JPH05218381A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH05218381A JPH05218381A JP4016964A JP1696492A JPH05218381A JP H05218381 A JPH05218381 A JP H05218381A JP 4016964 A JP4016964 A JP 4016964A JP 1696492 A JP1696492 A JP 1696492A JP H05218381 A JPH05218381 A JP H05218381A
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- Japan
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- region
- well region
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 過大光量入射時における飽和信号以上の信号
電荷量の増加を抑えるようにして、受光部から垂直レジ
スタに信号電荷を読み出した際の垂直レジスタにおける
オーバーフローを防止する。 【構成】 Ｎ型シリコン基板１上の第１のＰ型ウェル領
域２内にＮ型の受光部３と垂直レジスタ４並びにＰ型の
チャネル・ストッパ領域５が形成され、ウェル領域２上
にゲート絶縁膜８を介して転送電極９が選択的に形成さ
れ、更にこの転送電極９上に層間絶縁膜１０を介してＡ
ｌ遮光膜１１が形成され、ウェル領域２とチャネル・ス
トッパ領域５が接地されたＣＣＤ固体撮像素子におい
て、チャネル・ストッパ領域５とウェル領域２との間
に、不純物濃度がチャネル・ストッパ領域５より低く、
ウェル領域２よりも高いＰ型の不純物拡散領域１４を形
成して構成する。
電荷量の増加を抑えるようにして、受光部から垂直レジ
スタに信号電荷を読み出した際の垂直レジスタにおける
オーバーフローを防止する。 【構成】 Ｎ型シリコン基板１上の第１のＰ型ウェル領
域２内にＮ型の受光部３と垂直レジスタ４並びにＰ型の
チャネル・ストッパ領域５が形成され、ウェル領域２上
にゲート絶縁膜８を介して転送電極９が選択的に形成さ
れ、更にこの転送電極９上に層間絶縁膜１０を介してＡ
ｌ遮光膜１１が形成され、ウェル領域２とチャネル・ス
トッパ領域５が接地されたＣＣＤ固体撮像素子におい
て、チャネル・ストッパ領域５とウェル領域２との間
に、不純物濃度がチャネル・ストッパ領域５より低く、
ウェル領域２よりも高いＰ型の不純物拡散領域１４を形
成して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子、特に、
過大光量入射時における飽和信号以上の信号の増加を抑
えることができる固体撮像素子に関する。
過大光量入射時における飽和信号以上の信号の増加を抑
えることができる固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＣＣＤカメラ等に用いられるＣ
ＣＤ固体撮像装置としては、飽和電荷を横方向に掃き捨
てるタイプのもの（横型オーバーフローＣＣＤ）と基板
方向、即ち縦方向に掃き捨てるタイプのもの（縦型オー
バーフローＣＣＤ）とがある。
ＣＤ固体撮像装置としては、飽和電荷を横方向に掃き捨
てるタイプのもの（横型オーバーフローＣＣＤ）と基板
方向、即ち縦方向に掃き捨てるタイプのもの（縦型オー
バーフローＣＣＤ）とがある。
【０００３】前者の横型オーバーフローＣＣＤは、受光
部の空乏層外で光電変換された電荷が垂直レジスタに侵
入し、偽信号（スミア）を発生させるという問題がある
が、後者の縦型オーバーフローＣＣＤは、受光部の空乏
層外で光電変換された電荷を基板側に掃き捨てることが
できるため、上記横型オーバーフローＣＣＤよりもスミ
アの発生が少ない。
部の空乏層外で光電変換された電荷が垂直レジスタに侵
入し、偽信号（スミア）を発生させるという問題がある
が、後者の縦型オーバーフローＣＣＤは、受光部の空乏
層外で光電変換された電荷を基板側に掃き捨てることが
できるため、上記横型オーバーフローＣＣＤよりもスミ
アの発生が少ない。
【０００４】従来の縦型オーバーフローＣＣＤによる固
体撮像装置の構成は、図４に示すように、Ｎ型シリコン
基板２１上の第１のＰ型ウェル領域２２内にＮ型の受光
部２３と垂直レジスタ２４並びにＰ型のチャンネル・ス
トッパ領域２５が形成され、受光部２３表面にＰ型の正
電荷蓄積領域２６が、垂直レジスタ２４直下に第２のＰ
型ウェル領域２７が夫々形成され、更に、第１のＰ型ウ
ェル領域２２上にゲート絶縁膜２８を介して多結晶シリ
コン層による転送電極２９が選択的に形成され、この転
送電極２９上に層間絶縁膜３０を介してＡｌ遮光膜３１
が形成され、このＡｌ遮光膜３１を含む全面に例えばプ
ラズマＳｉＮ膜による表面保護層３２が形成されて構成
されている。そして、上記受光部２３が多数マトリクス
状に配列されてイメージエリアが形成される。尚、受光
部２３と垂直レジスタ２４間に形成されたＰ型の低濃度
領域３３は、読出しゲートである。
体撮像装置の構成は、図４に示すように、Ｎ型シリコン
基板２１上の第１のＰ型ウェル領域２２内にＮ型の受光
部２３と垂直レジスタ２４並びにＰ型のチャンネル・ス
トッパ領域２５が形成され、受光部２３表面にＰ型の正
電荷蓄積領域２６が、垂直レジスタ２４直下に第２のＰ
型ウェル領域２７が夫々形成され、更に、第１のＰ型ウ
ェル領域２２上にゲート絶縁膜２８を介して多結晶シリ
コン層による転送電極２９が選択的に形成され、この転
送電極２９上に層間絶縁膜３０を介してＡｌ遮光膜３１
が形成され、このＡｌ遮光膜３１を含む全面に例えばプ
ラズマＳｉＮ膜による表面保護層３２が形成されて構成
されている。そして、上記受光部２３が多数マトリクス
状に配列されてイメージエリアが形成される。尚、受光
部２３と垂直レジスタ２４間に形成されたＰ型の低濃度
領域３３は、読出しゲートである。
【０００５】また、上記Ａｌ遮光層３１は、受光部２３
上において選択的にエッチング除去されており、光Ｌ
は、このエッチング除去によって形成された開口３１ａ
を通じて受光部２３内に入射されるようになっている。
上において選択的にエッチング除去されており、光Ｌ
は、このエッチング除去によって形成された開口３１ａ
を通じて受光部２３内に入射されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＣＣＤ
固体撮像素子においては、図５に示すように、過大光量
の入射時、受光部２３の飽和信号電荷量以上の信号電荷
を第１のＰ型ウェル領域２２のバリアを越えさせて、受
光部２３からシリコン基板２１へと掃き捨てている。
固体撮像素子においては、図５に示すように、過大光量
の入射時、受光部２３の飽和信号電荷量以上の信号電荷
を第１のＰ型ウェル領域２２のバリアを越えさせて、受
光部２３からシリコン基板２１へと掃き捨てている。
【０００７】ここで、チャネル・ストッパ領域２５は、
上記イメージエリアの周辺部分を通してＧＮＤに接続さ
れている。即ち、第１のＰ型ウェル領域２２は、チャネ
ル・ストッパ領域２５を介して接地電位が印加される。
上記イメージエリアの周辺部分を通してＧＮＤに接続さ
れている。即ち、第１のＰ型ウェル領域２２は、チャネ
ル・ストッパ領域２５を介して接地電位が印加される。
【０００８】従来のＣＣＤ固体撮像素子の場合、第１の
Ｐ型ウェル領域２２とチャネル・ストッパ領域２５間の
ホール抵抗が高く、受光部２３に蓄積された信号電荷ｅ
に対して、第１のＰ型ウェル領域２２が電位的に固定さ
れないという問題がある。その結果、図５に示すよう
に、受光部２３内の信号電荷量の上昇につれて、第１の
Ｐ型ウェル領域２２におけるポテンシャルが徐々に浅く
なり（即ち、バリアが徐々に高くなり）、飽和信号電荷
量以上の信号電荷が、シリコン基板２１側に掃き捨てら
れることなく、入射光量に依存して受光部２３に蓄積さ
れることになる。
Ｐ型ウェル領域２２とチャネル・ストッパ領域２５間の
ホール抵抗が高く、受光部２３に蓄積された信号電荷ｅ
に対して、第１のＰ型ウェル領域２２が電位的に固定さ
れないという問題がある。その結果、図５に示すよう
に、受光部２３内の信号電荷量の上昇につれて、第１の
Ｐ型ウェル領域２２におけるポテンシャルが徐々に浅く
なり（即ち、バリアが徐々に高くなり）、飽和信号電荷
量以上の信号電荷が、シリコン基板２１側に掃き捨てら
れることなく、入射光量に依存して受光部２３に蓄積さ
れることになる。
【０００９】従って、受光部２３に蓄積された信号電荷
を垂直レジスタ２４に読出したとき、その読出した信号
電荷の量が垂直レジスタ２４の最大取扱い電荷量以上で
あった場合、垂直レジスタ２４がオーバーフローを起こ
すという問題が生じる。
を垂直レジスタ２４に読出したとき、その読出した信号
電荷の量が垂直レジスタ２４の最大取扱い電荷量以上で
あった場合、垂直レジスタ２４がオーバーフローを起こ
すという問題が生じる。
【００１０】即ち、従来のＣＣＤ固体撮像素子において
は、上記のように、第１のＰ型ウェル領域２２の電位が
固定しないため、図６の光電変換特性に示すように、飽
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合、その過大光量の増加量ΔＩｋｎｅｅ
に対する信号電荷の変化量（増加量）ΔＱｋｎｅｅが大
きくなり、比較的少ない過大光量に対しても垂直レジス
タ２４においてオーバーフローが生じるという不都合が
ある。垂直レジスタ２４において、オーバーフローが生
じた場合、高輝度被写体の画像が白クリップされ、その
部分の画像が判別できなくなり、画質の劣化を引き起こ
す。
は、上記のように、第１のＰ型ウェル領域２２の電位が
固定しないため、図６の光電変換特性に示すように、飽
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合、その過大光量の増加量ΔＩｋｎｅｅ
に対する信号電荷の変化量（増加量）ΔＱｋｎｅｅが大
きくなり、比較的少ない過大光量に対しても垂直レジス
タ２４においてオーバーフローが生じるという不都合が
ある。垂直レジスタ２４において、オーバーフローが生
じた場合、高輝度被写体の画像が白クリップされ、その
部分の画像が判別できなくなり、画質の劣化を引き起こ
す。
【００１１】上記過大光量入射時における信号電荷量の
増加を防ぐために、従来では、チャネル・ストッパ領域
２５の表面に同導電型の高濃度領域（ヘビー・チャネル
・ストッパ領域）を形成する方法が提案されているが、
このヘビー・チャネル・ストッパ領域の場合、注入量が
多すぎること、また濃度ピークが浅いことから、受光部
２３下の第１のＰ型ウェル領域２２を電位的に固定する
ことができず、依然、上記信号電荷量の増加を抑えるこ
とができないという問題があった。
増加を防ぐために、従来では、チャネル・ストッパ領域
２５の表面に同導電型の高濃度領域（ヘビー・チャネル
・ストッパ領域）を形成する方法が提案されているが、
このヘビー・チャネル・ストッパ領域の場合、注入量が
多すぎること、また濃度ピークが浅いことから、受光部
２３下の第１のＰ型ウェル領域２２を電位的に固定する
ことができず、依然、上記信号電荷量の増加を抑えるこ
とができないという問題があった。
【００１２】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、過大光量入射時にお
ける飽和信号以上の信号電荷量の増加を抑えることがで
き、受光部から垂直レジスタに信号電荷を読み出した際
の垂直レジスタにおけるオーバーフローを防止すること
ができる固体撮像素子を提供することにある。
もので、その目的とするところは、過大光量入射時にお
ける飽和信号以上の信号電荷量の増加を抑えることがで
き、受光部から垂直レジスタに信号電荷を読み出した際
の垂直レジスタにおけるオーバーフローを防止すること
ができる固体撮像素子を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１導電型の
半導体基板１に形成された第２導電型のウェル領域２
と、該ウェル領域２に形成された第１導電型の光電変換
領域３と、該光電変換領域３の横方向に読出しゲート１
３を間に挟んで形成された第１導電型の転送領域４とを
有し、当該光電変換領域３と隣接する他の絵素の転送領
域４とが第２導電型のチャネル・ストッパ領域５により
分離され、ウェル領域２とチャネル・ストッパ領域５と
が接地された固体撮像素子において、チャネル・ストッ
パ領域５とウェル領域２との間に、不純物濃度がチャネ
ル・ストッパ領域５より低く、ウェル領域２よりも高い
第２導電型の不純物拡散領域１４を形成して構成する。
半導体基板１に形成された第２導電型のウェル領域２
と、該ウェル領域２に形成された第１導電型の光電変換
領域３と、該光電変換領域３の横方向に読出しゲート１
３を間に挟んで形成された第１導電型の転送領域４とを
有し、当該光電変換領域３と隣接する他の絵素の転送領
域４とが第２導電型のチャネル・ストッパ領域５により
分離され、ウェル領域２とチャネル・ストッパ領域５と
が接地された固体撮像素子において、チャネル・ストッ
パ領域５とウェル領域２との間に、不純物濃度がチャネ
ル・ストッパ領域５より低く、ウェル領域２よりも高い
第２導電型の不純物拡散領域１４を形成して構成する。
【００１４】
【作用】上述の本発明の構成によれば、チャネル・スト
ッパ領域５とウェル領域２との間に、不純物濃度がチャ
ネル・ストッパ領域５より低く、ウェル領域２よりも高
い不純物拡散領域１４を形成するようにしたので、チャ
ネル・ストッパ領域５とウェル領域２間のホール抵抗が
低くなり、ウェル領域２を接地電位に固定することが可
能となる。
ッパ領域５とウェル領域２との間に、不純物濃度がチャ
ネル・ストッパ領域５より低く、ウェル領域２よりも高
い不純物拡散領域１４を形成するようにしたので、チャ
ネル・ストッパ領域５とウェル領域２間のホール抵抗が
低くなり、ウェル領域２を接地電位に固定することが可
能となる。
【００１５】従って、過大光量の入射によって受光部３
内の信号電荷ｅの量が多くなったとしても、ウェル領域
２におけるポテンシャルは、上記信号電荷量に対して依
存が少なくなり、受光部３から基板１にかけてのバリア
の高さが一定となる。その結果、飽和信号電荷量Ｑｓに
対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光量が入射した場合に
おいて、その過大光量の増加量ΔＩｋｎｅｅに対する信
号電荷の変化量（増加量）ΔＱｋｎｅｅが減少し、比較
的多い過大光量に対しても転送領域４においてオーバー
フローが生じるということがなくなる。
内の信号電荷ｅの量が多くなったとしても、ウェル領域
２におけるポテンシャルは、上記信号電荷量に対して依
存が少なくなり、受光部３から基板１にかけてのバリア
の高さが一定となる。その結果、飽和信号電荷量Ｑｓに
対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光量が入射した場合に
おいて、その過大光量の増加量ΔＩｋｎｅｅに対する信
号電荷の変化量（増加量）ΔＱｋｎｅｅが減少し、比較
的多い過大光量に対しても転送領域４においてオーバー
フローが生じるということがなくなる。
【００１６】
【実施例】以下、図１〜図３を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤ固体撮
像素子の要部の構成を示す断面図である。
施例を説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤ固体撮
像素子の要部の構成を示す断面図である。
【００１７】このＣＣＤ固体撮像素子は、図示するよう
に、Ｎ型シリコン基板１上の第１のＰ型ウェル領域２内
にＮ型の受光部３と垂直レジスタ４並びにＰ型のチャン
ネル・ストッパ領域５が形成されている。また、受光部
３表面にＰ型の正電荷蓄積領域６が形成され、垂直レジ
スタ４直下には第２のＰ型ウェル領域７が形成されてい
る。
に、Ｎ型シリコン基板１上の第１のＰ型ウェル領域２内
にＮ型の受光部３と垂直レジスタ４並びにＰ型のチャン
ネル・ストッパ領域５が形成されている。また、受光部
３表面にＰ型の正電荷蓄積領域６が形成され、垂直レジ
スタ４直下には第２のＰ型ウェル領域７が形成されてい
る。
【００１８】更に、第１のＰ型ウェル領域２上にゲート
絶縁膜８を介して多結晶シリコン層による転送電極９が
選択的に形成され、この転送電極９上に層間絶縁膜１０
を介してＡｌ遮光膜１１が形成され、このＡｌ遮光膜１
１を含む全面に例えばプラズマＳｉＮ膜による表面保護
層１２が形成されてＣＣＤ固体撮像素子が構成されてい
る。そして、上記受光部３が多数マトリクス状に配列さ
れてイメージエリアが形成される。尚、受光部３と垂直
レジスタ４間に形成されたＰ型の低濃度領域１３は読出
しゲートである。
絶縁膜８を介して多結晶シリコン層による転送電極９が
選択的に形成され、この転送電極９上に層間絶縁膜１０
を介してＡｌ遮光膜１１が形成され、このＡｌ遮光膜１
１を含む全面に例えばプラズマＳｉＮ膜による表面保護
層１２が形成されてＣＣＤ固体撮像素子が構成されてい
る。そして、上記受光部３が多数マトリクス状に配列さ
れてイメージエリアが形成される。尚、受光部３と垂直
レジスタ４間に形成されたＰ型の低濃度領域１３は読出
しゲートである。
【００１９】上記Ａｌ遮光膜１１は、受光部３上におい
て選択的にエッチング除去されており、光Ｌは、このエ
ッチング除去によって形成された受光部開口１１ａを通
じて受光部３内に入射されるようになっている。また、
チャネル・ストッパ領域５は、上記イメージエリアの周
辺部分を通してＧＮＤに接続されており、第１のＰ型ウ
ェル領域２は、このチャネル・ストッパ領域５を介して
接地電位が印加される。
て選択的にエッチング除去されており、光Ｌは、このエ
ッチング除去によって形成された受光部開口１１ａを通
じて受光部３内に入射されるようになっている。また、
チャネル・ストッパ領域５は、上記イメージエリアの周
辺部分を通してＧＮＤに接続されており、第１のＰ型ウ
ェル領域２は、このチャネル・ストッパ領域５を介して
接地電位が印加される。
【００２０】しかして、本例においては、チャネル・ス
トッパ領域５下に第１のＰ型ウェル領域２まで達する比
較的高濃度のＰ型の不純物拡散領域１４を形成する。こ
の不純物拡散領域１４の濃度は、チャネル・ストッパ領
域５の濃度よりも低く、第１のＰ型ウェル領域２よりも
高く設定されている。
トッパ領域５下に第１のＰ型ウェル領域２まで達する比
較的高濃度のＰ型の不純物拡散領域１４を形成する。こ
の不純物拡散領域１４の濃度は、チャネル・ストッパ領
域５の濃度よりも低く、第１のＰ型ウェル領域２よりも
高く設定されている。
【００２１】本例では、チャネル・ストッパ領域５下
に、Ｐ型の不純物、例えばボロン（Ｂ）を、注入エネル
ギ＝３００ｋｅＶ、注入量＝８．０×１０11ｃｍ-2の条
件でイオン注入することにより上記不純物拡散領域１４
を形成する。
に、Ｐ型の不純物、例えばボロン（Ｂ）を、注入エネル
ギ＝３００ｋｅＶ、注入量＝８．０×１０11ｃｍ-2の条
件でイオン注入することにより上記不純物拡散領域１４
を形成する。
【００２２】上述のように、本例によれば、チャネル・
ストッパ領域５と第１のＰ型ウェル領域２との間に、不
純物濃度がチャネル・ストッパ領域５より低く、第１の
Ｐ型ウェル領域２よりも高いＰ型の不純物拡散領域１４
を形成するようにしたので、チャネル・ストッパ領域５
と第１のＰ型ウェル領域２間のホール抵抗が低くなり、
第１のＰ型ウェル領域２を接地電位に固定することが可
能となる。
ストッパ領域５と第１のＰ型ウェル領域２との間に、不
純物濃度がチャネル・ストッパ領域５より低く、第１の
Ｐ型ウェル領域２よりも高いＰ型の不純物拡散領域１４
を形成するようにしたので、チャネル・ストッパ領域５
と第１のＰ型ウェル領域２間のホール抵抗が低くなり、
第１のＰ型ウェル領域２を接地電位に固定することが可
能となる。
【００２３】その結果、図２に示すように、過大光量の
入射によって受光部３内の信号電荷ｅの量が多くなった
としても、第１のＰ型ウェル領域２におけるポテンシャ
ルは、上記信号電荷ｅの量に対して依存が少なくなり、
受光部３からシリコン基板１にかけてのバリアの高さが
一定となる。
入射によって受光部３内の信号電荷ｅの量が多くなった
としても、第１のＰ型ウェル領域２におけるポテンシャ
ルは、上記信号電荷ｅの量に対して依存が少なくなり、
受光部３からシリコン基板１にかけてのバリアの高さが
一定となる。
【００２４】そのため、図３の曲線に示すように、飽
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合において、その過大光量の増加量ΔＩ
ｋｎｅｅに対する信号電荷ｅの変化量（増加量）ΔＱｋ
ｎｅｅが従来の場合（曲線で示す）と比べて大幅に減
少し、比較的多い過大光量に対しても垂直レジスタ４に
おいてオーバーフローが生じるということがなくなる。
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合において、その過大光量の増加量ΔＩ
ｋｎｅｅに対する信号電荷ｅの変化量（増加量）ΔＱｋ
ｎｅｅが従来の場合（曲線で示す）と比べて大幅に減
少し、比較的多い過大光量に対しても垂直レジスタ４に
おいてオーバーフローが生じるということがなくなる。
【００２５】従って、本例に係るＣＣＤ固体撮像素子の
場合、高輝度被写体のコントラストが判別できるように
なり、画質が著しく改善される。
場合、高輝度被写体のコントラストが判別できるように
なり、画質が著しく改善される。
【００２６】
【発明の効果】本発明に係る固体撮像素子によれば、過
大光量入射時における飽和信号以上の信号電荷量の増加
を抑えることができ、受光部から垂直レジスタに信号電
荷を読み出した際の垂直レジスタにおけるオーバーフロ
ーを防止することができる。
大光量入射時における飽和信号以上の信号電荷量の増加
を抑えることができ、受光部から垂直レジスタに信号電
荷を読み出した際の垂直レジスタにおけるオーバーフロ
ーを防止することができる。
【図１】本実施例に係るＣＣＤ固体撮像素子の要部の構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図２】本実施例の受光部における深さ方向のポテンシ
ャル図。
ャル図。
【図３】本実施例の光電変換特性を示す特性図。
【図４】従来例に係るＣＣＤ固体撮像素子の要部の構成
を示す断面図。
を示す断面図。
【図５】従来例の受光部における深さ方向のポテンシャ
ル図。
ル図。
【図６】従来例の光電変換特性を示す特性図。
１ シリコン基板 ２ 第１のＰ型ウェル領域 ３ 受光部 ４ 垂直レジスタ ５ チャネル・ストッパ領域 ６ 正電荷蓄積領域 ７ 第２のＰ型ウェル領域 ８ ゲート絶縁膜 ９ 転送電極 １０ 層間絶縁膜 １１ Ａｌ遮光膜 １２ 表面保護層 １４ 不純物拡散領域
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】従来の縦型オーバーフローＣＣＤによる固
体撮像装置の構成は、図５に示すように、Ｎ型シリコン
基板２１上の第１のＰ型ウェル領域２２内にＮ型の受光
部２３と垂直レジスタ２４並びにＰ型のチャンネル・ス
トッパ領域２５が形成され、受光部２３表面にＰ型の正
電荷蓄積領域２６が、垂直レジスタ２４直下に第２のＰ
型ウェル領域２７が夫々形成され、更に、第１のＰ型ウ
ェル領域２２上にゲート絶縁膜２８を介して多結晶シリ
コン層による転送電極２９が選択的に形成され、この転
送電極２９上に層間絶縁膜３０を介してＡｌ遮光膜３１
が形成され、このＡｌ遮光膜３１を含む全面に例えばプ
ラズマＳｉＮ膜による表面保護層３２が形成されて構成
されている。そして、上記受光部２３が多数マトリクス
状に配列されてイメージエリアが形成される。尚、受光
部２３と垂直レジスタ２４間に形成されたＰ型の低濃度
領域３３は、読出しゲートである。
体撮像装置の構成は、図５に示すように、Ｎ型シリコン
基板２１上の第１のＰ型ウェル領域２２内にＮ型の受光
部２３と垂直レジスタ２４並びにＰ型のチャンネル・ス
トッパ領域２５が形成され、受光部２３表面にＰ型の正
電荷蓄積領域２６が、垂直レジスタ２４直下に第２のＰ
型ウェル領域２７が夫々形成され、更に、第１のＰ型ウ
ェル領域２２上にゲート絶縁膜２８を介して多結晶シリ
コン層による転送電極２９が選択的に形成され、この転
送電極２９上に層間絶縁膜３０を介してＡｌ遮光膜３１
が形成され、このＡｌ遮光膜３１を含む全面に例えばプ
ラズマＳｉＮ膜による表面保護層３２が形成されて構成
されている。そして、上記受光部２３が多数マトリクス
状に配列されてイメージエリアが形成される。尚、受光
部２３と垂直レジスタ２４間に形成されたＰ型の低濃度
領域３３は、読出しゲートである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＣＣＤ
固体撮像素子においては、図６に示すように、過大光量
の入射時、受光部２３の飽和信号電荷量以上の信号電荷
を第１のＰ型ウェル領域２２のバリアを越えさせて、受
光部２３からシリコン基板２１へと掃き捨てている。
固体撮像素子においては、図６に示すように、過大光量
の入射時、受光部２３の飽和信号電荷量以上の信号電荷
を第１のＰ型ウェル領域２２のバリアを越えさせて、受
光部２３からシリコン基板２１へと掃き捨てている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】従来のＣＣＤ固体撮像素子の場合、第１の
Ｐ型ウェル領域２２とチャネル・ストッパ領域２５間の
ホール抵抗が高く、受光部２３に蓄積された信号電荷ｅ
に対して、第１のＰ型ウェル領域２２が電位的に固定さ
れないという問題がある。その結果、図６に示すよう
に、受光部２３内の信号電荷量の上昇につれて、第１の
Ｐ型ウェル領域２２におけるポテンシャルが徐々に浅く
なり（即ち、バリアが徐々に高くなり）、飽和信号電荷
量以上の信号電荷が、シリコン基板２１側に掃き捨てら
れることなく、入射光量に依存して受光部２３に蓄積さ
れることになる。
Ｐ型ウェル領域２２とチャネル・ストッパ領域２５間の
ホール抵抗が高く、受光部２３に蓄積された信号電荷ｅ
に対して、第１のＰ型ウェル領域２２が電位的に固定さ
れないという問題がある。その結果、図６に示すよう
に、受光部２３内の信号電荷量の上昇につれて、第１の
Ｐ型ウェル領域２２におけるポテンシャルが徐々に浅く
なり（即ち、バリアが徐々に高くなり）、飽和信号電荷
量以上の信号電荷が、シリコン基板２１側に掃き捨てら
れることなく、入射光量に依存して受光部２３に蓄積さ
れることになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】即ち、従来のＣＣＤ固体撮像素子において
は、上記のように、第１のＰ型ウェル領域２２の電位が
固定しないため、図７の光電変換特性に示すように、飽
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合、その過大光量の増加量ΔＩｋｎｅｅ
に対する信号電荷の変化量（増加量）ΔＱｋｎｅｅが大
きくなり、比較的少ない過大光量に対しても垂直レジス
タ２４においてオーバーフローが生じるという不都合が
ある。垂直レジスタ２４において、オーバーフローが生
じた場合、高輝度被写体の画像が白クリップされ、その
部分の画像が判別できなくなり、画質の劣化を引き起こ
す。
は、上記のように、第１のＰ型ウェル領域２２の電位が
固定しないため、図７の光電変換特性に示すように、飽
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合、その過大光量の増加量ΔＩｋｎｅｅ
に対する信号電荷の変化量（増加量）ΔＱｋｎｅｅが大
きくなり、比較的少ない過大光量に対しても垂直レジス
タ２４においてオーバーフローが生じるという不都合が
ある。垂直レジスタ２４において、オーバーフローが生
じた場合、高輝度被写体の画像が白クリップされ、その
部分の画像が判別できなくなり、画質の劣化を引き起こ
す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【実施例】以下、図１〜図４を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤ固体撮
像素子の要部の構成を示す断面図である。
施例を説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤ固体撮
像素子の要部の構成を示す断面図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】本例では、チャネル・ストッパ領域５下
に、Ｐ型の不純物、例えばボロン（Ｂ）を、注入エネル
ギ＝３００ｋｅＶ、注入量＝８．０×１０11ｃｍ-2の条
件でイオン注入することにより上記不純物拡散領域１４
を形成する。図２は平面よりみたＰ型の不純物拡散領域
１４の形成領域（破線ハッチング部分）を示す。図２Ａ
は、受光部３と垂直レジスタ４間の垂直方向に延びる部
分のチャネル・ストッパ領域５下に上記不純物拡散領域
１４を形成した場合である。図２Ｂは、受光部３と垂直
レジスタ４間の垂直方向に延びる部分と、垂直方向に隣
り合う受光部３間の部分とにわたるチャネル・ストッパ
領域５下に上記不純物拡散領域１４を形成した場合であ
る。
に、Ｐ型の不純物、例えばボロン（Ｂ）を、注入エネル
ギ＝３００ｋｅＶ、注入量＝８．０×１０11ｃｍ-2の条
件でイオン注入することにより上記不純物拡散領域１４
を形成する。図２は平面よりみたＰ型の不純物拡散領域
１４の形成領域（破線ハッチング部分）を示す。図２Ａ
は、受光部３と垂直レジスタ４間の垂直方向に延びる部
分のチャネル・ストッパ領域５下に上記不純物拡散領域
１４を形成した場合である。図２Ｂは、受光部３と垂直
レジスタ４間の垂直方向に延びる部分と、垂直方向に隣
り合う受光部３間の部分とにわたるチャネル・ストッパ
領域５下に上記不純物拡散領域１４を形成した場合であ
る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】その結果、図３に示すように、過大光量の
入射によって受光部３内の信号電荷ｅの量が多くなった
としても、第１のＰ型ウェル領域２におけるポテンシャ
ルは、上記信号電荷ｅの量に対して依存が少なくなり、
受光部３からシリコン基板１にかけてのバリアの高さが
一定となる。
入射によって受光部３内の信号電荷ｅの量が多くなった
としても、第１のＰ型ウェル領域２におけるポテンシャ
ルは、上記信号電荷ｅの量に対して依存が少なくなり、
受光部３からシリコン基板１にかけてのバリアの高さが
一定となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】そのため、図４の曲線に示すように、飽
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合において、その過大光量の増加量ΔＩ
ｋｎｅｅに対する信号電荷ｅの変化量（増加量）ΔＱｋ
ｎｅｅが従来の場合（曲線で示す）と比べて大幅に減
少し、比較的多い過大光量に対しても垂直レジスタ４に
おいてオーバーフローが生じるということがなくなる。
尚、図２Ｂで示すように、受光部３間に対応する部分の
チャネル・ストッパ領域５下にも延長して上記不純物拡
散領域１４を形成するときには、図２Ａの場合に比較し
て、さらにチャネル・ストッパ領域５と第１のＰ型ウェ
ル領域２間のホール抵抗が低くなり、第１のＰ型ウェル
領域２のポテンシャルの上記信号電荷量に対する依存が
少なくなりΔＱｋｎｅｅが更に減少することは勿論であ
る。
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合において、その過大光量の増加量ΔＩ
ｋｎｅｅに対する信号電荷ｅの変化量（増加量）ΔＱｋ
ｎｅｅが従来の場合（曲線で示す）と比べて大幅に減
少し、比較的多い過大光量に対しても垂直レジスタ４に
おいてオーバーフローが生じるということがなくなる。
尚、図２Ｂで示すように、受光部３間に対応する部分の
チャネル・ストッパ領域５下にも延長して上記不純物拡
散領域１４を形成するときには、図２Ａの場合に比較し
て、さらにチャネル・ストッパ領域５と第１のＰ型ウェ
ル領域２間のホール抵抗が低くなり、第１のＰ型ウェル
領域２のポテンシャルの上記信号電荷量に対する依存が
少なくなりΔＱｋｎｅｅが更に減少することは勿論であ
る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るＣＣＤ固体撮像素子の要部の構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図２】本実施例に係るＣＣＤ固体撮像素子の要部の構
成を示す平面図。
成を示す平面図。
【図３】 本実施例の受光部における深さ方向のポテンシ
ャル図。
ャル図。
【図４】 本実施例の光電変換特性を示す特性図。
【図５】 従来例に係るＣＣＤ固体撮像素子の要部の構成
を示す断面図。
を示す断面図。
【図６】 従来例の受光部における深さ方向のポテンシャ
ル図。
ル図。
【図７】 従来例の光電変換特性を示す特性図。
【符号の説明】 １ シリコン基板 ２ 第１のＰ型ウェル領域 ３ 受光部 ４ 垂直レジスタ ５ チャネル・ストッパ領域 ６ 正電荷蓄積領域 ７ 第２のＰ型ウェル領域 ８ ゲート絶縁膜 ９ 転送電極 １０ 層間絶縁膜 １１ Ａｌ遮光膜 １２ 表面保護膜 １４ 不純物拡散領域
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】追加
【補正内容】
【図７】
Claims (2)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体基板に形成された第
２導電型のウェル領域と、該ウェル領域に形成された第
１導電型の光電変換領域と、該光電変換領域の横方向に
読出しゲートを間に挟んで形成された第１導電型の転送
領域とを有し、当該光電変換領域と隣接する他の絵素の
転送領域とが第２導電型のチャネル・ストッパ領域によ
り分離され、上記ウェル領域と上記チャネル・ストッパ
領域とが接地された固体撮像素子において、 上記チャネル・ストッパ領域と上記ウェル領域との間
に、不純物濃度が上記チャネル・ストッパ領域より低
く、上記ウェル領域よりも高い第２導電型の不純物拡散
領域が形成されていることを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 上記第１導電型がＮ型、上記第２導電型
がＰ型であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4016964A JPH05218381A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4016964A JPH05218381A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218381A true JPH05218381A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=11930789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4016964A Pending JPH05218381A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218381A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07161958A (ja) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| KR100239188B1 (ko) * | 1995-04-20 | 2000-01-15 | 가네꼬 히사시 | 높은 불순물 농도의 소자분리 영역을 갖는 고체 이미지센서 및 그 제조방법 |
| KR100240188B1 (ko) * | 1995-05-29 | 2000-01-15 | 모리 가즈히로 | 고체촬상소자 및 그 제조방법 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4016964A patent/JPH05218381A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07161958A (ja) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| KR100239188B1 (ko) * | 1995-04-20 | 2000-01-15 | 가네꼬 히사시 | 높은 불순물 농도의 소자분리 영역을 갖는 고체 이미지센서 및 그 제조방법 |
| KR100240188B1 (ko) * | 1995-05-29 | 2000-01-15 | 모리 가즈히로 | 고체촬상소자 및 그 제조방법 |
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