JP2909528B2 - 電荷転送装置及びその製造方法 - Google Patents
電荷転送装置及びその製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
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- 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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送装置及びその
製造方法に係り、特に電荷転送の効率を増大させること
ができる電荷転送電極の構造及びその製造方法に関する
ものである。
製造方法に係り、特に電荷転送の効率を増大させること
ができる電荷転送電極の構造及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に固体撮像装置及び信号遅延などに
用いられる電荷転送装置は、各転送電極に印加する電位
差によって半導体内に誘起される電位差を用いて信号電
荷を一方向に転送する装置であって、シリコン基板上に
絶縁層を媒介にして微細な電極を多数互いに絶縁させて
隣接するように配置してある。
用いられる電荷転送装置は、各転送電極に印加する電位
差によって半導体内に誘起される電位差を用いて信号電
荷を一方向に転送する装置であって、シリコン基板上に
絶縁層を媒介にして微細な電極を多数互いに絶縁させて
隣接するように配置してある。
【０００３】このような従来の電荷転送装置を添付図面
を参照して説明すると、次のようである。図１は従来の
電荷転送装置の構造図であり、このような構造の従来の
電荷転送装置は次のように製造される。
を参照して説明すると、次のようである。図１は従来の
電荷転送装置の構造図であり、このような構造の従来の
電荷転送装置は次のように製造される。
【０００４】ｐ型シリコン基板１にｎ型不純物をイオン
注入して電荷転送領域であるＢＣＣＤ（Ｂｕｒｉｅｄ
Ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）領域２
を形成し、その全面に絶縁膜として酸化膜３を形成して
から、その酸化膜３上に電極形成のための導電層として
多結晶シリコンを蒸着した後、これをフォトエッチング
工程によってパターニングして、一定の間隔をもって隔
離された複数個の第１転送電極１３を形成する。
注入して電荷転送領域であるＢＣＣＤ（Ｂｕｒｉｅｄ
Ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）領域２
を形成し、その全面に絶縁膜として酸化膜３を形成して
から、その酸化膜３上に電極形成のための導電層として
多結晶シリコンを蒸着した後、これをフォトエッチング
工程によってパターニングして、一定の間隔をもって隔
離された複数個の第１転送電極１３を形成する。
【０００５】次に前記第１転送電極１３をマスクにして
ＢＣＣＤ領域２の表面部位にイオン注入でバリヤ９を形
成し、第１転送電極１３を酸化膜で絶縁させた後、第１
転送電極１３の間に多結晶シリコンで第２転送電極１４
を形成する。
ＢＣＣＤ領域２の表面部位にイオン注入でバリヤ９を形
成し、第１転送電極１３を酸化膜で絶縁させた後、第１
転送電極１３の間に多結晶シリコンで第２転送電極１４
を形成する。
【０００６】このように製造された電荷転送装置の隣接
した第１転送電極１３と第２転送電極１４を共通に接続
して交代に第１，第２クロック信号（ＨФ1，ＨФ2）を
印加する。
した第１転送電極１３と第２転送電極１４を共通に接続
して交代に第１，第２クロック信号（ＨФ1，ＨФ2）を
印加する。
【０００７】上記のように構成される従来の電荷転送装
置の動作は、次のようである。図２は、従来の２相電荷
転送装置の動作原理を説明するための図であり、同図ａ
は２相電荷転送装置の転送電極に印加する第１，第２ク
ロック信号の一例であり、同図ｂは第１，第２クロック
パルスが転送電極に印加された時に半導体内に誘起され
る電位分布と、それによる電荷の移動過程を示すもので
ある。
置の動作は、次のようである。図２は、従来の２相電荷
転送装置の動作原理を説明するための図であり、同図ａ
は２相電荷転送装置の転送電極に印加する第１，第２ク
ロック信号の一例であり、同図ｂは第１，第２クロック
パルスが転送電極に印加された時に半導体内に誘起され
る電位分布と、それによる電荷の移動過程を示すもので
ある。
【０００８】即ち、時間ｔ＝１において、第１クロック
信号（ＨФ1） はロー状態であり、第２クロック信号
（ＨФ2） はハイ状態である。この時、電位井戸は、第
２クロック信号（ＨФ2） が印加された第１転送電極１
３の下で一番深くなり、信号電荷はその第１転送電極１
３の下の電位井戸に閉じこめられる。
信号（ＨФ1） はロー状態であり、第２クロック信号
（ＨФ2） はハイ状態である。この時、電位井戸は、第
２クロック信号（ＨФ2） が印加された第１転送電極１
３の下で一番深くなり、信号電荷はその第１転送電極１
３の下の電位井戸に閉じこめられる。
【０００９】次に、時間ｔ＝２においては、第１クロッ
ク信号（ＨФ1） はハイ状態となり、第２クロック信号
（ＨФ2） はロー状態となる。従って一番深い電位井戸
は、第１クロック信号（ＨФ1） が印加された第１転送
電極１３の下で形成され、第２クロック信号（ＨФ2）
が印加された第２転送電極１４の電位井戸は上昇し、信
号電荷は深い電位井戸を有する第１クロック信号（ＨФ
1） が印加された第１転送電極１３の下に移動する。次
に、時間ｔ＝３においては、ｔ＝１である時のように、
また信号電荷が移動する。
ク信号（ＨФ1） はハイ状態となり、第２クロック信号
（ＨФ2） はロー状態となる。従って一番深い電位井戸
は、第１クロック信号（ＨФ1） が印加された第１転送
電極１３の下で形成され、第２クロック信号（ＨФ2）
が印加された第２転送電極１４の電位井戸は上昇し、信
号電荷は深い電位井戸を有する第１クロック信号（ＨФ
1） が印加された第１転送電極１３の下に移動する。次
に、時間ｔ＝３においては、ｔ＝１である時のように、
また信号電荷が移動する。
【００１０】ここで、信号電荷の移動は、第１転送電極
と第２転送電極が成す一対の転送電極で左側の電極の下
に形成した電位バリヤ９によって右側へのみ移動する方
向性を有する。このような第１及び第２クロックパルス
（ＨФ1，ＨФ2）が繰り返されると、信号電荷の転送が
なされる。
と第２転送電極が成す一対の転送電極で左側の電極の下
に形成した電位バリヤ９によって右側へのみ移動する方
向性を有する。このような第１及び第２クロックパルス
（ＨФ1，ＨФ2）が繰り返されると、信号電荷の転送が
なされる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
従来の電荷転送装置は、図２ｂの電位分布を観察してみ
ると、各転送電極の下のエッジにおいては、電位ポテン
シャルの急激な変化が生じて信号電荷の移動を円滑にす
るが、中央部位においては、ほぼ等電位分布を有するた
めに信号電荷は、電界の力により移動せず拡散によりの
み隣接する電極に移動するので、転送速度が遅いし完全
な電荷転送が困難である。
従来の電荷転送装置は、図２ｂの電位分布を観察してみ
ると、各転送電極の下のエッジにおいては、電位ポテン
シャルの急激な変化が生じて信号電荷の移動を円滑にす
るが、中央部位においては、ほぼ等電位分布を有するた
めに信号電荷は、電界の力により移動せず拡散によりの
み隣接する電極に移動するので、転送速度が遅いし完全
な電荷転送が困難である。
【００１２】このような現象は、転送電極に印加するク
ロックパルスの周波数が高ければ高いほど明らかであ
り、高周波で動作する電荷転送装置の性能を低下させ
る。
ロックパルスの周波数が高ければ高いほど明らかであ
り、高周波で動作する電荷転送装置の性能を低下させ
る。
【００１３】本発明は上述した問題を解決するためのも
のであり、本発明の目的は、電荷転送のための転送電極
に印加するクロックパルスの上昇時間と下降時間を各々
の転送電極内で転送方向に遅延させ、電荷が転送される
チャネル内で電位ポテンシャルの傾斜を形成して、電荷
転送の効率を増大させるのに適するようにした電荷転送
装置及びその製造方法を提供することにある。
のであり、本発明の目的は、電荷転送のための転送電極
に印加するクロックパルスの上昇時間と下降時間を各々
の転送電極内で転送方向に遅延させ、電荷が転送される
チャネル内で電位ポテンシャルの傾斜を形成して、電荷
転送の効率を増大させるのに適するようにした電荷転送
装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の電荷転送装置は、第１領域とその第１領域
より抵抗の低い第２領域とからなる第１電極と、前記第
１電極の第１領域と絶縁膜を間に置いて隣接した第１領
域とその第１領域より抵抗の低い第２領域とからなる第
２電極とを含んで構成される。
に、本発明の電荷転送装置は、第１領域とその第１領域
より抵抗の低い第２領域とからなる第１電極と、前記第
１電極の第１領域と絶縁膜を間に置いて隣接した第１領
域とその第１領域より抵抗の低い第２領域とからなる第
２電極とを含んで構成される。
【００１５】前記目的を達成するために、本発明の電荷
転送装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板上に第
２導電型の電荷転送領域を形成するステップと、前記第
２導電型の電荷転送領域の上部に第１絶縁膜を形成する
ステップと、前記第１絶縁膜の上部に第１導電層を形成
するステップと、前記第１導電層の一定領域に第１導電
層より低い抵抗を有する低抵抗領域を一定の間隔を置い
て複数個形成するステップと、前記第１導電層を一方の
側に前記低抵抗領域を含むように所定パターンにパター
ニングして複数個の第１電極を形成するステップと、基
板全面に第２絶縁膜を形成するステップと、前記各々の
第１電極の間の電荷転送領域の表面部位に不純物領域を
形成するステップと、前記第２絶縁膜上に第２導電層を
形成するステップと、前記第２導電層の前記第１電極の
低抵抗領域側と隣接する所定領域に前記第２導電層より
低い抵抗を有する低抵抗領域を一定の間隔を置いて複数
個形成するステップ、及び前記第２導電層と前記第１電
極の低抵抗領域側に第２導電層に形成された低抵抗領域
が含まれるように所定パターンにパターニングして、前
記各々の第１電極の間々に複数個の第２電極を形成する
ステップとを含むことを特徴とする。
転送装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板上に第
２導電型の電荷転送領域を形成するステップと、前記第
２導電型の電荷転送領域の上部に第１絶縁膜を形成する
ステップと、前記第１絶縁膜の上部に第１導電層を形成
するステップと、前記第１導電層の一定領域に第１導電
層より低い抵抗を有する低抵抗領域を一定の間隔を置い
て複数個形成するステップと、前記第１導電層を一方の
側に前記低抵抗領域を含むように所定パターンにパター
ニングして複数個の第１電極を形成するステップと、基
板全面に第２絶縁膜を形成するステップと、前記各々の
第１電極の間の電荷転送領域の表面部位に不純物領域を
形成するステップと、前記第２絶縁膜上に第２導電層を
形成するステップと、前記第２導電層の前記第１電極の
低抵抗領域側と隣接する所定領域に前記第２導電層より
低い抵抗を有する低抵抗領域を一定の間隔を置いて複数
個形成するステップ、及び前記第２導電層と前記第１電
極の低抵抗領域側に第２導電層に形成された低抵抗領域
が含まれるように所定パターンにパターニングして、前
記各々の第１電極の間々に複数個の第２電極を形成する
ステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】前記目的を達成するために、本発明の電荷
転送装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板上に第
２導電型の電荷転送領域を形成するステップと、前記第
２導電型の電荷転送領域の上部に第１絶縁膜を形成する
ステップと、前記第１絶縁膜の上部に第１導電層を形成
するステップと、前記第１導電層を所定パターンにパタ
ーニングして一定の間隔を有する複数個の第１電極パタ
ーンを形成するステップと、基板全面に第２絶縁膜を形
成するステップと、前記各々の第１電極パターンの間の
電荷転送領域の表面部位に不純物領域を形成するステッ
プと、前記各々の第１電極パターンの間の電荷転送領域
上にその第１電極パターンと同じ高さを有する第２電極
パターンを形成するステップと、基板全面に第３絶縁膜
を形成するステップと、前記第１電極パターンの一側部
分と、その一側部分と隣接した前記第２電極パターンの
一側部分に該第１電極パターン及び第２電極パターンよ
り低い抵抗を有する低抵抗領域を形成して、第１電極と
第２電極を同時に形成するステップとを含むことを特徴
とする。
転送装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板上に第
２導電型の電荷転送領域を形成するステップと、前記第
２導電型の電荷転送領域の上部に第１絶縁膜を形成する
ステップと、前記第１絶縁膜の上部に第１導電層を形成
するステップと、前記第１導電層を所定パターンにパタ
ーニングして一定の間隔を有する複数個の第１電極パタ
ーンを形成するステップと、基板全面に第２絶縁膜を形
成するステップと、前記各々の第１電極パターンの間の
電荷転送領域の表面部位に不純物領域を形成するステッ
プと、前記各々の第１電極パターンの間の電荷転送領域
上にその第１電極パターンと同じ高さを有する第２電極
パターンを形成するステップと、基板全面に第３絶縁膜
を形成するステップと、前記第１電極パターンの一側部
分と、その一側部分と隣接した前記第２電極パターンの
一側部分に該第１電極パターン及び第２電極パターンよ
り低い抵抗を有する低抵抗領域を形成して、第１電極と
第２電極を同時に形成するステップとを含むことを特徴
とする。
【００１７】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説
明する。図３は、本発明の１実施例による電荷転送装置
の断面構造図である。図３に示すように本発明の電荷転
送装置は、第１導電型の半導体基板、例えばｐ型シリコ
ン基板２０上に第２導電型の電荷転送領域としてｎ型Ｂ
ＣＣＤ領域２１が形成されており、前記ＢＣＣＤ領域２
１上に絶縁膜２２を介して第１領域２３とその第１領域
より電気抵抗の低い第２領域２４からなる第１転送電極
２５が一定の間隔を置いて複数個形成されており、前記
複数個の第１転送電極２５の間のＢＣＣＤ領域２１の上
部と前記第１転送電極２５のエッジ部分にかけて絶縁膜
２６を介して第１領域２８とその第１領域より電気抵抗
が低い第２領域２９からなる第２転送電極３０が複数個
形成されている。
明する。図３は、本発明の１実施例による電荷転送装置
の断面構造図である。図３に示すように本発明の電荷転
送装置は、第１導電型の半導体基板、例えばｐ型シリコ
ン基板２０上に第２導電型の電荷転送領域としてｎ型Ｂ
ＣＣＤ領域２１が形成されており、前記ＢＣＣＤ領域２
１上に絶縁膜２２を介して第１領域２３とその第１領域
より電気抵抗の低い第２領域２４からなる第１転送電極
２５が一定の間隔を置いて複数個形成されており、前記
複数個の第１転送電極２５の間のＢＣＣＤ領域２１の上
部と前記第１転送電極２５のエッジ部分にかけて絶縁膜
２６を介して第１領域２８とその第１領域より電気抵抗
が低い第２領域２９からなる第２転送電極３０が複数個
形成されている。
【００１８】前記第１転送電極２５の第１領域２３と第
２転送電極３０の第１領域２８は、絶縁膜２６を間に置
いて隣接しており、第２転送電極２５の第２領域２４と
第２転送電極３０の第２領域２９は、絶縁膜２６を間に
置いて隣接している。なお、前記第２転送電極３０の下
部と前記ＢＣＣＤ領域２１の表面部位には、バリヤの役
割をする不純物領域２７が形成されている。
２転送電極３０の第１領域２８は、絶縁膜２６を間に置
いて隣接しており、第２転送電極２５の第２領域２４と
第２転送電極３０の第２領域２９は、絶縁膜２６を間に
置いて隣接している。なお、前記第２転送電極３０の下
部と前記ＢＣＣＤ領域２１の表面部位には、バリヤの役
割をする不純物領域２７が形成されている。
【００１９】前記第１転送電極２５の第１領域２３は、
第２領域２４より広い領域にわたって形成されており、
前記第２転送電極３０の第２領域２９は、第１領域２８
より広い領域にわたって形成されている。
第２領域２４より広い領域にわたって形成されており、
前記第２転送電極３０の第２領域２９は、第１領域２８
より広い領域にわたって形成されている。
【００２０】前記第１転送電極２５及び第２転送電極３
０の各々の第１領域２３，２８は、例えば多結晶シリコ
ンからなり、第２領域２４，２９は、例えば不純物が高
濃度にドープされた多結晶シリコンからなる。
０の各々の第１領域２３，２８は、例えば多結晶シリコ
ンからなり、第２領域２４，２９は、例えば不純物が高
濃度にドープされた多結晶シリコンからなる。
【００２１】図４は本発明の２実施例による電荷転送装
置の断面構造図である。本発明の２実施例による電荷転
送装置は、第１導電型の半導体基板、例えばｐ型シリコ
ン基板２０上に第２導電型の電荷転送領域としてｎ型Ｂ
ＣＣＤ領域２１が形成されており、前記ＢＣＣＤ領域２
１上に絶縁膜２２を介して、第１領域２３とその第１領
域より電気抵抗の低い第２領域２４からなる第１転送電
極２５が一定の間隔を置いて複数個形成されており、前
記複数個の第１転送電極２５の間のＢＣＣＤ領域２１の
上部に絶縁膜２６を介して前記該第１転送電極２５と同
じ高さで第１領域とその第１領域より電気抵抗が低い第
２領域２９からなる第２転送電極３０が複数個形成され
ている。
置の断面構造図である。本発明の２実施例による電荷転
送装置は、第１導電型の半導体基板、例えばｐ型シリコ
ン基板２０上に第２導電型の電荷転送領域としてｎ型Ｂ
ＣＣＤ領域２１が形成されており、前記ＢＣＣＤ領域２
１上に絶縁膜２２を介して、第１領域２３とその第１領
域より電気抵抗の低い第２領域２４からなる第１転送電
極２５が一定の間隔を置いて複数個形成されており、前
記複数個の第１転送電極２５の間のＢＣＣＤ領域２１の
上部に絶縁膜２６を介して前記該第１転送電極２５と同
じ高さで第１領域とその第１領域より電気抵抗が低い第
２領域２９からなる第２転送電極３０が複数個形成され
ている。
【００２２】前記第１転送電極２５の第１領域２３と第
２転送電極３０の第１領域２８は、絶縁膜２６を間に置
いて隣接しており、第１転送電極２５の第２領域２４と
第２転送電極３０の第２領域２９は、絶縁膜２６を間に
置いて隣接している。なお、前記第２転送電極３０の下
部の前記ＢＣＣＤ領域２１の表面部位には、バリヤの役
割を果たす不純物領域２７が形成されている。
２転送電極３０の第１領域２８は、絶縁膜２６を間に置
いて隣接しており、第１転送電極２５の第２領域２４と
第２転送電極３０の第２領域２９は、絶縁膜２６を間に
置いて隣接している。なお、前記第２転送電極３０の下
部の前記ＢＣＣＤ領域２１の表面部位には、バリヤの役
割を果たす不純物領域２７が形成されている。
【００２３】前記第１転送電極２５の第１領域２３は、
第２領域２４より広い領域にわたって形成されており、
前記第２転送電極３０の第２領域２９は第１領域２８よ
り広い領域にわたって形成されている。
第２領域２４より広い領域にわたって形成されており、
前記第２転送電極３０の第２領域２９は第１領域２８よ
り広い領域にわたって形成されている。
【００２４】前記第１転送電極２５及び第２転送電極３
０の各々の第１領域２３，２８は、例えば多結晶シリコ
ンからなり、第２領域２４，２９は、例えば不純物が高
濃度にドープされた多結晶シリコンからなる。
０の各々の第１領域２３，２８は、例えば多結晶シリコ
ンからなり、第２領域２４，２９は、例えば不純物が高
濃度にドープされた多結晶シリコンからなる。
【００２５】図５ａに示すような長方形のクロックが印
加されると、図５ｂに示すように時間ｔ＝１において、
第１クロック信号（ＨФ1） はロー状態であり、第２ク
ロック信号（ＨФ2） はハイ状態であるので、一番深い
電位井戸は第２クロック信号（ＨФ2） が印加される第
１転送電極２５の下に形成され、信号電荷はここに閉じ
こめられる。
加されると、図５ｂに示すように時間ｔ＝１において、
第１クロック信号（ＨФ1） はロー状態であり、第２ク
ロック信号（ＨФ2） はハイ状態であるので、一番深い
電位井戸は第２クロック信号（ＨФ2） が印加される第
１転送電極２５の下に形成され、信号電荷はここに閉じ
こめられる。
【００２６】時間ｔ＝２においては、第１クロック信号
（ＨФ1） はロー状態からハイ状態となり、第２クロッ
ク信号（ＨФ2） はハイ状態からロー状態となる。この
時、第１転送電極２５及び第２転送電極３０各々の不純
物ドーピング領域２４，２９では、このようなクロック
信号の変化に時間の遅延なしに従うが、不純物がドープ
されない領域２３，２８では、ＲＣ時定数によってクロ
ック信号（ＨФ1 ，ＨФ2） の伝達に時間遅延が生じ
る。このような現象は、クロック信号（ＨФ1 ，Ｈ
Ф2） の変化が時間に応じる電位の変化であるためであ
り、クロック信号の変化後にもオーバシュートによる時
間変化が存在するから生じるものである。
（ＨФ1） はロー状態からハイ状態となり、第２クロッ
ク信号（ＨФ2） はハイ状態からロー状態となる。この
時、第１転送電極２５及び第２転送電極３０各々の不純
物ドーピング領域２４，２９では、このようなクロック
信号の変化に時間の遅延なしに従うが、不純物がドープ
されない領域２３，２８では、ＲＣ時定数によってクロ
ック信号（ＨФ1 ，ＨФ2） の伝達に時間遅延が生じ
る。このような現象は、クロック信号（ＨФ1 ，Ｈ
Ф2） の変化が時間に応じる電位の変化であるためであ
り、クロック信号の変化後にもオーバシュートによる時
間変化が存在するから生じるものである。
【００２７】従って、時間ｔ＝２の時には、前記のよう
に転送電極の時間遅延が生じない不純物ドーピング領域
と時間遅延が生じる不純物がドープされない領域によっ
て転送チャネルにおいて電位の傾斜が形成されるので、
熱エネルギーによる拡散によるだけでなく、電界の力に
よって電荷転送が生じるので、電荷転送の効率が良くな
り、転送速度も向上する。
に転送電極の時間遅延が生じない不純物ドーピング領域
と時間遅延が生じる不純物がドープされない領域によっ
て転送チャネルにおいて電位の傾斜が形成されるので、
熱エネルギーによる拡散によるだけでなく、電界の力に
よって電荷転送が生じるので、電荷転送の効率が良くな
り、転送速度も向上する。
【００２８】時間ｔ＝３においては、図５ａに示すよう
に、クロック信号（ＨФ1，ＨФ2）が停滞しているため
に直流性の電位が印加され、転送チャネルにおいて電位
の傾斜が消え去り、従来のような電荷井戸が形成され
る。
に、クロック信号（ＨФ1，ＨФ2）が停滞しているため
に直流性の電位が印加され、転送チャネルにおいて電位
の傾斜が消え去り、従来のような電荷井戸が形成され
る。
【００２９】前記のようなクロック信号が繰り返される
につれて信号電荷が一方向に転送される。
につれて信号電荷が一方向に転送される。
【００３０】図６，７は本発明の一実施例による電荷転
送装置の製造方法を工程順序によって示すものである。
これを参照して本発明の一実施例による電荷転送装置の
製造方法を説明すると、次のようになる。
送装置の製造方法を工程順序によって示すものである。
これを参照して本発明の一実施例による電荷転送装置の
製造方法を説明すると、次のようになる。
【００３１】まず、図６ａに示すように、ｐ型単結晶シ
リコン基板２０上にｎ型不純物をイオン注入して電荷転
送領域であるＢＣＣＤ領域２１を形成した後、その上に
第１絶縁膜として、例えばシリコン酸化膜２２を形成
し、続けてその上に第１導電層として、例えば多結晶シ
リコン層２３を順次形成する。次に前記多結晶シリコン
層２３に選択的に高濃度の不純物をドーピングして、一
定の間隔を有する第１不純物ドーピング領域２４を複数
個形成する。
リコン基板２０上にｎ型不純物をイオン注入して電荷転
送領域であるＢＣＣＤ領域２１を形成した後、その上に
第１絶縁膜として、例えばシリコン酸化膜２２を形成
し、続けてその上に第１導電層として、例えば多結晶シ
リコン層２３を順次形成する。次に前記多結晶シリコン
層２３に選択的に高濃度の不純物をドーピングして、一
定の間隔を有する第１不純物ドーピング領域２４を複数
個形成する。
【００３２】次に、図６ｂに示すように、前記部分的に
第１不純物ドーピング領域２４が形成された多結晶シリ
コン層２３を一方の側にだけ第１不純物ドーピング領域
２４を含むようにフォトエッチング工程によってパター
ニングして、第１不純物ドーピング領域２４と第１導電
層である多結晶シリコンとからなる第１転送電極２５を
複数個形成する。この時、前記第１転送電極２５は、多
結晶シリコン２３部分が不純物ドーピング領域２４部分
より広い領域を占めるようにパターニングして形成す
る。
第１不純物ドーピング領域２４が形成された多結晶シリ
コン層２３を一方の側にだけ第１不純物ドーピング領域
２４を含むようにフォトエッチング工程によってパター
ニングして、第１不純物ドーピング領域２４と第１導電
層である多結晶シリコンとからなる第１転送電極２５を
複数個形成する。この時、前記第１転送電極２５は、多
結晶シリコン２３部分が不純物ドーピング領域２４部分
より広い領域を占めるようにパターニングして形成す
る。
【００３３】次に図６ｃに示すように、前記第１転送電
極２５をマスクにして前記第１絶縁膜であるシリコン酸
化膜２２をエッチングする。
極２５をマスクにして前記第１絶縁膜であるシリコン酸
化膜２２をエッチングする。
【００３４】次に、図６ｄに示すように、前記第１転送
電極２５が形成された基板全面に第２絶縁膜２６とし
て、例えば酸化膜を形成した後、その第１転送電極２５
をマスクにして前記ＢＣＣＤ領域２１の表面部位に選択
的に不純物のイオン注入を行って、バリヤ層になる不純
物領域２７を形成する。
電極２５が形成された基板全面に第２絶縁膜２６とし
て、例えば酸化膜を形成した後、その第１転送電極２５
をマスクにして前記ＢＣＣＤ領域２１の表面部位に選択
的に不純物のイオン注入を行って、バリヤ層になる不純
物領域２７を形成する。
【００３５】次に、図７ｅに示すように、前記第２絶縁
膜２６上に第２導電層２８として、例えば多結晶シリコ
ン層を形成した後、前記多結晶シリコン層２８に選択的
に不純物をドーピングして、前記第１転送電極２５の第
１不純物ドーピング領域２４と多結晶シリコン層２３間
の界面を境にして、第１転送電極２５の第１不純物領域
２４側のみと隣接するように一定の間隔を有する第２不
純物ドーピング領域２９を複数個形成する。
膜２６上に第２導電層２８として、例えば多結晶シリコ
ン層を形成した後、前記多結晶シリコン層２８に選択的
に不純物をドーピングして、前記第１転送電極２５の第
１不純物ドーピング領域２４と多結晶シリコン層２３間
の界面を境にして、第１転送電極２５の第１不純物領域
２４側のみと隣接するように一定の間隔を有する第２不
純物ドーピング領域２９を複数個形成する。
【００３６】次に、図７ｆに示すように、前記部分的に
第２不純物ドーピング領域２９が形成された多結晶シリ
コン層２８を前記第１転送電極の境界部分で第１転送電
極２５の第１不純物領域２４側に第２不純物領域が含ま
れるようにフォトエッチングによってパターニングし
て、第２不純物ドーピング領域２９と多結晶シリコン層
２８からなる第２転送電極３０を前記複数個の第１転送
電極２５の間々に複数個形成する。この時、前記第２転
送電極３０は、不純物ドーピング領域２９部分が多結晶
シリコンより広い領域を占めるようにパターニングして
形成する。
第２不純物ドーピング領域２９が形成された多結晶シリ
コン層２８を前記第１転送電極の境界部分で第１転送電
極２５の第１不純物領域２４側に第２不純物領域が含ま
れるようにフォトエッチングによってパターニングし
て、第２不純物ドーピング領域２９と多結晶シリコン層
２８からなる第２転送電極３０を前記複数個の第１転送
電極２５の間々に複数個形成する。この時、前記第２転
送電極３０は、不純物ドーピング領域２９部分が多結晶
シリコンより広い領域を占めるようにパターニングして
形成する。
【００３７】次に、図７ｇに示すように、前記基板全面
に第３絶縁膜３１として、例えば酸化膜を形成した後、
上述した従来の技術のようにクロック信号を印加し得る
ように配線（図示しない）を形成することにより、本発
明の電荷転送装置の製造を完了する。
に第３絶縁膜３１として、例えば酸化膜を形成した後、
上述した従来の技術のようにクロック信号を印加し得る
ように配線（図示しない）を形成することにより、本発
明の電荷転送装置の製造を完了する。
【００３８】ここでクロック信号は第１転送電極２５及
び第２転送電極３０の各々の不純物ドーピング領域２
４，２９に印加されるように配線する。
び第２転送電極３０の各々の不純物ドーピング領域２
４，２９に印加されるように配線する。
【００３９】次に、図８，９を参照して本発明の第２実
施例による電荷転送装置の製造方法を説明すると、次の
ようである。まず、図８ａに示すように、ｐ型単結晶シ
リコン基板２０上にｎ型不純物をイオン注入して電荷転
送領域であるＢＣＣＤ領域２１を形成した後、その上に
第１絶縁膜として、例えばシリコン酸化膜２２を形成し
て、続けてその上に第１導電層として、例えば多結晶シ
リコン層２３を順次形成する。
施例による電荷転送装置の製造方法を説明すると、次の
ようである。まず、図８ａに示すように、ｐ型単結晶シ
リコン基板２０上にｎ型不純物をイオン注入して電荷転
送領域であるＢＣＣＤ領域２１を形成した後、その上に
第１絶縁膜として、例えばシリコン酸化膜２２を形成し
て、続けてその上に第１導電層として、例えば多結晶シ
リコン層２３を順次形成する。
【００４０】次に、図８ｂに示すように、前記多結晶シ
リコン層２３をフォトエッチング工程によってパターニ
ングして、一定の間隔を有する複数個の第１転送電極パ
ターン２３を形成する。
リコン層２３をフォトエッチング工程によってパターニ
ングして、一定の間隔を有する複数個の第１転送電極パ
ターン２３を形成する。
【００４１】次に、図８ｃに示すように、前記第１転送
電極パターン２３をマスクにして前記第１絶縁膜である
シリコン酸化膜２２をエッチングする。
電極パターン２３をマスクにして前記第１絶縁膜である
シリコン酸化膜２２をエッチングする。
【００４２】次に、図８ｄに示すように、前記第１転送
電極パターン２３が形成された基板全面に第２絶縁膜２
６として、例えば酸化膜を形成した後、前記第１転送電
極パターン２５をマスクにして前記ＢＣＣＤ領域２１の
表面部位に選択的に不純物のイオン注入を行ってバリヤ
層になる不純物領域２７を形成する。
電極パターン２３が形成された基板全面に第２絶縁膜２
６として、例えば酸化膜を形成した後、前記第１転送電
極パターン２５をマスクにして前記ＢＣＣＤ領域２１の
表面部位に選択的に不純物のイオン注入を行ってバリヤ
層になる不純物領域２７を形成する。
【００４３】次に、図９ｅに示すように、前記第２絶縁
膜２６上に第２導電層２８として、例えば多結晶シリコ
ン層を形成した後、その全面に平坦化層３２を形成して
表面を平坦化する。
膜２６上に第２導電層２８として、例えば多結晶シリコ
ン層を形成した後、その全面に平坦化層３２を形成して
表面を平坦化する。
【００４４】次に、図９ｆに示すように、前記平坦化層
３２をエッチバックして、続けて露出される前記第２導
電層２８をエッチバックして、前記第１転送電極パター
ン２３の間々に第１転送電極パターン２３と同じ高さを
有する第２転送電極パターン２８を形成する。
３２をエッチバックして、続けて露出される前記第２導
電層２８をエッチバックして、前記第１転送電極パター
ン２３の間々に第１転送電極パターン２３と同じ高さを
有する第２転送電極パターン２８を形成する。
【００４５】次に、図９ｇに示すように、前記第１転送
電極パターン２３及び第２転送電極パターン２８が形成
された基板全面に第３絶縁膜として、例えば酸化膜を形
成した後、第１転送電極パターン２３の一方の側とその
第１転送パターン２３の一方の側に隣接した第２転送電
極パターン２８の一方の側に高濃度不純物をイオン注入
して不純物ドーピング領域２４，２９を形成することに
より、不純物ドーピング領域２４，２９と第１導電層２
３及び第２導電層２８から其々なる第１転送電極２５及
び第２転送電極３０を同時に形成する。次に、上述した
従来の技術のようにクロック信号を印加し得るように配
線（図示しない）を形成することにより、本発明の電荷
転送装置の製造を完了する。ここでクロック信号は、第
１転送電極２５及び第２転送電極３０の各々の不純物ド
ーピング領域２４，２９に印加されるように配線する。
電極パターン２３及び第２転送電極パターン２８が形成
された基板全面に第３絶縁膜として、例えば酸化膜を形
成した後、第１転送電極パターン２３の一方の側とその
第１転送パターン２３の一方の側に隣接した第２転送電
極パターン２８の一方の側に高濃度不純物をイオン注入
して不純物ドーピング領域２４，２９を形成することに
より、不純物ドーピング領域２４，２９と第１導電層２
３及び第２導電層２８から其々なる第１転送電極２５及
び第２転送電極３０を同時に形成する。次に、上述した
従来の技術のようにクロック信号を印加し得るように配
線（図示しない）を形成することにより、本発明の電荷
転送装置の製造を完了する。ここでクロック信号は、第
１転送電極２５及び第２転送電極３０の各々の不純物ド
ーピング領域２４，２９に印加されるように配線する。
【００４６】
【発明の効果】以上上述したように、本発明の電荷転送
装置は、電荷転送装置の信号電荷の移動が電界の力によ
ってなされて、電荷転送の効率が高く転送速度が速いの
で、高周波で動作する電荷転送装置が必須的な高画質用
の固体撮像素子及び信号遅延装置の性能を大きく向上さ
せることが出来、信号電荷の発生数が少ない暗い状態に
おいても良好な電荷転送効率により固体撮像素子の性能
が低下されない等の効果を有する。
装置は、電荷転送装置の信号電荷の移動が電界の力によ
ってなされて、電荷転送の効率が高く転送速度が速いの
で、高周波で動作する電荷転送装置が必須的な高画質用
の固体撮像素子及び信号遅延装置の性能を大きく向上さ
せることが出来、信号電荷の発生数が少ない暗い状態に
おいても良好な電荷転送効率により固体撮像素子の性能
が低下されない等の効果を有する。
【図１】 従来の電荷転送装置の断面構造図である。
【図２】 従来の２相電荷転送装置の動作原理を説明す
るための図面である。
るための図面である。
【図３】 本発明の第１実施例による電荷転送装置の断
面構造図である。
面構造図である。
【図４】 本発明の第２実施例による電荷転送装置の断
面構造図である。
面構造図である。
【図５】 本発明の電荷転送装置の動作原理を説明する
ための図面である。
ための図面である。
【図６】 本発明の１実施例による電荷転送装置の製造
方法を示す工程順序図である。
方法を示す工程順序図である。
【図７】 本発明の１実施例による電荷転送装置の製造
方法を示す工程順序図である。
方法を示す工程順序図である。
【図８】 本発明の２実施例による電荷転送装置の製造
方法を示す工程順序図である。
方法を示す工程順序図である。
【図９】 本発明の２実施例による電荷転送装置の製造
方法を示す工程順序図である。
方法を示す工程順序図である。
２０…半導体基板、２１…電荷転送領域、２２…第１絶
縁膜、２３…第１導電層、２４…第１領域（低抵抗領
域）、２５…第１電極、２６…第２絶縁膜、２７…不純
物領域、２８…第２導電層、２９…第１領域（低抵抗領
域）、３０…第２電極、３１…第３絶縁膜。
縁膜、２３…第１導電層、２４…第１領域（低抵抗領
域）、２５…第１電極、２６…第２絶縁膜、２７…不純
物領域、２８…第２導電層、２９…第１領域（低抵抗領
域）、３０…第２電極、３１…第３絶縁膜。
Claims (23)
- 【請求項１】 並列に並べて配置された第１と第２の二
つの領域からなり、その第２の領域は第１の領域より抵
抗が低い第１電極と、 前記第１電極と絶縁膜を間において隣接した第２電極で
あって、その第２電極が、第１電極と同様に並列に並べ
て配置された第１と第２の二つの領域からなり、その第
２の領域は第１の領域より抵抗が低い第２電極と、 を有することを特徴とする電荷転送装置。 - 【請求項２】 第１導電型の半導体基板と、 前記第１導電型の半導体基板上に形成された第２導電型
の電荷転送領域と、 前記電荷転送領域上に絶縁膜を介して一定の間隔を置い
て複数個形成され、並列に並べて配置された第１と第２
の二つの領域からなり、その第２の領域は第１の領域よ
り抵抗が低い第１電極と、 前記複数個の第１電極の間の電荷転送領域の上部に絶縁
膜を介して形成された第２電極であって、その第２電極
が、第１電極と同様に並列に並べて配置された第１と第
２の二つの領域からなり、その第２の領域は第１の領域
より抵抗が低い第２電極と、 前記第２電極の下部の前記電荷転送領域の表面部に形成
された不純物領域と、を有することを特徴とする電荷転
送装置。 - 【請求項３】 前記第１電極の第１の領域は第１電極の
第２の領域より広い範囲にわたって形成され、かつ前記
第２電極の第１の領域は第２電極の第２の領域より広い
範囲にわたって形成されていることを特徴とする請求項
１又は２記載の電荷転送装置。 - 【請求項４】 前記第１電極の第１領域と第２電極の第
１領域は絶縁膜を間に置いて隣接し、かつ、第１電極の
第２領域と第２電極の第２領域は、絶縁膜を間に置いて
隣接していることを特徴とする請求項１又は２記載の電
荷転送装置。 - 【請求項５】 前記第１電極及び第２電極各々の第１領
域は、多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項
１〜３記載のいずれかの電荷転送装置。 - 【請求項６】 前記第１電極及び第２電極各々の第２領
域は、不純物が高濃度にドープされた多結晶シリコンか
らなることを特徴とする請求項１〜４記載のいずれかの
電荷転送装置。 - 【請求項７】 前記第２電極が、前記第１電極と第１電
極の間の電荷転送領域の上部及び第１電極の上部の端部
にかけて形成されたことを特徴とする請求項１〜５記載
のいずれかの電荷転送装置。 - 【請求項８】 前記第１電極と前記第２電極は、同じ高
さで形成されることを特徴とする請求項１〜５記載のい
ずれかの電荷転送装置。 - 【請求項９】 前記第１電極及び第２電極各々の第２領
域に、クロック信号を印加するために連結される配線が
さらに含まれることを特徴とする請求項１〜８記載のい
ずれかの電荷転送装置。 - 【請求項１０】 第１導電型の半導体基板上に第２導電
型の電荷転送領域を形成するステップと、 前記第２導電型の電荷転送領域の上部に第１絶縁膜を形
成するステップと、 前記第１絶縁膜の上部に第１導電層を形成するステップ
と、 前記第１導電層の一定領域に第１導電層より低い抵抗を
有する低抵抗領域を一定の間隔を置いて複数個形成する
ステップと、 前記第１導電層を一方の側に前記低抵抗領域を含むよう
に所定パターンにパターニングして、複数個の第１電極
を形成するステップと、 基板全面に第２絶縁膜を形成するステップと、 前記各々の第１電極の間の電荷転送領域の表面部位に不
純物領域を形成するステップと、 前記第２絶縁膜上に第２導電層を形成するステップと、 前記第２導電層の前記第１電極の低抵抗領域側と隣接す
る所定領域に、前記第２導電層より低い抵抗を有する低
抵抗領域を一定の間隔を置いて複数個形成するステッ
プ、及び前記第２導電層を前記第１電極の低抵抗領域側
に第２導電層に形成された低抵抗領域が含まれるように
所定パターンにパターニングして、前記各々の第１電極
の間々に複数個の第２電極を形成するステップと、 を含むことを特徴とする電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第１導電層及び第２導電層は、多
結晶シリコンを蒸着して形成することを特徴とする請求
項１０記載の電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第１導電層に低抵抗領域を形成す
るステップは、前記第１導電層に高濃度の不純物を選択
的にイオン注入する工程によって行われることを特徴と
する請求項１０又は１１記載の電荷転送装置の製造方
法。 - 【請求項１３】 前記第１電極は、前記第１導電層領域
が第１導電層に形成された低抵抗領域より広い部分を占
めるように前記第１導電層をパターニングして形成する
ことを特徴とする請求項１０〜１２記載のいずれかの電
荷転送装置の製造方法。 - 【請求項１４】 前記第２導電層に低抵抗領域を形成す
るステップは、その第２導電層に高濃度の不純物を選択
的にイオン注入する工程によって行われることを特徴と
する請求項１０〜１３記載のいずれかの電荷転送装置の
製造方法。 - 【請求項１５】 前記第２導電層の低抵抗領域は、前記
第１電極の低抵抗領域と第１導電層間を境界として第１
電極の低抵抗領域側と隣接するように形成することを特
徴とする請求項１０〜１４記載のいずれかの電荷転送装
置の製造方法。 - 【請求項１６】 前記第２電極は、前記第２導電層に形
成された低抵抗領域が第２導電層より広い部分を占める
ようにその第２導電層をパターニングして形成すること
を特徴とする請求項１０〜１５記載のいずれかの電荷転
送装置の製造方法。 - 【請求項１７】 前記第１電極の低抵抗領域と第２電極
の低抵抗領域に夫々クロック信号を印加するための配線
を連結するステップが、さらに含まれることを特徴とす
る請求項１０〜１６記載のいずれかの電荷転送装置の製
造方法。 - 【請求項１８】 第１導電型の半導体基板上に第２導電
型の電荷転送領域を形成するステップと、 前記第２導電型の電荷転送領域の上部に第１絶縁膜を形
成するステップと、 前記第１絶縁膜の上部に第１導電層を形成するステップ
と、 前記第１導電層を所定パターンにパターニングして一定
の間隔を有する複数個の第１電極パターンを形成するス
テップと、 基板全面に第２絶縁膜を形成するステップと、 前記各々の第１電極パターンの間の電荷転送領域の表面
部位に不純物領域を形成するステップと、 前記各々の第１電極パターンの間の電荷転送領域上にそ
の第１電極パターンと同じ高さを有する第２電極パター
ンを形成するステップと、 基板全面に第３絶縁膜を形成するステップと、 前記第１電極パターンの一側部分と、その一側部分と隣
接した前記第２電極パターンの一側部分とにその第１電
極パターン及び第２電極パターンより低い抵抗を有する
低抵抗領域を形成して、第１電極と第２電極を同時に形
成するステップと、 を含むことを特徴とする電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項１９】 前記第２電極パターンを形成するステ
ップは、前記第２絶縁膜上に第２導電層を形成し、その
全面に平坦化層を形成した後、その平坦化層をエッチバ
ックし、次に露出される第２導電層をエッチバックする
工程によって行われることを特徴とする請求項１８記載
の電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項２０】 前記低抵抗領域を形成するステップ
は、前記第１電極パターンと第２電極パターンの互いに
隣接する領域に高濃度の不純物を選択的にイオン注入す
る工程によって行われることを特徴とする請求項１８又
は１９記載の電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項２１】 前記第１電極は、前記第１導電層領域
が前記低抵抗領域より広い部分を占めるようにパターニ
ングして形成することを特徴とする請求項１８〜２０記
載のいずれかの電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項２２】 前記第２電極は、前記低抵抗領域が第
２電極パターン領域より広い部分を占めるようにパター
ニングして形成することを特徴とする請求項１８〜２１
記載のいずれかの電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項２３】 前記第１電極の低抵抗領域と第２電極
の低抵抗領域に夫々クロック信号を印加するために配線
を連結するステップが、さらに含まれることを特徴とす
る請求項１８〜２２記載のいずれかの電荷転送装置の製
造方法。
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