JPH0130306B2 - - Google Patents
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- JPH0130306B2 JPH0130306B2 JP54164421A JP16442179A JPH0130306B2 JP H0130306 B2 JPH0130306 B2 JP H0130306B2 JP 54164421 A JP54164421 A JP 54164421A JP 16442179 A JP16442179 A JP 16442179A JP H0130306 B2 JPH0130306 B2 JP H0130306B2
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は垂直の走査回路として電荷転送素子を
用いた固体撮像装置に関するものである。
用いた固体撮像装置に関するものである。
家庭用カラーカメラ等に用いられる２次元の固
体撮像装置においては、感度、Ｓ／Ｎ、信号量の
ダイナミツクレンジ等の性能を向上させることが
大きな課題である。なかでも、感度を上げること
は非常に重要な課題である。
体撮像装置においては、感度、Ｓ／Ｎ、信号量の
ダイナミツクレンジ等の性能を向上させることが
大きな課題である。なかでも、感度を上げること
は非常に重要な課題である。
現在、受光部の素子構造としては、pn接合の
フオトダイオードが一般的であるが、この素子構
造でさらに感度を向上させるための一方法とし
て、受光面積を増大させる方法が考えられる。し
かし、従来の素子構造では、以下に述べる様に、
受光素子の受光面積を増大させることにより新た
な問題点が発生する。
フオトダイオードが一般的であるが、この素子構
造でさらに感度を向上させるための一方法とし
て、受光面積を増大させる方法が考えられる。し
かし、従来の素子構造では、以下に述べる様に、
受光素子の受光面積を増大させることにより新た
な問題点が発生する。
ここで簡単に、受光部にpn接合のフオトダイ
オードを用い、垂直の走査回路として電荷転送素
子を用いたインターライン転送方式の従来の２次
元の固体撮像装置の、転送電極の配線とpn接合
のフオトダイオードの面積との関係について説明
する。
オードを用い、垂直の走査回路として電荷転送素
子を用いたインターライン転送方式の従来の２次
元の固体撮像装置の、転送電極の配線とpn接合
のフオトダイオードの面積との関係について説明
する。
第１図は、受光素子としてpn接合のフオトダ
イオードを有し、垂直走査回路としてCCDを用
いたインターライン転送方式の２次元の固体撮像
装置を概略的に平面図で示したものである。ここ
で１1〜１oはpn接合のフオトダイオードよりなる
受光素子列、２1〜２oはCCDの垂直走査段で、受
光素子列１1〜１oより映像信号光を読み込んで垂
直転送する。３はCCDの垂直走査回路２1〜２oを
駆動させるための垂直転送クロツクパルス、４は
CCDの水平走査回路で、垂直走査回路２1〜２oよ
り送られてきた垂直走査信号を水平転送する。５
はCCDの水平走査回路４を駆動させるための水
平転送クロツクパルスである。
イオードを有し、垂直走査回路としてCCDを用
いたインターライン転送方式の２次元の固体撮像
装置を概略的に平面図で示したものである。ここ
で１1〜１oはpn接合のフオトダイオードよりなる
受光素子列、２1〜２oはCCDの垂直走査段で、受
光素子列１1〜１oより映像信号光を読み込んで垂
直転送する。３はCCDの垂直走査回路２1〜２oを
駆動させるための垂直転送クロツクパルス、４は
CCDの水平走査回路で、垂直走査回路２1〜２oよ
り送られてきた垂直走査信号を水平転送する。５
はCCDの水平走査回路４を駆動させるための水
平転送クロツクパルスである。
第２図ａは、第１図の受光素子としてpn接合
フオトダイオードを有するCCDインターライン
転送方式の２次元の固体撮像装置のイメージ部の
構造を概略的に拡大して平面的に示したものであ
る。ここで、６はpn接合のフオトダイオード、
７はCCDに垂直転送を行なわせる第２層のポリ
シリコンの転送電極、８は転送電極７と同様に
CCDに垂直転送を行なわせる第１層のポリシリ
コンの転送電極、９はフオトダイオード６より、
CCDの垂直転送ラインに映像信号を読み込むた
めのポリシリコンの読み込み電極である。
フオトダイオードを有するCCDインターライン
転送方式の２次元の固体撮像装置のイメージ部の
構造を概略的に拡大して平面的に示したものであ
る。ここで、６はpn接合のフオトダイオード、
７はCCDに垂直転送を行なわせる第２層のポリ
シリコンの転送電極、８は転送電極７と同様に
CCDに垂直転送を行なわせる第１層のポリシリ
コンの転送電極、９はフオトダイオード６より、
CCDの垂直転送ラインに映像信号を読み込むた
めのポリシリコンの読み込み電極である。
第２図ｂは第２図ａのＢ−Ｂ断面を示したもの
である。説明を容易にするため、第２図ａと共通
の構成要素は同一の番号にしてある。ここで１０
は絶縁酸化膜、１１はCCDのポテンシヤル電位
の差を設けるため、半導体基板１２と同じ導電形
で、かつ不純物密度が高い領域、１２は半導体基
板である。
である。説明を容易にするため、第２図ａと共通
の構成要素は同一の番号にしてある。ここで１０
は絶縁酸化膜、１１はCCDのポテンシヤル電位
の差を設けるため、半導体基板１２と同じ導電形
で、かつ不純物密度が高い領域、１２は半導体基
板である。
受光素子としてpn接合を用いた、CCDのイン
ターライン転送方式の２次元の固体撮像装置にお
いては、第２図ａに示す様に、垂直転送段2k（１
≦ｋ≦ｎ）の最大転送電荷量を減少させることな
く感度を上げるためにフオトダイオード６の面積
を増加させようとすれば、必然的にCCDの垂直
転送電極７，８の転送ライン以外の垂直方向のフ
オトダイオード間の部分７ａ，８ａの幅を小さく
しなければならなくなる。転送電極７，８のこの
部分７ａ，８ａの幅を小さくすることにより、転
送電極のポリシリコン９のシート抵抗は増大し、
転送クロツクパルスの波形伝送が困難になり、
CCDの転送効率の劣化をもたらし、映像信号に
悪影響を与える。また、フオトダイオード６の面
積を増加するまでもなく、ポリシリコンを転送電
極に使用する場合は、それ自体導電性がそれほど
高くなく、したがつて高密度固体撮像装置ではや
はり転送劣化の問題があつた。
ターライン転送方式の２次元の固体撮像装置にお
いては、第２図ａに示す様に、垂直転送段2k（１
≦ｋ≦ｎ）の最大転送電荷量を減少させることな
く感度を上げるためにフオトダイオード６の面積
を増加させようとすれば、必然的にCCDの垂直
転送電極７，８の転送ライン以外の垂直方向のフ
オトダイオード間の部分７ａ，８ａの幅を小さく
しなければならなくなる。転送電極７，８のこの
部分７ａ，８ａの幅を小さくすることにより、転
送電極のポリシリコン９のシート抵抗は増大し、
転送クロツクパルスの波形伝送が困難になり、
CCDの転送効率の劣化をもたらし、映像信号に
悪影響を与える。また、フオトダイオード６の面
積を増加するまでもなく、ポリシリコンを転送電
極に使用する場合は、それ自体導電性がそれほど
高くなく、したがつて高密度固体撮像装置ではや
はり転送劣化の問題があつた。
本発明はかかる従来の問題点に鑑み、垂直の走
査回路として電荷転送素子を用いたインターライ
ン転送方式の固体撮像装置において、受光素子の
受光面積を大きくすることに伴なう転送電極の配
線抵抗の増大とそれに伴なう映像信号の悪化の問
題の解決を図ることのできる固体撮像装置を提供
せんとするものである。
査回路として電荷転送素子を用いたインターライ
ン転送方式の固体撮像装置において、受光素子の
受光面積を大きくすることに伴なう転送電極の配
線抵抗の増大とそれに伴なう映像信号の悪化の問
題の解決を図ることのできる固体撮像装置を提供
せんとするものである。
本発明は、概略的には、垂直の走査回路として
電荷転送素子を用いたインターライン転送方式の
固体撮像装置において、各垂直転送段上に設けら
れた光遮閉金属薄膜と垂直転送電極とのコンタク
トをとり、この金属薄膜を介して各垂直転送電極
に、転送クロツクパルスを印加させるものであ
る。
電荷転送素子を用いたインターライン転送方式の
固体撮像装置において、各垂直転送段上に設けら
れた光遮閉金属薄膜と垂直転送電極とのコンタク
トをとり、この金属薄膜を介して各垂直転送電極
に、転送クロツクパルスを印加させるものであ
る。
以下に本発明を図面を用いて実施例とともに説
明する。
明する。
第３図、第４図ａ，ｂに本発明の一実施例を示
す。第３図は実施例装置の全体の様子を概略的に
示した平面図である。第４図ａは、第３図のイメ
ージ部を拡大して示した平面図である。第４図ｂ
は、第４図ａのＢ−Ｂ断面図である。説明を容易
にするため、第１図、第２図ａ，ｂと共通の構成
要素は同一の番号を用いている。
す。第３図は実施例装置の全体の様子を概略的に
示した平面図である。第４図ａは、第３図のイメ
ージ部を拡大して示した平面図である。第４図ｂ
は、第４図ａのＢ−Ｂ断面図である。説明を容易
にするため、第１図、第２図ａ，ｂと共通の構成
要素は同一の番号を用いている。
ここで、１３，１４はCCDの垂直転送段２k，
２k+1の全域をおおい、転送段への光入射を遮へ
いするとともに、pn接合のフオトダイオードか
ら映像信号を読み込んで垂直方向に転送する
CCDに垂直転送クロツクパルスを印加するアル
ミニウムの電極膜である。第４図ａ，ｂに示す様
に、アルミニウムの電極膜１３は垂直転送の
CCDの転送段の全域を覆い、かつ絶縁酸化膜１
０に設けられたコンタクト穴を通して、ポリシリ
コンの転送電極８と接続している。
２k+1の全域をおおい、転送段への光入射を遮へ
いするとともに、pn接合のフオトダイオードか
ら映像信号を読み込んで垂直方向に転送する
CCDに垂直転送クロツクパルスを印加するアル
ミニウムの電極膜である。第４図ａ，ｂに示す様
に、アルミニウムの電極膜１３は垂直転送の
CCDの転送段の全域を覆い、かつ絶縁酸化膜１
０に設けられたコンタクト穴を通して、ポリシリ
コンの転送電極８と接続している。
第３図に示す様に、転送クロツクパルスが２相
の場合は、垂直転送のCCDの１段おきに、同一
位相の転送クロツクパルスが、上に述べた構造の
アルミニウムの電極膜から絶縁酸化膜１０に設け
られたコンタクト穴を介して、ポリシリコンの電
極に印加される。アルミニウムの電極膜１４もア
ルミニウム電極膜１３と同一の機能と構造を有す
る電極膜で、アルミニウム電極膜１３とは逆位相
の転送クロツクパルスを、絶縁酸化膜１０に設け
られたコンタクト穴を介して、ポリシリコンの転
送電極７に印加する。
の場合は、垂直転送のCCDの１段おきに、同一
位相の転送クロツクパルスが、上に述べた構造の
アルミニウムの電極膜から絶縁酸化膜１０に設け
られたコンタクト穴を介して、ポリシリコンの電
極に印加される。アルミニウムの電極膜１４もア
ルミニウム電極膜１３と同一の機能と構造を有す
る電極膜で、アルミニウム電極膜１３とは逆位相
の転送クロツクパルスを、絶縁酸化膜１０に設け
られたコンタクト穴を介して、ポリシリコンの転
送電極７に印加する。
次に本実施例の動作を簡単に説明する。
フオトダイオード６に蓄積された光信号電荷
は、読み込み電極９に読み込みクロツクパルスを
印加することにより、CCDの垂直転送段２1〜２o
に移動する。垂直転送段に移動した光信号電荷は
光遮へいを兼ねるアルミニウム電極膜１３，１４
から、絶縁酸化膜１０に設けられたコンタクト穴
を介して、ポリシリコンの垂直転送電極７，８に
転送クロツクパルスφv1，φv2を印加することに
より垂直転送される。垂直転送された光信号電荷
は、次に全垂直転送の１段ごとに水平転送され信
号出力として読み出される。
は、読み込み電極９に読み込みクロツクパルスを
印加することにより、CCDの垂直転送段２1〜２o
に移動する。垂直転送段に移動した光信号電荷は
光遮へいを兼ねるアルミニウム電極膜１３，１４
から、絶縁酸化膜１０に設けられたコンタクト穴
を介して、ポリシリコンの垂直転送電極７，８に
転送クロツクパルスφv1，φv2を印加することに
より垂直転送される。垂直転送された光信号電荷
は、次に全垂直転送の１段ごとに水平転送され信
号出力として読み出される。
本発明では、垂直転送のCCD上に設けられた
アルミニウム電極膜から絶縁酸化膜のコンタクト
穴を通してポリシリコンの転送電極に転送クロツ
クパルスを、転送ラインの一段おきに印加してい
るため、CCDの転送電極の配線抵抗を、ポリシ
リコンだけで構成している従来のものに比べて大
幅に小さくすることができる。このため、固体撮
像装置の感度を上げるために、フオトダイオード
の受光面積を増加させても転送電極の配線抵抗は
増加しない。よつてフオトダイオードの受光面積
を増大して感度を上げることが可能である。ま
た、転送段上でコンタクトを形成しているため、
コンタクトの加工余裕を十分にとれるので、素子
の高集積化に際して非常に有利となる。一般に、
CCD固体撮像素子においては、素子の高密度化
につれて単位画素のセルサイズが小さくなる。よ
つて、小さいセルサイズでありながら、できるだ
け大きい転送電荷量を得るために素子の分離部
（チヤンネル・ストツプ部）はできるたけ小さく
し、CCD転送段部はできるだけ大きくしようと
する傾向にある。したがつて、CCDの転送段上
で、光遮蔽用の金属薄膜とのコンタクトをとるこ
とにより、素子が高密度化されても、十分なコン
タクトの加工余裕をとることが可能となり、素子
製造上も有利である。配線抵抗を小さくすること
ができるので、正確なクロツク波形の伝送が可能
で、CCDの転送効率の向上をもたらし、映像信
号の劣化を防ぐことができる。
アルミニウム電極膜から絶縁酸化膜のコンタクト
穴を通してポリシリコンの転送電極に転送クロツ
クパルスを、転送ラインの一段おきに印加してい
るため、CCDの転送電極の配線抵抗を、ポリシ
リコンだけで構成している従来のものに比べて大
幅に小さくすることができる。このため、固体撮
像装置の感度を上げるために、フオトダイオード
の受光面積を増加させても転送電極の配線抵抗は
増加しない。よつてフオトダイオードの受光面積
を増大して感度を上げることが可能である。ま
た、転送段上でコンタクトを形成しているため、
コンタクトの加工余裕を十分にとれるので、素子
の高集積化に際して非常に有利となる。一般に、
CCD固体撮像素子においては、素子の高密度化
につれて単位画素のセルサイズが小さくなる。よ
つて、小さいセルサイズでありながら、できるだ
け大きい転送電荷量を得るために素子の分離部
（チヤンネル・ストツプ部）はできるたけ小さく
し、CCD転送段部はできるだけ大きくしようと
する傾向にある。したがつて、CCDの転送段上
で、光遮蔽用の金属薄膜とのコンタクトをとるこ
とにより、素子が高密度化されても、十分なコン
タクトの加工余裕をとることが可能となり、素子
製造上も有利である。配線抵抗を小さくすること
ができるので、正確なクロツク波形の伝送が可能
で、CCDの転送効率の向上をもたらし、映像信
号の劣化を防ぐことができる。
さらに、転送クロツクパルスを印加するアルミ
ニウム電極膜は、垂直のCCDの転送ラインの全
域を覆つているので、映像信号以外の偽光信号を
遮へいするので映像信号の向上をもたらす。
ニウム電極膜は、垂直のCCDの転送ラインの全
域を覆つているので、映像信号以外の偽光信号を
遮へいするので映像信号の向上をもたらす。
なお、本発明は２相クロツク以外に３相以上の
多相クロツクにも適用でき、またクロツクの印加
すべき電極も種々の形状・態様が考えられる。
多相クロツクにも適用でき、またクロツクの印加
すべき電極も種々の形状・態様が考えられる。
第１図は従来の固体撮像装置の平面図、第２図
ａ，ｂは同装置の拡大平面図と要部断面図、第３
図は本発明の一実施例を示す平面図、第４図ａ，
ｂは同実施例の拡大平面図と要部断面図である。 １1〜１o……受光素子列、２1〜２o……垂直走
査段、４……水平走査回路、５……水平転送クロ
ツクパルス、１３，１４……電極膜。
ａ，ｂは同装置の拡大平面図と要部断面図、第３
図は本発明の一実施例を示す平面図、第４図ａ，
ｂは同実施例の拡大平面図と要部断面図である。 １1〜１o……受光素子列、２1〜２o……垂直走
査段、４……水平走査回路、５……水平転送クロ
ツクパルス、１３，１４……電極膜。
Claims (1)
- １ 光電変換素子よりなる複数の受光素子列と、
前記光電変換素子に隣接配置され、前記光電変換
素子で発生した信号電荷を転送する複数の電荷転
送段と、前記受光素子上を除いて、前記転送段上
に形成された前記転送段の複数の転送電極と、前
記複数の電荷転送段上全域にそれぞれ形成された
複数の光遮蔽用金属薄膜とを有し、前記電荷転送
段上に位置する複数の転送電極の一部と前記金属
薄膜とが前記転送段上で接続されたことを特徴と
する固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16442179A JPS5687379A (en) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Solid image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16442179A JPS5687379A (en) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Solid image pickup device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5687379A JPS5687379A (en) | 1981-07-15 |
| JPH0130306B2 true JPH0130306B2 (ja) | 1989-06-19 |
Family
ID=15792818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16442179A Granted JPS5687379A (en) | 1979-12-17 | 1979-12-17 | Solid image pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5687379A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61202578A (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-08 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
| JPS6441586A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-13 | Toshiba Corp | Solid-state image pick-up device |
| JPH02266537A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | 電荷転送素子 |
| US5194751A (en) * | 1989-07-17 | 1993-03-16 | Sony Corporation | Structure of solid-state image sensing devices |
| JP3022637B2 (ja) * | 1991-08-07 | 2000-03-21 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337392A (en) * | 1976-09-17 | 1978-04-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Driving pulse supplying method of charge coupled type semiconductor device |
| JPS5475927A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-18 | Toshiba Corp | Area sensor |
-
1979
- 1979-12-17 JP JP16442179A patent/JPS5687379A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337392A (en) * | 1976-09-17 | 1978-04-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Driving pulse supplying method of charge coupled type semiconductor device |
| JPS5475927A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-18 | Toshiba Corp | Area sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5687379A (en) | 1981-07-15 |
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