JPH0527992B2 - - Google Patents
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- JPH0527992B2 JPH0527992B2 JP59244685A JP24468584A JPH0527992B2 JP H0527992 B2 JPH0527992 B2 JP H0527992B2 JP 59244685 A JP59244685 A JP 59244685A JP 24468584 A JP24468584 A JP 24468584A JP H0527992 B2 JPH0527992 B2 JP H0527992B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14887—Blooming suppression
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S438/965—Shaped junction formation
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、第１導電型の半導体基板の表面に隣
接する、上から見て細長い形を示す第１導電型の
多数のチヤネル領域を有し、これ等のチヤネル領
域は、前記の表面上にある上から見て細長い形を
示す電極に対して直角に向けられ、動作中その中
に電荷が集められて転送され、前記の表面に隣接
する、上から見て細長い形を示す反対の第２導電
型のチヤネル分離帯域によつて互に分離され、更
に前記の表面に平行に延在する第２導電型の半導
体帯域と隣接するようにしたイメージセンサ装置
に関するものである。
接する、上から見て細長い形を示す第１導電型の
多数のチヤネル領域を有し、これ等のチヤネル領
域は、前記の表面上にある上から見て細長い形を
示す電極に対して直角に向けられ、動作中その中
に電荷が集められて転送され、前記の表面に隣接
する、上から見て細長い形を示す反対の第２導電
型のチヤネル分離帯域によつて互に分離され、更
に前記の表面に平行に延在する第２導電型の半導
体帯域と隣接するようにしたイメージセンサ装置
に関するものである。
このようなイメージセンサ装置では、動作中、
チヤネル領域内にポテンシヤルバリヤによつて互
に分離されたポテンシヤル井戸（potential
well）のパターンが形成されるような電圧が電極
に加えられる。所定の積分時間の間、入射放射線
によつて半導体物質内に発生された電荷これ等の
井戸型ポテンシヤルに集められる。このようにし
て、放射線イメージに対応した電荷イメージが形
成される。積分時間が過ぎると電極にクロツク電
圧が加えられ、この結果、集められた電荷パケツ
トはチヤネル領域を通つて運ばれ、例えば記憶レ
ジスタに転送される。この方法は所謂フレームま
たはフイールド転送法である。次いでこの電荷
は、次の積分時間の間、テレビジヨン入力信号に
処理される。
チヤネル領域内にポテンシヤルバリヤによつて互
に分離されたポテンシヤル井戸（potential
well）のパターンが形成されるような電圧が電極
に加えられる。所定の積分時間の間、入射放射線
によつて半導体物質内に発生された電荷これ等の
井戸型ポテンシヤルに集められる。このようにし
て、放射線イメージに対応した電荷イメージが形
成される。積分時間が過ぎると電極にクロツク電
圧が加えられ、この結果、集められた電荷パケツ
トはチヤネル領域を通つて運ばれ、例えば記憶レ
ジスタに転送される。この方法は所謂フレームま
たはフイールド転送法である。次いでこの電荷
は、次の積分時間の間、テレビジヨン入力信号に
処理される。
表面に平行に延在する半導体帯域に存在によつ
て、電極、半導体帯域および基板間に適当な電圧
を加えると表面と基板との間に、半導体帯域のこ
の区におけるポテンシヤルバリヤを呈する電圧変
化をじる。したがつて、表面らみてこのポテンシ
ヤルバリヤの上方に発生した電荷は電荷イメージ
の形成に寄与するが、このポテンシヤルバリヤの
下方に発生した電荷は電荷イメージの形成に寄与
しないことになる。波長の長い放射線の方が波長
の短かい放射線よりも半導体物質内に深く浸入す
るので、イメージセンサ装置の分光感度はポテン
シヤルバリヤの位置に左右される。
て、電極、半導体帯域および基板間に適当な電圧
を加えると表面と基板との間に、半導体帯域のこ
の区におけるポテンシヤルバリヤを呈する電圧変
化をじる。したがつて、表面らみてこのポテンシ
ヤルバリヤの上方に発生した電荷は電荷イメージ
の形成に寄与するが、このポテンシヤルバリヤの
下方に発生した電荷は電荷イメージの形成に寄与
しないことになる。波長の長い放射線の方が波長
の短かい放射線よりも半導体物質内に深く浸入す
るので、イメージセンサ装置の分光感度はポテン
シヤルバリヤの位置に左右される。
英国特許出願第2054961には、半導体帯域とチ
ヤネル領域のドーピング濃度が基板のドーピング
濃度を越えないようにした冒頭記載の様式のイメ
ージセンサ装置が開示されている。その結果、チ
ヤネル領域内に集められた電荷は表面と半導体基
板との間の電位変化に次のような影響を与えるこ
とができる、即ち、半導体帯域の地域にあつたポ
テンシヤルバリヤは、積分時間の間電荷が所定以
上になると消失してしまう。積分期間の間、局部
的な強い放射線のために前記の所定量を越すよう
な電荷量が局部的に発生すると、過剰の電荷は半
導体基板に転送されることができる。したがつ
て、この過剰の電荷は、積分期間の間チヤネル領
域内に存する多数の隣接のポテンシヤル井戸に拡
散するのを阻止されることが可能である。屡々
「ブルーミング」と呼ばれるこの現象は、テレビ
ジヨン画像内に、このようなイメージセンサ装置
によつて得られた信号により形成された極めて邪
魔なラインを発生することがある。
ヤネル領域のドーピング濃度が基板のドーピング
濃度を越えないようにした冒頭記載の様式のイメ
ージセンサ装置が開示されている。その結果、チ
ヤネル領域内に集められた電荷は表面と半導体基
板との間の電位変化に次のような影響を与えるこ
とができる、即ち、半導体帯域の地域にあつたポ
テンシヤルバリヤは、積分時間の間電荷が所定以
上になると消失してしまう。積分期間の間、局部
的な強い放射線のために前記の所定量を越すよう
な電荷量が局部的に発生すると、過剰の電荷は半
導体基板に転送されることができる。したがつ
て、この過剰の電荷は、積分期間の間チヤネル領
域内に存する多数の隣接のポテンシヤル井戸に拡
散するのを阻止されることが可能である。屡々
「ブルーミング」と呼ばれるこの現象は、テレビ
ジヨン画像内に、このようなイメージセンサ装置
によつて得られた信号により形成された極めて邪
魔なラインを発生することがある。
公知のイメージセンサ装置は、２つの半導体層
（このうち上の層はチヤネル領域を有する）が設
けられた半導体基板を有し、前記の層は、半導体
基板のドーピング濃度を越えないドーピング濃度
を有する。このような構造は半導内へ不純物の拡
散によつて得ることはできない。１つの導電型の
半導体内への不純物の拡散の場合には、そのドー
ピング濃度が半導体のドーピング濃度以上の反対
導電型の１つの帯域が形成されるにすぎない。
（このうち上の層はチヤネル領域を有する）が設
けられた半導体基板を有し、前記の層は、半導体
基板のドーピング濃度を越えないドーピング濃度
を有する。このような構造は半導内へ不純物の拡
散によつて得ることはできない。１つの導電型の
半導体内への不純物の拡散の場合には、そのドー
ピング濃度が半導体のドーピング濃度以上の反対
導電型の１つの帯域が形成されるにすぎない。
公知のイメージセンサ装置の別の欠点は、チヤ
ネル領域が、チヤネル分離帯域の製造の間に決ま
る巾を有することである。この帯域は、拡散に必
要な窓の最小寸法とその両側の側方拡散が生じる
距離との和等しい最小巾を有する。この距離は、
公知のイメージセンサ装置ではチヤネル領域が形
成される層の厚さよりも大きい。隣接したチヤネ
ル領域間の所望の中心間距離より出発し、この中
心間距離から、所望の拡散窓の巾とチヤネル領域
の厚さの優に２倍以上を挿し引いたものがこの場
合チヤネル領域の巾として残される。実際には、
所望の相対中心距離例えば10μm、窓の巾は4μm、
チヤネル領域の厚さは1μmとすると、チヤネル領
域の巾に対して僅かに約3μmが残されるにすぎな
い。
ネル領域が、チヤネル分離帯域の製造の間に決ま
る巾を有することである。この帯域は、拡散に必
要な窓の最小寸法とその両側の側方拡散が生じる
距離との和等しい最小巾を有する。この距離は、
公知のイメージセンサ装置ではチヤネル領域が形
成される層の厚さよりも大きい。隣接したチヤネ
ル領域間の所望の中心間距離より出発し、この中
心間距離から、所望の拡散窓の巾とチヤネル領域
の厚さの優に２倍以上を挿し引いたものがこの場
合チヤネル領域の巾として残される。実際には、
所望の相対中心距離例えば10μm、窓の巾は4μm、
チヤネル領域の厚さは1μmとすると、チヤネル領
域の巾に対して僅かに約3μmが残されるにすぎな
い。
したがつて、公知のイメージセンサ装置は比較
的巾の狭いチヤネル領域と比較的巾の広いチヤネ
ル分離帯域を有する。この状態は望ましいもので
はない、というのは、この場合単位表面積当り集
められて転送されることのできる電荷の量が比較
的少ないというだけでなく、その結果イメージセ
ンサ装置が低い感度を有するからである。チヤネ
ル分離帯域に発生した電荷は半導体基板に転送さ
れることができ、この場合にはイメージ形成に寄
与しない。
的巾の狭いチヤネル領域と比較的巾の広いチヤネ
ル分離帯域を有する。この状態は望ましいもので
はない、というのは、この場合単位表面積当り集
められて転送されることのできる電荷の量が比較
的少ないというだけでなく、その結果イメージセ
ンサ装置が低い感度を有するからである。チヤネ
ル分離帯域に発生した電荷は半導体基板に転送さ
れることができ、この場合にはイメージ形成に寄
与しない。
本発明は、チヤネル領域に集められた電荷が、
過剰の電荷が半導体基板に転送されることができ
るように表面と半導体基板間の電位変化に影響を
与えることもでき、また比較的広いチヤネル領域
と比較的狭いチヤネル分離帯域とを有する冒頭記
載の様式のイメージセンサ装置を得ることをなか
んずくその目的とするものである。
過剰の電荷が半導体基板に転送されることができ
るように表面と半導体基板間の電位変化に影響を
与えることもでき、また比較的広いチヤネル領域
と比較的狭いチヤネル分離帯域とを有する冒頭記
載の様式のイメージセンサ装置を得ることをなか
んずくその目的とするものである。
本発明は、冒頭に記載した様式のイメージセン
サ装置において、次のようにしたことを特徴とす
るものである。即ち、チヤネル領域は半導体帯域
のドーピング濃度よりも大きなドーピング濃度を
有し、この半導体帯域のドーピング濃度は半導体
基板のドーピング濃度よりも大きく、前記の半導
体帯域は、上から見てチヤネル領域に直角方向
に、該チヤネル領域の中心で最小となるように変
化する厚さを有する。
サ装置において、次のようにしたことを特徴とす
るものである。即ち、チヤネル領域は半導体帯域
のドーピング濃度よりも大きなドーピング濃度を
有し、この半導体帯域のドーピング濃度は半導体
基板のドーピング濃度よりも大きく、前記の半導
体帯域は、上から見てチヤネル領域に直角方向
に、該チヤネル領域の中心で最小となるように変
化する厚さを有する。
本発明のイメージセンサ装置は、第１導電型の
半導体基板内への不純物拡散によつて簡単につく
ることができる。したがつて、第２導電型の帯域
を、或る一定の中心間距離で延在する窓を有する
第１マスキングによつて設け、次いで、チヤネル
領域を形成する第１導電型の帯域を、同じ中心間
距離で延在する窓を有する第２マスキングによつ
て設けることができる。この場合前記の第２マス
キングは、第２導電型の帯域間の中間にチヤネル
領域が形成されるように配する。次いで、チヤネ
ル領域は、表面に隣接する第２導電型の帯域（チ
ヤネル分離帯域）によつて互に分離され、一方に
おいて、表面と平行に延在する第２導電型の帯域
と隣接する。この帯域、上から見てチヤネル領域
に直角な方向に延在し且つこのチヤネル領域の中
心に最小をもつ厚さを有する。チヤネル領域は、
下方にある半導体帯域のドーピング濃度以上のド
ーピング濃度を有し、一方半導体帯域、半導体基
板のドーピング濃度以上のドーピング濃度を有す
る。この結果、有効なブルーミング防止が可能で
ある。
半導体基板内への不純物拡散によつて簡単につく
ることができる。したがつて、第２導電型の帯域
を、或る一定の中心間距離で延在する窓を有する
第１マスキングによつて設け、次いで、チヤネル
領域を形成する第１導電型の帯域を、同じ中心間
距離で延在する窓を有する第２マスキングによつ
て設けることができる。この場合前記の第２マス
キングは、第２導電型の帯域間の中間にチヤネル
領域が形成されるように配する。次いで、チヤネ
ル領域は、表面に隣接する第２導電型の帯域（チ
ヤネル分離帯域）によつて互に分離され、一方に
おいて、表面と平行に延在する第２導電型の帯域
と隣接する。この帯域、上から見てチヤネル領域
に直角な方向に延在し且つこのチヤネル領域の中
心に最小をもつ厚さを有する。チヤネル領域は、
下方にある半導体帯域のドーピング濃度以上のド
ーピング濃度を有し、一方半導体帯域、半導体基
板のドーピング濃度以上のドーピング濃度を有す
る。この結果、有効なブルーミング防止が可能で
ある。
本発明のイメージセンサ装置においては、チヤ
ネル領域の巾は、第２マスキングの窓の巾と側方
拡散が生じる距離との和に等しい。この距離略々
はチヤネル領域の厚さに等しい。この場合、制限
因子は、２つの窓間に取らればらない最小距離で
ある。チヤネル領域間の所望の中心間距離では、
チヤネル領域の最大巾は、前記の中心間距離から
最小窓巾を引き、チヤネル領域の厚さの２倍を加
えたものに等しい。これに相当する実際の形態で
は、中心間距離は10μm、最小窓中は4μm、チヤ
ネル領域の厚さは1μmで、この場合チヤネル領域
の巾は少なくとも8μmなる。公知のイメージセン
サ装置と比較すると、本発明のイメージセンサ装
置は比較的広いチヤンネル領域と比較的狭いチヤ
ネル帯域を有する。
ネル領域の巾は、第２マスキングの窓の巾と側方
拡散が生じる距離との和に等しい。この距離略々
はチヤネル領域の厚さに等しい。この場合、制限
因子は、２つの窓間に取らればらない最小距離で
ある。チヤネル領域間の所望の中心間距離では、
チヤネル領域の最大巾は、前記の中心間距離から
最小窓巾を引き、チヤネル領域の厚さの２倍を加
えたものに等しい。これに相当する実際の形態で
は、中心間距離は10μm、最小窓中は4μm、チヤ
ネル領域の厚さは1μmで、この場合チヤネル領域
の巾は少なくとも8μmなる。公知のイメージセン
サ装置と比較すると、本発明のイメージセンサ装
置は比較的広いチヤンネル領域と比較的狭いチヤ
ネル帯域を有する。
本発明は更に、冒頭に記載した様式のイメージ
センサ装置の製造法に関するものである。この製
造法の特徴とするところは、一定の相対中心距離
で延在する窓を有する第１マスキングを経ての不
純物の拡散によつて半導体基板に第２導電型の帯
域を設け、次いで、同じ中心間距離で延在する窓
を有する第２マスキングを経て、チヤネル領域を
形成する第１導電型の帯域を設け、前記の第２マ
スキング、チヤネル領域が第２導電型の帯域間の
中間に形成されるように配することにある。
センサ装置の製造法に関するものである。この製
造法の特徴とするところは、一定の相対中心距離
で延在する窓を有する第１マスキングを経ての不
純物の拡散によつて半導体基板に第２導電型の帯
域を設け、次いで、同じ中心間距離で延在する窓
を有する第２マスキングを経て、チヤネル領域を
形成する第１導電型の帯域を設け、前記の第２マ
スキング、チヤネル領域が第２導電型の帯域間の
中間に形成されるように配することにある。
したがつて、簡単な拡散技法によつて、チヤネ
ル領域が表面を隣接する第２導電型の半導体帯域
（チヤネル分離帯域）によつて互に分離され、更
に第２導電型の半導体帯域と隣接するイメージセ
ンサ装置が得られる。チヤネル領域半導体帯域の
ドーピング濃度以上のドーピング濃度を有し、半
導体帯域のドーピング濃度は半導体基板のドーピ
ング濃度より大である。半導体帯域は、上から見
てチヤネル領域に直角な方向に、このチヤネル領
域の中心を最小をもつように変化する厚さを有す
る。このように形成されたイメージセンサ装置
は、ブルーミングの発生が強く抑止されるように
して使用することができる。
ル領域が表面を隣接する第２導電型の半導体帯域
（チヤネル分離帯域）によつて互に分離され、更
に第２導電型の半導体帯域と隣接するイメージセ
ンサ装置が得られる。チヤネル領域半導体帯域の
ドーピング濃度以上のドーピング濃度を有し、半
導体帯域のドーピング濃度は半導体基板のドーピ
ング濃度より大である。半導体帯域は、上から見
てチヤネル領域に直角な方向に、このチヤネル領
域の中心を最小をもつように変化する厚さを有す
る。このように形成されたイメージセンサ装置
は、ブルーミングの発生が強く抑止されるように
して使用することができる。
以下に本発明を図面の実施例を参照して更に詳
しく説明する。
しく説明する。
図面は線図的なもので寸法比通りのものではな
く、特に断面図は見易くするために厚さ方向の寸
法を可成り誇張してある。同一の導電型の半導体
帯域は同じ方向の斜線で示してある。対応部分は
全体として同一符号で示してある。
く、特に断面図は見易くするために厚さ方向の寸
法を可成り誇張してある。同一の導電型の半導体
帯域は同じ方向の斜線で示してある。対応部分は
全体として同一符号で示してある。
第１図より３図は、この実施例ではｎ型シリコ
ン基板である第１導電型の半導体シリコン基板１
を有するイメージセンサ装置を線図的に示す。そ
の表面２は、この表面上にある電極３，４，５お
よび６に対して直角方向の第１導電型の多数のチ
ヤネル領域７に隣接する。これ等のチヤネル領域
は、動作中にはその中に電荷が集められて転送さ
れ、表面２に隣接する第１の反対導電型のチヤネ
ル分離帯域８よつて分離され、更に、表面２に平
行に延在する第２導電型の半導体帯域９に隣接す
る。記の電極３，４，５および６は例えば酸化シ
リコンの絶縁層１０によつて前記の表面２ら絶縁
されている。
ン基板である第１導電型の半導体シリコン基板１
を有するイメージセンサ装置を線図的に示す。そ
の表面２は、この表面上にある電極３，４，５お
よび６に対して直角方向の第１導電型の多数のチ
ヤネル領域７に隣接する。これ等のチヤネル領域
は、動作中にはその中に電荷が集められて転送さ
れ、表面２に隣接する第１の反対導電型のチヤネ
ル分離帯域８よつて分離され、更に、表面２に平
行に延在する第２導電型の半導体帯域９に隣接す
る。記の電極３，４，５および６は例えば酸化シ
リコンの絶縁層１０によつて前記の表面２ら絶縁
されている。
動作中、後に述べるように、例えば電極３の下
に位置するポテンシヤルバリヤによつて互に分離
されたポテンシヤル井戸のパターンがチヤネル領
域７内に形成されるような電圧が電極３，４，５
および６に加えられる。電極４，５および６の下
に形成されたこれ等のポテンシヤル井戸内には、
入射放射線によつて発された電荷が所定の積分時
間の間集められる。このようにして、イメージセ
ンサ装置の第１部分１１内に放射線イメージに対
応した電荷イメージが形成される。積分時間の
後、クロツクパルスが電極３，４，５および６と
電極１２，１３，１４および１５に加えられ、そ
の結果、集められたイメージパケツトはチヤネル
領域７を経て転送され、例えば記憶レジスタ１６
に移される。この電荷は、次の積分時間の間、別
の信号処理のために前記のレジスタより読出すこ
とができる。記憶レジスタ１６は、このレジス内
の電荷が入射放射線によつて変化されることのな
いように図示しない反射アルミニユーム層で覆わ
れる。
に位置するポテンシヤルバリヤによつて互に分離
されたポテンシヤル井戸のパターンがチヤネル領
域７内に形成されるような電圧が電極３，４，５
および６に加えられる。電極４，５および６の下
に形成されたこれ等のポテンシヤル井戸内には、
入射放射線によつて発された電荷が所定の積分時
間の間集められる。このようにして、イメージセ
ンサ装置の第１部分１１内に放射線イメージに対
応した電荷イメージが形成される。積分時間の
後、クロツクパルスが電極３，４，５および６と
電極１２，１３，１４および１５に加えられ、そ
の結果、集められたイメージパケツトはチヤネル
領域７を経て転送され、例えば記憶レジスタ１６
に移される。この電荷は、次の積分時間の間、別
の信号処理のために前記のレジスタより読出すこ
とができる。記憶レジスタ１６は、このレジス内
の電荷が入射放射線によつて変化されることのな
いように図示しない反射アルミニユーム層で覆わ
れる。
動作中、電圧が電極３，４，５および６と基板
１との間に加えられ、この結果ポテンシヤルバリ
ヤが半導体帯域９の区域に形成される。このポテ
ンシヤルバリヤ上方に発生された電荷は電荷イメ
ージの形成に寄与し、これに対し前記のポテンシ
ヤルバリヤ下方に発生された電荷この電荷イメー
ジの形成には寄与しない。波長の長い放射線の方
が波長の短かい放射線よりも深く半導体物質内に
侵入するので、イメージセンサ装置の分光感度
は、ポテンシヤルバリヤの位置の選択によつて決
めることができる。
１との間に加えられ、この結果ポテンシヤルバリ
ヤが半導体帯域９の区域に形成される。このポテ
ンシヤルバリヤ上方に発生された電荷は電荷イメ
ージの形成に寄与し、これに対し前記のポテンシ
ヤルバリヤ下方に発生された電荷この電荷イメー
ジの形成には寄与しない。波長の長い放射線の方
が波長の短かい放射線よりも深く半導体物質内に
侵入するので、イメージセンサ装置の分光感度
は、ポテンシヤルバリヤの位置の選択によつて決
めることができる。
本発明によれば、第１，２および３図に関して
説明した様式のイメージセンサ装置において、チ
ヤネル領域７は半導体帯域９のドーピング濃度以
上のドーピング濃度を有し、この半導体帯域のド
ーピング濃度は基板１のそれよりも大である。こ
の実施例では、ｎ型チヤンネル領域７のドーピン
グ濃度は約1016atoms／cm3、ｐ型半導体帯域９の
ドーピング濃度は約3.1015atoms／cm3、ｎ型基板
１のドーピング濃度は約5.1014atos／cm3である。
半導体帯域９は更に、上から見てチヤネル領域７
に直角な方向において該チヤネル領域７の中心で
最小となるように変化する厚さを有する。このよ
うにすることにより、イメージセンサ装置内の電
位は、表面２に対して直角な方向に、第４図に示
したような変化を有する。この第４図において、
チヤネル領域７の中心の電位Ｖは表面２からの距
離Ｘの関数として示されている。この場合半導体
帯域９は大地電位に接続され、半導体基板１は約
−15Vの電圧に接続される。曲線２０は積分時間
の開始における電位変化をす。この電位変は、チ
ヤネル領域７にあるポテンシヤル井戸２１と半導
体帯域９の或る一定の深さにあるポテンシヤルバ
リヤ２２とを有する。積分時間の間、電位変化
は、チヤネル領域７に集められた負電荷のため
に、曲線２３を経て曲線２４に変ることができ
る。曲線２４で示した状態になると、チヤネル領
域７内のポテンシヤル井戸２５と基板１との間に
は、この区域にそれ以上の量の電荷が発されると
この電荷は基板１に転出することができる程度の
小さなポテンシヤルバリヤ２６が未だ存するにす
ぎない。ポテンシヤル井戸は、電極３に例えば電
圧V2をた電極４，５および６に電圧V1を加える
ことによつて、上から見てチヤネル領域の縦方向
に形成することができる。この場合電荷４，５お
よび６の下方に電位変化２０，２３および２４が
得られ、一方電極３の下方には電位変化２７が得
られる（図面には絶縁層１０の電圧降下を破線で
示してある）。したがつて、このようなポテンシ
ヤル井戸内の過剰の電荷は、チヤネル領域７内の
隣接した井戸型ポテンシヤルに転出する代りに基
板１に転出するようにすることができる。しばし
ば「ブルーミング」と呼ばれるこの現象は、この
ようなイメージセンサ装置で得られた信号により
形成されたテレビジヨン画像に極めて邪魔なライ
ンを生じることがある。
説明した様式のイメージセンサ装置において、チ
ヤネル領域７は半導体帯域９のドーピング濃度以
上のドーピング濃度を有し、この半導体帯域のド
ーピング濃度は基板１のそれよりも大である。こ
の実施例では、ｎ型チヤンネル領域７のドーピン
グ濃度は約1016atoms／cm3、ｐ型半導体帯域９の
ドーピング濃度は約3.1015atoms／cm3、ｎ型基板
１のドーピング濃度は約5.1014atos／cm3である。
半導体帯域９は更に、上から見てチヤネル領域７
に直角な方向において該チヤネル領域７の中心で
最小となるように変化する厚さを有する。このよ
うにすることにより、イメージセンサ装置内の電
位は、表面２に対して直角な方向に、第４図に示
したような変化を有する。この第４図において、
チヤネル領域７の中心の電位Ｖは表面２からの距
離Ｘの関数として示されている。この場合半導体
帯域９は大地電位に接続され、半導体基板１は約
−15Vの電圧に接続される。曲線２０は積分時間
の開始における電位変化をす。この電位変は、チ
ヤネル領域７にあるポテンシヤル井戸２１と半導
体帯域９の或る一定の深さにあるポテンシヤルバ
リヤ２２とを有する。積分時間の間、電位変化
は、チヤネル領域７に集められた負電荷のため
に、曲線２３を経て曲線２４に変ることができ
る。曲線２４で示した状態になると、チヤネル領
域７内のポテンシヤル井戸２５と基板１との間に
は、この区域にそれ以上の量の電荷が発されると
この電荷は基板１に転出することができる程度の
小さなポテンシヤルバリヤ２６が未だ存するにす
ぎない。ポテンシヤル井戸は、電極３に例えば電
圧V2をた電極４，５および６に電圧V1を加える
ことによつて、上から見てチヤネル領域の縦方向
に形成することができる。この場合電荷４，５お
よび６の下方に電位変化２０，２３および２４が
得られ、一方電極３の下方には電位変化２７が得
られる（図面には絶縁層１０の電圧降下を破線で
示してある）。したがつて、このようなポテンシ
ヤル井戸内の過剰の電荷は、チヤネル領域７内の
隣接した井戸型ポテンシヤルに転出する代りに基
板１に転出するようにすることができる。しばし
ば「ブルーミング」と呼ばれるこの現象は、この
ようなイメージセンサ装置で得られた信号により
形成されたテレビジヨン画像に極めて邪魔なライ
ンを生じることがある。
前述の「ブルーミング防止」は、本発明の好適
な実施形態に従つて半導体帯域９が上から見て、
細長い形を示し且つ互いに間隙をおいて存するよ
うにすば、電極３，４，５および６と基板間の極
めて実際的な電圧によつて実現することができ
る。
な実施形態に従つて半導体帯域９が上から見て、
細長い形を示し且つ互いに間隙をおいて存するよ
うにすば、電極３，４，５および６と基板間の極
めて実際的な電圧によつて実現することができ
る。
以下の記載からわかるように、このイメージセ
ンサ装置は簡単につくることができ、この場合チ
ヤネル領域７の巾は比較的大きく、チヤネル分離
領帯８の巾は比較的小さくできる。したがつて、
本発明のイメージセンサ装置は比較的高い感度を
有する。
ンサ装置は簡単につくることができ、この場合チ
ヤネル領域７の巾は比較的大きく、チヤネル分離
領帯８の巾は比較的小さくできる。したがつて、
本発明のイメージセンサ装置は比較的高い感度を
有する。
第５，６および７図は第１図から３図に示した
イメージセンサ装置の連続した製造段階の一部を
示す。第５図は、第１導電型の半導体基板１、こ
の場合には約5.1014atoms／cm3のドーピング濃度
を有するｎ型シリコンの半導体基板１に、例えば
一定の中心間距離３１で延在する窓３２を有する
マスキング３０を経ての通常の不純物拡散を行う
ことによつて、第２導電型即ちこの場合にはｐ型
の帯域３３を設ける段階を示す。この帯域３３は
約3.1015atoms／cm3の平均ドーピング濃度を有す
る。次いで、第６図に示すように、チヤネル領域
７を形成する第１導電型即ちこの場合にはｎ型の
帯域が、同じ中心間距離３１で延在する窓３５を
有する例えばやはり酸化シリコンの別のマスキン
グ３４を経ての通常の不純物拡散によつて設けら
れ、このため第７図にした構造が得られる。この
場合前記の第２マスキング３４は、チヤネル領域
７が帯域３３間の中間に形成されるように配され
る。チヤネル領域７はこの場合チヤネル分離帯域
８によつて互に分離される一方、更に表面２に平
行に延在する帯域９に隣接する。この帯域９は、
上から見てチヤンネル領域に直角の方向に対しチ
ヤネル領域７の中心で最小となるような厚さを有
する。前記のチヤネル領域７はこの実施例では平
均約116atoms／cm3のドーピング濃度を有し、こ
のドーピング濃度は、この実施例では平均約
3.1015atoms／cm3である帯域９のドーピング濃度
以上であり、この帯９のドーピング濃度は、この
実施例では約5.1014atoms／cm3である基板１のド
ーピング濃度以上である。
イメージセンサ装置の連続した製造段階の一部を
示す。第５図は、第１導電型の半導体基板１、こ
の場合には約5.1014atoms／cm3のドーピング濃度
を有するｎ型シリコンの半導体基板１に、例えば
一定の中心間距離３１で延在する窓３２を有する
マスキング３０を経ての通常の不純物拡散を行う
ことによつて、第２導電型即ちこの場合にはｐ型
の帯域３３を設ける段階を示す。この帯域３３は
約3.1015atoms／cm3の平均ドーピング濃度を有す
る。次いで、第６図に示すように、チヤネル領域
７を形成する第１導電型即ちこの場合にはｎ型の
帯域が、同じ中心間距離３１で延在する窓３５を
有する例えばやはり酸化シリコンの別のマスキン
グ３４を経ての通常の不純物拡散によつて設けら
れ、このため第７図にした構造が得られる。この
場合前記の第２マスキング３４は、チヤネル領域
７が帯域３３間の中間に形成されるように配され
る。チヤネル領域７はこの場合チヤネル分離帯域
８によつて互に分離される一方、更に表面２に平
行に延在する帯域９に隣接する。この帯域９は、
上から見てチヤンネル領域に直角の方向に対しチ
ヤネル領域７の中心で最小となるような厚さを有
する。前記のチヤネル領域７はこの実施例では平
均約116atoms／cm3のドーピング濃度を有し、こ
のドーピング濃度は、この実施例では平均約
3.1015atoms／cm3である帯域９のドーピング濃度
以上であり、この帯９のドーピング濃度は、この
実施例では約5.1014atoms／cm3である基板１のド
ーピング濃度以上である。
チヤネル領域７の巾は、第２マスキング３４の
窓３５の巾と、このマスキング３４下方のチヤネ
ル領域７の側方拡散が生じる距離との和である。
この距離はチヤネル領域７の厚さと略々等しく、
例えば1μmである。この距離は、２つの隣接する
窓３５の間に必要な最小距離によつて制限され
る。若しこの距離が4μmであるマスクが得られれ
ば、中心間距離が10μmの場合チヤネル領域の巾
は約8μmで、チヤネル分離帯域８の巾は約2μmに
なる。
窓３５の巾と、このマスキング３４下方のチヤネ
ル領域７の側方拡散が生じる距離との和である。
この距離はチヤネル領域７の厚さと略々等しく、
例えば1μmである。この距離は、２つの隣接する
窓３５の間に必要な最小距離によつて制限され
る。若しこの距離が4μmであるマスクが得られれ
ば、中心間距離が10μmの場合チヤネル領域の巾
は約8μmで、チヤネル分離帯域８の巾は約2μmに
なる。
マスキング３４を取り除いた後、絶縁層１０と
電極３，４，５，６および１２，１３，１４，１
５を通常のようにして設けると、第１図から３図
の構造が得られる。第１図では〓間１７は記憶レ
ジスタ１６の電極１２，１３，１４，１５の下に
は延在してない、というのはこれ等の〓間はこゝ
ではその機能を果さないからである。けれども、
これ等の〓間をこゝにも設けても一向に差支えな
い。
電極３，４，５，６および１２，１３，１４，１
５を通常のようにして設けると、第１図から３図
の構造が得られる。第１図では〓間１７は記憶レ
ジスタ１６の電極１２，１３，１４，１５の下に
は延在してない、というのはこれ等の〓間はこゝ
ではその機能を果さないからである。けれども、
これ等の〓間をこゝにも設けても一向に差支えな
い。
前記の〓間は上から見てチヤネル領域７に直角
方向に寸法ａを有し、この寸法は、チヤネル分離
帯域８の直ぐそばで測つた半導体帯域９の厚さｂ
の半分より大きいのが好ましい。この場合、＋
15Vの基板電圧および0Vのチヤネル分離帯域の
電圧において、V1は約0VでV2は約−5Vになり
得る。
方向に寸法ａを有し、この寸法は、チヤネル分離
帯域８の直ぐそばで測つた半導体帯域９の厚さｂ
の半分より大きいのが好ましい。この場合、＋
15Vの基板電圧および0Vのチヤネル分離帯域の
電圧において、V1は約0VでV2は約−5Vになり
得る。
チヤネル分離帯域８に存する電荷をできるだけ
利用するために、このチヤネル分離領帯８の上か
ら見てチヤネル領域に対して直角方向の寸法Ｃ
は、チヤネル分離帯域のすぐそばで測つたチヤネ
ル領域７の厚さの４倍よりも小さいのが好まし
い。したがつて、上から見てチヤネル領域７に対
して直方向に電位の変化が確実に得られ、この電
位の変化によつて、チヤネル分離帯域８に発生し
た電荷は、隣接のチヤネル領域７に転送され、半
導体帯域９を経て基板１には転送されない。
利用するために、このチヤネル分離領帯８の上か
ら見てチヤネル領域に対して直角方向の寸法Ｃ
は、チヤネル分離帯域のすぐそばで測つたチヤネ
ル領域７の厚さの４倍よりも小さいのが好まし
い。したがつて、上から見てチヤネル領域７に対
して直方向に電位の変化が確実に得られ、この電
位の変化によつて、チヤネル分離帯域８に発生し
た電荷は、隣接のチヤネル領域７に転送され、半
導体帯域９を経て基板１には転送されない。
〓間１７は、第２導電型の帯域９が互に接触し
ないで第１導電型の領域７，１によつて分離され
るように前記の２つの拡散を行うことにより簡単
に得られる。
ないで第１導電型の領域７，１によつて分離され
るように前記の２つの拡散を行うことにより簡単
に得られる。
当然のことであるが、本発明は以上説明した実
施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲において当業者にとつて種々の変形
が可能である。例えば、表面２上にある電極は光
窓や互い重畳する電極を有してもよい。更に、電
極は、図示の４−相クロツクシステムの代りに３
−または２−相クロツクシステムを形成してもよ
い。後者の場合および電極が光窓を有する場合に
は、チヤネル領域に所望の電位を得るために、該
チヤネル領域に第２導電型の附加的な半導体帯域
を形成してもよい。更に、電極３の下方の電位
は、電圧V1とV2の間にある電圧V3を電極３に加
えることによつて第４図に曲線２８で示したよう
に調節することができる。この場合にはポテンシ
ヤ井戸２９が形成され、この結果、電極３下方に
発生された電荷は、電位が曲線２７で示したよう
な場合のように基板に転送される代りに、電極
４，５および６の下方のチヤネル領域に転送され
るので、イメージセンサ装置の感度が改良され
る。
施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲において当業者にとつて種々の変形
が可能である。例えば、表面２上にある電極は光
窓や互い重畳する電極を有してもよい。更に、電
極は、図示の４−相クロツクシステムの代りに３
−または２−相クロツクシステムを形成してもよ
い。後者の場合および電極が光窓を有する場合に
は、チヤネル領域に所望の電位を得るために、該
チヤネル領域に第２導電型の附加的な半導体帯域
を形成してもよい。更に、電極３の下方の電位
は、電圧V1とV2の間にある電圧V3を電極３に加
えることによつて第４図に曲線２８で示したよう
に調節することができる。この場合にはポテンシ
ヤ井戸２９が形成され、この結果、電極３下方に
発生された電荷は、電位が曲線２７で示したよう
な場合のように基板に転送される代りに、電極
４，５および６の下方のチヤネル領域に転送され
るので、イメージセンサ装置の感度が改良され
る。
第１図は本発明のイメージセンサ装置の一実施
例の平面図、第２図は第１図の−における断
面図、第３図は第１図の−における断面図、
第４図はイメージセンサ装置の表面に直角方向の
電位変化を示すグラフ、第５図、６図および７図
は第１図から第３図に示したイメージセンサ装置
の連続した製造段階を示す拡大断面図である。 １……第１導電型半導体基板、２……表面、
３，４，５，６，１２，１３，１４，１５……電
極、７……第１導電型チヤネル領域、８……第２
導電型チヤネル分離帯域、９……第２導電型半導
体帯域、１０……絶縁層、１１……イメージセン
サ装置の第１部分、１６……記憶レジスタ、１７
……〓間、３０……第１マスキング、３１……中
心間距離、３２……窓、３３……第２導電型帯
域、３４……第２マスキング、３５……窓。
例の平面図、第２図は第１図の−における断
面図、第３図は第１図の−における断面図、
第４図はイメージセンサ装置の表面に直角方向の
電位変化を示すグラフ、第５図、６図および７図
は第１図から第３図に示したイメージセンサ装置
の連続した製造段階を示す拡大断面図である。 １……第１導電型半導体基板、２……表面、
３，４，５，６，１２，１３，１４，１５……電
極、７……第１導電型チヤネル領域、８……第２
導電型チヤネル分離帯域、９……第２導電型半導
体帯域、１０……絶縁層、１１……イメージセン
サ装置の第１部分、１６……記憶レジスタ、１７
……〓間、３０……第１マスキング、３１……中
心間距離、３２……窓、３３……第２導電型帯
域、３４……第２マスキング、３５……窓。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１導電型の半導体基板の表面に隣接する、
上から見て細長い形を示す第１導電型の多数のチ
ヤネル領域を有し、これ等のチヤネル領域は、前
記の表面上にある上から見て細長い形を示す電極
に対して直角に向けられ、動作中その中に電荷が
集められて転送され、前記の表面に隣接する、上
から見て細長い形を示す反対の第２導電型のチヤ
ネル分離帯域によつて互に分離され、更に前記の
表面に平行に延在する第２導電型の半導体帯域と
隣接するようにしたイメージセンサ装置におい
て、チヤネル領域は半導体帯域のドーピング濃度
よりも大きなドーピング濃度を有し、この半導体
帯域のドーピング濃度は半導体基板のドーピング
濃度よりも大きく、前記の半導体帯域は、上から
見てチヤネル領域に直角方向に、該チヤネル領域
の中心で最小となるように変化する厚さを有する
ことを特徴とするイメージセンサ装置。 ２ 半導体帯域は、上から見て、細長い形を示し
且つ互に〓間をおいて存する領域に分けられる特
許請求の範囲第１項記載イメージセンサ装置。 ３ 前記の〓間は、上から見て、チヤネル領域に
直角な方向に、チヤネル分離帯域のすぐそばで測
つた半導体帯域の厚さの半分以上の寸法を有する
特許請求の範囲第２項記載のイメージセンサ装
置。 ４ チヤネル分離帯域は、上から見て、チヤネル
領域に直角な方向に、該チヤネル分離帯域のすぐ
そばで測つたチヤネル領域の厚さの４倍より小さ
な寸法を有する特許請求の範囲第１項、第２項ま
たは第３項記載のイメージセンサ装置。 ５ 一定の相対中心距離で延在する窓を有する第
１マスキングを経ての不純物の拡散によつて半導
体基板に第２導電型の帯域を設け、次いで、同じ
中心間距離で延在する窓を有する第２マスキング
を経て、チヤネル領域を形成する第１導電型の帯
域を設け、前記の第２マスキングは、チヤネル領
域が第２導電型の帯域間の中間に形成されるよう
に配することを特徴とするイメージセンサ装置の
製造法。 ６ ２つの拡散を、第２導電型の帯域は互に接触
せずに第１導電型の領域によつて分離されるよう
に行う特許請求の範囲第５項記載のイメージセン
サ装置の製造法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8304035 | 1983-11-24 | ||
| NL8304035A NL8304035A (nl) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | Blooming ongevoelige beeldopneeminrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60134569A JPS60134569A (ja) | 1985-07-17 |
| JPH0527992B2 true JPH0527992B2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=19842766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59244685A Granted JPS60134569A (ja) | 1983-11-24 | 1984-11-21 | イメージセンサ装置およびその製造法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4654682A (ja) |
| EP (1) | EP0143496B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60134569A (ja) |
| KR (1) | KR920007785B1 (ja) |
| AT (1) | ATE32287T1 (ja) |
| AU (1) | AU580272B2 (ja) |
| CA (1) | CA1218443A (ja) |
| DE (1) | DE3469113D1 (ja) |
| ES (1) | ES8600594A1 (ja) |
| HK (1) | HK82891A (ja) |
| IE (1) | IE56332B1 (ja) |
| NL (1) | NL8304035A (ja) |
| SG (1) | SG51290G (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0178664B1 (en) * | 1984-10-18 | 1992-08-05 | Matsushita Electronics Corporation | Solid state image sensing device and method for making the same |
| FR2633455B1 (fr) * | 1988-06-24 | 1990-08-24 | Thomson Csf | Matrice photosensible a transfert de trame d.t.c., avec un systeme antieblouissement vertical, et procede de fabrication d'une telle matrice |
| NL9000776A (nl) * | 1990-04-03 | 1991-11-01 | Philips Nv | Werkwijze ter vervaardiging van een ladingsgekoppelde beeldopneeminrichting, alsmede beeldopneeminrichting verkregen door deze werkwijze. |
| JPH04335573A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-24 | Sony Corp | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
| JPH04373274A (ja) * | 1991-06-21 | 1992-12-25 | Sony Corp | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
| DE69329100T2 (de) * | 1992-12-09 | 2001-03-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven | Ladungsgekoppelte Anordnung |
| JP3276005B2 (ja) * | 1998-12-07 | 2002-04-22 | 日本電気株式会社 | 電荷結合素子及びその製造法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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