JP4784655B2 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
また、図15に示すように、1層目ポリシリコン膜による垂直転送電極131及び133と2層目ポリシリコン膜による垂直転送電極132とがオーバーラップしながら転送方向に配列される。垂直転送電極131〜133のオーバーラップ部でパターンの凹み134が、通常、読み出し電圧VTが印加される垂直転送電極132である2層目ポリシリコン膜に生じ易い。この凹み134は、オーバーラップ部における段差の影響でフォトリソグラフィ工程で段差付近のマスクとなるレジストパターン膜厚や幅に不均一性が生じ、平面的に電極幅が多少変化するために発生する。2つ目の理由は、電極幅を太めに設定して凹みパターンによるチャネル領域135の顔出しを防ぐことである。2層目ポリシリコン膜の垂直転送電極132がチャネル領域135と重なる線で作られた場合、凹み134で下地のチャネル領域135の一部が露呈、いわゆる顔出しする。チャネル領域135上に垂直転送電極が覆われないが比較的大きい状態は、その部分のポテンシャルが深くなり電荷転送に不具合を生じる。
本発明に係る電子機器によれば、上記固体撮像装置を備えることにより、画素セルが微細化されても、読み出し電圧の印加による固体撮像装置の特性劣化を抑制でき、高品質の電子機器を提供することができる。
1.第1実施の形態(固体撮像装置の構成例)
2.第2実施の形態(固体撮像装置の構成例)
3.第3実施の形態(固体撮像装置の構成例)
4.第4実施の形態(固体撮像装置の構成例)
5.第5実施の形態(電子機器の構成例)
[固体撮像装置の構成例]
図3〜図4に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCCD固体撮像装置の第1実施の形態を示す。図3は、撮像領域の要部の平面図であり、図4は図3のB−B線上の断面図をそれぞれ示す。本実施の形態に係る固体撮像装置31は、図3に示すように、2次元マトリクス状に配置された複数の受光センサ部2と、各受光センサ列に対応して配置された複数の垂直転送レジスタ3とにより、画素部、すなわち撮像領域4が構成される。
次に、第1実施の形態に係る固体撮像装置31の動作、及び駆動方法を説明する。読み出し電極を兼ねる垂直転送電極35には、読み出し電圧となるプラス電圧(+V)と、垂直転送させるための0Vとマイナス電圧(−V)の3値の駆動パルスが印加される。図5Aに具体的一例を示すように、垂直転送電極35には、12V乃至15Vの読み出しパルスp1と、垂直転送に供される0Vと−7Vの繰り返し垂直駆動パルスp2との3値パルスが印加される。また、他の垂直転送電極34、36には、垂直転送電極35に印加される垂直駆動パルスp2と同じ振幅の0Vとマイナス電圧(−V)の垂直駆動パルス、例えば図5Bに示す0Vと−7Vの垂直駆動パルスp3、p4が印加される。
FIT方式の固体撮像装置11であれば、撮像領域の垂直レジスタ3の垂直転送電極、及び蓄積領域12の垂直転送レジスタ13の垂直転送電極に、例えば0Vと−7Vの高速駆動パルスが印加され、信号電荷が蓄積領域12に蓄積される。その後、信号電荷は、定速(上記より比較的低速)の垂直駆動パルスp2、p3、p4の印加により水平転送レジスタ側に順次転送される。
図7は、従来のチャネルストップ領域と読み出しを兼ねる垂直転送電極が重なって構成された場合のシミュレーションを示す。グラフ中の実線はポテンシャル分布を示し、破線が電界強度分布を示す。
隣接画素とのパンチスルー特性を上げられることで、より微細な画素セルを実現することができる。
これに対して、本実施の形態では、このような空乏化により発生する暗電流を抑制することができる。暗電流の減少は高感度カメラの提供につながる。
[固体撮像装置の構成例]
図8に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCCD固体撮像装置の第2実施の形態を示す。図8は、撮像領域の要部の平面図である。本実施の形態に係る固体撮像装置55は、前述の第1実施の形態と同様に、2次元マトリクス状に配置された複数の受光センサ部2と、複数の垂直転送レジスタ3とにより撮像領域4が構成される。受光センサ部2は、光電変換素子となるフォトダイオード(PD)で形成される。垂直転送レジスタ3は、埋め込み転送チャネル領域32と、その上にゲート絶縁膜を介して形成された複数の垂直転送電極34、35、36とを有して構成される。本例も、1つの受光センサ部2に対して3つの垂直転送電極34、35、36が対応し、単層のポリシリコン膜で形成される。
その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様であるので、詳細説明を省略する。図8では、図3と対応する部分に同一符号を付して示す。
[固体撮像装置の構成例]
図9に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCCD固体撮像装置の第3実施の形態を示す。図9は、撮像領域の要部の平面図である。本実施の形態に係る固体撮像装置57は、前述の第1実施の形態と同様に、2次元マトリクス状に配置された複数の受光センサ部2と、複数の垂直転送レジスタ3とにより撮像領域4が構成される。受光センサ部2は、光電変換素子となるフォトダイオード(PD)で形成される。垂直転送レジスタ3は、埋め込み転送チャネル領域32と、その上にゲート絶縁膜を介して形成された複数の垂直転送電極34、35、36とを有して構成される。本例も、1つの受光センサ部2に対して3つの垂直転送電極34、35、36が対応し、単層のポリシリコン膜で形成される。
[固体撮像装置の構成例]
図10及び図11に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCCD固体撮像装置の第4実施の形態を示す。図10は、撮像領域の要部の平面図であり、図11は図10のC−C線上の断面図である。本実施の形態に係る固体撮像装置58は、第1実施の形態と同様に、2次元マトリクス状に配置された複数の受光センサ部2と、複数の垂直転送レジスタ3とにより撮像領域4が構成される。受光センサ部2は、光電変換素子となるフォトダイオード(PD)で形成される。垂直転送レジスタ3は、埋め込み転送チャネル領域32と、その上にゲート絶縁膜を介して形成された複数の垂直転送電極34、35、36とを有して構成される。本例も、1つの受光センサ部2に対して3つの垂直転送電極34、35,36が対応し、単層のポリシリコン膜で形成される。
その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様であるので、図3及び図4に対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
[電子機器の構成例]
上述の本発明に係る固体撮像装置は、例えばデジタルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話、あるいは撮像機能を備えた他の機器、などの電子機器に適用することができる。
Claims (4)
- 複数の受光センサ部と、
転送チャネル領域及び単層のポリシリコン膜による複数の垂直転送電極を有し、前記複数の垂直転送電極下に一様の膜厚で形成されたゲート絶縁膜を有した複数の垂直転送レジスタと、
前記垂直転送レジスタの前記転送チャネル領域に併設された第1チャネルストップ領域と、
垂直方向に隣り合う前記受光センサ部を分離する第2チャネルストップ領域とを有し、
前記垂直転送電極のうち、読み出し電極を兼ねる垂直転送電極が、前記第1チャネルストップ領域及び前記第2チャネルストップ領域に重ならない状態で形成され、
単位画素に相当する前記受光センサ部に3つの前記垂直転送電極が対応し、
前記3つの垂直転送電極のうちの、受光センサ部横面に位置する中央の垂直転送電極が前記読み出し電極を兼ねており、
前記3つの垂直転送電極のうちの、読み出し電極を兼ねない垂直転送電極が前記第1チャネルストップ領域に重なっている
固体撮像装置。 - 前記第1チャネルストップ領域と前記転送チャネル領域との間に間隙を有する
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 光学レンズと、
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備え、
前記固体撮像装置は、
複数の受光センサ部と、
転送チャネル領域及び単層のポリシリコン膜による複数の垂直転送電極を有し、前記複数の垂直転送電極下に一様の膜厚で形成されたゲート絶縁膜を有した複数の垂直転送レジスタと、
前記垂直転送レジスタの前記チャネル領域に併設された第1チャネルストップ領域と、
垂直方向に隣り合う前記受光センサ部を分離する第2チャネルストップ領域とを有し、
前記垂直転送電極のうち、読み出し電極を兼ねる垂直転送電極が、前記第1チャネルストップ領域及び前記第2チャネルストップ領域に重ならない状態で形成され、
単位画素に相当する前記受光センサ部に3つの前記垂直転送電極が対応し、
前記3つの垂直転送電極のうちの、受光センサ部横面に位置する中央の垂直転送電極が前記読み出し電極を兼ねており、
前記3つの垂直転送電極のうちの、読み出し電極を兼ねない垂直転送電極が前記第1チャネルストップ領域に重なっている
電子機器。 - 前記固体撮像装置における、前記第1チャネルストップ領域と前記転送チャネル領域との間に間隙を有する
請求項3に記載の電子機器。
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