JPH03266465A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH03266465A
JPH03266465A JP2064170A JP6417090A JPH03266465A JP H03266465 A JPH03266465 A JP H03266465A JP 2064170 A JP2064170 A JP 2064170A JP 6417090 A JP6417090 A JP 6417090A JP H03266465 A JPH03266465 A JP H03266465A
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JP
Japan
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solid
imaging device
state imaging
overflow drain
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2064170A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Nakai
中井 正章
Akira Sato
朗 佐藤
Shigeru Aoki
茂 青木
Kanji Koname
木滑 寛治
Shizunori Oyu
大湯 静憲
Atsushi Hiraiwa
篤 平岩
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03266465A publication Critical patent/JPH03266465A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野1 本発明は、横型オーバーフロードレインを有する固体撮
像素子に係り、白点傷を低減させた固体撮像装置に関す
る。 【従来の技術】 第2図は、特開昭61−272965号公報に記載され
た従来のオーバーフローゲート付インタライン型COD
固体撮像素子の一例を示す図である。図中、1はpn接
合ダイオードなどから成る光電変換素子、すなわちホト
ダイオード、2および11はホトダイオード1から垂直
CCDレジスタ3への信号の流れを制御する選択ゲート
およびそのゲート線、4は垂直CCDレジスタ3からの
信号を出力アンプ5へ転送する水平CCDレジスタであ
る。通常、垂直CCDレジスタ3は4相クロツクにより
駆動される。図中、6〜9は垂直CCDレジスタのクロ
ック配線である。10は、ホトダイオード1に過剰にた
まった信号電荷をドレイン線13を介して外部に掃きだ
す出す為のオーバーフローゲートであり、ゲートl11
2によって制御される。 第3図は、単位画素部の画素断面図を示したものである
。領域(I)から領域(V)は、順に、オーバーフロー
ドレイン部、オーバーフローゲート部、ホトダイオード
部1選択ゲート部、そして、垂直CCDの(VCCD)
チャネル部を示している。例えば、20はP+拡散層、
21はN型Si基板22はP型ウェル、23はP−二重
ウェル、24.25はN型拡散層、26はオーバーフロ
ードレイン用N+拡散層、27はオーバーフローゲート
用第1層の多結晶Si、28は第2層の多結晶Si、2
9は第三層の多結晶Siである。 以上のようにオーバーフロードレイン26はオーバーフ
ローゲート用第1層の多結晶Siにドープされている、
高濃度不純物からの拡散によって形成されるN+拡散層
である。 [発明が解決しようとする課題) 第2図の撮像素子においてホトダイオード部1のSi基
板表面に結晶欠陥が発生していると、暗時の出力をテレ
ビモニタで見ると、白点傷として現われる。この結晶欠
陥の原因は主に製造プロセス中に混入する重金属等によ
る汚染である。この汚染による結晶欠陥を抑圧すること
が撮像素子を製造する上での課題である。 本発明の目的はこの汚染による結晶欠陥を抑圧する事で
ある。
【課題を解決するための手段1 上記目的は、オーバーフロードレイン内に高密度の結晶
欠陥層を積極的に形成することにより達成される。 【作用】 [電気学会論文誌C,トランザクションズアイイーイー
オブジャパン、第109−C巻、第8号、第551〜5
58頁、1989年、8月(Trans、IEE of
Japan、Vol、109−C,No、8.Aug、
、1989)」に記載のように、As打ち込みによりS
i結晶への結晶欠陥が発生することが知られており。 従来このような結晶欠陥は、半導体装置の特性劣化をも
たらすものとされてきた。本発明は、上述の如き結晶欠
陥を積極的に導入して、上記部分において汚染物質のゲ
ッタリングを行なうようにしたものである。 オーバーフロードレイン内に形成した高密度の結晶欠陥
層は、汚染に対するゲッタリングソースとして働く。そ
のため、ホトダイオード部に混入した汚染物は近くのオ
ーバーフロードレイン内の結晶欠陥層にゲッタされ、ホ
トダイオード部に結晶欠陥を発生しないこととなる。こ
の結晶欠陥層はオーバーフロードレイン内に形成するた
め、電気的には不活性であり、副作用はない。
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて説明する。 第1図は本発明の一実施例である。30はオーバーフロ
ードレイン内に形成した本発明の高濃度の結晶欠陥層で
ある。この結晶欠陥層のため、ホトダイオード部に混入
した汚染物はこの結晶欠陥層にゲッタされ、ホトダイオ
ード部に結晶欠陥を発生しないこととなる。この結晶欠
陥層はオーバーフロードレイン内に形成するため、電気
的には不活性であり、副作用はない。 第4図は第1図の装置の製造方法を示す実施例である。 通常のプロセスにより、N型Si基板21上にP型ウェ
ル層22を形成し、垂直CODチャネル部にP+型二重
ウェル、N型拡散層を選択的に形成した後、表面に第1
ゲート用の酸化膜31を形成したものである(同図(a
)まで)。ホトレジスト工程により、オーバーフロード
レイン領域32以外にホトレジスト33を形成した後、
これをマスクとして領域32にAs、あるいはF(Si
より原子半径の大きいもの)イオンをlX101s/c
m”程度以上打ち込み、不純物層34を形成する。この
時、不純物層34にはイオン打ち込み時のダメージ(原
子配列の歪)が発生している(同図(b)まで)。 続いて、同じレジストをマスクとする自己整合により、
32領域のゲート酸化膜を除去し、ホトレジストを除去
した後、不純物(例えばA s )をドープした、第1
のゲート電極となる多結晶ポリSi2.27を選択形成
する(同図(C)まで)。 その後、通常のプロセスにより第2.第3のゲート28
.29を形成しく同図(d)まで)、素子を完成させる
。ここで、オーバーフロードレイン26は第1ポリSi
からの不純物の拡散により形成される。また、オーバー
フロードレイン領域内には、酸化工程によりダメージ層
34から成長した、高密度の結晶欠陥層3oが形成され
ることとなる。 第5図は第1図の装置の製造方法を示す他の実施例であ
る。第4図の実施例とは(b)図、(C)図が異なる。 ホトレジスト工程により、オーバーフロードレイン領域
32以外にホトレジスト33を形成し、これをマスクと
してゲート酸化膜31の一部を除去した後、再びホトレ
ジスト33をマスクとして。 オーバーフロードレイン領域32と自己整合的に同領域
32にAs、あるいはF(Siより原子半径の大きいも
の)イオンをI X I O15/ c m2程度以上
打ち込み、不純物層34を形成する。この時、不純物層
34にはイオン打ち込み時のダメージ(原子配列の歪)
が発生している(同図(b)まで)。続いて、ホトレジ
スト33を除去した後、不純物(例えばAs、P)をド
ープした、第1のゲート電極となる多結晶ポリSi2.
27を選択形成する(同図(c)まで)。 他の実施例として第5図(b)において、ゲート酸化膜
除去をドライエツチングにより行なうと。 エツチング時のダメージが基板表面に加えられ、ダメー
ジ層40が形成される。続いてイオン打ち込み時のダメ
ージ(原子配列の歪)を与えなくてもオーバーフロード
レイン領域内には、酸化工程によりダメージ層40から
成長した、高密度の結晶欠陥層26を形成できる。 第6図は製造方法を示す他の実施例である。 通常のプロセスにより、N型Si基板21上にP型ウェ
ル層22を形成し、垂直CODチャネル部にP+型二重
ウェル、N型拡散層を選択的に形成した後、表面に第1
ゲート用の酸化膜31を形成する。続いて表面に第1の
ゲート電極となる多結晶Siを形成する。この多結晶S
iは不純物がドープされ、低抵抗化されている(同図(
、)まで)。 ホトレジスト工程により、オーバーフロードレイン領域
32以外にホトレジスト33を形成した後、これをマス
クとして領域32の多結晶Si、35、ゲート酸化膜3
1を除去する(同図(b)まで)。ホトレジスト33を
除去した後、表面を酸化し、基板上に酸化膜36を形成
する。35をマスクとして、オーバーフロードレイン領
域と自己整合的に32の領域に酸化膜36を介して、A
S、あるいはF(Siより原子半径の大きいもの)イオ
ンをI X 101s/ c m2以上打ち込み、不純
物層34を形成する。 不純物層34にはイオン打ち込み時のダメージ(原子配
列の歪)が発生している(同図(c)まで)。この時、
酸化膜36の膜厚を制御する事により、ダメージ層34
から成長した、結晶欠陥層30の欠陥密度を制御する事
が可能である。続いて酸化膜36を除去し、表面に多結
晶5i37を重ねて形成した後、第1のゲート電極とな
る多結晶ポリ5i38.39を選択形成する(同図(d
)まで)。この多結晶ポリ5i37は不純物がドープさ
れていてもいなくてもよい。その後の熱処理工程により
、多結晶5i35からの不純物拡散によりオーバーフロ
ードレインとなるN+拡散層を形成できる。以後は第4
図(d)と同様である。 第7図は他の実施例であり、オーバーフロードレインと
オーバーフローゲートを分離して形成したものである。  第8図は他の実施例であり、選択ゲートを垂直COD
ゲート28′で兼用したものである。 本実施例ではCCD撮像装置を例にとり説明したが、本
発明の主旨を逸脱しない範囲でMO5型撮像装置等、他
の撮像装置にも適用できることは勿論である。また、N
型基板上のPウェル内にオーバフローゲート、およびオ
ーバフロードレインを設けた撮像装置について説明した
が、P型基板上にオーバフローゲート、およびオーバフ
ロードレインを設けた撮像装置についても適用できるこ
とは明らかである。さらに、導電型を全く逆にしても同
様である。 【発明の効果1 本発明によれば、オーバーフロードレイン内に形成した
高密度の結晶欠陥層により、ホトダイオード部に混入し
た汚染物がゲッタされ、ホトダイオード部に結晶欠陥を
発生しないこととなる。その結果、暗時の出力をテレビ
モニタで見た時の白点傷を無くす事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第7図、第8図は本発明の実施例の画素構造の
断面図、第2図はインタライン型CCD撮像装置の概略
構成図、第3図は従来例の画素構造図、第4図、第5図
、第6図は本発明の実施例の素子製造工程を示す断面図
である。 符号の説明 1・・・ホトダイオード、2・・・選択ゲート、3・・
・垂直CCDレジスタ、27・・・オーバフローゲート
、26・・、オーバーフロードレイン、30・・・高濃
度の結¥、+   (2)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に二次元状に配列された光電変換素子
    と、この光電変換素子に蓄積された電荷を読みだすため
    の読みだし手段と、上記光電変換素子からの過剰電荷を
    掃きだすためのオーバフローゲートおよびオーバフロー
    ドレインとを有する固体撮像装置において、上記オーバ
    ーフロードレイン領域に、汚染に対してゲッタリングソ
    ースとなる、結晶欠陥層を形成したことを特徴とする固
    体撮像装置。 2、上記特許請求の範囲第1項記載の固体撮像装置にお
    いて、上記結晶欠陥層は高濃度のイオン打ち込みにより
    形成することを特徴とする固体撮像装置。 3、上記特許請求の範囲第2項記載の固体撮像装置にお
    いて、上記結晶欠陥層はオーバーフロードレイン形成時
    に、該オーバーフロードレインと自己整合的に高濃度の
    イオン打ち込みにより形成することを特徴とする固体撮
    像装置。 4、上記特許請求の範囲第1項記載の固体撮像装置にお
    いて、上記オーバーフローゲートの配線と上記オーバー
    フロードレインの配線とを兼用することを特徴とする固
    体撮像装置。 5、上記特許請求の範囲第1項〜第4項記載の固体撮像
    装置において、上記オーバーフロードレインは接続孔を
    介して、オーバーフローゲート用の多結晶Siからの不
    純物拡散により形成する事を特徴とする固体撮像装置。 6、上記特許請求の範囲第5項記載の固体撮像装置にお
    いて、上記オーバーフローゲート用の多結晶SiにはN
    形不純物である砒素を用いることを特徴とする固体撮像
    装置。 7、上記特許請求の範囲第5項記載の固体撮像装置にお
    いて、上記接続孔と自己整合的に高濃度のイオン打ち込
    みにより形成することを特徴とする固体撮像装置。 8、上記特許請求の範囲第1項〜第6項記載の固体撮像
    装置において、上記オーバーフローゲートの配線に上記
    光電変換素子と該読みだし手段のチャネルとの素子分離
    機能を持たせることを特徴とする固体撮像装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5466612A (en) * 1992-03-11 1995-11-14 Matsushita Electronics Corp. Method of manufacturing a solid-state image pickup device
JP2004031677A (ja) * 2002-06-26 2004-01-29 Nikon Corp 固体撮像装置
JP2008193050A (ja) * 2007-01-12 2008-08-21 Sony Corp 固体撮像装置および撮像装置

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