JP3276233B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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Description
製造方法に関し、特に小型化及び高画素化された固体撮
像装置及びその製造方法に関するものである。
する。
り、図3において、31はN型半導体基板、32はN型
半導体基板31の表面部に形成されたP−型ウエル領
域、33はN型半導体基板31に選択的に形成されたP
型ウエル領域、34は光電変換を行ない信号電荷を生成
するN+型のフォトダイオード部、35は信号電荷を転
送するためのN+型の電荷転送部、36はフォトダイオ
ード部34と電荷転送部35との間に形成されフォトダ
イオード部34において生成された信号電荷を電荷転送
部35に読み出すためのP+型の電荷読出し部、37は
暗電流抑制のためフォトダイオード部34の上に形成さ
れたP+++型の正孔蓄積部、38は絶縁膜、39は信
号電荷の転送及び読み出しを制御するためのゲート電
極、40は遮光膜である。
置の動作を図4(a)及び図4(b)に基づいて説明す
る。図4(a)は信号電荷の読み出し時と蓄積時とにお
ける図3のA−A’線(電荷読出し部の浅い部分)のポ
テンシャル状態を示し、図4(b)は信号電荷の蓄積時
における図3のB−B’線(電荷読出し部の深い部分)
のポテンシャル状態を示している。
すると、フォトダイオード部34において光電変換が行
なわれ光の入射強度に応じた信号電荷が発生する。この
状態では、図4(a),(b)に示すように、電荷読出
し部36のポテンシャルはフォトダイオード部34のポ
テンシャルよりも高い。
すると、図4(a)に示すように、電荷読出し部36及
び電荷転送部35のポテンシャルはフォトダイオード部
34のポテンシャルよりも低くなり、フォトダイオード
部34の信号電荷は電荷読出し部36を通って電荷転送
部35に流れ込む。これにより信号電荷の読み出しが行
なわれるのである。
読出し部36の深い部分においても、信号電荷の蓄積時
には、電荷読出し部36のポテンシャルがフォトダイオ
ード部34及び電荷転送部35のポテンシャルよりも高
くなるような不純物分布を形成することにより、フォト
ダイオード部34から電荷転送部35への信号電荷の流
れ込みを防いでいる。
に伴って電荷転送部35の幅を狭くするような設計がな
される。そして、電荷読出し部36の不純物の拡散によ
り電荷転送部の幅が狭められるため、電荷読出し部36
の不純物濃度を余り高くすることができず、イオン注入
条件の最適化が必要になってくる。
来の構成では、信号電荷の読み出し時に電荷読出し部の
ポテンシャルが滑らかに変化していないため、電荷読出
し部に信号電荷の読み残しが生じ、残像不良が発生する
という問題がある。
度が十分に高く形成されていないためフォトダイオード
部34と電荷転送部35との間のポテンシャル障壁が低
くなり、信号電荷のパンチスルーが生じ、フォトダイオ
ード部34の飽和容量が低下するという問題がある。
電荷読出し部における信号電荷の読み残しを低減するこ
とにより残像不良の発生をなくすと共に、フォトダイオ
ード部と電荷転送部との間のポテンシャル障壁を高くす
ることによりフォトダイオードの飽和容量を向上させる
ことを目的とする。
め、本発明は、電荷読出し部に不純物濃度が相対的に高
い領域と相対的に低い領域とを形成することにより電荷
読出し部におけるポテンシャルを滑らか変化させると共
に、前記不純物濃度の相対的に高い領域によってポテン
シャル障壁を高くするものである。
は、半導体基板の表面部に形成され、光電変換により信
号電荷を生成するフォトダイオード部と、前記半導体基
板の表面部に形成され、信号電荷を転送するための電荷
転送部と、前記半導体基板の表面部における前記フォト
ダイオード部と前記電荷転送部との間に形成され、前記
フォトダイオード部において生成された信号電荷を前記
電荷転送部に読み出すための電荷読出し部とを備えた固
体撮像装置を前提とし、前記電荷読出し部は、前記フォ
トダイオード部側に形成された不純物濃度が相対的に高
い第1の領域と前記電荷転送部側に形成された不純物濃
度が相対的に低い第2の領域とからなり、前記第1の領
域は、前記第2の領域に比べて前記半導体基板の内部の
深い位置にまで形成されている構成とするものである。
トダイオード部側に形成された不純物濃度が高い領域と
電荷転送部側に形成された不純物濃度が低い領域とから
構成されるので、信号電荷の読み出し時における電荷読
出し部のポテンシャルはフォトダイオード側が相対的に
高く電荷転送部側が相対的に低くなり、電荷読出し部の
ポテンシャルが滑らかに変化するので、電荷読出し部に
おける信号電荷の読み残しが低減する。
ード側の部分に不純物濃度が高い領域が形成されている
ので、フォトダイオード部と電荷転送部との間のポテン
シャル障壁が向上する。
しながら説明する。
装置の断面図を示している。図1において、11はN型
半導体基板、12はN型半導体基板11の表面部に形成
されたP−型ウエル領域、13はN型半導体基板11に
形成されたP型ウエル領域、14は光電変換を行ない信
号電荷を生成するN+型のフォトダイオード部、15は
信号電荷を転送するためのN+型の電荷転送部、17は
暗電流抑制のためフォトダイオード部14の上に形成さ
れたP+++の正孔蓄積部、18は絶縁膜、19は信号
電荷の転送及び読み出しを制御するためのゲート電極、
20は遮光膜であって、これらの構成は従来の固体撮像
装置の構成と同様である。
部14と電荷転送部15との間に、フォトダイオード部
14側に形成された不純物濃度が相対的に高いP++型
の高濃度領域16aと電荷転送部15側に形成された不
純物濃度が相対的に低いP+型の低濃度領域16bとか
らなり、フォトダイオード部14で生成された信号電荷
を電荷転送部15に読み出すための電荷読出し部16が
形成されている。
置の動作を図2(a)及び図2(b)に基づいて説明す
る。図2(a)は信号電荷の読み出し時と蓄積時とにお
ける図1のA−A’線(電荷読出し部の浅い部分)のポ
テンシャル状態を示し、図2(b)は信号電荷の蓄積時
における図1のB−B’線(電荷読出し部の深い部分)
のポテンシャル状態を示している。
ォトダイオード部14に光の入射強度に応じた信号電荷
が発生した後、ゲート電極19にパルス信号を印加する
と、図2(a)に示すように、電荷読出し部16及び電
荷転送部15のポテンシャルはフォトダイオード部14
のポテンシャルよりも低くなり、フォトダイオード部1
4の信号電荷は電荷読出し部16を通って電荷転送部1
5に流れ込むが、電荷読出し部16は、フォトダイオー
ド部14側に形成された高濃度領域16aと電荷転送部
15側に形成された低濃度領域16bとからなるので、
電荷読出し部16におけるポテンシャルの変化は滑らか
になる。このため、電荷読み出し部16においては信号
電荷の読み残しが生じ難くなり、残像不良が低減する。
し部16におけるフォトダイオード部14側に不純物濃
度の高い(P++)高濃度領域16aが形成されている
ため、電荷蓄積時における電荷読出し部16のポテンシ
ャルは従来の固体撮像装置の電荷読出し部36のポテン
シャル(図4(b)を参照)に比べて高くなる。このた
め、フォトダイオード部14と電荷転送部15との間の
ポテンシャル障壁を高くすることができ、信号電荷のパ
ンチスルーを防止できるので、フォトダイオード部14
の飽和容量を向上させることが可能になる。
における電荷読み出し部16の製造工程について説明す
る。
膜(SiO2 )を90mμの膜厚に形成した後、該絶縁
膜上における電荷読出し部16を形成する領域の電荷転
送部15側にレジスト膜を形成する。
縁膜に対してエッチングを行なうことにより、前記絶縁
膜におけるフォトダイオード部14側の部分を30mμ
の膜厚にする。次に、前記レジスト膜を除去した後、電
荷読み出し部16を形成する領域の上に開口部を有する
新たなレジスト膜を形成する。
前記絶縁膜を通して加速エネルギー:160KeV、ド
ーズ量:3.0E11でボロンのイオン注入を行ない、
電荷読出し部16を形成する。このようにすると、絶縁
膜の膜厚によりイオンの阻止能力が異なるため、電荷読
出し部16における電荷転送部15側の部分は注入領域
が浅くなるので不純物濃度の低い低濃度領域(P+)1
6bが形成される一方、電荷読み出し部16におけるフ
ォトダイオード部14側の部分は注入領域が深くなるの
で不純物濃度の高い高濃度領域(P++)16aが形成
される。
ると、電荷読出し部を、フォトダイオード部側に形成さ
れた不純物濃度が相対的に高い領域と電荷転送部側に形
成された不純物濃度が相対的に低い領域とから構成した
ため、信号電荷の読出し時における電荷読出し部のポテ
ンシャルはフォトダイオード側が相対的に高く電荷転送
部側が相対的に低くなり電荷読出し部のポテンシャルが
滑らかに変化するので、電荷読出し部における信号電荷
の読み残しが低減し、これにより、電荷読出し部におけ
る残像不良が低減する。
ード側の部分に不純物濃度の高い領域が形成されるた
め、フォトダイオード部と電荷転送部との間のポテンシ
ャル障壁が高くなるので、フォトダイオード部の飽和容
量を向上させることが可能になる。
である。
電荷の読み出し時と蓄積時との電荷読出し部のポテンシ
ャルを示す図であって、(a)は図1におけるA−A´
線の状態を示し、(b)は図1におけるB−B´線の状
態を示している。
し時と蓄積時との電荷読出し部のポテンシャルを示す図
であって、(a)は図3におけるA−A´線の状態を示
し、(b)は図3におけるB−B´線の状態を示してい
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体基板の表面部に形成され、光電変
換により信号電荷を生成するフォトダイオード部と、前記半導体基板の表面部に形成され、 信号電荷を転送す
るための電荷転送部と、前記半導体基板の表面部における 前記フォトダイオード
部と前記電荷転送部との間に形成され、前記フォトダイ
オード部において生成された信号電荷を前記電荷転送部
に読み出すための電荷読出し部とを備え、 前記電荷読出し部は、前記フォトダイオード部側に形成
された不純物濃度が相対的に高い第1の領域と前記電荷
転送部側に形成された不純物濃度が相対的に低い第2の
領域とからなり、前記第1の領域は、前記第2の領域に比べて前記半導体
基板の内部の深い位置にまで形成されている ことを特徴
とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33558793A JP3276233B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33558793A JP3276233B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07202156A JPH07202156A (ja) | 1995-08-04 |
JP3276233B2 true JP3276233B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=18290257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33558793A Expired - Fee Related JP3276233B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3276233B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4388752B2 (ja) | 2003-03-11 | 2009-12-24 | 富士フイルム株式会社 | Ccd型カラー固体撮像装置 |
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 |
JP2023157511A (ja) * | 2022-04-15 | 2023-10-26 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置及び電子機器 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33558793A patent/JP3276233B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07202156A (ja) | 1995-08-04 |
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