JPH04335573A - Ccd固体撮像素子 - Google Patents

Ccd固体撮像素子

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Publication number
JPH04335573A
JPH04335573A JP3105597A JP10559791A JPH04335573A JP H04335573 A JPH04335573 A JP H04335573A JP 3105597 A JP3105597 A JP 3105597A JP 10559791 A JP10559791 A JP 10559791A JP H04335573 A JPH04335573 A JP H04335573A
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JP
Japan
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shift register
potential
well
horizontal
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP3105597A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Yonemoto
和也 米本
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to KR1019920007505A priority patent/KR920022540A/ko
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Priority to DE69217708T priority patent/DE69217708T2/de
Priority to US07/880,904 priority patent/US5293237A/en
Publication of JPH04335573A publication Critical patent/JPH04335573A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • H01L27/14831Area CCD imagers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、CCD固体撮像素子
に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、撮像領域に対して蓄積領域が垂
直方向に並べて配されたFIT(フレームインタートラ
ンスファー)方式のCCD固体撮像素子の構成を示すも
のである。
【0003】同図において、1は撮像領域であり、SE
はフォトダイオードからなるセンサー、12は垂直シフ
トレジスタである。垂直シフトレジスタ12は、垂直方
向のセンサー列の各々に対応して1個配されている。
【0004】各センサーSEに蓄積された信号電荷は、
垂直ブランキング期間に一斉に垂直シフトレジスタ12
に読み出され、高速で遮光された蓄積領域2の垂直シフ
トレジスタ22に転送される。
【0005】その後、各水平ブランキング期間に1ライ
ン分ずつ水平シフトレジスタ3A,3Bに転送される。 この場合、水平方向のセンサー列の奇数番目のセンサー
SEからの信号電荷は水平シフトレジスタ3Aに供給さ
れ(実線矢印図示)、一方偶数番目のセンサーSEから
の信号電荷は水平トランスファーゲート4を介して水平
シフトレジスタ3Bに供給される(破線矢印図示)。
【0006】各水平ブランキング期間に水平シフトレジ
スタ3A,3Bに供給される奇数番目、偶数番目のセン
サーSEからの信号電荷は、続く水平期間に水平走査速
度に合わせて信号検出部5A,5Bに順次転送される。 そして、信号検出部5A,5Bより、それぞれ奇数番目
、偶数番目のセンサーSEに係る撮像信号が平行して取
り出される。
【0007】なお、上述したようにセンサーSEからの
信号電荷を蓄積領域2の垂直シフトレジスタ22に転送
する直前に、撮像領域1の垂直シフトレジスタ12およ
び蓄積領域2の垂直シフトレジスタ22に蓄積されてい
る電荷(スミア電荷)は垂直方向に高速で転送され、こ
の電荷は水平シフトレジスタ3A、水平トランスファー
ゲート4、水平シフトレジスタ3Bおよびスミアゲート
6を介してスミアドレイン7に掃き出される。これによ
り、スミアの抑圧が行なわれる。
【0008】図5は、図4のI−Iに対応する電極構造
を示す断面図である。垂直シフトレジスタ22側から、
水平シフトレジスタ3A、水平トランスファーゲート4
、水平シフトレジスタ3B、スミアゲート6、スミアド
レイン7、チャネルストップ8の順に配され、これらは
N形基板(N−Sub)上に形成される。
【0009】101は垂直シフトレジスタ22を構成す
るゲート電極(転送電極)であり、このゲート電極10
1には垂直転送パルスφVHが供給される。102,1
04は水平シフトレジスタ3A,3Bを構成するゲート
電極(転送電極)であり、このゲート電極102,10
4には水平転送パルスφH が供給される。103は水
平トランスファーゲート4を構成するゲート電極であり
、このゲート電極103には水平トランスファーゲート
パルスφHHG が供給される。105はスミアゲート
電極であり、このスミアゲート電極105にはスミアゲ
ートパルスφSMG が供給される。
【0010】スミアドレイン7には電圧SMDが印加さ
れ、チャネルストップ8は接地され、N形基板には電圧
Vsub が供給される。図6は、図5のA−Aにおけ
る深さ方向のポテンシャルを示している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、水平シフト
レジスタ3A,3Bに対応するPウエル(P−Well
)は、水平シフトレジスタ3A,3Bの動作バイアスで
空乏化するように設計されている。その結果、スミアゲ
ート6、スミアドレイン7や水平トランスファーゲート
4が、水平シフトレジスタ3A,3Bに対応するPウエ
ルの電位を接地電位(GND)から分離するため、バイ
アス条件や不純物濃度によりホール蓄積部分が発生する
【0012】すなわち、ゲート電極103からのホール
の放出や熱的励起により発生したホールがゲート電極1
03とゲート電極105の下のPウエルのポテンシャル
障壁によって集まり、ゲート電極104に対応すPウエ
ルに局所的に蓄積される(図7Bに図示)。このように
ホールが蓄積される部分は電位的に不安定となり、転送
に悪影響を与えるため、転送劣化が生じる。
【0013】また逆に、ホール不足部分も発生する。ホ
ール不足部分では、ゲート電極103が正にバイアスさ
れたとき、ゲート電極103の下のホールが放出され(
図7Aに破線図示)、ゲート電極103のバイアスが負
に戻ったとき、Pウエルのポテンシャルが負電位に変化
する現象を引き起こすことになる(図7Aに実線図示)
。これにより、ゲート電極102、104との間の電位
差が大きくなり、アバランシェによる暗電流が発生する
【0014】そこで、この発明では、Pウエルの電位を
安定にして転送劣化を防止すると共に、アバランシェの
発生を防止して暗電流の発生を防止するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明は、第1の水平
シフトレジスタ、水平トランスファーゲート、第2の水
平シフトレジスタ、スミアゲート、スミアドレインおよ
びチャネルストップがこの順に配され、これらの下部の
Pウエルの濃度を高くし、このPウエルの電位をチャネ
ルストップと同電位にするものである。
【0016】
【作用】Pウエルの電位がチャネルストップの電位(G
ND)に固定されるため、ホール蓄積部分やホール不足
部分が発生することがなく、アバランシェによる暗電流
の発生が防止される。また、Pウエル電位が安定となり
、転送劣化も防止される。
【0017】
【実施例】以下、図1を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。図1において、図5と対応する
部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【0018】本例においては、水平シフトレジスタ3A
,3B、水平トランスファーゲート4、スミアゲート6
、スミアドレイン7およびチャネルストップ8の下部の
Pウエルの濃度が高くされる(H−P−Wellで示し
た斜線図示領域)。その他は、図5の例と同様に構成さ
れる。
【0019】図2は図1のA−Aのポテンシャルを示す
図である。上述したようにPウエルの濃度が高くされる
ので、Pウエルの電位はニュートラル(GND電位に固
定)になる。
【0020】図3は図1のB−Bのポテンシャルを示す
図である。上述したように水平シフトレジスタ3A,3
B、水平トランスファーゲート4、スミアゲート6およ
びスミアドレイン7の下部のPウエルの濃度が高くされ
るので、これら各電極の下部のPウエルの電位もニュー
トラルになる。つまり、チャネルストップ8のGND電
位と同電位となる。
【0021】このように本例によれば、Pウエルの電位
がニュートラルとなって安定となるため、ゲート電極1
03とゲート電極105の下のPウエルにポテンシャル
障壁ができず、水平シフトレジスタ3Bのゲート電極1
04に対応するPウエルにホール蓄積部分が発生するこ
とがなく、転送劣化を防止することができる。
【0022】また、Pウエルの電位がニュートラルとな
るため、ホール不足部分が発生することがなくなる。そ
のため、ゲート電極103に対応するPウエルのポテン
シャルが負電位に変化する現象を引き起こすこともなく
、ゲート電極102、104との間の電位差が大きくな
ることによるアバランシェによる暗電流の発生を防止す
ることができる。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、Pウエルの電位がチ
ャネルストップの電位に固定されるため、ホール蓄積部
分やホール不足部分が発生することがなくアバランシェ
による暗電流の発生を防止でき、また、Pウエル電位が
安定となるため転送劣化も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の構成を示す断面図である。
【図2】図1のA−Aのポテンシャルを示す図である。
【図3】図1のB−Bのポテンシャルを示す図である。
【図4】FIT(フレームインタートランスファー)方
式CCD固体撮像素子の構成を示す図である。
【図5】図4のI−Iの断面を示す図である。
【図6】図5のA−Aのポテンシャルを示す図である。
【図7】図5のB−Bのポテンシャルを示す図である。
【符号の説明】
1  撮像領域 2  蓄積領域 3A,3B  水平シフトレジスタ 4  水平トランスファーゲート 5A,5B  信号検出部 6  スミアゲート 7  スミアドレイン 8  チャネルストップ 12,22  垂直シフトレジスタ 101〜105  ゲート電極 SE  センサー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1の水平シフトレジスタ、水平トラ
    ンスファーゲート、第2の水平シフトレジスタ、スミア
    ゲート、スミアドレインおよびチャネルストップがこの
    順に配され、上記第1の水平シフトレジスタ、水平トラ
    ンスファーゲート、第2の水平シフトレジスタ、スミア
    ゲート、スミアドレインおよびチャネルストップの下部
    のPウエルの濃度を高くし、このPウエルの電位を上記
    チャネルストップと同電位にすることを特徴とするCC
    D固体撮像素子。
JP3105597A 1991-05-10 1991-05-10 Ccd固体撮像素子 Pending JPH04335573A (ja)

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JP3105597A JPH04335573A (ja) 1991-05-10 1991-05-10 Ccd固体撮像素子
KR1019920007505A KR920022540A (ko) 1991-05-10 1992-05-02 Ccd 고체촬상소자
EP92107797A EP0513683B1 (en) 1991-05-10 1992-05-08 CCD image sensing device
DE69217708T DE69217708T2 (de) 1991-05-10 1992-05-08 CCD-Bildsensorvorrichtung
US07/880,904 US5293237A (en) 1991-05-10 1992-05-08 CCD image sensing device having a p-well region with a high impurity concentration

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EP (1) EP0513683B1 (ja)
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KR (1) KR920022540A (ja)
DE (1) DE69217708T2 (ja)

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