JPH05335546A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH05335546A JPH05335546A JP4165389A JP16538992A JPH05335546A JP H05335546 A JPH05335546 A JP H05335546A JP 4165389 A JP4165389 A JP 4165389A JP 16538992 A JP16538992 A JP 16538992A JP H05335546 A JPH05335546 A JP H05335546A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オーバーフロー時の信号をも利用することに
より、入射光量に対するダイナミックレンジの大幅な拡
大を可能とした固体撮像装置を提供する。 【構成】 横型オーバーフロードレイン構造の固体撮像
装置において、センサ部２及びＯＦＣＧ部８にｎ型不純
物を導入して電荷蓄積領域７を埋込みチャネルとすると
ともに、透明電極１２に負の電圧（−Ｅ）を印加し、基
板表面に正孔を蓄積するようにしてセンサ部２及びＯＦ
ＣＧ部８共にSiO2層１０中の固定電荷の影響を打ち消す
ようにする。
より、入射光量に対するダイナミックレンジの大幅な拡
大を可能とした固体撮像装置を提供する。 【構成】 横型オーバーフロードレイン構造の固体撮像
装置において、センサ部２及びＯＦＣＧ部８にｎ型不純
物を導入して電荷蓄積領域７を埋込みチャネルとすると
ともに、透明電極１２に負の電圧（−Ｅ）を印加し、基
板表面に正孔を蓄積するようにしてセンサ部２及びＯＦ
ＣＧ部８共にSiO2層１０中の固定電荷の影響を打ち消す
ようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特に強い入射光によって発生した過剰電荷を掃き出すた
めのオーバーフロードレイン構造を有する固体撮像装置
に関する。
特に強い入射光によって発生した過剰電荷を掃き出すた
めのオーバーフロードレイン構造を有する固体撮像装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置には、高輝度被写体の撮像
時に発生するブルーミング現象の問題を解決するため
に、強い入射光によって発生した過剰電荷をセンサ部に
隣接して形成されたオーバーフロードレイン部（以下、
ＯＦＤ部と略称する）に掃き捨てるいわゆる横型オーバ
ーフロードレイン構造や、ダブルｐウェル構造によって
過剰電荷を基板に掃き出すいわゆる縦型オーバーフロー
ドレイン構造を採ったものがある。
時に発生するブルーミング現象の問題を解決するため
に、強い入射光によって発生した過剰電荷をセンサ部に
隣接して形成されたオーバーフロードレイン部（以下、
ＯＦＤ部と略称する）に掃き捨てるいわゆる横型オーバ
ーフロードレイン構造や、ダブルｐウェル構造によって
過剰電荷を基板に掃き出すいわゆる縦型オーバーフロー
ドレイン構造を採ったものがある。
【０００３】このように、オーバーフロードレイン構造
を採った従来の固体撮像装置では、光電変換によってセ
ンサ部に蓄積され、オーバーフローするまでの電荷のみ
を信号電荷として使用し、オーバーフローする電荷に伴
う信号については電気的にクリップしていた。オーバー
フロー前後の信号対光量の特性を図６に示す。図７に
は、横軸に光量を対数でとり、オーバーフロー点を１と
して光量を広範囲で示している。
を採った従来の固体撮像装置では、光電変換によってセ
ンサ部に蓄積され、オーバーフローするまでの電荷のみ
を信号電荷として使用し、オーバーフローする電荷に伴
う信号については電気的にクリップしていた。オーバー
フロー前後の信号対光量の特性を図６に示す。図７に
は、横軸に光量を対数でとり、オーバーフロー点を１と
して光量を広範囲で示している。
【０００４】１／２インチ、４０万画素のＣＣＤ固体撮
像装置では、オーバーフロー点での光電流Ｉphは０．１
μＡ程度である。単位画素当りでは、光電流Ｉphは、
像装置では、オーバーフロー点での光電流Ｉphは０．１
μＡ程度である。単位画素当りでは、光電流Ｉphは、
【数１】 より、０．２５ｐＡとなる。
【０００５】ここで、オーバーフロー特性につき、図８
に基づいて説明する。空のときのセンサ部とオーバーフ
ローコントロールゲート部（以下、ＯＦＣＧ部と略称す
る）とのポテンシャル差（バリア）をφBOとし、今、Δ
φB だけ電荷が溜まった状態を考える。このときのオー
バーフローバリアのポテンシャルφOFは、φBO−ΔφB
である。センサ部での電子密度をｎS とすると、ＯＦＣ
Ｇ部のセンサ側の電子密度ｎOFは、
に基づいて説明する。空のときのセンサ部とオーバーフ
ローコントロールゲート部（以下、ＯＦＣＧ部と略称す
る）とのポテンシャル差（バリア）をφBOとし、今、Δ
φB だけ電荷が溜まった状態を考える。このときのオー
バーフローバリアのポテンシャルφOFは、φBO−ΔφB
である。センサ部での電子密度をｎS とすると、ＯＦＣ
Ｇ部のセンサ側の電子密度ｎOFは、
【数２】 と示される。ここに、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温
度、ｑは電子の持つ電荷量である。
度、ｑは電子の持つ電荷量である。
【０００６】ＯＦＣＧ部を流れるフラックス(flux)ＩOF
は、
は、
【数３】 である。ここに、ＬはＯＦＣＧ部の長さ、ＷはＯＦＣＧ
部の幅、Ｄは電子の拡散係数である。このとき、センサ
部で発生している光電流をＩphとすると、
部の幅、Ｄは電子の拡散係数である。このとき、センサ
部で発生している光電流をＩphとすると、
【数４】 である。数２〜数４の各式より、
【数５】 となる。また、センサ部に溜まる電荷Ｑは、センサ部の
容量をＣy とすると、
容量をＣy とすると、
【数６】 と表されるから、オーバーフロー以上では、信号は光電
流Ｉph、即ち光量の対数に比例する。
流Ｉph、即ち光量の対数に比例する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図９は、横型オーバー
フロードレイン構造を有するＣＣＤ固体撮像装置の従来
例を示す断面構造図である。図１０には、図９における
Ａ‐Ａ′線及びＢ‐Ｂ′線に沿ったポテンシャルを示
す。また、図１１には、図９におけるＣ‐Ｃ′線に沿っ
たポテンシャルを示す。この従来技術では、ＯＦＣＧ部
８のポテンシャルがSiO2層１０中の固定電荷の影響を受
けてＶthムラを生じ、図７のニー（ｋｎｅｅ）特性にお
けるΔＱkneeの画素毎のバラツキ（以下、ＱS ムラと称
する）となっている。
フロードレイン構造を有するＣＣＤ固体撮像装置の従来
例を示す断面構造図である。図１０には、図９における
Ａ‐Ａ′線及びＢ‐Ｂ′線に沿ったポテンシャルを示
す。また、図１１には、図９におけるＣ‐Ｃ′線に沿っ
たポテンシャルを示す。この従来技術では、ＯＦＣＧ部
８のポテンシャルがSiO2層１０中の固定電荷の影響を受
けてＶthムラを生じ、図７のニー（ｋｎｅｅ）特性にお
けるΔＱkneeの画素毎のバラツキ（以下、ＱS ムラと称
する）となっている。
【０００８】図１２は、縦型オーバーフロードレイン構
造を有するＣＣＤ固体撮像装置の従来例を示す断面構造
図である。図１３には、図１２におけるＤ‐Ｄ′線に沿
ったポテンシャルを示す。また、図１４には、図１２に
おけるＥ‐Ｅ′線に沿ったポテンシャルを示す。この従
来技術では、埋込みチャネルＣＣＤによって形成された
垂直シフトレジスタ（Ｖ‐ＣＣＤ）４下の第２ｐウェル
１７が空乏化しているため、埋込みチャネル表面のＶth
ムラが第２ｐウェル１７の高レベルのφmax に表れる。
これが、オーバーフローバリアのポテンシャルφOFに表
れてＱS ムラとなる。
造を有するＣＣＤ固体撮像装置の従来例を示す断面構造
図である。図１３には、図１２におけるＤ‐Ｄ′線に沿
ったポテンシャルを示す。また、図１４には、図１２に
おけるＥ‐Ｅ′線に沿ったポテンシャルを示す。この従
来技術では、埋込みチャネルＣＣＤによって形成された
垂直シフトレジスタ（Ｖ‐ＣＣＤ）４下の第２ｐウェル
１７が空乏化しているため、埋込みチャネル表面のＶth
ムラが第２ｐウェル１７の高レベルのφmax に表れる。
これが、オーバーフローバリアのポテンシャルφOFに表
れてＱS ムラとなる。
【０００９】上述したように、オーバーフロー後の信号
は光量の対数に比例するものの、従来の固体撮像装置で
は、ＱS ムラのために、オーバーフロー後の信号を使用
することはできなかった。したがって、センサ部のダイ
ナミックレンジはオーバーフロー点までの入射光量で決
まってしまい、ダイナミックレンジの拡大に限界があっ
た。
は光量の対数に比例するものの、従来の固体撮像装置で
は、ＱS ムラのために、オーバーフロー後の信号を使用
することはできなかった。したがって、センサ部のダイ
ナミックレンジはオーバーフロー点までの入射光量で決
まってしまい、ダイナミックレンジの拡大に限界があっ
た。
【００１０】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであり、オーバーフロー時の信号をも利用することに
より、入射光量に対するダイナミックレンジの大幅な拡
大を可能とした固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
のであり、オーバーフロー時の信号をも利用することに
より、入射光量に対するダイナミックレンジの大幅な拡
大を可能とした固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入射光に応じて発生した電荷を蓄積する
センサ部と、このセンサ部に隣接してＯＦＣＧ部を介し
て形成されたＯＦＤ部と、センサ部の入射側に配された
透明電極とを備えた固体撮像装置において、センサ部及
びＯＦＣＧ部に基板と逆導電型の不純物を導入し、透明
電極に対して所定の極性の電圧を印加した構成を採って
いる。
に、本発明は、入射光に応じて発生した電荷を蓄積する
センサ部と、このセンサ部に隣接してＯＦＣＧ部を介し
て形成されたＯＦＤ部と、センサ部の入射側に配された
透明電極とを備えた固体撮像装置において、センサ部及
びＯＦＣＧ部に基板と逆導電型の不純物を導入し、透明
電極に対して所定の極性の電圧を印加した構成を採って
いる。
【００１２】また、本発明は、入射光に応じて発生した
電荷を蓄積するセンサ部と、このセンサ部に隣接してＯ
ＦＣＧ部を介して形成されたＯＦＤ部とを備えた固体撮
像装置において、センサ部及びＯＦＣＧ部に基板と逆導
電型の不純物を導入し、さらにセンサ部及びＯＦＣＧ部
の表面に基板と同導電型の不純物を導入した構成を採っ
ている。
電荷を蓄積するセンサ部と、このセンサ部に隣接してＯ
ＦＣＧ部を介して形成されたＯＦＤ部とを備えた固体撮
像装置において、センサ部及びＯＦＣＧ部に基板と逆導
電型の不純物を導入し、さらにセンサ部及びＯＦＣＧ部
の表面に基板と同導電型の不純物を導入した構成を採っ
ている。
【００１３】さらに、本発明は、不純物濃度が低い第１
ウェル内に形成されて入射光に応じて発生した電荷を蓄
積するセンサ部と、不純物濃度が高い第２ウェル内に形
成された埋込みチャネルからなる電荷転送部とを備えた
固体撮像装置において、第１及び第２ウェルの濃度調節
によって第１又は第２ウェルを電位的に中立状態とした
構成を採っている。
ウェル内に形成されて入射光に応じて発生した電荷を蓄
積するセンサ部と、不純物濃度が高い第２ウェル内に形
成された埋込みチャネルからなる電荷転送部とを備えた
固体撮像装置において、第１及び第２ウェルの濃度調節
によって第１又は第２ウェルを電位的に中立状態とした
構成を採っている。
【００１４】さらにまた、本発明は、入射光に応じて発
生した電荷を蓄積するセンサ部と、このセンサ部に隣接
してＯＦＣＧ部を介して形成されたＯＦＤ部とを備えた
固体撮像装置において、センサ部の受光領域と蓄積領域
との面積を変えた構成を採っている。
生した電荷を蓄積するセンサ部と、このセンサ部に隣接
してＯＦＣＧ部を介して形成されたＯＦＤ部とを備えた
固体撮像装置において、センサ部の受光領域と蓄積領域
との面積を変えた構成を採っている。
【００１５】
【作用】横型オーバーフロードレイン構造の固体撮像装
置において、センサ部及びＯＦＣＧ部に例えばｎ型不純
物を導入して電荷蓄積部を埋込みチャネルとするととも
に、透明電極に負の電圧を印加することで、基板表面に
正孔を蓄積し、センサ部及びＯＦＣＧ部共に基板表面の
固定電荷の影響を打ち消す。
置において、センサ部及びＯＦＣＧ部に例えばｎ型不純
物を導入して電荷蓄積部を埋込みチャネルとするととも
に、透明電極に負の電圧を印加することで、基板表面に
正孔を蓄積し、センサ部及びＯＦＣＧ部共に基板表面の
固定電荷の影響を打ち消す。
【００１６】同じ横型オーバーフロードレイン構造の固
体撮像装置において、センサ部及びＯＦＣＧ部に例えば
ｎ型不純物を導入して電荷蓄積部を埋込みチャネルと
し、さらにセンサ部及びＯＦＣＧ部の表面にｐ型不純物
を導入することで、このｐ型不純物領域に正孔を蓄積
し、基板表面の固定電荷の影響を打ち消す。
体撮像装置において、センサ部及びＯＦＣＧ部に例えば
ｎ型不純物を導入して電荷蓄積部を埋込みチャネルと
し、さらにセンサ部及びＯＦＣＧ部の表面にｐ型不純物
を導入することで、このｐ型不純物領域に正孔を蓄積
し、基板表面の固定電荷の影響を打ち消す。
【００１７】縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮
像装置において、第１及び第２ｐウェルの濃度を調節し
て埋込みチャネル下部の第１又は第２ｐウェルを電位的
に中立な状態にして正孔を蓄積し、第１又は第２ｐウェ
ルの高レベルのφmax をチャネルストップ部と同一電位
に固定することによって埋込みチャネル表面のＶthムラ
の影響を打ち消す。
像装置において、第１及び第２ｐウェルの濃度を調節し
て埋込みチャネル下部の第１又は第２ｐウェルを電位的
に中立な状態にして正孔を蓄積し、第１又は第２ｐウェ
ルの高レベルのφmax をチャネルストップ部と同一電位
に固定することによって埋込みチャネル表面のＶthムラ
の影響を打ち消す。
【００１８】リニアセンサへの応用例としての横型オー
バーフロードレイン構造の固体撮像装置において、セン
サ部の受光領域と蓄積領域との面積を変えることで、信
号対光量の特性におけるΔＱkneeの傾きを自由にコント
ロールし、ΔＱkneeの画素毎のバラツキであるＱS ムラ
を低減する。
バーフロードレイン構造の固体撮像装置において、セン
サ部の受光領域と蓄積領域との面積を変えることで、信
号対光量の特性におけるΔＱkneeの傾きを自由にコント
ロールし、ΔＱkneeの画素毎のバラツキであるＱS ムラ
を低減する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す断面
構造図であり、横型オーバーフロードレイン構造に適用
した場合を示している。また、図２には、図１における
Ａ‐Ａ′線及びＢ‐Ｂ′線に沿ったポテンシャルを示
す。図１において、ｐ型シリコン基板１上には、入射光
に応じて発生する電荷を蓄積するセンサ部２が水平及び
垂直方向にマトリクス状に２次元配置され、これらセン
サ部２から垂直列毎に読出しゲート（ＲＯＧ）３を介し
て読み出された電荷を垂直方向に転送する垂直シフトレ
ジスタ（Ｖ‐ＣＣＤ）４が、さらにその下にｐウェル５
がそれぞれ形成され、この垂直シフトレジスタ４に隣接
してｐ型不純物の導入によってチャネルストップ（Ｃ
Ｓ）部６が形成されることにより、いわゆるＣＣＤエリ
アセンサが構成されている。
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す断面
構造図であり、横型オーバーフロードレイン構造に適用
した場合を示している。また、図２には、図１における
Ａ‐Ａ′線及びＢ‐Ｂ′線に沿ったポテンシャルを示
す。図１において、ｐ型シリコン基板１上には、入射光
に応じて発生する電荷を蓄積するセンサ部２が水平及び
垂直方向にマトリクス状に２次元配置され、これらセン
サ部２から垂直列毎に読出しゲート（ＲＯＧ）３を介し
て読み出された電荷を垂直方向に転送する垂直シフトレ
ジスタ（Ｖ‐ＣＣＤ）４が、さらにその下にｐウェル５
がそれぞれ形成され、この垂直シフトレジスタ４に隣接
してｐ型不純物の導入によってチャネルストップ（Ｃ
Ｓ）部６が形成されることにより、いわゆるＣＣＤエリ
アセンサが構成されている。
【００２０】センサ部２には、ｎ型不純物の導入によっ
て埋込みチャネルの電荷蓄積領域７が形成されている。
このセンサ部２に隣接して、ｎ- 型不純物の導入によっ
て形成されたＯＦＣＧ（オーバーフローコントロールゲ
ート）部８を介してＯＦＤ（オーバーフロードレイン）
なるｎ型拡散層９が平面上に配置されている。垂直シフ
トレジスタ４上には、SiO2層１０を介してポリシリコン
からなる２層オーバーラップ構造のゲート電極１１が配
され、さらに表面側にはポリシリコンからなる透明電極
１２が配されている。そして、この透明電極１２には、
負の電圧（−Ｅ）が印加される。
て埋込みチャネルの電荷蓄積領域７が形成されている。
このセンサ部２に隣接して、ｎ- 型不純物の導入によっ
て形成されたＯＦＣＧ（オーバーフローコントロールゲ
ート）部８を介してＯＦＤ（オーバーフロードレイン）
なるｎ型拡散層９が平面上に配置されている。垂直シフ
トレジスタ４上には、SiO2層１０を介してポリシリコン
からなる２層オーバーラップ構造のゲート電極１１が配
され、さらに表面側にはポリシリコンからなる透明電極
１２が配されている。そして、この透明電極１２には、
負の電圧（−Ｅ）が印加される。
【００２１】このように、センサ部２及びＯＦＣＧ部８
にｎ型不純物を導入して電荷蓄積領域７を埋込みチャネ
ルとするとともに、透明電極１２に負の電圧（−Ｅ）を
印加することにより、基板１の表面に正孔が蓄積される
ため、センサ部２及びＯＦＣＧ部８共にSiO2層１０中の
固定電荷の影響を打ち消すことができる。これにより、
SiO2層１０中の固定電荷に起因するＶthムラ、ひいては
ＱS ムラを低減できる。その結果、オーバーフロー後の
信号も使用できることになるため、入射光量に対するダ
イナミックレンジを大幅に拡大できる。
にｎ型不純物を導入して電荷蓄積領域７を埋込みチャネ
ルとするとともに、透明電極１２に負の電圧（−Ｅ）を
印加することにより、基板１の表面に正孔が蓄積される
ため、センサ部２及びＯＦＣＧ部８共にSiO2層１０中の
固定電荷の影響を打ち消すことができる。これにより、
SiO2層１０中の固定電荷に起因するＶthムラ、ひいては
ＱS ムラを低減できる。その結果、オーバーフロー後の
信号も使用できることになるため、入射光量に対するダ
イナミックレンジを大幅に拡大できる。
【００２２】図３は、本発明の第２の実施例を示す断面
構造図であり、図１と同等部分には同一符号を付して示
してある。本実施例も、横型オーバーフロードレイン構
造に適用した場合を示しており、第１の実施例と異なる
のは、センサ部２及びＯＦＣＧ部８の表面にｐ+ 型不純
物を導入し、このｐ+ 型不純物領域１３に正孔を蓄積す
るようにした点である。このように、ｐ+ 型不純物領域
１３に正孔を蓄積することにより、SiO2層１０中の固定
電荷の影響を打ち消すことができるので、第１の実施例
の場合と同様の効果を得ることができる。
構造図であり、図１と同等部分には同一符号を付して示
してある。本実施例も、横型オーバーフロードレイン構
造に適用した場合を示しており、第１の実施例と異なる
のは、センサ部２及びＯＦＣＧ部８の表面にｐ+ 型不純
物を導入し、このｐ+ 型不純物領域１３に正孔を蓄積す
るようにした点である。このように、ｐ+ 型不純物領域
１３に正孔を蓄積することにより、SiO2層１０中の固定
電荷の影響を打ち消すことができるので、第１の実施例
の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２３】図４は、本発明の第３の実施例を示す断面
構造図であり、縦型オーバーフロードレイン構造に適用
した場合を示している。すなわち、ｎ型シリコン基板１
４の採用により、ＯＦＤ部及びＯＦＣＧ部が深さ方向に
配置された構成となっている。センサ部２は、ｎ+ 型不
純物からなる電荷蓄積領域７上に積層された正孔蓄積層
１６を有するＨＡＤ(Holl Accumulation Diode) センサ
構造のものであり、不純物濃度が低い第１ｐウェル１５
内に形成されている。一方、垂直シフトレジスタ４は、
不純物濃度が高い第２ｐウェル１７内に形成されてい
る。
構造図であり、縦型オーバーフロードレイン構造に適用
した場合を示している。すなわち、ｎ型シリコン基板１
４の採用により、ＯＦＤ部及びＯＦＣＧ部が深さ方向に
配置された構成となっている。センサ部２は、ｎ+ 型不
純物からなる電荷蓄積領域７上に積層された正孔蓄積層
１６を有するＨＡＤ(Holl Accumulation Diode) センサ
構造のものであり、不純物濃度が低い第１ｐウェル１５
内に形成されている。一方、垂直シフトレジスタ４は、
不純物濃度が高い第２ｐウェル１７内に形成されてい
る。
【００２４】この縦型オーバーフロードレイン構造にお
いて、第１ｐウェル１５と第２ｐウェル１７の濃度を調
節して垂直シフトレジスタ４の下部の第２ｐウェル１７
（又は第１ｐウェル１５）を電位的に中立な状態にし、
そこに正孔を蓄積する。これにより、図１３の高レベル
のφmax をチャネルストップ部６と同一電位に固定でき
るので、埋込みチャネルである垂直シフトレジスタ１４
の表面のＶthムラの影響を打ち消すことができる。その
結果、ＱS ムラを低減できることから、オーバーフロー
後の信号も使用できることになるため、入射光量に対す
るダイナミックレンジを拡大できる。
いて、第１ｐウェル１５と第２ｐウェル１７の濃度を調
節して垂直シフトレジスタ４の下部の第２ｐウェル１７
（又は第１ｐウェル１５）を電位的に中立な状態にし、
そこに正孔を蓄積する。これにより、図１３の高レベル
のφmax をチャネルストップ部６と同一電位に固定でき
るので、埋込みチャネルである垂直シフトレジスタ１４
の表面のＶthムラの影響を打ち消すことができる。その
結果、ＱS ムラを低減できることから、オーバーフロー
後の信号も使用できることになるため、入射光量に対す
るダイナミックレンジを拡大できる。
【００２５】図５は、本発明による第４の実施例を示す
断面構造図であり、横型オーバーフロードレイン構造に
適用した場合であって、リニアセンサへの応用例であ
る。この横型オーバーフロードレイン構造におけるセン
サ部２は、電荷蓄積領域７及びＯＦＣＧ部８の上に積層
された正孔蓄積層１６を有するＨＡＤセンサ構造のもの
である。このセンサ部２の受光領域は、Ａl 光シールド
１８の開口面積によって決まる。
断面構造図であり、横型オーバーフロードレイン構造に
適用した場合であって、リニアセンサへの応用例であ
る。この横型オーバーフロードレイン構造におけるセン
サ部２は、電荷蓄積領域７及びＯＦＣＧ部８の上に積層
された正孔蓄積層１６を有するＨＡＤセンサ構造のもの
である。このセンサ部２の受光領域は、Ａl 光シールド
１８の開口面積によって決まる。
【００２６】ここで、センサ部２の受光領域と蓄積領域
（電荷蓄積領域７）との面積を変えることにより、図７
に示した信号対光量（対数）の特性におけるΔＱkneeの
傾きを自由にコントロールできる。これにより、ΔＱ
kneeの画素毎のバラツキであるＱS ムラを低減すること
ができ、その結果、オーバーフロー後の信号も使用でき
ることになるため、入射光量に対するダイナミックレン
ジを拡大できる。
（電荷蓄積領域７）との面積を変えることにより、図７
に示した信号対光量（対数）の特性におけるΔＱkneeの
傾きを自由にコントロールできる。これにより、ΔＱ
kneeの画素毎のバラツキであるＱS ムラを低減すること
ができ、その結果、オーバーフロー後の信号も使用でき
ることになるため、入射光量に対するダイナミックレン
ジを拡大できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
横型オーバーフロードレイン構造の固体撮像装置におい
て、センサ部及びＯＦＣＧ部に例えばｎ型不純物を導入
して電荷蓄積部を埋込みチャネルとするとともに、透明
電極に負の電圧を印加し、基板表面に正孔を蓄積するよ
うにしたことにより、センサ部及びＯＦＣＧ部共に基板
表面の固定電荷の影響を打ち消すことができ、これに起
因するＱS ムラを低減できるので、オーバーフロー後の
信号も使用できることによって入射光量に対するダイナ
ミックレンジを大幅に拡大できる効果がある。
横型オーバーフロードレイン構造の固体撮像装置におい
て、センサ部及びＯＦＣＧ部に例えばｎ型不純物を導入
して電荷蓄積部を埋込みチャネルとするとともに、透明
電極に負の電圧を印加し、基板表面に正孔を蓄積するよ
うにしたことにより、センサ部及びＯＦＣＧ部共に基板
表面の固定電荷の影響を打ち消すことができ、これに起
因するＱS ムラを低減できるので、オーバーフロー後の
信号も使用できることによって入射光量に対するダイナ
ミックレンジを大幅に拡大できる効果がある。
【００２８】同じ横型オーバーフロードレイン構造の固
体撮像装置において、センサ部及びＯＦＣＧ部に例えば
ｎ型不純物を導入して電荷蓄積部を埋込みチャネルと
し、さらにセンサ部及びＯＦＣＧ部の表面にｐ型不純物
を導入し、このｐ型不純物領域に正孔を蓄積するように
したことにより、基板表面の固定電荷の影響を打ち消す
ことができ、これに起因するＱS ムラを低減できるの
で、同様の効果を得ることができる。
体撮像装置において、センサ部及びＯＦＣＧ部に例えば
ｎ型不純物を導入して電荷蓄積部を埋込みチャネルと
し、さらにセンサ部及びＯＦＣＧ部の表面にｐ型不純物
を導入し、このｐ型不純物領域に正孔を蓄積するように
したことにより、基板表面の固定電荷の影響を打ち消す
ことができ、これに起因するＱS ムラを低減できるの
で、同様の効果を得ることができる。
【００２９】また、本発明によれば、縦型オーバーフロ
ードレイン構造の固体撮像装置において、第１及び第２
ｐウェルの濃度を調節して埋込みチャネル下部の第１又
は第２ｐウェルを電位的に中立な状態にして正孔を蓄積
するようにしたことにより、そのｐウェルの高レベルの
φmax をチャネルストップ部と同一電位に固定すること
によって埋込みチャネル表面のＶthムラの影響を打ち消
すことができるので、ＱS ムラを低減でき、同様の効果
を得ることができる。
ードレイン構造の固体撮像装置において、第１及び第２
ｐウェルの濃度を調節して埋込みチャネル下部の第１又
は第２ｐウェルを電位的に中立な状態にして正孔を蓄積
するようにしたことにより、そのｐウェルの高レベルの
φmax をチャネルストップ部と同一電位に固定すること
によって埋込みチャネル表面のＶthムラの影響を打ち消
すことができるので、ＱS ムラを低減でき、同様の効果
を得ることができる。
【００３０】さらに、本発明によれば、リニアセンサへ
の応用例としての横型オーバーフロードレイン構造の固
体撮像装置において、センサ部の受光領域と蓄積領域と
の面積を変えるようにしたことにより、信号対光量の特
性におけるΔＱkneeの傾きを自由にコントロールし、Δ
Ｑkneeの画素毎のバラツキであるＱS ムラを低減できる
ので、同様の効果を得ることができる。
の応用例としての横型オーバーフロードレイン構造の固
体撮像装置において、センサ部の受光領域と蓄積領域と
の面積を変えるようにしたことにより、信号対光量の特
性におけるΔＱkneeの傾きを自由にコントロールし、Δ
Ｑkneeの画素毎のバラツキであるＱS ムラを低減できる
ので、同様の効果を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面構造図であ
る。
る。
【図２】図１におけるＡ‐Ａ′線及びＢ‐Ｂ′線に沿っ
たポテンシャル図である。
たポテンシャル図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す断面構造図であ
る。
る。
【図４】本発明の第３の実施例を示す断面構造図であ
る。
る。
【図５】本発明の第４の実施例を示す断面構造図であ
る。
る。
【図６】オーバーフロー前後の信号対光量の特性図であ
る。
る。
【図７】オーバーフロー前後の信号対光量（対数）の特
性図である。
性図である。
【図８】オーバーフロー特性を説明するための原理図で
ある。
ある。
【図９】横型オーバーフロードレイン構造を有するＣＣ
Ｄ固体撮像装置の従来例を示す断面構造図である。
Ｄ固体撮像装置の従来例を示す断面構造図である。
【図１０】図９におけるＡ‐Ａ′線及びＢ‐Ｂ′線に沿
ったポテンシャル図である。
ったポテンシャル図である。
【図１１】図９におけるＣ‐Ｃ′線に沿ったポテンシャ
ル図である。
ル図である。
【図１２】縦型オーバーフロードレイン構造を有するＣ
ＣＤ固体撮像装置の従来例を示す断面構造図である。
ＣＤ固体撮像装置の従来例を示す断面構造図である。
【図１３】図１２におけるＤ‐Ｄ′線に沿ったポテンシ
ャル図である。
ャル図である。
【図１４】図１２におけるＥ‐Ｅ′線に沿ったポテンシ
ャル図である。
ャル図である。
１ ｐ型シリコン基板 ２ センサ部 ４ 垂直シフトレジスタ ６ チャネルストップ（ＣＳ）部 ７ 電荷蓄積領域 ８ ＯＦＣＧ（オーバーフローコントロールゲート）部 ９ ｎ型拡散層（ＯＦＤ部） １２ 透明電極 １４ ｎ型シリコン基板 １５ 第１ｐウェル １６ 正孔蓄積層 １７ 第２ｐウェル
Claims (4)
- 【請求項１】 入射光に応じて発生した電荷を蓄積する
センサ部と、前記センサ部に隣接してオーバーフローコ
ントロールゲート部を介して形成されたオーバーフロー
ドレイン部と、前記センサ部の入射側に配された透明電
極とを備えた固体撮像装置において、 前記センサ部及び前記オーバーフローコントロールゲー
ト部に基板と逆導電型の不純物を導入し、 前記透明電極に対して所定の極性の電圧を印加したこと
を特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 入射光に応じて発生した電荷を蓄積する
センサ部と、前記センサ部に隣接してオーバーフローコ
ントロールゲート部を介して形成されたオーバーフロー
ドレイン部とを備えた固体撮像装置において、 前記センサ部及び前記オーバーフローコントロールゲー
ト部に基板と逆導電型の不純物を導入し、 さらに前記センサ部及び前記オーバーフローコントロー
ルゲート部の表面に基板と同導電型の不純物を導入した
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】 不純物濃度が低い第１ウェル内に形成さ
れて入射光に応じて発生した電荷を蓄積するセンサ部
と、不純物濃度が高い第２ウェル内に形成された埋込み
チャネルからなる電荷転送部とを備えた固体撮像装置に
おいて、 前記第１及び第２ウェルの濃度調節によって前記第１又
は第２ウェルを電位的に中立状態としたことを特徴とす
る固体撮像装置。 - 【請求項４】 入射光に応じて発生した電荷を蓄積する
センサ部と、前記センサ部に隣接してオーバーフローコ
ントロールゲート部を介して形成されたオーバーフロー
ドレイン部とを備えた固体撮像装置において、 前記センサ部の受光領域と蓄積領域との面積を変えたこ
とを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4165389A JPH05335546A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4165389A JPH05335546A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335546A true JPH05335546A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15811471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4165389A Pending JPH05335546A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335546A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603144B2 (en) | 1999-12-15 | 2003-08-05 | Nec Electronics Corporation | Solid-state imaging device and method for fabricating same |
| JP2005277398A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-10-06 | Sony Corp | Ｃｃｄリニアセンサ |
| JP2008306154A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-12-18 | Sony Corp | 固体撮像装置とその製造方法および撮像装置 |
-
1992
- 1992-06-01 JP JP4165389A patent/JPH05335546A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603144B2 (en) | 1999-12-15 | 2003-08-05 | Nec Electronics Corporation | Solid-state imaging device and method for fabricating same |
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| JP2008306154A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-12-18 | Sony Corp | 固体撮像装置とその製造方法および撮像装置 |
| JP2010239155A (ja) * | 2007-05-07 | 2010-10-21 | Sony Corp | 固体撮像装置とその製造方法および撮像装置 |
| US8034649B2 (en) | 2007-05-07 | 2011-10-11 | Sony Corporation | Solid state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging apparatus |
| US8288836B2 (en) | 2007-05-07 | 2012-10-16 | Sony Corporation | Solid state imaging device capable of supressing generation of dark current |
| US8334552B2 (en) | 2007-05-07 | 2012-12-18 | Sony Corporation | Solid state imaging device that suppresses generation of dark current, and imaging apparatus |
| US8410418B2 (en) | 2007-05-07 | 2013-04-02 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and imaging apparatus |
| TWI413240B (zh) * | 2007-05-07 | 2013-10-21 | Sony Corp | A solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and an image pickup device |
| TWI426602B (zh) * | 2007-05-07 | 2014-02-11 | Sony Corp | A solid-state image pickup apparatus, a manufacturing method thereof, and an image pickup apparatus |
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