JP2820019B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JP2820019B2 JP2820019B2 JP6036332A JP3633294A JP2820019B2 JP 2820019 B2 JP2820019 B2 JP 2820019B2 JP 6036332 A JP6036332 A JP 6036332A JP 3633294 A JP3633294 A JP 3633294A JP 2820019 B2 JP2820019 B2 JP 2820019B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子に関し、
特に、インターライン転送方式の固体撮像素子のよう
な、光電変換領域にて生成され同領域に蓄積された信号
電荷をＣＣＤ（電荷結合素子）を介して読み出すように
した固体撮像素子に関する。
特に、インターライン転送方式の固体撮像素子のよう
な、光電変換領域にて生成され同領域に蓄積された信号
電荷をＣＣＤ（電荷結合素子）を介して読み出すように
した固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、この種インターライン転送方式
固体撮像素子の概略の構成を示す平面図である。同図に
おいて、１００は光電変換を行うフォトダイオード、２
００は信号電荷を縦方向に転送する垂直ＣＣＤレジス
タ、３００は、信号電荷をフォトダイオード１００から
垂直ＣＣＤレジスタ２００へ読み出すための信号電荷読
み出し部、４００は信号電荷を横方向に転送する水平Ｃ
ＣＤレジスタ、５００は信号電荷を検知し増幅する出力
部である。
固体撮像素子の概略の構成を示す平面図である。同図に
おいて、１００は光電変換を行うフォトダイオード、２
００は信号電荷を縦方向に転送する垂直ＣＣＤレジス
タ、３００は、信号電荷をフォトダイオード１００から
垂直ＣＣＤレジスタ２００へ読み出すための信号電荷読
み出し部、４００は信号電荷を横方向に転送する水平Ｃ
ＣＤレジスタ、５００は信号電荷を検知し増幅する出力
部である。
【０００３】この固体撮像素子の動作は概略次の通りで
ある。各フォトダイオード１００は光電変換により入射
光量に応じた信号電荷を生成し蓄積しておく。一定の蓄
積期間経過後の垂直ブランキング期間内に、フォトダイ
オード内に蓄積された信号電荷は信号電荷読み出し部３
００を介して隣接する垂直ＣＣＤレジスタ２００に一括
して読み出される。続いて、この信号電荷は複数の垂直
ＣＣＤレジスタ２００を並列に図の下方に向かって一段
ずつ転送され、各垂直ＣＣＤレジスタの最終転送段から
１行分ずつ水平ＣＣＤレジスタ４００へ転送される。次
いで、この信号電荷は水平ＣＣＤレジスタ４００を図の
左方に順次転送され、出力部５００において電圧信号に
変換された後、時系列の映像信号として出力される。
ある。各フォトダイオード１００は光電変換により入射
光量に応じた信号電荷を生成し蓄積しておく。一定の蓄
積期間経過後の垂直ブランキング期間内に、フォトダイ
オード内に蓄積された信号電荷は信号電荷読み出し部３
００を介して隣接する垂直ＣＣＤレジスタ２００に一括
して読み出される。続いて、この信号電荷は複数の垂直
ＣＣＤレジスタ２００を並列に図の下方に向かって一段
ずつ転送され、各垂直ＣＣＤレジスタの最終転送段から
１行分ずつ水平ＣＣＤレジスタ４００へ転送される。次
いで、この信号電荷は水平ＣＣＤレジスタ４００を図の
左方に順次転送され、出力部５００において電圧信号に
変換された後、時系列の映像信号として出力される。
【０００４】図７（ａ）は、図６のＡにて囲まれた部分
の従来の構成を示す平面図であり、図７（ｂ）はそのＢ
−Ｂ′線に沿った断面図である。また、図８は、図７
（ａ）のＣ−Ｃ′線に沿った断面図である。図７、図８
において、１は、ｎ型拡散層からなる、フォトダイオー
ドの一方の領域を構成する光電変換領域、２は、ｎ型拡
散層からなる、垂直ＣＣＤレジスタのＣＣＤチャネル領
域、３は、第２層ポリシリコンにより形成された、垂直
ＣＣＤレジスタの電荷転送電極、４は、第１層ポリシリ
コンにより形成された、垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送
電極、５は、電荷転送電極３と一体的に形成された、信
号電荷読み出し部のトランスファゲート、６はｎ型半導
体基板、７はｐ型ウェル、８はｐ型不純物領域、９は光
電変換領域１内に蓄積された信号電荷をＣＣＤチャネル
領域２へ読み出すための読み出し領域、１０は、各光電
変換領域１やＣＣＤチャネル領域２等を互いに分離する
ための、ｐ+ 型不純物領域からなる素子分離領域、１１
はフォトダイオードを埋め込み型とするためのｐ+ 型表
面不純物領域、１２は絶縁膜、１３はＡｌ等で形成され
た金属遮光膜である。
の従来の構成を示す平面図であり、図７（ｂ）はそのＢ
−Ｂ′線に沿った断面図である。また、図８は、図７
（ａ）のＣ−Ｃ′線に沿った断面図である。図７、図８
において、１は、ｎ型拡散層からなる、フォトダイオー
ドの一方の領域を構成する光電変換領域、２は、ｎ型拡
散層からなる、垂直ＣＣＤレジスタのＣＣＤチャネル領
域、３は、第２層ポリシリコンにより形成された、垂直
ＣＣＤレジスタの電荷転送電極、４は、第１層ポリシリ
コンにより形成された、垂直ＣＣＤレジスタの電荷転送
電極、５は、電荷転送電極３と一体的に形成された、信
号電荷読み出し部のトランスファゲート、６はｎ型半導
体基板、７はｐ型ウェル、８はｐ型不純物領域、９は光
電変換領域１内に蓄積された信号電荷をＣＣＤチャネル
領域２へ読み出すための読み出し領域、１０は、各光電
変換領域１やＣＣＤチャネル領域２等を互いに分離する
ための、ｐ+ 型不純物領域からなる素子分離領域、１１
はフォトダイオードを埋め込み型とするためのｐ+ 型表
面不純物領域、１２は絶縁膜、１３はＡｌ等で形成され
た金属遮光膜である。
【０００５】光電変換領域１において光電変換により生
成されここに蓄積された信号電荷はトランスファゲート
５に１０〜１５Ｖの読み出しパルスを印加するすること
により、読み出し領域９を通ってＣＣＤチャネル領域２
へ読み出される。その後、電荷転送電極３、４に−５〜
−８Ｖの転送パルスを印加することにより、信号電荷は
ＣＣＤチャネル領域２を、図７（ｂ）において左から右
へ、また図８において紙面に垂直方向に転送される。読
み出し領域９は、トランスファゲート５に読み出しパル
スが印加されたときに導通して光電変換領域１内の信号
電荷を完全にＣＣＤチャネル領域内へ転送できるよう
に、かつ、電荷転送電極３、４に転送パルスが印加され
てＣＣＤチャネル領域２内を信号電荷が転送されている
ときには、非導通状態を維持できるように、その不純物
濃度が最適値に設定されている。
成されここに蓄積された信号電荷はトランスファゲート
５に１０〜１５Ｖの読み出しパルスを印加するすること
により、読み出し領域９を通ってＣＣＤチャネル領域２
へ読み出される。その後、電荷転送電極３、４に−５〜
−８Ｖの転送パルスを印加することにより、信号電荷は
ＣＣＤチャネル領域２を、図７（ｂ）において左から右
へ、また図８において紙面に垂直方向に転送される。読
み出し領域９は、トランスファゲート５に読み出しパル
スが印加されたときに導通して光電変換領域１内の信号
電荷を完全にＣＣＤチャネル領域内へ転送できるよう
に、かつ、電荷転送電極３、４に転送パルスが印加され
てＣＣＤチャネル領域２内を信号電荷が転送されている
ときには、非導通状態を維持できるように、その不純物
濃度が最適値に設定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】光電変換領域１に蓄積
された電荷をＣＣＤチャネル領域２に読み出すために、
トランスファゲート５（電荷転送電極３）に印加する電
圧は、駆動回路の制約から１５Ｖ以下であることが要求
される。ここで、トランスファゲート下のチャネル（読
み出し領域９）は、その幅Ｗ［図７（ａ）参照］が狭い
と、当該チャネル幅を決定すべく設けられた素子分離領
域１０によるポテンシャル変調をうけてオンしにくくな
る。
された電荷をＣＣＤチャネル領域２に読み出すために、
トランスファゲート５（電荷転送電極３）に印加する電
圧は、駆動回路の制約から１５Ｖ以下であることが要求
される。ここで、トランスファゲート下のチャネル（読
み出し領域９）は、その幅Ｗ［図７（ａ）参照］が狭い
と、当該チャネル幅を決定すべく設けられた素子分離領
域１０によるポテンシャル変調をうけてオンしにくくな
る。
【０００７】この問題を回避するために、従来はチャネ
ル幅Ｗを素子分離領域からのポテンシャル変調を受ける
ことのない程度に十分広く設定していた。しかし、この
ようにした場合には、図７（ｂ）に示されるように、ト
ランスファゲートを兼ねる、第２層ポリシリコンによっ
て形成される電荷転送電極３の電極長（垂直ＣＣＤレジ
スタの電荷転送方向の電極長）ｌ1 が第１層ポリシリコ
ンにより形成される電荷転送電極４の電極長ｌ2 に比較
して長くなる。
ル幅Ｗを素子分離領域からのポテンシャル変調を受ける
ことのない程度に十分広く設定していた。しかし、この
ようにした場合には、図７（ｂ）に示されるように、ト
ランスファゲートを兼ねる、第２層ポリシリコンによっ
て形成される電荷転送電極３の電極長（垂直ＣＣＤレジ
スタの電荷転送方向の電極長）ｌ1 が第１層ポリシリコ
ンにより形成される電荷転送電極４の電極長ｌ2 に比較
して長くなる。
【０００８】一般にＣＣＤの転送効率は主として転送電
極と転送電極との間に発生するフリンジ電界により決定
される。特に、転送電極下の最小の電界に大きく依存
し、最小フリンジ電界が大きいほど転送に要する時間
（転送時間）が短くなり、転送効率は向上する。
極と転送電極との間に発生するフリンジ電界により決定
される。特に、転送電極下の最小の電界に大きく依存
し、最小フリンジ電界が大きいほど転送に要する時間
（転送時間）が短くなり、転送効率は向上する。
【０００９】図９に従来例の垂直ＣＣＤレジスタの断面
図とＣＣＤチャネル領域のポテンシャル分布を示す。図
９（ｂ）は、このＣＣＤを４相の転送クロックにより駆
動したときのチャネル領域のポテンシャル分布を示す。
同図では、ポテンシャルは下向きを正をとって示されて
いる。図９（ａ）に示されるように、電荷転送電極３の
電極長ｌ1 は、電荷転送電極４の電極長ｌ2 より長く形
成されているため、最小の電界は電荷転送電極３の中央
部にあらわれ、その値はこの電極の電極長ｌ1が大きく
なるほど低くなる。
図とＣＣＤチャネル領域のポテンシャル分布を示す。図
９（ｂ）は、このＣＣＤを４相の転送クロックにより駆
動したときのチャネル領域のポテンシャル分布を示す。
同図では、ポテンシャルは下向きを正をとって示されて
いる。図９（ａ）に示されるように、電荷転送電極３の
電極長ｌ1 は、電荷転送電極４の電極長ｌ2 より長く形
成されているため、最小の電界は電荷転送電極３の中央
部にあらわれ、その値はこの電極の電極長ｌ1が大きく
なるほど低くなる。
【００１０】そのため、従来のＣＣＤレジスタでは、転
送効率が低下し転送可能電荷量も低くなっていた。本願
発明は、この点に鑑みてなされたものであり、その目的
とするところは、ＣＣＤレジスタのチャネル部のポテン
シャルの傾きの最小値をできるだけ大きくなるようにし
て、転送効率を向上させ、転送可能電荷量を大きくする
ことである。
送効率が低下し転送可能電荷量も低くなっていた。本願
発明は、この点に鑑みてなされたものであり、その目的
とするところは、ＣＣＤレジスタのチャネル部のポテン
シャルの傾きの最小値をできるだけ大きくなるようにし
て、転送効率を向上させ、転送可能電荷量を大きくする
ことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明によれば、複数の光電変換領域（１）と、前
記光電変換領域に隣接して設けられたＣＣＤチャネル領
域（２）と、前記光電変換領域と前記ＣＣＤチャネル領
域との間に設けられた電荷読み出し領域（９）と、前記
ＣＣＤチャネル領域上に設けられた複数の電荷転送電極
（３、４）と、前記電荷読み出し領域上に設けられた、
前記光電変換領域から前記ＣＣＤチャネル領域へ信号電
荷を読み出すためのトランスファゲート（５）と、を備
え、前記トランスファゲートが一部の電荷転送電極と一
体化されている固体撮像素子において、前記トランスフ
ァゲート（５）と一体化されている電荷転送電極（３）
の電荷転送方向の電極長が他の電荷転送電極（４）のそ
れと実質的に等しく、かつ、前記トランスファゲートの
ゲート幅は光電変換領域側で最大でＣＣＤチャネル 領域
に向かって徐々に狭くなされていることを特徴とする固
体撮像素子が提供される。
め、本発明によれば、複数の光電変換領域（１）と、前
記光電変換領域に隣接して設けられたＣＣＤチャネル領
域（２）と、前記光電変換領域と前記ＣＣＤチャネル領
域との間に設けられた電荷読み出し領域（９）と、前記
ＣＣＤチャネル領域上に設けられた複数の電荷転送電極
（３、４）と、前記電荷読み出し領域上に設けられた、
前記光電変換領域から前記ＣＣＤチャネル領域へ信号電
荷を読み出すためのトランスファゲート（５）と、を備
え、前記トランスファゲートが一部の電荷転送電極と一
体化されている固体撮像素子において、前記トランスフ
ァゲート（５）と一体化されている電荷転送電極（３）
の電荷転送方向の電極長が他の電荷転送電極（４）のそ
れと実質的に等しく、かつ、前記トランスファゲートの
ゲート幅は光電変換領域側で最大でＣＣＤチャネル 領域
に向かって徐々に狭くなされていることを特徴とする固
体撮像素子が提供される。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１（ａ）は、本発明の参考例の画素領域
の部分平面図であって、これは図６のＡにて囲まれた部
分の状態を示したものであり、また図１（ｂ）は、図１
（ａ）のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。画素は、光
電変換領域１、ＣＣＤチャネル領域２、第２層ポリシリ
コンからなる電荷転送電極３、第１層電荷転送電極４、
電荷転送電極３と一体的に形成されたトランスファゲー
ト５およびトランスファゲート５下の読み出し領域等に
より構成されている。
て説明する。図１（ａ）は、本発明の参考例の画素領域
の部分平面図であって、これは図６のＡにて囲まれた部
分の状態を示したものであり、また図１（ｂ）は、図１
（ａ）のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。画素は、光
電変換領域１、ＣＣＤチャネル領域２、第２層ポリシリ
コンからなる電荷転送電極３、第１層電荷転送電極４、
電荷転送電極３と一体的に形成されたトランスファゲー
ト５およびトランスファゲート５下の読み出し領域等に
より構成されている。
【００１３】図１（ｂ）に示されるように、本参考例に
おいては、電荷転送電極３と電荷転送電極４との電荷転
送方向の実効的電極長（すなわち、電荷転送電極３、４
のゲート酸化膜を介してチャネル領域２と対向している
部分の長さ）は、それぞれｌと等しくなされている。こ
のように構成することにより、画素の大きさを一定とし
た場合に、最小フリンジ電界を最大にすることができ、
転送効率を向上させることができる。図２を参照してこ
の点についてさらに詳しく説明する。
おいては、電荷転送電極３と電荷転送電極４との電荷転
送方向の実効的電極長（すなわち、電荷転送電極３、４
のゲート酸化膜を介してチャネル領域２と対向している
部分の長さ）は、それぞれｌと等しくなされている。こ
のように構成することにより、画素の大きさを一定とし
た場合に、最小フリンジ電界を最大にすることができ、
転送効率を向上させることができる。図２を参照してこ
の点についてさらに詳しく説明する。
【００１４】図２（ａ）はＣＣＤチャネル領域に沿った
断面図であり、図２（ｂ）は、電荷転送電極に４相の転
送クロックを印加したときのその断面におけるポテンシ
ャル分布を示す図である。ポテンシャルの傾き（フリン
ジ電界）の最小値（これは転送電極の中央部において現
れる）ｋは、その電極の前後の電極に印加される転送ク
ロックの電位差に比例しその転送電極の電極長ｌに反比
例する。したがって、転送クロックの電圧を一定とすれ
ば、電極長ｌが小さいほどポテンシャルの傾きの最小値
は大きくなる。よって、全ての転送電極についてポテン
シャルの傾きの最小値を最大にするには全ての転送電極
の電極長を等しくすればよいことになる。図３に、電極
長の比を変えた場合の最小フリンジ電界の変化状態を示
す。本参考例では、全ての電荷転送電極３、４の電極長
ｌを等しくしたことにより、そうでない場合に比較して
最小フリンジ電界を最大とすることができ、これにより
信号電荷の転送がスムーズに行えるようになり、転送効
率が向上する。
断面図であり、図２（ｂ）は、電荷転送電極に４相の転
送クロックを印加したときのその断面におけるポテンシ
ャル分布を示す図である。ポテンシャルの傾き（フリン
ジ電界）の最小値（これは転送電極の中央部において現
れる）ｋは、その電極の前後の電極に印加される転送ク
ロックの電位差に比例しその転送電極の電極長ｌに反比
例する。したがって、転送クロックの電圧を一定とすれ
ば、電極長ｌが小さいほどポテンシャルの傾きの最小値
は大きくなる。よって、全ての転送電極についてポテン
シャルの傾きの最小値を最大にするには全ての転送電極
の電極長を等しくすればよいことになる。図３に、電極
長の比を変えた場合の最小フリンジ電界の変化状態を示
す。本参考例では、全ての電荷転送電極３、４の電極長
ｌを等しくしたことにより、そうでない場合に比較して
最小フリンジ電界を最大とすることができ、これにより
信号電荷の転送がスムーズに行えるようになり、転送効
率が向上する。
【００１５】図４は、本発明の第１の実施例の画素領域
の状態を示す平面図である。同図において、図１の部分
と同等の部分については同一の参照番号が付されている
ので重複する説明は省略する。本実施例においても、先
の参考例の場合と同様に、電荷転送電極３と電荷転送電
極４との電極長は等しくなされている。本実施例の先の
実施例と相違する点は、トランスファゲート５ａが、光
電変換領域１側で電荷転送電極３の電極長より長くなさ
れている点である。図には示されていないが、トランス
ファゲート５ａ下のチャネル領域（読み出し領域）は、
このゲート電極の形状に倣って、光電変換領域１側で広
く、ＣＣＤチャネル領域２側で狭くなるように形成され
ている。これにより、光電変換領域１内の信号電荷を読
み出し領域へ集積しやすくなり、また読み出し領域が素
子分離領域を構成するｐ+ 型拡散層のポテンシャル変調
を受けにくくなるため、先の参考例の場合よりも信号電
荷の読み出しがよりスムーズに行えるようになる。
の状態を示す平面図である。同図において、図１の部分
と同等の部分については同一の参照番号が付されている
ので重複する説明は省略する。本実施例においても、先
の参考例の場合と同様に、電荷転送電極３と電荷転送電
極４との電極長は等しくなされている。本実施例の先の
実施例と相違する点は、トランスファゲート５ａが、光
電変換領域１側で電荷転送電極３の電極長より長くなさ
れている点である。図には示されていないが、トランス
ファゲート５ａ下のチャネル領域（読み出し領域）は、
このゲート電極の形状に倣って、光電変換領域１側で広
く、ＣＣＤチャネル領域２側で狭くなるように形成され
ている。これにより、光電変換領域１内の信号電荷を読
み出し領域へ集積しやすくなり、また読み出し領域が素
子分離領域を構成するｐ+ 型拡散層のポテンシャル変調
を受けにくくなるため、先の参考例の場合よりも信号電
荷の読み出しがよりスムーズに行えるようになる。
【００１６】図５は、本発明の第２の実施例の画素領域
の状態を示す断面図である。同図において、図８の部分
と同等の部分については同一の参照番号が付されている
ので重複する説明は省略する。本実施例においても、第
１の実施例の場合と同様に、電荷転送電極３の電極長
は、図示されていない他の電荷転送電極の電極長と等し
くなされており、またトランスファゲートのゲート幅は
光電変換領域１側で広くＣＣＤチャネル領域２側で狭く
なされている。本実施例においては、読み出し領域にお
けるポテンシャル勾配が電子に対して光電変換領域１か
らＣＣＤチャネル領域２に向かう加速電界となるよう
に、トランスファゲート５直下の不純物濃度が設定され
ている。すなわち、光電変換領域１に近い側の第１読み
出し領域９ａにおけるｐ型不純物濃度は、ＣＣＤチャネ
ル領域２に近い側の第２読み出し領域９ｂのｐ型不純物
濃度よりも高くなされている。
の状態を示す断面図である。同図において、図８の部分
と同等の部分については同一の参照番号が付されている
ので重複する説明は省略する。本実施例においても、第
１の実施例の場合と同様に、電荷転送電極３の電極長
は、図示されていない他の電荷転送電極の電極長と等し
くなされており、またトランスファゲートのゲート幅は
光電変換領域１側で広くＣＣＤチャネル領域２側で狭く
なされている。本実施例においては、読み出し領域にお
けるポテンシャル勾配が電子に対して光電変換領域１か
らＣＣＤチャネル領域２に向かう加速電界となるよう
に、トランスファゲート５直下の不純物濃度が設定され
ている。すなわち、光電変換領域１に近い側の第１読み
出し領域９ａにおけるｐ型不純物濃度は、ＣＣＤチャネ
ル領域２に近い側の第２読み出し領域９ｂのｐ型不純物
濃度よりも高くなされている。
【００１７】このように構成することにより、読み出さ
れる電荷がこのトランスファゲート下において加速され
るようになり、電荷の読み出しがスムーズに行えるよう
になるため電荷の読み出し残りを減少させることができ
る。このような不純物プロファイルは、トランスファゲ
ート下のｐ型不純物層を形成する際に、イオン注入のマ
スクを変えることによって実現できるほか、一つのマス
クを用いてイオン注入の角度を変えることによっても実
現できる。
れる電荷がこのトランスファゲート下において加速され
るようになり、電荷の読み出しがスムーズに行えるよう
になるため電荷の読み出し残りを減少させることができ
る。このような不純物プロファイルは、トランスファゲ
ート下のｐ型不純物層を形成する際に、イオン注入のマ
スクを変えることによって実現できるほか、一つのマス
クを用いてイオン注入の角度を変えることによっても実
現できる。
【００１８】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本願
発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可
能である。例えば、第３の実施例を変更して読み出し領
域を３つ以上の領域に分割して不純物濃度を段階的に変
えることができ、さらに不純物濃度を連続的に変化させ
るようにすることもできる。また、本発明は、４相駆動
方式のＣＣＤばかりでなく、３相等の実施例と異なる相
数の転送パルスを用いるものにも適用しうる。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本願
発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可
能である。例えば、第３の実施例を変更して読み出し領
域を３つ以上の領域に分割して不純物濃度を段階的に変
えることができ、さらに不純物濃度を連続的に変化させ
るようにすることもできる。また、本発明は、４相駆動
方式のＣＣＤばかりでなく、３相等の実施例と異なる相
数の転送パルスを用いるものにも適用しうる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
素子は、トランスファゲートを兼ねる荷転送電極とその
他の電荷転送電極との電荷転送方向の電極長を等しくし
たものであるので、フリンジ電界の最小値を最大とする
ことができ、転送効率を向上させて高い画質の映像信号
を得ることができる。そして、トランスファゲートの幅
を光電変換領域側で電荷転送電極の電極長より大きくし
て、光電変換領域内の信号電荷を読み出し領域へ集積し
やすくし、かつ、読み出し領域がポテンシャル変調を受
けにくくしたので、光電変換領域からの信号電荷の読み
出しをスムーズに行うことができるようになる。また、
トランスファゲート下のチャネル領域に読み出し電荷に
対する加速電界を形成する実施例によれば、信号電荷の
読み出しを一層スムーズに行うことができるようにな
る。
素子は、トランスファゲートを兼ねる荷転送電極とその
他の電荷転送電極との電荷転送方向の電極長を等しくし
たものであるので、フリンジ電界の最小値を最大とする
ことができ、転送効率を向上させて高い画質の映像信号
を得ることができる。そして、トランスファゲートの幅
を光電変換領域側で電荷転送電極の電極長より大きくし
て、光電変換領域内の信号電荷を読み出し領域へ集積し
やすくし、かつ、読み出し領域がポテンシャル変調を受
けにくくしたので、光電変換領域からの信号電荷の読み
出しをスムーズに行うことができるようになる。また、
トランスファゲート下のチャネル領域に読み出し電荷に
対する加速電界を形成する実施例によれば、信号電荷の
読み出しを一層スムーズに行うことができるようにな
る。
【図１】本発明の参考例の画素領域の状態を示す部分平
面図とそのＡ−Ａ′線の断面図。
面図とそのＡ−Ａ′線の断面図。
【図２】本発明の参考例の効果を説明するための断面図
とその断面におけるポテンシャル分布図。
とその断面におけるポテンシャル分布図。
【図３】本発明の参考例の効果を説明するための特性曲
線図。
線図。
【図４】本発明の第１の実施例の画素領域の状態を示す
部分平面図。
部分平面図。
【図５】本発明の第２の実施例を示す断面図。
【図６】固体撮像素子の概略の構成を示す平面図。
【図７】従来例の画素領域の状態を示す部分平面図とそ
のＢ−Ｂ′線の断面図。
のＢ−Ｂ′線の断面図。
【図８】図７（ａ）のＣ−Ｃ′線の断面図。
【図９】従来例の問題点を説明するための断面図とその
断面におけるポテンシャル分布図。
断面におけるポテンシャル分布図。
１ 光電変換領域 ２ ＣＣＤチャネル領域 ３ 電荷転送電極（第２層ポリシリコン） ４ 電荷転送電極（第１層ポリシリコン） ５、５ａ トランスファゲート ６ ｎ型半導体基板 ７ ｐ型ウェル ８ ｐ型不純物領域 ９ 読み出し領域 ９ａ 第１読み出し領域 ９ｂ 第２読み出し領域 １０ 素子分離領域 １１ ｐ+ 型表面不純物領域 １２ 絶縁膜 １３ 金属遮光膜 １００ フォトダイオード ２００ 垂直ＣＣＤレジスタ ３００ 信号電荷読み出し部 ４００ 水平ＣＣＤレジスタ ５００ 出力部
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の光電変換領域と、前記光電変換領
域に隣接して設けられたＣＣＤチャネル領域と、前記光
電変換領域と前記ＣＣＤチャネル領域との間に設けられ
た電荷読み出し領域と、前記ＣＣＤチャネル領域上に設
けられた複数の電荷転送電極と、前記電荷読み出し領域
上に設けられた、前記光電変換領域から前記ＣＣＤチャ
ネル領域へ信号電荷を読み出すためのトランスファゲー
トと、を備え、前記トランスファゲートが一部の電荷転
送電極と一体化されている固体撮像素子において、前記
トランスファゲートと一体化されている電荷転送電極の
電荷転送方向の電極長が他の電荷転送電極のそれと実質
的に等しく、かつ、前記トランスファゲートのゲート幅
は前記光電変換領域側で最大で前記ＣＣＤチャネル領域
に向かって徐々に狭くなされていることを特徴とする固
体撮像素子。 - 【請求項２】 前記光電変換領域が複数列に配置され、
光電変換領域の各列毎にＣＣＤチャネル領域が設けられ
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】 前記電荷読み出し領域は、読み出し電荷
に対する加速電界が形成されるように段階的にまたは連
続的に不純物濃度が変化していることを特徴とする請求
項１記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6036332A JP2820019B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6036332A JP2820019B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07226497A JPH07226497A (ja) | 1995-08-22 |
| JP2820019B2 true JP2820019B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=12466881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6036332A Expired - Fee Related JP2820019B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2820019B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124659A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP2004303982A (ja) | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子 |
| JP2008047769A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP6036332A patent/JP2820019B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07226497A (ja) | 1995-08-22 |
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