JPH04360578A - Solid-state image sensing element and manufacture thereof - Google Patents

Solid-state image sensing element and manufacture thereof

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JPH04360578A
JPH04360578A JP3163939A JP16393991A JPH04360578A JP H04360578 A JPH04360578 A JP H04360578A JP 3163939 A JP3163939 A JP 3163939A JP 16393991 A JP16393991 A JP 16393991A JP H04360578 A JPH04360578 A JP H04360578A
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JP
Japan
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layer
transfer electrode
electrodes
potential
solid
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Application number
JP3163939A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Yamawaki
正雄 山脇
Hidekazu Yamamoto
秀和 山本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3163939A priority Critical patent/JPH04360578A/en
Publication of JPH04360578A publication Critical patent/JPH04360578A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a solid-state image sensing element which is easily driven and has small power consumption by reducing a capacity across electrodes of the sensing element. CONSTITUTION:In a two-phase drive type charge transfer element, a gap is provided between a charge transfer electrode 3 of a first layer and a charge transfer electrode 13 of a second layer, an impurity of a conductivity type opposite to that of a channel 2 is implanted from the gap to a potential barrier region 12 formed between the electrode 3 of the channel 2, a second impurity implanted region 12 is formed, and a potential of the channel of the gap fixed to a predetermined potential.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は駆動に要する消費電力
の少ない固体撮像素子(イメージセンサ)及びその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image sensor (image sensor) that consumes less power for driving and a method for manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】近年のイメージセンサの高集積化に伴い
、イメージセンサの駆動に要する消費電力が増大してき
ている。集積密度の増大とともに集積される画素数が増
え、例えば1次元イメージセンサでは10000画素で
ダイサイズが長辺で80mm程度にも達している。従っ
て内部の電極容量が増大しており高速駆動のために消費
電力の著しい増大を招いている。図3(a) は従来の
2相CCD型イメージセンサ内部の電荷転送電極の構造
を示す図である。図において、1は例えばP型の半導体
基板、2はP型の半導体基板1に形成されたCCDの埋
め込みチャンネル(n型の不純物領域)、3a〜3dは
ポリシリコン等で形成された第1層目の転送電極、4a
〜4dは隣接する第1層目の転送電極3a〜3dの一部
を覆うようにして設けられた第2層目の転送電極、5は
2相駆動CCDでの電荷転送方向を決めるためのP型不
純物を導入したポテンシャルバリア領域である。但し、
通常ポテンシャルバリア領域はポテンシャルを制御する
程度の不純物量とし、P型には反転しない程度の不純物
が導入されている。また6a〜6c,7a〜7cは上記
第1層目及び第2層目の転送電極3,4間の寄生容量で
あり、8は転送電極の対基板容量である。
2. Description of the Related Art As image sensors have become more highly integrated in recent years, the power consumption required to drive the image sensors has increased. As the integration density increases, the number of integrated pixels increases, and for example, a one-dimensional image sensor has 10,000 pixels and a die size of about 80 mm on the long side. Therefore, the internal electrode capacitance increases, resulting in a significant increase in power consumption due to high-speed driving. FIG. 3(a) is a diagram showing the structure of a charge transfer electrode inside a conventional two-phase CCD type image sensor. In the figure, 1 is, for example, a P-type semiconductor substrate, 2 is a buried channel (n-type impurity region) of a CCD formed in the P-type semiconductor substrate 1, and 3a to 3d are first layers formed of polysilicon or the like. Eye transfer electrode, 4a
4d is a second layer transfer electrode provided so as to partially cover the adjacent first layer transfer electrodes 3a to 3d, and 5 is a P for determining the direction of charge transfer in the two-phase drive CCD. This is a potential barrier region into which type impurities are introduced. however,
Normally, the potential barrier region is doped with an amount of impurity to control the potential, and the P type is doped with an amount of impurity that does not cause inversion. Further, 6a to 6c and 7a to 7c are the parasitic capacitances between the transfer electrodes 3 and 4 in the first and second layers, and 8 is the capacitance of the transfer electrodes to the substrate.

【0003】次に駆動時の動作について説明する。図3
(b) はクロックφ1,φ2に駆動電圧を印加してい
ない時のチャンネルポテンシャルを示したものである。 また図中Qは信号電荷を模式的に示したものである。さ
らに図3(c) は上記クロックφ1に低レベルの駆動
電流を、またφ2に高レベルの駆動電流を印加したとき
のポテンシャル図であり、クロックφ1が印加される電
極下の信号電荷が、クロックφ2が印加されより深いポ
テンシャルが形成されている電極下に転送されているこ
とを模式的に示している。
Next, the operation during driving will be explained. Figure 3
(b) shows the channel potential when no drive voltage is applied to the clocks φ1 and φ2. Further, Q in the figure schematically represents a signal charge. Furthermore, FIG. 3(c) is a potential diagram when a low-level drive current is applied to the clock φ1 and a high-level drive current is applied to φ2, and the signal charge under the electrode to which the clock φ1 is applied is It is schematically shown that φ2 is applied and a deeper potential is transferred under the electrode where it is formed.

【0004】上記のように構成された固体撮像素子にお
いて印加されるクロック電圧とチャンネルポテンシャル
は次の条件を満足するように設定されている。     Vba<Vst<Vba+Vclk<Vst+
Vclk  …(1) ここでVclkは駆動クロック
の振幅である。
[0004] The clock voltage and channel potential applied to the solid-state imaging device configured as described above are set so as to satisfy the following conditions. Vba<Vst<Vba+Vclk<Vst+
Vclk (1) Here, Vclk is the amplitude of the drive clock.

【0005】ところでイメージセンサの駆動に際し、消
費電流の点で問題となる寄生容量は上記電極間の容量7
a〜7c及び転送電極の対基板容量8であるが、転送電
極の対基板容量8は埋め込みチャンネル2を介した対基
板容量となるため、通常上記電極間の容量7に比べ非常
に小さい容量である。なお電極間の容量6a〜6cは駆
動時に第1及び第2層目の転送電極3a(3b,…3d
),4a(4b,…4d)間に同一のクロックを供給す
るため消費電力には寄与しない。
By the way, when driving an image sensor, the parasitic capacitance that poses a problem in terms of current consumption is the capacitance 7 between the electrodes.
a to 7c and the transfer electrode capacitance 8 to the substrate, but since the capacitance 8 to the transfer electrode is the capacitance to the substrate via the buried channel 2, it is usually a very small capacitance compared to the capacitance 7 between the electrodes. be. Note that the capacitances 6a to 6c between the electrodes are the same as those of the first and second layer transfer electrodes 3a (3b,...3d) during driving.
), 4a (4b, . . . 4d), so the same clock is supplied between them, so it does not contribute to power consumption.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の固体撮像素子は
以上のように構成されており、低消費電力化のためには
電位の異なる2相のクロックが印加される第1及び第2
層目の転送電極間の7a〜7cで示す寄生容量を低減す
る必要があった。そしてこの容量を低減させるためには
これら2層の電極4a(4b,4c)及び3b(4c,
4d)間のオーバーラップを減らす必要があるが、オー
バーラップがなくなってしまうとその間隙にポテンシャ
ルの凹凸が発生してしまい、転送効率の劣化を招くこと
となる。このため転送電極形成時の製造マージンから1
〜1.5μm程度の電極のオーバーラップを必要として
おり、従って上述したような2層の電極間の寄生容量7
を十分に低減することは不可能であった。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventional solid-state image sensors are constructed as described above, and in order to reduce power consumption, two-phase clocks with different potentials are applied to the first and second clocks.
It was necessary to reduce the parasitic capacitance shown by 7a to 7c between the transfer electrodes of the layers. In order to reduce this capacitance, these two layers of electrodes 4a (4b, 4c) and 3b (4c,
It is necessary to reduce the overlap between 4d), but if the overlap disappears, potential unevenness will occur in the gap, leading to deterioration of transfer efficiency. For this reason, the manufacturing margin when forming the transfer electrodes is 1
It requires an electrode overlap of about ~1.5 μm, and therefore the parasitic capacitance between the two layers of electrodes as described above is reduced.
It was not possible to reduce it sufficiently.

【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、寄生容量を充分に低減でき消費
電力化の小さい固体撮像素子を得ることを目的とし、さ
らにその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to obtain a solid-state image pickup device that can sufficiently reduce parasitic capacitance and consume less power, and also provides a method for manufacturing the same. The purpose is to

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る固体撮像
素子は、第2層目の転送電極を、同一のクロックが印加
され、かつ隣接する第1層目の転送電極のみを覆うよう
にして設け、かつ上記第2層目の転送電極と隣接し、異
なるクロックが印加される第1層目の転送電極との間の
バリア領域に、これら電極間のポテンシャルレベルを所
定の値に固定する電位固定領域を設けたものである。
[Means for Solving the Problems] In the solid-state image sensor according to the present invention, the transfer electrodes in the second layer are configured such that the same clock is applied and only the adjacent transfer electrodes in the first layer are covered. a potential that fixes the potential level between these electrodes to a predetermined value; A fixed area is provided.

【0009】またこの発明に係る固体撮像素子の製造方
法は、オーバーラップしていない領域を有する第2層目
の転送電極と第1層目の転送電極とをマスクとして不純
物注入を行ない、上記バリア領域に電位固定領域を設け
るようにしたものである。
Further, in the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, impurities are implanted using the second layer transfer electrode and the first layer transfer electrode, which have non-overlapping regions, as a mask, and the barrier A potential fixing region is provided in the region.

【0010】0010

【作用】この発明における固体撮像素子は、同一のクロ
ックが印加され、かつ隣接する第1層目の転送電極のみ
を覆うようにして第2層目の転送電極を設け、該第2層
目の転送電極と、異なるクロックが印加される第1層目
の転送電極間のオーバーラップをなくしたから、異なる
クロックが印加される電極間の寄生容量が低減され、ま
た第2層目の転送電極と隣接し、異なるクロックが印加
される第1層目の転送電極との間のバリア領域に、これ
ら電極間のポテンシャルレベルを所定の値に固定する電
位固定領域を設けたから、上記電極間を離間させてもポ
テンシャルの凹凸が発生することがない。
[Operation] In the solid-state imaging device of the present invention, the same clock is applied and the second layer transfer electrode is provided so as to cover only the adjacent first layer transfer electrode, and the second layer transfer electrode is provided so as to cover only the adjacent first layer transfer electrode. Since the overlap between the transfer electrode and the first layer transfer electrode to which different clocks are applied is eliminated, the parasitic capacitance between the electrodes to which different clocks are applied is reduced, and the overlap between the transfer electrode and the second layer transfer electrode is reduced. A potential fixing region that fixes the potential level between these electrodes to a predetermined value is provided in the barrier region between the adjacent transfer electrodes of the first layer to which different clocks are applied, so that the electrodes are spaced apart. No irregularities in the potential occur even when

【0011】またこの発明における固体撮像素子の製造
方法は、オーバーラップしていない領域を有する第2層
目の転送電極と第1層目の転送電極とをマスクとして不
純物注入を行ない、上記バリア領域に電位固定領域を設
けるようにしたから、高い精度で電位固定領域を形成す
ることができる。
Further, in the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, impurity implantation is performed using the second layer transfer electrode and the first layer transfer electrode, which have non-overlapping regions, as a mask, and the barrier region is Since the potential fixing region is provided in the substrate, the potential fixing region can be formed with high accuracy.

【0012】0012

【実施例】以下この発明の一実施例による固体撮像素子
を図1(a) について説明する。図1(a) におい
て、図3と同一符号は同一または相当部分を示し、11
は2相CCDの転送方向を決めるための不純物注入領域
、13は2層目の転送電極で、隣接することなるクロッ
ク相が印加される第1層目の転送電極と離れて形成され
ている。 また12は異なるクロックφ2及びφ1が印加される転
送電極13a(13b,13c),3b(3c,3d)
間のギャップのチャンネルポテンシャルを固定するため
の第2の不純物注入領域(電位固定領域)であり、埋め
込みチャンネル2の表面がP型に反転する程度の不純物
量が導入されている。また14はφ1,φ2の異なるク
ロック相間の電極寄生容量であり、前述の図3(a) 
の容量7に相当するものである。なお説明を簡略化する
ため図3(a) に示した6,8等の寄生容量の記載は
ここでは省略する。このように異なるクロック相の電極
が重なり合わない構造が実現され、これら電極間の寄生
容量が低減(7>14)できる構造となっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1(a). In FIG. 1(a), the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same or corresponding parts, and 11
1 is an impurity implantation region for determining the transfer direction of the two-phase CCD, and 13 is a second layer transfer electrode, which is formed apart from the first layer transfer electrode to which an adjacent clock phase is applied. Further, 12 indicates transfer electrodes 13a (13b, 13c), 3b (3c, 3d) to which different clocks φ2 and φ1 are applied.
This is a second impurity implantation region (potential fixing region) for fixing the channel potential of the gap between the channels, and an amount of impurity is introduced to the extent that the surface of the buried channel 2 is inverted to P type. Further, 14 is the electrode parasitic capacitance between the different clock phases of φ1 and φ2, as shown in FIG. 3(a) above.
This corresponds to a capacity of 7. In order to simplify the explanation, descriptions of parasitic capacitances such as 6 and 8 shown in FIG. 3(a) are omitted here. In this way, a structure is realized in which electrodes of different clock phases do not overlap, and the parasitic capacitance between these electrodes can be reduced (7>14).

【0013】次に動作について説明する。図1(b) 
は両電極に駆動電圧を印加しない場合(両者とも低レベ
ルとする)のチャンネルポテンシャルを示したものであ
る。 このとき、チャンネルポテンシャルは次の条件を満足す
るように設定する必要がある。 Vba<Vst<Vpin             
   …(2)
Next, the operation will be explained. Figure 1(b)
shows the channel potential when no driving voltage is applied to both electrodes (both are at low level). At this time, the channel potential must be set so as to satisfy the following conditions. Vba<Vst<Vpin
...(2)

【0014】図1(c) はクロックφ
2が印加される電極に高レベルの駆動電圧を印加し、ク
ロックφ1が印加される電極には低レベルの駆動電圧を
印加したときのチャンネルポテンシャルを示したもので
あり、第2の不純物注入領域12で示す領域は基板表面
のP型不純物によりピンニングの状態に設定され、クロ
ックφ1,φ2が供給される両方の転送電極に印加され
た電位に関係なくそのチャンネルポテンシャルは一定電
位(Vpin)に保たれている。従って図1(c) に
示される駆動条件下ではクロックφ1が印加される電極
下にあった信号電荷Qは、クロックφ2が印加される電
極下に転送されることになる。印加するクロック振幅及
びチャンネルポテンシャルとしては(2) 式に加え次
式を満足するように設定されている。 Vst<Vpin<Vba+Vclk      …(
3)
FIG. 1(c) shows the clock φ
This figure shows the channel potential when a high-level drive voltage is applied to the electrode to which clock φ1 is applied, and a low-level drive voltage is applied to the electrode to which clock φ1 is applied. The region indicated by 12 is set in a pinning state by P-type impurities on the substrate surface, and its channel potential is kept at a constant potential (Vpin) regardless of the potential applied to both transfer electrodes to which clocks φ1 and φ2 are supplied. It's dripping. Therefore, under the driving conditions shown in FIG. 1(c), the signal charge Q that was under the electrode to which the clock φ1 is applied is transferred to the electrode to which the clock φ2 is applied. The applied clock amplitude and channel potential are set to satisfy the following equation in addition to equation (2). Vst<Vpin<Vba+Vclk...(
3)

【0015】次に製造方法について図2を用いて説
明する。まず図2(a) に示すようにP型半導体基板
1にN型の不純物を導入し、埋め込みチャンネル2を形
成する。 次にゲート絶縁膜となる薄い酸化膜(図示せず)を形成
した後、第1層目のポリシリコン転送電極3を形成する
(図2(b) )。その後この第1層目のポリシリコン
転送電極3をマスクとするイオン注入によりP型不純物
を投入しポテンシャルバリアとなる第1の不純物注入領
域11を形成する(図2(c) )。さらにゲート酸化
膜(図示せず)を形成した後、第2層目のポリシリコン
転送電極13を図2(d)のように、隣接する同一相の
クロックが印加される第1層目の転送電極の一部を覆う
ようにして形成する。最後に第1層目の転送電極3と第
2層目の転送電極13とをマスクとしてP型の不純物を
導入し第2の不純物注入領域12を形成する。このよう
なプロセスを用いることにより、各不純物注入領域11
,12は転送電極に対しセルフアライメントで形成する
ことができ、高精度なデバイス構造を容易に形成するこ
とができる。
Next, the manufacturing method will be explained using FIG. 2. First, as shown in FIG. 2(a), an N-type impurity is introduced into a P-type semiconductor substrate 1 to form a buried channel 2. Next, after forming a thin oxide film (not shown) to serve as a gate insulating film, a first layer of polysilicon transfer electrode 3 is formed (FIG. 2(b)). Thereafter, P-type impurities are implanted by ion implantation using the first layer polysilicon transfer electrode 3 as a mask to form a first impurity implanted region 11 serving as a potential barrier (FIG. 2(c)). After further forming a gate oxide film (not shown), the second layer polysilicon transfer electrode 13 is connected to the first layer transfer electrode 13 to which adjacent clocks of the same phase are applied, as shown in FIG. 2(d). It is formed so as to cover a part of the electrode. Finally, using the first layer transfer electrode 3 and the second layer transfer electrode 13 as masks, P-type impurities are introduced to form a second impurity implantation region 12. By using such a process, each impurity implantation region 11
, 12 can be formed in self-alignment with respect to the transfer electrodes, and a highly accurate device structure can be easily formed.

【0016】このように本実施例によれば、それぞれ異
なる相のクロックφ2,φ1が印加され、かつ隣接する
第2及び第1層目の転送電極(例えば13aと3b)間
では、第2層目の転送電極13aを同相のクロックφ2
が印加され、かつ隣接する第1層目の転送電極3aのみ
を覆うようにして形成し、異なるクロックφ1が印加さ
れる第1層目の転送電極3bと離間させてギャップを設
け電極間のオーバーラップをなくしたから、異なるクロ
ックが印加される電極13a,電極3b間の寄生容量1
4aが従来よりも低減され(14a<7a)、また上記
第2目の転送電極13aと第1層目の転送電極3bとの
間ギャップ領域の第1の不純物注入領域11aに、これ
ら電極間のポテンシャルレベルを所定の値Vpin(V
ba<Vst<Vpin  )に固定する第2の不純物
注入領域12aを設けたから、上記電極間を離間させて
もポテンシャルの凹凸が発生することがなく高効率な電
荷転送を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, the clocks φ2 and φ1 of different phases are applied, and between the adjacent second and first layer transfer electrodes (for example, 13a and 3b), the second layer The eye transfer electrode 13a is connected to the same phase clock φ2.
is applied, and is formed so as to cover only the adjacent first layer transfer electrode 3a, and is separated from the first layer transfer electrode 3b, to which a different clock φ1 is applied, to prevent overlap between the electrodes. Parasitic capacitance 1 between electrode 13a and electrode 3b to which different clocks are applied since the wrap is eliminated
4a is reduced compared to the conventional one (14a<7a), and in the first impurity implanted region 11a in the gap region between the second transfer electrode 13a and the first layer transfer electrode 3b, the impurity between these electrodes is reduced. The potential level is set to a predetermined value Vpin (V
Since the second impurity implantation region 12a is provided which fixes ba<Vst<Vpin), even if the electrodes are separated, potential unevenness does not occur and highly efficient charge transfer can be performed.

【0017】また同一相のクロックφ2が印加される第
1層目の転送電極(例えば3a)と第2層目の転送電極
(例えば13a)と、クロックφ1が印加される第1層
目の転送電極(例えば3b)と第2層目の転送電極(例
えば13b)との間の第1の不純物注入領域(例えば1
1a)に、これら第1及び第2層目の転送電極をマスク
として不純物注入を行い、自己整合的に第2の不純物注
入領域(例えば12a)を設けるようにしたから、簡単
な方法で高精度なデバイス構造を得ることができる。
Furthermore, the first layer transfer electrode (for example 3a) and the second layer transfer electrode (for example 13a) to which the clock φ2 of the same phase is applied, and the first layer transfer electrode to which the clock φ1 is applied The first impurity implantation region (for example, 1
In 1a), impurity implantation is performed using these first and second layer transfer electrodes as masks, and the second impurity implantation region (for example, 12a) is provided in a self-aligned manner, so high precision can be achieved with a simple method. It is possible to obtain a unique device structure.

【0018】上記第2の不純物注入領域12のポテンシ
ャルを、埋め込みチャンネル形成条件の下、(2) 式
及び(3) 式で示した条件に設定するために、図2(
d) で示す工程でのP型の不純物導入時にN型不純物
を合わせて導入することもありうる。すなわち、埋め込
みチャンネル2のN型不純物の濃度が薄い場合には、表
面の浅い部分に第2の不純物注入領域12を設けようと
しても、下方の基板1に到達する深いチャネル層2まで
不純物が注入され、チャネル層2のポテンシャルレベル
の方が、第2の不純物領域12のポテンシャルよりも大
きくなってしまい(2) 式の条件を満たさなくなって
しまうことがあるためである。しかるに図2(d) で
示す工程でN型の不純物を併用することにより、(2)
 式で示す条件を満たす第2の不純物注入領域12を形
成することができる。
In order to set the potential of the second impurity implanted region 12 to the conditions shown in equations (2) and (3) under the buried channel forming conditions, the steps shown in FIG.
d) At the time of introducing the P-type impurity in the step shown in d), the N-type impurity may also be introduced at the same time. That is, when the concentration of N-type impurities in the buried channel 2 is low, even if the second impurity implantation region 12 is provided in a shallow part of the surface, the impurity will not be implanted to the deep channel layer 2 that reaches the substrate 1 below. This is because the potential level of the channel layer 2 becomes higher than the potential of the second impurity region 12, and the condition of equation (2) may not be satisfied. However, by using N-type impurities in the process shown in Figure 2(d), (2)
It is possible to form the second impurity implanted region 12 that satisfies the conditions shown in the formula.

【0019】なお上記実施例では半導体基板がP型のも
のについて説明したが、Pウェル中に作られる場合につ
いても同様の効果を奏する。
In the above embodiments, the semiconductor substrate is of P type, but the same effect can be obtained even when the semiconductor substrate is formed in a P well.

【0020】また上記実施例では2相クロック駆動のC
CDについて説明したが、2相以外のクロックで駆動さ
れるCCDについても、隣接する異なるクロックが印加
される電極間において上述した電極構造を用いることで
同様の効果を期待することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the two-phase clock driven C
Although a CD has been described, similar effects can be expected for a CCD driven by a clock other than two phases by using the above-mentioned electrode structure between adjacent electrodes to which different clocks are applied.

【0021】さらにN型の基板上にP型の埋め込みチャ
ンネルを形成する場合は、全ての不純物型をPとNに入
れ換えて考えることにより同様の効果を奏することがで
きることは自明である。
Furthermore, when forming a P-type buried channel on an N-type substrate, it is obvious that the same effect can be achieved by replacing all impurity types with P and N.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように、この発明に係る固体撮像
素子によれば、同一のクロックが印加され、かつ隣接す
る第1層目の転送電極のみを覆うようにして第2層目の
転送電極を設け、該第2層目の転送電極と、異なるクロ
ックが印加される第1層目の転送電極間のオーバーラッ
プをなくしたから、異なるクロックが印加される電極間
の寄生容量が低減され、また第2層目の転送電極と隣接
し、異なるクロックが印加される第1層目の転送電極と
の間のバリア領域に、これら電極間のポテンシャルレベ
ルを所定の値に固定する電位固定領域を設けたから、上
記電極間を離間させてもポテンシャルの凹凸が発生する
ことがなく、駆動のための消費電力が小さく高効率な電
荷転送を行うことができる固体撮像素子を得ることがで
きるという効果がある。
As described above, according to the solid-state image sensing device of the present invention, the same clock is applied and the transfer electrodes in the second layer are transferred by covering only the adjacent transfer electrodes in the first layer. Since the overlap between the second layer transfer electrode and the first layer transfer electrode to which different clocks are applied is eliminated, the parasitic capacitance between the electrodes to which different clocks are applied is reduced. , and a potential fixing region that fixes the potential level between these electrodes to a predetermined value in the barrier region between the second layer transfer electrode and the first layer transfer electrode that is adjacent to and to which a different clock is applied. Because of this provision, potential unevenness does not occur even if the electrodes are spaced apart, and a solid-state imaging device can be obtained that consumes less power for driving and can perform highly efficient charge transfer. There is.

【0023】またこの発明における固体撮像素子の製造
方法は、オーバーラップしていない領域を有する第2層
目の転送電極と第1層目の転送電極とをマスクとして不
純物注入を行ない、上記バリア領域に電位固定領域を設
けるようにしたから、容易に高い精度で電位固定領域を
形成することができ、ひいてはデバイスの製造精度を向
上させることができるという効果がある。
Further, in the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, impurity implantation is performed using the second layer transfer electrode and the first layer transfer electrode, which have non-overlapping regions, as a mask, and the barrier region is Since the potential fixing region is provided in the semiconductor device, the potential fixing region can be easily formed with high precision, and the manufacturing precision of the device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明の一実施例による固体撮像素子の電荷
転送部の断面図及びチャンネルポテンシャルを示す図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a charge transfer section of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention and a diagram showing channel potential.

【図2】この発明の一実施例による固体撮像素子の製造
方法を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing a solid-state image sensor according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来の固体撮像素子の電荷転送部の断面図及び
チャンネルポテンシャルを示す図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a charge transfer section of a conventional solid-state image sensor and a diagram showing channel potential.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1        半導体基板 2        埋め込みチャホネル領域3    
    第1層目の転送電極4,13  第2層目の転
送電極 5,11  ポテンシャルバリア領域 7,14  寄生容量
1 Semiconductor substrate 2 Buried channel region 3
First layer transfer electrodes 4, 13 Second layer transfer electrodes 5, 11 Potential barrier regions 7, 14 Parasitic capacitance

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1導電型の半導体基板に形成された
第2導電型のチャンネル層と、上記基板上に配置された
第1層目の転送電極及び該第1層目の転送電極の一部を
覆うようにして設けられた第2層目の転送電極と、上記
チャンネル層に設けられ、上記転送電極の異なるクロッ
クが印加される電極間のポテンシャルバリアとなるバリ
ア領域とを備えた固体撮像素子において、上記第2層目
の転送電極を、隣接する同一のクロックが印加される第
1層目の転送電極のみを覆うように形成し、かつ該第2
層目の転送電極と隣接し、異なるクロックが印加される
第1層目の転送電極との間の上記バリア領域に、これら
電極間のポテンシャルレベルを所定の値に固定する電位
固定領域を設けたことを特徴とする固体撮像素子。
1. A channel layer of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, a first layer transfer electrode disposed on the substrate, and one of the first layer transfer electrodes. solid-state imaging comprising: a second layer transfer electrode provided so as to cover the second layer; and a barrier region provided in the channel layer and serving as a potential barrier between electrodes to which different clocks of the transfer electrode are applied. In the device, the second layer transfer electrode is formed so as to cover only the adjacent first layer transfer electrode to which the same clock is applied;
A potential fixing region for fixing the potential level between these electrodes to a predetermined value is provided in the barrier region between the first layer transfer electrode adjacent to the first layer transfer electrode to which a different clock is applied. A solid-state image sensor characterized by:
【請求項2】  請求項1記載の固体撮像素子を製造す
る方法において、上記第1層目の転送電極のうち同一の
クロックが印加される第1層目の転送電極上方のみを覆
うようにして第2層目の転送電極を形成する工程と、上
記バリア領域に、上記第1及び第2層目の転送電極をマ
スクとして第1導電型の不純物の注入を行い上記バリア
層に電位固定領域を形成する工程とを含むことを特徴と
する固体撮像素子の製造方法。
2. The method for manufacturing a solid-state image sensor according to claim 1, wherein the first layer of transfer electrodes is covered only above the first layer of transfer electrodes to which the same clock is applied. A step of forming a second layer transfer electrode, and implanting a first conductivity type impurity into the barrier region using the first and second layer transfer electrodes as a mask to form a potential fixing region in the barrier layer. 1. A method for manufacturing a solid-state image sensor, the method comprising: forming a solid-state image sensor.
【請求項3】  上記バリア層に電位固定領域を形成す
る工程を、第1導電型の不純物に第2導電型の不純物を
加えて行なうようにしたことを特徴とする請求項2記載
の固体撮像素子の製造方法。
3. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the step of forming a potential fixing region in the barrier layer is performed by adding an impurity of a second conductivity type to an impurity of a first conductivity type. Method of manufacturing elements.
JP3163939A 1991-06-07 1991-06-07 Solid-state image sensing element and manufacture thereof Pending JPH04360578A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6011282A (en) * 1996-11-28 2000-01-04 Nec Corporation Charge coupled device with a buried channel two-phase driven two-layer electrode structure
JP2008283240A (en) * 2007-05-08 2008-11-20 Sony Corp Charge transfer section and solid-state imaging apparatus

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