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
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- 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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