JPH03187233A - 埋設形電荷結合素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体撮像素子に利用される埋設形電荷結合素
子に関するものであって、特に埋設されたチャネルの最
大電位とチャネル表面の電位差を大きくして単位面積当
たり伝送電荷量を増加させるための埋設形電荷結合素子
に関する。

〔従来の技術〕

通常、電荷結合素子（以下ＣＣＤど称する）を利用した
固体撮像素子は入射される光を受光して受光された光に
対応して信号電荷を発生するフォトダイオードからなる
受光部、受光部から発生された信号電荷を伝送する電荷
結合素子からなった垂直伝送部と、垂直伝送部によって
伝送された信号電荷を出力端に出力させる水平伝送部か
らなる。このような固体撮像素子において、高解像度を
得るために画素数を増加させるのであるが、画素数が増
加するに従って、ＣＣＤのチャネルの幅が減少してチャ
ネルの面積が狭くなり、チャネル面積が狭くなればチャ
ネル内部を通じて伝送される信号電荷の量が減少するよ
うになる。

それゆえ、チャネルの面積が減少された固体撮像素子の
光感度を高めるためには、垂直伝送部の単位面積当たり
の伝送電荷量を大きくしなければならない。

しかし、従来の固体撮像素子の埋設形ＣＣＤの断面構造
は、第１図に図示されたごとく、ｎ型シリコン基板（６
）にｐ型不純物を拡散させｐ−ウェル（５）を形威させ
て、＝亥ｐ−ウェル（５）上にｎ型不純物を拡散させて
ｎ型埋設チャネル（４）を形威させ、ｎ型埋設チャネル
（４）上にゲート酸化膜（２）および多結晶シリコン電
極（１）を順次形成させた構造となっている。

かかる構造を有する固体撮像素子用ＣＣＤにおいて、ｎ
型不純物の濃度はゲート酸化膜（２）とｎ型埋設チャネ
ル（４）の界面において一番高く、反対にｐ−ウェル（
５）側に行くほど低くなる。従って埋設形電荷結合素子
は第３図に示されたごとく、電位が分布されるので、受
光部から発生した信号電荷がｎ型埋設チャネル（４）に
蓄積され、蓄積された信号電荷が増加するに従ってチャ
ネルの最大電位（８）は漸次減少するようになる。チャ
ネルの最大電位（８）が減少してチャネルの表面電位（
７）に到達するようになれば、ゲート酸化膜（２）とｎ
型埋設チャネル（４）の界面準位によってこの信号電荷
が捕獲されるため、埋設チャネルを通じて伝送される信
号電荷の量は減少するようになる。

また、信号電荷がゲート酸化膜（２）とｎ型埋設チャネ
ル（４）の界面準位にｍ＠されるため、固体撮像素子の
データの伝送損失および雑音がひきおこされ、且つ、こ
れが信号に対しては決定的な影響を及ぼすようになる問
題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は埋設形ＣＣＤにおけるチャネルの最大電
位とチャネルの表面電位差を大きくしてチャネルを通じ
て伝送される信号電荷の単位面積当たりの伝送量を増加
させた埋設形ＣＣＤを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を遠戚するための本発明の埋設形ＣＣＤはゲ
ート酸化膜が形成された埋設チャネル上の両者の間に該
埋設チャネルと同一の型で、不純物の濃度の低い低濃度
埋設チャネルを形威させたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳細に説
明する。

第２図は本発明の実施例に基づ（埋設形ＣＣＤの断面図
を示すものである。

図面から見られるように、本発明の埋設形ＣＣＤの構造
はＰ−ウェル（５）上にｎ型不純物を拡散させてｎ型埋
設チャネル（４）を形成させ、該ｎ型埋設チャネル（４
）上には低濃度のｎ形不純物を拡散させてｎ型の低濃度
埋設チャネル（３）を浅く形威し、該低濃度埋設チャネ
ル（３）上にはゲート酸化膜（２）を形成した。

それ以外の埋設形ＣＣＤ構造は第１図に図示されている
従来の埋設形ＣＣＤの構造と同じである。

従って、本発明ではゲート酸化膜（２）と埋設チャネル
との間に該埋設チャネルより不純物の濃度が低い低濃度
埋設チャネルを形成させることにより、従来の埋設形Ｃ
ＣＤ　（第１図）とは異なり、ゲート酸化膜（２）と埋
設チャネルの界面において不純物の濃度が低くなるため
、チャネルの最大電位（８）の位置が従来より前記界面
から遠く位置するようになる。

従って、チャネルの最大電位（８）とチャネルの表面電
位の差異が大きくなるようになり、チャネルを通じて単
位面積当たりの伝送できる信号電荷の量は増加するよう
になる。

本発明は第２図に図示されている実施例とは異なり、ｎ
型シリコンを基板にｐ−ウェル、ｐ型埋設チャネル、低
濃度のｐ型の低濃度埋設チ４ ャネルを形成させた埋設形ＣＣＤにおいても前述のごと
き信号電荷量の増加を期待することができる。

〔作用及び効果〕

以上で説明したごとき本発明によれば、単位面積当たり
チャネルを通じて伝送し得る信号電荷量を増加させるこ
とが出来るので、これをＣＣＤＣＤ足固定撮像素子用す
るとき光感度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の埋設形ＣＣＤの断面図であり、第２図は
本発明に基づく埋設形ＣＣＤの断面図であり、 第３図はＣＯＤの深さによるポテンシャル分布を例示し
た図面である。 （１）・・・・・・多結晶シリコン電極、（２）・・・
・・・ゲート酸化膜、 （３）・・・・・・低濃度埋設チャネル、（４）・・・
・・・ｎ型埋設チャネル、（５）・・・・・・ｐ ウェル、 （６） ・・・・・・ｎ型シリコン基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、信号電荷をシリコン基板上のウェル上部にある埋設
   チャネルの内部を通して伝送する埋設形電荷結合素子に
   おいて、 前記埋設チャネルとゲート酸化膜（２）との間に前記埋
   設チャネルと同一の型で、不純物濃度が低い低濃度埋設
   チャネル（３）を形成させたことを特徴とする埋設形電
   荷結合素子。 ２、前記シリコン基板としてのｎ型シリコン基板（６）
   上に、前記ウェルとしての不純物の拡散によるｐ−ウェ
   ル（５）および前記埋設チャネルとしてのｎ型不純物拡
   散によるｎ型埋設チャネル（４）を順次形成させ、多結
   晶シリコン電極（１）が形成される前記ゲート酸化膜（
   ２）と前記ｎ型埋設チャネル（４）の界面に前記ｎ型埋
   設チャネル（４）より低濃度のｎ形不純物を拡散させた
   低濃度埋設チャネル（３）を形成させたことを特徴とす
   る請求項１記載の埋設形電荷結合素子。