JPH0618267B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH0618267B2 JPH0618267B2 JP61256357A JP25635786A JPH0618267B2 JP H0618267 B2 JPH0618267 B2 JP H0618267B2 JP 61256357 A JP61256357 A JP 61256357A JP 25635786 A JP25635786 A JP 25635786A JP H0618267 B2 JPH0618267 B2 JP H0618267B2
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
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- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H01L27/14831—
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、固体撮像装置に係わり、特にラインアドレス
形ＣＣＤセンサを用いた装置に適用して好適な固体撮像
装置に関する。
形ＣＣＤセンサを用いた装置に適用して好適な固体撮像
装置に関する。
（従来の技術） 一水平方向画素列毎の信号電荷を選択的に読み出す周知
のラインアドレス形エリアイメージセンサ等において
は、一感光素子に対しＣＣＤの転送電極が１個づつ対形
成される構造が採用されている。このように一感光素子
に対して一転送電極が対形成された従来の固体撮像装置
の部分平面構造図を第４図に示す。
のラインアドレス形エリアイメージセンサ等において
は、一感光素子に対しＣＣＤの転送電極が１個づつ対形
成される構造が採用されている。このように一感光素子
に対して一転送電極が対形成された従来の固体撮像装置
の部分平面構造図を第４図に示す。
同図において、梨地で示した領域１が例えばｎ形不純物
層から成る感光素子で、太線で囲んだ部分２，３が各々
異なる電圧が印加される転送電極（ＣＣＤ電極）であ
る。これら転送電極２，３下には、各感光素子１から電
荷を読み出すための読み出しチャネル４及び各水平画素
列毎に読み出された電荷を垂直方向（Ｙ方向）へ転送す
るための転送チャネル５が埋込み形成されている。これ
らチャネル４，５を形成する層及び感光素子１の周囲に
は、斜線で示すように、例えば高濃度Ｐ形不純物層から
成る素子分離層６，７が形成されている。転送電極２，
３は、これら垂直転送電極列の最終電極に相当するボト
ムゲート電極８に連なり、これら垂直転送電極２，３，
８には、通常、異なる位相のクロック電圧が電圧供給線
９，１０，１１から供給される。これにより電荷は転送
チャネル５内を垂直方向（Ｙ方向）に転送される。ボト
ムゲート電極８は周知の如く、一般に水平方向（Ｘ方
向）へ電荷を転送する水平転送転送（図示せず）に接続
される。
層から成る感光素子で、太線で囲んだ部分２，３が各々
異なる電圧が印加される転送電極（ＣＣＤ電極）であ
る。これら転送電極２，３下には、各感光素子１から電
荷を読み出すための読み出しチャネル４及び各水平画素
列毎に読み出された電荷を垂直方向（Ｙ方向）へ転送す
るための転送チャネル５が埋込み形成されている。これ
らチャネル４，５を形成する層及び感光素子１の周囲に
は、斜線で示すように、例えば高濃度Ｐ形不純物層から
成る素子分離層６，７が形成されている。転送電極２，
３は、これら垂直転送電極列の最終電極に相当するボト
ムゲート電極８に連なり、これら垂直転送電極２，３，
８には、通常、異なる位相のクロック電圧が電圧供給線
９，１０，１１から供給される。これにより電荷は転送
チャネル５内を垂直方向（Ｙ方向）に転送される。ボト
ムゲート電極８は周知の如く、一般に水平方向（Ｘ方
向）へ電荷を転送する水平転送転送（図示せず）に接続
される。
このような構造の転送電極では、第４図に示すように、
電圧供給線９，１０，１１はそれらの間隔がとり易いよ
うに転送電極２，３の転送方向に沿った後方の部分に接
続され、それに対応して水平方向の電極間配線２ａ，３
ａも転送電極２，３の転送方向後方部分に設けてある。
また、感光素子１は光を有効利用する上でできるだけ広
くした方が望ましいので、転送電極２，３は読出しチャ
ネル４を覆う部分だけは感光素子１側へ突出させるがそ
の他の部分は凹ませている。その結果、転送電極２，３
の各部の（Ｘ方向の）幅はＹ方向（転送方向）に沿って
異なることになるが、その場合例えば転送方向前方に向
うに従って徐々に幅が狭まって行くような形状とすれば
人間のデザイン感覚上最も自然であるため、従来は第４
図のように、転送方向最後方部分に電極間配線２ａ，３
ａを設けてここを最も幅広とし、そのすぐ前方側に読出
しチャネル４を覆う部分を設けて２番目の幅広い部分と
し、最前方部分は感光素子１に対して凹ませて最も幅狭
としている。
電圧供給線９，１０，１１はそれらの間隔がとり易いよ
うに転送電極２，３の転送方向に沿った後方の部分に接
続され、それに対応して水平方向の電極間配線２ａ，３
ａも転送電極２，３の転送方向後方部分に設けてある。
また、感光素子１は光を有効利用する上でできるだけ広
くした方が望ましいので、転送電極２，３は読出しチャ
ネル４を覆う部分だけは感光素子１側へ突出させるがそ
の他の部分は凹ませている。その結果、転送電極２，３
の各部の（Ｘ方向の）幅はＹ方向（転送方向）に沿って
異なることになるが、その場合例えば転送方向前方に向
うに従って徐々に幅が狭まって行くような形状とすれば
人間のデザイン感覚上最も自然であるため、従来は第４
図のように、転送方向最後方部分に電極間配線２ａ，３
ａを設けてここを最も幅広とし、そのすぐ前方側に読出
しチャネル４を覆う部分を設けて２番目の幅広い部分と
し、最前方部分は感光素子１に対して凹ませて最も幅狭
としている。
このように転送電極２，３の形状を決めると、読出しチ
ャネル４は電極間配線１２，１３のすぐ前方側に設けら
れることになる。そうすると、読出しチャネル４の中点
３１は感光素子１の中心点３０より転送方向後方に位置
することになる。
ャネル４は電極間配線１２，１３のすぐ前方側に設けら
れることになる。そうすると、読出しチャネル４の中点
３１は感光素子１の中心点３０より転送方向後方に位置
することになる。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、前述したように転送チャネル５は素子分離層
６，７によって他の部分と電気的に分離されているが、
読出しチャネル４の部分では当然分離層は存在しない。
この２つのチャネル部分をＸ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４で示
す切断線で切断した断面構造で示したのが第５図（ａ）
である。同図において実線で囲んだ領域３２が素子分離
領域６と同質の高濃度Ｐ形不純物層（素子分離領域７）
である場合がＸ３−Ｘ４、Ｐ形基板１７である場合がＸ
１−Ｘ２に対応する。尚、領域１８は絶縁層である。素
子分離層の不純物濃度は相対的に高いため、ｎ形の転送
チャネル５との接合による空乏層は主に転送チャネル５
側に広がり、本来電極２で制御されるべきチャネル５の
電位を下方へシフトさせる周知の狭チャネル効果をもた
らす。
６，７によって他の部分と電気的に分離されているが、
読出しチャネル４の部分では当然分離層は存在しない。
この２つのチャネル部分をＸ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４で示
す切断線で切断した断面構造で示したのが第５図（ａ）
である。同図において実線で囲んだ領域３２が素子分離
領域６と同質の高濃度Ｐ形不純物層（素子分離領域７）
である場合がＸ３−Ｘ４、Ｐ形基板１７である場合がＸ
１−Ｘ２に対応する。尚、領域１８は絶縁層である。素
子分離層の不純物濃度は相対的に高いため、ｎ形の転送
チャネル５との接合による空乏層は主に転送チャネル５
側に広がり、本来電極２で制御されるべきチャネル５の
電位を下方へシフトさせる周知の狭チャネル効果をもた
らす。
Ｘ１−Ｘ２断面においては、右端が高濃度Ｐ形層（Ｐ＋
層）に近接し左端が低濃度のＰ形基板に接するため、狭
チャネル効果は右端からのみ強く生じる。一方、Ｘ３−
Ｘ４断面では、両側をＰ＋層で囲まれるため、前者に対
し強い狭チャネル効果を受ける。この２つの断面でのチ
ャネルの左右にわたる電位分布を第５図（ｂ）に示す。
実線１９がＸ１−Ｘ２断面、破線２０がＸ３−Ｘ４断面
の電位分布であり、後者の電位が相対的に低められてい
ることがわかる。
層）に近接し左端が低濃度のＰ形基板に接するため、狭
チャネル効果は右端からのみ強く生じる。一方、Ｘ３−
Ｘ４断面では、両側をＰ＋層で囲まれるため、前者に対
し強い狭チャネル効果を受ける。この２つの断面でのチ
ャネルの左右にわたる電位分布を第５図（ｂ）に示す。
実線１９がＸ１−Ｘ２断面、破線２０がＸ３−Ｘ４断面
の電位分布であり、後者の電位が相対的に低められてい
ることがわかる。
次に、第４図のＹ１−Ｙ２に沿った断面、つまり転送方
向に沿ったチャネルの一部分の断面構造を第６図（ａ）
に示す。電荷は紙面の右から左へ転送される。この断面
に沿ってチャネルのうちの各転送電極下に形成される電
位分布を第６図（ｂ）に示す。前述のように、読出しチ
ャネル４は相対的に各転送電極の転送方向後方側に設け
られている。このため、転送チャネル４のうちの各転送
電極下において、前方の電位分布２０の方が前述の如く
低電位となる。従って、転送電荷（この場合は電子）２
２にとって、前方の低電位分布２０は電位障壁となり、
一部の電荷２２がとり残され、転送損失をもたらしてし
まうという問題がある。尚、電位２１は次段の転送電極
３下の電位を示す。
向に沿ったチャネルの一部分の断面構造を第６図（ａ）
に示す。電荷は紙面の右から左へ転送される。この断面
に沿ってチャネルのうちの各転送電極下に形成される電
位分布を第６図（ｂ）に示す。前述のように、読出しチ
ャネル４は相対的に各転送電極の転送方向後方側に設け
られている。このため、転送チャネル４のうちの各転送
電極下において、前方の電位分布２０の方が前述の如く
低電位となる。従って、転送電荷（この場合は電子）２
２にとって、前方の低電位分布２０は電位障壁となり、
一部の電荷２２がとり残され、転送損失をもたらしてし
まうという問題がある。尚、電位２１は次段の転送電極
３下の電位を示す。
本発明の目的は、かかる転送損失を無くし転送効率を高
めた固体撮像装置を提供することにある。
めた固体撮像装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） そこで本発明は、半導体基板上に形成された複数の感光
素子と、前記各感光素子からの電荷を読み出す、前記各
感光素子に対応して１つ宛形成された読み出しチャネル
と、前記各読み出しチャネルに対応して１つ宛設けら
れ、前記各読み出しチャネルに読み出された電荷を受け
取る、転送電極の複数によって形成され、前記各転送電
極で受け取った電荷を、順次隣接する転送電極方向へ転
送する、転送チャネルと、を備え、前記各読み出しチャ
ネルをその読み出しチャネルに対応する各転送電極の、
前記転送チャネルにおける電荷転送方向に沿った、前方
に偏って配置したものとして構成される。
素子と、前記各感光素子からの電荷を読み出す、前記各
感光素子に対応して１つ宛形成された読み出しチャネル
と、前記各読み出しチャネルに対応して１つ宛設けら
れ、前記各読み出しチャネルに読み出された電荷を受け
取る、転送電極の複数によって形成され、前記各転送電
極で受け取った電荷を、順次隣接する転送電極方向へ転
送する、転送チャネルと、を備え、前記各読み出しチャ
ネルをその読み出しチャネルに対応する各転送電極の、
前記転送チャネルにおける電荷転送方向に沿った、前方
に偏って配置したものとして構成される。
（作 用） 各感光素子からの電荷が、各読み出しチャネルを介し
て、転送チャネルのうちの各転送電極下に伝えられる。
而して、各読み出しチャネルは各転送電極の転送チャネ
ルの電荷転送方向に沿って、前方に偏って配置されてい
る。このため、転送チャネルのうちの各転送電極下を部
分的にみれば、そこにおける電位分布は、転送方向に沿
って前方側が高電位となる。つまり、転送チャネルの各
転送電極下においては、電荷（電子）に対する電位障壁
が形成されることはない。よって、各転送電極下におい
てみれば、電位障壁に起因した電荷の転送損失がなくな
り、且つ、電位分布は前方側が高くなることから転送速
度も向上する。
て、転送チャネルのうちの各転送電極下に伝えられる。
而して、各読み出しチャネルは各転送電極の転送チャネ
ルの電荷転送方向に沿って、前方に偏って配置されてい
る。このため、転送チャネルのうちの各転送電極下を部
分的にみれば、そこにおける電位分布は、転送方向に沿
って前方側が高電位となる。つまり、転送チャネルの各
転送電極下においては、電荷（電子）に対する電位障壁
が形成されることはない。よって、各転送電極下におい
てみれば、電位障壁に起因した電荷の転送損失がなくな
り、且つ、電位分布は前方側が高くなることから転送速
度も向上する。
（実施例） 以下、実施例により本発明を説明する。
第１図に本発明の一実施例の部分平面構造図を示す。同
図において第４図の従来例と異なる点は、各転送電極１
２，１３下において、転送チャネルの転送方向前方の偏
った位置に読出しチャネル１４が形成されている点にあ
る。また、読出しチャネル１４の位置に対応して、転送
電極１２，１３の形状も最前方部分が幅広となってい
る。その他の基本的構成は従来例と同一である。
図において第４図の従来例と異なる点は、各転送電極１
２，１３下において、転送チャネルの転送方向前方の偏
った位置に読出しチャネル１４が形成されている点にあ
る。また、読出しチャネル１４の位置に対応して、転送
電極１２，１３の形状も最前方部分が幅広となってい
る。その他の基本的構成は従来例と同一である。
このような構成において、切断線Ｘ５−Ｘ６、Ｘ７−Ｘ
８で転送チャネル５の一部における切断面は、従来例と
同様に第５図（ａ）で示され、領域３２がＰ＋層の場合
がＸ５−Ｘ６、Ｐ形基板１７の一部である場合がＸ７−
Ｘ８に相当する。従って、この場合の転送チャネルの一
部における電位分布は従来例と同様に第５図（ｂ）で示
されるが、各転送電極下の転送チャネル転送方向前方側
に相対的に高電位である電位分布１９が形成される点が
従来例と異なる。
８で転送チャネル５の一部における切断面は、従来例と
同様に第５図（ａ）で示され、領域３２がＰ＋層の場合
がＸ５−Ｘ６、Ｐ形基板１７の一部である場合がＸ７−
Ｘ８に相当する。従って、この場合の転送チャネルの一
部における電位分布は従来例と同様に第５図（ｂ）で示
されるが、各転送電極下の転送チャネル転送方向前方側
に相対的に高電位である電位分布１９が形成される点が
従来例と異なる。
その結果、各転送電極１２の転送方向に沿った切断線Ｙ
３−Ｙ４による切断面での電位分布は、第２図に示すよ
うに転送方向後方から前方へ向うに従って高電位となる
ように傾斜している。従って、電荷（電子）２２は円滑
に転送される。さらに、このような電位の傾斜によっ
て、各転送電極下において電荷２２は加速されるので、
第６図（ｂ）のように各転送電極下全面にわたってほぼ
一様な電位となる場合よりも、転送速度は高められる。
３−Ｙ４による切断面での電位分布は、第２図に示すよ
うに転送方向後方から前方へ向うに従って高電位となる
ように傾斜している。従って、電荷（電子）２２は円滑
に転送される。さらに、このような電位の傾斜によっ
て、各転送電極下において電荷２２は加速されるので、
第６図（ｂ）のように各転送電極下全面にわたってほぼ
一様な電位となる場合よりも、転送速度は高められる。
第３図に本発明の他の実施例を示す。この実施例は電極
間配線３４ａ，３５ａを転送電極３４，３５の転送方向
前方側に設けこれに応じて転送電極３４，３５と電圧供
給線９，１０との接続も転送方向前方側で行なっている
点が第１図の実施例と異なるだけで、その他の基本的構
成及びその作用効果については前実施例と同一である。
間配線３４ａ，３５ａを転送電極３４，３５の転送方向
前方側に設けこれに応じて転送電極３４，３５と電圧供
給線９，１０との接続も転送方向前方側で行なっている
点が第１図の実施例と異なるだけで、その他の基本的構
成及びその作用効果については前実施例と同一である。
本発明によれば、各読出しチャネルを各転送電極に対し
て、転送チャネルにおける転送方向に沿って転送方向前
方に偏って配置したので、転送チャネルにおける各転送
電極下についてみれば、そこにおける電位分布が、転送
チャネルにおける前方側が高電位となる分布となり、各
々の転送電極下の電荷が転送チャネルにおける転送方向
に転送されるのを妨げる電位障壁が形成されず、これに
より転送損失が生じることなく、且つ各転送電極下にお
いて転送方向前方側が高電位となることから転送速度を
高めることができる。
て、転送チャネルにおける転送方向に沿って転送方向前
方に偏って配置したので、転送チャネルにおける各転送
電極下についてみれば、そこにおける電位分布が、転送
チャネルにおける前方側が高電位となる分布となり、各
々の転送電極下の電荷が転送チャネルにおける転送方向
に転送されるのを妨げる電位障壁が形成されず、これに
より転送損失が生じることなく、且つ各転送電極下にお
いて転送方向前方側が高電位となることから転送速度を
高めることができる。
第１図は本発明の一実施例の部分平面構造図、 第２図は第１図のＹ３−Ｙ４断面の電位分布図、 第３図は本発明の他の実施例の部分平面構造図、 第４図は従来の固体撮像装置の部分平面構造図、 第５図は第４図のＸ１−Ｘ２、Ｘ３−Ｘ４断面及び第１
図のＸ５−Ｘ６、Ｘ７−Ｘ８断面の断面構造及び電位分
布を示す図。 第６図は第４図のＹ１−Ｙ２断面の断面構造及び電位分
布を示す図。 １……感光素子、５……転送チャネル、１２，１３……
ＣＣＤの転送電極、１４……読出しチャネル、１７……
Ｐ形基板、Ｘ……水平方向、Ｙ……垂直方向（転送方
向）。
図のＸ５−Ｘ６、Ｘ７−Ｘ８断面の断面構造及び電位分
布を示す図。 第６図は第４図のＹ１−Ｙ２断面の断面構造及び電位分
布を示す図。 １……感光素子、５……転送チャネル、１２，１３……
ＣＣＤの転送電極、１４……読出しチャネル、１７……
Ｐ形基板、Ｘ……水平方向、Ｙ……垂直方向（転送方
向）。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に形成された複数の感光素子
と、 前記各感光素子からの電荷を読み出す、前記各感光素子
に対応して１つ宛形成された読み出しチャネルと、 前記各読み出しチャネルに対応して１つ宛設けられ、前
記各読み出しチャネルに読み出された電荷を受け取る、
転送電極の複数によって形成され、前記各転送電極で受
け取った電荷を、順次隣接する転送電極方向へ転送す
る、転送チャネルと、を備え、 前記各読み出しチャネルをその読み出しチャネルに対応
する各転送電極の、前記転送チャネルにおける電荷転送
方向に沿った、前方に偏って配置し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 |
|---|---|---|---|
| JP61256357A JPH0618267B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256357A JPH0618267B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110668A JPS63110668A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0618267B2 true JPH0618267B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=17291558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256357A Expired - Fee Related JPH0618267B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618267B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6074475A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-26 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| JPS62126667A (ja) * | 1985-11-27 | 1987-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像素子 |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61256357A patent/JPH0618267B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63110668A (ja) | 1988-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |