JPH0653476A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH0653476A
JPH0653476A JP4203305A JP20330592A JPH0653476A JP H0653476 A JPH0653476 A JP H0653476A JP 4203305 A JP4203305 A JP 4203305A JP 20330592 A JP20330592 A JP 20330592A JP H0653476 A JPH0653476 A JP H0653476A
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JP
Japan
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vertical
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row
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Pending
Application number
JP4203305A
Other languages
English (en)
Inventor
Keisuke Masuda
啓介 増田
Masanori Omae
昌軌 大前
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
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Publication of JPH0653476A publication Critical patent/JPH0653476A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】チップサイズを大きくすることなく感光部の開
口率を増加させ、感度特性と垂直転送効率の優れた固体
撮像装置を提供する。 【構成】半導体基板表面に対し深さ方向に埋め込まれた
垂直転送電極205を凸形面と凹形面で組み合わせてn
列目(n=自然数)とし、n列目の垂直転送電極205
のフォトダイオード204側の垂直面に(2n−1)列
目の垂直電荷転送部208を配設し、フォトダイオード
209側の垂直面に2n列目の垂直電荷転送部211を
配設する。このとき、垂直転送電極205は二次元上に
配列された(2n−1)列目と2n列目のフォトダイオ
ード204,209間にのみ配設するため、感光部の開
口率の増加が得られ、全ての垂直電荷転送部208,2
11は垂直転送電極205に面しているため、効率のよ
い垂直転送が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、感光部に蓄積された信
号電荷を複数列の垂直電荷転送部により転送する固体撮
像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、感光部の開口率を大きくする高感
度化の動きと、固体撮像装置の小型化の動きがある。従
来の固体撮像装置の模式図を図4に示す。41は入射し
た光を光強度に比例した数の信号電荷に変換する感光
部、42は垂直方向へ一列に並んだ感光部41において
蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送
部、43は垂直電荷転送部42から転送された信号電荷
を水平方向に転送する水平電荷転送部、44は水平電荷
転送部43から転送された信号電荷を固体撮像装置の外
部に出力する出力部である。
【0003】このように構成された固体撮像装置につい
て、以下その動作を説明する。まず、図4において、外
部より受けた光は各感光部41に入射し、各感光部単位
で光強度に応じた量の信号電荷に光電変換される。信号
電荷は所定時間蓄積された後、垂直電荷転送部42に転
送され、垂直電荷転送部42,水平電荷転送部43を経
て出力部44に転送される。
【0004】図5は、図4において感光部41と垂直電
荷転送部42を通る要部断面で、m行,n列目の感光部
(m,n=自然数)とn列目の垂直電荷転送部(n=自
然数)の拡大図を示す。501,502は外部光を感光
部41以外に入射させないように配した遮光膜、50
3,510は入射光を光電変換し信号電荷として蓄積を
行う感光部としてのフォトダイオード、504,511
は前記感光部41から前記垂直電荷転送部42へ信号電
荷の転送を行うための読み出し電極を兼用した垂直転送
電極、505は垂直転送電極504,511と半導体基
板とを遮るための酸化シリコンなどの絶縁膜、506は
図4に示した感光部41と垂直電荷転送部42を遮るた
めの読み出しチャネル、507,512は垂直方向に信
号電荷を転送するための垂直電荷転送部、508,50
9は水平方向での信号電荷の混合を遮るための素子分離
層である。
【0005】まず、外部光は遮光膜501,502で遮
られ、遮光膜501,502で覆われていないフォトダ
イオード503とフォトダイオード510にのみ入射す
る。フォトダイオード503とフォトダイオード510
では入射光の強度に応じた光電変換が各フォトダイオー
ドで独立に行われ、信号電荷として蓄積される。垂直転
送電極504と絶縁膜505と読み出しチャネル506
は部分513にてMOS構造を形成し、この部分513
で読み出し電極を構成するので、垂直転送電極504に
読み出し電圧が印加されると、フォトダイオード503
に蓄積された信号電荷は垂直電荷転送部507に転送さ
れる。垂直電荷転送部507は図4に示した垂直電荷転
送部42のn列目(n=自然数)の一部であり、垂直電
荷転送部42に転送された信号電荷は水平電荷転送部4
3を経て出力部44より外部へ出力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな従来の構成では、垂直転送電極のチャネルをチップ
表面に対し水平な面で感光部の両側に構成しているた
め、感光部の開口率が大きくとれないという問題があっ
た。
【0007】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、垂直転送電極をチップ表面に対し垂直な面に埋め込
み、チャネルをチップ表面に対し垂直な面で構成して感
光部の開口率を大きくし、さらに垂直転送電極のチャネ
ルの転送効率を向上することにより、高感度が得られる
固体撮像装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体撮像装置は、二次元上に配列された2N
列(N=自然数)の感光部の、(2n−1)列目(n=
自然数)の感光部と2n列目(n=自然数)の感光部の
間に、半導体基板表面に対し深さ方向に埋め込んだ、n
列目(n=自然数)の転送電極板を有し、前記n列目の
転送電極板の前記(2n−1)列目の感光部側の垂直面
に(2n−1)列目の電荷転送部(n=自然数)を配置
し、前記n列目の転送電極板の前記2n列目の感光部側
の垂直面に2n列目の電荷転送部(n=自然数)を配置
し、前記転送電極板の一方が撮像素子上面よりみて凸形
で、他方が凹形であり、隣合う転送電極板の凸部と凹部
が絶縁体を挟み組み合わされたものである。
【0009】
【作用】上記構成のように、転送電極板を埋め込むこと
により、電荷転送部のチップ表面を占める割合が減少
し、感光部のチップ表面を占める割合を大きくすること
ができる。また、転送電極板を凸形面と凹形面で組み合
わせることにより、隣合う転送電極板は隙間なく並ぶ配
置となり、転送電極板に同一電圧が印加されたときのチ
ャネルのポテンシャル分布が一様となり、垂直転送効率
が劣化することなく、感度特性の優れた固体撮像装置を
実現できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の一実施例における
固体撮像装置の模式図を示す。図1において、11は入
射した光を光強度に応じた量の信号電荷に変換する感光
部、12は両側二列の感光部11において蓄積された信
号電荷を各列混合することなく垂直方向に転送する垂直
電荷転送部、13は垂直電荷転送部12から転送された
信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部、14は
水平電荷転送部13から転送された信号電荷を固体撮像
装置の外部に出力する出力部である。
【0011】このように構成された固体撮像装置につい
て、以下その動作を説明する。まず、図1において、外
部より受けた光は各感光部11に入射し、前記各感光部
単位で光強度に応じた量の信号電荷に光電変換される。
この信号電荷は所定時間蓄積された後、垂直電荷転送部
12に転送され、垂直電荷転送部12,水平電荷転送部
13を経て出力部14に転送される。
【0012】図2は、図1において感光部11と垂直電
荷転送部12を通る要部断面で、m行,(2n−1)列
目の感光部(m,n=自然数)と(2nー1)列目の垂
直電荷転送部(n=自然数)と2n列目の垂直電荷転送
部(n=自然数)とm行,2n列目の感光部(m,n=
自然数)の拡大図を示す。201,202,203は外
部光を前記感光部11以外に入射させないように配した
遮光膜、204と209は入射光を光電変換し信号電荷
として蓄積を行う(2n−1)列目と2n列目の感光部
としてのフォトダイオード、205は感光部11から垂
直電荷転送部12へ信号電荷の転送を行うための読み出
し電極を兼用した垂直転送電極、206は垂直転送電極
205と半導体基板とを遮るための絶縁膜、207と2
10は図1に示した感光部11と垂直電荷転送部12を
遮るための読み出しチャネル、208と211はダイオ
ード204とダイオード209の間で半導体基板表面に
対して深さ方向に埋め込んだ垂直転送電極205部分の
両側垂直面に配置された垂直方向に信号電荷を転送する
ための垂直電荷転送部、212は前記垂直電荷転送部2
08と前記垂直電荷転送部211に転送された電荷の混
合を遮るための電荷分離層、213と214は水平方向
での信号電荷の混合を遮るための素子分離層である。
【0013】図3は、図1に示す垂直電荷転送部12の
(2n−1)列目(n=自然数)の拡大図で、図2のX
−Yを通るチップ表面に対し水平な面で切断した断面図
を示す。301〜303は垂直転送電極、304〜30
6は垂直電荷転送部、309は垂直転送電極301,3
02,303と垂直電荷転送部304〜306を分離す
る絶縁膜で、図2に示す絶縁膜206の一部である。こ
こで、垂直転送電極301〜303は撮像素子上面より
みて一方が凸形で、他方が凹形であり、隣合う垂直転送
電極の凸部と凹部が絶縁膜309を挟み組み合わされ構
造に構成されている。
【0014】まず、図2において、外部光は遮光膜20
1〜203で遮られ、遮光膜201〜203で覆われて
いないフォトダイオード204とフォトダイオード20
9にのみ入射する。フォトダイオード204とフォトダ
イオード209では入射光の強度に応じた光電変換が各
フォトダイオードで独立に行われ、信号電荷として蓄積
される。垂直転送電極205と絶縁膜206と読み出し
チャネル207は部分215にてMOS構造を形成し、
この部分215で読み出し電極を構成し、さらに、垂直
転送電極205と絶縁膜206と読み出しチャネル21
0は部分216にてMOS構造を形成し、この部分21
6で読み出し電極を構成するため、垂直転送電極205
に読み出し電圧が印加されることによりフォトダイオー
ド204に蓄積された信号電荷は垂直電荷転送部208
に転送され、フォトダイオード209に蓄積された信号
電荷は垂直電荷転送部211に転送される。垂直電荷転
送部208,211に転送されたそれぞれの電荷は、電
荷分離層212に十分な障壁を持つため、それぞれ独立
としている。垂直電荷転送部208,211はそれぞれ
図1に示した垂直電荷転送部12の(2n−1)列目,
2n列目(n=自然数)の一部であり、垂直電荷転送部
208,211に転送された信号電荷は垂直転送電極2
05により水平電荷転送部13へ転送される。水平電荷
転送部13へ転送された信号電荷は出力部14より外部
へ出力される。
【0015】次に、図3において、垂直転送電極30
1,302に”H”電圧を印加し、垂直転送電極303
に”L”電圧を印可したとき、垂直電荷転送部304,
305は深いチャネルを形成し、垂直電荷転送部306
はチャネルを閉鎖する。また、垂直転送電極301〜3
03は凸形面と凹形面で組み合わせているため、矢印
(イ)に示すように発生する電界により垂直電荷転送部
307のチャネルは浅くなることなく、垂直電荷転送部
304,305と一様に深く形成される。これにより、
チャネルのポテンシャル分布が一様となり、垂直転送効
率が劣化することはない。また、垂直電荷転送部308
のチャネルは垂直電荷転送部305のチャネルと垂直電
荷転送部306のチャネルを結び、垂直電荷転送部の電
位の変化がなだらかに形成される。このため信号電荷
は、垂直電荷転送部12で減衰することなく水平電荷転
送部13に転送される。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、チップ表
面に対し垂直に埋め込まれた垂直転送電極板を凸形面と
凹形面で組み合わせて一列とし、この一列の転送電極板
の両垂直面に二列の垂直電荷転送部を独立に構成するこ
とにより、垂直電荷転送部のチップ表面を占有する面積
を減らすことができて、感光部の開口率を増加でき、さ
らに優れた垂直転送効率と感度特性を得ることができる
固体撮像装置を実現できるものであり、その実用効果は
絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の固体撮像装置の模式図
【図2】本発明の一実施例の固体撮像装置における感光
部と垂直電荷転送部を通る要部断面図
【図3】図2のX−Yを通るチップ表面に対し水平な面
で切断した断面図
【図4】従来の固体撮像装置の模式図
【図5】従来の固体撮像装置における感光部と垂直電荷
転送部を通る要部断面図
【符号の説明】 11 入射光を光強度に応じた量の信号電荷
に変換する感光部 12 信号電荷を垂直方向に転送する垂直電
荷転送部 13 信号電荷を水平方向に転送する水平電
荷転送部 14 信号電荷を固体撮像装置の外部へ出力
する出力部 201〜203 遮光膜 204,209 フォトダイオード(感光部) 205 垂直転送電極 206 絶縁膜 208,211 垂直電荷転送部 212 電荷分離層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次元上に配列された2N列(N=自然
    数)の感光部の、(2n−1)列目(n=自然数)の感
    光部と2n列目(n=自然数)の感光部の間に、半導体
    基板表面に対し深さ方向に埋め込んだ、n列目(n=自
    然数)の転送電極板を有し、前記n列目の転送電極板の
    前記(2n−1)列目の感光部側の垂直面に(2n−
    1)列目の電荷転送部(n=自然数)を配置し、前記n
    列目の転送電極板の前記2n列目の感光部側の垂直面に
    2n列目の電荷転送部(n=自然数)を配置し、前記転
    送電極板の一方が撮像素子上面よりみて凸形で、他方が
    凹形であり、隣合う転送電極板の凸部と凹部が絶縁体を
    挟み組み合わされた固体撮像装置。
JP4203305A 1992-07-30 1992-07-30 固体撮像装置 Pending JPH0653476A (ja)

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JP4203305A JPH0653476A (ja) 1992-07-30 1992-07-30 固体撮像装置

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JPH0653476A true JPH0653476A (ja) 1994-02-25

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981988A (en) * 1996-04-26 1999-11-09 The Regents Of The University Of California Three-dimensional charge coupled device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58212176A (ja) * 1982-06-02 1983-12-09 Nec Corp 電荷転送装置
JPH02164072A (ja) * 1988-12-19 1990-06-25 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像装置および該装置に用いられる電荷転送装置ならびにその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58212176A (ja) * 1982-06-02 1983-12-09 Nec Corp 電荷転送装置
JPH02164072A (ja) * 1988-12-19 1990-06-25 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像装置および該装置に用いられる電荷転送装置ならびにその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981988A (en) * 1996-04-26 1999-11-09 The Regents Of The University Of California Three-dimensional charge coupled device

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