JP3070146B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JP3070146B2
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/762Charge transfer devices
    • H01L29/765Charge-coupled devices
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特に水平転送部の転送電荷を検出する電荷検出器として
フローティングディフュージョン(浮遊拡散)アンプを
用いた構成の固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に、固体撮像装置の一例としてイン
ターライン転送方式のCCD固体撮像装置の構成を示
す。同図において、画素単位で2次元配列されて入射光
量に応じた信号電荷を蓄積する複数個のフォトセンサ1
と、これらフォトセンサ1の垂直列毎に配されかつ読出
しゲート2を介して垂直ブランキング期間の一部で瞬時
に読み出された信号電荷を垂直転送する複数本の垂直C
CD(垂直転送部)3とによって撮像領域4が構成され
ている。
【0003】この撮像領域4の出力側には水平CCD
(水平転送部)5が設けられている。この水平CCD5
は、撮像領域4の垂直CCD3から1ライン分ずつ転送
されてきた信号電荷をテレビジョン信号の水平走査期間
にあわせて水平転送する。水平CCD5で転送された信
号電荷は、電荷検出器6によって検出されて電気信号と
して導出される。
【0004】従来、この種のCCD固体撮像装置におい
ては、図4に示すように、水平CCD5での取扱い電荷
量を十分に取るために、水平CCDチャネル領域10の
チャネル幅が広く設計される一方、CCD固体撮像装置
の感度を高めるために、電荷検出器6としてのフローテ
ィングディフュージョン(FD)アンプのFD領域7が
できるだけ小さく形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
従来のCCD固体撮像装置では、図4から明らかなよう
に、水平CCDチャネル領域10のチャネル幅いっぱい
に広がった信号電荷を水平CCD5の水平出力ゲート
(HOG)8で急激に絞ってFD領域7に転送するよう
になっていることにより、水平出力ゲート8の出口部分
のチャネル幅WがFD領域7の微細化に伴って狭くなる
ため、いわゆる狭チャネル効果が発生することになる。
【0006】この狭チャネル効果の発生により、図4の
A‐A′矢視断面図である図5において、水平出力ゲー
ト8の出口部分(図に破線Pで囲った部分)で図に示す
ようにポテンシャルが浅くなり、ポテンシャルバリアが
形成されるため、水平CCD5を経て水平出力ゲート8
に転送されてきた信号電荷の一部が当該ゲート部に溜ま
って残り、FD領域7に転送されないことになる。
【0007】すなわち、FD領域7の微細化に対応した
水平出力ゲート8の出口部分のチャネル幅Wの狭小化に
伴う狭チャネル効果により、水平出力ゲート8の出口部
分に形成されたポテンシャルバリアが転送劣化の要因と
なっていた。また逆に、この水平出力ゲート8の転送劣
化が、CCD固体撮像装置の感度を高めるためのFD領
域7の微細化の妨げとなっていた。
【0008】そこで、本発明は、水平出力ゲートの出口
部分の幅を見掛け上広くすることにより、FD領域の微
細化を妨げることなく、狭チャネル効果による転送劣化
を防止した固体撮像装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、画素単位で2次元配列されて入射光量に応じた信
号電荷を蓄積する複数個のフォトセンサ及びこれらフォ
トセンサから垂直列毎に読み出された信号電荷を垂直転
送する複数の垂直転送部を含む撮像領域と、この撮像領
域から転送された信号電荷を水平転送する水平転送部
と、この水平転送部の水平出力ゲートに接続されたFD
(浮遊拡散)領域を有しかつ水平転送部で転送された信
号電荷を検出する電荷検出器とを具備し、水平出力ゲー
トのチャネル幅が浮遊拡散領域側で狭くなるように設け
られており、水平出力ゲートにおけるFD領域に隣接す
る領域の基板表面側の不純物濃度を、その前半領域より
もチャネルポテンシャルが深くなるように設定した構成
となっている。
【0010】
【作用】本発明による固体撮像装置において、チャネル
幅がFD領域側で狭くなるように設けられた水平出力ゲ
ートにおけるFD領域に隣接する領域の基板表面側の不
純物濃度を、その前半領域よりもチャネルポテンシャル
が適度に深くなるようにしたことにより、FD領域に隣
接する領域のポテンシャルが、その前半領域のポテンシ
ャルとFD領域の深いポテンシャルにより2次元変調を
受ける。その結果、水平出力ゲートの出口部分の幅が狭
いことに伴う狭チャネル効果によるポテンシャルバリア
が打ち消される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の一実施例を示す構成図で
あり、図(A)に水平転送出力部分の概略平面図を、図
(B)に図(A)のB‐B′矢視断面図をそれぞれ示
す。先ず、図1(A)において、斜線付きの実線が水平
CCD5のチャネル領域10を示しており、実線の第1
ポリシリコン(1Poly) からなるストレージゲート11及
び一点鎖線の第2ポリシリコン(2Poly) からなるトラン
スファゲート12を交互に繰り返した電極対によって水
平CCD5が形成されている。
【0012】水平CCD5の左端には水平出力ゲート8
が設けられ、この水平出力ゲート8には電荷検出器6を
構成するフローティングディフュージョンアンプのFD
領域7が接続されている。FD領域7の電位を1画素ず
つリセットするために、リセットゲート13及びリセッ
トドレイン14が配置されている。また、FD領域7に
MOSトランジスタのゲートが接続されたソースフォロ
ワ回路15が設けられており、転送されてきた信号電荷
を出力信号として導出する。
【0013】続いて、図1(B)において、シリコン基
板16の表面側には水平CCD5のチャネル領域10が
形成され、シリコン基板16上にはゲート絶縁膜17を
介して第1ポリシリコン(1Poly) からなるストレージゲ
ート11及び第2ポリシリコン(2Poly) からなるトラン
スファゲート12で形成した転送電極が配置され、水平
転送クロックφH1,φH2が印加されるトランスファゲー
ト12の電極下部には2相駆動を実現するためにポテン
シャルを浅くするイオン注入領域(P- )18が形成さ
れている。
【0014】水平CCD5の左端の水平出力ゲート8
は、通常、接地レベルなどのDC電位に保たれている。
また、リセットゲート13は1画素毎の信号電荷による
FD領域7の電位変化をリセットするためものであ
り、これによりFD領域7がリセットドレイン14の電
位にリセットされる。
【0015】一方、水平CCD5の水平出力ゲート8に
おいて、FD領域7に隣接しかつ好ましくは略半分程度
の領域(図1(A)に斜線で示す領域)19の基板表面
側に対し例えばイオン注入することにより、その前半領
域20よりもチャネルポテンシャルが適度に深くなるよ
うに不純物濃度が設定されている。このイオン注入領域
(N- )19は、チャネルポテンシャルが数百mV〜数
V程度深くなるような条件で形成されている。
【0016】このように、水平出力ゲート8におけるF
D領域7に隣接する領域19の基板表面側の不純物濃度
を、その前半領域20よりもチャネルポテンシャルが適
度に深くなるようにしたことにより、図1(B)の断面
図に対応する図2のポテンシャル図に示すように、イオ
ン注入領域19のポテンシャルが、水平出力ゲート8の
前半領域20のポテンシャルとFD領域7の深いポテン
シャルにより2次元変調を受けるため、水平出力ゲート
8の出口部分のチャネル幅Wが狭いことに伴う狭チャネ
ル効果によるポテンシャルバリアが打ち消されることに
なる。
【0017】しかも、水平出力ゲート8のチャネル長
は、水平出力ゲート8のポテンシャルの浅い前半領域2
0で決まるため実効チャネル長が短く、また水平出力ゲ
ート8の出口のチャネル幅が、図1(A)の概略平面図
に示すように、幅Wから幅WN に見掛け上広くなる。
【0018】よって、狭チャネル効果によるポテンシャ
ルバリアが打ち消されることと、実効チャネル長が短く
かつチャネル幅が見掛け上広くなったことにより、水平
CCD5における転送効率が画期的に向上し、またハイ
ビジョンに対応可能な転送スピードが得られることにな
る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電荷検出器としてフローティングディフュージョンアン
プを用いた固体撮像装置において、チャネル幅がFD領
域側で狭くなるように設けられた水平出力ゲートにおけ
るFD領域に隣接する領域の基板表面側の不純物濃度
を、その前半領域よりもチャネルポテンシャルが適度に
深くなるように設定したことにより、狭チャネル効果に
よるポテンシャルバリアの形成を阻止でき、かつ水平出
力ゲートの出口部分のチャネル幅を見掛け上広くできる
ため、FD領域の微細化を妨げることなく、狭チャネル
効果による転送劣化を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図であり、図
(A)に水平転送出力部分の概略平面図を、図(B)に
図(A)のB‐B′矢視断面図をそれぞれ示す。
【図2】水平転送出力部分の断面に対応するポテンシャ
ル図である。
【図3】インターライン転送方式のCCD固体撮像装置
の一例を示す構成図である。
【図4】水平転送出力部分の従来例を示す概略平面図で
ある。
【図5】図4のA‐A′矢視断面に対応するポテンシャ
ル図である。
【符号の説明】
1 フォトセンサ 3 垂直CCD 4 撮像領域 5 水平CCD 6 電荷検出器(フローティングディフュージョンアン
プ) 7 FD(フローティングディフュージョン)領域 8 水平出力ゲート 10 水平CCDチャネル領域 15 ソースフォロワ回路 16 シリコン基板 18,19 イオン注入領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/148 H01L 21/339 H01L 29/762 H04N 5/335

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画素単位で2次元配列されて入射光量に
    応じた信号電荷を蓄積する複数個のフォトセンサ及びこ
    れらフォトセンサから垂直列毎に読み出された信号電荷
    を垂直転送する複数の垂直転送部を含む撮像領域と、 前記撮像領域から転送された信号電荷を水平転送する水
    平転送部と、 前記水平転送部の水平出力ゲートに接続された浮遊拡散
    領域を有しかつ前記水平転送部で転送された信号電荷を
    検出する電荷検出器とを具備し、前記水平出力ゲートはチャネル幅が前記浮遊拡散領域側
    で狭くなるように設けられてなり、 前記水平出力ゲートにおける前記浮遊拡散領域に隣接す
    る領域の基板表面側の不純物濃度を、その前半領域より
    もチャネルポテンシャルが深くなるように設定したこと
    を特徴とする固体撮像装置。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2704978B1 (fr) * 1993-05-07 1995-06-09 Thomson Csf Semiconducteurs Dispositif à transfert de charges à grille d'étraînement.
US5612554A (en) * 1993-06-23 1997-03-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Charge detection device and driver thereof
JP2699841B2 (ja) * 1993-12-10 1998-01-19 日本電気株式会社 固体撮像装置
JP3482689B2 (ja) * 1994-05-27 2003-12-22 ソニー株式会社 固体撮像装置及びこれを用いたバーコード読取り装置
US5514886A (en) * 1995-01-18 1996-05-07 Eastman Kodak Company Image sensor with improved output region for superior charge transfer characteristics
FR2732847B1 (fr) * 1995-04-04 1997-05-16 Thomson Csf Semiconducteurs Registre de lecture a transfert de charges a sorties multiples
JPH08298624A (ja) * 1995-04-25 1996-11-12 Sony Corp Ccd撮像装置
JP2768311B2 (ja) * 1995-05-31 1998-06-25 日本電気株式会社 電荷転送装置
JPH10335628A (ja) * 1997-06-03 1998-12-18 Sony Corp Ccd型固体撮像素子
JPH11274462A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Sony Corp 固体撮像装置
JP2000174252A (ja) * 1998-12-04 2000-06-23 Sony Corp 光電変換装置
JP4471677B2 (ja) * 2004-02-09 2010-06-02 Necエレクトロニクス株式会社 固体撮像装置及び電荷転送部
JP2008148083A (ja) * 2006-12-12 2008-06-26 Nec Electronics Corp 固体撮像装置
CN109212400B (zh) * 2018-08-23 2021-04-23 宁波飞芯电子科技有限公司 光电二极管内部光生电荷转移效率的测试方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2578615B2 (ja) * 1987-10-16 1997-02-05 三洋電機株式会社 固体撮像装置
JP2991432B2 (ja) * 1988-08-23 1999-12-20 株式会社東芝 固体撮像装置
JPH0728031B2 (ja) * 1989-02-11 1995-03-29 日本電気株式会社 電荷転送装置
US4949183A (en) * 1989-11-29 1990-08-14 Eastman Kodak Company Image sensor having multiple horizontal shift registers

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