JPH0444467B2 - - Google Patents

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JPH0444467B2
JPH0444467B2 JP58031809A JP3180983A JPH0444467B2 JP H0444467 B2 JPH0444467 B2 JP H0444467B2 JP 58031809 A JP58031809 A JP 58031809A JP 3180983 A JP3180983 A JP 3180983A JP H0444467 B2 JPH0444467 B2 JP H0444467B2
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JP
Japan
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region
gate region
gate
cell
layer
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Application number
JP58031809A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59158681A (en
Inventor
Junichi Nishizawa
Akio Azuma
Tetsuo Sen
Hisashi Ooshiba
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication of JPS59158681A publication Critical patent/JPS59158681A/en
Publication of JPH0444467B2 publication Critical patent/JPH0444467B2/ja
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    • 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
    • H01L27/14679Junction field effect transistor [JFET] imagers; static induction transistor [SIT] imagers

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  • 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)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体撮像装置にかかり、特にSITす
なわち静電誘導型トランジスタを使用する固体撮
像装置の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to solid-state imaging devices, and particularly to improvements in solid-state imaging devices using SIT (static induction type transistors).

SITを使用する固体撮像装置としては、出発技
術として特許出願公開昭和55年第15229号公報に、
最も基本的な装置が開示されており、更に、この
装置のより具体化されたもの、改良されたものが
特許願昭和56年第204656号、同昭和57年第157693
号として提案されている。
As a solid-state imaging device using SIT, the starting technology is disclosed in Patent Application Publication No. 15229 of 1982.
The most basic device is disclosed, and more specific and improved versions of this device are disclosed in patent applications No. 204656 of 1982 and No. 157693 of 1982.
It has been proposed as a number.

SITの基本的な構成は、J−FET(接合型電界
効果トランジスタ)と同様であるが、チヤンネル
領域が形成される半導体層の不純物密度が低いと
いう特長を有している。例えば、一般的なJ−
FETにおいては、チヤンネル領域が形成される
半導体層の不純物密度が1015ないし1017cm-3であ
るのに対し、SITでは、1012ないし1015cm-2程度
である。
The basic structure of SIT is similar to that of J-FET (junction field effect transistor), but it has the advantage that the impurity density of the semiconductor layer in which the channel region is formed is low. For example, common J-
In FET, the impurity density of the semiconductor layer in which the channel region is formed is about 10 15 to 10 17 cm -3 , whereas in SIT it is about 10 12 to 10 15 cm -2 .

このため、チヤンネル領域に形成される空乏層
は、何ら外部から電圧が印加されていない熱平衡
の状態においても、広い範囲にわたつて形成さ
れ、更には、チヤンネルの長さが短かいという特
長を有する。
Therefore, the depletion layer formed in the channel region is formed over a wide range even in a state of thermal equilibrium where no external voltage is applied, and furthermore, the channel region has a short length. .

以上のような通常のJ−FETと異なる特長に
基因して、熱平衡状態あるいはゲートをわずかに
逆バイアスした状態でチヤンネルがピンチオフ状
態となるとともにソース電極の直前に電位障壁が
出現する。これによつてソース電極からドレイン
電極に流れるソース・ドレイン電流を構成するキ
ヤリアの移動の制御を行うことができる。すなわ
ち、ソース・ドレイン電流は、該電位障壁を越え
てドレイン電極に到達するキヤリアの量によつて
決定される。
Due to the features described above that are different from ordinary J-FETs, the channel enters a pinch-off state in a state of thermal equilibrium or with the gate slightly reverse biased, and a potential barrier appears just in front of the source electrode. This makes it possible to control the movement of carriers constituting the source-drain current flowing from the source electrode to the drain electrode. That is, the source-drain current is determined by the amount of carriers that cross the potential barrier and reach the drain electrode.

他方、前述した電位障壁の程度は、ドレイン電
極に印加(ソース電極を基準とする)されるドレ
イン電圧によつても変化する。すなわち、ドレイ
ン電圧が印加されることによつて、静電誘導が生
じ、またチヤンネル領域の不純物密度が低いため
に電位障壁の高さが変化し、更には、電位障壁の
ピーク点が移動する。
On the other hand, the degree of the potential barrier described above also changes depending on the drain voltage applied to the drain electrode (with the source electrode as a reference). That is, by applying a drain voltage, electrostatic induction occurs, and since the impurity density in the channel region is low, the height of the potential barrier changes, and furthermore, the peak point of the potential barrier moves.

また、電位障壁の程度は、チヤンネル領域に入
射する光によつて形成される電子−正孔対の蓄積
によつても変化する。すなわち、チヤンネル領域
の空乏層付近で生成された電子、正孔は、電位障
壁に沿つて移動して分離され、ゲート領域に蓄積
される。このため、電位障壁の高さが変化するこ
ととなる。この変化の程度は、入射する光量に対
応する。従つて、適当なドレイン電圧を印加する
ことによつて流れるソース・ドレイン電流は、入
射光量に対応する大きさとなる。
The degree of potential barrier also changes depending on the accumulation of electron-hole pairs formed by light incident on the channel region. That is, electrons and holes generated near the depletion layer in the channel region move along the potential barrier, are separated, and are accumulated in the gate region. Therefore, the height of the potential barrier changes. The degree of this change corresponds to the amount of incident light. Therefore, by applying an appropriate drain voltage, the source-drain current that flows has a magnitude corresponding to the amount of incident light.

以上のように、電位障壁の程度は、ゲート電圧
−ドレイン電圧あるいは入射光によつて変化す
る。従つて、例えば、光が入射してもチヤンネル
が「OFF」の状態を維持するようにバイアス電
圧を印加して入射光によるキヤリアを蓄積し、更
に、適当な読出し用の電圧を印加すれば、非破壊
読出し、すなわちキヤリアの蓄積状態を何ら破壊
することなく、画像情報すなわち入射光の程度を
増幅して読み出すことが可能となる。このような
原理に基づいて固体撮像装置を構成することがで
きる。
As described above, the degree of the potential barrier changes depending on the gate voltage-drain voltage or incident light. Therefore, for example, if a bias voltage is applied so that the channel remains in the "OFF" state even when light is incident, carriers due to the incident light are accumulated, and then an appropriate readout voltage is applied, Non-destructive readout, that is, image information, that is, the degree of incident light, can be amplified and read out without destroying the accumulated state of carriers. A solid-state imaging device can be configured based on such a principle.

更に、電位障壁の程度は、寸法精度によつても
大きく変化する。SITにおいては、ソース領域と
ゲート領域あるいはチヤンネル領域の間の拡散電
位によつて電位障壁が生じる。すなわち、各領域
の境界条件で電位分布が主として決定される。従
つて各領域の配置あるいは寸法の状態に対して特
性が非常に敏感である。
Furthermore, the degree of potential barrier varies greatly depending on dimensional accuracy. In SIT, a potential barrier is created by the diffusion potential between the source region and the gate or channel region. That is, the potential distribution is mainly determined by the boundary conditions of each region. Therefore, the characteristics are very sensitive to the arrangement or size of each region.

このため、セル1個当りの大きさすなわち占有
揚面積は、その感度の観点から、ある程度の大き
さが必要であり、占有面積を小さくして集積度の
向上を図ることが困難であるとされている。
For this reason, the size of each cell, that is, the occupied area, needs to be large to a certain extent from the viewpoint of sensitivity, and it is considered difficult to improve the degree of integration by reducing the occupied area. ing.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであ
り、十分なる感度を維持しつつ集積度の向上を図
ることができる固体撮像装置を提供することをそ
の目的とする。
The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that can improve the degree of integration while maintaining sufficient sensitivity.

すなわち、本発明は、チヤンネル領域が含まれ
る半導体層表面に凹凸部を形成し、し、この凸部
及び凹部にわたる傾斜部にゲート領域を形成する
とともに、ソースないしはドレイン領域のいずれ
かをゲート領域の周縁の一部分に形成し、各セル
間の分離のうち少なくとも凹部における分離を絶
縁層によつて行うことによつて前記目的を達成し
ようとするものである。
That is, in the present invention, an uneven portion is formed on the surface of a semiconductor layer including a channel region, a gate region is formed in an inclined portion spanning the protruding portion and the recessed portion, and either the source or the drain region is connected to the gate region. The above objective is achieved by forming the insulating layer on a portion of the periphery and performing isolation between the cells at least in the recessed portions using an insulating layer.

以下、本発明を添附図面に示す実施例に従つて
詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail according to embodiments shown in the accompanying drawings.

第1図には、本発明によるSITを使用する固体
撮像装置の一実施例が示されている。この図のう
ち、Aは、一部を切除した平面図であり、Bは、
Aの平面図における矢印の方向から見た端面図
である。このBでは、図の複雑化を避けるため各
セル間の接続を行う構成部分が省略されている。
また、一画素に対応するセルの第1図Bに対応す
る端面が第2図に拡大して示されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a solid-state imaging device using SIT according to the present invention. In this figure, A is a partially cutaway plan view, and B is a partially cutaway plan view.
It is an end view seen from the direction of the arrow in the top view of A. In this diagram B, components that connect each cell are omitted to avoid complicating the diagram.
Further, the end face of a cell corresponding to one pixel, which corresponds to FIG. 1B, is shown enlarged in FIG.

これら第1図A,B及び第2図において、シリ
コン(Si)などの材料を用いた不純物密度が高い
n+層の基板10上には、不純物密度の低いn-
から成るチヤンネル領域12が形成されている。
In these figures 1A, B and 2, impurity density using materials such as silicon (Si) is high.
A channel region 12 made of an n - layer with low impurity density is formed on the n + layer substrate 10 .

このチヤンネル領域12が形成されるn-層の
上面には、谷状の凹部が形成され、この部分に不
純物密度が高いp+層から成るコントロールゲー
ト領域14が設けられている。このコントロール
ゲート領域14の側部には、不純物密度が高い
n+層から成るソース領域16が設けられている。
これらのコントロールゲート領域14及びソース
領域16は、第1図Aに示されているように、適
当な間隔で規則的かつ2次元のマトリクス状に配
列されており、一組のコントロールゲート領域1
4及びソース領域16によつて一画素に対応する
セルが形成されている。
A valley-shaped recess is formed on the upper surface of the n - layer where the channel region 12 is formed, and a control gate region 14 made of a p + layer having a high impurity density is provided in this portion. The sides of this control gate region 14 have a high impurity density.
A source region 16 made of an n + layer is provided.
These control gate regions 14 and source regions 16 are arranged in a regular two-dimensional matrix at appropriate intervals, as shown in FIG. 1A.
4 and the source region 16 form a cell corresponding to one pixel.

ソース領域16は、各セルにおいて同一の位置
には配置されておらず、第1図の左右方向に位置
するセルにおいて、ソース領域16が対峙するよ
うに配置されている。更に、対峙するソース領域
16の間には、不純物密度が高いp+層から成る
フローテイングゲース領域18が形成されてい
る。すなわち、このフローテイングゲート領域1
8を中心として左右対称となるように、コントロ
ールゲート領域14及びソース領域16が配置さ
れている。第1図Bに示されているように、断面
形状は、連続した波状となる。
The source regions 16 are not arranged at the same position in each cell, but are arranged so that the source regions 16 face each other in cells located in the left-right direction in FIG. Further, a floating gate region 18 made of a p + layer with high impurity density is formed between the opposing source regions 16 . That is, this floating gate region 1
The control gate region 14 and the source region 16 are arranged symmetrically with respect to the center 8 . As shown in FIG. 1B, the cross-sectional shape is continuous and wavy.

フローテイングゲート領域18は、左右に位置
するセルに対して共通に設けられており、図示し
ない適当な電極手段によつて、ソース領域18と
同電位ないしは所定の電位に保持される。これに
よつて、チヤンネル領域12中に空乏層ないしは
電位障壁が形成され、各セル間のチヤンネルの分
離が行なわれる。
The floating gate region 18 is provided in common for the left and right cells, and is held at the same potential or a predetermined potential as the source region 18 by suitable electrode means (not shown). As a result, a depletion layer or a potential barrier is formed in the channel region 12, and channels are separated between each cell.

フローテイングゲート領域18を共有する左右
の1組のセル(以下「セルブロツク」という)が
占有する領域以外すなわち各セルブロツク間に
は、絶縁層から成る絶縁分離領域18Iがコント
ロール領域14に接して形成されている。絶縁分
離領域18Iの一部は、半導体層の凹部の底に位
置しているため、比較的層の厚さが薄くても、十
分に各セル間の分離を行うことができる。絶縁分
離領域18Iは、各セルブロツク間の分離を行う
点でフローテイングゲート領域18と同様の機能
を有するが、電位ないしはポテンシヤルの基準を
与えるという機能はない。
An insulating isolation region 18I made of an insulating layer is formed in contact with the control region 14 in a region other than the region occupied by a pair of left and right cells (hereinafter referred to as "cell blocks") that share the floating gate region 18, that is, between each cell block. ing. A portion of the insulation isolation region 18I is located at the bottom of the recess in the semiconductor layer, so even if the layer is relatively thin, each cell can be sufficiently isolated. The insulating isolation region 18I has a similar function to the floating gate region 18 in that it isolates each cell block, but it does not have the function of providing a potential reference.

以上のように構成されている半導体層の部分が
第3図Aに示されている。この図の如く、セル特
にコントロールゲート領域14は、断面形状が略
V字状に形成されている谷部の底を中心とする斜
面に形成されている。従つて、該谷部を形成しな
いで平面状にコントロールゲート領域を形成した
場合にくらべて、コントロールゲート領域14と
チヤンネル領域12との境界領域が拡大されて接
合部に形成される接合容量が増大し、ひいては、
ランダムな入射光に対する有効な受光面積が増加
してセルの感度が向上する。別言すれば、従来と
同じセルの感度を得るには、基板10の主面方向
におけるセルの占有面積が少なくてよく集積度の
向上を図ることができる。
A portion of the semiconductor layer constructed as described above is shown in FIG. 3A. As shown in this figure, the cell, particularly the control gate region 14, is formed on a slope centered on the bottom of a valley whose cross section is approximately V-shaped. Therefore, compared to the case where the control gate region is formed in a planar shape without forming the valley, the boundary region between the control gate region 14 and the channel region 12 is expanded, and the junction capacitance formed at the junction is increased. And by extension,
The effective light-receiving area for random incident light increases, improving the sensitivity of the cell. In other words, in order to obtain the same cell sensitivity as the conventional cell, the area occupied by the cell in the direction of the main surface of the substrate 10 may be small, and the degree of integration can be improved.

なお、セルの配置形状は、第3図Bに示されて
いるように、略U字の谷状の断面形状としてもよ
い。また該谷部を、二次元的に設けるようにして
もよい。なお、谷状の形状のかわりに、山状の凸
部を形成し、該凸部の斜面にセルを形成するよう
にしてもよいが、各セル間の分離及び後述する製
造工程の観点から、凹状に形成する方が有利であ
る。
Note that the arrangement shape of the cells may be a substantially U-shaped valley-like cross-sectional shape, as shown in FIG. 3B. Further, the valley portion may be provided two-dimensionally. Note that instead of the valley-like shape, a mountain-like convex portion may be formed and cells may be formed on the slopes of the convex portion, but from the viewpoint of separation between each cell and the manufacturing process described below, A concave design is advantageous.

次に、第1図A,B及び第2図に示されている
ように、チヤンネル領域12が形成されている
n-層の上面には、コントロールゲート領域14
及びソース領域16の露出部分を除く全体に酸化
シリコン(SiO2)膜20が表面保護のために形
成されている。ソース領域116のうち露出部分
には、ソース電極22が隣接するセル間で接続し
て形成されている。この接続の方向は、第1図A
に示されているように、後述するゲート電極の接
続方向と交差する方向である。
Next, as shown in FIGS. 1A, B and 2, a channel region 12 is formed.
A control gate region 14 is provided on the top surface of the n - layer.
A silicon oxide (SiO 2 ) film 20 is formed on the entire source region 16 except for the exposed portion for surface protection. A source electrode 22 is formed in an exposed portion of the source region 116 to connect adjacent cells. The direction of this connection is shown in Figure 1A.
As shown in , this is a direction that intersects the connection direction of gate electrodes, which will be described later.

次に、コントロールゲート領域14の露出部分
には、透明状のゲート電極24が絶縁層26を介
して形成されている。絶縁層26は、例えば
SiO2膜から成り、前記ソース電極22上に延長
して設けられている。この絶縁層26上に沿つて
ゲート電極24が形成されている。すなわち、絶
縁層26によつてコントロールゲート領域14と
ゲート電極24との間にコンデンサが形成される
とともに、ソース電極22とゲート電極24との
絶縁が行なわれている。このゲート電極24の接
続の方向と、ソース電極22の接続の方向とは交
差しており、これによつていずれかのセルに蓄積
されている情報の読み出しが可能となる。すなわ
ち、複数のソース電極22の任意の1つを選択
し、複数のゲート電極24の任意の1つを選択す
れば、両電極の交差する位置のセルが選択され
る。
Next, a transparent gate electrode 24 is formed on the exposed portion of the control gate region 14 with an insulating layer 26 interposed therebetween. The insulating layer 26 is, for example,
It is made of a SiO 2 film and is provided extending above the source electrode 22 . A gate electrode 24 is formed along this insulating layer 26. That is, a capacitor is formed between the control gate region 14 and the gate electrode 24 by the insulating layer 26, and the source electrode 22 and the gate electrode 24 are insulated. The direction in which the gate electrode 24 is connected intersects with the direction in which the source electrode 22 is connected, thereby making it possible to read out information stored in any cell. That is, by selecting any one of the plurality of source electrodes 22 and selecting any one of the plurality of gate electrodes 24, a cell at a position where both electrodes intersect is selected.

基板10のうち、チヤンネル領域12が形成さ
れているn-層と反対側には、ドレイン電極28
が形成されている。
A drain electrode 28 is provided on the side of the substrate 10 opposite to the n - layer where the channel region 12 is formed.
is formed.

次に、上述した構造を有する固体撮像装置の電
気的な等価回路と、各電極間の接続及び駆動手段
との接続について説明する。
Next, the electrical equivalent circuit of the solid-state imaging device having the above-described structure, the connection between each electrode, and the connection with the driving means will be explained.

第4図には、電気回路と外部装置の接続が示さ
れている。また、外部装置との接続の一部は、第
2図にも示されている。これらの図において、画
素単位に相するセルPCは、第1図Aにおいて示
したように、二次的にマトリクス状に複数個配列
されている。複数のゲート電極24には、読み出
しアドレス回路30が各々接続されており、順に
読み出し用のパルス電圧が印加されるようになつ
ている。他方、複数のソース電極22は、スイツ
チング動作をするトランジスタ40のドレインに
各々接続されており、更に、ソースは出力端子3
8に各々接続されている。トランジスタ40のゲ
ートは、ビデオライン選択回路32に各々接続さ
れている。このビデオライン選択回路32から
は、トランジスタ40に対して順に選択パルス電
圧が出力されるようになつており、これによつて
トランジスタ40が順次駆動される。
FIG. 4 shows the electrical circuit and connections to external devices. Some of the connections with external devices are also shown in FIG. In these figures, a plurality of cells PC corresponding to each pixel are secondarily arranged in a matrix, as shown in FIG. 1A. A read address circuit 30 is connected to each of the plurality of gate electrodes 24, and a read pulse voltage is sequentially applied thereto. On the other hand, the plurality of source electrodes 22 are each connected to the drain of a transistor 40 that performs a switching operation, and the source is connected to the output terminal 3.
8, respectively. The gates of the transistors 40 are each connected to the video line selection circuit 32. The video line selection circuit 32 sequentially outputs selection pulse voltages to the transistors 40, thereby sequentially driving the transistors 40.

トランジスタ40は、例えば通常は「OFF」
の状態にあるSITによつて構成されており、読出
しアドレス回路30及びビデオライン選択回路3
2は、例えばシフトレジスタによつて構成されて
いる。
For example, the transistor 40 is normally “OFF”
The read address circuit 30 and the video line selection circuit 3 are configured by the SIT in the state of
2 is constituted by, for example, a shift register.

また、出力端子38とアースすなわちドレイン
電極28との間には、負荷抵抗34及び電源36
が接続されており、これによつて読み出し時のソ
ース・ドレイン電流が形成され、更にはソース・
ドレイン電流が電圧に変換されるようになつてい
る。
Further, a load resistor 34 and a power source 36 are connected between the output terminal 38 and the ground, that is, the drain electrode 28.
are connected, which forms the source-drain current during readout, and furthermore, the source-drain current.
The drain current is converted to voltage.

なお、第4図において、一点鎖線で示した領域
IMが第1図A等に示されている構造の部分に該
当する。
In addition, in Fig. 4, the area indicated by the dashed line
IM corresponds to the part of the structure shown in FIG. 1A etc.

次に、上記実施例の全体的動作について説明す
る。
Next, the overall operation of the above embodiment will be explained.

まず、各セルに対して光が入射すると、コント
ロールゲート領域14からチヤンネル領域12に
わたつて形成されている電位傾斜部分に電子−正
孔対が生成される。詳述すると、入射光は、主と
してコントロールゲート領域14を通過してチヤ
ンネル領域12まで達し、電子−正孔対が生成さ
れる。生成された電子−正孔対のうち、電子はド
レイン電極28の方向に移動し、正孔はコントロ
ールゲート領域14の方向に移動して蓄積され
る。この正孔の蓄積は、コントロールゲート領域
14とゲート電極24との間にコンデンサが形成
されていることによる。更に、正孔の蓄積量は、
コントロールゲート領域14が斜面状に形成され
ているため、従来の場合よりも大きい。特に、入
射光が平行でなくランダムな方向から入射する場
合には、セルPCに対して斜方向から入射する光
に対する正孔の蓄積効果が顕著となる。
First, when light is incident on each cell, electron-hole pairs are generated in the potential gradient portion formed from the control gate region 14 to the channel region 12. Specifically, the incident light mainly passes through the control gate region 14 and reaches the channel region 12, where electron-hole pairs are generated. Of the generated electron-hole pairs, electrons move toward the drain electrode 28, and holes move toward the control gate region 14 and are accumulated. This accumulation of holes is due to the fact that a capacitor is formed between the control gate region 14 and the gate electrode 24. Furthermore, the amount of accumulated holes is
Since the control gate region 14 is formed in a sloped shape, it is larger than the conventional case. Particularly, when the incident light is not parallel and is incident from a random direction, the effect of accumulation of holes with respect to the light that is incident from an oblique direction to the cell PC becomes remarkable.

以上の動作によつて画像情報が各セルPCに対
して蓄積される。次に、ビデオライン選択回路3
2によつて複数のソース電極22に接続されてい
る複数のトランジスタ40に対して選択パルス電
圧が順次印加される。これによつて該当するトラ
ンジスタ40が駆動され、第4図に示されている
セルPCのうち該当する列方向に配列されている
複数のセルPCのソース電極22及びドレイン電
極28が抵抗34を介して電源36に接続され
る。このため、ソース・ドレイン電流の流れる準
備が終了する。なお、この状態では、各セルPC
が非導通の状態を維持するように、例えば電源3
6の電圧等が調整されている。
Through the above operations, image information is accumulated in each cell PC. Next, video line selection circuit 3
A selection pulse voltage is sequentially applied to the plurality of transistors 40 connected to the plurality of source electrodes 22 by the plurality of source electrodes 22 . As a result, the corresponding transistor 40 is driven, and the source electrode 22 and drain electrode 28 of a plurality of cells PC arranged in the corresponding column direction among the cells PC shown in FIG. and is connected to the power supply 36. Therefore, the preparation for the flow of source-drain current is completed. In addition, in this state, each cell PC
For example, the power supply 3
6 voltage etc. are adjusted.

以上の動作によつて、画像情報を読み出す対象
となるビデオラインが選択される。次に読出しア
ドレス回路30によつて複数あるゲート電極24
に対し、順にパルス電圧が印加される。これによ
つて選択されたビデオライン上に位置するセル
PCが順に次々と導通し、コントロールゲート領
域14に蓄積された正孔の量すなわち入射光量に
対応するソース・ドレイン電流が抵抗34に流
れ、更には抵抗34によつて電圧に変換されて出
力端子38から出力される。
Through the above operations, a video line from which image information is to be read is selected. Next, the read address circuit 30 selects a plurality of gate electrodes 24.
A pulse voltage is sequentially applied to the two. The cell located on the video line selected by this
The PCs become conductive one after another, and a source/drain current corresponding to the amount of holes accumulated in the control gate region 14, that is, the amount of incident light, flows to the resistor 34, and is further converted into a voltage by the resistor 34, and is output to the output terminal. It is output from 38.

以上の動作によつて、入射光に対応する画像情
報は、出力端子38の電圧変化として良好に出力
されることとなる。
Through the above operation, image information corresponding to the incident light is outputted as a voltage change at the output terminal 38.

第5図には、本発明をラインセンサに適用した
実施例が示されている。なお、上述した実施例と
同様の構成部分については、同一の符号が用いら
れており、以下の説明を省略する。
FIG. 5 shows an embodiment in which the present invention is applied to a line sensor. Note that the same reference numerals are used for the same components as in the above-described embodiment, and the following description will be omitted.

この実施例においては、図の左右方向に凹部を
形成せしめ、該凹部の斜面にコントロールゲート
領域14を設けるようにすると有利である。各セ
ルのソース領域16Lは、すべてのセルに対して
共通に設けられており、またフローテイングゲー
ト領域18Lも同様に共通に設けられている。ラ
インセンサの場合には、上述したビデオラインの
選択が必要とされないので、ソース領域16Lを
共通に構成することができる。フローテイングゲ
ート領域18Lは、必ずしも共通にする必要はな
い。なお、上述した実施例においても、フローテ
イングゲート領域18と各セルに対して共通に構
成してもよい。
In this embodiment, it is advantageous to form a recess in the left-right direction in the figure and to provide the control gate region 14 on the slope of the recess. The source region 16L of each cell is provided in common for all cells, and the floating gate region 18L is also provided in common. In the case of a line sensor, the above-mentioned video line selection is not required, so the source region 16L can be configured in common. The floating gate regions 18L do not necessarily have to be shared. Note that in the above-described embodiment as well, the floating gate region 18 and each cell may have a common configuration.

ビデオライン選択回路32L及びトランジスタ
40Lは、必ずしも必要ではないが、第4図との
対比のために図示する。
The video line selection circuit 32L and the transistor 40L are shown for comparison with FIG. 4, although they are not necessarily necessary.

上記実施例においては、フローテイングゲート
領域18にも光が入射することによつて正孔が蓄
積され、セルブロツクを構成する1組のセルPC
間の分離が良好に行なわれないという不都合が生
ずる。
In the above embodiment, holes are accumulated when light also enters the floating gate region 18, and a pair of cells PC constituting the cell block
This results in the inconvenience that the separation between the two is not well achieved.

このような不都合を解消する他の実施例につい
て説明する。第6図A,Bには、本発明の他の実
施例が示されており、第6図Aは第1図Aに対応
する平面図であり、第6図Bは第1図Bに対応す
る端面図であつて、第6図Aに矢印から見た図
である。なお、この実施例において第1図ないし
第4図に示した実施例と同様の構成部分について
は同一の符号を用いることとし説明を省略する。
Another embodiment that eliminates such inconvenience will be described. 6A and 6B show other embodiments of the present invention, FIG. 6A is a plan view corresponding to FIG. 1A, and FIG. 6B is a plan view corresponding to FIG. 1B. FIG. 6 is an end view taken from the arrow in FIG. 6A; In this embodiment, the same reference numerals are used for the same components as in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, and the explanation thereof will be omitted.

この第6図A,Bに示されている実施例では、
ソース領域16は、フローテイングゲート領域1
8に接近して設けられている。すなわち、ソース
領域46と、フローテイングゲート領域18との
距離をWA、ソース領域46とコントロールゲー
ト領域14との距離をWBとすると、WA<WB
の関係になる。このようにすると、コントロール
ゲート領域14側に形成される電位障壁よりもフ
ローテイングゲート領域18側に形成される電位
障壁の方が高くなるため、セルブロツク内のセル
PC間の分離が良好となる。
In the embodiment shown in FIGS. 6A and 6B,
The source region 16 is the floating gate region 1
It is located close to 8. That is, if the distance between the source region 46 and the floating gate region 18 is WA, and the distance between the source region 46 and the control gate region 14 is WB, then WA<WB.
It becomes a relationship. In this way, the potential barrier formed on the floating gate region 18 side is higher than the potential barrier formed on the control gate region 14 side, so that the cells in the cell block
Good separation between PCs.

更に、本実施例においては、ソース領域46及
びフローテイングゲート領域18上に絶縁膜42
を介してアルミニウムのしや光膜44が形成され
ている。このため、フローテイングゲート領域1
8の部分に対しては光が侵入せず、フローテイン
グゲート領域18に対する正孔の蓄積が行なわれ
ない。このため、セルPC間の分離が良好となる。
なお、しや光膜44は、ゲート電極24の下側に
設ける必要性はなく、上側に設けるようにしても
よい。
Furthermore, in this embodiment, an insulating film 42 is formed on the source region 46 and the floating gate region 18.
An aluminum film 44 is formed through the aluminum film. Therefore, floating gate region 1
No light enters the portion 8, and holes are not accumulated in the floating gate region 18. Therefore, separation between cell PCs becomes good.
Note that the luminescent film 44 does not need to be provided below the gate electrode 24, and may be provided above it.

このようなセルPC間の分離の向上は、その他
に、フローテイングゲート領域18をコントロー
ルゲート領域14よりもチヤンネル領域12に対
して深く形成することによつても達成でき、ま
た、フローテイングゲート領域18の不純物密度
をコントロールゲート領域14よりも高くするこ
とによつても達成できる。
Such improvement in isolation between the cells PC can also be achieved by forming the floating gate region 18 deeper in the channel region 12 than in the control gate region 14; This can also be achieved by making the impurity density of the control gate region 18 higher than that of the control gate region 14.

以上のいずれかの1つの、あるいは複数の構成
の組合せによつて、セルブロツクを構成するセル
PC間の分離の向上を図ることができ、単位面積
別に配列されるセルPCの集積度を著しく向上さ
せることができる。
Cells constituting a cell block by any one of the above configurations or a combination of multiple configurations.
The isolation between PCs can be improved, and the degree of integration of cell PCs arranged per unit area can be significantly improved.

次に、上述した固体撮像装置の製造工程につい
て第7図AないしWを参照しながら説明する。
Next, the manufacturing process of the solid-state imaging device described above will be explained with reference to FIGS. 7A to 7W.

まず、基板10としては、アンチモンSbが1018
cm-3程度ドープされているn+型のシリコン基板を
用いる。チヤンネル領域12が形成されるn-
50は、基板10上に、エピタキシヤル成長させ
て形成される。すなわち、n-層50は、入射光
によつて電子−正孔対が形成され、更には分離さ
れるとともに、チヤンネル領域12が形成される
層であるため、転位・欠陥などを十分に除去する
必要があるからである。このn-層50は、5な
いし10μm程度の厚さに形成され、不純物密度は
1013ないし1015cm-3程度である。
First, as the substrate 10, antimony Sb is 10 18
An n + type silicon substrate doped to about cm -3 is used. The n - layer 50 on which the channel region 12 is formed is epitaxially grown on the substrate 10 . That is, since the n - layer 50 is a layer in which electron-hole pairs are formed and further separated by incident light and a channel region 12 is formed, dislocations, defects, etc. are sufficiently removed. This is because it is necessary. This n - layer 50 is formed to a thickness of about 5 to 10 μm, and the impurity density is
It is about 10 13 to 10 15 cm -3 .

なお、n-層50におけるキヤリアの再結合を
防止して分離されたキヤリアの寿命を長くするた
め、重金属に対するゲツタリングを施すようにし
てもよい。
Note that in order to prevent recombination of carriers in the n - layer 50 and extend the life of the separated carriers, gettering may be applied to heavy metals.

次に、n-層50の表面全体に対して酸化膜5
2Aが形成されるとともに、適当なマスクを使用
してウエツトエツチングが行なわれ、コントロー
ルゲート領域14及び絶縁分離領域18Iの一部
に対応する部分の酸化膜52Aが除去される。こ
の状態が第7図Aに示されている。
Next, an oxide film 5 is formed over the entire surface of the n - layer 50.
2A is formed, wet etching is performed using a suitable mask to remove portions of the oxide film 52A corresponding to control gate region 14 and part of insulation isolation region 18I. This condition is shown in FIG. 7A.

次に、n-層50に対して、エツチングが行な
われ、コントロールゲート領域14等が形成され
るV字状の凹部が形成される。
Next, the n - layer 50 is etched to form a V-shaped recess in which the control gate region 14 and the like will be formed.

このn-層50に対するエツチングは、例えば
結晶材料における異方性エツチングによつて行
う。シリコンの結晶において、例えば結晶面11
1は、他の結晶面に比べて、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、ヒドラジンなどのアルカリ系溶
液によるエツチング速度がきわめて遅い性質があ
る。結晶面111のエツチング速度は、結晶面1
00に対して0.3ないし0.4%程度である。このよ
うな性質を利用することによつてn-層50に対
するエツチングを良好に行うことができる。
This etching of the n - layer 50 is performed, for example, by anisotropic etching of the crystalline material. In a silicon crystal, for example, crystal plane 11
1, compared to other crystal faces, sodium hydroxide,
Etching speed with alkaline solutions such as potassium hydroxide and hydrazine is extremely slow. The etching rate of crystal plane 111 is
It is about 0.3 to 0.4% relative to 0.00. By utilizing such properties, the n - layer 50 can be etched well.

このエツチングの後、酸化膜52Aが、第7図
Bに示すように、一度除去される。
After this etching, the oxide film 52A is once removed as shown in FIG. 7B.

次に、酸化膜90がn-層50の表面全体にわ
たつて形成する。この酸化膜90の膜厚は、400
Å程度であつて、酸素雰囲気中に1000℃、40分程
度侵すことによつて形成される。
Next, an oxide film 90 is formed over the entire surface of the n - layer 50. The thickness of this oxide film 90 is 400 mm.
It is formed by immersion in an oxygen atmosphere at 1000°C for about 40 minutes.

酸化膜90上には、全体にわたつてSi3N4の被
膜92がCVD(化学気相成長)法によつて1200Å
程度の膜厚で形成される。形成は、800℃、40分
程度反応ガス雰囲気に侵すことによつて行なわれ
る。この状態が第7図Cに示されている。
A Si 3 N 4 film 92 of 1200 Å is deposited over the entire oxide film 90 by CVD (chemical vapor deposition).
It is formed with a film thickness of about Formation is carried out by exposure to a reactive gas atmosphere at 800° C. for about 40 minutes. This condition is shown in FIG. 7C.

次に、適当なマスクを使用してプラズムエツチ
ングが行なわれ、絶縁分離領域18Iに対応する
部分の被膜92がエツチングされる。この操作
は、気圧0.1TorrのCF4及びO2の混合ガス雰囲気
中で行なわれる。この操作の終了した状態が第7
図Dに示されている。
Plasma etching is then performed using a suitable mask to etch portions of the coating 92 corresponding to the isolation regions 18I. This operation is performed in a mixed gas atmosphere of CF 4 and O 2 at an atmospheric pressure of 0.1 Torr. The state after this operation is the seventh
Shown in Figure D.

同様の操作により、第7図Eに示されているよ
うに酸化膜90もエツチングされる。
By a similar operation, the oxide film 90 is also etched as shown in FIG. 7E.

次に、酸化が行なわれ、絶縁分離領域18Iに
対応するSiO2層94が形成される。この場合に、
前記エツチングによつて露出したn-層50に対
して1μm程度のプラズマによるエツチングを行う
ようにしてもよい。このプラズマエツチングの操
作は、例えばPCl3のガス雰囲気中で行なわれる。
この操作の終了時の状態が第7図Fに示されてい
る。
Next, oxidation is performed to form a SiO 2 layer 94 corresponding to the isolation region 18I. In this case,
The n - layer 50 exposed by the etching may be etched by plasma to a thickness of about 1 μm. This plasma etching operation is performed, for example, in a PCl 3 gas atmosphere.
The situation at the end of this operation is shown in FIG. 7F.

次に、適当なマスクを使用してプラズマエツチ
ングを行い、被膜92に対してコントロールゲー
ト領域14及びフローテイングゲート領域18に
対応するp+層54,56のパターンが第7図G
に示されているように形成され、更には、BBr3
などのアクセプタとなる不純物が注入される。こ
の操作によつて、第7図Hに示されているよう
に、p+層54,56が各々1ないし5μm程度、好
ましくは1ないし3μm程度の膜厚に形成される。
不純物の注入法としては、不純物を蒸着した後に
熱拡散によつて行つてもよく、あるいはイオン注
入法によつて行つてもよい。熱拡散による場合に
は、例えば1100℃の酸素又はウエツト酸素(ない
しは水蒸気)雰囲気中で不純物の注入が行なわれ
る。
Next, plasma etching is performed using a suitable mask, and the pattern of the p + layers 54 and 56 corresponding to the control gate region 14 and floating gate region 18 is formed on the coating 92 as shown in FIG.
is formed as shown in , and furthermore, BBr 3
Impurities that serve as acceptors are implanted. By this operation, as shown in FIG. 7H, p + layers 54 and 56 are each formed to a thickness of about 1 to 5 μm, preferably about 1 to 3 μm.
The impurity may be implanted by thermal diffusion after vapor deposition, or by ion implantation. In the case of thermal diffusion, impurities are implanted in an oxygen or wet oxygen (or water vapor) atmosphere at, for example, 1100°C.

次に、0.1Torr、CF4及びO2のガス雰囲気によ
るプラズマエツチングにより被膜92を除除する
とともに、パツト酸化脱エツチングにより酸化膜
90を除去する。この状態が第7図Iに示されて
いる。
Next, the film 92 is removed by plasma etching in a gas atmosphere of 0.1 Torr, CF 4 and O 2 , and the oxide film 90 is removed by patch oxidation de-etching. This situation is shown in FIG. 7I.

次に、n-層50の表面全体に、酸化膜52が
形成される。この操作は、1100℃の酸素雰囲気に
30分程度侵すことによつて行なわれ、膜厚は例え
ば5000Å程度である。(第7図J参照)。
Next, an oxide film 52 is formed over the entire surface of the n - layer 50. This operation is performed in an oxygen atmosphere at 1100℃.
This is done by soaking for about 30 minutes, and the film thickness is, for example, about 5000 Å. (See Figure 7J).

次に、ソース領域16に対応するn-層60を
形成するため、マスク合せが行なわれ、ウエツト
エツチングによつてn+層60のパターンが酸化
膜52に形成される(第7図K参照)。この状態
で熱拡散ないしはイオン注入法によつて、ヒ素
(As)などのドナーとなり得る不純物が注入され
る。この操作によつて第7図Lに示すように、
n+層60が形成される。
Next, in order to form the n - layer 60 corresponding to the source region 16, mask alignment is performed, and a pattern of the n + layer 60 is formed in the oxide film 52 by wet etching (see FIG. 7K). ). In this state, an impurity that can serve as a donor, such as arsenic (As), is implanted by thermal diffusion or ion implantation. Through this operation, as shown in Figure 7L,
An n + layer 60 is formed.

次に、表面全体にわたつて、DOPOS(リンが
注入された多結晶シリコン)層62が第7図Mに
示すように形成される。このDOPOS層62は、
SiH4及びPH3のガス雰囲気によるCVD(化学気相
成長)法によつて形成される。
A DOPOS (phosphorous doped polycrystalline silicon) layer 62 is then formed over the entire surface as shown in FIG. 7M. This DOPOS layer 62 is
It is formed by CVD (chemical vapor deposition) using a gas atmosphere of SiH 4 and PH 3 .

次に、適当なマスクを使用してプラズマエツチ
ングを行うことにより、DOPOS層62の一部を
エツチングし、ソース電極22に対応する電極層
64を形成する。この状態は、第7図Nに示され
ている。プラズマエツチングには、CF4,CF4
びO2あるいはPCl3などのガス雰囲気が使用され
る。
Next, a portion of the DOPOS layer 62 is etched by plasma etching using a suitable mask to form an electrode layer 64 corresponding to the source electrode 22. This condition is shown in FIG. 7N. For plasma etching, a gas atmosphere such as CF 4 , CF 4 and O 2 or PCl 3 is used.

次に、表面全体にわたつて、PSG(リンガラ
ス)層66が層間絶縁層として第7図Oに示すよ
うに形成される。このPSG層66は、CVD法に
よつて行なわれ、例えばSiH4,O2及びPH3のガ
ス雰囲気中で400℃程度に加熱することによつて
行なわれる。あるいはSiH4,H2O及びPH3のガ
ス雰囲気中で750℃程度に加熱することによつて
行なわれる。
Next, a PSG (phosphorus glass) layer 66 is formed as an interlayer insulating layer over the entire surface as shown in FIG. 7O. This PSG layer 66 is formed by a CVD method, for example, by heating to about 400° C. in a gas atmosphere of SiH 4 , O 2 and PH 3 . Alternatively, it can be carried out by heating to about 750°C in a gas atmosphere of SiH 4 , H 2 O and PH 3 .

次に、適当なマスクを使用してウエツトエツチ
ングが行なわれ、第7図Pに示すように、p+
54の表面が露出される。
Wet etching is then performed using a suitable mask to expose the surface of p + layer 54, as shown in FIG. 7P.

次に、表面全体にわたつて、Si3N4による絶縁
層68が第7図Qに示すように形成される。絶縁
層68の形成は、SiH4及びNH3のガス雰囲気中
で、400ないし700Åの膜厚にCVD法により行な
われる。
Next, an insulating layer 68 of Si 3 N 4 is formed over the entire surface as shown in FIG. 7Q. The insulating layer 68 is formed by CVD to a thickness of 400 to 700 Å in a SiH 4 and NH 3 gas atmosphere.

次に、SnO2あるいはDOPOSによる透明の電極
層70が表面全体にわたつて第7図Rに示すよう
に形成される。この電極層70は、例えば3000Å
程度の厚さに、SbCl5などを使用してCVD法によ
り形成される。
Next, a transparent electrode layer 70 made of SnO 2 or DOPOS is formed over the entire surface as shown in FIG. 7R. This electrode layer 70 has a thickness of, for example, 3000 Å.
It is formed by CVD method using SbCl 5 etc. to a certain thickness.

次に、適当なマスクを使用してプラズマエツチ
ングが行なわれ、電極層70のうちp+層54上
の部分を除いて、第7図Sに示すようにエツチン
グされる。この操作は、CCl4,CF4,CF4及び
O2、あるいはPCl3などのガスを使用して行なわ
れる。
Next, plasma etching is performed using a suitable mask, and the electrode layer 70 is etched except for the portion on the p + layer 54, as shown in FIG. 7S. This operation involves CCl 4 , CF 4 , CF 4 and
This is done using a gas such as O 2 or PCl 3 .

以上の操作によつて、第1図ないし第4図に示
されている実施例における固体撮像装置が製造さ
れる。なお、第1図ないし第2図に示されている
装置は、説明のために、主要なる部分のみが示さ
れている。また、ソース領域16に対応するn+
層60の位置及び形状は、第7図Kにおける工程
においてマスクの形状を適当に変更することによ
つて簡単に行うことができる。
Through the above operations, the solid-state imaging device according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is manufactured. Note that, for the sake of explanation, only the main parts of the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 are shown. Also, n + corresponding to the source region 16
The position and shape of layer 60 can be easily adjusted by appropriately changing the shape of the mask in the step in FIG. 7K.

次に、第6図A,Bに示されている実施例にお
いて説明したしや光膜44の形成について第7図
TないしWを参照しながら説明する。なお、以下
の工程で形成されるしや光膜は、ゲート電極24
すなわち第7図Sに示されている電極層70と平
行に設けられるものである。
Next, the formation of the film 44 described in the embodiment shown in FIGS. 6A and 6B will be described with reference to FIGS. 7T to 7W. Note that the shimmering film formed in the following steps is similar to that of the gate electrode 24.
That is, it is provided parallel to the electrode layer 70 shown in FIG. 7S.

まず、適当なマスクを使用してプラズマエツチ
ングによりp+層56の上方の絶縁膜68の一部
をエツチングする。この操作は、例えばCF4のガ
ス雰囲気を使用して行なわれる(第7図T参照)。
First, a portion of the insulating film 68 above the p + layer 56 is etched by plasma etching using a suitable mask. This operation is carried out using a gas atmosphere of eg CF 4 (see FIG. 7T).

次に、ウエツトエツチングにより露出した
PSG層66及び酸化膜52を第7図Uに示すよ
うにエツチングする。
Next, wet etching exposes the
The PSG layer 66 and oxide film 52 are etched as shown in FIG. 7U.

次に、第7図Vに示すように、表面全体にわた
つて1.0μm程度の膜厚でアルミニウムのしや光層
72を形成する。このしや光層72は、電子ビー
ム又は抵抗加熱による真空蒸着あるいはスパツタ
リングによつて行なわれる。
Next, as shown in FIG. 7V, an aluminum film layer 72 is formed over the entire surface with a thickness of about 1.0 μm. This shimmering layer 72 is formed by vacuum deposition using an electron beam or resistance heating, or by sputtering.

次に、適当なマスクを使用してしや光層72の
一部をエツチングするとともに、基板10に対し
てアルミニウムによる電極層80を形成する。こ
の状態は、第7図Wに示されている。この電極層
80の形成は、例えばシンターなどの方法によつ
て行なわれる。
Next, a portion of the phosphor layer 72 is etched using a suitable mask, and an electrode layer 80 made of aluminum is formed on the substrate 10. This condition is shown in FIG. 7W. Formation of this electrode layer 80 is performed, for example, by a method such as sintering.

なお、しや光層72は、フローテイングゲート
領域18に対応するp+層56に接続されており、
フローテイングゲート領域18に対する電圧印加
用の電極としての機能を有している。
Note that the shimmering layer 72 is connected to the p + layer 56 corresponding to the floating gate region 18,
It has a function as an electrode for applying voltage to the floating gate region 18.

以上説明した製造工程は一例にすぎず、他の製
造工程によつて製造してもよい。また、使用する
材料なども、他の材料を使用してもよく、例えば
n-層50は、不純物が注入されていない真性の
半導体層でもよい。また、絶縁層68としては、
SiO2,Al2O3、酸化タンタルあるいはこれらの複
合膜でもよい。
The manufacturing process described above is only an example, and other manufacturing processes may be used. Also, other materials may be used, such as
The n layer 50 may be an intrinsic semiconductor layer into which impurities are not implanted. Further, as the insulating layer 68,
SiO 2 , Al 2 O 3 , tantalum oxide, or a composite film of these may be used.

上記いずれの実施例においても、n+層によつ
てチヤンネルが形成されているが、真性ないしは
p-の半導体層によつてチヤンネルを形成するよ
うにしてもよい。また、ソースとドレインは、上
記実施例と逆に対応させても同様の作用を奏する
ことができる。ビデオラインの選択あるいは読出
し用のパルス電圧の印加についても同様であつ
て、上記実施例と逆にしてもよい。
In all of the above embodiments, the channel is formed by the n + layer, but it is
The channel may be formed by a p - semiconductor layer. Furthermore, the same effect can be obtained even if the source and drain correspond to each other in the opposite manner to those in the above embodiment. The same applies to the selection of video lines or the application of pulse voltages for reading, and the above embodiments may be reversed.

また、駆動用のトランジスタ40は、通常のト
ランジスタを使用してもよく、このトランジスタ
40及び読出しアドレス回路30、ビデオライン
選択回路32を撮像装置と一体化して集積回路と
して構成するようにしてもよい。材料としては、
主としてシリコンを用いたが、本発明は、何らこ
れに限定されるものではなく、ゲルマニウム、
−族化合物半導体等を用いることもできる。
Further, a normal transistor may be used as the driving transistor 40, or the transistor 40, the read address circuit 30, and the video line selection circuit 32 may be integrated with the imaging device to form an integrated circuit. . As for the material,
Although silicon is mainly used, the present invention is not limited to this in any way, and germanium,
- group compound semiconductors etc. can also be used.

更に、カラーの画像情報を得るためには、セル
PCのマトリクスを、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)に
対応して構成し、入射光を色フイルタにかけて
R,G,Bの光を分離し、各対応セルPCに入射
させるようにすればよい。
Furthermore, in order to obtain color image information, it is necessary to
For example, configure a matrix of PCs corresponding to red (R), green (G), and blue (B), apply a color filter to the incident light, separate the R, G, and B light, and enter each corresponding cell PC. All you have to do is let it happen.

以上説明したように、本発明による固体撮像装
置によれば、半導体層の表面に凹凸部を形成し、
ゲート領域特に光が入射するコントロールゲート
領域を凹部に設けることとし、かつ、ソース領域
をコントロールゲート領域の一側部にのみ配置す
ることとしたので、セルの受光面積を実効的に拡
大することができ、十分なる感度を維持しつつ集
積度の向上を図ることができ、また、凹部におけ
るセル間の分離を絶縁層によつて行うこととした
ので、セル間の分離が良好に行なわれる。
As explained above, according to the solid-state imaging device according to the present invention, uneven portions are formed on the surface of the semiconductor layer,
Since the gate region, particularly the control gate region where light enters, is provided in the recess, and the source region is located only on one side of the control gate region, it is possible to effectively expand the light-receiving area of the cell. This makes it possible to improve the degree of integration while maintaining sufficient sensitivity. Furthermore, since the cells in the recess are separated by an insulating layer, the cells can be separated well.

また、このような凹凸部を結晶が有する異方性
エツチング特性を利用して形成することとしたの
で、製造工程が簡略化され、かつ精度が高いとい
う利点を有する。
Furthermore, since such uneven portions are formed by utilizing the anisotropic etching characteristics of the crystal, there are advantages in that the manufacturing process is simplified and accuracy is high.

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

第1図Aは本発明による固体撮像装置の一実施
例を示す部分平面図、第1図Bは第1図Aの矢印
から見た概略の端面図、第2図は第1図Bの一
部を拡大して示す端面図、第3図Aは半導体層の
一部分を示す斜視図、第3図Bは半導体層の他の
形状を示す斜視図、第4図は等価な電気回路の構
成を示す回路図、第5図は本発明によるラインセ
ンサの実施例を示す一部破断した平面図、第6図
Aは本発明による固体撮像装置の他の実施例を示
す部分平面図、第6図Bは第6図Aの矢印から
見た概略の端面図、第7図AないしWは製造工程
の一例を示す説明図である。 主要部分の符号の説明、12…チヤンネル領
域、14…第1のゲート領域、16…ソース領
域、18…第2のゲート領域、18I…絶縁分離
領域、PC…セル。
FIG. 1A is a partial plan view showing an embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 1B is a schematic end view seen from the arrow in FIG. 1A, and FIG. 3A is a perspective view showing a part of the semiconductor layer, FIG. 3B is a perspective view showing another shape of the semiconductor layer, and FIG. 4 shows the configuration of an equivalent electric circuit. FIG. 5 is a partially cutaway plan view showing an embodiment of the line sensor according to the present invention, and FIG. 6A is a partial plan view showing another embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention. B is a schematic end view seen from the arrow in FIG. 6A, and FIGS. 7A to 7W are explanatory diagrams showing an example of the manufacturing process. Explanation of symbols of main parts: 12... Channel region, 14... First gate region, 16... Source region, 18... Second gate region, 18I... Insulating isolation region, PC... Cell.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 チヤンネル領域が含まれる半導体層表面に第
1のゲート領域が形成されているSITによつて構
成されたセルが複数個配列され、各セルに入射す
る光の量に対応するキヤリアが第1のゲート領域
に蓄積されることによつてソース領域及びドレイ
ン領域を流れる電流が変化する固体撮像装置にお
いて、 前記半導体層の表面には凹凸部が形成され、 前記第1のゲート領域は、該凸部及び凹部にわ
たる傾斜部に形成され、 前記ソース領域及びドレイン領域のうちのいず
れか一方は、第1のゲート領域の周縁近傍であつ
て前記凸部に、部分的に形成され、 前記チヤンネル領域の深部に及ぶ絶縁分離領域
によつて少なくとも前記凹部における各セル間の
分離が形成され、 前記第1のゲート領域と同じ導電型でかつ第1
のゲート領域とは独立した第2のゲート領域によ
つて少なくとも前記凸部における各セル間の分離
が形成されていることを特徴とする固体撮像装
置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
前記セルは2次元に配列され、各セルは、隣合う
2つのセルごとに1つのセルブロツクをなし、1
つのセルブロツクは、凸部をはさんで対称をなす
とともに、2つの第1のゲート領域と、該2つの
第1のゲート領域の間に配置されかつ該2つの第
1のゲート領域に共通な単一の第2のゲート領域
と、該第1及び第2のゲート領域の間にそれぞれ
配置された前記ソース領域及びドレイン領域のう
ちの一方と、これらを包囲する絶縁分離領域とを
含むことを特徴とする固体撮像装置。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項記載の装置
において、前記半導体層は、その表面が所定の結
晶面を有し、前記凹凸部は、半導体層表面に対す
る異方性エツチングによつて形成されることを特
徴とする固体撮像装置。
[Claims] 1. A plurality of cells each formed by an SIT in which a first gate region is formed on the surface of a semiconductor layer including a channel region are arranged, and each cell corresponds to the amount of light incident on each cell. In the solid-state imaging device in which the current flowing through the source region and the drain region changes due to the accumulation of carriers in the first gate region, an uneven portion is formed on the surface of the semiconductor layer, and the first gate region a region is formed in an inclined portion spanning the convex portion and the concave portion, and one of the source region and the drain region is partially formed in the convex portion near the periphery of the first gate region. , an insulation isolation region extending deep into the channel region forms isolation between at least the cells in the recess, and is of the same conductivity type as the first gate region and of the first gate region.
A solid-state imaging device characterized in that at least the cells in the convex portion are separated by a second gate region independent of the gate region. 2. In the device according to claim 1,
The cells are arranged in two dimensions, each cell forming one cell block for every two adjacent cells, and one
The two cell blocks are symmetrical across the convex portion, and include two first gate regions and a single cell block disposed between the two first gate regions and common to the two first gate regions. a second gate region, one of the source region and the drain region respectively disposed between the first and second gate regions, and an insulating isolation region surrounding these regions. A solid-state imaging device. 3. In the device according to claim 1 or 2, the surface of the semiconductor layer has a predetermined crystal plane, and the uneven portion is formed by anisotropic etching of the surface of the semiconductor layer. A solid-state imaging device characterized by:
JP58031809A 1983-03-01 1983-03-01 Solid-state image pickup device Granted JPS59158681A (en)

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