JP2901328B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JP2901328B2 JP2901328B2 JP2251255A JP25125590A JP2901328B2 JP 2901328 B2 JP2901328 B2 JP 2901328B2 JP 2251255 A JP2251255 A JP 2251255A JP 25125590 A JP25125590 A JP 25125590A JP 2901328 B2 JP2901328 B2 JP 2901328B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- photoelectric conversion
- type region
- gate electrode
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は固体撮像素子に関し、特に、埋め込み型フォ
トダイオードを有する固体撮像素子に関する。
トダイオードを有する固体撮像素子に関する。
［従来の技術］ 従来の埋め込み型フォトダイオード構造を有する固体
撮像素子の断面図を第４図に示す。第４図において、１
はｎ型半導体基板、２はｐウェル、３′は光生成された
電荷を蓄積する、フォトダイオードを構成するn+型領
域、４は、n+型領域３′に蓄積された電荷を出力部（図
示せず）まで転送するためのチャネルを構成するｎ型領
域、５はp+型チャネルストッパ領域、６はゲート絶縁
膜、７は絶縁膜、８はn+型領域３′と絶縁膜７の界面に
おける界面準位に依るノイズを減少させるためにn+型領
域３′の表面にチャネルストッパ領域５と接続して設け
られたp+型領域、９は多結晶シリコンで形成されたゲー
ト電極、10はn+型領域３′上に光入射用の開口が設けら
れた遮光膜、14は表面にp+型領域８を有しないゲート電
極９下のn+型領域３′の部分、12はn+型領域３′に蓄積
された電荷をｎ型領域４に転送するための電荷転送路と
なる転送チャネル領域である。
撮像素子の断面図を第４図に示す。第４図において、１
はｎ型半導体基板、２はｐウェル、３′は光生成された
電荷を蓄積する、フォトダイオードを構成するn+型領
域、４は、n+型領域３′に蓄積された電荷を出力部（図
示せず）まで転送するためのチャネルを構成するｎ型領
域、５はp+型チャネルストッパ領域、６はゲート絶縁
膜、７は絶縁膜、８はn+型領域３′と絶縁膜７の界面に
おける界面準位に依るノイズを減少させるためにn+型領
域３′の表面にチャネルストッパ領域５と接続して設け
られたp+型領域、９は多結晶シリコンで形成されたゲー
ト電極、10はn+型領域３′上に光入射用の開口が設けら
れた遮光膜、14は表面にp+型領域８を有しないゲート電
極９下のn+型領域３′の部分、12はn+型領域３′に蓄積
された電荷をｎ型領域４に転送するための電荷転送路と
なる転送チャネル領域である。
ここに構成されているフォトダイオードは、光生成さ
れた電荷を蓄積するn+型領域３′がp+型領域８により基
板内に埋め込まれた構造となっているため、一般的に埋
め込み型フォトダイオードと呼ばれる。
れた電荷を蓄積するn+型領域３′がp+型領域８により基
板内に埋め込まれた構造となっているため、一般的に埋
め込み型フォトダイオードと呼ばれる。
n+型領域３′内に蓄積された光電変換電荷はゲート電
極９に高電圧を印加することによりｎ型領域４へ転送さ
れる。第５図は、ゲート電極９に高電圧を印加した際の
チャネルストッパ領域５、５間の各領域における電位を
示す図である。ここでａはn+型領域３′内p+型領域８の
下の電位、ｂ′はn+型領域３′内ゲート電極９下の部分
の電位、ｃは転送チャネル領域12の電位、ｄはｎ型領域
４の電位である。
極９に高電圧を印加することによりｎ型領域４へ転送さ
れる。第５図は、ゲート電極９に高電圧を印加した際の
チャネルストッパ領域５、５間の各領域における電位を
示す図である。ここでａはn+型領域３′内p+型領域８の
下の電位、ｂ′はn+型領域３′内ゲート電極９下の部分
の電位、ｃは転送チャネル領域12の電位、ｄはｎ型領域
４の電位である。
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の固体撮像素子ではその読み出し動作時
の電位分布が第５図に示すようになっているので、読み
出し電荷の一部は付加避的に電位ｂ′の部分に溜り、電
位ｄの部分に、即ちｎ型領域４に転送されない電荷が残
る。この電位ｂ′の部分、即ち領域14に取り残された電
荷は、次の読み出し動作の時に一部がｎ型領域４に転送
されるため所謂残像を生じさせる。この残像の量は、領
域14の面積と、電位ｂ′と電位ｃの差Δφ′に比例す
る。而して、n+型領域３′が全体にわたって一様に形成
されている従来例構造では、電位差Δφ′が大きくな
り、そのため残像量を低減することは困難であった。
の電位分布が第５図に示すようになっているので、読み
出し電荷の一部は付加避的に電位ｂ′の部分に溜り、電
位ｄの部分に、即ちｎ型領域４に転送されない電荷が残
る。この電位ｂ′の部分、即ち領域14に取り残された電
荷は、次の読み出し動作の時に一部がｎ型領域４に転送
されるため所謂残像を生じさせる。この残像の量は、領
域14の面積と、電位ｂ′と電位ｃの差Δφ′に比例す
る。而して、n+型領域３′が全体にわたって一様に形成
されている従来例構造では、電位差Δφ′が大きくな
り、そのため残像量を低減することは困難であった。
［課題を解決するための手段］ 本発明による固体撮像素子は、第１導電型の半導体領
域の表面領域内に一例または複数の列に形成された第２
導電型の光電変換領域と、前記光電変換領域の列に沿っ
て前記半導体領域の表面領域内に形成された第２導電型
の電荷転送領域と、前記光電変換領域内に蓄積された光
電変換電荷を前記電荷転送領域へ転送するための転送路
となる前記半導体領域の表面に設定された転送チャネル
領域と、前記光電変換領域の一部に重畳して前記転送チ
ャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート
電極と、前記ゲート電極が重畳した部分を除いた前記光
変換領域の表面に形成された第１導電型の拡散領域と、
を具備する固体撮像素子において、前記光電変換領域の
前記ゲート電極の直下の部分に接合を他の部分より浅く
かつ一定の深さにした領域を有していることを特徴とし
ている。
域の表面領域内に一例または複数の列に形成された第２
導電型の光電変換領域と、前記光電変換領域の列に沿っ
て前記半導体領域の表面領域内に形成された第２導電型
の電荷転送領域と、前記光電変換領域内に蓄積された光
電変換電荷を前記電荷転送領域へ転送するための転送路
となる前記半導体領域の表面に設定された転送チャネル
領域と、前記光電変換領域の一部に重畳して前記転送チ
ャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート
電極と、前記ゲート電極が重畳した部分を除いた前記光
変換領域の表面に形成された第１導電型の拡散領域と、
を具備する固体撮像素子において、前記光電変換領域の
前記ゲート電極の直下の部分に接合を他の部分より浅く
かつ一定の深さにした領域を有していることを特徴とし
ている。
［実施例］ 次に、本発明に係わる参考例について図面を参照して
説明する。第１図は、本発明に係わる参考例を示す断面
図である。同図において、１はｎ型半導体基板、２はｐ
ウェル、３は光生成された電荷を蓄積するn+型領域、４
はn+型領域３に蓄積されていた電荷の転送を受けこれを
出力部へ転送するためのチャネルとなるｎ型領域、５は
p+型チャネルストッパ領域、６はゲート絶縁膜、７は絶
縁膜、８は埋め込み型フォトダイオードを構成するため
にn+３の表面に形成されたp+型領域、９はゲート電極、
10はn+領域３上に開口を有する遮光膜、11はゲート電極
９の直下にn+型領域３と接触して形成されているn-型領
域、12はn+型領域３内に蓄積されていた電荷をｎ型領域
４へ転送するため転送チャネル領域である。
説明する。第１図は、本発明に係わる参考例を示す断面
図である。同図において、１はｎ型半導体基板、２はｐ
ウェル、３は光生成された電荷を蓄積するn+型領域、４
はn+型領域３に蓄積されていた電荷の転送を受けこれを
出力部へ転送するためのチャネルとなるｎ型領域、５は
p+型チャネルストッパ領域、６はゲート絶縁膜、７は絶
縁膜、８は埋め込み型フォトダイオードを構成するため
にn+３の表面に形成されたp+型領域、９はゲート電極、
10はn+領域３上に開口を有する遮光膜、11はゲート電極
９の直下にn+型領域３と接触して形成されているn-型領
域、12はn+型領域３内に蓄積されていた電荷をｎ型領域
４へ転送するため転送チャネル領域である。
第２図は、第１図の参考例の電荷読み出し時の各部の
電位を示す図である。ここで、ａはn+型領域３内のp+型
領域８の下の電位は、ｃは転送チャネル領域の電位、ｄ
はｎ型領域４の電位であって、これらの電位ａ、ｃ、ｄ
は第５図に示した従来例の対応する電位と同等である。
しかし、本参考例では、フォトダイオードのｎ型領域の
ゲート電極９と重なる部分の不純物濃度が他の部分のそ
れより低くなされているので、この領域の電位ｂは従来
例の場合より浅くなり、この領域と転送チャネル領域12
との電位差Δφは大幅に小さくなる。その結果、残像量
は大きく低下する。
電位を示す図である。ここで、ａはn+型領域３内のp+型
領域８の下の電位は、ｃは転送チャネル領域の電位、ｄ
はｎ型領域４の電位であって、これらの電位ａ、ｃ、ｄ
は第５図に示した従来例の対応する電位と同等である。
しかし、本参考例では、フォトダイオードのｎ型領域の
ゲート電極９と重なる部分の不純物濃度が他の部分のそ
れより低くなされているので、この領域の電位ｂは従来
例の場合より浅くなり、この領域と転送チャネル領域12
との電位差Δφは大幅に小さくなる。その結果、残像量
は大きく低下する。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第３図は、本発明の実施例を示す断面図である。同
図において、第１図の実施例の部分と同等の部分には同
一の参照番号が付されている。本発明実施例において
は、フォトダイオードのｎ型領域の不純物濃度は全体が
一様になされているが、そのゲート電極９の直下の部分
（n+型領域13）は、他の部分（p+型領域８の下にあるn+
型領域３）よりｐウェル２との間接合が浅く形成されて
いる。
る。第３図は、本発明の実施例を示す断面図である。同
図において、第１図の実施例の部分と同等の部分には同
一の参照番号が付されている。本発明実施例において
は、フォトダイオードのｎ型領域の不純物濃度は全体が
一様になされているが、そのゲート電極９の直下の部分
（n+型領域13）は、他の部分（p+型領域８の下にあるn+
型領域３）よりｐウェル２との間接合が浅く形成されて
いる。
第３図に示された構成において、n+型領域３とn+型領
域13との不純物濃度が同程度であっても、深さの浅い領
域（13）下では接合が深い場合と比較して電位が浅くな
るため、電位分布としては第２図と同様のものが得られ
る。
域13との不純物濃度が同程度であっても、深さの浅い領
域（13）下では接合が深い場合と比較して電位が浅くな
るため、電位分布としては第２図と同様のものが得られ
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、ゲート電極直下のフ
ォトダイオードのｎ型領域の接合深さを浅くしたもので
あるので、本発明によれば、フォトダイオードの電荷転
送口部分と転送チャネル領域との間の電位差を小さくす
ることができ、残像量を大幅に低下させることができ
る。
ォトダイオードのｎ型領域の接合深さを浅くしたもので
あるので、本発明によれば、フォトダイオードの電荷転
送口部分と転送チャネル領域との間の電位差を小さくす
ることができ、残像量を大幅に低下させることができ
る。
第１図は参考例を示す断面図、第２図は、参考例及び実
施例の電荷読み出し時の電位分布図、第３図は実施例を
示す断面図、第４図は従来例を示す断面図、第５図は、
従来例の電荷読み出し時の電位分布図である。 １……ｎ型半導体基板、２……ｐウェル、３、３′……
n+型領域（フォトダイオードのｎ型領域）、４……ｎ型
領域（電荷転送領域）、５……p+型チャネルストッパ領
域、６……ゲート絶縁膜、７……絶縁膜、８……p+型領
域、９……ゲート電極、10……遮光膜、11……p-型領域
（フォトダイオードのｎ型領域の内のゲート電極９直下
の部分）、12……転送チャネル領域、13……n+型領域
（フォトダイオードのｎ型領域の内のゲート電極９直下
の部分）、14……n+型領域３′のゲート電極直下の部
分。
施例の電荷読み出し時の電位分布図、第３図は実施例を
示す断面図、第４図は従来例を示す断面図、第５図は、
従来例の電荷読み出し時の電位分布図である。 １……ｎ型半導体基板、２……ｐウェル、３、３′……
n+型領域（フォトダイオードのｎ型領域）、４……ｎ型
領域（電荷転送領域）、５……p+型チャネルストッパ領
域、６……ゲート絶縁膜、７……絶縁膜、８……p+型領
域、９……ゲート電極、10……遮光膜、11……p-型領域
（フォトダイオードのｎ型領域の内のゲート電極９直下
の部分）、12……転送チャネル領域、13……n+型領域
（フォトダイオードのｎ型領域の内のゲート電極９直下
の部分）、14……n+型領域３′のゲート電極直下の部
分。
Claims (1)
- 【請求項１】第１導電型の半導体領域の表面領域内に一
例または複数の列に形成された第２導電型の光電変換領
域と、前記光電変換領域の列に沿って前記半導体領域の
表面領域内に形成された第２導電型の電荷転送領域と、
前記光電変換領域内に蓄積された光電変換電荷を前記電
荷転送領域へ転送するための転送路となる前記半導体領
域の表面に設定された転送チャネル領域と、前記光電変
換領域の一部に重畳して前記転送チャネル領域上にゲー
ト絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記ゲート
電極が重畳した部分を除いた前記光電変換領域の表面に
形成された第１導電型の拡散領域と、を具備する固体撮
像素子において、前記光電変換領域の前記ゲート電極の
直下の部分に接合を他の部分より浅くかつ一定の深さに
した領域を有していることを特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2251255A JP2901328B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2251255A JP2901328B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130666A JPH04130666A (ja) | 1992-05-01 |
| JP2901328B2 true JP2901328B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=17220051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2251255A Expired - Lifetime JP2901328B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2901328B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020058458A (ko) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 박종섭 | 포토다이오드의 유효 면적을 증가시킬 수 있는 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| KR100436067B1 (ko) * | 2001-11-16 | 2004-06-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| JP4646577B2 (ja) * | 2004-09-01 | 2011-03-09 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、その製造方法及び撮像システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147862A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-09 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
| JPH0427162A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置 |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2251255A patent/JP2901328B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04130666A (ja) | 1992-05-01 |
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