JPH02257673A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH02257673A JPH02257673A JP1079221A JP7922189A JPH02257673A JP H02257673 A JPH02257673 A JP H02257673A JP 1079221 A JP1079221 A JP 1079221A JP 7922189 A JP7922189 A JP 7922189A JP H02257673 A JPH02257673 A JP H02257673A
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 1
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 9
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
この発明は固体撮像装置におけるブルーミングの抑制に
関するものである。
関するものである。
第４図は従来の横型オーバーフロードレイン構造をもつ
固体撮像装置における一画素の断面図である。
固体撮像装置における一画素の断面図である。
図において、（１）はｐ型シリコン基板、（２）はｎ型
の光電荷蓄積部、（３）はｎ型の電荷転送部、（４）は
シリコン酸化膜、（５）は転送電極、（６）はｐ型のチ
ャネルストッパー、（３）は入射光、（９）はｎ型のオ
ーバーフロードレインである。
の光電荷蓄積部、（３）はｎ型の電荷転送部、（４）は
シリコン酸化膜、（５）は転送電極、（６）はｐ型のチ
ャネルストッパー、（３）は入射光、（９）はｎ型のオ
ーバーフロードレインである。
次に動作について説明する。
第５図は第４図のｂ −ｂ’線における電子のポテンシ
ャルを示す図で、第５図（ａ）はリセット期間であり、
転送ｆハ極（５）に高い正の電圧が印加され、光電荷蓄
積部（２）に蓄積されていた電荷を電荷転送部（３）へ
転送した状態である。次に第５図（ｂ）は光電荷′＃ｉ
槓期開期間り、転送電極（５）に転送りロックを与え電
荷を転送してゆくと同時に入射光（８月こよりｐ型シリ
コン基板（１）とｎ型の光電荷蓄積部（２）の間に存在
するｐｎ接合部で発生した光電荷を光電荷蓄積部（２月
こ蓄積している状態である。次に第５図（Ｃ）は（ｂ）
と同じく光電荷＃ｉ積期間であるが、入射光強度が大き
く、光電荷の量が光電荷蓄積部（２）の容量を越えてし
まった場合を示している。このとき過剰な光電荷はチャ
ネルストッパー（６）のポテンシャル障壁を越え、オー
バーフロードレイン（９）に流入する。このオーバーフ
ロードレイン（９）は電圧源により定電圧が印加されて
おり、電荷がどれだけ流入しても一定のポテンシャルを
保持している。もし、オーバーフロードレイン（９）が
なければ過剰な光電荷は電荷転送部（３）及び隣接画素
の電荷転送部へ流入し、ブルーミングと呼ばれる現像を
起こす。
ャルを示す図で、第５図（ａ）はリセット期間であり、
転送ｆハ極（５）に高い正の電圧が印加され、光電荷蓄
積部（２）に蓄積されていた電荷を電荷転送部（３）へ
転送した状態である。次に第５図（ｂ）は光電荷′＃ｉ
槓期開期間り、転送電極（５）に転送りロックを与え電
荷を転送してゆくと同時に入射光（８月こよりｐ型シリ
コン基板（１）とｎ型の光電荷蓄積部（２）の間に存在
するｐｎ接合部で発生した光電荷を光電荷蓄積部（２月
こ蓄積している状態である。次に第５図（Ｃ）は（ｂ）
と同じく光電荷＃ｉ積期間であるが、入射光強度が大き
く、光電荷の量が光電荷蓄積部（２）の容量を越えてし
まった場合を示している。このとき過剰な光電荷はチャ
ネルストッパー（６）のポテンシャル障壁を越え、オー
バーフロードレイン（９）に流入する。このオーバーフ
ロードレイン（９）は電圧源により定電圧が印加されて
おり、電荷がどれだけ流入しても一定のポテンシャルを
保持している。もし、オーバーフロードレイン（９）が
なければ過剰な光電荷は電荷転送部（３）及び隣接画素
の電荷転送部へ流入し、ブルーミングと呼ばれる現像を
起こす。
以上の説明はｐ型とｎ型を入れ換えても、電子と正孔及
び電圧の正負を入れ換えれば同様に成り立つものである
。
び電圧の正負を入れ換えれば同様に成り立つものである
。
次に縦型オーバーフロードレイン構造をもつ固体撮像装
置について説明する。第６図は固体撮像装置における一
画素の断面図である。図において、（１）はｎ型シリコ
ン基板、（２Ｊはｎ型の光電荷蓄積部、（３）はｎ型の
電荷転送部、（４）はシリコン酸化膜、（５）ば転送Ｒ
ａ：＆ｉｉ、（６Ｊはｐ型のチャネルストッパー、（３
）は入射光、０旧よｐ型ウェル、αυは定電圧源である
。
置について説明する。第６図は固体撮像装置における一
画素の断面図である。図において、（１）はｎ型シリコ
ン基板、（２Ｊはｎ型の光電荷蓄積部、（３）はｎ型の
電荷転送部、（４）はシリコン酸化膜、（５）ば転送Ｒ
ａ：＆ｉｉ、（６Ｊはｐ型のチャネルストッパー、（３
）は入射光、０旧よｐ型ウェル、αυは定電圧源である
。
次に動作について説明する。第７図は第６図における光
電荷蓄積期間のＣ−Ｃ線でのバンド図である。ｎ型シリ
コン基板（１）とｐ型つェルα旧よ常時、完全空乏化し
ている。
電荷蓄積期間のＣ−Ｃ線でのバンド図である。ｎ型シリ
コン基板（１）とｐ型つェルα旧よ常時、完全空乏化し
ている。
図において、点線はリセット直後の状態を示し、光電荷
蓄積部（２）に正の電圧が印加され、蓄積電荷は全て除
かれている。
蓄積部（２）に正の電圧が印加され、蓄積電荷は全て除
かれている。
続いて、入射光（８月こよりｘ子及び正孔が生成され、
このうち電子は光ｆ１１荷として光電荷Ａ１部（２）に
蓄積されていく。この間、光電荷蓄積部（２ンのポテン
シャルは、光電荷蓄積量に応じて上昇し、光電荷蓄積部
（２）とｐ型つェルａ１のポテンシャル差は減少してい
く。そして、ついに’１ｍがある一定量を越えると、ｐ
型つェルＯ０のポテンシャル障壁を越えて、光電荷蓄積
部（２）からｎ型シリコン基板（１）へ電子が流れる。
このうち電子は光ｆ１１荷として光電荷Ａ１部（２）に
蓄積されていく。この間、光電荷蓄積部（２ンのポテン
シャルは、光電荷蓄積量に応じて上昇し、光電荷蓄積部
（２）とｐ型つェルａ１のポテンシャル差は減少してい
く。そして、ついに’１ｍがある一定量を越えると、ｐ
型つェルＯ０のポテンシャル障壁を越えて、光電荷蓄積
部（２）からｎ型シリコン基板（１）へ電子が流れる。
以後、発生する過剰な）′６電荷はｎａシリコン基板（
１フヘ抜き取られる。第７図において、実線で示したバ
ンド図はこの状態を表わしている。縦型オーバーフロー
ドレイン構造を持つ固体撮像装置においては、以上の様
にしてブルーミングの抑制を行なっている。尚、ｐ型と
ｎ型を入れ換えても同様な動作をする。
１フヘ抜き取られる。第７図において、実線で示したバ
ンド図はこの状態を表わしている。縦型オーバーフロー
ドレイン構造を持つ固体撮像装置においては、以上の様
にしてブルーミングの抑制を行なっている。尚、ｐ型と
ｎ型を入れ換えても同様な動作をする。
従来のブルーミング抑制装置は以上の様に構成サレテイ
たので、横型オーバーフロードレイン構造の場合、オー
バーフロードレインの面積分だけ光検出面積が減少し、
つまりｙＵ口率の低下という問題点があった。
たので、横型オーバーフロードレイン構造の場合、オー
バーフロードレインの面積分だけ光検出面積が減少し、
つまりｙＵ口率の低下という問題点があった。
また、縦型オーバーフロードレイン構造の場合は光検出
を行なうｐｎ接合部において、ｐ型領域の厚味が小さい
ため光に・、煤塵の低下という問題点とｐ型領域の形状
及び不純物濃度の制御が難しいという製造上の問題点が
あった。
を行なうｐｎ接合部において、ｐ型領域の厚味が小さい
ため光に・、煤塵の低下という問題点とｐ型領域の形状
及び不純物濃度の制御が難しいという製造上の問題点が
あった。
この発明は一■二記のような問題点を解消するためにな
されたもので、横型オーバーフロードレイン構造と比較
して開口率が大きく、縦型オーバーフロードレイン構造
と比較して光感度が高く、製造も容易なブルーミング抑
制装置を得る鼾を［］的とする。
されたもので、横型オーバーフロードレイン構造と比較
して開口率が大きく、縦型オーバーフロードレイン構造
と比較して光感度が高く、製造も容易なブルーミング抑
制装置を得る鼾を［］的とする。
この発明に係る固体撮像装置は光電荷蓄積部に金属をシ
ョットキー接触させ、その金属に定電圧を印加するもの
である。
ョットキー接触させ、その金属に定電圧を印加するもの
である。
この発明における光電荷蓄積部にショットキー接触した
金属は過剰な光電荷を取り込むため、従来装置で必要の
あったオーバーフロードレインは必要なくなり、従来装
置における問題点が解消される。
金属は過剰な光電荷を取り込むため、従来装置で必要の
あったオーバーフロードレインは必要なくなり、従来装
置における問題点が解消される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例である固体撮像装置における一画
素の断面図である。図において、（１）はｐ型シリコン
基板、（２）はｎ型の光電荷蓄積部、（：りはｎ型の電
荷転送部、（４）ｌよシリコン酸化膜、（５）は転送電
極、（６）はｐ型のチャネルストッパー、（７）はｎ型
の光電荷蓄積部（２）にショットキー接触したＡ１［極
、（８）は入射光である。
図は本発明の一実施例である固体撮像装置における一画
素の断面図である。図において、（１）はｐ型シリコン
基板、（２）はｎ型の光電荷蓄積部、（：りはｎ型の電
荷転送部、（４）ｌよシリコン酸化膜、（５）は転送電
極、（６）はｐ型のチャネルストッパー、（７）はｎ型
の光電荷蓄積部（２）にショットキー接触したＡ１［極
、（８）は入射光である。
次に動作について説明する。
第２図は第１図における光電荷蓄積期間のａ −ｇ線で
のバンド図である。図において、点線はリセット直後の
状態を示し、光電荷蓄積部（２）に正の電圧が印加され
蓄積電荷は全て除かれている。続いて、入射光（８）に
より電子及び正孔が生成され、このうち電子は光電荷と
して光電荷蓄積部（２）に蓄積されていく。この間、光
電荷蓄積部（２）のポテンシャルは光電荷蓄積量に応じ
て上昇する。そしてついに蓄積量がある一定翫を越える
と、Ａ１９１極（７）と光電荷蓄積部（２）の間のシ理
ットキー接合が順方向動作となり、過剰な光電荷Ａｌｆ
ｉ極（７）へ抜き取られる。第２図において実線で示し
たバンド図はこの状態を表わしている。また、光電荷を
どのレベルまで蓄積させるかは、Ａｌｆｔ＝：極（７）
に印加する電圧ＶＴによって制御できる。
のバンド図である。図において、点線はリセット直後の
状態を示し、光電荷蓄積部（２）に正の電圧が印加され
蓄積電荷は全て除かれている。続いて、入射光（８）に
より電子及び正孔が生成され、このうち電子は光電荷と
して光電荷蓄積部（２）に蓄積されていく。この間、光
電荷蓄積部（２）のポテンシャルは光電荷蓄積量に応じ
て上昇する。そしてついに蓄積量がある一定翫を越える
と、Ａ１９１極（７）と光電荷蓄積部（２）の間のシ理
ットキー接合が順方向動作となり、過剰な光電荷Ａｌｆ
ｉ極（７）へ抜き取られる。第２図において実線で示し
たバンド図はこの状態を表わしている。また、光電荷を
どのレベルまで蓄積させるかは、Ａｌｆｔ＝：極（７）
に印加する電圧ＶＴによって制御できる。
以上の方法によれば、縦型オーバーフロードレイン構造
の様に光感度の低下や製造上の困難さを伴なうことなく
ブルーミング抑制が可能となる。
の様に光感度の低下や製造上の困難さを伴なうことなく
ブルーミング抑制が可能となる。
また、第３図は第１図の一画素の平面図であるが、図の
ように光電荷蓄積部（２）とＡ１％、極（７）との接触
直積を小さくすることにより、横型オーバーフロードレ
イン構造よりも開口率を大きくすることが可能となる。
ように光電荷蓄積部（２）とＡ１％、極（７）との接触
直積を小さくすることにより、横型オーバーフロードレ
イン構造よりも開口率を大きくすることが可能となる。
尚、上記実施例においてｐ型とｎ型を入れ換えても同様
な効果がある事は言うまでもない。また、Ａｔ電極（７
）はＡＩである必要はなく、光電荷蓄積部（２）とシリ
ットキー接触が得られるものであればどＡ７なものであ
ってもよい。
な効果がある事は言うまでもない。また、Ａｔ電極（７
）はＡＩである必要はなく、光電荷蓄積部（２）とシリ
ットキー接触が得られるものであればどＡ７なものであ
ってもよい。
以上のようにこの発明によれば、オーバーフロードレイ
ンを光電荷蓄積部にシゴットキー接触した金属電極によ
り梅成したので、従来の横型オーバーフロードレイン構
造と比較して開口率が大きく、かつ、従来の縦型オーバ
ーフロードレイン構造と比較して光感度が高く、製造が
容易なものが得られる。
ンを光電荷蓄積部にシゴットキー接触した金属電極によ
り梅成したので、従来の横型オーバーフロードレイン構
造と比較して開口率が大きく、かつ、従来の縦型オーバ
ーフロードレイン構造と比較して光感度が高く、製造が
容易なものが得られる。
第１図はこの発明の一実施例による固体撮像装置の一画
素の断面図、第２図は、第１図のａ−ａ′線におけるバ
ンド図、第３図は第１図の一画素の平面図、第４図は従
来の横型オーバーフロードレイン構造をもつ固体撮像装
置を示す断面図、第５図は第４図のｂ−ｂ線でのポテン
シャルを示す図、第６図は従来の縦型オーバーフロード
レイン構造をもつ固体撮像装置を示す断面図、第７図は
第６図のＣ−ａ′線でのバンド図である。 図において、（１）はｐ型シリコン基板、（２）は光電
荷蓄積部、（３）は電荷転送部、（４）はシリコン酸化
膜、（５）は転送電極、（６）はチャネルストッパー、
（７）は金＃（Ａｔ電極）、（８）は入射光を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
素の断面図、第２図は、第１図のａ−ａ′線におけるバ
ンド図、第３図は第１図の一画素の平面図、第４図は従
来の横型オーバーフロードレイン構造をもつ固体撮像装
置を示す断面図、第５図は第４図のｂ−ｂ線でのポテン
シャルを示す図、第６図は従来の縦型オーバーフロード
レイン構造をもつ固体撮像装置を示す断面図、第７図は
第６図のＣ−ａ′線でのバンド図である。 図において、（１）はｐ型シリコン基板、（２）は光電
荷蓄積部、（３）は電荷転送部、（４）はシリコン酸化
膜、（５）は転送電極、（６）はチャネルストッパー、
（７）は金＃（Ａｔ電極）、（８）は入射光を示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 光電荷発生部と、半導体により形成され前記光電荷発生
部において発生した光電荷を蓄積する光電荷蓄積部を備
えた固体撮像装置において、前記光電荷蓄積部にショッ
トキ接触した金属電極を設け、この金属電極に定電圧を
印加す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 |
|---|---|---|---|
| JP1079221A JPH02257673A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1079221A JPH02257673A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02257673A true JPH02257673A (ja) | 1990-10-18 |
Family
ID=13683862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1079221A Pending JPH02257673A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02257673A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2833408A1 (fr) * | 2001-12-12 | 2003-06-13 | St Microelectronics Sa | Procede de controle du sur eclairement d'une photodiode et circuit integre correspondant |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP1079221A patent/JPH02257673A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2833408A1 (fr) * | 2001-12-12 | 2003-06-13 | St Microelectronics Sa | Procede de controle du sur eclairement d'une photodiode et circuit integre correspondant |
| WO2003050874A3 (fr) * | 2001-12-12 | 2004-04-15 | St Microelectronics Sa | Procédé de contrôle du sur-éclairement d'une photodiode et circuit intégré correspondant. |
| US7586172B2 (en) | 2001-12-12 | 2009-09-08 | Stmicroelectronics Sa | Blooming control method for a photodiode and corresponding integrated circuit |
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