JP4700919B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
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Description
(ii)低ノイズ化(Nの抑制)を実現するために、フォトダイオードのリセットノイズの除去
(iii)高信号化(Sの増大)を実現するために、フォトダイオードの飽和電荷数の増大
(iv)低ノイズ化(Nの抑制)を実現するために、画素ソースフォロワMOSの1/fノイズの抑制
これらの実現手段として
(i)は、埋め込みタイプのフォトダイオードを形成することで実現され、また、(ii)は、は完全転送タイプのフォトダイオードを形成することで実現されており、それらは個別の技術としては既に知られている。
以下、本発明による第1の実施形態の例を図を用いて説明する。
第1の実施形態では、濃い表面N領域104を砒素で形成し、N型ウェル領域102をリンで形成する例を挙げた。本発明はこれらの組み合わせのみならず、他の不純物を用いても有効である。第2の実施形態では、濃い表面N領域104をアンチモンで形成し、N型ウェル領域102をリンで形成する場合について説明する。アンチモンの熱拡散定数は砒素に近く、リンに比べ拡散しにくい特性を持っている。このため、第2の実施形態においても第1の実施形態同様に濃い表面N領域104の濃度分布をシャープに変化させることができ、光電荷の転送を容易にできることから、本発明の効果であるところの、電源電圧を高めること無く飽和電荷の向上を図ることができる。
第3の実施形態では、第1の実施形態の不純物の極性を反転させた例について説明する。濃い表面N領域104の代わりに、ボロン(もしくはBF2)を注入しP領域とし、N型ウェル領域102の代わりにアルミニウムをP型の不純物注入として利用することで、電子蓄積型の固体撮像素子に本発明を適用することが可能である。このときP型蓄積領域103の代わりには砒素またはリンを注入しN型蓄積領域を形成することが可能である。この場合にも上述のように砒素を用いた方が点欠陥の数を低減する効果がある。
102…N型ウェル領域
103…P型蓄積領域
104…濃い表面N領域
105…転送SW
106…P型不純物拡散領域
107,108…画素ソースフォロワMOSのソース・ドレイン領域
109…分離領域
110…ゲート酸化膜
111…画素ソースフォロワMOS
112…配線
202…N型ウェル領域の濃度プロファイル
203…P型蓄積領域の濃度プロファイル
204,204′…濃い表面N領域の濃度プロファイル
Claims (8)
- 半導体基板上に形成された第一導電型の第一の不純物拡散領域と、前記第一の不純物拡散領域中に形成された第二導電型の第二の不純物拡散領域と、前記第二の不純物拡散領域の表面上に形成された第一導電型の第三の不純物拡散領域とにより形成されたフォトダイオード、及び該フォトダイオードに蓄積された信号を増幅して出力するアンプを含む固体撮像素子であって、前記第三の不純物拡散領域は、前記第一の不純物領域を形成する不純物イオンに比べて拡散係数が小さい不純物イオンを含むことを特徴とする固体撮像素子。
- 前記フォトダイオードは完全空乏化動作されることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記第一の不純物拡散領域はリンを含み、前記第三の不純物拡散領域は砒素を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像素子。
- 前記第一の不純物拡散領域はリンを含み、前記第三の不純物拡散領域はアンチモンを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像素子。
- 前記第二の不純物拡散領域はP型半導体領域であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体撮像素子。
- 前記第一の不純物拡散領域はアルミニウムを含み、前記第三の不純物拡散領域はボロンを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像素子。
- 前記アンプはPMOSにより形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像素子。
- 前記PMOSのゲート電極はN型ポリシリコンにより形成されていることを特徴とする請求項7に記載の固体撮像素子。
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