JPH0319367A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH0319367A JPH0319367A JP1153706A JP15370689A JPH0319367A JP H0319367 A JPH0319367 A JP H0319367A JP 1153706 A JP1153706 A JP 1153706A JP 15370689 A JP15370689 A JP 15370689A JP H0319367 A JPH0319367 A JP H0319367A
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- JP
- Japan
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- film
- region
- reflected
- charge transfer
- gate electrode
- Prior art date
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- Granted
Links
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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］
本発明は、強い光が入射した時に問題となるスミアを抑
圧せしめた固体撮像素子に関する．［従来の技術］ 従来の固体撮像素子の断面図を第３図に示す。
圧せしめた固体撮像素子に関する．［従来の技術］ 従来の固体撮像素子の断面図を第３図に示す。
同図において、１はシリコンからなるＮ型半導体基板、
２は、Ｎ型半導体基板ｌの表面領域内に形成されたＰ型
ウェル領域、３は、Ｐ型ウエル領域２内に形成されたＮ
型フ才トダイオード領域、４は、Ｐ型ウエル領域２内に
形成され、Ｎ型フオトダイオード領域から転送されてき
た光電変換キャリアを転送する電荷転送素子（垂直ＣＣ
Ｄ）の埋込みチャネルとして動作するＮ型電荷転送領域
、９は、Ｎ型フ才トダイオード領域３からＮ型電荷転送
領域４への光電変換キャリアの転送路となる電荷読み出
し領域、５は、Ｎ型フ才トダイオード領域間およびＮ型
フオトダイオード領域３とＮ型電荷転送領域４との間を
分離するＰ＋型チャネルストツバ領域、６は、多結晶シ
リコンにより形成された電荷転送素子のゲー｝ｔ８ｉｉ
、８は、半導体基板表面およびゲート電極６を覆う絶縁
膜、７はＮ型フォトダイオード領域３の上方以外の部分
を覆う遮光膜である． この固体！ｌ像素子においては、Ｐ型ウエル領域２は、
Ｎ型フ才トダイオード領域３の下で一部浅くなっており
、この部分を通して、Ｎ型フ才トダイオード領域からオ
ーバーフローする光電変換キャリアはＮ型半導体基板１
へ引き抜かれる．［発明が解決しようとする課題］ 上述した固体撮像素子では、Ｐ型ウェル領域で発生する
充電変換キャリアの大部分はＮ型フ才トダイオード頭域
３に流入して蓄積されるが一部は横方向拡散によりＮ型
電荷転送領域４に吸収される．また、第３（２ｌに示す
ように、斜め入射した光が半導体基板ｌと遮光Ｍ７との
間で多重反射してＮ型電荷転送領域４に到達し、そこで
キャリアを発生させる．これらＮ型電荷転送領域４に吸
収されたキャリアは、スミア成分と呼ばれるものであり
、これがＮ型フ才トダイオード領域３に蓄積されるキャ
リアの０．１％位になると、テレビ画面において白い縦
縞が発生する．上述したスミアとなる２つのキャリア成
分の内、前者は、縦型オーバーフロードレイン構造を採
用することにより実用上問題とならない程度に低減せし
めることができるが、後者に対しては有効な手段が講じ
られていないので、現在では前者と後者の比は約１＝１
０となっている． よって、本発明の目的とするところは斜め入射光が反射
して電荷転送領域に入射するのを防止することであり、
もって、スミア成分を減少させることである． ［ｙＡ題を解決するための手段］ 本発明の固体撮像素子は、半導体基板の表面に複数のフ
ォトダイオード領域と、フォトダイオードの電荷を転送
する電荷結合素子とが形成されたものであり、電荷結合
素子のゲート電極の少なくとも一部分は、多結晶シリコ
ン膜と高融点金属膜等の導電性遮光膜との二層膜より構
成される。
２は、Ｎ型半導体基板ｌの表面領域内に形成されたＰ型
ウェル領域、３は、Ｐ型ウエル領域２内に形成されたＮ
型フ才トダイオード領域、４は、Ｐ型ウエル領域２内に
形成され、Ｎ型フオトダイオード領域から転送されてき
た光電変換キャリアを転送する電荷転送素子（垂直ＣＣ
Ｄ）の埋込みチャネルとして動作するＮ型電荷転送領域
、９は、Ｎ型フ才トダイオード領域３からＮ型電荷転送
領域４への光電変換キャリアの転送路となる電荷読み出
し領域、５は、Ｎ型フ才トダイオード領域間およびＮ型
フオトダイオード領域３とＮ型電荷転送領域４との間を
分離するＰ＋型チャネルストツバ領域、６は、多結晶シ
リコンにより形成された電荷転送素子のゲー｝ｔ８ｉｉ
、８は、半導体基板表面およびゲート電極６を覆う絶縁
膜、７はＮ型フォトダイオード領域３の上方以外の部分
を覆う遮光膜である． この固体！ｌ像素子においては、Ｐ型ウエル領域２は、
Ｎ型フ才トダイオード領域３の下で一部浅くなっており
、この部分を通して、Ｎ型フ才トダイオード領域からオ
ーバーフローする光電変換キャリアはＮ型半導体基板１
へ引き抜かれる．［発明が解決しようとする課題］ 上述した固体撮像素子では、Ｐ型ウェル領域で発生する
充電変換キャリアの大部分はＮ型フ才トダイオード頭域
３に流入して蓄積されるが一部は横方向拡散によりＮ型
電荷転送領域４に吸収される．また、第３（２ｌに示す
ように、斜め入射した光が半導体基板ｌと遮光Ｍ７との
間で多重反射してＮ型電荷転送領域４に到達し、そこで
キャリアを発生させる．これらＮ型電荷転送領域４に吸
収されたキャリアは、スミア成分と呼ばれるものであり
、これがＮ型フ才トダイオード領域３に蓄積されるキャ
リアの０．１％位になると、テレビ画面において白い縦
縞が発生する．上述したスミアとなる２つのキャリア成
分の内、前者は、縦型オーバーフロードレイン構造を採
用することにより実用上問題とならない程度に低減せし
めることができるが、後者に対しては有効な手段が講じ
られていないので、現在では前者と後者の比は約１＝１
０となっている． よって、本発明の目的とするところは斜め入射光が反射
して電荷転送領域に入射するのを防止することであり、
もって、スミア成分を減少させることである． ［ｙＡ題を解決するための手段］ 本発明の固体撮像素子は、半導体基板の表面に複数のフ
ォトダイオード領域と、フォトダイオードの電荷を転送
する電荷結合素子とが形成されたものであり、電荷結合
素子のゲート電極の少なくとも一部分は、多結晶シリコ
ン膜と高融点金属膜等の導電性遮光膜との二層膜より構
成される。
［実施例］
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
． 第１図は、本発明の一実施例示す断面図であって、同図
において、第３図の従来例の部分と共通する部分には同
一の参照番号が付されているので重複する説明は省略す
る．この実施例ではゲート電Ｉ！ｆ１６が多結晶シリコ
ンｌｌｉ６ａとタングステンやモリブデン等の高融点金
属１１！６ｂとの二層構造となっている． このような横遣において、斜め入射光は、Ｎ型フォトダ
イオード領域３の表面で反射した後は、遮光Ｍ７で再び
反射するが、次には高融点金属膜６ｂの表面で反射する
為Ｎ型電荷転送領域４には到達しない． また、実施例の固体撮像素子は、ゲート電極のシート抵
抗が低くなされているので、高速転送時に問題となるク
ロックパルス波形のだれをなくすことができ、転送効率
を向上させることができるという副次的効果も有する． 第２図は、本発明の他の実施例を示す断面図である．こ
の実施例の先の実施例と相違する点は、ゲート電極６が
、多結晶シリコン膜６ＣとＮ型電荷転送領域４上のみに
存在する高融点金属膜６ｄとによって楕戒されている点
である．この横戊によれば、Ｎ型電荷転送領域以外で発
生した光電変換キャリアの内、幾分かをＮ型フォトダイ
オード領域３に収集できるので、先の実施例よりもフォ
トダイオードの感度を増加させることができる。
． 第１図は、本発明の一実施例示す断面図であって、同図
において、第３図の従来例の部分と共通する部分には同
一の参照番号が付されているので重複する説明は省略す
る．この実施例ではゲート電Ｉ！ｆ１６が多結晶シリコ
ンｌｌｉ６ａとタングステンやモリブデン等の高融点金
属１１！６ｂとの二層構造となっている． このような横遣において、斜め入射光は、Ｎ型フォトダ
イオード領域３の表面で反射した後は、遮光Ｍ７で再び
反射するが、次には高融点金属膜６ｂの表面で反射する
為Ｎ型電荷転送領域４には到達しない． また、実施例の固体撮像素子は、ゲート電極のシート抵
抗が低くなされているので、高速転送時に問題となるク
ロックパルス波形のだれをなくすことができ、転送効率
を向上させることができるという副次的効果も有する． 第２図は、本発明の他の実施例を示す断面図である．こ
の実施例の先の実施例と相違する点は、ゲート電極６が
、多結晶シリコン膜６ＣとＮ型電荷転送領域４上のみに
存在する高融点金属膜６ｄとによって楕戒されている点
である．この横戊によれば、Ｎ型電荷転送領域以外で発
生した光電変換キャリアの内、幾分かをＮ型フォトダイ
オード領域３に収集できるので、先の実施例よりもフォ
トダイオードの感度を増加させることができる。
また、Ｎ型フォトダイオード頭域３で反射した後高融点
金属膜の下面で反射してＮ型電荷転送領域内に入射する
光を減少させることができる。
金属膜の下面で反射してＮ型電荷転送領域内に入射する
光を減少させることができる。
なお、以上の実施例では、ゲート電極６を高融点＊ｉａ
を下層とし多結晶シリコン膜を上層として形成していた
が、この順序を逆にして高融点金属膜を上層としてもよ
い．また、高融点金属膜に替えて高融点金属のシリサイ
ド膜を採用してもよい． ［発明の効果コ 以上説明したように、本発明は、ゲート電極を高融点金
属（またはそのシリサイド）股の遮光膜と多結晶シリコ
ン膜との二層楕造としたものであるので、本発明によれ
ば、電荷転送領域への光の入射を防止することができ、
スミアを著しく低減させることができる．
を下層とし多結晶シリコン膜を上層として形成していた
が、この順序を逆にして高融点金属膜を上層としてもよ
い．また、高融点金属膜に替えて高融点金属のシリサイ
ド膜を採用してもよい． ［発明の効果コ 以上説明したように、本発明は、ゲート電極を高融点金
属（またはそのシリサイド）股の遮光膜と多結晶シリコ
ン膜との二層楕造としたものであるので、本発明によれ
ば、電荷転送領域への光の入射を防止することができ、
スミアを著しく低減させることができる．
第１図、第２図は、それぞれ、本発明の実施例を示す断
面図、第３図は、従来例を示す断面図である． ■・・・Ｎ型半導体基板、 ２・・・Ｐ型ウエル領域、
３・・・Ｎ型フ才トダイオード領域、 ４・・・Ｎ型
電荷転送領域、 ５・・・Ｐ゛チャネルストツバ領域、
６・・・ゲート電極、 ６ａ、６Ｃ・・・多結晶シリ
コン膜、 ６ｂ、６ｄ・・・高融点金属膜、 ７・
・・遮光膜、 ８・・・絶縁膜， ９・・・電
荷読み出し領域．
面図、第３図は、従来例を示す断面図である． ■・・・Ｎ型半導体基板、 ２・・・Ｐ型ウエル領域、
３・・・Ｎ型フ才トダイオード領域、 ４・・・Ｎ型
電荷転送領域、 ５・・・Ｐ゛チャネルストツバ領域、
６・・・ゲート電極、 ６ａ、６Ｃ・・・多結晶シリ
コン膜、 ６ｂ、６ｄ・・・高融点金属膜、 ７・
・・遮光膜、 ８・・・絶縁膜， ９・・・電
荷読み出し領域．
Claims (1)
- 第１導電型半導体領域の表面に形成された複数の第２導
電型のフォトダイオード領域と、前記第１導電型半導体
領域の表面に形成され前記複数のフォトダイオード領域
から信号電荷の転送を受けこの信号電荷の転送路となる
第２導電型の電荷転送領域と、前記電荷転送領域上にゲ
ート絶縁膜を介して形成された複数のゲート電極とを具
備する固体撮像素子において、前記ゲート電極は少なく
とも前記電荷転送領域上において多結晶シリコン膜と導
電性遮光膜との二層膜により構成されていることを特徴
とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153706A JP2805848B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153706A JP2805848B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0319367A true JPH0319367A (ja) | 1991-01-28 |
| JP2805848B2 JP2805848B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=15568325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1153706A Expired - Lifetime JP2805848B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2805848B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6165908A (en) * | 1997-03-03 | 2000-12-26 | Nec Corporation | Single-layer-electrode type charge coupled device having double conductive layers for charge transfer electrodes |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63120463A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPH02264440A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 電荷転送装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP1153706A patent/JP2805848B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63120463A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPH02264440A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 電荷転送装置の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6165908A (en) * | 1997-03-03 | 2000-12-26 | Nec Corporation | Single-layer-electrode type charge coupled device having double conductive layers for charge transfer electrodes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2805848B2 (ja) | 1998-09-30 |
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