の信号電荷転送部の転送方向を隣接する埋込みチャネル
で90゜異ならせたことを特徴とする。
して構成される固体撮像装置において、各画素の読み出
しソース層の配列を、水平方向に隣接するものが垂直方
向に1/2画素ピッチずれたパターンとし、かつ埋込みチ
ャネルをチャネル幅がほぼ一定の蛇行パターンとし、ま
たソース層配列の1/2画素ピッチのずれを中継電極の配
列パターンとこれに対する画素電極のコンタクト位置を
選んで修正することにより、画素電極の配列パターンを
正方格子状とし、さらにソース層から埋込みチャネルへ
の信号電荷転送部の転送方向を隣接する埋込みチャネル
で90゜異ならせたことを特徴とする。
（作用） 本発明のように読み出しソース層を垂直方向に1/2画
素ピッチずれた配置とすることによって、チャネルを蛇
行させてCCDのチャネル幅をほぼ一定の状態とすること
が可能になる。これにより、埋込みチャネルのチャネル
・ポテンシャルが一転送ゲート電極内で一定になる。そ
して積層型CCDの利点を生かして、CCDのチャネル領域の
面積をできる限り大きくとるレイアウトが可能になる。
また埋込みチャネルCCDの逆方向電荷転送も容易にな
り、垂直ブランキング期間に不要な信号電荷を掃出すと
いう動作を行なって、電子シャッター機能やブルーミン
グ抑制機能をもたせることが可能になる。
素ピッチずれた配置とすることによって、チャネルを蛇
行させてCCDのチャネル幅をほぼ一定の状態とすること
が可能になる。これにより、埋込みチャネルのチャネル
・ポテンシャルが一転送ゲート電極内で一定になる。そ
して積層型CCDの利点を生かして、CCDのチャネル領域の
面積をできる限り大きくとるレイアウトが可能になる。
また埋込みチャネルCCDの逆方向電荷転送も容易にな
り、垂直ブランキング期間に不要な信号電荷を掃出すと
いう動作を行なって、電子シャッター機能やブルーミン
グ抑制機能をもたせることが可能になる。
また、ソース層配列の1/2画素ピッチのずれを中継電
極の配列パターンとこれに対する画素電極のコンタクト
位置を選んで修正することにより、画素電極の配列パタ
ーンを正方格子状とすることができ、画素パターンの配
列がジグザグにならないようにすることができる。さら
に、ソース層から埋込みチャネルへの信号電荷転送部の
転送方向を隣接する埋込みチャネルで90゜異ならせるこ
とにより、ソース層配列が1/2画素ピッチずれていても
転送電極を直線状に配置することができ、垂直方向に互
いに1/2画素ピッチずれて配列されたソース層から同一
の転送電極下の埋込みチャネルに対して信号電荷を読出
して転送することができる。
極の配列パターンとこれに対する画素電極のコンタクト
位置を選んで修正することにより、画素電極の配列パタ
ーンを正方格子状とすることができ、画素パターンの配
列がジグザグにならないようにすることができる。さら
に、ソース層から埋込みチャネルへの信号電荷転送部の
転送方向を隣接する埋込みチャネルで90゜異ならせるこ
とにより、ソース層配列が1/2画素ピッチずれていても
転送電極を直線状に配置することができ、垂直方向に互
いに1/2画素ピッチずれて配列されたソース層から同一
の転送電極下の埋込みチャネルに対して信号電荷を読出
して転送することができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。
第１図は一実施例の積層型CCD撮像装置の要部平面図
であり、第２図および第３図はそのＡ−Ａ′およびＢ−
Ｂ′断面図である。第４図〜第10図はその各部の構成要
素を斜線で示して判り易くした平面図である。基本的な
構造は、従来の第12図と異ならないので、第12図と対応
する部分にはそれと同一符号を付してある。これらの図
では、垂直CCD列が形成されているいわゆる感光部の構
造のみを示しているが、周知のように垂直CCDの端部に
は水平CCDが配置される。或いは垂直CCDと水平CCDの間
に一時記憶部を設ける構造であってもよい。
であり、第２図および第３図はそのＡ−Ａ′およびＢ−
Ｂ′断面図である。第４図〜第10図はその各部の構成要
素を斜線で示して判り易くした平面図である。基本的な
構造は、従来の第12図と異ならないので、第12図と対応
する部分にはそれと同一符号を付してある。これらの図
では、垂直CCD列が形成されているいわゆる感光部の構
造のみを示しているが、周知のように垂直CCDの端部に
は水平CCDが配置される。或いは垂直CCDと水平CCDの間
に一時記憶部を設ける構造であってもよい。
この実施例では、読み出しソース層４は第４図に示す
ように、１列おきに垂直方向に1/2画素ピッチずつずら
した配置としている。これに伴い、第４図に斜線で示し
たように垂直CCDの埋込みチャネル３は蛇行パターンと
して、チャネル幅がほぼ一定の状態を実現している。第
５図は、チャネルストップ２と、読み出しソース層４か
らCCD埋込みチャネルへの電荷転送を行なう転送部１−
ａの部分を斜線で示している。図から明らかなように、
転送部１−ａは一列おきにその電荷読み出し方向が90゜
異なるようなパターンとなっている。これは、転送ゲー
ト電極6,7を従来と同様直線的に配置するための必要で
ある。第６図は、第１層多結晶シリコン膜による転送ゲ
ート電極６と第２層多結晶シリコン膜による転送ゲート
電極７のパターンを斜線で示し、第７図は、中継電極11
のソース層４とのコンタクトホール９およびこのコンタ
クトホール部に拡散形成されたn+型層10を斜線で示して
いる。
ように、１列おきに垂直方向に1/2画素ピッチずつずら
した配置としている。これに伴い、第４図に斜線で示し
たように垂直CCDの埋込みチャネル３は蛇行パターンと
して、チャネル幅がほぼ一定の状態を実現している。第
５図は、チャネルストップ２と、読み出しソース層４か
らCCD埋込みチャネルへの電荷転送を行なう転送部１−
ａの部分を斜線で示している。図から明らかなように、
転送部１−ａは一列おきにその電荷読み出し方向が90゜
異なるようなパターンとなっている。これは、転送ゲー
ト電極6,7を従来と同様直線的に配置するための必要で
ある。第６図は、第１層多結晶シリコン膜による転送ゲ
ート電極６と第２層多結晶シリコン膜による転送ゲート
電極７のパターンを斜線で示し、第７図は、中継電極11
のソース層４とのコンタクトホール９およびこのコンタ
クトホール部に拡散形成されたn+型層10を斜線で示して
いる。
読み出しソース層４を上述のようなパターンとし、こ
れがそのまま画素電極，即ち開口部パターンに反映され
ると、一画素ラインがジグザグ・パターンとなってしま
う。そうすると、信号電荷を読み出した後に何らかの信
号処理をして開口部の配置ずれを補正しなければならな
い。垂直方向の1/2画素ピッチのずれを補正するために
は、読み出した信号を一旦記憶しておき、一水平周期後
に読み出された信号を利用して補正する、という措置が
必要である。これは、ハイビジョン用の固体撮像装置の
ように画素数が非常に多く、読み出し速度が高速になる
場合には非常に不都合である。そこでこの実施例では、
中継電極11のパターンおよびこの中継電極11に対する画
素電極14のコンタクトホール・パターンを工夫すること
により、読み出しソース層４の配列の1/2画素ピッチの
ずれを修正する。即ち、第８図に斜線で示すように中継
電極11のパターンを、互いに隣接する垂直列間でソース
層４の配置ずれを修正する方向に引きだす。そしてこの
中継電極11を覆う第２の絶縁膜12に形成するコンタクト
ホール13を、第９図に斜線で示すように読み出しソース
層４の配置ずれが修正されたパターンとする。これによ
り画素電極14は、第10図に斜線で示したように正方格子
状パターンとすることができる。
れがそのまま画素電極，即ち開口部パターンに反映され
ると、一画素ラインがジグザグ・パターンとなってしま
う。そうすると、信号電荷を読み出した後に何らかの信
号処理をして開口部の配置ずれを補正しなければならな
い。垂直方向の1/2画素ピッチのずれを補正するために
は、読み出した信号を一旦記憶しておき、一水平周期後
に読み出された信号を利用して補正する、という措置が
必要である。これは、ハイビジョン用の固体撮像装置の
ように画素数が非常に多く、読み出し速度が高速になる
場合には非常に不都合である。そこでこの実施例では、
中継電極11のパターンおよびこの中継電極11に対する画
素電極14のコンタクトホール・パターンを工夫すること
により、読み出しソース層４の配列の1/2画素ピッチの
ずれを修正する。即ち、第８図に斜線で示すように中継
電極11のパターンを、互いに隣接する垂直列間でソース
層４の配置ずれを修正する方向に引きだす。そしてこの
中継電極11を覆う第２の絶縁膜12に形成するコンタクト
ホール13を、第９図に斜線で示すように読み出しソース
層４の配置ずれが修正されたパターンとする。これによ
り画素電極14は、第10図に斜線で示したように正方格子
状パターンとすることができる。
以上のようにしてこの実施例によれば、読み出しソー
ス層の配列を隣接するCCDで1/2画素ピッチずれたパター
ンとすることにより、狭チャネル効果を受けることなく
基板上の面積を最大限有効に埋込みチャネルとして利用
することができ、信号電荷の転送量を多く確保すること
ができる。また垂直CCDは両方向の電荷転送が可能であ
るから、水平CCD側と反対側にオーバーフロー・ドレイ
ンを設けて過剰電荷の掃出しを行なう方式を容易に採用
することがてきる。これにより、電子シャッター機能や
ブルーミング抑制機能を持たせることができる。また画
素電極配置は正方格子状であるから、信号処理が複雑に
なることはなく、ハイビジョン用カメラなどに有用であ
る。
ス層の配列を隣接するCCDで1/2画素ピッチずれたパター
ンとすることにより、狭チャネル効果を受けることなく
基板上の面積を最大限有効に埋込みチャネルとして利用
することができ、信号電荷の転送量を多く確保すること
ができる。また垂直CCDは両方向の電荷転送が可能であ
るから、水平CCD側と反対側にオーバーフロー・ドレイ
ンを設けて過剰電荷の掃出しを行なう方式を容易に採用
することがてきる。これにより、電子シャッター機能や
ブルーミング抑制機能を持たせることができる。また画
素電極配置は正方格子状であるから、信号処理が複雑に
なることはなく、ハイビジョン用カメラなどに有用であ
る。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、その趣
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ
る。
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ
る。
［発明の効果］ 本発明によれば、積層型CCD撮像装置において、狭チ
ャネル効果の影響を受けないように基板面積を最大限有
効に利用して垂直CCDの埋込みチャネルを形成すること
ができ、優れた性能の撮像装置を実現することができ
る。
ャネル効果の影響を受けないように基板面積を最大限有
効に利用して垂直CCDの埋込みチャネルを形成すること
ができ、優れた性能の撮像装置を実現することができ
る。
また、ソース層配列の1/2画素ピッチのずれを中継電
極の配列パターンとこれに対する画素電極のコンタクト
位置を選んで修正することにより、画素電極の配列パタ
ーンを正方格子状とすることができ、画素パターンの配
列がジグザグにならないようにすることができる。さら
に、ソース層から埋込みチャネルへの信号電荷転送部の
転送方向を隣接する埋込みチャネルで90゜異ならせるこ
とにより、ソース層配列が1/2画素ピッチずれていても
転送電極を直線状に配置することができ、垂直方向に互
いに1/2画素ピッチずれて配列されたソース層から同一
の転送電極下の埋込みチャネルに対して信号電荷を読出
して転送することができる。
極の配列パターンとこれに対する画素電極のコンタクト
位置を選んで修正することにより、画素電極の配列パタ
ーンを正方格子状とすることができ、画素パターンの配
列がジグザグにならないようにすることができる。さら
に、ソース層から埋込みチャネルへの信号電荷転送部の
転送方向を隣接する埋込みチャネルで90゜異ならせるこ
とにより、ソース層配列が1/2画素ピッチずれていても
転送電極を直線状に配置することができ、垂直方向に互
いに1/2画素ピッチずれて配列されたソース層から同一
の転送電極下の埋込みチャネルに対して信号電荷を読出
して転送することができる。
第１図は本発明の一実施例の積層型CCD撮像装置の要部
構造を示す平面図、第２図および第３図はそれぞれ第１
図のＡ−Ａ′およびＢ−Ｂ′断面図、第４図〜第10図は
その各構成要素のパターンを強調して示す図、第11図は
従来のCCD撮像装置の要部構造を示す断面図、第12図は
積層型CCD撮像装置の要部構造を示す断面図、第13A図〜
第13C図は第11図の構成での一画素セルの各構成要素を
強調して示すレイアウト図、第14A図〜第14C図は同じく
画素セルの横方向サイズを縮小した場合のレイアウト
図、第15A図〜第15C図は第12図の構成での一画素セルの
各構成要素を強調して示すレイアウト図、第16A図〜第1
6C図はその埋込みチャネルを最大限広くした場合のレイ
アウト図、第17A図〜第17C図はその画素セルの横方向サ
イズを縮小した場合のレイアウト図、第18図は埋込みチ
ャネルのチャネル幅とチャネル・ポテンシャルの関係を
測定した結果を示す図、第19図はその測定に利用したMO
Sトランジスタ構造を示す図、第20図は、第12図の構造
における転送ゲート電極とチャネルストップのパターン
関係の一例を示す図、第21図はその時のＣ−Ｃ′断面で
のチャネル・ポテンシャルの様子を示す図、第22図は他
の転送ゲート電極とチャネルストップのパターン関係の
を示す図、第23図はその時のＣ−Ｃ′断面でのチャネル
・ポテンシャルの様子を示す図、第24図は更に他の転送
ゲート電極とチャネルストップのパターン関係のを示す
図、第25図はその時のＣ−Ｃ′断面でのチャネル・ポテ
ンシャルの様子を示す図である。 １……ｐ型Si基板、２……p+型チャネルストップ、３…
…n-型埋込みチャネル、４……n-型読み出しソース層、
５……ゲート絶縁膜、６……第１層転送ゲート電極、７
……第２層転送ゲート電極、８……第１の絶縁膜、９…
…コンタクトホール、10……n+型層、11……中継電極、
12……第２の絶縁膜、13……コンタクトホール、14……
画素電極、15……ａ−Si:H膜、16……ｐ型ａ−SiC:H
膜、17……透明電極。
構造を示す平面図、第２図および第３図はそれぞれ第１
図のＡ−Ａ′およびＢ−Ｂ′断面図、第４図〜第10図は
その各構成要素のパターンを強調して示す図、第11図は
従来のCCD撮像装置の要部構造を示す断面図、第12図は
積層型CCD撮像装置の要部構造を示す断面図、第13A図〜
第13C図は第11図の構成での一画素セルの各構成要素を
強調して示すレイアウト図、第14A図〜第14C図は同じく
画素セルの横方向サイズを縮小した場合のレイアウト
図、第15A図〜第15C図は第12図の構成での一画素セルの
各構成要素を強調して示すレイアウト図、第16A図〜第1
6C図はその埋込みチャネルを最大限広くした場合のレイ
アウト図、第17A図〜第17C図はその画素セルの横方向サ
イズを縮小した場合のレイアウト図、第18図は埋込みチ
ャネルのチャネル幅とチャネル・ポテンシャルの関係を
測定した結果を示す図、第19図はその測定に利用したMO
Sトランジスタ構造を示す図、第20図は、第12図の構造
における転送ゲート電極とチャネルストップのパターン
関係の一例を示す図、第21図はその時のＣ−Ｃ′断面で
のチャネル・ポテンシャルの様子を示す図、第22図は他
の転送ゲート電極とチャネルストップのパターン関係の
を示す図、第23図はその時のＣ−Ｃ′断面でのチャネル
・ポテンシャルの様子を示す図、第24図は更に他の転送
ゲート電極とチャネルストップのパターン関係のを示す
図、第25図はその時のＣ−Ｃ′断面でのチャネル・ポテ
ンシャルの様子を示す図である。 １……ｐ型Si基板、２……p+型チャネルストップ、３…
…n-型埋込みチャネル、４……n-型読み出しソース層、
５……ゲート絶縁膜、６……第１層転送ゲート電極、７
……第２層転送ゲート電極、８……第１の絶縁膜、９…
…コンタクトホール、10……n+型層、11……中継電極、
12……第２の絶縁膜、13……コンタクトホール、14……
画素電極、15……ａ−Si:H膜、16……ｐ型ａ−SiC:H
膜、17……透明電極。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板に複数本の埋込みチャネルが形
成され、各埋込みチャネル上にゲート絶縁膜を介して転
送電極が形成され、かつ各埋込みチャネルに沿ってここ
に各画素の信号電荷を供給するための各画素毎のソース
層が配列形成されたCCD走査基板に、第１の絶縁膜を介
して前記各ソース層にコンタクトする中継電極が配列形
成され、この上に第２の絶縁膜を介して前記各中継電極
にコンタクトとする画素電極が配列形成され、この上に
光導電膜が積層された固体撮像装置において、前記ソー
ス層の配列は、水平方向に隣接するものが垂直方向に1/
2画素ピッチずれたパターンとし、かつ前記埋込みチャ
ネルをチャネル幅略一定の蛇行パターンとし、前記ソー
ス層配列の1/2画素ピッチのずれは、前記中継電極の配
列パターンとこれに対する前記画素電極のコンタクト位
置を選ぶことにより修正され、前記画素電極の配列パタ
ーンを正方格子状とし、前記ソース層から前記埋込みチ
ャネルへの信号電荷転送部の転送方向は、隣接する埋込
みチャネルで90゜異ならせていることを特徴とする固体
撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62245404A JP2597600B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 固体撮像装置 |
| US07/248,975 US4884143A (en) | 1987-09-29 | 1988-09-26 | Lamination type solid image pick up apparatus for avoiding a narrow channel effect |
| FR8812773A FR2621200B1 (fr) | 1987-09-29 | 1988-09-29 | Appareil de prise de vues du type monolithique a semiconducteurs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62245404A JP2597600B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489363A JPS6489363A (en) | 1989-04-03 |
| JP2597600B2 true JP2597600B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=17133148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62245404A Expired - Fee Related JP2597600B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 固体撮像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4884143A (ja) |
| JP (1) | JP2597600B2 (ja) |
| FR (1) | FR2621200B1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01171361A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 原稿読取装置 |
| US5036396A (en) * | 1989-06-19 | 1991-07-30 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Solid image-pickup device having storage cell unit |
| JP2727770B2 (ja) * | 1991-01-23 | 1998-03-18 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
| US5274476A (en) * | 1991-08-14 | 1993-12-28 | Gold Star Electron Co., Ltd. | CCD image sensor with photodiodes in a zig-zag pattern and particular transfer gate electrodes formed over channel stop regions and VCCD regions |
| JP2825702B2 (ja) * | 1992-05-20 | 1998-11-18 | シャープ株式会社 | 固体撮像素子 |
| JP4092409B2 (ja) * | 1999-08-18 | 2008-05-28 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子 |
| US6822682B1 (en) * | 1999-08-18 | 2004-11-23 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state image pickup device and its read method |
| JP4199387B2 (ja) | 1999-10-07 | 2008-12-17 | 富士フイルム株式会社 | 電荷転送路およびそれを用いた固体撮像装置 |
| JP4324502B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2009-09-02 | 富士フイルム株式会社 | Ｃｃｄ型固体撮像素子及びデジタルカメラ |
| JP4533667B2 (ja) | 2004-05-28 | 2010-09-01 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換膜積層型固体撮像装置 |
| KR100626009B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2006-09-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 박막 트랜지스터 구조체 및 이를 구비하는 평판디스플레이 장치 |
| JP2006024741A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937629B2 (ja) * | 1975-01-30 | 1984-09-11 | ソニー株式会社 | 固体撮像体 |
| JPS593066B2 (ja) * | 1975-09-18 | 1984-01-21 | ソニー株式会社 | コタイサツゾウタイ |
| JPS55160472A (en) * | 1979-05-31 | 1980-12-13 | Fujitsu Ltd | Charge transfer device |
| JPS55163951A (en) * | 1979-06-08 | 1980-12-20 | Toshiba Corp | Solid-state pickup unit |
| US4602289A (en) * | 1982-05-31 | 1986-07-22 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Solid state image pick-up device |
| JPS60187187A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
| JPS61248553A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| JPS6273661A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
-
1987
- 1987-09-29 JP JP62245404A patent/JP2597600B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-09-26 US US07/248,975 patent/US4884143A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-29 FR FR8812773A patent/FR2621200B1/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2621200A1 (fr) | 1989-03-31 |
| US4884143A (en) | 1989-11-28 |
| JPS6489363A (en) | 1989-04-03 |
| FR2621200B1 (fr) | 1996-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |