JP2658845B2 - 固体撮像素子およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子およびその製造方法Info
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- JP2658845B2 JP2658845B2 JP5320641A JP32064193A JP2658845B2 JP 2658845 B2 JP2658845 B2 JP 2658845B2 JP 5320641 A JP5320641 A JP 5320641A JP 32064193 A JP32064193 A JP 32064193A JP 2658845 B2 JP2658845 B2 JP 2658845B2
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- electrode
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- imaging device
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子及びその製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体撮像素子の水平ＣＣＤは二相
クロックをかけることによって電荷を転送する。転送速
度が速いため二相クロックを用いるが、二相クロックの
みでは電荷が転送されず、一電極下のポテンシャルに段
差を設け、一方向に電荷が流れるように電荷転送チャネ
ルを形成している。このポテンシャル段差の低い部分を
バリア領域と呼び、反対に高い部分をストレージ領域と
呼ぶ。このうちバリア領域を形成するために、第二層目
の電極下にボロンのイオン注入を行っていた。
クロックをかけることによって電荷を転送する。転送速
度が速いため二相クロックを用いるが、二相クロックの
みでは電荷が転送されず、一電極下のポテンシャルに段
差を設け、一方向に電荷が流れるように電荷転送チャネ
ルを形成している。このポテンシャル段差の低い部分を
バリア領域と呼び、反対に高い部分をストレージ領域と
呼ぶ。このうちバリア領域を形成するために、第二層目
の電極下にボロンのイオン注入を行っていた。
【０００３】ところで、固体撮像素子の小型化への要求
は年々高まり、これを解決するための一手段として水平
ＣＣＤは転送方向の単位長さを短縮する代わりに幅を広
げて転送電荷量を確保していた。またボロンを注入する
のではなく、ナローチャネル効果（狭チャネル効果）に
よってバリア領域を形成することも行われ、昭和５６年
１２月１６日のテレビジョン学会技術報告の「ナローチ
ャネルＣＣＤ単板カラーカメラ」（特に図８、以後従来
例１と略す）や特開平４−１３４８３３号公報（特に図
９、以後従来例２と略す）によってすでに報告されてい
る。
は年々高まり、これを解決するための一手段として水平
ＣＣＤは転送方向の単位長さを短縮する代わりに幅を広
げて転送電荷量を確保していた。またボロンを注入する
のではなく、ナローチャネル効果（狭チャネル効果）に
よってバリア領域を形成することも行われ、昭和５６年
１２月１６日のテレビジョン学会技術報告の「ナローチ
ャネルＣＣＤ単板カラーカメラ」（特に図８、以後従来
例１と略す）や特開平４−１３４８３３号公報（特に図
９、以後従来例２と略す）によってすでに報告されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の水平ＣＣＤは、
ボロンのイオン注入でバリア領域を形成するため、バリ
ア領域が一様に低いポテンシャルとなり、ストレージ領
域の面積で転送電荷量が決まってしまうという問題があ
った。
ボロンのイオン注入でバリア領域を形成するため、バリ
ア領域が一様に低いポテンシャルとなり、ストレージ領
域の面積で転送電荷量が決まってしまうという問題があ
った。
【０００５】また、前述の従来例１においては、従来例
２にも示されているように、チャネルにポケットが生
じ、転送不良を起こすという問題があった。この問題点
を受けて従来例２においては単層二相駆動の実施例を上
げているが、単層の電極間の電位を制御するための電極
が必要で、本来必要でない余分な入力信号が必要となる
問題が生じる。
２にも示されているように、チャネルにポケットが生
じ、転送不良を起こすという問題があった。この問題点
を受けて従来例２においては単層二相駆動の実施例を上
げているが、単層の電極間の電位を制御するための電極
が必要で、本来必要でない余分な入力信号が必要となる
問題が生じる。
【０００６】また、従来例１及び従来例２に示されてい
る矩形状電極によるナローチャネル効果でバリア領域を
形成した場合には、ボロン注入の置き換えになるだけ
で、ストレージ領域の面積で転送電荷量が決まってしま
う。
る矩形状電極によるナローチャネル効果でバリア領域を
形成した場合には、ボロン注入の置き換えになるだけ
で、ストレージ領域の面積で転送電荷量が決まってしま
う。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題を解
決する固体撮像素子を提供する。すなわち本発明の二層
電極二相駆動の水平ＣＣＤを有する固体撮像素子におい
て、第二層目の電極を転送方向とは逆方向に狭まるよう
な台形形状とし、前記形状により生じるナローチャネル
効果により勾配を有するポテンシャル領域でバリア領域
を形成すること特徴とする。またこの固体撮像素子にお
いて、転送チャネル領域にあり第一層と第二層の両電極
にカバーされない部分にボロンを注入することによって
チャネルストップを形成し、第二層電極を台形形状によ
るバリア領域のナローチャネル効果を強めることも可能
である。
決する固体撮像素子を提供する。すなわち本発明の二層
電極二相駆動の水平ＣＣＤを有する固体撮像素子におい
て、第二層目の電極を転送方向とは逆方向に狭まるよう
な台形形状とし、前記形状により生じるナローチャネル
効果により勾配を有するポテンシャル領域でバリア領域
を形成すること特徴とする。またこの固体撮像素子にお
いて、転送チャネル領域にあり第一層と第二層の両電極
にカバーされない部分にボロンを注入することによって
チャネルストップを形成し、第二層電極を台形形状によ
るバリア領域のナローチャネル効果を強めることも可能
である。
【０００８】本発明による台形形状電極のナローチャネ
ル効果を利用したバリア領域の構造を用いれば、台形の
広い方はポテンシャルが高く、台形の狭い方はポテンシ
ャルの低い、勾配を持ったポテンシャルのバリア領域が
形成できる。この時電荷が蓄積することで、ストレージ
領域の電位は低くなり、バリア領域の最低電位に一致し
たとき、ストレージ領域だけではなくバリア領域にも電
荷が蓄積される。この蓄積された電荷量が転送電荷量で
ある。従って、従来のボロンのイオン注入でバリア領域
を形成する場合や、矩形形状電極によるナローチャネル
で形成されたバリア領域では、勾配のない一様に低いポ
テンシャルのため、電荷はストレージ領域にしか蓄積で
きないのに対して、バリア領域に蓄積できる分だけ多く
転送電荷量を確保できる。
ル効果を利用したバリア領域の構造を用いれば、台形の
広い方はポテンシャルが高く、台形の狭い方はポテンシ
ャルの低い、勾配を持ったポテンシャルのバリア領域が
形成できる。この時電荷が蓄積することで、ストレージ
領域の電位は低くなり、バリア領域の最低電位に一致し
たとき、ストレージ領域だけではなくバリア領域にも電
荷が蓄積される。この蓄積された電荷量が転送電荷量で
ある。従って、従来のボロンのイオン注入でバリア領域
を形成する場合や、矩形形状電極によるナローチャネル
で形成されたバリア領域では、勾配のない一様に低いポ
テンシャルのため、電荷はストレージ領域にしか蓄積で
きないのに対して、バリア領域に蓄積できる分だけ多く
転送電荷量を確保できる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す上面並び
に断面図である。図１においては、半導体基板にシリコ
ンを用いている。４のＰ型領域の上に３のｎ型領域の電
荷転送のチャネルが形成されている。１の第一層目の電
極は矩形に形成し、２の第二層目の電極は転送方向とは
逆方向に狭くなる台形形状に形成している。二相駆動の
電極電圧をＶ１、Ｖ２とし、それぞれの配線をＶ１配
線、Ｖ２配線とする。図２にＶ１、Ｖ２のタイミングチ
ャートを示す。図３ａ〜図３ｄには第１の実施例の駆動
状態のポテンシャルと電荷の動きを示す。図２の時刻Ｔ
１〜Ｔ４が図３ａ〜図３ｄに対応する。
に断面図である。図１においては、半導体基板にシリコ
ンを用いている。４のＰ型領域の上に３のｎ型領域の電
荷転送のチャネルが形成されている。１の第一層目の電
極は矩形に形成し、２の第二層目の電極は転送方向とは
逆方向に狭くなる台形形状に形成している。二相駆動の
電極電圧をＶ１、Ｖ２とし、それぞれの配線をＶ１配
線、Ｖ２配線とする。図２にＶ１、Ｖ２のタイミングチ
ャートを示す。図３ａ〜図３ｄには第１の実施例の駆動
状態のポテンシャルと電荷の動きを示す。図２の時刻Ｔ
１〜Ｔ４が図３ａ〜図３ｄに対応する。
【００１０】図４ａ、４ｂは本発明の第２の実施例を示
す上面図である。フォトレジストを現像によって図４ａ
のように形成し、第一層・第二層の電極をマスクとする
セルフアラインで、センサ表面をｐ+ 型にするためのボ
ロンを電極周辺部にも注入する。このボロンのドーズ量
は、バリア領域を形成する場合のボロンのドーズ量より
も１桁〜２桁高いので、ボロン注入でバリア領域を形成
する場合と兼用するには不適当であった。第２の実施例
では、センサ表面をＰ+ 型にするためのボロンを電極周
辺部に注入することで、第二層電極の台形形状によるバ
リア領域のナローチャネル効果を強化している。
す上面図である。フォトレジストを現像によって図４ａ
のように形成し、第一層・第二層の電極をマスクとする
セルフアラインで、センサ表面をｐ+ 型にするためのボ
ロンを電極周辺部にも注入する。このボロンのドーズ量
は、バリア領域を形成する場合のボロンのドーズ量より
も１桁〜２桁高いので、ボロン注入でバリア領域を形成
する場合と兼用するには不適当であった。第２の実施例
では、センサ表面をＰ+ 型にするためのボロンを電極周
辺部に注入することで、第二層電極の台形形状によるバ
リア領域のナローチャネル効果を強化している。
【００１１】図５は本発明の第３の実施例を示す上面並
びに断面図である。電荷転送チャネル幅が広い場合は、
第１の実施例のように第二層電極が台形形状に加工する
のが難しい。また電荷はジグザクに転送されるが、その
振れ幅が大きいと転送不良になる。そこで、台形形状を
複数個形成することで、電極加工を容易にし、電荷転送
のジグザクを振れ幅を抑えたものである。
びに断面図である。電荷転送チャネル幅が広い場合は、
第１の実施例のように第二層電極が台形形状に加工する
のが難しい。また電荷はジグザクに転送されるが、その
振れ幅が大きいと転送不良になる。そこで、台形形状を
複数個形成することで、電極加工を容易にし、電荷転送
のジグザクを振れ幅を抑えたものである。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればＣ
ＣＤの転送チャネルの幅を広げずに転送電荷量を確保す
ることができる。バリア領域を形成するための特別なボ
ロンイオン注入プロセスが不用になる。バリア領域には
ポテンシャルの勾配が生じるので、電荷の転送効率が従
来よりも改善する。また、単層でないために、電極間の
電位を制御するための電極を設ける必要がない。
ＣＤの転送チャネルの幅を広げずに転送電荷量を確保す
ることができる。バリア領域を形成するための特別なボ
ロンイオン注入プロセスが不用になる。バリア領域には
ポテンシャルの勾配が生じるので、電荷の転送効率が従
来よりも改善する。また、単層でないために、電極間の
電位を制御するための電極を設ける必要がない。
【図１】本発明の実施例１に関わる水平ＣＣＤの上面並
びに断面図である。
びに断面図である。
【図２】二相駆動におけるＶ１、Ｖ２電圧のタイミング
チャートである。
チャートである。
【図３】図２のタイミングチャートにおける、図１の実
施例１の動作状態を示す説明する図である。
施例１の動作状態を示す説明する図である。
【図４】本発明の実施例２に関わる水平ＣＣＤの上面図
である。
である。
【図５】本発明の実施例３に関わる水平ＣＣＤの上面並
びに断面図である。
びに断面図である。
【図６】従来例のボロン注入によるバリア領域形成の水
平ＣＣＤの上面並びに断面図、及びバリア領域形成のプ
ロセスを示す断面図である。
平ＣＣＤの上面並びに断面図、及びバリア領域形成のプ
ロセスを示す断面図である。
【図７】図２にタイミングチャートにおける、図６
（ａ）の従来例の動作状態を示す説明する図である。
（ａ）の従来例の動作状態を示す説明する図である。
【図８】従来例１のナローチャネル効果によるバリア領
域形成の水平ＣＣＤの上面並びに断面図である。
域形成の水平ＣＣＤの上面並びに断面図である。
【図９】従来例２のナローチャネル効果によるバリア領
域形成の水平ＣＣＤの上面並びに断面図である。
域形成の水平ＣＣＤの上面並びに断面図である。
１ 第一層目の電極 ２ 第二層目の電極 ３ ｎ型シリコン領域 ４ ｐ型シリコン領域 ５ コンタクト部分 ６ Ｖ１配線 ７ Ｖ２配線 ８ 露光後のレジストパターン ９ ボロンの注入領域 １０ ボロンが注入された、ｎ−型シリコン領域 １１ ボロン・イオン注入 １２ ナローチャネルを生じさせるためのボロンの注
入領域 １３ ＤＣ電極
入領域 １３ ＤＣ電極
Claims (3)
- 【請求項１】 第一層目の電極を形成後、第二層の電極
を形成し、該第一層電極と該第二層電極を配線で結合し
て一組の電極とする、二層電極二相駆動の水平ＣＣＤを
有する固体撮像素子において、当該水平ＣＣＤの第二層
目の電極を転送方向と逆に狭まる台形形状にし、前記形
状により生じるナローチャネル効果により勾配を有する
ポテンシャル領域でバリア領域を形成することを特徴と
する固体撮像素子。 - 【請求項２】 転送チャネル領域において、第一層と第
二層の両電極にカバーされない部分にボロンが注入され
ていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 センサの表面をＰ+ 型にするためのボロ
ンのイオン注入と同時に第一層と第二層の両電極をマス
クとし、セルフアラインでボロンのイオン注入を行うこ
とを特徴とする請求項２記載の固体撮像素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5320641A JP2658845B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5320641A JP2658845B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176725A JPH07176725A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2658845B2 true JP2658845B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=18123681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5320641A Expired - Lifetime JP2658845B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658845B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5410738B2 (ja) * | 2008-11-25 | 2014-02-05 | シャープ株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子情報機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5175602A (en) | 1990-10-16 | 1992-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pseudo bi-phase charge coupled device having narrow channel effect |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04134833A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-08 | Toshiba Corp | 電荷結合装置 |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5320641A patent/JP2658845B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5175602A (en) | 1990-10-16 | 1992-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Pseudo bi-phase charge coupled device having narrow channel effect |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07176725A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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