JP4751700B2 - Solid-state image sensor - Google Patents
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Description
本発明は、ラインメモリを有するCCD型の固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a CCD type solid-state imaging device having a line memory.
CCD型の固体撮像素子としてラインメモリを有するものが知られている(特許文献1参照)。 A CCD type solid-state imaging device having a line memory is known (see Patent Document 1).
図5は、ラインメモリを有するCCD型の固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図である。
図5に示す固体撮像素子は、正方格子状に配列された多数の光電変換素子102と、多数の光電変換素子102の各々で発生した電荷を列方向(図5中のY方向)に転送する垂直転送部103と、多数の光電変換素子102の各々から垂直転送部103に電荷を読み出すための電荷読出し部104と、垂直転送部103を転送されてきた電荷を蓄積するラインメモリ部105と、ラインメモリ部105に蓄積された電荷を列方向と直交する行方向(図5中のX方向)に転送する水平転送部106と、水平転送部106を転送されてきた電荷に応じた信号を出力する出力回路107とが、n型半導体基板101上に形成されている構成である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a CCD solid-state imaging device having a line memory.
The solid-state imaging device shown in FIG. 5 transfers a large number of
図6は、図5に示す固体撮像素子のラインメモリ部付近の拡大図である。図7は、図6に示すA−B−C線の断面とD−E線の断面を併せて示した図である。図7に示す点C,Dから垂直に降りる線から右側がA−B−C線の断面、左側がD−E線の断面である。 FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the line memory unit of the solid-state imaging device shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing a cross section taken along line ABC and a line DE shown in FIG. The right side from the line descending vertically from points C and D shown in FIG. 7 is the cross section of the ABC line, and the left side is the cross section of the DE line.
n型半導体基板101上にはp型不純物層31が形成されている。垂直転送部103は、p型不純物層31上に形成されたn型不純物からなる転送チャネル21と、転送チャネル21上に形成された垂直転送電極22,23,24,25とから構成される。垂直転送電極22には駆動パルスφV1が供給され、垂直転送電極23には駆動パルスφV2が供給され、垂直転送電極24には駆動パルスφV3が供給され、垂直転送電極25には駆動パルスφV4が供給される。駆動パルスφV1〜φV4を制御することで、光電変換素子102から転送チャネル21内に読み出した電荷を列方向に向かって転送することができる。転送チャネル21のうち、垂直転送電極22,23,24,25と平面視上で重なる部分を以下では垂直転送チャネルという。
A p-
ラインメモリ部105は、転送チャネル21と、転送チャネル21上に形成されたラインメモリ用電極26,27とから構成される。ラインメモリ用電極26下方の転送チャネル21には、転送チャネル21よりも濃度の低いn−型不純物からなるn−型不純物領域32がイオン注入等によって形成されている。
The
ラインメモリ用電極26,27にはそれぞれ駆動パルスφLMが供給される。駆動パルスφLMを制御して、n−型不純物領域32のポテンシャルを深くすることで、ラインメモリ用電極27下の転送チャネル21に垂直転送チャネルから電荷を移動させて、これを蓄積させることができる。駆動パルスφLMは、例えばローレベル(L)において0V、ハイレベル(H)において5Vとなる。転送チャネル21のうち、ラインメモリ用電極27と平面視上重なる部分が、電荷を蓄積する部分となるため、この部分を以下ではラインメモリという。
A drive pulse φLM is supplied to each of the
水平転送部106は、転送チャネル21と、転送チャネル21上に形成された水平転送電極28,29とから構成される。水平転送電極28と水平転送電極29は、行方向に交互に配置されている。水平転送電極28は、行方向に並んだ電極28aと電極28bとによって構成される。水平転送電極29は、行方向に並んだ電極29aと電極29bとによって構成される。電極28aの下方及び電極29aの下方には、それぞれn−型不純物領域32と同濃度のn−型不純物領域33がイオン注入等によって形成されている。n−型不純物領域32と、ラインメモリ用電極27に隣接する電極28a,29a下方に形成されたn−型不純物領域33とによって、ラインメモリの容量を決定するポテンシャルバリア(以下、ラインメモリのポテンシャルバリアと略す)が形成される。転送チャネル21のうち、図6において斜線で示す領域と重なる領域が、ラインメモリのポテンシャルバリアが形成される領域(以下、バリア領域という)である。
The
電極28a,28bには駆動パルスφH2が供給され、電極29a,29bには駆動パルスφH1が供給される。駆動パルスφH1,φH2を制御して、バリア領域に形成されたn−型不純物領域33のポテンシャルを深くすることで、ラインメモリに蓄積されている電荷を、電極28b下方及び電極29b下方の転送チャネル21に移動させることができる。電極28b下方及び電極29b下方の転送チャネル21に電荷を移動させた後は、再び駆動パルスφH1,φH2を制御することで、ラインメモリから移動させた電荷を行方向に転送することができる。駆動パルスφH1,φH2は、それぞれ、例えばローレベル(L)において0V、ハイレベル(H)において3.3Vとなる。転送チャネル21のうち、ラインメモリに蓄積された電荷を行方向に転送するための部分(転送チャネル21のうち、垂直転送チャネル、ラインメモリ、及びバリア領域を除いた部分)を以下では水平転送チャネルという。この水平転送チャネルは、特許請求の範囲の転送チャネルに相当する。
A drive pulse φH2 is supplied to the
以上説明した垂直転送電極22〜25、ラインメモリ用電極26,27、電極28a,28b、及び電極29a,29bは、絶縁膜30によって互いに絶縁されている。
The
図8は、図6に示すB−C線の断面におけるポテンシャルとD−E線の断面におけるポテンシャルとを併せて示した図である。図8において図6と同じ構成には同一符号を付してある。
図8に示す符号aは、駆動パルスφH1,φH2,φLMがLのときのポテンシャルを示している。符号bは、駆動パルスφH1,φH2,φLMがHのときのポテンシャルを示している。図8に示すように、ラインメモリ用電極27に隣接する電極28a下方のポテンシャルと、ラインメモリ用電極26下方のポテンシャルとが、それぞれラインメモリのポテンシャルバリアとなり、このポテンシャルバリアの深さによって、ラインメモリ容量が決定される。
FIG. 8 is a diagram showing the potential in the section taken along the line B-C shown in FIG. 6 and the potential in the section taken along the line DE. In FIG. 8, the same components as those of FIG.
The symbol a shown in FIG. 8 indicates the potential when the drive pulses φH1, φH2, and φLM are L. A symbol b indicates a potential when the drive pulses φH1, φH2, and φLM are H. As shown in FIG. 8, the potential below the
近年、固体撮像素子は広ダイナミックレンジ化の傾向にあり、光電変換素子で発生する電荷量は増大している。このため、電荷量の増大に合わせてラインメモリ容量も増大させる必要がある。従来では、ラインメモリ容量を増やすために、図7に示すn−型不純物領域32,33の不純物濃度をより低くすることが行われている。図9は、n−型不純物領域32,33の不純物濃度をより低くした場合の、図6に示すB−C線の断面におけるポテンシャルとD−E線の断面におけるポテンシャルとを併せて示した図である。尚、図9では、電極の図示は省略している。
In recent years, solid-state imaging devices tend to have a wide dynamic range, and the amount of charge generated in photoelectric conversion devices is increasing. For this reason, it is necessary to increase the line memory capacity as the charge amount increases. Conventionally, in order to increase the line memory capacity, the impurity concentration of the n −
図9に示す符号cは、駆動パルスφH1,φH2,φLMがLのときのポテンシャルを示している。符号dは、駆動パルスφH1,φH2,φLMがHのときのポテンシャルを示している。図9に示した破線は、n−型不純物領域32,33の不純物濃度を低くする前の状態を示している。n−型不純物領域32,33の不純物濃度を低くすることで、ラインメモリのポテンシャルバリアが浅くなるため、ラインメモリ容量を増加させることが可能である。
The symbol c shown in FIG. 9 indicates the potential when the drive pulses φH1, φH2, and φLM are L. Symbol d indicates the potential when the drive pulses φH1, φH2, and φLM are H. The broken line shown in FIG. 9 shows a state before the impurity concentration of the n − -
次に、ラインメモリ容量を増加させた構成の固体撮像素子の電荷転送動作について説明する。
図10は、図9に示すようなポテンシャルを持つ固体撮像素子の電荷転送時の駆動パルスのタイミングチャートである。図11は、図10に示す駆動パルスに基づく電荷転送動作時のポテンシャルの変化を示す図である。図11(a)は図6に示すB−C線の断面におけるポテンシャルとC−E線の断面におけるポテンシャルとを併せて示した図である。図11(b)は図6に示すF−G線の断面におけるポテンシャルとH−E線の断面におけるポテンシャルとを併せて示した図である。
Next, the charge transfer operation of the solid-state imaging device having a configuration in which the line memory capacity is increased will be described.
FIG. 10 is a timing chart of drive pulses at the time of charge transfer of the solid-state imaging device having the potential as shown in FIG. FIG. 11 is a diagram showing a change in potential during the charge transfer operation based on the drive pulse shown in FIG. FIG. 11A is a diagram showing the potential in the section taken along the line B-C shown in FIG. 6 and the potential in the section taken along the line CE. FIG. 11B is a diagram showing both the potential in the section of the FG line and the potential in the section of the HE line shown in FIG.
図11に示すように、時刻t1までに垂直転送チャネルからラインメモリに電荷が転送されると、時刻t2,t3で駆動パルスφLMがL、駆動パルスφH2がHとなり、ラインメモリから水平転送チャネルに電荷が転送される。時刻t4以降は、駆動パルスφH1,φH2がLとHに切り替わることで、水平転送チャネル内で電荷が行方向に転送される。 As shown in FIG. 11, when the charge is transferred from the vertical transfer channel to the line memory by time t1, the drive pulse φLM becomes L and the drive pulse φH2 becomes H at time t2 and t3, and the line memory transfers to the horizontal transfer channel. Charge is transferred. After time t4, the drive pulses φH1 and φH2 are switched between L and H, whereby charges are transferred in the row direction in the horizontal transfer channel.
図8に示したようなラインメモリ容量であれば、φLMをLにしている時間が図10に示すように短くても、固体撮像素子を問題なく動作させることが可能である。しかし、ラインメモリ容量を増加させると、φLMをLにしている時間が短いままでは、図11(a)に示すように、ラインメモリに電荷が取り残されてしまう。これにより、縦線の不良が生じ、画像が乱れてしまう。 If the line memory capacity as shown in FIG. 8 is used, the solid-state imaging device can be operated without problems even if the time during which φLM is set to L is short as shown in FIG. However, when the line memory capacity is increased, if the time during which φLM is set to L remains short, charges are left in the line memory as shown in FIG. As a result, a vertical line defect occurs and the image is disturbed.
ラインメモリでの電荷の取り残しを防ぐために、駆動パルスφH1,φH2の電圧を上げる方法が考えられる。図12は、図9に示すようなポテンシャルを持つ固体撮像素子において駆動パルスφH1,φH2の電圧を上げたときの電荷転送動作時のポテンシャルの変化を示す図である。図12に示す破線は、駆動パルスφH1,φH2の電圧を上げる前の状態を示すポテンシャルである。駆動パルスφH1,φH2のハイレベル時の電圧を例えば3.3Vから4Vに上げることで、図12に示すように、ラインメモリから水平転送チャネルまでの勾配を急にすることができ、ラインメモリに電荷が取り残されるのを防ぐことができる。 In order to prevent charge from being left behind in the line memory, a method of increasing the voltages of the drive pulses φH1 and φH2 can be considered. FIG. 12 is a diagram showing a change in potential during the charge transfer operation when the voltages of the drive pulses φH1 and φH2 are increased in the solid-state imaging device having the potential as shown in FIG. The broken line shown in FIG. 12 is the potential indicating the state before the drive pulses φH1 and φH2 are raised. By increasing the voltage at the high level of the drive pulses φH1 and φH2 from 3.3V to 4V, for example, the gradient from the line memory to the horizontal transfer channel can be made steep as shown in FIG. It is possible to prevent the charge from being left behind.
しかし、ラインメモリに電荷が取り残されるのを防ぐために駆動パルスφH1,φH2の電圧を上げると、消費電力が増加するという問題が生じる。 However, if the voltages of the drive pulses φH1 and φH2 are increased in order to prevent charge from being left in the line memory, there arises a problem that power consumption increases.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、消費電力を増加させることなく、ラインメモリ容量を増加させて画質を向上させることが可能な固体撮像素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of increasing line memory capacity and improving image quality without increasing power consumption.
本発明の固体撮像素子は、ラインメモリを有するCCD型の固体撮像素子であって、前記ラインメモリと前記ラインメモリに蓄積された電荷を所定の方向に転送するための転送チャネルとの間に、前記ラインメモリ側に形成され相対的に浅いポテンシャルの第一のポテンシャルバリアと、前記転送チャネル側に形成され前記第一のポテンシャルバリアよりも深い第二のポテンシャルのポテンシャルバリアとからなる階段状のポテンシャルバリアを備える。 The solid-state imaging device of the present invention is a CCD solid-state imaging device having a line memory, and between the line memory and a transfer channel for transferring charges accumulated in the line memory in a predetermined direction, A stepped potential formed of a first potential barrier having a relatively shallow potential formed on the line memory side and a potential barrier having a second potential deeper than the first potential barrier formed on the transfer channel side. Provide a barrier.
本発明の固体撮像素子は、前記第一のポテンシャルバリアを形成する不純物の濃度が、前記第二のポテンシャルバリアを形成する不純物の濃度よりも低くなっていることで、前記階段状のポテンシャルバリアが形成される。 In the solid-state imaging device of the present invention, the concentration of the impurity forming the first potential barrier is lower than the concentration of the impurity forming the second potential barrier. It is formed.
本発明によれば、消費電力を増加させることなく、ラインメモリ容量を増加させて画質を向上させることが可能な固体撮像素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device capable of increasing the line memory capacity and improving the image quality without increasing the power consumption.
ラインメモリから水平転送チャネルへの電荷の転送時、駆動パルスφLMをLにする時間を長くしても、固体撮像素子の性能にそれほど影響はない。そこで、本実施形態では、ラインメモリ容量を増加させた場合の、ラインメモリでの電荷の取り残しを防ぐための方法として、駆動パルスφLMをLにする時間を長くする方法を採用する。この方法を採用した場合、ラインメモリのポテンシャルバリアと水平転送チャネルのポテンシャルとの間の段差が小さくても、取り残し無く電荷を転送することができる。このため、ラインメモリのポテンシャルバリアを、図9に示した場合より浅くすることが可能である。一方で、水平転送部106は、光電変換素子102の飽和容量の電荷が効率良く転送できるように、駆動パルスφH1,φH2の電圧値や水平転送チャネルに形成されるポテンシャルバリアの深さが最適に決められている。このため、水平転送チャネルに形成されたn−型不純物領域33によって形成されるポテンシャルバリアの深さをこれ以上浅くすることは難しい。
When the charge is transferred from the line memory to the horizontal transfer channel, even if the drive pulse φLM is set to L for a long time, the performance of the solid-state imaging device is not significantly affected. Therefore, in the present embodiment, as a method for preventing the charge memory from being left behind in the line memory when the line memory capacity is increased, a method of extending the time for which the drive pulse φLM is set to L is adopted. When this method is employed, charges can be transferred without being left even if the step between the potential barrier of the line memory and the potential of the horizontal transfer channel is small. Therefore, it is possible to make the potential barrier of the line memory shallower than that shown in FIG. On the other hand, the
このように、水平転送チャネルに形成されるポテンシャルバリアの深さは、水平転送チャネルでの電荷転送効率によって制限されるが、ラインメモリのポテンシャルバリアの深さは、水平転送チャネルでの電荷転送効率によって制限されない。従来は、水平転送チャネルでの電荷転送効率に応じて、水平転送チャネルに形成されるポテンシャルバリアの深さ及びラインメモリのポテンシャルバリアの深さをそれぞれ一律のレベルで浅くすることで、ラインメモリ容量を増やしていた。しかし、駆動パルスφLMをLにする時間を調整すれば、ラインメモリのポテンシャルバリアの深さを更に浅くできる余地があることが分かった。そこで本実施形態では、この余地を利用して、ラインメモリのポテンシャルバリアの深さを、水平転送チャネルに形成されるポテンシャルバリアの深さよりも更に浅くすることで、消費電力を抑えながら、ラインメモリ容量を増加させることを可能にした。 As described above, the depth of the potential barrier formed in the horizontal transfer channel is limited by the charge transfer efficiency in the horizontal transfer channel, but the depth of the potential barrier of the line memory depends on the charge transfer efficiency in the horizontal transfer channel. Not limited by. Conventionally, according to the charge transfer efficiency in the horizontal transfer channel, the depth of the potential barrier formed in the horizontal transfer channel and the depth of the potential barrier of the line memory are reduced at a uniform level, thereby reducing the line memory capacity. Was increasing. However, it has been found that there is room for further reducing the depth of the potential barrier of the line memory by adjusting the time during which the drive pulse φLM is set to L. Therefore, in the present embodiment, by using this space, the depth of the potential barrier of the line memory is further shallower than the depth of the potential barrier formed in the horizontal transfer channel, thereby suppressing the power consumption and reducing the power consumption. Made it possible to increase the capacity.
以下、本発明の固体撮像素子の実施形態について説明する。尚、本実施形態の固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図及びラインメモリ部付近の拡大図は、図5,図6に示したものと同一である。 Hereinafter, embodiments of the solid-state imaging device of the present invention will be described. The schematic plan view showing the schematic configuration of the solid-state imaging device of this embodiment and the enlarged view near the line memory unit are the same as those shown in FIGS.
図1は、本発明の実施形態を説明するための固体撮像素子のラインメモリ部付近の断面模式図であり、図6に示すA−B−C線の断面とD−E線の断面を併せて示した図である。図1に示す点C,Dから垂直に降りる線から右側がA−B−C線の断面、左側がD−E線の断面である。図1において図7と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
図1において図7と異なる点は、バリア領域に形成されるn−型不純物領域32をn−型不純物領域32’に変更し、バリア領域に形成されるn−型不純物領域33をn−型不純物領域33’に変更し、水平転送チャネルに形成されるn−型不純物領域33をn−型不純物領域33’’に変更した点である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of a line memory section of a solid-state imaging device for explaining an embodiment of the present invention. The cross section taken along the line ABC and the line DE shown in FIG. FIG. The right side from the line descending vertically from the points C and D shown in FIG. 1 is a cross section taken along the line ABC, and the left side is a cross section taken along the line DE. In FIG. 1, the same components as those in FIG.
1 differs from FIG. 7 in that the n −
n−型不純物領域33’’は、n−型不純物領域33よりも不純物の濃度が低い領域である。n−型不純物領域33’’の不純物濃度は、駆動パルスφH1,φH2がそれぞれ従来と同じL=0V,H=3.3Vのままで、水平転送チャネルの電荷転送効率を維持できる程度の濃度に設定されている。
The n −
n−型不純物領域32’,33’は、n−型不純物領域33’’よりも不純物の濃度が低い領域である。
The n −
図2は、本発明の実施形態を説明するための固体撮像素子において、図6に示すB−C線の断面におけるポテンシャルとD−E線の断面におけるポテンシャルとを併せて示した図である。図2において図6と同じ構成には同一符号を付してある。図2に示す符号eは、駆動パルスφH1,φH2,φLMがLのときのポテンシャルを示している。符号fは、駆動パルスφH1,φH2,φLMがHのときのポテンシャルを示している。
図2に示すように、ラインメモリのポテンシャルバリアは、水平転送チャネルに形成されるポテンシャルバリアよりも浅くなっている。従来は、ラインメモリのポテンシャルバリアと水平転送チャネルに形成されるポテンシャルバリアが同じ深さにあったことを考えると、本実施形態の構成によって、従来よりもラインメモリ容量を増やせていることが分かる。
FIG. 2 is a diagram illustrating the potential in the section taken along the line B-C and the potential in the section taken along the line DE shown in FIG. 6 in the solid-state imaging device for explaining the embodiment of the present invention. 2, the same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. The symbol e shown in FIG. 2 indicates the potential when the drive pulses φH1, φH2, and φLM are L. A symbol f indicates a potential when the drive pulses φH1, φH2, and φLM are H.
As shown in FIG. 2, the potential barrier of the line memory is shallower than the potential barrier formed in the horizontal transfer channel. Conventionally, considering that the potential barrier of the line memory and the potential barrier formed in the horizontal transfer channel are at the same depth, it can be seen that the configuration of this embodiment increases the line memory capacity compared to the conventional one. .
次に、本実施形態の固体撮像素子の電荷転送動作について説明する。
図3は、図2に示すようなポテンシャルを持つ固体撮像素子の電荷転送時の駆動パルスのタイミングチャートである。図4は、図3に示す駆動パルスに基づく電荷転送動作時のポテンシャルの変化を示す図である。図4(a)は図6に示すB−C線の断面におけるポテンシャルとD−E線の断面におけるポテンシャルとを併せて示した図である。図4(b)は図6に示すF−G線の断面におけるポテンシャルとH−E線の断面におけるポテンシャルとを併せて示した図である。本実施形態では、ラインメモリ容量を増加させたことに起因して発生するラインメモリでの電荷取り残しを防ぐために、ラインメモリから水平転送チャネルへの電荷転送時間を、CR時定数による電圧の過渡的な状態が無視できるほど長くしている。
Next, the charge transfer operation of the solid-state imaging device of this embodiment will be described.
FIG. 3 is a timing chart of drive pulses at the time of charge transfer of the solid-state imaging device having the potential as shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a change in potential during the charge transfer operation based on the drive pulse shown in FIG. FIG. 4A is a diagram showing the potential in the section taken along the line B-C shown in FIG. 6 and the potential in the section taken along the line DE. FIG. 4B is a diagram showing the potential in the section of the FG line and the potential in the section of the HE line shown in FIG. In the present embodiment, in order to prevent the charge from being left in the line memory due to the increase in the line memory capacity, the charge transfer time from the line memory to the horizontal transfer channel is set to a transient voltage due to the CR time constant. The length is long enough to be ignored.
図4に示すように、時刻t1までに垂直転送チャネルからラインメモリに電荷が転送されると、時刻t2,t3で駆動パルスφLMがL、駆動パルスφH2がHとなり、ラインメモリから水平転送チャネルに電荷が転送される。このとき、駆動パルスφLMがLになっている時間は十分に長いため、ラインメモリに蓄積された電荷はほぼ完全に水平転送チャネルに転送される。時刻t4以降は、駆動パルスφH1,φH2がLとHに切り替わることで、水平転送チャネル内で電荷が行方向に転送される。 As shown in FIG. 4, when charge is transferred from the vertical transfer channel to the line memory by time t1, the drive pulse φLM becomes L and the drive pulse φH2 becomes H at time t2 and t3, and the line memory is transferred to the horizontal transfer channel. Charge is transferred. At this time, since the drive pulse φLM is L for a sufficiently long time, the charges accumulated in the line memory are almost completely transferred to the horizontal transfer channel. After time t4, the drive pulses φH1 and φH2 are switched between L and H, whereby charges are transferred in the row direction in the horizontal transfer channel.
以上のように、本実施形態の固体撮像素子によれば、ラインメモリから水平転送チャネルへの電荷の転送時間を長くすることで発生する上記余地を利用して、バリア領域に形成されるポテンシャルを浅くしたことにより、ラインメモリ容量を従来よりも増加させることが可能となった。又、水平転送チャネルに形成されるポテンシャルバリアの深さは、従来の駆動電圧で電荷転送効率が維持できる程度に抑えているため、水平転送チャネルにおける電荷転送も問題なく行うことができる。又、ラインメモリから水平転送チャネルへの電荷の転送時間を長くしているため、ラインメモリでの電荷の取り残しを防ぐことが可能となる。以上のことから、消費電力を上げることなくラインメモリ容量を増大させることが可能な固体撮像素子を提供することができる。 As described above, according to the solid-state imaging device of the present embodiment, the potential formed in the barrier region is obtained by using the above-described room generated by extending the charge transfer time from the line memory to the horizontal transfer channel. By making it shallower, the line memory capacity can be increased than before. Further, since the depth of the potential barrier formed in the horizontal transfer channel is suppressed to such an extent that the charge transfer efficiency can be maintained with the conventional driving voltage, charge transfer in the horizontal transfer channel can be performed without any problem. In addition, since the charge transfer time from the line memory to the horizontal transfer channel is lengthened, it is possible to prevent the charge from being left in the line memory. From the above, it is possible to provide a solid-state imaging device capable of increasing the line memory capacity without increasing the power consumption.
尚、本実施形態では、バリア領域のポテンシャルを浅くする方法として、n−型不純物領域32’,33’の不純物濃度を低くする方法を採用したが、これに限らない。例えば、n−型不純物領域32’,33’の不純物濃度をn−型不純物領域33’’の不純物濃度と同じにして、バリア領域の行方向の幅(図6のW1,W4で示す長さ)を、ラインメモリの行方向の幅(図6のW2,W3で示す長さ)よりも細くし、ナローチャネル効果によってバリア領域に形成されるポテンシャルを浅くする方法を採用しても良い。
In the present embodiment, the method of reducing the impurity concentration of the n − -
101 n型半導体基板
102 光電変換素子
103 垂直転送部
104 電荷読出し部
105 ラインメモリ部
106 水平転送部
107 出力回路
22〜25 垂直転送電極
26,27 ラインメモリ用電極
28,29 水平転送電極
33’’ n−型不純物領域
32’,33’ n−−型不純物領域
101 n-
Claims (2)
前記ラインメモリと前記ラインメモリに蓄積された電荷を所定の方向に転送するための転送チャネルとの間に、前記ラインメモリ側に形成され相対的に浅いポテンシャルの第一のポテンシャルバリアと、前記転送チャネル側に形成され前記第一のポテンシャルバリアよりも深い第二のポテンシャルのポテンシャルバリアとからなる階段状のポテンシャルバリアを備える固体撮像素子。 A CCD type solid-state imaging device having a line memory,
A first shallow potential barrier formed on the line memory side between the line memory and a transfer channel for transferring charges accumulated in the line memory in a predetermined direction, and the transfer A solid-state imaging device comprising a stepped potential barrier formed on the channel side and comprising a potential barrier of a second potential deeper than the first potential barrier .
前記第一のポテンシャルバリアを形成する不純物の濃度が、前記第二のポテンシャルバリアを形成する不純物の濃度よりも低くなっていることで、前記階段状のポテンシャルバリアが形成される固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1,
The concentration of the first impurity to form a potential barrier, the second is that it is lower than the concentration of the impurity for forming the potential barrier, the solid-state imaging device in which the step-like potential barrier is formed.
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