JPH0319711B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0319711B2
JPH0319711B2 JP55157831A JP15783180A JPH0319711B2 JP H0319711 B2 JPH0319711 B2 JP H0319711B2 JP 55157831 A JP55157831 A JP 55157831A JP 15783180 A JP15783180 A JP 15783180A JP H0319711 B2 JPH0319711 B2 JP H0319711B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge
region
control gate
potential
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP55157831A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5780764A (en
Inventor
Hiroyuki Matsumoto
Toshio Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP55157831A priority Critical patent/JPS5780764A/ja
Priority to FR8119270A priority patent/FR2494043A1/fr
Priority to DE19813144163 priority patent/DE3144163A1/de
Priority to GB8133745A priority patent/GB2087152B/en
Priority to NL8105064A priority patent/NL8105064A/nl
Priority to CA000389696A priority patent/CA1171947A/en
Priority to SE8106620A priority patent/SE451655B/sv
Publication of JPS5780764A publication Critical patent/JPS5780764A/ja
Priority to US06/616,800 priority patent/US4504848A/en
Publication of JPH0319711B2 publication Critical patent/JPH0319711B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14887Blooming suppression
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/621Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電荷結合素子(CCD)を用いてなる
固体撮像素子に関し、特にそのイメージ部におい
てブルーミング現象を抑制すべく過剰電荷を吸収
排除するオーバーフロードレイン領域を設けた場
合の画像欠陥(灰色棒状の欠陥)の発生を軽減せ
んとするものである。
フレームトランスフア方式のCCD固体撮像素
子において、例えばイメージ部を埋込みチヤンネ
ル型に構成した場合、強い光に対してブルーミン
グ現象が表われる。このために、イメージ部にお
ける各垂直ラインに沿う受光領域を兼ねるチヤン
ネル領域に隣接して夫々オーバーフローコントロ
ールゲート領域及びオーバーフロードレイン領域
を設け、強い光を受けて過剰電荷が発生したとき
に、その過剰電荷をオーバーフローコントロール
ゲート領域の電位障壁を越えてオーバーフロード
レイン領域に吸収する方法がとられている。この
時のオーバーフローコントロールゲート領域のポ
テンシヤル即ち電位(1)は第1図で示す如くチヤン
ネル領域おけるスレトージゲート領域の電位(2)と
トランスフアゲート領域の電位(3)の間に設定する
が、その電位差φC(電位Aと電位Bの差即ち最大
取り扱に電荷量)はゲート電極(所謂転送電極)
に印加するゲート電圧VGに依存することなく一
定である。換言すれば、イメージ部として受光期
間の最大取り扱い電荷量と電荷転送期間の最大取
り扱い電荷量とが等しくなることを意味してい
る。
今、第2図に示すようにイメージ部の各絵素(4)
における最大取り扱い電荷量が全て“10”の容量
があり、その中でチヤンネル領域Bのステージ
〔4〕に対応した絵素の最大取り扱い電荷量が何
かの原因で“9”の容量しかなかつたとすると、
受光時においてはチヤンネル領域Bのステージ
〔1〕、〔2〕、〔3〕は“10”の電荷量を蓄積でき、
ステージ〔4〕だけが“9”の電荷量を蓄積す
る。しかし、電荷転送時には第1図で示した如く
ゲート電圧に依存なくチヤンネル領域Bのステー
ジ〔4〕では“9”の電荷量しか扱えないため、
電荷転送方向を矢印yとするとステージ〔1〕、
〔2〕、〔3〕の電荷量はステージ〔4〕を通過す
る時に、“9”の電荷量に抑えられ、チヤンネル
領域Bのステージ〔4〕より後段では斜線図示の
如く電荷量の少ない所謂灰色棒の欠陥として画面
上に表われる。
本発明は、上述の点に鑑み各絵素における正常
電荷量を完全転送できるようにし、上記の画像欠
陥を解消せしめた固体撮像素子を提供するもので
ある。
以下、本発明による固体撮像素子を説明する。
図面上での灰色棒の欠陥は、受光時の最大取り
扱い電荷量と電荷転送時の最大取り扱い電荷量が
同じであることから誘発される。それ故に、受光
時の最大取り扱い電荷量より電荷転送時の最大取
り扱い電荷量を多くすれば、灰色棒は灰色点にす
ることが出来、画像欠陥は目立たなくなる。即
ち、第3図に示すように正常絵素(4)の受光時にお
ける最大取り扱い電荷量を例えば“10”としたと
き、電荷転送時における最大取り扱い電荷量を受
光時より多い例えば“12”となるように構成す
る。このようにすれば、仮りに何かの原因でチヤ
ンネル領域Bのステジ〔4〕に欠陥が生じ最大取
り扱い電荷量が受光時に“9”、電荷転送時に
“11”となつたとしても、他のステージ〔1〕、
〔2〕、〔3〕の正常電荷量“10”は完全に転送す
ることが出来、電荷転送時の最大取り扱い電荷量
が“10”以下になるまでは棒状の欠陥にはならな
い。
本発明は、このような特性を具現するために、
半導体基体内に受光領域を兼ねる複数のチヤンネ
ル領域と、チヤンネル領域での過剰電荷を吸収排
除するオーバーフロードレイン領域と、チヤンネ
ル領域とオーバーフロードレイン領域間にあつて
過剰電荷の流出レベルを規制する(即ち最大取り
扱い電荷量を規征する)オーバーフローコントロ
ールゲート領域とを有し、そのチヤンネル領域及
びオーバーフローコントロールゲート領域にゲー
ト絶縁層を介して同一のゲート電圧(受光時のゲ
ート電圧及び転送時のクロツク電圧を含む)が印
加されるようにして成る固体撮像素子に於て、そ
のオーバーフローコントロールゲート領域におけ
るポテンシヤルのゲート電圧依存性を、チヤンネ
ル領域におけるポテンシヤルのゲート電圧依存性
よりも少くなるように構成する。即ち、第4図に
示すように、チヤンネル領域のストレージゲート
領域及びトランスフアゲート領域における夫々の
ポテンシヤルのゲート電圧特性(2)及及び(3)に対し
て、オーバーフローコントロールゲート領域にお
けるポテンシヤルのゲート電圧特性(1)を少くとも
そのトランスフアゲート領域の特性(3)と交つてゲ
ート電圧依存性が少なくなるように成す。これに
よれば受光時のゲート電圧をφSHとすると、その
時のストレージゲート領域とオーバーフローコン
トロールゲート領域の電位差φC1は電位A−電位
Bであり、電荷転送時のクロツク電圧をφVHとす
ると電位差φC2は電位a−電位b、即ちφC1<φC2
という状態になり、電荷転送時の最大取り扱い電
荷量を受光時のそれより多くすることが出来る。
但し、この場合、第4図から明らかなように電荷
転送時のクロツク電圧はオーバーフローコントロ
ールゲート領域の特性(1)とトランスフアゲート領
域の特性(3)とが交わる点を含んでそれより図にお
いてφVHがφSHより高い電圧に選定する。
しかして、オーバーフローコントロールゲート
領域のポテンシヤルを他のチヤンネル領域のポテ
ンシヤルよりゲート電圧依存性を少くするには、
オーバーフローコントロールゲート領域下に隣接
する基体濃度をチヤンネル領域下に隣接する基体
濃度と異ならしめることにより実現できる。例え
ばチヤンネル領域を埋込チヤンネル型にて構成し
たときにはオーバーフローコントロールゲート領
域下の基体濃度を高くする。第6図はP形シリコ
ン基体の表面に5×1012cm-2N(ドーズ量)のN
形半導体層を形成し、この上に1000Å程度のゲー
ト酸化膜を介してゲート電極を形成した構成に於
て、そのP形シリコン基体の不純物濃度を変化さ
せたときのN形半導体層におけるポテンシヤルの
ゲート電圧依存性を示す特性図である。特性
()、()、()は夫々基体濃度NAがドーズ
量で1×1015cm-2、6×1212cm-2、3×1013cm-2
3×1013cm-2とした場合である。この特性図から
明らかなように基体濃度を適宜選択することによ
りN形半導体層のポテンシヤルのゲート電圧依存
性を変えることが出来る。
第5図は、本発明の一実施例で、イメージ部を
埋込みチヤンネル型としたフレームトランスフア
方式のCCD固体撮像素子に適用した場合である。
図はイメージ部を示すもので、例えばP形シリコ
ン基体10の一面に臨んでN形の埋込みチヤンネ
ル部を構成する半導体領域ちチヤンネル領域11
が形成され、このチヤンネル領域11を複数の垂
直ラインに区分するN形のオーバーフローコント
ロールゲート領域12が形成されると共に、この
オーバーフローコントロールゲート領域12に隣
接してチヤンネル領域11での過剰電荷を吸収排
除するN+形のオーバーフロードレイン領域13
が形成される。基体10上には例えばSiO2より
なる所要の厚さのゲート絶縁層14が被着され、
この上に電荷転送時に所要の転送クロツク電圧を
印加する例えば多結晶シリコンから成る転送用の
ゲート電極15が形成される。しかして本例にお
いてはオーバーフローコントロールゲート領域1
2下のみにP形の高濃度領域16を形成してオー
バーフローコントロールゲート領域下の基体濃度
を高くなす。
かかる構成によれば、オーバーフローコントロ
ールゲート領域12下に隣接する基体の濃度をチ
ヤンネル領域下より高くすることにより、第4図
の特性(1)で示すようにオーバーフローコントロー
ルゲート領域12のポテンシヤルのゲート電圧依
存性がチヤンネル領域のそれよりも少くななる。
従つて例えば受光時のゲート電圧をφSHとし、電
荷転送時のクロツク電圧をφVHとすれば、受光時
の最大取り扱い電荷量より電荷転送時の最大取り
扱い電荷量が多くなり、各絵素の正常電荷を完全
転送することが出来、上述の如き灰色棒の画像欠
陥が回避される。
尚、上例では埋込みチヤンネル型の固体撮像素
子に適用したが、その他表面チヤンネル型の固体
撮像素子にも適用できる。
上述せる如く、本発明によれば、オーバーフロ
ーコントロールゲート領域下の基体濃度を制御
し、オーバーフローコントロールゲート領域のポ
テンシヤルのゲート電圧依存性を少くすることに
より、最大取り扱い電荷量が受光時より電荷転送
時に多くなり、よつて例え絵素中に一部最大取り
扱い電荷量の少ない絵素が存在しても、他の絵素
の正常電荷は完全転送され、灰色棒状の画像欠陥
のない高画質の固体撮像素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の固体撮像素子におけるチヤンネ
ル領域及びオーバーフローコントロールゲート領
域におけるポテンシヤルのゲート電圧依存性を示
す特性図、第2図は従来の固体撮像素子における
画像欠陥の発生を説明するイメージ部の模式図、
第3図は本発明による固体撮像素子のイメージ部
の模式図、第4図は本発明の固体撮像素子におけ
るチヤンネル領域及びオーバーフローコントロー
ルゲート領域におけるポテンシヤルのゲート電圧
依存性を示す特性図、第5図は本発明の一実施例
を示すイメージ部の断面図、第6図は本発明の説
明に供する基体濃度をパラメータとしたポテンシ
ヤル−ゲート電圧特性図である。 10は半導体基体、11はチヤンネル領域、1
2はオーバーフローコントロールゲート領域、1
3はオーバーフロードレイン領域、14は高濃度
領域である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基体内に設けられたチヤンネル領域及
    びオーバーフローコントロールゲート領域にゲー
    ト絶縁層を介して同一のゲート電圧が印加される
    ようにして成る固体撮像素子において、前記オー
    バーフローコントロールゲート領域下に隣接する
    基体濃度を前記チヤンネル領域下に隣接する基体
    濃度と異ならしめて前記オーバーフローコントロ
    ールゲート領域におけるポテンシヤルのゲート電
    圧依存性を前記チヤンネル領域におけるそれより
    少くし、受光時のゲート電圧と転送時のクロツク
    電圧を異ならしめ、電荷転送時の最大取り扱い電
    荷量を受光時の最大取り扱い電荷量より多くした
    ことを特徴とする固体撮像素子。
JP55157831A 1980-11-10 1980-11-10 Solid state image pickup element Granted JPS5780764A (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55157831A JPS5780764A (en) 1980-11-10 1980-11-10 Solid state image pickup element
FR8119270A FR2494043A1 (fr) 1980-11-10 1981-10-13 Capteur d'image realise en technique etat solide
DE19813144163 DE3144163A1 (de) 1980-11-10 1981-11-06 "festkoerperbildabtaster mit ladungsgekoppelten bildspeicherelementen"
GB8133745A GB2087152B (en) 1980-11-10 1981-11-09 Solid state image sensor
NL8105064A NL8105064A (nl) 1980-11-10 1981-11-09 Beeldopneeminrichting met een ladingsgekoppelde inrichting.
CA000389696A CA1171947A (en) 1980-11-10 1981-11-09 Solid state image sensor
SE8106620A SE451655B (sv) 1980-11-10 1981-11-09 Bildavkennare
US06/616,800 US4504848A (en) 1980-11-10 1984-06-05 Solid state image sensor with over-flow control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55157831A JPS5780764A (en) 1980-11-10 1980-11-10 Solid state image pickup element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5780764A JPS5780764A (en) 1982-05-20
JPH0319711B2 true JPH0319711B2 (ja) 1991-03-15

Family

ID=15658275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55157831A Granted JPS5780764A (en) 1980-11-10 1980-11-10 Solid state image pickup element

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4504848A (ja)
JP (1) JPS5780764A (ja)
CA (1) CA1171947A (ja)
DE (1) DE3144163A1 (ja)
FR (1) FR2494043A1 (ja)
GB (1) GB2087152B (ja)
NL (1) NL8105064A (ja)
SE (1) SE451655B (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5831670A (ja) * 1981-08-20 1983-02-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置
JPS5847378A (ja) * 1981-09-17 1983-03-19 Canon Inc 撮像素子
JPS58210663A (ja) * 1982-06-01 1983-12-07 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像装置
JPS5931056A (ja) * 1982-08-13 1984-02-18 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像素子
US4603342A (en) * 1983-01-03 1986-07-29 Rca Corporation Imaging array having higher sensitivity and a method of making the same
US4658497A (en) * 1983-01-03 1987-04-21 Rca Corporation Method of making an imaging array having a higher sensitivity
GB2132818B (en) * 1983-01-03 1987-08-19 Rca Corp Imaging array
JPS60119182A (ja) * 1983-11-30 1985-06-26 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像素子
JPS61144874A (ja) * 1984-12-19 1986-07-02 Toshiba Corp 電荷転送装置
US4870495A (en) * 1985-02-22 1989-09-26 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing element and image sensing apparatus for recording a still image
JP2727584B2 (ja) * 1988-09-20 1998-03-11 ソニー株式会社 固体撮像装置
US5702971A (en) * 1995-03-31 1997-12-30 Eastman Kodak Company Self-aligned LOD antiblooming structure for solid-state imagers
KR100332949B1 (ko) * 2000-05-23 2002-04-20 윤종용 전자 줌 기능에 적합한 고체 촬상 소자

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4981085A (ja) * 1972-10-02 1974-08-05

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3789267A (en) * 1971-06-28 1974-01-29 Bell Telephone Labor Inc Charge coupled devices employing nonuniform concentrations of immobile charge along the information channel
US4032952A (en) * 1972-04-03 1977-06-28 Hitachi, Ltd. Bulk charge transfer semiconductor device
NL7311600A (nl) * 1973-08-23 1975-02-25 Philips Nv Ladingsgekoppelde inrichting.
US3896474A (en) * 1973-09-10 1975-07-22 Fairchild Camera Instr Co Charge coupled area imaging device with column anti-blooming control
US4365261A (en) * 1977-08-26 1982-12-21 Texas Instruments Incorporated Co-planar barrier-type charge coupled device with enhanced storage capacity and decreased leakage current
US4151539A (en) * 1977-12-23 1979-04-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Junction-storage JFET bucket-brigade structure
US4229752A (en) * 1978-05-16 1980-10-21 Texas Instruments Incorporated Virtual phase charge transfer device
US4362575A (en) * 1981-08-27 1982-12-07 Rca Corporation Method of making buried channel charge coupled device with means for controlling excess charge

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4981085A (ja) * 1972-10-02 1974-08-05

Also Published As

Publication number Publication date
FR2494043B1 (ja) 1985-05-10
GB2087152A (en) 1982-05-19
NL8105064A (nl) 1982-06-01
SE8106620L (sv) 1982-05-11
DE3144163A1 (de) 1982-06-16
SE451655B (sv) 1987-10-19
DE3144163C2 (ja) 1991-03-07
GB2087152B (en) 1984-07-04
JPS5780764A (en) 1982-05-20
CA1171947A (en) 1984-07-31
FR2494043A1 (fr) 1982-05-14
US4504848A (en) 1985-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5819080A (ja) 固体撮像素子
JPS6262553A (ja) 固体撮像装置
JPH0319711B2 (ja)
JPH05137072A (ja) 固体撮像装置
KR960004467B1 (ko) 고체촬상장치
JP2845216B2 (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JPS6244818B2 (ja)
JP2914496B2 (ja) 固体撮像素子
JPH0831988B2 (ja) 固体撮像デバイス
JPH02309877A (ja) 固体撮像装置
JP3431408B2 (ja) 固体撮像素子
JP2641809B2 (ja) Ccd映像素子
JPH0443429B2 (ja)
JPH0446504B2 (ja)
JPH0425714B2 (ja)
JP3042042B2 (ja) 固体撮像装置
JPS5846905B2 (ja) コタイサツゾウソウチ
JPS6044867B2 (ja) 固体撮像装置
JPH08279608A (ja) 電荷転送素子及び電荷転送素子の駆動方法
JP2848435B2 (ja) 固体撮像素子
JPH04369266A (ja) Ccd固体撮像素子
JPS5917585B2 (ja) 固体撮像装置
JPH0341768A (ja) 固体撮像装置
JPS60233986A (ja) 固体撮像装置の駆動方法
JPS63211752A (ja) 固体撮像装置